CN109411345A - 功率二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了功率二极管。一种处理功率二极管（1）的方法，包括：提供半导体主体（10）；在半导体主体（10）中创建阳极区（102）和漂移区（100）；通过单个离子注入处理步骤来在阳极区（102）中形成阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022）中的每一个。

Description

功率二极管
技术领域
本说明书涉及功率二极管的实施例并且涉及处理功率二极管的方法的实施例。特别地，本说明书涉及具有特定半导体阳极结构的功率二极管的实施例，并且涉及对应的处理方法。
背景技术
汽车、消费者和工业应用中的现代设备的许多功能，诸如转换电能以及驱动电动机或电机，依赖于功率半导体器件。例如，仅举几例，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）以及功率二极管，已经用于各种应用，包括但不限于电源和功率转换器中的开关。
功率二极管通常包括半导体主体，所述半导体主体被配置成：如果在二极管的两个负载端子之间施加正向上的电压，则沿着所述端子之间的负载电流路径传导负载电流。如果施加反向上的电压，则功率二极管通常呈现阻断状态并且负载电流的流动被抑制。
功率二极管的负载端子通常被称为阳极端子和阴极端子，并且功率二极管从传导状态到阻断状态的转变可遵循功率二极管的反向恢复行为。
如果在某个应用中被采用，则可能合期望的是避免在阳极端子邻近处的过高电荷载流子浓度，使得可以避免在反向恢复期间的高电流峰值。
发明内容
根据实施例，一种处理功率二极管的方法包括：提供半导体主体；在半导体主体中创建阳极区和漂移区；通过单个离子注入处理步骤来在阳极区中形成阳极接触区域和阳极损伤区域中的每一个。
根据另一实施例，一种功率二极管包括：具有阳极区和漂移区的半导体主体，所述半导体主体耦合到功率二极管的阳极金属化部并且耦合到功率二极管的阴极金属化部；阳极接触区域和阳极损伤区域，二者都被实现在阳极区中，所述阳极接触区域被布置成与阳极金属化部接触，并且所述阳极损伤区域被布置成与阳极接触区域接触并且在所述阳极接触区域下方；其中所述阳极损伤区域沿着竖直方向延伸到阳极区中不远于下至从阳极金属化部和阳极接触区域之间的过渡所测量的75nm的延伸水平。
根据另外的实施例，一种功率二极管包括：具有阳极区和漂移区的半导体主体，所述半导体主体耦合到功率二极管的阳极金属化部并且耦合到功率二极管的阴极金属化部；阳极接触区域和阳极损伤区域，二者都被实现在阳极区中，所述阳极接触区域被布置成与阳极金属化部接触，并且所述阳极损伤区域被布置成与阳极接触区域接触并且在所述阳极接触区域下方；其中氟以至少1016 原子*cm-3的氟浓度被包括在阳极接触区域和阳极损伤区域中的每一个内。
本领域技术人员在阅读以下详细描述时并且在查看附图时将认识到附加的特征和优点。
附图说明
各图中的各部分不一定是按比例的，代替地把重点放在说明本发明的原理上。此外，在各图中，同样的参考标号指明对应的部分。在附图中：
图1示意性并且示例性地图示了根据一个或多个实施例的处理功率二极管的方法的方面；
图2示意性并且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率二极管的竖直横截面的区段；
图3示意性并且示例性地图示了根据一个或多个实施例的存在于功率二极管的半导体主体中的电场的路线（course）和电荷载流子浓度的路线；以及
图4示意性并且示例性地以放大的视图图示了图3的图解的区段。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考了附图，所述附图形成本文的一部分，并且在其中通过图示的方式示出了在其中可以实践本发明的特定实施例。
在这个方面，方向性术语、诸如“顶部”、“底部”、“下方”、“前方”、“后方”、“背部”、“领先”、“拖尾”、“上方”等等可以参考正被描述的图的定向而使用。由于实施例的各部分可以以许多不同的定向而被定位，所以方向性术语用于说明的目的，并且决不是限制性的。要理解的是，可以利用其他实施例，并且可以做出结构或逻辑改变而不偏离本发明的范围。因此，以下详细描述不要以限制性意义来理解，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。
