專利名稱：具有溝道形場環(huán)結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體元件的制作方法
M溝道形場環(huán)結(jié)構(gòu)的功率"f^^W
^明描述了 一種在功率級變流器中使用、具有至少一個pn結(jié)的功率半導(dǎo)體元件，最好是具有至少600v反向電壓強度的功率^^及管。由jtb^這種功率^H^^牛主要的要求是對這種反向電壓強度做出貢獻的#區(qū)。
背景狄
依據(jù);賄^M^，為滿Ait種要求已知在功率半^^元件的i4^區(qū)內(nèi)iM由
多個場環(huán)組成的同心結(jié)構(gòu)。在這種情況下，已知這種場環(huán)通itr散過程產(chǎn)生，
其中M物的掩膜涂覆^4面上并f^通出顯度作用擴僻'J^H^內(nèi)，由此形錄散斷面。對于能^R傳導(dǎo)的功率半"^^元件來說，^il種情況下通常場環(huán)與形^*管有源(導(dǎo)電)區(qū)的pn結(jié)的產(chǎn)生共同形成。
因為^e摻雜物的深度擴散需對艮長的擴散時間并由jw^^r散區(qū)例如
受到重^r屬污染的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提^-種"W場環(huán)結(jié)構(gòu)的功率半"^^元件，其中^at
鍵條面的大范圍內(nèi)沾染，以及提^"^附加需^^r散時間的相應(yīng)制造方法.
該目的依據(jù)本發(fā)明通it^，j^"求1和6的特征得以實現(xiàn).M的實施方式/j^^M'J^求中予以說明。
4^明的思^^"^t具有^e是n M的第一摻雜的^^基體的功4^"f^元件出發(fā)。為形^少一個pn結(jié)，在該基體內(nèi)iU至少"H^"是p絲的笫二區(qū)域，下面#^為接觸區(qū)。因為該第>=#^的區(qū)^^#助擴^^形成，所以它沒有均勻的M，而是具有{^從#^物滲透面出發(fā)^1下降的第一絲斷面。該接觸區(qū)iM4功率^^元件的第一表面的第一^分面上。
jH^卜，依據(jù)本發(fā)明的功率半"!M^元件在第一表面的第二部分面上具有作為多個iU在功率^m^t/^ii^區(qū)內(nèi)的場環(huán)而形成的場環(huán)結(jié)構(gòu)。這些場環(huán)同樣
作為第4雜的區(qū)域^ifit^4雜斷面形成并最好同心iW^^觸區(qū)。場環(huán)
^X^基體的第一表面上^f^^觸區(qū)那樣延伸到基體的僻^p、內(nèi)。
依據(jù)本發(fā)明，功率^f^元件的基體針對場環(huán)結(jié)構(gòu)財分別與各自場環(huán)對應(yīng)的溝道形間隙，其表面^^tJt循對應(yīng)的第4雜斷面的輪廓。
用于制itJiii功率半"^^元件特別M的方法包括用于形成場環(huán)的下列主要方法步驟
在功率"M^;^的表面的第二部^區(qū)域內(nèi)，在以后要形成場環(huán)的區(qū)域內(nèi)適當形成多個的溝道形間隙(溝道)；這些溝ii^同心^繞功率半^^^元件的接觸區(qū)設(shè)置；
在不形成溝道的那些區(qū)域內(nèi)對功率半"f^^元件的表面的第一部分面進行掩膜涂覆；
.第^n^雜的第4雜斷面4一表面出發(fā)在溝道的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生并從而形成場環(huán)結(jié)構(gòu)；這種產(chǎn)生具有優(yōu)點地借助離子注Aii布
完4^4^匕第-^^，并從而完4r4^匕場環(huán)的溝it4面。
該方法中重要的是，在這種情況下?lián)诫s斷面在時間上^i的過程中產(chǎn)生，踏沾絲險很小。
具有優(yōu)點的是，與在第-^p^的區(qū)域內(nèi)形成場環(huán)的各方法步驟同時地形成溝道并^形^#^斷面，由》b^it當?shù)臏系纼?nèi)產(chǎn)生pn結(jié)^而產(chǎn)生接觸區(qū)。


現(xiàn)借助兩種可能的制ii^法和圖1至6對本發(fā)明的解決^r^^ii一步的說明。^it種情況下，除了形tt^明的場環(huán)結(jié)構(gòu)外，還描述了她的接觸區(qū)的形成。^T優(yōu)點的是并不局限于此。接觸區(qū)的其它形成方式同#^可育^^優(yōu)選的.
圖1示出依據(jù)^i明的功^^t^的基體；圖2示出用于形^4雜的摻雜斷面的第一種方法的部^^驟；圖3示出在第""^t方法的框架內(nèi)形成摻雜斷面后的功率半"f^元件；圖4示出形成場環(huán)結(jié)構(gòu)的溝道后的部^^驟；
4圖5示出#發(fā)明的第《^方法的框架內(nèi)用于形成場環(huán)#雜斷面的部^#
^^，
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的方法形成的功率^f^元件。
圖1以具有1200V的反向電壓的功率^L管為例，示出依據(jù)本發(fā)明的功率半"H^元件的未按比例繪出的部分基體2、 4。這^^子原則上Htit用于后面的附圖。"f^f^基^^it種情況下具有兩種不同狄的ii絲。與基體的第一表面10々條的是弱摻雜的區(qū)域2，而與第二表面100鄰連的是接強摻雜的區(qū)域4。兩利，摻雜的芥^^^i-體的內(nèi)部與表面10、 100平行分布。
圖2示出用于既為接觸區(qū)也為場環(huán)結(jié)構(gòu)形成第^^雜的摻雜斷面的第一種方法的部^#驟。依據(jù)SH^技術(shù)，^it里為提^t棒性的M對不同的區(qū)^#^"膜涂覆6。在第~^1^^ 10a的區(qū)域內(nèi)形^^觸區(qū)，在第二部分面10b的區(qū)域內(nèi)形成場環(huán)結(jié)構(gòu)的場環(huán)。借助擴散60的M^il種情況下依據(jù)JW^^第一表面10的方向進行。
圖3示出形^M為p絲的第^#^后的部^#驟。j^降示出了各自摻雜斷面120、 140的分布，也f議p摻雜物的Ml^滲透J^l斷氐?？梢钥闯?，p #^物不僅與表面10垂直^t^"f^^基體2、 4內(nèi)，而JL也沿表面、滲透并在掩膜6的開口足夠小的情況下形成近似半圓形的區(qū)域。這以類似方式也適用于形威^^觸區(qū)12。
圖4示出既為接觸區(qū)12也為場環(huán)14形成溝道122、 142后的部^#驟。具
有優(yōu)點的是，這些溝道借助適當?shù)腲IP介質(zhì)產(chǎn)生，其中溝道的表面^i^上沿p
摻雜120的^L^形成。由此形^11#^的接觸區(qū)12和同樣弱摻雜的場環(huán)14。對于場環(huán)14的作用來說，重要的僅^5l^其與第一絲2的itJ度區(qū)，因艦it^成溝道142并不絲改變功率W^元件的導(dǎo)電性。
^^^面處于10mm2與100mm2之間范圍內(nèi)和反向電壓為1200V的i^E作為功率^^L管的示例的功率^H^t^的典型數(shù)量^i^E如下所述
功率Jl^l管的厚度在lOOfim到450jim之間。
.pn結(jié)，也IU^這里為p摻雜的第^#^或者摻雜斷面120、 140的滲透$狄為lOjim到30fim之間。
5. 溝道122、 142的'^4伸最;U;第^^^t狄100的百分之90，最小為百分之50。在'^t:Mj^ 20jim時，溝道的^JUU0nm到18nm之間。
場環(huán)14的第4雜的區(qū)J^4面處優(yōu)選的^yLH71015至10 m"3。
對應(yīng)的場環(huán)14的溝道142的側(cè)面延伸與'^t^伸之比為1:3至3 : 1。
圖5示出在本發(fā)明的第二種方法的框架內(nèi)用于形成場環(huán)14的摻雜斷面的部^#驟。在形成^^別對應(yīng)的場環(huán)14的溝道142以及接觸區(qū)12的具有優(yōu)點的溝道122后，表面10的掩膜26在其沒有溝道122、 142的那些區(qū)域內(nèi)形成。
在下個步驟中，^一表面10的方向Jiii行離子^A28。具有優(yōu)點的是，在離子^A28^再進^f務(wù)復(fù)步驟，以消除在^^期間出現(xiàn)的晶,陷。
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的方法形成的功率半"f^元件。各場環(huán)^^有與其相應(yīng)的溝道，其中每個溝道的表面^^Jiit循^^斷面的輪廓。
具有優(yōu)點的是，在第二部分面10b和場環(huán)14的溝道142的表面Jiii按照現(xiàn)有才t^iM/l^匕層146。接觸區(qū)12和第二表面100同樣各自具有用于電接觸的金勵^124、 102。
正如從前面的說明書中所了解的那樣，特別具有優(yōu)點的是在制造依據(jù)^明的功率JH^^元件時，第一和第4雜斷面120、 140的滲透^1相同地形成，因為接觸區(qū)12和場環(huán)結(jié)構(gòu)14因此可以共同形成。但同樣財優(yōu)點的是，接觸區(qū)12還有場環(huán)結(jié)構(gòu)14也可以不共同和同類型地形成。然后^優(yōu)點的是場環(huán)結(jié)構(gòu)14的第4雜斷面140的滲透^JL可以^i^擇為小于或者大于接觸區(qū)12的第一摻雜斷面120
權(quán)利要求
1. 一種功率半導(dǎo)體元件，具有第一摻雜的半導(dǎo)體基體(2，4)，在該基體上形成并與第一摻雜的區(qū)域形成pn結(jié)的第二摻雜的帶有第一摻雜斷面(120)的接觸區(qū)(12)，以及帶有各自的場環(huán)的第二摻雜斷面(140)的第二摻雜的場環(huán)結(jié)構(gòu)(14)，其中接觸區(qū)(12)和場環(huán)結(jié)構(gòu)(14)設(shè)置在基體的第一表面(10)分別對應(yīng)的第一部分面(10a)和第二部分面(10b)上并延伸到基體的體積內(nèi)，以及其中場環(huán)結(jié)構(gòu)(14)的基體(2，4)具有與各自場環(huán)對應(yīng)的溝道形間隙(142)，其表面基本上遵循對應(yīng)的摻雜斷面(140)的輪廓。
2. 按^f'J要求1所述的功率半"H^元件，其中第一摻雜斷面(120)和 第4雜斷面(140)的滲透'^1相同。
3. 按W'J要求1所述的功率半"l^^元件，其中第4雜斷面(140)的 '^^^1小于或者大于第一#^斷面(120)的滲透m。
4. 按權(quán)利要求1所述的功率半"HML件，其中包含溝道形間隙(142) 的第二部分面(10b)用缺化層(146) i)ta蓋。
5. 按^U'J^求1所述的功科"^^元件，其中各自的溝道(142)的側(cè) 面延伸與各自$1^^4伸之比為1:3至3 : 1。
6. --#用于制造按似'漆求1至5之一所述功4M^^W的方法， ^fr征在于用于形成場形結(jié)構(gòu)的方法步驟 在功率半"^^元件的表面(10)的第二部分面(10b) ^以后要形成 場環(huán)的區(qū)域內(nèi)適當形成多個溝道(142); 在不形成溝道(142)的那些區(qū)域內(nèi)對功率^f"^元件的表面(10)的 第"-^^ (10a)進^ff^^"覆(26); 第《^#^的笫_=#^斷面(140) M—表面(10)出發(fā)在溝道(142) 的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生并由此形成場環(huán)結(jié)構(gòu)(14); 完4^#<化(146)第"-^P分面(10a )，并從而完4^#^匕場環(huán)的溝C ，
7.、 按，，JJ^，6所，的方法，其中與在第 軸(10a)的區(qū)域內(nèi)形而產(chǎn)生pn結(jié)并由此產(chǎn)生接觸區(qū)(12)。
8. 按^U'漆求6所述的方法，其中場環(huán)的摻雜斷面(140)的產(chǎn)生借助 離子注入(28)進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有第一摻雜的半導(dǎo)體基體的功率半導(dǎo)體元件和一種相應(yīng)的制造方法。在第一摻雜的基體上，借助第二摻雜的帶有第一摻雜斷面的接觸區(qū)形成pn結(jié)。同樣設(shè)置帶有各自的場環(huán)的第二摻雜斷面的第二摻雜的場環(huán)結(jié)構(gòu)。在這種情況下，接觸區(qū)和場環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)置在基體的第一表面分別對應(yīng)的第一和第二部分面上。這兩個部分面延伸到基體的體積內(nèi)，其中場環(huán)結(jié)構(gòu)的基體具有與各自場環(huán)對應(yīng)的溝道形間隙，其表面基本上遵循對應(yīng)的摻雜斷面的輪廓。
文檔編號H01L29/861GK101483195SQ200810154788
公開日2009年7月15日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者B·柯尼希 申請人:賽米控電子股份有限公司