DE102014105790B4

DE102014105790B4 - Halbleitervorrichtung mit elektrostatischer Entladungsschutzstruktur

Info

Publication number: DE102014105790B4
Application number: DE102014105790.2A
Authority: DE
Inventors: Joachim Weyers; Franz Hirler; Anton Mauder; Markus Schmitt
Original assignee: Infineon Technologies Dresden GmbH and Co KG
Current assignee: Infineon Technologies Dresden GmbH and Co KG
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: DE102014105790A1; CN105047661B; US9472544B2; CN105047661A; US20150311191A1

Abstract

Halbleitervorrichtung, umfassend:
einen Halbleiterkörper mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche,
eine erste Isolationsschicht auf der ersten Oberfläche des Halbleiterkörpers,
eine elektrostatische Entladungsschutzstruktur auf der ersten Isolationsschicht, wobei die elektrostatische Entladungsschutzstruktur einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss hat, und
eine Wärmeverbrauchsstruktur mit einem ersten Ende in Kontakt mit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur und einem zweiten Ende, das in direktem Kontakt zu einem elektrisch isolierenden Bereich ist, und wobei die elektrostatische Entladungsschutzstruktur auf der ersten Isolationsschicht eine Polysiliziumschicht umfasst, die erste und zweite Bereiche eines entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps hat, die abwechselnd längs einer lateralen Richtung angeordnet sind, und wobei
die Wärmeverbrauchsstruktur wenigstens ein oder mehrere Wärmeverbrauchselemente umfasst, die elektrisch voneinander isoliert und jeweils in Kontakt mit lediglich einem der ersten und zweiten Bereiche sind.

Description

HINTERGRUND
Eine Schlüsselkomponente in einer Halbleiteranwendung ist ein Festkörperschalter. Beispielhafte Festkörperschalter sind aus den Druckschriften US 8 637 388 B2 , US 2007 / 0 267 700 A1 , US 2005 / 0 077 577 A1 , DE 22 26 613 A , DE 10 2004 011 703 A1 und US 2012 / 0 049 187 A1 bekannt. Als ein Beispiel schalten Schalter Lasten von Automobil-Anwendungen oder industriellen Anwendungen ein und aus. Festkörperschalter umfassen typischerweise beispielsweise Feldeffekttransistoren (FETs), wie Metall-Oxid-Halbleiter-FETs (MOSFETs) oder Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs).
Bei diesen Anwendungen kann eine Schädigung eines Gatedielektrikums zwischen Gate und Source der Transistoren durch ein elektrostatisches Entladungsereignis zwischen einem Gatekontaktgebiet und einem Sourcekontaktgebiet der Halbleitervorrichtung verursacht sein. Um das Gatedielektrikum vor einem elektrostatischen Entladungsereignis zu schützen, sind elektrostatische Entladungs-(ESD-)Schutzstrukturen vorgesehen, die beispielsweise die Transistoren vor einer elektrostatischen Entladung während eines Zusammenbaus oder Betriebs schützen. Diese ESD-Schutzstrukturen erfordern ein nichtvernachlässigbares Gebiet bzw. eine nicht-vernachlässigbare Fläche innerhalb der integrierten Halbleitervorrichtung.
Es ist weiterhin bevorzugt, das thermoelektrisch sichere Betriebsgebiet einer ESD-Struktur zu vergrößern, um eine vorbestimmte elektrostatische Entladungsrobustheit zu erzielen, während gleichzeitig ein reduzierter Flächenverbrauch der ESD-Schutzstruktur vorliegt.
Es ist somit wünschenswert, eine Halbleitervorrichtungsstruktur mit gesteigertem ESD-Schutz und thermischen Eigenschaften vorzusehen, während gleichzeitig eine optimierte Flächeneffizienz vorhanden ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Das obige Problem wird gelöst durch die Lehren der unabhängigen Patentansprüche. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel einer Halbleitervorrichtung umfasst diese einen Halbleiterkörper, der eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche hat. Die Halbleitervorrichtung umfasst weiterhin eine erste Isolationsschicht auf der ersten Oberfläche des Halbleiterkörpers und eine elektrostatische Entladungsschutzstruktur auf der ersten Isolationsschicht. Die elektrostatische Entladungsschutzstruktur hat einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss. Die Halbleitervorrichtung umfasst weiterhin eine Wärmeverbrauchs- bzw. -ableitungsstruktur, die ein erstes Ende in Kontakt mit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur und ein zweites Ende, das in direktem Kontakt mit einem elektrisch isolierenden Bereich ist, hat. Die elektrostatische Entladungsschutzstruktur umfasst auf der ersten Isolationsschicht eine Polysiliziumschicht, die erste und zweite Bereiche eines entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps hat, die abwechselnd längs einer lateralen Richtung angeordnet sind. Die Wärmeverbrauchsstruktur umfasst wenigstens ein oder mehrere Wärmeverbrauchselemente, die elektrisch voneinander isoliert und jeweils in Kontakt mit lediglich einem der ersten und zweiten Bereiche sind. Der Fachmann wird zusätzliche Merkmale und Vorteile nach Lesen der folgenden Detailbeschreibung und Betrachten der begleitenden Zeichnungen erkennen.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen sind beigeschlossen, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu liefern, und sie sind in die Offenbarung der Erfindung einbezogen und bilden einen Teil von dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern von Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung und beabsichtigte Vorteile werden sofort gewürdigt, da sie unter Hinweis auf die folgende Detailbeschreibung besser verstanden werden.

1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2A und 2B sind schematische Draufsichten eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
3 und 4 sind schematische Schnittdarstellungen eines Teiles einer Halbleitervorrichtung, geführt längs einer Schnittebene A-A' von 2A oder 2B, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
5A bis 5C sind schematische Schnittdarstellungen eines Teiles einer Halbleitervorrichtung, geführt längs einer Schnittebene A-A' von 2A oder 2B, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.

DETAILBESCHREIBUNG
In der folgenden Detailbeschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen für Veranschaulichungszwecke spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgebildet werden kann. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die für ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht oder beschrieben sind, bei oder im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um zu noch einem weiteren Ausführungsbeispiel zu gelangen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen einschließt. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und dienen lediglich für Veranschaulichungszwecke. Zur Klarheit sind die gleichen Elemente durch entsprechende Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen versehen, falls nicht etwas anderes festgestellt wird.
Die Begriffe „haben“, „enthalten“, „umfassen“, „aufweisen“ und ähnliche Begriffe sind offene Begriffe, und diese Begriffe geben das Vorhandensein der festgestellten Strukturen, Elemente oder Merkmale an, schließen jedoch zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht aus. Die unbestimmten Artikel und die bestimmten Artikel sollen sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, falls sich aus dem Zusammenhang nicht klar etwas anderes ergibt.
Der Begriff „elektrisch verbunden“ beschreibt eine permanente niederohmige Verbindung zwischen elektrisch verbundenen Elementen, beispielsweise einen direkten Kontakt zwischen den betreffenden Elementen oder eine niederohmige Verbindung über ein Metall und/oder einen hochdotierten Halbleiter. Der Begriff „elektrisch gekoppelt“ umfasst, dass ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente, die für eine Signalübertragung geeignet sind, zwischen den elektrisch gekoppelten Elementen vorgesehen sein können, beispielsweise Widerstände, resistive Elemente oder Elemente, die steuerbar sind, um zeitweise eine niederohmige Verbindung in einen ersten Zustand und eine hochohmige elektrische Entkopplung in einem zweiten Zustand herzustellen.
Die Figuren veranschaulichen relative Dotierungskonzentrationen durch Angabe von „^-“ oder „⁺“ nächst zu dem Dotierungstyp „n“ oder „p“. Beispielsweise bedeutet „n^-“ eine Dotierungskonzentration, die niedriger als die Dotierungskonzentration eines „n“-Dotierungsbereiches ist, während ein „n⁺“-Dotierungsbereich eine höhere Dotierungskonzentration hat als ein „n“-Dotierungsbereich. Dotierungsbereiche der gleichen relativen Dotierungskonzentration haben nicht notwendigerweise die gleiche absolute Dotierungskonzentration. Beispielsweise können zwei verschiedene „n“-Dotierungsbereiche die gleichen oder verschiedene absolute Dotierungskonzentrationen haben.
1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst einen Halbleiterkörper 100 mit einer ersten Oberfläche 101 und einer zweiten Oberfläche 102 entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche 101. Die Halbleitervorrichtung 10 umfasst weiterhin eine erste Isolationsschicht 200 auf der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 und eine elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 auf der ersten Isolationsschicht 200. Die elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 hat einen ersten Anschluss 312 und einen zweiten Anschluss 314. Die Halbleitervorrichtung umfasst weiterhin eine Wärmeverbrauchsstruktur bzw. Wärmeabfuhrstruktur 700, die ein erstes Ende 701 in Kontakt mit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 und ein zweites Ende 702, das in direktem Kontakt mit einem elektrisch isolierendem Bereich ist, hat.
Die Halbleitervorrichtung 10 kann Leistungshalbleiterelemente, wie IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate), z.B. RC-IGBTs (rückwärts leitende IGBTs), RB-IGBTs (rückwärts sperrende IGBTs) und IGFETs (Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate) einschließlich MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) aufweisen. Die Halbleitervorrichtung 10 kann auch einen Superübergang- bzw. Superjunctiontransistor, einen Graben- bzw. Trenchfeldeffekttransistor oder irgendeine weitere Transistorvorrichtung umfassen, die einen Laststrom über einen Steueranschluss steuert.
Wenn die Chipabmessung bzw. -größe der Halbleitervorrichtung 10 reduziert wird, resultiert eine kleinere Eingangskapazität in einer gesteigerten Gefahr einer durch ein elektrostatisches Entladungsereignis zwischen dem Gate und der Source der Halbleitervorrichtung 10 verursachten Schädigung. Somit kann die elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 auf das Leistungshalbleiterelement angewandt werden, um ein Gatedielektrikum zwischen einem Gate und Source eines Transistors vor einer Schädigung durch Abführen bzw. Verbrauchen von Energie zu schützen, die durch ein elektrostatisches Entladungsereignis zwischen einem Gatekontaktgebiet und einem Sourcekontaktgebiet verursacht ist.
Die 2A und 2B sind schematische Draufsichten von Teilen einer Halbleitervorrichtung 10 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Wie in 2A gezeigt ist, ist eine erste Elektrode 500 in einem Randbereich der Halbleitervorrichtung 10 vorgesehen und kann als das Gatekontaktgebiet wirken, das ein Gatepad bzw. -kissen umfassen kann. Das Gatepad kann verwendet werden, um einen Bond- oder Lotkontakt zu der ersten Elektrode 500 vorzusehen, die mit einer externen Vorrichtung oder einem externen Element zu verbinden ist. Eine zweite Elektrode 600 ist nächst zu der ersten Elektrode 500 angeordnet und kann als das Sourcekontaktgebiet wirken, durch welches die Sourcezonen der Transistorzellen in dem Halbleiterkörper 100 kontaktiert sind.
Wenn die Halbleitervorrichtung 10 als Leistungshalbleiterelement gebildet ist, kann eine resultierende Dicke der Metallisierung der ersten Elektrode 500 und der zweiten Elektrode 600 in einem Bereich von 1 µm bis 10 µm oder 3 µm bis 7 µm sein, und die erste Elektrode 500 und die zweite Elektrode 600 können durch einen Mindestabschnitt B in einem Bereich von 5 µm bis 20 µm oder 10 µm bis 15 µm getrennt sein. Wie in 2B gezeigt ist, kann die erste Elektrode 500 auch in einem Mittelteil der Halbleitervorrichtung 10 angeordnet sein, wobei die Sourceelektrode 600 die erste Elektrode 500 umrundet bzw. umgibt. Mögliche Lagen bzw. Stellen der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 710 sind durch Strichlinien angedeutet, wobei die angegebenen Plätze lediglich beispielhaft sind und nicht als begrenzend verstanden werden sollen.
3 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles der Halbleitervorrichtung 10, geführt längs einer Schnittebene A-A' von 2A oder 2B, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Der Halbleiterkörper 100 kann aus einem einkristallinen Halbleitermaterial vorgesehen sein, beispielsweise Silizium Si, Siliziumcarbid SiC, Germanium Ge, einem Silizium-Germanium-Kristall SiGe, Galliumnitrid GaN oder Galliumarsenid GaAs. Ein Abstand zwischen den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 ist gewählt, um eine spezifizierte Spannungssperrfähigkeit zu erzielen, und kann wenigstens 20 µm, beispielsweise wenigstens 50 µm, sein. Andere Ausführungsbeispiele können Halbleiterkörper 100 mit einer Dicke von einigen 100 µm vorsehen. Der Halbleiterkörper 100 kann eine rechteckförmige Gestalt mit einer Randlänge in dem Bereich von einigen Millimetern haben. Die Normale zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 definiert eine vertikale Richtung, und Richtungen orthogonal bzw. senkrecht zu der Normalrichtung sind laterale Richtungen.
Die erste Isolationsschicht 200 ist auf der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 gebildet. Die erste Isolationsschicht 200 kann irgendein Dielektrikum oder eine Kombination von Dielektrika umfassen, die geeignet sind, um den Halbleiterkörper 100 von der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 auf der ersten Isolationsschicht 200 zu isolieren. Die erste Isolationsschicht 200 kann ein Material oder irgendeine Kombination von Materialien aus einem Oxid, Nitrid, Oxynitrid, einem Hoch-k-Material, einem Imid, einem isolierenden Harz oder Glas als Beispiele umfassen. Die erste Isolationsschicht 200 kann ein Felddielektrikum, wie beispielsweise ein Feldoxid und/oder ein Gatedielektrikum, wie beispielsweise ein Gateoxid, umfassen. Die erste Isolationsschicht 200 kann ein Feldoxid umfassen, das beispielsweise durch eine lokale Oxidation eines Silizium-(LOCOS-)Prozesses oder STI (flache Trenchisolation) gebildet ist. Die Dicke des Felddielektrikums der ersten Isolationsschicht 200 kann in einem Bereich von 0,5 µm bis 5 µm oder 1 µm bis 3 µm sein, die Dicke des Gatedielektrikums der ersten Isolationsschicht 200 kann in einem Bereich von 5 nm bis 200 nm oder 40 nm bis 120 nm sein.
Die zweite Isolationsschicht 400 wird auf der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 und der ersten Isolationsschicht 200 gebildet. Die zweite Isolationsschicht kann Siliziumnitrid umfassen. Die zweite Isolationsschicht 400 kann ein Stapel von einer ersten und einer zweiten dielektrischen Schicht 410 und 420 sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste dielektrische Schicht 410 einen Tetraethylorthosilikat-(TEOS-)/undotierten Silikatglas-(USG-)Film umfassen. Die Dicke der ersten dielektrischen Schicht der zweiten Isolationsschicht 400 kann in einem Bereich von 50 nm bis 500 nm sein. Die zweite dielektrische Schicht 420 kann ein Phosphorsilikatglas (PSG) oder ein Borphosphorsilikatglas (BPSG) umfassen. Die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht der zweiten Isolationsschicht 400 kann in einem Bereich von 200 nm bis 2 µm sein.
Die erste Elektrode 500 wird auf der zweiten Isolationsschicht 400 gebildet. Nächst zu der ersten Elektrode 500 wird die zweite Elektrode 600 auf der zweiten Isolationsschicht 400 gebildet, welche von der ersten Elektrode 500 um den Abstand B beabstandet sein kann (siehe auch 2A und 2B). Auf der ersten Elektrode 500 und der zweiten Elektrode 600 wird eine Passivierungsschicht 800 gebildet, die ein Material oder irgendeine Kombination von Materialien aus einem Imid, einem Nitrid, einem Oxid oder einem Oxynitrid als Beispiele umfassen kann.
Die erste Elektrode 500 und die zweite Elektrode 600 können getrennte Teile beispielsweise aufgrund eines lithographischen Musterns bzw. Strukturierens einer gemeinsamen Metallverdrahtungsschicht sein, wobei die Halbleitervorrichtung 10 lediglich eine einzige Metallverdrahtungsschicht umfasst. Die erste Elektrode 500 und die zweite Elektrode 600 können als eine Metallschichtstruktur gebildet sein, die als Hauptbestandteil bzw. Hauptbestandteile aus Aluminium Al, Kupfer Cu oder Legierungen von Aluminium oder Kupfer, beispielsweise AlSi, AlCu oder AlSiCu bestehen oder diese Stoffe enthalten kann. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die erste Elektrode 500 und die zweite Elektrode 600 eine, zwei, drei oder mehr Unterschichten enthalten, wobei jede Unterschicht als einen Hauptbestandteil wenigstens ein Material aus Nickel Ni, Titan Ti, Silber Ag, Gold Au, Wolfram W, Platin Pt, Tantal Ta und Palladium Pd enthält. Beispielsweise kann eine Unterschicht ein Metallnitrid oder eine Metalllegierung enthalten, die Ni, Ti, Ag, Au, W, Pt, Co und/oder Pd enthält.
Die elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 kann eine Reihenverbindung von wenigstens einer Polysiliziumdiode umfassen. Wie in 3 gezeigt ist, kann die elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 eine Polysiliziumschicht 300 auf der ersten Isolationsschicht 200 mit ersten Bereichen 316 und zweiten Bereichen 318 von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp umfassen, welche abwechselnd längs einer lateralen Richtung angeordnet sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel, wie in 3 gezeigt, können der erste Anschluss 312 und der zweite Anschluss 314 in der Polysiliziumschicht 300 den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die ersten Bereiche 316 haben.
In Einzelheiten kann die elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 durch Bilden der Polysiliziumschicht 300 eines ersten Leitfähigkeitstyps auf der ersten Isolationsschicht 200 hergestellt werden. Nach Bilden der Polysiliziumschicht 300 wird eine Maskenschicht (nicht gezeigt), beispielsweise eine Hartmaskenschicht oder eine Resistschicht, auf der Polysiliziumschicht 300 gebildet und durch einen Lithographieprozess gemustert bzw. strukturiert, so dass die zweiten Bereiche 318 nicht durch die Maskenschicht bedeckt sind. In einem folgenden Implantationsprozess werden Dotierstoffe eines zweiten Leitfähigkeitstyps in die freiliegenden zweiten Bereiche 318 eingebracht, die nicht durch die Maskenschicht auf der Polysiliziumschicht 300 bedeckt sind, um die zweiten Bereiche 318 des zweiten Leitfähigkeitstyps zu bilden. Somit umfasst jeder der ersten Bereiche 316 und der zweiten Bereiche 318 erste Dotierstoffe des ersten Leitfähigkeitstyps, und die zweiten Bereiche 318 umfassen weiterhin zweite Dotierstoffe des zweiten Leitfähigkeitstyps, die die ersten Dotierstoffe des ersten Leitfähigkeitstyps überkompensieren. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann jeder der ersten Bereiche 316 erste Dotierstoffe des ersten Leitfähigkeitstyps umfassen, und die zweiten Bereiche 318 können nur zweite Dotierstoffe des zweiten Leitfähigkeitstyps umfassen, ohne die ersten Dotierstoffe des ersten Leitfähigkeitstyps überzukompensieren. Hier werden jeweils die ersten Dotierstoffe in die ersten Bereiche 316 und die zweiten Dotierstoffe in die zweiten Bereiche 318 in einem getrennten Prozess, beispielsweise durch Ionenimplantation und/oder Diffusion, eingebracht, wobei überlappende Bereiche zwischen den ersten und zweiten Bereichen 316, 318 erste und zweite Dotierstoffe aufgrund von Diffusion der Dotierstoffe umfassen können.
Als ein Ergebnis wird eine Polysiliziumdiodenkette oder -band gebildet, das in einer lateralen Richtung mit abwechselnden pn-Übergängen (Dioden) an den Bereichsgrenzen der ersten und zweiten Bereiche in der Polysiliziumschicht 300 angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel sind die Dotierungskonzentrationen der Bereiche derart angepasst, dass eine Reihenverbindung von Zenerdioden in der Polysiliziumschicht 300 gebildet wird. Durch die Anzahl der aufeinanderfolgenden Dioden, deren jede einen ersten Bereich 316 und einen zweiten Bereich 318 umfasst, kann die Durchbruchspannung der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 eingestellt werden.
Die auf die erste Isolationsschicht 200 aufgetragene oder abgeschiedene Polysiliziumschicht 300 kann eine große Kornabmessung von Polysilizium haben. Somit kann die laterale Abmessung der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310, die eine Poly-Zenerdiodenkette umfasst, beispielsweise in einem Bereich von 1 µm bis 10 µm oder 3 µm bis 5 µm sein. Durch Ausdehnen bzw. Erstrecken der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 über eine Vielzahl von Korngrenzen der aufgetragenen Polysiliziumschicht 300 wird eine stabile Durchbruchkennlinie bzw. -eigenschaft der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 vorgesehen. Eine Vielzahl von Korngrenzen innerhalb der Polysiliziumschicht 300 kann zu einer Elektronenbeweglichkeit in einem Bereich von 1 cm²/Vs bis 5 cm²/Vs führen. Im Fall eines Verbesserns der körnigen Struktur der Polysiliziumschicht 300 kann die Elektronenbeweglichkeit bis 50 cm²/Vs aufgrund von weniger Korngrenzen innerhalb der Polysiliziumschicht 300 gesteigert werden. Eine weitere Verbesserung kann durch Auftragen bzw. Abscheiden von amorphem Silizium, gefolgt durch einen Laserschmelzprozess, erzielt werden. Ein derartiges polykristallines Silizium wird Niedertemperatur-Polysilizium (LTPS) genannt. Die Elektronenbeweglichkeit des Niedertemperatur-Polysiliziums ist in einem Bereich von 100 cm²/Vs bis 700 cm²/Vs.
Sogar höhere Elektronenbeweglichkeiten können durch polykristallines Silizium erzielt werden, das sogar größere Korngrenzenabmessungen hat. Ein Beispiel eines derartigen polykristallinen Siliziums ist Silizium mit einheitlicher Korngröße (CGS, Continuous Grain Silicon), das zu einer Elektronenbeweglichkeit in einem Bereich von 500 cm²/Vs bis 700 cm²/Vs führt. Durch Vorsehen von Silizium mit einheitlicher Korngröße innerhalb der Polysiliziumschicht 300 können Elektronenbeweglichkeiten erreicht werden, die vergleichbar sind mit denjenigen innerhalb des Volumen- bzw. Blockbereiches des Halbleiterkörpers 100.
