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Title:
POWER SEMICONDUCTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/063478
Kind Code:
A1
Abstract:
To produce a power semiconductor (1) for operation with high blocking currents, a medium-doped layer (7) of one charge-carrier type is applied to a low-doped layer (6) of the same charge-carrier type. A high-doped layer (8) is created on the face of the medium-doped layer (7) that faces away from the low-doped layer (6). Part of said high-doped layer (8) that remains in the finished power semiconductor and has a high degree of doping forms a second stop layer (4), the doping of the high-doped layer being higher than the doping of the medium-doped layer (7). Finally, an electrode (5) is diffused into the high-doped layer (8). The low-doped part that remains in the finished semiconductor forms the drift layer (2) and the remaining medium-doped part forms the first stop layer (3).

Inventors:
RAHIMO MUNAF (CH)
KOPTA ARNOST (CH)
LINDER STEFAN (CH)
Application Number:
PCT/CH2005/000737
Publication Date:
June 22, 2006
Filing Date:
December 09, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ABB TECHNOLOGY AG (CH)
RAHIMO MUNAF (CH)
KOPTA ARNOST (CH)
LINDER STEFAN (CH)
International Classes:
H01L29/739; H01L29/08
Foreign References:
EP1237200A22002-09-04
EP0657941A21995-06-14
Other References:
See also references of EP 1825518A1
Attorney, Agent or Firm:
ABB SCHWEIZ AG (Brown Boveri Strasse 6, Baden, CH)
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Claims:
PA TE N TA N S P R U E C H E
1. Verfahren zur Herstellung eines HochspannungsLeistungshalbleiters (1) für den Betrieb bei hohen Blockierspannungen umfassend eine Driftschicht (2) mit einer Dotierung eines ersten Ladungsträgertyps, eine erste Stoppschicht (3) mit einer Dotierung des ersten Ladungsträgertyps und eine Elektrode (5) eines zweiten Ladungsträgertyps, wobei die Dotierung der ersten Stoppschicht (3) höher ist als die Dotierung der Driftschicht (2); bei welchem Verfahren zur Herstellung des Leistungshalbleiters (1) ausgehend von einer niedrigdotierten Schicht (6) eines ersten Ladungsträgertyps, von welcher niedrigdotierten Schicht (6) ein im fertigen Halbleiter verbleibender Teil mit niedriger Dotierung die Driftschicht (2) bildet, an einer Seite der niedrigdotierten Schicht eine mitteldotierte Schicht (7) erzeugt wird, von welcher mitteldotierten Schicht (7) ein im fertigen Halbleiter verbleibender Teil mit mittlerer Dotierung die erste Stoppschicht (3) bildet, und danach die Elektrode (5) in diejenige Schicht des ersten Ladungsträgertyps, welche die höchste Dotierung der Schichten des ersten Ladungsträgertyps aufweist, eindiffundiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der mitteldotierten Schicht (7) und vor der Erzeugung der Elektrode (5) an derjenigen Seite der mitteldotierten Schicht (7), welche der niedrigdotierten Schicht (6) abgewandt ist, eine hoch dotierte Schicht (8) erzeugt wird, von welcher hoch dotierten Schicht (8) ein im fertigen Halbleiter verbleibender Teil mit hoher Dotierung eine zweite Stoppschicht (4) bildet, wobei die Dotierung der hoch dotierten Schicht (8) höher ist als die Dotierung der mitteldotierten Schicht (7).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der ersten Stoppschicht (3) Teilchen des ersten Ladungsträgertyps in die niedrigdotierte Schicht (6) implantiert und bis zu einer Tiefe, welche geringer als die Tiefe der niedrigdotierten Schicht (6) ist, eingetrieben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der ersten Stoppschicht (3) auf der niedrig dotierten Schicht (6) eine mitteldotierte Schicht (7) durch epitaktisches Wachsen erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der zweiten Stoppschicht (4) Teilchen des ersten Ladungsträgertyps in die mitteldotierte Schicht (7) implantiert und bis zu einer Tiefe, welche geringer als die Tiefe der mitteldotierten Schicht (7) ist, eingetrieben werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der zweiten Stoppschicht (4) die mitteldotierte Schicht (7) mit einer hoch dotierten Schicht (8) durch Bonding (16) miteinander verbunden werden.
6. Verfahren nach einem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der zweiten Stoppschicht (4) die hoch dotierte Schicht (8) ausgedünnt wird.
Description:
Leistungshalbleiter

