[發明專利]具有硫族元素摻雜區域的襯底和半導體器件

有效

• 申請號: 201210095967.3
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102737967A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 貝恩德·科爾貝森;格哈德·施密特;漢斯-約阿希姆·舒爾茨
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/324;H01J29/36;H01L29/772
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

1.一種對未摻雜半導體襯底進行摻雜的方法，包括：

在所述未摻雜半導體襯底的一側施加應力，從而釋放所述襯底中的自間隙；

將硫族元素原子注入所述襯底的所述側；以及

對所述襯底進行退火，從而形成含有所述硫族元素原子的第一半導體區域以及沒有所述硫族元素原子的第二半導體區域，所述第一半導體區域的摻雜濃度高于所述第二半導體區域的摻雜濃度。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述未摻雜半導體襯底的所述側施加應力包括：在所述側形成應力感應層，所述應力感應層使所述襯底中的所述自間隙被釋放。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述應力感應層含有磷。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，在所述側形成所述應力感應層包括：在含有PH₃的氣氛中，在至少900℃的溫度下至少200分鐘從而在所述側形成磷玻璃。

5.根據權利要求2所述的方法，其中，在將所述硫族元素原子注入所述襯底的所述側之后，在所述側形成所述應力感應層。

6.根據權利要求2所述的方法，其中，在所述側形成所述應力感應層包括：在所述側形成氧化層。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述未摻雜半導體襯底是未摻雜硅襯底，所述方法還包括：

在所述未摻雜硅襯底的一側形成應力感應層，從而施加釋放所述硅襯底中的硅自間隙的應力；

在釋放所述硅自間隙后，去除所述應力感應層；

在去除所述應力感應層后，將所述硫族元素原子注入所述硅襯底的所述側；以及

對所述硅襯底進行退火，從而將所述硫族元素原子從所述側向所述硅襯底內擴散至少30μm的深度。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，對所述硅襯底進行退火，使得所述硫族元素原子從所述側向所述硅襯底內擴散至少50μm的深度。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述硫族元素原子以至少為1·10¹²cm^-3的濃度從所述側向所述襯底內擴散至少80μm的深度。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述硫族元素原子注入所述襯底的所述側包括：在至少為150keV的能量下將劑量至少為6·10¹³cm^-2的硒原子注入所述側。

11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述退火在低于1000℃的溫度下執行短于60分鐘。

12.一種半導體襯底，包括：

第一側；

第二側，與所述第一側相對；以及

半導體材料，在所述第一側與所述第二側之間延伸并且沒有有源器件區域，所述半導體材料具有第一區域和第二區域，所述第一區域從所述第一側延伸一定的深度至所述半導體材料并且包括向所述第一區域提供基區摻雜濃度的硫族元素摻雜劑原子，所述第二區域從所述第一區域延伸至所述第二側并且沒有基區摻雜。

13.根據權利要求12所述的半導體襯底，其中，所述硫族元素摻雜劑原子以至少1·10¹²cm^-3的濃度從所述第一側向所述半導體材料延伸至少80μm的深度。

14.根據權利要求12所述的半導體襯底，其中，在距所述第一側50μm的深度處，所述第一區域的基區摻雜濃度為至少1·10¹⁴cm^-3。

15.一種制造功率半導體部件的方法，包括：

在鄰近半導體襯底的第一側的、所述半導體襯底的第一區域中形成半導體器件的有源區域；

在與所述第一側相對的、所述半導體襯底的第二側施加應力，從而在鄰近所述第二側的所述半導體襯底的第二區域中釋放自間隙；

將硫族元素原子注入所述半導體襯底的所述第二側；以及

對所述半導體襯底進行退火，使得所述硫族元素原子內擴散至所述半導體襯底，從而在從所述第二側延伸至所述半導體襯底的所述第二區域中形成場終止區。