DE102014106747A1 - Halbleitervorrichtung, integrierte schaltung und verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung - Google Patents

Halbleitervorrichtung, integrierte schaltung und verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung Download PDF

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (300) umfasst einen Transistor. Der Transistor umfasst einen Sourcebereich (310), einen Drainbereich (320), einen Bodybereich (330), eine Driftzone (340) und eine Gateelektrode (350) benachbart zu dem Bodybereich (330). Der Bodybereich (330), die Driftzone (340), der Sourcebereich (310) und der Drainbereich (320) sind in einer ersten Halbleiterschicht (105) mit einer ersten Hauptoberfläche (110) angeordnet. Der Bodybereich (330) und die Driftzone (340) sind längs einer ersten Richtung (x) zwischen dem Sourcebereich (310) und dem Drainbereich (320) angeordnet, wobei die erste Richtung (x) parallel zu der ersten Hauptoberfläche (110) ist. Trenches (150) sind in der ersten Halbleiterschicht (105) angeordnet, wobei die Trenches (150) sich in der ersten Richtung (x) erstrecken. Der Transistor umfasst außerdem einen Driftsteuerbereich (360), der benachbart zu der Driftzone (340) angeordnet ist. Der Driftsteuerbereich (360) und die Gateelektrode (350) sind in den Trenches (150) vorgesehen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Leistungstransistoren, die gewöhnlich in Automobil- und Industrie-Elektroniken verwendet sind, erfordern einen niedrigen Einschaltwiderstand (Ron), während eine hohe Spannungssperrfähigkeit gesichert ist. Beispielsweise sollte ein MOS- ("Metall-Oxid-Halbleiter")Leistungstransistor in der Lage sein, abhängig von Anwendungsanforderungen Drain-Zu-Source- Spannungen Vds von einigen zehn bis einigen hundert oder tausend Volt von Volts zu blockieren bzw. sperren. MOS- Leistungstransistoren leiten typischerweise sehr große Ströme, die bis zu einigen hundert Ampere bei typischen Gate- Source-Spannungen von etwa 2 bis 20 V sein können.
  • Lateral-Leistungsvorrichtungen, in welchen ein Stromfluss hauptsächlich parallel zu einer ersten Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates stattfindet, sind nützlich für integrierte Schaltungen, in die weitere Bauelemente bzw. Komponenten, wie z.B. Schalter, Brücken und Steuerschaltungen, integriert sind.
  • Sogenannte TEDFETs ("Trench Extended Drain Field Effect Transistors" bzw. Trench-Feldeffekttransistoren mit ausgedehntem Drain) wurden entwickelt, um eine Leistungsvorrichtung bereitzustellen, die einen verbesserten Ausgleich bzw. Abgleich zwischen einem niedrigen Einschaltwiderstand und einer hohen Spannungssperrfähigkeit hat. TEDFETs beruhen insbesondere auf dem Effekt einer Ansammlung im Driftbereich eines Feldeffekttransistors (FET).
  • Im Hinblick auf die obigen Erweiterungen besteht ein Bedarf für einen Lateral-MOS-Leistungstransistor, der durch einen einfachen und wenig aufwändigen bzw. billigen Prozess hergestellt werden kann.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung, eine integrierte Schaltung und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, welche jeweils den obigen Anforderungen genügen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 26 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 14 bzw. 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Halbleitervorrichtung einen Transistor, der einen Bodybereich, eine Driftzone, einen Sourcebereich und einen Drainbereich in einer ersten Halbleiterschicht mit einer ersten Hauptoberfläche aufweist, wobei der Bodybereich und die Driftzone längs einer ersten Richtung zwischen dem Sourcebereich und dem Drainbereich angeordnet sind, die erste Richtung parallel zu der ersten Hauptoberfläche ist und Trenches bzw. Gräben in der ersten Hauptleiterschicht vorgesehen sind und sich in der ersten Richtung erstrecken. Der Transistor umfasst außerdem eine Gateelektrode benachbart zu dem Bodybereich und einen Driftsteuerbereich benachbart zu der Driftzone. Der Driftsteuerbereich und die Gateelektrode sind in den Trenches angeordnet.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die einen Transistor aufweist, ein Bilden von Trenches in einer ersten Halbleiterschicht, die eine erste Hauptoberfläche aufweist, wobei die Trenches sich in einer ersten Richtung erstrecken, die parallel zu der ersten Hauptoberfläche ist, und ein Bilden eines Bodybereiches, einer Driftzone, eines Sourcebereiches und eines Drainbereiches in der ersten Halbleiterschicht, sodass der Bodybereich und die Driftzone längs der ersten Richtung zwischen dem Sourcebereich und dem Drainbereich und zwischen benachbarten Trenches angeordnet sind. Das Verfahren umfasst außerdem ein Bilden einer Gateelektrode und eines Driftsteuerbereiches in jedem der Trenches, sodass die Gateelektrode benachbart zu dem Bodybereich ist und der Driftsteuerbereich benachbart zu der Driftzone angeordnet ist.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die einen Transistor aufweist, ein Bilden von Trenches in einer ersten Halbleiterschicht, die eine erste Hauptoberfläche hat, wobei sich die Trenches in einer ersten Richtung erstrecken, die parallel zu der ersten Hauptoberfläche ist, ein Bilden einer Opferschicht über der ersten Hauptoberfläche nach Bilden der Trenches, wobei ein Material der Opferschicht verschieden von dem Material der ersten Halbleiterschicht ist, ein epitaktisches Bilden einer zweiten Halbleiterschicht über der Opferschicht, wobei ein Material der zweiten Halbleiterschicht verschieden von dem Material der Opferschicht ist, ein Entfernen der Opferschicht, ein Bilden einer dielektrischen Schicht zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht und ein Bilden eines Sourcebereiches, eines Drainbereiches und einer Gateelektrode.
  • Der Fachmann wird zusätzliche Merkmale und Vorteile nach Lesen der folgenden Detailbeschreibung und Betrachten der begleitenden Zeichnungen erkennen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die begleitenden Zeichnungen sind beigeschlossen, um ein weiteres Verständnis von Ausführungsbeispielen der Erfindung zu liefern, und sie sind in der Offenbarung der Erfindung beinhaltet und bilden einen Teil von dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der Prinzipien. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile werden sofort gewürdigt, da sie unter Hinweis auf die folgende Detailbeschreibung besser verstanden werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu relativ zueinander. Gleiche Bezugszeichen geben entsprechend ähnliche Teile an.
  • 1A bis 1G veranschaulichen verschiedene Darstellungen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 2A und 2B veranschaulichen Darstellungen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 3 zeigt Darstellungen der Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 4A bis 4F veranschaulichen ein erstes Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung.
  • 5A bis 5D veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 6A und 6B zeigen Teile eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung.
  • 7 veranschaulicht eine integrierte Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 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 ausgeführt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie, wie "Oberseite", "Unterseite", "Vorderseite", "Rückseite", "vorne", "hinten" und so weiter im Hinblick auf die Orientierung der gerade beschriebenen Figuren verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen der Erfindung in einer Anzahl von verschiedenen Orientierungen positioniert werden können, wird die Richtungsterminologie für Zwecke der Darstellung benutzt und ist keineswegs begrenzend. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne von dem durch die Patentansprüche definierten Bereich abzuweichen.
  • Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nicht begrenzend. Insbesondere können Elemente von nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Elementen von verschiedenen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
  • Die Begriffe "Wafer", "Substrat" oder "Halbleitersubstrat", die in der folgenden Beschreibung verwendet sind, können jegliche auf Halbleiter beruhende Struktur, die eine Halbleiteroberfläche hat, umfassen. Wafer und Struktur sind so zu verstehen, dass sie Silizium, Silizium-Auf-Isolator (SOI), Silizium-Auf-Saphir (SOS), dotierte und undotierte Halbleiter, epitaktische Schichten von Silizium, getragen durch eine Basishalbleiterunterlage, und andere Halbleiterstrukturen umfassen. Der Halbleiter braucht nicht auf Silizium zu beruhen. Der Halbleiter kann ebenso Silizium-Germanium, Germanium oder Galliumarsenid sein. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist allgemein Siliziumkarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN) ein weiteres Beispiel des Halbleitersubstratmaterials.
  • Die Figuren und die Beschreibung veranschaulichen relative Dotierungskonzentrationen durch Angabe von "–" oder "+" nächst zu dem Dotierungstyp "n" oder "p". Beispielsweise bedeutet "n–" eine Dotierungskonzentration, die niedriger ist als die Dotierungskonzentration von einem "n"-Dotierungsbereich, während ein "n+"-Dotierungsbereich eine höhere Dotierungskonzentration als ein "n"-Dotierungsbereich hat. Dotierungsbereiche der gleichen relativen Dotierungskonzentration haben nicht notwendigerweise die gleiche absolute Dotierungskonzentration. Beispielsweise können zwei verschiedene "n"-Dotierungsbereiche die gleiche oder verschiedene absolute Dotierungskonzentrationen haben. In den Figuren und der Beschreibung sind für ein besseres Verständnis oft die dotierten Teile als "p"- oder "n"-dotiert bezeichnet. Es ist klar zu verstehen, dass diese Bezeichnung keineswegs begrenzend sein soll. Der Dotierungstyp kann willkürlich sein, solange die beschriebene Funktionalität erzielt ist. Weiterhin können in allen Ausführungsbeispielen die Dotierungstypen umgekehrt werden.
  • Die in dieser Beschreibung verwendeten Begriffe "gekoppelt" und/oder "elektrisch gekoppelt" sollen nicht bedeuten, dass die Elemente direkt miteinander gekoppelt sein müssen, vielmehr können dazwischen liegende Elemente zwischen den "gekoppelten" oder "elektrisch gekoppelten" Elementen vorgesehen sein. Der Begriff "elektrisch verbunden" soll eine niederohmige elektrische Verbindung zwischen dem elektrisch miteinander verbundenen Elementen beschreiben.
  • Im Allgemeinen kann zum Mustern von Materialschichten eine photolithographisches Verfahren verwendet werden, in welchem ein geeignetes Photoresistmaterial vorgesehen ist. Das Photoresistmaterial wird photolithographisch gemustert, indem eine geeignete Photomaske verwendet wird. Die gemusterte Photoresistschicht kann als eine Maske während nachfolgenden Prozessschritten verwendet werden. Beispielsweise kann, wie üblich ist, eine Hartmaskenschicht oder eine Schicht, die aus einem geeigneten Material hergestellt ist, wie beispielsweise Siliziumnitrid, Polysilizium oder Kohlenstoff, über der zu musterndem Materialschicht vorgesehen sein. Die Hartmaskenschicht wird photolithographisch gemustert, indem beispielsweise ein Ätzprozess verwendet wird. Indem die gemusterte Hartmaskenschicht als eine Ätzmaske verwendet wird, wird die Materialschicht gemustert.
  • Der Begriff "vertikal", wie dieser in der vorliegenden Beschreibung verwendet ist, soll eine Orientierung bzw. Ausrichtung beschreiben, die senkrecht zu der ersten Oberfläche des Halbleitersubstrates oder Halbleiterkörpers angeordnet ist.
  • Die Begriffe "lateral" und "horizontal", wie diese in der vorliegenden Beschreibung verwendet sind, sollen eine Orientierung bzw. Ausrichtung parallel zu einer ersten Oberfläche eines Halbleitersubstrates oder Halbleiterkörpers beschreiben. Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder einer Die bzw. eines Chips sein.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Begriffe "haben", "enthalten", "umfassen", "aufweisen" und ähnliche Begriffe sind offene Begriffe und geben das Vorhandensein der festgestellten Elemente oder Merkmale an, schließen jedoch zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht aus. Die unbestimmten und bestimmten Artikel sollen sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, sofern sich aus dem Zusammenhang nicht klar etwas anders ergibt.
  • Die 1A bis 1G veranschaulichen verschiedene Darstellungen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1A zeigt eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 300. Die Halbleitervorrichtung 300, die in 1A gezeigt ist, umfasst einen Transistor. Der Transistor umfasst einen Sourcebereich 310, einen Drainbereich 320, einen Bodybereich 330 und eine Driftzone 340. Der Transistor umfasst außerdem eine Gateelektrode 350, die benachbart zu dem Bodybereich 330 ist. Der Bodybereich 330, die Driftzone 340, der Sourcebereich 310 und der Drainbereich 320 sind in einer ersten Halbleiterschicht 105 angeordnet, die eine erste Hauptoberfläche 110 hat. Der Bodybereich 330 und die Driftzone 340 sind längs einer ersten Richtung (der x-Richtung, dargestellt in 1A) zwischen dem Sourcebereich 310 und dem Drainbereich 320 angeordnet. Die erste Richtung ist parallel zu der ersten Hauptoberfläche 110.
