[发明专利]包括在漂移区中波动分布的净掺杂的半导体器件

说明书

本发明公开了一种半导体器件，其包括具有相对的第一侧和第二侧的半导体主体。该半导体器件进一步包括半导体主体中的、在第一侧和pn结之间的漂移区。在该第一侧和第二侧之间沿着所述漂移区的垂直延伸的至少50％，该漂移区的净掺杂的分布是波动的，并且包括在1x10¹³cm^‑3和5x10¹⁴cm^‑3之间的掺杂峰值。器件的阻断电压Vbr由pn结的击穿电压定义，该pn结位于漂移区和相反的导电类型的半导体区之间，该半导体区被电耦接至半导体主体的第一侧。

技术领域

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种包括在漂移区中波动分布的净掺杂的半导体器件。

背景技术

半导体器件(比如，功率半导体器件)的设计需要在电特性之间进行折中，电特性比如是，比表面导通电阻(area-specific on-state resistance)Ron×A、负载端(比如，源极和漏极)之间的击穿电压Vbr、开关行为和器件强度。

举例来说，增加大容量材料的比阻抗允许在器件的前侧实现较低的电场强度。虽然在器件的前侧实现较低的电场强度可提升器件强度，但是开关表现的柔软性(Softness)可能会受到不利影响。

亟需提高半导体器件的电气特性之间的折中。

发明内容

一个实施例涉及半导体器件，该半导体器件包括具有相对的第一侧和第二侧的半导体主体。该半导体器件进一步包括半导体主体中的漂移区，该漂移区在第一侧和pn结之间。在第一侧和第二侧之间沿着所述漂移区的垂直延伸的至少50％，漂移区的净掺杂是波动的，并且包括在1x10¹³cm^-3和5x 10¹⁴cm^-3之间的掺杂峰值。器件阻断电压Vbr由pn结的击穿电压定义，该pn结位于漂移区和相反的导电类型的半导体区之间，该半导体区被电耦接至半导体主体的第一侧。

根据一种制造半导体器件的方法，该方法包括通过使用质子的多重辐射以在半导体主体的漂移区中形成净掺杂分布，并且通过对半导体主体退火来生成与氢有关的施主，。该漂移区在半导体主体的第一侧和第二侧之间的垂直延伸的至少50％是波动的，并且包括在1x10¹³cm^-3和5x 10¹⁴cm^-3之间的掺杂峰值。该方法进一步包括在第一侧形成半导体区，其中器件阻断电压Vbr由位于漂移区和该半导体区之间的pn结的击穿电压定义。

通过阅读下面的具体实施方式以及查看附图，本领域的技术人员将会认识其他的特征和优点。

附图说明

附图被包括以提供对本公开的进一步理解，并且附图被包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明了本公开的实施例，并且和具体实施方式一起用于解释本公开的原理。通过参考下面的具体实施方式，能更好地理解并将容易领会其他的实施例和预期优点。

图1是示出半导体器件的一个实施例的示意性剖视图；

图2是示出图1的半导体器件的净掺杂分布的一个实施例的曲线图；

图3是示出包括p⁺掺杂注入区的半导体器件的一个实施例的示意性剖视图；

图4A至图4D是示出图3的p⁺掺杂注入区的不同布置的示意性顶视图；

图5A是示出图3的半导体器件的净掺杂分布的一个实施例和参考器件的曲线图；

图5B和图5C是示出具有如图5A所示的净掺杂分布的半导体器件的电特性的曲线图；

图6A和图6B是示出包括埋置p⁺掺杂区的半导体二极管的实施例的示意性剖视图；