베이스 리치-쓰루를 방지하는 측면 확장 베이스 차폐영역을 구비한 전력 반도체 소자 및 그 제조방법 document_id 1020037013219

[청구항 2] 제1항에 있어서,상기 제1 베이스 차폐 영역은 상기 제1 표면에 대해 적어도 제1 깊이만큼 확장하고 상기 전이 영역은 상기 제1 깊이에서제1 도전형도펀트최고 농도가지는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 3] 제2항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 표면에 대해 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이에서 상기 드리프트 영역과 비정류 접합을 형성하며, 상기 제1 베이스 차폐 영역은 상기 제1 표면에 대해 상기 제2 깊이보다 큰 제3 깊이에서 상기 드리프트 영역과 p-n정류접합형성하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 4] 제1항에 있어서,상기 반도체 기판 안에서 확장하며 상기 절연 게이트 전극의 제2 단부에 대해 제3 측면 길이를 가진 제2 도전형의 제2 베이스 차폐 영역;상기 제2 베이스 차폐 영역과 상기 제1 표면 사이에서 확장하며 상기 절연 게이트 전극의 상기 제2 단부에 대해 상기 제3 측면 길이보다 작은 제4 측면 길이를 가진 제2 도전형의 제2 베이스 영역;및상기제2베이스영역안의제1 도전형제2소오스영역더포함하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 5] 제4항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 및 제2 베이스 영역 사이보다 상기 제1 및 제2 베이스 차폐 영역 사이가 좁은 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 6] 제4항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 및 제2 베이스 영역 사이와 상기 제1 및 제2 베이스 차폐 영역 사이에서 확장하며, 상기 전이 영역은 상기 제1 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 1×1012cm-2 내지 약 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 7] 제4항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 및 제2 베이스 영역 사이와 상기 제1 및 제2 베이스 차폐 영역 사이에서 확장하며, 상기 전이 영역은 상기 제1 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 3.5×1012cm-2 내지 약 6.5×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 8] 제1항에 있어서,상기 전이 영역에서의 제1 도전형 도펀트 최고 농도는 상기 제1 표면에서의 리트로그레이드된 제1 도전형 도핑 프로파일 값보다 적어도 열 배 큰 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 9] 제8항에 있어서,상기 제1 베이스 차폐 영역은 상기 제1 표면에 대해 적어도 제1 깊이로 확장하고, 상기 전이 영역은 상기 제1 깊이에서제1 도전형도펀트최고 농도가지는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 10] 제9항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 표면에 대해 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이에서 상기 드리프트 영역과 비정류 접합을 형성하며, 상기 제1 베이스 차폐 영역은 상기 제1 표면에 대해 상기 제2 깊이보다 큰 제3 깊이에서 상기 드리프트 영역과 p-n정류접합형성하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 11] 제8항에 있어서,상기 반도체 기판 안에서 확장하고 상기 절연 게이트 전극의 제2 단부에 대해 제3 측면 길이를 가진 제2 도전형의 제2 베이스 차폐 영역;상기 제2 베이스 차폐 영역과 상기 제1 표면 사이에서 확장하며 상기 절연 게이트 전극의 상기 제2 단부에 대해 상기 제3 측면 길이보다 작은 제4 측면 길이를 가진 제2 도전형의 제2 베이스 영역;및상기제2베이스영역안의제1 도전형제2소오스영역더포함하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 12] 제11항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 및 제2 베이스 영역 사이보다 상기 제1 및 제2 베이스 차폐 영역 사이가 좁은 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 13] 제11항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 및 제2 베이스 영역 사이와 상기 제1 및 제2 베이스 차폐 영역 사이에서 확장하며, 상기 전이 영역은 상기 제1 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 1×1012cm-2 내지 약 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 14] 제11항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 및 제2 베이스 영역 사이와 상기 제1 및 제2 베이스 차폐 영역 사이에서 확장하며, 상기 전이 영역은 상기 제1 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 3.5×1012cm-2 내지 약 6.5×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 16] 제15항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 1×1012cm-2 내지 약 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 17] 제15항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 3.5×1012cm-2 내지 약 6.5×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 18] 제15항에 있어서,상기제1 및 제2 베이스 차폐 영역은 상기 절연 게이트 전극의 서로 마주보는 상기 제1 및 제2 단부에자기정렬된것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 19] 제18항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 1×1012cm-2 내지 약 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 20] 제18항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 3.5×1012cm-2 내지 약 