制造包括第一场终止区带部分和第二场终止区带部分的半导体器件的方法技术

公开了制造包括第一场终止区带部分和第二场终止区带部分的半导体器件的方法。包括在半导体衬底上形成第一导电类型的第一场终止区带部分。在第一场终止区带部分上形成第一导电类型的漂移区带。漂移区带的平均掺杂浓度小于第一场终止区带部分的平均掺杂浓度的80%。在第一表面处处理半导体主体。通过从与第一表面相对的第二表面移除半导体衬底的材料来进行薄化。通过将处在一个或多个能量的质子通过第二表面注入到半导体主体中来形成第一导电类型的第二场终止区带部分。质子的最深的范围边界峰值按在从3μm到60μm的范围中的距漂移区带与第一场终止区带部分之间的过渡部的竖向距离设置于第一场终止区带部分中。通过热处理来对半导体主体进行退火。

【技术实现步骤摘要】
制造包括第一场终止区带部分和第二场终止区带部分的半导体器件的方法
技术介绍
。半导体器件（例如绝缘栅双极晶体管（IGBT）或二极管）被设计为满足例如关于IGBT的操作损耗、短路鲁棒性、阻断电压、关断期间的振荡行为、宇宙射线鲁棒性或后侧部分晶体管放大因子apnp的稳定性的各种各样的需求。当通过调整特定布局参数来改进某些器件特性时，这可能导致对其它器件特性的负面影响。因此，半导体器件设计可能要求关于不同器件特性的需求之间的折衷。因此想要的是改进制造包括允许器件特性之间的改进的折衷的场终止区带的绝缘栅双极晶体管半导体的方法。
技术实现思路
本公开涉及一种在半导体主体中制造半导体器件的方法，包括在半导体衬底上形成第一导电类型的第一场终止区带部分。在所述第一场终止区带部分上形成所述第一导电类型的漂移区带。所述漂移区带的平均掺杂浓度被设置得小于所述第一场终止区带部分的平均掺杂浓度的80%。在所述半导体主体的第一表面处处理所述半导体主体。通过从所述半导体主体的与所述第一表面相对的第二表面移除所述半导体衬底的材料来对所述半导体主体进行薄化。通过将处在一个或多个能量的质子通过所述第二表面注入到所述半导体主体中来形成所述第一导电类型的第二场终止区带部分。质子的最深的范围边界峰值按在从3μm到60μm的范围中的距所述漂移区带与所述第一场终止区带部分之间的过渡部的竖向距离设置于所述第一场终止区带部分中。通过热处理对所述半导体主体进行退火。本公开涉及另一种在半导体主体中制造半导体器件的方法，包括在半导体衬底上形成第一导电类型的漂移区带。在所述半导体主体的第一表面处处理所述半导体主体。通过从所述半导体主体的与所述第一表面相对的第二表面移除所述半导体衬底的材料来对所述半导体主体进行薄化。通过如下来在所述第二表面与所述漂移区带之间形成所述第一导电类型的第一场终止区带部分：将质子通过所述第二表面注入到所述半导体主体中，并且设置在质子的范围边界峰值与所述第二表面之间的在从5μm到70μm的范围中的竖向距离。所述第一场终止区带部分的平均掺杂浓度被设置得大于所述漂移区带的平均掺杂浓度的120%。通过将处在一个或多个能量的质子通过所述第二表面注入到所述半导体主体中来形成所述第一导电类型的第二场终止区带部分。质子的最深的范围边界峰值按在从3μm到60μm的范围中的距所述漂移区带与所述第一场终止区带部分之间的过渡部的竖向距离设置于所述第一场终止区带部分中。通过热处理来对所述半导体主体进行退火。在一个或多个实施例中，也可以通过将第一导电类型的掺杂物通过所述第二表面引入到所述半导体主体中来形成所述第二场终止区带，其中，所述掺杂物是深层掺杂物。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。附图说明随附附图被包括以提供对本专利技术的进一步的理解，并且随附附图被合并在本说明中并且构成本说明的一部分。附图图示实施例并且连同说明一起用来解释本专利技术的原理。由于通过参照以下详细描述本专利技术的其它实施例以及意图的优点变得更好理解，因此它们将被容易地领会。图1是图示制造半导体器件的示例的流程图。图2是图示制造半导体器件的另一示例的流程图。图3A是用于图示通过在半导体衬底上形成第一场终止区带部分来制造半导体器件的处理的半导体主体的示意性横截面视图。图3B是在第一场终止区带部分上形成漂移区带之后图3A中所描绘的半导体主体的示意性横截面视图。图3C是在半导体主体的第一表面处处理半导体主体之后图3B中所描绘的半导体主体的示意性横截面视图。图3D是在与第一表面相对的第二表面处进行半导体主体的薄化之后图3C中所描绘的半导体主体的示意性横截面视图。图3E是在通过质子注入或通过利用深层掺杂物的掺杂以及退火来形成第二场终止区带部分之后图3D中所描绘的半导体主体的示意性横截面视图。图4A是用于图示通过形成漂移区带来制造半导体器件的处理的半导体主体的示意性横截面视图。图4B是在半导体主体的第一表面处处理半导体主体之后图4A中所描绘的半导体主体的示意性横截面视图。图4C是在与第一表面相对的第二表面处进行半导体主体的薄化之后图4B中所描绘的半导体主体的示意性横截面视图。图4D是在第二表面与漂移区带之间形成第一场终止区带部分之后图4C中所描绘的半导体主体的示意性横截面视图。图4E是在通过质子注入或通过利用深层掺杂物的掺杂以及退火形成第二场终止区带部分之后图4D中所描绘的半导体主体的示意性横截面视图。图5是用于图示包括第一场终止区带部分和第二场终止区带部分的半导体器件的示例的半导体主体的示意性横截面视图。图6是图示通过第一场终止区带部分和第二场终止区带部分沿着竖向方向的掺杂浓度轮廓的示意性线图。具体实施方式在以下的详细描述中，参照随附附图，随附附图形成在此的一部分，并且其中通过图示的方式示出其中可以实践本公开的具体实施例。要理解的是，可以利用其它实施例并且可以在不脱离本专利技术的范围的情况下作出结构或逻辑上的改变。例如，针对一个实施例图示或描述的特征可以被使用在其它实施例上或与其它实施例结合，以再得出进一步的实施例。意图的是本公开包括这样的修改和变化。使用特定的语言来描述示例，特定的语言不应当被解释为限制所附权利要求的范围。附图并非成比例并且仅用于说明的目的。为了清楚，如果并未另外声明，则已经在不同的附图中通过对应的标号来指明相同的要素。术语“具有”‌、“‌包含”、“包括”和“‌‌包括有”等是开放式的，并且这些术语指示所声明的结构、要素或特征的存在但是不排除附加的要素或特征的存在。数量词“一”、“‌一个”以及指代词“该”意图包括复数以及单数，除非上下文另外清楚地指示。术语“电连接”描述电连接的元件之间的恒定的低欧姆连接，例如所涉及的各元件之间的直接接触或经由金属和/或高掺杂半导体的低欧姆连接。术语“电耦合”包括可以在电耦合的各元件（例如临时在第一状态下提供低欧姆连接而在第二状态下提供高欧姆电解耦的元件）之间存在被适配于信号传输的一个或多个的（多个）中间元件。各图通过在掺杂类型“n”或“p”旁边指示“+”或“-”来图示相对掺杂浓度。例如，“n-”表示比“n”掺杂区域的掺杂浓度更低的掺杂浓度，而“n+”掺杂区域具有比“n”掺杂区域更高的掺杂浓度。相同的相对掺杂浓度的掺杂区域不一定具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的“n”掺杂区域可以具有相同或不同的绝对掺杂浓度。如在本说明书中使用的术语“水平”意图描述与半导体衬底或主体的第一表面或主表面实质上平行的定向。这可以是例如晶片或管芯的表面。如在本说明书中使用的术语“竖向”意图描述被实质上布置为垂直于第一表面（即，平行于半导体衬底或主体的第一表面的法线方向）的定向。在本说明书中，半导体衬底或半导体主体的第二表面被看作为由半导体衬底的下表面或背侧表面形成，而第一表面被看作为由半导体衬底的上表面、前表面或主表面形成。如在本说明书中使用的术语“之上”和“之下”因此描述一个结构特征对于另一结构特征的相对位置。在本说明书中，n掺杂被提及为第一导电类型，而p掺杂被提及为第二导电类型。替换地，可以利用相反的掺杂关系形成半导体器件，从而第一导电类型可以是p掺杂并且第二导电类型可以是n掺杂。图1是用于图示在半导体主体中制造半导体器件（例如功率半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在半导体主体中制造半导体器件的方法，所述方法包括：在半导体衬底上形成第一导电类型的第一场终止区带部分；在所述第一场终止区带部分上形成所述第一导电类型的漂移区带，其中所述漂移区带的平均掺杂浓度被设置为小于所述第一场终止区带部分的平均掺杂浓度的80%；在所述半导体主体的第一表面处处理所述半导体主体；通过从所述半导体主体的与所述第一表面相对的第二表面移除所述半导体衬底的材料来对所述半导体主体进行薄化；通过将处在一个或多个能量的质子通过所述第二表面注入到所述半导体主体中来形成所述第一导电类型的第二场终止区带部分，其中，质子的最深的范围边界峰值按在从3μm到60μm的范围中的距所述漂移区带与所述第一场终止区带部分之间的过渡部的竖向距离设置于所述第一场终止区带部分中；以及通过热处理来对所述半导体主体进行退火。

