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Dokumentenidentifikation DE102005043913A1 06.04.2006
Titel Verfahren zur Herstellung einer dotierten Zone in einem Halbleiterkörper
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Schulze, Hans-Joachim, Dr., 85521 Ottobrunn, DE;
Mauder, Anton, Dr., 83059 Kolbermoor, DE;
Schulze, Holger, Dr., Villach, AT;
Strack, Helmut, Dr., 80804 München, DE
Vertreter Westphal, Mussgnug & Partner, 80336 München
DE-Anmeldedatum 14.09.2005
DE-Aktenzeichen 102005043913
Offenlegungstag 06.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.04.2006
IPC-Hauptklasse H01L 21/265(2006.01)A, F, I, 20050914, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01L 21/336(2006.01)A, L, I, 20050914, B, H, DE   H01L 21/334(2006.01)A, L, I, 20050914, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer dotierten Halbleiterzone in einem Halbleiterkörper, das folgende Verfahrensschritte aufweist:
- Implantieren von Dotierstoffteilchen über eine Seite in den Halbleiterkörper oder Aufbringen einer Dotierstoffteilchen enthaltenden Schicht auf eine Seite des Halbleiterkörpers,
- Bestrahlen des Halbleiterkörpers über die eine Seite mit weiteren Teilchen wenigstens in dem die Dotierstoffteilchen enthaltenden Bereich,
- Durchführen einer Temperaturbehandlung, durch welche der Halbleiterkörper wenigstens in dem die Dotierstoffteilchen enthaltenden Bereich auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt wird, um die implantierten Dotierstoffteilchen zu aktivieren, wobei diese Temperatur weniger als 700°C beträgt.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer dotierten Zone in einem Halbleiterkörper, insbesondere zur Herstellung einer oberflächennahen, einen Emitter bildenden Zone oder zur Herstellung einer vergrabenen Halbleiterzone.

Diffusionsverfahren, bei denen Dotierstoffatome in einen Halbleiterkörper eindiffundiert werden, und Implantationsverfahren sind die gebräuchlichsten Verfahren zur Herstellung einer dotierten Halbleiterzone in einem Halbleiterkörper bzw. einer Halbleiterschicht. Bei einem Implantationsverfahren werden Dotierstoffe durch Bestrahlen des Halbleiterkörpers mit hochenergetischen Dotierstoffteilchen, beispielsweise Phosphorionen zur Herstellung einer n-dotierten Halbleiterzone oder Borionen zur Herstellung einer p-dotierten Halbleiterzone, in den Halbleiterkörper implantiert. Um diese implantierten Dotierstoffionen zu aktivieren, d.h. auf Gitterplätzen des Kristallgitters des Halbleiterkörpers einzubauen, und um Kristallschäden, die aus der Bestrahlung resultieren, auszuheilen, ist eine Temperaturbehandlung des Halbleiterkörpers nach der Teilchenimplantation erforderlich. Diese im Anschluss an eine Ionenimplantation erforderliche Temperaturbehandlung ist beispielsweise in Sze: "Semiconductor Devices, Physics and Technology", 2nd edition, ISBN 0-471-33372-7, Seiten 478 bis 480 beschrieben.

Übliche Temperaturen zur Aktivierung implantierter Dotierstoffatome liegen im Bereich zwischen 800°C und 1100°C, und sind damit so hoch, dass die erläuterten Verfahrensschritte zur Herstellung einer dotierten Halbleiterzone vor der Herstellung von metallischen Strukturen, beispielsweise für Leiterbahnen, oder Kunststoffstrukturen, beispielsweise für Passivierungen, erfolgen müssen. Die bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendeten Metalle und Kunststoffe würden bei derart hohen Temperaturen sonst schmelzen, abdampfen oder sich zersetzen, wodurch die aus diesen Materialien hergestellten Bauelementstrukturen zerstört würden.

Die Notwendigkeit, Metallstrukturen und Kunststoffstrukturen erst nach der Herstellung dotierter Halbleiterzonen herstellen zu können, führt insbesondere zu Schwierigkeiten bei Bauelementen, die durch eine sogenannten Dünnscheibentechnologie gefertigt werden, wie nachfolgend erläutert ist:

Bei vertikalen Bauelementen, bei denen der stromführende Pfad in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers, d.h. senkrecht zu einer Vorder- und einer Rückseite des Halbleiterkörpers verläuft, wird es zur Minimierung der Durchlass- und Schaltverluste angestrebt, die Abmessungen des Halbleiterkörpers in vertikaler Richtung – also dessen Dicke – nur so groß zu wählen, wie es im Hinblick auf die gewünschte Spannungsfestigkeit des Bauelements erforderlich ist. Für Leistungshalbleiterbauelemente, wie beispielsweise Leistungsdioden, Leistungsthyristoren, Leistungs-MOSFET oder Leistungs-IGBT mit einer Spannungsfestigkeit von 600V sind dabei bereits Bauelementdicken von etwa 60&mgr;m ausreichend. Da Wafer, auf denen eine Vielzahl gleichartiger Bauelemente gleichzeitig gefertigt werden und aus denen die einzelnen Chips später ausgesägt werden, mit Dicken von nur 60&mgr;m während einzelner Herstellungsprozesse schwer handzuhaben sind, werden als Ausgangsmaterial üblicherweise dickere Wafer verwendet, die gegen Ende des Herstellungsprozesses durch Schleifen und/oder Ätzen gedünnt werden. Dabei ist es erstrebenswert, aus Stabilitätsgründen möglichst viele Verfahrensschritte vor Dünnen des Halbleiterkörpers durchzuführen.

Die Herstellung einer oberflächennahen dotierten Halbleiterzone, beispielsweise eines Emitters, auf der Bauelementseite, an der der Wafer gedünnt wird, ist dabei erst nach Dünnen des Wafers möglich. Die bei herkömmlichen Implantationsverfahren erforderlichen hohen Ausheiltemperaturen bringen dabei die Gefahr mit sich, dass der gedünnte Wafer beispielsweise durch den thermomechanischen Stress bei der hohen thermischen Belastung beschädigt wird. Darüber hinaus können die Prozessschritte zur Herstellung von metallischen Leiterstrukturen und Passivierungsschichten erst an dem gedünnten Wafer durchgeführt werden, was ebenfalls die Gefahr einer Beschädigung bzw. eines Bruchs des Wafers mit sich bringt.

n-dotierte Halbleiterzonen können in einem Halbleiterkörper auch durch Protonenimplantation und einen nachfolgenden Temperaturschritt hergestellt werden. Dieses Vorgehen ist beispielsweise in Silber et al: "Improved Dynamic Properties of GTO-Thyristors and Diodes by Proton Implantation", Technical Digest in International Electron Device Meeting, 1985, IEEE, Seiten 162-165 oder in der DE 102 43 758 A1 beschrieben. Die Temperaturen für den Temperaturschritt, durch den sogenannte wasserstoffinduzierte Donatoren erzeugt werden, können dabei im Bereich zwischen 350°C und 450°C liegen. Allerdings sind mittels einer solchen Protonenimplantation hochdotierte Halbleiterzonen, wie sie beispielsweise für Emitter von Leistungshalbleiterbauelementen benötigt werden, kaum herstellbar, da von den implantierten Protonen nach derzeitigen Erkenntnissen nur wenige Prozent der implantierten Dosis zur Bildung von Donatoren führen.

Darüber hinaus besteht Bedarf nach einem Verfahren zur Herstellung oberflächennaher jedoch vergrabener Halbleiterzonen zur Verbesserung des sogenannten "Latch-Up-Verhaltens" von Leistungs-IGBT oder Leistungs-MOSFET. Aus Baliga: "Power Semiconductor Devices", PWS publishing, 1995, ISBN 0-534,94098-6, Seiten 453 bis 457 ist es bekannt, dass das Latch-Up-Verhalten eines Leistungs-IGBT dadurch verbessert werden kann, dass in der p-Bodyzone des IGBT eine hochdotierte, gegebenenfalls flache, Halbleiterzone unterhalb des n-Emitters des IGBT erzeugt wird.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung einer dotierten Zone in einem Halbleiterkörper unter Anwendung eines Implantationsschrittes zur Verfügung zu stellen, bei dem geringere Ausheiltemperaturen erforderlich sind.

Dieses Ziel wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer dotierten Halbleiterzone in einem Halbleiterkörper weist folgende Verfahrensschritte auf:

  • – Implantieren von Dotierstoffteilchen über eine Seite in den Halbleiterkörper oder Aufbringen einer Dotierstoffatome enthaltenden Schicht auf eine Seite des Halbleiterkörpers,
  • – Bestrahlen des Halbleiterkörpers über die eine Seite mit weiteren Teilchen wenigstens in dem die Dotierstoffteilchen enthaltenden Bereich,
  • – Durchführen einer Temperaturbehandlung, durch welche der Halbleiterkörper wenigstens in dem die Dotierstoffteilchen enthaltenden Bereich auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt wird, um die implantierten Dotierstoffteilchen zu aktivieren, wobei diese Temperatur weniger als 700°C, vorzugsweise weniger als 550°C, beträgt.

Als weitere Teilchen zur Bestrahlung des Halbleiterkörpers eignen sich dabei insbesondere Protonen, Heliumionen, Argonionen, Halbleiterionen oder Elektronen.

Es hat sich gezeigt, dass nach einer Bestrahlung des Halbleiterkörpers mit den weiteren Teilchen, die zusätzlich zur Implantation der Dotierstoffteilchen erfolgt, wesentlich geringere Temperaturen zur Aktivierung der implantierten Dotierstoffteilchen ausreichend sind. So sind bei Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial bereits Ausheiltemperaturen im Bereich von 400°C ausreichend, um die implantierten Dotierstoffteilchen zu aktivieren. Der Aktivierungsgrad ist dabei insbesondere von der Bestrahlungsdosis der weiteren Teilchen abhängig und steigt mit zunehmender Bestrahlungsdosis dieser weiteren Teilchen an.

Besonders gute Dotierungsergebnisse werden erzielt, wenn die Implantation der Dotierstoffteilchen und die Bestrahlung des Halbleiterkörpers mit den weiteren Teilchen so erfolgt, dass eine Implantationstiefe, bis zu welcher die Dotierstoffteilchen in den Halbleiterkörper eindringen, geringer ist als eine Eindringtiefe der weiteren Teilchen. Dies zeigt, dass die weiteren Teilchen nicht primär für den Dotierungseffekt ursächlich sein können, sondern dass die Bestrahlung mit den weiteren Teilchen vielmehr eine katalytische Wirkung auf den Aktivierungsmechanismus der implantierten Dotierstoffteilchen besitzt und dadurch eine Aktivierung bei geringeren Temperaturen ermöglicht.

Bei Verwendung von Protonen als weitere Teilchen können zudem offene Bindungen, sogenannte "Dangling Bonds" und Schäden des Halbleiterkristalls, beispielsweise solche Schäden, die durch eine vorangegangene Implantation mit dotierenden Elementen entstanden sind, durch die Protonen bzw. Wasserstoffatome abgesättigt werden. Solche Defekte wirken unerwünschterweise als Rekombinationszentren in dem Halbleiterkristall. Die Wirksamkeit dieser Defekte als Rekombinationszentren wird aufgrund der Protonenimplantation, selbst bei einer Amorphisierung des Kristalls, deutlich reduziert.

Sofern als weitere, die Aktivierung der implantierten Dotierstoffatome fördernden Teilchen keine Protonen, sondern nicht-dotierende Atome, wie z. B. Heliumatome, Siliziumatome, Argonatome, usw., verwendet werden, werden vorzugsweise zusätzlich zu diesen Teilchen Protonen in den Halbleiterkörper eingebracht, um die erläuterte Wirksamkeit von Defekten als Rekombinationszentren zu reduzieren. Diese Protonen können außer mittels einer Implantation auch über ein Wasserstoffplasma in den Halbleiterkörper eingebracht werden.

Die Dotierstoffteilchen können unabhängig von der Art der verwendeten zusätzlichen Teilchen n-dotierende Teilchen oder p-dotierende Teilchen sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung beliebiger, vorzugsweise oberflächennaher, dotierter Halbleiterzonen in einem Halbleiterkörper und eignet sich insbesondere zur Herstellung hochdotierter Emitter- und Kontaktzonen von Leistungshalbleiterbauelementen. Das Verfahren lässt sich aber auch für die Herstellung hochdotierter Schichten mit extrem geringen Eindringtiefen in der IC-Technologie verwenden, da die hohen Temperaturen von RTA-Schritten (RTA = Rapid Thermal Annealing) bei Anwendung dieses Verfahrens nicht erforderlich sind. Dadurch wird eine unerwünschte Verbreiterung bzw. Ausdiffusion dieser hochdotierten Schicht durch einen RTA-Schritt vermieden. Die niedrigen Aktivierungstemperaturen erlauben hierbei eine Herstellung von metallischen Strukturen, beispielsweise von Leiterstrukturen, oder von Kunststoffstrukturen, beispielsweise von Polyimidstrukturen als Passivierungsstrukturen des Bauelements, bereits vor der Herstellung der dotierten Halbleiterzonen. Dies macht das Verfahren insbesondere zur Herstellung dotierter Zonen bei Bauelementen in Dünnwafertechnologie geeignet.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.

1 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer dotierten Zone in einem Halbleiterkörper während unterschiedlicher Verfahrensschritte.

2 zeigt ein als Diode ausgebildetes Halbleiterbauelement mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Emitterzone (2a) und veranschaulicht Messergebnisse für die Durchlassspannung einer solchen Diode in Abhängigkeit von der Bestrahlungsdosis weiterer Teilchen, die neben Dotierstoffteilchen in den Halbleiterkörper implantiert wurden (2b).

3 veranschaulicht die Herstellung eines Rückseitenkontaktes eines Leistungs-MOSFET bzw. eines Rückseitenemitters eines Leistungs-IGBT unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

4 veranschaulicht ein Verfahren zur Bereitstellung eines Halbleiterkörpers, der eine Dotierstoffteilchen enthaltende oberflächennahe Schicht aufweist.

5 veranschaulicht die Herstellung einer oberflächennahen dotierten Halbleiterzone für einen lateralen Transistor.

6 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung einer vergrabenen Halbleiterzone in der Body-Zone eines IGBT bzw. eines MOSFET mit dem Ziel einer Verbesserung des Latch-Up-Verhaltens.

7 veranschaulicht den Dotierungsverlauf in dem Bauelement gemäß 6d in einer vertikalen Richtung des Bauelements.

8 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung einer vergrabenen dotierten Zone in der Body-Zone eines Trench-IGBT bzw. eines Trench-MOSFET mit dem Ziel einer Verbesserung des Latch-Up-Verhaltens.

9 veranschaulicht den Verlauf der Dotierungskonzentration in der dotierten vergrabenen Zone gemäß 8 in horizontaler Richtung ausgehend von einem Graben (Trench).

In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Bauelementbereiche mit gleicher Bedeutung.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend für die Herstellung einer oberflächennahen dotierten Halbleiterzone in einem Halbleiterkörper 100 erläutert. 1a zeigt diesen Halbleiterkörper ausschnittsweise im Querschnitt. Mit dem Bezugszeichen 101 ist dabei eine erste Seite, beispielsweise die Vorderseite, dieses Halbleiterkörpers 100 bezeichnet, während mit dem Bezugszeichen 102 eine der ersten Seite 101 gegenüberliegende Seite, beispielsweise die Rückseite 102 des Halbleiterkörpers 100 bezeichnet ist.

In einem ersten Verfahrensschritt, der in 1a veranschaulicht ist, werden Dotierstoffteilchen über die Seite 102 in den Halbleiterkörper 100 implantiert. Abhängig vom gewünschten Dotierungstyp der durch das Verfahren hergestellten Halbleiterzone sind diese Dotierstoffteilchen entweder n-dotierende Teilchen, beispielsweise Phosphorionen, Arsenionen oder Antimonionen, oder p-dotierende Teilchen, beispielsweise Bor- oder Aluminiumionen. Die gewählte Implantationsenergie wird dabei abhängig von den gewünschten Abmessungen der hergestellten dotierten Zone und dem Abstand dieser Zone ausgehend von der Seite 102 gewählt. In dem Beispiel ist die Implantationsenergie so gewählt, dass die Dotierstoffteilchen in einen oberflächennahen Bereich 20 implantiert werden, woraus im weiteren eine dotierte Zone resultiert, die bis an die Seite 102 erreicht. Selbstverständlich können mittels des Verfahrens jedoch auch vergrabene Zonen erzeugt werden, wenn die Dotierstoffteilchen entsprechend tief in den Halbleiterkörper implantiert werden. Die Abmessungen der späteren dotierten Halbleiterzone sind in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 100 um so größer, je höher die Implantationsenergie ist. Die Implantationsdosis der implantierten Dotierstoffteilchen wird abhängig von der gewünschten Dotierungskonzentration der herzustellenden dotierten Halbleiterzone gewählt.

Die bloße Implantation der Dotierstoffteilchen in den oberflächennahen Bereich 20 führt noch nicht zu den gewünschten elektrischen Eigenschaften der Dotierung des Halbleiterkörpers in diesem Bereich 20, da durch die Implantation zum einen Gitterdefekte in dem Kristallgitter des Halbleiterkörpers 100 entstehen, die die Ladungsträgerbeweglichkeit und die Ladungsträgerlebensdauer erheblich beeinflussen, und da die implantierten Dotierstoffteilchen größtenteils interstitiell angeordnet sind, das heißt sich auf Zwischengitterplätzen befinden, während es für eine elektrische Wirksamkeit der Dotierung erforderlich ist, dass die Dotierstoffteilchen auf Gitterplätzen des Halbleiter-Kristallgitters eingebaut werden. Die Abmessung des Bereiches 20, in welche Dotierstoffteilchen während dieses ersten Verfahrensschrittes implantiert werden, ist in 1a mit d1 bezeichnet.

In einem nächsten Verfahrensschritt, der in 1b dargestellt ist, wird der Halbleiterkörper 100 über die Implantationsseite 102 mit weiteren Teilchen bestrahlt, um diese weiteren Teilchen in den Halbleiterkörper 100 zu implantieren. Diese weiteren Teilchen sind beispielsweise Protonen, können jedoch auch Heliumionen, Argonionen, Ionen des für den Halbleiterkörper 100 verwendeten Halbleitermaterials, Ionen eines anderen Halbleitermaterials oder auch Elektronen sein. Die Bestrahlungsenergie bzw. Implantationsenergie für diese weiteren Teilchen ist vorzugsweise so gewählt, dass die weiteren Teilchen tiefer in den Halbleiterkörper ausgehend von der Seite 102 eindringen, als die während des ersten Verfahrensschrittes implantierten Dotierstoffteilchen. Mit dem Bezugszeichen 30 ist in 1b der sogenannte End-Of-Range-Bereich bezeichnet, also der Bereich, in den der Großteil der durch die Bestrahlung eingebrachten weiteren Teilchen in den Halbleiterkörper 100 vordringt. Mit d2 ist in 1b der Abstand von der Bestrahlungsseite 102 bis zur Mitte dieses End-Of-Range-Bereiches 30 bezeichnet. Die Lage dieses End-Of-Range-Bereiches 30 ist dabei von der Bestrahlungsenergie bzw. Implantationsenergie abhängig, wobei der Abstand d2 um so größer ist, je größer diese Bestrahlungs- bzw. Implantationsenergie ist. Der Abstand zwischen dem End-Of-Range-Bereich 30 und dem Implantationsbereich 20 kann dabei sehr klein sein oder gar nicht vorhanden sein, wobei im letzteren Fall der End-Of-Range-Bereich innerhalb des Implantationsbereiches 20 liegt.

An die Bestrahlung des Halbleiterkörpers 100 mit den weiteren Teilchen schließt sich ein Ausheilschritt bzw. Aktivierungsschritt an, während dem der Halbleiterkörper 100 für eine vorgegebene Zeitdauer von einigen Minuten bis zu einigen Stunden wenigstens in dem zu dotierenden Bereich auf eine vorgegebene Aktivierungstemperatur aufgeheizt wird. Diese Aktivierungstemperatur beträgt weniger als 550°C und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 400°C.

Diese Aktivierungstemperatur ist im Wesentlichen begrenzt durch die Temperaturbeständigkeit der bis dahin zur Herstellung des Bauelements verwendeten Materialien, wie beispielsweise Metallisierungen oder polymere Isolationsschichten, was noch erläutert werden wird.

Ergebnis dieses Aktivierungsschrittes ist Bezug nehmend auf 1c eine dotierte, elektrisch aktive, in dem Beispiel oberflächennahe Halbleiterzone 21, die abhängig von den während des ersten Verfahrensschrittes implantierten Dotierstoffteilchen entweder n-dotiert oder p-dotiert ist. Die Abmessung dieser dotierten Halbleiterzone 21 ausgehend von der Implantationsseite 102 entspricht im Wesentlichen den Abmessungen der Zone 20 (1a), in welche die Dotierstoffteilchen implantiert wurden, da aufgrund der niedrigen Aktivierungstemperaturen keine nennenswerte Eindiffusion der Dotierstoffteilchen in den Halbleiterkörper 100 erfolgt.

Die Auswirkung des Aktivierungsschrittes auf die in den Halbleiter 100 eingebrachten weiteren Teilchen bzw. auf den Halbleiterkörper im End-Of-Range-Bereich 30 dieser Teilchenbestrahlung ist unter anderem von der Art der zusätzlichen Teilchen und der Aktivierungstemperatur abhängig. Bei Verwendung von Protonen als zusätzliche Teilchen und bei Anwendung einer Aktivierungstemperatur von etwa 400°C, beispielsweise im Bereich zwischen 350°C und 450°C, werden in dem Bereich, in den die Protonen während der Bestrahlung vordringen, wasserstoffinduzierte Donatoren erzeugt, die zu einer n-Dotierung des Halbleiterkörpers in diesem Bereich führen. Mit dem Bezugszeichen 31 ist in 1c ein solcher n-dotierter Bereich in dem Halbleiterkörper 100 beabstandet zu der dotierten Halbleiterzone 21 bezeichnet. Bei gleichen Dosen für die implantierten Dotierstoffteilchen und Protonen ist die Dotierung des Bereiches 31 jedoch wesentlich geringer als die Dotierung des Bereiches 21, wenn davon ausgegangen wird, dass die implantierten Dotierstoffteilchen in dem oberflächennahen Bereich vollständig aktiviert werden. Bei einer Protonenimplantation und anschließendem Ausheilschritt werden von den implantierten Protonen lediglich wenige Prozent aktiviert. Bei Verwendung von Protonen als weiteren Teilchen und höheren Aktivierungstemperaturen bleiben keine oder nur ein sehr geringer Anteil wasserstoffinduzierter Donatoren in dem Halbleiterkörper 100 zurück. Bei Bedarf können die weiteren Teilchen mit zwei oder auch mehreren unterschiedlichen Energien implantiert werden, wodurch unterschiedliche Eindringtiefen der weiteren Teilchen resultieren.

Die Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde anhand von Versuchen mit Leistungsdioden verifiziert. 2a zeigt in Seitenansicht im Querschnitt ausschnittsweise eine vertikale Leistungsdiode mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten n-dotierten Emitter 21, der im Bereich einer Rückseite 102 des Halbleiterkörpers angeordnet ist. Im Bereich der Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers ist ein p-dotierter Emitter 40 vorhanden. Der Halbleiterbereich zwischen dem p-Emitter im Bereich der Vorderseite 101 und dem n-Emitter 21 im Bereich der Rückseite 102 bildet die n-Basis der Leistungsdiode, wobei die Dotierung dieser n-Basis beispielsweise der Grunddotierung des Halbleiterkörpers 100 entspricht.

Zur Durchführung der Versuchsreihe wurden Leistungsdioden gemäß 2a hergestellt, deren p-Emitter jeweils gleich hergestellt wurden und die sich nur durch die Herstellung ihrer n-Emitter unterschieden. Als zusätzliche Teilchen neben den implantierten Dotierstoffteilchen wurden zur Herstellung der n-Emitter Protonen implantiert, wobei die Protonendosis variiert wurde. Der End-Of-Range-Bereich der für die Versuchsreihe durchgeführten Protonenbestrahlung lag in dem aus Silizium bestehenden Halbleiterkörper mehr als 10 &mgr;m beabstandet zu der Bestrahlungsseite.

Als Dotierstoffteilchen für die oberflächennahe dotierte Halbleiterzone wurden Phosphorionen verwendet, wobei die Implantationsbedingungen, d.h. die Implantationsdosis und die Implantationsenergie, für alle Varianten gleich und so gewählt waren, dass diese Phosphorionen etwa 100-200 nm in den Halbleiterkörper eindrangen.

2b zeigt die anhand von Versuchen ermittelte Durchlassspannung der Leistungsdioden abhängig von der variablen Implantationsdosis der Protonen.

Die durch ein x gekennzeichneten Messpunkte bezeichnen die Durchlassspannung einer Leistungsdiode mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Emitter, bei dem die zur Herstellung des n-Emitters 21 implantierten Dotierstoffteilchen lediglich bei einer Aktivierungstemperatur von 400°C aktiviert wurden. Die Durchlassspannung dieses Bauelements sinkt mit zunehmender Bestrahlungsdosis der zusätzlich in den Halbleiterkörper implantierten Protonen. Während die Durchlassspannung ohne solche Protonenbestrahlung etwa 2,6 V beträgt, lässt sich diese Durchlassspannung bei einer Protonendosis von 7·1013cm-2 auf 2,4 V, bei einer Bestrahlungsdosis von 2·1014 cm-2 auf 2,0 V und bei einer Bestrahlungsdosis von 1·1015cm-2 auf etwa 1,65 V reduzieren.

Die abnehmende Durchlassspannung deutet auf eine zunehmende Aktivierung der implantierten Dotierstoffteilchen hin. Bei der Durchlassspannung von 1,65V kann von einer Aktivierung der Dotierstoffteilchen von annähernd 100% ausgegangen werden, da dieser Wert für die Durchlassspannung auch bei einer Ausheilung mit hohen Temperaturen oberhalb 750°C und ohne zusätzliche Teilchenimplantation erreicht wird.

Wenngleich ein Teil der durch die Protonenimplantation in den Halbleiterkörper eingebrachten Protonen zur Erzeugung wasserstoffinduzierter Donatoren führt, kann diese Erzeugung wasserstoffinduzierter Donatoren nicht ursächlich sein für die niedrigen Durchlassverluste der Leistungsdiode, da für die Versuche etwa gleiche Implantationsdosen für die Phosphor-Dotierstoffteilchen und die Protonen gewählt wurden, und da bekanntlich von den Protonen lediglich nur wenige Prozent zur Erzeugung wasserstoffinduzierter Donatoren führen.

Es ist vielmehr anzunehmen, dass die Protonenbestrahlung eine katalytische Wirkung auf die Aktivierung der implantierten Phosphorionen besitzt. Möglicherweise erleichtern Bestrahlungsschäden, die durch die zusätzliche Protonenimplantation in dem zu dotierenden Bereich erzeugt werden, den Einbau der implantierten Dotierstoffteilchen an Gitterplätze des Kristallgitters, wodurch bereits niedrigere Aktivierungstemperaturen ausreichend sind, um diese implantierten Dotierstoffteilchen an Gitterplätzen des Kristallgitters einzubauen. Weiterhin ist denkbar, dass Leerstellen, die durch die Bestrahlung des Halbleiterkörpers mit den zusätzlichen Teilchen resultieren, während des Temperaturschrittes in Richtung der bestrahlten Oberfläche des Halbleiterkörpers diffundieren und so den Einbau der implantierten Dotierstoffteilchen auf elektrisch aktive, substitutionelle Gitterplätze des Kristallgitters energetisch begünstigen. Derartige Leerstellen können sowohl durch eine Protonenbestrahlung jedoch auch durch Bestrahlung mit anderen Teilchen, beispielsweise Heliumionen, Argonionen, Halbleiterionen oder Elektronen erzeugt werden.

Die Verwendung von Protonen könnte als weiteren positiven Effekt mit sich bringen, dass die aus den eingestrahlten Protonen resultierenden Wasserstoffatome bereits bei Temperaturen von etwa 400°C in einem Siliziumhalbleiterkörper stark diffundieren und geeignet sind, sogenannte "Dangling Bonds" abzusättigen, die sonst zu einer starken Rekombination in dem Halbleiterkörper führen können, was für die Funktionsweise vieler Halbleiterbauelemente unerwünscht ist, weil die Wirksamkeit von Emittern dadurch drastisch abnimmt. Verwendet man als zusätzliche Teilchen andere Teilchen als Protonen, kann dieser Effekt auch durch eine zusätzliche Eindiffusion von Wasserstoffatomen z. B. aus einem Wasserstoffplasma erreicht werden. Die Eindiffusion der Wasserstoffatome kann dabei während des Temperaturschrittes zur Aktivierung der Dotierstoffatome bei Temperaturen unter 550°C erfolgen. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, Wasserstoffatome vor Durchführung des Aktivierungs-Temperaturschrittes bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise Temperaturen im Bereich von etwa 200°C, aus einem Wasserstoffplasma in den Halbleiterkörper einzudiffundieren. Diese bereits eindiffundierten Wasserstoffatome werden während des nachfolgenden Aktivierungsschrittes dann noch tiefer in den Halbleiterkörper eindiffundiert.

Der Aktivierungsschritt kann auch in-situ mit der Wasserstoff-Plasmabehandlung erfolgen, wobei dann die Plasmabehandlung sinnvollerweise bei Temperaturen zwischen 250°C und 550°C, vorzugsweise bei etwa 350°C bis 450°C, durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung hochdotierter und hocheffizienter Emitter von vertikalen Leistungshalbleiterbauelementen, die in Dünnscheibentechnologie hergestellt werden. Dies wird nachfolgend für die Herstellung eines hochdotierten rückseitigen Drainanschlusses eines Leistungs-MOSFET bzw. eines Emitters eines Leistungs-IGBT anhand von 3 erläutert.

3a zeigt ausschnittsweise im Querschnitt einen Halbleiterkörper 100', der eine n-Grunddotierung aufweist und im Bereich von dessen Vorderseite 101 ein Zellenfeld für einen Leistungs-MOSFET bzw. einen Leistungs-IGBT hergestellt ist. Dieses Zellenfeld umfasst eine Anzahl p-dotierter Halbleiterzonen 41, in denen jeweils stark n-dotierte Zonen 42 angeordnet sind. Isoliert gegenüber dem Halbleiterkörper 100 ist eine Gate-Elektrode 61 vorhanden, die in dem Beispiel oberhalb der Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers angeordnet ist und die in bekannter Weise dazu dient, bei Betrieb des späteren Bauelements bei Anlegen eines geeigneten Ansteuerpotentials einen leitenden Kanal in den p-dotierten Halbleiterzonen 41 zwischen den stark n-dotierten Halbleiterzonen 42 und den die Grunddotierung 50 des Halbleiterkörpers aufweisenden Bereich zu erzeugen. Die p-dotierten Halbleiterzonen 41 bilden bei einem MOSFET oder bei einem IGBT dessen Body-Zone, die n-dotierten Halbleiterzonen 42 bilden bei einem MOSFET oder bei einem IGBT dessen Source-Zonen und der die Grunddotierung des Halbleiterkörpers aufweisende Bereich 50 bildet bei einem MOSFET oder bei einem IGBT dessen Driftzone. In dem Beispiel gemäß 3 ist die Gate-Elektrode 61 oberhalb der Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers 100' angeordnet, und Abschnitte des die Grunddotierung aufweisenden Bereiches 50 erstrecken sich bis an die Vorderseite 101. Selbstverständlich sind beliebige weitere Zellengeometrien zur Herstellung des Leistungs-MOSFET oder Leistungs-IGBT anwendbar, insbesondere Geometrien, bei denen sich die Gate-Elektrode in einem Graben in den Halbleiterkörper hinein erstreckt. Zellen mit solchen in einem Graben angeordneten Gate-Elektroden werden auch als Grabenzellen (Trench-Zellen) bezeichnet.

Eine im Bereich der Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers 100' angeordnete Anschlusselektrode 70, die isoliert gegenüber der Gate-Elektrode 61 angeordnet ist und die wenigstens die n-dotierte Halbleiterzone 42 kontaktiert, bildet bei einem MOSFET dessen Source-Elektrode und bei einem IGBT dessen sogenannte "Emitter"-Elektrode. Diese Anschlusselektrode 70, die beispielsweise aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, besteht, kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung eines rückseitigen Emitters bzw. einer rückseitigen Drain-Zone des Bauelements bereits vor Herstellung dieser Halbleiterzone erzeugt werden, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Aktivierungstemperaturen zur Aktivierung implantierter Dotierstoffteilchen erforderlich sind, die wesentlich geringer sind, als die Schmelztemperatur bzw. eutektische Temperatur herkömmlicher für Metallisierungsstrukturen verwendeter Metalle. In nicht dargestellter Weise besteht auch die Möglichkeit, bereits vor Herstellung des rückseitigen Emitters bzw. der rückseitigen Drain-Zone eine Kunststoff-Passivierungsschicht im Bereich der Vorderseite des Bauelements herzustellen, insbesondere aus einem Polyimid.

Aus Stabilitätsgründen kann der Halbleiterkörper während der Verfahrensschritte zur Herstellung der im Bereich der Vorderseite 101 angeordneten Zellenstruktur dicker sein als dies im Hinblick auf die gewünschten elektrischen Eigenschaften des späteren Bauelements erforderlich ist.

Nach Herstellung der Bauelementstruktur im Bereich der Vorderseite wird der Halbleiterkörper auf die gewünschte Dicke des späteren Bauelements ausgehend von der Rückseite 102' gedünnt bzw. in seiner Dicke reduziert. Dieses Dünnen des Halbleiterkörpers erfolgt beispielsweise durch Schleifen, Ätzen oder eine Kombination von Schleifen und Ätzen. Das Ergebnis dieses Vorgehens ist in 3b dargestellt, in dem der Halbleiterkörper 100 nun auf die gewünschte, für die elektrischen Eigenschaften des Bauelementes notwendige Dicke reduziert ist. Pro 100V geforderter Sperrfähigkeit benötigt man bei Silizium als Halbleitermaterial etwa 10&mgr;m Silizium-Dicke zur Aufnahme der Raumladungszone im Sperrfall. Bei Bauelementen mit einer gewünschten Spannungsfestigkeit von 600V beträgt diese Dicke unter Berücksichtigung der Eindringtiefe des Zellbereichs somit etwa 60-70 &mgr;m.

An dieses Dünnen des Halbleiterkörpers 100 schließt sich das zuvor anhand von 1 erläuterte erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines hochdotierten Emitters bzw. Kontakts im Bereich der Rückseite 102 des Halbleiterkörpers an. Dieser Bereich ist für den Drainkontakt eines n-Kanal-Leistungs-MOSFETs n-dotiert und für den rückseitigen Emitter eines Leistungs-IGBTs bzw. den Drainkontakt eines p-Kanaltransistors p-dotiert.

Bei Leistungs-IGBT ist es bekannt, in der schwach n-dotierten Basis 50 eine höher dotierte Feldstoppzone anzuordnen, die dazu dient, bei sperrendem Bauelement ein Durchgreifen des elektrischen Feldes auf den rückseitigen Emitter zu verhindern. Die Funktionsweise einer solchen Feldstoppzone ist beispielsweise in der eingangs bereits erwähnten DE 102 43 758 A1 beschrieben.

Für Leistungs-MOSFETs, die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt werden, ist der Einsatz einer Feldstoppzone ebenfalls ratsam, die das Durchgreifen des elektrischen Feldes auf den rückseitigen, n-dotierten Drainkontakt verhindert. Dünne Dotiergebiete sind anfällig für kleine Fehlstellen in der Dotierschicht, die z. B. die Implantation maskieren. Auch beispielsweise kleinere mechanische Beschädigungen auf der Waferrückseite, verursacht z. B. durch das Waferhandling, oder Spikes bei Verwendung von Aluminium als Kontaktschicht zur Rückseitenmetallisierung können den n-dotierten Drainkontakt durchdringen und würden ohne vorgelagerten Feldstopp zumindest zu unerwünscht hohen Leckströmen des MOSFETs oder sogar zu dessen Ausfall führen.

Sofern die Herstellung einer solchen Feldstoppzone in dem Bauelement gewünscht ist, werden als weitere Teilchen vorzugsweise Protonen in den Halbleiterkörper implantiert und die Temperatur während des sich an den Implantationsschritt anschließenden Temperaturschrittes wird so gewählt, dass aus dem implantierten Protonen teilweise wasserstoffinduzierte Donatoren gebildet werden, die eine höher als die Driftzone 50 dotierte Feldstoppzone 31 in dem Halbleiterkörper 100 bilden, was im Ergebnis in 3 dargestellt ist. Der Abstand dieser Feldstoppzone 31 kann in bereits erläuterter Weise über die Implantationsenergie der Protonen eingestellt werden.

Bezug nehmend auf 3c wird auf die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte hochdotierte Halbleiterschicht 21 üblicherweise eine Metallisierung 80, beispielsweise aus einer Kontaktschicht aus Aluminium mit nachfolgenden löt- bzw. bondbaren Metallschichten, aufgebracht, die als Anschlusselektrode dient.

Diese Metallisierung 80 kann nach Abschluss des Herstellungsverfahrens für die hochdotierte Halbleiterzone 21 aufgebracht werden. Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, diese Metallisierung 80 nach Implantation der Dotierstoffatome und noch vor Durchführen des Temperaturschrittes aufzubringen, wobei die Herstellung der Metallisierung 80 sowohl vor als auch nach Implantation der weiteren Teilchen erfolgen kann. Die vor Durchführung der Temperaturbehandlung hergestellte Metallisierung kann die Rekristallisation des Halbleiterkörpers in dem Bereich, in den die Dotierstoffatome eingebracht wurden und in dem aufgrund der Implantation der Dotierstoffatome Störungen des Kristallgitters vorhanden sind, positiv beeinflussen. Dieses Phänomen ist von der sogenannten metallunterstützten Festphasen-Epitaxie (Metal Enhanced Solid Phase Epitaxy) bekannt.

Die Implantationsdosis der in den Halbleiterkörper eingebrachten Dotierstoffatome kann so gewählt werden, dass der Bereich des Halbleiterkörpers, in den die Dotierstoffatome eingebracht werden, wenigstens teilweise amorphisiert wird. Sollte die für die elektrische Dotierwirkung nötige Implantationsdosis der Dotieratome dafür nicht ausreichen, so können vorher, nachher oder in-situ weitere, nicht-dotierende Ionen wie z. B. Si, Ge, Ar oder Kr implantiert werden, um den Halbleiterkörper wenigstens teilweise zu amorphisieren. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Dotierstoff nicht als Element, sondern in Form einer Verbindung wie z. B. BF2 mittels Ionenimplantation einzubringen und den Halbleiterkörper dadurch wenigstens teilweise zu amorphisieren.

Anstelle der Erzeugung einer amorphen Halbleiterschicht durch Implantation von Dotierstoffatomen besteht Bezug nehmend auf 4 auch die Möglichkeit, eine amorphe Halbleiterschicht auf eine Seite 102' des Halbleiterkörpers 100 abzuscheiden, die entweder bereits Dotierstoffatome enthält oder in die mittels eines Implantationsverfahrens Dotierstoffatome eingebracht werden. Ergebnis dieses Verfahrens ist ein Halbleiterkörper 100 mit einer im Bereich einer Seite angeordneten amorphen, Dotierstoffatome aufweisenden Halbleiterschicht, der in 4b dargestellt ist. Mit dem Bezugszeichen 102' ist in 4 die Seite des Halbleiterkörpers 100 bezeichnet, auf welche die amorphe Schicht aufgebracht wird, das Bezugszeichen 102 bezeichnet die Seite das Halbleiterkörpers 100, die durch die amorphe Halbleiterschicht 21 gebildet wird.

An das Bereitstellen der amorphen, Dotierstoffatome enthaltenden Schicht schließen sich die weiteren, bereits zuvor erläuterten Verfahrensschritte, nämlich das Bestrahlen des Halbleiterkörpers 100 mit weiteren Teilchen und die Temperaturbehandlung an.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dotierter Halbleiterzonen ist nicht auf die Herstellung hochdotierter Emitterzonen für Leistungshalbleiterbauelemente beschränkt, sondern ist bei der Herstellung beliebiger oberflächennaher Halbleiterzonen anwendbar. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Halbleiterzonen mit geringen Eindringtiefen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von pn-Übergängen von Bauelementen in integrierten Logikschaltungen erwünscht sind. Dies sei nachfolgend anhand eines Verfahrens zur Herstellung eines lateralen Transistors einer Logikschaltung erläutert.

5a zeigt in Seitenansicht im Querschnitt einen Halbleiterkörper 200, der eine n-Dotierung aufweist, und der im Bereich einer Vorderseite 201 eine p-dotierte Halbleiterzone 241 aufweist, in der beabstandet zueinander zwei n-dotierte Halbleiterzonen zur Herstellung eines Transistors erzeugt werden sollen.

Bezug nehmend auf 5b wird zur Herstellung dieser n-dotierten Halbleiterzonen zunächst eine Maske 300 auf die Vorderseite 201 des Halbleiterkörpers aufgebracht, die Aussparungen 301 in den Bereichen aufweist, in denen die n-dotierten Zonen hergestellt werden sollen.

Über diese Maske 300 erfolgt eine Implantation von Dotierstoffatomen in den oberflächennahen Bereich des Halbleiterkörpers 200 und darüber hinaus eine Implantation weiterer Teilchen, vorzugsweise von Protonen, die in den Halbleiterkörper 200 eingebracht werden. Das Ergebnis dieser Bestrahlungsschritte ist nach Entfernen der Maske 300 in 5c dargestellt. Mit 220 sind dabei die Halbleiterzonen bezeichnet, in welche Dotierstoffteilchen implantiert wurden, und mit 230 sind die Bereiche des Halbleiterkörpers bezeichnet, in welche die weiteren Teilchen, beispielsweise Protonen, implantiert wurden.

5d zeigt das Bauelement nach Durchführen des Aktivierungsschrittes bei Temperaturen kleiner als 500°C, woraus oberflächennahe n-dotierte Halbleiterzonen 221 resultieren, die Source- und Drain-Zonen des Transistors bilden. Zur Vervollständigung des Transistors ist die Herstellung einer Gate-Elektrode 261 zwischen den Source- und Drain-Zonen 221 erforderlich, die durch eine Isolationsschicht 262 gegenüber dem Halbleiterkörper 200 isoliert ist. Die Herstellung dieser Gate-Elektrode kann nach Durchführung des Dotierungsverfahrens oder (nicht dargestellt) bereits vor Durchführung des Implantationsverfahrens erfolgen, wobei die Gate-Elektrode während des Implantationsverfahrens durch einen Abschnitt der Maske geschützt ist bzw. selbst die Implantation der n-dotierten Halbleiterzonen 221 maskiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Halbleiterzonen mit geringen Eindringtiefen bzw. zur Herstellung von Halbleiterzonen mit einer geringen Ausdehnung in vertikaler und lateraler Richtung, da die Temperatur während des Aktivierungsschrittes so gering ist, dass eine Diffusion der implantierten Dotierstoffatome in den Halbleiterkörper weitgehend vermieden wird. Bei Verwendung von Protonen bzw. Wasserstoff als zusätzlich implantierte Teilchen ergibt sich während des Aktivierungsschrittes der Dotierstoffteilchen zusätzlich eine Absättigung der sogenannten "Dangling-Bonds" an der Grenzfläche zwischen dem Halbleiterkörper 200 und nicht näher dargestellten Isolationsschichten, insbesondere Oxidschichten, die in Logikschaltungen beispielsweise zur Begrenzung einzelner Bauelementstrukturen und zur Isolation dieser Bauelementstrukturen gegenüber weiteren Strukturen eingesetzt werden.

Integrierte Schaltungen werden im Gegensatz zu den zuvor erläuterten Leistungshalbleiterbauelementen üblicherweise nicht in Dünnscheibentechnologie hergestellt, so dass die Temperatur während der Aktivierungs-Temperaturbehandlung höher gewählt werden kann, sofern Metallisierungen erst nach dieser Temperaturbehandlung hergestellt werden. Die Temperaturen können dabei bis zu 700°C betragen, wobei bei diesen höheren Temperaturen die Bestrahlungsdosis der zusätzlichen Teilchen gegebenenfalls geringer gewählt werden kann als bei den im Zusammenhang mit den Dünnscheiben-Bauelementen genannten Temperaturen im Bereich zwischen 350°C und 450°C. Die Temperaturen liegen dabei jedoch immer noch wesentlich niedriger als Aktivierungstemperaturen bei herkömmlichen Ausheilverfahren nach einer Ionenimplantation, wodurch eine unerwünschte Eindiffusion der Dotierstoffteilchen weitgehend vermieden wird.

Wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Herstellung einer vergrabenen Halbleiterzone. Dies wird nachfolgend anhand der 6a bis 6d für die Herstellung einer vergrabenen Halbleiterzone in der Body-Zone eines IGBT bzw. eines MOSFET erläutert. Eine solche höher als die Body-Zone dotierte und vergrabene Halbleiterzone dient in bekannter Weise zur Verbesserung des Latch-Up-Verhaltens eines IGBT während des Normalbetriebes bzw. eines MOSFET im Avalanche-Betrieb.

Den Ausgangspunkt des Verfahrens bildet die Bereitstellung eines Halbleiterkörpers 400 mit einer Vorderseite 401 und einer Rückseite 402 der in dem Beispiel eine n-Grunddotierung aufweist. Im Bereich der Vorderseite 401 ist in diesen Halbleiterkörper 400 eine erste Halbleiterzone 441 eines ersten Leitungstyps angeordnet, in der wiederum eine zweite Halbleiterzone 442 eines zu dem ersten Leitungstyp komplementären zweiten Leitungstyps angeordnet ist. Die erste Halbleiterzone 441 ist in dem Beispiel p-dotiert und bildet die Body-Zone des späteren IGBT bzw. des späteren n-Kanal-MOSFET. Die zweite Halbleiterzone 442 ist in dem Beispiel n-dotiert und bildet bei einem IGBT bzw. bei einem MOSFET dessen Source-Zone. Ein die Grunddotierung aufweisender Bereich des Halbleiterkörpers 400 ist in 6a mit dem Bezugszeichen 443 bezeichnet. Dieser Bereich bildet bei einem IGBT und bei einem MOSFET dessen Driftstrecke. Im Bereich der Rückseite 402 des Halbleiterkörpers 400 ist eine hochdotierte Halbleiterzone angeordnet, die bei einem IGBT p-dotiert ist und die bei einem n-Kanal-MOSFET n-dotiert ist. Diese hochdotierte Halbleiterzone 444 bildet bei einem IGBT dessen p-Emitter und bei einem MOSFET dessen Drain-Zone und kann mittels des anhand von 1 erläuterten Verfahrens hergestellt werden. Die Herstellung dieser Zone 444 kann vor oder nach Herstellung der noch zu erläuternden vergrabenen dotierten Halbleiterzone hergestellt werden.

Die Herstellung der in 6a dargestellten Struktur erfolgt beispielsweise durch grundsätzlich bekannte Verfahrensschritte eines sogenannten DMOS-Verfahrens. Bei diesem Verfahren wird auf den Halbleiterkörper 400 zunächst eine erste Isolationsschicht 462 aufgebracht, die einen Teil der späteren Gate-Isolation des Bauelements bildet. Auf diese Isolationsschicht 462 wird anschließend eine elektrisch leitende Schicht 461, beispielsweise aus Polysilizium aufgebracht. Die Schichtenfolge mit der Isolationsschicht 462 und der leitenden Schicht 461 wird nachfolgend unter Verwendung einer in 6a noch dargestellten Maske 500 und eines Ätzverfahrens derart strukturiert, dass eine Aussparung 501 in der Schichtenfolge 461, 462 entsteht, die bis an die Vorderseite 401 des Halbleiterkörpers reicht. Über diese Aussparung 501 der Maske 500 und der Schichtenfolge 461, 462 werden aufeinanderfolgend p-Dotierstoffatome und n-Dotierstoffatome in den Halbleiterkörper 400 eingebracht, um die ersten und zweiten Halbleiterzonen 441, 442 zu erzeugen. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Maske 500 vor dem Einbringen der Dotierstoffatome zu entfernen und nur die strukturierte Schichtenfolge 461, 462 als Maske zu verwenden. Die eingebrachten Dotierstoffatome werden durch Anwendung von Temperaturverfahren in den Halbleiterkörper eindiffundiert, wobei die Diffusionsparameter dabei so gewählt sind, dass die erste Halbleiterzone 441 sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung des Halbleiterkörpers 400 eine größere Ausdehnung besitzt.

Zur Herstellung einer vergrabenen Halbleiterzone in der ersten Halbleiterzone 441 werden über die Aussparung 501 Dotierstoffatome in den Halbleiterkörper 400 implantiert. Die Implantationsenergie ist dabei so gewählt, dass ein Bereich 420, in den diese Dotierstoffteilchen implantiert werden, in vertikaler Richtung beabstandet zu der zweiten Halbleiterzone 442 ist. Typische vertikale Abstände liegen dabei zwischen wenigen nm und einigen 100nm.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Maske 500 zur Strukturierung der Schichtenfolge 461, 462 bei Durchführung dieses Implantationsverfahrens (und auch bei Durchführung der Implantationsverfahren zur Herstellung der ersten und zweiten Halbleiterzonen 441, 442) bereits entfernt sein kann.

Die in die erste Halbleiterzone 441 implantierten Dotierstoffatome sind vom selben Leitungstyp wie die erste Halbleiterzone 441, um eine vergrabene dotierte Halbleiterzone zu erzeugen, die vom gleichen Leitungstyp wie die erste Halbleiterzone 441, jedoch höher dotiert ist. Zur Herstellung einer p-dotierten Halbleiterzone werden während des Implantationsschrittes beispielsweise Borionen in die erste Halbleiterzone 441 implantiert.

Bezug nehmend auf 6b schließt sich an den zuvor erläuterten Implantationsschritt ein Verfahrensschritt an, bei dem der Halbleiterkörper 400 maskiert unter Verwendung der strukturierten Schichtenfolge 461, 462 als Maske über die Vorderseite 401 mit weiteren Teilchen bestrahlt wird. Diese weiteren Teilchen sind beispielsweise Protonen, können jedoch auch Heliumionen, Argonionen oder Ionen des für den Halbleiterkörper 400 verwendeten Halbleitermaterials, Ionen eines anderen Halbleitermaterials oder auch Elektronen. Der End-Of-Range-Bereich, in den der Großteil der durch die Bestrahlung eingebrachten weiteren Teilchen in den Halbleiterkörper 400 vordringt, ist in 6b mit dem Bezugszeichen 430 bezeichnet. Dieser End-Of-Range-Bereich 430 liegt vorzugsweise in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers unterhalb des Bereiches 420 mit den implantierten Dotierstoffatomen, d. h. der Bereich 430 ist in vertikaler Richtung weiter von der Vorderseite 401 beabstandet als der Bereich 420. Die Bestrahlungsenergie für die weiteren Teilchen kann dabei so gewählt werden, dass der End-Of-Range-Bereich 430 noch innerhalb der ersten Halbleiterzone 441 oder in vertikaler Richtung unterhalb dieser ersten Halbleiterzone 441 liegt.

Bei Verwendung von Protonen als weitere Teilchen liegt die Bestrahlungsenergie bzw. Implantationsenergie dieser Protonen typischerweise zwischen 100 keV und 2 MeV. Eine typische Dosis für diese Protonenbestrahlung liegt im Bereich von 1013 cm-2 bis einige 1015 cm-2.

Bezug nehmend auf 6c schließt sich an den zuvor erläuterten Bestrahlungsschritt ein Ausheilschritt bzw. Aktivierungsschritt an, während dem der Halbleiterkörper 400 auf eine vorgegebene Aktivierungstemperatur aufgeheizt wird. Diese Aktivierungsenergie beträgt weniger als 550° C und liegt vorzugsweise bei etwa 400° C. Die Dauer dieses Aktivierungsschrittes kann zwischen 30 Minuten und 24 Stunden betragen und liegt für das anhand von 6 erläuterte Verfahren zur Herstellung einer vergrabenen Halbleiterzone vorzugsweise zwischen 30 Minuten und 4 Stunden.

Als Folge dieses Aktivierungsschrittes entsteht eine stärker als die erste Halbleiterzone 441 dotierte vergrabene Halbleiterzone 421 in der ersten Halbleiterzone 441 unterhalb der zweiten Halbleiterzone 442. Aufgrund der niedrigen Aktivierungstemperatur diffundieren die zuvor implantierten Dotierstoffatome insbesondere in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers nur in geringem Maß aus, so dass diese Dotierstoffatome insbesondere nicht in die zweite Halbleiterzone 442 eindiffundieren, was sonst eine Verringerung der n-Dotierungskonzentration in der zweiten Halbleiterzone 442 und dadurch zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes dieser den späteren n-Emitter bzw. die spätere Source-Zone bildenden zweiten Halbleiterzone 442 zur Folge hätte.

Auch eine Diffusion der p-Dotierstoffatome in lateraler Richtung unterbleibt weitgehend, wodurch die Abmessungen dieser vergrabenen p-dotierten Zone 421 in lateraler Richtung auf die Abmessungen der Aussparung (501 in den 6a und 6b) begrenzt bleiben und dadurch die Einsatzspannung des Bauelements nicht beeinträchtigen.

Bei Verwendung von Protonen als Bestrahlungsteilchen können in dem End-Of-Range-Bereich (430 in den 6a und 6b) wasserstoffinduzierte Donatoren entstehen. Ein solcher Bereich mit wasserstoffinduzierten Donatoren ist in 6c mit dem Bezugszeichen 431 bezeichnet. In dem Beispiel gemäß 6c liegt dieser Bereich 431 innerhalb des die n-Grunddotierung aufweisenden Bereiches 443.

Die durch die wasserstoffinduzierten Donatoren bedingte erhöhte Dotierung in dem Bereich 431 kann dazu führen, dass der Lawinendurchbruch des Bauelements zuerst an der Stelle des Dotierbereichs 431 auftritt und nicht etwa an der Krümmung der ersten Halbleiterzone 441 oder eine nicht dargestellten Randabschluss des Transistors.

Ein Lawinendurchbruch direkt unter dem Kontakt zur Anschlusselektrode 464 ist einem dazu seitlich versetzten Durchbruchsort vorzuziehen, da die durch Lawinenmultiplikation generierten Löcher direkt zum Kontakt abfließen können und nicht erst unterhalb der Schicht 442 quer fließen müssen. Eine hohe Löcherstromdichte, die unter der Schicht 442 quer fließt, könnte über den generierten Spannungsabfall in der p-Schicht 421 zu einer Injektion von Elektronen aus der Schicht 442 führen, da der entsprechende pn-Übergang aus der Schicht 421 und der Schicht 442 in Flussrichtung gepolt wird. Dadurch könnte es dazu kommen, dass das Bauelement unkontrolliert Strom führt. Dies wird als Latch-Up bezeichnet wird und könnte zur Zerstörung des Bauelements führen.

6d zeigt den IGBT bzw. MOSFET im Querschnitt nach weiteren Verfahrensschritten, bei denen eine weitere Isolationsschicht 463 aufgebracht wurde, die die elektrisch leitende Schicht 461 an der der Isolationsschicht 462 abgewandten Seite und an den Seitenwänden des Grabens (501 in den 6a und 6c) bedeckt, und bei denen eine Anschlusselektrode 464 hergestellt wurde, die sich in vertikaler Richtung durch die zweite Halbleiterzone 442 bis in die erste Halbleiterzone 441 erstreckt, um diese komplementär zueinander dotierten Halbleiterzonen 441, 442 miteinander kurzzuschließen.

Ergebnis dieser zuvor erläuterten Verfahrensschritte ist ein IGBT oder MOSFET mit einer DMOS-Struktur. Ein IGBT liegt vor, wenn die im Bereich der Rückseite 402 angeordnete hochdotierte Halbleiterzone 444 p-dotiert ist, ein n-Kanal-MOSFET liegt vor, wenn die rückseitige Halbleiterzone 444 n-dotiert ist.

Die in der ersten Halbleiterzone 441, die bei einem IGBT und bei einem n-Kanal-MOSFET dessen Body-Zone bildet, angeordnete vergrabene und höher als die erste Halbleiterzone 441 dotierte Halbleiterzone 421 dient zur Verringerung des elektrischen Widerstandes für Löcher in der p-Basis bzw. der Body-Zone 441 und dient damit zur Verbesserung des Latch-Up-Verhaltens des Bauelements. Bei einem IGBT, bei dem permanent ein Löcherfluss vorhanden ist, kommt diese vergrabene Halbleiterzone 421 bereits während des normalen Betriebes zum Tragen. Bei einem MOSFET kommt diese vergrabene Halbleiterzone erst im Avalanche-Betrieb bzw. bei seiner Kommutierung nach einem Fluten der Driftzone 443 mit Ladungsträgern nach dem Betrieb der Invers-Diode des MOSFETs zum Tragen.

7 veranschaulicht den Dotierungsverlauf in dem Bauelement gemäß 6d in vertikaler Richtung des Bauelements, die als x-Richtung bezeichnet ist, ausgehend von der Vorderseite 401. Zum besseren Verständnis sind in 7 die Bezugszeichen der jeweiligen Halbleiterzonen durch welche die Linie A-A verläuft und deren Dotierungskonzentrationen in 7 dargestellt sind, ebenfalls angegeben. Wie anhand von 7 ersichtlich ist, führt die vergrabene Halbleiterzone 421 innerhalb der p-Basis bzw. Body-Zone 441 in einem Bereich beabstandet zu dem n-Emitter bzw. der Source-Zone 442 zu einer deutlichen Erhöhung der Dotierungskonzentration innerhalb eines in vertikaler Richtung schmalen Bereiches. Die in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers 400 schmale vergrabene Halbleiterzone 421 führt insbesondere in lateraler Richtung zu einer Erhöhung der Löcher-Leitfähigkeit in Richtung der Anschlusselektrode 464 und führt damit zu einer Verbesserung des Latch-Up-Verhaltens.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer vergrabenen dotierten Halbleiterzone in der p-Basis eines IGBT bzw. der Body-Zone eines MOSFET eignet sich auch für Trench-Bauelemente, bei denen die Gate-Elektrode in einem sich in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers erstreckenden Graben ausgebildet ist.

8a zeigt eine Bauelementstruktur für einen solchen Trench-IGBT bzw. Trench-MOSFET. Diese Struktur unterscheidet sich von der in 6a dargestellten dadurch, dass sich ein Graben 460 ausgehend von der Vorderseite 401 in den Halbleiterkörper 400 hinein erstreckt, in dem eine Gate-Elektrode 461 angeordnet ist, die durch eine Gate-Isolationsschicht 462 gegenüber dem Halbleiterkörper 400 isoliert ist. Die erste Halbleiterzone 441, die die Body-Zone des späteren IGBT bzw. des späteren MOSFET bildet, erstreckt sich in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers 400 bis an den Graben 460. Gleiches gilt für die zweite Halbleiterzone 442, die die Source-Zone des späteren IGBT bzw. des späteren MOSFET bildet. In nicht näher dargestellter Weise sind vorzugsweise eine Vielzahl von Gräben mit darin angeordneten Gate-Elektroden vorhanden, die jeweils in horizontaler Richtung des Halbleiterkörpers beabstandet zueinander angeordnet sind.

Der Graben 460 mit der darin angeordneten Gate-Elektrode 461 erstreckt sich ausgehend von der Vorderseite 401 durch die erste und zweite Halbleiterzone 441, 442 bis in den die Grunddotierung des Halbleiterkörpers 400 aufweisenden Bereich 443. Dieser die Grunddotierung aufweisende Bereich bildet die Driftzone des IGBT bzw. des MOSFET.

Zur Herstellung einer vergrabenen Halbleiterzone in der ersten Halbleiterzone 441 ist Bezug nehmend auf 8a vorgesehen, Dotierstoffteilchen über die Vorderseite 401 in den Halbleiterkörper 400 zu implantieren. Mit dem Bezugszeichen 420 ist in 8a der Bereich bezeichnet, in den diese Dotierstoffteilchen eingebracht werden. Die Dotierstoffteilchen sind vom selben Leitungstyp wie die erste Halbleiterzone 441, sind in dem Beispiel also p-Dotierstoffteilchen.

Bezug nehmend auf 8b schließt sich an den zuvor erläuterten Implantationsschritt ein Bestrahlungsschritt an, bei dem der Halbleiterkörper über die Vorderseite 401 mit den weiteren Teilchen bestrahlt wird. Der End-Of-Range-Bereich dieses Bestrahlungsschrittes ist in 8b mit dem Bezugszeichen 430 bezeichnet. Dieser Bereich 430 liegt in dem Beispiel innerhalb der ersten Halbleiterzone 441, kann aber auch bis in die Driftzone 443 reichen.

Bezug nehmend auf 8c schließt sich an diesen Verfahrensschritt der Aktivierungsschritt an, währenddessen der Halbleiterkörper 400 für die bereits zuvor erläuterte Zeitdauer auf die bereits zuvor erläuterte Aktivierungstemperatur aufgeheizt wird, um die in dem Bereich 420 implantierten Dotierstoffteilchen zu aktivieren und dadurch eine vergrabene Halbleiterzone 421 unterhalb der zweiten Halbleiterzone 442 in dem Halbleiterkörper 400 zu erzeugen.

Die zuvor anhand der 8a und 8b erläuterten Implantations- und Bestrahlungsschritte können insbesondere ohne Verwendung einer zusätzlichen Maske erfolgen, so dass der in den 8a und 8b dargestellte Bereich 420 mit implantierten Dotierstoffatomen in lateraler Richtung des Halbleiterkörpers bis an den Graben 460 reicht. Die eingebrachten Dotierstoffatome werden innerhalb dieses Bereiches 420 jedoch nicht gleichmäßig aktiviert, sondern die Aktivierungsrate ist insbesondere im Bereich nahe des Grabens 462 geringer mit der Folge, dass die effektive Dotierung der vergrabenen Halbleiterzone 421 in der Nähe des Grabens 460 geringer ist, als in den übrigen Bereichen. Die geringere Dotierung der vergrabenen Halbleiterzone 421 im Bereich des Grabens 460 ist vorteilhaft, weil dadurch die Einsatzspannung des Bauelementes durch die zusätzliche vergrabene Halbleiterzone 421 nicht oder nur in geringem Maß beeinflusst wird.

