专利名称：功率半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及功率半导体器件的领域。它涉及根据权利要求1的前序部分的四层功率半导体器件和根据权利要求13的前序部分的制造这种 半导体器件的方法。
背景技术：
文献EP 0588026 A2和H.G.Kuhn， Munich在2002年发表的题目为 "Physikalische Modellbildung von IGCTs ftir die Schaltungssimulation，， 的论文第三章说明了栅极关断晶闸管(gate turn-off thyristor) ( GTO ) 和集成栅极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor )(IGCT)。这些晶闸管包含四层pnpn结构，该结构包括在其上配置阴 极金属化(cathode metallization)的(n+)掺杂的阴极层、与该阴极 层相邻并接触栅电极的p掺杂的基极层、随后的(n-)掺杂的基极层和(p+)掺杂的阳极层。阳极层被阳极金属化覆盖，当这种GTO或IGCT 被截止时，空穴在(p-)基极层内有效地横向收集到栅极。到达(n+) 阴极区域的空穴可重新触发晶闸管，从而防止半导体截止。由此，最大 关断电流减小。GTO —般被用于緩冲操作中。緩冲器限制电压上升.在该操作模式 中，可到达阴极并重新触发器件的所有空穴来自存储的电荷。该分布很 大程度上由关断之前的导通状态所确定。在大多数的IGCT应用中，通常是无緩冲器操作，并且电压上升通 常仅受关断器件本身限制.由此，在关断过程中场分布变得足够陡以产 生新的载流子对。该模式被称为动态雪崩。如果IGCT被驱动进入该模 式，那么在关断时产生的空穴也可到达阴极，从而重新触发器件并由此 限制最大关断电流。根据现有技术的功率半导体器件还包括以上结构但同时具有被调 制的导电性的第一基极层的半导体器件。例如在美国专利4170502中说明了这种器件。在该实施例中，导通状态利用较低的第一基极层掺杂浓 度，而所述层的朝向栅极的较低横向电阻促进关断。有助于改善这种类型的GTO晶闸管的是所述第一基极层的最大浓度，其在邻近阴极发射 极处较低而在朝向栅极接点处较高。发明内容本发明的目的在于提供具有增加的最大关断电流的、在开始所提到 类型的四层功率半导体器件，该器件可通过避免棘手制造步骤的容易的 制造方法来制造，并提供制造这种半导体器件的方法。通过具有权利要求1的特征的半导体器件和根据权利要求13的制 造这种半导体器件的方法解决上述问题。本文所述的主阻挡结(main blocking junction )的新调制影响在高 关断电流时的场分布，使得在动态雪崩中产生的空穴距离阴极足够远， 并距离栅极足够近，以不重新触发器件。根据现有技术的功率半导体器件包括半导体衬底和在阴极侧上形半导体器件的半导体衬底包括具有不同导电类型的层的四层结构，该结 构限定可通过栅电极关断的栅极换流晶闸管的内部结构。所述结构包 含-接触阴极金属化的第一导电类型的外阴极区域；-在与阴极金属化相反的一侧上接触阴极区域的第二导电类型的 第一基极层；-在与外阴极区域相反的一侧上接触第一基极层的第一导电类型 的第二基极层；和—接触阳极金属化的第二导电类型的外阳极层。栅电极布置在阴极侧并与第一基极层接触。除了根据现有技术的半导体器件的上述特征之外，本发明的功率半 导体器件还包括具有阴极基极区域和至少一个栅极基极区域的第一基极层。阴极基极区域在与阴极金属化相反的一侧与阴极区域相邻布置并 接触至少该阴极区域的中心区域。所述至少一个栅极基极区域与第二基 极层相邻布置并邻接阴极基极区域。所述至少一个栅极基极区域在至少 一个第一深度中具有与阴极基极区域相同的标称掺杂浓度，第一深度为 距阴极区域的与阴极金属化相反的 一侧的垂直距离。所述至少 一个栅极基极区域与栅电极电接触，并具有以下特征中的至少一种-在至少一个第二深度处具有比阴极基极区域更高的掺杂浓度，该 第二深度大于所述第一深度，或者—具有比阴极基极区域大的深度。所述至少 一个栅极基极区域的这些特定特征使得它们强烈调制在 正向阻挡状态下器件中的电场分布，并导致接近阴极基极区域和栅极基 极区域之间的界面的场极大(field maxima).如果半导体器件被关断，那么空穴通过栅极基极区域从第二基极层流向栅电极。在IGCT的情况下，空穴电流向栅极的这种换流非常快，并在阳极电压开始增加之前完成。因此，半导体器件不能被源自存储的电荷的空穴意外地重新触发，并因此没有阻止关断。但是，如果阻挡电压增加非常快，那么主结开始被驱入动态雪崩的区域将接近场极大并因此远离阴极。因此，由雪崩产生的大多数的空穴将直接流向栅电极。本 发明功率半导体器件的很大的优点在于，能够在产生的空穴可到达阴极并意外地重新触发之前被驱入比根据现有技术的器件强得多和长得多 的动态雪崩中。因此，本发明的器件能够在高电压下关断比现有技术器 件明显更多的电流。随着器件关断，正向电压降打开在第一和第二基极层之间的主阻挡 结两侧的空间电荷区域。当可移动电荷载流子已完全或至少大部被去除 时形成该空间电荷区域，因而在第一和第二基极层中留下相反符号的固 定电荷。通过将第 一基极层横向构建成阴极基极区域和空穴吸收区域并通 过具有不同的掺杂浓度分布(profile),得到的空间电荷区域自身将被 调制，并且，具有剩佘或不具有剩余可移动电荷的雪崩倍增的开始都将局部集中到沿阴极基极区域与空穴吸收区域之间的转换(changeover ) 设置的高场区域，并有效保持远离具有较小的深度和/或掺杂浓度的阴 极基极区域.从以上说明可以看到，当阴极基极区域与栅极基极区域中的掺杂浓 度分布在深度不同时或在关断过程中将作为空间电荷区域的一部分的 那些深度处的掺杂浓度不同时，获得本发明的优点。它们的差异必须足 够大，以有效影响关断时的动态雪崩的开始，另一方面，转换区域必须 保持足够平滑，以不至于丢失器件的适当的阻挡能力。由于所述至少一个栅极基极区域基本上布置在阴极的中心区域与 阳极金属化之间的区域外部，因此在半导体器件的导通状态下，所述至 少一个栅极基极区域将对导通特性没有负面影响。并且，在半导体器件 的接通过程中，由于由阴极注入的栽流子中的大多数将在不穿过所述至 少一个栅极基极区域的情况下到达第二基极层，因此所述至少一个栅极 基极区域将导致仅仅适度较高的接通栅极电流。从属权利要求将使根据本发明的其它优点将变得更加明显。
将参照附图在下文中更详细地解释本发明的主题，其中，图l表示根据现有技术的集成栅极换流晶闸管；图2表示根据本发明的集成栅极换流晶闸管器件的第 一实施方案；图3表示根据本发明的集成栅极换流晶闸管器件的另 一优选实施方案。在附图标记的列表中概述在附图中使用的附图标记和它们的含义。 一般地，类似或功能类似的部件具有相同的附图标记，所描述的实施方 案仅仅作为示例，不应限制本发明。
具体实施方式
图1表示根据现有技术的功率半导体器件1，该功率半导体器件1具 有半导体衬底4和在阴极侧21上形成的阴极金属化2和在与阴极侧21相反的阳极侧31上形成的阳极金属化3。半导体衬底4包括具有不同导电类 型的层的四层pnpn结构。该结构限定可通过栅电极5关断的栅极换流晶 闸管的内部结构。该结构包括以下的层-接触阴极金属化2的外(n+)掺杂阴极区域6;一在与阴极金属化2相反的一侧上接触阴极区域6的具有p杂质的第 一狄层8;一在与阴极区域6相反的一侧上接触第一^l层8的第二 ( n-)掺杂-在与第一^fel层8相反的一侧上接触第二l^l层9的n掺杂緩冲层 10;和—接触阳极金属化3的第二导电类型的外p掺杂阳极层7。栅电极5布置在衬底的阴极侧21并与第一^fel层8电接触。在硬开关时，正如IGCT的情况，通过椭圆12在图1中示出动态雪崩 开始的区域。箭头ll表示产生的空穴的路径，箭头13表示产生的电子的 路径。空穴的产生发生在电流密度最高的阴极区域6下面的区域中。因此， 如果空穴到达阴极区域6，那么它们可重新触发器件。图2表示具有类似图1所示的半导体器件1的四层结构的本发明的功 率半导体器件。在图2所示的半导体器件中，第一^层8被分成以下区 域至少一个阴^JJ級区域81，该阴^^极区域81在与阴极金属化2相 反的一侧上与阴极区域6相邻布置并且接触阴极区域6;和两个栅;fel^L 区域82、 82，，这两个栅^LS^区域82、 82，与第二^fel层9相邻布置并 邻接阴W极区域81，使得栅;feLij极区域82、 82'不直接接触阴极区域6。 所述至少一个栅^Li^l区域82、 82，在至少一个第一深度处具有与阴^ 极区域81相同的标称掺杂浓度，该第一深度为距阴极区域6的与阴极金属 化2相反的一侧的垂直距离。栅M极区域82、 82，电接触栅电极5。栅 ^Li^l区域82、 82，具有以下特征中的至少一种-在至少一个第二深度处具有比阴⑩统区域81高的掺杂浓度，该第 二深度大于所述第一深度，或者-具有比阴g极区域81大的深度。所述至少一个栅^极区域82、 82'与阴^J^l区域81的相同的标称掺杂浓度意味着这些掺杂浓度根据工程规范是相同的，但可出现并且可 容许由于制造工艺导致的波动。相同的标称掺杂浓度当然包括所述至少一个栅^统区域82、 82，与阴;feli^极区域81的掺杂浓度在所述至少一个 第一深度处相同的情况。在本发明的半导体器件的一个优选实施方案中，栅^L&极区域82、 82' 的掺杂浓度在影响阻挡状态下场分布的至少一个第二深度处为阴极基极 区域81的掺杂浓度的至少两倍、优选至少五倍。在本发明的半导体器件的另一优选实施方案中，栅^L^l区域82、 82' 的深度比阴^L&极区域81的深度深至少5nm、特别是20pm。优选地， 栅^^区域82、 82，的深度比阴^LiJ统区域81的深度深最多50nm。 这将在所有的情况下影响阻挡状态中的场分布。栅;^Jj统区域82、 82，可在与阴极区域6没有交迭区域的情况下被对 称设置在与阴极区域6相邻的两侧。在这种情况下，阴^ijfel区域81在与 阴极金属化2相反的整个阴极区域6 —侧上与阴极区域6电接触。在一个优选实施例中，(n+)掺杂阴极区域6具有高于1018/cm3的掺杂 浓度和/或5~40 n m的深度。(n-)掺杂的第二lJ^ 9具有1()H/cm3 3 * 1014/cm3的掺杂浓度和/ 或50-1500 jim的、深度。n掺杂的緩冲层10具有1015/cm3~5 * 1017/cm3的掺杂浓度和/或10 100 Hm的深度，或者，如果半导体不是穿通类型(punch-though type),那 么它可被完全省略。