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Dokumentenidentifikation DE10245089A1 08.04.2004
Titel Dotierverfahren und Halbleiterbauelement
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Tihanyi, Jenö, Dr., 85551 Kirchheim, DE;
Schulze, Hans-Joachim, Dr., 85521 Ottobrunn, DE;
Mauder, Anton, Dr., 83059 Kolbermoor, DE;
Strack, Helmut, Dr., 80804 München, DE
Vertreter Westphal, Mussgnug & Partner, 80336 München
DE-Anmeldedatum 27.09.2002
DE-Aktenzeichen 10245089
Offenlegungstag 08.04.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.04.2004
IPC-Hauptklasse H01L 21/328
IPC-Nebenklasse H01L 29/78   H01L 29/739   H01L 29/74   H01L 29/861   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Dotierverfahren zur Erzeugung von in vertikaler Richtung kontinuierlich ansteigenden, tiefen Dotierprofilen (12, 13) in einem Halbleiterkörper (2) mit den Verfahrensschritten:
(a) Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (2) mit einer Grunddotierung (11) eines ersten Leitungstyps;
(b) Erzeugen von Kristallschäden in dem Halbleiterkörper (2);
(c) Einbringen von Wasserstoffionen ausgehend von einer ersten Oberfläche (3, 4) in den Halbleiterkörper (2);
(d) anschließendes Durchführen eines Temperaturprozesses, wobei die Temperatur und die Dauer dieses Prozesses so gewählt sind, dass sich die eingebrachten Wasserstoffatome wenigstens annäherungsweise über den gesamten Kristallschäden aufweisenden Bereich des Halbleiterkörpers (2) umverteilen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Dotierverfahren zur Erzeugung von graduell ansteigenden, tiefen Dotierprofilen in einem Halbleiterkörper sowie ein Halbleiterbauelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9. Die Erfindung betrifft ferner ein Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 17 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 26.

Ein solches Halbleiterbauelement kann beliebig ausgebildet sein, d.h. es kann sich hier um einen Transistor, einen IGBT, einen Thyristor, eine Diode oder ähnliches handeln. Im folgenden soll als Beispiel eines Halbleiterbauelementes von einem bipolaren Hochvoltbauelement – beispielsweise einem IGBT – ausgegangen werden, ohne jedoch die Erfindung auf dieses Halbleiterbauelement zu beschränken.

Bei solchen Hochvoltbauelementen ist die niedrig dotierte Innenzone dazu ausgelegt, die Sperrspannung aufzunehmen. Im Durchlassfall ist die Innenzone mit Ladungsträgern „überschwemmt" und besitzt damit einen sehr niedrigen Bahnwiderstand, der sehr viel geringer ist als bei einem vergleichbaren unipolaren Halbleiterbauelement. Allerdings muss bei jedem Schaltvorgang, d.h. bei einem Übergang vom Durchlassbetrieb in den Sperrbetrieb, diese überschüssige Ladung wieder aus der überschwemmten Innenzone entfernt werden, damit überhaupt eine Raumladungszone entstehen kann und sich somit die Sperrspannung am Halbleiterbauelement aufbauen kann. Die Zeitdauer, bis sich die Raumladungszone aufgebaut hat und der damit einhergehende Anstieg der Sperrspannung, wird durch die Gesamtmenge der Überschwemmungsladung, die über den Rückstrom abfließt, begrenzt. Einerseits sollte das Halbleiterbauelement beim Schalten applikationsbedingt eine nicht zu hohe Steilheit der Sperrspannungsflanke und der Stromflanke aufweisen. Andererseits ist es erforderlich, dass der Rückstrom nicht schlagartig aufhört zu fließen, da dies zu unerwünscht hohen Überspannungen führen würde. Diese Überspannungen sowie die zu hohe Spannungs- bzw. Stromsteilheit können im Extremfall zur Zerstörung des Halbleiterbauelementes führen. Um eine solche Zerstörung des Halbleiterbauelementes zu vermeiden, muss sichergestellt werden, dass selbst bei maximaler Sperrspannung die Raumladungszone die Ladung in der überschwemmten Innenzone nicht vollständig ausräumt.

Dies wird typischerweise durch eine geeignet gewählte Topologie des Halbleiterbauelementes erreicht, von denen zwei nachfolgend kurz erläutert werden:

Zum einen sind Halbleiterbauelemente bekannt, die eine sogenannte "Non-Punch-Through"-Technologie aufweisen, bei der die Innenzone so groß ist, dass die Raumladungszone bei voller Sperrspannung eine an die Innenzone angrenzende, hochdotierte Zone nicht mehr erreicht. Zum anderen wird dies durch sogenannte "Punch-Through"-Halbleiterbauelemente erreicht, bei denen in der Innenzone eine hochdotierte Schicht desselben Leitungstyps, die sogenannte Buffer-Schicht, vorgesehen ist. Diese Buffer-Schicht hat die Aufgabe, den Durchgriff des elektrischen Feldes bei voller Sperrspannung zu verhindern. Beiden Ansätzen ist gemein, dass die niedrig dotierte Innenzone wegen der Anforderungen an das Schaltverhalten dicker ausgebildet sein muss, als für die reinen Sperreigenschaften erforderlich ist, wodurch die Durchlass- und Schaltverluste über dem theoretisch erzielbaren, optimalen Wert liegen.

Als Non-Punch-Through-IGBT bzw. als Punch-Through-IGBT ausgebildete Halbleiterbauelemente sind beispielsweise in Jens Peer Stengl, Jenö Tihanyi, Leistungs-MOSFET-Praxis, Pflaum-Verlag, München, 1992, insbesondere auf den Seiten 105 – 106 beschrieben.

Bei Halbleiterbauelementen, die auf epitaktisch hergestelltem Grundmaterial aufgebaut werden, wurde bereits in der Vergangenheit die Dotierung in der Innenzone mit wachsender Tiefe in das Halbleiterbauelement stufig erhöht. Dies führt zu einer gebremsten Ausbreitung der Raumladungszone in die Tiefe des Halbleiterbauelementes hinein und durch die resultierende reduzierte Dicke des Bauelementes zu einer damit einhergehenden gleichzeitigen Verbesserung der Schalt- und Durchlassverluste. In den oberflächennahen Bereichen der Innenzone, d.h. direkt unter dem sperrenden pn-Übergang, bleibt die Dotierung niedrig, wodurch die Sperrfähigkeit weiterhin hoch bleibt.

Für die Herstellung einer solchen Epitaxieschicht werden nacheinander Epitaxieschichten mit einer eingeprägten Dotierung auf den Halbleiterkörper aufgebracht, wobei die Dotierungskonzentration in den nacheinander aufgebrachten Epitaxieschichten sich stufig verringert. Ein solches epitaktisch hergestelltes Grundmaterial, bei dem die Dotierungskonzentration in Richtung des sperrenden pn-Überganges gestuft geringer wird, ist relativ aufwendig in der Herstellung. Insbesondere bei Hochvoltbauelementen, die für eine Sperrspannung von 300 – 600 Volt bzw. darüber ausgelegt sein müssen, muss die entsprechende Epitaxieschicht sehr dick ausgebildet werden, wodurch sich das Halbleiterbauelement insgesamt unverhältnismäßig verteuert.

Häufig ist jedoch keine stufige, sondern eine kontinuierliche Erhöhung bzw. Verringerung der Dotierung gewünscht. Mittels Epitaxie ließe sich dies lediglich näherungsweise realisieren und wäre überdies herstellungstechnisch außerordentlich aufwendig und somit teuer. Aus diesen Gründen wird bei solchen Halbleiterbauelementen ein Kompromiss gemacht, bei dem die Stufenhöhe der Dotierung gerade so groß gewählt wird, dass die elektrischen Eigenschaften noch akzeptabel sind und sich die Kosten für die Herstellung der so hergestellten Halbleiterbauelemente noch im vertretbaren Rahmen bewegen. Nichts desto trotz wäre es wünschenswert, ein Verfahren zu finden, mit dem ein Halbleiterbauelement mit einer stetig ansteigenden Dotierungskonzentration, insbesondere in der tief liegenden Innenzone, bereitgestellt werden könnte. Ferner wäre es wünschenswert, dass diese Dotierungskonzentration weitestgehend lokal auf eine gewünschte Halbleiterstruktur begrenzt ist. Auf die Epitaxie für die Herstellung einer solchen Dotierung sollte aus den genannten Gründen weitestgehend verzichtet werden.

Bei Hochvolt-Halbleiterbauelementen ist ferner je nach Applikation eine Abstimmung erforderlich, die zum einen hinsichtlich eines sanften Schaltverhaltens und zum anderen hinsichtlich minimaler Schaltverluste optimiert ist. Ein sanftes Abschaltverhalten wird typischerweise über die Dotierstoffkonzentration in der an den sperrenden pn-Übergang angrenzenden Innenzone eingestellt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dotierstoffkonzentration am sperrenden pn-Übergang möglichst niedrig ist und in die Tiefe des Halbleiterbauelementes hinein zunimmt. Zur Reduzierung der Schaltverluste ist es demgegenüber erforderlich, in der Innenzone einen Bereich mit einer Dotierung, die möglichst der Eigenleitungsträgerdichte bei minimaler Dicke entspricht, sowie einen weiteren Bereich, der einen harten Feldstopp gewährleistet, bereitzustellen. Als Kompromiss zwischen diesen beiden gegensätzlichen Forderungen wurden bislang Epitaxieschichten verwendet, deren Dotierung stufenförmig zur Halbleiteroberfläche abnimmt. Das Schaltverhalten wird dabei über die Dicke und die Stufenhöhe der Dotierung der einzelnen Epitaxieschichten in der Innenzone gesteuert. Auf diese Weise konnte die Dicke der Innenzone und somit die Schaltverluste des Halbleiterbauelementes bei noch akzeptablen Schalteigenschaften signifikant reduziert werden.

Auch hier besteht aber das Bedürfnis, die Dotierungskonzentration möglichst stetig zur Oberfläche des Halbleiterkörpers zu erhöhen, ohne Epitaxie zu verwenden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Halbleiterbauelement bereitzustellen, bei dem auf die Epitaxie zur Herstellung von Gebieten mit ansteigender oder abfallender Dotierungskonzentration verzichtet werden kann. Ferner soll die Konzentration dieser Dotierungsgebiete möglichst stetig, d.h. kontinuierlich ansteigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.

Entsprechend ist vorgesehen: Ein Dotierverfahren zur Erzeugung von in vertikaler Richtung wenigstens abschnittsweise kontinuierlich ansteigenden, tiefen Dotierprofilen in einem Halbleiterkörper mit den Verfahrensschritten:

  • (a) Bereitstellen eines Halbleiterkörper mit einer Grunddotierung (11) eines ersten Leitungstyps,
  • (b) Erzeugen von Kristallschäden in dem Halbleiterkörper;
  • (c) Einbringen von Wasserstoffionen ausgehend von einer ersten Oberfläche in den Halbleiterkörper;
  • (d) anschließendes Durchführen eines Temperaturprozesses, wobei die Temperatur und die Dauer dieses Prozesses so gewählt sind, dass sich die eingebrachten Wasserstoffatome wenigstens annäherungsweise über den gesamten Kristallschäden aufweisenden Bereich des Halbleiterkörpers umverteilen.

Ein Halbleiterbauelement, insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches in einem eine erste und eine zweite Oberfläche aufweisenden Halbleiterkörper angeordnet ist, mit einer Innenzone, die eine Grunddotierung des ersten Leitungstyps aufweist, mit einer an die erste Oberfläche sowie an die Innenzone angrenzenden ersten Zone des ersten Leitungstyps, dessen Dotierungskonzentration größer ist als die der Innenzone, mit einer an die Innenzone angrenzenden zweiten Zone des zweiten Leitungstyps, wobei in der Innenzone mindestens eine dritte Zone des ersten Leitungstyps vorgesehen ist, die eine höhere Dotierungskonzentration als die Innenzone aufweist, wobei die Dotierungskonzentration der dritten Zone in die Richtung der ersten oder der zweiten Oberfläche hin kontinuierlich zunimmt Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Herstellung von in vertikaler Bauelementrichtung, d.h. in die Tiefe des Halbleiterkörpers hinein, graduell zunehmenden oder abnehmenden Dotierungsprofilen bei relativ geringen Temperaturen.

Die Dotierung erfolgt mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens nur dort, wo sich durch die Implantation bzw. Bestrahlung Defekte gebildet haben, die anschließend mit Wasserstoff dekoriert werden. Hierbei befindet sich das Maximum der Dotierung im Bereich der Eindringtiefe der Wasserstoffionen, da in diesem Bereich der Großteil der implantierten Ionen gestoppt werden. Zur durchstrahlten Oberfläche hin nimmt diese Dotierung graduell, also kontinuierlich, ab. Der Gradient dieser Abnahme und damit auch das Maximum der Dotierung kann über die Temperatur und die Dauer der Temperung gesteuert werden, da hierdurch die Umverteilung des implantierten Wasserstoffs über Diffusionsvorgänge und Komplexbildung gesteuert wird. Darüber hinaus lässt sich über die genau bekannte Reichweite der implantierten Ionen die Eindringtiefe der dotierenden Wirkung als relativ scharf begrenzte Stufe steuern.

Der besondere Vorteil liegt hier insbesondere darin, dass durch die zu der Erzeugung der Donatoren erforderliche Wechselwirkung der implantierten Wasserstoffatome mit den Defekten im durchstrahlten Bereich des Halbleiterkörpers eine Erzeugung von Donatoren im tieferliegenden Bereich des Halbleiterkörpers, der also nicht durchstrahlt wird, weitgehend vermieden wird. Das bedeutet also, dass die Wasserstoffatome selbst selbstverständlich nicht dotierend wirken. Sie erhalten ihre dotierende Wirkung erst in Verbindung mit den durch die Bestrahlung erzeugten Defekten, zum Beispiel Leerstellen. Im Falle einer maskierten Implantation von Wasserstoffatomen wird daher bei dem erforderlichen Temperaturschritt auch eine Ausbreitung dieser solchermaßen erzeugten Donatoren in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers weitgehend vermieden, da die Bestrahlungsdefekte nur um einen relativ kleinen Bereich um den Einschusskanal der implantierten oder bestrahlten Atome streuen können. Damit sind in die Tiefe und lateral scharf begrenzte Dotierungsgebiete erzeugbar.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich, je nachdem von welcher Scheibenseite aus bestrahlt wird, kontinuierlich ansteigende oder abfallende Dotierprofile erzeugen. Solche Dotierprofile ließen sich bislang allenfalls durch eine dotierende Epitaxie erzeugen. Diese hatte allerdings den Nachteil, dass damit allenfalls ein stufenförmig ansteigendes Dotierprofil erzeugbar war. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich kontinuierlich ansteigende Dotierprofile, die keine solche Stufen aufweisen, erzeugen. Auf die sehr aufwendige Epitaxie kann hier vorteilhafterweise verzichtet werden.

Die Zunahme bzw. Abnahme der Dotierung kann zusätzlich oder alternativ auch stufenförmig realisiert werden. Um dennoch ein ansteigendes oder abfallendes Dotierprofil zu erhalten, kann beispielsweise durch Mehrfach-Implantation bei unterschiedlichen Energien und/oder Dotierdosen ein gewünschtes Dotierungsprofil erzeugt werden. Dieses lässt sich wiederum ohne Epitaxie erzeugen.

Die Gesamtmenge der so zusätzlich erzeugten Dotierung wird insbesondere über die Dosis der implantierten Wasserstoffatome gesteuert. Die Eindringtiefe, in der sich das Dotierungsmaximum befindet, wird über die Implantation bzw. Bestrahlungsenergie eingestellt. Mittels der beschriebenen Technik lassen sich im Falle von implantierten Wasserstoffionen z.B. bis zu 500 &mgr;m tiefe n-dotierte Schichten erzeugen.

Für die Dotierung werden vorzugsweise Protonen in den Halbleiterkörper eingebracht. Statt der Verwendung von Wasserstoffionen zur Erzeugung der geschädigten Zone, aus der durch Temperung die n-Dotierung gebildet wird, kann zusätzlich oder alternativ auch eine Helium-Bestrahlung bzw. Implantation zum Einsatz kommen und zwar für den Fall, dass die bestrahlungsbedingten Defekte mit einer sich der Bestrahlung anschließenden Wasserstoffplasmabehandlung bei Temperaturen zwischen 250°C und 500°C für einige Stunden mit Wasserstoff dekoriert werden. Dabei wird jedoch für die gleiche Reichweite eine höhere Implantations bzw. Bestrahlungsenergie benötigt. Da Heliumionen deutlich größer als Wasserstoffionen sind, ist zur Erzeugung der Implantationsschäden allerdings eine deutlich geringere Dosis erforderlich.

Da die Wasserstoffumverteilung im allgemeinen bei relativ niedrigen Temperaturen im Bereich von 450 – 550°C vorgenommen wird, wird die Trägerlebensdauer im Halbleiterkörper, die durch die Bildung von als Rekombinationszentren wirksamen Defekten (z.B. Doppelleerstellen) abgesenkt wurde, durch diese Temperung wieder deutlich angehoben. So wird z.B. bei 500°C wieder annähernd die Ausgangsträgerlebensdauer, die vor der Bestrahlung vorlag, erreicht. Bei derart niedrigen Temperaturen werden zudem die Strukturen eines Halbleiterbauelementes, wie z.B. dessen Gateoxid oder seine Kontaktmetallisierungen, nicht oder nahezu nicht geschädigt. Aus diesen Gründen kann das erfindungsgemäße Verfahren relativ am Ende des gesamten Herstellungsprozesses, bei dem nahezu alle Halbleiterstrukturen bereits hergestellt wurden, vorgesehen sein.

Bei Bedarf wird vor der Dotierung eine z.B. durch Lithografie erzeugte Maske oder eine Metallblende auf den Halbleiterkörper aufgebracht. Die erfindungsgemäß in den Halbleiterkörper eingebrachten Ionen gelangen damit lediglich in die Bereiche des Halbleiterkörpers, die unmittelbar unter den unbedeckten Bereichen dieser Maske angeordnet sind. Da dadurch lediglich diese Bereiche des Halbleiterkörpers durch die Implantation oder Bestrahlung geschädigt werden und eine laterale Streuung vernachlässigbar gering ist, weisen auch nur diese, durch die Implantation geschädigten Bereiche eine erfindungsgemäß hergestellte Dotierung auf. Auf diese Weise lassen sich lateral und vertikal scharf begrenzte, vorher definierte Dotierbereiche erzeugen.

Der Halbleiterkörper wird vor der Dotierung bei Bedarf auf eine Dicke von weniger als 140 &mgr;m, insbesondere weniger als 70 &mgr;m, dünn geschliffen oder dünn geätzt. Die Dicke und die Grunddotierung werden abhängig von dem gewünschten Sperrvermögen des Bauelements und dem applikationsbedingten Schaltverhalten gewählt.

Die Dotierung erfolgt vorteilhafterweise mittels Protonenimplantation und speziell im Falle einer Implantation mit Protonen mittels einer sich an die Implantation anschließenden Plasmabehandlung.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement kann beispielsweise als pin-Leistungsdiode ausgebildet sein, bei dem die erfindungsgemäß hergestellte zusätzliche Dotierung in der die Sperrspannung aufnehmenden Innenzone vorgesehen ist. Hier nimmt die Dotierungskonzentration in der Innenzone vom sperrenden pn-Übergang her in die Tiefe des Halbleiterkörpers hin kontinuierlich zu, um ein möglichst sanftes Abschalten der Diode zu ermöglichen. Allerdings sind auch Anwendungen denkbar, bei denen die Dotierung vom sperrenden pn-Übergang her mit zunehmender Tiefe der Driftzone abnimmt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Halbleiterbauelement als Leistungstransistor ausgebildet, bei der die erfindungsgemäß hergestellte zusätzliche Dotierung in der Driftzone angeordnet ist. Die Dotierung nimmt hier vom sperrenden pn-Übergang her in die Tiefe des Halbleiterkörpers hin kontinuierlich zu.

Die maximale Sperrfähigkeit von Leistungshalbleitern ist bekanntlich durch den spezifischen Widerstand des Siliziumgrundmaterials, häufig auch Ohmigkeit des Siliziumgrundmaterials bezeichnet, eingeschränkt. Um die Sperrfähigkeit von Leistungshalbleiterbauelementen zu erhöhen, kann beispielsweise die Ohmigkeit, das heißt der spezifische Widerstand des Halbleitergrundmaterials, erhöht werden. So werden beispielsweise hochsperrende Leistungshalbleiterbauelemente auf der Basis von Siliziumgrundmaterial mit einer Ohmigkeit von bis zu 1000 &OHgr;cm hergestellt. Eine weitere Erhöhung der Ohmigkeit des Siliziumgrundmaterials bewirkt jedoch neben der Verteuerung der entsprechenden Siliziumscheiben auch eine Verschlechterung der physikalischen und elektrischen Eigenschaften des entsprechenden Siliziumhalbleiterkörpers. Zwar lassen sich Siliziumhalbleiterkörper mit einer Ohmigkeit des Grundmaterials von über 1000 &OHgr;cm bereitstellen, jedoch sind derartige Siliziumwafer zum Einen sehr teuer in der Herstellung, zum Anderen verschlechtert sich die Genauigkeit sowie die Homogenität des angestrebten spezifischen Widerstandes über die gesamte Breite des Siliziumwafers mit zunehmender Hochohmigkeit des Halbleiterkörpers. In der Praxis ist der Einsatz von Siliziumgrundmaterial mit höheren Ohmigkeiten insbesondere deshalb nicht sehr sinnvoll, da die intrinsische Temperatur des Grundmaterials bereits im Bereich der Betriebstemperaturen liegt.

Ein weiterer negativer Aspekt beim Einsatz von stark hochohmigem Grundmaterial ist eine mögliche Verschlechterung der dynamischen Eigenschaften des entsprechenden Halbleiterbauelementes. Beispielsweise kann durch Emitterinjektion, Avalanche oder durch Höhenstrahlung hervorgerufene Ereignisse eine erhöhte Dichte freier Ladungsträger im Halbleiterkörper erzeugt werden. Da bei den geringen Grunddotierungen hierfür relativ geringe Konzentrationen freier Ladungsträger ausreichen, können die im Betriebsfall auftretenden elektrischen Feldstärken unerwünschter Weise erheblich modifiziert werden. Dies kann im Extremfall dazu führen, dass die zulässige Betriebsspannung erheblich herabgesetzt werden muss. Dies bedeutet aber gleichsam, dass das entsprechende Halbleiterbauelement entsprechend überdimensioniert werden muss, um den genannten Effekten im Betriebsfall entgegenzuwirken.

Aus den genannten Gründen wird zur Erreichung einer höheren Sperrfähigkeit eines Leistungshalbleiterbauelementes die Ohmigkeit des Siliziumgrundmaterials nicht beliebig erhöht.

Aus diesen Gründen wird zur Erhöhung der maximalen Sperrfähigkeit eines Leistungshalbleiterbauelementes heute typischerweise die Dicke der die Sperrspannung aufnehmenden Driftstrecke erhöht. Damit einhergehend ist jedoch eine Vergrößerung des Einschaltwiderstandes und dadurch bedingt der schaltbedingten Verlustleistung.

Eine weitere Alternative zur Erhöhung der maximalen Sperrfähigkeit eines Leistungshalbleiterbauelementes ist der Übergang zu Grundmaterial aus Siliziumkarbid (SiC). Zwar lassen sich heute bereits hochsperrende Dioden aus Siliziumkarbid herstellen, jedoch existieren insbesondere bei der Herstellung von bipolaren oder durch Feldeffekt steuerbaren Transistoren aus Siliziumkarbid-Grundmaterial erhebliche technologische Probleme, die neben den hohen Kosten für das Grundmaterial einer markttauglichen Realisierung dieser Halbleiterbauelemente derzeit entgegen stehen.

Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung ferner die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelementes bereitzustellen, welches eine höhere Sperrfähigkeit und eine verbesserte Robustheit im Betriebsfall aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 20 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelementes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 29 gelöst.

Demgemäß ist ein Halbleiterbauelement vorgesehen, welches in einem eine erste und eine zweite Oberfläche aufweisenden Halbleiterkörper angeordnet ist, mit einem eine Sperrspannung aufnehmenden inneren Bereich, der eine Grunddotierung des ersten Leitungstyps aufweist, mit mindestens einem ersten Bereich des zweiten Leitungstyps, der in vertikaler Richtung in den inneren Bereich des Halbleiterbauelementes eingefügt ist, wobei der erste Bereich in dem inneren Bereich derart angeordnet ist und der innere Bereich sowie der erste Bereich jeweils eine solche Dotierungskonzentration aufweisen, dass jeweils in einem oberhalb und unterhalb des ersten Bereichs angeordneten Bereich des inneren Bereichs bei maximal anliegender Sperrspannung gerade die zu der Grunddotierung der Bereiche gehörige maximale elektrische Feldstärke erreicht wird (Patentanspruch 17).

Die dieser Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, innerhalb der spannungsaufnehmenden Schicht mindestens ein dotiertes Gebiet des entgegengesetzten Leitungstyps in vertikaler Richtung in etwa in der Mitte der spannungsaufnehmenden Schicht anzuordnen. Diese zusätzliche Schicht des entgegengesetzten Leitungstyps teilt die spannungsaufnehmende Schicht gewissermaßen in mindestens zwei Teilbereiche, und zwar im Falle einer einzigen zusätzlichen Schicht in einen oberen und einen unteren Teilbereich. Die Grunddotierung in diesen Teilbereichen wird so erhöht, dass in den beiden, jeweils oberhalb und unterhalb eingefügten zusätzlichen Schichten des entgegengesetzten Leitungstyps bei maximal anliegender Sperrspannung gerade die zu der entsprechenden Grunddotierung gehörige maximale elektrische Feldstärke erreicht wird. Die Dicke dieser beiden Teilbereiche sollte so gering wie möglich gewählt werden, um dadurch die Verluste des Halbleiterbauelementes möglichst gering zu halten. Der Vorteil einer solchen erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass durch diese Methode, beispielsweise bei der Verwendung eines 1000 &OHgr;cm Grundmaterials statt der üblichen Sperrspannung von etwa 13 KV eine Sperrspannung von 20 KV erreicht werden kann. Umgekehrt könnten auch 13 KV-Bauelemente mit sehr viel niederohmigeren Siliziumgrundmaterial realisiert werden, wodurch vorteilhafterweise die Robustheit deutlich erhöht wird. Bei Verwendung von mehreren Schichten kann die Grunddotierung weiter erhöht werden bzw. die Sperrfähigkeit weiter gesteigert werden. Die zusätzlichen Schichten können auch unterbrochen sein, d.h. inselförmig vorliegen.

Ein derartiges Leistungshalbleiterbauelement kann beispielsweise als Hochleistungs-Thyristor, IGBT, Leistungs-MOSFET oder Leistungsdiode ausgebildet sein. Jedoch wären auch andere Anwendungen denkbar. Im Falle eines Thyristors ist die erfindungsgemäße zusätzliche Schicht in der n-dotierten Basiszone, die die spannungsaufnehmende Schicht bildet, enthalten. Im Falle eines IGBTs und Leistungs-MOSFETs ist die zusätzliche Schicht in der als spannungsaufnehmenden Schicht ausgebildeten Driftzone enthalten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt dabei:

1 in einem schematisierten Teilschnitt (a) ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes sowie dessen Dotierstoffkonzentration (b);

2 in einem schematisierten Teilschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes;

3 in einem schematisierten Teilschnitt (a) ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes sowie dessen Dotierstoffkonzentration (b);

4 die der Dotierstoffkonzentration in Abhängigkeit von der in einen Halbleiterkörper eingebrachten Dotierstoffdosis im Falle einer Protonenimplantation nach Wondrak und eigenen Ergebnissen;

5 in halblogarithmischer Auftragung einige Verläufe der Dotierstoffkonzentration in Abhängigkeit vom Abstand zum rückseitigen Kontakt;

6 in einem schematisierten Teilschnitt (a) ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes sowie der Verlauf des elektrischen Feldes im Betriebsfall (b);

7 anhand von Teilschnitten (a) – (d) ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes entsprechend 6,

8 den grundsätzlichen Zusammenhang zwischen der Dotierstoffkonzentration der wasserstoffinduzierten Donatoren und der Temperatur der sich an das Einbringen der Wasserstoffionen anschließenden Temperaturbehandlung.

In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern nichts anderes angegeben ist – mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.

1 zeigt in einem schematisierten Teilschnitt (a) ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes sowie die Dotierstoffkonzentration (b) dieses Halbleiterbauelementes.

Das in 1(a) mit Bezugszeichen 1 bezeichnete Halbleiterbauelement ist als pin-Leistungsdiode ausgebildet. Die Diode 1 weist einen Halbleiterkörper 2, beispielsweise aus Silizium, mit einer ersten Oberfläche 3 und einer zweiten Oberfläche 4 auf. Auf der ersten Oberfläche 3 ist eine mit dem Katodenanschluss K verbundene Katodenelektrode 5 aufgebracht. Auf der zweiten Oberfläche 4 ist eine mit dem Anodenanschluss A verbundene Anodenelektrode 6 aufgebracht. Der Halbleiterkörper 2 weist eine n-dotierte Katodenzone 7, die an die erste Oberfläche 3 angrenzt, sowie eine p-dotierte Anodenzone 8, die an die zweite Oberfläche 4 angrenzt, auf. Katodenzone 7 und Anodenzone 8 sind durch eine n-dotierte Innenzone 9 voneinander beabstandet. Eine Grenzfläche zwischen Innenzone 9 und Anodenzone 8 definiert einen pn-Übergang 10.

Die Innenzone 9 ist durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt worden und weist eine graduell, d.h. kontinuierlich ansteigende Dotierstoffkonzentration auf. Dies sei nachfolgend anhand von 1(b), die die Dotierstoffkonzentration ND, NA im Halbleiterkörper in Abhängigkeit von der Tiefe x zeigt, beschrieben.

Der Halbleiterkörper 2 weist ursprünglich eine relativ niedrige n-Grunddotierung 11 (gestrichelte Linie) auf. Diese Grunddotierung wird in der Katodenzone 7 und der Anodenzone 8 durch die sehr viel größere n- bzw. p-Dotierung in diesen Zonen 7, 8 überlagert. In der Innenzone 9 wird diese n-Grunddotierung durch eine erfindungsgemäß hergestellte, graduell zum pn-Übergang 10 abfallende n-Dotierung 12 (gepunktete Linie) überlagert. Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelementes mit einer in der Innenzone 9 kontinuierlich ansteigenden Dotierung näher erläutert:

  • – Ein Halbleiterkörper 2 wird bereitgestellt, der bereits eine n+-dotierte Katodenzone 7 und auch eine p-dotierte Anodenzone 8, die beispielsweise mittels Diffusion, Ionenimplantation oder Epitaxie erzeugt wurden, aufweist. Es wäre auch denkbar, die Anodenzone 8 relativ am Ende des Herstellungsprozesses zu erzeugen.
  • – Von der zweiten Oberfläche 4 her werden Wasserstoffionen in die Tiefe des Halbleiterkörpers 2 implantiert oder mittels Plasmabehandlung eindiffundiert, wobei vor der Diffusion ausgehend von der zweiten Oberfläche eine defekterzeugende Implantation, beispielsweise von Heliumatomen, erfolgt. Für diese Tiefenimplantation von Wasserstoffionen wird typischerweise eine Hochenergieimplantation durchgeführt. Dadurch lassen sich beispielsweise bei einer Energie von 2 MeV Eindringtiefen von etwa 50 &mgr;m erreichen. Durch die Implantation bzw. Bestrahlung wird der Halbleiterkörper 2 geschädigt, d.h. es werden Defekte im Halbleiterkörper 2 erzeugt.

    Für den Fall, dass man ein Dotierungsprofil gemäß Kurve 12 erzeugen will, muss die Bestrahlungsenergie so hoch gewählt werden, dass die Eindringtiefe der Protonen mindestens der Summe der Dicken der beiden Zonen 8, 9 entspricht.

    Im Falle einer Heliumbestrahlung von der zweiten Oberfläche 4 her werden Wasserstoffionen von der ersten Oberfläche 3 her und/oder der zweiten Oberfläche 4 her mittels Plasmabehandlung eindiffundiert.
  • – Im Anschluss an die Implantation bzw. Plasmabehandlung wird der Halbleiterkörper einer Temperaturbehandlung bei z.B. 500°C (Temperung), typischerweise einige Stunden lang, unterworfen. Dabei diffundieren die implantierten Wasserstoffionen und lagern sich an die Defekte an und es werden Komplexe gebildet. Diese Komplexe wirken dotierend. Es handelt sich dabei um Donatoren, also um n-Dotierungen. Zur durchstrahlten zweiten Oberfläche 4 hin nimmt diese zusätzliche n-Dotierung 12 graduell ab. Der Mechanismus der Erzeugung einer n-Dotierung durch Wasserstoffbestrahlung ist beispielsweise beschrieben in: Wolfgang Wondrak: "Erzeugung von Strahlenschäden in Silizium durch hochenergetische Elektronen und Protonen", Inaugural-Dissertation, Johann-Wolfgang-Goethe-Universität, Frankfurt, oder in Kozlov, Kozlovski: "Doping of Semiconductors Using Radiation Defects Produced by Irradiation with Protons and Alpha Particles", Semiconductors, Vol. 35, No. 7, Seiten 735-761 und Seiten 769-795. 4 zeigt die Dotierstoffkonzentration in Abhängigkeit von der eingebrachten Dotierstoffdosis im Falle einer Protonenimplantation nach Wondrak. Nach dieser Kurve nimmt die maximal erreichbare Dotierungskonzentration mit zunehmender Dotierstoffdosis ebenfalls zu.
  • – Im Anschluss daran oder alternativ auch bereits in einem früheren Verfahrensschritt lassen sich die Kathodenelektrode 5 und die Anodenelektrode 6 beispielsweise durch Abscheidung auf die jeweiligen Oberflächen 3, 4 erzeugen.

Statt einer kontinuierlich ansteigenden oder abfallenden Dotierung 12 entsprechend 1(b) lässt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren auch eine stufenförmig in Richtung der Zone 7 ansteigende Dotierung 13 entsprechend 2 erzeugen. Das Profil in 2 zeigt mehrere Stufenbereiche 13, die jeweils von einer Stufe 14 getrennt sind. Innerhalb eines Bereichs 13 nimmt die Dotierungskonzentration in Richtung der Zone 7 wie in 1(b) kontinuierlich zu. Dabei wird die Bestrahlungs- bzw. Implantationsdosis sowie die entsprechenden Energien so gewählt, dass das gewünschte Stufenprofil erzeugt wird. Es lassen sich damit stufenförmig ansteigende, stufenförmig abfallende und beliebig andere stufenförmige Profile erzeugen.

3 zeigt in einem schematisierten Teilschnitt (a) ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes sowie dessen Dotierstoffkonzentration (b). Das mit Bezugszeichen 20 bezeichnete Halbleiterbauelement ist als DMOS-FET ausgebildet.

Der Halbleiterkörper 2 entsprechend 3(a) weist eine an die zweite Oberfläche 4 angrenzende, stark n-dotierte Drainzone 21 auf. Die Drainzone 21 ist über eine großflächig auf die zweite Oberfläche 4 aufgebrachte Drainmetallisierung 22 mit dem Drainanschluss D verbunden. An der entgegengesetzten Oberfläche 3 ist eine (oder mehrere) p-dotierte Bodyzone 23 in den Halbleiterkörper 2 eingebettet. In jeweils eine Bodyzone 23 ist eine (oder mehrere) stark n-dotierte Sourcezone 24 eingebettet. Die Bodyzonen 23 und Sourcezonen 24 können in bekannter Art und Weise durch Ionenimplantation und/oder Diffusion in den Halbleiterkörper 2 eingebracht werden. Ferner ist eine mit dem Gateanschluss G verbundene Gateelektrode 25 vorgesehen. Die Gateelektrode 25 ist über ein in 2 nicht dargestelltes Gateoxid 26 vom Halbleiterkörper 2 beabstandet und so angeordnet, dass sich in einem Bereich der Bodyzone 23 bei Anlegen eines positiven Potentials an den Gateanschluss G ein durch Ladungsinversion hervorgerufener, stromführender Kanal ausbilden kann. Ferner ist eine Sourcemetallisierung 27, die mit dem Sourceanschluss S verbunden ist, vorgesehen, die die Bodyzone 23 und Sourcezone 24 über einen Nebenschluss elektrisch kontaktiert.

Die Bodyzone 23 ist von der Drainzone 21 durch eine schwach n-dotierte Innenzone 28, die die Driftzone bildet und die der Aufnahme einer Sperrspannung dient, beabstandet. Die Grenzfläche zwischen Bodyzone 23 und Innenzone 28 definiert einen sperrenden pn-Übergang 29. Die Innenzone 28 weist zunächst eine Grunddotierung 11 auf (gestrichelte Linie in 3(b)), die von einer zusätzlichen Dotierung 12 (gepunktete Linie in 3(b)) überlagert wird. Diese zusätzliche Dotierung 12 der Innenzone 28 ist wiederum durch ein erfindungsgemäßes Dotierverfahren hergestellt worden, welches im wesentlichem dem oben zu 1 beschriebenen Verfahren entspricht.

Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt jedoch hier die Dotierungskonzentration in Abhängigkeit von der Tiefe kontinuierlich zu. Zu diesem Zwecke werden die Wasserstoffatome bzw. Heliumatome über die erste Oberfläche 3 in den Halbleiterkörper 2 implantiert, wobei im letzteren Fall die Wasserstoffatome mittels Plasmabehandlung von der Oberfläche 4 und/oder der Oberfläche 3 her in diesen eingebracht werden. Durch geeignete Wahl der Implantationsparameter, d.h. der Dosis der eingebrachten Atome sowie der Implantationsenergie und der Ausheiltemperatur kann der Dotierverlauf der zusätzlichen Dotierung 12 geeignet eingestellt werden. Dadurch ist mithin der gewünschte Gradient der Dotierungskonzentration in der Innenzone 28 einstellbar. Die Innenzone 28 weist somit im Bereich des pn-Übergangs 29 ihre geringste Dotierungskonzentration auf, die in vertikaler Bauelementrichtung kontinuierlich ansteigt, so dass die Dotierungskonzentration im Bereich der Innenzone 28, der an die Drainzone 21 angrenzt, am höchsten ist. Dadurch werden die beiden eingangs genannten Forderungen, nämlich eine möglichst niedrige Dotierung im Bereich des pn-Übergangs 29 zur Sicherstellung einer hohen Sperrspannung sowie die für eine Reduzierung der Schaltverluste durch einen geringen Einschaltwiderstand Ron erforderliche hohe Dotierungskonzentration, optimal erfüllt.

Selbstverständlich wäre es auch denkbar, dass die zusätzliche Dotierung 12 in die andere Richtung, also zur zweiten Oberfläche 4 hin, abnimmt (in den Figuren nicht dargestellt), wenn beispielsweise von der Oberfläche 4 her bestrahlt wird.

Darüber hinaus ließe sich die vorliegende Erfindung auch sehr vorteilhaft zur Herstellung eines sogenannten FeldstoppGebietes in einem Halbleiterbauelement heranziehen. Bei einem Feldstopp handelt es sich um ein Gebiet, bei dem ein tiefes Diffusionsgebiet vorgesehen ist, bei dem eine niedrige Dotierstoffkonzentration mit einer oberflächennäheren höheren Dotierstoffkonzentration kombiniert wird. Der Verlauf der Dotierstoffkonzentration in einem tief diffundierten Bereich kann entsprechend der zur Verfügung stehenden Technologie auf beliebige Weise gestaltet werden.

Für die Auslegung von Halbleiterbauelementen, insbesondere von höhersperrenden bipolaren Leistungshalbleitern, wie ICGBTs, Thyristoren und Dioden, ist einerseits die während des Betriebs entstehende Verlustleistung zu reduzieren und andererseits ein sanftes Schaltverhalten zu gewährleisten. Zur Verringerung der Verluste können die Abmessungen der schwächer dotieren Schicht 2 zwischen den Zonen 7 und 8, die im Vorwärtsbetrieb von Ladungsträgern überschwemmt wird, reduziert werden. Für ein sanftes Schaltverhalten ist es erforderlich, dass für einen (weiteren) Anstieg der Sperrspannung am Bauelement erst ein (weiterer) Teil dieser Überschwemnungsladung ausgeräumt wird, und zwar so lange, bis die maxinale Sperrspannung am Bauelement anliegt. Dadurch ist sowohl der Spannungsanstieg in seiner Steilheit begrenzt als auch ein unerwünschter Abriss des Rückstroms ausgeschlossen.

ein sanftes Schaltverhalten bei gleichzeitig geringer Bauelenentdicke kann erreicht werden, indem die n-Dotierung in der Driftzone 2 zur Bauelement-Rückseite hin graduell zunimmt, wodurch eine Erhöhung der Weite der Raumladungszone bis zum Erreichen der Durchbruchspannung zwar immer stärker abgebremst jedoch nicht vollständig gestoppt wird.

5 zeigt einige prinzipielle Verläufe der Dotierstoffkonzentration ND (logarithmisch aufgetragen) eines solchen Feldstoppgebietes in Abhängigkeit des Abstandes x zum rückseitigen Kontakt. Der rückseitige Kontakt befindet sich hier bei x = 0 &mgr;m. Die Dotierungsgebiete sind hier beispielsweise durch Wasserstofftiefimplantation und/oder durch eine Wasserstoffplasma-Eindiffusion nach einer defekterzeugenden Implantation, beispielsweise von Heliumatomen, hergestellt worden. Besonders wichtig ist die dabei zu wählende Dotierungsdosis des tief diffundierten Bereichs. Dabei soll die integrale Dotierstoffkonzentration dieses Bereichs die Durchbruchsladung, die bei etwa QBR = 1, 31012 cm–2 bis QBR = 1,8 1012 cm–2 liegt, übersteigen. Dieser rückseitige Bereich liegt entsprechend 5 etwa beix = –5 &mgr;m, also ca. 5 &mgr;m vor der Scheibenrückseite.

Durch eine geeignete Wahl der in den Halbleiterkörper eingebrachten Dotierstoffdosis wird gewährleistet, dass das elektrische Feld relativ weit in den Feldstoppbereich hineinreicht. Es ergibt sich somit ein sanfter Feldstopp. Im hinteren Bereich dieser Feldstoppzone, der typischerweise etwa 5 &mgr;m von der Scheibenrückseite in den Halbleiterkörper hineinreicht, wird eine zusätzliche Dotierstoffdosis vorgehalten. Mit dem steileren Anstieg der Dotierstoffkonzentration wird erreicht, dass das elektrische Feld selbst bei voller Sperrspannung und auch beim Vorhandensein kleinerer Defekte im Bereich des sanften Feldstopps unmittelbar vor dem Rückseitenemitter sicher abgestoppt wird. Die Defekte im Bereich des sanften Feldstopps äußern sich in einer lokal niedrigeren als in 5 dargestellten Dotierstoffkonzentration im Bereich des sanften Feldstopps, die dazu führt, dass das Integral der Ladung in diesem Bereich die Durchbruchsladung nicht übersteigt und somit zu reduzierten Sperreigenschaften führt. Der harte Feldstopp dient der Verbesserung der Sperrausbeute des Halbleiterkörpers, da insbesondere bei der Implantation kleinere Defekte nie ganz vermieden werden können. Speziell bei größeren Halbleiterbauelementen kann auf diese Weise die Ausbeute empfindlich beeinträchtigt werden. Allerdings ist die Dotierstoffkonzentration und die Dotierstoffdosis ausreichend gering zu wählen, um den Wirkungsgrad des rückseitigen Emitters des Halbleiterbauelementes nicht zu reduzieren.

Im Unterschied dazu wird in der deutschen Patentanmeldung DE 100 53 445 A1 eine zweistufige Dotierstoffkonzentration vorgeschlagen, bei der die höhere Dotierung sehr flach, jedoch relativ hoch dotiert ausgeführt werden soll. Das Ziel in der DE 100 53 445 A1 besteht in der Reduzierung des Wirkungsgrades des Rückseitenemitters. Der dadurch erzeugte Peak in der Dotierstoffkonzentration erfüllt jedoch Funktion der Verbesserung der Sperrausbeute nicht oder weniger zufriedenstellend, da bereits kleine Defekte im Halbleiterkörper zum Durchgriff des elektrischen Feldes und damit zu einer Erhöhung des Sperrstromes führen können. Diese Defekte sind aber für den Durchlassbetrieb unerheblich, da ihr Anteil bezogen auf die gesamte Fläche des Halbleiterbauelementes vernachlässigbar gering ist.

In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurden jeweils vertikal ausgebildete Halbleiterbauelemente beschrieben. Jedoch sei die Erfindung nicht ausschließlich auf vertikale Halbleiterbauelemente beschränkt, sondern ließe sich bei entsprechender Anpassung der Strukturen auch auf laterale Halbleiterbauelemente sowie auf sogenannte Up-Drain-Halbleiterbauelemente anwenden.

Die Erfindung sei nicht ausschließlich auf die Ausführungsbeispiele gemäß der 13 beschränkt. Vielmehr können dort beispielsweise durch Austauschen der Leitfähigkeitstypen n gegen p und umgekehrt sowie durch Variation der Dotierungskonzentrationen eine Vielzahl neuer Bauelementvarianten angegeben werden. Zur Darstellung des Erfindungsgedankens wurde die Erfindung nur exemplarisch anhand einer pin-Leistungsdiode bzw. eines D-MOSFET dargestellt. Vielmehr ließe sich die Erfindung selbstverständlich auch auf beliebig andere Halbleiterbauelemente, beispielsweise auf beliebige MOSFETs, J-FETs, Thyristoren, IGBTs, beliebige Diodenstrukturen, Kompensationshalbleiterbauelemente und dergleichen erweitern.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass durch das Einbringen von Wasserstoff in die Tiefe eines Halbleiterkörpers in völliger Abkehr von bekannten Halbleiterbauelementen dotierende Komplexe bei sehr geringen Temperaturen erzeugt werden können, die ausschließlich in den Bereichen des Halbleiterkörpers angeordnet sind, in denen Defekte erzeugt wurden. Der Wasserstoff kann beispielsweise durch Protonenimplantation oder nach dem Erzeugen von Defekten, beispielsweise mittels Heliumbestrahlung, durch eine Wasserstoffplasma-Behandlung in die Tiefe des Halbleiterkörpers eingebracht werden.

6 zeigt in einem schematisierten Teilschritt (a) ein Ausführungsbeispiel eines weiteres erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes sowie den entsprechenden Verlauf des elektrischen Feldes E (b) im Betriebsfall dieses Halbleiterbauelementes in Abhängigkeit von der Tiefe x sowie bei positiver und negativer Spannung UAK, –UAK zwischen Anode und Katode.

Das in 6(a) mit Bezugszeichen 100 bezeichnete Halbleiterbauelement ist als Hochspannungs-Thyristor ausgebildet. Der Thyristor 100 weist einen Halbleiterkörper 101, beispielsweise aus Silizium, mit einer ersten Oberfläche 102 und einer zweiten Oberfläche 103 auf. An die erste Oberfläche 102 grenzt eine p-dotierte katodenseitige Basiszone 104 an. In die Basiszone 104 ist eine ebenfalls an die erste Oberfläche 102 angrenzende, stark n-dotierte katodenseitige Emitterzone 105 eingebettet. Die Emitterzone 105 ist mit dem Katodenanschluss K, die Basiszone 104 mit einem Gate-Anschluss G verbunden. Anodenseitig grenzt eine stark p-dotierte anodenseitige Emitterzone 106 an die zweite Oberfläche 103. Die Emitterzone 106 ist mit dem Anoden-Anschluss A verbunden. Zwischen der Basiszone 104 und der anodenseitigen Emitterzone 106 ist die spannungsaufnehmende Schicht 107 angeordnet. Die spannungsaufnehmende Schicht 107 bildet die anodenseitige Basiszone und weist eine schwach n-dotierte Grunddotierung auf.

Der Thyristor 100 in 6(a) weist erfindungsgemäß eine zusätzliche Schicht 108 auf. Die zusätzliche Schicht 108 ist in vertikaler Richtung des Thyristors 100 innerhalb der spannungsaufnehmenden Schicht 107 angeordnet und weist eine p-Dotierung, also eine Dotierung des entgegengesetzten Leitungstyps zu der Grunddotierung, auf. Die zusätzliche Schicht 108 teilt die spannungsaufnehmende Schicht 107 in zwei Teilbereiche 109, 110.

Die Grunddotierung in den Teilbereichen 109, 110 ist so gewählt, dass oberhalb und unterhalb der zusätzlichen Schicht 108 bei maximal anliegender Sperrspannung gerade die zu der entsprechenden Grunddotierung gehörige maximale elektrische Feldstärke erreicht wird (6(b)), wobei die Dicke dieser beiden Teilbereiche 109, 110 so gering wie möglich gewählt ist, um dadurch die Verluste des Halbleiterbauelementes möglichst gering zu halten.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement weist somit gewissermaßen eine in etwa symmetrische Gestalt auf, wobei die in der spannungsaufnehmenden Schicht enthaltene zusätzliche Schicht gewissermaßen die Symmetrieachse oder Symmetriefläche bildet. Eine solche in etwa symmetrische Struktur lässt sich beispielsweise durch Anwendung von Waferbonding herstellen. Ein solches Waferbondingverfahren ist beispielsweise in Q.-Y. Tong, U. Gösele, Semiconductor Wafer Bonding, A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons, 1999 beschrieben.

7 zeigt anhand von Teilschnitten (a) – (d) ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes entsprechend 6.

Bei Anwendung dieses Waferbonding-Verfahrens werden zunächst zwei Siliziumscheiben 113, 114 bereitgestellt (7(a)).

Auf der ersten Siliziumscheibe 113 wird der katodenseitige Teil 104, 105 des Thyristors 100 auf übliche Weise hergestellt. In gleicher Weise wird der anodenseitige Teil in üblicher Weise auf der zweiten Siliziumscheibe 114 hergestellt (7(b)).

Vor einem Verbinden mittels Waferbonding werden in eine oder beide der den anoden- bzw. katodenseitigen Oberflächen 102, 103 entgegengesetzten Oberflächen 111, 112 der Siliziumscheiben Ionen des jeweils entgegengesetzten Leitungstyps wie die Grunddotierung implantiert (7(c)). Die typischer Weise verwendete Dosis zur Erzeugung der zusätzlichen Schicht liegt im Bereich von einigen 1012 cm–2.

Die dadurch gebildete Implantationsschicht bildet nach dem anschließenden Verbindungsprozess die entsprechende zusätzliche Zone (7(d)). Zu diesem Zweck werden die beiden Siliziumscheiben mittels Waferbonding verbunden. Zur Erzeugung einer hochtemperaturstabilen Verbindung zwischen den beiden Siliziumscheiben werden die beiden den anoden- bzw. katodenseitigen Oberflächen 102, 103 entgegengesetzten Oberflächen 111, 112 aufeinandergelegt und die gesamte Anordnung wird einem Hochtemperaturschritt zur Erzeugung einer stabilen Verbindung unterworfen. Dieser Hochtemperaturschritt gewährleistet zudem, dass die soeben implantierten Ionen für die zusätzliche Schicht 108 elektrisch aktiviert werden und der Halbleiterkörper 101 ausgeheilt wird. Schließlich können noch die in 7 nicht dargestellten Elektroden für Anode und Katode in bekannter Art und Weise hergestellt werden.

Typischerweise ist die Grunddotierung des Halbleiterkörpers 101 aus schwach n-dotiertem Grundmaterial. Zur Erzeugung der zusätzlichen Schicht 108 wird eine oder beide Siliziumscheiben typischerweise mit Borionen implantiert. In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung kann auf eine Borimplantation zur Erzeugung der zusätzlichen Schicht 108 auch verzichtet werden, wenn der Hochtemperaturschritt zur Erzeugung einer stabilen Verbindung bei einer Temperatur im Bereich von etwa 800 – 900°C durchgeführt wird. Bei diesen Temperaturen ergibt sich automatisch eine ausreichend hohe p-dotierte Schicht 108 zwischen den Wafern beim Waferbonden. Die Ursache dafür liegt darin, dass in der Laborluft im Allgemeinen genügend Bor vorhanden ist, um eine derartige zusätzliche p-Dotierung 108 zu erzeugen.

Die Erfindung soll nicht ausschließlich auf eine einzige zusätzliche Schicht 108 innerhalb der spannungsaufnehmenden Schicht 107 beschränkt werden, vielmehr wäre es auch denkbar, zwei oder mehrere zusätzliche Schichten 108 des entgegengesetzten Leitungstyps innerhalb der spannungsaufnehmenden Schicht 107 vorzusehen, in den 6 und 7 nicht dargestellt, die abwechselnd in vertikaler Richtung nebeneinander angeordnet sind und die durch Teilbereiche 109, 110, 111, 112... beanstandet sind. Eine derartige Struktur ist beispielsweise in dem Europäischen Patent EP 344 514 B1 beschrieben. Der Gegenstand der EP 344 514 B1 wird hiermit hinsichtlich der Struktur der dort beschriebenen Halbleiterbauelemente, insbesondere in Hinblick auf die Struktur einer spannungsaufnehmenden Schicht 107, in die eine Vielzahl von zusätzlichen Schichten 108 angeordnet sind, vollinhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung mit einbezogen.

Es ist hier jedoch gleichsam darauf zu achten, dass die Dimensionierung der Grunddotierung der spannungsaufnehmenden Schicht 107 und der Abstand der einzelnen zusätzlichen Schichten 107 voneinander so gewählt ist, dass die maximal mögliche kritische elektrische Feldstärke jeweils erreicht wird. Damit ließe sich zum Beispiel bei Leistungsdioden die dynamische Robustheit und bei IGBTs das Kurzschlussverhalten verbessern.

Allerdings lassen sich die eben genannten Halbleiterbauelemente, die also eine Vielzahl von zusätzlichen Schichten 108 aufweisen, mittels des oben beschriebenen Waferbonding-Verfahrens nicht oder nur mit erheblichem Aufwand realisieren. Diese Strukturen ließen sich jedoch beispielsweise durch Epitaxie bzw. einer Kombination aus Waferbonding und Epitaxie herstellen. Allerdings ist die maximale Sperrfähigkeit durch die mittels Epitaxie erreichbare maximale Dicke einer solchen Basisschicht stark beschränkt.

Eine vorteilhafte Alternative ergibt sich, wenn statt der Verwendung eines n-dotierten Grundmaterials für die spannungsaufnehmende Schicht 107 ein p-dotiertes Grundmaterial verwendet wird und somit die Dotierungsverhältnisse in 7 umgekehrt werden. Das p-dotierte Grundmaterial bildet so die Schichten 109, 110 innerhalb der spannungsaufnehmenden Schicht 107. Die n-Dotierung des Teilbereiches 108 wird erfindungsgemäß mittels Wasserstoffimplantation erzeugt. Dazu werden hochenergetische Wasserstoffionen in den Halbleiterkörper 101 implantiert, die den Halbleiterkörper 101 im Bereich der Eindringtiefe der implantierten Ionen stark schädigen, so dass Defekte erzeugt werden. Bei einem anschließenden Temperaturprozess bilden sich Komplexe, die n-dotierend wirken. Der Temperaturschritt sollte so gewählt werden, dass der implantierte Wasserstoff sich nicht signifikant umverlagern kann und sich somit ein relativ schmales n-dotiertes Gebiet 108 ergibt.

Der Vorteil bei der Anwendung der Wasserstoffimplantation besteht vor allem darin, dass relativ problemlos n-dotierte Schichten bis in Tiefen von mehr als 500 &mgr;m bei geeigneter Wahl der Implantationsenergie erzeugt werden können. Die Tiefe der so erzeugten n-dotierten Schichten würde über die Wahl der Implantationsenergie vorgegeben und die Konzentration der jeweiligen n-Dotierung über die Implantationsdosis eingestellt werden.

Statt der Realisierung einer oder mehrerer zusätzlicher Schichten 108 können durch eine Maskierung dieser Strukturen mehrere eingelagerte Dotierungsgitter oder Inselstrukturen realisiert werden.

Abschließend zeigt 8 den grundsätzlichen Zusammenhang zwischen der Dotierungskonzentration der durch die Protenbestrahlung und anschließende Temperaturbehandlung in einem Halbleiterkörper erzeugten "wasserstoffinduzierten Donatoren". Die Betrahlungsenergie der Protonen ist in dem Beispiel so gewählt, dass der sogenannte "End-of-Range"-Bereich etwa bei 30&mgr;m liegt. In dem Bereich zwischen der bestrahlten Oberfläche, die durch den Nullpunkt der Skala bezeichnet ist, und dem End-of-Range-Bereich entstehen Bestrahlungsdefekte. Die in den End-of-Range Bereich eingebrachten Wasserstoffionen diffundieren während des anschließenden Temperaturprozesses in Richtung der bestrahlten Oberfläche, wobei das Ausmaß dieser Diffusion und damit die Dotierungskonzentration in diesem durchstrahlten Bereich von der Temperatur während des Temperaturprozesses und von dessen Dauer abhängig ist. Die Temperaur sollte dabei in einem Bereich zwischen etwa 300°C und 550°C liegen, um die Bildung wasserstoffinduzierter Donatoren zu ermöglichen.

8 zeigt den Dotierungsverlauf für drei unterschiedliche Temperaturen T1, T2, T3, die zwischen 400°C und 500°C liegen, wobei T1<T2<T3 gilt. Daraus ist ersichtlich, dass die Dotierungskonzentration insbesondere im End-of-Range-Bereich mit zunehmender Temperatur innerhalb des Bereiches von 400°C bis 500°C abnimmt, wobei die Dauer der Temperaturbehandlung in allen Fällen gleich ist.

Abhängig von der Dauer der anschließenden Temperaturbehandlung und der dabei gewählten Temperatur lagern sich die in den End-of-ange Die vorliegende Erfindung wurde anhand der vorstehenden Beschreibung so dargelegt, um das Prinzip der Erfindung und dessen praktische Anwendung bestmöglichst zu erklären, jedoch lässt sich die vorliegende Erfindung selbstverständlich im Rahmen des fachmännischen Handelns und Wissens in geeigneter Weise abwandeln.

1 pin-Leistungsdiode 2 Halbleiterkörper 3 erste Oberfläche 4 zweite Oberfläche 5 Katodenelektrode 6 Anodenelektrode 7 Katodenzone 8 Anodenzone 9 Innenzone 10 pn-Übergang 11 Grunddotierung 12 zusätzliche Dotierschicht 13 stufenförmig ausgebildete zusätzliche Dotierungen 14 Stufe 20 D-MOSFET 21 Drainzone 22 Drainmetallisierung, Drainelektrode 23 Bodyzone 24 Sourcezone 25 Gateelektrode 26 Gateoxid 27 Sourcezone 28 Innenzone, Driftzone 29 pn-Übergang 100 Thyristor 101 Halbleiterkörper 102 erste Oberfläche 103 zweite Oberfläche 104 katodenseitige Basiszone 105 katodenseitige Emitterzone 106 anodenseitige Emitterzone 107 spannungsaufnehmende Schicht, anodenseitige Ba siszone 108 zusätzliche Schicht 109, 110 Teilbereiche der spannungsaufnehmenden Schicht 111, 112 Oberflächen 113, 114 Siliziumscheiben, Wafer S Sourceanschluss D Drainanschluss G Gateanschluss K Kathodenanschluss A Anodenanschluss

Anspruch[de]
  1. Dotierverfahren zur Erzeugung von in vertikaler Richtung wenigstens abschnittsweise kontinuierlich ansteigenden, tiefen Dotierprofilen (12, 13) in einem Halbleiterkörper (2) mit den Verfahrensschritten:

    (a) Bereitstellen eines Halbleiterkörper (2) mit einer Grunddotierung (11) eines ersten Leitungstyps,;

    (b) Erzeugen von Kristallschäden in dem Halbleiterkörper (2);

    (c) Einbringen von Wasserstoffionen ausgehend von einer ersten Oberfläche (3, 4) in den Halbleiterkörper (2);

    (d) anschließendes Durchführen eines Temperaturprozesses, wobei die Temperatur und die Dauer dieses Prozesses so gewählt sind, dass sich die eingebrachten Wasserstoffatome wenigstens annäherungsweise über den gesamten Kristallschäden aufweisenden Bereich des Halbleiterkörpers (2) umverteilen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturprozess bei einer Temperatur von weniger als 550°C, insbesondere von weniger als 450°C, erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Erzeugung der Kristallschäden und das Einbringen der Wasserstoffatome während eines Verfahrensschrittes erfolgt, bei dem Wasserstoffionen in den Halbleiterkörper implantiert werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kristallschäden durch eine Ionenimplantation erzeugt werden und die Wasserstoffionen anschließend eindiffundiert werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Wasserstoffionen durch eine Plasmabehandlung in den Halbleiterkörper (2) eingebracht werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem zur Erzeugung der Kristallschäden Heliumionen implantiert werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem zur Erzeugung der Kristallschäden die Ionen bei Energien von mehr als 1 MeV, insbesondere mehr als 2 MeV, in den Halbleiterkörper (2) eingebracht werden.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Dotierung eine Mehrfachimplantation bei unterschiedlichen Energien und/oder unterschiedlichen Dotierungsdosen durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Dotierung eine Maske zur Strukturierung der Dotierungsgebiete auf die erste Oberfläche (3, 4) aufgebracht wird, Ionen über die erste Oberfläche (3, 4) in den Halbleiterkörper (1) implantiert werden und anschließend die Maske wieder von der ersten Oberfläche (3, 4) abgelöst wird.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper (2) vor dem zusätzlichen Dotieren auf eine Dicke von weniger als 140 &mgr;m, insbesondere von weniger als 70 &mgr;m, geschliffen und/oder geätzt wird.
  11. Halbleiterbauelement (1, 20), insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches in einem eine erste und eine zweite Oberfläche (3, 4) aufweisenden Halbleiterkörper (2) angeordnet ist,

    mit einer Innenzone (9, 28), die eine Grunddotierung (11) des ersten Leitungstyps aufweist,

    mit einer an die erste Oberfläche (3, 4) sowie an die Innenzone (9, 28) angrenzenden ersten Zone (7, 21) des ersten Leitungstyps, deren Dotierungskonzentration größer ist als die der Innenzone (9, 28),

    mit einer an die Innenzone (9, 28) angrenzenden zweiten Zone (8, 23) des zweiten Leitungstyps, dadurch gekennzeichnet,

    dass in der Innenzone (9, 28) mindestens eine dritte Zone (12, 13) vorgesehen ist, die eine höhere Dotierungskonzentration als die Innenzone (9, 28) aufweist, wobei die Dotierungskonzentration der dritten Zone (12, 13) in die Richtung der ersten oder der zweiten Oberfläche (3, 4) hin zumindest abschnittsweise kontinuierlich zunimmt.
  12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement als Diode (1) ausgebildet ist und die zweite Zone (8) an die zweite Oberfläche (4) angrenzt.
  13. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierung der dritten Zone (12, 13) eine n-Dotierung ist, die aus der Grunddotierung (11) sowie einer zusätzlichen Dotierung (12), welche durch Komplexe aus Bestrahlungsdefekten und Wasserstoffatomen gebildet ist, besteht.
  14. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsdefekte durch eine Wasserstoffimplantation erzeugt und die Wasserstoffatome durch diese Wasserstoffimplantation eingebracht sind.
  15. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsdefekte durch eine Ionenimplantation, vorzugsweise eine Heliumimplantation, erzeugt und die Wasserstoffatome durch eine Plasmabehandlung eingebracht sind.
  16. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innenzone (9, 28) eine Vielzahl von dritten Zonen (13) vorgesehen sind, wobei ein Übergang (14) von benachbarten dritten Zonen (13) jeweils eine Stufe (14) bildet und wobei die Dotierungskonzentration dieser dritten Zonen (13) abwechselnd kontinuierlich und stufenförmig in die Richtung einer Oberfläche (3, 4) abnimmt oder zunimmt.
  17. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement als Leistungstransistor (20) ausgebildet ist, wobei die Dotierungskonzentration der dritten Zone (12) in die Richtung der zweiten Oberfläche (4) zunimmt.
  18. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement als Leitungstransistor (20) ausgebildet ist, wobei die Dotierungskonzentration der dritten Zone (12) in die Richtung der ersten Oberfläche (3) zunimmt.
  19. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper (1) eine Dicke von weniger als 140 &mgr;m, insbesondere von weniger als 70 &mgr;m, aufweist.
  20. Halbleiterbauelement (100) welches in einem eine erste und eine zweite Oberfläche (102, 103) aufweisenden Halbleiterkörper (101) angeordnet ist,

    mit einem eine Sperrspannung aufnehmenden inneren Bereich (107), der eine Grunddotierung des ersten Leitungstyps aufweist,

    mit mindestens einem ersten Bereich (108) des zweiten Leitungstyps, der in vertikaler Richtung in den inneren Bereich (107) des Halbleiterbauelementes eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet,

    dass der erste Bereich (108) in dem inneren Bereich (107) derart angeordnet ist und der innere Bereich (107) sowie der erste Bereich (108) jeweils eine solche Dotierungskonzentration aufweisen, dass jeweils in einem oberhalb und unterhalb des ersten Bereichs (108) angeordneten Bereich (109, 110) des inneren Bereichs (107) bei maximal anliegender Sperrspannung (UAK) gerade die zu der Grunddotierung der Bereiche (109, 110) gehörige maximale elektrische Feldstärke erreicht wird.
  21. Halbleiterbauelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger erster Bereich (108) vorgesehen ist, der den inneren Bereich (107) in zwei Teilbereiche (109, 110) teilt, die durch den ersten Bereich (108) voneinander beabstandet werden.
  22. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (108) etwa in der Mitte des inneren Bereichs (107) angeordnet ist.
  23. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierung des ersten Bereichs (108) eine p-Dotierung ist und dass die Dotierung der Bereiche (109, 110) eine n-Dotierung ist.
  24. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierungskonzentration in dem inneren Bereich (107) geringer ist als die Dotierungskonzentration in dem ersten Bereich (108).
  25. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein an die erste Oberfläche (102) sowie an den inneren Bereich (107) angrenzender zweiter Bereich (104) des zweiten Leitungstyps, in dem ein dritter Bereich (105) des ersten Leitungstyp eingebettet ist, vorgesehen ist, wobei der zweite Bereich (104) an einen Gateanschluss (G) und der dritte Bereich (105) an einen Katodenanschluss (K) angeschlossen sind, und dass ein an die zweite Oberfläche (103) sowie an den inneren Bereich (107) angrenzender dritter Bereich (106) des zweiten Leitungstyps, der an einen Anodenanschluss (A) angeschlossen ist, vorgesehen ist.
  26. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement als Thyristor (100) ausgebildet ist.
  27. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement als Leistungs-MOSFET ausgebildet ist.
  28. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement als Leistungs-Diode ausgebildet ist.
  29. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelement (100) nach einem der Ansprüche 20 bis 28 mittels Waferbonding, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

    – Zwei Halbleiterkörper (113, 114) mit einer Grunddotierung des ersten Leitungstyps werden bereitgestellt;

    – Vor einem Verbinden mittels Waferbonding werden in mindestens eine Oberfläche (111, 112) eines Halbleiterkörpers (113, 114) Dotierstoffe des zweiten Leitungstyps implantiert, eindiffundiert oder aufgebracht;

    – Die beiden Halbleiterkörper (113, 114) werden mit ihrer Oberfläche (111, 112), auf die oder in die die Dotierstoffe eingebracht wurden, aufeinander gelegt;

    – Zur Erzeugung einer hochtemperaturstabilen Verbindung zwischen den beiden Halbleiterkörper (113, 114) werden diese einem Hochtemperaturschritt unterworfen.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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