Grund für diese geringere Aktivierung der Dotierstoffatome im Bereich des Grabens 460 ist, dass die durch die Bestrahlung des Halbleiterkörpers mit den zusätzlichen Teilchen erzeugten Leerstellen, die die Aktivierung der implantierten Dotierstoffteilchen unterstützen, während des zur Aktivierung durchgeführten Temperaturschrittes auch in Richtung des Grabens 460 diffundieren. Der Graben 460 bildet hierbei eine Senke für diese Leerstellen, so dass in einem zu dem Graben benachbarten Bereich weniger Leerstellen in Richtung der Vorderseite 401 diffundieren. Daraus folgt, dass unmittelbar benachbart zu dem Graben 460 weniger Dotierstoffatome in der Halbleiterzone 421 aktiviert werden. Im Ergebnis wird bei diesem Verfahren eine "selbstjustierte" Halbleiterzone 421 erhalten, die im Bereich des Grabens 460 geringer dotiert ist, wodurch die Einsatzspannung des Bauelements nicht oder nur gering beeinflusst wird, die in den übrigen Bereichen jedoch hochdotiert ist, um das Latch-Up-Verhalten des Bauelements zu verbessern.

9 zeigt schematisch den Dotierungsverlauf in dieser vergrabenen Halbleiterzone 421 in horizontaler Richtung (y-Richtung) ausgehend von der Seitenwand des Grabens 460, deren Position in der Darstellung gemäß 9 die Position y0 entspricht.

8d zeigt das Bauelement nach Herstellung weiterer Verfahrensschritte, bei denen Anschlusselektroden 464, 480 erzeugt wurden. Die Anschlusselektrode 464 erstreckt sich abschnittsweise durch die zweite Halbleiterzone 442 und die vergrabene dotierte Halbleiterzone 421 bis in die erste Halbleiterzone 441, um diese Halbleiterzonen, d. h. Source und Body bei einem IGBT bzw. bei einem MOSFET, kurzzuschließen. Außerdem wird während dieser Verfahrensschritte eine Anschlusselektrode 480 auf die Rückseite 402 des Halbleiterkörpers aufgebracht.

Es sei angemerkt, dass das Verfahren zur Herstellung der vergrabenen Halbleiterzone 421 bereits vor Herstellung der Metallisierung (464 in den 6 und 8) erfolgen kann Das Verfahren zur Herstellung einer vergrabenen dotierten Halbleiterzone mit dem Ziel einer Verbesserung des Latch-Up-Verhaltens eines MOS-Transistors wurde anhand der 6 und 8 für einen IGBT und für ein n-Kanal-MOSFET erläutert, wobei die vergrabene Halbleiterzone hierbei eine p-dotierte Halbleiterzone ist. Es sei darauf hingewiesen, dass das erläuterte Verfahren selbstverständlich auch auf die Herstellung einer n-dotierten Halbleiterzone in der n-dotierten Body-Zone eines p-Kanal-MOSFET anwendbar ist. Während des Implantationsschrittes sind hierbei geeignete n-Dotierstoffatome in die n-Bodyzone des p-MOSFET zu implantieren.

100Halbleiterkörper 101Vorderseite des Halbleiterkörpers 102Rückseite des Halbleiterkörpers 20, 30implantierte Halbleiterbereiche 21n-Emitter, hochdotierte Halbleiterzone 31schwächer dotierte Halbleiterzone 40p-Emitter 50schwach n-dotierte Halbleiterzone, Driftzone 41Body-Zone 42Source-Zone 70Anschlusselektrode 62Isolationsschicht 61Gate-Elektrode 100'nicht-gedünnter Halbleiterkörper 102'Rückseite des nicht-gedünnten Halbleiterkörpers 200Halbleiterkörper 201Vorderseite des Halbleiterkörpers 241p-dotierte Halbleiterzone 221n-dotierte Halbleiterzone 261Gate-Elektrode 262Isolationsschicht 300Maske 301Aussparungen der Maske 220, 230implantierte Bereiche 400Halbleiterkörper 401Vorderseite des Halbleiterkörpers 402Rückseite des Halbleiterkörpers 420Zone mit implantierten Dotierstoffatomen 421vergrabene dotierte Halbleiterzone 430Zone mit implantierten Teilchen 431Zone mit wasserstoffinduzierten Donatoren 441erste Halbleiterzone, Body-Zone 442zweite Halbleiterzone, Source-Zone 443Driftzone 444p-Emitter, Drain-Zone 460Graben in dem Halbleiterkörper 461elektrisch leitfähige Schicht, Gate-Elektrode 462Isolationsschicht 463Isolationsschicht 464, 480Anschlusselektroden 500Maske 501Aussparung

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung einer dotierten Halbleiterzone (21; 221) in einem Halbleiterkörper (100; 200), das folgende Verfahrensschritte aufweist:

    – Implantieren von Dotierstoffteilchen über eine Seite (102; 201) in den Halbleiterkörper (100; 200) oder Aufbringen einer Dotierstoffteilchen enthaltenden Schicht (121) auf eine Seite (102) des Halbleiterkörpers (100),

    – Bestrahlen des Halbleiterkörpers (100; 200) über die eine Seite (102; 201) mit weiteren Teilchen wenigstens in dem die Dotierstoffteilchen enthaltenden Bereich,

    – Durchführen einer Temperaturbehandlung, durch welche der Halbleiterkörper (100; 200) wenigstens in dem die Dotierstoffteilchen enthaltenden Bereich auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt wird, um die implantierten Dotierstoffteilchen zu aktivieren, wobei diese Temperatur weniger als 700°C beträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die vorgegebene Temperatur weniger als 550°C, vorzugsweise weniger als 450°C beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die weiteren Teilchen Protonen sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die weiteren Teilchen Heliumionen, Argon-Ionen, Halbleiterionen oder Elektronen sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem zusätzlich zu den weiteren Teilchen Wasserstoffatome in den Halbleiterkörper (100; 200) eingebracht werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Wasserstoffatome vor Durchführung der Temperaturbehandlung oder während der Temperaturbehandlung in den Halbleiterkörper (100; 200) eindiffundiert werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Implantation der Dotierstoffteilchen und die Bestrahlung des Halbleiterkörpers (100; 200) mit den weiteren Teilchen derart erfolgt, dass eine Implantationstiefe (d1), bis zu welcher die Dotierstoffteilchen in den Halbleiterkörper (100; 200) eindringen, geringer ist als eine Eindringtiefe der weiteren Teilchen.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Dotierstoffteilchen n-dotierende Teilchen sind.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Dotierstoffteilchen p-dotierende Teilchen sind.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Implantation der Dotierstoffteilchen und die Bestrahlung mit den weiteren Teilchen unter Verwendung einer Maske (300) erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Implantationsdosis der Dotierstoffteilchen so hoch gewählt ist, dass der Bereich des Halbleiterkörpers (100), in den die Dotierstoffatome implantiert werden, wenigstens teilweise amorphisiert wird.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Bereich des Halbleiterkörper (100), in den die Dotierstoffatome eingebracht werden, durch die Implantation nicht dotierender Teilchen oder durch chemische Verbindungen dotierender Teilchen wenigstens teilweise amorphisiert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Bereich des Halbleiterkörpers, in den Dotierstoffatome implantiert werden, ein wenigstens teilweise amorphisierter Bereich ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem eine wenigstens teilweise amorphe Schicht vor Implantation der Dotierstoffatome auf den Halbleiterkörper (100) aufgebracht wird, in welche die Dotierstoffteilchen implantiert werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die auf den Halbleiterkörper (100) aufgebrachte Schicht eine amorphe Dotierstoffatome enthaltende Halbleiterschicht ist.
  16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem wenigstens Bestrahlungsschritte mit unterschiedlichen Bestrahlungsenergien zum Einbringen der weiteren Teilchen durchgeführt werden.
  17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Dauer der Temperaturbehandlung zwischen 30 Minuten und 24 Stunden beträgt.
  18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem nach der Implantation der Dotierstoffteilchen und der weiteren Teilchen und vor der Durchführung des Temperaturschrittes eine Metallisierung auf die Bestrahlungsseite (102) aufgebracht wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem nach der Implantation der Dotierstoffteilchen und vor Bestrahlen des Halbleiterkörpers mit den weiteren Teilchen eine Metallisierung auf die Bestrahlungsseite (102) aufgebracht wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, bei dem die Metallisierung zumindest an der Kontaktschicht zum Halbleiterkörper (100) aus Aluminium besteht.
  21. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Herstellung eines Emitters oder Kontaktes eines vertikalen Leistungshalbleiterbauelements.
  22. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Herstellung einer dotierten Zone eines lateralen Halbleiterbauelements.
  23. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Herstellung einer vergrabenen Halbleiterzone (421) in der p-Basis eines IGBT oder der Body-Zone (441) eines MOSFET.
Es folgen 12 Blatt Zeichnungen






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