SE519975C2 - Halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter - Google Patents

Halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter

Info

Publication number
SE519975C2
SE519975C2 SE9902395A SE9902395A SE519975C2 SE 519975 C2 SE519975 C2 SE 519975C2 SE 9902395 A SE9902395 A SE 9902395A SE 9902395 A SE9902395 A SE 9902395A SE 519975 C2 SE519975 C2 SE 519975C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
doped
trench
collector
substrate
Prior art date
Application number
SE9902395A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9902395L (sv
SE9902395D0 (sv
Inventor
Haakan Sjoedin
Anders Soederbaerg
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
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 Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Priority to SE9902395A priority Critical patent/SE519975C2/sv
Publication of SE9902395D0 publication Critical patent/SE9902395D0/sv
Priority to TW088116507A priority patent/TW517259B/zh
Priority to US09/598,172 priority patent/US6538294B1/en
Priority to KR1020017016440A priority patent/KR100813759B1/ko
Priority to CNB008089345A priority patent/CN1190832C/zh
Priority to JP2001505054A priority patent/JP2003502864A/ja
Priority to HK02109143.5A priority patent/HK1047655A1/zh
Priority to CA002374203A priority patent/CA2374203A1/en
Priority to EP00946620A priority patent/EP1188185A1/en
Priority to PCT/SE2000/001316 priority patent/WO2000079584A1/en
Priority to AU60350/00A priority patent/AU6035000A/en
Publication of SE9902395L publication Critical patent/SE9902395L/sv
Publication of SE519975C2 publication Critical patent/SE519975C2/sv

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/13—Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
    • H10D62/149—Source or drain regions of field-effect devices
    • H10D62/151—Source or drain regions of field-effect devices of IGFETs 
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/01—Manufacture or treatment
    • H10D10/051—Manufacture or treatment of vertical BJTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/40—Vertical BJTs
    • H10D10/421—Vertical BJTs having both emitter-base and base-collector junctions ending at the same surface of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
    • H10D62/105—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] 
    • H10D62/109—Reduced surface field [RESURF] PN junction structures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H10D62/112—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for preventing surface leakage due to surface inversion layers, e.g. by using channel stoppers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/13—Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
    • H10D62/137—Collector regions of BJTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
    • H10W10/01—Manufacture or treatment
    • H10W10/041—Manufacture or treatment of isolation regions comprising polycrystalline semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
    • H10W10/40—Isolation regions comprising polycrystalline semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D8/00—Diodes

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Description

519 975 2 För högspänningskomponenter av detta slag tenderar genombrottsspänningen att va- ra alltför låg.
Uppfinningens syfte Ett syfte med föreliggande uppfinning är att förbättra prestandan för halvledarkom- ponenter av högspänningstypen som utnyttjar diken på bulkkisel.
Sammanfattning av uppfinningen Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter och innefattande ett substratskikt, ett subskikt på substratskiktet, ett kraftigt dopat skikt på subskiktet och ett epitaxialskikt som täcker det kraftigt dopade skiktet vilket är dopat med motsatt typ av dopning i för- hållande till substratskikt, varvid minst ett dike sträcker sig från strukturens yta ge~ nom det kraftigt dopade skiktet för att avgränsa strukturen, genom att substratskiktet är lågdopat och att subskiktet är dopat med samma typ av dopning som det kraftigt dopade skiktet men till en lägre koncentration med en toppkoncentration mellan 5-l0l5joner/cm3 och l0l7joner/cm3.
Subskiktet ger en mera jämn fördelning av potentiallinjerna i substratet och i sub- kollektorskiktet och därigenom undvikes områden med särskilda täta potentiallinjer.
Emedan genombrottsspänningen är lägre i områden med täta potentiallinjer innebär undvikande av alltför täta potentiallinj er en ökning av komponentens genombrotts- spänning.
