Brevet FR3128823A1 — publié le 20230505

Dispositif électronique comprenant des transistors La présente description concerne un dispositif électronique (100) comprenant un substrat semiconducteur (102), des transistors (T) dont les grilles (120) sont contenues dans des premières tranchées (170) s'étendant dans le substrat et au moins un composant électronique (200), différent d'un transistor, formé au moins en partie dans une première région semiconductrice (210) contenue dans une deuxième tranchée (202) s'étendant dans le substrat semiconducteur parallèlement aux premières tranchées. Figure pour l'abrégé : Fig. 3 Dispositif électronique comprenant des transistors La présente description concerne de façon générale les dispositifs électroniques, et plus particulièrement des dispositifs électroniques comprenant des transistors. Dans certains dispositifs électroniques, des transistors à effet de champ sont utilisés à un état non passant pour bloquer des tensions élevées, typiquement supérieures à 10 V, par exemple de l'ordre de 40 V, voire supérieures à 100 V. De tels dispositifs peuvent comprendre des circuits de protection des transistors comprenant notamment un capteur de la température au niveau des transistors permettant de commander de façon adapter les transistors en fonction de la température mesurée. Le capteur de température peut comprendre différents composants électronique, notamment au moins une résistance et au moins une diode polarisée en direct, la tension aux bornes de la diode étant représentative de la température au niveau de la diode. Il est souhaitable que la diode utilisée pour la mesure de la température des transistors soit située au plus proche des transistors. Un objet d'un mode de réalisation est de prévoir un dispositif électronique comprenant des transistors et au moins un composant électronique supplémentaire palliant tout ou partie des inconvénients des transistors existants. Selon un objet d'un mode de réalisation, la distance entre le composant électronique et les transistors est réduite. Selon un objet d'un mode de réalisation, les étapes de fabrication du composant électronique et les étapes de fabrication des transistors sont au moins en partie communes. Un mode de réalisation prévoit un dispositif électronique comprenant un substrat semiconducteur, des transistors dont les grilles sont contenues dans des premières tranchées s'étendant dans le substrat et au moins un composant électronique, différent d'un transistor, formé au moins en partie dans une première région semiconductrice contenue dans une deuxième tranchée s'étendant dans le substrat semiconducteur parallèlement aux premières tranchées. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend, en outre : - un premier élément conducteur électriquement situé dans la deuxième tranchée, la première région semiconductrice s'étendant dans le premier élément conducteur électriquement ; - une première couche isolante électriquement entre le premier élément conducteur électriquement et le substrat semiconducteur ; et - une deuxième couche isolante électriquement entre la première région semiconductrice et le premier élément conducteur électriquement. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend, en outre : - au moins une troisième tranchée s'étendant dans le substrat semiconducteur au moins sur une partie le long de la deuxième tranchée, entre la deuxième tranchée et l'une des premières tranchées ; - un deuxième élément conducteur électriquement contenu dans la troisième tranchée ; et - une troisième couche isolante électriquement entre le deuxième élément conducteur électriquement et le substrat semiconducteur. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend deux troisièmes tranchées s'étendant dans le substrat semiconducteur de part et d'autre de la deuxième tranchée. Selon un mode de réalisation, chaque troisième tranchée est totalement disjointe de la deuxième tranchée. Selon un mode de réalisation, chaque troisième tranchée rejoint à chaque extrémité la deuxième tranchée, le deuxième élément conducteur électriquement étant jointif avec le premier élément conducteur électriquement. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend, en outre : - une quatrième tranchée s'étendant dans le substrat semiconducteur et entourant complétement la deuxième tranchée et chaque troisième tranchée, les premières tranchées étant du côté de la quatrième tranchée opposé à la deuxième tranchée ; - un troisième élément conducteur électriquement contenu dans la quatrième tranchée ; et - une quatrième couche isolante électriquement entre le troisième élément conducteur électriquement et le substrat semiconducteur. Selon un mode de réalisation, chaque transistor comprend : - une cinquième couche isolante électriquement entre la grille du transistor et le substrat semiconducteur et formant l'isolant de grille du transistor ; - un quatrième élément conducteur électriquement situé dans la première tranchée ; - une sixième couche isolante électriquement entre le quatrième élément conducteur électriquement et le substrat semiconducteur ; - une septième couche isolante électriquement entre le quatrième élément conducteur électriquement et la grille ; - une deuxième région semiconductrice du substrat semiconducteur, délimitée par la première tranchée contenant la grille ; et - un caisson semiconducteur en contact avec la deuxième région semiconductrice et l'isolant de grille, et dans lequel est situé le canal du transistor. Selon un mode de réalisation, la première région semiconductrice est dopée d'un premier type de conductivité, le dispositif électronique comprenant, en outre, au moins des troisième et quatrième régions semiconductrices s'étendant dans la première région semiconductrice et plus fortement dopées que la première région semiconductrice. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend des deuxièmes tranchées s'étendant dans le substrat semiconducteur et des premières régions semiconductrice contenues chacune dans l'une des deuxièmes tranchées, chaque première région semiconductrice étant dopée d'un premier type de conductivité, le dispositif électronique comprenant, en outre, des troisième et quatrième régions semiconductrices s'étendant dans chaque première région semiconductrice et plus fortement dopées que les premières régions semiconductrices. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend des troisièmes et quatrièmes régions semiconductrices s'étendant dans la première région semiconductrice et plus fortement dopées que la première région semiconductrice. Selon un mode de réalisation, les troisièmes régions semiconductrices sont connectées électriquement en parallèle et les quatrièmes régions semiconductrices sont connectées électriquement en parallèle. Selon un mode de réalisation, au moins l'une des troisièmes régions semiconductrices est connectée électriquement en série à l'une des quatrièmes régions semiconductrices. Selon un mode de réalisation, le composant électronique est une diode, la troisième région semiconductrice étant dopée du premier type de conductivité et la quatrième région semiconductrice étant dopée d'un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité. Selon un mode de réalisation, le composant électronique est une résistance, les troisième et quatrième régions semiconductrices étant dopées du premier type de conductivité. Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication du dispositif électronique tel que défini précédemment, dans lequel les premières tranchées et la deuxième tranchée sont formées simultanément. Un mode de réalisation prévoit également l'utilisation du dispositif électronique tel que défini précédemment, dans lequel, en fonctionnement, le premier élément conducteur électriquement et le deuxième élément conducteur électriquement sont connectés électriquement à une source d'un potentiel de référence. Selon un mode de réalisation, en fonctionnement, le troisième élément conducteur électriquement est connecté électriquement aux quatrièmes éléments conducteurs électriquement. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la est une vue en coupe latérale, partielle et schématique, d'un exemple de transistor à canal vertical ; la est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un dispositif électronique comprenant des transistors et un composant électronique supplémentaire ; la est une vue en coupe latérale, partielle et schématique, du dispositif de la ; la est une autre vue en coupe latérale, partielle et schématique, du dispositif de la ; la est une autre vue en coupe latérale, partielle et schématique, du dispositif de la ; la est une vue en perspective avec coupe, partielle et schématique, du dispositif des figures 2A à 2D ; la est une vue en coupe latérale, partielle et schématique, analogue à la illustrant un mode de réalisation des connexions des éléments du dispositif représenté sur les figures 2A à 2D et 3 ; la est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un mode de réalisation du dispositif représenté sur les figures 2A à 2D et 3 ; la est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation du dispositif représenté sur les figures 2A à 2D et 3 ; la est une vue de dessus, partielle et schématique, d'une variante du dispositif représenté sur la ; la est une vue en coupe latérale, partielle et schématique, analogue à la illustrant un mode de réalisation des connexions des éléments du dispositif représenté sur la ; la est une vue en coupe latérale, partielle et schématique, analogue à la illustrant un autre mode de réalisation des connexions des éléments du dispositif représenté sur la ; la illustre une étape d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif représenté sur les figures 2A à 2D et 3 ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une étape d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif représenté sur les figures 2A à 2D et 3 ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la est une vue en coupe latérale, partielle et schématique, du dispositif représenté sur les figures 2A à 2D et 3 illustrant, par des niveaux de gris, les variations du potentiel électrostatique dans le dispositif dans une première configuration de fonctionnement ; la est une vue de détail de la ; la est une vue analogue à la dans une deuxième configuration de fonctionnement ; la est une vue de détail de la ; la est une vue analogue à la dans une troisième configuration de fonctionnement ; la est une vue de détail de la ; et la est une vue en coupe latérale, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un dispositif comprenant des transistors et un composant électronique supplémentaire. Dispositif électronique (100) comprenant un substrat semiconducteur (102), des transistors (T) dont les grilles (120) sont contenues dans des premières tranchées (170) s'étendant dans le substrat et au moins un composant électronique (200), différent d'un transistor, formé au moins en partie dans une première région semiconductrice (210) contenue dans une deuxième tranchée (202) s'étendant dans le substrat semiconducteur parallèlement aux premières tranchées. Dispositif électronique selon la revendication 1, comprenant, en outre : - un premier élément conducteur électriquement (204) situé dans la deuxième tranchée (202), la première région semiconductrice (210) s'étendant dans le premier élément conducteur électriquement ; - une première couche isolante électriquement (206) entre le premier élément conducteur électriquement et le substrat semiconducteur (202) ; et - une deuxième couche isolante électriquement (212) entre la première région semiconductrice et le premier élément conducteur électriquement. Dispositif électronique selon la revendication 2, comprenant, en outre : - au moins une troisième tranchée (220) s'étendant dans le substrat semiconducteur (102) au moins sur une partie le long de la deuxième tranchée (202), entre la deuxième tranchée et l'une des premières tranchées (170) ; - un deuxième élément conducteur électriquement (222) contenu dans la troisième tranchée ; et - une troisième couche isolante électriquement (224) entre le deuxième élément conducteur électriquement et le substrat semiconducteur. Dispositif électronique selon la revendication 3, comprenant deux troisièmes tranchées (220) s'étendant dans le substrat semiconducteur (102) de part et d'autre de la deuxième tranchée (202). Dispositif électronique selon la revendication 3 ou 4, dans lequel chaque troisième tranchée (220) est totalement disjointe de la deuxième tranchée (202). Dispositif électronique selon la revendication 3 ou 4, dans lequel chaque troisième tranchée (220) rejoint à chaque extrémité la deuxième tranchée (202), le deuxième élément conducteur électriquement (222) étant jointif avec le premier élément conducteur électriquement (204). Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, comprenant, en outre : - une quatrième tranchée (221) s'étendant dans le substrat semiconducteur (102) et entourant complétement la deuxième tranchée (202) et chaque troisième tranchée (220), les premières tranchées étant du côté de la quatrième tranchée opposé à la deuxième tranchée ; - un troisième élément conducteur électriquement (223) contenu dans la quatrième tranchée ; et - une quatrième couche isolante électriquement (225) entre le troisième élément conducteur électriquement et le substrat semiconducteur. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque transistor (T) comprend : - une cinquième couche isolante électriquement (124) entre la grille (120) du transistor et le substrat semiconducteur (102) et formant l'isolant de grille du transistor ; - un quatrième élément conducteur électriquement (180) situé dans la première tranchée (170) ; - une sixième couche isolante électriquement (184) entre le quatrième élément conducteur électriquement et le substrat semiconducteur ; - une septième couche isolante électriquement (186) entre le quatrième élément conducteur électriquement et la grille ; - une deuxième région semiconductrice (150) du substrat semiconducteur (102), délimitée par la première tranchée (170) contenant la grille ; et - un caisson semiconducteur (130) en contact avec la deuxième région semiconductrice et l'isolant de grille, et dans lequel est situé le canal du transistor. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la première région semiconductrice (210) est dopée d'un premier type de conductivité, le dispositif électronique comprenant, en outre, au moins des troisième et quatrième régions semiconductrices (214, 216) s'étendant dans la première région semiconductrice et plus fortement dopées que la première région semiconductrice. Dispositif électronique selon la revendication 9, comprenant des deuxièmes tranchées (202) s'étendant dans le substrat semiconducteur (102) et des premières régions semiconductrice (210) contenues chacune dans l'une des deuxièmes tranchées, chaque première région semiconductrice (210) étant dopée d'un premier type de conductivité, le dispositif électronique comprenant, en outre, des troisième et quatrième régions semiconductrices (214, 216) s'étendant dans chaque première région semiconductrice et plus fortement dopées que les premières régions semiconductrices. Dispositif électronique selon la revendication 9, comprenant des troisièmes et quatrièmes régions semiconductrices (214, 216) s'étendant dans la première région semiconductrice et plus fortement dopées que la première région semiconductrice. Dispositif électronique selon la revendication 11, dans lequel les troisièmes régions semiconductrices (214) sont connectées électriquement en parallèle et dans lequel les quatrièmes régions semiconductrices (216) sont connectées électriquement en parallèle. Dispositif électronique selon la revendication 11, dans lequel au moins l'une des troisièmes régions semiconductrices (214) est connectée électriquement en série à l'une des quatrièmes régions semiconductrices (216). Dispositif électronique selon la revendication 9, dans lequel le composant électronique (200) est une diode, la troisième région semiconductrice (214) étant dopée du premier type de conductivité et la quatrième région semiconductrice (216) étant dopée d'un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité. Dispositif électronique selon la revendication 9, dans lequel le composant électronique (200) est une résistance, les troisième et quatrième régions semiconductrices (214, 216) étant dopées du premier type de conductivité. Procédé de fabrication du dispositif électronique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel les premières tranchées (170) et la deuxième tranchée (202) sont formées simultanément. Utilisation du dispositif électronique (100) selon la revendication 7, dans lequel, en fonctionnement, le premier élément conducteur électriquement (204) et le deuxième élément conducteur électriquement (222) sont connectés électriquement à une source d'un potentiel de référence (GND). Utilisation selon la revendication 13, le dispositif électronique (100) étant en outre selon la revendication 8 dans son rattachement à la revendication 6, dans lequel, en fonctionnement, le troisième élément conducteur électriquement (223) est connecté électriquement aux quatrièmes éléments conducteurs électriquement (180).