现在将详细参考各种实施例，其中的一个或多个示例在图中被图示。每个示例通过解释的方式被提供，并且不意味着作为对本发明的限制。例如，作为一个实施例的部分所图示或描述的特征可以被使用在其他实施例上或结合其他实施例被使用以产生又另外的实施例。所意图的是本发明包括这样的修改和变化。通过使用特定的语言来描述示例，所述特定语言不应当被解释为限制所附权利要求的范围。附图不是按比例的，并且仅仅用于说明性目的。为了清楚，如果没有另行声明，则已在不同附图中通过相同的参考标记指明了相同的元件或制造步骤。
如在本说明书中所使用的术语“水平的”意图描述与半导体衬底或半导体结构的水平表面大体上平行的定向。这可以例如是半导体晶片或管芯或芯片的表面。例如，以下提及的第一横向方向X和第二横向方向Y二者可以是水平方向，其中所述第一横向方向X和第二横向方向Y可以垂直于彼此。
如本说明书中所使用的术语“竖直的”意图描述这样的定向：所述定向大体上被布置成垂直于水平表面，即平行于半导体晶片/芯片/管芯的表面的法线方向。例如，以下提及的延伸方向Z可以是垂直于第一横向方向X和第二横向方向Y二者的延伸方向。延伸方向Z在本文中还被称为“竖直方向Z”。
在本说明书中，n掺杂被称为“第一导电类型”，而p掺杂的被称为“第二导电类型”。可替换地，可以采用相反的掺杂关系，使得第一导电类型可以是p掺杂，并且第二导电类型可以是n掺杂。
在本说明书的上下文中，术语“处于欧姆接触”、“处于电接触”、“处于欧姆连接”和“电连接的”意图描述在半导体器件的两个区、区段、区域、部分或部件之间、或者在一个或多个器件的不同端子之间、或者在半导体器件的端子或金属化部或电极与一部分或部件之间存在低欧姆电连接或低欧姆电流路径。进一步地，在本说明书的上下文中，术语“处于接触”意图描述在相应半导体器件的两个元件之间存在直接物理连接；例如，在彼此接触的两个元件之间的过渡可能不包括另外的中间元件等等。
另外，在本说明书的上下文中，如果不另行声明，则术语“电绝缘”在其一般合理理解的上下文中被使用，并且因而意图描述两个或更多组件与彼此分离地定位并且不存在连接那些组件的欧姆连接。然而，与彼此电绝缘的组件不过可以耦合到彼此，例如机械地耦合和/或电容地耦合和/或电感地耦合。为了给出示例，电容器的两个电极可以与彼此电绝缘，并且同时机械地且电容地耦合到彼此，例如借助于绝缘部、例如电介质。
在本说明书中描述的特定实施例关于可以在功率转换器或电源内使用的功率半导体器件，而不限制于此。因而，在实施例中，这样的器件可以被配置成承载负载电流，所述负载电流将被馈送到负载和/或相应地由功率源所提供。例如，功率半导体器件可以包括一个或多个有源功率半导体单元，诸如单片集成的二极管单元，和/或单片集成的晶体管单元，和/或单片集成的IGBT单元，和/或单片集成的RC-IGBT单元，和/或单片集成的MOS栅控二极管（MGD）单元，和/或单片集成的MOSFET单元和/或其衍生物。这样的二极管单元和/或这样的晶体管单元可以被集成在功率半导体模块中。多个这样的单元可以构成单元场，所述单元场与功率半导体器件的有源区布置在一起。
本说明书进一步涉及以功率二极管的形式的功率半导体器件。
如本说明书中所使用的术语“功率二极管”意图描述具有高电压阻断和/或高电流承载能力的单个芯片上的半导体器件。换言之，这样的功率二极管意图用于高电流和/或高电压，所述高电流典型地在安培范围中，例如高达数十或数百安培，所述高电压典型地在15V以上，更典型地为100V及以上，例如高达至少400V。
例如，以下描述的功率二极管可以是半导体器件，所述半导体器件被配置成作为低、中和/或高压应用中的功率组件而被采用。例如，如本说明书中所使用的术语“功率二极管”不涉及用于例如存储数据、计算数据和/或其他类型的基于半导体的数据处理的逻辑半导体器件。
图1示意性并且示例性地图示了处理功率二极管1的方法的方面。所述方法可以包括提供半导体主体10，并且在半导体主体10中创建阳极区102和漂移区100中的每一个。创建漂移区100可以与创建阳极区102分离地发生。
漂移区100可以包括第一导电类型的掺杂剂。例如，漂移区100是n掺杂的。漂移区100可以展现第一导电类型的掺杂剂的在1012cm-3到5*1014cm-3范围内的掺杂剂浓度。例如，依据功率二极管将要被设计用于的额定电压来选择漂移区100的掺杂剂浓度及其沿着竖直方向Z的总延伸。
阳极区102可以包括第二导电类型的掺杂剂。例如，阳极区102是p掺杂的。创建阳极区102可以包括注入处理步骤和扩散处理步骤中的至少一个。例如，借助于创建阳极区102，可以在阳极区102中实现基础掺杂剂浓度，其中所述基础掺杂剂浓度可以具有带有在竖直方向Z上降低的掺杂浓度的分布图（profile），例如扩散分布图。可替换地，阳极区102可以具有在阳极区102内大体上均匀分布的基础掺杂剂浓度。
本文中所描述的实施例涉及在以下方面修改阳极区102：局部地调整可最初展现所述基础掺杂剂浓度的阳极区102内的掺杂剂浓度和/或缺陷浓度。
例如，处理功率二极管1的方法可以包括通过单个离子注入处理步骤而在阳极区102中形成阳极接触区域1021和阳极损伤区域1022中的每一个。
在本说明书的范围内，术语“单个离子注入处理步骤”可以指明一种不间断的注入处理步骤，其以注入能量不变化、以注入剂量不变化并且以注入离子不变化而被实施。例如，为了实施所述单个离子注入处理步骤，借助于设置控制参数来控制离子注入设备，所述控制参数例如固定的注入能量范围、固定的注入剂量范围、固定的注入持续时间以及固定的环境温度范围。在该上下文中的所述单个离子注入处理步骤还可以被理解为两个或更多不间断的注入发射（shot）的序列，所述两个或更多不间断的注入发射均以注入能量不变化、以注入剂量不变化并且以注入离子不变化而被实施。
例如，用于实施所述单个离子注入处理步骤的离子注入设备是射束线注入设备。例如，提供射束线注入工具，其分离将被注入的同位素或物种（例如离子化的原子或分子）。例如，所述同位素或物种在它们命中半导体主体之前在射束中聚集并且被后加速到期望的能量。所述射束线注入设备可以通过如下来注入相同质量与电荷关系的单能物种：通过射束的偏转来扫描半导体晶片或者在固定的射束下移动半导体晶片。
例如，所述单个离子注入处理步骤包括注入重离子。重离子可以包括具有超过碳-核或硅-核的质量的质量的离子。
在实施例中，所述单个离子注入处理步骤包括注入离子化的二氟化硼（BF2）分子。所述单个离子注入处理步骤可以通过纯BF2离子注入来被实现。
例如，所述单个离子注入处理步骤利用小于30keV或小于20keV的注入能量来被实施。例如，所述单个离子注入处理步骤被实施使得从已经被所注入的离子渗透的所提供的半导体主体10的表面10-1所测量的所注入离子的平均距离共计小于100nm。该平均距离可以甚至更短，例如短于80nm、短于70nm或甚至短于50nm。用于调整所述平均距离的可能的措施不仅是在所述单个离子注入处理步骤期间所施加的注入能量，而且还有在所述单个离子注入处理步骤的准备期间可形成的表面10-1处的薄氧化物层（未被图示）的厚度。
进一步地，所述单个离子注入处理步骤可以利用至少2*1013 cm-2的注入剂量被实施。所述注入剂量可以大于2*1013 cm-2，例如大于3*1013 cm-2，或甚至大于6*1013 cm-2。
在所述方法的实施例中，所述单个离子注入处理步骤之后是温度退火处理步骤，所述温度退火处理步骤在小于450℃的温度下被实施，其中由所注入的离子引起的缺陷仅仅部分地被退火。温度可以被保持小于450℃，例如小于420℃或小于400℃。温度退火处理步骤的持续时间可以依赖于若干因素，并且可以在几分钟到几小时的范围内。
例如，由于这样的低温退火处理步骤，可以确保在表面10-1邻近处的占主导的缺陷部分地被退火，从而形成具有相比之下较低缺陷浓度和相比之下较高掺杂剂浓度的阳极接触区域1021。例如，阳极接触区域1021可以展现第二导电类型的掺杂剂的高掺杂剂浓度和/或可替换地高间隙密度，例如在1018 cm-3 到1020 cm-3的范围内。
例如，由于这样的低温温度退火处理步骤，可以进一步确保自表面10-1空间移位的占主导的缺陷不被退火，从而形成具有相比之下高缺陷浓度和相比之下低掺杂剂浓度的阳极损伤区域1022。例如，阳极损伤区域1022可以展现高缺陷浓度，例如在1018 cm-3 到1020cm-3的范围内。
在实施例中，所创建的阳极损伤区域1022可以被配置成降低阳极损伤区域1022内存在的电荷载流子的寿命和迁移率中的至少一个。例如，损伤区域1022可以被配置成降低阳极区102的发射极效率。
现在另外参考图2，图2示意性并且示例性地图示了根据一个或多个实施例的功率二极管1的竖直横截面的区段。可能已经根据上面描述的方法产生了功率二极管1。因而，已经关于图1被陈述的内容可以等同地适用于图2的实施例。类似地，现在将关于图2陈述的内容可以等同地适用于图1的实施例。
在所述方法的实施例中，在实施所述单个离子注入处理步骤之前，第一注入处理步骤被实施以用于在阳极区102内形成阳极场停止区域1024，所述阳极场停止区域1024与阳极接触区域1021和阳极损伤区域1022中的每一个相比在阳极区102内被布置得更深。阳极场停止区域1024可以与阳极损伤区域1022在空间上分离，例如借助于阳极主体区域1023，如将在以下更详细地被解释的。
例如，首先，借助于提供所述基础掺杂剂浓度，例如通过注入处理步骤和扩散处理步骤中的至少一个，来创建阳极区102。例如，可以利用硼作为掺杂剂材料来实现阳极区102的基础掺杂剂浓度。在所图示的实施例中，利用参考标号1023被提及的区可以指明阳极主体区域，所述阳极主体区域可以基本上展现所述基础掺杂剂浓度。
此后，可以通过实施不同于单个离子注入处理步骤的第一注入处理步骤来形成阳极场停止区域1024。所述阳极场停止区域1024可以被布置在阳极区102的下面部分中，或甚至可以终止阳极区1024。进一步地，借助于第一注入处理步骤被引入阳极区102中的注入粒子可以经受温度退火处理步骤，以便对所述注入粒子所引起的缺陷进行退火，例如以便对所述注入粒子所引起的缺陷进行完全退火。这可以在阳极场停止区域1024内产生相比之下高掺杂剂浓度，例如比（多个）阳极主体区域1023的掺杂剂浓度更大的掺杂剂浓度。
阳极场停止区域1024可以展现第二导电类型的掺杂剂在5e16 cm-3到7e17 cm-3范围内的掺杂剂浓度。例如，借助于所注入的硼离子来实现该掺杂剂浓度，所述硼离子后来经受温度退火处理步骤。
然后，即在已经创建了阳极场停止区域1024之后，例如继第一注入处理步骤以及跟随其后的温度退火处理步骤之后，可以实施单个离子注入处理步骤以用于形成阳极接触区域1021和阳极损伤区域1022。
因此，应当理解的是，根据实施例，在所述单个离子注入处理步骤之前，阳极区102的掺杂剂浓度可以被调整，例如借助于注入硼。不形成阳极接触区域1021、阳极损伤区域1022和阳极场停止区域1024之一的一部分的阳极区102的（多个）阳极主体区域1023可以展现第二导电类型的掺杂剂在1*1016 cm-3 到2*1017 cm-3的范围内的掺杂剂浓度。
在实施例中，阳极场停止区域1024沿着竖直方向Z自阳极损伤区域1022在空间上移位至少250nm。该距离可以甚至大于250nm，例如大于400nm或大于600nm。应当理解的是，在阳极场停止区域1024和阳极损伤区域1022之间的该距离可以是指在阳极损伤区域1022的缺陷浓度的峰值与阳极场停止区域1024的掺杂剂浓度的峰值之间的距离。阳极场停止区域1024与阳极损伤区域1022可以借助于阳极主体区域1023而与彼此分离。
最后，在所述单个离子注入处理步骤之后，可以在阳极区102的顶部提供阳极金属化部11。例如，阳极区102的阳极接触区域1021可以被布置成与阳极金属化部11接触。
现在更具体地参考图2，所述功率二极管1包括具有阳极区102和漂移区100的半导体主体10，所述半导体主体10耦合到功率二极管1的阳极金属化部11并且耦合到功率二极管1的阴极金属化部12。阳极金属化部11可以形成功率二极管1的阳极负载端子的一部分，并且阴极金属化部12可以形成功率二极管1的阴极负载端子的一部分。关于半导体主体10的阳极区102和漂移区100，以上已经给出的解释可以适用。
相应地，阳极接触区域1021和阳极损伤区域1022可以二者都被实现在阳极区102中。阳极接触区域1021可以被布置成与阳极金属化部11接触，并且阳极损伤区域1022可以被布置成与阳极接触区域1021接触并且在所述阳极接触区域1021下方。阳极接触区域1021和阳极损伤区域1022可能已经根据上面描述的方法被产生，例如借助于所述单个离子注入处理步骤。
例如，半导体主体10进一步包括阴极接触区108，其中漂移区100可以借助于阴极接触区108而耦合到阴极金属化部12。例如，阴极接触区108被布置成与阴极金属化部12接触，并且可以展现第一导电类型的掺杂剂在5*1019 cm-3 到5*1020 cm-3的范围内的掺杂剂浓度。
功率二极管1-1可以包括例如pin或pn-n结构化件，其由阳极区102（p）、漂移区100（i或n-）以及阴极接触区108（n）形成。
在实施例中，阳极损伤区域1022沿着竖直方向Z延伸到阳极区102中不远于下至从半导体主体10-1的表面10-1所测量的75nm的延伸水平，所述表面10-1可以处于与阳极金属化部11和阳极接触区域1021之间的过渡相同的水平。附加于此或对此可替换地，氟可以以至少1016 原子*cm-3的氟浓度被包括在阳极接触区域1021和阳极损伤区域1022中的每一个内。
延伸水平可以小于75nm，例如小于50nm或甚至小于20nm。换言之，在实施例中，阳极损伤区域1022的下部终止部10211与半导体主体10的表面10-1、例如与阳极金属化部11与阳极区102之间的过渡间隔开不多于75nm、不多于50nm或不多于20nm。换言之，阳极损伤区域1022可以被布置在阳极接触区域1021的下方，还被定位成非常接近于阳极金属化部11，并且足够远离在阳极区102和漂移区100之间形成的pn结。
所述氟浓度还可以大于1016原子*cm-3，例如大于5*1017原子*cm-3，或甚至大于1019原子*cm-3。
例如，阳极区102沿着竖直方向Z延伸到半导体主体10中达至少2μm，达至少4μm，或达至少6μm。
进一步地，在实施例中，在功率二极管1的阻断状态期间的电场的峰值与阳极损伤区域1022的下部终止部10221之间的距离可以共计至少250nm，至少400nm或至少600nm。在功率二极管1的阻断状态期间的电场E的峰值EMAX与下部终止部10221之间的这样的距离示例性地被图示在图3和4中并且被参考标记为ΔZ。例如，功率二极管1可以例如借助于所述距离ΔZ被配置，使得空间电荷区例如在功率二极管1的阻断状态期间不延伸到损伤区域1022中。
现在更详细地参考图3，将要解释示例性的延伸和掺杂剂浓度NA（p型掺杂剂）、ND（n型掺杂剂）以及缺陷（D）浓度。应当理解的是，这些示例性的值可以适用于以上关于所述方法和功率二极管1二者所描述的所有实施例。图4以放大视图图示了图3的掺杂剂浓度NA和ND与缺陷浓度D的路线以及电场E的路线的区段。
阳极接触区域1021，其可以被布置成与阳极金属化部11接触并且其可以展现可形成表面10-1的一部分的上部终止部，可以是以近似1019 cm-3的高浓度p掺杂的。进一步地，至少1016原子*cm-3的氟浓度可以存在于阳极接触区域1021中。阳极接触区域1021可以具有在竖直方向Z上的近似50nm直到200nm的总延伸。
阳极损伤区域1022，其可以被布置在阳极接触区域1021下方并且与所述阳极接触区域1021接触，可以展现近似1019 cm-3的高缺陷浓度。此外，至少1016原子*cm-3的氟浓度可以存在于阳极损伤区域1022中。阳极损伤区域1022可以具有在竖直方向Z上的近似100nm直到400nm的总延伸。
如以上已经解释的，阳极接触区域1021和阳极损伤区域1022可以通过单个离子注入处理步骤和随后的温度退火处理步骤来形成，在所述温度退火处理步骤期间，由离子注入所引起的缺陷仅仅部分地被退火。
被布置在阳极损伤区域1022下方的（多个）阳极主体区域1023可以是以近似1017 cm-3的基础浓度p掺杂的。（多个）阳极主体区域1023可以具有在竖直方向Z上的近似200nm直到700nm的总延伸。如以上已经解释的，阳极区102可以包括阳极场停止区域1024，要么作为在竖直方向Z上终止阳极区102的区域，要么作为被布置在两个阳极主体区域1023之间的区域，如图3中所图示的。阳极场停止区域1024可以是以比（多个）阳极主体区域1023更高的浓度p掺杂的，例如具有近似1018 cm-3的浓度。阳极场停止区域1024可以具有在竖直方向Z上的近似200nm直到600nm的总延伸。
漂移区100可以是以低掺杂剂或本征浓度n掺杂的，例如具有高达5*1014cm-3的浓度。例如，依据功率二极管1将要被设计用于的额定电压来选择漂移区100的掺杂剂浓度及其沿着竖直方向Z的总延伸。
漂移区100可以借助于阴极接触区108而耦合到阴极金属化部12。例如，阴极接触区108被布置成与阴极金属化部12接触，并且可以是以近似1*1020 cm-3的掺杂剂浓度n掺杂的。例如，阴极接触区108具有沿着竖直方向Z的多达0.3μm的总延伸。
上面描述的实施例包括如下认识：具有仅仅微弱地发射空穴的阳极的功率二极管可以利用具有高掺杂的接触区域和损伤区域的阳极来被实现。然而，在例如高操作温度之类的情况下，这样的损伤区域还可以充当电荷载流子生成区域。为了避免这样的效应，可以确保空间电荷区不延伸到损伤区域中。根据上面描述的一个或多个实施例，提议提供自空间电荷区在空间上足够远移位的非常窄的阳极损伤区域，而无需提供抵达深处的阳极区。例如，这样的损伤区域可以借助于随后是温度退火处理步骤的单个BF2注入来被形成，在所述温度退火处理步骤期间，BF2缺陷仅仅部分地被退火，以便同时产生阳极损伤区域以及在其顶部的阳极接触区域，所述阳极接触区域将与阳极金属化部接合。根据实施例，为了形成阳极损伤区域和接触区域，不是硼而是BF2被注入。
在上文中，解释了关于功率二极管和对应处理方法的实施例。例如，这些功率二极管基于硅（Si）。相应地，单晶半导体区或层，例如半导体主体10及其区/区域、例如区100、102、108等等可以是单晶Si区或Si层。在其他实施例中，可以采用多晶或非晶硅。
然而，应该理解的是，半导体主体10及其区/区域可以由适合用于制造功率二极管的任何半导体材料制成。这样的材料的示例包括但不限于以下各项：元素半导体材料，诸如硅（Si）或锗（Ge）；IV族化合物半导体材料，诸如碳化硅（SiC）或硅锗（SiGe）；二元、三元或四元III-V半导体材料，诸如氮化镓（GaN）、砷化镓（GaAs）、磷化镓（GaP）、磷化铟（InP）、磷化铟镓（InGaPa）、氮化铝镓（AlGaN）、氮化铝铟（AlInN）、氮化铟镓（InGaN）、氮化铝镓铟（AlGaInN）或磷砷化镓铟（InGaAsP）；以及二元或三元II-VI半导体材料，仅举几例诸如碲化镉（CdTe）以及碲镉汞（HgCdTe）。先前提及的半导体材料还被称为“同质结半导体材料”。当组合两种不同的半导体材料时，形成异质结半导体材料。异质结半导体材料的示例包括但不限于以下各项：氮化铝镓（AlGaN）-氮化铝镓铟（AlGaInN），氮化铟镓（InGaN）-氮化铝镓铟（AlGaInN），氮化铟镓（InGaN）-氮化镓（GaN）、氮化铝镓（AlGaN）-氮化镓（GaN），氮化铟镓（InGaN）-氮化铝镓（AlGaN），硅-碳化硅（SixC1-x）以及硅-SiGe异质结半导体材料。对于功率半导体器件应用，当前主要是Si、SiC、GaAs和GaN材料被使用。
为了易于描述而使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等来解释一个元件相对于第二元件的定位。这些术语意图包含除了与图中描绘的那些不同的定向之外的相应器件的不同定向。进一步地，诸如“第一”、“第二”等等之类的术语还用于描述各种元件、区、区段等等，并且也不意图是限制性的。贯穿本描述，同样的术语指代同样的元件。
如本文中所使用的，术语“具有”、“含有”、“包含”、“包括”、“展现”等等是开放式术语，其指示所陈述的元件或特征的存在，但是不排除附加的元件或特征。
考虑变化和应用的以上范围，应该理解的是，本发明不由前述描述限制，也不由附图限制。代替地，本发明仅由所附权利要求及其法律等同物限制。

Claims (20)

1.一种处理功率二极管（1）的方法，包括：
- 提供半导体主体（10）；
- 在所述半导体主体（10）中创建阳极区（102）和漂移区（100）；
- 通过单个离子注入处理步骤而在阳极区（102）中形成阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022）中的每一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述单个离子注入处理步骤包括注入重离子。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述单个离子注入处理步骤包括注入二氟化硼离子。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中利用射束线注入设备来实施所述单个离子注入处理步骤。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中利用小于20KeV的注入能量来实施所述单个离子注入处理步骤。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中利用至少2*1013 cm-2的注入剂量来实施所述单个离子注入处理步骤。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述单个离子注入处理步骤被实施使得从已经被所注入的离子渗透的半导体主体（10）的表面（10-1）所测量的所注入离子的平均距离共计小于100nm。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述单个离子注入处理步骤之后是温度退火处理步骤，所述温度退火处理步骤在小于450℃的温度下被实施，其中由所注入的离子引起的缺陷仅仅部分地被退火。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中创建阳极区（102）包括注入处理步骤和扩散处理步骤中的至少一个。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，进一步包括在实施所述单个离子注入处理步骤之前，实施第一注入处理步骤以用于在阳极区（102）内形成阳极场停止区域（1024），所述阳极场停止区域（1024）与阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022）中的每一个相比在阳极区（102）内被布置得更深。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述阳极场停止区域（1024）沿着竖直方向（Z）自阳极损伤区域（1022）在空间上移位至少250nm。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中借助于第一注入处理步骤被引入阳极区（102）中的注入粒子经受温度退火处理步骤，以便对由所述注入粒子引起的缺陷进行退火。
13.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述阳极损伤区域（1022）被配置成降低阳极损伤区域（1022）内存在的电荷载流子的寿命和迁移率中的至少一个。
14.根据前述权利要求之一所述的方法，进一步包括在所述单个离子注入处理步骤之后，在阳极区（102）的顶部提供阳极金属化部（11）。
15.一种功率二极管（1），包括：
- 具有阳极区（102）和漂移区（100）的半导体主体（10），所述半导体主体（10）耦合到功率二极管（1）的阳极金属化部（11）并且耦合到功率二极管（1）的阴极金属化部（12）；
- 阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022），二者都被实现在阳极区（102）中，所述阳极接触区域（1021）被布置成与阳极金属化部（11）接触，并且所述阳极损伤区域（1022）被布置成与阳极接触区域（1021）接触并且在所述阳极接触区域（1021）下方；其中
所述阳极损伤区域（1022）沿着竖直方向（Z）延伸到阳极区（102）中不远于下至从半导体主体（10）的表面（10-1）所测量的75nm的延伸水平。
16.一种功率二极管（1），包括：
- 具有阳极区（102）和漂移区（100）的半导体主体（10），所述半导体主体（10）耦合到功率二极管（1）的阳极金属化部（11）并且耦合到功率二极管（1）的阴极金属化部（12）；
- 阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022），二者都被实现在阳极区（102）中，所述阳极接触区域（1021）被布置成与阳极金属化部（11）接触，并且所述阳极损伤区域（1022）被布置成与阳极接触区域（1021）接触并且在所述阳极接触区域（1021）下方；其中
氟以至少1016 原子*cm-3的氟浓度被包括在阳极接触区域（1021）和阳极损伤区域（1022）中的每一个内。
17.根据权利要求15或16所述的功率二极管（1），其中所述阳极区（102）沿着竖直方向（Z）延伸到半导体主体（10）中达至少2μm。
18.根据前述权利要求15至17之一所述的功率二极管（1），其中在功率二极管（1）的阻断状态期间的电场的峰值与阳极损伤区域（1022）的下部终止部（10221）之间的距离共计至少250nm。
19.根据前述权利要求15至18之一所述的功率二极管（1），其中空间电荷区不延伸到损伤区域（1022）中。
20.根据前述权利要求15至19之一所述的功率二极管（1），其中所述半导体主体（10）进一步包括阴极接触区（108），其中漂移区（100）借助于阴极接触区（108）而耦合到阴极金属化部（12）。
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