Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

Kapitel 3 Laterale Superjunction‐Leistungstransistoren
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Abbildung 3.15: Trade‐Off der verschiedenartigen Lateraltransistoren mit d = 15 µm
im Vergleich.
3.4 Das CoolMOS TM ‐Konzept
Die Umsetzung des Kompensationsprinzips in ein kommerzielles Produkt erfolgte
erstmals mit einer neuartigen, von der Firma Infineon Technologies entwickelten
MOS‐Technologie namens CoolMOS TM [LDK99][LDM98]. Der Aufbau eines solchen
vertikalen Bauelements ergibt sich aus Abb. 3.16. Der CoolMOS TM ähnelt dem
konventionellen vertikalen Leistungs‐MOSFET, jedoch ermöglicht die CoolMOS TM ‐
Struktur durch Einbringen von p‐Streifen in die n‐Driftzone eine Senkung des
Durchlasswiderstandes um den Faktor fünf bis zehn, verglichen mit konventionellen
Leistungs‐MOSFETs, bei unveränderter Chipfläche [DMS98]. Diese Besonderheit ist
die Folge der räumlichen Trennung der p‐ und n‐Gebiete innerhalb einer Transistor‐
zelle und der Kompensation der Akzeptoren und Donatoren. Im eingeschalteten
Zustand stellt das hoch dotierte n‐Gebiet viele freie Elektronen für den Stromfluss
zur Verfügung, im Sperrfall werden die p‐ und n‐Streifen bei relativ geringer Sperr‐
spannung vollständig ausgeräumt und die Streifenstruktur verhält sich wie ein
intrinsischen Halbleiter mit flacher Feldstärkeverteilung. Dadurch ergibt sich für
einen CoolMOS TM ein lineares Silizium‐Limit (RDS(on)·A ~ U(BR)DSS). Werden mehrere
einzelne Transistorzellen auf einer gemeinsamen Drain parallelgeschaltet, so kann
ein CoolMOS TM höhere Ströme führen.