[發明專利]使用激光退火選擇激活注入摻雜劑的半導體器件制作方法

有效

• 申請號: 201010592347.1
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102097306A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: J·沃貝基;M·拉希莫
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H01L21/268
• 分類號: H01L21/268;H01L21/265;H01L21/329;H01L29/861;H01L29/739
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;王忠忠

1.一種用于制作具有圖案化表面(3)的半導體器件(1)的方法，該圖案化表面(3)包括在半導體襯底(7)的相同側上的用第一導電類型的摻雜劑摻雜的至少一個部分區域(15)和用第二導電類型的摻雜劑摻雜的至少一個區域(13)，所述方法包括：

注入第一導電類型的摻雜劑并且注入第二導電類型的摻雜劑進入待圖案化的表面(3)；

通過使用激光束將待圖案化的所述表面的至少一個部分區域(15)局部加熱到第一溫度來局部激活第一導電類型的摻雜劑；

通過加熱所述襯底(7)到低于所述第一溫度的第二溫度來激活第二導電類型的摻雜劑，

其中第一導電類型的摻雜劑在所述部分區域(15)中注入并且激活到比第二導電類型的摻雜劑更高的摻雜濃度，由此局部過度補償第二導電類型的摻雜劑。

2.如權利要求1所述的方法，其中第一導電類型的摻雜劑是形成p型摻雜的硼和鋁中的至少一個。

3.如權利要求1至2中任一項所述的方法，其中第二導電類型的摻雜劑是形成n型摻雜的磷和砷中的至少一個。

4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述第一溫度高于850℃。

5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其中所述第二溫度低于650℃。

6.如權利要求1至5中任一項所述的方法，其中第一導電類型的摻雜劑采用從1e13/cm²至1e16/cm²范圍內的劑量和從5keV至200keV范圍內的能量中的至少一個來注入。

7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中第二導電類型的摻雜劑采用從1e12/cm²至1e16/cm²范圍內的劑量和從50keV至600keV范圍內的能量中的至少一個來注入。

8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其中第一導電類型的摻雜劑注入到比第二導電類型的摻雜劑更低的深度。

9.如權利要求1至8中任一項所述的方法，其中注入第一導電類型的摻雜劑的區域和注入第二導電類型的摻雜劑的區域至少部分重疊。

10.如權利要求1至9中任一項所述的方法，其中局部激活第一導電類型的摻雜劑的工藝步驟通過沿待局部激活的部分區域掃描激光退火設備的激光束來執行。

11.如權利要求10所述的方法，其中激光能量和掃描速度適應成使得所述襯底的表層(11)暫時加熱到所述第一溫度，該表層部分具有小于1μm的深度。

12.如權利要求1至11中任一項所述的方法，其中加熱所述襯底(7)到所述第二溫度的工藝步驟作為使用所述激光束局部加熱待圖案化的所述表面(3)的部分區域(15)到所述第一溫度的步驟之后的燒結步驟來執行。

13.如權利要求12所述的方法，進一步包括用于產生正側結構的工藝步驟，其中注入和激活的工藝步驟在產生正側結構的工藝步驟之后執行。

14.如權利要求1至13中任一項所述的方法，其中所述半導體器件(1)是反向導通絕緣柵雙極晶體管(RC-IGBT)和雙模絕緣柵雙極晶體管(BIGT)中的一個并且其中具有圖案的該側是所述半導體器件(1)的背側。

15.如權利要求1至13中任一項所述的方法，其中所述半導體器件(1)是二極管。