功率二极管制造技术

本发明专利技术公开了功率二极管。一种处理功率二极管（1）的方法，包括：提供半导体主体（10）；在半导体主体（10）中创建阳极区（102）和漂移区（100）；通过单个离子注入处理步骤来在阳极区（102）中形成阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022）中的每一个。

Power Diode

The invention discloses a power diode. A method for processing power diodes (1) includes: providing a semiconductor main body (10); creating an anode region (102) and a drift region (100) in the semiconductor main body (10); forming an anode contact region (1021) and an anode damage region (1022) in the anode region (102) through a single ion implantation processing step.

【技术实现步骤摘要】
功率二极管
本说明书涉及功率二极管的实施例并且涉及处理功率二极管的方法的实施例。特别地，本说明书涉及具有特定半导体阳极结构的功率二极管的实施例，并且涉及对应的处理方法。
技术介绍
汽车、消费者和工业应用中的现代设备的许多功能，诸如转换电能以及驱动电动机或电机，依赖于功率半导体器件。例如，仅举几例，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）以及功率二极管，已经用于各种应用，包括但不限于电源和功率转换器中的开关。功率二极管通常包括半导体主体，所述半导体主体被配置成：如果在二极管的两个负载端子之间施加正向上的电压，则沿着所述端子之间的负载电流路径传导负载电流。如果施加反向上的电压，则功率二极管通常呈现阻断状态并且负载电流的流动被抑制。功率二极管的负载端子通常被称为阳极端子和阴极端子，并且功率二极管从传导状态到阻断状态的转变可遵循功率二极管的反向恢复行为。如果在某个应用中被采用，则可能合期望的是避免在阳极端子邻近处的过高电荷载流子浓度，使得可以避免在反向恢复期间的高电流峰值。
技术实现思路
根据实施例，一种处理功率二极管的方法包括：提供半导体主体；在半导体主体中创建阳极区和漂移区；通过单个离子注入处理步骤来在阳极区中形成阳极接触区域和阳极损伤区域中的每一个。根据另一实施例，一种功率二极管包括：具有阳极区和漂移区的半导体主体，所述半导体主体耦合到功率二极管的阳极金属化部并且耦合到功率二极管的阴极金属化部；阳极接触区域和阳极损伤区域，二者都被实现在阳极区中，所述阳极接触区域被布置成与阳极金属化部接触，并且所述阳极损伤区域被布置成与阳极接触区域接触并且在所述阳极接触区域下方；其中所述阳极损伤区域沿着竖直方向延伸到阳极区中不远于下至从阳极金属化部和阳极接触区域之间的过渡所测量的75nm的延伸水平。根据另外的实施例，一种功率二极管包括：具有阳极区和漂移区的半导体主体，所述半导体主体耦合到功率二极管的阳极金属化部并且耦合到功率二极管的阴极金属化部；阳极接触区域和阳极损伤区域，二者都被实现在阳极区中，所述阳极接触区域被布置成与阳极金属化部接触，并且所述阳极损伤区域被布置成与阳极接触区域接触并且在所述阳极接触区域下方；其中氟以至少1016原子*cm-3的氟浓度被包括在阳极接触区域和阳极损伤区域中的每一个内。本领域技术人员在阅读以下详细描述时并且在查看附图时将认识到附加的特征和优点。附图说明各图中的各部分不一定是按比例的，代替地把重点放在说明本专利技术的原理上。此外，在各图中，同样的参考标号指明对应的部分。在附图中：图1示意性并且示例性地图示了根据一个或多个实施例的处理功率二极管的方法的方面；图2示意性并且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率二极管的竖直横截面的区段；图3示意性并且示例性地图示了根据一个或多个实施例的存在于功率二极管的半导体主体中的电场的路线（course）和电荷载流子浓度的路线；以及图4示意性并且示例性地以放大的视图图示了图3的图解的区段。具体实施方式在以下详细描述中，参考了附图，所述附图形成本文的一部分，并且在其中通过图示的方式示出了在其中可以实践本专利技术的特定实施例。在这个方面，方向性术语、诸如“顶部”、“底部”、“下方”、“前方”、“后方”、“背部”、“领先”、“拖尾”、“上方”等等可以参考正被描述的图的定向而使用。由于实施例的各部分可以以许多不同的定向而被定位，所以方向性术语用于说明的目的，并且决不是限制性的。要理解的是，可以利用其他实施例，并且可以做出结构或逻辑改变而不偏离本专利技术的范围。因此，以下详细描述不要以限制性意义来理解，并且本专利技术的范围由所附权利要求来限定。现在将详细参考各种实施例，其中的一个或多个示例在图中被图示。每个示例通过解释的方式被提供，并且不意味着作为对本专利技术的限制。例如，作为一个实施例的部分所图示或描述的特征可以被使用在其他实施例上或结合其他实施例被使用以产生又另外的实施例。所意图的是本专利技术包括这样的修改和变化。通过使用特定的语言来描述示例，所述特定语言不应当被解释为限制所附权利要求的范围。附图不是按比例的，并且仅仅用于说明性目的。为了清楚，如果没有另行声明，则已在不同附图中通过相同的参考标记指明了相同的元件或制造步骤。如在本说明书中所使用的术语“水平的”意图描述与半导体衬底或半导体结构的水平表面大体上平行的定向。这可以例如是半导体晶片或管芯或芯片的表面。例如，以下提及的第一横向方向X和第二横向方向Y二者可以是水平方向，其中所述第一横向方向X和第二横向方向Y可以垂直于彼此。如本说明书中所使用的术语“竖直的”意图描述这样的定向：所述定向大体上被布置成垂直于水平表面，即平行于半导体晶片/芯片/管芯的表面的法线方向。例如，以下提及的延伸方向Z可以是垂直于第一横向方向X和第二横向方向Y二者的延伸方向。延伸方向Z在本文中还被称为“竖直方向Z”。在本说明书中，n掺杂被称为“第一导电类型”，而p掺杂的被称为“第二导电类型”。可替换地，可以采用相反的掺杂关系，使得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。在本说明书的上下文中，术语“处于欧姆接触”、“处于电接触”、“处于欧姆连接”和“电连接的”意图描述在半导体器件的两个区、区段、区域、部分或部件之间、或者在一个或多个器件的不同端子之间、或者在半导体器件的端子或金属化部或电极与一部分或部件之间存在低欧姆电连接或低欧姆电流路径。进一步地，在本说明书的上下文中，术语“处于接触”意图描述在相应半导体器件的两个元件之间存在直接物理连接；例如，在彼此接触的两个元件之间的过渡可能不包括另外的中间元件等等。另外，在本说明书的上下文中，如果不另行声明，则术语“电绝缘”在其一般合理理解的上下文中被使用，并且因而意图描述两个或更多组件与彼此分离地定位并且不存在连接那些组件的欧姆连接。然而，与彼此电绝缘的组件不过可以耦合到彼此，例如机械地耦合和/或电容地耦合和/或电感地耦合。为了给出示例，电容器的两个电极可以与彼此电绝缘，并且同时机械地且电容地耦合到彼此，例如借助于绝缘部、例如电介质。在本说明书中描述的特定实施例关于可以在功率转换器或电源内使用的功率半导体器件，而不限制于此。因而，在实施例中，这样的器件可以被配置成承载负载电流，所述负载电流将被馈送到负载和/或相应地由功率源所提供。例如，功率半导体器件可以包括一个或多个有源功率半导体单元，诸如单片集成的二极管单元，和/或单片集成的晶体管单元，和/或单片集成的IGBT单元，和/或单片集成的RC-IGBT单元，和/或单片集成的MOS栅控二极管（MGD）单元，和/或单片集成的MOSFET单元和/或其衍生物。这样的二极管单元和/或这样的晶体管单元可以被集成在功率半导体模块中。多个这样的单元可以构成单元场，所述单元场与功率半导体器件的有源区布置在一起。本说明书进一步涉及以功率二极管的形式的功率半导体器件。如本说明书中所使用的术语“功率二极管”意图描述具有高电压阻断和/或高电流承载能力的单个芯片上的半导体器件。换言之，这样的功率二极管意图用于高电流和/或高电压，所述高电流典型地在安培范围中，例如高达数十或数百安培，所述高电压典型地在15V以上，更典型地为100V及以上，例如高达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理功率二极管（1）的方法，包括：‑ 提供半导体主体（10）；‑ 在所述半导体主体（10）中创建阳极区（102）和漂移区（100）；‑ 通过单个离子注入处理步骤而在阳极区（102）中形成阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022）中的每一个。

【技术特征摘要】
2017.08.18 DE 102017118864.91.一种处理功率二极管（1）的方法，包括：-提供半导体主体（10）；-在所述半导体主体（10）中创建阳极区（102）和漂移区（100）；-通过单个离子注入处理步骤而在阳极区（102）中形成阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022）中的每一个。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述单个离子注入处理步骤包括注入重离子。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述单个离子注入处理步骤包括注入二氟化硼离子。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中利用射束线注入设备来实施所述单个离子注入处理步骤。5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中利用小于20KeV的注入能量来实施所述单个离子注入处理步骤。6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中利用至少2*1013cm-2的注入剂量来实施所述单个离子注入处理步骤。7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述单个离子注入处理步骤被实施使得从已经被所注入的离子渗透的半导体主体（10）的表面（10-1）所测量的所注入离子的平均距离共计小于100nm。8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述单个离子注入处理步骤之后是温度退火处理步骤，所述温度退火处理步骤在小于450℃的温度下被实施，其中由所注入的离子引起的缺陷仅仅部分地被退火。9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中创建阳极区（102）包括注入处理步骤和扩散处理步骤中的至少一个。10.根据前述权利要求之一所述的方法，进一步包括在实施所述单个离子注入处理步骤之前，实施第一注入处理步骤以用于在阳极区（102）内形成阳极场停止区域（1024），所述阳极场停止区域（1024）与阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022）中的每一个相比在阳极区（102）内被布置得更深。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述阳极场停止区域（1024）沿着竖直方向（Z）自阳极损伤区域（1022）在空间上移位至少250nm。12.根据权利要求10或11所述的方法，其中借助于第一注入处理步骤被引入阳极区（102）中的注入粒子经受温度退火处理步骤，以便对由所述注入粒子引起的缺陷进行退火。13.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述阳极损伤区域（1022）被配置成降低阳极损伤区域（1022）内存在的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：M巴鲁西克，M比纳，M戴内泽，A毛德，
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