Die Polysiliziumschicht 300 kann so wenigstens ein Material aus Niedertemperatur-Polysilizium (LTPS) und Silizium mit einheitlicher Korngröße (CGS) aufweisen.
Die Länge der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 jeweils zwischen dem ersten Anschluss 312 und dem zweiten Anschluss 314 kann im Bereich von 5 µm bis 150 µm oder 20 µm bis 50 µm sein. Ein Gebiet bzw. eine Fläche der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 gemäß 2A und 2B und 3 bis 5 kann in einem Bereich von 100 µm × 50 µm × 2 = 10000 µm² sein, indem eine kleine Gatekissenlänge bzw. Gatepadlänge von 100 µm, eine elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 auf zwei orthogonalen Seiten (2A) oder symmetrisch auf zwei entgegengesetzten Seiten (2B) des Gatekissens bzw. -pads vorgesehen wird. Das Gebiet bzw. die Fläche der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 kann bis zu 500 µm × 50 µm × 2 = 50000 µm² oder bis zu 1000 µm × 50 µm × 2 - 100.000 µm² betragen, indem eine große Gatepadlänge von 1000 µm vorgesehen wird. Das Gebiet bzw. die Fläche der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 vergrößert nicht das gesamte Chipgebiet bzw. die gesamte Chipfläche, da die Diode zwischen und teilweise unter dem Metall aufgebaut ist.
Unter der Annahme eines Durchbruchstromes von 1 mA je µm an Diodenbreite kann eine Robustheit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 hinsichtlich HBM- (Human Body Model bzw. Mensch-Körper-Modell) Tests in einem Bereich von 300 V bis 3 kV sein.
Das Gebiet bzw. die Fläche der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 kann geeignet gewählt werden, um Energie abzuführen bzw. zu verbrauchen, die durch ein elektrostatisches Entladungsereignis (ESD-Ereignis) zwischen der ersten Elektrode 500 und der zweiten Elektrode 600 verursacht ist.
Die erste Elektrode 500 ist elektrisch mit dem ersten Anschluss 312 der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 über eine erste Kontaktstruktur 510 gekoppelt, und die zweite Elektrode 600 ist mit dem zweiten Anschluss 314 der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 über eine zweite Kontaktstruktur 610 gekoppelt. Die Wärmeverbrauchs- bzw. - abfuhrstruktur 700 erstreckt sich durch die zweite Isolationsschicht 400, wobei das erste Ende 701 in Kontakt mit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 ist und das zweite Ende 702 nicht in direktem elektrischem Kontakt mit irgendeinem Leitungsbereich, wie der ersten Elektrode 500 oder der zweiten Elektrode 600, ist. Wie in den 3 bis 5 gezeigt ist, ist das zweite Ende 702 in direktem Kontakt mit einem elektrisch isolierenden Bereich, der durch die Passivierungsschicht 800 gebildet ist, die die zweite Isolationsschicht 400 bedeckt. Das zweite Ende 702 ist so elektrisch von dem ersten Anschluss 312 und dem zweiten Anschluss 314 isoliert, sofern die Verbindung des zweiten Endes 702 zu den ersten und zweiten Anschlüssen 312, 314 über das erste Ende 701 der Wärmeverbrauchsstruktur 700 und die elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 nicht berücksichtigt wird. Mit anderen Worten, es gibt keinen weiteren leitenden Pfad von dem zweiten Ende 702 zu den ersten und zweiten Anschlüssen 312, 314 mit Ausnahme des leitenden Pfades über das erste Ende 701 und die elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Wärmeverbrauchsstruktur 700 in einen elektrisch isolierenden Bereich eingebettet sein, der durch die zweite Isolationsschicht 400 und die Passivierungsschicht 800 gebildet ist, wobei lediglich das erste Ende 701 der Wärmeverbrauchsstruktur 700 in direktem elektrischem Kontakt mit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 ist.
Die Wärmeverbrauchsstruktur 700, die erste Kontaktstruktur 510 und die zweite Kontaktstruktur 610 können gleichzeitig durch Bilden von Trenches bzw. Gräben 430 in der zweiten Isolationsschicht 400 und Füllen derselben mit einem elektrisch und thermisch leitenden Material, wie Polysilizium oder einem metallischen Material, gebildet werden. Somit können die Wärmeverbrauchsstruktur 700, die erste Kontaktstruktur 510 und die zweite Kontaktstruktur 610 das gleiche Material aufweisen. Das metallische bzw. Metallmaterial der Wärmeverbrauchsstruktur 700, der ersten Kontaktstruktur 510 und der zweiten Kontaktstruktur 610 kann beispielsweise Wolfram umfassen.
Die Wärmeverbrauchsstruktur 700 kann eine zylindrische Form oder eine spitz zulaufende bzw. kegelförmige Gestalt haben, wie dies in 3 gezeigt ist. Die Wärmeverbrauchsstruktur 700 kann sich auch in einer lateralen Richtung längs der Grenze der ersten Elektrode 500 und/oder der zweiten Elektrode 600 erstrecken (vgl. 2A und 2B). Beide möglichen Anordnungen der Wärmeverbrauchsstruktur 700 sind in 2A veranschaulicht. Weitere Reihen von Wärmeverbrauchs- bzw. -abfuhrelementen können vorgesehen sein, wie dies beispielsweise in 5A gezeigt ist, welche weiter unten in Einzelheiten erläutert wird.
Die gleichzeitige Bildung der ersten und zweiten Kontaktstrukturen 510 und 610 zusammen mit der Wärmeverbrauchsstruktur 700 innerhalb sich durch die zweite Isolationsschicht 400 erstreckender Trenches 430 führt zu einem vorteilhaften Herstellungsprozess. Wenn die erste Elektrode 500 und die zweite Elektrode 600 auf der zweiten Isolationsschicht 400 gebildet werden, um jeweils mit der ersten Kontaktstruktur 510 und der zweiten Kontaktstruktur 610 elektrisch gekoppelt zu sein, sind die Bodenseite 501 der ersten Elektrode 500 und die Bodenseite 601 der zweiten Elektrode 600 auf einem gleichen vertikalen Pegel wie das zweite Ende 702 der Wärmeabfuhrstruktur 700. Das zweite Ende 702 der Wärmeabfuhrstruktur 700 kann mit der oberen Oberfläche 402 der zweiten Isolationsschicht 400 fluchten, falls die zweite Isolationsschicht 400 eine planarisierte obere Oberfläche bzw. Oberseite 402 hat.
Die erste Kontaktstruktur 510, die zweite Kontaktstruktur 610 und die Wärmeabfuhrstruktur 700 können durch den folgenden Prozess gebildet sein. Zunächst werden Trenches 430 innerhalb der zweiten Isolationsschicht 400, beispielsweise durch einen anisotropen Ätzprozess, gebildet. Danach wird ein elektrisch und thermisch leitendes Material auf der zweiten Isolationsschicht 400 aufgetragen, um die Trenches 430 mit dem elektrisch und thermisch leitenden Material zu füllen. Das elektrisch und thermisch leitende Material auf der oberen Oberfläche der zweiten Isolationsschicht 400 kann durch einen Planarisierungsprozess, beispielsweise einen chemischmechanischen Polier-(CMP-)Prozess entfernt werden. Durch diesen Prozess wird eine planarisierte obere Oberfläche 402 der zweiten Isolationsschicht 400 gebildet mit ersten und zweiten Kontaktstrukturen 510, 610 und der Wärmeverbrauchsstruktur 700. Das zweite Ende 702 der Wärmeverbrauchsstruktur 700 kann in direktem Kontakt mit der Passivierungsschicht 800 sein, die die erste Elektrode 500, die zweite Isolationsschicht 400 und die zweite Elektrode 600 bedeckt.
Die zwischen die erste Isolationsschicht 200 und die zweite Isolationsschicht 400 eingebettete elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 hat eine hohe thermische Impedanz aufgrund der thermischen Isolation durch Materialien wie PSG, TEOS, Polyoxid oder Feldoxide. Weiterhin kann die Dicke der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 längs einer vertikalen Richtung kleiner als 1 µm sein. Die Dicke der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 ist begrenzt durch die maximale Tiefe einer Ionenimplantation und ein maximales thermisches Prozessierungsbudget zum Erzielen von hochdotierten pn-Übergängen, um die zweiten Bereiche 318 mit Dotierstoffen des zweiten Leitfähigkeitstyps, wie Bor zu bilden, wobei die ersten Dotierstoffe des ersten Leitfähigkeitstyps, wie Phosphor, überkompensiert werden. Somit kann die Dicke der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 in einem Bereich von 200 nm bis 1000 nm oder in einem Bereich von 300 nm bis 600 nm als Beispiel sein. Aufgrund der kleinen Dicke der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 im Vergleich mit deren lateralen Abmessungen ist die flüchtige bzw. kurzzeitige thermische Kapazität, d.h. die thermische Kapazität, die kurze thermische Verbrauchsspitzen puffern kann, niedrig, was zu einer Verschlechterung der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 oder weiteren Schädigungen der Halbleitervorrichtung 10 führen kann.
Aufgrund des Vorsehens der Wärmeverbrauchsstruktur 700 ist die thermische Kapazität der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 erhöht. Eine Dicke der Wärmeverbrauchsstruktur 700 längs einer lateralen Richtung (sich von dem ersten Anschluss 312 zu dem zweiten Anschluss 314 der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 erstreckend) kann in einem Bereich von 100 nm bis 3000 nm sein, und eine Dicke der Wärmeverbrauchsstruktur 700 längs einer vertikalen Richtung kann in einem Bereich von 1000 nm bis 2000 nm sein.
Somit kann ein Verhältnis einer Dicke der Wärmeverbrauchsstruktur 700 längs einer vertikalen Richtung und eine Dicke der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur längs einer vertikalen Richtung größer sein als 1, größer sein als 2, größer sein als 3 oder größer sein als 10. Durch Vorsehen der Wärmeverbrauchsstruktur 700 ist die für die thermische Kapazität relevante effektive Dicke vergrößert, was zu einer verbesserten elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 mit gesteigerter thermischer Robustheit führt.
Die Wärmeverbrauchsstruktur 700 und die ersten und zweiten Kontaktstrukturen 510, 610 können gleichzeitig gebildet werden und können das gleiche Material umfassen. Die Wärmeverbrauchsstruktur 700 und die ersten und zweiten Kontaktstrukturen 510, 610 können jedoch verschiedene Materialien umfassen, wobei die ersten und zweiten Kontaktstrukturen 510, 610 ein Material eines hohen elektrischen Leitwerts und die Wärmeverbrauchsstruktur 700 ein Material eines hohen thermischen Leitwerts ungeachtet des elektrischen Leitwerts umfassen können. Beispielsweise kann die Wärmeverbrauchsstruktur 700 isolierende Materialien mit einer hohen spezifischen Wärme, wie keramische Komponenten mit beispielsweise Aluminiumoxid Al₂O₃, umfassen. Aluminium hat eine höhere spezifische Wärme als Silizium zusammen mit einer guten Leitfähigkeit.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Wärmeverbrauchsstruktur 700 Polysilizium des ersten Leitfähigkeitstyps, beispielsweise eines n-Typs, und kann in Kontakt mit einem ersten Bereich 316 der Polysilizium-Diodenkette sein, der von einem ersten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise n-Typ, ist. Somit ist ein ausgedehnter Bereich der Polysilizium-Diodenkette vorgesehen, welcher einen der ersten Bereiche 316 zusammen mit der Wärmeverbrauchsstruktur 700 umfasst, die den gleichen Leitfähigkeitstyp hat und die eine niedrige thermische Impedanz aufweist.
