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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors. Ein solcher Sperrschicht-Feldeffekttransistor hat ein erstes Halbleitergebiet mit einer Grunddotierung von einem ersten Leitfähigkeitstyp, ein an das erste Halbleitergebiet abschnittsweise anschließendes zweites Halbleitergebiet mit einer Kanaldotierung vom ersten Leitfähigkeitstyp, ein abschnittsweise zwischen den beiden Halbleitergebieten ausgebildetes Inselgebiet, eine an das erste Halbleitergebiet anschließende und dem zweiten Halbleitergebiet gegenüberliegende Drainstruktur, eine an das zweite Halbleitergebiet anschließende und durch das Inselgebiet von der Drainstruktur abgeschirmte Sourcestruktur und eine einen Strompfad zwischen der Drainstruktur und der Sourcestruktur im Bereich des zweiten Halbleitergebiets steuernde Gatestruktur.
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Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (im Folgenden auch JFET, junction field effect transistor) mit hoher Durchbruchspannung bzw. maximal zulässiger Sperrspannung werden etwa in der Leistungsschalttechnik zum Anschalten elektrischer Verbraucher an elektrische Versorgungsnetze eingesetzt. Bei Verwendung herkömmlicher, auf Silizium basierenden Sperrschicht-Feldeffekttransistoren in Anwendungen, die eine hohe Sperrspannungsfestigkeit des Bauteils erfordern, sind die sich ergebenden Durchlassverluste durch einen vergleichsweise hohen Einschaltwiderstand des Silizium-Sperrschicht-Feldeffekttransistors von Nachteil. Für diesen Anwendungsfall lassen sich Sperrschicht-Feldeffekttransistoren aus einem Material mit hoher flächenspezifischer Spannungsfestigkeit dagegen mit einem vergleichsweise geringen Einschaltwiderstand RDS(on) realisieren. Ein solches Material ist etwa Siliziumkarbid SiC.
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Ein vertikaler SiC-Sperrschicht-Feldeffekttransistor, wie er in der
1 dargestellt ist, ist ähnlich etwa in der
WO 97/23911 A1 (Stephani et al.) beschrieben.
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Ein Strompfad IP zwischen einer Drainstruktur 4 und einer Sourcestruktur 5 des Sperrschicht-Feldeffekttransistors wird im leitenden Zustand des Sperrschicht-Feldeffekttransistors in einem innerhalb eines zweiten Halbleitergebiets 22 ausgebildeten Kanalbereich über ein Potential an einer Gatestruktur 6 gesteuert. Im sperrenden Zustand fällt die Sperrspannung über eine durch ein erstes Halbleitergebiet 21 ausgebildete Driftzone ab.
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im Einzelnen ist das erste Halbleitergebiet 21 auf einem stark n-dotierten Halbleitersubstrat 1, das funktional eine Drainzone 42 ausbildet, als eine Schicht aus einem Halbleitermaterial mit einer schwachen Grunddotierung vom n-Leitfähigkeitstyp vorgesehen. Auf einer dem ersten Balbleitergebiet 21 gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 ist ganzflächig ein metallisierter Drainanschluss 41 aufgebracht, der zusammen mit der Drainzone 42 die Drainstruktur 4 formt.
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Das erste Halbleitergebiet 21 schließt im Bereich einer Kanalöffnung 210 an das zweite Halbleitergebiet 22 an. Das zweite Halbleitergebiet 22 trägt eine schwache Kanaldotierung, die entsprechend der Grunddotierung vom n-Leitfähigkeitstyp ist. Außerhalb des Bereichs der Kanalöffnung 210 werden die beiden Halbleitergebiete durch ein stark p-dotiertes Inselgebiet 3, das in Form von zwei Teilgebieten 31, 32 die Kanalöffnung 210 umfängt, voneinander getrennt. Gegenüber der Kanalöffnung 210 wird das zweite Halbleitergebiet 22 durch ein stark p-dotiertes Gategebiet 62 abgeschlossen. Die Projektion des Gategebiets 62 reicht über den Bereich der Kanalöffnung 210 hinaus und bildet einen Überlappungsbereich mit den Teilgebieten 31, 32 des Inselgebiets 3. An einander gegenüberliegenden Stirnenden des durch das zweite Halbleitergebiet 22 gebildeten Kanalbereichs sind stark n-dotierte Sourcekontaktgebiete 52 ausgebildet, in deren Bereich der gesteuerte Strompfad IP mündet. Die Sourcekontaktgebiete 52 bilden zusammen mit an die Sourcekontaktgebiete 52 anschließenden metallisierten Sourceanschlüssen 51 die Sourcestrukturen 5. Das Gategebiet 62 bildet zusammen mit einem an das Gategebiet 62 anschließenden metallisierten Gateanschluss 61 die Gatestruktur 6.
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Im an die Drainzone 42 anschließenden Bereich des ersten Halbleitergebiets 21 ist eine Feldstoppschicht 24 mit einer gegenüber der Grunddotierung erhöhten n-Dotierung vorgesehen.
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Im Betrieb des Sperrschicht-Feldeffekttransistors bilden sich an den pn-Übergängen Raumladungszonen, die sich in Abhängigkeit der angelegten Spannung vorwiegend in die vergleichsweise niedrig dotierten ersten und zweiten Halbleitergebiete 21, 22 ausdehnen und im Kanalbereich 22 einen Querschnitt eines leitfähigen Kanals für den Strompfad IP modulieren.
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In der
DE 101 45 765 A1 (Elpelt et al.) ist ein SiC-Sperrschicht-Feldeffekttransistor mit einem hoch dotierten Abschnitt im Kanalbereich beschrieben. Der hoch dotierte Abschnitt verringert den Einfluss fertigungsbedingter Toleranzen auf die elektrischen Eigenschaften des Sperrschicht-Feldeffekttransistors.
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Bei einem SiC-Sperrschicht-Feldeffekttransistor entsprechend der
DE 101 47 696 A1 (Elpelt et al.) wird dessen Überlastfähigkeit durch einen zum ersten Strompfad parallelen zweiten Strompfad erhöht, der unabhängig vom ersten Strompfad steuerbar ist und im Gegensatz zum ersten Strompfad nicht durch einen horizontalen Kanalbereich geführt ist.
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Der Durchlasswiderstand RDS(on) der beschriebenen Sperrschicht-Feldeffekttransistoren wird im Wesentlichen durch die Dotierung und die Geometrie der Driftzone bestimmt. Dabei sind die Dotierung und eine Mindestdicke der Driftzone durch die gewünschte Sperrspannung und der Querschnitt der Driftzone durch die gewünschten Bauteilabmessungen vorgegeben.
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Ein vertikaler MOSFET mit Gateelektroden, die in Gräben angeordnet sind, ist in der Patentschrift
US 6,008,520 A beschrieben. Eine Schicht erhöhter Dotierstoffkonzentration erstreckt sich am drainseitigen Ende eines Kanalbereichs im Wesentlichen zwischen den Gräben und spreizt einen zunächst entlang der Grabenwände konzentrierten Drainstrom auf, so dass ein größerer Anteil des Drainstroms in den Bereichen zwischen den Gräben fließt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors zur Verfügung zu stellen, dessen Durchlasswiderstand RDS(on) bei vergleichbarer maximaler Sperrspannung gegenüber herkömmlichen Sperrschicht-Feldeffekttransistoren reduziert ist.
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Ein die Aufgabe lösendes Verfahren ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein aus einem solchen Verfahren hervorgehender Sperrschicht-Feldeffekttransistor weist zunächst entsprechend einem vertikalen Sperrschicht-Feldeffekttransistor herkömmlicher Art ein erstes Halbleitergebiet mit einer Grunddotierung von einem ersten Leitfähigkeitstyp und ein an das erste Halbleitergebiet abschnittsweise anschließendes zweites Halbleitergebiet mit einer Kanaldotierung vom ersten Leitfähigkeitstyp auf. Zwischen den beiden Halbleitergebieten ist abschnittsweise ein Inselgebiet angeordnet. An das erste Halbleitergebiet schließt dem zweiten Halbleitergebiet gegenüberliegend eine Drainstruktur an. An das zweite Halbleitergebiet schließt eine durch das Inselgebiet von der Drainstruktur abgeschirmte Sourcestruktur und eine einen Strompfad zwischen der Drainstruktur und der Sourcestruktur im Bereich des zweiten Halbleitergebiets steuernde Gatestruktur an.
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Der Durchgangswiderstand RDS(on) eines solchen Sperrschicht-Feldeffekttransistors ist nicht nur von einer Grunddotierung, einer Schichtdicke und einer Querschnittsfläche einer Driftzone, sondern auch von einer Stromverteilung innerhalb der Driftzone abhängig. In einem herkömmlichen vertikalen Sperrschicht-Feldeffekttransistor wird der Durchlassstrom im Bereich der Kanalöffnung gebündelt, so dass sich in einem Stromkegel K unterhalb der Kanalöffnung eine wesentlich höhere Stromdichte einstellt als unterhalb von Abschnitten des Inselgebiets, die fern der Kanalöffnung liegen. Die stark ungleichmäßige Stromdichteverteilung entspricht einer Verringerung einer effektiven Querschnittsfläche der Driftzone und hat einen höheren Durchlasswiderstand RDS(on) zur Folge, als er durch die gesamte tatsächliche Querschnittsfläche möglich wäre.
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Ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor der eingangs genannten Art weist unterhalb des Inselgebiets bzw. von Teilgebieten des Inselgebiets eine Stromverteilerschicht auf, die einen Ladungsträgerfluss im Bereich der Driftzone aufspreizt. Dadurch stellt sich über einen weiten Bereich der Querschnittsfläche der Driftzone eine vergleichsweise gleichmäßige Stromdichteverteilung ein. Der Durchlasswiderstand RDS(on) wird in einer Größenordnung von mehreren 10 Prozent reduziert.
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Die Stromverteilerschicht ist dabei mindestens abschnittsweise zwischen dem Inselgebiet und der Drainstruktur als Gebiet mit einer gegenüber der Grunddotierung der Driftzone bzw. des ersten Halbleitergebiets erhöhten Dotierung vom selben Leitfähigkeitstyp der Grunddotierung ausgebildet. Durch die höhere Leitfähigkeit im Bereich der Stromverteilerschicht werden Ladungsträger entlang der Stromverteilerschicht in horizontaler Richtung auf die gesamte Querschnittsfläche des ersten Halbleitergebiets verteilt, bevor sie in die eigentliche Driftzone eintreten. Die durchschnittliche Länge des Strompfads wird durch einen horizontalen Abschnitt in der Stromverteilerschicht geringfügig erhöht. Eine damit einhergehende Vergrößerung des Durchlasswiderstands wird aber durch die gleichmäßigere Stromverteilung in der Driftzone überkompensiert. In bevorzugter Weise erstreckt sich die Stromverteilerschicht unterhalb des gesamten Inselgebiets, um eine möglichst gleichmäßige Stromdichteverteilung zu erzielen.
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Die Stromverteilerschicht wird möglichst in großer Nähe und mit geringem Abstand zum Inselgebiet vorgesehen, um in einem möglichst großen Abschnitt des ersten Halbleitergebiets eine gleichmäßige Stromdichteverteilung zu erreichen. In bevorzugter Weise schließt die Stromverteilerschicht unmittelbar an das Inselgebiet an.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Inselgebiet mindestens zwei Teilgebiete, die eine Kanalöffnung im ersten Halbleitergebiet umfangen. Im Bereich der Kanalöffnung schließt dabei das erste Halbleitergebiet an das zweite Halbleitergebiet an. In bevorzugter Weise weist der Bereich der Kanalöffnung im ersten Halbleitergebiet eine gegenüber der Grunddotierung erhöhte zweite Dotierung vom Leitfähigkeitstyp der Grunddotierung auf.
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Besonders bevorzugt weisen die Kanalöffnung und die Stromverteilerschicht dieselbe Dotierung auf und die zweite Dotierung ist gleich der ersten Dotierung. Dabei wird im allgemeinen unter Dotierung die Konzentration eines Dotierstoffs im die Dotierung tragenden Halbleitermaterial bzw. eine Nettokonzentration eines dominierenden Leitfähigkeitstyps verstanden. In diesem Fall können der Bereich der Kanalöffnung und die Stromverteilerschicht in vorteilhafter Weise in einem Zug aus einer epitaktischen Abscheidung mit in-situ-Dotierung hervorgehen.
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In vorteilhafter Weise sind die Drainstruktur, das erste Halbleitergebiet und das zweite Halbleitergebiet in aufeinander folgenden Schichten übereinander angeordnet. Das Inselgebiet ist in Abschnitten zwischen dem ersten und dem zweiten Halbleitergebiet in der Schicht des ersten Halbleitergebiets eingelagert.
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Bevorzugt ist dabei das Inselgebiet ein weiteres Halbleitergebiet mit einer starken bzw. hohen Dotierung von einem dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegen gesetzten zweiten Leitfähigkeitstyp und ist aus einer Implantation eines geeigneten Dotierstoffs in das erste Halbleitergebiet hervorgegangen.
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Der Sperrschicht-Feldeffekttransistor weist bevorzugt einen Aufbau mit sich wiederholenden, einander identischen Zellenstrukturen auf. Dabei kann jede Zellenstruktur streifenförmig ausgebildet sein, wobei die Zellenstruktur sich entlang einer Flächenachse wiederholt. Alternativ dazu ist die Zellenstruktur rechteckig, quadratisch oder wabenartig und wiederholt sich entlang beider Flächenachsen. Bevorzugt ist die Zellenstruktur des erfindungsgemäßen Sperrschicht-Feldeffekttransistors streifenförmig, da dann durch die Stromverteilerschicht ein großer Teil der gesamten Querschnittsfläche des Sperrschicht-Feldeffekttransistors für den Ladungsträgertransport aktivierbar ist.
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Die Gatestruktur liegt bevorzugt am zweiten Halbleitergebiet dem Bereich der Kanalöffnung gegenüber, wobei sich eine Projektion der Gatestruktur auf die Teilgebiete mit diesen überlappt.
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In vorteilhafter Weise verläuft der Strompfad im Bereich des zweiten Halbleitergebiets zum Schichtaufbau horizontal.
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Die Vorzüge kommen insbesondere bei Sperrschicht-Feldeffekttransistoren zu tragen, deren Halbleitergebiete in einem Halbleitermaterial mit einer Durchbruchfeldstärke von mindestens 106 V/cm ausgeführt sind, wie etwa Galliumnitrid GaN, Indiumnitrid InN oder Siliziumkarbid SiC.
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Bevorzugt sind die Halbleitergebiete in Siliziumcarbid ausgeführt, da in diesem Fall in vorteilhafter Weise eine bereits ausgereifte Fertigungsumgebung für SiC-Bauteile wie SiC-Schottky-Dioden zur Verfügung steht.
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Die Dotierung der Stromverteilerschicht wird durch eine Feldstärkeüberhöhung im Sperrbetrieb im Bereich eines Übergangs zwischen dem Inselgebiet und der Stromverteilerschicht beschränkt. Andererseits ist die Dotierung groß genug zu wählen, um eine deutliche Wirkung bezüglich der Stromdichteverteilung zu erzielen. Bevorzugt übersteigt mindestens die erste Dotierung der Stromverteilerschicht und/oder, für den Fall einer Dotierung des Bereichs der Kanalöffnung, auch die zweite Dotierung die Grunddotierung um einen Faktor 2 bis 20.
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In besonders vorteilhafter Weise übersteigt die erste bzw. zweite Dotierung die Grunddotierung um einen Faktor 5 bis 10. Für diesen Bereich zeigen Simulationen eine vergleichsweise deutliche Reduzierung des Durchlasswiderstands ohne Einbußen bezüglich der Sperreigenschaften des Sperrschicht-Feldeffekttransistors.
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Ebenso beeinflusst eine hohe Dicke der Stromverteilerschicht bei gleicher Gesamtdicke des ersten Halbleitergebiets die Sperreigenschaften negativ. Ein erster bevorzugter Bereich für die Dicke der Stromverteilerschicht ergibt sich zwischen 100 Nanometern und 2 Mikrometer.
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In besonders vorteilhafter Weise beträgt die Dicke der Stromverteilerschicht zwischen 300 Nanometer und 500 Nanometer.
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Ein solcher Sperrschicht-Feldeffekttransistor lässt sich sowohl als n-Kanal-Sperrschicht-Feldeffekttransistor als auch als p-Kanal-Sperrschicht-Feldeffekttransistor, jeweils sowohl selbstleitend als auch selbstsperrend ausführen. Ebenso lassen sich weitere auf einem Sperrschicht-Feldeffekttransistor basierende übliche Ausbildungen, etwa so genannte Drain-Up-Bauformen oder IGBTs (insulated gate bipolar transistor) aus dem Sperrschicht-Feldeffekttransistor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ableiten.
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Im Zuge eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines solchen Sperrschicht-Feldeffekttransistors wird in zunächst bekannter Weise auf ein Halbleitersubstrat eine erste epitaktische Schicht aufgewachsen. In die erste epitaktische Schicht wird von einer dem Halbleitersubstrat gegenüberliegenden Oberfläche der ersten epitaktischen Schicht aus das Inselgebiet implantiert. Dabei bilden nicht implantierte Abschnitte der ersten epitaktischen Schicht das erste Halbleitergebiet einschließlich einer Kanalöffnung zwischen den Teilgebieten des Inselgebiets aus. Auf der ersten epitaktischen Schicht wird eine zweite epitaktische Schicht aufgewachsen und in der zweiten epitaktischen Schicht das zweite Halbleitergebiet ausgebildet.
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Dabei wird die erste epitaktische Schicht in mehreren Teilschritten aufgewachsen. In einem ersten Teilschritt wächst ein erster Abschnitt der ersten epitaktischen Schicht mit der Grunddotierung bis zu einer Unterkante der Stromverteilerschicht auf. In einem zweiten Teilschritt wächst ein zweiter Abschnitt der ersten epitaktischen Schicht mit der gegenüber der Grunddotierung erhöhten ersten Dotierung bis mindestens zur Oberkante der Stromverteilerschicht auf. Der zweite Abschnitt der ersten epitaktischen Schicht bildet dabei die Stromverteilerschicht aus.
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Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zweite Abschnitt der ersten epitaktischen Schicht im Zuge des zweiten Teilschritts bis zur Oberkante des ersten Halbleitergebiets und insbesondere bis zur Oberkante der Kanalöffnung und des im Folgenden ausgebildeten Inselgebiets aufgewachsen. Der Bereich der Kanalöffnung weist dann dieselbe Dotierung auf wie die Stromverteilerschicht.
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Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird über der Stromverteilerschicht in einem dritten Teilschritt ein dritter Abschnitt der ersten epitaktischen Schicht mit einer zur ersten Dotierung ungleichen zweiten Dotierung bis zur Oberkante des ersten Halbleitergebiets aufgewachsen. Dabei ist die Dotierung des dritten Abschnitts in vorteilhafter Weise unabhängig von der Dotierung der Stromverteilerschicht einstellbar.
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Nachfolgend werden die Erfindung und ihre Vorteile anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei sind einander entsprechende Bauteile und Komponenten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:
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1 Einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines herkömmlichen Sperrschicht-Feldeffekttransistors,
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2 einen schematischen Querschnitt mit einer Darstellung der Stromdichteverteilung im leitenden Zustand des Sperrschicht-Feldeffekttransistors der 1,
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3 einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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4 einen schematischen Querschnitt mit einer Darstellung einer Nettodotierung durch einen Ausschnitt eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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5 einen schematischen Querschnitt mit einer Darstellung der Stromdichteverteilung im leitenden Zustand des Sperrschicht-Feldeffekttransistors der 4 und
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6 ein Diagramm zur Darstellung eines spezifischen Durchlasswiderstands eines aus dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorgegangenen und eines herkömmlichen Sperrschicht-Feldeffekttransistors.
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Die 1 wurde bereits eingangs erläutert.
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Der in der 2 dargestellte Ausschnitt eines herkömmlichen Sperrschicht-Feldeffekttransistors entspricht im Wesentlichen der linken Hälfte des in der 1 gezeigten Ausschnitts. Die Darstellung ist dabei auf aus Halbleitermaterial gebildete Strukturen beschränkt. Der 1 ist ein erstes Halbleitergebiet 21 zu entnehmen, das im Bereich einer Kanalöffnung 210 an ein zweites Halbleitergebiet 22 anschließt. Das zweite Halbleitergebiet 22 bildet einen Kanalbereich aus. Im Kanalbereich 22 wird ein horizontaler Abschnitt des Strompfads IP durch die Kanalöffnung 210 zu einem hoch dotierten Sourcekontaktgebiet 52 durch Raumladungszonen moduliert, die sich insbesondere entlang eines pn-Übergangs zwischen dem Kanalbereich 22 und einem Gategebiet 62 ausbilden. Außerhalb des Bereichs der Kanalöffnung 210 ist ein Inselgebiet bzw. ein Teilgebiet 32 eines Inselgebiets ausgebildet. Das Teilgebiet 32 trennt den Kanalbereich 22 von einer unterhalb des Teilgebiets 32 im ersten Halbleitergebiet 21 ausgebildeten Driftzone.
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Die strichlierten Linien sind Linien gleicher Stromdichte. Dargestellt ist die Stromdichte für den Durchlassfall, in dem der Sperrschicht-Feldeffekttransistor leitend geschaltet ist. Ausgehend von der Kanalöffnung 210 nimmt die Stromdichte in horizontaler Richtung schnell ab. Ein großer Teil der Driftzone in einem zur Kanalöffnung 210 entfernten Abschnitt trägt kaum zum Ladungsträgertransport durch die Driftzone bei. Entsprechend ist eine effektive Querschnittsfläche für einen Strompfad in vertikaler Richtung durch die Driftzone deutlich geringer als die tatsächliche Querschnittsfläche.
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Der in der 3 dargestellte, aus dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorgegangene Sperrschicht-Feldeffekttransistor unterscheidet sich von dem in der 1 dargestellten herkömmlichen Sperrschicht-Feldeffekttransistor durch die Stromverteilerschicht 23. Die Stromverteilerschicht 23 weist eine Dotierung vom selben Leitfähigkeitstyp der Grunddotierung des ersten Halbleitergebiets 21 auf. Die Dotierung ist dabei betragsmäßig um den Faktor 5 höher als die Grunddotierung. Die bessere Leitfähigkeit der Stromverteilerschicht 23 bewirkt innerhalb der Stromverteilerschicht 23 einen hohen Anteil eines Ladungsträgerflusses in horizontaler Richtung. Eine Kanalöffnung W1 wird bezüglich des Stromflusses auf nahezu die gesamte Weite W2 der dargestellten Struktur aufgeweitet. Zusätzlich weist auch der Bereich der Kanalöffnung 210 eine Dotierung entsprechend der Dotierung der Stromverteilerschicht 23 auf.
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Der in der 4 dargestellte Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels für einen aus dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorgegangenen Sperrschicht-Feldeffekttransistors entspricht im Wesentlichen der linken Hälfte des in der 3 gezeigten Ausschnitts. Die Darstellung ist dabei wie in der 2 auf aus Halbleitermaterial gebildete Strukturen beschränkt. Die strichlierten Linien begrenzen Bereiche gleicher Nettodotierung dar.
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Das stark p-dotierte Inselgebiet 3 sowie das p-dotierte Gategebiet 62 weisen jeweils eine Nettodotierung vom p-Leitfähigkeitstyp von etwa 3·1016 l/cm3 bis lokal maximal 3·1019 l/cm3 auf. Das erste Halbleitergebiet 21 trägt in einer Driftzone zwischen der Stromverteilerschicht 23 und der Feldstoppschicht 24 eine Dotierung vom n-Leitungstyp von etwa 7·1015 l/cm3. Die Nettodotierung in der Feldstoppschicht 24 beträgt etwa 2·1017 und in der Stromverteilerschicht 23, im Bereich der Kanalöffnung 210 sowie im Kanalbereich 22 jeweils etwa 4,3·1016 l/cm3. Das vergleichsweise hoch n-dotierte Halbleitersubstrat 1 sowie das ebenfalls hoch n-dotierte Sourcekontaktgebiet 21 tragen Dotierungen von 1018 l/cm3 bis lokal 7·1019 l/cm3.
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In der 5 ist die Stromdichteverteilung für den leitenden Zustand des in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiels für einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Im Vergleich mit der 2 ergibt sich, dass mit der Stromverteilerschicht auf mittlerer Höhe der Driftzone über mindestens zwei Drittel der Querschnittsfläche eine Stromdichte von mindestens 2·102 A/cm2 erzielt wird. Ohne Stromverteilerschicht ergibt sich nach der 2 die gleiche Mindeststromdichte für lediglich etwa die Hälfte der Querschnittsfläche.
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In der 6 gibt die durchgezogene Linie 1 den aufintegrierten Durchlasswiderstand RDS(on) eines herkömmlichen Sperrschicht-Feldeffekttransistors mit einer zulässigen Sperrspannung von 1500 V etwa nach 2 und die strichlierte Linie 2 den aufintegrierten Durchlasswiderstand RDS(on) eines vergleichbaren, aus dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorgegangenen Sperrschicht-Feldeffekttransistors etwa nach 4 jeweils in Abhängigkeit eines Abstands von einer Oberfläche des zweiten Halbleitergebiets wieder. Dabei repräsentiert jeweils ein Abstand einer jeweils zugeordneten punktierten Linie zu einem in den Kurven ausgebildeten Plateauwert einen JFET-Anteil.
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Durch das Vorsehen der Stromverteilerschicht wird der Verlustwiderstand um etwa 30 Prozent gesenkt. Da die Reduzierung zu Lasten des JFET-Anteils geht, kann auf einen höheren maximal zulässigen Sättigungsstrom für den erfindungsgemäßen Sperrschicht-Feldeffekttransistor und in der Folge auf eine verbesserte überstromfähigkeit geschlossen werden.