  • Weiterhin sind Trenches bzw. Gräben in der ersten Halbleiterschicht 105 vorgesehen und erstrecken sich in der ersten Richtung. Der Transistor umfasst weiterhin einen Driftsteuerbereich 360, der benachbart der zu der Driftzone 340 vorgesehen ist. Der Driftsteuerbereich 360 und die Gateelektrode 350 sind in den Trenches 150 angeordnet. Die Gateelektrode 350 ist von dem Bodybereich 330 mittels eines Gatedielektrikums 390a isoliert, das beispielsweise Siliziumoxid umfassen kann, wie dies üblich ist. Der Driftsteuerbereich 360 ist von dem Driftbereich 340 mittels einer dielektrischen Schicht 390b isoliert. Beispielsweise können die dielektrische Schicht 390b zwischen dem Driftsteuerbereich 360 und dem Driftbereich 340 und das Gatedielektrikum 390a die gleiche Dicke und Zusammensetzung haben. Die Halbleitervorrichtung von 1A kann außerdem einen Bodykontakt 370 in Kontakt mit dem Bodybereich 330 aufweisen. Beispielsweise kann der Bodykontakt 370 durch einen dotierten Teil des zweiten Leitfähigkeitstyps ausgeführt sein, der benachbart zu der ersten Hauptoberfläche 110 angeordnet ist. Gemäß weiteren Ausführungen kann der Bodykontakt 370 unterhalb der ersten Hauptoberfläche 110 vorgesehen sein.
  • Die Source- und Drainbereiche 310, 320 können von dem ersten Leitfähigkeits- bzw. Leitungstyp sein, beispielsweise n+-dotiert sein, und der Bodybereich 330 kann von dem zweiten Leitfähigkeitstyp sein, beispielsweise p-dotiert sein. Weiterhin kann der Driftbereich 340 mit Dotierstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps beispielsweise bei einer niedrigeren Fremdstoffkonzentration als die Source- und Drainbereiche 310, 320 dotiert sein. Weiterhin kann eine Metallisierungsschicht 315, 325 oder eine andere Schicht eines Materials mit einer hohen Leitfähigkeit in Kontakt jeweils mit dem Sourcebereich 310 und dem Drainbereich 320 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Metallisierungsschicht 315 in Kontakt mit dem Sourcebereich 310 die Sourceelektrode bilden, und die Metallisierungsschicht 325 in Kontakt mit dem Drainbereich 320 kann die Drainelektrode bilden.
  • In dem Ausführungsbeispiel von 1A kann der Driftsteuerbereich 360 mit dem ersten Leitfähigkeitstyp bei einer niedrigeren Dotierungskonzentration als die Dotierungskonzentration des Drainbereiches 320 dotiert sein. Die Dotierungskonzentration des Driftsteuerbereiches 360 kann gleich wie, niedriger als oder höher als die Fremdstoffkonzentration des Driftbereiches 340 sein.
  • Weiterhin kann die Gateelektrode 350 mit Dotierstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps dotiert sein. Gemäß dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine aus einem isolierenden Material bestehende Trennschicht zwischen der Gateelektrode 350 und dem Driftsteuerbereich 360 angeordnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst der Driftsteuerbereich 360 einen dotierten Kontaktteil 365, der mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, um einen Kontakt zu einem geeigneten externen Potential herzustellen. Ein pn-Übergang ist zwischen dem dotierten Kontaktteil 365 und dem Driftsteuerbereich 360 gebildet.
  • Der Driftsteuerbereich 360 kann die gleiche Dotierungskonzentration wie oder eine niedrigere Dotierungskonzentration als der Driftbereich 340 haben. Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Driftsteuerbereich 360 undotiert sein. Ein Teil des Driftsteuerbereiches 360 benachbart zu dem Drainbereich 320 ist stark dotiert, um einen dotierten Drainkontaktteil 324 zu bilden. Der dotierte Drainkontaktteil 324 ist mit dem Drainbereich 320 mittels einer rückwärts vorgespannten Diode 395 verbunden. Beispielsweise kann die Diode 395 durch einen dotierten Teil des zweiten Leitfähigkeitstyps (in 1A nicht gezeigt) in Kontakt mit dem dotierten Drainkontaktteil 324 ausgeführt sein. Der Drainbereich 320 kann mit dem dotierten Teil des zweiten Leitfähigkeitstyps der Diode 395 mittels eines ohmschen Kontaktes verbunden sein. Da ein pn-Übergang, der eine Vorwärtsrichtung von der Gateelekt- rode 350 zu dem Driftsteuerbereich 360 hat, zwischen der Gateelektrode 350 und dem Driftsteuerbereich 360 gebildet ist, ist es möglich, den Driftsteuerbereich 360 auf einer höheren Spannung als die Gateelektrode 350 zu halten. Gewöhnlich verändert sich das Potential des Driftsteuerbereiches 360 innerhalb des Driftsteuerbereiches 360.
  • Wenn eine Ein- bzw. Einschaltspannung an die Gateelektrode 350 angelegt wird, wird eine Inversionsschicht und folglich ein leitender Kanal an der Grenze zwischen dem Bodybereich 330 und der Gatedielektrikumschicht 390a gebildet. Da der Driftsteuerbereich 360 mit der Gateelektrode 350 und dem Drainbereich 320 verbunden ist, ist der Driftsteuerbereich 360 auf einem höheren Potential als oder bei einem gleichen Potential wie die Gateelektrode 350 gehalten. In diesem Fall wird eine Akkumulationsschicht in dem Driftbereich 340 an einer Grenze zu der dielektrischen Schicht 390b gebildet. Aufgrund des komplementären Dotierungstyps des Driftbereiches 340 im Vergleich zu dem Bodybereich 330 wird eine Akkumulationsschicht an der Grenze zu der dielektrischen Schicht 390b gebildet. Demgemäß ist der Transistor in einem leitenden Zustand von dem Sourcebereich 310 zu dem Drainbereich 320 über den in dem Bodybereich 330 gebildeten leitenden Kanal und den in dem Driftbereich 340 gebildeten Akkumulationsbereich. In dem Akkumulationsbereich ist die Anzahl an Ladungsträgern gesteigert im Vergleich zu einem Fall, in welchem kein Feldeffekt aufgetreten ist. Als eine Folge ist die Leitfähigkeit des Driftbereiches 340 gesteigert. Aufgrund der gesteigerten Leitfähigkeit kann die Dotierungskonzentration des Driftbereiches 340 reduziert sein, um dadurch die Durchbruchspannung zu verbessern.
  • In einem Aus- bzw. Ausschaltzustand ist kein leitender Kanal in dem Bodybereich 330 an der Grenze zu der Gatedielektrikumschicht 390a gebildet. Weiterhin ist eine Verarmungszone an der Grenze zwischen dem Driftbereich 340 und der dielektrischen Schicht 390b gebildet. Demgemäß werden Ladungsträger von dem Driftbereich 340 entfernt, was in einem Sperren des Stromflusses bei einer hohen Durchbruchspannung resultiert. Weiterhin ist der Driftsteuerbereich 360 verarmt, sodass der Driftsteuerbereich 360 nicht länger als eine Elektrode wirkt, die die Leitfähigkeit des benachbarten Driftbereiches 340 beeinflussen könnte.