Det skall observeras att uttrycket "typ av dopning" enbart hänförs till n-typ eller p~ typ. Den faktiska dopning som används i det kraftigt dopade skiktet och subskiktet behöver inte vara densamma. 10 15 20 25 519 975 3 Områden för att forma bipolära komponenter, såsom en bas, en kollektor och en emitter kan fonnas i det epitaxiella skiktet. På samma sätt kan MOS-komponenter eller dioder formas med utnyttjande av det inbäddade skiktet som en del av kollek- tom eller anoden. Om det kraftigt dopade skiktet ligger vid komponentens yta och ej täcker hela komponenten kan det användas som emitter och kollektor för en lateral MOS-komponent eller för formandet av en diod.
Subskiktets tjocklek uppgår företrädesvis till mellan 2 um och 10 um.
Halvledarstrukturen enligt uppfinningen innefattar lämpligen ett område som är do- pat med den motsatta typen dopning hos det kraftigt dopade skiktet, omgivande botten hos varje dike men ej i kontakt med subkollektorskiktet.
Detta område är infogat för att öka tröskelspänningen för att undvika bildandet av läckande parasitiska MOS-komponenter genom det n+-dopade inbäddade kollek- torskiktet på båda sidorna om diket.
Polykiseln bör ha ungefárligen samma potential som substratet så att det inte före- kommer några läckströmmar från den parasitiska MOS-transistorn. För att uppnå detta kan dikesväggarna täckas med ett oxidskikt och dikets inre fylls med polykisel varvid polykiseln står i elektrisk kontakt med substratskiktet. Elektrisk kontakt mellan dikets polykisel och substratskiktet kan uppnås medelst en ytkontakt, eller genom ett hål i oxidskiktet vid dikets botten. Altemativt kan polykiseln i diket och substratskiktet förbindas med samma potential utanför chipset.
Lämpliga dopningar för det kraftigt dopade skiktet är arsenik eller antimon, som är långsamt spridande dopningar. 10 15 20 25 30 519 975 4 En lämplig dopning för subskiktet är fosfor som är en snabbt spridande dopning.
Om en snabbt spridande dopning används kan subskiktet dopas samtidigt som det kraftigt dopade skiktet, eller före, eller t.o.m. efter.
Arsenik eller antimon kan också användas som dopning i subskiktet. I detta fall kan subskiktet dopas före det kraftigt dopade området emedan dopningama för subskik- tet måste spridas ytterligare in i substratet.
Det är möjligt att förbinda diket som begränsar komponenten med åtminstone ett annat dike som begränsar åtminstone en annan komponent. På detta sätt och om yt- kontakter används för att göra dikets potential nära substratskiktets potential kan samtliga diken hållas vid lågspänningen utnyttjande ett minimum av kontakter.
Kort beskrivning av ritningarna Fig. l visar en tvärsektion av en känd komponent.
Fig. 2 visar en tvärsektion av en komponent enligt uppfinningen.
F ig. 3A visar schematiskt nätdopningen för komponenten illustrerad i fig. 1.
Fig. 3B visar potentialfördelningen för en komponent såsom den visad i fig. 1.
Fig. 4A visar schematiskt nätdopningen för komponenten visad i fig. 2.
Fig. 4B visar potentialfördelningen för en komponent såsom den som återges i fig. 2.
F ig. 5 visar en komponent enligt ett andra utförande av uppfinningen.
F ig. 6 visar en komponent enligt ett tredje utförande av uppfinningen.
Fig. 7 visar ett chips innefattande flera komponenter enligt ett föredraget utförande av uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av utfóringsformerna Fig. 1 visar en tvärsektion av en bulkdikad bipolär transistor enligt känd teknik. På ett p-typen kiselsubstrat 1 utgör ett n-dopat skikt av en inbäddad kollektor 3 och på toppen av den inbäddade kollektom finns ett n-episkikt 5 innefattande en p-l--dopad 10 15 20 25 30 519 975 5 bas 7 med en n+-dopad emitter 9. I episkiktet 5 finns också ett kollektorområde 11.
Komponenten med basen 7, emittern 9 och kollektorn 11 är isolerad från omgivande komponenter (ej visade) medelst diken 13. Varje dike har ett isolerande skikt 15 som täcker väggama och botten och dess inre 17 är fyllt med polykisel.
