[发明专利]双极穿通半导体器件和制造这种半导体器件的方法

权利要求书

1.制造双极穿通半导体器件的方法，所述双极穿通半导体器件至少具有包含第一和第二导电类型的层的双层结构，所述第二导电类型不同于所述第一导电类型，其中为了形成该半导体器件，实施下列步骤：

(a)提供晶圆(1)，其具有第一侧(15)和第二侧(17)以及晶圆厚度，其中在第一侧(17)上设置第一导电类型的高掺杂层(34)，其具有恒定高掺杂浓度，

(b)通过外延生长在第一侧(15)上形成第一导电类型的低掺杂层(22)，

(c)随后实施扩散步骤从而形成扩散的间隔区域(32)，其包含低掺杂层(22)和高掺杂层(34)的部分，这些部分设置为彼此相邻，该间隔区域(32)具有高于低掺杂层的掺杂浓度且低于高掺杂层的掺杂浓度的掺杂浓度，其中低掺杂层的剩余部分形成漂移层(2)，

(d)随后在第一侧(15)上形成至少一个第二导电类型的层，

(e)随后在第二侧(17)上的高掺杂层(34)内减少晶圆厚度，从而形成缓冲层(3)，其包含间隔区域(32)和形成高掺杂区域(36)的高掺杂层的剩余部分，其中缓冲层(3)的掺杂分布曲线从高掺杂区域(36)的掺杂浓度平稳降低至漂移层(2)的掺杂浓度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，晶圆(1)完全由第一导电类型制成且恒定地以高掺杂浓度掺杂。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)中的晶圆(1)包含在第二侧(17)上的在步骤(e)中被完全移除的安装层(18)。

4.如权利要求1—3任一所述的方法，其特征在于，实现以下至少其中之一：

-在步骤(e)中减少晶圆的厚度，使得缓冲层(3)具有(20-40)μm的厚度(31)，

-在步骤(c)中形成间隔区域(32)，使得间隔区域(32)区域具有(10-30)μm的厚度(33)，以及

-高掺杂层(34)具有5*10¹⁴到5*10¹⁶cm^-3的掺杂浓度。

5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，在以下至少其中之一的条件实施扩散步骤：

-至少1200℃的温度，和

-至少180min的时间段期间。

6.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，低掺杂层(22)形成为具有3*10¹³cm^-3到2*10¹⁴cm^-3的掺杂浓度。

7.如权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，该器件为绝缘栅双极晶体管(10)或者该器件为二极管(12)。

8.双极穿通半导体器件，其形式为绝缘栅双极晶体管，其在第一主侧(14)和第二主侧(16)之间具有包含第一和第二导电类型的层的四层结构，所述第二导电类型不同于所述第一导电类型，所述双极穿通半导体器件包括：

-第一导电类型的漂移层(2)，其是恒定低掺杂的，

-第一导电类型的缓冲层(3)，其设置在漂移层(2)上朝向第二主侧(16)并且其具有高于漂移层(2)的掺杂浓度，其中缓冲层(3)包含朝向第二主侧(16)的恒定高掺杂的高掺杂区域(36)和在高掺杂区域(36)和漂移层(2)之间的为扩散区域且具有从高掺杂区域(36)的掺杂浓度平稳降低至漂移层(2)的低掺杂浓度的掺杂浓度的间隔区域(32)，以及

-在第一主侧(14)上的形式为基极层(4)的第二导电类型的层。

9.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，间隔区域的掺杂浓度按照高斯函数降低。