制造包括场停止区的半导体器件的方法技术

本发明专利技术涉及制造包括场停止区的半导体器件的方法。一种制造半导体器件的方法包括通过利用激光束穿过半导体本体的第一表面照射半导体本体的一部分形成场停止区。所述部分具有在5x1016cm-3和5x1017cm-3的范围内的氧浓度。然后利用质子穿过第一表面照射半导体本体，并且在300℃到550℃的温度范围内使半导体本体退火。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
技术介绍
在半导体器件中，例如半导体二极管、绝缘栅双极晶体管(IGBT)或绝缘栅场效应晶体管(IGFET)，在前道工序(FE0L)处理之前的低掺杂浓度的基底材料(例如晶片)用于实现半导体器件的DC电压阻断要求。低掺杂浓度的基底材料具有的影响是空间电荷区传播非常远，其不得不借助半导体器件的芯片厚度的增加来补偿，如果意图是确保空间电荷区不到达背面接触区域的话。为了控制芯片厚度，已经提出在半导体器件的半导体体积中引入场停止区，也就是说相对于基底材料的掺杂提高掺杂的区，所述区可以例如以阶梯状的方式配置。场停止区允许在与基底材料相比较小的横向距离上方吸收电压或降低电场强度。当制造场停止区时，在多种特性之间权衡，所述多种特性例如是低器件泄漏电流、成本高效性和相对于温度预算要求的工艺兼容性。期望提供一种改善的。
技术实现思路
根据一个实施例，一种制造半导体器件的方法包括通过利用激光束穿过半导体本体的第一表面照射半导体本体的一部分来形成场停止区。所述部分包括在5 X 1016 cm 3到5 X 1017 cm 3的范围内的氧浓度。所述方法还包括利用质子穿过第一表面照射半导体本体并且在300°C到550°C的温度范围内使半导体本体退火。根据另一个实施例，一种制造半导体二极管的方法包括在具有相对的第一和第二面的半导体本体中通过穿过第二面将P型掺杂剂引入半导体本体中来形成阳极区域。所述方法还包括通过穿过第一面将η型掺杂剂引入半导体本体中在半导体本体中形成阴极区域。所述方法还包括通过利用激光束穿过半导体本体的第一表面照射半导体本体的一部分形成场停止区。所述部分包括在5 X 1016 cm3和5 X 10 17 cm3的范围内的氧浓度。所述方法还包括利用质子穿过第一表面照射半导体本体并且在300°C到550°C的温度范围内使半导体本体退火。根据另一个实施例，一种制造半导体二极管的方法包括在半导体本体中引入铂，所述半导体本体包括在5 X 1016 cm 3和5 X 10 17 cm 3的范围内的氧浓度。所述方法还包括利用质子穿过第一表面照射半导体本体。所述方法还包括在300°C到550°C的温度范围内使半导体本体退火。本领域技术人员在阅读了以下详细描述以及查看了附图之后将认识到附加的特征和优点。【附图说明】附图被包括用以提供对本专利技术的进一步理解并且被并入该说明书且构成该说明书的一部分。这些图图示了本专利技术的实施例并且与描述一起用来解释本专利技术的原理。将容易领会本专利技术的其它实施例和意图的优点，因为参考以下详细描述它们将变得更好理解。图1A是用于图示利用激光束穿过第一表面照射半导体本体的一部分的过程的半导体本体的一部分的示意横截面视图，所述过程是制造半导体器件的场停止区的方法的一部分。图1Β是图1Α的半导体本体的示意横截面视图，用于图示利用质子穿过第一表面照射半导体本体的过程。图1C是图1Β的半导体本体的示意横截面视图，用于图示在300°C到550°C的温度范围内使半导体本体退火的过程。图2是图1C的本体的示意横截面视图，用于图示不同晶体缺陷和/或杂质之间的相互作用。图3A是用于图示具有相对的第一和第二面的半导体本体的第二面形成垂直功率半导体器件的第一负载端子结构的过程的半导体本体的一部分的示意横截面视图。图3B是图3A的半导体本体的示意横截面视图，用于图示在半导体本体的第一面处形成第二负载端子结构的过程。图3C是图3B的半导体本体的示意横截面视图，用于图示在半导体本体的第二面处形成场停止区的过程。图3D是图3B的半导体本体的示意横截面视图，用于图示在半导体本体的第一和第二面处形成接触的过程。图4是包括场停止区的功率半导体二极管的半导体本体的示意横截面视图。图5是包括场停止区的功率绝缘栅双极晶体管的半导体本体的示意横截面视图。图6是图示通过相同的处理在磁控直拉娃(Magnetic Czochralski silicon)基底材料中以及在浮区娃(Float Zone silicon)基底材料中形成的场停止区的净掺杂轮廓的曲线图。图7是图示通过相同的处理在磁控直拉硅基底材料中以及在浮区硅基底材料中形成的功率半导体二极管的泄漏电流的概率分布的曲线图。图8是图示制造半导体器件的实施例的示意工艺流程图。【具体实施方式】在下面的详细描述中，参考附图，这些附图构成了该详细描述的一部分，且在这些图中通过例证的方式示出了其中可以实践本公开的特定实施例。应当理解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做出结构或逻辑改变。例如针对一个实施例图示或描述的特征可以用在其他实施例上或者结合其他实施例使用以产出又一另外的实施例。本公开旨在包括这种修改和变型。使用具体语言描述所述示例，所述具体语言不应被解释为限制所附权利要求的范围。附图没有按比例并且仅用于图示的目的。为清楚起见，相同的元件在不同图中由对应的参考标记来标明，如果没有另外说明的话。术语〃具有〃、〃包括〃、〃包含〃、〃含有〃等是开放式的，并且所述术语表示所声明的结构、元件或者特征的存在，但并不排除附加的元件或者特征的存在。冠词"一"、"一个〃和〃该〃旨在包括复数以及单数，除非上下文另有清楚表示。术语“电连接的”描述了电连接的元件之间的永久低欧姆连接，例如所关注的元件之间的直接接触或通过金属和/或高掺杂半导体的低欧姆连接。术语“电耦合的”包括适于信号传输的一个或多个居间元件可以存在于电耦合的元件之间，例如临时在第一状态提供低欧姆连接并且在第二状态提供高欧姆电解耦的元件。附图通过在掺杂类型“η”或者“p”旁边指示或“ + ”来说明相对掺杂浓度。例如“η ”意指比“η”掺杂区域的掺杂浓度更低的掺杂浓度，而“η+”掺杂区域具有比“η”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必须具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的“η”掺杂区域可以具有相同或者不同的绝对掺杂浓度。图1A-1C是用于图示制造包括场停止区的半导体器件的过程的半导体本体105的一部分的示意横截面视图。图1Α是用于图不利用激光束107穿过第一表面109照射半导体本体105的一部分的过程的半导体本体105的示意横截面视图。所述部分包括在5 X 1016 cm 3和5 x 10 17cm 3或者甚至在1 X 10 17 cm 3和3 x 10 17 cm 3的范围内的氧浓度。半导体本体105可以是半导体晶片，例如娃晶片。根据一个实施例，半导体本体105是通过直拉(Czochralski)生长工艺获得的硅晶片，例如磁控直拉(MCZ)硅晶片。根据其他实施例，另一单晶半导体材料的衬底例如是碳化硅SiC、砷化镓GaAs、氮化镓GaN或另一 AmBv半导体、锗Ge或硅锗晶体SiGe0利用激光束107照射半导体本体105的所述部分允许在通过吸收激光束被加热的所述部分中生成空位。根据一个实施例，吸收激光束使半导体本体局部熔化，之后是再结晶。由于因吸收激光束引起的热应力，可以生成空位。根据一个实施例，利用激光束107照射半导体本体105的所述部分导致半导体本体105在第一表面109和深度d之间的部分中的空位密度增加，其中d 当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：通过以下形成场停止区：‑ 利用激光束穿过半导体本体的第一表面照射半导体本体的一部分，所述部分包括在5 x 1016 cm‑3到5 x 1017 cm‑3的范围内的氧浓度；‑ 利用质子穿过第一表面照射半导体本体；以及‑ 在300℃到550℃的温度范围内使半导体本体退火。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HJ舒尔策，H舒尔策，
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