本发明专利技术描述了一种功率半导体元件及２种制造该功率半导体元件的方法。该半导体元件带有一个经过第一掺杂的半导体基体和一个ｐｎ结，它是通过一个经过第二掺杂的触点区域与在该基体中形成的掺杂轮廓所构成的。这里第二触点区域处于基体的第二表面上并且延伸扩张到基体体积内部。另外这里用于第二触点区域的基体具有一个凹槽状的空隙，带有一个侧面和一个底面，这里该底面是作为第二表面的第二部分面而形成的，第二触点区域从底面开始延伸扩张，经过侧面直至第一部分面。另外这里的ｐｎ结在与侧面相邻处具有一个曲率。
【技术实现步骤摘要】
带有凹;ff状第Jl触点区域的功率^f^it^本专利技术描述了4带有至少一个pn结的功率半^ML件，它最好是一个具 有耐反向电压强度达到至少600 V的功率^fel管，用于大功率等级的整流器。耗。才M^9^技术，要满;ut—^^^求可以有2种g的解决方法。
技术介绍
其中一种如专利DE 43 37 329 C2中所描述的功率半^^元件，i^E也f议 带有一个pn结的功率^l管，该pn结借助于高能量*的照射在半^^基体 结合中心处形成。i!E喊电^i^^^a^的应用。这样就能够'^il^形成 功率j^L管，而且它具有较高的耐压强度，并与功率晶体管结合后具有进一步 的优良特性。按照上述专利所描述的功率J^l管在其形成过程中M—^Nt泉，那#& 通it^、射，例如利用錄，会在半^#>基体中产生缺陷，^iL状态下载流子 的产生会导致较高的反向电流。而这种移植的作用当然会^ii一步的处理iif呈 中被部分州琳才^t财^^-^T选的方式，在f^中的第^中形成財较少 ^^度的第^#^区域。这样所产生的pn结走向平#^表面并絲pn结到达 表面之前其在掺杂区域的ii^部分具有较大的曲率'i^E的故泉^ i,功M ^^ML^由于第4杂的较〗^^^1导致^^有较低的耐压强度。为了弥补 这4泉，需要在第^#^的柳 —个鳞部賴造型，增加了紘
技术实现思路
本专利技术的任务才>61提出 一种具有较少开关损耗同时W较高耐压强度的功^W^元件;^其相应制it^法。该任^it过如后面会加以详细说明的本专利技术^U'J^求l， 6和9中所描述的的^^以完成。M的实^riC^^^U'j^求中描t械明的思路首^^从带有一个^f^基体的功率^N^耕出发，其最 好是ii絲第一触点区域。为了形錄少一个pn结，需要4il个基体上iS^ 少一个第4杂、最好是p掺杂的区域，后面该区域被称作第二触点区域。由 于第^^的区^f是借助于扩散i^呈形成的，因此它不^l:均匀的絲而 是从絲絲面形会Wp度魏减少的絲形式。另夕卜本专利技术所述的功率半^^W最好在功率半^^元件的ii^部分具有 多个电场环。这些电场环同幹ft为第4杂的区域并且同样形成一定的M轮 廓，围絲第二触点区域，最好是与其相同中心。不管賴二触点区^1这 些电场环^p是布踪所iii-体的第二表面上的，并且如所描述的那样延伸扩展 到所H^体的^p、内部。除了选#^种在*区域带有电场环的构^卜*一 ##^形式，例如iM)贿^t^中已知的VLD (躺变絲)^L^。本专利技术所述的基絲其第二触点区域内具有一个凹槽状的空隙，它通过侧 面和底面来限定。i!E该底面构成功4f^^力降的第二表面的第二部分面， 并且平行于可选的电场环区域内的第4分面。第1点区^A^二部^延 伸经过侧面直至第^5轴。所描述的功率半fM^元件是在两个表面之间具有负载电流情况下的容量元件。械明所述的半^IH^元件的构i^f是当侧面具有曲率时，它能平4汁pn 结的曲率。可g，侧面可垂直于底面或者以一^H氐于45度的角度相对于底面 倾斜，i!E侧面在与底面相交的区域内pn结的走向平^^第二表面。本专利技术所述的第一种用于制itJiii功^H^M^的方法包括下列差本方 法步骤 #^5(1^^沐，对经鄉一#^的^^基体的第二表面进#^膜。在 4W目对的第-^第二表面上^if一触点区域， 第^^^的絲轮廓的产生是^f 二表面出;Ol至第-^分截面，它以 后将构成该表面的第^P分面，以AJ^二部分截面，这样就形成了电场环以及 第-缺点区域。^^是同时^f^2个方法步骤，这样这2>|^轮廓能形成相同的^P;tA向。 在表面的第二部分面的区域内形成凹槽以产生第二触点区域的底面和 侧面。itJl^对不需^除的区域进^^膜，接下来借助于湿式蚀刻和/或干5式蚀刻方法来形成凹槽，该凹槽的扩^JL为第4杂的絲'^LH^就是pn 结位置的50%和90%之间。凹槽的横向侧面扩张至少为深度扩5^1的10倍, 对第-^^.的4^p或^P^i行4^^t理。 对第二触点区域迸行金/^^t理用于形成导电连接的接触面。i!E最好本专利技术所述的第4用于制iUi述功率半^^元件的方法包括下列M方 法步骤*條贿才^Mt经鄉一絲的^W基体的表面进她膜。*徊肖后形成的第二触点区域的第二表面的第二部分面的区域形成凹槽。iU:^^助于湿式蚀刻和/或干式蚀刻方法来形成凹槽。*借助于离子注入产生第4杂的栘杂轮廓，^二表面出;OL^肖后形 成第二部^的第4^ 。 对第-W^的全面或者部械行椒狄理. 对第二触点区域(12)进行金/^狄理(18)以形成导电连接的接触面。这2种方法的关键^t^于，pn结的曲率与贿4说目比小得多。这样功率半^^元件的耐压强度:^寻到了 ^^提高，并JLii^区域的造型例^^助于电场^比以往所需的^T所减少。附图说明本专利技术的解决^通过下面的附图1至5中所描述的实施例来详细地加以 说明。图1示出了本专利技术所述的功率^^t/^的基体，图2示出了第>-^ _明所述方法中的形成第《^#杂的子步骤。图3示出了第—本专利技术所述方法中的形成第^##^后的子步骤.图4示出了笫一种本专利技术所述方法中的凹槽形^昏的子步骤的2种变体。图5示出了^JL明所述的功^M^元件的2种变体。图6示出了第4本专利技术所^法中的形成凹槽,成第^#^的部^#骤。图7示出了iM)第^t本专利技术工艺方'，成的功率^H^元件。插图1中示出了本专利技术所述的功率^^樹的基体(2， 4)的一个没有 ^^、尺寸比例的剖面图，示例为一个反向电压为1200V的功率J^L管，该示例 ^i4Ui^昏面的附图中得以保留。该HH^基^^有一个带有2种^Mt的 n掺杂。在基体的第二表面(10)上连接有一个|§^掺杂的区域(2)，而在第 二表面(100) Ji^接有重度絲的区域(4 )。这2种 的14^走向在基体内 部平^tf表面(10， 100)。图2示出了本专利技术所述方法中的形成第4杂的子步骤。#^SiL^^MUt里需对用于准备进行选棒性,的不同区^^ft^膜(6 )。在第4^的区域(10a)中产生电场环，在第二部分面的区域(10b)中产生第二触点区域。 借助于扩散(60)进行的員^i!E才M^L^^M^二表面(10)的方向开 始实现。图3示出了本专利技术所i^r法中形成第^^、 M是p絲(12， 14 )之 后的子步骤。另夕N^轮廓(120， 140)的走向进行了描述说明，也iUj^ 着'絲'^L增加，p絲的^^^li^减少的，很明显，p絲在半f^基体 (2， 4)中并不仅^501垂直于表面(IO)进行渗透，而JLiE沿着表面进行絲， 并在掩漠(6)的足够小的开口处i^W成半圆形状的区域。以勤以的方式形成 第二触点区域，它在侧面在第一电场环的方向Ji^伸，it^p掺杂的俯和;l1^ 着、^^增加lt^^f减小的，图4示出了^L明所^法中的凹槽形^^的子步骤的2种变体，图4a 示出了第-^t变体，i^E通iiit当的掩膜以;SJt当的^^介质l^上沿着p掺 杂(120)的祐和M来完J^t凹槽的蚀刻。这样所产生的第二触点区域(12) 的^1#^带有一个底面(122a)和一个与之倾辨目连的侧面(124a)，该侧面 以直角i^f靠i^面的第^P分面(1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率半导体元件，带有一个经过第一掺杂的半导体基体（２，４），一个在该基体中形成的并且与第一掺杂的区域一起构成ｐｎ结（１２６）的第二触点区域（１２），其经过第二掺杂形成掺杂轮廓（１２０），其中第二触点区域（１２）位于基体的第二表面（１０）上，并且延伸扩张到基体体积内部，并且其中用于第二触点区域（１２）的基体（２，４）具有一个凹槽状的空隙（２４），带有一个侧面（１２４）和一个底面（１２２），其中该底面（１２２）是作为第二表面（１０）的第二部分面而形成的，其中第二触点区域（１２）从底面（１２２）开始延伸扩张，经过侧面（１２４）直至第一部分面（１０ａ），并且其中ｐｎ结（１２６）在与侧面（１２４）相邻处具有一个曲率（１２８）。
【技术特征摘要】
DE 2007-12-21 102007062306.41. 一种功率半导体元件，带有一个经过第一掺杂的半导体基体(2，4)，一个在该基体中形成的并且与第一掺杂的区域一起构成pn结(126)的第二触点区域(12)，其经过第二掺杂形成掺杂轮廓(120)，其中第二触点区域(12)位于基体的第二表面(10)上，并且延伸扩张到基体体积内部，并且其中用于第二触点区域(12)的基体(2，4)具有一个凹槽状的空隙(24)，带有一个侧面(124)和一个底面(122)，其中该底面(122)是作为第二表面(10)的第二部分面而形成的，其中第二触点区域(12)从底面(122)开始延伸扩张，经过侧面(124)直至第一部分面(10a)，并且其中pn结(126)在与侧面(124)相邻处具有一个曲率(128)。2. 按照^U，J要求1所述的功率半^H^元件，其中在功率半|^元件的* 区域内形成有多个同才狄于基体(2, 4)上的第4杂的电场环(14)，这些电 场环(14)排列^^4体的第二表面(10)上的第一^分面(10a)处并JL^伸扩 ^J'J基体^P、内部，3. 按照^^要求2所述的功率f^^元件，其中在电场环(14)的区域内 第^^ (10a)的#/^^ (16)被中断，并Jii^与各自所属的电场环(14) 的导电触点区域内具有多个电场板(20)。4. 按照W'J要求1所述的功率半^^元件，其中侧面(124a) M—个曲 率，该曲率平^fpn结的曲率，或辆成垂直于底面(122b)的侧面(124b)， 其中该侧面(124b)与底面(122b)上的某处区樹目汇，在该处pn结的走向 平衍第二表面。5. 按照^'漆求4所述的功率半^f^元件，其中第二触点区域(12) * 点金^f^: (18)所M，而第^P^ (10a)被4W^ (16)所M。6. 用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：B柯尼希，
申请(专利权)人：塞米克朗电子有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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