ITTO991086A1 - Resistore verticale integrato ad alta tensione e relativo processo difabbricazione. - Google Patents

Resistore verticale integrato ad alta tensione e relativo processo difabbricazione. Download PDF

Info

Publication number
ITTO991086A1
ITTO991086A1 IT1999TO001086A ITTO991086A ITTO991086A1 IT TO991086 A1 ITTO991086 A1 IT TO991086A1 IT 1999TO001086 A IT1999TO001086 A IT 1999TO001086A IT TO991086 A ITTO991086 A IT TO991086A IT TO991086 A1 ITTO991086 A1 IT TO991086A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
semiconductor material
region
forming
trench
manufacturing process
Prior art date
Application number
IT1999TO001086A
Other languages
English (en)
Inventor
Davide Patti
Original Assignee
St Microelectronics Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by St Microelectronics Srl filed Critical St Microelectronics Srl
Priority to IT1999TO001086A priority Critical patent/IT1311309B1/it
Publication of ITTO991086A0 publication Critical patent/ITTO991086A0/it
Priority to US09/733,781 priority patent/US20010013634A1/en
Publication of ITTO991086A1 publication Critical patent/ITTO991086A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1311309B1 publication Critical patent/IT1311309B1/it
Priority to US10/756,203 priority patent/US7053463B2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
    • H10D1/40Resistors
    • H10D1/47Resistors having no potential barriers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
    • H10D1/40Resistors
    • H10D1/43Resistors having PN junctions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/60Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
    • H10D84/611Combinations of BJTs and one or more of diodes, resistors or capacitors
    • H10D84/613Combinations of vertical BJTs and one or more of diodes, resistors or capacitors
    • H10D84/615Combinations of vertical BJTs and one or more of resistors or capacitors

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione è relativa ad un resistore verticale integrato ad alta tensione ed al relativo processo di fabbricazione.
La presente invenzione trova vantaggiosa, ma non esclusiva, applicazione nella realizzazione di resistori ad alta tensione integrati in un corpo di materiale semiconduttore insieme con dispositivi di potenza, cui la trattazione che segue farà riferimento senza per questo perdere in generalità.
Come è noto, i resistori ad alta tensione integrati su un substrato di materiale semiconduttore trovano larga applicazione nel campo dei dispositivi di potenza monolitici integrati, ad esempio dei dispositivi realizzati con la tecnologia VIPower, secondo la quale i dispositivi di potenza vengono integrati in una prima regione del chip cosiddetta di potenza mentre i relativi dispositivi di controllo in vengono integrati in una seconda regione dello stesso chip cosiddetta di controllo distinta ed elettricamente isolata dalla regione di potenza.
In alcune applicazioni, inoltre, è anche necessario avere a disposizione, all'interno della regione di controllo, di una tensione di polarizzazione derivata dalla tensione di polarizzazione del substrato mediante una partizione realizzata utilizzando un resistere collegato fra il substrato e la regione di controllo stessi.
Affinché però tale resistore sia in grado di sopportare gli elevati valori (fino a 2 kV) che la tensione di polarizzazione del substrato come è noto può raggiungere, esso deve necessariamente presentare valori di resistenza piuttosto elevati che generalmente variano fra i 100 kfì ed alcuni ΜΩ.
Una soluzione largamente utilizzata per fabbricare un resistore avente i valori di resistenza sopra menzionati prevede di realizzare sul substrato semiconduttore una regione drogata ad elevata resistività avente una conducibilità opposta a quella del substrato semiconduttore stesso ed una conformazione planare a serpentina.
Pur vantaggiosa sotto vari aspetti, questa soluzione presenta però l'inconveniente di richiedere un ingombro superficiale piuttosto elevato dovuto principalmente al fatto che per evitare malfunzionamenti del resistore la minima distanza che occorre mantenere fra due rami paralleli adiacenti del resistore a serpentina non può essere ridotta a piacere ma dipende dalla concentrazione di drogante presente nel substrato e dalla tensione presente ai capi del resistore stesso.
Come è noto, infatti, quando la giunzione formata dal substrato e dal resistore è polarizzata inversamente, l'ampiezza della regione di svuotamento o di carica spaziale che conseguentemente si estende nel substrato è inversamente proporzionale alla concentrazione di drogante nel substrato stesso, ovvero direttamente proporzionale alla resistività del substrato.
Conseguentemente, anche se il resistore ad alta tensione può essere integrato facendo ricorso agli strati più resistivi che la tecnologia mette a disposizione, i dispositivi realizzati nella tecnologia VIPower in grado di reggere elevate tensioni presentano necessariamente una elevata resistività del substrato, di vari ordini di grandezza più grande degli strati maggiormente resistivi disponibili con gli attuali processi tecnologici e quindi l'ampiezza della regione di svuotamento che si estende nel substrato arriva ad assumere dimensioni piuttosto rilevanti, dell'ordine delle decine di micron quando vengono applicate elevate differenze di potenziale .
Da quanto appena esposto risulta pertanto evidente che al fine di evitare che le regioni di svuotamento di due rami paralleli adiacenti del resistore a serpentina vengano in contatto e diano origine al noto fenomeno del *pinch-off" , provocando così una alterazione del valore di resistenza del resistore e quindi della funzionalità della circuiteria a cui tale resistore è collegato, in fase di progetto è necessario distanziare ciascuna coppia di rami paralleli adiacenti del resistore a serpentina di un valore maggiore della somma delle massime larghezze delle regione di svuotamento che competono a ciascun ramo. ;Per ridurre la regione di svuotamento presente fra i vari rami, una soluzione nota prevede di arricchire lo strato destinato all'integrazione del resistore. Questa soluzione, tuttavia, riduce la tenuta in tensione del dispositivo in quanto per poter ottenere la riduzione della regione di svuotamento voluta sarebbe necessario avere una concentrazione di drogante estremamente elevata. ;Il summenzionato elevato ingombro superficiale del resistore a serpentina è secondariamente anche dovuto al fatto che la presenza di elevate tensioni sul resistore stesso richiede la realizzazione di cosiddette strutture di bordo in grado di proteggere da fenomeni di "breakdown" prematuri le regioni del resistore più sollecitate alle alte tensioni. Vengono infatti a tale scopo realizzati, ad esempio, dei cosiddetti "field piate" metallici oppure regioni anulari ad elevata resistività {bassa concentrazione di drogante) circondanti il resistere a serpentina . ;Un ulteriore effetto che concorre a rendere elevato l'ingombro superficiale del resistore del tipo sopra descritto è la sua interazione con le strutture di bordo dei dispositivi in cui è inserito e la conseguente costrizione a realizzare tale resistore in prossimità della regione terminale del dispositivo dalla quale si preleva l'alta tensione. ;Per ridurre la régione di svuotamento presente fra i vari rami del resistore a serpentina, una soluzione proposta ultimamente ed oggetto della domanda di brevetto europeo 98830638.7 depositata in data 23.10.1998 dalla stessa richiedente, prevede di realizzare il resistore a serpentina utilizzando uno strato di materiale semiconduttore ad alta resistività avente una conduttività opposta a quella del substrato e di realizzare, fra ciascuna coppia di rami paralleli adiacenti del resistore a serpentina stesso, una o più trincee di isolamento, ad esempio realizzate di biossido di silicio, estendentesi in profondità nel substrato maggiormente rispetto allo strato di materiale semiconduttore con cui il resistore a serpentina è realizzato di una quantità sufficiente da impedire che il fenomeno del "pinch-off" si verifichi. ;Anche questa soluzione, tuttavia, prevede che l'ubicazione del resistore a serpentina sia vicino alla regione terminale del dispositivo dalla quale si preleva l'alta tensione e conseguentemente la riduzione dell'ingombro superficiale è relativamente piccola e comunque continua ad esistere sempre l'inconveniente dovuto alla interazione del resistore con le strutture di bordo del dispositivo in cui tale resistore è realizzato . ;Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un resistore ad alta tensione ed un relativo processo di fabbricazione che consentano di superare gli inconvenienti sopra descritti. ;Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo integrato comprendente un resistore ad alta tensione, come definito nella rivendicazione 1. ;Secondo la presente invenzione viene inoltre realizzato un processo di fabbricazione di un dispositivo integrato comprendente un resistore ad alta tensione, come definito nelle rivendicazioni 8 e 17. ;Per una migliore comprensione della presente invenzione vengono ora descritte alcune forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali: ;- la figura 1 mostra una sezione trasversale schematica di un corpo di materiale semiconduttore in cui è realizzato un resistore verticale ad alta tensione secondo una prima forma realizzativa della presente invenzione; ;- la figura 2 è una vista schematica in pianta del corpo di materiale semiconduttore di figura 1; ;- la figura 3 mostra una sezione trasversale schematica di un corpo di materiale semiconduttore in cui è realizzato