Det finns en risk att parasitiska MOS-komponenter formas genom det n+-dopade inbäddade kollektorskiktet på dikets båda sidor. För en lågspänningskomponent kan det isolerande skiktet 15 på dikesväggama vara tillräckligt för att förhindra bildan- det av parasitiska MOS-komponenter runt diket. Om detta inte är tillräckligt kan ett p+-dopat område 19 anbringas vid dikets botten för att öka tröskelspänningen till över kretsens matarspänning.
För en högspänningskomponent är dessa åtgärder ej tillräckliga. Därför måste dikets hela inre 17 fyllas med ett isolerande material eller måste polykiseln i dikets inre förbindas med den lägsta potential som återfinns på chipset, vilket vanligtvis är sub- stratskiktet 1. Kontakt mellan dikets inre 17 och substratskiktet l kan uppnås genom att applicera ett antal kontakter vid dikets topp, eller genom att etsa ett hål genom oxidskiktet 15 vid dikets botten innan polykiseln appliceras på dikets inre. På dessa sätt förbinds diket med substratskiktets 1 låga potential. Som ovan nämnts kan den- na kontakt göras på flera olika sätt. Det viktiga är att substratskiktet och polykiseln i diket har ungefärligen samma potential.
Uttrycket "inbäddad kollektor" hänför sig till ett kraftigt dopat skikt som används som en sköld för att minimera substratströmmama. Det behöver icke nödvändigtvis ha funktionen av en kollektor.
I den del av substratskiktet l som ligger när den inbäddade kollektom 3 bildas ett starkt elektriskt fält som kan minska komponentens genombrottsspänning. Detta kan förhindras genom att hålla substratdopningen låg så att utarrnningsområdet kan sträcka sig djupt in i substratskiktet. Hur djupt beror på substratdopningen. Nära de 10 15 20 25 519 975 6 områden där diket skär av den inbäddade kollektom kommer det oaktat att uppstå ett starkt elektriskt fält och genombrottsspänningen kommer att bli låg. Genombrotts- spänningen kan ökas genom att öka oxidskiktets tjocklek inuti diket men om oxid- skiktet ej görs alltför tjockt kan den mekaniska spänningen, förorsakad av termisk oöverensstämmelse mellan oxiden och kiseln att leda till defektgenerering, såsom glidlinjer när skivan terrniskt bearbetas.
Enligt uppfinningen är den del av substratskiktet just under den inbäddade kollek- torn dopad med en n-typen dopning men med en lägre koncentration än det inbäd- dade skiktet 3. Den resulterande komponenten är återgiven i fig. 2.
Såsom tidigare uppbär ett p-typen kiselsubstrat 101 ett n-dopat skikt som utgör en inbäddad kollektor 103 och på toppen av den inbäddade kollektom finns ett n- episkikt 105 innefattande en p+-dopad bas 107 med en n+-dopad emitter 109. I episkiktet 105 finns det också ett kollektorområde 1 11. Komponenten med basen 107, emittem 109 och kollektom 1 1 1 isoleras från omgivande komponenter (ej vi- sade) medelst diken 113. Varje dike har ett isolerande skikt 1 15 som täcker väggar- na och botten och dess inre 117 är fyllt med polykisel. Såsom ovan nämnts kan hela diket i stället fyllas med en isolator, såsom en oxid. Eventuellt anbringas ett p+- dopat område 119 vid dikets botten för att öka tröskelspänningen till över kretsens matarspänníng. Dessa p+-dopade områden 119 behövs inte om diket är förbundet med en fixerad spänning.
Enligt uppfinningen är ett lätt n-dopat subkollektorskikt 121 anordnat just under den inbäddade kollektorn. Såsom framgår av fig. 3B och 4B tjänar detta skikt 121 att gö- ra potentialfördelningen jämnare och därigenom att undvika områden hos kompo- nenten där genombrottsspänningen är särskilt låg, dvs. områden som kommer att va- ra särskilt sårbara för haveri. 10 15 20 25 30 519 975 7 Fig. 3A visar, utmed den horisontella axeln, den sektion som indikeras genom streckade linjer A-A hos komponenten visad i fig. 1. Den del av kurvan som befin- ner sig längst till vänster motsvarar ytan hos epi-skiktet 5 i fig. 1 och delen längs till höger motsvarar substratskiktets 1 botten. Den vertikala axeln visar nätdopningen i en logaritmisk skala. Såsom framgår är dopningen nästan konstant genom epi- skiktet ned till ungefärligen 16 pm där ett kraftigt n-dopat område motsvarande den inbäddade kollektom startar. Det n-dopade området har en topp vid omkring 20 pm. Vid ungefärligen 25 pm återfinns en skarp negativ topp förorsakad av pn- övergången mellan det inbäddade skiktet 3 och substratskiktet 1.
