Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

Kapitel 3
Laterale Superjunction‐Leistungs‐
transistoren
In den letzten Jahren hat sich eine rasante Entwicklung im Bereich der Leistungs‐
halbleiter vollzogen. Die treibenden Kräfte dafür sind ständige Fortschritte in der
Mikroelektronik, insbesondere die sogenannte Smart‐Power‐Integration von latera‐
len, integrierbaren Leistungstransistoren zusammen mit Ansteuerschaltungen und
Logikfunktionen auf einem Chip. Grundsätzliche Anforderungen an laterale
Leistungsbauelemente umfassen neben der Integrierbarkeit auch hohe Sperrfähigkeit
mit guten Durchlasseigenschaften, hohe Latch‐up‐Festigkeit, gutes Schaltverhalten,
geringe Größe und niedrige Kosten. In dem Bestreben, solche Anforderungen zu er‐
füllen, wurden im Verlauf der Zeit innovative Bauelementekonzepte eingeführt, die
schließlich zu Superjunction‐Bauelementen führten.
3.1 Lateral‐ und Vertikalkonzept bei Leistungs‐MOSFETs
Bei Leistungs‐MOS‐Transistoren unterscheidet man grundsätzlich je nach Strom‐
flussrichtung zwischen Lateral‐ und Vertikaltransistoren. Lateraltransistoren werden
mit der klassischen Planartechnologie gefertigt. Der Stromfluss in diesem Transistor
verläuft überwiegend parallel zur Chipoberfläche (Abb. 3.1a). Bei einem lateralen
Transistoraufbau sind Source‐ und Drainelektroden sowie Kanalgebiet der
Transistoren in der gleichen Ebene an der Chipoberfläche angeordnet. Laterale
Leistungs‐MOSFETs sind typischerweise integrierte Bestandteile von Smart Power
ICs (siehe Abschn. 3.2). Aufgrund des lateralen Stromflusses nahe der