[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

说明书

本发明涉及使用轻离子注入制造半导体器件的方法和半导体器件。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。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）。

技术领域

本发明涉及使用轻离子注入制造半导体器件的方法和半导体器件。

背景技术

整流半导体器件以及半导体开关元件可以充当电荷载流子源以便当整流半导体器件从正向模式切换到阻断模式时或者当半导体开关元件从导通状态切换到关断状态时避免电路中的电压峰值。例如，电布置在半桥电路中的开关元件的接线形成只要开关元件处于导通状态时就存储磁能的寄生电感。当开关元件关闭时，寄生电感倾向于维持电流流动以耗散所存储的能量。通过提供足够的电荷载流子用于供应由寄生电感感生的电流，关闭的开关元件可以避免在半桥电路中的电压峰值。

期望改善半导体器件的开关行为。

发明内容

以独立权利要求的主题实现目标。从属权利要求涉及进一步的实施例。

根据实施例，一种制造半导体器件的方法包括在单晶半导体衬底中形成第一掺杂区。经过处理表面将轻离子注入到半导体衬底中以在第一掺杂区和处理表面之间生成晶格空位。被用于注入轻离子的注入束的主束轴偏离沿着其在半导体衬底中发生轻离子的引导（channel）的主晶向至多1.5度。在晶格空位和氢原子的基础上形成具有与第一掺杂区相反的导电类型的第二掺杂区。

根据另一实施例，一种制造半导体器件的方法包括在单晶半导体衬底中形成p掺杂区。经过处理表面将轻离子注入到半导体衬底中以在p掺杂区和处理表面之间生成晶格空位。被用于注入轻离子的注入束的主束轴偏离沿着其在半导体衬底中发生轻离子的引导的主晶向至多1.5度。在晶格空位处生成氢相关的施主以形成n掺杂区。

根据进一步的实施例，一种半导体器件包括在单晶半导体部分中的p掺杂区以及在p掺杂区和半导体部分的第二表面之间的n掺杂区。n掺杂区包含氢相关的掺杂剂。沿着垂直于第二表面的垂直轴的氢相关的掺杂剂的浓度分布至少包括第一范围结束峰值（end-of-range peak）。（i）在第一范围结束峰值与在第一范围结束峰值和最接近的相邻范围结束峰值之间的局部最小值之间，或者（ii）在不存在氢相关的掺杂剂的任何进一步的范围结束峰值的情况下，在第一范围结束峰值和第二表面之间的距离的一半之内，在第一垂直方向上距离第一范围结束峰值的第一距离处的第一掺杂剂浓度偏离在相对的第二垂直方向上距离第一范围结束峰值第一距离处的第二掺杂剂浓度不多于一个数量级。

本领域技术人员将在阅读以下详细描述以及查看附图时认识到附加的特征和优点。

附图说明

附图被包括以提供本发明的进一步理解，并且附图被并入本说明书，且组成本说明书的一部分。附图图示了本发明的实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易理解本发明的其他实施例以及预期的优点，因为参考以下详细描述本发明的其他实施例以及预期的优点变得更好理解。

图1A是半导体衬底的部分的示意性横截面视图，用于图示根据实施例的涉及引导的轻离子注入的制造半导体器件的方法。

图1B是示意性地图示了分别具有一个范围结束峰值的晶体损伤密度分布的图，用于讨论实施例的效果。

图1C是示意性地图示了包括两个范围结束峰值的掺杂剂浓度分布的进一步的图，用于讨论实施例的效果。

图1D是示意性地示出了掺杂剂浓度分布的进一步的图，用于图示实施例的效果。