【技术特征摘要】
2017.11.29 DE 102017128247.51.一种在半导体主体中制造半导体器件的方法，所述方法包括：在半导体衬底上形成第一导电类型的第一场终止区带部分；在所述第一场终止区带部分上形成所述第一导电类型的漂移区带，其中所述漂移区带的平均掺杂浓度被设置为小于所述第一场终止区带部分的平均掺杂浓度的80%；在所述半导体主体的第一表面处处理所述半导体主体；通过从所述半导体主体的与所述第一表面相对的第二表面移除所述半导体衬底的材料来对所述半导体主体进行薄化；通过将处在一个或多个能量的质子通过所述第二表面注入到所述半导体主体中来形成所述第一导电类型的第二场终止区带部分，其中，质子的最深的范围边界峰值按在从3μm到60μm的范围中的距所述漂移区带与所述第一场终止区带部分之间的过渡部的竖向距离设置于所述第一场终止区带部分中；以及通过热处理来对所述半导体主体进行退火。2.如权利要求1所述的方法，其中，对所述半导体主体进行薄化终止于在从5μm到70μm的范围中的距所述漂移区带与所述第一场终止区带部分之间的过渡部的竖向距离处。3.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，通过外延层形成处理来形成所述第一场终止区带部分和所述漂移区带。4.一种在半导体主体中制造半导体器件的方法，所述方法包括：在半导体衬底上形成第一导电类型的漂移区带；在所述半导体主体的第一表面处处理所述半导体主体；通过从所述半导体主体的与所述第一表面相对的第二表面移除所述半导体衬底的材料来对所述半导体主体进行薄化；通过如下来在所述第二表面与所述漂移区带之间形成所述第一导电类型的第一场终止区带部分：将质子通过所述第二表面注入到所述半导体主体中，并且设置在质子的范围边界峰值与所述第二表面之间的在从5μm到70μm的范围中的竖向距离，并且进一步设置大于所述漂移区带的平均掺杂浓度的120%的所述第一场终止区带部分的平均掺杂浓度；通过将处在一个或多个能量的质子通过所述第二表面注入到所述半导体主体中来形成所述第一导电类型的第二场终止区带部分，其中，质子的最深的范围边界峰值按在从3μm到60μm的范围中的距所述漂移区带与所述第一场终止区带部分之间的过渡部的竖向距离设置于所述第一场终止区带部分中；以及通过热处理来对所述半导体主体进行退火。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一场终止区带部分的质子的离子注入能量对于与所述第二场终止区带部分的最深的范围边界峰值关联的质子的离子注入能量的比率被设置在从2到50的范围中。6.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，所述第二场终止区带部分的竖向延伸被设置在从1μm到15μm的范围中。7.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，以范围从200keV到700keV的三个至十个不同的离子注入能量来注入所述第二场终止区带部分的质子。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述三个至十个不同的离子注入能量当中的最小的离子注入能量对于最大的离子注入能量的比率被设置在从50%到90%的范围中。9.如权利要求7和8中的任何一项所述的方法，其中，随着增加所述三个至十个不同的离子注入能量当中的离子注入能量，质子注入的离子注入剂量被设置得更小。10.如权利要求7至9中的任何一项所述的方法，其中，与所述三个至十个不同的离子注入能量中的一个离子注入能量关联的离子注入剂量被设置在与所述三个至十个不同的注入能量中的作为对于所述三个至十个不同的离子注入能量中的该一个离子注入能量的下一更大的离子注入能量的另一个离子注入能量关联的离子注入剂量的3%和70%之间。11.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，所述热处理的退火温度被设置在从360...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ舒尔策，FJ尼德诺斯泰德，OJ施普尔伯，S福斯，
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