[发明专利]使用轻离子注入制造半导体器件的方法和半导体器件

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：

在单晶半导体衬底（500a）中形成第一掺杂区（115）；

经过处理表面（102a）将轻离子（499）注入到半导体衬底（500a）中以在第一掺杂区（115）和处理表面（102a）之间生成晶格空位，其中被用于注入轻离子（499）的注入束的主束轴（495）偏离沿着其发生轻离子（499）的引导的主晶向（485）至多1.5度；以及

在晶格空位和氢原子的基础上形成具有与第一掺杂区（115）相反的导电类型的第二掺杂区（122）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

注入束的入射角可变性针对处理表面（102a）的至少80%是至多±0.5度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中

半导体衬底（500a）具有金刚石立方晶格，处理表面（102a）偏离{100}晶面至多±2度，并且主晶向（485）是<100>方向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中

在半导体衬底（500a）中的氧浓度是至少1E15 cm^-3和/或在半导体衬底（500a）中的碳浓度是至少1E13 cm^-3。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：

在相对于处理表面（102a）的前表面（101a）和第二掺杂区（122）之间形成绝缘栅场效应晶体管单元（TC），其中第一掺杂区（115）的部分形成晶体管单元（TC）的体区带（115），并且晶体管单元（TC）被配置成控制经过在前表面（101a）和处理表面（102a）之间的半导体衬底（500a）的电流流动。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中

以处于不同加速能量的两个或更多注入来注入轻离子（499），其中注入的注入剂量越低，注入的加速能量越高。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：

以大于1.5度的、在主束轴（495）和主晶向（485）之间的注入角注入轻离子（499）。

8.根据权利要求7所述的方法，其中

对于至少一个注入而言，注入角是至少3.5度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中

在主束轴（495）偏离主晶向（485）至少3.5度下注入轻离子（499）的任何注入的加速能量低于在主束轴（495）偏离主晶向（485）至多1.5度下注入轻离子（499）的至少一个注入的注入能量。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中

半导体衬底（500a）是硅衬底并且第一掺杂区（115）是p掺杂的。

11.根据权利要求10所述的方法，其中

在形成第一和第二掺杂区（115、122）之前，在半导体衬底（500a）中的初始净掺杂剂浓度低于1E14 cm^-3。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：

在形成第一和第二掺杂区（115、122）之前测量在半导体衬底（500a）中的初始净掺杂剂浓度，并且在主束轴（495）偏离主晶向（485）至多1.5度的情况下确定至少一个注入的注入参数，以便在半导体衬底（500a）的至少部段中补偿初始净掺杂剂浓度与目标值的偏离。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：

通过在轻离子的引导的注入之后以高于热氧施主的形成温度的温度对半导体衬底（500a）进行回火来调整半导体衬底（500a）的基区掺杂。