区(8)中的所述第一层(6)的第二段(62); -然后在第一主侧(3)上施加所述第二导电类型的第二离子(66)使得与所述外区(8)中相比所述第二离子的至少更高浓度设置在所述内区(7)中或者使得所述第二离子限制性地设置在所述内区(7)中； -然后通过将所述内区(7)中的所述第二离子(66)扩散到所述晶片(2)中使得所述第一层(6)的所述第一段(61)具有所述内区(7)中的厚度(615)，来创建所述内区(7)中的所述第一层(6)的第一段(61)； 其中创建所述第一层的所述第一和第二段(61，62)，使得所述第一层(6)的厚度在所述内区(7)与所述外区(8)之间的过渡区(11)中在所述第一主侧(3)上从所述第一层(6)的所述第一段(61)的厚度(615)增加到所述第一层(6)的所述第二段(62)的最大厚度(625)，其中所述第一层(6)的厚度在所述过渡区(11)范围上线性增加，其中所述过渡区(11)的宽度大于所述第一层(6)的所述第一段(61)的所述厚度(615)的5倍，优选为所述第一层(6)的所述第一段(61)的所述厚度(615)的10至20倍；以及 其中所述内区(7)中的所述漂移层(5)具有大于或等于所述外区(8)中的所述漂移层(5)的厚度(562)的厚度(561)， -然后在所述晶片(2)上在所述第一和第二主侧(3，4)上施加所述第一和第二电极(35，45)。8.如权利要求7所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，还包括提供所述晶片(2)，其中在所述第一主侧(3)上，所述外区凸出超过所述内区(7)，其中具体地所述外区(8)凸出超过所述内区(7)最多100 μπι，具体地至少12 μπι或者至少24 μπι。9.如权利要求7或8中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，还包括在施加所述第一离子(64)之后并且在创建所述第一主侧(3)上的所述第一层(6)的所述第二段(62)之前，通过下列步骤创建在所述第一主侧(3)上凸出超过所述内区(7)的所述外区(8)或者增加差，由于所述差，在所述第一主侧(3)上所述外区(8)凸出超过所述内区⑴: -在所述第一主侧(3)上施加覆盖所述外区(8)的掩模； -从所述第一主侧(3)上的所述内区(7)的表面去除材料，使得所述晶片的厚度在所述第一主侧(3)上的所述内区(7)中减小，以及 -去除所述掩模。10.如权利要求7至9所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，还包括下列制造步骤: -在所述第二主侧(4)上施加所述第二导电类型的第三离子(164)用于形成第二层(16)，使得与所述内区(7)中相比所述第三离子(164)的至少更高浓度设置在所述外区(8)中或者使得所述第三离子(164)限制性地设置在所述外区(8)中； -然后通过将所述外区(8)中的所述第三离子(164)扩散到所述晶片(2)中使得所述第二层(16)的所述第二段(162)具有所述外区(8)中的最大厚度(1625)，来创建所述外区(8)中的所述第二层(16)的第二段(162); -然后在第二主侧(4)上施加所述第二导电类型的第四离子(166)，使得与所述外区(8)中相比所述第四离子的至少更高浓度设置在所述内区(7)中或者使得所述第四离子限制性地设置在所述内区(7)中； -然后通过将所述内区(7)中的所述第四离子(166)扩散到所述晶片(2)中使得所述第二层(16)的所述第一段(161)具有所述内区(7)中的厚度(1615)，来创建所述内区(7)中的所述第二层(16)的第一段(161)， 其中创建所述第二层(16)的所述第一和第二段(161，162)，使得所述第二层(16)的厚度在所述过渡区(11)中在所述第二主侧(4)上从所述第二层(16)的所述第一段(161)的所述厚度(1615)增加到所述第二层(16)的所述第二段(162)的所述厚度(1625)，以及 其中所述第二层(16)的所述厚度在所述过渡区(11)范围上线性增加。11.如权利要求7至10中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，还包括通过从所述外区(8)中的所述第一主侧(3)或第二主侧(4)部分去除晶片材料，至少在所述第一主侧(3)或者所述第二主侧(4)上创建所述外区(8)中的所述晶片的负斜面(9，19)。12.如权利要求7至11中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，其中将所述第一或第二离子(64，66)的至少一种施加在所述第一主侧(3)上达到0.1 μπι至10 μπι、优选为2 μπι至4 μπι的所述离子的深度。13.如权利要求7至12中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，其中，在整个第一主侧(3)范围上施加所述第一离子(64)，并且此后完全去除所述内区(7)中的所述第一离子(64)，或者去除所述内区(7)中的所述第一离子(64)，使得在所述内区(7)中，所述第一离子(64)的所述深度在所述第一主侧(3)上减小。14.如权利要求7至13中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，其中，在整个第一主侧(3)范围上施加所述第二离子(66)，并且此后完全去除所述外区(8)中的所述第二离子(66)，或者去除所述外区(8)中的所述第二离子(66)，使得所述第二离子(66)的所述深度在所述第一主侧(3)上的所述外区(8)中减小。15.如权利要求7至14中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，其中，所述外区(8)中的所述第一离子(64)扩散到所述晶片(2)中被进行达到离所述第一主侧(3)的 150 μπι。16.如权利要求10所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，其中将所述第三或第四离子(164，166)施加在所述第二主侧(4)上达到0.1 μπι至10 μπι、优选为2 μπι至4μπι的所述离子的深度。17.如权利要求10或16中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，其中，在整个第二主侧(4)范围上施加所述第三离子(164)，并且此后完全去除所述内区(7)中的所述第三离子(164)，或者去除所述内区(7)中的所述第三离子(164)，使得在所述内区(7)中的至少一个，所述第三离子(164)的所述深度在所述第二主侧(4)上减小。18.如权利要求10、16或17中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，其中，在整个第二主侧(4)范围上施加所述第四离子(166)，并且此后完全去除所述外区(8)中的所述第四离子(166)，或者去除所述外区(8)中的所述第四离子(166)，使得所述第四离子(166)的所述深度的至少一个在所述第二主侧(4)上的所述外区(8)中减小。19.如权利要求10或16— 18中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，其中，所述外区(8)中的所述第三离子(164)扩散到所述晶片(2)中被进行达到离所述第二主侧(3，4)的150 μπι。20.如权利要求10或16— 19中的任一项所述的用于制造双极非穿通功率半导体装置(I)的方法，还包括在施加所述第三离子(164)之后并且在创建所述第二主侧(4)上的所述第二层(16)的所述第二段(162)之前，通过下列步骤创建在所述第二主侧(4)上凸出超过所述内区(7)的所述外区(8)或者增加差，由于所述差，所述外区(8)在所述第二主侧(4)上凸出超过所述内区(7): -在所述第二主侧(4)上施加覆盖所述外区(8)的掩模； -从所述第二主侧(4)上的所述内区(7)的表面去除材料，使得所述晶片的厚度在所述第二主侧(4)上的所述内区(7)中减小，以及 -去除所述掩模。
【专利摘要】本发明涉及双极非穿通功率半导体装置(1)和对应制造方法。该装置包括半导体晶片(2)以及在晶片(2)的第一主侧(3)上形成的第一电极(35)和在与第一主侧相对的晶片的第二主侧(4)上形成的第二电极(45)。晶片包括不同导电类型的一对层，例如第一导电类型的漂移层(5)以及第二导电类型的第一层(6)，其对第一主侧设置在漂移层上，并且接触第一电极。晶片包括内区(7)以及包围内区的外区(8)。漂移层具有大于或等于外区中的厚度(562)的内区中的厚度(561)。第一层的厚度在内区与外区之间的过渡区(11)的范围上从内区中的第一层的第一段(61)的厚度(615)增加到外区中的最大厚度(625)，其中过渡区的宽度大于第一层的第一段的所述厚度的5倍。
【IPC分类】H01L29/74, H01L29/10, H01L29/08, H01L29/06, H01L21/332
【公开号】CN105474400
【申请号】CN201480047554
【发明人】V.博坦, J.沃贝基, K.斯蒂伊格勒
【申请人】Abb 技术有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年8月5日
【公告号】EP3039720A1, WO2015028263A1