DE102005028224B4 - Halbleiterbauteil mit einem Transistor - Google Patents

Halbleiterbauteil mit einem Transistor Download PDF

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Abstract

Halbleiterbauteil mit einem Transistor (1), mit einem Halbleiterkörper (2), in dem ein Zellenfeldbereich (3) und ein Randbereich (4) ausgebildet sind, wobei der Randbereich (4) den Zellenfeldbereich (3) wenigstens teilweise umgibt beziehungsweise an diesen angrenzt, und wobei – im oberen Teil des Zellenfeldbereichs (3) ein Sourcebereich (5), und im unteren Teil des Zellenfeldbereichs (3) ein Drainbereich (6) ausgebildet sind, – innerhalb des Randbereichs (4) eine elektrische Randleitungsstruktur (13) vorgesehen ist, die oberhalb des Halbleiterkörpers (2) angeordnet, mit diesem kapazitiv gekoppelt und gegenüber diesem elektrisch isoliert ist, und – unterhalb der elektrischen Randleitungsstruktur innerhalb des Halbleiterkörpers (2) eine Randtrenchstruktur (15) vorgesehen ist, in die eine gegenüber dem Halbleiterkörper (2) isolierte Randelektrodenstruktur (16) eingebettet ist, wobei – die Randelektrodenstruktur (16) auf ein zwischen Drainpotenzial und Sourcepotenzial liegendes Potenzial oder auf Sourcepotenzial gesetzt ist und – die elektrische Randleitungsstruktur (13) ein durch eine Isolationsschicht (14) von der Randelektrodenstruktur (16) beabstandeter und elektrisch getrennter Teil eines entsprechenden Speicherbereichs/Logikbereichs/Ansteuerbereichs ist, und wobei die Randtrenchstruktur (15) mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Randtrenches aufweist, in denen jeweils, in einer vom Zellenfeldbereich zum Randbereich verlaufenden lateralen Richtung, eine einzelne Randelektrode ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Transistor, der einen Halbleiterkörper aufweist, in dem ein Zellenfeldbereich und ein Randbereich ausgebildet sind, wobei der Randbereich den Zellenfeldbereich wenigstens teilweise umgibt bzw. an diesen angrenzt, und wobei im oberen Teil des Zellenfeldbereichs ein Sourcebereich, und im unteren Teil des Zellenfeldbereichs ein Drainbereich ausgebildet sind.
  • Transistoren der oben genannten Art weisen innerhalb des Randbereichs gewöhnlicherweise Randelektrodenstrukturen oder Randleitungsstrukturen auf, die oberhalb des Halbleiterkörpers angeordnet und gegenüber diesem elektrisch isoliert sind. Die Randelektrodenstrukturen bzw. Randleitungsstrukturen dienen hierbei zur Kontaktierung bestimmter Teile innerhalb des Zellenfeldbereichs bzw. zur Ansteuerung des Zellenfeldbereichs. Ein Nachteil derartiger Transistoren ist, dass innerhalb des Randbereichs kapazitive Kopplungen zwischen dem im Drainbereich vorherrschenden Drainpotenzial und der Randelektrodenstruktur/Randleitungsstruktur auftreten können. Eine derartige Kopplung stört das innerhalb der Randelektrodenstruktur vorherrschende Potenzial bzw. innerhalb der Randleitungsstruktur geführte Signale. Dies kann bei Leistungstransistoren zu verzögertem Schaltverhalten und damit zu erhöhter Verlustleistung führen.
  • Aus den Druckschriften WO 03/023 861 A2 , DE 199 01 386 A1 und DE 102 12 149 A1 sind Grabentransistorvorrichtungen bekannt. Aus den Druckschriften DE 100 41 344 A1 und US 2005/0 098 846 A1 sind Transistorvorrichtgen mit Kompensationsstrukturen bekannt.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, ein Halbleiterbauteil mit einem Transistor anzugeben, mit dem dieser Nachteil umgangen werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung Halbleiterbauteile gemäß den Patentansprüchen 1, 9 und 11 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen des Erfindungsgedankens finden sich in den Unteransprüchen.
  • Das Halbleiterbauelement weist einen Halbleiterkörper auf, in dem ein Zellenfeldbereich und ein Randbereich ausgebildet sind, wobei der Randbereich den Zellenfeldbereich wenigstens teilweise umgibt beziehungsweise an diesen angrenzt. Im oberen Teil des Zellenfeldbereichs sind ein Sourcebereich, und im unteren Teil des Zellenfeldbereichs ein Drainbereich ausgebildet. Innerhalb des Randbereichs ist eine erste Randelektrodenstruktur und/oder eine Randleitungsstruktur vorgesehen, die oberhalb des Halbleiterkörpers angeordnet und gegenüber diesem elektrisch isoliert sind. Unterhalb der ersten Randelektrodenstruktur und/oder Randleitungsstruktur ist innerhalb des Halbleiterkörpers eine Randtrenchstruktur vorgesehen, in die eine gegenüber dem Halbleiterkörper isolierte zweite Randelektrodenstruktur eingebettet ist. Die zweite Randelektrodenstruktur ist hierbei auf ein zwischen Drain- und Sourcepotenzial liegendes Potenzial gesetzt. Des Weiteren kann die Randelektrodenstruktur auf Sourcepotenzial liegen.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene zweite Randelektrodenstruktur bewirkt eine Reduzierung der kapazitiven Kopplung zwischen dem Drainpotenzial und der ersten Randelektrodenstruktur/der Randleitungsstruktur, da durch die zweite Randelektrodenstruktur ein ”Herausdrängen” des elektrischen Felds aus dem von der zweiten Randtrenchstruktur durchsetzten Teil des Halbleiterkörperbereichs bewirkt werden kann.
  • Der Transistor kann beispielsweise als Trenchtransistor ausgestaltet sein. In diesem Fall ist innerhalb des Zellenfeldbereichs eine Zellenfeldtrenchstruktur ausgebildet, in die eine Zellenfeldelektrodenstruktur eingebettet ist, die gegenüber dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert ist und eine Gateelektrodenstruktur (im Chip) aufweist. Die Zellenfeldelektrodenstruktur kann hierbei eine Feldelektrodenstruktur aufweisen, die zumindest teilweise unterhalb der Gateelektrodenstruktur vorgesehen ist. Ein derartiger Trenchtransistor ist unter der Bezeichnung ”Feldplatten-Transistor” bekannt.
  • Die Randtrenchstruktur weist in einer bevorzugten Ausführungsform mehrere parallel zueinander verlaufende Randtrenches auf. Die Abmessungen der Randtrenches entsprechen hierbei vorzugsweise den Abmessungen der Zellenfeldtrenches oder fallen kleiner als die Abmessungen der Zellenfeldtrenches aus. Vorteil hierbei ist, dass die Randtrenches zusammen mit den Zellenfeldtrenches in einem gemeinsamen Prozessschritt herstellbar sind; zur Herstellung der Randtrenches ist kein eigener Prozessschritt notwendig.
  • Vorzugsweise entsprechen die Abmessungen der Mesagebiete (die zwischen den Trenches befindlichen Gebiete des Halbleiterkörpers) zwischen den Randtrenches in etwa den Abmessungen der Mesagebiete zwischen den Zellenfeldtrenches oder fallen kleiner als die Abmessungen der Mesagebiete zwischen den Zellenfeldtrenches aus. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, d. h. die Abmessungen der Mesagebiete zwischen den Randtrenches können auch größer ausfallen als die Abmessungen der Mesagebiete zwischen den Zellenfeldtrenches.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Abmessungen der Mesagebiete zwischen den Randtrenches so bemessen, dass innerhalb der Mesagebiete vorhandene Ladungen im Sperrzustand vollständig aus den Mesagebieten ausgeräumt werden. Auf diese Art und Weise lässt sich eine besonders gute Absenkung der kapazitiven Kopplung zwischen Drainpotenzial und der ersten Randelektrodenstruktur/Randleitungsstruktur erzielen. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, d. h. die Abmessungen der Mesagebiete zwischen den Randtrenches können auch so ausfallen, dass innerhalb der Mesagebiete vorhandene Ladungen im Sperrzustand nicht vollständig aus den Mesagebieten ausgeräumt werden. Die erste Randelektrodenstruktur kann beispielsweise eine auf Gatepotenzial liegende Ringelektrode sein, die mit der Gateelektrodenstruktur elektrisch verbunden ist und zur Kontaktierung der Gateelektrodenstruktur bzw. zur Gleichverteilung des Gatepotenzials über die Gateelektrodenstruktur dient. In diesem Fall ist die erste Randelektrodenstruktur mit der Gateelektrodenstruktur elektrisch verbunden.
  • Die Erfindung stellt des Weiteren einen Transistor bereit, der einen Halbleiterkörper des einen Leitungstyps aufweist, wobei in dem Halbleiterkörper ein Zellenfeldbereich und ein Randbereich ausgebildet sind, und der Randbereich den Zellenfeldbereich wenigstens teilweise umgibt beziehungsweise an diesen angrenzt. Im oberen Teil des Zellenfeldbereichs ist ein Sourcebereich, und im unteren Teil des Zellenfeldbereichs ein Drainbereich ausgebildet. Innerhalb des Randbereichs sind eine Randelektrodenstruktur und/oder Randleitungsstruktur vorgesehen, die oberhalb des Halbleiterkörpers angeordnet und gegenüber diesem elektrisch isoliert ist. Unterhalb der ersten Randelektrodenstruktur und/oder elektrischen Randleitungsstruktur ist innerhalb des Halbleiterkörpers eine Kompensationsstruktur des anderen Leitungstyps vorgesehen, die auf ein zwischen Drainpotenzial und Sourcepotenzial liegendes Potenzial gesetzt ist. Vorzugsweise liegt das Potenzial der Kompensationsstruktur auf Sourcepotenzial.
  • Die Kompensationsstruktur hat einen ähnlichen Effekt wie die vorangehende zweite Randelektrodenstruktur: Im Sperrfall des Transistors werden im Bereich des Halbleiterkörpers, der unter der ersten Randelektrodenstruktur/Randleitungsstruktur vorgesehen ist, vorhandene Ladungsträger ausgeräumt; auf diese Art und Weise kann eine Absenkung der kapazitiven Kopplung zwischen Drainpotenzial und Randelektrodenstruktur/Randleitungsstruktur bewirkt werden.
  • Die Erfindung stellt in ihrer allgemeinsten Form ein Halbleiterbauteil mit einem auf variierendem Potenzial liegenden Halbleiterkörper des einen Leitungstyps bereit. Oberhalb des Halbleiterkörpers ist eine erste Elektrodenstruktur und/oder Leitungsstruktur vorgesehen, die gegenüber dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert ist. Unterhalb der ersten Elektrodenstruktur und/oder Leitungsstruktur (d. h. innerhalb des Halbleiterkörpers) ist eine Kompensationsstruktur des anderen Leitungstyps vorgesehen, die auf ein sich vom variierenden Potenzial des Halbleiterkörpers unterscheidendes Potenzial gesetzt ist. Alternativ bzw. zusätzlich ist eine unterhalb der ersten Elektrodenstruktur und/oder Leitungsstruktur (d. h. innerhalb des Halbleiterkörpers) eine Randtrenchstruktur vorgesehen, in die eine gegenüber dem Halbleiterkörper isolierte zweite Elektrodenstruktur eingebettet ist. Das Potenzial der zweiten Elektrodenstruktur unterscheidet sich von dem variierenden Potenzial des Halbleiterkörpers.
  • Das Potenzial der zweiten Elektrodenstruktur bzw. der Kompensationsstruktur ist vorzugsweise ein festes Potenzial, z. B. Massepotenzial.
  • Die Erfindung lässt sich auf beliebige Halbleiterbauteile anwenden, z. B. auf einen Speicherchip, Logikchip oder ein Leistungs-Halbleiterbauteil, wobei die Elektrodenstruktur und/oder Leitungsstruktur jeweils Teil entsprechender Speicherbereiche/Logikbereiche/Ansteuerbereiche ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figur in beispielsweiser Ausführungsform erläutert. Es zeigt:
  • 1 ein Ausschnitts einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transistors in Querschnittsdarstellung.
  • 1 zeigt einen Trenchtransistor 1, der einen Halbleiterkörper 2 aufweist, in dem ein Zellenfeldbereich 3 sowie ein Randbereich 4 ausgebildet sind. Der Randbereich 4 umgibt den Zellenfeldbereich 3. Im oberen Teil des Zellenfeldbereichs 3 ist ein Sourcebereich 5, und im unteren Bereich des Zellenfeldbereichs 3 ein Drainbereich 6 ausgebildet. Innerhalb des Zellenfeldbereichs 3 ist eine Zellenfeldtrenchstruktur 7 vorgesehen, in die eine Zellenfeldelektrodenstruktur eingebettet ist, die gegenüber dem Halbleiterkörper 2 mittels einer ersten und zweiten Isolationsschicht 9 1 und 9 2 elektrisch isoliert ist. Die Zellenfeldelektrodenstruktur 8 weist eine Gateelektrodenstruktur 10 sowie eine Feldelektrodenstruktur 11 auf, die voneinander durch eine Isolationsschicht 12 elektrisch isoliert werden. Innerhalb des Randbereichs 3 ist eine Randelektrodenstruktur 13 (Gate-Randring) vorgesehen, die oberhalb des Halbleiterkörpers 2 angeordnet ist und gegenüber diesem mittels einer Isolationsschicht 14 elektrisch isoliert ist. Unterhalb der Randelektrodenstruktur 13 ist eine Randtrenchstruktur 15 vorgesehen, die in dieser Ausführungsform aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Randtrenches besteht. In die Randtrenchstruktur 15 ist eine mittels der Isolationsschichten 9 1 und 9 2 gegenüber dem Halbleiterkörper 2 elektrisch isolierte Randelektrodenstruktur 16 eingebettet, deren Potenzial auf Sourcepotenzial liegt.
  • Die Mesagebiete 17 zwischen den Randtrenches sind so ausgestaltet, dass im Sperrfall des Trenchtransistors 1 eine vollständige Ausräumung von innerhalb der Mesagebiete 17 vorhandenen Ladungsträgern bewirkt werden kann. Hierdurch kann eine optimale Reduzierung der Kopplung zwischen der Randelektrodenstruktur 13 und des innerhalb des Drainbereichs 6 vorherrschenden Drainpotenzials bewirkt werden.
  • In der folgenden Beschreibung sollen weitere Aspekte der Erfindung erläutert werden:
    Bei aktuellen Power-MOSFETs (Metall-Oxid-Semiconductor-Feldeffekttransistor) wird neben einem möglichst geringen Durchlasswiderstand auch die Reduzierung der Gate-Drain-Rückwirkungskapazität immer wichtiger. Diese Kapazität ist wesentlich für dynamische Schaltverluste verantwortlich. Im aktiven Zellenfeld von Trenchtransistoren kann dies z. B. durch die Einführung einer Sourceelektrode unter der Gateelektrode realisiert werden. Durch die rasch fortschreitende Reduzierung des spezifischen Widerstandes von Technologiegeneration zu Technologiegeneration und des damit verbundenen Shrinks des Silizium-Chips gewinnt der Beitrag der Randkonstruktion an der gesamten Produkt-Rückwirkungskapazität immer mehr an Bedeutung. Aus diesem Grund muss bei Vorhandensein eines Gate-Randringes darauf geachtet werden, dass die kapazitive Ankopplung des Drainpotenzials an den Gate-Randring minimal wird. Im Folgenden wird gezeigt, wie dies ohne zusätzliche Lithografie-Maske auf einfache Art und Weise realisiert werden kann.
  • Die Reduzierung der kapazitiven Ankopplung wird im Stand der Technik dadurch erzielt, dass die im Zellenfeld vorhandene Source-Poly-Elektrode mit Hilfe einer Lackmaske beim Rückätzen abgedeckt wird und als leitfähige, auf Sourcepotenzial liegende Zwischenschicht das im Substrat anliegende Drainpotenzial gegenüber des oben liegenden Gate-Ringes abschirmt. Nachteilig im Prozess wirkt sich hierbei die erhöhte Topologie und die lokal reduzierte ”open area” bei der Trenchätzung aus. Außerdem kann nicht auf Source-Poly-Lithografie verzichtet werden, selbst wenn dies aus Gründen einer intelligenten Ankontaktierung Metall-Source-Poly (”3-Masken-Prozess”) denkbar wäre.
  • Erfindungsgemäß wird durch eng nebeneinander liegende Trenches, gefüllt mit dickem Feldoxid und leitfähigem Polysilizium (kontaktiert auf Sourcepotenzial), bei anliegender Drainspannung am Substrat im Silizium zwischen den Trenches das elektrische Feld herausgedrängt. Damit kann die kapazitive Kopplung zwischen Drain und Gatering (auf Zwischenoxid über den Trenches) erheblich reduziert werden. Diese Strukturen können ohne zusätzliche Masken (beim 3-Masken-Prozess nur durch Trench) hergestellt werden. Es ergeben sich keine Topologiestufen, die nachfolgende kritische lithografische Ebenen (z. B. Kontaktloch) negativ beeinflussen. Die lokale ”open area” beim Trenchätzen ist für Chip-Rand und aktives Zellenfeld vorzugsweise ngleich, was für eine stabile Plasma-Trench-Ätzung wünschenswert ist.
  • Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist demnach das Verwenden von dicht nebeneinander liegenden Trenches, die mit Sourceelektroden gefüllt sind, die durch eine laterale Feldplattenwirkung verhindern, dass das Drainpotenzial der Rückseite an die Oberfläche des Halbleiterkörpers gelangt. Dieser Effekt kann zur Abschirmung elektrischer Leitungen ausgenutzt werden.
  • Die Erfindung kann beispielsweise im Zusammenhang mit Power-MOSFETS angewandt werden (siehe 1): Erzielt wird eine Verringerung der kapazitiven Kopplung Drainpotenzial-zu-Gatering. Die Erfindung kann beispielsweise im Zusammenhang mit SMART Power/Logik (vorzugsweise bei Technologien, die einen Trench verwenden) angewandt werden: Erzielt wird eine Abschirmung des Übersprechverhaltens Substrat-Logikleitung an der Halbleiterkörper-Oberfläche. Bei CoolMOSTM-Technologien ist auch eine p-/n-Säulenstruktur in der Epi-Schicht möglich, die durch das Kompensationsprinzip das Drainpotenzial vom Metall-Gatering auf Zwischenoxid abschirmt.
  • Referenzen:

Claims (12)

  1. Halbleiterbauteil mit einem Transistor (1), mit einem Halbleiterkörper (2), in dem ein Zellenfeldbereich (3) und ein Randbereich (4) ausgebildet sind, wobei der Randbereich (4) den Zellenfeldbereich (3) wenigstens teilweise umgibt beziehungsweise an diesen angrenzt, und wobei – im oberen Teil des Zellenfeldbereichs (3) ein Sourcebereich (5), und im unteren Teil des Zellenfeldbereichs (3) ein Drainbereich (6) ausgebildet sind, – innerhalb des Randbereichs (4) eine elektrische Randleitungsstruktur (13) vorgesehen ist, die oberhalb des Halbleiterkörpers (2) angeordnet, mit diesem kapazitiv gekoppelt und gegenüber diesem elektrisch isoliert ist, und – unterhalb der elektrischen Randleitungsstruktur innerhalb des Halbleiterkörpers (2) eine Randtrenchstruktur (15) vorgesehen ist, in die eine gegenüber dem Halbleiterkörper (2) isolierte Randelektrodenstruktur (16) eingebettet ist, wobei – die Randelektrodenstruktur (16) auf ein zwischen Drainpotenzial und Sourcepotenzial liegendes Potenzial oder auf Sourcepotenzial gesetzt ist und – die elektrische Randleitungsstruktur (13) ein durch eine Isolationsschicht (14) von der Randelektrodenstruktur (16) beabstandeter und elektrisch getrennter Teil eines entsprechenden Speicherbereichs/Logikbereichs/Ansteuerbereichs ist, und wobei die Randtrenchstruktur (15) mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Randtrenches aufweist, in denen jeweils, in einer vom Zellenfeldbereich zum Randbereich verlaufenden lateralen Richtung, eine einzelne Randelektrode ausgebildet ist.
  2. Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor ein Trenchtransistor ist, wobei innerhalb des Zellenfeldbereichs (3) eine Zellenfeldtrenchstruktur (7) ausgebildet ist, in die eine Zellenfeldelektrodenstruktur (8) eingebettet ist, die gegenüber dem Halbleiterkörper (2) elektrisch isoliert ist und eine Gateelektrodenstruktur (10) aufweist.
  3. Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenfeldelektrodenstruktur (8) eine Feldelektrodenstruktur (11) aufweist, die unterhalb der Gateelektrodenstruktur (10) vorgesehen ist.
  4. Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Randtrenches (15) kleiner als die Abmessungen von Zellenfeldtrenches (7) sind.
  5. Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Mesagebiete (17) zwischen den Randtrenches (15) in etwa den Abmessungen der Mesagebiete zwischen den Zellenfeldtrenches (7) entsprechen oder kleiner als die Abmessungen der Mesagebiete (17) zwischen den Zellenfeldtrenches (7) sind.
  6. Halbleiterbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Mesagebiete (17) zwischen den Randtrenches (15) so bemessen sind, dass innerhalb der Mesagebiete (17) vorhandene Ladungen im Sperrzustand vollständig aus den Mesagebieten (17) ausgeräumt werden.
  7. Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gate-Leitung eine auf Gatepotenzial liegende Ringelektrode (13) ist, die mit der Gateelektrodenstruktur (10) elektrisch verbunden ist.
  8. Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Randleitungsstruktur (13) mit der Gateelektrodenstruktur (10) elektrisch verbunden ist.
  9. Halbleiterbauteil mit Transistor, mit einem Halbleiterkörper des einen Leitungstyps, in dem ein Zellenfeldbereich und ein Randbereich ausgebildet sind, wobei der Randbereich den Zellenfeldbereich wenigstens teilweise umgibt beziehungsweise an diesen angrenzt, und wobei: – im oberen Teil des Zellenfeldbereichs ein Sourcebereich, und im unteren Teil des Zellenfeldbereichs ein Drainbereich ausgebildet sind, – innerhalb des Randbereichs eine elektrische Randleitungsstruktur vorgesehen ist, die oberhalb des Halbleiterkörpers angeordnet, mit diesem kapazitiv gekoppelt und gegenüber diesem elektrisch isoliert ist, und – unterhalb der Randleitungsstruktur innerhalb des Halbleiterkörpers eine Kompensationsstruktur des anderen Leitungstyps vorgesehen ist, wobei – die Kompensationsstruktur auf ein zwischen Drainpotenzial und Sourcepotenzial liegendes Potenzial gesetzt ist, und – die elektrische Randleitungsstruktur ein durch eine Isolationsschicht von der Kompensationsstruktur beabstandeter und elektrisch getrennter Teil eines entsprechenden Speicherbereichs/Logikbereichs/Ansteuerbereichs ist, und wobei die Kompensationsstruktur mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Säulenstrukturen aufweist.
  10. Halbleiterbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsstruktur auf Sourcepotenzial gesetzt ist.
  11. Halbleiterbauteil, mit einem auf variierendem Potenzial liegenden Halbleiterkörper des einen Leitungstyps, oberhalb dessen eine elektrische Leitungsstruktur vorgesehen ist, die gegenüber dem Halbleiterkörper elektrisch isoliert ist, wobei – unterhalb der Leitungsstruktur innerhalb des Halbleiterkörpers eine Kompensationsstruktur des anderen Leitungstyps vorgesehen ist, die auf ein sich vom variierenden Potenzial des Halbleiterkörpers unterscheidendes Potenzial gesetzt ist, – unterhalb der Leitungsstruktur innerhalb des Halbleiterkörpers eine Randtrenchstruktur (15) vorgesehen ist, in die eine gegenüber dem Halbleiterkörper (2) isolierte Randelektrodenstruktur (16) eingebettet ist, die auf ein sich vom variierenden Potenzial des Halbleiterkörpers unterscheidendes Potenzial gesetzt ist, und – die elektrische Leitungsstruktur (13) ein durch eine Isolationsschicht (14) von der Randelektrodenstruktur (16) beabstandeter und elektrisch getrennter Teil eines entsprechenden Speicherbereichs/Logikbereichs/Ansteuerbereichs ist, und wobei die Kompensationsstruktur mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Säulenstrukturen aufweist.
  12. Halbleiterbauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Potenzial der Randelektrodenstruktur bzw. der Kompensationsstruktur ein festes Potenzial, insbesondere Massepotenzial, ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9837530B2 (en) 2014-09-30 2017-12-05 Infineon Technologies Ag Semiconductor device and method of manufacturing the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014112371B4 (de) 2014-08-28 2023-11-23 Infineon Technologies Austria Ag Halbleitervorrichtung und elektronische anordnung mit einer halbleitervorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19901386A1 (de) * 1998-01-27 1999-09-23 Fairchild Semiconductor Busarchitektur eines feldgekoppelten Leistungs-MOSFET unter Verwendung der Graben-Technologie
DE10041344A1 (de) * 1999-08-23 2001-03-01 Fuji Electric Co Ltd SJ-Halbleitervorrichtung
WO2003023861A2 (en) * 2001-09-13 2003-03-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Edge termination in mos transistors
DE10212149A1 (de) * 2002-03-19 2003-10-16 Infineon Technologies Ag Transistoranordnung mit Schirmelektrode außerhalb eines aktiven Zellenfeldes und reduzierter Gate-Drain-Kapazität
US20050098846A1 (en) * 2003-03-10 2005-05-12 Tatsuji Nagaoka MIS-type semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19901386A1 (de) * 1998-01-27 1999-09-23 Fairchild Semiconductor Busarchitektur eines feldgekoppelten Leistungs-MOSFET unter Verwendung der Graben-Technologie
DE10041344A1 (de) * 1999-08-23 2001-03-01 Fuji Electric Co Ltd SJ-Halbleitervorrichtung
WO2003023861A2 (en) * 2001-09-13 2003-03-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Edge termination in mos transistors
DE10212149A1 (de) * 2002-03-19 2003-10-16 Infineon Technologies Ag Transistoranordnung mit Schirmelektrode außerhalb eines aktiven Zellenfeldes und reduzierter Gate-Drain-Kapazität
US20050098846A1 (en) * 2003-03-10 2005-05-12 Tatsuji Nagaoka MIS-type semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9837530B2 (en) 2014-09-30 2017-12-05 Infineon Technologies Ag Semiconductor device and method of manufacturing the same

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