[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件和用于形成半導(dǎo)體器件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610913348.9
• 申請(qǐng)日: 2016-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107039270B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.G.拉文;H-J.舒爾策;W.舒施特雷德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/331
• 分類號(hào): H01L21/331;H01L21/332;H01L21/336;H01L21/329;H01L21/265;H01L29/78;H01L29/739;H01L29/74;H01L29/861;H01L29/06;H01L29/08
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進(jìn);杜荔南

1.一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：

將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中以形成至少一個(gè)器件摻雜區(qū)，其中在將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中期間，在將摻雜離子進(jìn)行注入的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°；以及

在摻雜離子的注入期間控制半導(dǎo)體襯底的溫度，使得半導(dǎo)體襯底的溫度在用于注入摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中處在目標(biāo)溫度范圍內(nèi)，

其中所述目標(biāo)溫度范圍從目標(biāo)溫度下限達(dá)到目標(biāo)溫度上限，其中目標(biāo)溫度下限等于目標(biāo)溫度減去30°C，其中目標(biāo)溫度在200°C和300°C之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中半導(dǎo)體襯底的主晶向是半導(dǎo)體襯底的晶體結(jié)構(gòu)的如下方向：在所述方向，所注入的摻雜離子的至少70%的離子溝道作用在半導(dǎo)體襯底中發(fā)生。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中半導(dǎo)體襯底的主晶向是半導(dǎo)體襯底的晶體結(jié)構(gòu)的如下方向：與半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)的其它方向相比，在所述方向，注入到半導(dǎo)體襯底中的摻雜離子遭遇最小的散射或阻止能力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中半導(dǎo)體襯底的主晶向是半導(dǎo)體襯底的鉆石立方晶格的[110]或[111]方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，包括在將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中期間控制在摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主橫向表面之間的角度，使得摻雜離子束的入射角從主晶向偏離小于±0.5°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，包括以大于100keV的注入能量將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，包括在摻雜離子的注入期間控制半導(dǎo)體襯底的溫度，使得注入到半導(dǎo)體襯底中的摻雜離子的30%以上被激活。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，包括以大于1*10¹⁴摻雜離子/cm²的注入劑量將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括將半導(dǎo)體襯底的溫度控制到目標(biāo)溫度范圍內(nèi)，使得半導(dǎo)體襯底的非晶化在50℃以上的溫度處開始。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中執(zhí)行摻雜離子的注入，使得在半導(dǎo)體襯底中形成包括大于1*10¹⁸摻雜劑原子/cm³的最大摻雜濃度的至少一個(gè)器件摻雜區(qū)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中執(zhí)行摻雜離子的注入，使得在半導(dǎo)體襯底中形成包括摻雜濃度的至少一個(gè)器件摻雜區(qū)，所述摻雜濃度從至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大摻雜濃度變化了小于20%。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中至少一個(gè)器件摻雜區(qū)包括至少500nm的垂直尺寸。

13.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中執(zhí)行摻雜離子的注入，以形成半導(dǎo)體器件的垂直晶體管布置或垂直二極管布置的場(chǎng)停止區(qū)、漂移區(qū)、溝道停止區(qū)或體區(qū)，或者以形成垂直二極管布置的陰極/陽(yáng)極區(qū)或垂直晶體管布置的集電極/發(fā)射極區(qū)或源極/漏極區(qū)。

14.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任意一項(xiàng)所述的方法，包括通過以下來形成包括漸變摻雜輪廓的器件摻雜區(qū)：

在半導(dǎo)體襯底的主注入表面的至少部分上方形成散射氧化層；以及

通過散射氧化層將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中，使得與在半導(dǎo)體襯底的由散射氧化層覆蓋的區(qū)中相比，在半導(dǎo)體襯底的沒有散射氧化層的區(qū)中形成更深的摻雜區(qū)。