[發明專利]包括激光退火的半導體器件制造方法有效

申請號：	201110102116.2	申請日：	2009-04-28
公開（公告）號：	CN102176416A	公開（公告）日：	2011-09-07
發明（設計）人：	H·舒爾澤;M·普法芬萊納;H·-P·費爾斯爾;T·古特;F·-J·尼德諾斯泰德;F·昂巴克	申請（專利權）人：	英飛凌科技奧地利有限公司
主分類號：	H01L21/328	分類號：	H01L21/328;H01L21/268
代理公司：	中國專利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	劉金鳳;王忠忠
地址：	奧地利***	國省代碼：	奧地利;AT
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摘要：
搜索關鍵詞：	包括激光退火半導體器件制造方法
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【說明書】：

技術領域

本描述涉及半導體器件制造方法的一個或多個實施例，而且涉及通過使用激光退火來制造半導體器件的方法。

背景技術

功率半導體器件是具有用于特定目的的優化特性的定制器件。例如，為了改善高壓二極管和IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的導通狀態特性，希望的是減小漂移區的寬度或長度同時維持最大反向電壓。因此，希望在阻斷（blocking）能力、導通狀態（on-state）損耗、穩健性和軟化度（softness）之間進行折衷。因此，眼前的目標是調整（tailor）相應摻雜區的摻雜分布以滿足挑戰性的需求，為此需要研發合適的制造工藝。

減小漂移區的寬度同時維持高反向阻斷電壓的嘗試包括接近于器件襯底的背面集成結構化p摻雜區，其在二極管的情況下靠近n發射極或者在IGBT的情況下靠近n緩沖區。當以反向狀態建立的電場到達器件襯底的背面時，集成的p區生成空穴電流。空穴電流的生成可能因雪崩而引起并且提供附加的電荷載流子以防止負載電流在器件的換向（commutation）期間經受截斷（chopping）。

發明內容

鑒于以上所述，提供了一種用于制造半導體器件的方法，包括：提供包括第一表面和第二表面的半導體襯底，該第二表面與該第一表面相對布置；通過在該第二表面處把第一摻雜劑引入到該半導體襯底內以使得其在該半導體襯底中的峰值摻雜濃度位于相對于該第二表面的第一深度處，來形成第一摻雜區；通過把至少一個激光束脈沖引導到該第二表面上以使該第二表面處的半導體襯底至少部分地熔化，來執行至少第一激光退火以激活該第一摻雜劑；通過在該第二表面處把第二摻雜劑引入到該半導體表面或襯底內以使得其在該半導體襯底中的峰值摻雜濃度位于相對于該第二表面的第二深度處，來形成第二摻雜區，其中所述第一深度大于所述第二深度；以及通過把至少另一激光束脈沖引導到該第二表面上以使該第二表面處的半導體襯底至少部分地熔化，來執行至少第二激光退火以激活該第二摻雜劑，其中所述第二激光退火是在引入所述第二摻雜劑后執行的。

還提供了一種半導體器件，包括：包括第一表面和第二表面（12）的半導體襯底，該第二表面與該第一表面相對布置；該第一表面上的至少金屬化層；接近于該第二表面的具有第一導電類型的至少第一摻雜區；接近于該第二表面的具有與該第一導電類型相反的第二導電類型的至少第二摻雜區，其中第一和第二摻雜區包括位于相對于該第二表面的不同深度的相應峰值摻雜濃度；和在該第一和第二摻雜區之間形成的pn結；其中所述第一摻雜區、所述第二摻雜區中之一或者這兩個摻雜區被激光退火。

附圖說明

包括附圖以提供對各實施例的進一步理解并且附圖并入本說明書并構成本說明書的一部分。這些附圖圖解說明了各實施例并且連同描述一起用來解釋各實施例的原理。容易明白其他實施例和實施例的許多預期的優點，因為通過參照以下詳細描述會更好地理解它們。附圖的元件不一定相對于彼此按比例縮放。同樣的參照數字指代對應的類似部件。

圖1A圖解說明了根據一個實施例的垂直二極管（vertical?diode）的橫截面圖。

圖1B圖解說明了沿圖1A的線AA’的摻雜分布。

圖1C圖解說明了經過圖1A的二極管的電場的垂直路線。

圖2A圖解說明了根據一個實施例的IGBT的橫截面圖。

圖2B圖解說明了沿圖2A的線AA’的摻雜分布。

圖3A-3E圖解說明了結構化摻雜區的不同實施例。

圖4圖解說明了根據一個實施例的二極管和IGBT的制造方法的過程。

圖5圖解說明了根據一個實施例的二極管和IGBT的制造方法的過程。

圖6圖解說明了根據一個實施例的二極管和IGBT的制造方法的過程。

圖7圖解說明了根據一個實施例的二極管和IGBT的制造方法的過程。

圖8圖解說明了根據一個實施例的二極管和IGBT的制造方法的過程。

圖9圖解說明了根據一個實施例的IGBT的制造方法的過程。