  • Wie oben erläutert wurde, ist das Konzept des Driftsteuerbereiches verschieden von demjenigen einer Feldplatte. Da in einem Ausschaltzustand der Driftsteuerbereich 360 verarmt ist und damit nicht als eine Elektrode wirkt, kann die Dicke der dielektrischen Schicht 390b zwischen dem Driftbereich 340 und dem Driftsteuerbereich 360 kleiner sein als die Dicke einer dielektrischen Schicht zwischen einer gewöhnlich verwendeten Feldplatte und dem Driftbereich. Beispielsweise kann die Dicke der dielektrischen Schicht 390b zwischen dem Driftbereich 340 und dem Driftsteuerbereich 360 angenähert gleich zu der Dicke der Gatedielektrikumschicht 390a sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Halbleitermaterial, das die Gateelektrode 350 und den Driftsteuerbereich 360 bildet, ein monokristallines Halbleitermaterial. Insbesondere kann der Driftsteuerbereich 360 monokristallines Halbleitermaterial aufweisen. Als eine Folge hat das Material des Driftsteuerbereiches 360 keine Korngrenzen. Aufgrund der Abwesenheit von Korngrenzen werden die spezifischen Leitfähigkeitsmechanismen ausgeführt, die für ein wirksames Bilden der Akkumulation und der Verarmungszone in einem Fall, dass eine entsprechende Spannung an den Driftsteuerbereich 360 angelegt ist, erforderlich sind. Damit werden gute Durchbruchspannungseigenschaften erhalten, und Leckströme zwischen der Gateelektrode 350 und dem Driftsteuerbereich 360 sind unterdrückt. Weiterhin kann der Driftsteuerbereich 360 wirksam durch Anlegen einer Ausschaltspannung zwischen die Gateelektrode 350 und den Driftbereich 320 verarmt werden.
  • 1B zeigt eine Schnittdarstellung der in 1A dargestellten Halbleitervorrichtung zwischen I und I'. Die Schnittdarstellung von 1B ist über den Bodybereich 330 und den Driftbereich 340 längs der ersten Richtung geführt. Wie dargestellt ist, sind der Bodybereich 330 und der Driftbereich 340 längs der ersten Richtung zwischen dem Sourcebereich 310 und dem Drainbereich 320 angeordnet. Eine Sourceelektrode 315 ist benachbart zu dem Sourcebereich 310 gelegen, und eine Drainelektrode 325 ist benachbart zu dem Drainbereich 320 angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Komponenten des in 1B gezeigten Transistors in einem Halbleitersubstrat 100 gebildet. Eine dielektrische Schicht 390 ist über einem Teil des Sourcebereiches 310, des Bodybereiches 330, des Driftbereiches 340 und einem kleinen Teil des Drainbereiches 320 angeordnet. Diese Komponenten des Transistors sind in einer ersten Halbleiterschicht 105 des Halbleitersubstrates 100 gebildet.
  • 1C zeigt eine Schnittdarstellung zwischen II und II', wie dies aus 1A entnommen werden kann. Die Schnittdarstellung von 1C ist über die Trenches 150 geführt. Die Gateelektrode 350 und der Driftsteuerbereich 360 sind in den Trenches 150 angeordnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1C ist die Gateelektrode 350 mit dem ersten Leitfähigkeitstyp dotiert, und der Driftsteuerbereich 360 ist mit dem ersten Leitfähigkeitstyp bei einer geringeren Dotierungskonzentration als die Gateelektrode 350 und die Source- und Drainbereiche 310, 320 dotiert. Der Driftsteuerbereich 360 kann einen dotierten Kontaktteil 365 umfassen, wie dies oben erläutert wurde. Der Transistor umfasst weiterhin einen Gatekontakt 351 zum Verbinden der Gateelektrode 350 mit einem Gateanschluss. Weiterhin umfasst der Driftsteuerbereich 360 einen Driftsteuerkontakt 361 zum Verbinden des Driftsteuerbereiches 360 mit einem geeigneten Potential. Der Transistor umfasst außerdem einen Diodenkontakt 323 zum Verbinden des dotierten Drainkontaktteils 324 mit einem dotierten Teil des zweiten Leitfähigkeitstyps und dem Drainbereich 320.
  • Die 1D bis 1F veranschaulichen Schnittdarstellungen von verschiedenen Ausführungen des Trenches 150, in welchem der Driftsteuerbereich 360 angeordnet ist. Beispielsweise können die Schnittdarstellungen von 1D bis 1F zwischen III und III' geführt sein, wie dies in 1A veranschaulicht ist.
  • Gemäß dem in 1D gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Trench 150 einen rechteckförmigen Querschnitt. Gemäß dem in 1E dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Trench 150 einen gekrümmten Querschnitt. Weiterhin sind gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1F Teile eines isolierenden Materials 390 innerhalb des Trenches 150 angeordnet. Eine Bodenseite 151 des Trenches 150 kann sich bis zu einer Tiefe erstrecken, die kleiner ist als eine Dicke des Driftbereiches 340.
  • Demgemäß ist ein Teil des Driftbereiches 340 unterhalb des Driftsteuerbereiches 360 vorgesehen. Wie aus diesen Schnittdarstellungen offenbar wird, kann aufgrund des Merkmals, dass der Driftsteuerbereich 360 in den Trenches 150 angeordnet ist, die effektive Zwischenfläche zwischen dem Driftbereich 340 und dem Driftsteuerbereich 360 gesteigert bzw. verstärkt werden. Dadurch können die Eigenschaften der Halbleitervorrichtung in einer verbesserten Weise gesteuert werden. Weiterhin können gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 die Gateelektrode 350 und der Driftsteuerbereich 360 in einem einzigen Trench gebildet werden. Dennoch können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen die Gateelektrode 350 und der Driftsteuerbereich 360 getrennt voneinander vorgesehen sein.
  • 1G veranschaulicht eine Schnittdarstellung der Gateelektrode 350 zwischen IV und IV', wie dies auch in 1A dargestellt ist. Die Gateelektrode 350 ist in einem Trench 150 angeordnet. Dadurch kann die wirksame Zwischenfläche zwischen der Gateelektrode 350 und dem Bodybereich 330 gesteigert werden. Als eine Folge kann der an der Zwischenfläche zwischen dem Bodybereich 330 und der Gateelektrode 350 gebildete Kanal wirksamer gesteuert werden. Das Gatedielektrikummaterial 390a ist zwischen dem Bodybereich 330 und der Gateelektrode 350 vorgesehen. Wie dargestellt ist, kann sich die Bodenseite des Bodybereiches 330 unter die Bodenseite der Gateelektrode 350 erstrecken. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann sich der Bodybereich 330 bis zu einer kleineren Tiefe erstrecken. Die Gateelektrode 350 kann in den gleichen Trenches 150 wie der Driftsteuerbereich 360 angeordnet sein. Demgemäß kann die Querschnittsgestalt der Gateelektrode 350 gleich zu oder ähnlich wie die Querschnittsgestalt des Driftsteuerbereiches 360 sein.
  • 2A veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel, das ähnlich zu dem in den 1A bis 1G dargestellten Ausführungsbeispiel ist. Dennoch ist abweichend von dem in den 1A bis 1D gezeigten Ausführungsbeispiel die Gateelektrode 350 in einem physikalischen Kontakt mit und elektrisch gekoppelt zu dem Driftsteuerbereich 360. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Gateelektrode 350 von dem zweiten Leitfähigkeitstyp sein, und der Driftsteuerbereich 360 kann mit Dotierstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps dotiert sein. Weiterhin ist gemäß dem Ausführungsbeispiel von 2A der Sourcebereich 310 nicht gemustert, sondern als ein kontinuierlicher Teil gebildet.
  • 2B zeigt eine Schnittdarstellung des in 2A dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Schnittdarstellung von 2B ist ähnlich zu der in 1B dargestellten Schnittdarstellung. Dennoch ist abweichend von dem Ausführungsbeispiel von 1B der Bodykontakt 370 mit dem Bodybereich 330 verbunden und als ein vergrabender dotierter Bereich ausgeführt.
  • 3 veranschaulicht eine Schnittdarstellung des Driftsteuerbereiches 360 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3 ist eine zweite Halbleiterschicht 260 über der ersten Halbleiterschicht 105 gebildet. Trenches 150 sind in der ersten Halbleiterschicht 105 gebildet. Das Material der zweiten Halbleiterschicht 260 ist in den Trenches 150 angeordnet, um den Driftsteuerbereich 360 zu bilden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3 bildet der Driftsteuerbereich 360 einen Teil der zweiten Halbleiterschicht 260 und ist zwischen benachbarten Trenches 150 vorhanden. Dadurch kann der Driftbereich 340 wirksamer gesteuert werden.
  • Die 4A bis 4F veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. 4A zeigt ein Beispiel eines Start- bzw. Ausgangspunktes zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein SOI-(Silizium-Auf-Isolator-)Substrat 100 ist als ein Startmaterial genommen. Das Substrat 100 umfasst eine erste Halbleiterschicht 105, die über einem zweiten dotierten Teil 120 gebildet ist. Eine vergrabene Oxidschicht 130 ist zwischen der ersten Halbleiterschicht 105 und dem zweiten dotierten Teil 120 angeordnet. Eine geeignete Hartmaskenschicht 210 ist über der ersten Hauptoberfläche 110 des Halbleitersubstrates 100 gebildet.
  • 4B zeigt eine Schnittdarstellung eines Beispiels einer sich ergebenden Struktur. Die Hartmaskenschicht 210 kann geeignet gemustert, beispielsweise in einer streifenähnlichen Weise, sein. Danach wird ein Ätzschritt des Ätzens von Silizium durchgeführt. Silizium wird selektiv bezüglich des Hartmaskenmaterials geätzt. Beispielsweise kann ein Ätzen vorgenommen werden, indem die vergrabene Oxidschicht 130 als ein Ätzstopp verwendet wird. Als ein Ergebnis sind Trenches 150 in der ersten Halbleiterschicht 105 gebildet.
  • 4C zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Struktur. Die Bodenseite 151 der Trenches 150 ist auf der gleichen Höhe wie die Oberfläche der vergrabenen Oxidschicht 130 angeordnet. Beispielsweise können die Trenches 150 eine Breite von 50 bis 2000 nm und eine Tiefe von 50 bis 5000 nm haben.
  • Danach werden die Reste des Hartmaskenmaterials entfernt, und eine Opferschicht 220 wird über den verbleibenden Teilen der ersten Halbleiterschicht 105 gebildet. Die Opferschicht 220 kann epitaktisch gewachsen sein. Beispielsweise kann das Material der Opferschicht 220 so gewählt werden, dass die Information über die Kristallstruktur der ersten Halbleiterschicht 105 zu der Opferschicht 220 übertragen wird. Beispielsweise sollte das Material der Opferschicht 220 eine ähnliche Gitterkonstante wie das Material der ersten Halbleiterschicht 105 haben. Weiterhin sollte die Opferschicht 220 gestaltet sein, um selektiv bezüglich des Materials der ersten Halbleiterschicht 105 geätzt zu werden. Beispielsweise kann SiGe als ein Material der Opferschicht 220 gewählt werden. Die Dicke der SiGe-Schicht entspricht angenähert der Dicke des Gateoxids der vervollständigten Halbleitervorrichtung. Beispielsweise kann die Dicke angenähert 10 nm bis 100 nm sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jegliches Material verwendet werden, das epitaktisch auf der ersten Halbleiterschicht 105 aufwachsen kann und auf dem Material einer weiteren monokristallinen Schicht epitaktisch gebildet werden kann und welches Material selektiv bezüglich zu der ersten Halbleiterschicht 105 und der weiteren monokristallinen Halbleiterschicht entfernt werden kann.
  • Danach wird ein weiteres Epitaxieverfahren vorgenommen, um die zweite Halbleiterschicht 230 aufzuwachsen. Das Aufwachsen der zweiten Halbleiterschicht 230 wird vorgenommen, sodass die Kristallstruktur der Opferschicht 220 und gemäß einem Ausführungsbeispiel der ersten Halbleiterschicht 105 auf den zweiten Halbleiter 230 übertragen wird. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die zweite Halbleiterschicht 230 als eine monokristalline Schicht aufgewachsen werden, sodass eine perfekte Kristallstruktur in der zweiten Halbleiterschicht 230 erhalten wird, wobei die Kristallstruktur der zweiten Halbleiterschicht 230 verschieden ist von der Kristallstruktur der ersten Halbleiterschicht 105. Beispielsweise kann die zweite Halbleiterschicht 230 in-situ mit Dotierstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps dotiert sein. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die zweite Halbleiterschicht durch Implantation dotiert sein. Die Dotierungskonzentration der zweiten Halbleiterschicht 230 kann gleich zu wie, niedriger oder höher als diejenige der ersten Halbleiterschicht 105 sein.
  • 4D zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Struktur. Dann kann mittels einer weiteren Hartmaskenschicht 215 die zweite Halbleiterschicht 230 gemustert werden. Beispielsweise kann die Hartmaskenschicht 215 in einer streifenähnlichen Weise geätzt werden, um Teile zwischen benachbarten Trenches 150 nicht zu bedecken bzw. freizulegen. Dann wird ein weiterer Ätzschritt vorgenommen, um das Siliziummaterial zu ätzen, sodass Teile der zweiten Halbleiterschicht 230 zwischen den benachbarten Trenches entfernt werden. Als ein Ergebnis können Teile der zweiten Halbleiterschicht 230 von den Trenches vorstehen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die zweite Halbleiterschicht 230 ohne Mustern einer Hartmaskenschicht geätzt werden, indem die zweite Halbleiterschicht 230 selektiv bezüglich der Opferschicht 220 geätzt wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel stehen Teile der ersten Halbleiterschicht 105 von den Teilen der zweiten Halbleiterschicht 230 vor. Optional können Abstandshalter bzw. Spacer aus Siliziumoxid oder einem anderen geeigneten Material gebildet werden, um die Struktur zu stabilisieren. Beispielsweise können die Abstandshalter so gebildet werden, dass sie benachbart zu vorstehenden Teilen der zweiten Halbleiterschicht 230 sind. Weiterhin können Teile des Abstandshalters entfernt werden, um Spalten zwischen benachbarten Abstandshalterteilen zu bilden. Als ein Ergebnis ist der Abstandshalter längs der Seitenwände segmentiert.
  • Danach wird ein Nassätzschritt vorgenommen, um die Opferschicht 220 zu entfernen. Beispielsweise kann eine Mischung von HF:HNO3:CH3COOH verwendet werden, um SiGe zu ätzen. Aufgrund der Segmentierung des Abstandshalters kann das Nassätzmittel alle Teile der SiGe-Schicht erreichen.
  • 4E zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Struktur. Wie dargestellt ist, sind Räume bzw. Abstände 240 zwischen Teilen der ersten Halbleiterschicht 105 und Teilen der zweiten Halbleiterschicht 230 angeordnet. Danach wird ein Oxidationsschritt durchgeführt, um die dielektrische Schicht 390 zu bilden. Beispielsweise kann dies durch eine thermische Oxidation vorgenommen werden, während Sauerstoff zugeführt wird. Das Vorhandensein von Leerstellen bzw. Hohlräumen innerhalb der dielektrischen Schicht 390 beeinträchtigt nicht notwendigerweise die elektrischen Eigenschaften der Vorrichtung.
  • 4F zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Struktur. Dann werden weitere Verarbeitungsschritte vorgenommen, um die entsprechend dotierten Teile, Zwischenverbindungen, Metallisierungsschichten und anderes zu bilden. Einige der Prozesse werden weiter unten nach Beschreiben eines weiteren Ausführungsbeispiels, das in den 5A bis 5D veranschaulicht ist, erläutert.
  • Die 5A bis 5D veranschaulichen Schnittdarstellungen eines Substrates, wenn das Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgenommen wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Ausgangspunkt zum Durchführen des Verfahrens ein Halbleitersubstrat mit einer ersten Halbleiterschicht 105, die über einem zweiten dotierten Teil 120 vorgesehen ist, wobei keine vergrabene Oxidschicht vorhanden ist. Ausgehend von einem Halbleitersubstrat, das ähnlich zu dem in den 4A und 4B gezeigten Halbleitersubstrat ist, wobei eine vergrabene Oxidschicht 130 nicht vorhanden ist, werden Trenches 150 in der ersten Halbleiterschicht 105 gebildet, indem eine gemusterte Hartmaskenschicht 210 als eine Ätzmaske verwendet wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Bodenseite 151 der Trenches 150 innerhalb der ersten Halbleiterschicht 105 angeordnet. Als eine Folge gibt es in der vervollständigten Halbleitervorrichtung einen Teil des Driftbereiches 340, der unterhalb des Driftsteuerbereiches 360 vorgesehen ist.
  • 5A zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Struktur. Danach wird eine Opferschicht 220 gebildet, gefolgt durch ein epitaktisches Aufwachsen der zweiten Halbleiterschicht 230. Das Material der Opferschicht 220 und der zweiten Halbleiterschicht 230 kann in einer Weise gewählt werden, wie dies oben anhand des Ausführungsbeispiels der 4A bis 4F erläutert wurde.
  • 5B zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Struktur. In dem nächsten Schritt wird die zweite Halbleiterschicht 230 gemustert, indem beispielsweise eine Hartmaskenschicht verwendet wird. Als ein Ergebnis werden Teile der zweiten Halbleiterschicht 230 zwischen benachbarten Trenches entfernt. Weiterhin stehen die verbleibenden Teile der zweiten Halbleiterschicht 230 von den Trenches 150 vor. Dann werden Abstandshalter bzw. Spacer 235 an bestimmten Stellen der Halbleitervorrichtung gebildet. Beispielsweise können die Abstandshalter 235 aus einem isolierenden Material, wie beispielsweise Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, gebildet werden, das selektiv bezüglich des Materials der ersten und zweiten Halbleiterschichten 105, 120 und weiterhin der Opferschicht 220 geätzt werden kann. Die Abstandshalter 235 sind benachbart zu vorstehenden Teilen der verbleibenden Teile der zweiten Halbleiterschicht 230 angeordnet. Die Abstandshalter 235 können segmentiert werden, sodass Spalten zwischen benachbarten Abstandshaltern vorhanden sind. Aufgrund des Vorhandenseins der Abstandshalter 235 sind die vorstehenden Teile der zweiten Halbleiterschicht 230 nach Entfernen der Opferschicht 220 stabiler. Dann wird ein Ätzschritt vorgenommen, um selektiv die Opferschicht 220 zwischen der ersten Halbleiterschicht 105 und der zweiten Halbleiterschicht 230 zu entfernen. Aufgrund der Spalten zwischen benachbarten Segmenten der Abstandshalter 235 kann das Ätzmittel alle Teile der Opferschicht 220 erreichen.
  • 5C zeigt ein Beispiel einer Schnittdarstellung nach selektivem Entfernen des Opfermaterials von der Vorrichtung, um Spalten zwischen der zweiten Halbleiterschicht 230 und der ersten Halbleiterschicht 105 zu bilden. Wie dargestellt ist, stabilisieren die Abstandshalber 235 die Struktur. Danach wird ein thermischer Oxidationsschritt in einer ähnlichen Weise vorgenommen, wie dies oben anhand der 4F beschrieben wurde. 5D zeigt ein Beispiel einer sich ergebenden Struktur.
  • Danach werden Implantationsschritte vorgenommen, um die entsprechend dotierten Teile der Halbleitervorrichtung zu bilden. Beispielsweise kann der Bodybereich 330 des zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Teil der ersten Halbleiterschicht 105 z.B. durch Implantation gebildet werden. Darüber hinaus kann die zweite Halbleiterschicht 230 weiter gemustert werden, um eine dielektrische Schicht 355 zwischen der Gateelektrode 350 und dem Driftsteuerbereich 360 vorzusehen. Dann können weitere Implantationsschritte vorgenommen werden. Beispielsweise können hochdotierte Kontaktimplantationen gebildet werden, gefolgt durch einen Diffusionsschritt. Weiterhin können Source- und Drainbereiche 310, 320 durch Implantation gebildet werden.
  • Spezifische Prozesse des Verfahrens werden weiter anhand von 6A erläutert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer einen Transistor aufweisenden Halbleitervorrichtung:
    Bilden von Trenches (S10) in einer ersten Halbleiterschicht, die eine erste Hauptoberfläche hat, wobei die Trenches sich in einer ersten Richtung erstrecken, die parallel zur ersten Hauptoberfläche ist, Bilden eines Sourcebereiches in der ersten Halbleiterschicht, Bilden eines Drainbereiches in der ersten Halbleiterschicht, Bilden eines Bodybereiches in der ersten Halbleiterschicht, und Bilden einer Driftzone in der ersten Halbleiterschicht, wobei das Bilden des Bodybereiches und der Driftzone so vorgenommen wird, dass der Bodybereich und die Driftzone längs der ersten Richtung zwischen dem Sourcebereich und dem Drainbereich und zwischen benachbarten Trenches angeordnet sind. Das Verfahren umfasst weiterhin Bilden einer Gateelektrode (S30) und eines Driftsteuerbereiches (S40) in jedem der Trenches, sodass die Gateelektrode benachbart zu dem Bodybereich ist und der Driftsteuerbereich benachbart zu der Driftzone angeordnet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren weiterhin umfassen: epitaktisches Bilden einer Opferschicht über der ersten Hauptoberfläche (S15), wobei ein Material der Opferschicht verschieden ist von dem Material der ersten Halbleiterschicht, und epitaktisches Bilden einer zweiten Halbleiterschicht über der Opferschicht (S20), wobei ein Material der zweiten Halbleiterschicht verschieden von dem Material der Opferschicht ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Gateelektrode und der Driftsteuerbereich in Teilen der zweiten Halbleiterschicht gebildet.
  • 6B veranschaulicht ein Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Wie dargestellt ist, umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer einen Transistor aufweisenden Halbleitervorrichtung: Bilden von Trenches (S100) in einer ersten Halbleiterschicht mit einer ersten Hauptoberfläche, wobei die Trenches sich in einer ersten Richtung erstrecken, die parallel zu der ersten Hauptoberfläche ist, Bilden einer Opferschicht (S110) über der ersten Hauptoberfläche nach Bilden der Trenches, wobei ein Material der Opferschicht verschieden von dem Material der ersten Halbleiterschicht ist, epitaktisches Bilden einer zweiten Halbleiterschicht über der Opferschicht (S120), wobei ein Material der zweiten Halbleiterschicht verschieden von dem Material der Opferschicht ist, Entfernen der Opferschicht (S130), Bilden einer dielektrischen Schicht (S140) zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht, und Bilden eines Sourcebereiches, eines Drainbereiches und einer Gateelektrode (S150). Das Verfahren kann weiterhin aufweisen: Bilden eines Driftsteuerbereiches in der zweiten Halbleiterschicht. Beispielsweise kann der Driftsteuerbereich in den Trenches gebildet werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Gateelektrode in der zweiten Halbleiterschicht, angeordnet in den Trenches, gebildet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Gateelektrode in einer verschiedenen Schicht gebildet. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Gateelektrode außerhalb der Trenches (z.B. in einer planaren Schicht über dem Bodybereich) oder in anderen Trenches, verschieden von den Trenches, in denen der Driftsteuerbereich gebildet ist, gebildet werden.
  • Wie oben erläutert wurde, kann eine laterale Leistungsvorrichtung durch Bilden von Trenches in einer ersten Halbleiterschicht und Bilden einer Opferschicht über einer ersten Halbleiterschicht hergestellt werden. Das Material der Opferschicht ist insbesondere so gewählt, dass es epitaktisch über der ersten Halbleiterschicht aufwachsen kann und dass eine zweite Halbleiterschicht epitaktisch über der Opferschicht aufwachsen kann. Nach epitaktischem Aufwachsen der zweiten Halbleiterschicht über der Opferschicht, um die Trenches zu füllen, und optional Mustern der zweiten Halbleiterschicht kann die Opferschicht selektiv bezüglich der ersten und der zweiten Halbleiterschicht entfernt werden. Danach wird ein Oxidationsprozess vorgenommen, um eine isolierende Schicht zwischen der ersten und der zweiten Halbleiterschicht 105 bzw. 230 zu bilden. Aufgrund dieser Prozessverfahren ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung vorzusehen, in welcher eine zweite monokristalline Halbleiterschicht in einem Trench angeordnet ist, wobei die zweite monokristalline Halbleiterschicht von einer benachbarten ersten monokristallinen Halbleiterschicht durch ein isolierendes Material wie z.B. Siliziumoxid, isoliert ist.
  • 7 zeigt ein Beispiel einer integrierten Schaltung 500, die eine Halbleitervorrichtung 510, welche gemäß einem oder mehreren der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele hergestellt ist, und weitere integrierte Komponenten 520 aufweist. Beispiele der weiteren integrierten Komponenten 520 umfassen Schalter, Brücken und Treiber- bzw. Ansteuerschaltungen.
  • Während Ausführungsbeispiele der Erfindung oben beschrieben sind, ist es selbstverständlich, dass weitere Ausführungsbeispiele ausgeführt werden können. Beispielsweise können weitere Ausführungsbeispiele jegliche Unterkombination von Merkmalen, die in den Patentansprüchen angegeben sind, oder jegliche Unterkombination von Elementen, die in den oben gegebenen Beispielen beschrieben sind, umfassen. Demgemäß sollten der Kern und der Bereich der beigefügten Patentansprüche nicht auf die Beschreibung der hier enthaltenen Ausführungsbeispiele begrenzt sein.

Claims (26)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: einen Transistor, der einen Bodybereich (330), eine Driftzone (340) und einen Drainbereich (320) in einer ersten Halbleiterschicht (105) mit einer ersten Hauptoberfläche (110) aufweist, wobei die Bodybereich (330) und die Driftzone (340) längs einer ersten Richtung (x) zwischen dem Sourcebereich (310) und dem Drainbereich (320) angeordnet sind und die erste Richtung (x) parallel zu der ersten Hauptoberfläche (110) ist, Trenches (150) in der ersten Halbleiterschicht (105) und sich in der ersten Richtung (x) erstreckend, wobei der Transistor außerdem eine Gateelektrode (350) benachbart zu dem Bodybereich (330) und einen Driftsteuerbereich (360) benachbart zu der Driftzone (340) aufweist, wobei der Driftsteuerbereich (360) und die Gateelektrode (350) in den Trenches (150) angeordnet sind.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Driftsteuerbereich (360) ein monokristallines Halbleitermaterial umfasst.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Driftsteuerbereich (360) und die Gateelektrode (350) ein monokristallines Halbleitermaterial umfassen.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend eine dielektrische Schicht (390), die zwischen dem Driftbereich (340) und dem Driftsteuerbereich (360) angeordnet ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein Teil des Driftbereiches (340) benachbart zu einer Bodenseite (151) von jedem der Trenches (150) angeordnet ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der Teile des Driftsteuerbereiches (360) von der ersten Hauptoberfläche (110) vorstehen.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, weiterhin umfassend einen isolierenden Abstandshalter (235), der benachbart zu Teilen des Driftsteuerbereiches (360) angeordnet ist, die von der ersten Hauptoberfläche (110) vorstehen.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Driftsteuerbereiche (360) einen Teil einer über der ersten Halbleiterschicht (105) angeordneten zweiten Halbleiterschicht (230) bilden.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Gateelektrode (350) in Kontakt und elektrisch gekoppelt mit dem Driftsteuerbereich (360) ist.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der Driftsteuerbereich (360) mit Dotierstoffen eines ersten Leitfähigkeitstyps dotiert ist, und bei der die Gateelektrode (350) mit Dotierstoffen eines zweiten Leitfähigkeitstyps dotiert ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiterhin umfassend ein isolierendes Material, das die Gateelektrode (350) von dem Driftsteuerbereich (360) isoliert.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Gateelektrode (350) mit Dotierstoffen eines ersten Leitfähigkeitstyps dotiert ist und bei der der Driftsteuerbereich (360) einen ersten Teil, der mit Dotierstoffen eines zweiten Leitfähigkeitstyps dotiert ist, und einen zweiten Teil, der mit Dotierstoffen des ersten Leitfähigkeitstyps dotiert ist, aufweist, wobei der erste Teil des Driftsteuerbereiches (360) benachbart zu der Gateelektrode (350) angeordnet ist.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin umfassend eine Gatedielektrikumschicht (390a), die zwischen der Gateelektrode (350) und dem Bodybereich (330) angeordnet ist, wobei eine Dicke der Gatedielektrikumschicht (390a) angenähert gleich zu einer Dicke der dielektrischen Schicht (390) ist, die zwischen dem Driftbereich (340) und dem Driftsteuerbereich (360) vorgesehen ist.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung (300), die einen Transistor umfasst, wobei das Verfahren aufweist: Bilden von Trenches (150) in einer ersten Halbleiterschicht (105) mit einer ersten Hauptoberfläche (110), wobei sich die Trenches (150) in einer ersten Richtung (x) erstrecken, die parallel zu der ersten Hauptoberfläche (110) ist, Bilden eines Bodybereiches (330), einer Driftzone (340), eines Sourcebereiches (310) und eines Drainbereiches (320) in einer ersten Halbleiterschicht (105), sodass der Bodybereich (330) und die Driftzone (340) längs der ersten Richtung (x) zwischen dem Sourcebereich (310) und dem Drainbereich (320) und zwischen benachbarten Trenches (150) angeordnet sind, und Bilden einer Gateelektrode (350) und eines Driftsteuerbereiches (360) in jedem der Trenches (150), sodass die Gateelektrode (350) benachbart zu dem Bodybereich (330) ist und der Driftsteuerbereich (360) benachbart zu der Driftzone (340) vorgesehen ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin umfassend: epitaktisches Bilden einer Opferschicht (220) über der ersten Hauptoberfläche (110) nach Bilden der Trenches (150), wobei ein Material der Opferschicht (220) verschieden von dem Material der ersten Halbleiterschicht (105) ist, und epitaktisches Bilden einer zweiten Halbleiterschicht (230) über der Opferschicht (220), wobei ein Material der zweiten Halbleiterschicht (230) verschieden von dem Material der Opferschicht (220) ist und wobei die Gateelektrode (350) und der Driftsteuerbereich (360) in Teilen der zweiten Halbleiterschicht (230) gebildet werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend: Entfernen der Opferschicht (220) und Bilden einer dielektrischen Schicht (390) zwischen den ersten und zweiten Halbleiterschichten (105, 230).
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem die ersten und zweiten Halbleiterschichten (105, 230) aus Silizium hergestellt sind und bei dem die Opferschicht (220) aus Silizium-Germanium (SiGe) hergestellt ist.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, weiterhin umfassend ein Mustern der zweiten Halbleiterschicht (230), sodass Teile der zweiten Halbleiterschicht (230) von Räumen zwischen benachbarten Trenches (150) entfernt werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Gateelektrode (350) und der Driftsteuerbereich (360) in einer zweiten Halbleiterschicht (230) gebildet werden, die über der ersten Halbleiterschicht (105) angeordnet ist.
  20. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung (300), die einen Transistor aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Bilden von Trenches (150) in einer ersten Halbleiterschicht (105), die eine erste Hauptoberfläche (110) hat, wobei sich die Trenches (150) in einer ersten Richtung (x) erstrecken, die parallel zu der ersten Hauptoberfläche (110) ist, Bilden einer Opferschicht (220) über der ersten Hauptoberfläche (110) nach Bilden der Trenches (150), wobei ein Material der Opferschicht (220) verschieden von dem Material der ersten Halbleiterschicht (105) ist, epitaktisches Bilden einer zweiten Halbleiterschicht (230) über der Opferschicht (220), wobei ein Material der zweiten Halbleiterschicht (230) verschieden von dem Material der Opferschicht (220) ist, Entfernen der Opferschicht (220), Bilden einer dielektrischen Schicht (390) zwischen den ersten und zweiten Halbleiterschichten (105, 230) und Bilden eines Sourcebereiches (310), eines Drainbereiches (320) und einer Gateelektrode (350).
  21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Sourcebereich (310) und der Drainbereich (320) in der ersten Halbleiterschicht (105) gebildet werden.
  22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, weiterhin umfassend ein Bilden eines Driftsteuerbereiches (360) in der zweiten Halbleiterschicht (230).
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, weiterhin umfassend ein Mustern der zweiten Halbleiterschicht (230), sodass Teile der zweiten Halbleiterschicht (230) von Räumen zwischen benachbarten Trenches (150) vor Entfernen der Opferschicht (220) entfernt werden.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, weiterhin umfassend ein Bilden eines Abstandhalters (235) benachbart zu Seitenwänden der zweiten Schicht (230) nach Mustern der zweiten Schicht (230).
  25. Verfahren nach Anspruch 24, weiterhin umfassend ein Mustern des Abstandhalters (235), um den Abstandhalter längs der Seitenwände zu segmentieren.
  26. Halbleitervorrichtung, umfassend: einen Transistor, der einen Bodybereich (330), eine Driftzone (340), einen Sourcebereich (310) und einen Drainbereich (320) in einer ersten Halbleiterschicht (105) aufweist, die eine erste Hauptoberfläche (110) hat, wobei der Bodybereich (330) und die Driftzone (340) längs einer ersten Richtung (x) zwischen dem Sourcebereich (310) und dem Drainbereich (320) angeordnet sind, wobei die erste Richtung (x) parallel zu der ersten Hauptoberfläche (110) ist, Trenches (150) in der ersten Halbleiterschicht (150) und sich in der ersten Richtung (x) erstreckend, wobei der Transistor außerdem eine Gateelektrode (350) benachbart zu dem Bodybereich (330) hat, die in einem Trench (150) angeordnet ist.
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