DE19641838A1 - Abschlußstruktur für Halbleiterbauteile sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Abschlußstrukturen - Google Patents
Abschlußstruktur für Halbleiterbauteile sowie Verfahren zur Herstellung derartiger AbschlußstrukturenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleiterbauteile
und insbesondere auf eine Abschlußstruktur für Halbleiterbau
teile, wie z. B. Halbleiterbauteile mit MOS-Gatesteuerung.
Halbleiterbauteile mit MOS-Gatesteuerung sind in der Technik
gut bekannt und schließen Bauteile ein, wie sie beispielsweise
in der US-Patentanmeldung 08/299 533 vom 1. September 1994 be
schrieben sind, deren Inhalt durch diese Bezugnahme hier mit
aufgenommen wird. Halbleiterbauteile mit MOS-Gatesteuerung
schließen weiterhin Leistungs-MOSFET′s, Thyristoren mit MOS-
Gatesteuerung, Bauteile mit Gate-Abschaltung und dergleichen
ein.
Diese Halbleiterbauteile mit MOS-Gatesteuerung sind typischer
weise durch eine Vielzahl von aktiven Zellen gebildet, die
Zellen einschließen, die sich am Umfang des Halbleiterplättchens
befinden. Wenn die am Umfang angeordneten Zellen der vollen
Source-/Drain-Spannung ausgesetzt sind, neigen sie zu einem
Lawinendurchbruch zwischen dem äußersten Teil der Zelle und
dem benachbarten Trenn- oder Straßenbereich.
Es ist daher erforderlich, eine Bauteilstruktur zu schaffen,
die einen Durchbruch an den aktiven Umfangsbereichen des Halb
leiterplättchens verhindert.
Das Herstellungsverfahren für Bauteile, die derartige Strukturen
einschließen, schließt eine Anzahl von photolithographischen
Maskierungsschritten und kritischen Maskenausrichtschritten
ein, die jeweils zur Herstellungszeit und zu den Herstellungs
kosten beitragen und gleichzeitig mögliche Quellen von Bau
teilfehlern darstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Herstellung einer Abschlußstruktur sowie eine Abschlußstruktur
zu schaffen, die einen minimalen Oberflächenbereich des Halb
leiterplättchens einnimmt und keine zusätzlichen Maskierungs
schritte erfordert.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 oder 28 bzw. 16 oder
42 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung ergibt eine Abschlußstruktur, die
den aktiven Umfang eines Halbleiterbauteils abschließt, um
einen Durchbruch am Umfang des Halbleiterbauteils zu verhin
dern. Eine Feldplatte wird aus der gleichen Polysiliziumschicht
gebildet, die die Gateelektrode bildet, und sie ändert die
Krümmung der elektrischen Felder, die am Rand der Diffusions
bereiche erzeugt werden.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf
eine Abschlußstruktur für ein Halbleiterbauteil und ein Ver
fahren zur Herstellung der Abschlußstruktur. Eine Schicht aus
Feldisolationsmaterial wird oberhalb eines Siliziumsubstrats
gebildet. Ein oder mehrere ausgewählte Bereiche der Feldiso
lationsschicht werden mit einem Muster versehen und fortgeätzt,
um zumindestens eine Öffnung und zumindestens einen verbleiben
den Abschnitt zu bilden. Eine Polysiliziumschicht wird in den
Öffnungen und über den verbleibenden Abschnitten der Feldiso
lations-Materialschicht abgeschieden, und ausgewählte Teile
der Polysiliziumschicht werden mit einem Muster versehen und
fortgeätzt, um mit Abstand angeordnete Öffnungen zu bilden.
Jede der mit Abstand angeordneten Öffnungen weist zumindestens
einen ersten Teil auf, der in einer jeweiligen Öffnung des
Feldisolationsmaterials ausgebildet ist und sich benachbart zu
dem Feldisolationsmaterial befindet. Ein Teil der Polysilizium
schicht, die über der Feldisolationsschicht liegt, definiert
eine Polysilizium-Feldplatte. Erste diffundierte Bereiche werden
durch Einführen von Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps
in Siliziumsubstrat-Oberflächenbereiche gebildet, die unter dem
ersten Teil der Öffnungen in der Polysiliziumschicht liegen.
Zweite diffundierte Bereiche werden aus Verunreinigungen eines
zweiten Leitungstyps, der vom entgegengesetzten Typ zum ersten
Leitfähigkeitstyp ist, gebildet und in den Siliziumsubstrat-
Oberflächenbereich eingeführt. Die ersten diffundierten Bereiche
sind tiefer und breiter als die zweiten diffundierten Bereiche.
Eine darüberliegende Isolierschicht wird abgeschieden, worauf
ausgewählte Teile mit einem Muster versehen und fortgeätzt wer
den, um die darunterliegenden Oberflächenbereiche der Polysili
zium-Feldplatte und darunterliegende Bereiche der Silizium
substrat-Oberflächenbereiche freizulegen. Eine leitende Schicht
wird über der Isolierschicht und über den darunterliegenden
Polysilizium-Feldplatten-Oberflächenbereichen und den darunter
liegenden Siliziumsubstrat-Oberflächenbereichen abgeschieden.
Die leitende Schicht wird geätzt, um ein oder mehrere Elek
troden, die mit der Polysilizium-Feldplatte in Kontakt stehen,
und eine oder mehrere Elektroden zu bilden, die mit den darun
terliegenden Bereichen der Siliziumsubstrat-Oberflächenbereiche
in Kontakt stehen.
Gemäß diesem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung kann die
Polysilizium-Feldplatte die ersten diffundierten Bereiche über
lappen. Ein Polysiliziumfinger kann in einem Bereich gebildet
werden, der zwischen einem jeweiligen Paar von Öffnungen in
der Polysiliziumschicht liegt. Die Breite des Polysilizium
fingers kann ausreichend klein sein, so daß sich die ersten
diffundierten Bereiche eines Paares von Öffnungen überlappen.
Eine Öffnung in dem Feldisolationsmaterial kann das Halbleiter
bauteil umgeben, um einen Straßenbereich zu bilden, und ein
Äquipotentialring kann oberhalb des Feldisolationsmaterials
und des Straßenbereichs gebildet werden, um den Straßenbereich
auf einem vorgegebenen Potential zu halten.
Das Feldisolationsmaterial kann isotrop geätzt werden, so daß
es eine geneigte Kante hat, und Verunreinigungen können durch
die geneigte Kante eingeführt werden. Eine Polysilizium-Feld
platte kann sich über die geneigte Kante des Feldisolations
materials erstrecken.
Der erste Leitungstyp kann der P-Typ sein, während der zweite
Leitungstyp der N-Typ sein kann. Alternativ ist der erste Lei
tungstyp der N-Typ und der zweite Leitungstyp ist der P-Typ. Die
Polysilizium-Feldplatte kann sich über eine Kante der Schicht
aus Feldisolationsmaterial erstrecken.
Die Öffnungen in der Polysiliziumschicht können einen zweiten
Teil einschließen, der oberhalb des verbleibenden Teils der
Schicht aus Feldisolationsmaterial gebildet ist. Das Feldiso
lationsmaterial kann Siliziumdioxyd sein, und die Verunreini
gungen vom ersten und zweiten Leitungstyp können durch Implan
tieren der Verunreinigung in das Siliziumsubstrat und nachfol
gendes Eintreiben der Verunreinigungen eingeführt werden. Die
darüberliegende Isolierschicht kann eine Niedrigtemperatur-
Oxydschicht sein.
Gemäß einem weiteren Grundgedanken der vorliegenden Erfindung
wird ein Halbleiterbauteil geschaffen, das die Abschlußstruktur
der vorliegenden Erfindung aufweist, und es wird weiterhin ein
Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils geschaffen.
Das Bauteil und dessen Herstellungsverfahren schließen eine
Schicht aus Gateisoliermaterial ein, die oberhalb des Silizium
substrates in zumindest einer Öffnung in der Schicht aus
Feldisolationsmaterial gebildet ist. Mit Abstand angeordnete
Öffnungen werden in der Polysiliziumschicht ausgebildet und
schließen Umfangsöffnungen ein, die einen ersten Teil aufwei
sen, der oberhalb der Schicht aus Gateisolationsmaterial und
benachbart zu der verbleibenden Feldisolationsmaterialschicht
ausgebildet ist. Dritte diffundierte Bereiche werden weiterhin
in die Siliziumsubstrat-Oberflächenbereiche eingeführt. Die
zweiten diffundierten Bereiche weisen eine abschließende Tiefe
auf, die kleiner als die der dritten diffundierten Bereiche ist,
und die ersten diffundierten Bereiche sind tiefer und breiter
und weisen eine niedrigere Konzentration als die dritten diffun
dierten Bereiche auf. Vertiefungen werden in die darunterlie
genden Bereiche der Siliziumsubstrat-Oberflächenbereiche ein
geätzt und weisen eine Tiefe auf, die größer als die Tiefe der
zweiten diffundierten Bereiche ist. Weitere Teile der Silizium
substratoberfläche werden benachbart zu den Vertiefungen in
den darunterliegenden Bereichen freigelegt und umgeben diese.
Die leitende Schicht umfaßt zumindest einen Gatekontakt, der
mit der Polysiliziumfeldplatte in Kontakt steht, und zumindest
einen Sourcekontakt, der mit den dritten diffundierten Bereichen
am Boden der Vertiefungen und den zweiten diffundierten Berei
chen an den oberen Teilen der Vertiefungen und an den weiteren
Teilen in Kontakt steht.
Entsprechend diesem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung
kann das Gateisolationsmaterial Siliziumdioxyd sein, und die
Polysiliziumfeldplatte kann sich über einen Teil der Gateiso
lationsschicht erstrecken.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnungen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauteil mit
MOS-Gatesteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung,
Fig. 2 die Zellentopologie der Oberfläche eines
bekannten Halbleiterbauteils mit MOS-Gatesteuerung,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Halbleiterbauteils
mit MOS-Gatesteuerung nach Fig. 2 entlang der Schnittlinie 2-2
nach Fig. 2,
Fig. 4 die Zellentopologie eines Teils der äußersten
aktiven Zellen und des Abschlußbereiches des Halbleiterbauteils
mit MOS-Gatesteuerung nach Fig. 1,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Halbleiterbauteils
mit MOS-Gatesteuerung nach Fig. 4 entlang der Schnittlinie 5-5
nach Fig. 4,
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Halbleiterbauteils
mit MOS-Gatesteuerung nach Fig. 4 entlang der Schnittlinie 6-6
nach Fig. 4,
Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines Bereiches des
Halbleiterbauteils mit MOS-Gatesteuerung nach Fig. 1, der eine
in der Mitte liegende Gate-Sammelschiene einschließt,
Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht des Gateoxyd-Stufen
teils des in Fig. 7 gezeigten Bereiches,
Fig. 9 ein Diagramm, das die I-V-Durchbruchscharak
teristik eines bekannten P-Kanal-Bauteils und eines P-Kanal-
Bauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt, und
Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht eines Gateoxyd-
Stufenteils eines P-Kanal-Bauteils gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Abschlußstruktur und
auf ein Herstellungsverfahren gerichtet, die bzw. das zum
Abschluß irgendeiner Art eines Halbleiterbauteils verwendet
werden kann. Die Abschlußstruktur bzw. das Verfahren sind je
doch besonders zur Verwendung mit einem Halbleiterbauteil und
einem Verfahren anwendbar, wie es in der oben erwähnten US-
Patentanmeldung 08/299 533 beschrieben ist.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines MOSFET-Halbleiterplättchens
20, in das die Abschlußstruktur der vorliegenden Erfindung
eingefügt werden kann. Das MOSFET-Halbleiterplättchen 20 kann
ein Halbleiterplättchen vom Leistungs-MOSFET-HEX-2.5-Typ sein,
wie es von der Firma International Rectifier Corp., El Segundo,
Kalifornien, USA vertrieben wird. Typischerweise weist das
Halbleiterplättchen 20 eine Abmessung von etwa 2,8 × 3,56 mm
auf, und es weist eine Sourcekontaktoberfläche 21, ein Gate
kissen 22 und Gate-Sammelschienen 24, 25 und 26 auf, die sich
von diesem aus erstrecken. Ein (nicht gezeigter) Drainkontakt
befindet sich auf der Unterseite des Halbleiterplättchens 20.
Das Bauteil kann jedoch irgendein gewünschtes Grenzschicht
muster haben, das ein gewünschtes Halbleiterbauteil mit MOS-
Gatesteuerung bildet. Fig. 2 und Fig. 3, die einen Quer
schnitt nach Fig. 2 entlang der Schnittlinie 2-2 darstellt,
zeigen ein typisches Grenzschichtmuster, das beispielsweise in
dem von dem Kreis umgebenen und mit "Fig. 2 und 3" bezeich
neten Bereich nach Fig. 1 verwendet werden kann, wobei dieses
Grenzschichtmuster dem der US-Patentanmeldung 08/299 533 ent
spricht. Die Fig. 2 und 3 zeigen einige wenige der parallel
geschalteten, mit Abstand voneinander angeordneten hexagonalen
oder sechseckförmigen zellularen MOSFET-Elemente, die in einem
epitaxial gebildeten N⁻-Bereich 30 ausgebildet sind und die
identische, mit Abstand voneinander angeordnete P⁻-Basis- oder
Kanal-Diffusionsbereiche 40 und 41 einschließen, die jeweils
einen N⁺-Sourcebereich 51 und einen P⁺-Bereich 50 enthalten,
der unter den N⁺-Sourcebereichen liegt. Der umkehrbare P⁻-
Kanal 52 ist unterhalb einer Gateoxydschicht 31 und einer Poly
silizium-Gateschicht 32 angeordnet, wie dies in Fig. 3 gezeigt
ist.
Eine Niedrigtemperatur-Oxydschicht (LTO) 80, 82, 83 liegt über
den Segmenten des Gate-Polysiliziums 32 und isoliert diese, um
eine Verbindung des Polysiliziums 32 mit den N⁺-Sourceberei
chen über das Sourcemetall (Aluminium) 84 zu verhindern.
Das Verfahren, das das in den Fig. 2 und 3 gezeigte Grenz
schichtmuster bildet, ist in gleicher Weise in der US-Patent
anmeldung 08/299 533 beschrieben. Gemäß einer darin beschrie
benen Ausführungsform kann der in Fig. 3 gezeigte N⁻-Haupt
körper 30 eine Epitaxialschicht sein, die auf einem (nicht
gezeigten) N⁺-Substrat aufgewachsen ist. Eine Gateisolier
schicht 31 ist über dem N⁺-Hauptkörperbereich 30 ausgebildet
und kann eine thermisch aufgewachsene Siliziumdioxydschicht
sein. Die Gateoxydschicht 31 wird dann ihrerseits durch eine
Schicht aus Polysilizium 32 abgedeckt.
Eine Photolackschicht wird dann über der Polysiliziumschicht
abgeschieden und unter Verwendung eines geeigneten photolitho
graphischen Maskierungsschrittes mit einem Muster versehen.
Öffnungen werden durch den Photolack bis zur Oberfläche der
Polysiliziumschicht 32 gebildet. Nach der Ausbildung der Öff
nungen in der Photolackschicht wird eine anisotrope Ätzung
verwendet, um die freiliegenden Teile des Polysiliziums zu
ätzen. Die Ätzung ist selektiv genug, um die freiliegenden
Polysiliziumteile zu entfernen, doch stoppt sie vor einer
vollständigen Entfernung von Oxyd irgendwo auf dem Halbleiter
plättchen. Danach kann das darunterliegende freiliegende
Siliziumdioxyd, falls gewünscht, mit einer isotropen Naßätzung
entfernt werden. Es ist jedoch auch möglich, das Gateoxyd in
diesem Schritt in dem Verfahren weitgehend intakt zu lassen und
nachfolgend Dotierungsmittel mit ausreichend hoher Energie zu
implantieren, damit diese das Gateoxyd durchdringen.
Danach wird eine Implantierung durch die Fenster in dem Poly
silizium durchgeführt, wobei Bor als Implantationsspezies ver
wendet wird. Nach diesem Implantierungsvorgang wird der Photo
lack 33 abgestreift und die Implantierungen von P-Typ werden
eingetrieben, um die Bereiche 40 und 41 von P-Leitungstyp zu
bilden. Dann wird eine relativ hohe N⁺-Dosis von Arsen oder
Phosphor durch die Polysiliziumfenster implantiert, und nach
folgend wird eine P⁺-Dosis von Bor durch die Fenster implan
tiert.
Danach wird eine Schicht von Niedrigtemperaturoxyd (LTO) 80,
82, 83 über der Oberfläche des Halbleiterplättchens abgeschie
den und darauffolgend werden die N⁺- und P⁺-Implantierungen
eingetrieben, um die Bereiche 50 und 51 zu bilden. Die N⁺-
Schicht 51 ist um einen von dem Konstrukteur ausgewählten und
durch die verwendeten Spezies und Dosen bestimmten Betrag
flacher als die P⁺-Schicht 50.
Eine weitere Photolackschicht wird dann über der LTO-Schicht
80, 82, 83 aufgetragen und in einem zweiten Maskierungsschritt
mit einem Muster versehen, um gut ausgerichtete kleine Mittel
öffnungen zu bilden, die sich an der Achse jeder der einzelnen
Zellen befinden. Die LTO-Schicht 80, 82, 83 wird dann durch
eine anisotrope Oxydätzung geätzt, um eine Mittelöffnung an
die Siliziumoberfläche zu öffnen.
Danach ätzt eine weitere anisotrope Ätzung die freiliegende
Siliziumoberfläche, so daß Löcher in der Siliziumoberfläche
gebildet werden, die die N⁺-Schichten 51 durchdringen und
die P⁺-Schicht 50 für jede Zelle erreichen. Das Halbleiter
plättchen wird dann einer isotropen Naßätzung unterworfen,
wodurch die LTO-Schichten 80, 82, 83 hinterschnitten werden.
Der Photolack wird dann abgestreift, und ein Sourcekontakt
metall 84, wie z. B. Aluminium, wird über der gesamten Oberfläche
des Bauteils abgeschieden, um die Öffnungen in der LTO-Schicht
und die Öffnungen in dem Siliziumsubstrat zu füllen und um
über den freiliegenden Siliziumschultern zu liegen, die durch
die Hinterschneidungen in der LTO-Schicht bebildet sind. Damit
verbindet das Sourcekontaktmetall 84 die N⁺-Sourcebereiche
mit ihren jeweiligen darunterliegenden P⁺-Bereichen.
Ein (nicht gezeigter) Drain- (oder Anoden-) Kontakt kann mit
dem N⁺-Substrat verbunden werden oder zur Verbindung an einer
Oberfläche des Halbleiterplättchens zur Verfügung stehen. Wenn
das Bauteil in Form eines IGBT ausgebildet werden soll, so
wird eine dünne N⁺-Pufferschicht und eine P⁺-Bodenschicht
an der Unterseite der Halbleiterplättchenstruktur in üblicher
Weise hinzugefügt.
Obwohl die Zellen irgendwelche gewünschten Abmessungen haben
können, haben die in Fig. 3 gezeigten Zellen typischerweise
eine Breite von ungefähr 5,8 µm und eine typische Trennung von
ungefähr 5,8 µm. Die Kontaktöffnung weist eine kurze Abmessung
von typischerweise ungefähr 2 µm auf. Jede Zelle kann in der
dargestellten Weise auf eine nichtkritische horizontale Ab
messung langgestreckt sein.
Obwohl das vorstehende Bauteil in Form eines N-Kanal-Bauteils
gezeigt ist, ist es für den Fachmann erkennbar, daß die ent
gegengesetzten Leitungstypen für jeden Bereich eingesetzt wer
den können, um das Bauteil zu einem P-Kanal-Bauteil zu machen.
Die vollständigen Bauteile können weiterhin in einem Gehäuse
für die Oberflächenbefestigung oder in einem anderen Gehäuse,
wie z. B. einem TO220-Gehäuse angeordnet werden.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen eine Ausführungsform einer neuarti
gen Abschlußstruktur, die sowohl für N- als auch für P-Kanal-
Bauteile geeignet ist, und die unter Verwendung der gleichen
Verfahrensschritte hergestellt werden kann, die zur Herstellung
der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Zellen verwendet werden.
Der von einem Kreis umgebene Bereich nach Fig. 1, der mit
"Fig. 4, 5 und 6" bezeichnet ist, umfaßt die Abschlußstruk
tur der Gate-Sammelschiene 24 nach Fig. 1. Der mit einem Kreis
umgebene Bereich in Fig. 1, der mit "Fig. 7" bezeichnet ist,
umfaßt die Abschlußstruktur für die Gate-Sammelschienen 25 und
26.
Zunächst wird auf Fig. 4 Bezug genommen, in der zwei der
letzten oder äußersten vollständigen aktiven Zellen 100 und
101 des aktiven Bereichs gezeigt sind. Die Fig. 4 zeigt diese
Zellen bei freigelegter Oberseite der Poylsiliziumschicht 31,
so daß die N⁺-Source 102 und die P⁺-Schichten der Zellen
gezeigt sind. Die Zellen 100 und 101 des aktiven Bereiches
sind in Fig. 6 in einer Querschnittsansicht der Fig. 4
entlang der Linie 6-6 gezeigt. Die Fig. 6 zeigt weiterhin
die darüberliegende Niedrigtemperatur-Oxydschicht sowie den
Sourcekontakt 84 und die Gate-Sammelschiene 24.
Die aktiven Zellen 100 und 101 befinden sich benachbart zu
abschließenden Halbzellen 103 und 104, die in den Fig. 4
und 5 gezeigt sind, und die während der gleichen Verfahrens
schritte gebildet werden, die die Zellen 100 und 101 bilden.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht der Fig. 4 entlang der
Linie 5-5.
Eine Feldoxydschicht 110 nach den Fig. 5 und 6 wird über dem
N-Leitungstyp-Hauptkörperteil vor dem Verfahren ausgebildet,
das in der oben genannten US-Patentanmeldung 08/299,533 be
schrieben ist. Eine Photolackschicht wird über dem Feldoxyd
abgeschieden und dann unter Verwendung eines geeigneten photo
lithographischen Maskierungsschrittes mit einem Muster versehen,
um Öffnungen zur Feldoxydschicht zu bilden. Die freiliegenden
Teile des Feldoxyds werden dann fortgeätzt, um die aktiven
Bauteilbereiche freizulegen. Vorzugsweise wird eine isotrope
Naßätzung verwendet, um zu bewirken, daß die Kanten des Feld
oxyds ein abgeschrägtes Profil aufweisen. Es kann jedoch auch
ein anisotropes Ätzverfahren verwendet werden. Die Gate-
Oxydschicht wird dann über den aktiven Bauteilbereichen auf
gewachsen, und eine Polysiliziumschicht wird dann über dem
Gate-Oxyd und den Feldoxydschichten abgeschieden. Das Bauteil
wird dann in der vorstehend beschriebenen Weise bearbeitet.
Die Feldoxydschicht 110 dient als eine Isolierschicht zwischen
der Gate-Sammelschiene und dem Siliziumsubstrat. Die Kante
des Feldoxyds 110 dient weiterhin in Kombination mit der Kante
des Polysiliziums des aktiven Bereichs als ein Diffusions
fenster, um die P⁻-, N⁺- und P⁺-Teile der abschließenden
Halbzellen 103 und 104 zu definieren, die teilweise unter dem
Feldoxyd 110 liegen. Die obere Oberfläche des Feldoxyds 110
ist weiterhin teilweise mit einem Polysilizium-Streifen 32a
bedeckt, der in den gleichen Verfahrensschritten abgeschieden
und mit einem Muster versehen wird, wie das Haupt-Polysilizium-
Gate 32 des aktiven Bereiches.
Wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, erstrecken sich schmale Finger
32b der Polysiliziumschicht von dem Hauptgitter 32 der Poly
siliziumschicht und stehen mit dem Streifen 32a in Verbindung.
Die Breite der Finger sollte zu einem Minimum gemacht werden,
damit die P⁻-Bereiche unter den Fingern 32b zusammendiffun
dieren und einen ununterbrochenen Bereich am Rand des Halb
leiterplättchens bilden können (beispielsweise mit einer Breite
von 2 µm). Breitere Trennungen führen zu einer niedrigeren
Lawinendurchbruchsspannung. Der Streifen 32a ist seinerseits
mit der Gate-Sammelschiene 24 verbunden, die einfach ein
isolierter Streifen der gleichen Metallschicht ist, die zur
Bildung des Source-Kontaktes 84 abgeschieden wird.
Die LTO-Schicht nach den Fig. 5 und 6 wird zur gleichen Zeit
wie die LTO-Schicht 80, 82, 83 in Fig. 3 abgeschieden. Ein
Äquipotential-Ring aus Polysilizium (EQR-Ring) 32C wird eben
falls während der Formung des Polysiliziums 32 des aktiven Be
reiches gebildet, liegt jedoch über der Kante des Feldoxyds 110,
wie dies gezeigt ist. Der EQR-Ring steht weiterhin mit der
Gate-Oxydschicht in Kontakt, die über dem Bereich benachbart
zum Straßenbereich angeordnet ist, um die Bildung eines In
versionskanals zu verhindern, der einen Leckstrom hervorrufen
kann. Er ist mit dem Straßenbereich verbunden, der sich typi
scherweise auf Drain-Potential befindet.
Fig. 7 zeigt die Art und Weise, wie die Abschlußstruktur nach
den Fig. 4, 5 und 6 auf die abschließenden Halbzellen angewandt
werden kann, die benachbart zur Gate-Sammelschiene 25 oder 26
angeordnet sind, die auf der Innenseite des Halbleiterplätt
chens liegt. Entsprechend sind die abschließenden Halbzellen
140 und 141, die ähnlich zu den Zellen 103 und 104 nach den
Fig. 4 und 5 sind, durch eine Struktur abgeschlossen, die ähn
lich der symmetrischen linken Seite, bezogen auf die Sammel
schiene 24, in den Fig. 5 und 6 ist.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung sollte,
wie dies in den Fig. 5 und 7 gezeigt ist, die Polysiliziumplatte
32a nahe an der Kante des P⁻-Basisbereiches der Abschlußzellen
103, 104 oder 140, 141 liegen, oder optimal über diesen liegen.
Das Polysilizium wirkt als Feldplatte, um das elektrische Feld
aufzuspreizen, das an den Randzellen erzeugt wird. Ein Abstand
von mehreren Mikrometern zwischen der Kante des P⁻-Basisbe
reichs und der Feldplatte ist noch akzeptabel, führt jedoch zu
einer abnehmenden Durchbruchsspannung, wenn die Trennung oder
der Abstand größer wird.
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Kanten- oder Rand
bereichs des Feldoxyds 110. Wie dies weiter oben beschrieben
wurde, ist das Feldoxyd vorzugsweise isotrop geätzt und die
Kante des Feldoxyds hat somit ein abgeschrägtes Profil. Diese
Abschrägung 200 in dem Feldoxyd ist für N-Kanal-Bauteile vor
teilhaft, weil der tiefe implantierte P⁺-Bereich teilweise
durch die Abschrägung hindurch implantiert wird und die Source
umgibt, um die Oberfläche zu erreichen. Die Abschrägung er
weitert weiterhin das Profil des P⁻-Bereichs, der ebenfalls
teilweise durch die Abschrägung hindurch implantiert wird.
Diese Profile der P⁻- und P⁺-Bereiche verhindern ein Kanal
lecken und verringern den Basiswiderstand der Randzellen.
Wie dies weiter oben erwähnt wurde, ist die Abschlußstruktur
der vorliegenden Erfindung auch auf P-Kanal-Bauteile anwend
bar. Im einzelnen wird ein P⁺-Source-Bereich anstelle des
N⁺-Source-Bereiches nach Fig. 8 eingesetzt, ein N⁺-Bereich
wird für den P⁺-Bereich eingesetzt, ein N⁻-Basisbereich
wird für den P⁻-Basisbereich eingesetzt, und es wird ein
Substrat vom P-Leitungstyp verwendet. Wenn die Abschlußstruk
tur jedoch mit P-Kanal-Bauteilen verwendet wird, so hat es
sich herausgestellt, daß das P-Kanal-Bauteil eine "weiche"
I-V Durchbruchscharakteristik aufweist, die durch die Kurve
90 in Fig. 9 gezeigt ist. Die weiche Durchbruchscharakteristik
wird teilweise durch die abrupte Ecke hervorgerufen, die durch
die Überschneidung zwischen dem Polysilizium und Feldoxydmasken
gebildet wird. Hierdurch wird die Spitzendotierungs-Konzentra
tion des N⁻-Basisbereichs an den Ecken verringert, was an
dererseits zu einem vorzeitigen Durchschlag führt. Dieser
Effekt wird durch die Oxyd-Abschrägung weiter verstärkt, die
es dem implantierten P⁺-Source-Bereich ermöglicht, sich
weiter unter das Oxyd zu erstrecken.
Um dieses Problem zu beseitigen ist gemäß einem weiteren Grund
gedanken der Erfindung vorgesehen, daß sich die Polysilizium-
Schicht 32a geringfügig über die Kante des Feldoxyds 110 (um
ungefähr 0,5 Mikrometer) erstreckt, um die Schulter der Feld
oxyd-Abschrägung 200 "quadratischer" zu machen, wie dies in
Fig. 10 gezeigt ist. Obwohl ein P⁻-Kanal-Bauteil gezeigt ist,
ist die Polysilizium-Erstreckung auch für N⁻-Kanal-Bauteile
vorteilhaft. Die Polysilizium-Erstreckung maskiert weiterhin
die Einführung von Dotierungsmitteln in das Substrat für den
gezeigten Teil der Zelle. Es wurde festgestellt, daß diese
Konstruktion den "weichen" Durchbruch, insbesondere für P-Kanal-
Bauteile, verhindert, und eine stärker quadratische Durchbruchs
charakteristik hervorruft, die durch die gestrichelte Kurve 91
in Fig. 9 gezeigt ist.
Die Polysilizium-Erstreckung kann von Null bis zu mehreren
Mikrometern reichen, sollte jedoch optimal so klein sein, wie
dies Konstruktionsregeln ermöglichen, weil längere Erstreckun
gen zu hohen Feldbeanspruchungen an der Stufe von dem Gate-
Oxyd zum Feldoxyd führen. Diese Feldbeanspruchungen können die
Zuverlässigkeit des Abschlusses aufgrund einer Injektion von
heißen Trägern und eines zeitabhängigen dielektrischen Durch
bruchs verringern. Sie ruft weiterhin eine "ausweichende" I-V
Charakteristik hervor, bei der das Bauteil bei einer verringer
ten Spannung einen Lawinendurchbruch ausführt, die dann
gradiell ansteigt, während Träger in das Oxyd an dem Bean
spruchungspunkt injiziert und eingefangen werden.
Claims (53)
1. Verfahren zur Herstellung einer Abschlußstruktur eines
Halbleiter-Bauteils, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
umfaßt:
Ausbilden einer Schicht aus Feldisolationsmaterial über einem Silizium-Substrat,
Ausbilden eines Musters und Fortätzen von zumindest einem ausgewählten Bereich der Schicht aus Feldisolationsmaterial, um zumindest eine Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial und zumindest einen verbleibenden Teil zu bilden,
Abscheiden einer Schicht aus Polysilizium in der zumindest einen Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial und über dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial,
Ausbilden eines Musters und Fortätzen ausgewählter Teile der Schicht aus Polysilizium zur Bildung einer Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium, die jeweils zumindest einen jeweiligen ersten Teil aufweisen, der in der zumindest einen Öffnung der Schicht aus Feldisolationsmaterial und benachbart zu dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist, wobei ein Teil der Schicht aus Polysilizium, der über der Schicht aus Feldisolationsmaterial liegt, eine Polysilizium- Feldplatte bildet,
Einführen von Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps in Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats, die unter dem jeweiligen ersten Teil der Vielzahl von Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium liegen, um erste diffundierte Bereiche zu bilden,
Einführen von Verunreinigungen eines zweiten Leitungstyps, der den entgegengesetzten Leitungstyp zu dem ersten Leitungs typ aufweist, in die entsprechenden Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats, um zweite diffundierte Bereiche zu bilden, wobei die ersten diffundierten Bereiche tiefer und breiter als die zweiten diffundierten Bereiche sind,
Abscheiden einer darüberliegenden Isolierschicht,
Ausbildung eines Musters und Fortätzen ausgewählter Teile der darüberliegenden Isolierschicht, um in dieser erste Öffnun gen, die darunterliegende Oberflächenbereiche der Polysilizium- Feldplatte freilegen, und zweite Öffnungen auszubilden, die jeweilige darunterliegende Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats freilegen,
Abscheiden einer leitenden Schicht über der darüberlie genden Isolierschicht und über den darunterliegenden Ober flächenbereichen der Polysilizium-Feldplatte und den darunter liegenden Bereichen der Oberflächenbereiche des Siliziumsub strats, und
Ausbildung eines Musters und Fortätzen von Teilen der leitenden Schicht, um zumindest eine Elektrode, die mit der Polysilizium-Feldplatte in Kontakt steht, und zumindest eine Elektrode zu bilden, die mit den darunterliegenden Bereichen der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats in Kontakt steht.
Ausbilden einer Schicht aus Feldisolationsmaterial über einem Silizium-Substrat,
Ausbilden eines Musters und Fortätzen von zumindest einem ausgewählten Bereich der Schicht aus Feldisolationsmaterial, um zumindest eine Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial und zumindest einen verbleibenden Teil zu bilden,
Abscheiden einer Schicht aus Polysilizium in der zumindest einen Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial und über dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial,
Ausbilden eines Musters und Fortätzen ausgewählter Teile der Schicht aus Polysilizium zur Bildung einer Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium, die jeweils zumindest einen jeweiligen ersten Teil aufweisen, der in der zumindest einen Öffnung der Schicht aus Feldisolationsmaterial und benachbart zu dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist, wobei ein Teil der Schicht aus Polysilizium, der über der Schicht aus Feldisolationsmaterial liegt, eine Polysilizium- Feldplatte bildet,
Einführen von Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps in Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats, die unter dem jeweiligen ersten Teil der Vielzahl von Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium liegen, um erste diffundierte Bereiche zu bilden,
Einführen von Verunreinigungen eines zweiten Leitungstyps, der den entgegengesetzten Leitungstyp zu dem ersten Leitungs typ aufweist, in die entsprechenden Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats, um zweite diffundierte Bereiche zu bilden, wobei die ersten diffundierten Bereiche tiefer und breiter als die zweiten diffundierten Bereiche sind,
Abscheiden einer darüberliegenden Isolierschicht,
Ausbildung eines Musters und Fortätzen ausgewählter Teile der darüberliegenden Isolierschicht, um in dieser erste Öffnun gen, die darunterliegende Oberflächenbereiche der Polysilizium- Feldplatte freilegen, und zweite Öffnungen auszubilden, die jeweilige darunterliegende Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats freilegen,
Abscheiden einer leitenden Schicht über der darüberlie genden Isolierschicht und über den darunterliegenden Ober flächenbereichen der Polysilizium-Feldplatte und den darunter liegenden Bereichen der Oberflächenbereiche des Siliziumsub strats, und
Ausbildung eines Musters und Fortätzen von Teilen der leitenden Schicht, um zumindest eine Elektrode, die mit der Polysilizium-Feldplatte in Kontakt steht, und zumindest eine Elektrode zu bilden, die mit den darunterliegenden Bereichen der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats in Kontakt steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Polysilizium-Feldplatte
über einem Teil der ersten diffundierten Bereiche liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Polysilizium-
Schicht, der zwischen einem jeweiligen Paar der mit Abstand
angeordneten Öffnungen liegt, einen Polysilizium-Finger bildet.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Polysilizium-Fingers
ausreichend klein ist, damit der erste diffundierte Bereich
einer des jeweiligen Paares von mit Abstand angeordneten
Öffnungen den ersten diffundierten Bereich einer anderen des
Paares der jeweiligen mit Abstand voneinander angeordneten
Öffnungen überlappt.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Feldisolations
material eine zweite Öffnung einschließt, die am Rand des
Halbleiter-Bauteils liegt und einen Straßenbereich bildet, und
daß die Schicht aus Polysilizium einen Äquipotential-Ring mit
einem ersten Teil, der über der Schicht aus Feldisolations
material liegt und einen zweiten Teil einschließt, der über dem
Straßenbereich liegt, um den Straßenbereich auf einem
vorgegebenen Potential zu halten.
6. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Ausbildung eines
Musters und des Fortätzens der Schicht aus Feldisolations
material das isotrope Ätzen des Feldisolationsmaterials derart
einschließt, daß eine Kante der Schicht aus Feldisolations
material, die am Rand des ersten Teils der Vielzahl von mit
Abstand angeordneten Öffnungen liegt, ein geneigtes Profil
aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte der Einführung der
Verunreinigungen von einem ersten und einem zweiten Leitungstyp
die Einführung der Verunreinigungen durch die geneigte Kante in
der Schicht aus Feldisolationsmaterial einschließt.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
über die geneigte Kante in der Schicht aus Feldisolations
material erstreckt.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitungstyp der P-
Leitungstyp ist, und daß der zweite Leitungstyp der N-Leitungs
typ ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitungstyp der N-
Leitungstyp ist, und daß der zweite Leitungstyp der P-Leitungs
typ ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
über eine Kante der Schicht aus Feldisolationsmaterial
erstreckt, die an den ersten Teil der mit Abstand voneinander
angeordneten Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium angrenzt.
12. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vielzahl von mit Abstand
angeordneten Öffnungen einen jeweiligen zweiten Teil
einschließt, der über dem verbleibenden Teil der Schicht aus
Feldisolationsmaterial ausgebildet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Feldisolationsmaterial Siliziumdioxyd ist.
14. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte der Einführung von
Verunreinigungen des ersten und zweiten Leitungstyps das
Implantieren dieser Verunreinigungen in das Siliziumsubstrat
und das nachfolgende Eintreiben dieser Verunreinigungen
einschließt.
15. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die darüberliegende Isolierschicht
eine Niedrigtemperatur-Oxydschicht ist.
16. Abschlußstruktur für ein Halbleiter-Bauteil,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußstruktur folgende Teile
aufweist:
eine Schicht aus Feldisolationsmaterial, die über einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist und zumindest eine darin ausgebildete Öffnung und zumindest einen verbleibenden Teil aufweist,
eine Schicht aus Polysilizium, die in der zumindest einen Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial und über dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial abge schieden ist, wobei die Schicht aus Polysilizium eine Vielzahl von darin mit Abstand voneinander angeordneten Öffnungen ein schließt, die jeweils zumindest einen jeweiligen ersten Teil aufweisen, der in der zumindest einen Öffnung der Schicht aus Feldisolationsmaterial und benachbart zu dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist, wobei ein Teil der Schicht aus Polysilizium, der über der Schicht aus Feldisolationsmaterial liegt, eine Polysilizium-Feldplatte bildet,
erste diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps gebildet sind, die in Oberflächen bereiche des Siliziumsubstrats eingeführt werden, die unter dem jeweiligen ersten Teil der Vielzahl von Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium liegen,
zweite diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen eines zweiten Leitungstyps gebildet sind, der den entgegen gesetzten Leitungstyp zu dem ersten Leitungstyp aufweist, die in die entsprechenden Oberflächenbereiche des Silizium substrats eingeführt werden, wobei die ersten diffundierten Bereiche tiefer und breiter als die zweiten diffundierten Bereiche sind,
eine darüberliegende Isolierschicht, die erste darin ausgebildete Öffnungen, die darunterliegende Oberflächen bereiche der Polysilizium-Feldplatte freilegen und zweite Öffnungen aufweist, die jeweilige darunterliegende Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats freilegen, und
eine leitende Schicht, die über der darüberliegenden Isolierschicht und in den ersten und zweiten Öffnungen in der darüberliegenden Isolierschicht abgeschieden ist und die zumindest eine Elektrode, die mit der Polysilizium- Feldplatte in Kontakt steht, und zumindest eine Elektrode umfaßt, die mit den darunterliegenden Bereichen der Ober flächenbereiche des Siliziumsubstrats in Kontakt steht.
eine Schicht aus Feldisolationsmaterial, die über einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist und zumindest eine darin ausgebildete Öffnung und zumindest einen verbleibenden Teil aufweist,
eine Schicht aus Polysilizium, die in der zumindest einen Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial und über dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial abge schieden ist, wobei die Schicht aus Polysilizium eine Vielzahl von darin mit Abstand voneinander angeordneten Öffnungen ein schließt, die jeweils zumindest einen jeweiligen ersten Teil aufweisen, der in der zumindest einen Öffnung der Schicht aus Feldisolationsmaterial und benachbart zu dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist, wobei ein Teil der Schicht aus Polysilizium, der über der Schicht aus Feldisolationsmaterial liegt, eine Polysilizium-Feldplatte bildet,
erste diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps gebildet sind, die in Oberflächen bereiche des Siliziumsubstrats eingeführt werden, die unter dem jeweiligen ersten Teil der Vielzahl von Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium liegen,
zweite diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen eines zweiten Leitungstyps gebildet sind, der den entgegen gesetzten Leitungstyp zu dem ersten Leitungstyp aufweist, die in die entsprechenden Oberflächenbereiche des Silizium substrats eingeführt werden, wobei die ersten diffundierten Bereiche tiefer und breiter als die zweiten diffundierten Bereiche sind,
eine darüberliegende Isolierschicht, die erste darin ausgebildete Öffnungen, die darunterliegende Oberflächen bereiche der Polysilizium-Feldplatte freilegen und zweite Öffnungen aufweist, die jeweilige darunterliegende Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats freilegen, und
eine leitende Schicht, die über der darüberliegenden Isolierschicht und in den ersten und zweiten Öffnungen in der darüberliegenden Isolierschicht abgeschieden ist und die zumindest eine Elektrode, die mit der Polysilizium- Feldplatte in Kontakt steht, und zumindest eine Elektrode umfaßt, die mit den darunterliegenden Bereichen der Ober flächenbereiche des Siliziumsubstrats in Kontakt steht.
17. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Polysilizium-Feldplatte
über einem Teil der ersten diffundierten Bereiche liegt.
18. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Polysilizium-
Schicht, der zwischen einem jeweiligen Paar der mit Abstand
voneinander angeordneten Öffnungen liegt, einen Polysilizium-
Finger bildet.
19. Bauteil nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Polysilizium-Fingers
ausreichend klein ist, so daß der erste diffundierte Bereich
einer der jeweiligen Paare von mit Abstand voneinander
angeordneten Öffnungen den ersten diffundierten Bereich einer
anderen des Paares von jeweiligen mit Abstand voneinander
angeordneten Öffnungen überlappt.
20. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Feldisolations
material eine zweite Öffnung einschließt, die am Rand des
Halbleiter-Bauteils liegt und einen Straßenbereich bildet, und
daß die Schicht aus Polysilizium einen Äquipotential-Ring
einschließt, der einen ersten Teil, der über der Schicht aus
Feldisolationsmaterial liegt und einen zweiten Teil aufweist,
der über dem Straßenbereich liegt, um den Straßenbereich auf
einem vorgegebenen Potential zu halten.
21. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
über die geneigte Kante in der Schicht aus
Feldisolationsmaterial erstreckt.
22. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitungstyp der P-
Leitungstyp ist, und daß der zweite Leitungstyp der N-
Leitungstyp ist.
23. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitungstyp der N-
Leitungstyp ist, und daß der zweite Leitungstyp der P-
Leitungstyp ist.
24. Bauteil nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
über eine Kante der Schicht aus Feldisolationsmaterial
erstreckt, die an den ersten Teil der mit Abstand voneinander
angeordneten Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium angrenzt.
25. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vielzahl von mit Abstand
voneinander angeordneten Öffnungen einen jeweiligen zweiten Teil
einschließt, der über dem verbleibenden Teil der Schicht aus
Feldisolationsmaterial angeordnet ist.
26. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß das Feldisolationsmaterial
Siliziumdioxyd ist.
27. Bauteil nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die darüberliegende Isolierschicht
eine Niedrigtemperatur-Oxydschicht ist.
28. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils
mit einer Abschlußstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Schicht aus Feldisolationsmaterial über einem Siliziumsubstrat,
Ausbilden eines Musters und Fortätzen von zumindest einem ausgewählten Bereich der Schicht aus Feldisolationsmaterial zur Bildung von zumindest einer Öffnung in der Schicht aus Feld isolationsmaterial und zumindest eines verbleibenden Teils,
Ausbilden einer Schicht aus Gate-Isolationsmaterial über dem Siliziumsubstrat in der zumindest einen Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial,
Abscheiden einer Schicht aus Polysilizium über dem ver bleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial und der Schicht aus Gate-Isolationsmaterial,
Ausbilden eines Musters und Fortätzen ausgewählter Teile der Schicht aus Polysilizium zur Bildung einer Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Öffnungen in der Schicht von Polysilizium, die eine Vielzahl von Umfangsöffnungen einschließen, die jeweils zumindest einen jeweiligen ersten Teil aufweisen, der über der Schicht aus Gate-Isolations material und benachbart zu dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist, wobei ein Teil der Schicht aus Polysilizium, der über der Schicht aus Feld isolationsmaterial liegt, damit eine Polysilizium-Feldplatte bildet,
Einführen von Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps in Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats, die unter dem jeweiligen ersten Teil der Umfangsöffnungen in der Schicht aus Polysilizium liegen, um erste diffundierte Bereiche zu bilden,
Einführen von Verunreinigungen eines zweiten Leitungs typs, der zu dem ersten Leitungstyp entgegengesetzt ist, in die entsprechenden Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats, um zweite diffundierte Bereiche zu bilden,
Einführen von Verunreinigungen des ersten Leitungstyps in die Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats zur Bildung dritter diffundierter Bereiche, wobei die zweiten diffundier ten Bereiche eine abschließende Tiefe aufweisen, die kleiner als die der dritten diffundierten Bereiche ist, und wobei die ersten diffundierten Bereiche tiefer und breiter als die dritten diffundierten Bereiche sind und eine niedrigere Kon zentration als diese aufweisen,
Abscheiden einer darüberliegenden Isolierschicht,
Ausbildung eines Musters und Fortätzen ausgewählter Teile der darüberliegenden Isolierschicht zur Bildung erster Öff nungen in der darüberliegenden Isolierschicht, die darunter liegende Oberflächenbereiche der Polysilizium-Feldplatte freilegen, und zweiter Öffnungen, die jeweilige darunterlie gende Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats freilegen und Seitenwände aufweisen,
Ätzen von Vertiefungen in den darunterliegenden Be reichen der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats bis zu einer Tiefe, die größer als die Tiefe der zweiten diffundier ten Bereiche ist,
Ätzen der Seitenwände zur Bildung von hinterschnittenen Teilen, die weitere Teile der Oberfläche des Siliziumsubstrats freilegen, die benachbart zu den Vertiefungen in den darunter liegenden Bereichen der Oberflächenbereiche des Silizium substrats liegen und diese umgeben,
Abscheiden einer leitenden Schicht über der darüberlie genden Isolierschicht und über den darunterliegenden Ober flächenbereichen der Polysilizium-Feldplatte, den dritten diffundierten Bereichen am Boden der Vertiefungen und den zweiten diffundierten Bereichen an den oberen Teilen der Vertiefungen und an den weiteren Teilen der Oberfläche des Siliziumsubstrats, und
Ausbilden eines Musters und Fortätzen von Teilen der leitenden Schicht, um zumindest einen Gate-Kontakt, der mit der Polysilizium-Feldplatte in Kontakt steht, und zumindest einen Source-Kontakt zu bilden, der mit den zweiten und dritten diffundierten Bereichen in Kontakt steht.
Ausbilden einer Schicht aus Feldisolationsmaterial über einem Siliziumsubstrat,
Ausbilden eines Musters und Fortätzen von zumindest einem ausgewählten Bereich der Schicht aus Feldisolationsmaterial zur Bildung von zumindest einer Öffnung in der Schicht aus Feld isolationsmaterial und zumindest eines verbleibenden Teils,
Ausbilden einer Schicht aus Gate-Isolationsmaterial über dem Siliziumsubstrat in der zumindest einen Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial,
Abscheiden einer Schicht aus Polysilizium über dem ver bleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial und der Schicht aus Gate-Isolationsmaterial,
Ausbilden eines Musters und Fortätzen ausgewählter Teile der Schicht aus Polysilizium zur Bildung einer Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Öffnungen in der Schicht von Polysilizium, die eine Vielzahl von Umfangsöffnungen einschließen, die jeweils zumindest einen jeweiligen ersten Teil aufweisen, der über der Schicht aus Gate-Isolations material und benachbart zu dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist, wobei ein Teil der Schicht aus Polysilizium, der über der Schicht aus Feld isolationsmaterial liegt, damit eine Polysilizium-Feldplatte bildet,
Einführen von Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps in Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats, die unter dem jeweiligen ersten Teil der Umfangsöffnungen in der Schicht aus Polysilizium liegen, um erste diffundierte Bereiche zu bilden,
Einführen von Verunreinigungen eines zweiten Leitungs typs, der zu dem ersten Leitungstyp entgegengesetzt ist, in die entsprechenden Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats, um zweite diffundierte Bereiche zu bilden,
Einführen von Verunreinigungen des ersten Leitungstyps in die Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats zur Bildung dritter diffundierter Bereiche, wobei die zweiten diffundier ten Bereiche eine abschließende Tiefe aufweisen, die kleiner als die der dritten diffundierten Bereiche ist, und wobei die ersten diffundierten Bereiche tiefer und breiter als die dritten diffundierten Bereiche sind und eine niedrigere Kon zentration als diese aufweisen,
Abscheiden einer darüberliegenden Isolierschicht,
Ausbildung eines Musters und Fortätzen ausgewählter Teile der darüberliegenden Isolierschicht zur Bildung erster Öff nungen in der darüberliegenden Isolierschicht, die darunter liegende Oberflächenbereiche der Polysilizium-Feldplatte freilegen, und zweiter Öffnungen, die jeweilige darunterlie gende Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats freilegen und Seitenwände aufweisen,
Ätzen von Vertiefungen in den darunterliegenden Be reichen der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats bis zu einer Tiefe, die größer als die Tiefe der zweiten diffundier ten Bereiche ist,
Ätzen der Seitenwände zur Bildung von hinterschnittenen Teilen, die weitere Teile der Oberfläche des Siliziumsubstrats freilegen, die benachbart zu den Vertiefungen in den darunter liegenden Bereichen der Oberflächenbereiche des Silizium substrats liegen und diese umgeben,
Abscheiden einer leitenden Schicht über der darüberlie genden Isolierschicht und über den darunterliegenden Ober flächenbereichen der Polysilizium-Feldplatte, den dritten diffundierten Bereichen am Boden der Vertiefungen und den zweiten diffundierten Bereichen an den oberen Teilen der Vertiefungen und an den weiteren Teilen der Oberfläche des Siliziumsubstrats, und
Ausbilden eines Musters und Fortätzen von Teilen der leitenden Schicht, um zumindest einen Gate-Kontakt, der mit der Polysilizium-Feldplatte in Kontakt steht, und zumindest einen Source-Kontakt zu bilden, der mit den zweiten und dritten diffundierten Bereichen in Kontakt steht.
29. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Polysilizium-Feldplatte
über einem Teil der ersten diffundierten Bereiche liegt.
30. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Polysiliziumschicht,
der zwischen einem jeweiligen Paar der Umfangsöffnungen liegt,
einen Polysilizium-Finger bildet.
31. Verfahren nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Polysilizium-Fingers
ausreichend klein ist, derart, daß der erste diffundierte
Bereich einer des jeweiligen Paares von Umfangsöffnungen den
ersten diffundierten Bereich einer anderen des Paares von
jeweiligen Umfangsöffnungen überlappt.
32. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus
Feldisolationsmaterial eine zweite Öffnung einschließt, die am
Rand des Halbleiter-Bauteils liegt und einen Straßenbereich
bildet, und daß die Schicht aus Polysilizium einen Äquipoten
tial-Ring einschließt, der einen ersten Teil, der über der
Schicht aus Feldisolationsmaterial liegt und einen zweiten Teil
aufweist, der über dem Straßenbereich liegt, um den
Straßenbereich auf einem vorgegebenen Potential zu halten.
33. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Ausbildung eines
Musters und des Ätzens der Schicht aus Feldisolationsmaterial
das isotrope Ätzen des Feldisolationsmaterials derart ein
schließt, daß eine Kante der Schicht aus Feldisolationsmaterial,
die am Rand des ersten Teils der Vielzahl von Umfangsrechnungen
liegt, ein geneigtes Profil aufweist.
34. Verfahren nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schritte der Einführung von Verunreinigungen eines
ersten und zweiten Leitungstyps die Einführung der Verunreini
gungen durch die geneigte Kante in der Schicht aus Feldisola
tionsmaterial hindurch einschließen.
35. Verfahren nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
über die geneigte Kante in der Schicht aus Feldisolations
material erstreckt.
36. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitungstyp der P-
Leitungstyp ist, und daß der zweite Leitungstyp der N-
Leitungstyp ist.
37. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitungstyp der N-
Leitungstyp ist, und daß der zweite Leitungstyp der P-
Leitungstyp ist.
38. Verfahren nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
über eine Kante der Schicht aus Feldisolationsmaterial
erstreckt, die an dem ersten Teil der mit Abstand voneinander
angeordneten Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium angrenzt.
39. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vielzahl von mit Abstand
voneinander angeordneten Öffnungen einen jeweiligen zweiten Teil
einschließt, der über dem verbleibenden Teil der Schicht aus
Feldisolationsmaterial ausgebildet ist.
40. Verfahren nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Gate-Isolations
material Siliziumdioxyd ist.
41. Verfahren nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
weiterhin über einen Teil der Schicht aus Gate-Isolations
material erstreckt.
42. Halbleiter-Bauteil mit einer Abschlußstruktur,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil folgende Teile aufweist:
eine Schicht aus Feldisolationsmaterial, die über einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist und zumindest eine darin ausgebildete Öffnung und zumindest einen verbleiben den Teil aufweist,
eine Schicht aus Gate-Isolationsmaterial, die über dem Siliziumsubstrat in der zumindestens einen Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist,
eine Schicht aus Polysilizium, die über dem verbleiben den Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial und der Schicht aus Gate-Isolationsmaterial abgeschieden ist, wobei die Schicht aus Polysilizium eine Vielzahl von mit Abstand voneinander an geordneten Öffnungen aufweist, die eine Vielzahl von Umfangs öffnungen einschließen, die jeweils zumindest einen jeweiligen ersten Teil aufweisen, der über der Schicht aus Gate-Isolations material und benachbart zu dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist, wobei ein Teil der Schicht aus Polysilizium, der über der Schicht aus Feldisola tionsmaterial liegt, eine Polysilizium-Feldplatte bildet,
erste diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps gebildet sind, die in Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats eingeführt sind, die unter dem jeweiligen ersten Teil der Umfangsöffnungen in der Schicht aus Polysilizium liegen,
zweite diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen eines zweiten Leitungstyps gebildet sind, der zum ersten Lei tungstyp entgegengesetzt ist, wobei die Verunreinigungen in die entsprechenden Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats einge führt werden,
dritte diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen des ersten Leitungstyps gebildet sind, die in die Oberflächen bereiche des Siliziumsubstrats eingeführt werden, wobei die zweiten diffundierten Bereiche eine abschließende Tiefe auf weisen, die kleiner als die der dritten diffundierten Bereiche ist, wobei die ersten diffundierten Bereiche tiefer und breiter sind als die dritten diffundierten Bereiche und eine niedrigere Konzentration als diese aufweisen,
eine darüberliegende Isolierschicht, in der erste Öffnun gen, die darunterliegende Oberflächenbereiche der Polysilizium- Feldplatte freilegen, und zweite Öffnungen ausgebildet sind, die jeweilige darunterliegende Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats freilegen, wobei die darunterliegenden Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats darin ausgebildete Vertiefungen mit einer Tiefe aufweisen, die größer als die Tiefe der zweiten diffundierten Bereiche ist, wobei die zweiten Öffnungen weitere Teile der Oberfläche des Sili ziumsubstrats freilegen, die benachbart zu den Vertiefungen in den darunterliegenden Bereichen der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats liegen und diese umgeben, und
eine leitende Schicht, die über der darüberliegenden Isolierschicht und in den ersten und zweiten Öffnungen in der darüberliegenden Isolierschicht abgeschieden ist, und die zumindest einen Gate-Kontakt, der mit der Polysilizium-Feld platte in Kontakt steht und zumindest einen Source-Kontakt umfaßt, der mit den dritten diffundierten Bereichen am Boden der Vertiefungen und den zweiten diffundierten Bereichen an den oberen Teilen der Vertiefungen und an den weiteren Teilen der Oberfläche des Siliziumsubstrats in Kontakt steht.
eine Schicht aus Feldisolationsmaterial, die über einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist und zumindest eine darin ausgebildete Öffnung und zumindest einen verbleiben den Teil aufweist,
eine Schicht aus Gate-Isolationsmaterial, die über dem Siliziumsubstrat in der zumindestens einen Öffnung in der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist,
eine Schicht aus Polysilizium, die über dem verbleiben den Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial und der Schicht aus Gate-Isolationsmaterial abgeschieden ist, wobei die Schicht aus Polysilizium eine Vielzahl von mit Abstand voneinander an geordneten Öffnungen aufweist, die eine Vielzahl von Umfangs öffnungen einschließen, die jeweils zumindest einen jeweiligen ersten Teil aufweisen, der über der Schicht aus Gate-Isolations material und benachbart zu dem verbleibenden Teil der Schicht aus Feldisolationsmaterial ausgebildet ist, wobei ein Teil der Schicht aus Polysilizium, der über der Schicht aus Feldisola tionsmaterial liegt, eine Polysilizium-Feldplatte bildet,
erste diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen eines ersten Leitungstyps gebildet sind, die in Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats eingeführt sind, die unter dem jeweiligen ersten Teil der Umfangsöffnungen in der Schicht aus Polysilizium liegen,
zweite diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen eines zweiten Leitungstyps gebildet sind, der zum ersten Lei tungstyp entgegengesetzt ist, wobei die Verunreinigungen in die entsprechenden Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats einge führt werden,
dritte diffundierte Bereiche, die aus Verunreinigungen des ersten Leitungstyps gebildet sind, die in die Oberflächen bereiche des Siliziumsubstrats eingeführt werden, wobei die zweiten diffundierten Bereiche eine abschließende Tiefe auf weisen, die kleiner als die der dritten diffundierten Bereiche ist, wobei die ersten diffundierten Bereiche tiefer und breiter sind als die dritten diffundierten Bereiche und eine niedrigere Konzentration als diese aufweisen,
eine darüberliegende Isolierschicht, in der erste Öffnun gen, die darunterliegende Oberflächenbereiche der Polysilizium- Feldplatte freilegen, und zweite Öffnungen ausgebildet sind, die jeweilige darunterliegende Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats freilegen, wobei die darunterliegenden Bereiche der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats darin ausgebildete Vertiefungen mit einer Tiefe aufweisen, die größer als die Tiefe der zweiten diffundierten Bereiche ist, wobei die zweiten Öffnungen weitere Teile der Oberfläche des Sili ziumsubstrats freilegen, die benachbart zu den Vertiefungen in den darunterliegenden Bereichen der Oberflächenbereiche des Siliziumsubstrats liegen und diese umgeben, und
eine leitende Schicht, die über der darüberliegenden Isolierschicht und in den ersten und zweiten Öffnungen in der darüberliegenden Isolierschicht abgeschieden ist, und die zumindest einen Gate-Kontakt, der mit der Polysilizium-Feld platte in Kontakt steht und zumindest einen Source-Kontakt umfaßt, der mit den dritten diffundierten Bereichen am Boden der Vertiefungen und den zweiten diffundierten Bereichen an den oberen Teilen der Vertiefungen und an den weiteren Teilen der Oberfläche des Siliziumsubstrats in Kontakt steht.
43. Bauteil nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Polysilizium-Feldplatte
über einem Teil der ersten diffundierten Bereiche liegt.
44. Bauteil nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Polysiliziumschicht,
der zwischen einem jeweiligen Paar Umfangsöffnungen liegt, einen
Polysilizium-Finger bildet.
45. Bauteil nach Anspruch 44,
dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Polysilizium-Fingers
ausreichend klein ist, derart, daß der erste diffundierte
Bereich einer des jeweiligen Paares von Umfangsöffnungen den
ersten diffundierten Bereich einer anderen des Paares von
jeweiligen Umfangsöffnungen überlappt.
46. Bauteil nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Feldisolations
material eine zweite Öffnung einschließt, die am Rand des
Halbleiter-Bauteils liegt und einen Straßenbereich bildet, und
daß die Schicht aus Polisilizium einen Äquipotential-Ring
einschließt, der einen ersten Teil, der über der Schicht aus
Feldisolationsmaterial liegt, und einen zweiten Teil aufweist,
der über dem Straßenbereich liegt, um den Straßenbereich auf
einem vorgegebenen Potential zu halten.
47. Bauteil nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
über die geneigte Kante in der Schicht aus Feldisolations
material erstreckt.
48. Bauteil nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitungstyp der P-
Leitungstyp ist, und daß der zweite Leitungstyp der N-
Leitungstyp ist.
49. Bauteil nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitungstyp der N-
Leitungstyp ist, und daß der zweite Leitungstyp der P-
Leitungstyp ist.
50. Bauteil nach Anspruch 49,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
über eine Kante der Schicht aus Feldisolationsmaterial
erstreckt, die an den ersten Teil der mit Abstand voneinander
angeordneten Öffnungen in der Schicht aus Polysilizium angrenzt.
51. Bauteil nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vielzahl von mit Abstand
angeordneten Öffnungen einen jeweiligen zweiten Teil
einschließt, der über dem verbleibenden Teil der Schicht aus
Feldisolationsmaterial ausgebildet ist.
52. Bauteil nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Gate-Isolations
material Siliziumdioxyd ist.
53. Bauteil nach Anspruch 49,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polysilizium-Feldplatte
weiterhin über einen Teil der Schicht aus Gate-lsolations
material erstreckt.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Ipc: H01L 21/765 |
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8131 | Rejection |