p掺杂的阳极层7可具有1016/cm3~1019/cm3的掺杂浓 度和/或l~50jim的深度，较薄的深度属于透明阳极，较厚的深度属于扩 散阳极。阳极也可被短路(shorted )，从而具有第二基极层和緩冲层直接 与阳极侧金属连接的区域，或者它可覆盖整个阳极侧并允许反向阻挡。这 取决于半导体器件1的预期目的以及使用什么类型的阳极。在另 一优选实施方案中，p掺杂的阴M极区域81具有5 * 1015/cm3 5* 1018/cm3的最大掺杂浓度和/或2-200 p m的深度，特别是该深度为约120 ^im或刚好120pm。在另一优选实施方案中，(p+)掺杂的栅^极区域82、 82，具有5* 1015/cm3~5 * 1018/cm3的最大掺杂浓度和/或2-200 p m的深度，特别是空 穴吸收区域82、 82，的深度为约150lim或刚好150pm。在另一优选实施方案中，栅^LiJ級区域82、 82，在接近栅^LiJ极区域 82、 82'与第二^l层9之间的结的深度处具有某一掺杂浓度，该掺杂浓 度比阴^l^l区域81在接近阴:feL^统区域81与第二^^l层9之间的结的 深度处的掺杂浓度高。如果阳极层7和阴极区域6之间的电压差在半导体 器件的关断过程中增加，那么接近(n-)笫二^L层9的栅;feLiJ统区域82、 82，变为空间电荷区域的一部分。与在阴极下面的区域中产生空穴的图1所示的现有技术半导体器件1 的开关不同，在图2中，在硬开关时动态雪崩开始的区域(在图2中由箭 头12，指示)向栅电极5偏移。产生的空穴可很容易地到达栅电极(在图 2中由箭头11'示出)，由此避免重新触发器件。产生的电子的路径由箭头 13'示出。在图3中示出本发明的半导体器件的另一优选实施方案。在图3中， 阴^极区域81^阴极区域的中心区域61中接触阴极区域6。栅 ^ 极区域82、 82，具有与阴极区域6的交迭区域821，使得栅^fel^极区域82、 82，直接接触阴极区域6。桶hfeL^极区域82、 82，邻接阴^Lgj统区域81。 阴极区域的中心区域61的大小为交迭区域821的至少两倍，从而保证阴极 基极区域81和阴极区域6之间良好的电接触。在另一优选实施方案中，阴 极区域的中心区域61为交迭区域821的至少八倍。如果阴;fetSj級区域81 和所述至少一个栅 ^统区域82、 82，之间的过渡处于器件中阴极电流以 高密度流动的部分内，那么笫一^L层8的横向结构在改善最大关断能力 方面是特别有效的。因此，根据器件设计，在阴极区域6下面的栅^Li^1 区域82、 82'的某种突出会;l有利的。为了实现希望的掺杂浓度梯度，栅 ^区域82、 82，和/或阴^极 区域81可包含具有较低的掺杂浓度的第一深分布和具有较高的掺杂浓度 的较浅的分布。本发明可被应用于所有类型的可被关断的四层功率半导体器件，特别 是应用于栅极关断晶闸管(GTO)、栅极换流晶闸管(GCT)和集成栅极 换流晶闸管(IGCT)。 IGCT—般包含如图l和图2所示的緩冲层10，但 本发明也可被应用于没有这种緩冲层10的器件。对于没有緩冲层10的器 件，阳极层7延伸到20jLim 150pm的深度，并可被i殳计用于反向阻挡。并且，还可以将本发明应用于具有p型第二基极层的四层np叩半导体，在这种情况下，所有层的导电类型变得相反。虽然根据图2和图3的本发明的半导体器件表示为具有两个栅^LS^L 区域82、 82，的器件，但本发明的半导体器件可仅包含一个栅^Lfc极区域 82或多于两个的栅^JJ級区域82。在更多的栅^Li^区域(82、 82')的 情况下，它们可形成包围位于分段的阴极金属化(2 )下面的所有阴;feli^ 区域(81)的一个横向互连区域。由于必须在器件制造过程的早期形成具有最大扩散深度的半导体结， 因此制造本发明类型的半导体器件的方法已在晶片制造的早期与现有技 术器件不同。 一般通过诸如注入和/或预沉积掺杂剂然后在高温下驱入的现 有技术的方法获得所需的扩散分布(diffusionprofile).必须以如下方式来 安排对于具有最深的结的掺杂区域(即栅 ^改区域82、 82，)的注入和/ 或预沉积掺杂材料仅从最终将变成栅^l^极区域82、 82，的表面的区域 扩散，而将变成阴^fel&极区域81的区域不是针对这种扩散的掺杂剂源。由 于栅^5jj极区域82、 82，应该以在一般为50~200nm (微米)的相当大的 深度处调制结分布(junction profile)的方式来设计，因此4吏用具有快扩 歉逸率的掺杂种类是有利的。如果这种快扩散剂与慢扩散剂结合，那么可 以制成双分布(double profile),而不必比均匀沉积的较'艮掺杂剂更得多地 驱动形成栅^L^极区域82、 82，的掺杂剂。因此，各种制造方法是可能的。下面解释4^发明的半导体器件的制造方法。来自离子注入的铝可用作 快扩散剂，而硼用作慢扩散剂。在包括阴极侧21和与阴极侧21相反的阳 极侧31的晶片(通常为(n-)掺杂)上，硼被均匀注入阴极侧21并以生 长氧化物的第一扩散被扩散。通过光刻使该氧化物结构化，仅在在后续形 成阴极区域6的那些区域中留下氧化物并另外蚀刻它。为了形成第一^fel 层8，铝被注入，由此铝到达无氧化物区域中的硅，否则停留在氧化物中。 在氧化物被完全蚀刻掉之后，用于相继的第二扩散的铝源限于栅⑩统区 域82、 82，。对于其它制造过程，在阴极侧21上形成第二均匀的铝注入物。此外， 为了制造穿通(punch-through)设计器件，然后在阳极侧31上形成均匀 的磷注入物，通过该步骤形成緩冲层10。然后，在高温下实施所有注入的 和预沉积的掺杂剂的驱入。在这些过程步骤之后，两种注入物的铝均到达 了比首先注入的硼更大的深度。通过该过程，在阴极侧21上形成具有铝-硼双分布的阴:^Jj欧区域81,该铝—硼双分布的深度比具有铝-铝-硼三分布的栅^Li^L区域82、 82，的深度小。制造包括阴^Li^区域81和栅^*1区域82、 82，的第一^L昏8 之后的步骤是现有技术。在阴极侧21上，接着是用于形成阴极区域6的磷 预沉积，最终伴随着阳极侧31上的缺磷预沉积，然后是阴极区域6上的分 段蚀刻和最终的阳M射极注入，用于形成具有与详细设计对应的插入扩 散(intercalated diffusion)的阳^UI" 7。最终，用于阴极、阳极和栅极金 属化2、 3、 5的接触金属化和结钝化形成完成的片状器件结构(pellet), 而载流子寿命工程、封装和栅极装置的安装使得IGCT器件现成可用。用于制造本发明的半导体器件的其它制造方法也是可能的。例如，可 用镓代替铝作为与硼一起的快掺杂剂，或者可用镓代替硼作为与铝一起的 慢掺杂剂。作为替代方案，可以实现调制的第一^L^8作为双镓分布。 在另一替代方案中，首先形成结构化的铝分布，然后^l:硼和第二铝。在另 一替代方案中，不形成第二均匀的铝注入物。通过这种方法制成的本发明 半导体器件包括由双或多分布构成的第一^l层8，该分布的一部分具有 以上述方式形成的最大深度。也可通过作为现有技术的替代性方法实现直接导致图案化扩散的结构 化预沉积的工艺步骤。作为使用厚JLA以防止注入的铝到ii^的图案化氧 化物层的替代，可以通过利用适当质量的图案化光刻胶层的注入获得它。 或者，可通过真空扩散过程预沉积铝并使用将用作扩散阻挡层的图案化 层，例如氮化硅。或者，甚至可通过注入或真空扩散以薄层均勻地在整个 阴极侧21上预沉积铝，然后通过局部蚀刻a面来选择性去除该层。所有 这些技术均导致可以在相继的扩散过程中扩散的扩散源的图案化预沉积， 从而产生在第一M层8和第二1^层9之间的调制的结。附图标记的列表1 半导体器件2 阴极金属化 21 阴极侧3 阳极金属化31阳极侧4半导体衬底栅电极6阴极区域61阴极区域的中心区域8第一絲层8182、82，栅M极区域821交迭区域910緩冲层11、11，空穴的#12、12，动态雪崩开始的区域13、13,电子的#
权利要求
1.一种功率半导体器件(1)，具有半导体衬底(4)和在阴极侧(21)上形成的阴极金属化(2)和在与阴极侧(21)相反的阳极侧(31)上形成的阳极金属化(3)，所述半导体衬底(4)包括具有不同导电类型的层的四层结构，所述四层结构限定可通过栅电极(5)关断的晶闸管的内部结构，并且，所述四层结构包括-接触阴极金属化(2)的第一导电类型的外阴极区域(6)；-在与阴极金属化(2)相反的一侧上接触阴极区域(6)的第二导电类型的第一基极层(8)；-在与外阴极区域(6)相反的一侧上接触第一基极层(8)的第一导电类型的第二基极层(9)；和-接触阳极金属化(3)的第二导电类型的外阳极层(7)，所述栅电极(5)布置在阴极侧(21)上并与所述第一基极层(8)电接触，其特征在于，第一基极层(8)包括阴极基极区域(81)和至少一个栅极基极区域(82)，所述阴极基极区域(81)在与阴极金属化(2)相反的一侧上与阴极区域(6)相邻布置并且接触至少阴极区域的中心区域(61)，所述至少一个栅极基极区域(82、82’)与第二基极层(9)相邻布置并邻接阴极基极区域(81)，所述至少一个栅极基极区域(82、82’)在至少一个第一深度处具有与阴极基极区域(81)相同的标称掺杂浓度，上述第一深度为距阴极区域(6)的与阴极金属化(2)相反的一侧的垂直距离，所述至少一个栅极基极区域(82、82’)与栅电极(5)电接触，并具有以下特征中的至少一种-在至少一个第二深度处具有比阴极基极区域(81)高的掺杂浓度，上述第二深度比所述第一深度大；或者-具有比阴极基极区域(81)大的深度。
2. 根据权利要求1的半导体器件，其特征在于，栅极基极区域(82、82，)的掺杂浓度在上述至少一个第二深度处为阴极基极区域(81)的 掺杂浓度的至少两倍、特别是至少五倍。
3. 根据权利要求1或2的半导体器件，其特征在于，上述至少一个栅 极基极区域(82、 82，)的深度比阴极基极区域(81)的深度深至少5jim、 特別是20nm。
4. 根据权利要求3的半导体器件，其特征在于，上述至少一个栅极基 极区域(82、 82，)的深度比阴极基极区域(81)的深度深最多50nm。
5. 根据权利要求l、 3或4的半导体器件，其特征在于，上述至少一个 栅极基极区域(82、 82，)在接近栅极基极区域(82、 82，)与第二基极 层(9)之间的结的深度处的掺杂浓度高于阴极基极区域(81)在接近 阴极基极区域(81)与第二基极层(9)之间的结的深度处的掺杂浓度。
6. 根据前述权利要求中的一项的半导体器件，其特征在于，上述至少 一个栅极基极区域(82、 82，)与阴极区域(6)具有交迭区域(821)， 阴极区域的中心区域(61)的大小为交迭区域(821)的至少两倍、特 别是八倍，
7. 根据前述权利要求中的任一项的半导体器件，其特征在于，半导体 器件包括关于阴极区域的中心区域(61)对称地布置在阴极基极区域(81)两侧的至少两个栅极基极区域(82、 82，)。
8. 根据权利要求1或5的半导体器件，其特征在于，阴极基极区域(81) 在与阴极金属化(2)相反的整个阴极区域(6)侧面上与阴极区域(6) 接触，上述至少一个栅极基极区域(82、 82，)与阴极区域(6)相邻布 置。
9. 根据前述权利要求中的任一项的半导体器件，其特征在于，半导体 器件包括具有比第二基极层(9)的掺杂浓度高的第一导电类型的緩冲 层(10),该緩冲层(10)布置在与第一基极层(8)相反的一侧的第二 基极层(9)与阳极层(7)之间。
10. 根据前述权利要求中的任一项的半导体器件i其特征在于，半导体 器件是集成栅极换流晶闸管。
11. 根据前述权利要求中的任一项的半导体器件，其特征在于，阴极基 极区域(81)具有20nm 200nm、特别是120jim的厚度和/或5 *1015/cm3 5 * 1018/cm3的最大掺杂浓度。
12. 根据前述权利要求中的任一项的半导体器件，其特征在于，栅极基 极区域(82、 82，)具有20~200fim、特别是150nm的厚度和/或5* 1015/cm3~5 * 1018/cm3的最大掺杂浓度。
13. —种制造根据前述权利要求中的任一项的半导体器件(1)的方法， 该方法包括以下步骤在第一导电类型的衬底(4)上，利用第二导电类型的第一掺杂剂 在阴极侧(21)上制造连续层，利用第二导电类型的第二掺杂剂在阴极 侧(21)上制造结构层，第一掺杂剂扩散到衬底(4)中形成连续层，第二掺杂剂扩散到衬 底(4)中，由此，其中扩散第二掺杂剂的区域在最终的半导体器件(l) 中形成至少一个栅极基极区域(82、 82，)，并且其中没有扩散第二掺杂 剂的区域在最终的半导体器件(1)中形成阴极基极区域(81),阴极基 极区域(81)和栅极基极区域(82、 82，)在至少一个第一深度处具有 相同的标称掺杂浓度，并且实现以下特征中的至少一种-以使得在至少一个第二深度处栅极基极区域(82、 82，)内的掺 杂浓度高于阴极基极区域(81)内的掺杂浓度的方式将第二掺杂剂驱入 衬底(4)中，或者，-将第二掺杂剂驱入衬底(4)中直到比第一掺杂剂深的深度， 然后，制成阴极、在阴极侧上的分段结构、栅电极(5)、阴极金属 化(2)、阳极层(7)和阳极金属化(3)。
14. 根据权利要求13的方法，其特征在于，第二掺杂剂具有比第一掺 杂剂快的扩散速率。
全文摘要
具有四层npnp结构的功率半导体器件(1)可通过栅电极(5)被关断。第一基极层(8)包括与阴极区域(6)相邻的阴极基极区域(81)和栅极基极区域(82)，该栅极基极区域(82)与栅电极(5)相邻但设置成与阴极区域(6)间隔一段距离，栅极基极区域(82、82’)在至少一个第一深度处具有与阴极基极区域(81)相同的标称掺杂浓度，该第一深度为距阴极区域(6)的与阴极金属化(2)相反的一侧的垂直距离。为了调制阻挡状态中的场和使从阴极产生的空穴在被驱入动态雪崩中时散开，栅极基极区域(82、82’)具有比阴极基极区域(81)高的掺杂浓度，和/或栅极基极区域(82)具有比阴极基极区域(81)深的深度。
文档编号H01L29/66GK101228635SQ200680026776
公开日2008年7月23日 申请日期2006年7月18日 优先权日2005年7月22日
发明者彼得·斯特赖特, 穆纳福·拉希莫 申请人:Abb技术有限公司