抗闩锁晶体管制造技术

公开了一种用于产生晶体管器件的方法以及晶体管器件。该方法包括：在半导体本体中的第二掺杂类型的本体区中形成第一掺杂类型的源极区；以及邻近本体区中的源极区形成第二掺杂类型的低阻区，其中形成源极区包括使用注入掩膜经由半导体本体的第一表面将第一掺杂类型的掺杂剂粒子注入到本体区中，以及其中注入第一掺杂类型的掺杂粒子包括倾斜注入。

【技术实现步骤摘要】
抗闩锁晶体管
本公开总体上涉及晶体管器件，特别涉及具有绝缘栅电极的场效应控制晶体管器件。
技术介绍
具有绝缘栅电极的场效应控制晶体管器件（诸如MOSFET或IGBT）被广泛用作汽车、工业、家用或消费电子应用中的电子开关。这些晶体管器件具有在几十伏特和几百伏特直到几千伏特之间的电压阻断能力。具有绝缘栅电极的场效应控制晶体管器件包括第一掺杂类型（导电类型）的源极区，其处于与第一掺杂类型互补的第二掺杂类型的本体区中。第一导电类型的漂移区靠近本体区并且位于本体区和漏极区之间。栅极电极邻近本体区，通过栅极电介质与本体区介质绝缘，并且用来控制源极区和漂移区之间的本体区中的导电沟道。这种类型的晶体管器件通常被称为MOS（金属氧化物半导体）晶体管器件，尽管栅极电极不一定包括金属并且栅极电介质不一定包括氧化物。在MOS晶体管器件中，源极区、本体区和漂移区形成寄生（本征）双极型晶体管，其中本体区形成该双极型晶体管的基极区。该寄生双极型晶体管可以在过载状况下接通。这些过载状况的示例包括雪崩击穿、宇宙辐射、过电流（与MOS晶体管串联连接的负载中的短路）、以及连接到MOS晶体管的负载的整流（commutation）。接通寄生双极型晶体管促使MOS晶体管接通，以使得MOS晶体管无意间接通并且不可再受到栅极电极的控制。寄生双极型晶体管的这种接通通常被称为闩锁并且可导致对器件的不可逆转的破坏（如果没有从外部限制负载（漏极-源极）电流的话）。即使MOS晶体管的源极区和本体区通过金属化变短，本体区（即在双极型晶体管的基极和发射极之间）中的电压降也会发生并且导通寄生双极型晶体管。因此，存在对生产不容易闩锁的鲁棒晶体管器件的需要。
技术实现思路
一个示例涉及一种方法。该方法包括：在半导体本体中的第二掺杂类型的本体区中形成第一掺杂类型的源极区，以及形成与本体区中的源极区邻近的第二掺杂类型的低阻区。形成源极区包括经由半导体本体的第一表面将第一掺杂类型的掺杂剂粒子掩膜注入到本体区中，并且注入第一掺杂类型的掺杂粒子包括倾斜注入。另一示例涉及具有至少一个晶体管单元的晶体管器件。该至少一个晶体管单元包括：在半导体本体中，第二掺杂类型的本体区中的第一掺杂类型的源极区、漏极区、和邻近本体区且被布置在本体区和漏极区之间的第一掺杂类型的漂移区；本体区中的且邻近源极区的第二掺杂类型的低阻区；以及通过栅极电介质与源极区和本体区介质绝缘且被布置在半导体本体的第一表面上的栅极电极。源极区和栅极电极之间的重叠长度大于70纳米，并且低阻区沿着垂直于第一表面且通过栅极电极边缘的线的掺杂轮廓包括高于1E19cm-3的最大值。附图说明下面参考附图来解释示例。附图用来图示某些原理，使得仅图示为理解这些原理所必须的方面。附图并未按比例。在附图中，相同的参考字符表示相似的特征。图1示出根据一个示例的晶体管器件的截面的垂直横截面视图；图15A-15B图示用于在图5A-5D中示出的方法中使用的半导体本体中产生补偿区的方法的另一示例。图14A-14B图示用于在图5A-5D中示出的方法中使用的半导体本体中产生补偿区的方法的一个示例；以及图13是晶体管器件的一个截面的放大视图；图12图示利用不同间隔部厚度产生的晶体管器件中的固有双极结型晶体管的鲁棒性；图11图示根据图5A-5D中示出的方法产生的晶体管器件的以及根据常规方法产生的晶体管器件的阈值电压的变化；图10A-10D图示用于形成源极区的四重（四模式）注入过程；图9A-9B图示用于形成源极区的双重（双模式）注入过程；图8A-8B图示图5A-5D中示出的方法的修改；图7A-7B图示根据另一示例的用于形成图5C中示出的间隔部的方法；图6A-6B图示根据一个示例的用于形成图5C中示出的间隔部的方法；图5A-5D图示用于在图1中示出的类型的晶体管器件中形成源极区和低阻区的方法的一个示例；图4示出图1中示出的类型的晶体管器件的截面以图示在晶体管器件中固有双极结型晶体管（BJT）的存在；图3示出具有多边形晶体管单元的晶体管器件的顶视图；图2示出具有条带晶体管单元的晶体管器件的顶视图；在下面的详细描述中，对附图进行参考。附图形成该描述的一部分并且通过图示来示出可在其中实践本专利技术的具体实施例。要理解，除非另外明确指明，这里描述的各种实施例的特征可彼此组合。具体实施方式图1示出晶体管器件的垂直横截面视图，并且更具体地是具有绝缘栅电极的场效应控制晶体管器件。该晶体管器件包括半导体本体100和半导体本体100中的有源器件区。半导体本体100可包括常规半导体材料，诸如硅（Si）、碳化硅（SiC）、砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等等。有源区包括源极区12、本体区11、漂移区14和漏极区15。例如，源极区12是第一掺杂类型（导电类型）的，本体区11是与第一掺杂类型互补的第二掺杂类型（导电类型）的，并且漂移区14是第一掺杂类型的。本体区11将源极区12与漂移区14分开。漂移区14邻近本体区11并被布置在本体区11和漏极区15之间。漂移区14可邻近漏极区15。根据另一示例（在图1中用虚线图示），具有与漂移区14相同的掺杂类型但具有不同掺杂浓度的场截止区16被布置在漂移区14和漏极区15之间。参考图1，栅极电极21邻近本体区11并且通过栅极电介质22与本体区11介质绝缘。在图1中示出的示例中，电介质和栅极电极21被布置在半导体本体100的第一表面101上，并且在半导体本体100的第一横向方向x上，该第一横向方向x沿着本体区11从源极区12延伸到漂移区14的延伸到第一表面101的截面。布置在半导体本体表面上的这种类型的栅极电极通常被称为平面栅极电极。该栅极电极21可包括常规的栅极电极材料（诸如金属）或高掺杂多晶半导体材料（诸如多晶硅）。栅极电介质22可包括常规的栅极电介质材料，诸如氧化物、氮化物或其组合。漏极区15电（欧姆地）连接到漏极节点D，栅极电极21电连接到栅极节点G，并且源极区12和本体区11电连接到源极节点S。仅在图1中示意性地图示漏极节点D、栅极节点G和源极节点S。源极区12和本体区11通过源极电极31电连接到源极节点S。图1中示出的晶体管器件是垂直晶体管器件。也就是说，源极区12和漏极区15在半导体本体100的垂直方向z上彼此隔开。垂直方向z是垂直于第一表面101的方向。第一横向方向x（源极区12和漂移区14的截面沿着第一横向方向x彼此隔开）基本上平行于第一表面101。参考图1，该晶体管器件还包括第二掺杂类型的低阻区13。该低阻区13与第一表面101隔开，在垂直方向z上邻近源极区12，并且在第一横向方向x上沿着源极区12的一部分延伸。此外该低阻区13邻近源极电极31。在下面参考本文中的图4来解释低阻区13的功能。晶体管器件可包括多个相同的晶体管单元。在图1中用实线绘制了仅一个这样的晶体管单元。在图1中用虚线示出附加的晶体管单元。每个晶体管单元都包括源极区12、主体区11和低阻区13，其中两个相邻的晶体管单元可共享一个本体区11。该多个晶体管单元可共享漂移区14、漏极区15和可选的场截止区16。通过使源极区12和本体区11连接到源极节点S且使栅极电极21连接到栅极节点G来将单独的晶体管单元并联连接。可选地，晶体管器件另外包括与第一掺杂类型互补的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：在半导体本体中的第二掺杂类型的本体区中形成第一掺杂类型的源极区；以及邻近本体区中的源极区形成第二掺杂类型的低阻区，其中形成源极区包括使用注入掩膜经由半导体本体的第一表面将第一掺杂类型的掺杂剂粒子注入到本体区中，以及其中注入第一掺杂类型的掺杂粒子包括倾斜注入。

【技术特征摘要】
2015.10.30 DE 102015118616.01.一种方法，其包括：在半导体本体中的第二掺杂类型的本体区中形成第一掺杂类型的源极区；以及邻近本体区中的源极区形成第二掺杂类型的低阻区，其中形成源极区包括使用注入掩膜经由半导体本体的第一表面将第一掺杂类型的掺杂剂粒子注入到本体区中，以及其中注入第一掺杂类型的掺杂粒子包括倾斜注入。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成源极区还包括：在注入第一掺杂类型的掺杂剂粒子之后以及在注入第二掺杂类型的掺杂剂粒子之前的第一退火过程。3.根据权利要求2所述的方法，其中从在850℃和950℃之间的范围选择第一退火过程中的温度。4.根据权利要求1所述的方法，其中形成低阻区还包括在注入第二掺杂类型的掺杂剂粒子之后的第二退火过程。5.根据权利要求4所述的方法，其中从在850℃和950℃之间的范围选择第二退火过程中的温度。6.根据权利要求1所述的方法，其中倾斜注入包括相对于半导体本体的垂直方向的在10°和45°之间的倾斜角。7.根据权利要求1所述的方法，其中该倾斜角在20°和40°之间。8.根据权利要求1所述的方法，其中注入第一掺杂类型的掺杂粒子包括至少两个倾斜注入，其中该至少两个倾斜注入中的每一个都包括具有横向分量的注入矢量，以及其中与该至少两个倾斜注入的注入矢量相关联的横向分量彼此不同。9.根据权利要求1所述的方法，其中注入第一掺杂类型的掺杂粒子包括两个倾斜注入。10.根据权利要求1所述的方法，其中注入第一掺杂类型的掺杂粒子包括四个倾斜注入。11.根据权利要求1所述的方法，其中形成低阻区包括使用注入掩膜来注入第二掺杂类型的掺杂剂粒子。12.根据权利要求11所述的方法，其中注入第二掺杂类型的掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：B菲舍尔，W凯因德尔，K科瓦利克赛德尔，M施密特，M韦格沙伊德，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT