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DE-102019009281-B4 - EIN HALBLEITERBAUELEMENT UND EIN VERFAHREN ZUM BILDEN EINES HALBLEITERBAUELEMENTS

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Abstract

Ein Halbleiterbauelement, umfassend: eine Kontaktmetallisierungsschicht (120), die auf einem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist und Aluminium umfasst; eine anorganische Passivierungsstruktur (130), die auf dem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist; eine organische Passivierungsschicht (140), wobei ein erster Teil der organischen Passivierungsschicht (140) auf der Kontaktmetallisierungsschicht (120) angeordnet ist und ein zweiter Teil der organischen Passivierungsschicht (140) auf der anorganischen Passivierungsstruktur (130) angeordnet ist; und eine Schicht (260, 652), wobei ein erster Teil der Schicht (260, 652) in Kontakt mit der Kontaktmetallisierungsschicht (120) ist, wobei ein zweiter Teil der Schicht (260, 652) in Kontakt mit der anorganischen Passivierungsstruktur (130) ist, wobei ein dritter Teil der Schicht (260, 652) in einem Bereich lateral zwischen der Kontaktmetallisierungsschicht (120) und der anorganischen Passivierungsstruktur (130) auf dem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist, wobei die Schicht (260, 652) eine Siliziumnitridschicht oder eine elektrisch leitfähige Schicht ist.

Inventors

  • Jens Peter Konrath
  • Grzegorz Lupina
  • Hiroshi Narahashi
  • Andreas Voerckel
  • Stefan Woehlert
  • Jochen Hilsenbeck
  • Stefan KRAMP
  • Wolfgang Bergner
  • Romain Esteve
  • Richard Gaisberger
  • Florian Grasse
  • Ravi Keshav Joshi
  • Stefan KRIVEC

Assignees

  • INFINEON TECHNOLOGIES AG

Dates

Publication Date
20260507
Application Date
20190104
Priority Date
20180410

Claims (20)

  1. Ein Halbleiterbauelement, umfassend: eine Kontaktmetallisierungsschicht (120), die auf einem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist und Aluminium umfasst; eine anorganische Passivierungsstruktur (130), die auf dem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist; eine organische Passivierungsschicht (140), wobei ein erster Teil der organischen Passivierungsschicht (140) auf der Kontaktmetallisierungsschicht (120) angeordnet ist und ein zweiter Teil der organischen Passivierungsschicht (140) auf der anorganischen Passivierungsstruktur (130) angeordnet ist; und eine Schicht (260, 652), wobei ein erster Teil der Schicht (260, 652) in Kontakt mit der Kontaktmetallisierungsschicht (120) ist, wobei ein zweiter Teil der Schicht (260, 652) in Kontakt mit der anorganischen Passivierungsstruktur (130) ist, wobei ein dritter Teil der Schicht (260, 652) in einem Bereich lateral zwischen der Kontaktmetallisierungsschicht (120) und der anorganischen Passivierungsstruktur (130) auf dem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist, wobei die Schicht (260, 652) eine Siliziumnitridschicht oder eine elektrisch leitfähige Schicht ist.
  2. Das Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1 , wobei die Schicht (260, 652) eine Ätzstoppschicht ist.
  3. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Teil der Schicht (260) zwischen der Kontaktmetallisierungsschicht (120) und der organischen Passivierungsschicht (140) angeordnet ist.
  4. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 , wobei der erste Teil der Schicht (652) zwischen der Kontaktmetallisierungsschicht (120) und dem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist.
  5. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Teil der Schicht (260) zwischen der anorganische Passivierungsstruktur (130) und der organischen Passivierungsschicht (140) angeordnet ist.
  6. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 - 4 , wobei der zweite Teil der Schicht (652) zwischen der anorganische Passivierungsstruktur (130) und dem Halbleitersubstrat (110) angeordnet ist.
  7. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 - 5 , wobei die Schicht (652) eine Titan-Aluminiumlegierungsschicht ist.
  8. Das Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 7 , wobei die Schicht (652) eine zweite Teilschicht einer Barriereschicht ist, wobei eine erste Teilschicht (651) der Barriereschicht eine Titanschicht ist.
  9. Das Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 7 , wobei der erste Teil der Schicht (652) in Kontakt mit der ersten Teilschicht (651) und in Kontakt mit der Kontaktmetallisierungsschicht (120) ist.
  10. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Dicke der anorganischen Passivierungsstruktur (130) zumindest 500 nm ist.
  11. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die anorganische Passivierungsstruktur (130) zumindest eine Siliziumoxidschicht (231) mit einer Dicke von zumindest 300 nm und höchstens 5 µm umfasst.
  12. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die anorganische Passivierungsstruktur (130) zumindest eine Nitridschicht (232) mit einer Dicke von zumindest 300 nm und höchstens 900 nm umfasst.
  13. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine laterale Distanz (d1) zwischen der anorganischen Passivierungsstruktur (130) und der Kontaktmetallisierungsschicht (120) größer ist als eine Dicke (t1) der Kontaktmetallisierungsschicht (120).
  14. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine laterale Distanz (d1) zwischen der anorganischen Passivierungsstruktur (130) und der Kontaktmetallisierungsschicht (120) kleiner als eine Breite (w1) der anorganischen Passivierungsstruktur (130) ist.
  15. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die organische Passivierungsschicht (140) eine Polyimidschicht mit einer Dicke von zumindest 1 µm und höchstens 50 µm ist.
  16. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Formmassestruktur in Kontakt mit der organischen Passivierungsschicht (140).
  17. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Halbleitersubstrat (110) eine Driftregion (211) einer elektrischen Struktur umfasst, die Dotierstoffe eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, wobei das Halbleitersubstrat (110) eine Randabschlussregion (215), umfassend Dotierstoffe eines zweiten Leitfähigkeitstyps, umfasst, wobei sich die Randabschlussregion (215) lateral von einer Kontaktregion in Richtung eines Randes (202) des Halbleitersubstrats (110) erstreckt, zumindest teilweise unterhalb der anorganischen Passivierungsstruktur (130), wobei die Randabschlussregion (215) ohmisch mit der Kontaktmetallisierungsschicht (120) verbunden ist.
  18. Das Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 17 , wobei eine laterale Distanz (d2) zwischen der anorganischen Passivierungsstruktur (130) und dem Rand (202) des Halbleitersubstrats (110) kleiner ist als eine laterale Distanz (d3) zwischen der Randabschlussregion (215) und dem Rand (202) des Halbleitersubstrats (110).
  19. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Bonddraht oder eine Lötstruktur in Kontakt mit der Kontaktmetallisierungsschicht (120) ist.
  20. Das Halbleiterbauelement gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Halbleitersubstrat (110) ein breites-Bandabstand-Material-Halbleitersubstrat ist.

Description

GEBIET Beispiele beziehen sich auf Passivierungskonzepte für Halbleiterbauelemente und insbesondere auf ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zum Bilden eines Halbleiterbauelements. HINTERGRUND Halbleiterbauelemente können sehr hohe elektrische Felder an der Oberfläche der Randabschlussregion erleben, sodass eine Passivierung mit einem Material, das einen guten Durchbruchwiderstand aufweist, erforderlich sein kann. Lösungen, die organische Passivierung verwenden, sind anfällig für das Ansammeln von Feuchtigkeit und können Korrosion verursachen. Lösungen, die anorganische Passivierung verwenden, können anfällig für thermo-mechanische Beanspruchung sein. In diesem Kontext können, wenn die anorganische Passivierung in Kontakt mit der Metallisierungsschicht ist und diese Anordnung thermo-mechanischer Beanspruchung ausgesetzt ist, Risse auftreten. Die Dokumente US 2015/0091161 A1 und US 5 284 801 A beschreiben bekannte Halbleiterbauelemente. Daher ist eine Passivierung, die hohe elektrische Felder, Feuchtigkeit und mechanischer Beanspruchung berücksichtigt, wichtig für das Durchbruchverhalten und die langfristige Zuverlässigkeit von Halbleiterbauelementen. ZUSAMMENFASSUNG Es besteht ein Bedarf zum Bereitstellen von Konzepten für eine Passivierung von Halbleiterbauelementen, die Verbesserungen der Robustheit und/oder Zuverlässigkeit der Halbleiterbauelemente erlauben. Ein solcher Bedarf kann durch den Gegenstand der Ansprüche erfüllt sein. Beispiele beziehen sich auf ein Halbleiterbauelement umfassend eine Kontaktmetallisierungsschicht, die auf einem Halbleitersubstrat angeordnet ist und Aluminium umfasst, und eine anorganische Passivierungsstruktur, die auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist. Ferner umfasst das Halbleiterbauelement eine organische Passivierungsschicht und eine Schicht. Ein erster Teil der organischen Passivierungsschicht ist auf der Kontaktmetallisierungsschicht angeordnet und ein zweiter Teil der organischen Passivierungsschicht ist auf der anorganischen Passivierungsstruktur angeordnet. Ein erster Teil der Schicht ist in Kontakt mit der Kontaktmetallisierungsschicht und ein zweiter Teil der Schicht ist in Kontakt mit der anorganischen Passivierungsstruktur. Ein dritter Teil der Schicht ist in einem Bereich lateral zwischen der Kontaktmetallisierungsschicht und der anorganischen Passivierungsstruktur auf dem Halbleitersubstrat angeordnet. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN Nachfolgend werden einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren ausschließlich beispielhaft und Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen gilt:1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Halbleiterbauelements;2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Halbleiterbauelements;3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bilden eines Halbleiterbauelements;4 zeigte einen schematischen Querschnitt eines Halbleiterbauelements nach einer Abscheidung einer Kontaktmetallisierungsschicht;5 zeigt einen schematischen Querschnitt des Halbleiterbauelements von 4 nach einem Abscheiden einer anorganischen Passivierungsstruktur;6A-F zeigen schematische Querschnitte eines Teils eines Siliziumkarbid-Diodenbauelements, das eine TiAl3-Puffer-Teilschicht umfasst;7A-C zeigen schematische Querschnitte eines Teils eines Siliziumkarbidbauelements, das eine Oxidzwischenschicht aufweist;8A-C zeigen schematische Querschnitte eines Teils eines zweiten Siliziumkarbidbauelements, das eine Oxidzwischenschicht aufweist; und9 zeigt schematische Querschnitte eines Teils eines dritten Siliziumkarbidbauelements, das eine Oxidzwischenschicht aufweist. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Regionen der Klarheit halber übertrieben sein. Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, sind dementsprechend einige bestimmte Beispiele derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Beschreibung weitere Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Beispiele können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Rahmen der Offenbarung fallen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Vergleich miteinander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen. Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischenelemente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle