半导体到金属的过渡制造技术

本发明专利技术涉及半导体到金属的过渡。提出了一种半导体器件（1）。半导体器件（1）包括扩散阻挡层（11）、具有第一导电类型的第一电荷载流子的第一半导体区（12）和具有第二电荷载流子的第二半导体区（13）。第一半导体区（12）包含：与第二半导体区（13）接触的过渡区（123），过渡区（123）具有第一浓度的第一电荷载流子；与扩散阻挡层（11）接触的接触区（121），接触区（121）具有第二浓度的第一电荷载流子，其中，第二浓度高于第一浓度；在接触区（121）和过渡区（123）之间的损伤区（122），损伤区（122）被配置用于与接触区（121）和过渡区（123）的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率相比，降低损伤区（122）的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率。

【技术实现步骤摘要】
半导体到金属的过渡
本说明书涉及半导体器件的实施例并且涉及半导体部件到金属接触过渡的实施例，例如二极管、IGBT、MOSFET等的实施例以及涉及制造这样的产品的方法的实施例。具体地，本说明书涉及低电阻半导体部件到金属接触过渡的实施例并且涉及包括这样的低电阻半导体到金属接触过渡的半导体器件的实施例以及涉及制造这样的产品的方法的实施例。
技术介绍
汽车、消费者和工业应用中的现代装置的许多功能（诸如转换电能以及驱动电动机或电机）依赖于半导体器件。例如，绝缘栅双极晶体管（IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和二极管已经用于各种应用，包含但不限于电源和功率转换器中的开关。用在功率电子设备中的许多这样的半导体器件是二极管或包括二极管结构，诸如反向导通IGBT的二极管结构或MOSFET的内置体二极管。通常，这样的二极管结构的阳极具有相对低的掺杂水平，即将发射极效率保持低，以便以有利于动态开关特性（诸如软恢复）的方式形成电荷载流子浓度。同时，有时期望确保阳极和例如正面金属化部之间的低欧姆接触，在给定阳极的低掺杂水平的情况下，这通常是有挑战的。
技术实现思路
根据实施例，提供了一种半导体器件。所述半导体器件包括扩散阻挡层、具有第一导电类型的第一电荷载流子的第一半导体区和具有第二电荷载流子的第二半导体区。所述第一半导体区包含：与所述第二半导体区接触的过渡区，所述过渡区具有第一浓度的所述第一电荷载流子。所述第一半导体区进一步包含与所述扩散阻挡层接触的接触区，所述接触区具有第二浓度的所述第一电荷载流子，其中，所述第二浓度高于所述第一浓度。所述第一半导体区还包含在所述接触区和所述过渡区之间的损伤区，所述损伤区被配置用于与所述接触区和所述过渡区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率相比，降低所述损伤区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率。根据进一步实施例，提供了半导体部件到金属接触的过渡。所述金属接触包括扩散阻挡层和金属化层，所述金属化层与所述扩散阻挡层接触，并被配置用于通过外接触部接触。所述金属化层被进一步配置用于经由所述外接触部接收负载电流，并将所接收的负载电流馈送到所述扩散阻挡层中。所述半导体部件包括：第一半导体区，具有第一导电类型的第一电荷载流子；以及第二半导体区，具有第二电荷载流子。所述第一半导体区包含与所述第二半导体区接触的过渡区，所述过渡区具有第一浓度的第一电荷载流子。所述第一半导体区还包含与所述扩散阻挡层接触的接触区，所述接触区具有第二浓度的所述第一电荷载流子，其中，所述第二浓度高于所述第一浓度。所述第一半导体区进一步包含在所述接触区和所述过渡区之间的损伤区，所述损伤区被配置用于与所述接触区和所述过渡区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率相比，降低所述损伤区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率。根据又进一步的实施例，提出了一种制造半导体器件的方法。所述方法包括提供具有第一导电类型的第一电荷载流子的第一半导体区和具有第二电荷载流子的第二半导体区，其中，所述第一半导体区包括与所述第二半导体区接触的过渡区，所述过渡区具有第一浓度的第一电荷载流子。所述方法进一步包括在所述第一半导体区中创建接触区，所述接触区具有比第一浓度高的第二浓度的第一电荷载流子。所述方法还包括在所述第一半导体区中创建损伤区，使得所述损伤区被配置用于与所述接触区和所述过渡区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率相比，降低所述损伤区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率。另外，所述方法包括在所述第一半导体区上沉积扩散阻挡层，使得所述扩散阻挡层与所述接触区接触。进一步实施例的特征在从属权利要求中限定。进一步实施例的特征和上文描述的实施例的特征可以彼此结合，形成附加的实施例，只要所述特征不被明确描述为是彼此的替代方案。本领域技术人员在阅读下文的详细描述并在查看附图时将认识到附加的特征和优点。附图说明附图中的部分不一定是成比例的，而是重点放在图示本专利技术的原理。而且，在附图中，相同的附图标记指定对应的部分。在附图中：图1示意性图示根据一个或多个实施例的半导体器件的垂直横截面的区段；图2示意性图示根据一个或多个实施例的半导体部件到金属接触过渡的垂直横截面的区段；图3示意性图示根据一个或多个实施例的施主、受主和损伤的示例性浓度；图4示意性图示根据一个或多个实施例制造半导体器件的方法的流程图。具体实施方式用在功率电子设备中的许多功率半导体器件是二极管或包括二极管结构，诸如反向导通IGBT的二极管结构或MOSFET的内置体二极管。通常，这样的二极管结构的阳极具有相对低的掺杂水平，即将发射极效率保持低，以便以有利于动态开关特性（诸如软恢复）的方式形成电荷载流子浓度。同时，有时期望确保阳极和例如正面金属化部之间的低欧姆接触，在给定阳极的低掺杂水平的情况下，这通常是有挑战的。例如，在低掺杂阳极和接触金属之间创建低欧姆接触的问题可以通过使用适当的接触金属材料来解决。为此，作为接触金属的铝提供相对低的肖特基势垒，并且此外，铝自身具有p型掺杂效应，从而导致与p掺杂硅有相对低的欧姆接触。然而，偶尔地接触金属材料的选择可能受限，因为可能需要金属化部和半导体之间存在扩散阻挡层。例如，在也被称为“功率铜”的铜金属化部的情况下，可以采用钨（W）或钛钨（TiW）用于扩散阻挡层。通常，这些材料不提供与低掺杂硅阳极的低欧姆接触。为了降低p掺杂硅阳极和金属化部之间的接触电阻（其可以包括例如扩散阻挡层），可以插入例如铂硅化物（PtSi）的中间层。然而，在与制造工艺链中的其它步骤的兼容性方面，例如由于铂交叉污染的风险，这有实际的缺点。作为用于在p掺杂硅阳极和金属化部之间生成低欧姆接触的另一种选择，可以为整个阳极区或者替代地仅在靠近与金属化部接触的半导体表面的窄接触区中提供高p掺杂剂水平。这具有下述缺点：高p掺杂剂水平引起高发射极效率，从而导致较高的开关损耗和阶跃（snappy）开关特性。克服这样的缺点可能是所期望的。在下文中，参照形成下文的一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出其中可以实践本专利技术的特定实施例。在这方面，方向术语，诸如“顶”、“底”、“下”、“前”、“后”、“背”、“首”、“尾”等可以参照被描述的附图的取向使用。因为实施例的部件能以多种不同取向定位，所以方向术语用于图示的目的并且绝不是限制性的。要理解的是，可以利用其它实施例并且可以做出结构或逻辑的改变，而不偏离本专利技术的范围。因此，下文的详细描述不是以限制性意义进行理解，并且本专利技术的范围由所附权利要求所限定。现在将详细地参考各实施例，在附图中图示该实施例的一个或多个示例。每个示例通过解释的方式来提供，并且不意味着作为对本专利技术的限制。例如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以在其它实施例上或与其它实施例结合使用以产生又进一步的实施例。旨在本专利技术包含这样的修改和变化。使用特定语言描述这些示例，这不应当被解释为限制所附权利要求的范围。图不是成比例的，并且仅出于图示目的。为了清楚起见，如果没有另外声明，则相同元件或制造步骤在不同的图中由相同标记来指定。如本说明书中使用的术语“水平的”旨在描述基本上平行于半导体衬底或半导体接触区的水平表面的取向。如本说明书中使用的术语“垂直的”旨在描述基本上垂直于水平表面设置的取向，即平行于半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括具有第一导电类型的第一电荷载流子的第一半导体区和具有第二电荷载流子的第二半导体区，其中，所述第一半导体区包括：与所述第二半导体区接触的过渡区，所述过渡区具有第一浓度的所述第一电荷载流子；具有第二浓度的所述第一电荷载流子的接触区，其中，所述第二浓度高于所述第一浓度；以及在所述接触区和所述过渡区之间的损伤区，所述损伤区被配置为与所述接触区和所述过渡区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率相比，降低所述损伤区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率。

【技术特征摘要】
2014.11.14 DE 102014223315.11.一种半导体器件，包括具有第一导电类型的第一电荷载流子的第一半导体区和具有第二电荷载流子的第二半导体区，其中，所述第一半导体区包括：与所述第二半导体区接触的过渡区，所述过渡区具有第一浓度的所述第一电荷载流子；具有第二浓度的所述第一电荷载流子的接触区，其中，所述第二浓度高于所述第一浓度；以及在所述接触区和所述过渡区之间的损伤区，所述损伤区被配置为与所述接触区和所述过渡区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率相比，降低所述损伤区的第一电荷载流子的寿命和/或迁移率。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述接触区掺杂有接触区掺杂材料，所述接触区掺杂材料包括硼和磷中的至少一种，并且其中，所述接触区掺杂材料建立所述第一电荷载流子在所述接触区中的存在。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述损伤区掺杂有损伤区掺杂材料，所述损伤区掺杂材料包括锗、硅、碳、氦、氖、氩、氙和氪中的至少一种。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述损伤区掺杂材料不被激活。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述过渡区和所述接触区掺杂有相同的接触区掺杂材料，并且其中，所述过渡区中包含的所述接触区掺杂材料建立所述第一电荷载流子在所述过渡区中的存在。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二半导体区掺杂有第二半导体区掺杂材料，所述第二半导体区掺杂材料建立所述第二电荷载流子的存在。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，所述第二半导体区掺杂材料包括磷、砷和锑中的至少一种。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述损伤区在由所述半导体器件传导的负载电流的流动方向上具有在50nm到1000nm的范围内的厚度。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述接触区在由所述半导体器件传导的负载电流的流动方向上具有在50nm到1000nm的范围内的厚度。10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述过渡区在由所述半导体器件传导的负载电流的流动方向上具有在200nm到10000nm的范围内的厚度。11.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：A赫特尔，F希勒，FJ桑托斯罗德里格斯，D施勒格尔，AR施特格纳，C魏斯，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE