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Die
Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem monokristallinen
Halbleiterkörper, insbesondere
Siliziumkörper,
wobei der Halbleiterkörper
eine Halbleiterbauelementstruktur aufweist. Ferner betrifft die
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauelements
mit monokristallinem Halbleiterkörper
vorzugsweise Siliziumkörper und
Halbleiterbauelementstruktur.
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Einerseits
verfügt
ein monokristalliner Halbleiterkörper
mit schwach dotierten Halbleiterschaltungsstrukturen über Ladungsträger mit
hoher Ladungsträgerlebensdauer,
so dass ein von Ladungsträgern
im Durchlassfall überschwemmter
Bereich der Halbleiterbauelementstruktur beim Umschalten in den
Sperrfall für
viele Anwendungen, insbesondere bei Leistungshalbleiterbauelementen,
nicht schnell genug von Ladungsträgern ausgeräumt werden kann, was nachteilig
unterschiedliche Probleme verursacht.
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Andererseits
können
Halbleiterbauelementstrukturen nur dann mit metallischen Leiterbahnen verbunden
werden, wenn entsprechende Kontaktbereiche des monokristallinen
Siliziums hochdotiert werden. Aus der Druckschrift
US 6,888,211 B2 ist dazu
bekannt, eine stufige Dotierung für entsprechende kritische Kontaktbereiche
im monokristallinen Halbleiterkörper
vorzugsweise Siliziumkörper vorzusehen,
indem ein Kontaktbereich einer p-leitenden Wanne hochdotiert und
der Raumladungsbereich der p-leitenden Wanne je nach geforderter Sperrspannung
niedriger dotiert wird.
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Besonders
kritisch verhalten sich Ladungskompensationsbauelemente, da sie
eine denkbar ungünstige
Dimensionierung der Dotierungen für schnell schaltende Dioden
aufweisen. Auch rückwärts leitende
IGBTs sind kritisch, da die Verbesserung der Diodeneigenschaften
nur mit einer gleichzeitig starken Verschlechterung der IGBT-Eigenschaften
durch deutliches homogenes Ladungsträgerlebensdauer-Killing erreicht
werden kann. Ladungskompensationsbauelemente sind beispielsweise
aus der
US 4,754,310 bekannt.
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Besonders
ungünstig
wirkt sich in der Bodyzone eine hohe p+-leitende Dotierung
zur Vermeidung von Latch-Up unter dem Sourcegebiet aus, weil die
hohe Dotierung zu einer starken Injektion von Ladungsträgern führt. Diese
hohe Dotierung stellt einen niederohmigen Pfad für Löcher dar, die beispielsweise
bei der Kommutierung oder im Avalanchefall abfließen und
zu einer Flusspolung der Source-Body-Diode führen können, sobald der durch die
Löcher verursachte
Ohm'sche Spannungsabfall
im p-Gebiet etwa 0,5 V erreicht. Eine Folge einer derartigen Injektion
ist der Verlust der Steuerbarkeit des Schalters verbunden mit seiner
Zerstörung.
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Ferner
wird in der Patentanmeldung
DE
10 2006 006 700 beschrieben, in den Halbleiterbauelementstrukturen
Ladungsträgerrekombinationszonen in
der Nachbarschaft von Raumladungszonen und/oder in Übergangsbereichen
von hochdotierten zu schwachdotierten Bereichen vorzusehen, um die Schaltcharakteristik
der Halbleiterbauelementstrukturen zu verbessern. Derartige Ladungsträgerrekombinationszonen
verkürzen
in ihrer Umgebung die Ladungsträgerlebensdauer
und somit die Konzentration von Überschuss-Ladungsträgern, so
dass ein schnelleres Umschalten des Halbleiterbauelements von einem
Betriebszu stand zu einem anderen Betriebszustand möglich wird.
Außerdem
kann eine derartige Ladungsträgerrekombinationszone
das Einschalten von parasitären
Transistorstrukturen, was sonst zur Zerstörung des Halbleiterbauelement führen könnte, verhindern.
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Anstelle
einer Ladungsträgerrekombinationszone
kann auch ein elektrisch leitfähiger
Bereich in den monokristallinen Halbleiterkörper in eine kritische Zone
eingebracht werden, dessen Leitfähigkeit größer ist
als die Leitfähigkeit
des umgebenden Siliziummaterials. Dieser leitfähige Bereich kann eine Zone
höherer
Dotierung oder eine Zone mit Metallsiliziden und/oder eine hochdotierte
Polysiliziumzone aufweisen. Ein derartiger leitfähiger Bereich kann die Ladungsträgerlebensdauer
bis auf Null herabsetzen und stellt in seiner Wirkung eine Ladungsträgerrekombinationszone
bereit.
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In
der Patentanmeldung
DE 10
2006 006 700 werden dazu elektrisch leitende MAX-Keramiken
eingesetzt, wobei M ein Übergangsmetall,
A ein Element der III. oder IV. Hauptgruppe des Periodensystems und
X Silizium oder Kohlenstoff aufweist. Für eine wirksame Ladungsträgerrekombination
wird auch Gold und/oder Platin in einen monokristallinen Halbleiterkörper implantiert
oder eindiffundiert. Das ist jedoch mit dem Nachteil verbunden,
dass nach derartigen Implantationsschritten Hochtemperaturprozesse,
wie sie in der Halbleiterfertigung erforderlich sind, nicht mehr
durchgeführt
werden können,
da sich die Gold- und/oder Platinatome im Halbleiterkörper durch
Diffusion verteilen. Darüber
hinaus ist bei einem gezielten Eindiffundieren von Schwermetallen ein
spürbar
erhöhter
Leckstrom aufgrund der defektbedingten Störstellen für die Halbleiterbauelementstruktur
nachteilig zu erwarten.
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Die
Ladungsträgerlebensdauer
kann auch durch Bestrahlen des Halbleiterkörpers mit Elektronen herabgesetzt
werden, wie es aus der Druckschrift von M. Schmitt et al. "A Comparison of Electron,
Proton and Helium Ion Irradiation fr the Optimization of the CoolMOSTM
Body Diode", PROC. ISPSD,
Santa Fe 2002 bekannt ist. Diese Bestrahlung hat jedoch
den Nachteil, dass sie nicht selektiv bzw. lokal erfolgen kann,
so dass nachteilig in dem gesamten Halbleiterkörper in Abhängigkeit von der Strahlendosis
die Ladungsträgerlebensdauer
herabgesetzt wird, zumal die Elektronenbestrahlung ein lateral und
vertikal homogenes Profil an Bestrahlungsdefekten in dem Halbleiterkörper erzeugt,
wobei die Bestrahlungsdefekte als homogen im Halbleiterkörper verteilte
Ladungsträgerrekombinationszentren wirken.
Zudem kann der Leckstrom der Bauelemente noch stärker als bei der oben beschriebenen
Schwermetalldiffusion erhöht
werden.
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Um
die Schaltgeschwindigkeit von Leistungshalbleiterbauelementen zu
erhöhen,
werden gemäß obiger
Druckschrift in Leistungshalbleiterbauelementen Heliumionen oder
Wasserstoffionen implantiert. Derartige leichte Ionen können aufgrund
der Bragg'schen
Abbremszone in vorgegebener Tiefe selektiv in einem Halbleiterkörper implantiert
werden. Diese Innenbestrahlung erzeugt ein zunächst monoton ansteigendes Profil
von Defekten auf ihrem Weg durch den monokristallinen Halbleiterkörper vorzugsweise
Siliziumkörper
und endet mit einem scharfen Maximum in der Bragg'schen Abbremszone
am Ende der Innenreichweite.
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Jedoch
auch die dabei entstehenden Ladungsträgerrekombinationszonen sind
bei Halbleiterprozesstemperaturen nicht temperaturstabil, da die Defekte
bei den Halbleiterprozesstemperaturen in dem Halbleiterkörper ausheilen,
solange mit einer relativ geringen Bestrahlungsdosis gearbeitet
wird. Deshalb werden derartige Bestrahlungen zur Herabsetzung der
Ladungsträgerlebensdauer
erst gegen Ende der Prozessierung der Halbleiterstrukturen eines
Halbleiterwafers, wenn im Prozess keine unzulässig hohen Temperaturen mehr
auftreten, von der Rückseite
und/oder von der strukturierten Oberseite des Halbleiterwafers aus
durchgeführt.
Alle Bestrahlungstechniken mit Elektronen oder Ionen ohne Hochtemperaturtemperung
können
zudem Grenzflächen
von Isolatoren zum Halbleiter schädigen und damit z. B. zu geänderten
oder instabilen Einsatzspannungen von MOS-Transistoren führen.
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Zur
Herabsetzung der Ladungsträgerlebensdauer
werden auch agglomerierte Leerstellencluster in einem monokristallinen
Siliziumhalbleiterkörper und/oder
Präzipitate
von Argon-, Sauerstoff- und/oder Kohlenstoffatomen erzeugt. Derartige Strukturen
in einem monokristallinen Halbleiterkörper zu erzeugen erfordert
jedoch ebenfalls einen hohen technischen Aufwand, was die Fertigung
der Halbleiterbauelemente verteuert.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Halbleiterbauelement zu schaffen, das
einen monokristallinen Halbleiterkörper vorzugsweise einen Siliziumkörper aufweist,
der eine Halbleiterbauelementstruktur umfasst und deutlich verbesserte
Charakteristiken sowohl in Bezug auf eine Kontaktierung zu metallischen Elektroden
und Leiterbahnen als auch in Bezug auf eine optimierte Ladungsträgerlebensdauer
in den Halbleiterbauelementstrukturen besitzt. Ferner ist es Aufgabe
der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines
solchen Halbleiterbauelements anzugeben.
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Gelöst wird
diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein
Halbleiterbauelement mit einem monokristallinen Halbleiterkörper geschaffen,
wobei der Halbleiterkörper
eine Halbleiterbauelementstruktur mit Bereichen eines porös-monokristallinen
Siliziums aufweist.
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Ein
derartiges Halbleiterbauelement hat den Vorteil, dass mit den porös-monokristallinen
Siliziumbereichen poröse
Strukturen in dem monokristallinen Silizium bereitgestellt werden,
die auf ihren Porenoberflächen
Rekombinationszentren für
Ladungsträger
in hoher Konzentration ausbilden. Werden diese porös-monokristallinen
Siliziumbereiche mit einem Metall beschichtet, so ergibt die hohe
Porosität
eine innige Verankerung zwischen dem monokristallinen Silizium und
dem aufgebrachten Metallmaterial, so dass der Übergangswiderstand bzw. Kontaktwiderstand
deutlich vermindert wird. Auch dies ist ein Vorteil der in dem monokristallinen
Halbleiterkörper
vorgesehenen Bereiche eines porös-monokristallinen Siliziums.
Durch die hohe Anzahl an Rekombinationszentren und die damit verbundene
geringe Ladungsträgerlebensdauer
bleibt die Emitterwirkung porös-monokristalliner
Schichten trotz einer hohen Dotierung gering. Ein weiterer Vorteil
ist es, dass diese porös-monokristallinen
Siliziumbereiche auch bei nachfolgenden Hochtemperaturprozessen
ihre Struktur und Eigenschaften nicht verändern, so dass diese porös-monokristallinen
Siliziumbereiche in dem monokristallinen Siliziumhalbleiterkörper im
Fertigungsablauf zur Herstellung eines Halbleiterbauelements an
optimaler Stelle vorgesehen werden können.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung weist die Halbleiterbauelementstruktur einen Substratbereich
aus porös-monokristallinem
und hochdotiertem Silizium auf. Ein derartiger Substratbereich bildet
ein Grundmaterial mit einer möglichen Dotierstoffkonzentration,
die bei bisherigen Siliziumsubstraten auf einen Bereich von bis
zu etwa 1019 Atomen pro cm3 nach
oben begrenzt ist, und nun deutlich erhöht werden kann. Durch ein höher dotiertes
Grundmaterial, wie es durch einen porös-monokristallinen Substratbereich
möglich
wird, kann beispielsweise der Einschaltwiderstand von Feldeffekt gesteuerten
Halbleiterbauelementen, wie MOSFET und IGBT oder Dioden, deutlich
reduziert werden.
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Ein
weiterer Vorteil, einen Substratbereich aus porös-monokristallinem und hochdotiertem
Silizium bereitzustellen, liegt darin, dass die bisherige Beschränkung auf
Dotierstoffkonzentrationen während der
Kristallzucht von monokristallinen Halbleiterkörpern, um das monokristalline
Wachstum des Halbleiterkörpers
nicht zu behindern und die Defektdichte so gering wie möglich zu
halten, überwunden
werden kann. Ein Substratbereich aus porös-monokristallinem Halbleiter
kann dazu in vorteilhafter Weise nun nachträglich von der Rückseite
eines Halbleiterwafers vorzugsweise eines Siliziumwafers aus mit
einer hohen Dotierstoffkonzentration bis 1021 cm–3 versehen
werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn der größte Teil des Halbleiterwafers
von der Rückseite
aus porös
geätzt
wird und nur ein dünner
Bereich des monokristallinen Halbleiterkörpers zurückbleibt, auf den dann für eine Halbleiterstruktur
eine Epitaxieschicht oder auch eine Vielzahl von Epitaxieschichten
mit nachfolgendem Strukturieren der Epitaxieschichten aufgewachsen
werden kann.
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Auch
ist es nun möglich,
noch vor dem Herstellen eines Substratbereichs aus porös-monokristallinem
und hochdotiertem Silizium die Epitaxiestrukturen auf der Oberseite
des Siliziumwafers herzustellen und anschließend das Porösätzen bis
an die Grenze zu den Epitaxieschichten zu treiben, so dass im Prinzip
der gesamte monokristallin gezogene Bereich des Siliziumsubstrats
in porös-monokristallines
Material umgewandelt wird. Außerdem
ist es möglich,
die Dotierung dieses porös-monokristallinen Substratbereichs
nachträglich
mit einem Dotierungsprozess durchzuführen, indem beispielsweise
mit einer Gasphasendiffusion oder einer Vakuumdiffusion von Störstellen
in das porös-monokristalline
Siliziummaterial eindiffundiert wird. Dabei kann die nicht porosierte
Seite des Siliziumwafers mit einer Maskierungsschicht geschützt werden.
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Im
Fall der Gasphasendiffusion bietet sich zur Erzeugung von n-dotiertem
Material z. B. eine POCl3-Diffusion oder
eine Phosphindiffusion an. Bei einer derartigen Diffusion lassen
sich elektrisch aktive Konzentrationen oberhalb von 1020 cm–3 erzeugen.
Sollen hingegen p-dotierte Siliziumwafer hergestellt werden, kann
z.B. eine Diborandiffusion oder eine Feststoffquellendiffusion mit
Bornitridscheiben vorgesehen werden. Auch andere Dotierverfahren wie "Sein-On" oder Feststoffpulverquellen
können die
erwünschte
Hochdotierung des porös-monokristallinen
Substratbereichs des Siliziumwafers ermöglichen. Dieser Bereich hoher
Dotierstoffkonzentration im porös-monokristallinen
Substratbereich ist darüber
hinaus bei gleichem Temperaturbudget weiter reichend als bei der
Eindiffusion der Dotierung in ein rein monokristallines Halbleitersubstrat.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass zur Dotierung des porös-monokristallinen
Substratbereichs keine übermäßig hohen Diffusionstemperaturen
bzw. übermäßig lange
Diffusionszeiten benötigt werden,
zumal über
die erzeugten Poren der Dotierstoff diesen Bereich sehr schnell
durchdringen kann, wobei hohe Dotierstoffkonzentrationen eingestellt werden
können.
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Ein
derartiger porös-monokristallin
und hochdotierter Substratbereich weist vorteilhafter Weise außerdem hervorragende
Gettereigenschaften auf, insbesondere wenn dieser Bereich hoch mit Phosphoratomen
dotiert ist. Bei Bedarf kann dieser Bereich auch relativ leicht
am Ende eines Prozesses wieder entfernt werden, zumal er eine wesentlich
höhere Ätzrate als
die normale Siliziumscheibe aufweist. Ein derart getternder porös-monokristalliner Substratbereich
kann beispielsweise auf der Rückseite
eines MOSFET's oder
auch von Leistungstyristoren vorgesehen werden, wobei ein derartiger
Substratbereich zum Zwecke des Getterns zu Beginn des Herstellungsprozesses
oder auch relativ spät
im Fertigungsprozess erzeugt werden kann. Somit können unerwünschte Verunreinigungen,
insbesondere Schwermetallverunreinigungen, die während des Fertigungsprozesses
in den Siliziumwafer eindiffundieren oder auch schon in den Ausgangswafern
vorhanden sind, mit dem porös-monokristallinen
Substratbereich gegettert werden.
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Außerdem ist
es möglich,
den nicht porosierten Teil des Siliziumwafers von der Oberseite
her einem Dünnungsverfahren
wie einem CMP-Verfahren (chemo-mechanisches Polieren) oder einem
Schleif- und/oder Ätzverfahren
zu unterziehen, bevor entsprechende Epitaxiestrukturen für die Halbleiterbauelementstruktur
auf die Oberseite aufgebracht werden. Andererseits ist es auch möglich, den
porosierten Substratbereich der Rückseite des Halbleiterwafers
durch Abscheiden einer Schicht zu versiegeln, um sicherzustellen,
dass bei nachfolgenden Fertigungsschritten keine Ausdiffusion des
Dotierstoffs und damit auch keine Kontamination nachfolgender Fertigungsanlagen
mit dem Dotierstoff des porös-monokristallinen
und hochdotierten Substratbereichs erfolgt. Ebenso ist es denkbar,
die Waferrückseite
durch einen Laseranschmelz-Prozess zu versiegeln. Weitere Varianten
zur Fertigung eines porös-monokristallinen
Substratbereichs werden unter Bezugnahme auf die nachfolgenden 1 bis 4 näher erläutert.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist die Halbleiterbauelementstruktur einen partiellen
Sourcebereich einer Sourceanschlusszone eines MOSFET's mit porös-monokristallinem
und hochdotiertem Silizium auf. Eine n-leitende Sourceanschlusszone
oder eine n-leitende Emitteranschlusszone in einem Leistungshalbleiterbauelement soll
einerseits eine nicht zu hohe Emittereffizienz aufweisen und andererseits
einen sehr guten Kontaktwiderstand liefern. Da eine minimale Randkonzentration
eines n-leitenden Gebiets für
einen ohmschen Kontakt typischerweise einige 10
19 Dotierungsatome pro
cm
3 beträgt,
ist der Wirkungsgrad eines derartigen Emitters im Allgemeinen bereits
sehr gut. Dies bringt zwar geringe Leitungsverluste mit sich, andererseits
aber auch eine unerwünschte
hohe Anfälligkeit
für einen "Latch-up" bei MOS-Zellen z.
