制造半导体器件的方法技术

本发明专利技术公开了一种制造半导体器件的方法，包括形成半导体主体的多孔区。该半导体主体包括位于多孔区中的多孔结构。在多孔区上形成半导体层在半导体层中形成半导体区域。然后，将半导体层与半导体主体沿着多孔区分离，包括通过热处理将氢引入到多孔区内。

【技术实现步骤摘要】
制造半导体器件的方法
本专利技术涉及一种制造半导体器件的方法。
技术介绍
对电子半导体器件和集成电路（IC）的多数应用而言，有利的是分别限制半导体器件和集成电路的总体厚度。例如，轻重量和小尺寸对芯片卡和智能卡具有重要意义。同样地，器件（诸如垂直功率半导体元件）的电气性能可通过具体调节半导体主体的厚度得到提高。通过使半导体主体的厚度与相应的功率半导体元件的电压等级相匹配，可以防止特大（oversized）半导体主体的不期望的电阻。因此，期望对半导体主体的厚度进行精确可靠的调节，以避免产量损失并分别确保半导体器件和集成电路的可靠电气特性。
技术实现思路
根据制造半导体器件的方法的一个实施方式，该方法包括在半导体主体的表面上形成多孔区。半导体主体包括位于多孔区中的多孔结构。该方法还包括在多孔区上形成半导体层并在半导体层中形成半导体区域。该方法还包括将半导体层与半导体主体沿着多孔区分离。将半导体层与半导体主体分离包括通过热处理在多孔区内引入氢。在阅读下面的详细说明并看过附图之后，本领域技术人员将会认识到其他的特征和优势。附图说明附图被包括进来以提供对本专利技术的进一步了解，附图包含在该说明书中并构成说明书的一部分。附图示出了本专利技术的实施方式，并与说明一起用于解释本专利技术原理。本专利技术的其他实施方式以及本专利技术的许多潜在优势将更容易意识到，因为从下面的详细说明中更容易理解。附图中的元件不一定互相成比例绘制。相同的参考标号表示对应的类似部件。所示各个实施方式的特征可以互相结合，除非它们互相排斥。实施方式在附图中示出并在随后的说明中进行详细说明。图1A至图1E示出了应用根据一个实施方式的制造方法的半导体主体的横截面的示意图。图2A和图2B示出了经历根据实施方式的制造方法的半导体主体的横截面的示意图。具体实施方式在下面的详细说明中，参考构成说明书一部分的附图，附图以图解的方式示出实践本专利技术的具体实施方式。在这方面，诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“头部”、“尾部”、“在...上方”、“上方”、“下方”等方向性术语参考正在说明的附图的方向来使用。例如，作为一个实施方式的一部分而示出或说明的特征可用于其他实施方式或与其他实施方式相结合进而形成另一个实施方式。按照设计思路，本专利技术包括这类修改和变型。使用特定语言来说明实例，这不应理解为限制所附权利要求的范围。附图不按比例绘制，并且只用于说明的目的。为了清楚起见，如果没有另外声明，不同附图中的相同元件或制造过程由相同的参考标号表示。本说明书中所用的术语“横向”和“水平”旨在说明与半导体衬底或半导体主体的第一表面平行的方向。例如，这可能是晶片或晶圆的表面。本说明书中所用的术语“垂直”旨在说明布置为与半导体衬底或半导体主体的第一表面垂直的方向。下面参考附图说明示例性实施方式。然而，本专利技术不限于详细说明的实施方式，而是能够以适当的方式进行修改和变型。只要不明显地互相排斥，一个实施方式的具体特征和特征的组合可以恰当地与另一个实施方式的特征和特征的组合相结合。图1A至图1D示出了制造方法的不同阶段期间的半导体器件的横截面的示意图。图1A的示意性横截面示出了半导体主体100。根据一个实施方式，半导体主体100包含硅（Si）或由硅制成。根据另一个实施方式，半导体主体100包含碳化硅（SiC）或由碳化硅制成。通常，Si和SiC半导体主体由单晶材料制成，但是半导体主体也可以包含多晶或非晶态材料部件。参考图1B的示意性横截面，通过将半导体主体100在第一表面的晶体结构从例如单晶或多晶结构变为多孔结构，在半导体主体100的第一表面处形成多孔区101。于是，半导体主体100包括位于多孔区101中的多孔结构。多孔区101中的多孔结构可通过使用一种或多种含有氟化物（F）的溶液对Si或SiC进行阳极氧化而制成。作为一个实例，使用含有氢氟酸（HF）和乙醇或乙酸的溶液。通过选择性地使用或避免外部光源，也可以采用配置为将晶体结构变为多孔结构的其他溶液（例如，HF/二甲基甲酰胺和HF/乙腈（acenitrile）等）。一旦溶液和半导体主体100进行了物理接触，就发生反应，这使得半导体主体100将其结构变为多孔结构。这种反应以及相应的作用开始于半导体主体100的表面并扩展到半导体主体100内。因此，通常从半导体主体100的正面100f应用溶液。通过选择适当的参数值，诸如电流密度和溶液中的HF浓度，可以控制多孔区的孔隙率。多孔区101的多孔结构包括多个空穴，诸如中孔（meso-pore）和/或纳米孔。纳米孔的典型的孔尺寸小于大约2nm，中孔具有2nm直到100nm的孔尺寸，并且大孔（macro-pore）可具有μm范围内的尺寸。可以实现高达或大于70%的孔隙率。根据一个实施方式，表面处的孔隙率保持足够小，以使多孔区101上可以适当地生长其他层。然而，这类其他层也可以生长在带有尺寸在nm至μm范围内的孔（例如，纳米孔、中孔或甚至大孔）的多孔区101上。在这种情况下，可采用温度在1050°C直到1230°C的范围或1150°C直到1200°C的范围内的高温TCS（三氯硅烷）外延生长工艺，从而在多孔区101上生成其他层。在形成多孔区101之后，并且如图1C的示意性横截面所示，在多孔区101上形成半导体层102。半导体层102对应于布置在如上所述多孔区101上的其他层，并且是例如生长或沉积在具有多孔结构的多孔区101上的。通常，半导体层102通过外延生长而形成，以便具有期望的厚度。根据一个实施方式，半导体层102形成为具有5μm至200μm范围、或者20μm至170μm范围或者35μm至150μm范围内的厚度。然后，在半导体层102中形成区域103a、103b和103c，以便形成功能元件。作为一个实例，区域103a、103b和103c可包括通过离子注入和/或杂质扩散到半导体层102内而形成的半导体区域。例如，半导体区域可以由不同的压印（lithographic）步骤形成。半导体区域可以包括n型区、p型区或者n型区和p型区的结合。半导体区域的实例包括源极、漏极、主体、发射极、基极和/或集电区。区域103a、103b和103c还可在半导体区域的包括平面栅介电层和平面栅电极的表面上或靠近该表面包含介电材料和导电材料。区域103a、103b和103c还可包括其中含有介电材料和导电材料的沟槽结构，例如，含有栅介电层和栅电极的沟槽。区域103a、103b和103c可包括形成于半导体层102中的电和/或微机械元件。因此，可以应用多种工艺在半导体层102中形成区域103a、103b、103c，诸如蚀刻、应用激光、掺杂、研磨、材料沉积或生长、以及其他处理，特别是还有这些工艺的各种组合。例如，半导体层102的区域103可以适当地掺杂，以便达到用于半导体器件的对应期望功能的期望掺杂浓度。然后，如图1D的横截面图中所示，将半导体层102与半导体主体100沿着多孔区101分离。将半导体层102与半导体主体100分离包括通过热处理将氢引入半导体主体100的多孔区101内。具体地，将氢引入多孔区101内也可以与将氢引入整个半导体主体100内同时发生，只要引入的氢应用于多孔区101即可。因此，待引入多孔区101内的氢可以例如从半导体主体100的后侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，包括：在半导体主体的表面处形成多孔区，其中，所述半导体主体包括位于所述多孔区中的多孔结构；在所述多孔区上形成半导体层；在所述半导体层中形成半导体区域；以及将具有所述半导体区域的所述半导体层与所述半导体主体沿着所述多孔区分离，包括通过热处理将氢引入到所述多孔区内。

【技术特征摘要】
2011.09.12 US 13/229,8611.一种制造半导体器件的方法，包括：在半导体主体的表面处形成多孔区，其中，所述半导体主体包括位于所述多孔区中的多孔结构；在所述多孔区上，通过外延生长形成厚度为5μm至200μm的半导体层；在所述半导体层的正面形成包括源极、漏极、主体、发射极、基极和/或集电区的半导体区域；在所述半导体主体和/或所述半导体层中形成沟槽；然后将具有所述半导体区域的所述半导体层与所述半导体主体沿着所述多孔区分离，包括通过热处理将氢引入到所述多孔区内；以及在将所述半导体层与所述半导体主体分离后，对所述半导体层进行后侧处理，其中所述半导体层的后侧对应于所述半导体器件的后侧，并且其中所述后侧处理包括离子注入。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过离子注入将氢引入到所述多孔区内。3.根据权利要求2所述的方法，其中，氢的注入量在5×1014cm-2至5×1015cm-2的范围内。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述离子注入的注入能量在150keV至4MeV的范围内。5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将氢扩散通过所述半导体层进入所述多孔区内，将氢引入到所述多孔区内。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体主体是Si和SiC中的一种。7.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述半导体主体的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕·阿伦斯，约翰内斯·鲍姆加特尔，安东·毛德，弗朗西斯科·哈维尔·桑托斯罗德里格斯，汉斯约阿希姆·舒尔茨，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
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