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DE10310552B4

Field effect transistor

Abstract

Field effect transistor comprising: a substrate (30) having a doping of a first conductivity type; a drain region (50, 52, 54) in the substrate (30) having a doping of a second, opposite to the first conductivity type conductivity type; a source region (40) in the substrate (30) of the drain region (50, 52, 54) is laterally spaced, with a doping of the second conductivity type; a channel region (98) in the substrate (30) disposed between the source region (40) and the drain region (50, 52, 54); anda plurality of sections (102) having a dopant of the second conductivity type, the perpendicular in a first direction to a surface of the drain region (50, 52, 54) are in electrical contact and, starting from the drain region (50, 52, 54) (32) of the substrate (30) in the substrate (30), said sections (102) in the lateral direction by spaces (104) directly to the drain region (50, 52, 54) adjoin, and a doping of the first conductivity type have, spaced apart, so that below the drain region (50, 52, 54) in the lateral direction alternately areas (102, 104) are arranged with the first conductivity type and the second conductivity type, the drain region has a highly doped drain portion (50) and a lightly doped drain portion (52, 54) with one or more drain portions in which or in which a doping concentration towards the channel region (98) decreases continuously or stepwise, and said sections (102) are located just below the highly doped drain portion (50) and the lightly doped drain portion (52, 54), so that a minimum drain voltage at which a drain-substrate capacitance does not change, is reduced.

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Expired 11 March 2023, 3.5 years ago.

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  1. 1
    Feldeffekttransistor mit:Feldeffekttransistor mit: einem Substrat (30) mit einer Dotierung eines ersten Leitfähigkeitstyps;einem Drainbereich (50, 52, 54) in dem Substrat (30) mit einer Dotierung eines zweiten, zu dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps;einem Sourcebereich (40) in dem Substrat (30), der von dem Drainbereich (50, 52, 54) lateral beabstandet ist, mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps;einem Kanalbereich (98) in dem Substrat (30), der zwischen dem Sourcebereich (40) und dem Drainbereich (50, 52, 54) angeordnet ist;und einer Mehrzahl von Abschnitten (102) mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps, die mit dem Drainbereich (50, 52, 54) in elektrischem Kontakt sind und sich ausgehend von dem Drainbereich (50, 52, 54) in einer ersten Richtung senkrecht zu einer Oberfläche (32) des Substrats (30) in das Substrat (30) erstrecken, wobei die Abschnitte (102) in lateraler Richtung durch Zwischenräume (104), die unmittelbar an den Drainbereich (50, 52, 54) angrenzen und eine Dotierung des ersten Leitfähigkeitstyps aufweisen, voneinander beabstandet sind, so dass unterhalb des Drainbereichs (50, 52, 54) in lateraler Richtung alternierend Gebiete (102, 104) mit dem ersten Leitfähigkeitstyp und mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp angeordnet sind, wobei der Drainbereich einen hochdotierten Drainteilbereich (50) und einen niedrig dotierten Drainteilbereich (52, 54) mit einem oder mehreren Drainabschnitten aufweist, in dem oder in denen eine Dotierungskonzentration in Richtung zu dem Kanalbereich (98) kontinuierlich oder stufenweise abnimmt, und wobei die Abschnitte (102) nur unter dem hochdotierten Drainteilbereich (50) und dem niedrig dotierten Drainteilbereich (52, 54) angeordnet sind, so dass eine minimale Drainspannung, ab der sich eine Drain-Substrat-Kapazität nicht mehr ändert, reduziert ist. Field effect transistor comprising: a substrate (30) With a doping of a first conductivity type;a drain region (50. 52. 54) In the substrate (30) With a doping of a second, opposite to the first conductivity type conductivity type;a source region (40) In the substrate (30) Extending from the drain region (50. 52. 54) Is spaced laterally, with a doping of the second conductivity type;a channel region (98) In the substrate (30) Connected between the source region (40) And the drain region (50. 52. 54) Is disposed;and a plurality of sections (102) With a doping of the second conductivity type to the drain region (50. 52. 54) Are in electrical contact and, starting from the drain region (50. 52. 54) In a first direction perpendicular to a surface (32) Of the substrate (30) In the substrate (30), Wherein the sections (102) In a lateral direction by gaps (104), Which directly to the drain region (50. 52. 54) Adjacent and having a doping of the first conductivity type, spaced from each other, so that below the drain region (50. 52. 54) Laterally alternating regions (102. 104) Are arranged with the first conductivity type and the second conductivity type, the drain region has a highly doped drain portion (50) And a lightly doped drain portion (52. 54) With one or more drain sections in which or in which a doping concentration in the direction of the channel region (98) Continuously or gradually decreases, and wherein the sections (102) Just under the highly doped drain portion (50) And the lightly doped drain portion (52. 54) Are arranged so that a minimum drain voltage at which a drain-substrate capacitance does not change, is reduced. einem Substrat (30) mit einer Dotierung eines ersten Leitfähigkeitstyps;einem Drainbereich (50, 52, 54) in dem Substrat (30) mit einer Dotierung eines zweiten, zu dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps;einem Sourcebereich (40) in dem Substrat (30), der von dem Drainbereich (50, 52, 54) lateral beabstandet ist, mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps;einem Kanalbereich (98) in dem Substrat (30), der zwischen dem Sourcebereich (40) und dem Drainbereich (50, 52, 54) angeordnet ist;und einer Mehrzahl von Abschnitten (102) mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps, die mit dem Drainbereich (50, 52, 54) in elektrischem Kontakt sind und sich ausgehend von dem Drainbereich (50, 52, 54) in einer ersten Richtung senkrecht zu einer Oberfläche (32) des Substrats (30) in das Substrat (30) erstrecken, wobei die Abschnitte (102) in lateraler Richtung durch Zwischenräume (104), die unmittelbar an den Drainbereich (50, 52, 54) angrenzen und eine Dotierung des ersten Leitfähigkeitstyps aufweisen, voneinander beabstandet sind, so dass unterhalb des Drainbereichs (50, 52, 54) in lateraler Richtung alternierend Gebiete (102, 104) mit dem ersten Leitfähigkeitstyp und mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp angeordnet sind, wobei der Drainbereich einen hochdotierten Drainteilbereich (50) und einen niedrig dotierten Drainteilbereich (52, 54) mit einem oder mehreren Drainabschnitten aufweist, in dem oder in denen eine Dotierungskonzentration in Richtung zu dem Kanalbereich (98) kontinuierlich oder stufenweise abnimmt, und wobei die Abschnitte (102) nur unter dem hochdotierten Drainteilbereich (50) und dem niedrig dotierten Drainteilbereich (52, 54) angeordnet sind, so dass eine minimale Drainspannung, ab der sich eine Drain-Substrat-Kapazität nicht mehr ändert, reduziert ist.
  2. 2
    Feldeffekttransistor mit:einem Substrat (30) mit einer Dotierung eines ersten Leitfähigkeitstyps;einem Drainbereich (50, 52, 54) in dem Substrat (30) mit einer Dotierung eines zweiten, zu dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps;einem Sourcebereich (40) in dem Substrat (30), der von dem Drainbereich (50, 52, 54) lateral beabstandet ist, mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps;einem Kanalbereich (98) in dem Substrat (30), der zwischen dem Sourcebereich (40) und dem Drainbereich (50, 52, 54) angeordnet ist;einem Verbindungsabschnitt (108) mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps, der mit dem Drainbereich (50, 52, 54) in elektrischem Kontakt ist und sich ausgehend von dem Drainbereich (50, 52, 54) in einer ersten Richtung senkrecht zu einer Oberfläche (32) des Substrats (30) in das Substrat (30) erstrecken;und einer Mehrzahl von Abschnitten (106) mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps, die mit dem Verbindungsabschnitt (108) in elektrischem Kontakt sind und sich ausgehend von dem Verbindungsabschnitt (108) in einer zweiten Richtung parallel zu der Oberfläche (32) des Substrats (30) unter den Drainbereich (50, 52, 54) erstrecken, wobei die Abschnitte (106) in der ersten Richtung voneinander durch Zwischenräume (110), die unmittelbar an den Verbindungsabschnitt (108) angrenzen und eine Dotierung des ersten Leitfähigkeitstyps aufweisen, beabstandet sind, so dass unterhalb des Drainbereichs (50, 52, 54) entlang der ersten Richtung ausgehend von dem Drainbereich (50, 52, 54) alternierend Gebiete mit dem ersten Leitfähigkeitstyp und mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp angeordnet sind, wobei der Drainbereich einen hochdotierten Drainteilbereich (50) und einen niedrig dotierten Drainteilbereich (52, 54) mit einem oder mehreren Drainabschnitten aufweist, in dem oder in denen eine Dotierungskonzentration in Richtung zu dem Kanalbereich (98) kontinuierlich oder stufenweise abnimmt, und wobei die Abschnitte (106) nur unter dem hochdotierten Drainteilbereich (50) und dem niedrig dotierten Drainteilbereich (52, 54) angeordnet sind, so dass eine minimale Drainspannung, ab der sich eine Drain-Substrat-Kapazität nicht mehr ändert, reduziert ist. Field effect transistor comprising: a substrate (30) With a doping of a first conductivity type;a drain region (50. 52. 54) In the substrate (30) With a doping of a second, opposite to the first conductivity type conductivity type;a source region (40) In the substrate (30) Extending from the drain region (50. 52. 54) Is spaced laterally, with a doping of the second conductivity type;a channel region (98) In the substrate (30) Connected between the source region (40) And the drain region (50. 52. 54) Is disposed;a connecting portion (108) With a doping of the second conductivity type to the drain region (50. 52. 54) Is in electrical contact and, starting from the drain region (50. 52. 54) In a first direction perpendicular to a surface (32) Of the substrate (30) In the substrate (30) Extend;and a plurality of sections (106) With a doping of the second conductivity type with the connecting portion (108) Are in electrical contact and, starting from the connecting portion (108) In a second direction parallel to the surface (32) Of the substrate (30) Under the drain region (50. 52. 54), Wherein the sections (106) In the first direction from one another by intermediate spaces (110) That immediately at the connecting portion (108) Are adjacent and have a doping of the first conductivity type are spaced apart, so that below the drain region (50. 52. 54) Along the first direction from the drain region (50. 52. 54) Are alternately arranged regions having the first conductivity type and the second conductivity type, the drain region has a highly doped drain portion (50) And a lightly doped drain portion (52. 54) With one or more drain sections in which or in which a doping concentration in the direction of the channel region (98) Continuously or gradually decreases, and wherein the sections (106) Just under the highly doped drain portion (50) And the lightly doped drain portion (52. 54) Are arranged so that a minimum drain voltage at which a drain-substrate capacitance does not change, is reduced. Feldeffekttransistor mit: einem Substrat (30) mit einer Dotierung eines ersten Leitfähigkeitstyps;einem Drainbereich (50, 52, 54) in dem Substrat (30) mit einer Dotierung eines zweiten, zu dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps;einem Sourcebereich (40) in dem Substrat (30), der von dem Drainbereich (50, 52, 54) lateral beabstandet ist, mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps;einem Kanalbereich (98) in dem Substrat (30), der zwischen dem Sourcebereich (40) und dem Drainbereich (50, 52, 54) angeordnet ist;einem Verbindungsabschnitt (108) mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps, der mit dem Drainbereich (50, 52, 54) in elektrischem Kontakt ist und sich ausgehend von dem Drainbereich (50, 52, 54) in einer ersten Richtung senkrecht zu einer Oberfläche (32) des Substrats (30) in das Substrat (30) erstrecken;und einer Mehrzahl von Abschnitten (106) mit einer Dotierung des zweiten Leitfähigkeitstyps, die mit dem Verbindungsabschnitt (108) in elektrischem Kontakt sind und sich ausgehend von dem Verbindungsabschnitt (108) in einer zweiten Richtung parallel zu der Oberfläche (32) des Substrats (30) unter den Drainbereich (50, 52, 54) erstrecken, wobei die Abschnitte (106) in der ersten Richtung voneinander durch Zwischenräume (110), die unmittelbar an den Verbindungsabschnitt (108) angrenzen und eine Dotierung des ersten Leitfähigkeitstyps aufweisen, beabstandet sind, so dass unterhalb des Drainbereichs (50, 52, 54) entlang der ersten Richtung ausgehend von dem Drainbereich (50, 52, 54) alternierend Gebiete mit dem ersten Leitfähigkeitstyp und mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp angeordnet sind, wobei der Drainbereich einen hochdotierten Drainteilbereich (50) und einen niedrig dotierten Drainteilbereich (52, 54) mit einem oder mehreren Drainabschnitten aufweist, in dem oder in denen eine Dotierungskonzentration in Richtung zu dem Kanalbereich (98) kontinuierlich oder stufenweise abnimmt, und wobei die Abschnitte (106) nur unter dem hochdotierten Drainteilbereich (50) und dem niedrig dotierten Drainteilbereich (52, 54) angeordnet sind, so dass eine minimale Drainspannung, ab der sich eine Drain-Substrat-Kapazität nicht mehr ändert, reduziert ist.
  3. 3
    Feldeffekttransistor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Mehrzahl der Abschnitte (102;106) so ausgebildet ist, dass bei Anliegen einer vorbestimmten Drainspannung der an den Drainbereich (50, 52, 54) angrenzende Abschnitt des Substrats (30) vollständig verarmt. Field effect transistor according to claim 1 or 2, wherein the plurality of the sections (102;106is) is formed so that upon application of a predetermined drain voltage to the drain region of the (50. 52. 54) Adjacent portion of the substrate (30) Completely depleted. Feldeffekttransistor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Mehrzahl der Abschnitte (102;106) so ausgebildet ist, dass bei Anliegen einer vorbestimmten Drainspannung der an den Drainbereich (50, 52, 54) angrenzende Abschnitt des Substrats (30) vollständig verarmt.
  4. 4
    Feldeffekttransistor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Substrat (30) ein Grundsubstrat (10) mit einer Oberfläche (14) und eine auf die Oberfläche (14) des Grundsubstrats (10) epitaktisch aufgewachsene Epitaxieschicht (20) aufweist, wobei der Sourcebereich (40), der Drainbereich (50, 52, 54) und der Kanalbereich (98) in der Epitaxieschicht (20) angeordnet sind, und wobei die Mehrzahl der Abschnitte (102;106) zwischen dem Drainbereich (50, 52, 54) und dem Grundsubstrat (10) angeordnet sind. Field effect transistor according to one of claims 1 to 3, wherein the substrate (30) A base substrate (10) Having a surface (14) And to the surface (14) Of the base substrate (10) Epitaxially grown epitaxial layer (20), Wherein the source region (40), The drain region (50. 52. 54) And the channel region (98) In the epitaxial layer (20) Are arranged, and wherein the plurality of the sections (102;106) Between the drain region (50. 52. 54) And the base substrate (10are arranged). Feldeffekttransistor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Substrat (30) ein Grundsubstrat (10) mit einer Oberfläche (14) und eine auf die Oberfläche (14) des Grundsubstrats (10) epitaktisch aufgewachsene Epitaxieschicht (20) aufweist, wobei der Sourcebereich (40), der Drainbereich (50, 52, 54) und der Kanalbereich (98) in der Epitaxieschicht (20) angeordnet sind, und wobei die Mehrzahl der Abschnitte (102;106) zwischen dem Drainbereich (50, 52, 54) und dem Grundsubstrat (10) angeordnet sind.
  5. 5
    Feldeffekttransistor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Feldeffekttransistor ein LDMOS-Feldeffekttransistor ist. Field effect transistor according to one of claims 1 to 4, wherein said field effect transistor is an LDMOS field effect transistor. Feldeffekttransistor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Feldeffekttransistor ein LDMOS-Feldeffekttransistor ist.
  6. 6
    Halbleiterchip mit einem Feldeffekttransistor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5. Semiconductor chip having a field effect transistor according to any one of claims 1 to fifth Halbleiterchip mit einem Feldeffekttransistor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.