[发明专利]具有复合中心的半导体器件和制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，更具体地涉及具有复合中心的半导体器件和制造方法。

背景技术

在功率半导体器件的导电状态下，场效应晶体管的正向偏置功率二极管或正向偏置体二极管将电荷载流子注入到漂移层中。当pn结变成阻挡状态时，这些电荷载流子耗尽并且引发恢复电流，该恢复电流影响半导体器件的动态切换损耗。一些方法提供将铂杂质引入到漂移层中，以通过降低电荷载流子寿命来减少反向恢复电荷Qrr。期望改善晶体管参数。

发明内容

根据一个实施例，半导体器件包括具有同一导电类型的一个或多个杂质区的半导体部分。第一电极结构电连接到半导体部分的单元区域中的一个或多个杂质区。至少在围绕单元区域的边缘区域中，半导体部分中的复合中心密度高于单元区域的有源部分中的复合中心密度。

根据另一实施例，半导体器件包括具有晶格空位和在晶格空位处聚集的金属复合元素原子的半导体部分。至少在半导体部分的一部分中，晶格空位的密度超过10¹³cm^-3。

另一实施例涉及一种制造半导体器件的方法。在半导体衬底的至少部分中产生晶格空位，其中晶格空位的密度超过10¹³cm^-3。在产生晶格空位之后且在施加使晶格空位退火的热预算之前，将金属复合元素的原子引入到半导体衬底中。

另一实施例涉及制造半导体器件的另一方法。提供辅助掩膜覆盖单元区域的至少一部分并且露出在半导体衬底中包括的半导体裸片的至少边缘区域。边缘区域围绕单元区域。复合中心设置在由辅助掩膜露出的半导体衬底部分中。

通过阅读下面的详细描述以及查看附图，本领域技术人员将认识到附加特征和优势。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步理解，并且将附图结合到本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示本发明的实施例并且与描述一起用于说明本发明的原理。本发明的其它实施例和预期的优势将被容易地认识到，因为通过参照下面的详细描述它们变得更好理解。

图1是根据在边缘区域中提供更高复合中心密度的一个实施例的半导体部分的截面的示意性剖视图。

图2A是根据提供在边缘区域中具有增加的复合中心密度的半导体二极管的实施例的半导体部分的一部分的示意性剖视图。

图2B是根据提供在边缘区域中具有增加的复合中心密度的IGFET(绝缘栅场效应晶体管)的实施例的半导体部分的一部分的示意性剖视图。

图2C是根据提供在边缘区域中具有增加的复合中心密度的IGBT(绝缘栅双极晶体管)的实施例的半导体部分的一部分的示意性剖视图。

图3示出图示根据一个实施例的垂直复合中心密度分布的示意图。

图4是根据在单元区域的非有源部分中提供增加的复合中心密度的实施例的半导体器件的示意性平面剖视图。

图5是根据提供接触槽和接触区的实施例的具有增加的晶格空位密度的半导体器件的一部分的示意性剖视图。

图6A是根据另一实施例的具有增加的晶格空位密度的半导体二极管的一部分的示意性剖视图。

图6B是根据另一实施例的具有增加的晶格空位密度的超结IGFET的一部分的示意性剖视图。

图6C是根据另一实施例的具有增加的晶格空位密度的超结IGBT的一部分的示意性剖视图。

图6D是根据另一实施例的具有增加晶格空位密度的垂直IGFET的一部分的示意性剖视图，晶格空位聚集金属复合元素的原子。

图7A是用于图示根据实施例的制造半导体器件的方法的半导体衬底的一部分的示意性剖视图，该方法通过在形成接触槽之后在氮气氛中进行退火来增加晶格空位密度。

图7B是在引入用于形成接触区的杂质之后图7A的半导体衬底的示意性剖视图。

图7C是在用于对注入损伤进行退火的RTP(快速热工艺)之后图7B的半导体衬底的示意性剖视图。

图7D是在引入金属复合元素的原子之后图7C的半导体衬底的示意性剖视图。

图7E是根据图7A至图7D所示方法制造的半导体器件的示意性剖视图。

图8A是用于图示根据实施例的制造半导体器件的方法的半导体衬底的一部分的示意性剖视图，该方法在提供接触槽之后的阶段中在注入接触区域之前提供晶格空位。

图8B是在产生晶格空位的工艺中在接触槽的侧壁上提供杂质掩膜之后图8A的半导体衬底的示意性剖视图。