Die Wärmeverbrauchsstrukturen 700 können an die obere Oberfläche 302 der Polysiliziumschicht 300 mit ihren ersten Enden 701 angrenzen. Die Wärmeverbrauchsstruktur 700 kann auch einen Teil der oberen Oberfläche 302 der Polysiliziumschicht 300 durchdringen oder kann vollständig die Polysiliziumschicht 300 durchdringen. Die Dicke der zweiten Isolationsschicht kann in einem Bereich von 1 µm bis 4 µm oder in einem Bereich von 2 µm bis 3 µm sein. Die zweite Isolationsschicht 400 kann weiterhin eine Siliziumnitridschicht oder eine Nitrid enthaltende Siliziumoxidschicht umfassen, wobei die Dicke längs der vertikalen Richtung in einem Bereich von 30 nm bis 750 nm ist. Durch Vorsehen einer derartigen Schicht wird die thermische Leitfähigkeit weiter gesteigert.
Das Kontaktgebiet der Wärmeverbrauchsstruktur 700 an ihrem ersten Ende 301, das in Kontakt mit einem der ersten oder zweiten Bereiche 316, 318 ist, hat eine derartige Form, dass zwei benachbarte erste und zweite Bereiche 316, 318 nicht durch die Wärmeverbrauchsstruktur 700 nebengeschlossen sind.
4 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles der Halbleitervorrichtung 10 längs einer Schnittebene A-A' von 2A oder 2B gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. Diejenigen Merkmale des Ausführungsbeispiels von 4, die ähnlich zu den Merkmalen des Ausführungsbeispiels von 3 sind, werden nicht wieder beschrieben, und es wird Bezug genommen auf die oben gegebenen Einzelheiten.
Wie aus 4 ersehen werden kann, ist der Bodenteil der Trenches 430, der in direktem Kontakt mit der Polysiliziumschicht 300 ist, mit einer Metallsilizidschicht 705 ausgekleidet. Die Metallsilizidschicht 705 kann durch Auftragen bzw. Abscheiden einer die inneren Seitenwände der Trenches 403 auskleidenden Metallschicht gebildet werden und kann durch einen Silizierungsprozess gefolgt werden. Die Wärmeverbrauchsstruktur 700 kann so die Metallsilizidschicht 705 umfassen, die in Kontakt mit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 ist. Die Dicke der Metallschicht kann in einem Bereich von 20 nm bis 60 nm oder 40 nm bis 50 nm sein. Das metallische bzw. Metallmaterial kann wenigstens ein Material aus Titan, Wolfram oder dergleichen sein. Die ersten und zweiten Anschlüsse 312, 314 und die ersten Bereiche 316, die in Kontakt mit der Metallsilizidschicht 705 sind, können vom zweiten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise p-Typ, sein, und die zweiten Bereiche 318 können vom ersten Leitfähigkeitstyp, beispielsweise n-Typ, sein. Die Breite längs einer lateralen Richtung der Trenches 430 kann in einem Bereich von 100 nm bis 3000 nm sein, die Tiefe längs einer vertikalen Richtung der Trenches 430 kann in einem Bereich von 1000 nm bis 2000 nm oder in einem Bereich von 1400 nm bis 1600 nm sein. Die Trenches 430, die das Metallsilizid als eine optionale Schicht haben, welche die Si-Oberflächen der Trenches 430 zusammen mit einem optionalen Barrierestapel, beispielsweise TiN, auskleidet, können mit Polysilizium oder einem metallischen Material, wie beispielsweise Wolfram, Al, AlSi, AlCu, Cu, gefüllt sein.
Die 5A bis 5C sind schematische Schnittdarstellungen eines Teiles einer Halbleitervorrichtung 10 längs einer Schnittebene A-A' der 2A oder 2B gemäß weiteren Ausführungsbeispielen. Diejenigen Merkmale der Ausführungsbeispiele der 5A bis 5C, die ähnlich zu den Merkmalen der Ausführungsbeispiele der 3 und 4 sind, werden nicht wieder beschrieben, und es wird Bezug genommen auf die oben gegebenen Einzelheiten.
Wie aus der 5A ersehen werden kann, umfasst die Wärmeverbrauchsstruktur 700 wenigstens zwei Wärmeverbrauchs- bzw. - abfuhrelemente 710, die elektrisch voneinander isoliert sind. Die Wärmeverbrauchselemente 710 sind jeweils in Kontakt mit lediglich einem der ersten und zweiten Bereiche 316, 318, um ein Nebenschließen von zwei benachbarten ersten und zweiten Bereichen 316, 318 durch ein Wärmeverbrauchselement 710 zu verhindern. Die Wärmeverbrauchselemente 710 können Polysilizium oder ein Metall, wie Wolfram, umfassen und können in Kontakt mit wenigstens zwei der ersten Bereiche 316 sein. Falls die Wärmeverbrauchselemente 710 Polysilizium aufweisen, können die Wärmeverbrauchselemente 710 und die ersten Bereiche 316 den gleichen Leitfähigkeitstyp haben. Die Wärmeverbrauchselemente 710 können das gleiche Material wie die ersten und zweiten Kontaktstrukturen 510, 610 aufweisen und können gleichzeitig gebildet werden. Wie in 5A gezeigt ist, können die Wärmeverbrauchselemente 710 in Kontakt mit allen ersten Bereichen 316 sein, um eine hohe thermische flüchtige bzw. transiente Impedanz der Wärmeverbrauchsstruktur 700 zu erreichen.