6.5×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 22] 제21항에 있어서,상기제1 및 제2 베이스 차폐 영역은 상기 절연 게이트 전극의 상기 제1 및 제2 단부에자기정렬된것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 23] 제21항에 있어서,상기 절연 게이트 전극, 상기 제1 소오스 영역, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 전이 영역이 모여 약 0.25 미크론보다 작은 채널 길이를 가진 제1 횡방향 인핸스먼트모드정의하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 24] 제23항에 있어서,상기 절연 게이트 전극, 상기 제2 소오스 영역, 상기 제2 베이스 영역 및 상기 전이 영역이 모여 약 0.25 미크론보다 작은 채널 길이를 가진 제2 횡방향 인핸스먼트모드정의하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 25] 제24항에 있어서,순방향온-상태 전도 동안에, 상기 제1 및 제2 횡방향 인핸스먼트 모드 mosfet이 상기 전이 영역의 상기 제한된 네크를 수직으로 관통하는제1 도전형의다수캐리어공급하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 27] 제26항에 있어서,상기 제1 깊이는 상기 제2 깊이와 거의 같은 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 28] 제26항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 1×1012cm-2 내지 약 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 30] 제29항에 있어서,상기 전이 영역은 불균일하게도핑된것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 31] 제30항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 제1 표면에 대해 수직으로 리트로그레이드된제1 도전형도핑프로파일가진것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 33] 제32항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 약 1×1012cm-2 내지 약 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 38] 제37항에 있어서,상기 전이 영역에서의 제1 도전형 도펀트 최고 농도는 상기 표면에서의 리트로그레이드된 제1 도전형 도핑 프로파일 값보다 적어도 열 배 큰 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 39] 제37항에 있어서,상기제1 및 제2 절연 전극은 상기 제1및제2소오스영역과전기적연결된것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 40] 제37항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 1×1012cm-2 내지 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 41] 제37항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 3.5×1012cm-2 내지 6.5×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 42] 제37항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 비정류 접합의 너비를 곱한 값이 1×1012cm-2 내지 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 43] 제37항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비 그리고 상기 메사의 너비를 곱한 값이 2×1015cm-1보다 작은 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 44] 제37항에 있어서,상기 제1 소오스 영역과 상기 제1 베이스 영역은 상기 절연 게이트 전극에자기정렬되어있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 45] 제37항에 있어서,상기 제1 베이스 영역과 상기 드리프트 영역 사이에서 확장하며 상기 제1 베이스 영역보다 고농도로 도핑된 제2 도전형의 제1 차폐 영역; 및상기 제2 베이스 영역과 상기 드리프트 영역 사이에서 확장하며 상기 제2 베이스 영역보다 고농도로 도핑된제2도전형의제2차폐영역더포함하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 46] 제45항에 있어서,상기제1 및 제2 차폐 영역은 상기 전이 영역과 각각 p-n 정류 접합을 형성하며, 상기 전이 영역은 상기 표면에 대해 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 및 제2 차폐 영역 사이 너비를 곱한 값이 1×1012cm-2 내지 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 47] 제37항에 있어서,상기 드리프트 영역은 상기 표면에 대해 수직으로 리트로그레이드된제1 도전형도핑프로파일내부에가진것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 48] 제37항에 있어서,상기 절연 게이트 전극은 상기 제1 및 제2 소오스 영역과, 상기 제1및제2베이스영역및사이전이영역반대쪽확장하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 49] 제40항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도는 약 1×1017cm-3보다 크고, 상기 표면은 상기 절연 게이트 전극과 상기 전이 영역 사이의 계면을 정의하며, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 농도는 상기 표면에서 약 2×1016cm-3보다 작은 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 50] 제39항에 있어서,상기 제1 절연 전극은 상기 제1 트렌치의 측벽에서상기제1베이스영역및상기제1소오스영역과오믹콘택하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 51] 제45항에 있어서,상기 비정류 접합은 상기 제1및제2차폐 영역사이확장하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 52] 제37항에 있어서,상기 반도체 기판 안에 제3 트렌치를 더 포함하고 상기 제2 및 제3 트렌치는 그들 사이에 상기 드리프트 영역이 확장하는더미메사정의하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 53] 제52항에 있어서,상기 더미 메사 안으로 확장하며 상기 제1 및 제2 소오스 영역과 전기적으로 연결된제2도전형제3베이스영역더포함하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 54] 제53항에 있어서,상기제2 및 제3 트렌치 사이에서 확장하는 더미 메사의 너비는 상기 제1 및 제2 트렌치 사이에서 확장하는상기메사너비동일한것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 55] 제52항에 있어서,상기 제3 트렌치 내부의 제3 절연 전극;상기 더미 메사 상의 필드 플레이트 절연막; 및상기 필드 플레이트 절연막 상에서 확장하며 상기 제1 , 제2 및 제3 절연 전극과 전기적으로 연결된소오스전극더포함하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 56] 제55항에 있어서,상기제1 및 제2 트렌치 사이의 간격은 상기 제2및제3트렌치사이의간격동일한것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 58] 제57항에 있어서,상기 전이 영역에서의 제1 도전형 도펀트 최고 농도는 상기 표면에서의 리트로그레이드된 제1 도전형 도핑 프로파일 값보다 적어도 열 배 큰 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 59] 제57항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 1×1012cm-2 내지 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 60] 제57항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 3.5×1012cm-2 내지 6.5×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 61] 제57항에 있어서,상기 제1 베이스 영역과 상기 드리프트 영역 사이에서 확장하며 상기 제1 베이스 영역보다 고농도로 도핑된 제2 도전형 제1 차폐 영역; 및상기 제2 베이스 영역과 상기 드리프트 영역 사이에서 확장하며 상기 제2 베이스 영역보다 고농도로 도핑된제2도전형제2차폐영역더포함하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 62] 제61항에 있어서,상기제1 및 제2 차폐 영역은 상기 전이 영역과 각각 p-n 정류 접합을 형성하며, 상기 전이 영역은 상기 표면에 대해 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 및 제2 차폐 영역 사이 너비를 곱한 값이 1×1012cm-2 내지 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 63] 제62항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도는 약 1×1017cm-3보다 크고, 상기 표면은 상기 절연 게이트 전극과 상기 전이 영역 사이의 계면을 정의하며, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 농도는 상기 표면에서 약 2×1016cm-3보다 작은 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 65] 제64항에 있어서,상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 트렌치의 측벽 사이에서 확장하고, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 드리프트 영역과 각각 p-n 정류 접합과 비정류 접합을 형성하며, 상기 절연 게이트 전극이 상부에서 확장하는 상기 메사의 표면에 대해 수직으로 리트로그레이드된 제1 도전형 도핑 프로파일을 가진제1 도전형전이영역더포함하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 66] 제64항에 있어서,상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 트렌치의 측벽 사이에서 확장하고, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 드리프트 영역과 각각 p-n 정류 접합과 비정류 접합을 형성하는 제1 도전형 전이 영역을 더 포함하고, 상기 전이 영역은 상기 기판의 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 3.5×1012cm-2 내지 6.5×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 68] 제67항에 있어서,상기 너비의 메사와 상기 전이 영역 아래에서 확장하는 상기 메사 부분 안의 제1 도전형 전하 양의 곱이 2×109cm-1 내지 2×1010cm-1범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 69] 제67항에 있어서,상기 반도체 기판 안에 제3 및 제4 트렌치를 더 포함하고 상기 제2 및 제3 트렌치는 그들 사이에 상기 드리프트 영역이 확장하는 제1 더미 메사를 정의하고 상기 제3 및 제4 트렌치는 그들 사이에 상기 드리프트 영역이 확장하는제2더미메사정의하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 71] 제70항에 있어서,상기제1 및 제2 베이스 영역 사이에서 확장하고, 상기 드리프트 영역과 비정류 접합을 형성하며, 상기 표면에 대해 수직으로 리트로그레이드된 제1 도전형 도핑 프로파일을 가진 제1 도전형 전이 영역을 더 포함하고, 상기 소오스 전극은 상기 제1 및 제2 절연 게이트 전극의 서로 마주보는측벽사이확장하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 72] 제71항에 있어서,상기 전이 영역에서의 제1 도전형 도펀트 최고 농도는 상기 표면에서의 리트로그레이드된 제1 도전형 도핑 프로파일 값보다 적어도 열 배 큰 것특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 73] 제72항에 있어서,상기 도전 영역nan은더미게이트전극포함하는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 74] 제71항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 1×1012cm-2 내지 7×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 75] 제71항에 있어서,상기 전이 영역은 상기 표면에 대한 제1 깊이에서 제1 도전형 도펀트의 최고 농도를 가지고, 상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 3.5×1012cm-2 내지 6.5×1012cm-2범위안에있는것을특징으로 하는종형 전력 소자. [청구항 89] 제88항에 있어서,상기 전이 영역 안의 상기 제1 도전형 도펀트의 최고 농도와 상기 제1 깊이에서의 상기 전이 영역의 너비를 곱한 값이 3.5×1012cm-2 내지 6.5×1012cm-2 범위 안에 있고, 상기 너비의 메사와 상기 전이 영역 아래에서 확장하는 상기 메사 부분 안의 제1 도전형 전하 양의 곱이 2×109cm-1 내지 2×1010cm-1범위안에있는것을특징으로 하는집적 전력 소자.