Beschreibung

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie bezieht sich ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiters für den Betrieb bei hohen Blockierspannungen gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Stand der Technik

Bei Non-Punch-Through- (NPT-) Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs), wie - sie beispielsweise in der Druckschrift von J. Yamashita et al. (IEEE 1997, S. 109- 112) beschrieben sind, grenzt eine niedrig dotierte Driftschicht eines ersten Ladungsträgertyps direkt an die Elektrode eines zweiten Ladungsträgertyps an. Diese IGBTs zeichnen sich dadurch aus, dass im Vergleich zu den im folgenden beschriebenen Punch-Through- (PT-) IGBTs die Driftschicht zur Aufnahme einer hohen Blockierspannung eine grossere Dicke und höhere Dotierung aufweist. Wegen der grosseren Dicke der Driftschicht werden höhere Verluste im IGBT generiert. Im Falle eines Fehlers kann während des Einschaltens des IGBT's ein Kurzschlussstrom mit kurzer Stromspitze auftreten, oder es können Kurzschlussstrompulse während des Betriebs im eingeschalteten Zustand des IGBT's auftreten. In Folge eines solchen Kurzschlussstromes kann der IGBT seine Gatesteuerung verlieren und der Strom kann weiter bis hin zur Zerstörung des IGBT's steigen. Bei NPT-IGBTs ist vorteilhaft, dass die Elektroden-

Injektionseffizienz niedrig gehalten werden kann, ohne dass die Robustheit des IGBT's unter Kurzschluss-Bedingungen negativ beeinflusst wird.

Bei Punch-Through- (PT-) IGBTs wird zwischen der Driftschicht und der Elektrode eine hochdotierte Stoppschicht des ersten Ladungsträgertyps eingeführt, wodurch es möglich wird, im Vergleich zu NPT-IGBTs bei denselben Blockierspannungen dünnere Driftschichten zu verwenden. Der Widerstand wird dadurch verringert und beim eingeschalteten IGBT ebenso wie beim Schalten des IGBTs treten geringere Verluste auf. Allerdings ist die Robustheit der PT-IGBT's unter Kurzschlussbedingungen schlechter als bei den NPT-IGBTs.

Um die Vorteile der PT-IGBTs mit denen der NPT-IGBTs zu verbinden, sind Soft- Punch-Through- (SPT-) IGBTs entwickelt worden, deren Stoppschicht zwar höher dotiert ist als die Driftschicht, aber niedriger dotiert als die Stoppschicht eines PT- IGBT's. Die Stoppschicht wird erzeugt, indem Teilchen des ersten

Ladungsträgertyps tief in eine Schicht desselben Ladungsträgertyps eindiffundiert werden. Derart erzeugte Stoppschichten weisen eine Dicke von 5 - 60 μm auf. Um die Teilchen tief in die Schicht einzutreiben, sind lange Diffusionszeiten erforderlich. Dadurch werden Defekte in der Schicht erzeugt, welche die Blockierspannung erheblich reduzieren können.

Das Dokument EP 1 237 200 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Leistungshalbleiters für den Betrieb bei niedrigen Blockierspannungen bis zu 600 V. Auf einer n-dotierten, 625 μm dicken ersten Stoppschicht lässt man eine 25 bis 60 μm dünne (n-)-dotierte Driftschicht epitaktisch aufwachsen. Dann wird der Emitter erzeugt und anschliessend die n-dotierte Schicht abgeschnitten bis auf einen verbleibenden Teil, so dass die Gesamtdicke des Wafers vom Emitter bis zur n-dotierten Schicht 60 bis 80 μm beträgt. Eine zweite, (n+) dotierte Stoppschicht wird durch Diffusion in der n-dotierten Schicht an der Seite, an der die Schicht abgeschnitten wurde, erzeugt und an dieser Seite eine Anode gebildet. Zur Erzeugung der zweiten Stoppschicht wird der Wafer durch das Diffusionsverfahren hohen Temperaturen ausgesetzt, was problematisch ist für den zuvor erzeugten Emitter. Durch die Einführung der zweiten Stoppschicht wird bei Halbleitern mit niedrigen Blockierspannungen die Anodeninjektion und der Punch-Through kontrolliert. Dieses Verfahren ist nur geeignet zur Herstellung von

Leistungshalbleitern für den Betrieb bei niedrigen Blockierspannungen, weil die Driftschicht bei derartigen Halbleitern dünn ist, und somit das Verfahren zur Erzeugung der Driftschicht mittels epitaktischem Wachsen noch wirtschaftlich vertretbar ist.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiters für den Betrieb bei hohen Blockierspannungen, vorzugsweise eines IGBT's, anzugeben, der eine höhere Robustheit unter Kurzschlussbedingungen (verbesserte „Short circuit safe operating area", kurz: SCSOA) bei gleichzeitig reduzierten Verlusten, Leckströmen und Defekten aufweist. -

Eine mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellter Hochspannungs- Leistungshalbleiters für den Betrieb bei hohen Blockierspannungen, insbesondere bei Blockierspannungen oberhalb von 2000 V 1 umfasst eine Driftschicht (2) mit einer Dotierung eines ersten Ladungsträgertyps, eine erste Stoppschicht (3) mit einer Dotierung des ersten Ladungsträgertyps und eine Elektrode (5) eines zweiten Ladungsträgertyps, wobei die Dotierung der ersten Stoppschicht (3) höher als die Dotierung der Driftschicht (2) ist.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird ausgehend von einer niedrigdotierten Schicht (6) eines ersten Ladungsträgertyps, von welcher niedrigdotierten Schicht (6) ein im fertigen Halbleiter verbleibender Teil mit niedriger Dotierung die Driftschicht (2) bildet, an einer Seite der niedrig-dotierten Schicht eine mittel-dotierte Schicht (7) erzeugt wird. Von der mittel-dotierten Schicht (7) bildet ein im fertigen Halbleiter verbleibender Teil mit mittlerer Dotierung die erste Stoppschicht (3). Danach wird die Elektrode (5) in diejenige Schicht des ersten Ladungsträgertyps, welche die höchste Dotierung der Schichten des ersten Ladungsträgertyps aufweist, eindiffundiert. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erzeugung der mittel-dotierten Schicht (7) und vor der Erzeugung der Elektrode (5) an derjenigen Seite der mittel-dotierten Schicht (7), welche der niedrig-dotierten Schicht (6) abgewandt ist, eine hoch dotierte Schicht (8) erzeugt wird. Von der hoch dotierten Schicht (8) bildet ein im fertigen Halbleiter verbleibender Teil mit hoher Dotierung eine zweite Stoppschicht

(4). Die Dotierung der hoch dotierten Schicht (8) ist höher als die Dotierung der mittel-dotierten Schicht (7). In der ersten Stoppschicht wird das elektrische Feld abgebaut. Die zweite Stoppschicht bewirkt eine Reduzierung von Leck-Strömen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren und der Erfindungsgegen- stand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:

FlG 1 Schnitt durch einen erfindungsgemässen Leistungshalbleiter

FIG 2 bis 5: Verfahrensschritte zur Herstellung des Leistungshalbleiters nach FIG 1 vom Ausgangsmaterial bis zu einem Stadium, in dem eine

Driftschicht mit einer ersten und einer zweiten Stoppschicht verbunden ist unter Verwendung folgender Verfahren: FIG 2 Diffusionsverfahren;

FIG 3 epitaktisches Wachsen;

FIG 4 epitaktisches Wachsen, kombiniert mit Diffusionsverfahren;

FIG 5 Diffusionsverfahren, kombiniert mit Bonding und Schneiden;

FIG 6 Verfahrensschritte zur Herstellung des Leistungshalbleiters nach FIG

1 vom Endstadium gemäss einer der Figuren FIG 2 bis 5 bis zu dem Stadium, in dem die Elektrode zusätzlich eingebracht wird.

IVege zur Ausführung der Erfindung

Der in FIG 1 dargestellte erfindungsgemässe Leistungshalbleiter 1 umfasst eine dotierte Driftschicht 2 eines ersten Ladungsträgertyps, auf der eine erste Stoppschicht 3 des ersten Ladungsträgertyps mit einer höheren Dotierung angeordnet ist. Auf der ersten Stoppschicht ist eine zweite Stoppschicht 4 des

ersten Ladungsträgertyps, die höher dotiert ist als die erste Stoppschicht 3, angeordnet. An die zweite Stoppschicht grenzt eine Elektrode 5 eines zweiten Ladungsträgertyps an. Im folgenden wird die Driftschicht 2 als niedrig dotiert bezeichnet, was so zu verstehen ist, dass die Driftschicht niedriger als die erste Stoppschicht 3 und die zweite Stoppschicht 4 dotiert ist. Die erste Stoppschicht 3 wird als mittel-dotiert bezeichnet, was so zu verstehen ist, dass die erste Stoppschicht 3 höher als die Driftschicht 2 dotiert ist, aber niedriger dotiert ist als die zweite Stoppschicht 4. Die zweite Stoppschicht 4 wird als hoch dotiert bezeichnet, was so zu verstehen ist, dass die zweite Stoppschicht 4 höher als die Driftschicht 2 und die erste Stoppschicht 3 dotiert ist.

Die Driftschicht 2 weist für Anwendung bei hohen Blockierspannungen typischerweise eine Dicke von mehr als 150 μm und eine Dotierung von weniger als 5 * 10 13 /cm 3 auf. Unter hohen Blockierspannungen sind insbesondere Spannungen, welche höher als 2000 V sind, zu verstehen.

In einer Ausführungsform weist die erste Stoppschicht 3 des Leistungshalbleiters 1 eine Dicke von (10 - 30) μm und / oder eine Dotierung von 10 13 - 2 * 10 15 /cm 3 im Bereich der Oberfläche auf. Mit einer solchen Auslegung der ersten Stoppschicht 3 kann das elektrische Feld im blockierenden Zustand abgebaut werden, bevor es in die Nähe der Elektrode 5 vordringt. Der Bereich zwischen dem Ende des elektrischen Feldes und der Elektrode 5 ist die Basis des IGBT-internen bipolaren Transistors. Durch eine derart ausgebildete erste Stoppschicht 3 wird dieser Bereich vergrössert und der Leck-Strom im blockierenden Zustand verringert. Mit einer derart niedrigen Dotierung kann aber gleichzeitig eine grosse SCSOA erzielt werden.

Die zweite Stoppschicht 4 weist eine Dicke von (1 - 10) μm und / oder eine Dotierung von 2 * 10 15 - 10 17 /cm 3 im Bereich der Oberfläche auf. Mit einer solch hohen Dotierung kann die Elektroden-Injektionseffizienz bei niedriger Injektion der Elektrode 5 tief gehalten werden und es können somit niedrige Leck-Ströme im blockierenden Zustand erzielt werden. Mit einer solch geringen Dicke der zweiten Stoppschicht 4 wird die SCSOA nicht vermindert.

Die Elektrode 5 ist in einer Ausführungsform als transparente Elektrode ausgebildet. Diese wird durch ein Diffusionsverfahren erzeugt, wobei zuerst eine Implantation von Teilchen mit einer Dosis von (10 13 - 10 16 )/cm 2 und nachfolgend eine Aktivierung vorgenommen wird. Die Dicke der Elektrode 5 beträgt weniger als 5 μm. Das Diffusionsverfahren wird im weiteren beschrieben.

Die Schichten eines Leistungshalbleiters 1 können durch ein Diffusionsverfahren und / oder epitaktisches Wachsen erzeugt werden. Zusätzlich können Schichten durch Bonding miteinander verbunden werden und durch Schneiden kann die Dicke einer Schicht reduziert werden. Die Verfahren werden im folgenden kurz erläutert.

Das Diffusionsverfahren wird durchgeführt, indem in eine Schicht, welche mit einem Ladungsträgertyp dotiert ist, Teilchen desselben oder eines anderen Ladungsträgertyps implantiert werden. In FIG 2 werden beispielsweise in einer niedrig dotierten Schicht 6 Teilchen zur Schaffung einer ersten Stoppschicht 3 implantiert. Die implantierten Teilchen sind durch das Bezugszeichen 9 dargestellt. Anschliessend erfolgt eine Aktivierung, indem die implantierten Teilchen 9 in die niedrig dotierte Schicht 6 durch Erhitzen der Schicht bis zu einer vorgegebenen Tiefe 13 eindiffundiert werden. Das Diffundieren der implantierten Teilchen ist in FIG 2 durch die mit dem Bezugszeichen 12 versehenen Pfeile dargestellt. Je höher die Temperatur gewählt wird und je länger das Verfahren des Erhitzens durchgeführt wird, desto tiefer werden die Teilchen in die Schicht eingetrieben. Zur Schaffung einer ersten Stoppschicht 3 werden typischerweise Teilchen eines ersten Ladungsträgertyps 9 implantiert und bei langen Heizzeiten und hohen Temperaturen eingetrieben. Zur Schaffung einer zweiten Stoppschicht 4 werden Teilchen eines ersten Ladungsträgertyps implantiert und die implantierten Teilchen 10 typischerweise über eine kurze Zeit und eine niedrige Temperatur eingetrieben. Die Elektrode 5 wird durch Implantieren von Teilchen eines zweiten Ladungsträgertyps 11 und Diffundieren bei sehr kurzen Zeiten und niedrigen Temperaturen erzeugt.

Unter epitaktischem Wachsen versteht man ein Verfahren, bei welchem eine Halbleiterschicht in einer Gasumgebung hohen Temperaturen ausgesetzt wird.

Auf der Oberfläche der Schicht scheiden sich Teilchen aus dem Gas ab, und es bildet sich eine Schicht.

Beim Bonding werden zwei Halbleiterschichten miteinander verbunden, indem sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Es können Bindemittel zwischen den Schichten zur Verbesserung der Bindung verwendet werden.

Beim Schneiden einer Halbleiterschicht wird typischerweise die Dicke der Schicht durch Abschleifen, Polieren und / oder Ätzen reduziert.

In der folgenden Beschreibung wird nur eingegangen auf die Verfahrensschritte, mit denen die Stoppschichten 3, 4 des Leistungshalbleiters 1 geschaffen werden. Auf weitere Verfahrensschritte zur Herstellung eines Leistungshalbleiters 1 , wie beispielsweise das Aufbringen von Metallisierungen oder Isolationen wird nicht eingegangen. Nach dem Aufbringen einer Metallisierung sollte der

Leistungshalbleiter beispielsweise keinen hohen Temperaturen mehr ausgesetzt werden, durch welche die Metallisierung beschädigt würde. Daher sollten diese Verfahrensschritte zu einem derartigen Zeitpunkt durchgeführt werden, dass der Leistungshalbleiter bei folgenden Verfahrensschritten nicht mehr Bedingungen wie zu hohen Temperaturen ausgesetzt wird, beispielsweise durch ein

Diffusionsverfahren zur Bildung der ersten und / oder zweiten Stoppschicht, die zur Beschädigung des Halbleiters führen. Alternativ können die Stoppschichten 3, 4 auch mit der Hilfe von schnell diffundierenden Dopanten erzeugt werden. Dadurch können diese beiden Schichten am Ende des Verfahrens bei niedrigen Temperaturen eindiffundiert werden.

Als elektrodenseitig wird die Seite einer Schicht bezeichnet, welche im fertigen Leistungshalbleiter 1 der Elektrode 5 zugewandt ist.

In FIG 2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiters 1 dargestellt, bei dem ausgehend von einer niedrig dotierten Schicht 6 eines ersten Ladungsträgertyps die Stoppschichten 3, 4 mittels Diffusionsverfahren erzeugt werden. Zur Bildung der ersten Stoppschicht 3 werden Teilchen des ersten Ladungsträgertyps 9 elektrodenseitig in eine niedrig dotierte Schicht 6 eines ersten Ladungsträgertyps implantiert und anschliessend bis zu einer

vorgegebenen Tiefe 13 eingetrieben. Das Diffundieren von implantierten Teilchen in die Schicht ist in der Figur durch Pfeile mit dem Bezugszeichen 12 dargestellt. Dadurch wird eine mittel-dotierte Schicht 7 erzeugt. Der nunmehr verbleibende niedrig dotierte Teil der Schicht bildet die Driftschicht 2 im fertigen Leistungshalbleiter 1. Zur Bildung der zweiten Stoppschicht 4 werden anschliessend elektrodenseitig Teilchen des ersten Ladungsträgertyps 10 in die mittel-dotierte Schicht 7 implantiert und anschliessend bis zu einer vorgegebenen Tiefe 13 eingetrieben, wobei diese Tiefe geringer ist als die Tiefe, bis zu der die Teilchen 9 zur Bildung der ersten Stoppschicht 3 eingetrieben wurden. Durch dieses Eintreiben wird eine hoch dotierte Schicht 8 erzeugt. Der nunmehr verbleibende mittel-dotierte Teil der Schicht bildet die erste Stoppschicht 3 im fertigen Leistungshalbleiter 1. Vorteilhafterweise verwendet man bei der Herstellung des Leistungshalbleiters 1 eine dicke niedrig dotierte Schicht 6 des ersten Ladungsträgertyps, welche bei den einzelnen Schritten des Herstellungsverfahrens mechanische Robustheit bietet. Dieses Verfahren kann man deswegen mit Vorteil benutzen, um Leistungshalbleiter 1 für die Anwendung bei hohen Blockierspannungen herzustellen, da derartige Leistungshalbleiter 1 eine dicke Driftschicht 2 zur Aufnahme der hohen Spannungen aufweisen. Die mit diesem Verfahren hergestellten Leistungshalbleiter 1 können durch die zwei Diffusionsverfahren kostengünstig hergestellt werden. Die Stoppschichten 3, 4 werden wie in FIG 2 dargestellt und oben beschrieben gebildet, wobei die Stoppschichten 3, 4 mittels schnell diffundierenden Dopanten bei niedrigen Temperaturen erzeugt werden. Der nunmehr verbleibende niedrig dotierte Teil der Schicht 6 bildet die Driftschicht 2 im fertigen Leistungshalbleiter 1. Die Stoppschichten 3, 4 werden deshalb mittels schnell diffundierenden Dopanten erzeugt, da diese keine hohen Temperaturen benötigen, um in die niedrig dotierte Schicht 6 einzudiffundieren. Die Stoppschichten 3, 4 können daher erzeugt werden, ohne dass man den fast fertigen Leistungshalbleiter 1 hohen Temperaturen aussetzen muss.

In FIG 3 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiters 1 dargestellt, bei dem ausgehend von einer niedrig dotierten Schicht 6 die Stoppschichten 3, 4 mittels epitaktischen Wachsens erzeugt werden. Auf einer niedrig dotierten Schicht 6, welche im fertigen Leistungshalbleiter 1 der Driftschicht 2 entspricht, wird eine erste Stoppschicht 3 durch epitaktisches Wachsen erzeugt. Das

epitaktische Wachsen ist in der Figur durch Pfeile mit dem Bezugszeichen 15 dargestellt. Anschliessend wird auf der ersten Stoppschicht 3 elektrodenseitig eine hoch dotierte Schicht 8 durch epitaktisches Wachsen zur Bildung der zweiten Stoppschicht 4 erzeugt. Bei diesem Herstellungsverfahren kann vorteilhafterweise eine dicke niedrig dotierte Schicht 6 verwendet werden, weil sie bei den einzelnen Schritten des Herstellungsverfahrens mechanische Robustheit bietet. Das Verfahren kann man deswegen mit Vorteil nutzen, um Leistungshalbleiter 1 für die Anwendung bei hohen Blockierspannungen herzustellen, da derartige Leistungshalbleiter 1 eine dicke Driftschicht 2 zur Aufnahme der hohen Spannungen benötigen. Die mit epitaktischem Wachsen erzeugten

Stoppschichten 3, 4 weisen eine gleichmässige Dotierung über die gesamte Dicke bis einschliesslich der Grenzen der Schichten auf.

In FIG 4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiters 1 dargestellt, bei dem ausgehend von einer niedrig dotierten Schicht 6 die erste Stoppschicht 3 mittels Diffusionsverfahren und die zweite Stoppschicht 4 mittels epitaktischen Wachsens erzeugt werden. Auf einer niedrig dotierten Schicht 6, welche im fertigen Leistungshalbleiter 1 der Driftschicht 2 entspricht, wird eine mittel-dotierte Schicht 7 durch epitaktisches Wachsen 15 erzeugt. Zur Bildung der zweiten Stoppschicht 4 werden anschliessend elektrodenseitig Teilchen des ersten

Ladungsträgertyps 10 in die mittel-dotierte Schicht 7 implantiert und anschliessend bis zu einer vorgegebenen Tiefe 13 eingetrieben, wobei diese Tiefe 13 geringer ist als die Dicke der mittel-dotierten Schicht 7. Durch dieses Eintreiben wird eine hoch dotierte Schicht 8 erzeugt. Der nunmehr verbleibende mittel-dotierte Teil der Schicht bildet die erste Stoppschicht 3 im fertigen Leistungshalbleiter 1. Bei diesem Herstellungsverfahren kann vorteilhafterweise eine dicke niedrig dotierte Schicht 6 verwendet werden, weil sie bei den einzelnen Schritten des Herstellungsverfahrens mechanische Robustheit bietet. Das Verfahren kann man deswegen mit Vorteil nutzen, um Leistungshalbleiter 1 für die Anwendung bei hohen Blockierspannungen herzustellen, da derartige Leistungshalbleiter 1 eine dicke Driftschicht 2 zur Aufnahme der hohen Spannungen benötigen. Die mittels epitaktischen Wachsens erzeugte zweite Stoppschicht 4 weist eine gleichmässige Dotierung über die gesamte Dicke bis einschliesslich der Grenzen der Schicht auf.

In FIG 5 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiters 1 dargestellt, bei dem ausgehend von einer niedrig dotierten Schicht 6 eine erste Stoppschicht 3 mittels Diffusionsverfahren erzeugt wird. Zur Bildung der ersten Stoppschicht 3 werden Teilchen des ersten Ladungsträgertyps 9 elektrodenseitig in die niedrig dotierte Schicht 6 eines ersten Ladungsträgertyps implantiert und anschliessend bis zu einer vorgegebenen Tiefe 13 eingetrieben. Das Diffundieren von implantierten Teilchen in die Schicht ist in FIG 5 durch Pfeile mit dem Bezugszeichen 12 dargestellt. Dadurch wird eine erste Stoppschicht 3, welche mittel-dotiert ist, erzeugt. Anschliessend wird die Schicht 6 durch Bonding 16 mit einer hoch dotierten Schicht 8 verbunden, wobei die erste Stoppschicht 3 zwischen der niedrig dotierten Schicht 6 und der hoch dotierten Schicht 8 eingebettet wird. Ein Teil der niedrig dotierten Schicht 6 wird auf der Seite, die von der Elektrodenseite abgewandt ist, abgeschnitten, und der verbleibende niedrig dotierte Bereich der Schicht bildet die Driftschicht 2. Am Ende des Verfahrens wird ein teil der hoch dotierten Schicht 8 elektrodenseitig abgeschnitten, da die mechanische Stabilität nicht mehr erforderlich ist. Vorteilhafterweise verwendet man eine dicke hoch dotierte Schicht 8 welche, genügend mechanische Stabilität bei den Schritten des Herstellungsverfahrens des Leistungshalbleiter 1 bietet.

In FIG 6 wird von dem Endprodukt aus den Herstellungsverfahren nach einer der Figuren FIG 2 bis 5 ausgegangen. Dabei ist auf einer niedrig dotierten Driftschicht 2 eines ersten Ladungsträgertyps eine höher dotierte erste Stoppschicht 3 des ersten Ladungsträgertyps angeordnet, auf der wiederum eine hoch dotierte Schicht 8 des ersten Ladungsträgertyps angeordnet ist. Zur Bildung der Elektrode 5 werden Teilchen des zweiten Ladungsträgertyps 11 in die hoch dotierte Schicht 8 elektrodenseitig bis zu einer vorgegebenen Tiefe 13 diffundiert.. Der nunmehr verbleibende hoch dotierte Teil der Schicht des ersten Ladungsträgertyps bildet die zweite Stoppschicht 4 im fertigen Leistungshalbleiter 1.

Bezugszeichenliste

1 Leistungshalbleiter

2 Driftschicht 3 erste Stoppschicht

4 zweite Stoppschicht

5 Elektrode

6 niedrig dotierte Schicht

7 mittel-dotierte Schicht 8 hoch dotierte Schicht

9 Teilchen zur Schaffung einer ersten Stoppschicht

10 Teilchen zur Schaffung einer zweiten Stoppschicht

11 Teilchen zur Schaffung einer Elektrode

12 Diffundieren von implantierten Teilchen 13 Tiefe, bis zu der Teilchen in die Schicht eingetrieben werden

14 Schnitt durch Halbleiterschicht

15 epitaktisches Wachsen

16 Bonding