B. in einem MOS-Transistor oder in einem IGBT (Insulated Gate Bipolar
Transistor). Der "Latch-up"-Effekt sowie die
damit verbundenen parasitären
Tyristor- und Bipolarstrukturen in MOSFET und IGBT sind z.B. in
der
US 4,364,073 beschreiben.
Bei bipolaren Halbleiterbauelementen wie Dioden, Thyristoren oder
GTOs kann der starke n-Emitter hingegen auf Grund seiner starken
Ladungsträgerinjektion
zu unerwünscht
hohen Abschaltverlusten führen.
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Um
die Auswirkungen eines "zu
gut" n-leitenden
Emitters zu reduzieren, ist es wie einleitend beschrieben bereits
be kannt, eine gezielte Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer und zwar homogen und/oder
inhomogen in vertikaler Bauelementrichtung vorzunehmen. Die einleitend
erwähnten
Maßnahmen
haben jedoch deutliche Nachteile gegenüber dem erfindungsgemäßen Vorsehen
eines partiellen Sourcebereichs einer Sourceanschlusszone eines
MOSFET's oder eines
IGBTs mit porös-monokristallinem
und hochdotiertem Silizium und/oder dem Bereitstellen eines partiellen
oder vollflächigen Emitterbereichs
eines bipolaren Halbleiterbauelements mit porös-monokristallinem und hochdotiertem Silizium.
Dazu wird eine Schichtfolge erzeugt, die aus einer hoch n-dotierten
porös-monokristallinen
Siliziumschicht besteht, unterhalb der sich eine schwächer n-dotierte
Siliziumschicht in dem monokristallinen Siliziumkörper anschließen kann.
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Eine
derartige Schichtfolge bringt den Vorteil mit sich, dass die hochdotierte
porös-monokristalline Siliziumschicht
einerseits einen sehr geringen Kontaktwiderstand ermöglicht und
andererseits aufgrund der in dieser Schicht oder in diesem Bereich
vorhandenen Poren eine stark erhöhte
Oberflächenladungsträgerrekombination
ermöglicht,
welche die Emitter- bzw. Sourceeffizienz dieses Schichtsystems für eine Sourceanschlusszone
bzw. eine Emitteranschlusszone erheblich reduziert. Die Stärke der
Emitterwirkung der Sourceanschlusszone bzw. des n-Emitters wird
insbesondere durch die Dotierstoffkonzentration und die vertikale
Ausdehnung der ggf. unter diesem porös-monokristallinen Siliziumbereich
angeordneten schwächer
n-dotierten Zone kontrolliert. Ein solchermaßen vorgesehener n-leitender
Sourcebereich bzw. n-leitender Emitterbereich kann insbesondere bei
MOSFET's bzw. bei
IGBTs bzw. bei bipolaren Halbleiterbauelementen eingesetzt werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist die Halbleiterbauelementstruktur einen partiellen
Bodyzonenbereich in einem MOSFET oder in einem IGBT mit porös-monokristallinem
Silizium auf. MOSFET's
und IGBT's besitzen
kritische Betriebszustände,
wenn sie von der leitenden Bodydiode mit Ladungsträgern geflutet
sind und in den Sperrzustand abkommutiert werden. Die Ladungsträger müssen dabei
aus dem Driftgebiet über
das elektrische Feld entfernt werden, bevor eine Sperrspannung aufgebaut
werden kann.
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Durch
das vorsehen des erfindungsgemäßen partiellen
Bodyzonenbereichs in einem MOSFET oder IGBT mit porös-monokristallinem
Silizium, der in vertikaler Richtung in einen mittelstark dotierten
p-leitenden monokristallinen Bereich der Bodyzone übergeht,
kann ein lokales Ladungsträgerrekombinationszentrum
geschaffen werden, da durch die hohen Oberflächenanteile der Poren es zu
erhöhter Rekombination
von Ladungsträgern
kommt, weshalb dieser Bereich trotz einer hohen Dotierung nicht
wesentlich zur Überschwemmung
mit Ladungsträgern beiträgt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird nur ein Teil des
p+-Gebiets bzw. des p-dotierten Body-Gebiets
unterhalb des p+-Gebiets porosiert, so dass
ein niederohmiger Pfad für
den Löcherabfluss
direkt unterhalb des Sourcegebiets nicht beeinträchtigt wird, wohl aber für die Überschwemmung mit
Ladungsträgern
eine wirkungsvolle lokale Ladungsträgerrekombinationszone bereitgestellt
wird.
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Die
für die
Bodyzone erforderliche p-Wanne kann mit einer Implantationsdosis
von ca. 5 × 1012 cm–2 bis ca. 3 × 1014 cm–2 ausgeführt werden,
je nachdem wie hoch die Einsatzspannung des Transistors liegen soll.
Da das porös-monokristalline
Silizi um hoch p+-dotiert ausgeführt werden
kann, sind die Ohm'schen
Verluste in diesem Bereich sehr klein und das Dotiergebiet wirkt
noch immer einem Latch-Up des MOS-Leistungstransistors entgegen.
Daneben jedoch rekombinieren aus dem Sourcegebiet in das porös-monokristalline
p+-Gebiet injizierte Elektronen deutlich
schneller. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit des Latch-Up
weiter reduziert wird.
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Vorzugsweise
beträgt
die Dosis des p-Bodys außerhalb
des porosierten Gebiets noch mindestens 1,6 × 1012 cm–2,
also mindestens die Durchbruchsladung, damit das elektrische Feld
im Sperrfall vor der porosierten Schicht vollständig abgebaut wird. Sonst könnte es
zu erhöhten
Leckströmen
kommen, wenn das elektrische Feld statisch bis zu den Poren des porös-monokristallinen
Siliziums vordringt und die durch Generation an den Grenzflächen entstandenen
Ladungsträger
absaugt und trennt. Somit hat diese Ausführungsform der Erfindung, bei
der ein partieller Bodyzonenbereich mit porös-monokristallinem Silizium
versehen wird, deutliche Vorteile gegenüber bekannten Halbleiterbauelementstrukturen
des MOSFET- und/oder des IGBT-Typs.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die Halbleiterbauelementstruktur einen partiellen
oder ganzflächigen
Drainbereich einer Drainanschlusszone eines MOSFET's oder einen partiellen
oder ganzflächigen
Kollektorbereich einer Kollektoranschlusszone eines IGBT's mit porös-monokristallinem
und hochdotiertem Silizium auf. Diese porös-monokristallinen und hochdotierten Siliziumbereiche
werden auf der Rückseite
eines Halbleiterbauelements vorgesehen und können bereits in das Substrat
eines Halbleiterwafers eingebracht sein.
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Damit
ist der Vorteil verbunden, dass ein deutlich niederohmiger Kontakt
zu einer Drain- bzw. Kollektorelektrode geschaffen werden kann,
indem diese porös-monokristalline
und hochdotierte Siliziumschicht metallisiert wird. Außerdem hat
eine Drainanschlusszone mit n-leitendem Dotierstoff aus Phosphor
den Vorteil, dass sich eine hohe Getterwirkung im Substratbereich
ausbildet. Dadurch werden unerwünschte
Verunreinigungen, die während
des Fertigungsprozesses in den Siliziumwafer eindiffundiert sind
oder auch schon in dem Ausgangswafer vorhanden sind, gegettert.
Schließlich
hat die porös-monokristalline und
hochdotierte Drainanschlusszone den Vorteil, dass der Substratwiderstand
eines Halbleiterbauelements deutlich reduziert wird, wenn diese
Zone bis in die Nähe
der Driftstrecke eines Halbleiterbauelements ausgedehnt wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist die Halbleiterbauelementstruktur einen partiellen
oder ganzflächigen
Anodenbereich einer Halbleiterdiode, insbesondere für den Einsatz
als schnell schaltende Diode oder als Freilaufdiode mit porös-monokristallinem
und hochdotiertem Silizium auf.
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Eine
Halbleiterdiode mit einem porös-monokristallinen
und hochdotierten Siliziumbereich ermöglicht es, den Wirkungsgrad
des Anoden-Emitters niedrig zu halten. Dadurch wird in vorteilhafter
Weise eine geringere Überschwemmung
der n–-Zone
mit Ladungsträgern
am anodenseitigen Ende und somit eine geringere Rückstromspitze
beim Abkommutieren durch das Vorsehen eines partiellen oder ganzflächigen Anodenbereichs
mit porös-monokristallinem und
hochdotiertem Silizium erreicht. Die geringe Überschwemmung mit Ladungsträgern und
die niedrige Rückstromspitze
wirken sich günstig
auf niedrige Schaltver luste aus, was insbesondere bei schnell schaltenden
Dioden oder bei Freilaufdioden vorteilhaft ist.
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Die
hohe Dotierung des porös-monokristallinen
Anodenbereichs sorgt darüber
hinaus für
eine sichere Ohm'sche
Kontaktgabe bei niedrigen Kontaktwiderständen. Dazu wird der Kontaktbereich
der Anode bei den erfindungsgemäßen Halbleiterdioden aus
dem porös-monokristallinen
Siliziummaterial hergestellt. Durch die hohen Oberflächenanteile
der Poren kommt es zu erhöhter
Ladungsträgerrekombination,
weshalb dieser Bereich trotz einer hohen Dotierung nicht wesentlich
zur Überschwemmung
beiträgt. Für die p-leitende
Wanne der Anode genügt
im Vergleich zum Stand der Technik eine Dosis knapp oberhalb der
Durchbruchsladung von ca. 2 × 1012 cm–2, weil nur im statischen
Fall das elektrische Feld nicht bis zum porös-monokristallinen Siliziumbereich kommen
soll, um einen niedrigen Leckstrom zu gewährleisten. Im dynamischen Fall
darf das elektrische Feld bis zum porös-monokristallinen Silizium
reichen und wird einen zusätzlichen
Leckstrom erzeugen. Da dieser nur kurzzeitig fließt und auch
deutlich kleiner ist als der Rückstrom,
welcher typische Stromdichten im Bereich von 50 bis 300 Acm–2 aufweist,
sind diese Verluste durch den zusätzlichen Leckstrom vernachlässigbar.
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Da
das porös-monokristalline
Silizium in dieser Ausführungsform
der Erfindung hoch p+-dotiert ausgeführt wird,
sind die Ohm'schen
Verluste in diesem Bereich vernachlässigbar. Vorteilhaft ist ferner bei
dieser Ausführungsform
der Erfindung ein unkritischer Kontaktwiderstand im Vergleich zu
heutigen Kontaktimplantationen, bei denen bei Implantationsdosen
von kleiner 1 × 1013 cm–2 bereits Schwankungen
im Übergangswiderstand
beispielsweise zu einer Aluminiumkontaktierung auftreten können. Ein
weiterer Vorteil ist, dass der porös-mono kristalline Siliziumanodenbereich
so dick ausgeführt
werden kann, dass übliche
Defekte oder leichte Spikes der Metallisierung vollständig überdeckt
werden und sich nicht negativ auswirken.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Halbleiterbauelementstruktur
einen partiellen oder ganzflächigen
Kathodenbereich einer Leistungsdiode mit porös-monokristallinem und hochdotiertem
Silizium aufweist. Auch in diesem Fall wird für eine Ohm'sche Kontaktgabe im Kathodenbereich
eine hohe Dotierung für
die porös-monokristalline
Siliziumschicht vorgesehen, um die Kathodenemitterwirkung zu entkoppeln,
die sonst bei hohen Dotierungen üblicherweise
auftritt. Dazu kann in vorteilhafter Weise der porös-monokristalline Siliziumbereich
im gesamten zentralen Kontaktbereich der Kathode vorgesehen werden,
während
der Randbereich mit der Rückseite
des Siliziumchips vor der Ausbildung einer porös-monokristallinen Struktur
und der hohen Dotierung geschützt
wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist die Halbleiterbauelementstruktur einen Schutzringbereich
einer Leistungsdiode mit porös-monokristallinem
und hochdotiertem Silizium auf. Derartige Schutzringe sind bei Leistungsdioden üblich, um
Kriechströme
auf der Oberseite des monokristallinen Siliziummaterials zu unterbinden.
Durch das Einbringen eines partiellen Schutzringbereichs mit porös-monokristallinem
und hochdotiertem Silizium wird einerseits eine Ladungsträgerrekombinationszone
geschaffen und andererseits der Ohm'sche Kontakt zu dem Metallkontakt des
Schutzrings verbessert.
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Für Dioden
mit besonders hoher Schaltrobustheit kann vorgesehen werden, dass
das Anodenmetall lateral weit vor dem Ende der Anodendotierung endet.
Zusätzlich
ist im Randbereich des Anodenbereichs eine Randfeldplatte vorgesehen,
welche die gleitende Wanne des Randbereichs der Anode über einen
partiellen porös-monokristallinen
Siliziumbereich kontaktiert. Dadurch wird in vorteilhafter Weise
die Injektion von Ladungsträgern
in den Randbereich der Freilaufdiode aufgrund des hohen lateralen Bahnwiderstands
in der Anode reduziert, was die Schaltrobustheit verbessert.
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Dazu
wird eine laterale Staffelung vorgesehen, die aus einem hochdotierten
porös-monokristallinen
Siliziumbereich für
das Anodenmetall, einem lateral sich anschließenden schwach dotierten porös-monokristallinen
Siliziumbereich zur Erhöhung der
Schaltrobustheit und einem sich daran lateral anschließenden wiederum
hochdotierten porös-monokristallinen
Siliziumbereich für
den Anschluss des Feldplattenmetalls und einem im äußersten
Randbereich des p-leitenden Anodenmaterials angeordneten schwach
dotierten monokristallinen Siliziumbereich besteht. Neben dieser
Staffelung im p-leitenden Anodenbereich der Hochspannungsdiode kann
zusätzlich
im Randbereich des monokristallinen Siliziumchips ein p-leitender
Schutzring bzw. mehrere p-leitende Schutzringe vorgesehen werden,
welche wiederum über
einen porös-monokristallinen
Siliziumbereich mit hoher Dotierung an den zugehörigen metallischen Schutzring
angeschlossen sind.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines monokristallinen Siliziumwafers
für Halbleiterbauelemente mit
Halbleiterbauelementstrukturen, die Bereiche aus porös-monokristallinem
Silizium aufweisen, weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf.
Zunächst kann
ein Vorstrukturieren eines Siliziumwafers mit Halbleiterbauelementstrukturen
erfolgen. Anschließend
werden Bereiche des vorstrukturierten Siliziumwafers, die keine
Porosität
aufweisen sollen, mit einer Schutzschichtstruktur abgedeckt. Dann
erfolgt eine anodische Oxidation unter gleichzeitigem porigem Ätzabtrag
des monokristallinen Siliziummaterials zu Poren in dem monokristallinen
Siliziumwafer in den nicht abgedeckten Bereichen des Siliziumwafers.
Danach kann die Schutzschichtstruktur entfernt werden und ein Endstrukturieren
des Siliziumwafers zu Halbleiterbauelementstrukturen mit Bereichen
aus porös-monokristallinem
Silizium durchgeführt
werden.
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Dieses
Verfahren hat den Vorteil, dass die Porosierung aufgrund ihrer Hochtemperaturtauglichkeit
zu einem günstigen
Zeitpunkt im Gesamtverfahren der Herstellung eines Halbleiterbauelements durchgeführt werden
kann. Insbesondere besteht die Wahlfreiheit, ob das niedrig dotierte
Gebiet beispielsweise einer p-leitenden Wanne porosiert werden soll und
anschließend
die hohe p+-Dotierung über beispielsweise Innenimplantation
oder Gasphasendiffusion eingebracht wird oder alternativ ein vorher
hoch dotiertes Gebiet eines Halbleiterwafers mit den o.a. Verfahrensschritten
anschließend
porosiert wird.
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Da
eine anodische Oxidation sowie der gleichzeitige porige Ätzabtrag
mithilfe der Schutzschichtstruktur selektiv sowohl auf der Rückseite
des Halbleiterwafers als auch auf der Oberseite des Halbleiterwafers
durchgeführt
werden kann, ist es möglich,
die porös-monokristallinen
Siliziumbereiche auf Kontaktflächen
der Siliziumoberseite und/oder auf einen ganzen Substratbereich
von der Rückseite
aus mit Poren im monokristallinen Siliziummaterial zu versehen.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit Halbleiterbauelementstrukturen, die
Bereiche aus porös-monokristallinem
Silizium aufweisen, wird zunächst
mit den gleichen Verfahrensschritten für einen Siliziumwafer durchgeführt, wobei
nach einem Endstrukturieren des Siliziumwafers zu Halbleiterbauelementstrukturen
mit Bereichen aus porös-monokristallinem
Silizium ein Auftrennen des Siliziumwafers in einzelne Siliziumchips erfolgt.
Anschließend
können
die einzelnen Siliziumchips in ein Halbleiterbauelementgehäuse unter
Verbinden von Elektroden des Siliziumchips mit Außenkontakten
des Gehäuses
eingebracht werden.
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In
einer Ausgestaltung des Verfahrens wird zum Porosieren eines Substratbereichs
die Rückseite
des Halbleiterwafers anodisch oxidiert und porig geätzt, wobei
Randbereiche des Siliziumwafers zur Verbesserung der Formstabilität mit einer
Schutzschichtstruktur versehen werden und nicht dem porigen Ätzabtrag
ausgesetzt werden.
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Weiterhin
ist es vorgesehen, dass für
ein Porosieren eines Substratbereichs des Siliziumwafers erst eine
auf Epitaxieschichten der Oberseite des Siliziumwafers basierende
Halbleiterbauelementstruktur fertiggestellt wird und dann die Rückseite
des Siliziumwafers anodisch oxidiert und porig geätzt wird. Diese
Verfahrensvariante wird in vorteilhafter Weise für Halbleiterbauelemente eingesetzt,
deren Halbleiterbauelementstrukturen in Epitaxieschichten auf der Oberseite
eines monokristallinen Halbleiterwafers eingebracht werden. Erst
nach Fertigstellen dieser Epitaxieschichten bzw. dieser Halbleiterbauelementstrukturen
auf der Oberseite des Halbleiterwafers wird bei dieser Verfahrensvariante
in vorteilhafter Weise die Porigkeit des Substrats von der Rückseite des Halbleiterwafers
aus hergestellt und eine entsprechend hohe Dotierung in diesen porigen
Substratbereich eingebracht.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt ein partielles
Porosieren eines Bodyzonenbereichs eines MOSFET zu einer Ladungsträgerrekombinationszone
nach einem Strukturieren einer Gate-Polysiliziumschicht. Dazu wird
die Gate-Polysiliziumschicht
mit einer Schutzschichtstruktur versehen, um selektiv lediglich
die Bodyzonenbereiche, in denen ein Sourcekontakt positioniert werden
soll, partiell zu einem porös-monokristallinen
Siliziumbereich zu strukturieren und zu dotieren.
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Typischerweise
wird das Dotieren von partiell porös zu ätzenden Bereichen nach dem
Aufbringen der Schutzschichtstruktur und vor dem Porosieren erfolgen.
Dadurch wird eine klare nahezu planare Grenze zwischen dem porosierten
Material und dem nicht porosierten monokristallinen Siliziummaterial erreicht.
Im umgekehrten Fall, wenn ein Dotieren von partiell porös geätzten Bereichen
nach dem Porosieren erfolgt, muss damit gerechnet werden, dass eine relativ
zerklüftete Übergangszone
zwischen hochdotiertem und niedrigdotiertem Silizium in dem monokristallinen
Siliziumbereich der Halbleiterbauelementstruktur auftritt.
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Wie
bereits oben erwähnt,
kann aufgrund der Hochtemperaturtauglichkeit des porös-monokristallinen
Siliziumbereichs ein Herstellen dieses Bereichs bei unterschiedlichen
Fertigungsschritten erfolgen. So wird vorzugsweise ein partielles
Porosieren eines Bodyzonenbereichs eines MOSFET nach einem Spacer-Prozess
erfolgen. Auch kann dieses partielle Porosieren des Bodyzonenbereichs
des MOSFET nach einem Einbringen von Kontaktfenstern in ein Zwischenoxid
erfolgen. In beiden Fällen
ist ein selektives Einbringen eines porös-monokristallinen Siliziumbereichs
in den Halbleiterbauelementstrukturen problemlos möglich.
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In
einem weiteren bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens
ist es vorgesehen, dass ein partielles oder ganzflächiges Porosieren
eines Anodenbereichs und/oder eines Feldplattenanschlussbereichs
einer Halbleiterdiode nach dem Einbringen eines p-leitenden Anodenbereichs
in die Oberseite eines Halbleiterkörpers vorzugsweise Siliziumkörpers und
vor der Metallisierung der Anode bzw. der Feldplatte erfolgt. Dadurch
wird einerseits der Anoden-Emitterwirkungsgrad reduziert und andererseits
die Schaltrobustheit einer Halbleiterdiode erhöht. Dazu kann ein schwachdotierter
p-leitender Bereich zwischen einer Anode und einem Feldplattenanschluss
vor einem Metallisieren von Anode und Feldplatte porös geätzt werden.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
dass ein partielles oder ganzflächiges
Porosieren eines Kathodenbereichs einer Halbleiterdiode nach dem
Einbringen eines n-leitenden Kathodenbereichs in die Rückseite
eines Halbleiterkörpers
vorzugsweise Siliziumkörpers
und vor der Metallisierung der Kathode durchgeführt wird. Auch hier dient der
porös-monokristalline
Siliziumbereich mit hoher Dotierung der Verminderung des Kontaktwiderstands
zwischen Kathodenelektrode und monokristallinem Siliziumbereich.
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Für eine anodische
Oxidation kann in vorteilhafter Weise Flusssäure und ein Alkohol, insbesondere
Ethanol, verwendet werden. Um gleichzeitig mit der anodischen Oxidation
eine poröse Ätzung durchzuführen, kann
ein anodisches Bad mit 15 molarer C2H5OH und 5 molarer HF oder ein anodisches
Bad mit 10,3 molarer C2H5OH
und 11,7 molarer HF eingesetzt werden. Insbesondere bei n-dotiertem
Halbleitermaterial kann eine Bestrahlung mit Licht erforderlich
oder hilfreich sein. Zum Abdecken der Bereiche des vorstrukturierten
Siliziumwafers, die keine Porosität aufweisen sollen, kann eine
Schutzschichtstruktur aus einer Lackschicht oder einer Siliziumnitridschicht
selektiv aufgebracht werden.
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Vielfach
ist es von Vorteil, nach dem Herstellen der porös-monokristallinen Siliziumbereiche diese
Bereiche abzudecken und/oder zu maskieren. Dazu wird vorzugsweise
eine Polysiliziumschicht, eine Siliziumoxidschicht, eine Siliziumnitridschicht oder
ein Schichtstapel derartiger Schichten auf die porös geätzten Bereiche
aufgebracht. Damit wird eine Versiegelung diese Bereiche erreicht,
so dass eine Kontamination mit dem Dotierstoff in diesen Bereichen
bei nachfolgenden Hochtemperaturfertigungsschritten die entsprechenden
Anlagen nicht verunreinigt. Auch ist es möglich, durch ein Laseranschmelzen
diese porösen
Bereiche oberflächlich
zu versiegeln.
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Zum
Entfernen der Schutzschichtstruktur aus einer Lackschicht kann auch
ein Lösungsmittel eingesetzt
werden oder es kann eine Plasmaveraschung durchgeführt werden,
um diese Schutzschichtstruktur nach erfolgter Porosierung zu entfernen.
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1 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch einen Siliziumkörper eines
Siliziumwafers mit einem Substratbereich aus porös-monokristallinem Silizium
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch den Siliziumwafer gemäß 1 nach Versiegelung
der Rückseite
des Siliziumwafers;
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3 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch einen Siliziumwafer gemäß 1 mit monokristallinen
Randbereichen;
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4 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch den Siliziumwafer gemäß 3 nach Versiegelung
der Rückseite
des Siliziumwafers;
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5 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
einer DMOS-Zelle mit partiell porosierter Sourceanschlusszone im
n+-leitenden
Sourcebereich;
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6 zeigt
einen detaillierten Ausschnitt der Halbleiterbauelementstruktur
gemäß 5;
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7 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
einer Hochspannungsdiode mit einem porös-monokristallinen Siliziumbereich
in einem Kathodenbereich;
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8 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauelementstruktur
der 7 mit verbesserter Randstruktur der Kathode;
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9 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
eines Ladungskompensations-Leistungshalbleiterbauelements des MOSFET-Typs mit einem Bodyzonenbereich
mit porös-monokristallinem
Siliziumbereich;
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10 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
eines IGBT's mit
Abschirmzonen und einem Bodyzonenbereich mit porös-monokristallinem Siliziumbereich;
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11 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
mit Ladungsträgerrekombinationsbereich
aus porös-monokristallinem
Silizium in einem Bodyzonenbereich;
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12 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
beim Einbringen eines porös-monokristallinen
Siliziumbereichs in eine Bodyzone nach Aufbringen eines Gate-Polysiliziums;
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13 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
beim Einbringen eines porös-monokristallinen
Siliziumbereichs nach einem Spacer-Prozess;
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14 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
beim Einbringen eines porös-monokristallinen
Siliziumbereichs nach Öffnen
von Kontaktfenstern in einem Zwischenoxid;
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15 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur
einer Halbleiterdiode mit einem porös-monokristallinen Siliziumbereich
im Anodenbereich;
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16 bis 18 zeigen
schematische Querschnitte durch Halbleiterbauelementstrukturen beim
Herstellen einer Halbleiterdiode;
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19 bis 22 zeigen
schematische Querschnitte durch Halbleiterbauelementstrukturen beim
Herstellen einer schaltrobusten Halbleiterdiode;
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23 zeigt
einen schematischen Querschnitt einer Variante einer Ausführungsform
einer Halbleiterdiode mit porös-monokristallinen
Siliziumbereichen;
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24 zeigt
einen schematischen Querschnitt einer weiteren Variante einer Ausführungsform
einer Halbleiterdiode mit porös-monokristallinen Siliziumbereichen.
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1 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch einen Siliziumkörper 1 eines
Siliziumwafers 36 mit einem Substratbereich 4 aus
porös-monokristallinem
Silizium 3 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Mit einem derartigen Substrat 20 ist die
Möglichkeit
verbunden, den Substratwiderstand von Halbleiterbauelementstrukturen 2 stärker zu
minimieren als es bei einem herkömmlichen mit
einem Monokristallzucht-Prozess dotierten Halbleitersubstrat 20 möglich ist.
Denn dazu kann der Siliziumwafer 36 von der Rückseite 16 aus
mit Hilfe einer anodischen Oxidation unter gleichzeitiger Porenätzung mit
offenen Poren versehen werden, wobei monokristallines Siliziummaterial
zurückbleibt, das
nun entlang der Poren beispielsweise über eine Gasphasendiffusion
mit Phosphoroxitrichlorid (POCl3) oder Phosphin
mit einer extrem hohen Störstellenkonzentration über 1020 cm–3 belegt werden kann,
so dass ein n+-leitender Substratbereich 4 entsteht.
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Um
einen p+-leitenden Substratbereich 4 herzustellen,
kann eine Gasphasendiffusion mittels Diboran und/oder eine Gaspha sendiffusion
mit Hilfe einer Feststoffquelle wie Bornitrid durchgeführt werden.
Neben dem Effekt, dass dadurch ein niedriger Substratwiderstand
zur Verfügung
steht, kann die verbliebene monokristalline Schicht auf der Oberseite 18 des
Halbleiterwafers 36 zum Aufbau einer Halbleiterbauelementstruktur 2 verwendet
werden, zumal der porös-monokristalline
Siliziumbereich 3 des Substrats 20 eine Hochtemperaturfestigkeit
aufweist.
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Bei
einer Phosphordotierung des porös-monokristallinen
Substratbereichs 4 zeigt die hohe Phosphordotierung eine
Getterwirkung für
Verunreinigungen, die in dem monokristallinen Halbleitersilizium
vorhanden sind oder durch weitere Verfahrensschritte eingebracht
werden. Schließlich
kann auf der Rückseite 16 eine
Metallisierung durchgeführt
werden, die zu einem niederohmigen gut leitenden Kontakt zwischen
dem Kontaktmetall und dem porös-monokristallinen
Silizium 3 führt.
Darüber
hinaus wird durch die porige Struktur des Substratbereichs 4 eine innige
mechanische Verzahnung zwischen Metall und dem porös-monokristallinen
Siliziumbereich 3 entstehen.
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2 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch den Siliziumwafer gemäß 1 nach Versiegelung
der Rückseite 16 des
Siliziumwafers 36. Dazu wird auf die Rückseite 16 des porös geätzten und
hochdotierten Substratbereichs 4 eine Polysiliziumschicht
oder eine Siliziumoxidschicht oder eine Siliziumnitridschicht oder
ein Schichtstapel aus diesen Schichten als Schutzschichtstruktur 15 aufgebracht.
Außerdem
ist es möglich,
die Rückseite 16 durch
Laseranschmelzen der Rückseite 16 des
Halbleiterwafers 36 mit dem porös-monokristallinen Substratbereich 4 zu
versiegeln.
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Ferner
ist es möglich,
bereits vor dem Einbringen des porös-monokristallinen Siliziumsubstratbereichs 4 auf
dem Siliziumwafer Epitaxieschichtstrukturen 17 aufzubringen,
um damit Driftzonen und/oder Ladungskompensationszonen für Leistungshalbleiterbauelemente
zu verwirklichen, und erst danach von der Rückseite 16 aus die
Porosität
des Siliziumsubstratbereichs 4 herzustellen.
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3 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch einen Siliziumwafer 36 gemäß 1 mit
monokristallinen Randbereichen 37 und 38 des Siliziumwafers 36 im
Substratbereich 4. Die monokristallinen Siliziumrandbereiche
können
dazu dienen, die Stabilität
des Siliziumwafers 36 zu erhöhen. Diese Randbereiche 37 und 38 können auch
in den Halbleiterchippositionen des Siliziumwafers 36 vorgesehen
werden.
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4 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch den Siliziumwafer 36 gemäß 3 nach
Versiegelung der Rückseite 16 des
Siliziumwafers 36. Komponenten mit gleichen Funktionen
wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Dabei entspricht die
Schutzschichtstruktur 15 der Versiegelungsschicht, die
bereits oben erörtert wurde.
Andererseits ist es auch möglich,
anstelle der Schutzschichtstruktur 15 eine Metallisierung
für eine Rückseitenkathode,
eine Rückseitendrainelektrode und/oder
einen Rückseitenkollektor
entsprechend der Halbleiterbauelementstruktur 2 mit verbessertem Kontaktübergang
zwischen Metall und Halbleitermaterial auf dem porös-monokristallinen
Substratbereich 4 anzuordnen.
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5 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 einer
DMOS-Zelle mit partiell oder vollständig porosiertem n+-leitendem
Sourcebereich 5, der mit seiner Sourceanschlusszone 6 in
eine p-leitende Bodyzone 7 hineinragt. Mit Hilfe einer
Gateelektrode G und eine Gateoxidschicht 40 wird ein elektrisch
leitender Kanal zwischen einem n+-leitenden
Gebiet der Sourceelektrode S über
eine n-leitende Driftstrecke 44 zu einem n+-leitenden
Gebiet der auf der Rückseite 16 angeordneten
Drainelektrode D über
die p-leitende Bodyzone durchgeschaltet. Dazu wird nach der Strukturierung
eines Gate-Polysiliziums 21 oder nach einer Kontaktlochätzung das
n+-leitende Gebiet auf der Halbleiteroberfläche porosiert.
Damit lässt
sich die nötige
Dotierstoffkonzentration für
einen niederohmigen Kontakt auf dem n+-leitenden
Sourcebereich einbringen, ohne dass diese Dotierstoffmenge aufgrund der
hohen Oberflächenrekombination
eine nennenswerte Emitterwirkung für das p-Bodygebiet bewirken kann.
Die porosierten Source- und/oder Bodyzonen können auch für laterale MOSFETs verwendet
werden, was nicht in den Figuren dargestellt ist.
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6 zeigt
einen detaillierten Ausschnitt der Halbleiterbauelementstruktur
gemäß 5.
Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 5 werden mit
gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Die
Detailzeichnung betrifft lediglich den Bereich der Bodyzone 7 im
monokristallinen Siliziumkörper 1 und
die in die Bodyzone 7 hineinragende Sourceanschlusszone 6,
wobei der Sourcebereich 5 dreistufig aufgebaut ist und
von einem n+-leitenden porös-monokristallinen
Siliziumbereich übergeht
in einen n+-leitenden monokristallinen Sourcebereich,
an den sich ein hochdotierter p+-leitender Bereich 41 der
Bodyzone 7 anschließt,
in den die Metallisierung 42 der Sourceelektrode S hineinragt.
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7 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 einer
Hochspannungsdiode mit einem porös-monokristallinen
Siliziumbereich 3 in einem Kathodenbereich 13 auf
der Rückseite 16 des
Siliziumkörpers 1 für die Hochspannungsdiode.
Dazu besteht das Substrat 20 weitgehend aus einem schwachdotierten
n–-leitenden
monokristallinen Siliziumsubstrat 20, auf dessen Oberseite 18 ein
gleitender Anodenbereich 11 eingebracht ist, der über eine
Anodenelektrode A mit einem Anodenpotential verbunden werden kann.
Auf dem porös-monokristallinen
Siliziumbereich 3, der in eine n-leitende Schicht auf der
Rückseite 16 des
monokristallinen Halbleiterkörpers 1 eingebracht
ist, ist eine Metallisierung für
eine Kathodenelektrode KA angeordnet.
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8 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauelementstruktur 2 der 7 mit
verbesserter Randstruktur der Kathode. Um Kriechströme im Randbereich
der Hochspannungsdiode zu vermeiden, wird in dem Randbereich der
Diode auf eine Porosität
im Kathodenbereich 13 verzichtet.
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9 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 eines
Ladungskompensations-Leistungshalbleiterbauelements
des MOSFET-Typs 30 mit einem Bodyzonenbereich 7,
der einen porös-monokristallinen
Siliziumbereich 3 aufweist. Dazu wird dieser porös-monokristalline
Siliziumbereich 3 vorzugsweise in ein p+-leitendes
Gebiet der Bodyzone 7 unterhalb der Sourceanschlusszone 6 angeordnet.
An die Bodyzone 7 schließt sich in vertikaler Richtung
eine Driftstrecke aus n-leitenden Driftzonen 43 und p-leitenden Ladungsträgerkompensationszonen 19 an.
Die Driftstrecke 44 geht über in den Substratbereich 4,
an den sich auf der Rückseite 16 ein
Drainbereich 8 mit Drainanschlussbereich 9 der
Drainelektrode D anschließt.
Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren
werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra
erörtert.
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10 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 eines
IGBT's 29 mit
Abschirmzonen 39 und einem Bodyzonenbereich 7,
der einen porös-monokristallinen Siliziumbereich 3 aufweist.
Der IGBT 29 weist eine in einer Grabenstruktur 32 angeordnete
Gatestruktur 31 auf, die sich vertikal zu der Bodyzone 7 und
einer Driftzone 43 einer Driftstrecke erstreckt. Die Wände der
Grabenstruktur 32 sind mit einer Gateoxidschicht 40 bedeckt
und mit einem Gate-Polysiliziummaterial aufgefüllt. Dieses Polysiliziummaterial
geht in eine Polysiliziumschicht 21 über, welche die Gatestrukturen
miteinander verbindet. Der porös-monokristalline Siliziumbereich 3 ist
als Ladungsträgerrekombinationszone 10 oberhalb
der Raumladungszone 33 des pn-Übergangs
von Bodyzone 34 zu Driftzone 43 angeordnet.
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Gleichzeitig
wird durch den porös-monokristallinen
Siliziumbereich 3 ein Ohm'scher Kontakt zu der Emittermetallisierung
der Emitterelektrode E des IGBT's
hergestellt. Der Substratbereich 4 weist im unteren Bereich
auf der Rückseite 16 des
Siliziumkörpers 1 eine
p+-leitende Kollektorzone 28 auf,
auf welcher die Kollektorelektrode K aufmetallisiert ist. Auch in
diesem Fall kann es hilfreich sein, die Kollektorzone 28 zumindest
teilweise in einen porös-monokristallinen
Siliziumbereich 3 umzuformen. Andererseits ist es von Vorteil
einen porös-monokristallinen Siliziumbereich
im Bereich eines von einem parasitären Bipolartransistor gefährdeten
Gebietes eines IGBTs oder eines MOS-Leistungsbauelements anzuordnen.
Schließlich
können
porös-monokristalline
Siliziumbereiche 3 in integrierten Schaltungen an querstromgefährdeten
Positionen als Ladungsträgerrekombinationszonen
in vorteilhafter Weise angeordnet werden.
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11 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 mit Ladungsträgerrekombinationsbereich 10 aus
porös-monokristallinem
Silizium. Die Halbleiterbauelementstruktur 2 entspricht
der Halbleiterbauelementstruktur 2 in 9.
Jedoch ist der porös-monokristalline
Siliziumbereich 3 nicht unmittelbar im Anschluss an ein
n+-leitendes Sourcegebiet wie in 9 angeordnet,
sondern in einem Übergangsbereich
zwischen einem p+-leitenden Gebiet und einem
p-leitenden Gebiet einer Bodyzone 7. Damit dient dieser
porös-monokristalline
Siliziumbereich 3 ausschließlich der Ladungsträgerrekombination
in der Bodyzone 7, womit die Überschwemmung der n-leitenden
Driftzone vermindert wird und ein schnelleres Schaltverhalten des
MOSFET-Bauelements, wie es in 11 gezeigt
wird, erreicht wird.
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Die 12 bis 14 zeigen
unterschiedliche Möglichkeiten
aufgrund der Hochtemperaturfestigkeit des porös-monokristallinen Siliziumbereichs, ein
Einbringen dieses Bereichs nach unterschiedlichen Fertigungsschritten
zu realisieren.
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12 zeigt
dazu einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 beim
Einbringen eines porös-monokristallinen
Siliziumbereichs 3 in eine Bodyzone 7 nach Aufbringen des
Gate-Polysiliziums 21. Dazu werden in die Gateoxidschicht 40 entsprechende
Kontaktfenster 22 eingebracht, um von dort aus die anodische
Oxidation und das porenweise Ätzen
durchzuführen.
Da die Gateoxidschicht 40 relativ dünn ist, kann sie eventuell
während
der Herstellung des porös-monokristallinen
Siliziumbereichs entfernt werden, ohne vorher Kontaktfenster 22 einzubringen.
Jedoch werden alle Bereiche, die nicht porös geätzt werden sollen, vorher mit
einer Lackschichtstruktur bzw. Schutzschichtstruktur versehen, um
sicherzustellen, dass kein Ätzangriff
auf die bereits bestehenden Strukturen erfolgt.
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13 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 beim
Einbringen eines porös-monokristallinen
Siliziumbereichs 3 nach einem Spacer-Prozess eines Ladungskompensationsbauelements.
Bei dem Spacer-Prozess wird an die Ränder der Gateelektrode eine
Isolationsschicht angeordnet, die gleichzeitig als Maskierung für den anodischen
Oxidationsschritt mit gleichzeitigem Ätzfortschritt dienen kann.
In diesem Fall ist die n+-leitende Schicht
für den
Sourcebereich 5 bereits eingebracht, so dass sowohl die
n+-leitende Schicht als auch der p-leitende
Bereich der Bodyzone 7 mit einem porös-monokristallinen Siliziumbereich 3 versehen
wird.
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14 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 beim
Einbringen eines porös-monokristallinen
Siliziumbereichs 3 nach Öffnen von Kontaktfenstern 22 in einem
Zwischenoxid 23 bei einem Ladungskompensationsbauelement.
Beim Einbringen dieser Kontaktfenster 22 wird gleichzeitig
der pn-Übergang
zwischen einem n+-leitenden Sourcebereich 5 und
einem p-leitenden Bodyzonenbereich 7 freigelegt, so dass
nun der porös-monokristalline
Siliziumbereich 3 vollständig in der Bodyzone 7 angeordnet
ist. Auf diesem so vorbereiteten Kontaktfenster 22 wird
anschließend
die Metallisierung für
die Sourceelektrode durchgeführt.
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15 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 einer
Halbleiterdiode, insbesondere einer schnell schaltenden Diode oder
einer Freilaufdiode 12 mit einem porös-monokristallinen Siliziumbereich 3 im
Anodenbereich 11. Die Vorteile dieser Halbleiterbauele mentstruktur 2 wurden
bereits oben besprochen und auf eine erneute Erörterung wird deshalb verzichtet. Der
porös-monokristalline
Siliziumbereich 3 wird nicht nur in das gleitende Gebiet
der Anode 11 eingebracht, sondern auch in das p-leitende
Gebiet eines Schutzringbereichs 14, der für Hochspannungsdioden
den Randabschluss bildet. Auf der Rückseite 16 des Siliziumkörpers 1 ist
ein Kathodenbereich 13 vorgesehen, so dass die Kathode
flächig
auf der Rückseite 16 des
Siliziumkörpers 1 angebracht
werden kann.
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Die 16 bis 18 zeigen
schematische Querschnitte durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 beim
Herstellen einer Halbleiterdiode, insbesondere einer schnell schaltenden
Diode oder einer Freilaufdiode 12.
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16 zeigt
den schematischen Querschnitt eines Abschnitts eines Siliziumkörpers 1 mit
einer Rückseite 16 und
einer Oberseite 18, in die eine Halbleiterdiodenstruktur
eingebracht werden soll. Dazu wird eine strukturierte Oxidschicht 45 auf
die Oberseite 18 aufgebracht, die lediglich Fenster zum Einbringen
von p-leitenden Wannen für
den Anodenbereich 11 und den Schutzringbereich 14 freilässt. In den
n-leitenden Siliziumkörper 1 aus
monokristallinem Siliziummaterial werden dann Boratome eingebracht,
die einen entsprechend tiefen Anodenbereich 11 sowie einen
entsprechend tiefen Schutzringbereich 14 in den Halbleiterkörper 1 einbringen.
Anschließend
kann die gleiche strukturierte Oxidschicht 45, wenn sie
ausreichend isolierend wirkt, verwendet werden, um partiell von
der Oberseite 18 aus sowohl im Anodenbereich 11 als
auch im Schutzringbereich 14 das monokristalline Siliziummaterial
in porös-monokristalline
Siliziumbereiche 3 durch anodische Oxidation unter gleichzeitiger Ätzung in
einer Tiefe einzubrin gen, die geringer ist als die Tiefe des Anodenbereichs 11 bzw.
des Schutzringbereichs 14.
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17 zeigt
einen schematischen Querschnitt nach dem Einbringen der porös-monokristallinen
Siliziumbereiche in die Oberseite 18 des monokristallinen
Siliziumkörpers 1.
Dabei weist dieser Bereich zunächst
noch die geringe Dotierung des Anodenbereichs 11 bzw. des
Schutzringbereichs 14 auf.
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18 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauelementstruktur 2 nach
Herstellen einer Halbleiterdiode 12. Dazu wurde wieder
unter dem Schutz der strukturierten Oxidschicht 45 in dem
Bereich des porös-monokristallinen
Siliziumbereichs 3 eine hohe p+-leitende
Dotierstoffkonzentration eingebracht. Damit ist einerseits gewährleistet,
dass der Anoden-Emitterwirkungsgrad aufgrund der auf den Oberflächen der
Poren angeordneten Ladungsträgerrekombinationszentren
reduziert wird. Andererseits wird aufgrund der hohen Dotierung nun
auch ein niederohmiger Kontakt zu der Anode A bzw. zu dem metallischen
Schutzring möglich.
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Für die p-leitende
Wanne genügt
im Vergleich zum Stand der Technik in dieser Ausführungsform
der Erfindung eine Dosis knapp oberhalb der Durchbruchspannung von
etwa 2 × 1012 cm–2, weil nur im statischen
Fall das elektrische Feld nicht bis zum porös-monokristallinen Silizium 3 reichen
soll, um einen niedrigeren Leckstrom zu gewährleisten. Im dynamischen Fall
darf das elektrische Feld bis zum porösen Silizium reichen und wird
dann zusätzlichen
Leckstrom erzeugen. Da dieser aber nur kurzzeitig fließt und auch
deutlich kleiner ist als der Rückstrom,
welcher typische Stromdichten im Bereich von 50 bis 300 Acm–2 aufweist,
sind diese zusätzlichen Verluste
vernachlässigbar
klein.
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Da
das porös-monokristalline
Silizium hoch p-leitend dotiert werden kann, sind die Ohm'schen Verluste in
diesem Bereich ebenfalls zu vernachlässigen, wobei in vorteilhafter
Weise der unkritische Kontaktwiderstand im Vergleich zu heutigen
Kontaktimplantationen, bei denen bei Implantationsdosen von kleiner
1 × 1013 cm–2 bereits Schwankungen
im Übergangswiderstand
zu der Aluminiummetallisierung auftreten können. Außerdem wird das porös-monokristalline
Siliziummaterial so dick ausgeführt,
dass übliche
Defekte und leichte Spikes der Metallisierung überdeckt werden.
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Vorteilhaft
ist der Herstellungsprozess, bei dem die Porosierung aufgrund ihrer
Hochtemperaturtauglichkeit zu einem günstigen Zeitpunkt der Fertigung
durchgeführt
werden kann. Insbesondere besteht Wahlfreiheit, ob das niedrig dotierte
Gebiet der p-leitenden Wanne porosiert werden soll und anschließend die
hohe p-leitende Dotierung über
beispielsweise Zonenimplantation oder Gasphasendiffusion eingebracht
wird. Alternativ kann auch das vorher hoch dotierte Gebiet porosiert
werden. Für
die anodische Oxidation mit gleichzeitiger poröser Ätzung wird eine wässrige oder
mit organischen Lösungsmitteln
verdünnte
HF-Lösung
verwendet, vorzugsweise eine 5 molare Flusssäure mit einem 15 molarer C2H5OH oder eine 11,7
molare Flusssäure mit
einem 10,3 molaren C2H5OH.
Vor dem Ätzangriff kann
die strukturierte Oxidschicht 45 mit einer Photolackmaske
oder mit einer strukturierten Si3N4-Schicht geschützt werden.
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Die 19 bis 22 zeigen
schematische Querschnitte durch eine Halbleiterbauelementstruktur 2 beim
Herstellen einer schaltrobusten Halbleiterdiode 12. Um
die Schaltrobustheit der in den 16 bis 18 gezeigten
Diode zu erhöhen,
wird bei dieser Diode zusätzlich
im Randbereich der Anode 11 eine Feldplattenstruktur vorgesehen
und im Randbereich der Halbleiterstruktur ein entsprechender Schutzring
eingebracht.
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Dazu
zeigt 19 einen monokristallinen Siliziumkörper 1,
in dem über
eine Oxidmaske mittels einer strukturierten Oxidschicht 45 zwei
p-leitende Bereiche in den n-leitenden Siliziumkörper 1 eingebracht
sind. Dabei wird ein Diffusions- oder Ionenimplantationsverfahren
eingesetzt, das die Monokristallinität in den p-leitenden Bereichen
nicht zerstört
und somit einen pn-Übergang
in dem Siliziumkörper
sowohl für
die Anode 11 als auch für
den Schutzringbereich 14 ausbildet.
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In 20 wird
gezeigt, dass nun in den p-leitenden Bereichen der Anode 11 und
des Schutzringbereichs 14 partiell ein porös-monokristalliner
Siliziumbereich 3 jeweils eingebracht wird. Dazu kann das strukturierte
Oxid 45 mit einer strukturierten Schutz- bzw. Lackschicht
versehen werden, um es vor dem Ätzangriff
zu schützen.
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Nach
Entfernen der gezeigten Schutz- bzw. Lackschicht wird eine zweite
strukturierte Oxidschicht 46 auf die erste strukturierte
Oxidschicht 45 aufgebracht, die im Anodenbereich 11 verhindern soll,
dass ein Kontaktbereich in der gefährdeten Nähe des lateralen Randbereichs
entsteht. Vielmehr soll ein Anschlussbereich 26 für eine Feldplatte
reserviert werden, die zumindest kurzzeitig nicht auf Anodenpotential
liegt. Nach dem Aufbringen dieser zweiten strukturierten Oxidschicht 46 können nun
die hohen Dotierungen für
die Kontaktanschlussbereiche der Anode 11, der Feldplatte 24 und
des Schutzrings 14 eingebracht werden. Durch diese Maßnahme entsteht
in der lateralen Randzone des Anodenbereichs 11 ein niederohmiger
gleitender porös-monokristalliner
Siliziumbereich 3, der eine hohe Schaltrobustheit der entstehenden
Freilaufdiode 12 sicherstellt.
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22 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch die Freilaufdiode 12 der 21 nachdem
die Metallisierung auf den Anodenbereich 11, den Feldplattenanschlussbereich 24 und
den Schutzringbereich 14 aufgebracht ist. Diese Schaltrobustheit
entsteht, weil das Anodenmetall der Anode 25 lateral weit
vor dem Ende der Anodendotierung endet. Für die Herstellung der Randfeldplatten
werden außerdem
meist mehr als eine Dielektrikumsschicht benötigt. Wenn die zweite strukturierte
Oxidschicht 26 zur Maskierung der Dotierung des porös-monokristallinen
Siliziumbereichs verwendet wird, so wird die Injektion von Ladungsträgern in
den Randbereich der Freilaufdiode aufgrund des hohen lateralen Bahnwiderstands
in der Anode reduziert, was die Schaltrobustheit verbessert.
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In
den 23 und 24 werden
Varianten einer Ausführungsform
einer Freilaufdiode 12 mit porös-monokristallinen Siliziumbereich 3 gezeigt.
Diese zwei weiteren Varianten weisen eine stärkere Injektion von Ladungsträgern in
den Randbereichen auf, sind jedoch dann einfacher herzustellen.
Während
in 23 sowohl eine Anodenelektrode A als auch eine Feldplatte 26 und
eine Metallisierung des Schutzringbereichs 14 vorgesehen
sind, wird in 24 die Feldplattenelektrode
mit der Anodenelektrode zusammengeführt, so dass eine geringere
Randbreite entsteht und somit diese Freilaufdiode 12 besonders gut
für kleinere
Halbleiterchips für
geringere Stromstärken
mit wenigen Ampere bzw. mit weniger als 10 A Nennstrom geeignet
ist, die nicht so hohe Anforderungen an die Schaltrobustheit stellen,
wie sie mit dem Ausführungsbeispiel
gemäß 22 erreichbar ist.
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- 1
- Halbleiterkörper bzw.
Siliziumkörper
(monokristallin)
- 2
- Halbleiterbauelementstruktur
- 3
- porös-monokristallines
Halbleitermaterial bzw. Silizium
- 4
- Substratbereich
- 5
- Sourcebereich
- 6
- Sourceanschlusszone
- 7
- Bodyzonenbereich
- 8
- Drainbereich
- 9
- Drainanschlusszone
- 10
- Ladungsträgerrekombinationsbereich
- 11
- Anodenbereich
- 12
- Freilaufdiode
bzw. Halbleiterdiode
- 13
- Kathodenbereich
- 14
- Schutzringbereich
- 15
- Schutzschichtstruktur
- 16
- Rückseite
- 17
- Epitaxieschicht
- 18
- Oberseite
- 19
- Ladungskompensationszone
- 21
- Gate-Polysilizium-Schicht
- 20
- Substrat
- 22
- Kontaktfenster
- 23
- Zwischenoxid
- 24
- Feldplattenanschlussbereich
- 25
- Anode
- 26
- Feldplatte
- 28
- Kollektorzone
- 29
- IGBT
(Insulated Gate Bipolar Transistor)
- 30
- MOSFET
- 31
- Gatestruktur
- 32
- Grabenstruktur
- 33
- Raumladungszone
- 34
- Bodyzone
- 35
- Driftstrecke
- 36
- Siliziumwafer
- 37
- Randbereich
des Siliziumwafers
- 38
- Randbereich
des Siliziumwafers
- 39
- Abschirmzone
- 40
- Gateoxidschicht
- 41
- p+-leitender Bereich
- 42
- Metallisierung
der Sourceelektrode
- 43
- Driftzone
- 44
- Driftstrecke
- 45
- strukturierte
Oxidschicht
- 46
- zweite
strukturierte Oxidschicht
- G
- Gateelektrode
- D
- Drainelektrode
- S
- Sourceelektrode
- KA
- Kathode
- A
- Anode
- K
- Kollektorelektrode