包括离子注入的制造半导体器件的方法和半导体器件与流程

文档序号:33986873发布日期:2023-04-29 13:38阅读:49来源:国知局

本公开涉及制造半导体器件的方法,特别是涉及包括离子注入的制造半导体器件的方法。


背景技术:

1、新一代半导体器件——例如二极管或绝缘栅场效应晶体管(igfet),诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet),或者绝缘栅双极晶体管(igbt)——的技术发展的目的在于通过缩小器件几何尺寸来改进电器件特性并且降低成本。虽然可以通过缩小器件几何尺寸来降低成本,但是当增加每单位面积的器件功能时,不得不满足各种折衷和挑战。例如,半导体本体的厚度减小对于静态和动态电损耗的减小可能是有益的。然而,厚度减小典型地以例如击穿电压和宇宙射线性能为代价。因此,半导体器件可以包括场停止区以用于在电开关期间提供足够的软度。场停止区目的在于保护一定量的电荷载流子等离子体,从而这些电荷可以在反向恢复结束期间承载负载电流。

2、存在针对改进半导体器件的电特性的需要。


技术实现思路

1、本公开的示例涉及在具有第一表面和第二表面的半导体本体中制造半导体器件的方法。方法包括通过第二表面将质子注入到半导体本体中。方法进一步包括通过第二表面将离子注入到半导体本体中。离子是具有至少为9或甚至至少为18的原子序数的非掺杂元素的离子。此后,方法进一步包括通过热退火对半导体本体进行处理。

2、本公开的示例涉及在具有第一表面和第二表面的半导体本体中制造半导体器件的方法。方法包括通过第二表面将氢引入到半导体本体中。方法进一步包括通过第二表面将离子注入到半导体本体中。离子是具有至少为9的原子序数的非掺杂元素的离子。此后,方法进一步包括通过热退火对半导体本体进行处理。

3、本公开的另一示例涉及一种半导体器件。半导体器件包括由氢相关施主在硅半导体本体中限定的n掺杂区。半导体器件进一步包括具有至少为9的原子序数的非掺杂元素。n掺杂区中的竖向电荷载流子浓度分布中的峰值和非掺杂元素的竖向浓度分布中的峰值之间的竖向距离小于非掺杂元素的竖向浓度分布中的峰值和硅半导体本体的最接近表面之间的竖向距离的50%。

4、在阅读以下详细描述并且查看随附附图时本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。



技术特征:

1.一种在具有第一表面(104)和第二表面(106)的半导体本体(102)中制造半导体器件的方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中热退火是在从350℃到430℃的温度范围内在从30分钟到4小时的时段内执行的。

3.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中半导体本体(102)是硅半导体本体,并且离子包括硅、氩、氪、氙、氖、氟、锗的离子。

4.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中以小于1013cm-2的剂量注入离子。

5.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,进一步包括,在通过第二表面(106)将质子(i1)注入到半导体本体(102)中之前,通过在第一表面(104)处对半导体本体(102)进行处理来形成半导体器件元件。

6.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中质子的穿透深度(p1)被设置为小于离子的穿透深度(p2)。

7.根据权利要求1至5中的任何一项所述的方法,其中质子的穿透深度(p1)被设置为大于离子的穿透深度(p2)。

8.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中离子的穿透深度(p2)和质子的穿透深度(p1)之间的比率在从0.1到3的范围内。

9.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中质子的穿透深度(p1)被设置为实质上等于离子的穿透深度(p2)。

10.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中通过第二表面(106)将离子(i2)注入到半导体本体(102)中包括基于至少两种不同的离子注入能量来注入离子(i2)。

11.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中通过第二表面(106)将离子(i2)注入到半导体本体(102)中包括基于至少两个不同的离子注入倾斜角度来注入离子(i2)。

12.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中通过第二表面(106)将质子(i1)注入到半导体本体(102)中包括基于至少两个不同的质子注入倾斜角度注入质子(i1)。

13.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中沿着与半导体本体(102)的主晶轴偏离至多1.5°的束轴注入离子的至少一部分,其中沿着半导体本体(102)的主晶轴出现沟道化。

14.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法,其中在通过第二表面(106)将离子注入到半导体本体(102)中之前,通过第二表面(106)将质子注入到半导体本体(102)中。

15.根据权利要求1至11中的任何一项所述的方法,其中在通过第二表面将离子注入到半导体本体中之后,通过第二表面将质子注入到半导体本体中。

16.根据权利要求1至10中的任何一项所述的方法,其中通过注入掩模中的开口将离子注入到半导体本体(102)中。

17.一种在具有第一表面(104)和第二表面(106)的半导体本体(102)中制造半导体器件的方法,包括:

18.一种半导体器件(100),包括:

19.根据前项权利要求所述的半导体器件(100),其中具有至少为9的原子序数的非掺杂元素的剂量小于1013cm-2。

20.根据前述两项权利要求中的任何一项所述的半导体器件(100),其中由氢相关施主限定的n掺杂区(108)中的最大电荷载流子浓度在3×1015cm-3和2×1017cm-3之间的范围内。

21.根据前述三项权利要求中的任何一项所述的半导体器件(100),其中n掺杂区(108)中的电荷载流子浓度分布具有沿着横向方向的多个局部最小值。

22.根据前述四项权利要求中的任何一项所述的半导体器件(100),其中n掺杂区(108)是场停止区。


技术总结
公开了包括离子注入的制造半导体器件的方法和半导体器件。提出了一种在具有第一表面(104)和第二表面(106)的半导体本体(102)中制造半导体器件的方法。方法包括通过第二表面(106)将质子(I1)注入到半导体本体(102)中。方法进一步包括通过第二表面(106)将离子(I2)注入到半导体本体(102)中。离子是具有至少为9的原子序数的非掺杂元素的离子。此后,方法进一步包括通过热退火对半导体本体(102)进行处理。

技术研发人员:D·施洛格,H-J·舒尔茨,M·杰利内克,F·J·桑托斯罗德里格斯
受保护的技术使用者:英飞凌科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/11
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