Wie in 5B gezeigt ist, können die Wärmeverbrauchselemente 710 in Kontakt mit allen zweiten Bereichen 318 sein. Die Wärmeverbrauchselemente 710 und die zweiten Bereiche 318 können von entgegengesetzten Leitfähigkeitstypen oder von dem gleichen Leitfähigkeitstyp sein.
Wie im Ausführungsbeispiel von 5C gezeigt ist, sind die Wärmeverbrauchselemente 710 in Kontakt mit allen ersten Bereichen 316 und zweiten Bereichen 318, um so die thermische flüchtige bzw. transiente Kapazität der Wärmeverbrauchsstruktur 700 zu maximieren.
Durch Vorsehen der Halbleitervorrichtung 10 sind die elektrischen und thermischen Eigenschaften einer in Kaskade gebildeten Polysiliziumdiode verbessert durch Vorsehen von Polysilizium oder Metallstöpseln, die in Kontakt mit der Polysiliziumdiode an ihren unteren Seiten sind und an ihren oberen Seiten nicht verbunden sind. Die Wärmekapazität der sich ergebenden Struktur ist so gesteigert. Die verbesserten Eigenschaften der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur 310 erlauben es, ESD-Ereignissen mit höherer Entladungsimpulsenergie zu widerstehen. Eine weitere Verbesserung der ESD-Spitzenrobustheit wird erzielt durch Reduzieren des differenziellen Bahnwiderstandes der Diodenkette. Die elektrostatische Entladungsschutzstruktur 310 kann auch in Halbleitervorrichtungen verwendet werden, die eine Mehrschichtverdrahtung für integrierte Schaltungen haben.

Claims

Halbleitervorrichtung, umfassend: einen Halbleiterkörper mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche, eine erste Isolationsschicht auf der ersten Oberfläche des Halbleiterkörpers, eine elektrostatische Entladungsschutzstruktur auf der ersten Isolationsschicht, wobei die elektrostatische Entladungsschutzstruktur einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss hat, und eine Wärmeverbrauchsstruktur mit einem ersten Ende in Kontakt mit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur und einem zweiten Ende, das in direktem Kontakt zu einem elektrisch isolierenden Bereich ist, und wobei die elektrostatische Entladungsschutzstruktur auf der ersten Isolationsschicht eine Polysiliziumschicht umfasst, die erste und zweite Bereiche eines entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps hat, die abwechselnd längs einer lateralen Richtung angeordnet sind, und wobei die Wärmeverbrauchsstruktur wenigstens ein oder mehrere Wärmeverbrauchselemente umfasst, die elektrisch voneinander isoliert und jeweils in Kontakt mit lediglich einem der ersten und zweiten Bereiche sind.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmeverbrauchsstruktur und eine elektrisch mit dem ersten Anschluss gekoppelte erste Kontaktstruktur sich durch eine zweite Isolationsschicht auf der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur erstrecken.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wärmeverbrauchsstruktur und die erste Kontaktstruktur das gleiche Material aufweisen.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, weiterhin umfassend eine erste Elektrode auf der zweiten Isolationsschicht, wobei die erste Elektrode elektrisch mit der ersten Kontaktstruktur gekoppelt ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Bodenseite der ersten Elektrode und das zweite Ende der Wärmeverbrauchsstruktur auf einem gleichen vertikalen Pegel sind.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Dicke der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur längs einer vertikalen Richtung kleiner als 1 µm ist.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dicke der Wärmeverbrauchsstruktur längs einer lateralen Richtung in einem Bereich von 100 nm bis 3000 nm ist.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis einer Dicke der Wärmeverbrauchsstruktur längs einer vertikalen Richtung und eine Dicke der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur längs einer vertikalen Richtung größer als 1 ist.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wärmeverbrauchsstruktur Polysilizium aufweist.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wärmeverbrauchsstruktur eine Metallsilizidschicht umfasst, die in Kontakt mit der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur ist.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrostatische Entladungsschutzstruktur eine Reihenverbindung von wenigstens einer Polysiliziumdiode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Polysiliziumschicht wenigstens ein Material aus einem Niedertemperatur-Polysilizium und Silizium mit einheitlicher Korngröße umfasst.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 12, wobei jeder der ersten und zweiten Bereiche erste Dotierstoffe eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst und wobei die zweiten Bereiche weiterhin zweite Dotierstoffe des zweiten Leitfähigkeitstyps aufweisen, die die ersten Dotierstoffe überkompensieren.
Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 12 bis 13, wobei die Wärmeverbrauchsstruktur wenigstens zwei Wärmeverbrauchselemente umfasst, die elektrisch voneinander isoliert und jeweils in Kontakt mit lediglich einem der ersten und zweiten Bereiche sind.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Wärmeverbrauchselemente Polysilizium aufweisen und in Kontakt mit wenigstens zwei der ersten Bereiche sind, wobei die Wärmeverbrauchselemente und die ersten Bereiche von dem gleichen Leitfähigkeitstyp sind.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Wärmeverbrauchselemente in Kontakt mit allen ersten Bereichen sind.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Wärmeverbrauchselemente in Kontakt mit allen ersten und zweiten Bereichen sind.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Isolationsschicht wenigstens eines aus einem Gatedielektrikum und einem Felddielektrikum aufweist, wobei die erste Isolationsschicht eine Dicke in einer vertikalen Richtung in einem Bereich von 5 nm bis 3000 nm hat.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine zweite Isolationsschicht auf der elektrostatischen Entladungsschutzstruktur, wobei die zweite Isolationsschicht Siliziumnitrid aufweist.
Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Halbleitervorrichtung wenigstens ein Bauelement aus einer Gruppe ist, die aus einem Feldeffekttransistor, einem Superjunctiontransistor, einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate und einem Trench-Feldeffekttransistor besteht.