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DE102007017788A1 - Doping zone producing method for semiconductor body, involves executing short-time heat treatment at one temperature, and executing longer heat treatment at another temperature for forming doping zone - Google Patents

Doping zone producing method for semiconductor body, involves executing short-time heat treatment at one temperature, and executing longer heat treatment at another temperature for forming doping zone Download PDF

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DE102007017788A1
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DE
Germany
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semiconductor body
dopant
semiconductor
temperature
temperature treatment
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Withdrawn
Application number
DE102007017788A
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German (de)
Inventor
Anton Dr. Mauder
Holger Dr. Schulze
Thomas Gutt
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Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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Publication date
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Abstract

The method involves providing a semiconductor body (1). A dopant (2) is introduced into the semiconductor body, where the dopant is sulphur, selenium, Indium or antimony. A short-time heat treatment is executed at a temperature. Another heat treatment which is longer that the former heat treatment is executed at another temperature for forming a doping zone, where the former temperature is higher than the latter temperature. The former heat treatment is executed in such a manner that no diffusion of the dopant takes place in the semiconductor body.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Halbleiterbauelemente weisen eine Vielzahl von unterschiedlich dotierten Halbleitergebieten auf, die beispielsweise durch Implantation eines geeigneten Dotierstoffs in einen Halbleiterkörper gebildet werden. Im Anschluss an die Implantation findet typischerweise ein Temperaturschritt statt, durch den der Dotierstoff aktiviert wird und bei der Implantation aufgetretene Implantationsschäden ausgeheilt werden. Die Bildung von Halbleitergebieten durch Implantation ist beispielsweise in den Druckschriften US 6 426 248 , US 2002/0060353 , US 2002/0009841 sowie US 4 151 008 beschrieben.Semiconductor devices have a plurality of differently doped semiconductor regions which are formed, for example, by implantation of a suitable dopant in a semiconductor body. Following the implantation, a temperature step typically takes place, by means of which the dopant is activated and implantation damage which has occurred during implantation is healed. The formation of semiconductor regions by implantation is for example in the documents US 6,426,248 . US 2002/0060353 . US 2002/0009841 such as US 4 151 008 described.

Leistungshalbleiterbauelemente stellen zum Teil besondere Anforderungen an das Dotierungsprofil und die Dotierstoffkonzentration von Halbleitergebieten, da sich hierdurch die Leistungsfähigkeit von Leistungshalbleiterbauelementen gezielt einstellen lassen. Beispielsweise benötigen IGBTs und Dioden vor ihrem rückseitigen Kontakt eine sogenannte Feldstoppschicht, deren Dotierung hoch genug ist, um das sich in der Driftzone ausbildende elektrische Feld im Sperrfall vor dem Rückseitenemitter bzw. der Rückseitenmetallisierung vollständig abzubauen. Ist die Feldstoppschicht nicht ausreichend dimensioniert, dringt das elektrische Feld bei IGBTs sehr nahe an den auf der Rückseite des IGBTs angeordneten Emitter bzw. bis an Defekten oder Spikes, die beispielsweise durch die Rückseitenmetallisierung im Halbleiterkörper des IGBTs induziert wurden. Dadurch kann es zu erhöhten Leckströmen und so gar bis zum Ausfall des Leistungshalbleiterbauelements kommen. Bei Dioden tritt noch hinzu, dass inhomogene Rückseiten – besonders bei Hochvoltdioden – zu inhomogenen Stromverteilungen beim Abschalten führen. Dies begünstigt das Phänomen der Verrundung der Sperrkennlinie nach einer hohen Schaltbelastung.Power semiconductor components sometimes make special demands on the doping profile and the dopant concentration of semiconductor regions since thereby the performance of power semiconductor devices can be set specifically. For example, IGBTs require and diodes before their back contact a so-called field stop layer, whose doping is high enough to form that in the drift zone electric field in the blocking case in front of the back emitter or the backside metallization completely dismantle. If the field stop layer is not sufficiently dimensioned, The electric field in IGBTs penetrates very close to that on the back of the IGBT arranged emitter or up to defects or spikes, for example, by the backside metallization in the semiconductor body of the IGBT were induced. This can increase it Leakage currents and even come to failure of the power semiconductor device. For diodes, inhomogeneous backs - especially for high-voltage diodes - for inhomogeneous current distributions at Shut down. This favors the phenomenon the rounding of the blocking characteristic after a high switching load.

Leistungshalbleiterbauelemente mit einer Felstoppschicht sind beispielsweise in DE 100 53 445 , US 6 610 572 und DE 10 2004 013 932 beschrieben. Aus US 6 482 681 und US 6 707 111 ist bekannt, Felstoppschichten durch Implantation von Protonen herzustellen. Aus US 6 441 408 , WO 00/04596 und WO 00/04598 ist dagegen bekannt, Schwefel oder Selen zur Bildung von Feldstoppschichten zu verwenden. Schwefel oder Selen können auch zur Bildung von Randabschlüssen verwendet werden, wie beispielsweise in US 6 455 911 beschrieben.Power semiconductor components with a rock stop layer are, for example, in DE 100 53 445 . US Pat. No. 6,610,572 and DE 10 2004 013 932 described. Out US 6,482,681 and US 6,707,111 It is known to produce rock stop layers by implantation of protons. Out US 6,441,408 . WO 00/04596 and WO 00/04598 however, it is known to use sulfur or selenium to form field stop layers. Sulfur or selenium may also be used to form edge seals, such as in US 6,455,911 described.

Wie in den vorgenannten Druckschriften gezeigt, können Feldstoppschichten auf verschiedene Weise hergestellt werden. Ein häufiger Anwendungsfall sind n-dotierte Feldstoppschichten, da in den überwiegenden Fällen IGBTs beispielsweise mit einer n-dotierten Driftstrecke verwendet werden. Um die Feldstoppschichten in einer gewissen Tiefe im Halbleiterkörper auszubilden, ist es erforderlich, den dazu verwendeten Dotierstoff entsprechend tief in den Halbleiterkörper einzubringen. Im Falle einer n-dotierten Feldstoppschicht scheidet jedoch die tiefe Implantation bzw. Diffusion von Dotierstoffen aus fertigungstechnischen Gründen häufig aus, weil die dazu erforderlichen langen Temperaturbehandlungen bei hohen Temperaturen in der Regel nicht kompatibel zu auf der Vorderseite des Halbleiterkörpers angeordneten dotierten Gläsern sowie den Source- und Body-Gebieten einer MOS-Zelle sind. Alternativ könnte der Halbleiterkörper gedünnt werden, um sehr tiefe Implantationen und lange Diffusionsprozesse zu vermeiden. Dies würde jedoch das Handling von dünnen Halbleiterkörpern bzw. Waferscheiben über viele Prozessschritte, verbunden mit einem sehr hohen Risiko des Scheibenbruchs nach sich ziehen.As Shown in the aforementioned publications, field stop layers be made in different ways. A common one Use case are n-doped field stop layers, as in the vast majority Cases of IGBTs, for example, with an n-doped drift path be used. Around the field stop layers at a certain depth in the semiconductor body, it is necessary to do so used dopant corresponding deep into the semiconductor body contribute. In the case of an n-doped field stop layer separates However, the deep implantation or diffusion of dopants production reasons often because the required long temperature treatments at high Temperatures usually not compatible with on the front of the semiconductor body arranged doped glasses and the source and body regions of a MOS cell. Alternatively could the semiconductor bodies are thinned to very deep Avoid implantations and long diffusion processes. This would however, the handling of thin semiconductor bodies or wafer slices over many process steps, connected with a very high risk of disc breakage.

Eine Methode zur Herstellung tiefer Feldstopps mit niedrigem Temperaturbudget stellt die Protonendotierung mit anschließendem Annealschritt dar. Allerdings folgt das Dotierprofil von Protonen stark dem Implantationsprofil, d. h., dass die resultierende Dotierung peakförmig mit sehr steilen Flanken ist. Dies führt zu einem "härteren" Feldstoppverhalten, das nicht immer erwünscht ist. Zur Abmilderung des "harten" Feldstoppverhaltens und zur Nachbildung "weicherer" Profile könnten mehrere Implantationsschritte, wie beispielsweise in der o. g. Druckschrift US 6 482 681 gezeigt, durchgeführt werden. Dies erhöht jedoch die Herstellungskosten in einem nicht unerheblichen Ausmaß.A method for producing deep field stops with a low temperature budget is the proton doping with a subsequent annealing step. However, the doping profile of protons strongly follows the implantation profile, ie that the resulting doping is peak-shaped with very steep flanks. This leads to a "harder" field stop behavior, which is not always desirable. To mitigate the "hard" field stop behavior and to simulate "softer" profiles could several implantation steps, such as in the above-mentioned publication US 6,482,681 shown to be performed. However, this increases the manufacturing costs to a not inconsiderable extent.

Eine weitere Variante zur Herstellung von Feldstoppschichten ist die Dotierung mit schnell diffundierenden Donatoren wie Selen und Schwefel. Die Diffusionstemperaturen liegen unterhalb von etwa 1000°C bei maximal wenigen Stunden Diffusionszeit, was noch kompatibel mit dem Zellaufbau von Leistungshalbleiterbauelementen ist. Problematisch bei diesen Dotierstoffen ist jedoch, dass die erreichbaren Dosen von elektrisch aktivem Dotierstoff im Halbleiterkörper im Bereich einiger 1012/cm2 liegt, weil bei hohen Implantationsdosen die Ausdiffusion insbesondere von Selen stark zunimmt. Letztendlich bleibt nur ein geringer Teil der implantierten Atome im Halbleiterkörper elektrisch aktiv. Dieser Anteil sinkt sogar mit steigender Implantationsdosis.Another variant for the production of field stop layers is the doping with fast-diffusing donors such as selenium and sulfur. The diffusion temperatures are below about 1000 ° C with a maximum of a few hours diffusion time, which is still compatible with the cell structure of power semiconductor devices. The problem with these dopants, however, is that the achievable doses of electrically active dopant in the semiconductor body in the range of some 10 12 / cm 2 , because at high implantation doses, the outdiffusion of selenium, in particular, greatly increases. Ultimately, only a small portion of the implanted atoms remain electrically active in the semiconductor body. This proportion even decreases with increasing implantation dose.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Dotierungszone in einem Halbleiterkörper bereitgestellt. Das Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Halbleiterkörpers; Einbringen mindestens eines Dotierstoffs in den Halbleiterkörper, wobei der Dotierstoff ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Schwefel, Selen, Indium und Antimon sowie Mischungen davon; Durchführen zumindest einer kurzzeitigen ersten Temperaturbehandlung bei einer Temperatur T1; und Durchführen einer im Vergleich zur ersten Temperaturbehandlung längeren zweiten Temperaturbehandlung bei einer Temperatur T2 zur Ausbildung einer Dotierungszone, wobei T1 höher als T2 ist.In an embodiment, a method for producing a doping zone in a semiconductor body is provided. The method has the following steps: providing a semiconductor body; Introducing at least one dopant into the semiconductor body, wherein the dopant is selected from the group comprising sulfur, selenium, indium and antimony and mixtures thereof; Performing at least a short term first temperature treatment at a temperature T1; and performing a second temperature treatment, which is longer than the first temperature treatment, at a temperature T2 to form a doping zone, wherein T1 is higher than T2.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Halbleiterbauelement bereitgestellt, das einen Halbleiterkörper aus einem Halbleitermaterial mit einer Dotierungszone aufweist, die mindestens einen Dotierstoff aufweist, der ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Schwefel, Selen, Indium und Antimon sowie Mischungen davon, wobei die Konzentration des elektrisch aktiven Dotierstoffs in der Dotierungszone größer als 1016/cm2 und insbesondere größer als 5·1016/cm2 ist.In a further embodiment, a semiconductor device is provided that comprises a semiconductor body made of a semiconductor material with a doping zone having at least one dopant selected from the group comprising sulfur, selenium, indium and antimony and mixtures thereof, wherein the concentration of the electrically active Dopant in the doping zone is greater than 10 16 / cm 2 and in particular greater than 5 x 10 16 / cm 2 .