un resistore verticale ad alta tensione secondo una seconda forma realizzativa della presente invenzione; ;- la figura 4 mostra una sezione trasversale schematica di un corpo di materiale semiconduttore'in cui è realizzato un resistore verticale ad alta tensione secondo una terza forma realizzativa della presente invenzione; e ;- la figura 5 mostra una sezione trasversale schematica di un corpo di materiale semiconduttore in cui è realizzato un resistore verticale ad alta tensione secondo una quarta forma realizzativa della presente invenzione. ;Nelle figure 1 e 2 è indicato nel suo insieme con 1, un dispositivo integrato in un corpo di materiale semiconduttore 2 e comprendente un resistore 4 secondo una prima forma realizzativa della presente invenzione e, a puro titolo di esempio non limitativo, un transistore di controllo 6 a struttura orizzontale ed un transistore di potenza 8 a struttura verticale. ;In particolare, per la fabbricazione del resistore 4, del transistore di controllo 6 e del transistore di potenza 8, su un substrato 10 di silicio monocristallino ad elevata concentrazione di impurità droganti di tipo N+ viene inizialmente accresciuto un primo strato epitassiale 12 avente uno spessore ed una concentrazione di impurità scelti in funzione della massima tensione che il resistore 4 deve essere in grado di reggere; tipicamente, la concentrazione delle impurità presenti nello strato epitassiale 12 varia fra IO13 e IO14 atomi/cm3, mentre lo spessore dello strato epitassiale 12 è generalmente compreso fra 60 e 120 μm. ;Sul primo strato epitassiale 12 vengono quindi realizzate, mediante impiantazione ionica e successivo processo di diffusione, una prima ed una seconda regione sepolta 14, 16 di tipo P+. In particolare, la prima regione sepolta 14 è realizzata in una zona di controllo 20 del corpo di materiale semiconduttore 2 nella quale viene fabbricato il transistore di controllo 6, mentre la seconda regione sepolta 16 è realizzata in una zona di potenza 22 del corpo di materiale semiconduttore 2 nella quale viene fabbricato il transistore di potenza 8 . ;La zona di potenza 22 è spaziata dalla zona di controllo 20 e delimita, congiuntamente alla zona di controllo 20 stessa, una zona intermedia 24, la quale risulta così interposta fra la zona di controllo 20 e la zona di potenza 22 e nella quale viene realizzato il resistore 4 secondo la presente invenzione. ;Sulle zone di controllo 20, di potenza 22 e intermedia 24 viene poi cresciuto un secondo strato epitassiale 26 di tipo N avente uno spessore compreso fra 2 e 10 μm . ;Nel secondo strato epitassiale 26, in corrispondenza della zona intermedia 24, viene quindi realizzata, con tecniche di fotolitografia ed attacchi chimici selettivi noti, ad esempio la nota tecnica di attacco in plasma, una trincea 30 estendentesi in profondità oltre le regioni sepolte 14, 16, presentante in pianta una forma anulare chiusa, nella fattispecie mostrata nella figura 2 una forma di cornice rettangolare ed avente ad esempio dimensioni di 1-3 μm di larghezza e 10-100 μιη di profondità . ;Viene quindi effettuata una fase di ossidazione per formare uno strato di ossido 32 ricoprente le pareti laterali e la parete di fondo della trincea 30 ed avente uno spessore che è funzione delle prestazioni elettriche richieste al dispositivo integrato 1, ad esempio compreso fra 200 e 500 nm. ;Dopodiché, la trincea 30 viene completamente riempita con un materiale riempitivo 34 isolante. Alternativamente, la fase di ossidazione potrebbe anche avere una durata tale da formare uno strato di ossido riempiente completamente la trincea 30. ;In corrispondenza della superficie superiore della porzione del secondo strato epitassiale 26 circondata dalla trincea 30 viene poi realizzata, mediante impiantazìone ionica, una regione 36 di tipo N+ a bassa resistività che serve per realizzare un contatto a bassa resistività del resistore 4. ;La trincea 30 così formata risulta disposta fra la zona di controllo 20 e la zona di potenza 22 e circondaporzioni del primo e del secondo strato epitassiale 12, 26, le quali definiscono il resistore 4 secondo la presente invenzione. ;In particolare, il resistore 4 secondo la presente invenzione presenta una struttura ed un flusso di corrente totalmente verticali, una resistenza che è funzione del volume di materiale semiconduttore circondato dalla trincea 30, ed un comportamento elettrico che è funzione della profondità della trincea 30 stessa, più in particolare funzione della distanza D esistente fra la parete di fondo della trincea 30 e le giunzioni PN che le regioni sepolte 14, 16 definiscono con il primo strato epitassiale 12. ;In particolare, il comportamento elettrico del resistere 4 è controllabile durante la formazione della trincea 30 utilizzando un fenomeno fisico noto associato alla tecnica di attacco in plasma e finora considerato peraltro un "difetto" degli attacchi in plasma, il quale permette di realizzare trincee nel silicio a diversa profondità variando solo l'area di silicio da rimuovere. Per dare un esempio, è possibile ottenere, con una unica fotomascheratura, trincee aventi 1.0 μm di apertura e 10 |im di profondità e trincee aventi 3.0 μm di apertura e 20 μιπ di profondità. ;In particolare, il resistere 4 può essere sostanzialmente modellizzato come comprendente una componente fissa ed una componente variabile, mostrate nella figura 1 con linea sottile sotto forma di due resistori R1 ed R2 collegati in serie. La componente fissa è definita dal volume di materiale semiconduttore racchiuso dalla trincea 30 mentre la componente variabile è definita dal volume "utile" di materiale semiconduttore presente al di sotto della trincea 30, ossia dal volume che non è stato svuotato di portatori maggioritari dalla zona di svuotamento che si estende nello strato epitassiale 12 al di sotto della trincea 30 e che è causata dalla polarizzazione inversa delle giunzioni PN che le regioni sepolte 14, 16 definiscono con il primo strato epitassiale 1. ;In questo modo, il resistore 4 secondo l'invenzione presenta un comportamento misto a seconda della tensione di polarizzazione del substrato e la soglia di cambio comportamento può essere controllata controllando la profondità della trincea 30. In particolare, il resistore 4 presenta un comportamento lineare per basse tensioni di polarizzazione del substrato, per le quali cioè la zona di svuotamento non invade la zona di substrato al di sotto della trincea 30 e quindi la resistenza del resistore R2 non varia, ed un comportamento di tipo "JFET" per alte tensioni di substrato, per le quali cioè la zona di svuotamento invade la zona di substrato al di sotto della trincea 30 e quindi la resistenza del resistore R2 varia fino ad assumere un valore massimo quando si verifica il "pinch-off". ;Durante la fabbricazione del resistore 4, nella zona di controllo 20 e nella zona di potenza 22 vengono anche realizzati il transistore di controllo 6 ed il transistore di potenza 8. ;In particolare, come mostrato nelle figure 1 e 2, nella zona di controllo 20 vengono realizzate, all'interno del secondo strato epitassiale 26, in modo noto e quindi non descritto in dettaglio, la regione di collettore 40 di tipo N+ del transistore di controllo 6, la regione di base 42 di tipo P+, la quale risulta separata dalla regione di collettore 40 da una porzione dello strato epitassiale 26 e, all'interno della regione di base 42, la regione di emettitore 46 di tipo N+. Nel secondo strato epitassiale 26 viene inoltre realizzata una regione 48 di tipo P+, la quale viene formata lungo una zona perimetrale del secondo strato epitassiale 26 e si estende in profondità fino alla prima regione sepolta 14 e forma con essa un'unica regione di tipo P+. ;Nella zona di potenza 22, vengono invece realizzate, all'interno del secondo strato epitassiale 26, una regione 50 di tipo P+ identica alla regione 48 e definente la regione di base del transistore di potenza 8 e una regione 52 di tipo N+ definente la regione di emettitore del transistore di potenza 8 stesso, la cui regione di collettore è invece costituita dal primo strato epitassiale 12. ;Di seguito, quindi, con note tecniche di fotolitografia e deposizione si realizzano sulla superficie superiore del corpo di materiale semiconduttore 2 i contatti elettrici e gli elettrodi ad essi associati, indicati nel complesso con 54, del resistore 4, del transistore di controllo 6 e del transistore di potenza 8, mentre sulla superficie inferiore del corpo di materiale semiconduttore 2 viene realizzato uno strato di metallizzazione 56 che costituisce sia il secondo elettrodo del resistore 4 che il terminale di collettore del transistore di potenza 8. ;Da un esame delle caratteristiche del resistore 4 realizzato secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che esso consente di ottenere. ;In primo luogo, il resistore 4 è integrabile in una qualsiasi porzione di un dispositivo integrato di potenza, addirittura anche all'interno dell'area di ingombro di un componente elementare, evitando così problemi relativi all'interazione con le strutture di bordo del dispositivo stesso, e per la sua realizzazione non sono richiesti strati aggiuntivi in quanto vengono utilizzati gli strati già presenti nella sequenza di processo del dispositivo di potenza. ;Il resistore 4, presentando una struttura compietamente verticale, presenta un ingombro estremamente ridotto rispetto a quello dei resistori realizzati secondo l'arte nota in quanto risulta circondato da una trincea la cui larghezza complessiva può variare fra 1 e 3 μιη. ;Il resistore 4 presenta inoltre un solo elettrodo di bassa tensione disposto sulla superficie superiore, mentre l'elettrodo di alta tensione è costituito dal substrato avente il contatto elettrico posto sul retro del corpo di materiale semiconduttore 2. ;Inoltre, il resistore 4 secondo la presente invenzione è realizzato della stessa conducibilità di quella del substrato in cui è realizzato, a differenza di quanto avviene nell'arte nota in cui, come inizialmente descritto, la struttura a serpentina viene realizzata di conducibilità apposta a quella del substrato in cui viene realizzata. ;Questa ulteriore distinzione rispetto ai resistori realizzati secondo l'arte nota fa sì che nel resistore secondo la presente invenzione non sia più presente una zona di svuotamento dovuta alla polarizzazione inversa della giunzione PN che esso forma col substrato, e ciò determina una notevole riduzione degli effetti parassiti ad esso associati (e generalmente modellizzabili con una capacità parassita) che a sua volta fornisce al resistore un comportamento ohmico reale che si avvicina maggiormente ad un comportamento ohmico ideale rispetto a quanto avviene nei resistori realizzati secondo l'arte nota. ;Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, nelle porzioni di materiale semiconduttore circondate dalla trincea 30 è possibile anche realizzare degli altri componenti elementari con struttura verticale disposti in serie al resistore 4, i quali consentono di ottenere modalità di funzionamento più complesse. ;Alcuni esempi sono mostrati nelle figure 3-5. In particolare, nella figura 3 è mostrato un dispositivo integrato, indicato con 1', identico nelle sue parti essenziali al dispositivo integrato 1 e differente da questo unicamente per il fatto di non comprendere la regione 36 a bassa resistività realizzata nella zona intermedia 24 sulla superficie superiore del secondo strato epitassiale 26. ;In questo modo, la giunzione metallo-semiconduttore definita da un lato dai contatti metallici e dall'altro dal secondo strato epitassiale 26 realizza un diodo Schottky, mostrato con linea sottile ed indicato con DS, collegato in serie ai resistori RI ed R2. ;Nella figura 4 è invece mostrato un dispositivo integrato, indicato con 1", identico nelle sue parti essenziali al dispositivo integrato 1 e differente da questo unicamente per il fatto che la regione a bassa resistività realizzata nella zona intermedia 24 sulla superficie superiore del secondo strato epitassiale 26, ed indicata qui con 36", presenta una conduttività opposta a quella del secondo strato epitassialè 26, in particolare una conduttività di tipo P+. ;In questo modo, la regione 36" a bassa resistività ed il secondo strato epitassiale 26 realizzano un diodo Zener, mostrato con linea sottile ed indicato con DZ, collegato in serie ai resistori RI ed R2 e determinante, con il suo breakdown caratteristico, la soglia di intervento dei resistori RI ed R2 stessi. ;Nella figura 5 è infine mostrato un dispositivo integrato, indicato con 1"', identico nelle sue parti essenziali al dispositivo integrato 1 e differente da questo per il fatto che: ;• il materiale riempitivo della trincea 30, indicato qui con 34"', è di tipo conduttivo, ad esempio polisilicio drogato; ;• al posto delle due regioni sepolte 14, 16 vi è una unica regione sepolta continua, indicata in figura 5 con 15, la quale viene realizzata mediante una unica impiantazione ionica e diffusione e viene poi interrotta dalla trincea 30, per cui una sua porzione risulta circondata dalla trincea 30; e ;- nella porzione del secondo strato epitassiale circondata dalla trincea 30 viene realizzata una regione, indicata,con 27, avente una conducibilità opposta a quella del primo strato epitassiale 12 e della regione 36 a bassa resistività, nella fattispecie di tipo P+, ed occupante completamente il volume compreso fra la regione 36 stessa e la regione sepolta 15. ;In questo modo, la regione 36, la regione 27, lo strato di ossido 32, il materiale riempitivo 34 e la regione sepolta 15 definiscono una coppia di transistori MOSFET, mostrati in figura 5 con linea sottile ed indicati con MI ed M2, collegati nel modo illustrato nella figura 5 e la cui regione di canale è formata dalla regione 27 stessa. ;I transistori MOSFET MI, M2 permettono, mediante la loro accensione, di controllare non solo la soglia di intervento del resistore 4 ma anche il flusso di corrente che lo attraversa. ;Risulta infine chiaro che al processo di fabbricazione qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione. ;Ad esempio, per quei dispositivi in cui non è richiesta la fabbricazione del transistore di controllo 6 ed il transistore di potenza, le regioni sepolte 14, 16 ed il secondo strato epitassiale 26 possono essere omessi e quindi la trincea 30 può essere direttamente realizzata nel primo strato epitassiale 12. ;Inoltre, il substrato 10 ed il primo strato epitassiale 12 possono essere sostituiti con un unico substrato del tipo *float zone" avente un profilo di concentrazione decrescente a partire dalla superficie inferiore e verso la superficie superiore del substrato, sul quale può o direttamente essere realizzato il resistore secondo l'invenzione oppure essere cresciuto il secondo strato epitassiale 26.
Inoltre, nel dispositivo integrato 1"' secondo la terza forma realizzativa della presente invenzione, la regione 27 avente conducibilità P+ potrebbe anche essere omessa e quindi il canale dei transistori MOSFET MI ed M2 essere formato dalla porzione del secondo strato epitassiale 26, così come la regione 36 a bassa resistività in modo da realizzare un diodo Schottky.

Claims (20)

  1. R IV E N D I CA Z IO N I 1. Dispositivo integrato (1) comprendente un resistere ad alta tensione (4) integrato in un corpo di materiale semiconduttore (2), caratterizzato dal fatto che detto resistore ad alta tensione (4) presenta una struttura a flusso di corrente verticale.
  2. 2. Dispositivo integrato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto resistore ad alta tensione (4) presenta una conducibilità dello stesso tipo di quella di detto corpo di materiale semiconduttore (2).
  3. 3. Dispositivo integrato secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto resistore ad alta tensione (4) è formato da una porzione di detto corpo di materiale semiconduttore (2) estenderitesi fra una prima ed una seconda faccia del corpo di materiale semiconduttore (2) stesso e delimitata almeno parzialmente da una regione di isolamento (30, 32, 34) estendentesi da detta prima verso detta seconda faccia di detto corpo di materiale semiconduttore (2).
  4. 4. Dispositivo integrato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta regione di isolamento (30, 32, 34) presenta in pianta forma chiusa.
  5. 5. Dispositivo integrato secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detta regione di isolamento (30, 32, 34) è formata da materiale isolante.
  6. 6. Dispositivo integrato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto di comprendere una prima ed una seconda regione (14, 16, 48, 50) aventi una conducibilità opposta rispetto a quella di detto corpo di "materiale semiconduttore (2) e disposte da parti opposte di detta regione di isolamento (30, 32, 34).
  7. 7. Dispositivo integrato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere primi e secondi dispositivi elettronici realizzati in detto corpo di materiale semiconduttore (2) da parti opposte di detta regione di isolamento (30, 32, 34).
  8. 8. Processo di fabbricazione di un dispositivo integrato (1) comprendente un resistore ad alta tensione (4), caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - formare un corpo di materiale semiconduttore (2); - formare, in un detto corpo di materiale semiconduttore (2), un resistore ad alta tensione (4) avente una struttura a flusso di corrente verticale.
  9. 9. Processo di fabbricazione secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta fase di formare un resistore ad alta tensione (4) comprende la fase di - formare, in un detto corpo di materiale semiconduttore (2), una regione di isolamento (30, 32, 34) estendentesi da una prima verso una seconda faccia del corpo di materiale semiconduttore (2) stesso e delimitante almeno parzialmente una porzione di detto corpo di materiale semiconduttore (2).
  10. 10. Processo di fabbricazione secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta regione di isolamento (30, 32, 34) presenta in pianta forma chiusa.
  11. 11. Processo di fabbricazione secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che detta fase di formare una regione di isolamento (30, 32, 34) comprende le fasi di: - formare una trincea (30) presentante in pianta forma chiusa; e - riempire detta trincea (30) con un materiale isolante (34).
  12. 12. Processo di fabbricazione secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detta fase di riempire detta trincea (30) comprende la fase di formare uno strato di ossido (32) riempiente completamente detta trincea (30).
  13. 13. Processo di fabbricazione secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detta fase di riempire detta trincea (30) comprende le fasi di: - formare uno strato di ossido (32) ricoprente pareti laterali ed una parete di fondo di detta trincea (30) e riempiente parzialmente la trincea (30) stessa; e - riempire la restante parte di detta trincea (30) con un materiale isolante (34).
  14. 14. Processo di fabbricazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 13, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di: - formare, in detto corpo di materiale semiconduttore (2), una prima ed una seconda regione sepolta (14, 16) spaziate fra loro ed aventi un tipo di conducibilità opposto a quello del corpo di materiale semiconduttore (2) stesso; e dal fatto che detta regione di isolamento (30, 32, 34) è disposta fra dette prima e seconda regione sepolta (14, 16) e si estende in profondità oltre la prima e la seconda regione sepolta (14, 16) stesse.
  15. 15. Processo di fabbricazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di: - formare, nella porzione di detto corpo di materiale semiconduttore (2) circondata da detta regione di isolamento (30, 32, 34) ed in corrispondenza di detta prima faccia, una regione (36) a bassa resistività avente lo stesso tipo di conducibilità di detto corpo di materiale semiconduttore (2).
  16. 16. Processo di fabbricazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di: - formare-, nella porzione di detto corpo di materiale semiconduttore (2) circondata da detta regione di isolamento (30, 32, 34) ed in corrispondenza di detta prima faccia, una regione (36") a bassa resistività avente una conducibilità di tipo opposto a quello di detto corpo di materiale semiconduttore (2).
  17. 17. Processo di fabbricazione di un dispositivo integrato (1) comprendente un resistore ad alta tensione (4), caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - formare un corpo di materiale semiconduttore (2); - formare, in detto corpo di materiale semiconduttore (2), una regione sepolta (15) avente una conducibilità opposta a quella del corpo dì materiale semiconduttore (2) stesso; - formare una trincea (30) presentante in pianta forma chiusa; - - formare uno strato di ossido (32) ricoprente pareti laterali ed una parete di fondo di detta trincea (30); e - riempire la restante parte di detta trincea (30) con un materiale conduttore (34).
  18. 18. Processo di fabbricazione secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di: - formare, nella porzione di detto corpo di materiale semiconduttore (2) circondata da detta trincea (30) ed in corrispondenza di detta prima faccia, una prima regione (36) a bassa resistività avente lo stesso tipo di conducibilità di detto corpo di materiale semiconduttore (2).
  19. 19. Processo di fabbricazione secondo la rivendicazione 17 o 18, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di: - formare, nella porzione di detto corpo di materiale semiconduttore (2) circondata da detta trincea (30), una seconda regione (27) avente lo stesso tipo di conducibilità di detta regione sepolta (15).
  20. 20. Dispositivo integrato comprendente un resistore ad alta tensione e relativo processo di fabbricazione, sostanzialmente come descritti con riferimento ai disegni allegati.
IT1999TO001086A 1999-12-10 1999-12-10 Resistore verticale integrato ad alta tensione e relativo processo difabbricazione. IT1311309B1 (it)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT1999TO001086A IT1311309B1 (it) 1999-12-10 1999-12-10 Resistore verticale integrato ad alta tensione e relativo processo difabbricazione.
US09/733,781 US20010013634A1 (en) 1999-12-10 2000-12-07 High-voltage integrated vertical resistor and manufacturing process thereof
US10/756,203 US7053463B2 (en) 1999-12-10 2004-01-12 High-voltage integrated vertical resistor and manufacturing process thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT1999TO001086A IT1311309B1 (it) 1999-12-10 1999-12-10 Resistore verticale integrato ad alta tensione e relativo processo difabbricazione.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
ITTO991086A0 ITTO991086A0 (it) 1999-12-10
ITTO991086A1 true ITTO991086A1 (it) 2001-06-10
IT1311309B1 IT1311309B1 (it) 2002-03-12

Family

ID=11418286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT1999TO001086A IT1311309B1 (it) 1999-12-10 1999-12-10 Resistore verticale integrato ad alta tensione e relativo processo difabbricazione.

Country Status (2)

Country Link
US (2) US20010013634A1 (it)
IT (1) IT1311309B1 (it)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4807768B2 (ja) * 2004-06-23 2011-11-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 パワートランジスタ装置及びそれを用いたパワー制御システム
US9214457B2 (en) * 2011-09-20 2015-12-15 Alpha & Omega Semiconductor Incorporated Method of integrating high voltage devices
US9130060B2 (en) 2012-07-11 2015-09-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated circuit having a vertical power MOS transistor
US8669611B2 (en) 2012-07-11 2014-03-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for power MOS transistor
EP3324442A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-23 Nexperia B.V. Vertical bipolar transistor with integrated collector resistor
US11189701B1 (en) 2020-12-11 2021-11-30 International Business Machines Corporation Bipolar junction transistor with vertically integrated resistor

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3982263A (en) * 1974-05-02 1976-09-21 National Semiconductor Corporation Integrated circuit device comprising vertical channel FET resistor
JPS61232657A (ja) 1985-04-09 1986-10-16 Fujitsu Ltd 静電破壊防止素子
US4933739A (en) * 1988-04-26 1990-06-12 Eliyahou Harari Trench resistor structures for compact semiconductor memory and logic devices
US4896243A (en) 1988-12-20 1990-01-23 Texas Instruments Incorporated Efficient ESD input protection scheme
JPH0513714A (ja) * 1990-01-25 1993-01-22 Texas Instr Inc <Ti> 溝型トランジスタ使用の双安定論理デバイス
JPH04112565A (ja) * 1990-08-31 1992-04-14 Nec Corp 半導体抵抗素子及びその製造方法
US5229310A (en) * 1991-05-03 1993-07-20 Motorola, Inc. Method for making a self-aligned vertical thin-film transistor in a semiconductor device
IT1252102B (it) * 1991-11-26 1995-06-02 Cons Ric Microelettronica Dispositivo monolitico a semiconduttore a struttura verticale con transistore di potenza a base profonda e emettitore a dita avente resistenze di ballast
JPH06342878A (ja) 1993-04-06 1994-12-13 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
US5373183A (en) * 1993-04-28 1994-12-13 Harris Corporation Integrated circuit with improved reverse bias breakdown
JP3334290B2 (ja) * 1993-11-12 2002-10-15 株式会社デンソー 半導体装置
EP0810503B1 (en) 1996-05-14 2001-12-19 Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno An integrated circuit with a device having a predetermined reverse conduction threshold and a thermal compensation device with Vbe multipliers
JPH09331072A (ja) * 1996-06-12 1997-12-22 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
US6030898A (en) * 1997-12-19 2000-02-29 Advanced Micro Devices, Inc. Advanced etching method for VLSI fabrication
US6373100B1 (en) 1998-03-04 2002-04-16 Semiconductor Components Industries Llc Semiconductor device and method for fabricating the same
IT1311280B1 (it) * 1999-12-24 2002-03-12 St Microelectronics Srl Struttura di resistore integrato verticale di ingombro ridotto peralta tensione e relativo processo di fabbricazione.

Also Published As

Publication number Publication date
IT1311309B1 (it) 2002-03-12
ITTO991086A0 (it) 1999-12-10
US7053463B2 (en) 2006-05-30
US20010013634A1 (en) 2001-08-16
US20040183158A1 (en) 2004-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI407548B (zh) 積體有感應電晶體的分立功率金屬氧化物半導體場效應電晶體
US7723800B2 (en) Deep trench isolation for power semiconductors
CN113196500B (zh) 半导体装置及其制造方法
US8338907B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
ITMI20000688A1 (it) Dispositivo elettronico integrato monoliticamente e relativo processodiufabbricazione
KR20010090598A (ko) 드레인 확장 영역을 갖는 횡형 박막 실리콘 온절연체(soi) pmos 디바이스
CN1667838A (zh) 具有改进的开态电阻性能的高电压横向fet结构
KR100658435B1 (ko) 트렌치형 mosfet 및 그 제조방법
ITTO20080999A1 (it) Dispositivo a semiconduttore di potenza di tipo multi-drain e relativa struttura di terminazione di bordo
ITMI992667A1 (it) Struttura resistiva integrata su un substrato semiconduttore
US8748948B2 (en) SiC semiconductor device having CJFET and method for manufacturing the same
CN103426929B (zh) 半导体器件及其制造方法、集成电路以及超结半导体器件
CN111133588A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN107431093A (zh) 半导体装置
CN105531827A (zh) 半导体装置
WO2018117238A1 (ja) 半導体装置
ITTO991086A1 (it) Resistore verticale integrato ad alta tensione e relativo processo difabbricazione.
TWI644428B (zh) Vdmos及其製造方法
US9570605B1 (en) Semiconductor device having a plurality of source lines being laid in both X and Y directions
US11257916B2 (en) Electronic device having multi-thickness gate insulator
TWI277153B (en) Semiconductor device with recessed channel and method of fabricating the same
ITTO991151A1 (it) Struttura di resistore integrato verticale di ingombro ridotto per alta tensione e relativo processo di fabbricazione.
KR20040111710A (ko) 트렌치-게이트 반도체 디바이스와 그 제조 방법 및트렌치-게이트 반도체 디바이스를 포함하는 모듈
CN209981209U (zh) 半导体结构
KR101893615B1 (ko) 반도체 소자 및 그 소자의 제조 방법