Trench-gate MOSFETs use a N+ SiC substrate with a N SiC drift layer. A Si wafer is bonded to the top of the SiC wafer, forming a Si/SiC heterojunction at the interface. Gate trenches are formed in the Si layer, oxidized, and filled with a conductor. Since the gate oxide is only in contact with the Si, and not the SiC, there is no problem with carbon at the gate oxide interface. Also, since the MOSFET is formed in the Si layer, electron mobility near the gates is high. JFET channel regions in the SiC layer pinch off during short circuit, high current conditions to limit drain current and thus achieve a higher short circuit withstand time capability. At the Si/SiC interface, a thin, highly doped n-type layer is formed in the SiC layer that allows tunneling current flowing through the barrier to lower the voltage drop across the heterojunction.
H10D 62/822 - Hétérojonctions comprenant uniquement des hétérojonctions de matériaux du groupe IV, p. ex. des hétérojonctions Si/Ge
H01L 21/18 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives les dispositifs ayant des barrières de potentiel, p. ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement ou une région de concentration de porteurs de charges les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du groupe IV du tableau périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p. ex. des matériaux de dopage
H10D 84/00 - Dispositifs intégrés formés dans ou sur des substrats semi-conducteurs qui comprennent uniquement des couches semi-conductrices, p. ex. sur des plaquettes de Si ou sur des plaquettes de GaAs-sur-Si
H10D 86/00 - Dispositifs intégrés formés dans ou sur des substrats isolants ou conducteurs, p. ex. formés dans des substrats de silicium sur isolant [SOI] ou sur des substrats en acier inoxydable ou en verre
A SiC vertical power switch is formed with planar polysilicon gates. For forming the source metal contact opening over the N+ sources, the large difference in oxidation rates of the planar polysilicon gate and the SiC surface of the N+ source is utilized. A blanket (no mask) oxidation step forms a relatively thick oxide layer over the top of the polysilicon gates and along the side edges of the polysilicon gates, while the oxide formed over the exposed SiC source regions is much thinner. A short blanket etch (no mask) is then used to remove the very thin oxide layer over the source regions. The source metal is then deposited over the insulated gates and the exposed N+ source, where the source metal is self-aligned to the gate so as to have a very repeatable and optimally minimum spacing for a maximum cell density.
H01L 21/02 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
H01L 21/04 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives les dispositifs ayant des barrières de potentiel, p. ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement ou une région de concentration de porteurs de charges
H10D 30/66 - Transistors FET DMOS verticaux [VDMOS]
H10D 62/832 - Corps semi-conducteurs, ou régions de ceux-ci, de dispositifs ayant des barrières de potentiel caractérisés par les matériaux étant des matériaux du groupe IV, p. ex. Si dopé B ou Ge non dopé étant des matériaux du groupe IV comprenant deux éléments ou plus, p. ex. SiGe
H10D 64/23 - Électrodes transportant le courant à redresser, à amplifier, à faire osciller ou à commuter, p. ex. sources, drains, anodes ou cathodes
H10D 64/66 - Électrodes ayant un conducteur couplé capacitivement à un semi-conducteur par un isolant, p. ex. électrodes du type métal-isolant-semi-conducteur [MIS]
3.
SELF-ALIGNED SOURCE CONTACT FOR SIC SWITCH UTILIZING OXIDATION RATE DIFFERENCE BETWEEN POLY-SI AND SIC
A SiC vertical power switch is formed with planar polysilicon gates. For forming the source metal contact opening over the N+ sources, the large difference in oxidation rates of the planar polysilicon gate and the SiC surface of the N+ source is utilized. A blanket (no mask) oxidation step forms a relatively thick oxide layer over the top of the polysilicon gates and along the side edges of the polysilicon gates, while the oxide formed over the exposed SiC source regions is much thinner. A short blanket etch (no mask) is then used to remove the very thin oxide layer over the source regions. The source metal is then deposited over the insulated gates and the exposed N+ source, where the source metal is self-aligned to the gate so as to have a very repeatable and optimally minimum spacing for a maximum cell density.
A vertical MOSFET has an N-type SiC drift layer connected to a drain electrode. An overlying Si layer creates an n-N heterojunction at the top of the SiC drift layer. A P-well layer and N+ source regions are formed in the Si layer. Trenched gates are formed in the Si layer that invert the P-well to create a conductive path between the Si source regions and the SiC drift region. JFET channel regions and gate regions are formed in the SiC layer for improving reliability of the MOSFET under reverse voltage conditions and under short circuit conditions. The SiC drift layer results in a higher breakdown voltage, lower on-resistance, and improved thermal conductivity, and the upper Si layer retains its higher channel mobility and stability and high gate drive efficiency.
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
5.
MOSFET WITH DISTRIBUTED DOPED P-SHIELD ZONES UNDER TRENCHES HAVING DIFFERENT DEPTHS
A vertical trench MOSFET is formed with deep P-shield regions below portions of each gate trench. The deep P-shield regions are effectively downward extensions of the P-body/well, and are electrically coupled to the top source electrode. The P-shield regions abut the bottom portions and lower sides of the gate trenches, so that those small portions of the gate trench do not create N-channels and do not conduct current. Accordingly, each trench comprises an active gate portion that creates an N-channel and a small non-active portion that abuts the P-shield regions. The spacing of the P-shield regions along each gate trench is selected to achieve the desired electric field spreading to protect the gate oxide from punch-through. No field plate trenches are needed to be formed in the active area of the MOSFET. The deep P-shield regions may be formed in trench areas that are deeper than the active gate trench areas.
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
6.
VERTICAL MOSFET WITH HIGH SHORT CIRCUIT WITHSTAND TIME CAPABILITY
A vertical MOSFET has an N-type drift layer over an N+ substrate. A horizontal JFET layer overlies the drift layer, where the JFET layer has P-type gate regions and N-type channel regions. A first N-type layer overlies the JFET layer. A P-type well layer overlies the first N-type layer. Gate trenches are formed through the P-type well layer and into the first N-type layer. N-type source regions abut the top areas of the gate trenches, and a source electrode contacts the source regions. The JFET N-type channel regions are generally directly below the gate trenches for conducting a vertical current when the MOSFET is in an on state. The source electrode is electrically connected to the JFET P-type gate regions via a deep P-type contact region. The JFET N-type channel regions pinch off during short circuit high current conditions to limit drain current.
A vertical trench MOSFET is formed with deep P-shield regions below portions of each gate trench. The deep P-shield regions are effectively downward extensions of the P-body/well, and are electrically coupled to the top source electrode. The P-shield regions abut the bottom portions and lower sides of the gate trenches, so that those small portions of the gate trench do not create N-channels and do not conduct current. Accordingly, each trench comprises an active gate portion that creates an N-channel and a small non-active portion that abuts the P-shield regions. The spacing of the P-shield regions along each gate trench is selected to achieve the desired electric field spreading to protect the gate oxide from punch-through. No field plate trenches are needed to be formed in the active area of the MOSFET. The deep P-shield regions are formed by implanting P-type dopants through the bottom of the trenches.
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 23/60 - Protection contre les charges ou les décharges électrostatiques, p. ex. écrans Faraday
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
9.
MOSFET WITH DISTRIBUTED DOPED P-SHIELD ZONES UNDER TRENCHES
A vertical trench MOSFET is formed with deep P-shield regions below portions of each gate trench. The deep P-shield regions are effectively downward extensions of the P-body/well, and are electrically coupled to the top source electrode. The P-shield regions abut the bottom portions and lower sides of the gate trenches, so that those small portions of the gate trench do not create N-channels and do not conduct current. Accordingly, each trench comprises an active gate portion that creates an N-channel and a small non-active portion that abuts the P-shield regions. The spacing of the P-shield regions along each gate trench is selected to achieve the desired electric field spreading to protect the gate oxide from punch-through. No field plate trenches are needed to be formed in the active area of the MOSFET. The deep P-shield regions are formed by implanting P-type dopants through the bottom of the trenches.
A vertical transistor structure in which a recessed field plate trench surrounds multiple adjacent gate electrodes. Thus the specific on-state conductance is increased, since the ratio of recessed field plate area to channel area is reduced. Various versions use two, three, or more distinct gate electrodes within the interior of a single RFP or RSFP trench's layout.
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
11.
HIGH DENSITY POWER DEVICE WITH SELECTIVELY SHIELDED RECESSED FIELD PLATE
A vertical transistor structure in which a recessed field plate trench surrounds multiple adjacent gate electrodes. Thus the specific on-state conductance is increased, since the ratio of recessed field plate area to channel area is reduced. Various versions use two, three, or more distinct gate electrodes within the interior of a single RFP or RSFP trench's layout.
A split gate power device is disclosed having a trench containing a U-shaped gate that, when biased above a threshold voltage, creates a conductive channel in a p-well. Below the gate is a field plate in the trench, coupled to the source electrode, for spreading the electric field along the trench to improve the breakdown voltage. The top gate poly is initially formed relatively thin so that it can be patterned using non-CMP techniques, such as dry etching or wet etching. As such, the power device can be fabricated in conventional fabs not having CMP capability. In one embodiment, the thin gate has vertical and lateral portions that create conductive vertical and lateral channels in a p-well. In another embodiment, the thin gate has only vertical portions along the trench sidewalls for minimizing surface area and gate capacitance.
H01L 27/088 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte isolée
H01L 29/41 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative
13.
Split gate power device and its method of fabrication
A split gate power device is disclosed having a trench containing a U-shaped gate that, when biased above a threshold voltage, creates a conductive channel in a p-well. Below the gate is a field plate in the trench, coupled to the source electrode, for spreading the electric field along the trench to improve the breakdown voltage. The top gate poly is initially formed relatively thin so that it can be patterned using non-CMP techniques, such as dry etching or wet etching. As such, the power device can be fabricated in conventional fabs not having CMP capability. In one embodiment, the thin gate has vertical and lateral portions that create conductive vertical and lateral channels in a p-well. In another embodiment, the thin gate has only vertical portions along the trench sidewalls for minimizing surface area and gate capacitance.
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
Methods and systems for lateral power devices, and methods for operating them, in which charge balancing is implemented in a new way. In a first inventive teaching, the lateral conduction path is laterally flanked by regions of opposite conductivity type which are self-aligned to isolation trenches which define the surface geometry of the channel. In a second inventive teaching, which can be used separately or in synergistic combination with the first teaching, the drain regions are self-isolated. In a third inventive teaching, which can be used in synergistic combination with the first and/or second teachings, the source regions are also isolated from each other. In a fourth inventive teaching, the lateral conduction path is also overlain by an additional region of opposite conductivity type.
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
15.
Trench transistors and methods with low-voltage-drop shunt to body diode
Methods and systems for power semiconductor devices integrating multiple trench transistors on a single chip. Multiple power transistors (or active regions) are paralleled, but one transistor has a lower threshold voltage. This reduces the voltage drop when the transistor is forward-biased. In an alternative embodiment, the power device with lower threshold voltage is simply connected as a depletion diode, to thereby shunt the body diodes of the active transistors, without affecting turn-on and ON-state behavior.
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 27/088 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte isolée
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/36 - Corps semi-conducteurs caractérisés par la concentration ou la distribution des impuretés
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
16.
SELF-ALIGNED SHIELDED TRENCH MOSFETS AND RELATED FABRICATION METHODS
Structures and fabrication methods for increasing the density of trench transistor devices and the like. During fabrication of a trench transistor device, a vertical protrusion (or hat) of oxide is left in place above the gate trench. This vertical protrusion is self-aligned to the gate trench, and is used to define the positions of sidewall spacers (made e.g. of silicon nitride). These sidewall spacers define a space outward from the edge of the gate trench; by performing a recess etch which is delimited by these sidewall spacers, the resistance of the source contact and the body contact is minimized. The spacing between the gate trench and the recessed-contact field-plate trench can therefore be minimized and well controlled, which improves density without degrading on-resistance nor breakdown voltage.
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 21/28 - Fabrication des électrodes sur les corps semi-conducteurs par emploi de procédés ou d'appareils non couverts par les groupes
H01L 21/768 - Fixation d'interconnexions servant à conduire le courant entre des composants distincts à l'intérieur du dispositif
A new semiconductor rectifier structure. In general, a MOS-transistor-like structure is located above a JFET-like deeper structure. The present application teaches ways to combine and optimize these two structures in a merged device so that the resulting combined structure achieves both a low forward voltage and a high reverse breakdown voltage in a relatively small area. In one class of innovative implementations, an insulated (or partially insulated) trench is used to define a vertical channel in a body region along the sidewall of a trench, so that majority carriers from a “source” region (typically n+) can flow through the channel. An added “pocket” diffusion, of the same conductivity type as the body region (p-type in this example), provides an intermediate region around the bottom of the trench. This intermediate diffusion, and an additional deep region of the same conductivity type, define a deep JFET-like device which is in series with the MOS channel portion of the diode. This advantageously permits the MOS channel portion to be reasonably short, and to have a reasonably low threshold voltage, since the high-voltage withstand characteristics are defined by the deep JFET-like device.
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/04 - Corps semi-conducteurs caractérisés par leur structure cristalline, p.ex. polycristalline, cubique ou à orientation particulière des plans cristallins
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
A new semiconductor rectifier structure. A MOS-transistor-like structure is generally located above a JFET-like deeper structure. The present application teaches ways to combine and optimize these two structures in a merged device so that the resulting combined structure achieves both low forward voltage and high reverse breakdown voltage in a relatively small area. In one class of innovative implementations, an insulated (or partially insulated) trench is used to define a vertical channel in a body region along the sidewall of a trench, so that majority carriers from a "source" region (typically n+) can flow through the channel. An added "pocket" diffusion, of the same conductivity type as the body region (p-type in this example), provides an intermediate region around the bottom of the trench. This intermediate diffusion, and an additional deep region of the same conductivity type, define a deep JFET-like device which is in series with the MOS channel portion of the diode. This advantageously permits the MOS channel portion to be reasonably short, and to have a reasonably low threshold voltage, since the high-voltage withstand characteristics are defined by the deep JFET-like device.
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/808 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une jonction PN ou une autre jonction redresseuse à jonction PN
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
19.
TRENCH-GATED HETEROSTRUCTURE AND DOUBLE-HETEROJUNCTION ACTIVE DEVICES
Heterostructure and double-heterostructure trench-gate devices, in which the substrate and/or the body are constructed of a narrower-bandgap semiconductor material than the uppermost portion of the drift region. Fabrication most preferably uses a process where gate dielectric anneal is performed after all other high-temperature steps have already been done.
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/43 - Electrodes caractérisées par les matériaux dont elles sont constituées
H01L 21/768 - Fixation d'interconnexions servant à conduire le courant entre des composants distincts à l'intérieur du dispositif
20.
Power semiconductor devices, methods, and structures with embedded dielectric layers containing permanent charges
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
21.
Lateral transistors and methods with low-voltage-drop shunt to body diode
Methods and systems for power semiconductor devices integrating multiple quasi-vertical transistors on a single chip. Multiple power transistors (or active regions) are paralleled, but one transistor has a lower threshold voltage. This reduces the voltage drop when the transistor is forward-biased. In an alternative embodiment, the power device with lower threshold voltage is simply connected as a depletion diode, to thereby shunt the body diodes of the active transistors, without affecting turn-on and ON-state behavior.
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 27/088 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte isolée
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/36 - Corps semi-conducteurs caractérisés par la concentration ou la distribution des impuretés
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
22.
Vertical power MOS-gated device with high dopant concentration N-well below P-well and with floating P-islands
In one embodiment, a power MOSFET or IGBT cell includes an N-type drift region grown over the substrate. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed over the drift region. A P-well is formed over the N-type layer, and an N+ source/emitter region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well's lateral channel and has a vertical extension into a trench. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the vertical conduction in the N-type layer along the sidewalls of the trench to reduce on-resistance. A vertical shield field plate is also in the trench and may be connected to the gate. The field plate laterally depletes the N-type layer when the device is off to increase the breakdown voltage. Floating P-islands in the N-type drift region increase breakdown voltage and reduce the saturation current.
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
In one embodiment, a power MOSFET or IGBT cell includes an N-type drift region grown over the substrate. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed over the drift region. A P-well is formed over the N-type layer, and an N+ source/emitter region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well's lateral channel and has a vertical extension into a trench. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the vertical conduction in the N-type layer along the sidewalls of the trench to reduce on-resistance. A vertical shield field plate is also in the trench and may be connected to the gate. The field plate laterally depletes the N-type layer when the device is off to increase the breakdown voltage. Floating P-islands in the N-type drift region increase breakdown voltage and reduce the saturation current.
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/167 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée caractérisés en outre par le matériau de dopage
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
24.
Trench transistors and methods with low-voltage-drop shunt to body diode
Methods and systems for power semiconductor devices integrating multiple trench transistors on a single chip. Multiple power transistors (or active regions) are paralleled, but one transistor has a lower threshold voltage. This reduces the voltage drop when the transistor is forward-biased. In an alternative embodiment, the power device with lower threshold voltage is simply connected as a depletion diode, to thereby shunt the body diodes of the active transistors, without affecting turn-on and ON-state behavior.
H01L 27/088 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte isolée
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H01L 29/36 - Corps semi-conducteurs caractérisés par la concentration ou la distribution des impuretés
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
25.
POWER MOSFET HAVING PLANAR CHANNEL, VERTICAL CURRENT PATH, AND TOP DRAIN ELECTRODE
In one embodiment, a power MOSFET cell includes an N+ silicon substrate having a drain electrode. An N-type drift layer is grown over the substrate. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed along with a trench having sidewalls. A P-well is formed in the N-type layer, and an N+ source region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well' s lateral channel and has a vertical extension into the trench. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the vertical conduction along the sidewalls to reduce on-resistance. A vertical shield field plate is also located next to the sidewalls and may be connected to the gate. The field plate laterally depletes the N-type layer when the device is off to increase the breakdown voltage. A buried layer and sinker enable the use of a topside drain electrode.
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
26.
Power device having a polysilicon-filled trench with a tapered oxide thickness
In one embodiment, a power MOSFET vertically conducts current. A bottom electrode may be connected to a positive voltage, and a top electrode may be connected to a low voltage, such as a load connected to ground. A gate and/or a field plate, such as polysilicon, is within a trench. The trench has a tapered oxide layer insulating the polysilicon from the silicon walls. The oxide is much thicker near the bottom of the trench than near the top to increase the breakdown voltage. The tapered oxide is formed by implanting nitrogen into the trench walls to form a tapered nitrogen dopant concentration. This forms a tapered silicon nitride layer after an anneal. The tapered silicon nitride variably inhibits oxide growth in a subsequent oxidation step.
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H01L 21/04 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives les dispositifs ayant des barrières de potentiel, p. ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement ou une région de concentration de porteurs de charges
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
A silicon carbide (or comparable) trench transistor in which gate dielectric anneal, in an oxynitriding atmosphere, is performed after all other high-temperature steps have already been done.
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/49 - Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
H01L 21/324 - Traitement thermique pour modifier les propriétés des corps semi-conducteurs, p. ex. recuit, frittage
28.
Power semiconductor devices, methods, and structures with embedded dielectric layers containing permanent charges
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
29.
Power MOSFET having lateral channel, vertical current path, and P-region under gate for increasing breakdown voltage
In one embodiment, a power MOSFET cell includes an N+ silicon substrate having a drain electrode. An N-type drift layer is grown over the substrate. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed along with a trench having sidewalls. A P-well is formed in the N-type layer, and an N+ source region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well's lateral channel and has a vertical extension into the trench. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the vertical conduction along the sidewalls to reduce on-resistance. A vertical shield field plate is also located next to the sidewalls and may be connected to the gate. The field plate laterally depletes the N-type layer when the device is off to increase the breakdown voltage. A buried layer and sinker enable the use of a topside drain electrode.
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
30.
Vertical power transistor with deep trenches and deep regions surrounding cell array
Various improvements in vertical transistors, such as IGBTs, are disclosed. The improvements include forming periodic highly-doped p-type emitter dots in the top surface region of a growth substrate, followed by growing the various transistor layers, followed by grounding down the bottom surface of the substrate, followed by a wet etch of the bottom surface to expose the heavily doped p+ layer. A metal contact is then formed over the p+ layer. In another improvement, edge termination structures utilize p-dopants implanted in trenches to create deep p-regions for shaping the electric field, and shallow p-regions between the trenches for rapidly removing holes after turn-off. In another improvement, a dual buffer layer using an n-layer and distributed n+ regions improves breakdown voltage and saturation voltage. In another improvement, p-zones of different concentrations in a termination structure are formed by varying pitches of trenches. In another improvement, beveled saw streets increase breakdown voltage.
H01L 29/49 - Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 21/225 - Diffusion des impuretés, p. ex. des matériaux de dopage, des matériaux pour électrodes, à l'intérieur ou hors du corps semi-conducteur, ou entre les régions semi-conductricesRedistribution des impuretés, p. ex. sans introduction ou sans élimination de matériau dopant supplémentaire en utilisant la diffusion dans ou hors d'un solide, à partir d'une ou en phase solide, p. ex. une couche d'oxyde dopée
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 21/304 - Traitement mécanique, p. ex. meulage, polissage, coupe
H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
H01L 21/324 - Traitement thermique pour modifier les propriétés des corps semi-conducteurs, p. ex. recuit, frittage
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
Various improvements in vertical transistors, such as IGBTs, are disclosed. The improvements include forming periodic highly-doped p-type emitter dots in the top surface region of a growth substrate, followed by growing the various transistor layers, followed by grounding down the bottom surface of the substrate, followed by a wet etch of the bottom surface to expose the heavily doped p+ layer. A metal contact is then formed over the p+ layer. In another improvement, edge termination structures utilize p-dopants implanted in trenches to create deep p-regions for shaping the electric field, and shallow p-regions between the trenches for rapidly removing holes after turn-off. In another improvement, a dual buffer layer using an n-layer and distributed n+ regions improves breakdown voltage and saturation voltage. In another improvement, p-zones of different concentrations in a termination structure are formed by varying pitches of trenches. In another improvement, beveled saw streets increase breakdown voltage.
H01L 29/49 - Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 21/225 - Diffusion des impuretés, p. ex. des matériaux de dopage, des matériaux pour électrodes, à l'intérieur ou hors du corps semi-conducteur, ou entre les régions semi-conductricesRedistribution des impuretés, p. ex. sans introduction ou sans élimination de matériau dopant supplémentaire en utilisant la diffusion dans ou hors d'un solide, à partir d'une ou en phase solide, p. ex. une couche d'oxyde dopée
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 21/304 - Traitement mécanique, p. ex. meulage, polissage, coupe
H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
H01L 21/324 - Traitement thermique pour modifier les propriétés des corps semi-conducteurs, p. ex. recuit, frittage
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
Various improvements in vertical transistors, such as IGBTs, are disclosed. The improvements include forming periodic highly-doped p-type emitter dots in the top surface region of a growth substrate, followed by growing the various transistor layers, followed by grounding down the bottom surface of the substrate, followed by a wet etch of the bottom surface to expose the heavily doped p+ layer. A metal contact is then formed over the p+ layer. In another improvement, edge termination structures utilize p-dopants implanted in trenches to create deep p-regions for shaping the electric field, and shallow p-regions between the trenches for rapidly removing holes after turn-off. In another improvement, a dual buffer layer using an n-layer and distributed n+ regions improves breakdown voltage and saturation voltage. In another improvement, p-zones of different concentrations in a termination structure are formed by varying pitches of trenches. In another improvement, beveled saw streets increase breakdown voltage.
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 21/225 - Diffusion des impuretés, p. ex. des matériaux de dopage, des matériaux pour électrodes, à l'intérieur ou hors du corps semi-conducteur, ou entre les régions semi-conductricesRedistribution des impuretés, p. ex. sans introduction ou sans élimination de matériau dopant supplémentaire en utilisant la diffusion dans ou hors d'un solide, à partir d'une ou en phase solide, p. ex. une couche d'oxyde dopée
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 21/304 - Traitement mécanique, p. ex. meulage, polissage, coupe
H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
H01L 21/324 - Traitement thermique pour modifier les propriétés des corps semi-conducteurs, p. ex. recuit, frittage
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
Various improvements in vertical transistors, such as IGBTs, are disclosed. The improvements include forming periodic highly-doped p-type emitter dots in the top surface region of a growth substrate, followed by growing the various transistor layers, followed by grounding down the bottom surface of the substrate, followed by a wet etch of the bottom surface to expose the heavily doped p+ layer. A metal contact is then formed over the p+ layer. In another improvement, edge termination structures utilize p-dopants implanted in trenches to create deep p-regions for shaping the electric field, and shallow p-regions between the trenches for rapidly removing holes after turn-off. In another improvement, a dual buffer layer using an n-layer and distributed n+ regions improves breakdown voltage and saturation voltage. In another improvement, p-zones of different concentrations in a termination structure are formed by varying pitches of trenches. In another improvement, beveled saw streets increase breakdown voltage.
H01L 29/49 - Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
H01L 21/225 - Diffusion des impuretés, p. ex. des matériaux de dopage, des matériaux pour électrodes, à l'intérieur ou hors du corps semi-conducteur, ou entre les régions semi-conductricesRedistribution des impuretés, p. ex. sans introduction ou sans élimination de matériau dopant supplémentaire en utilisant la diffusion dans ou hors d'un solide, à partir d'une ou en phase solide, p. ex. une couche d'oxyde dopée
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 21/304 - Traitement mécanique, p. ex. meulage, polissage, coupe
H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
H01L 21/324 - Traitement thermique pour modifier les propriétés des corps semi-conducteurs, p. ex. recuit, frittage
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
34.
Vertical power transistor with deep floating termination regions
Various improvements in vertical transistors, such as IGBTs, are disclosed. The improvements include forming periodic highly-doped p-type emitter dots in the top surface region of a growth substrate, followed by growing the various transistor layers, followed by grounding down the bottom surface of the substrate, followed by a wet etch of the bottom surface to expose the heavily doped p+ layer. A metal contact is then formed over the p+ layer. In another improvement, edge termination structures utilize p-dopants implanted in trenches to create deep p-regions for shaping the electric field, and shallow p-regions between the trenches for rapidly removing holes after turn-off. In another improvement, a dual buffer layer using an n-layer and distributed n+ regions improves breakdown voltage and saturation voltage. In another improvement, p-zones of different concentrations in a termination structure are formed by varying pitches of trenches. In another improvement, beveled saw streets increase breakdown voltage.
H01L 29/49 - Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
H01L 21/225 - Diffusion des impuretés, p. ex. des matériaux de dopage, des matériaux pour électrodes, à l'intérieur ou hors du corps semi-conducteur, ou entre les régions semi-conductricesRedistribution des impuretés, p. ex. sans introduction ou sans élimination de matériau dopant supplémentaire en utilisant la diffusion dans ou hors d'un solide, à partir d'une ou en phase solide, p. ex. une couche d'oxyde dopée
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 21/304 - Traitement mécanique, p. ex. meulage, polissage, coupe
H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
H01L 21/324 - Traitement thermique pour modifier les propriétés des corps semi-conducteurs, p. ex. recuit, frittage
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
Methods and systems for lateral power devices, and methods for operating them, in which charge balancing is implemented in a new way. In a first inventive teaching, the lateral conduction path is laterally flanked by regions of opposite conductivity type which are self-aligned to isolation trenches which define the surface geometry of the channel. In a second inventive teaching, which can be used separately or in synergistic combination with the first teaching, the drain regions are self-isolated. In a third inventive teaching, which can be used in synergistic combination with the first and/or second teachings, the source regions are also isolated from each other. In a fourth inventive teaching, the lateral conduction path is also overlain by an additional region of opposite conductivity type.
Various improvements in vertical transistors, such as IGBTs, are disclosed. The improvements include forming periodic highly-doped p-type emitter dots in the top surface region of a growth substrate, followed by growing the various transistor layers, followed by grounding down the bottom surface of the substrate, followed by a wet etch of the bottom surface to expose the heavily doped p+ layer. A metal contact is then formed over the p+ layer. In another improvement, edge termination structures utilize p-dopants implanted in trenches to create deep p-regions for shaping the electric field, and shallow p-regions between the trenches for rapidly removing holes after turn-off. In another improvement, a dual buffer layer using an n-layer and distributed n+ regions improves breakdown voltage and saturation voltage. In another improvement, p-zones of different concentrations in a termination structure are formed by varying pitches of trenches. In another improvement, beveled saw streets increase breakdown voltage.
H01L 21/04 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives les dispositifs ayant des barrières de potentiel, p. ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement ou une région de concentration de porteurs de charges
H01L 21/22 - Diffusion des impuretés, p. ex. des matériaux de dopage, des matériaux pour électrodes, à l'intérieur ou hors du corps semi-conducteur, ou entre les régions semi-conductricesRedistribution des impuretés, p. ex. sans introduction ou sans élimination de matériau dopant supplémentaire
H01L 21/324 - Traitement thermique pour modifier les propriétés des corps semi-conducteurs, p. ex. recuit, frittage
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
37.
LATERAL POWER MOSFET WITH NON-HORIZONTAL RESURF STRUCTURE
In one embodiment, a RESURF structure between a source and a drain in a lateral MOSFET is formed in a trench having a flat bottom surface and angled sidewalls toward the source. Alternating P and N-type layers are epitaxially grown in the trench, and their charges balanced to achieve a high breakdown voltage. In the area of the source, the ends of the P and N-layers angle upward to the surface under the lateral gate and contact the body region. Thus, for an N-channel MOSFET, a positive gate voltage above the threshold forms a channel between the source and the N-layers in the RESURF structure as well as creates an inversion of the ends of the P-layers near the surface for low on- resistance. In another embodiment, the RESURF structure is vertically corrugated by being formed around trenches, thus extending the length of the RESURF structure for a higher breakdown voltage.
In one embodiment, a power MOSFET vertically conducts current. A bottom electrode may be connected to a positive voltage, and a top electrode may be connected to a low voltage, such as a load connected to ground. A gate and/or a field plate, such as polysilicon, is within a trench. The trench has a tapered oxide layer insulating the polysilicon from the silicon walls. The oxide is much thicker near the bottom of the trench than near the top to increase the breakdown voltage. The tapered oxide is formed by implanting nitrogen into the trench walls to form a tapered nitrogen dopant concentration. This forms a tapered silicon nitride layer after an anneal. The tapered silicon nitride variably inhibits oxide growth in a subsequent oxidation step.
H01L 21/70 - Fabrication ou traitement de dispositifs consistant en une pluralité de composants à l'état solide ou de circuits intégrés formés dans ou sur un substrat commun, ou de parties constitutives spécifiques de ceux-ciFabrication de dispositifs à circuit intégré ou de parties constitutives spécifiques de ceux-ci
39.
Lateral power MOSFET with non-horizontal RESURF structure
In one embodiment, a RESURF structure between a source and a drain in a lateral MOSFET is formed in a trench having a flat bottom surface and angled sidewalls toward the source. Alternating P and N-type layers are epitaxially grown in the trench, and their charges balanced to achieve a high breakdown voltage. In the area of the source, the ends of the P and N-layers angle upward to the surface under the lateral gate and contact the body region. Thus, for an N-channel MOSFET, a positive gate voltage above the threshold forms a channel between the source and the N-layers in the RESURF structure as well as creates an inversion of the ends of the P-layers near the surface for low on-resistance. In another embodiment, the RESURF structure is vertically corrugated by being formed around trenches, thus extending the length of the RESURF structure for a higher breakdown voltage.
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 27/02 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface
H01L 27/06 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant une pluralité de composants individuels dans une configuration non répétitive
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 27/07 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant une pluralité de composants individuels dans une configuration non répétitive les composants ayant une région active en commun
40.
Power device having a polysilicon-filled trench with a tapered oxide thickness
In one embodiment, a power MOSFET vertically conducts current. A bottom electrode may be connected to a positive voltage, and a top electrode may be connected to a low voltage, such as a load connected to ground. A gate and/or a field plate, such as polysilicon, is within a trench. The trench has a tapered oxide layer insulating the polysilicon from the silicon walls. The oxide is much thicker near the bottom of the trench than near the top to increase the breakdown voltage. The tapered oxide is formed by implanting nitrogen into the trench walls to form a tapered nitrogen dopant concentration. This forms a tapered silicon nitride layer after an anneal. The tapered silicon nitride variably inhibits oxide growth in a subsequent oxidation step.
H01L 21/04 - Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives les dispositifs ayant des barrières de potentiel, p. ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement ou une région de concentration de porteurs de charges
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
41.
Semiconductor device with electric field relaxation portion in insulating layer between lower and upper trench electrodes
A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor layer having a trench, a first insulating film formed along an inner surface of the trench, and an upper electrode and a lower electrode embedded in the trench via the first insulating film and disposed above and below a second insulating film. An electric field relaxation portion that relaxes an electric field arising between the upper electrode and the semiconductor layer is provided between a side surface of the trench and a lower end portion of the upper electrode.
Lateral power devices where immobile electrostatic charge is emplaced in dielectric material adjoining the drift region. A shield gate is interposed between the gate electrode and the drain, to reduce the Miller charge. In some embodiments the gate electrode is a trench gate, and in such cases the shield electrode too is preferably vertically extended.
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
In one embodiment, a power MOSFET cell includes an N+ silicon substrate having a drain electrode. An N-type drift layer is grown over the substrate. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed along with a trench having sidewalls. A P-well is formed in the N-type layer, and an N+ source region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well's lateral channel and has a vertical extension into the trench. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the vertical conduction along the sidewalls to reduce on-resistance. A vertical shield field plate is also located next to the sidewalls and may be connected to the gate. The field plate laterally depletes the N-type layer when the device is off to increase the breakdown voltage. A buried layer and sinker enable the use of a topside drain electrode.
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
44.
Devices, components and methods combining trench field plates with immobile electrostatic charge
N-channel power semiconductor devices in which an insulated field plate is coupled to the drift region, and immobile electrostatic charge is also present at the interface between the drift region and the insulation around the field plate. The electrostatic charge permits OFF-state voltage drop to occur near the source region, in addition to the voltage drop which occurs near the drain region (due to the presence of the field plate).
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H03K 17/687 - Commutation ou ouverture de porte électronique, c.-à-d. par d'autres moyens que la fermeture et l'ouverture de contacts caractérisée par l'utilisation de composants spécifiés par l'utilisation, comme éléments actifs, de dispositifs à semi-conducteurs les dispositifs étant des transistors à effet de champ
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
45.
Methods of operating power semiconductor devices and structures
Power semiconductor devices, and related methods, where majority carrier flow is divided into paralleled flows through two drift regions of opposite conductivity types.
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/167 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée caractérisés en outre par le matériau de dopage
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
46.
REVERSE-CONDUCTING GATED-BASE BIPOLAR-CONDUCTION DEVICES AND METHODS WITH REDUCED RISK OF WARPING
Reverse-conducting IGBTs where the collector side includes diode terminal regions, and the semiconductor material is much thicker through the diode terminal regions than it is through the collector regions. This exploits the area fraction which is taken up by the diode terminal regions to provide increased rigidity for the wafer, and thus avoid warping.
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 21/336 - Transistors à effet de champ à grille isolée
A lateral device includes a gate region connected to a drain region by a drift layer. An insulation region adjoins the drift layer between the gate region and the drain region. Permanent charges are embedded in the insulation region, sufficient to cause inversion in the insulation region.
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
09 - Appareils et instruments scientifiques et électriques
42 - Services scientifiques, technologiques et industriels, recherche et conception
Produits et services
Semiconductors Research, design, engineering, and development of technology solutions for power management and consumption in semiconductor devices; Consulting services in the field of semiconductor technology development; Design and development services for others in the field of semiconductor devices; Custom design and engineering for new product development of semiconductors; technology consultation services regarding semiconductors; technical consulting services in the field of semiconductor development concerning semiconductor manufacturing technology for production of a uniquely designed semiconductor
N-channel power semiconductor devices in which an insulated field plate is coupled to the drift region, and immobile electrostatic charge is also present at the interface between the drift region and the insulation around the field plate. The electrostatic charge permits OFF-state voltage drop to occur near the source region, in addition to the voltage drop which occurs near the drain region (due to the presence of the field plate).
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H03K 17/687 - Commutation ou ouverture de porte électronique, c.-à-d. par d'autres moyens que la fermeture et l'ouverture de contacts caractérisée par l'utilisation de composants spécifiés par l'utilisation, comme éléments actifs, de dispositifs à semi-conducteurs les dispositifs étant des transistors à effet de champ
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
54.
Vertical power MOSFET having planar channel and its method of fabrication
A power MOSFET cell includes an N+ silicon substrate having a drain electrode. A low dopant concentration N-type drift layer is grown over the substrate. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed and etched to have sidewalls. A P-well is formed in the N-type layer, and an N+ source region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well's lateral channel and has a vertical extension next to the top portion of the sidewalls. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the conduction along the sidewalls to reduce on-resistance. A vertical shield field plate is also located next to the sidewalls and extends virtually the entire length of the sidewalls. The field plate laterally depletes the N-type layer when the device is off to increase the breakdown voltage.
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
09 - Appareils et instruments scientifiques et électriques
42 - Services scientifiques, technologiques et industriels, recherche et conception
Produits et services
Semiconductors Research, design, engineering and/or development of technology solutions for power management and consumption in semiconductor devices; Consulting services in the field of semiconductor technology development; Design and development services for others in the field of semiconductor devices; Custom design and engineering for new product development of semiconductors; technology consultation services regarding semiconductors; technical consulting services in the field of semiconductor development concerning semiconductor manufacturing technology for production of a uniquely designed semiconductor
56.
Lateral transistors and methods with low-voltage-drop shunt to body diode
Methods and systems for power semiconductor devices integrating multiple quasi-vertical transistors on a single chip. Multiple power transistors (or active regions) are paralleled, but one transistor has a lower threshold voltage. This reduces the voltage drop when the transistor is forward-biased. In an alternative embodiment, the power device with lower threshold voltage is simply connected as a depletion diode, to thereby shunt the body diodes of the active transistors, without affecting turn-on and ON-state behavior.
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 27/088 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H01L 29/36 - Corps semi-conducteurs caractérisés par la concentration ou la distribution des impuretés
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
A lateral device includes a gate region connected to a drain region by a drift layer. An insulation region adjoins the drift layer between the gate region and the drain region. Permanent charges are embedded in the insulation region, sufficient to cause inversion in the insulation region.
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
A power MOSFET cell includes an N+ silicon substrate having a drain electrode. A low dopant concentration N-type drift layer is grown over the substrate. Alternating N and P-type columns are formed over the drift layer with a higher dopant concentration. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed and etched to have sidewalls. A P-well is formed in the N-type layer, and an N+ source region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well's lateral channel and next to the sidewalls as a vertical field plate. A source electrode contacts the P-well and source region. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the conduction along the sidewalls. Current between the source and drain flows laterally and then vertically through the various N layers. On resistance is reduced and the breakdown voltage is increased.
A power MOSFET cell includes an N+ silicon substrate having a drain electrode. A low dopant concentration N-type drift layer is grown over the substrate. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed and etched to have sidewalls. A P-well is formed in the N-type layer, and an N+ source region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well's lateral channel and has a vertical extension next to the top portion of the sidewalls. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the conduction along the sidewalls to reduce on-resistance. A vertical shield field plate is also located next to the sidewalls and extends virtually the entire length of the sidewalls. The field plate laterally depletes the N-type layer when the device is off to increase the breakdown voltage.
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
60.
MOS-gated power devices, methods, and integrated circuits
MOS-gated devices, related methods, and systems for vertical power and RF devices including an insulated trench and a gate electrode. A body region is positioned so that a voltage bias on the gate electrode will cause an inversion layer in the body region. Permanent electrostatic charges are included in said insulation material. A conductive shield layer is positioned above the insulated trench, to reduce parasitic capacitances.
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/49 - Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
61.
Trench transistors and methods with low-voltage-drop shunt to body diode
Methods and systems for power semiconductor devices integrating multiple trench transistors on a single chip. Multiple power transistors (or active regions) are paralleled, but one transistor has a lower threshold voltage. This reduces the voltage drop when the transistor is forward-biased. In an alternative embodiment, the power device with lower threshold voltage is simply connected as a depletion diode, to thereby shunt the body diodes of the active transistors, without affecting turn-on and ON-state behavior.
H01L 27/088 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte isolée
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/16 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les matériaux dont ils sont constitués comprenant, mis à part les matériaux de dopage ou autres impuretés, seulement des éléments du groupe IV de la classification périodique, sous forme non combinée
H01L 29/36 - Corps semi-conducteurs caractérisés par la concentration ou la distribution des impuretés
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
62.
Vertical power MOSFET with planar channel and vertical field plate
A power MOSFET cell includes an N+ silicon substrate having a drain electrode. A low dopant concentration N-type drift layer is grown over the substrate. Alternating N and P-type columns are formed over the drift layer with a higher dopant concentration. An N-type layer, having a higher dopant concentration than the drift region, is then formed and etched to have sidewalls. A P-well is formed in the N-type layer, and an N+ source region is formed in the P-well. A gate is formed over the P-well's lateral channel and next to the sidewalls as a vertical field plate. A source electrode contacts the P-well and source region. A positive gate voltage inverts the lateral channel and increases the conduction along the sidewalls. Current between the source and drain flows laterally and then vertically through the various N layers. On resistance is reduced and the breakdown voltage is increased.
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
63.
Power semiconductor devices, structures, and related methods
Power semiconductor devices, and related methods, where majority carrier flow is divided into paralleled flows through two drift regions of opposite conductivity types.
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
64.
Power devices, structures, components, and methods using lateral drift, fixed net charge, and shield
Lateral power devices where immobile electrostatic charge is emplaced in dielectric material adjoining the drift region. A shield gate is interposed between the gate electrode and the drain, to reduce the Miller charge. In some embodiments the gate electrode is a trench gate, and in such cases the shield electrode too is preferably vertically extended.
Power devices which include trench Schottky barrier diodes and also (preferably) trench-gate transistors. Isolation trenches flank both the gate regions and the diode mesas, and have an additional diffusion below the bottom of the isolation trenches. The additional diffusion helps to reduce the electric field (and leakage), when the device is in the OFF state, at both the Schottky barrier and at the body diode.
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
A lateral device includes a gate region connected to a drain region by a drift layer. An insulation region adjoins the drift layer between the gate region and the drain region. Permanent charges are embedded in the insulation region, sufficient to cause inversion in the insulation region.
H01L 29/51 - Matériaux isolants associés à ces électrodes
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
67.
Trench gated power device with multiple trench width and its fabrication process
H01L 29/49 - Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
A semiconductor device includes a semiconductor layer of a first conductivity type and a semiconductor layer of a second conductivity type formed thereon. The semiconductor device also includes a body layer extending a first predetermined distance into the semiconductor layer of the second conductivity type and a pair of trenches extending a second predetermined distance into the semiconductor layer of the second conductivity type. Each of the pair of trenches consists essentially of a dielectric material disposed therein and a concentration of doping impurities present in the semiconductor layer of the second conductivity type and a distance between the pair of trenches define an electrical characteristic of the semiconductor device. The semiconductor device further includes a control gate coupled to the semiconductor layer of the second conductivity type and a source region coupled to the semiconductor layer of the second conductivity type.
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 21/8238 - Transistors à effet de champ complémentaires, p.ex. CMOS
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
A method of manufacturing a semiconductor device includes providing a semiconductor layer of a first conductivity type and forming a semiconductor layer of a second conductivity type thereon. The method also includes forming an insulator layer on the semiconductor layer of the second conductivity type, etching a trench into at least the semiconductor layer of the second conductivity type, and forming a thermal oxide layer in the trench and on the semiconductor layer of the second conductivity type. The method further includes implanting ions into the thermal oxide layer, forming a second insulator layer, removing the second insulator layer from a portion of the trench, and forming an oxide layer in the trench and on the epitaxial layer. Moreover, the method includes forming a material in the trench, forming a second gate oxide layer over the material, and patterning the second gate oxide layer.
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 21/20 - Dépôt de matériaux semi-conducteurs sur un substrat, p. ex. croissance épitaxiale
H01L 21/28 - Fabrication des électrodes sur les corps semi-conducteurs par emploi de procédés ou d'appareils non couverts par les groupes
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 21/8238 - Transistors à effet de champ complémentaires, p.ex. CMOS
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
70.
MOS-gated power devices, methods, and integrated circuits
MOS-gated devices, related methods, and systems for vertical power and RF devices including an insulated trench and a gate electrode. A body region is positioned so that a voltage bias on the gate electrode will cause an inversion layer in the body region. Permanent electrostatic charges are included in said insulation material. A conductive shield layer is positioned above the insulated trench, to reduce parasitic capacitances.
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
71.
Schottky and MOSFET+Schottky structures, devices, and methods
Power devices which include trench Schottky barrier diodes and also (preferably) trench-gate transistors. Isolation trenches flank both the gate regions and the diode mesas, and have an additional diffusion below the bottom of the isolation trenches. The additional diffusion helps to reduce the electric field (and leakage), when the device is in the OFF state, at both the Schottky barrier and at the body diode.
A semiconductor device includes a semiconductor layer of a first conductivity type and a semiconductor layer of a second conductivity type formed thereon. The semiconductor layer of the second conductivity type is characterized by a first thickness. The semiconductor device includes a set of trenches having a predetermined depth and extending into the semiconductor layer of the second conductivity type, thereby defining interfacial regions disposed between the semiconductor layer of the second conductivity type and each of the trenches. The trenches comprises a distal portion consisting essentially of a dielectric material disposed therein and a proximal portion comprising the dielectric material and a gate material disposed interior to the dielectric material in the proximal portion of the trench. The semiconductor device further includes a source region coupled to the semiconductor layer of the second conductivity type.
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 21/20 - Dépôt de matériaux semi-conducteurs sur un substrat, p. ex. croissance épitaxiale
H01L 21/28 - Fabrication des électrodes sur les corps semi-conducteurs par emploi de procédés ou d'appareils non couverts par les groupes
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 21/8238 - Transistors à effet de champ complémentaires, p.ex. CMOS
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
73.
Power semiconductor devices, methods, and structures with embedded dielectric layers containing permanent charges
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
74.
Devices, components and methods combining trench field plates with immobile electrostatic charge
N-channel power semiconductor devices in which an insulated field plate is coupled to the drift region, and immobile electrostatic charge is also present at the interface between the drift region and the insulation around the field plate. The electrostatic charge permits OFF-state voltage drop to occur near the source region, in addition to the voltage drop which occurs near the drain region (due to the presence of the field plate).
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
75.
Power semiconductor devices, structures, and related methods
Power semiconductor devices, and related methods, where majority carrier flow is divided into paralleled flows through two drift regions of opposite conductivity types.
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 21/265 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée produisant une implantation d'ions
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
76.
Trench transistors and methods with low-voltage-drop shunt to body diode
Methods and systems for power semiconductor devices integrating multiple trench transistors on a single chip. Multiple power transistors (or active regions) are paralleled, but one transistor has a lower threshold voltage. This reduces the voltage drop when the transistor is forward-biased. In an alternative embodiment, the power device with lower threshold voltage is simply connected as a depletion diode, to thereby shunt the body diodes of the active transistors, without affecting turn-on and ON-state behavior.
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 27/088 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte isolée
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
77.
Lateral transistors with low-voltage-drop shunt to body diode
Methods and systems for power semiconductor devices integrating multiple quasi-vertical transistors on a single chip. Multiple power transistors (or active regions) are paralleled, but one transistor has a lower threshold voltage. This reduces the voltage drop when the transistor is forward-biased. In an alternative embodiment, the power device with lower threshold voltage is simply connected as a depletion diode, to thereby shunt the body diodes of the active transistors, without affecting turn-on and ON-state behavior.
H01L 29/94 - Dispositifs à métal-isolant-semi-conducteur, p.ex. MOS
H01L 31/062 - Dispositifs à semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes, ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement e; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives; Leurs détails adaptés comme dispositifs de conversion photovoltaïque [PV] caractérisés par au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface les barrières de potentiel étant uniquement du type métal-isolant-semi-conducteur
H01L 31/113 - Dispositifs sensibles au rayonnement infrarouge, visible ou ultraviolet caractérisés par un fonctionnement par effet de champ, p.ex. phototransistor à effet de champ à jonction du type conducteur-isolant-semi-conducteur, p.ex. transistor à effet de champ métal-isolant-semi-conducteur
H01L 31/119 - Dispositifs sensibles au rayonnement d'ondes très courtes, p.ex. rayons X, rayons gamma ou rayonnement corpusculaire caractérisés par un fonctionnement par effet de champ, p.ex. détecteurs du type MIS
H01L 27/088 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte isolée
H01L 29/417 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative transportant le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/739 - Dispositifs du type transistor, c.à d. susceptibles de répondre en continu aux signaux de commande appliqués commandés par effet de champ
H01L 29/78 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H01L 29/10 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode ne transportant pas le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
H01L 29/66 - Types de dispositifs semi-conducteurs
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H01L 29/06 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices
H01L 29/08 - Corps semi-conducteurs caractérisés par les formes, les dimensions relatives, ou les dispositions des régions semi-conductrices avec des régions semi-conductrices connectées à une électrode transportant le courant à redresser, amplifier ou commuter, cette électrode faisant partie d'un dispositif à semi-conducteur qui comporte trois électrodes ou plus
A lateral device includes a gate region connected to a drain region by a drift layer. An insulation region adjoins the drift layer between the gate region and the drain region. Permanent charges are embedded in the insulation region, sufficient to cause inversion in the insulation region.
The present inventors have realized that manufacturability plays into optimization of power semiconductor devices in some surprising new ways. If the process window is too narrow, the maximum breakdown voltage will not be achieved due to doping variations and the like normally seen in device fabrication. Thus, among other teachings, the present application describes some ways to improve the process margin, for a given breakdown voltage specification, by actually reducing the maximum breakdown voltage. In one class of embodiments, this is done by introducing a vertical gradation in the density of fixed electrostatic charge, or in the background doping of the drift region, or both. Several techniques are disclosed for achieving this.
Lateral power devices where immobile electrostatic charge is emplaced in dielectric material adjoining the drift region. A shield gate is interposed between the gate electrode and the drain, to reduce the Miller charge. In some embodiments the gate electrode is a trench gate, and in such cases the shield electrode too is preferably vertically extended.
A method of manufacturing a semiconductor device includes providing a semiconductor layer of a first conductivity type and forming a semiconductor layer of a second conductivity type thereon. The method also includes forming an insulator layer on the semiconductor layer of the second conductivity type, etching a trench into at least the semiconductor layer of the second conductivity type, and forming a thermal oxide layer in the trench and on the semiconductor layer of the second conductivity type. The method further includes implanting ions into the thermal oxide layer, forming a second insulator layer, removing the second insulator layer from a portion of the trench, and forming an oxide layer in the trench and on the epitaxial layer. Moreover, the method includes forming a material in the trench, forming a second gate oxide layer over the material, and patterning the second gate oxide layer.
A semiconductor device includes a semiconductor layer of a first conductivity type having a first surface and a second surface, a source region disposed on the first surface, a gate region disposed on the first surface adjacent the source region, and a drain region disposed on the first surface. The semiconductor device also includes a pair of charge control trenches disposed between the gate region and the drain region. Each of the pair of charge control trenches is characterized by a width and includes a first dielectric material disposed therein and a second material disposed internal to the first dielectric material. Additionally, a concentration of doping impurities present in the semiconductor layer of the first conductivity type and a distance between the pair of charge control trenches define an electrical characteristic of the semiconductor device that is independent of the width of each of the pair of charge control trenches.
Power semiconductor devices in which insulated empty space zones are used for field-shaping regions, in place of dielectric bodies previously used. Optionally permanent charge is added at the interface between the insulated empty space zone and an adjacent semiconductor drift region.
A MOSFET switch which has a low surface electric field at an edge termination area, and also has increased breakdown voltage. The MOSFET switch has a new edge termination structure employing an N-P-N sandwich structure. The MOSFET switch also has a polysilicon field plate configuration operative to enhance any spreading of any depletion layer located at an edge of a main PN junction of the N-P-N sandwich structure.
H01L 27/095 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des éléments de circuit passif intégrés avec au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface le substrat étant un corps semi-conducteur comprenant uniquement des composants semi-conducteurs d'un seul type comprenant uniquement des composants à effet de champ les composants étant des transistors à effet de champ à porte à barrière Schottky
H01L 29/812 - Transistors à effet de champ l'effet de champ étant produit par une jonction PN ou une autre jonction redresseuse à grille Schottky
H01L 31/07 - Dispositifs à semi-conducteurs sensibles aux rayons infrarouges, à la lumière, au rayonnement électromagnétique d'ondes plus courtes, ou au rayonnement corpusculaire, et spécialement adaptés, soit comme convertisseurs de l'énergie dudit rayonnement e; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives; Leurs détails adaptés comme dispositifs de conversion photovoltaïque [PV] caractérisés par au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface les barrières de potentiel étant uniquement du type Schottky
H01L 31/108 - Dispositifs sensibles au rayonnement infrarouge, visible ou ultraviolet caractérisés par une seule barrière de potentiel ou de surface la barrière de potentiel étant du type Schottky
A semiconductor device includes a semiconductor layer of a first conductivity type and a semiconductor layer of a second conductivity type formed thereon. The semiconductor layer of the second conductivity type is characterized by a first thickness. The semiconductor device includes a set of trenches having a predetermined depth and extending into the semiconductor layer of the second conductivity type, thereby defining interfacial regions disposed between the semiconductor layer of the second conductivity type and each of the trenches. The trenches comprises a distal portion consisting essentially of a dielectric material disposed therein and a proximal portion comprising the dielectric material and a gate material disposed interior to the dielectric material in the proximal portion of the trench. The semiconductor device further includes a source region coupled to the semiconductor layer of the second conductivity type.
Power semiconductor devices, and related methods, where majority carrier flow is divided into paralleled flows through two drift regions of opposite conductivity types.
A vertical-current-flow device includes a trench which includes an insulated gate and which extends down into first-conductivity-type semiconductor material. A phosphosilicate glass layer is positioned above the insulated gate and a polysilicon layer is positioned above the polysilicate glass layer. Source and body diffusions of opposite conductivity types are positioned adjacent to a sidewall of the trench. A drift region is positioned to receive majority carriers which have been injected by the source, and which have passed through the body diffusion. A drain region is positioned to receive majority carriers which have passed through the drift region. The gate is capacitively coupled to control inversion of a portion of the body region. As an alternative, a dielectric layer may be used in place of the doped glass where permanent charge is positioned in the dielectric layer.
Improved MOSFET structures and processes, where multiple polysilicon embedded regions are introduced into the n+ source contact area. A top poly Field Plate is used to shield the electric field from penetrating into the channel, so that a very short channel can be used without jeopardizing the device drain-source leakage current. A bottom poly Field Plate is used to modulate the electric field distribution in the drift region such that a more uniform field distribution can be obtained.
Improved highly reliable power RFP structures and fabrication and operation processes. The structure includes plurality of localized dopant concentrated zones beneath the trenches of RFPs, either floating or extending and merging with the body layer of the MOSFET or connecting with the source layer through a region of vertical doped region. This local dopant zone decreases the minority carrier injection efficiency of the body diode of the device and alters the electric field distribution during the body diode reverse recovery.
Power semiconductor devices, and related methods, where majority carrier flow is divided into paralleled flows through two drift regions of opposite conductivity types.
Improved highly reliable power RFP structures and fabrication and operation processes. The structure includes plurality of localized dopant concentrated zones beneath the trenches of RFPs, either floating or extending and merging with the body layer of the MOSFET or connecting with the source layer through a region of vertical doped region. This local dopant zone decreases the minority carrier injection efficiency of the body diode of the device and alters the electric field distribution during the body diode reverse recovery.
Semiconductor power devices, and related methods, wherein a recessed contact makes lateral ohmic contact to the source diffusion, but is insulated from the underlying recessed field plate (RFP). Such an insulated RFP is here referred to as an embedded recessed field plate (ERFP).
Semiconductor power devices, and related methods, wherein a recessed contact makes lateral ohmic contact to the source diffusion, but is insulated from the underlying recessed field plate (RFP). Such an insulated RFP is here referred to as an embedded recessed field plate (ERFP).
An edge termination structure includes a final dielectric trench containing permanent charge. The final dielectric trench is surrounded by first conductivity type semiconductor material (doped by lateral outdiffusion from the trenches), which in turn is laterally surrounded by second conductivity type semiconductor material.
Devices, structures, and related methods for IGBTs and the like which include a self-aligned series resistance at the source-body junction to avoid latchup. The series resistance is achieved by using a charged dielectric, and/or by using a dielectric which provides a source of dopant atoms of the same conductivity type as the source region, at a sidewall adjacent to the source region.
N-channel power semiconductor devices in which an insulated field plate is coupled to the drift region, and immobile electrostatic charge is also present at the interface between the drift region and the insulation around the field plate. The electrostatic charge permits OFF-state voltage drop to occur near the source region, in addition to the voltage drop which occurs near the drain region (due to the presence of the field plate).
N-channel power semiconductor devices in which an insulated field plate is coupled to the drift region, and immobile electrostatic charge is also present at the interface between the drift region and the insulation around the field plate. The electrostatic charge permits OFF-state voltage drop to occur near the source region, in addition to the voltage drop which occurs near the drain region (due to the presence of the field plate).
H01L 29/423 - Electrodes caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
100.
DEVICES, STRUCTURES, AND METHODS USING SELF-ALIGNED RESISTIVE SOURCE EXTENSIONS
Devices, structures, and related methods for IGBTs and the like which include a self-aligned series resistance at the source-body junction to avoid latchup. The series resistance is achieved by using a charged dielectric, and/or by using a dielectric which provides a source of dopant atoms of the same conductivity type as the source region, at a sidewall adjacent to the source region.
