[发明专利]双极半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种功率半导体器件，包括：

半导体基体，具有第一表面和与所述第一表面平行伸延的第二表面；

第一金属化，被布置在所述第一表面上；以及

第二金属化，被布置在所述第二表面上，其中所述半导体基体包括：

n掺杂第一半导体区域，与所述第一金属化间隔开并且具有第一最大掺杂浓度；

n掺杂第二半导体区域，具有比第一最大掺杂浓度更高的第二最大掺杂浓度并且邻近所述第一半导体区域，其中所述第二半导体区域由包括作为施主的电活性硫族元素杂质的半导体材料组成，并且其中至少90％的所述电活性硫族元素杂质在所述半导体材料中形成孤立缺陷；以及

第三半导体区域，与所述第二金属化欧姆接触，被布置在所述第二金属化与所述第二半导体区域之间，并且邻近所述第二半导体区域。

2.权利要求1的所述功率半导体器件，其中所述硫族元素选自由硫、硒和碲所构成的组。

3.权利要求1的所述功率半导体器件，其中所述半导体材料选自由硅、锗、碳化硅、和/或砷化镓所构成的组。

4.权利要求1的所述功率半导体器件，其中所述孤立缺陷的至少部分的再充电时间常数在室温下大于1 s。

5.权利要求1的所述功率半导体器件，其中所述第二半导体区域进一步包括作为n型掺杂剂的磷、砷、锑和/或氧。

6.权利要求1的所述功率半导体器件，其中所述第二半导体区域在与所述第一表面正交的方向上具有至少10 μm的延伸。

7.权利要求1的所述功率半导体器件，其中所述第三半导体区域是具有比第二最大掺杂浓度更高的第三最大掺杂浓度的n掺杂半导体区域，或其中所述第三半导体区域是与所述第二半导体区域形成进一步pn结的p掺杂半导体区域。

8.权利要求1的所述功率半导体器件，进一步包括p型第四半导体区域，所述p型第四半导体区域被布置在所述第一半导体区域与所述第一金属化之间并且与所述第一半导体区域形成pn结，其中所述半导体器件是二极管、IGBT或反向导通的IGBT。

9.一种双极半导体器件，包括：

半导体基体，包括单晶半导体材料，在第一表面和与所述第一表面平行伸延的第二表面之间延伸，并且包括：

pn结；

n掺杂场停止层，包括作为n型掺杂剂的硫族元素杂质，其中至少90％的所述硫族元素杂质在所述单晶半导体材料中形成孤立缺陷并且在室温下具有至少1 s的再充电时间常数，所述场停止层与所述第一表面和所述第二表面间隔开；以及

n掺杂基底层，具有比场停止层更低的最大掺杂浓度并且从所述场停止层延伸到所述pn结。

10.权利要求9的所述双极半导体器件，进一步包括以下中的至少一个：

n掺杂阴极层，具有比所述场停止层更高的最大掺杂浓度并且从所述第二表面延伸到所述场停止层；

p掺杂集电极层，从所述第二表面延伸到所述场停止层；

p掺杂半导体层，被布置在所述第一表面与所述基底层之间并且与所述基底层形成pn结；

第一金属化，被布置在第一表面上，其中所述pn结被布置在所述第一金属化与所述基底层之间；

第二金属化，被布置在第二表面上，并且与所述集电极层和/或所述阴极层欧姆接触；以及

至少一个沟槽，经过所述pn结从所述第一表面延伸并且包括与所述半导体基体隔离的栅电极。

11.权利要求9的所述双极半导体器件，其中所述单晶半导体材料是硅，并且其中所述硫族元素杂质是孤立的单个硒缺陷。

12.一种用于生产双极半导体器件的方法，所述方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有第一侧面和与所述第一侧面相反的第二侧面并且包括n型半导体层；

注入硫族元素到所述n型半导体层的第一子层中；

在第一温度下执行第一退火工艺至少10分钟；

注入掺杂剂到所述n型半导体层的接近所述第二侧面的第二子层中；以及

在不高于所述第一温度的第二温度下执行第二退火工艺，

其中，至少90%的硫族元素在半导体衬底中形成孤立的缺陷。

13.权利要求12的所述方法，其中所述第一温度是至少950°C。