，二极管电流Il和12是相应的额定电流（20A)的十分之一（2A)。将图23和图24相比 较能够看到，特别地在低电流（图24)时，与第一二极管相比，第二二极管表现出明显的关 闭振荡。少数电荷载子递送结构121的平滑效果特别地在低二极管电流时得以显现，这是 因为在高电流时，二极管的半导体主体大幅充斥着用来软化关闭处理的自由电荷载子。与 之相比，在低二极管电流时，二极管半导体主体中的自由电荷载子的数量很小，从而使得用 于软化关闭表现的自由电荷载子更少。因此，由少数电荷载子所导致的平滑效果在二极管 关闭时被少数电荷载子递送结构121引入到半导体主体之中，特别地在低二极管电流时变 得明显。
[0137] 图25图示了具有根据图2的掺杂分布的半导体器件中仅漂移区118的不同掺杂 分布（净掺杂浓度），它们具有不同的梯度d(l 〇g1(](NNET*Cm3)/dvl)。针对所有分布，漂移 区118的净掺杂浓度Nnet的积分相同。梯度（log 1Q (Nnet Km3VdvI)针对分布（a)为-0.01/ μ m，针对分布（b)为-0· 02/ μ m，针对分布（c)为-0· 03/ μ m，针对分布（d)为-0· 04/ μ m， 并且针对分布（e)为-0.05/μ m。
[0138] 图26图示了在图25的半导体器件被关闭时出现的峰值电压。梯度的数值0/μπι 涉及到具有净掺杂浓度恒定的漂移区的常规半导体器件。如将从图26而变清楚的，该峰值 电压（电压过冲）特别地在Oym1和-0.02 μπι 1的范围中明显有所下降。
[0139] 图27针对图25的掺杂分布图示了漂移区118的累积的剂量，也就是漂移区118 的净掺杂浓度的积分，其中该积分在整流结111处开始。
[0140] 图28针对图27的半导体器件以漂移区118的厚度tll8的百分比为单位图示了 漂移区118的掺杂电荷重心的位置。
[0141] 最后，图29根据图27而针对图2(曲线（a))、图10(曲线（b))和图11(曲线（C)) 的掺杂分布图示了漂移区118的累积的剂量，也就是漂移区118的净掺杂浓度的积分，其中 该积分在整流结111处开始。
【主权项】
1. 一种半导体器件，包括： 半导体主体，所述半导体主体具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧，所述第二 侧在第一垂直方向远离所述第一侧而被布置； 整流结； 被布置在所述半导体主体中的第一导通类型的场停止区；以及 在所述整流结和所述场停止区之间、被布置在所述半导体主体中的所述第一导通类型 的漂移区； 其中所述半导体主体沿平行于所述第一垂直方向延伸的直线具有净掺杂浓度；并且 其中应用（a)和（b)中的至少一个： (a) 所述漂移区在第一深度处包括掺杂电荷重心，其中在所述整流结和所述掺杂电荷 重心之间的距离小于所述漂移区在所述第一垂直方向的厚度的37% ; (b) 所述净掺杂浓度的绝对值沿所述直线并且在所述漂移区之内包括局部最大值。2. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述局部最大值处于如下深度，所述深度： 大于所述整流结的深度；并且 小于所述整流结的所述深度与在所述漂移区和所述场停止区之间的边界的深度的平 均值。3. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述漂移区包括远离所述整流结和所述场 停止区而被布置的第二深度，在所述第二深度处，所述净掺杂浓度和lcm 3的乘积的十进制 对数在所述第一垂直方向包括小于-〇. 01/ μ m的梯度其中 vl是所述第一垂直方向；并且 Nnet是所述净掺杂浓度。4. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述漂移区包括远离所述整流结和所述场 停止区而被布置的第二深度，在所述第二深度处，所述净掺杂浓度和lcm 3的乘积的十进制 对数在所述第一垂直方向包括小于-〇. 02/ ym的梯度i 其中 vl是所述第一垂直方向；并且 Nnet是所述净掺杂浓度。5. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中： 在所述漂移区之内，针对深度范围内的每个第二深度，所述净掺杂浓度和lcm3的乘积 的十进制对数在所述第一垂直方向包括小于-0. 01/ μ m的梯度 每个第二深度大于所述整流结的深度并且小于在所述漂移区和所述场停止区之间的 边界的深度；并且 所述深度范围至少为所述漂移区的厚度的10%，其中 vl是所述第一垂直方向；并且 Ννετ是所述净掺杂浓度。6. 根据权利要求5所述的半导体器件，其中： 在所述漂移区之内，针对深度范围内的每个第二深度，所述净掺杂浓度和lcm3的乘积 的十进制对数在所述第一垂直方向包括小于-ο. 02/ μπι的梯度7. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述漂移区在所述第一垂直方向包括远离 所述整流结和所述场停止区而被布置的所述净掺杂浓度的局部最大值。8. 根据权利要求1所述的半导体器件，包括少数电荷载子递送结构，所述少数电荷载 子递送结构具有与所述第一导通类型互补的第二导通类型，所述少数电荷载子递送结构被 嵌入在所述场停止区中以使得所述场停止区在所述漂移区和所述第一侧之间连续延伸。9. 根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述少数电荷载子递送结构是网状的。10. 根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述少数电荷载子递送结构包括被远离 彼此布置的多个岛。11. 根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述少数电荷载子递送结构远离所述第 二侧而被布置。12. 根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述少数电荷载子递送结构与所述第二 侧延伸得一样远。13. 根据权利要求1所述的半导体器件，包括： 集电极区，所述集电极区包括第一子分区和第二子分区，所述第一子分区和所述第二 子分区二者被布置在所述场停止区和所述第二侧之间并且具有与所述第一导通类型互补 的第二导通类型；其中 所述半导体器件为IGBT ; 所述第一集电极区具有高于所述第二集电极区的净掺杂浓度；并且 所述第一集电极区和所述第二集电极区相互交错。14. 一种用于生产半导体器件的方法，所述方法包括： 提供半导体载体； 在所述半导体载体上生产半导体架构，由此在所述半导体载体上外延生长晶体半导体 结构；并且然后 去除所述半导体载体以使得留下半导体器件，所述半导体器件包括： 半导体主体，所述半导体主体具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧，所述第二 侧在第一垂直方向远离所述第一侧而被布置； 整流结； 被布置在所述半导体主体中的第一导通类型的场停止区；以及 在所述整流结和所述场停止区之间、被布置在所述半导体主体中的所述第一导通类型 的漂移区； 其中所述半导体主体沿平行于所述第一垂直方向延伸的直线具有净掺杂浓度；并且 其中应用（a)和（b)中的至少一个： (a) 所述漂移区在第一深度处具有掺杂电荷重心，其中在所述整流结和所述掺杂电荷 重心之间的距离小于所述漂移区在所述第一垂直方向具有的厚度的37% ; (b) 所述净掺杂浓度的绝对值沿所述直线并且在所述漂移区之内包括局部最大值。15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述净掺杂浓度的绝对值沿所述直线并且在所 述漂移区之内具有局部最大值，所述局部最大值处于如下深度，所述深度： 大于所述整流结的深度；并且 小于所述整流结的所述深度与在所述漂移区和所述场停止区之间的边界的深度的平 均值。16. 根据权利要求14所述的方法，其中外延生长所述晶体半导体结构包括： 外延生长所述漂移区，由此将来自气相的至少一种电活性掺杂物沉积在所述半导体载 体上，以使得完成的所述半导体器件的所述漂移区的实现的所述净掺杂浓度被形成。17. 根据权利要求14的方法，其中所述晶体半导体载体为Czochralski晶片。18. 根据权利要求14的方法，其中： 在去除所述半导体载体之前的状态下，从所述第一侧延伸至所述半导体主体之中的沟 槽被形成并且随后由电介质填充；并且 在由所述电介质填充所述沟槽之后，所述半导体主体被永久保持在低于250°C的温度。19. 一种用于生产半导体器件的方法，所述方法包括： 提供半导体主体，所述半导体主体具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧； 将导致第一导通类型的电活性第一掺杂物通过所述第一侧引入到所述半导体主体中， 并且将导致所述第一导通类型的电活性第二掺杂物通过所述第一侧引入到所述半导体主 体中，其中所述第一掺杂物在所述半导体主体中包括比所述第二掺杂物的扩散系数更高的 扩散系数； 产生整流结；以及 产生被布置在所述半导体主体中的所述第一导通类型的场停止区，以使得所述半导体 主体具有在所述整流结和所述场停止区之间、被布置在所述半导体主体中的所述第一导通 类型的漂移区；以及 以使得半导体器件被形成，所述半导体器件包括： 半导体主体，所述半导体主体具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧，所述第二 侧在第一垂直方向远离所述第一侧而被布置； 整流结； 被布置在所述半导体主体中的第一导通类型的场停止区；以及 在所述整流结和所述场停止区之间、被布置在所述半导体主体中的所述第一导通类型 的漂移区； 其中，所述半导体主体沿平行于所述第一垂直方向延伸的直线具有净掺杂浓度；并且 其中应用（a)和（b)中的至少一个： (a) 所述漂移区在第一深度处包括掺杂电荷重心，其中在所述整流结和所述掺杂电荷 重心之间的距离小于所述漂移区在所述第一垂直方向具有的厚度的37% ; (b) 所述净掺杂浓度的绝对值沿所述直线并且在所述漂移区之内包括局部最大值。20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述净掺杂浓度的所述绝对值沿所述直线（g) 并且在所述漂移区内具有局部最大值，所述局部最大值处于如下深度，所述深度： 大于所述整流结的深度；并且 小于所述整流结的所述深度与在所述漂移区和所述场停止区之间的边界的深度的平 均值。21. 根据权利要求19所述的方法，其中： 所述第一掺杂物是单一掺杂物；并且 所述第二掺杂物是双重掺杂物。22. 根据权利要求19所述的方法，其中： 所述第一掺杂物选自以下各项之一：磷、砷、锑；并且 所述第二掺杂物选自以下各项之一：硫、硒、碲。23. 根据权利要求19所述的方法，其中所述半导体主体是MCZ晶片或MDZ晶片。24. 根据权利要求19所述的方法，其中所述第一掺杂物和所述第二掺杂物中的至少一 种在第一温度处理中被更为深入地扩散到所述半导体主体中，在所述第一温度处理中，所 述半导体主体被加热至在900°C和1000°C之间的温度。
【专利摘要】本申请的各实施例涉及软开关半导体器件及其生产方法。一种半导体器件，具有半导体主体，该半导体主体具有第一侧以及在第一垂直方向远离该第一侧而被布置的第二侧。该半导体器件具有整流结、第一导通类型的场停止区以及被布置在该整流结和场停止区之间的第一导通类型的漂移区。该半导体主体沿平行于该第一垂直方向的线具有净掺杂浓度。应用(a)和(b)中的至少一个：(a)该漂移区在第一深度具有电荷重心，其中在该整流结和该电荷重心之间的距离小于该漂移区在第一垂直方向的厚度的37％；(b)该净掺杂浓度的绝对值沿该直线并且在该漂移区之内包括局部最大值。
【IPC分类】H01L21/331, H01L29/06, H01L29/739
【公开号】CN105470290
【申请号】CN201510633700
【发明人】G·施密特, E·法尔克
【申请人】英飞凌科技股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年9月29日
【公告号】DE102015115723A1, US9324783, US20160093690