用于更软的反向恢复且有载流子的逐渐注入的半导体器件的制作方法

技术特征：
1.一种半导体器件，包括：半导体晶片(2)，所述半导体晶片具有第一主侧(21)和与所述第一主侧(21)相对的第二主侧(22)；第一电极层(11)，所述第一电极层在所述第一主侧(21)上；第二电极层(12)，所述第二电极层在所述第二主侧(22)上；其中，所述半导体晶片(2)按从所述第一主侧(21)到所述第二主侧(22)的顺序包括：第一导电类型的第一半导体层(3)，所述第一半导体层与所述第一电极层(11)欧姆接触；第二导电类型的第二半导体层(4)，所述第二半导体层与所述第二电极层(12)欧姆接触，所述第二导电类型不同于所述第一导电类型，所述第一半导体层(3)与所述第二半导体层(4)形成第一pn结(5)，其中，所述第一导电类型的第一半导体区(51)和所述第一导电类型的第二半导体区(52)完全嵌入在所述第二半导体层(4)中，其中，所述第二半导体层(4)包括：所述第二导电类型的第三半导体层(41)，所述第三半导体层(41)与所述第一半导体层(3)形成所述第一pn结(5)；以及所述第二导电类型的第四半导体层(42)，所述第四半导体层(42)与所述第二电极层(12)处于所述欧姆接触中，所述第四半导体层(42)的最大掺杂浓度比所述第三半导体层(41)的最大掺杂浓度高至少一个数量级，以及所述第二导电类型的第五半导体层(43)，所述第五半导体层在所述第三半导体层(41)和所述第四半导体层(42)之间，所述第五半导体层(43)的最大掺杂浓度低于所述第四半导体层(42)的最大掺杂浓度并且高于所述第三半导体层(41)的最大掺杂浓度，其中，所述第一半导体区(51)和所述第二半导体区(52)完全嵌入在所述第五半导体层(43)中，并且其中，在反向恢复期间，所述第一半导体区(51)的第一导电类型载流子注入持续时间不同于所述第二半导体区(52)的第一导电类型载流子注入持续时间。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一半导体区(51)到所述第二主侧(22)的距离(d21)不同于所述第二半导体区(52)到所述第二主侧(22)的距离(d22)。3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，所述第一半导体区(51)到所述第一主侧(21)的距离(d11)不同于所述第二半导体区(52)到所述第一主侧(22)的距离(d12)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其中，所述第一半导体区(51)与所述第二半导体区(52)在平行于所述第二主侧(22)的平面上的正交投影重叠。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体器件，其中，所述第一半导体区(51)的最大掺杂浓度不同于所述第二半导体区(52)的最大掺杂浓度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体器件，其中，所述第一半导体区(51)和所述第二半导体区(52)在垂直于所述第二主侧(22)的平面上的各个正交投影彼此不重叠。7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体器件，其中，所述第一半导体区(51)和所述第二半导体区(52)彼此分离。8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体器件，其中，所述第一半导体区(51)和所
述第二半导体区(52)与距所述第一pn结(5)相比距所述第二主侧(22)更近。9.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤：提供半导体晶片(2)，所述半导体晶片具有第一主侧(21)和与所述第一主侧(21)相对的第二主侧(22)；在所述第一主侧(21)上形成第一电极层(11)；以及在所述第二主侧(22)上形成第二电极层(12)，其中，提供所述半导体晶片(2)的步骤包括：提供第二导电类型的半导体衬底(6)，所述半导体衬底(6)具有第三主侧(63)和与所述第三主侧(63)相对的第四主侧(64)；为了形成第一半导体区(51)，在所述第四主侧(64)处施加所述第一导电类型的第一掺杂剂(72)；其后，在所述第四主侧(64)上形成所述第二导电类型的第六半导体层(8)，所述第六半导体层(8)具有与所述第四主侧(64)重合的第五主侧(85)和与所述第五主侧(85)相对的第六主侧(86)；其后，为了形成第二半导体区(52)，在所述第六主侧(86)处施加所述第一导电类型的第二掺杂剂(73)；其后，在所述第六主侧(86)上形成所述第二导电类型的第七半导体层(9)，所述第七半导体层(9)具有与所述第六主侧(86)重合的第七主侧(97)和与所述第七主侧(97)相对的第八主侧(98)；以及通过执行用于激活所施加的第一掺杂剂(72)和所施加的第二掺杂剂(73)的至少一个退火步骤，形成所述第一半导体区(51)和所述第二半导体区(52)。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第六半导体层(8)和所述第七半导体层(9)是通过外延形成的。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述第六半导体层(8)的形成和所述第七半导体层(9)的形成在低于450℃的温度下执行。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个退火步骤包括：在形成所述第六半导体层(8)的步骤之前、用于激活所施加的第一掺杂剂(72)的第一退火步骤；以及在形成所述第七半导体层(9)的步骤之前并且在所述第一退火步骤之后、用于激活所施加的第二掺杂剂(73)的第二退火步骤。

技术总结
半导体器件按从第一主侧(21)到第二主侧(22)的顺序包括：第一导电类型的第一半导体层(3)、第二导电类型的第三半导体层(41)、第二导电类型的第五半导体层(43)、以及第二导电类型的第四半导体层(42)，其中，第三半导体层与第一半导体层(3)形成pn结(5)，第五半导体层(43)的最大掺杂浓度低于第四半导体层(42)的最大掺杂浓度且高于第三半导体层(41)的最大掺杂浓度，并且其中，第一导电类型的第一半导体区(51)和第二半导体区(52)完全嵌入在第五半导体层(43)中。在反向恢复期间，第一半导体区(51)的第一导电类型载流子注入持续时间不同于第二半导体区(52)的第一导电类型载流子注入持续时间。入持续时间。入持续时间。


技术研发人员：W
受保护的技术使用者：日立能源瑞士股份公司
技术研发日：2021.03.12
技术公布日：2022/11/11