[发明专利]半导体器件和用于形成半导体器件的方法

权利要求书

1.一种用于形成半导体器件的方法，所述方法包括：

将掺杂离子注入到半导体衬底中以形成至少一个器件掺杂区，其中在将掺杂离子注入到半导体衬底中期间，在将掺杂离子进行注入的掺杂离子束的主方向与半导体衬底的主晶向之间的偏差小于±0.5°；以及

在掺杂离子的注入期间控制半导体衬底的温度，使得半导体衬底的温度在用于注入掺杂离子的注入工艺时间的70%以上中处在目标温度范围内，

其中所述目标温度范围从目标温度下限达到目标温度上限，其中目标温度下限等于目标温度减去30°C，其中目标温度在200°C和300°C之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中半导体衬底的主晶向是半导体衬底的晶体结构的如下方向：在所述方向，所注入的掺杂离子的至少70%的离子沟道作用在半导体衬底中发生。

3.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中半导体衬底的主晶向是半导体衬底的晶体结构的如下方向：与半导体的晶体结构的其它方向相比，在所述方向，注入到半导体衬底中的掺杂离子遭遇最小的散射或阻止能力。

4.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，其中半导体衬底的主晶向是半导体衬底的钻石立方晶格的[110]或[111]方向。

5.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，包括在将掺杂离子注入到半导体衬底中期间控制在掺杂离子束的主方向与半导体衬底的主横向表面之间的角度，使得掺杂离子束的入射角从主晶向偏离小于±0.5°。

6.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，包括以大于100keV的注入能量将掺杂离子注入到半导体衬底中。

7.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，包括在掺杂离子的注入期间控制半导体衬底的温度，使得注入到半导体衬底中的掺杂离子的30%以上被激活。

8.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，包括以大于1*10¹⁴掺杂离子/cm²的注入剂量将掺杂离子注入到半导体衬底中。

9.根据权利要求8所述的方法，包括将半导体衬底的温度控制到目标温度范围内，使得半导体衬底的非晶化在50℃以上的温度处开始。

10.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，其中执行掺杂离子的注入，使得在半导体衬底中形成包括大于1*10¹⁸掺杂剂原子/cm³的最大掺杂浓度的至少一个器件掺杂区。

11.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，其中执行掺杂离子的注入，使得在半导体衬底中形成包括掺杂浓度的至少一个器件掺杂区，所述掺杂浓度从至少一个器件掺杂区中的最大掺杂浓度变化了小于20%。

12.根据权利要求10所述的方法，其中至少一个器件掺杂区包括至少500nm的垂直尺寸。

13.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，其中执行掺杂离子的注入，以形成半导体器件的垂直晶体管布置或垂直二极管布置的场停止区、漂移区、沟道停止区或体区，或者以形成垂直二极管布置的阴极/阳极区或垂直晶体管布置的集电极/发射极区或源极/漏极区。

14.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，包括通过以下来形成包括渐变掺杂轮廓的器件掺杂区：

在半导体衬底的主注入表面的至少部分上方形成散射氧化层；以及

通过散射氧化层将掺杂离子注入到半导体衬底中，使得与在半导体衬底的由散射氧化层覆盖的区中相比，在半导体衬底的没有散射氧化层的区中形成更深的掺杂区。