[发明专利]具有漂移区和背面发射极的半导体装置及制造方法

说明书

本发明涉及具有漂移区和背面发射极的半导体装置及制造方法。通过外延而在前侧在底部衬底(105)上形成外延层(106)。从前侧的相反侧，底部衬底(105)的至少一部分被去除，其中底部衬底(105)被完全去除或者剩余底部部分(105a)具有至多20μm的厚度。从前侧的相反侧将第一电荷类型的掺杂物注入到外延层(106)的注入层(138)中。形成与前侧相对的金属漏电极(320)。至少注入层(138)被加热到不高于500℃的温度，其中所述加热仅激活注入层(138)中的注入掺杂物的一部分，并且在加热之后，沿着金属漏电极(320)和第二互补电荷类型的最近掺杂区域之间的最短线的激活掺杂物的积分浓度为至多1.5E13 cm^‑2。

背景技术

功率半导体装置传导高负载电流并且承受高阻断电压。超结装置包括超结结构，超结结构具有形成在漂移区中的相反地掺杂的第一和第二区域，漂移区被以电气方式与可控MOSFET沟道串联地布置。当阻断电压被施加于超结装置时，横向电场上升并且清除沿着第一和第二区域之间的垂直pn结的移动电荷载流子。空间电荷区在接通状态下开始垂直于负载电流流动的方向而扩展。在比较低的阻断电压，移动电荷载流子被完全强迫离开超结结构。当阻断电压进一步增加时，耗尽的超结结构用作拟本征层并且垂直电场上升。

击穿电压与超结结构中的掺杂物浓度无关，以使得超结结构中的掺杂物浓度能够比较高。因此，超结装置通常组合非常低的接通状态电阻与高阻断能力。在阻断能力和半导体体积方面的超结结构的效率越好，超结结构的相反地掺杂的区域中的掺杂物原子被越好地平衡并且彼此补偿。

期望改进超结半导体装置。

发明内容

利用独立权利要求的主题实现所述目的。从属权利要求涉及另外的实施例。

根据实施例，一种制造半导体装置的方法包括：通过外延来在前侧在底部衬底上形成外延层。从前侧的相反侧，底部衬底的至少一部分被去除，其中底部衬底被完全去除或者剩余底部部分具有至多20 μm的厚度。从前侧的相反侧将第一电荷类型的掺杂物注入到外延层的注入层中。金属漏电极形成为与前侧相对，以及将至少注入层加热到不高于500℃的温度，其中所述加热仅激活注入层中的注入掺杂物的一部分，并且在加热之后，沿着金属漏电极和第二互补电荷类型的最近掺杂区域之间的最短线的激活掺杂物的积分浓度为至多1.5E13 cm^-2。

根据另一实施例，一种半导体装置包括沿着第一表面形成在半导体部分的前侧的晶体管基元，并且还包括位于晶体管基元和与第一表面相对的半导体部分的第二表面之间的漏极结构。漏极结构与晶体管基元的主体区域形成第一pn结，并且包括直接与第二表面邻接的发射极层。金属漏电极直接与发射极层邻接。沿着金属漏电极和主体区域的电荷类型的最近掺杂区域之间的最短线的激活掺杂物的积分浓度为至多1.5E13cm^-2。

根据另一实施例，一种半导体装置包括沿着第一表面形成在半导体部分的前侧的晶体管基元，并且还包括位于晶体管基元和与第一表面相对的半导体部分的第二表面之间的漏极结构。漏极结构与晶体管基元的主体区域形成第一pn结，并且包括直接与第二表面邻接的均匀地掺杂的剩余底部部分，其中剩余底部部分的垂直延伸部分为至多20 μm。金属漏电极直接与剩余底部部分邻接。

本领域技术人员将会在阅读下面的详细描述时并且在观看附图时意识到另外的特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图被包括在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解释本发明的原理。将会容易理解本发明的其它实施例和预期优点，因为它们通过参照下面的详细描述而变得更好理解。

图1A是用于图示制造半导体装置的方法的底部衬底的一部分的示意性垂直剖视图，所述半导体装置包括根据实施例的超结结构且完全去除了底部衬底。

图1B是通过在图1A的底部衬底上形成具有超结结构的外延层而获得的半导体衬底的一部分的示意性垂直剖视图。