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den anhängenden Figuren gezeigten Ausführungsformen beschrieben, aus denen sich weitere Vorteile und Modifikationen ergeben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die konkret beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in geeigneter Weise modifiziert und abgewandelt werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, einzelne Merkmale und Merkmalskombinationen einer Aus führungsform mit Merkmalen und Merkmalskombinationen einer anderen Ausführungsform geeignet zu kombinieren, um zu weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen zu gelangen.in the Below, the invention with reference to in the attached Figures embodiments shown described from which There are further advantages and modifications. The invention is but not on the specific embodiments described but may be modified as appropriate and modified. It is within the scope of the invention, individual Features and feature combinations of an embodiment with Features and feature combinations of another embodiment suitable to combine to further inventive To get to embodiments.

Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Halbleiterbauelemente. Im Speziellen beziehen sie sich auf Leistungshalbleiterbauelemente und insbesondere Leistungshalbleiterbauelemente mit zumindest teilweise vertikalem Stromfluss. Weiterhin beziehen sich Ausführungsformen auf Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.embodiments generally refer to semiconductor devices. Particularly refer to power semiconductor devices and in particular Power semiconductor components with at least partially vertical Current flow. Furthermore, embodiments relate to Method for producing a semiconductor component.

1A bis 1C zeigen einzelne Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Dotierungszone gemäß einer ersten Ausführungsform. 1A to 1C show individual method steps of a method for producing a doping zone according to a first embodiment.

2A zeigt eine Emitterstruktur eines Leistungshalbleiterbauelements mit einer Feldstoppschicht gemäß einer weiteren Ausführungsform. 2A shows an emitter structure of a power semiconductor device with a field stop layer according to another embodiment.

2B zeigt eine Emitterstruktur eines vertikalen Leistungshalbleiterbauelements mit einer Feldstoppschicht sowie hochdotierten Dotierstoffinseln gemäß einer weiteren Ausführungsform. 2 B shows an emitter structure of a vertical power semiconductor device with a field stop layer and highly doped dopant islands according to another embodiment.

3A zeigt eine Kathodenstruktur eines IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor). 3A shows a cathode structure of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

3B zeigt eine Kathodenstruktur eines MCTs (MOS-controlled Thyristor). 3B shows a cathode structure of a MCT (MOS-controlled thyristor).

3C zeigt eine Kathodenstruktur eines GTOs (Gate turn-off Thyristor). 3C shows a cathode structure of a GTO (gate turn-off thyristor).

4 zeigt eine Struktur einer Leistungsdiode gemäß einer weiteren Ausführungsform. 4 shows a structure of a power diode according to another embodiment.

5 zeigt den schematischen Verlauf der elektrischen Feldstärke entlang einer vertikalen Linie durch die in 4 gezeigte Struktur. 5 shows the schematic course of the electric field strength along a vertical line through the in 4 shown structure.

6 zeigt das Nettodotierstoffprofil eines IGBTs mit einer Feldstoppschicht gemäß einer Ausführungsform. 6 shows the net dopant profile of an IGBT with a field stop layer according to an embodiment.

7 zeigt das schematische Nettodotierstoffprofil eines IGBTs gemäß einer weiteren Ausführungsform. 7 shows the schematic net dopant profile of an IGBT according to another embodiment.

8 zeigt die SIMS- und SRP-Analyse eines mit Selen implantierten Halbleiterkörpers nach einem erfolgten Laseranneal. 8th shows the SIMS and SRP analysis of a selenium implanted semiconductor body after a successful laser anneal.

9 zeigt die Festkörpersättigungskonzentration verschiedener Dotierstoffe in Silizium als Funktion der Temperatur. 9 shows the solid state saturation concentration of various dopants in silicon as a function of temperature.

10A und 10B zeigen die Abhängigkeit der Diffusionskonstante verschiedener Dotierstoffe in Silizium in Abhängigkeit von der Temperatur. 10A and 10B show the dependence of the diffusion constant of different dopants in silicon as a function of the temperature.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Nachfolgend sollen einige Ausführungsformen erläutert werden. Dabei sind gleiche strukturelle Merkmale in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll unter "lateral" bzw. "laterale Richtung" eine Richtung bzw. Ausdehnung verstanden werden, die parallel zur lateralen Ausdehnung eines Halbleitermaterials bzw. eines Halbleiterkörpers verläuft. Typischerweise liegt ein Halbleiterkörper als dünner Wafer bzw. Chip vor und umfasst zwei auf gegenüberliegenden Seiten befindliche Flächen, von denen eine Fläche als Hauptfläche bezeichnet wird. Die laterale Richtung erstreckt sich damit parallel zu diesen Oberflächen. Im Gegensatz dazu wird unter dem Begriff "vertikal" bzw. "vertikale Richtung" eine Richtung verstanden, die senkrecht zur Hauptfläche und damit zur lateralen Richtung verläuft. Die vertikale Richtung verläuft daher in Dickenrichtung des Wafers bzw. Chips.following some embodiments will be explained. Here are the same structural features in the figures with the same Reference number marked. In the context of the present description should under "lateral" or "lateral direction" a direction or Extension understood to be parallel to the lateral extent a semiconductor material or a semiconductor body runs. Typically, there is a semiconductor body as a thin wafer or chip and includes two on opposite sides Side surfaces, one surface of which is called the main surface. The lateral direction thus extends parallel to these surfaces. in the In contrast, the term "vertical" or "vertical Direction "understood a direction perpendicular to the main surface and so that it runs to the lateral direction. The vertical direction therefore runs in the thickness direction of the wafer or chip.

Die in den Figuren gezeigten Strukturen sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet, sondern dienen nur dem besseren Verständnis der Ausführungsformen. Dabei sind einzelne Elemente gegenüber anderen Elementen vergrößert dargestellt, um deren Struktur deutlicher zeigen zu können.The structures shown in the figures are not drawn to scale, but are only for better understanding of the embodiments. In this case, individual elements are shown enlarged compared to other elements to their Structure to show more clearly.

Mit Bezug auf 1A bis 1C sollen zunächst einzelne Verfahrensschritte eines Herstellungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform beschrieben werden. Ausgangspunkt ist beispielsweise ein Halbleiterkörper 1, der eine erste Oberfläche 3 und eine der ersten Oberfläche 3 gegenüber liegende zweite Oberfläche 4 aufweist. Der Halbleiterkörper 1 kann beispielsweise aus einem einkristallinen Siliziumhalbleitermaterial bestehen. Andere Halbleitermaterialien wie beispielsweise Siliziumkarbid (SiC) oder Verbindungshalbleiter können ebenfalls verwendet werden.Regarding 1A to 1C First, individual process steps of a production process according to an embodiment will be described. The starting point is, for example, a semiconductor body 1 that has a first surface 3 and one of the first surface 3 opposite second surface 4 having. The semiconductor body 1 may for example consist of a monocrystalline silicon semiconductor material. Other semiconductor materials such as silicon carbide (SiC) or compound semiconductors may also be used.

Der Halbleiterkörper 1 kann beispielsweise schwach n-dotiert sein, wobei die Dotierstoffkonzentration zwischen etwa 1·1012/cm3 und etwa 1·1015/cm3 liegen kann. Beispielsweise mittels Implantation wird ein Dotierstoff 2 im Bereich der ersten Oberfläche 3 in oberflächennahe Bereiche des Halbleiterkörpers 1 eingebracht. Bei den implantierten Dotierstoffen handelt es sich insbesondere um Selen, Schwefel, Indium, Antimon sowie Mischungen davon. Der Dotierstoff kann auch als selen-, schwe fel-, indium- und antimonhaltige Verbindung bzw. Verbindungen eingebracht werden. Dabei kann der Dotierstoff mit einer Dosis von etwa 1·1011/cm2 bis etwa 1·1015/cm2, insbesondere mit einer Dosis bis etwa 1·1012/cm2 bis etwa 1·1014/cm2, und einer Energie von etwa 1 keV bis etwa 10 MeV, insbesondere mit einer Energie von etwa 10 keV bis etwa 500 keV, in den Halbleiterkörper 1 implantiert werden. Typischerweise wird der Dotierstoff 2 flach implantiert, beispielsweise bis in eine Tiefe von etwa 0,01 μm bis etwa 3 μm und insbesondere von etwa 0,02 μm bis etwa 0,3 μm. Die Lage des implantierten Dotierstoffs 2 ist in 1A durch die gestrichelte Linie 5 angedeutet.The semiconductor body 1 For example, it may be weakly n-doped, with the dopant concentration being between about 1 × 10 12 / cm 3 and about 1 × 10 15 / cm 3 . For example, by implantation becomes a dopant 2 in the area of the first surface 3 in near-surface regions of the semiconductor body 1 brought in. The implanted dopants are, in particular, selenium, sulfur, indium, antimony and mixtures thereof. The dopant can also be introduced as a selenium, sulfur, indium and antimony-containing compound or compounds. In this case, the dopant at a dose of about 1 · 10 11 / cm 2 to about 1 · 10 15 / cm 2 , in particular with a dose to about 1 · 10 12 / cm 2 to about 1 · 10 14 / cm 2 , and an energy of about 1 keV to about 10 MeV, in particular with an energy of about 10 keV to about 500 keV, in the semiconductor body 1 be implanted. Typically, the dopant becomes 2 implanted flat, for example, to a depth of about 0.01 microns to about 3 microns, and more preferably from about 0.02 microns to about 0.3 microns. The location of the implanted dopant 2 is in 1A through the dashed line 5 indicated.

Nach erfolgter Implantation wird zumindest eine erste kurzzeitige Temperaturbehandlung durchgeführt (1B). Bei der ersten Temperaturbehandlung wirkt typischerweise ein kurzer Energiepuls im Wesentlichen auf die erste Oberfläche 3 des Halbleiterkörpers 1 ein. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Laseranneal oder einen RTA-Schritt (Rapid Thermal Anneal) handeln. Ziel der ersten Temperaturbehandlung ist die möglichst rasche Beseitigung von durch die Implantation hervorgerufenen Schäden im Kristallgitter des Halbleiterkörpers 1. Es hat sich bei Untersuchungen herausgestellt, dass Kristallfehler insbesondere dann sehr wirkungsvoll ausgeheilt werden können, wenn die erste Temperaturbehandlung sehr kurz und bei sehr hohen Temperaturen durchgeführt wird. Die erste Temperaturbehandlung sollte daher kürzer als 10 sec und insbesondere kürzer als 5 sec sein. Um eine besonders gute Rekristallisation zu erreichen, kann die erste Temperaturbehandlung auch kürzer als 1 sec und, in besonders günstigen Fällen, sogar im Bereich von wenigen msec (beispielsweise weniger als 100 msec) bis wenigen μsec und sogar unterhalb von 1 μsec sein. Derart kurze Zeiten können insbesondere bei Verwendung eines gepulsten Lasers erreicht werden. Die Pulsdauer von Lasern kann beispielsweise auf Zeiten unterhalb 1 μsec, beispielsweise 200 nsec, eingestellt werden. Im Gegensatz dazu haben Blitzlampen, die beispielsweise bei RTA-Verfahren eingesetzt werden, eine Blitzdauer von einigen msec. Unter der "Dauer" der ersten Temperaturbehandlung wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung die Dauer insbesondere eines auf den Halbleiterkörper 1 einwirkenden Energiepulses verstanden.After implantation, at least a first short-term temperature treatment is carried out ( 1B ). In the first temperature treatment, a short energy pulse typically acts substantially on the first surface 3 of the semiconductor body 1 one. This may be, for example, a laser anneal or a rapid thermal anneal (RTA) step. The aim of the first temperature treatment is the fastest possible elimination of damage caused by the implantation in the crystal lattice of the semiconductor body 1 , It has been found in investigations that crystal defects can be cured very effectively, in particular if the first temperature treatment is carried out very briefly and at very high temperatures. The first temperature treatment should therefore be shorter than 10 seconds and in particular shorter than 5 seconds. In order to achieve a particularly good recrystallization, the first temperature treatment may also be shorter than 1 second and, in particularly favorable cases, even in the range of a few milliseconds (for example less than 100 milliseconds) to a few microseconds and even less than 1 microseconds. Such short times can be achieved in particular when using a pulsed laser. The pulse duration of lasers can be set, for example, to times below 1 μsec, for example 200 nsec. In contrast, flash lamps, which are used for example in RTA processes, a flash duration of a few msec. In the context of the present description, the term "duration" of the first temperature treatment, in particular, refers to the duration, in particular, of the semiconductor body 1 understood acting energy pulse.

Die Verwendung von sehr kurz gepulsten kurzwelligen Lasern mit einer maximalen Impulsdauer von beispielsweise 1000 nsec hat sich als besonders günstig herausgestellt. Ohne sich einschränken zu wollen, wird der Grund hierfür wie folgt verstanden. Die elektromagnetische Strahlung des Laserlichts wird in sehr oberflächennahen Schichten des Halbleiterkörpers 1 nahezu vollständig absorbiert. Dabei dringt das Laserlicht nur wenige nm in den Halbleiterkörper 1 ein, da der Absorptionskoeffizient von beispielsweise UV-Strahlung mit etwa 3 bis 5 eV Photonenenergie im Bereich 3·104/cm bis etwa 3·106/cm bei kristallinem Silizium als Festkörper liegt. Bei einer Wellenlänge des Laserlichts im Bereich von etwa 300 nm ist daher die eingestrahlte Lichtleistung I0 innerhalb von etwa 5 bis 10 nm auf 1/e·I0 abgesunken. Die eingestrahlte Energie führt zur Ausbildung einer "Wärmewelle", die von der ersten Oberfläche 3 in den Halbleiterkörper 1 eindringt. Bei entsprechend hoher zugeführter Energie führt diese Wärmewelle zum Aufschmelzen von oberflächennahen Bereichen des Halbleiterkörpers 1. Dabei kann es zum Aufschmelzen des Halbleiterkörpers 1 bis in eine Tiefe von etwa 200 bis 300 nm kommen. Beobachtungen haben gezeigt, dass die Geschwindigkeit, mit der sich die Wärmewelle und damit verbunden eine "Aufschmelzwelle" in den Halbleiterkörper 1 eindringt, von der Dauer der Belichtung abhängt, wobei die Geschwindigkeit umso höher ist, je kürzer die Belichtungszeit ist. Aus Vergleichen ist ebenfalls bekannt, dass ein kurzes und schnelles Aufschmelzen zu einer besseren Rekristallisation des Halbleiterkörpers führt.The use of very short pulsed short-wave lasers with a maximum pulse duration of, for example, 1000 nsec has proven to be particularly favorable. Without wishing to be limited, the reason for this is understood as follows. The electromagnetic radiation of the laser light is in layers near the surface of the semiconductor body 1 almost completely absorbed. The laser light penetrates only a few nm into the semiconductor body 1 a, since the absorption coefficient of, for example, UV radiation with about 3 to 5 eV photon energy in the range 3 x 10 4 / cm to about 3 x 10 6 / cm in crystalline silicon as a solid body. Therefore, at a wavelength of the laser light in the range of about 300 nm, the irradiated light power is I 0 dropped within about 5 to 10 nm to 1 / e · I 0th The radiated energy leads to the formation of a "heat wave" from the first surface 3 in the semiconductor body 1 penetrates. With correspondingly high energy supplied, this heat wave leads to the melting of regions near the surface of the semiconductor body 1 , It may melt the semiconductor body 1 come to a depth of about 200 to 300 nm. Observations have shown that the speed at which the heat wave and, associated therewith, a "fusing wave" into the semiconductor body 1 depends on the duration of the exposure, the speed being higher, the shorter the exposure time. From comparisons it is also known that a short and rapid melting leads to a better recrystallization of the semiconductor body.

Wie sich überraschenderweise gezeigt hat, kann durch die kurzzeitige erste Temperaturbehandlung eine Clusterbildung des eingebrachten Dotierstoffs verbessert und teilweise sogar weitgehend vermieden werden. Das Problem der Clusterbildung soll nachfolgend, ohne sich einschränken zu wollen, am Beispiel von in einen Siliziumhalbleiterkörper implantiertem Selen beschrieben werden.As has surprisingly been shown by the short-term first temperature treatment introduced a clustering of the Dotierstoffs improved and sometimes even largely avoided become. The problem of clustering should follow, without getting to want to restrict the example of in a silicon semiconductor body implanted selenium.

Selen hat eine vergleichsweise geringe Festkörpersättigungskonzentration in Silizium, wie es beispielsweise aus 9 ersichtlich ist. Die Festkörpersättigungslöslichkeit beschreibt die Konzentration von Fremdatomen in einem Halbleitergitter, bis zu der die Fremdatome in das Gitter eingebaut werden können, ohne dass es zu Störungen des Festkörpergitters kommt. Wird die Konzentration der Fremdatome, im vorliegenden Fall Selen, über die Festkörpersättigungskonzentration erhöht, wird Selen in Form von Clustern aus dem Gitter ausgeschieden. Die Clusterbildung erfolgt dabei bevorzugt an Kondensationskeimen im Siliziumgitter, wobei hier insbesondere Kristallfehler eine Rolle spielen. Kristallfehler treten jedoch unweigerlich in Folge einer Implantation auf. Bei entsprechend hohen Implantationsdosen kann es sogar zu einer Amorphisierung des Halbleiterkörpers kommen. Bei einer nachträglichen Wärmebehandlung zur Ausheilung des Kristallgitters diffundieren die Selenatome und segregieren an den vorhandenen Kristallfehlern. Die Segregation führt zur Bildung von Selen-Clustern. Da Selen eine hohe Diffusionskonstante in Silizium aufweist, konzentriert sich vergleichsweise schnell viel Selen in den Clustern.Selenium has a comparatively low solids saturation concentration in silicon, such as for example 9 is apparent. The solids saturation solubility describes the concentration of impurity atoms in a semiconductor lattice, up to which the impurity atoms can be incorporated into the lattice, without disturbing the solid lattice. If the concentration of the foreign atoms, in this case selenium, is increased above the solid-state saturation concentration, selenium is precipitated out of the lattice in the form of clusters. Clustering is preferably carried out on condensation nuclei in the silicon lattice, in which case crystal defects in particular play a role. However, crystal defects inevitably occur as a result of implantation. With correspondingly high implantation doses, it can even lead to an amorphization of the semiconductor body. In a subsequent heat treatment to heal the crystal lattice, the selenium atoms diffuse and segregate on the existing crystal defects. Segregation leads to the formation of selenium clusters. Since selenium has a high diffusion constant in silicon, much selenium concentrates relatively quickly in the clusters.

Die kurzzeitige erste Temperaturbehandlung führt jedoch zu einer deutlichen Reduktion der Segregation von Selen. Die erste Temperaturbehandlung wird dabei so kurz durchgeführt, dass im Wesentlichen keine oder nur eine geringe Diffusion des Selens im Halbleiterkörper erfolgt. Gleichzeitig werden durch die erste Temperaturbehandlung die Kristallgitterschäden und damit die "Kondensationskeime" beseitigt. Wird die erste Temperaturbehandlung so durchgeführt, dass es zu einem Aufschmelzen von oberflächennahen Bereichen des Halbleiterkörpers kommt, erfolgt sogar eine zusätzliche Reinigung dieser Bereiche durch das Aufschmelzen, vergleichbar einem Floating-Zone-Verfahren. Da Selen aufgrund der Kürze der ersten Temperaturbehandlung nicht nennenswert diffundieren kann, kann sich Selen auch nicht in Clustern sammeln. Die Selenatome bleiben daher weitgehend gleichmäßig im Siliziumkristallgitter verteilt.The short term first temperature treatment, however, leads to a significant reduction in segregation of selenium. The first Temperature treatment is carried out so short that essentially no or only a slight diffusion of selenium in the Semiconductor body takes place. At the same time by the first temperature treatment the crystal lattice damage and thus eliminating the "condensation germs". Will be the first temperature treatment carried out so that it is a melting of near-surface Areas of the semiconductor body comes even occurs additional cleaning of these areas by melting, comparable to a floating zone method. Because selenium is due to the Short of the first heat treatment not appreciable Selenium can not collect in clusters either. The selenium atoms therefore remain largely uniform distributed in the silicon crystal lattice.

Im Ergebnis wird durch die erste Temperaturbehandlung die Ausbildung mehratomiger Selencluster, welche wesentlich geringer als implantierte Einzelatome als Dotierstoffquelle wirken, vermieden. Dadurch kann selbst bei deutlicher Störung des Kristallgitters durch die Implantation von Selen, wobei die Amorphisierungsdosis etwa 2·1014/cm2 beträgt, und sogar bei darüber hinaus gehenden Dosen eine Clusterbildung vermindert oder sogar deutlich reduziert werden.As a result, the formation of polyatomic selenium clusters, which act much less than implanted single atoms as dopant source, is avoided by the first temperature treatment. As a result, clustering may be reduced or even significantly reduced even with significant disruption of the crystal lattice by the implantation of selenium, where the amorphization dose is about 2 × 10 14 / cm 2 , and even at higher doses.

Zur Durchführung der ersten Temperaturbehandlung können pro bestrahlte Fläche ein oder mehrere Laserpulse verwendet werden. Eine typische Pulsdauer beträgt dabei etwa 100 nsec bis 300 nsec, wobei dies zu einer Schmelzdauer von etwa 100 nsec bis 800 nsec je nach Leistung des Laserpulses führen kann. Die eingestrahlte Energieflächendichte kann dabei im Bereich von etwa 0,5 bis 10 J/cm2 und insbesondere in einem Bereich größer als 3 J/cm2 liegen. Als Lichtquelle können beispielsweise XeCl-Eximer-Laser mit einer Laserlichtwellenlänge von 308 nm oder Nd-YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 532 nm eingesetzt werden. Weitere geeignete Excimer-Laser mit anderen Gaszusammensetzungen sind F2 (157 nm), Xe (172 nm), ArF (193 nm), KrF (248 nm), XeBr (282 nm) und XeF (351 nm) Laser, wobei insbesondere die Excimer-Laser mit sehr kurzwelliger Emissionswellenlänge für eine oberflächennahe Absorption geeignet sind. Die Maximaltemperatur beim Aufschmelzen liegt dabei etwa bei 1400°C. In einigen Ausführungsbeispielen liegt die erreichte Maximaltemperatur T1 der ersten Temperaturbehandlung bei Werten oberhalb von etwa 700°C. In anderen Ausführungsbeispielen kann die erreichte Maximaltemperatur T1 der ersten Temperaturbehandlung sogar Werte oberhalb von 1000°C bzw. sogar 1100°C und darüber erreichen. Je höher die Maximaltemperatur T1 der ersten Temperaturbehandlung ist, desto kürzer kann deren Dauer sein, so dass dadurch die Ausbildung der Cluster besser vermieden werden kann.To carry out the first temperature treatment, one or more laser pulses can be used per irradiated area. A typical pulse duration is about 100 nsec to 300 nsec, which can lead to a melting time of about 100 nsec to 800 nsec depending on the power of the laser pulse. The radiated energy surface density can be in the range of about 0.5 to 10 J / cm 2 and in particular in a range greater than 3 J / cm 2 . As a light source, for example, XeCl excimer laser with a laser light wavelength of 308 nm or Nd-YAG laser with a wavelength of 532 nm can be used. Other suitable excimer lasers with other gas compositions are F 2 (157 nm), Xe (172 nm), ArF (193 nm), KrF (248 nm), XeBr (282 nm), and XeF (351 nm) lasers Excimer lasers with a very short wavelength emission wavelength are suitable for near-surface absorption. The maximum temperature during melting is approximately 1400 ° C. In some embodiments, the attained maximum temperature T1 of the first temperature treatment is at levels above about 700 ° C. In other embodiments, the attained maximum temperature T1 of the first temperature treatment may even reach values above 1000 ° C or even 1100 ° C and above. The higher the maximum temperature T1 of the first temperature treatment is, the shorter its duration can be, so that the formation of the clusters can be better avoided thereby.

Bei den üblicherweise verwendeten Dotierstoffen wie Bor, Phosphor und Arsen, wird dagegen nur eine sehr geringe Clusterbildung beobachtet. Auch ist die Festkörpersättigungslöslichkeit dieser Dotierstoffe, wie 9 entnommen werden kann, vergleichsweise hoch, so dass die Konzentration von elektrisch aktivem Dotierstoff bei den üblicherweise verwendeten Dotierstoffen ebenfalls sehr hoch ist. Dabei werden unter elektrisch aktivem Dotierstoff die Dotierstoffatome verstanden, die im Gitter des Halbleiterkörpers eingebaut sind und damit elektrisch aktiviert werden können, d. h. diese wirken als Donatoren bzw. Akzeptoren. Die in Clustern konzentrierten Dotierstoffatome sind dagegen nicht im Gitter eingebaut und können daher auch nicht als Donatoren bzw. Akzeptoren wirken.In the case of the commonly used dopants such as boron, phosphorus and arsenic, on the other hand, only a very small cluster formation is observed. Also, the solid state solubility of these dopants, such as 9 can be taken, comparatively high, so that the concentration of electrically active dopant in the commonly used dopants is also very high. In this case, electrically dopant means the dopant atoms which are incorporated in the lattice of the semiconductor body and thus can be electrically activated, ie they act as donors or acceptors. In contrast, the dopant atoms concentrated in clusters are not incorporated in the lattice and therefore can not act as donors or acceptors.

Bei Schwefel, Indium und Antimon kann ebenfalls eine störende Segregation auftreten. So zeigt insbesondere auch Indium eine relativ geringe Festkörpersättigungslöslichkeit und eine starke Tendenz zur Präzipitation bzw. Segregation aus dem Siliziumgitter.at Sulfur, indium and antimony can also be a nuisance Segregation occur. In particular, indium also shows a relative low solids saturation solubility and a strong tendency for precipitation or segregation from the silicon grid.

Zur Durchführung der ersten Temperaturbehandlung kann beispielsweise der Strahlquerschnitt eines Laserstrahls 7 so konzentriert werden, dass die gewünschte Energiedichte erreicht wird. Die maximal zu belichtende Fläche hängt somit von der Leistungsfähigkeit des verwendeten Lasers ab. Die belichtete Fläche kann dabei etwa quaderförmig mit einer Kantenlänge von beispielsweise etwa 15 mm sein. Beispielsweise mit jeweils einem Impuls wird der Halbleiterkörper 1 an seiner ersten Oberfläche 3 aufgeschmolzen. Dann wird der Halbleiterkörper 1 bzw. die Abbildungsoptik des Lasers relativ zueinander versetzt und ein weiterer Flächenbereich durch einen weiteren Laserpul aufgeschmolzen. Der Versatz wird dabei so gewählt, dass ein leichter Überlapp zwischen belichteten Flächen auftritt, so dass ein vollständiges Aufschmelzen aller gewünschten Oberflächenbereiche sichergestellt ist. Erfolgt die Implantation nur in einzelne Oberflächenbereiche, beispielsweise bei Verwendung von Implantationsmasken, genügt es, nur diese Bereiche der ersten Temperaturbehandlung zu unterziehen, d. h. zu bestrahlen.For carrying out the first temperature treatment, for example, the beam cross section of a laser beam 7 be concentrated so that the desired energy density is achieved. The maximum area to be exposed thus depends on the performance of the laser used. The exposed surface may be approximately cuboid with an edge length of, for example, about 15 mm. For example, each with a pulse, the semiconductor body 1 at its first surface 3 melted. Then the semiconductor body becomes 1 or the Imaging optics of the laser offset relative to each other and another surface area melted by another laser pulse. The offset is chosen so that a slight overlap between exposed areas occurs, so that a complete melting of all desired surface areas is ensured. If the implantation takes place only in individual surface areas, for example when using implantation masks, it is sufficient to subject only these areas to the first temperature treatment, ie to irradiate them.

Es soll angemerkt werden, dass bei der ersten Temperaturbehandlung die Energie im Wesentlichen nur der ersten Oberfläche 3 zugeführt wird, so dass die erste Temperaturbehandlung insbesondere bei Verwendung von kurzen Laserpulsen nur zu einem Aufschmelzen bzw. Aufheizen der ersten Oberfläche 3 des Halbleiterkörpers 1 führt. Bei Verwendung von Blitzlampen, deren Pulsdauer im Bereich von Millisekunden liegt, kann es dagegen auch zu einem deutlichen Aufheizen der zweiten Oberfläche 4 kommen. Die Temperatureinwirkung ist im Wesentlichen auf diese Oberseite begrenzt, so dass auf der zweiten Oberfläche 4 befindliche Strukturen thermisch nicht oder nur gering belastet werden. Da die eingestrahlte Energie relativ schnell dissipiert, führt die Wärmebehandlung auf der ersten Oberfläche 3 nur zu einem geringen Aufwärmen der zweiten Oberfläche 4. Da durch können auf der zweiten Oberfläche 4 sogar Strukturen vorhanden sein, beispielsweise Metallisierungen, die bei Temperaturen zwischen 400°C und 500°C schmelzen.It should be noted that in the first temperature treatment, the energy is substantially only the first surface 3 is supplied, so that the first temperature treatment, especially when using short laser pulses only to a melting or heating of the first surface 3 of the semiconductor body 1 leads. When using flashlamps whose pulse duration is in the range of milliseconds, however, it can also lead to a significant heating of the second surface 4 come. The temperature effect is essentially limited to this upper side, so that on the second surface 4 structures are not thermally or only slightly loaded. Since the radiated energy dissipates relatively quickly, the heat treatment on the first surface 3 only a small warm up of the second surface 4 , Because through can on the second surface 4 even structures are present, for example metallizations, which melt at temperatures between 400 ° C and 500 ° C.

Nach der ersten Temperaturbehandlung wird eine zweite Temperaturbehandlung durchgeführt, deren Maximaltemperatur T2 unterhalb der Maximaltemperatur T1 der ersten Temperaturbehandlung liegt. Die zweite Temperaturbehandlung ist schematisch in 1C gezeigt. Typischerweise ist die zweite Temperaturbehandlung ein Ofenprozess, durch den der eingebrachte Dotierstoff ausdiffundiert und damit die räumliche Ausdehnung der Dotierungszone, die in 1C mit 6 bezeichnet ist, eingestellt. Die zweite Temperaturbehandlung ist schematisch in 1C durch die gewellte Linie 8 angedeutet. Die Dotierungszone 6 kann neben dem Dotierstoff 2 noch mit weiteren Dotierstoffen, beispielsweise die der Grunddotierung des Halbleiterkörpers, dotiert sein. Der Dotierstoff 2 sollte jedoch die vorherrschende Dotierung sein.After the first temperature treatment, a second temperature treatment is carried out whose maximum temperature T2 is below the maximum temperature T1 of the first temperature treatment. The second temperature treatment is schematically in 1C shown. Typically, the second temperature treatment is a furnace process by which the introduced dopant diffuses out and thus the spatial extent of the doping zone, which in 1C With 6 is designated, set. The second temperature treatment is schematically in 1C through the wavy line 8th indicated. The doping zone 6 can be next to the dopant 2 be doped with other dopants, such as the basic doping of the semiconductor body. The dopant 2 should, however, be the predominant doping.

Bei einem typischen Ofenprozess kann der Halbleiterkörper 1 beispielsweise in einen auf etwa 600°C vorgeheizten Ofen eingebracht werden. Nachdem sich der Halbleiterkörper 1 auf diese Temperatur erwärmt hat, erfolgt ein kontrolliertes Aufheizen auf beispielsweise 900°C mit einem Temperaturgradienten von etwa 1 bis 10°C/min. In Abhängigkeit von der gewünschten Diffusionstiefe wird der Halbleiterkörper 1 bei der Zieltemperatur für mindestens 1 min und insbesondere mehr als 5 min temperiert. Typische Zeiten liegen sogar bei mindestens 10 bis 15 min, wobei eine durchschnittliche Temperierungszeit bei der Zieltemperatur etwa 30 Minuten beträgt. Als Zeitdauer der zweiten Temperaturbehandlung gilt dabei die Dauer der Temperung bei der Zieltemperatur T2. Anschließend wird der Halbleiterkörper beispielsweise mit einem Temperaturgradienten von etwa 1 bis 10°C/min und insbesondere etwa 5°C/min auf Tempera turen unterhalb von 600°C abgekühlt und dann dem Ofen entnommen.In a typical oven process, the semiconductor body may 1 For example, be introduced into a preheated to about 600 ° C oven. After the semiconductor body 1 heated to this temperature, there is a controlled heating to, for example, 900 ° C with a temperature gradient of about 1 to 10 ° C / min. Depending on the desired depth of diffusion, the semiconductor body becomes 1 tempered at the target temperature for at least 1 min and in particular more than 5 min. Typical times are even at least 10 to 15 minutes, with an average Temperierungszeit at the target temperature is about 30 minutes. The duration of the heat treatment at the target temperature T2 applies here as the duration of the second temperature treatment. Subsequently, the semiconductor body is cooled, for example, with a temperature gradient of about 1 to 10 ° C / min and in particular about 5 ° C / min at temperatures below 600 ° C and then removed from the oven.

Die Zieltemperatur bzw. Maximaltemperatur 12 der zweiten Temperaturbehandlung liegt bei einigen Ausführungsformen unterhalb von 1000°C. In anderen Ausführungsbeispielen erreicht die Zieltemperatur 12 dagegen nur Werte im Bereich bis zu 950°C. Typischerweise liegt die Zieltemperatur 12 etwa im Bereich von 700°C bis 950°C.The target temperature or maximum temperature 12 the second temperature treatment is below 1000 ° C in some embodiments. In other embodiments, the target temperature reaches 12 however, only values in the range up to 950 ° C. Typically, the target temperature is 12 approximately in the range of 700 ° C to 950 ° C.

Durch die zweistufige Temperaturbehandlung ist es möglich, die Konzentration des elektrisch aktiven Dotierstoffs sogar soweit zu erhöhen, dass Sie oberhalb der Festkörpersättigungslöslichkeit im Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers liegt. Daher wird der Dotierstoff in einer Ausführungsform mit einer Dosis eingebracht, die so gewählt ist, dass die Konzentration des Dotierstoffs im Halbleiterkörper zumindest bereichsweise höher ist als die Festkörpersättigungslöslichkeit des Halbleitermaterials des Halbleiterkörpers.By The two-stage temperature treatment makes it possible to use the Concentration of the electrically active dopant even as far Increase that above the solids saturation solubility lies in the semiconductor material of the semiconductor body. Therefore, will the dopant in one embodiment with a dose introduced, which is chosen so that the concentration the dopant in the semiconductor body at least partially is higher than the solids saturation solubility the semiconductor material of the semiconductor body.

Die Erhöhung der Konzentration des elektrisch aktiven Dotierstoffs gegenüber der Festkörpersättigungslöslichkeit lässt sich dabei, ohne sich einschränken zu wollen, wie folgt verstehen. In aufgeschmolzenem Halbleitermaterial kann der Dotierstoff in einer Konzentration vorliegen, welche die Festkörpersättigungslöslichkeit deutlich übersteigen kann. Durch ein rasches Aufschmelzen und insbesondere rasches Abkühlen wird erreicht, dass über die Festkörpersättigungslöslichkeit hinaus mehr Dotierstoffatome in das Kristallgitter eingebaut werden. Erfolgt das Abkühlen auf ausreichend geringe Temperaturen so schnell, dass die Dotierstoffatome weitgehend immobil sind, ist auch eine Segregation bis zu einem gewissen Grad oder sogar weitgehend unterdrückt. Wird die Konzentration der Dotierstoffatome über die Festkörpersättigungslöslichkeit er höht, kann dies allerdings zu Verspannungen innerhalb des Kristalls führen. Die eingebauten Fremdatome sind dabei jedoch elektrisch aktiv, d. h. sie sitzen an Gitterplätzen. Verspannte Halbleitergitter sind insbesondere dann tolerierbar, wenn sie beispielsweise als dünne Schichten ausgebildet sind. Daher kann die Konzentration des elektrisch aktiven Dotierstoffs insbesondere bereichsweise, beispielsweise in dünnen Schichten, höher als die Festkörpersättigungslöslichkeit im Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers sein. Beispielsweise kann die Konzentration des elektrisch aktiven Selens in der Dotierungszone 6 größer als 1016/cm3 und insbesondere größer als 5·1016/cm3 sein. Dies gilt ebenso für Schwefel. Bei Indium kann sogar eine noch höhere Konzentration erreicht werden, beispielsweise etwa 1·1018/cm3 bis etwa 3·1018/cm3.The increase in the concentration of the electrically active dopant compared to the solids saturation solubility can be understood as follows without wishing to be limited. In molten semiconductor material, the dopant can be present in a concentration which can significantly exceed the solids saturation solubility. By a rapid melting and in particular rapid cooling is achieved that more than the solids saturation solubility more dopant atoms are incorporated into the crystal lattice. If cooling to sufficiently low temperatures occurs so rapidly that the dopant atoms are largely immobile, segregation is also suppressed to some extent or even largely suppressed. If the concentration of the dopant atoms on the solid solubility it increases, however, this can lead to tensions within the crystal. The built-in foreign atoms, however, are electrically active, ie they sit at lattice sites. Strained semiconductor gratings are particularly tolerable, for example, if they are formed as thin layers. Therefore, the concentration of the electrically active dopant, in particular in regions, for example in thin layers, be higher than the solids saturation solubility in the semiconductor material of the semiconductor body. For example, the concentration of the electrically active selenium in the doping zone 6 greater than 10 16 / cm 3 and in particular greater than 5 x 10 16 / cm 3 . This also applies to sulfur. With indium, even an even higher concentration can be achieved, for example, about 1 × 10 18 / cm 3 to about 3 × 10 18 / cm 3 .

Gemäß einer Ausführungsform kann auf der ersten Oberfläche 3 des Halbleiterkörpers 1 eine optionale Barriereschicht 9 zumindest bereichsweise ausgebildet werden. Die Barriereschicht 9, die in 1C gestrichelt dargestellt ist, kann beispielsweise durch Oxidation der ersten Oberfläche 3 des Halbleiterkörpers 1 und/oder durch Abscheiden einer Schicht auf die erste Oberfläche 3 gebildet werden. Die Barriereschicht 9 soll dabei ein Abdampfen des eingebrachten Dotierstoffs von der ersten Oberfläche 3 unterbinden bzw. deutlich vermindern. Geeignete Materialien für die Barriereschicht 9 sind beispielsweise Siliziumoxid sowie Siliziumnitrit. Siliziumoxid kann beispielsweise durch thermische Oxidation bzw. Abscheidung einer TEOS-Schicht gebildet werden. Siliziumnitrit wird typischerweise abgeschieden oder durch Nitridierung von Silizium gebildet. Eine Kombination dieser Materialien ist ebenfalls möglich.According to one embodiment, on the first surface 3 of the semiconductor body 1 an optional barrier layer 9 be formed at least partially. The barrier layer 9 , in the 1C is shown by dashed lines, for example, by oxidation of the first surface 3 of the semiconductor body 1 and / or by depositing a layer on the first surface 3 be formed. The barrier layer 9 intended to evaporate the introduced dopant from the first surface 3 prevent or significantly reduce. Suitable materials for the barrier layer 9 are, for example, silicon oxide and silicon nitrite. Silicon oxide can be formed for example by thermal oxidation or deposition of a TEOS layer. Silicon nitrite is typically deposited or formed by nitriding silicon. A combination of these materials is also possible.

Ist eine Diffusionsbeschleunigung beim Eintreiben des Dotierstoffs mittels der zweiten Temperaturbehandlung gewünscht, so können – insbesondere durch die Barriereschicht 9 hindurch – Siliziumzwischengitteratome, z. B. durch Implantation eines vorn Dotierstoff 2 verschiedenen Implantationsstoffs in den Halbleiterkörper 1 eingebracht werden. Dabei sollte die Dosis noch deutlich unter der Amorphisierungsgrenze liegen, um eine Clusterbildung des eingebrachten Dotierstoffs 2 zu vermeiden. Das Einbringen des Implantationsstoffs erfolgt typischerweise nach der ersten Temperaturbehandlung. Die Barriereschicht 9 kann dagegen vor oder nach der ersten Temperaturbehandlung erzeugt werden. Als Implantationsstoff eignen sich insbesondere solche Atome, die bezüglich des Halbleitermaterials des Halbleiterkörpers 1 nicht dotierend sind. Im Falle des Siliziumhalbleiterkörpers sind dies insbesondere Siliziumatome. Siliziumzwischengitteratome werden jedoch auch durch eine Oxidation der Halbleiteroberfläche injiziert, so dass bereits die Ausbildung einer thermisch hergestellten Siliziumoxidbarrierenschicht 9 zur Ausbildung von Zwischengitteratomen und damit zu einer Diffusionsbeschleunigung führt.If a diffusion acceleration during the driving in of the dopant by means of the second temperature treatment is desired, then in particular through the barrier layer 9 through - silicon interstitials, e.g. B. by implantation of a front dopant 2 different implantation material in the semiconductor body 1 be introduced. The dose should still be well below the amorphization limit in order to form a cluster of the introduced dopant 2 to avoid. The introduction of the implantation material typically takes place after the first temperature treatment. The barrier layer 9 on the other hand can be generated before or after the first temperature treatment. Particularly suitable as implantation material are those atoms which, relative to the semiconductor material of the semiconductor body 1 are not doping. In the case of the silicon semiconductor body, these are in particular silicon atoms. However, interlattice silicon atoms are also injected by oxidation of the semiconductor surface, thus already forming a thermally-made silicon oxide barrier layer 9 leads to the formation of interstitial atoms and thus to a diffusion acceleration.

In einer weiteren Ausführungsform können mehrere kurze erste Temperaturbehandlungen durchgeführt werden. Dabei kann zwischen den Temperaturbehandlungen weiterer Dotierstoff 2 in den Halbleiterkörper 1 eingebracht werden. So ist es beispielsweise möglich, bei Verwendung mehrerer Laserpulse bzw. höherenergetischer Pulse zum Ausheilen der ersten Oberfläche 3 auf die zweite Temperaturbehandlung zu verzichten. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn auf der zweiten Oberseite 4 des Halbleiterkörpers 1 bereits eine Metallisierung bzw. Passivierung aufgebracht ist, da durch die extrem kurzen Energiepulse des Lasers die Temperatur auf der zweiten Oberseite unterhalb von etwa 400 bis 450°C gehalten werden kann und somit die dort befindliche Metallisierung und Passivierung in einem kompatiblen Temperaturbereich bleibt.In a further embodiment, several short first temperature treatments may be performed. In this case, between the temperature treatments further dopant 2 in the semiconductor body 1 be introduced. Thus, it is possible, for example, when using a plurality of laser pulses or higher energy pulses for annealing the first surface 3 to dispense with the second temperature treatment. This is of particular interest when on the second top 4 of the semiconductor body 1 already a metallization or passivation is applied because the temperature on the second upper side can be kept below about 400 to 450 ° C by the extremely short energy pulses of the laser and thus the metallization and passivation located there remains in a compatible temperature range.

Durch Verwendung von mehreren aufschmelzenden Laserpulsen werden die implantierten Dotierstoffatome bereits geringfügig ausdiffundiert. Da durch das Aufschmelzen auch auf der ersten Oberfläche 3 aufliegende Partikel entfernt werden, können somit auch mehrere Implantationen erfolgen, zwischen denen beispielsweise mindestens ein Laserannealschritt (eine erste Temperaturbehandlung) durchgeführt wird, um den Einfluss von Maskierungen zu reduzieren. Störende Maskierungen werden beispielsweise durch Verunreinigungen auf der ersten Oberfläche 3, beispielsweise durch Partikel, verursacht. In den durch die aufliegenden Partikel abgeschatteten Bereichen erfolgt keine Implantation von Dotierstoff. Allerdings wirkt sich das Aufschmelzen durch die Laserannealschritte auch auf das Ausdiffundieren des Dotierstoffs in die abgeschatteten Bereiche aus, da die Dotierstoffatome eine relativ hohe laterale Diffusionslänge in dem oberflächlich aufgeschmolzenen Halbleiterkörper aufweisen.By using several reflowing laser pulses, the implanted dopant atoms are already slightly diffused out. Because of the melting even on the first surface 3 As a result, several implantations can be carried out, between which, for example, at least one laser annealing step (a first thermal treatment) is carried out in order to reduce the influence of masking. Disturbing masking, for example, by impurities on the first surface 3 caused by particles, for example. There is no implantation of dopant in the areas shaded by the overlying particles. However, the melting through the laser annealing steps also has an effect on the outdiffusion of the dopant into the shaded regions, since the dopant atoms have a relatively high lateral diffusion length in the semiconductor body which has been melted on the surface.

Es ist daher möglich, die erste Temperaturbehandlung in zumindest zwei separate Temperaturschritte aufzuteilen, die jeweils für sich sehr kurz sind und zu einem Aufheizen der ersten Oberfläche auf eine Temperatur T1 führen, welche die Schmelztemperatur des Halbleitermaterials des Halbleiterkörpers 1 erreichen kann. Ebenso ist es möglich, den Dotierstoff durch mindestens zwei separate Implantationsschritte einzubringen, wobei sich nach jedem Implantationsschritt ein kurzer Temperaturschritt anschließt. Auf eine nachfolgende zweite Temperaturbehandlung kann, wenn sich nach dem letzten Implantationsschritt beispielsweise mehrere Temperaturschritte anschließen, auch verzichtet werden.It is therefore possible to divide the first temperature treatment into at least two separate temperature steps which are each very short and lead to a heating of the first surface to a temperature T1, which is the melting temperature of the semiconductor material of the semiconductor body 1 can reach. It is also possible to introduce the dopant by at least two separate implantation steps, followed by a short temperature step after each implantation step. On a subsequent second temperature treatment can, if following the last implantation step, for example, join several temperature steps, also be dispensed with.

Mit Bezug auf 2 bis 5 sollen nachfolgend einige Halbleiterbauelemente beschrieben werden, bei denen das oben skizzierte Verfahren zur Bildung von Halbleitergebieten, bei spielsweise Feldstoppschichten, eingesetzt werden kann. Das Verfahren ist jedoch nicht auf die Bildung von Feldstoppschichten beschränkt.Regarding 2 to 5 will be described below some semiconductor devices in which the method outlined above for the formation of semiconductor regions, for example, field stop layers can be used. However, the method is not limited to the formation of field stop layers.

2A und 2B zeigen unterschiedlich ausgebildete Emitterstrukturen, die sich jeweils beliebig mit den in 3A bis 3C gezeigten Zellstrukturen kombinieren lassen. Dies geschieht durch gedankliches Kombinieren einer der in 2A und 2B gezeigten Strukturen mit einer der in 3A bis 3C gezeigten Strukturen, wobei die 2A bis 2B dann den unteren Bereich des Halbleiterbauelements und die 3A bis 3C den oberen Teil des Halbleiterbauelements zeigen. Die Kombination erfolgt an der gestrichelten Linie. 2A and 2 B show differently formed emitter structures, each with arbitrary with in 3A to 3C let combine shown cell structures. This is done by thoughtfully combining one of the in 2A and 2 B shown structures with one of in 3A to 3C structures shown, wherein the 2A to 2 B then the lower portion of the semiconductor device and the 3A to 3C show the upper part of the semiconductor device. The combination takes place on the dashed line.

Ein Halbleiterkörper 10 weist im Bereich seiner ersten Oberfläche 11 (im vorliegenden Fall Rückseite) ein Emittergebiet 18 auf, das beispielsweise p-leitend ist. Zwischen dem Emittergebiet 18 und einem Driftgebiet 13, das sich typischerweise in einem mittleren Bereich des Halbleiterkörpers 10 erstreckt, ist eine Feldstoppschicht 16 angeordnet. Das Driftgebiet 13 ist beispielsweise schwach n-dotiert. Die Feldstoppschicht 16 ist ebenfalls n-dotiert, weist jedoch eine höhere Dotierstoffkonzentration als das Driftgebiet 13 auf. Die Feldstoppschicht 16 lässt sich beispielsweise durch das oben beschriebene Verfahren durch Einbringen, beispielsweise durch Implantation, eines Dotierstoffs in die erste Oberfläche 11 des Halbleiterkörpers 10 mit anschließender kurzer erster und längerer zweiter Temperaturbehandlung bilden. Die zweite Temperaturbehandlung dient dann insbesondere dem Eintreiben des Dotierstoffs, so dass sich die Feldstoppschicht 16 von der ersten Oberfläche 11 aus gesehen weiter in den Halbleiterkörper 10 erstreckt als das Emittergebiet 18.A semiconductor body 10 points in the area of its first surface 11 (in the present case back) an emitter area 18 on, which is p-type, for example. Between the emitter area 18 and a drift area 13 typically located in a central region of the semiconductor body 10 extends is a field stop layer 16 arranged. The drift area 13 is, for example, weakly n-doped. The field stop layer 16 is also n-doped, but has a higher dopant concentration than the drift region 13 on. The field stop layer 16 can be, for example, by the method described above by introducing, for example by implantation, a dopant in the first surface 11 of the semiconductor body 10 followed by a short first and a longer second temperature treatment. The second temperature treatment then serves in particular for driving in the dopant, so that the field stop layer 16 from the first surface 11 from further into the semiconductor body 10 extends as the emitter area 18 ,

Auf der ersten Oberfläche 11 kann eine Rückseitenmetallisierung 31 ausgebildet sein, die mit einem Rückseitenanschluss 30 verbunden ist. Es ist ebenfalls möglich, hoch dotierte gleitende Dotierstoffinseln 17, wie in 2B gezeigt, auszubilden. Durch die Verwendung von hoch dotierten Dotierstoffinseln 17 kann der Durchlasswiderstand des Halbleiterbauelements weiter reduziert werden. Alternativ können die Dotierstoffinseln 17 auch n-dotiert sein, um somit eine Rückwärtsleitfähigkeit des Bauelements zu ermöglichen. Eine in lateraler Richtung alternierende Abfolge von n- und p-dotierten Dotierstoffinseln ist auch möglich.On the first surface 11 can be a backside metallization 31 be formed, which with a backside connection 30 connected is. It is also possible to have highly doped sliding dopant islands 17 , as in 2 B shown to train. By using highly doped dopant islands 17 For example, the on-resistance of the semiconductor device can be further reduced. Alternatively, the dopant islands 17 also be n-doped, thus allowing a Rückwärtsleitfähigkeit the device. A laterally alternating sequence of n- and p-doped dopant islands is also possible.

Bei der in 3A gezeigten Zellstruktur eines IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) sind im Bereich der zweiten Oberfläche 12 (im vorliegenden Fall Vorderseite bzw. Hauptfläche) des Halbleiterkörpers 10 beispielsweise p-leitende Bodygebiete 14 eindiffundiert. N-leitende Sourcegebiete 15 sind an der zweiten Oberfläche 12 in die Bodygebiete 14 eingebettet. Leitfähige Kanäle, im vorliegenden Fall n-Kanäle, werden in den Bodygebieten 14 an der zweien Oberfläche 12 unterhalb von Gateelektroden 20 ausgebildet. Mittels der Gateelektroden 20 lässt sich dadurch die Basiszone bzw. das Driftgebiet 13 des IGBTs steuern. Die Gateelektroden 20 sind durch ein Gatedielektrikum 21 gegenüber dem Halbleiterkörper 10 sowie einer auf der zweiten Oberfläche 12 aufgebrachten Vorderseitenmetallisierung 41, die mit einem Vorderseitenanschluss 40 verbunden ist, elektrisch isoliert.At the in 3A shown cell structure of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) are in the area of the second surface 12 (Front surface or main surface in the present case) of the semiconductor body 10 For example, p-conducting body areas 14 diffused. N-type source regions 15 are at the second surface 12 into the body areas 14 embedded. Conductive channels, in this case n-channels, are used in the body regions 14 at the two surface 12 below gate electrodes 20 educated. By means of the gate electrodes 20 can thereby be the base zone or the drift area 13 control the IGBT. The gate electrodes 20 are through a gate dielectric 21 opposite to the semiconductor body 10 as well as one on the second surface 12 applied front side metallization 41 that with a front port 40 connected, electrically isolated.

In der Schaltungstechnik wird dagegen beim IGBT die Vorderseite als Emitter und die Rückseite als Kathode bezeichnet, wobei dies jedoch nicht mit den bauteilphysikalischen Strukturen des IGBTs korreliert.In the circuit technology, however, the IGBT the front as Emitter and the back called the cathode, where but not with the component physical structures of the IGBT correlated.

Die in 3B gezeigte Kathodenstruktur eines MCTs (MOS-controlled Thyristor) weist dagegen ein p-leitendes Basisgebiet 24 mit darin eingebetteten n-leitenden Emittergebieten 23 auf. P-leitende Inseln 22 sind in die Emittergebiete 23 eingebettet. Leitfähige Kanäle 28 werden zwischen den Inseln 22 und der Basis 24 im Emittergebiet 23 unterhalb der Gateelektroden 20 ausgebildet.In the 3B In contrast, the cathode structure of an MCT (MOS-controlled thyristor) shown has a p-type base region 24 with n-type emitter regions embedded therein 23 on. P-conducting islands 22 are in the emitter areas 23 embedded. Conductive channels 28 be between the islands 22 and the base 24 in the emitter area 23 below the gate electrodes 20 educated.

Anstelle der in den 3A und 3B gezeigten planaren Zellstrukturen mit einem planarem Gate kann natürlich auch das Gate in einem Graben im Halbleitermaterial realisiert werden, wobei der sich ausbildende Kanal in einer Richtung etwa senkrecht zur zweiten Oberfläche 12 ausgebildet wird. Solche Anordnungen werden häufig als Trench-Gate bezeichnet.Instead of in the 3A and 3B Of course, the gate in a trench in the semiconductor material shown can also be realized with the planar gate planar cell structures shown, wherein the forming channel is in a direction approximately perpendicular to the second surface 12 is trained. Such arrangements are often referred to as a trench gate.

Die in 3C gezeigte Kathodenstruktur eines GTOs (Gate turn-off Thyristor) weist dagegen ein p-leitendes Basisgebiet 25 auf, in dem n-leitende Kathodengebiete 26 ausgebildet sind. Lediglich die Kathodengebiete 26 tragen die Kathodenmetallisierung 41. Zwischen den Kathodengebieten 26 sind Gateelektroden 27 angeordnet.In the 3C In contrast, the cathode structure of a GTO (gate turn-off thyristor) shown has a p-type base region 25 on, in the n-type cathode regions 26 are formed. Only the cathode areas 26 carry the cathode metallization 41 , Between the cathode areas 26 are gate electrodes 27 arranged.

4 zeigt dagegen die Struktur einer Leistungsdiode mit einem im Bereich der ersten Oberfläche 11 ausgebildeten Emittergebiet 18, das mit einer Anodenmetallisierung 31 belegt ist. Zwischen dem Emittergebiet 18 (Anodenemitter) und der hier rückseitigen zweiten Oberfläche 12, die mit der Kathodenmetallisierung 41 bedeckt ist, erstreckt sich das Driftgebiet 13, an das sich zur zweiten Oberfläche 12 hin eine Feldstoppschicht 16 anschließt. Die Wirkung der Feldstoppschicht bezüglich des elektrischen Feldes ist in 5 angedeutet. Wie daraus erkennbar ist, wird das elektrische Feld in der Feldstoppschicht 16 im Vergleich zur Driftzone 13 erheblich stärker abgebaut, so dass ein Durchgriff des elektrischen Fel des und damit des sperrenden pn-Übergangs zwischen dem Emittergebiet 18 und der Driftzone 13 nicht auf die rückseitige Kathodenmetallisierung 41 durchgreifen kann. 4 on the other hand shows the structure of a power diode with one in the region of the first surface 11 trained emitter area 18 that with an anode metallization 31 is occupied. Between the emitter area 18 (Anode emitter) and the second back surface here 12 associated with the cathode metallization 41 is covered, the drift area extends 13 , to the second surface 12 towards a field stop layer 16 followed. The effect of the field stop layer with respect to the electric field is in 5 indicated. As can be seen, the electric field in the field stop layer 16 in comparison to the drift zone 13 degraded considerably stronger, so that a penetration of the electric Fel and thus the blocking pn junction between the emitter region 18 and the drift zone 13 not on the backside cathode metallization 41 can pass through.

Im Fall der in 2A und 2B gezeigten Strukturen umfasst das Halbleiterbauelement daher im Allgemeinen ein erstes Halbleitergebiet vom ersten Leitungstyp (hier n-leitend), ein zweites Halbleitergebiet vom ersten Leitungstyp sowie ein drittes Halbleitergebiet vom zum ersten Leitungstyp komplementären zweiten Leitungstyp, wobei das zweite Halbleitergebiet zwischen dem ersten und dritten Halbleitergebiet liegt und mit jedem dieser Gebiete jeweils einen Übergangsbereich ausbildet. Das zweite Halbleitergebiet wird in 2A und 2B von der Feldstoppschicht 16 gebildet, die höher dotiert ist als das das erste Halbleitergebiet bildende Driftgebiet 13. Das dritte Halbleitergebiet wird hier vom Emittergebiet 18 gebildet.In the case of in 2A and 2 B Therefore, the semiconductor device generally comprises a first semiconductor region of the first conductivity type (here n-type), a second semiconductor region of the first conductivity type, and a third semiconductor region of the second conductivity type complementary to the first conductivity type, the second semiconductor region being located between the first and third semiconductor regions and with each of these areas each forms a transition region. The second semiconductor region is in 2A and 2 B from the field stop layer 16 is formed, which is doped higher than the first semiconductor region forming drift region 13 , The third semiconductor region is here from the emitter region 18 educated.

Im Gegensatz dazu ist bei der in 4 gezeigten Struktur das erste Halbleitergebiet zwischen dem zweiten und dritten Halbleitergebiet angeordnet.In contrast, at the in 4 structure shown, the first semiconductor region disposed between the second and third semiconductor region.

Das zweite Halbleitergebiet (Feldstoppschicht 16) kann bei allen Strukturen mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden und ist insbesondere mit Schwefel, Selen, Indium bzw. Antimon dotiert, wobei die Konzentration des elektrisch aktiven Dotierstoffs größer als 5·1015/cm3 ist.The second semiconductor region (field stop layer 16 ) can be prepared in all structures by the method described above and is doped in particular with sulfur, selenium, indium or antimony, wherein the concentration of the electrically active dopant is greater than 5 · 10 15 / cm 3 .

Die Verwendung von Schwefel und insbesondere Selen zur Ausbildung der Feldstoppschicht 16 bietet besondere Vorteile im Hinblick auf das elektrische Verhalten von Halbleiterbauelementen. Dies soll beispielhaft anhand eines IGBTs beschrieben werden. Eine beispielhafte Struktur eines IGBTs ergibt sich durch Kombination der in 2A und 3A gezeigten Strukturen. Ein zugehöriges Dotierungsprofil entlang einer vertikalen Li nie durch den IGBT ist in 6 dargestellt. Dabei bezeichnet 50 die vertikale Ausdehnung des Sourcegebiets 15, 51 die vertikale Ausdehnung des Bodygebiets 14, 52 die des Driftgebietes 13, 53 die der Feldstoppschicht 16 und 54 die des Emittergebiets 18.The use of sulfur and especially selenium to form the field stop layer 16 offers particular advantages with regard to the electrical behavior of semiconductor devices. This will be described by way of example on the basis of an IGBT. An exemplary structure of an IGBT is given by combining the in 2A and 3A shown structures. An associated doping profile along a vertical line through the IGBT is shown in FIG 6 shown. This designates 50 the vertical extent of the source region 15 . 51 the vertical extent of the body area 14 . 52 the drift area 13 . 53 that of the field stop layer 16 and 54 those of the emitter area 18 ,

Schwefel und Selen sind Dotierstoffe, die bezüglich eines Siliziumgrundmaterials jeweils mindestens zwei Energieniveaus haben, die innerhalb der Bandlücke des Siliziums liegen und vom Leitungs- und Valenzband des Siliziums mindestens 200 meV entfernt sind. Dadurch sind diese Dotierstoffatome bei Zimmertemperatur nur zum Teil elektrisch aktiv. Wird der mit Selen bzw. Schwefel dotierte Bereich jedoch von einer Raumladungszone erfasst, werden die Dotierstoffatome vollständig als Doppeldonatoren aktiv, d. h. sie wirken als Donatoren mit zwei freigesetzten Ladungsträgern, so dass ein Schwefel- bzw. Selenatom zweifach geladen ist. Die Energieniveaus von Schwefel und Selen liegen so tief in der Siliziumbandlücke, dass sie erst bei Anlegen einer Raumladungszone vollständig elektrisch aktiviert werden. Beispielsweise liegt ein Energieniveau von Schwefel 260 meV unterhalb des Leitungsbands in Silizium und ein zweites Energieniveau liegt bei 480 meV oberhalb des Valenzbandes. Die Bandlücke von Silizium beträgt 1120 meV. Bei Selen liegen die beiden Energieniveaus etwa 310 meV bzw. 590 meV unterhalb des Leitungsbandes von Silizium. Das elektrisch aktive Dotierstoffprofil ändert sich daher in Abhängigkeit von der Ausdehnung der Raumladungszone, wobei im Sperrfall erheblich mehr Dotierstoffe elektrisch aktiv sind. In 6 ist das unterschiedliche Verhalten von Schwefel und Selen angedeutet, wobei mit 55 das elektrisch wirksame Dotierstoffprofil in Durchlassrichtung und mit 56 das elektrisch wirksame Dotierstoffprofil in Sperrrichtung eingezeichnet ist. Der scharfe Abfall des Profilverlaufs 56 rührt daher, dass sich die Raumladungszone im Sperrfall nur etwa bis zur Mitte der Feldstopp schicht 16 ausdehnt und daher die Selen- bzw. Schwefel-Störstellen nur in diesem Bereich vollständig aktiviert werden.Sulfur and selenium are dopants that each have at least two energy levels with respect to a silicon base material that are within the silicon band gap and are at least 200 meV away from the silicon conduction and valence band. As a result, these dopant atoms are only partially electrically active at room temperature. However, if the region doped with selenium or sulfur is detected by a space charge zone, the dopant atoms become completely active as double donors, ie they act as donors with two released charge carriers, so that a sulfur or selenium atom is charged twice. The energy levels of sulfur and selenium are so deep in the silicon band gap that they are fully electrically activated only when a space charge zone is applied. For example, an energy level of sulfur is 260 meV below the conduction band in silicon and a second energy level is 480 meV above the valence band. The bandgap of silicon is 1120 meV. For selenium, the two energy levels are about 310 meV and 590 meV below the conduction band of silicon. The electrically active dopant profile therefore changes as a function of the extent of the space charge zone, with considerably more dopants being electrically active in the blocking case. In 6 is the different behavior of sulfur and selenium indicated, with 55 the electrically effective dopant profile in the forward direction and with 56 the electrically effective dopant profile is drawn in the reverse direction. The sharp drop in profile 56 This is due to the fact that the space charge zone in the case of blocking only strikes up to the middle of the field stop 16 expands and therefore the selenium or sulfur impurities are fully activated only in this area.

Die mittels Selen bzw. Schwefel dotierte Feldstoppschicht kann weiterhin mit einer Protonen-Dotierung kombiniert werden. Dabei werden die von der ersten Oberfläche 1 bzw. 11 gesehen tieferen Dotierungen mittels Protonenimplantationen hergestellt, während die im Vergleich dazu eher flachen Dotierungen mittels Selen- bzw. Schwefelimplantation hergestellt werden. Solche kombinierten Feldstoppschichten sind besonders geeignet für IGBTs. In 7, welche schematisch das Nettodotierstoffprofil eines IGBTs zeigt, sind beispielhaft zwei vergrabene Protonenimplantationen 57 und eine im Vergleich dazu etwas flachere (in Bezug auf die erste Oberfläche 11) Selen-Dotierung 58 dargestellt. Es können auch mehr oder weniger Protonenimplantationen vorgesehen werden. Die Protonenimplantationen führen zu jeweils vergleichsweise scharfen Peaks im Dotierungsprofil. Die im Vergleich zur Selen-Dotierung 58 tieferen Protoneninduzierten Dotiergebiete 57 beeinflussen das Schaltverhalten bei geeigneter Dimensionierung der Eindringtiefen und der Dotierstoffkonzentrationen bzw. Dotierstoffdosen positiv in Richtung sanfterem Schalten. Dadurch kann auf eine flache und relativ hoch dotierte Protonendotierung zum Erreichen der Sperrfähigkeit verzichtet werden, die bisher häufig eingesetzt wurde.The selenium or sulfur doped field stop layer can furthermore be combined with a proton doping. It will be the first surface 1 respectively. 11 seen deeper dopants produced by proton implantation, while the rather flat dopants are produced by means of selenium or sulfur implantation. Such combined field stop layers are particularly suitable for IGBTs. In 7 , which schematically shows the net dopant profile of an IGBT, are exemplified by two buried proton implants 57 and a bit flatter by comparison (in terms of the first surface 11 ) Selenium doping 58 shown. There may also be more or fewer proton implants. The proton implantations lead to comparatively sharp peaks in the doping profile. The compared to selenium doping 58 deeper proton-induced doping regions 57 With appropriate dimensioning of the penetration depths and the dopant concentrations or dopant doses, the switching behavior positively influences the switching behavior in the direction of smoother switching. As a result, it is possible to dispense with a shallow and relatively highly doped proton doping for achieving the blocking capability that has hitherto been used frequently.

Eine flache und relativ hoch dotierte Protonendotierung kann nämlich das Kurzschlussverhalten verschlechtern. Außerdem ist im Kurzschlussfall die Elektronendichte und somit die negative Ladung in der Raumladungszone so hoch, dass die positive feste Ladung der Dotierstoffatome überkompensiert wird. Daher kann das elektrische Feld bei flacher Protonendotierung dynamisch kippen und hat dann seine höchste Feldstärke nicht mehr am pn- Übergang zwischen Bodygebiet 51 und Driftstrecke 52, sondern am sogenannten nn+-Übergang am rückseitigen Feldstopp. Das Bauelement verliert dabei dynamisch an Sperrfähigkeit und wird zerstört. Durch die Verwendung von Schwefel oder Selen als tiefer Donator kann dieses Problem reduziert werden, da es im thermischen Gleichgewicht nicht vollständig ionisiert ist und damit das elektrische Feld der Raumladungszone zunächst tiefer eindringt. Dies bedeutet, dass der vertikale pnp-Transistor des IGBTs eine geringere neutrale Basisweite besitzt (außerhalb der Raumladungszone) und somit eine höhere Stromverstärkung hat. Es werden somit mehr Löcher aus dem rückseitigen p-Emitter 54 injiziert, welche das elektrische Feld in seinem Gradienten stabilisieren und somit die Sperrfähigkeit sicherstellen.Namely, a shallow and relatively highly doped proton doping can degrade the short-circuit behavior. In addition, in the case of short circuit, the electron density and thus the negative charge in the space charge zone is so high that the positive charge of the dopant atoms is overcompensated. Therefore, the electric field can tilt dynamically with shallow proton doping and then no longer has its highest field strength at the pn junction between body region 51 and drift path 52 , but at the so-called nn + transition at the back field stop. The device loses dynamically to blocking capability and is destroyed. By using sulfur or selenium as a deep donor, this problem can be reduced because it is not fully ionized in thermal equilibrium and thus the electric field of the space charge zone initially penetrates deeper. This means that the vertical pnp transistor of the IGBT has a smaller neutral base width (outside the space charge zone) and thus has a higher current gain. There are thus more holes from the back p-emitter 54 injected, which is the electrical Stabilize field in its gradient and thus ensure the blocking ability.

8 zeigt Messergebnisse einer mit Selen dotierten Dotierungszone, die mit dem oben beschriebenen Verfahren erzeugt wurde. Kurve 60 zeigt das mit einer SRP-Messung (Spreading Resistance Probing) vermessene Selen, welches mit einer Dosis von 7·1013/cm2 bei einer Beschleunigungsspannung von 90 keV implantiert wurde. Es wurde lediglich ein Laserannealschritt mit einem Puls mit einer Energiedichte von 3,8 J/cm2 durchgeführt. Wie erkennbar, liegt die Dotierstoffkonzentration bereichsweise sogar oberhalb von 1017/cm3 und damit oberhalb der Festkörpersättigungslöslichkeit von Selen in Silizium. Der relativ scharfe Abfall des Profils 60 lässt auf die Verwendung des Laseranneals schließen. Das Selenprofil kann ebenfalls mit SIMS-Messungen (Secondary Ion Mass Spectroscopy) ermittelt werden deren Messergebnisse in 8 durch Kurve 61 angedeutet sind. 8th shows measurement results of a selenium-doped doping zone produced by the method described above. Curve 60 shows the measured with a SRP (Spreading Resistance Probing) measurement selenium, which was implanted at a dose of 7 · 10 13 / cm 2 at an accelerating voltage of 90 keV. Only a laser annealing step with a pulse having an energy density of 3.8 J / cm 2 was performed. As can be seen, the dopant concentration is in some areas even above 10 17 / cm 3 and thus above the solids saturation solubility of selenium in silicon. The relatively sharp drop in the profile 60 suggests the use of the laser anneal. The selenium profile can also be determined with SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) measurements in 8th through curve 61 are indicated.

Die deutliche Verringerung von Selen-Clustern bzw. Kristallfehlern konnte durch TEM-Analysen verifiziert werden.The significant reduction of selenium clusters or crystal defects could verified by TEM analyzes.

Durch Verwendung weiterer Messverfahren, beispielsweise DLTS-Messungen (Deep Level Transient Spectroscopy) bzw. Glimmentladungsmassenspektroskopie, kann ebenfalls der Einbau von Selen bzw. den anderen Dotierstoffen nachgewiesen werden, aus denen sich Rückschlüsse zur gezielten Einstellung von Prozessparametern für die Herstellung der Dotierungszone ableiten lassen.By Use of other measuring methods, for example DLTS measurements (Deep level transient spectroscopy) or glow discharge mass spectroscopy, can also be the incorporation of selenium or the other dopants be detected, from which draw conclusions for the targeted adjustment of process parameters for the Derive production of the doping zone.

Die Erfindung wurde im Wesentlichen anhand von Halbleiterleistungsbauelementen und insbesondere Leistungshalbleiterbauelementen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Mit dem oben beschriebenen Verfahren lassen sich jedoch auch Dotierungszonen für beispielsweise CMOS-Halbleiterbauelemente erzeugen. Insbesondere Indium ist hier von Interesse zur Einstellung der Schwellspannung eines MOS-Transistors.The The invention was essentially based on semiconductor power devices and in particular power semiconductor devices described. The However, the invention is not limited thereto. With the above However, described methods can also doping zones for example, to produce CMOS semiconductor devices. In particular, indium is of interest for adjusting the threshold voltage a MOS transistor.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst geeignete Modifikation innerhalb des durch die Ansprüche aufgezeigten Rahmens. Die anhängenden Ansprüche sind als erster, nicht bindender Versuch zu verstehen, die Erfindung mit allgemeinen Worten zu beschreiben.The The invention is not limited to the embodiments described above but includes appropriate modification within of the frame indicated by the claims. The attached Claims are to be understood as a first non-binding attempt to describe the invention in general terms.

11
HalbleiterkörperSemiconductor body
22
Dotierstoffdopant
33
erste Oberflächefirst surface
44
zweite Oberflächesecond surface
55
implantierter Dotierstoffimplanted dopant
66
Dotierungszone/DotierungsgebietDoping zone / doping region
77
Laserstrahl/erste Temperaturbehandlung/ First laser beam temperature treatment
88th
Ofenprozess/zweite TemperaturbehandlungFurnace process / second temperature treatment
99
Barriereschichtbarrier layer
1010
HalbleiterkörperSemiconductor body
1111
erste Oberflächefirst surface
1212
zweite Oberflächesecond surface
1313
Driftgebiet/Basiszone/erstes HalbleitergebietDrift region / base region / first Semiconductor region
1414
BodygebietBody area
1515
Sourcegebietsource region
1616
Dotierungszone/Feldstoppschicht/zweites HalbleitergebietDoping zone / field stop layer / second semiconductor region
1717
DotierstoffinselnDotierstoffinseln
1818
Emittergebiet/drittes HalbleitergebietEmitter region / third Semiconductor region
2020
Gateelektrodegate electrode
2121
Gatedielektrikumgate dielectric
2222
Inselisland
2323
Emittergebietemitter region
2424
Basisgebietbase region
2525
Basisgebietbase region
2626
Kathodengebietcathode region
2727
Gateelektrodegate electrode
2828
Kanalgebietchannel region
3030
RückseitenanschlussBack connection
3131
Rückseitenmetallisierung/AnodenmetallisierungBack-side / anode metallization
4040
VorderseitenanschlussFront connection
4141
Vorderseitenmetallisierung/KathodenmetallisierungFront-side / cathode metallization
5050
Sourcegebietsource region
5151
BodygebietBody area
5252
Driftgebietdrift region
5353
Stoppschichtstop layer
5454
Emittergebietemitter region
5555
Dotierstoffprofil in Durchlassrichtungdopant in the forward direction
5656
Dotierstoffprofil in Sperrrichtungdopant in the reverse direction
5757
Protonenimplantationproton implantation
5858
Selenimplantationselenium implantation
6060
SRP-ProfilSRP Profile
6161
SIMS-ProfilSIMS profile

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (26)

Verfahren zur Herstellung einer Dotierungszone in einem Halbleiterkörper, aufweisend: – Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (1); – Einbringen mindestens eines Dotierstoffs (2) in den Halbleiterkörper (1), wobei der Dotierstoff (2) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Schwefel, Selen, Indium und Antimon sowie Mischungen davon; – Durchführen zumindest einer kurzzeitigen ersten Temperaturbehandlung (7) bei einer Temperatur T1; und – Durchführen einer im Vergleich zur ersten Temperaturbehandlung (7) längeren zweiten Temperaturbehandlung (8) bei einer Temperatur T2 zur Ausbildung einer Dotierungszone (6), wobei T1 höher als T2 ist.Method for producing a doping zone in a semiconductor body, comprising: providing a semiconductor body ( 1 ); - introducing at least one dopant ( 2 ) in the semiconductor body ( 1 ), wherein the dopant ( 2 ) is selected from the group comprising sulfur, selenium, indium and antimony and mixtures thereof; Performing at least one brief first temperature treatment ( 7 ) at a temperature T1; and - performing a comparison with the first temperature treatment ( 7 ) longer second temperature treatment ( 8th ) at a temperature T2 to form a doping zone ( 6 ), where T1 is higher than T2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Temperaturbehandlung (7) so durchgeführt wird, dass im Wesentlichen keine Diffusion des Dotierstoffs (2) im Halbleiterkörper (1) erfolgt.Method according to claim 1, wherein the first temperature treatment ( 7 ) is performed so that substantially no diffusion of the dopant ( 2 ) in the semiconductor body ( 1 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dauer der ersten Temperaturbehandlung (7) kürzer als 10 sec und insbesondere kürzer als 5 sec ist.Method according to claim 1 or 2, wherein the duration of the first temperature treatment ( 7 ) is shorter than 10 seconds and in particular shorter than 5 seconds. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zeitdauer der zweiten Temperaturbehandlung (8) länger als 1 min und insbesondere länger als 5 min ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the duration of the second temperature treatment ( 8th ) is longer than 1 minute and especially longer than 5 minutes. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – der Halbleiterkörper (1) eine erste Oberfläche (3) und eine der ersten Oberfläche (3) gegenüberliegende zweite Oberfläche (4) aufweist; – der Dotierstoff zumindest in einen Teilbereich im Bereich der ersten Oberfläche (3) eingebracht wird; und – die erste Temperaturbehandlung (7) so durchgeführt wird, dass die Energie zum Erwärmen des Halbleiterkörpers (1) im Wesentlichen nur seiner ersten Oberfläche (3) zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein - the semiconductor body ( 1 ) a first surface ( 3 ) and one of the first surfaces ( 3 ) opposite second surface ( 4 ) having; - The dopant at least in a partial area in the region of the first surface ( 3 ) is introduced; and - the first temperature treatment ( 7 ) is performed so that the energy for heating the semiconductor body ( 1 ) essentially only its first surface ( 3 ) is supplied. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste Temperaturbehandlung (7) so durchgeführt wird, dass der Halbleiterkörper (1) an seiner ersten Oberfläche (3) zumindest teilweise aufschmilzt.Method according to claim 5, wherein the first temperature treatment ( 7 ) is performed so that the semiconductor body ( 1 ) on its first surface ( 3 ) at least partially melts. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Temperaturbehandlung ein RTA-Schritt oder ein Laserannealschritt ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the first temperature treatment is an RTA step or a laser annealing step is. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Dotierstoff (2) mit einer Dosis eingebracht wird, die so gewählt ist, dass die Konzentration des Dotierstoffs im Halbleiterkörper (1) zumindest bereichsweise höher ist als die Festkörpersättigungslöslichkeit des Dotierstoffs im Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers.Method according to one of the preceding claims, wherein the dopant ( 2 ) is introduced at a dose which is selected such that the concentration of the dopant in the semiconductor body ( 1 ) is at least partially higher than the solids saturation solubility of the dopant in the semiconductor material of the semiconductor body. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: – Bilden einer Barriereschicht (9) zumindest auf einem Teilbereich der ersten Oberfläche (3) des Halbleiterkörpers (1). Method according to one of the preceding claims, further comprising: - forming a barrier layer ( 9 ) at least on a partial area of the first surface ( 3 ) of the semiconductor body ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Barriereschicht (9) durch Oxidation der ersten Oberfläche (3) des Halbleiterkörpers (1) oder/und durch Abscheiden einer Schicht auf die erste Oberfläche (3) gebildet wird.The method of claim 9, wherein the barrier layer ( 9 ) by oxidation of the first surface ( 3 ) of the semiconductor body ( 1 ) and / or by depositing a layer on the first surface ( 3 ) is formed. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Barriereschicht (9) ein Material oder eine Materialkombination ausgewählt aus der Gruppe umfassend Siliziumnitrid und Siliziumoxid aufweist.Method according to claim 9 or 10, wherein the barrier layer ( 9 ) comprises a material or combination of materials selected from the group comprising silicon nitride and silicon oxide. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: – Implantieren eines vom Dotierstoff (2) verschiedenen Implantationsstoffs in den Halbleiterkörper (1).Method according to one of the preceding claims, further comprising: implanting one of the dopant ( 2 ) different implantation material in the semiconductor body ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Implantationsstoff durch die Barrierenschicht (9) hindurch implantiert wird.The method of claim 12, wherein the implantation material passes through the barrier layer (10). 9 ) is implanted therethrough. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Implantationsstoff bzgl. des Halbleitermaterials des Halbleiterkörpers (1) nicht-dotierend ist.A method according to claim 12 or 13, wherein the implantation substance with respect to the semiconductor material of the semiconductor body ( 1 ) is non-doping. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Temperaturbehandlung aufweist: – Durchführen von mindestens zwei kurzen Temperaturschritten.Method according to one of the preceding claims, wherein the first temperature treatment comprises: - Carry out of at least two short temperature steps. Verfahren nach Anspruch 15, wobei zwischen den Temperaturschritten weiterer Dotierstoff (2) in den Halbleiterkörper (1) eingebracht wird.A method according to claim 15, wherein between the temperature steps further dopant ( 2 ) in the semiconductor body ( 1 ) is introduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: – Implantieren von Protonen in den Halbleiterkörper (1).Method according to one of the preceding claims, further comprising: - implanting protons in the semiconductor body ( 1 ). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei T1 im Bereich oberhalb von 700°C und insbesondere oberhalb von 1000°C und T2 im Bereich unterhalb von 1000°C und insbesondere unterhalb von 950°C liegt.Method according to one of the preceding claims, where T1 is in the range above 700 ° C and in particular above 1000 ° C and T2 in the range below 1000 ° C and especially below 950 ° C. Verfahren zur Herstellung einer Dotierungszone in einem Halbleiterkörper, aufweisend: – Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (1) mit zumindest einer ersten Oberfläche (3); – Einbringen zumindest eines Dotierstoffs (2) ausgewählt aus der Gruppe umfassend Schwefel, Selen, Indium und Antimon sowie Mischungen davon in den Halbleiterkörper (1), wobei der Dotierstoff (2) in zumindest einen Teilbereich der ersten Oberfläche (3) eingebracht wird; – Aufschmelzen zumindest des Teilbereichs der ersten Oberfläche (3) des Halbleiterkörpers (1); und – Erwärmen des Halbleiterkörpers (1) zum Eintreiben des Dotierstoffs, wobei der Halbleiterkörper (1) bis auf eine Temperatur unterhalb seiner Schmelztemperatur erwärmt wird.Method for producing a doping zone in a semiconductor body, comprising: providing a semiconductor body ( 1 ) having at least a first surface ( 3 ); - introducing at least one dopant ( 2 ) selected from the group comprising sulfur, selenium, indium and antimony and mixtures thereof in the semiconductor body ( 1 ), wherein the dopant ( 2 ) in at least a portion of the first surface ( 3 ) is introduced; Melting at least the partial area of the first surface ( 3 ) of the semiconductor body ( 1 ); and - heating the semiconductor body ( 1 ) for driving the dopant, wherein the semiconductor body ( 1 ) is heated to a temperature below its melting temperature. Verfahren zur Herstellung einer Dotierungszone in einem Halbleiterkörper, aufweisend: – Bereitstellen eines Halbleiterkörpers (1) mit zumindest einer ersten Oberfläche (3); – Einbringen zumindest eines Dotierstoffs (2) ausgewählt aus der Gruppe umfassend Schwefel, Selen, Indium und Antimon sowie Mischungen davon in zumin dest einen Teilbereich der ersten Oberfläche (3) des Halbleiterkörpers (1); – wiederholtes Aufschmelzen zumindest des Teilbereichs des Halbleiterkörpers (1) mit mehreren Laserpulsen (7).Method for producing a doping zone in a semiconductor body, comprising: providing a semiconductor body ( 1 ) having at least a first surface ( 3 ); - introducing at least one dopant ( 2 ) selected from the group comprising sulfur, selenium, indium and antimony and mixtures thereof in at least a portion of the first surface ( 3 ) of the semiconductor body ( 1 ); Repeated melting of at least the partial region of the semiconductor body ( 1 ) with several laser pulses ( 7 ). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Halbleiterkörper aus Silizium besteht.Method according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor body is made of silicon. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements oder eines CMOS-Halbleiterbauelements.Use of the method according to one of the claims 1 to 21 for producing a power semiconductor device or a CMOS semiconductor device. Halbleiterbauelement, aufweisend: – einen Halbleiterkörper (1) aus einem Halbleitermaterial mit einer Dotierungszone (6), die mindestens einen Dotierstoff (2) aufweist, der ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Schwefel, Selen, Indium und Antimon sowie Mischungen davon, – wobei die Konzentration des elektrisch aktiven Dotierstoffs in der Dotierungszone (6) größer als 1016/cm3 und insbesondere größer als 5·1016/cm3 ist.Semiconductor component, comprising: - a semiconductor body ( 1 ) of a semiconductor material with a doping zone ( 6 ) containing at least one dopant ( 2 ) selected from the group comprising sulfur, selenium, indium and antimony and mixtures thereof, - wherein the concentration of the electrically active dopant in the doping zone ( 6 ) is greater than 10 16 / cm 3 and in particular greater than 5 x 10 16 / cm 3 . Halbleiterbauelement nach Anspruch 23, wobei die Konzentration des elektrisch aktiven Dotierstoffs (2) größer als die Festkörpersättigungslöslichkeit des Dotierstoffs im Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers (1) ist.A semiconductor device according to claim 23, wherein the concentration of the electrically active dopant ( 2 ) greater than the solids saturation solubility of the dopant in the semiconductor material of the semiconductor body ( 1 ). Halbleiterbauelement nach Anspruch 23 oder 24, wobei das Halbleiterbauelement ein Leistungshalbleiterbauelement oder ein CMOS-Halbleiterbauelement ist.A semiconductor device according to claim 23 or 24, wherein the semiconductor device is a power semiconductor device or a CMOS semiconductor device. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei die Dotierungszone (6) vom ersten Leitungstyp ist und zwischen einem ersten Halbleitergebiet (13) vom ersten Leitungstyp und einem dritten Halbleitergebiet (18) vom zum ersten Leitungstyp komplementären zweiten Leitungstyp angeordnet ist und mit dem ersten und dritten Halbleitergebiet jeweils einen Übergangsbereich ausbildet.Semiconductor component according to one of claims 23 to 25, wherein the doping zone ( 6 ) of the first conductivity type and between a first semiconductor region ( 13 ) of the first conductivity type and a third semiconductor region ( 18 ) is arranged by the second conductivity type complementary to the first conductivity type and forms a transition region with each of the first and third semiconductor regions.
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