Som ett resultat av detta kommer potentialfördelningen för komponenten visad i fig. 1 att vara allmänt sett såsom visas i fig. 3B. l den vänstra delen av fig. 3B visas ett halvt dike med ett isolerande skikt 15 på väggen och dess inre 17 är fyllt med poly- kisel. Polykiseln i dikets inre 17 och substratet 1 är inställda på samma potential. n+- skiktet 3 har en hög potential relativt substratet. Potentiallinjerna följer det isoleran- de skiktet 15 ned till nivån för den inbäddade kollektorn, antydd vid 3, där de böjer av och sträcker sig horisontellt i substratet under den inbäddade kollektom. Där po- tentiallinjema böjer av uppstår ett starkt elektriskt fält som i substratskiktet kommer att förorsaka en låg genombrottsspänning i detta område.
Fig. 4A visar utmed den horisontella axeln den sektion som antyds med den strecka- de linjen B-B hos komponenten visad i fig. 2. Den del av kurvan som ligger längst till vänster motsvarar epi-skiktets 105 yta. Den längst till höger motsvarar sub- stratskiktets botten. Den vertikala axeln visar nätdopningen på en logaritmisk skala.
Som framgår är profilen praktiskt taget densamma som den som visas i fig. 3A, ned till toppen vid omkring 20 pm, motsvarande den inbäddade kollektom. Under den- na minskar dopningen mindre snabbt än i fig. 3A. Vid ungefär 30 pm finns en ne- gativ topp, motsvarande pn-övergången mellan substratskiktet 101 och underkol- lektorskiktet 121. 10 15 20 25 30 519 975 8 Den resulterande potentialfördelningen visas i fig. 4B. I den vänstra delen i fig. 4A visas ett halvt dike med ett isolerande skikt 1 15 på väggen och dess inre 1 17 fyllt med polykisel. Potentiallinjema följer isoleringsskiktet 115 ned till den nivå hos den inbäddade kollektom, antydd vid 103, där de böjer av och sträcker sig horisontellt i substratets n-dopade skikt under den inbäddade kollektom. Som framgår, jämfört med fig. 3B, är potentiallinjerna i fig. 4B slätare och mera jämnt fördelade, innebä- rande att den kritiska elektriska fåltstyrkan inte kommer att uppnås förrän spänning- en som applicerats är tämligen hög. Detta visar att komponentens genombrottsspän- ning enligt uppfinningen, visad i fig. 2, kommer att vara märkbart högre än den hos den kända komponenten, visad i fig. 1.
F ig. 5 visar ett visar ett alternativt utförande vid vilket det p+-dopade området vid dikets botten har ersatts med ett kontinuerligt p+-dopat skikt. Såsom i fig. 2 finns det ett p-typen kiselsubstrat 201 som uppbär ett n-dopat skikt som utgör en inbäddad kollektor 203 och på toppen av den inbäddade kollektom finns ett n-epi-skikt 205 innefattande en p+-dopad bas 207 med en n+-dopad emitter 209. I epi-skiktet 205 finns också ett kollektorområde 21 1. Komponenten med basen 207, emittem 209 och kollektom 21 1 är isolerade från omgivande komponenter (ej visade) medelst di- ken 213. Varje dike har ett isolerande skikt 215 som täcker väggama och botten och dess inre 217 är fyllt med polykisel. Såsom ovan nämnts kunde hela diket istället fyllas med en isolator, såsom en oxid. Istället för det p+-dopade området 119 i fig. 2 är ett p+-dopat skikt 219 anordnat i substratskiktet 201 vid en sådan nivå att dikets 213 botten går in i detta. Det p+-dopade skiktet tjänar att öka tröskelspänningen för att undvika att det bildas en läckande parasitisk MDS-komponent, såsom ovan för- klarats. Det lätt n-dopade subkollektorskiktet 221 enligt uppfinningen är anordnat just under den inbäddade kollektorn.
Såsom visas i fig. 6 behöver den inbäddade kollektom inte sträcka sig tvärs hela komponenten. Såsom i det tidigare figurema visar fig. 6 ett p-typen kiselsubstrat 301 som uppbär ett n-dopat skikt som utgör en inbäddad kollektor 303 och på top- 10 15 20 25 30 519 975 9 pen av den inbäddade kollektom finns ett n-epi-skikt 305 innefattande en p+-dopad bas 307 med en n+-dopad emitter 309. Men i detta utförande sträcker sig den inbäd- dade kollektorn 303 inte över hela komponenten. I epi-skiktet 305 finns också ett kollektorområde 311. Komponenten med basen 307, emittem 309 och kollektom 311 är isolerad från omgivande komponenter (ej visade) medelst diken 313. Varje dike har ett isolerande skikt 315 som täcker väggar och botten och dess inre 317 är fyllt med polykisel. Såsom ovan nämnts skulle hela diket istället kunna fyllas med en isolator, såsom en oxid. Såsom i fig. 5 är ett p+-dopat skikt 319 anordnat i sub- stratskiktet 301 vid en sådan nivå att dikets 313 botten når in i denna. Uppenbarli- gen skulle de p+-dopade områdena (119 i frg. 2) runt dikesbotten användas istället eller behövs ej det p+-dopade området. Det lätt n-dopade subkollektorskiktet 321 enligt uppfinningen är anordnat just under den inbäddade kollektom.
Subkollektorskiktet 121, 221, 321 introducerat enligt uppfinningen kan vara gjort samtidigt som den inbäddade kollektom, eller före eller efter den inbäddade kollek- tom.
Om det är gjort före den inbäddade kollektom kan en sakta spridande doping, såsom antimon eller arsenik, användas. Detta kräver ett extra tenniskt spridningssteg men har fördelen att dopningsprofilen inte kommer att ändra mycket i de efterföljande bearbetningsstegen vari ingår höga temperaturer. I detta fall dopas först ett substrat 101 för att producera subkollektorskiktet 121, dopas sedan återigen för att producera den inbäddade kollektom 103.
Om en snabbt spridande dopning, såsom fosfor, används kan subkollektorskiktet 121 dopas samtidigt som den inbäddade kollektom 103, eller utan termisk bearbet- ning mellan dopningen av subkollektorskiktet 121 och den inbäddade kollektom 103. Med termisk bearbetning avses bearbetning vid temperaturer över 800°C. Na- turligtvis kan subkollektorskiktet 121 också först dopas, på ett liknande sätt som med en sakta spridande dopning men med en lägre temperatur och/eller kortare tid. 10 15 519 975 10 Utnyttjande en snabbt spridande dopning kan subkollektorskiktet 121 också dopas efter den inbäddade kollektorn 103.
Oavsett det förfarande som väljs odlas epitaxialskiktet 105 på toppen av den inbäd- dade kollektom efter dopningen av subkollektorskiktet 121 och den inbäddade kol- lektom 103.
För att hålla polykiseln i det inre av diket vid en låg potential kan polykiseln i diket stå i elektrisk kontakt med substratskiktet medelst ytkontakter. På ett chip som inne- fattar flera komponenter kan det antal kontakter som behövs minskas om dikena är förbundna med varandra. F ig. 7 är en ovanvy av en chip innefattande fyra kompo- nenter 401, 403, 405, 407, varvid varje komponent omges av ett dike 402, 404, 406, 408. Dikena i de fyra komponenterna har förbundits sinsemellan för att bilda ett oregelbundet galler och två kontakter 409, 411, endast schematiskt visade, används för att förbinda alla fyra dikena 402, 404, 406, 408 med substratskiktet. Naturligtvis skulle en kontakt vara tillräcklig men om så önskas kan flera kontakter användas.

Claims (8)

10 15 20 25 30 519 975 11 Patentkrav
1. Halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter och innefattande ett substratskikt (10l; 201; 301), ett subskikt (12l;221;321) på substratskiktet, ett kraftigt dopat skikt (103; 203; 303) på subskiktet (121;221;321) och ett epitaxi- alskikt (105;205;305) som täcker det kraftigt dopade skiktet ( 103; 203; 303) vil- ket är dopat med motsatt typ av dopning i förhållande till substratskikt (10l; 201; 301), varvid minst ett dike (113; 213; 313) sträcker sig från strukturens yta ge- nom det kraftigt dopade skiktet (103;203;303) för att avgränsa strukturen, kän- netecknad av att substratskiktet (10l; 201; 301) är lägdopat och att subskiktet (121 ;221;32 1) är dopat med samma typ av dopning som det kraftigt dopade skiktet (103;203;303) men till en lägre koncentration med en toppkoncentration mellan 5-1015joner/cm3 och l0l7joner/cm3.
2. . Halvledarstruktur enligt krav 1, kännetecknad av att subskiktets (121;221;321) tjocklek är mellan 2 och 10 pm.
3. . Halvledarstruktur enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av ett område (119;219;319) som omger botten av nämnda minst ett dike (1 13;213;3 13) utan att vara i kontakt med subskiktet (121 ;221 ;321), vilket området är dopat med motsatt typ av dopning i förhållande till det kraftigt dopade skiktet (103;203;303).
4. . Halvledarstruktur enligt något av krav 1 - 3, kännetecknad av att nämnda minst ett dikes väggar är täckta med ett oxidskikt (1 15;215;315) och dikets inre (1 l7;217;317) är fyllt med polykisel i elektrisk kontakt med substratskiktet (101;2o1;3o1).
5. . Halvledarstruktur enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det kraftigt dopade skiktet (103;203;303) är dopat med arsenik eller antimon. 10 519 975 12
6. Halvledarstruktur enligt något av föregående krav, kännetecknad av att sub- skiktet (121 ;221;321) är dopat med fosfor.
7. Halvledarstruktur enligt något av kraven 1 - 6, kännetecknad av att subskiktet (121;221;321) är dopat med arsenik eller antimon.
8. Halvledarstruktur enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda minst ett dike är förbundet med minst ett annat dike som begränsar minst en an- nan struktur.
SE9902395A 1999-06-23 1999-06-23 Halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter SE519975C2 (sv)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9902395A SE519975C2 (sv) 1999-06-23 1999-06-23 Halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter
TW088116507A TW517259B (en) 1999-06-23 1999-09-27 Semiconductor and manufacturing method for semiconductor
AU60350/00A AU6035000A (en) 1999-06-23 2000-06-21 Semiconductor and manufacturing method for semiconductor
CNB008089345A CN1190832C (zh) 1999-06-23 2000-06-21 半导体结构
KR1020017016440A KR100813759B1 (ko) 1999-06-23 2000-06-21 반도체 및 반도체 제조 방법
US09/598,172 US6538294B1 (en) 1999-06-23 2000-06-21 Trenched semiconductor device with high breakdown voltage
JP2001505054A JP2003502864A (ja) 1999-06-23 2000-06-21 半導体およびその製造方法
HK02109143.5A HK1047655A1 (zh) 1999-06-23 2000-06-21 半导体及其制造方法
CA002374203A CA2374203A1 (en) 1999-06-23 2000-06-21 Semiconductor and manufacturing method for semiconductor
EP00946620A EP1188185A1 (en) 1999-06-23 2000-06-21 Semiconductor and manufacturing method for semiconductor
PCT/SE2000/001316 WO2000079584A1 (en) 1999-06-23 2000-06-21 Semiconductor and manufacturing method for semiconductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9902395A SE519975C2 (sv) 1999-06-23 1999-06-23 Halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9902395D0 SE9902395D0 (sv) 1999-06-23
SE9902395L SE9902395L (sv) 2000-12-24
SE519975C2 true SE519975C2 (sv) 2003-05-06

Family

ID=20416216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9902395A SE519975C2 (sv) 1999-06-23 1999-06-23 Halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6538294B1 (sv)
EP (1) EP1188185A1 (sv)
JP (1) JP2003502864A (sv)
KR (1) KR100813759B1 (sv)
CN (1) CN1190832C (sv)
AU (1) AU6035000A (sv)
CA (1) CA2374203A1 (sv)
HK (1) HK1047655A1 (sv)
SE (1) SE519975C2 (sv)
TW (1) TW517259B (sv)
WO (1) WO2000079584A1 (sv)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001135719A (ja) * 1999-11-01 2001-05-18 Denso Corp 半導体装置の素子分離構造
US20040222485A1 (en) * 2002-12-17 2004-11-11 Haynie Sheldon D. Bladed silicon-on-insulator semiconductor devices and method of making
KR100555526B1 (ko) * 2003-11-12 2006-03-03 삼성전자주식회사 포토 다이오드 및 그 제조방법
DE102004016992B4 (de) * 2004-04-02 2009-02-05 Prema Semiconductor Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bipolar-Transistors
WO2005114738A1 (en) * 2004-04-22 2005-12-01 International Business Machines Corporation Tuneable semiconductor device
JP2006140211A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
JP4933776B2 (ja) * 2005-12-07 2012-05-16 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置およびその製造方法
US7691734B2 (en) * 2007-03-01 2010-04-06 International Business Machines Corporation Deep trench based far subcollector reachthrough
JP5570743B2 (ja) * 2009-03-09 2014-08-13 株式会社東芝 半導体装置
FR3089679A1 (fr) 2018-12-11 2020-06-12 Stmicroelectronics (Tours) Sas Dispositif de commutation et procédé de fabrication d'un tel dispositif
US11843069B2 (en) 2018-12-31 2023-12-12 Asml Netherlands B.V. Semiconductor detector and method of fabricating same
US11881525B2 (en) * 2021-08-10 2024-01-23 Ideal Power Inc. Semiconductor device with bi-directional double-base trench power switches

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3460006A (en) * 1966-02-28 1969-08-05 Westinghouse Electric Corp Semiconductor integrated circuits with improved isolation
JPS5411682A (en) * 1977-06-28 1979-01-27 Nec Corp Semiconductor device
US4214315A (en) * 1979-03-16 1980-07-22 International Business Machines Corporation Method for fabricating vertical NPN and PNP structures and the resulting product
US4274909A (en) * 1980-03-17 1981-06-23 International Business Machines Corporation Method for forming ultra fine deep dielectric isolation
US4454646A (en) * 1981-08-27 1984-06-19 International Business Machines Corporation Isolation for high density integrated circuits
JPS5879735A (ja) * 1981-11-06 1983-05-13 Nec Corp 半導体集積回路
US4510676A (en) * 1983-12-06 1985-04-16 International Business Machines, Corporation Method of fabricating a lateral PNP transistor
US4534826A (en) * 1983-12-29 1985-08-13 Ibm Corporation Trench etch process for dielectric isolation
IT1214808B (it) 1984-12-20 1990-01-18 Ates Componenti Elettron Tico e semiconduttore processo per la formazione di uno strato sepolto e di una regione di collettore in un dispositivo monoli
US5198372A (en) * 1986-01-30 1993-03-30 Texas Instruments Incorporated Method for making a shallow junction bipolar transistor and transistor formed thereby
US4711017A (en) * 1986-03-03 1987-12-08 Trw Inc. Formation of buried diffusion devices
EP0272491B1 (en) * 1986-12-22 1999-07-28 Texas Instruments Incorporated Deep trench isolation with surface contact to substrate
US5343067A (en) 1987-02-26 1994-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba High breakdown voltage semiconductor device
US5592014A (en) 1987-02-26 1997-01-07 Kabushiki Kaisha Toshiba High breakdown voltage semiconductor device
JPH01149464A (ja) * 1987-12-04 1989-06-12 Nec Corp 半導体装置
JPH0727974B2 (ja) * 1988-04-26 1995-03-29 三菱電機株式会社 半導体記憶装置の製造方法
JPH0271526A (ja) * 1988-07-07 1990-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路およびその製造方法
US5008210A (en) * 1989-02-07 1991-04-16 Hewlett-Packard Company Process of making a bipolar transistor with a trench-isolated emitter
US5101256A (en) * 1989-02-13 1992-03-31 International Business Machines Corporation Bipolar transistor with ultra-thin epitaxial base and method of fabricating same
US5340755A (en) * 1989-09-08 1994-08-23 Siemens Aktiegensellschaft Method of making planar heterobipolar transistor having trenched isolation of the collector terminal
JP2625602B2 (ja) * 1991-01-18 1997-07-02 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 集積回路デバイスの製造プロセス
DE69232679T2 (de) 1991-01-31 2003-03-20 Toshiba Kawasaki Kk Halbleiterbauelement für hohe Durchbruchsspannungen
US5243207A (en) * 1991-03-15 1993-09-07 Texas Instruments Incorporated Method to integrate HBTs and FETs
JPH05109753A (ja) * 1991-08-16 1993-04-30 Toshiba Corp バイポーラトランジスタ
US5256896A (en) * 1991-08-30 1993-10-26 International Business Machines Corporation Polysilicon-collector-on-insulator polysilicon-emitter bipolar transistor
US5264716A (en) * 1992-01-09 1993-11-23 International Business Machines Corporation Diffused buried plate trench dram cell array
JPH07112049B2 (ja) * 1992-01-09 1995-11-29 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ・デバイスおよび製造方法
US5250829A (en) * 1992-01-09 1993-10-05 International Business Machines Corporation Double well substrate plate trench DRAM cell array
JP2582519B2 (ja) * 1992-07-13 1997-02-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション バイポーラ・トランジスタおよびその製造方法
US5294558A (en) * 1993-06-01 1994-03-15 International Business Machines Corporation Method of making double-self-aligned bipolar transistor structure
US5485029A (en) * 1994-06-30 1996-01-16 International Business Machines Corporation On-chip ground plane for semiconductor devices to reduce parasitic signal propagation
US5583368A (en) 1994-08-11 1996-12-10 International Business Machines Corporation Stacked devices
US5886374A (en) * 1998-01-05 1999-03-23 Motorola, Inc. Optically sensitive device and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003502864A (ja) 2003-01-21
CN1190832C (zh) 2005-02-23
WO2000079584A1 (en) 2000-12-28
KR100813759B1 (ko) 2008-03-13
CN1355934A (zh) 2002-06-26
TW517259B (en) 2003-01-11
AU6035000A (en) 2001-01-09
CA2374203A1 (en) 2000-12-28
SE9902395L (sv) 2000-12-24
KR20020010935A (ko) 2002-02-06
SE9902395D0 (sv) 1999-06-23
HK1047655A1 (zh) 2003-02-28
EP1188185A1 (en) 2002-03-20
US6538294B1 (en) 2003-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12237408B2 (en) Semiconductor device and production method
EP3659180B1 (en) Insulated gate power semiconductor device and method for manufacturing such device
US9496346B2 (en) Silicon carbide device and a method for forming a silicon carbide device
US8169034B2 (en) Semiconductor device
US11894426B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device
CN111834440B (zh) 半导体装置
JP2020047682A (ja) 半導体装置
KR101798273B1 (ko) 바이폴라 펀치 쓰루 반도체 디바이스 및 그러한 반도체 디바이스의 제조 방법
SE519975C2 (sv) Halvledarstruktur för högspänningshalvledarkomponenter
JP4108762B2 (ja) 電界効果により制御可能の半導体デバイス
JP2014086723A (ja) 高電圧ダイオード
CN211182203U (zh) 开关器件
US6919588B1 (en) High-voltage silicon controlled rectifier structure with improved punch through resistance
CN112802897B (zh) 4h-sic mosfet器件及其制造方法
US6903435B2 (en) Vertical power component
KR100981793B1 (ko) 양방향 브레이크다운 보호기능을 갖는 저전압 과도전압 억압디바이스 및 그 제조방법
US20240234406A9 (en) Unidirectional high voltage punch through tvs diode and method of fabrication
US12520570B2 (en) Semiconductor device
CN103199102A (zh) 一种具有超结结构的肖特基半导体装置及其制备方法
CN117894742A (zh) 用于有源组件的隔离结构
JPH0621344A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed