DE102006046844B4 - Power semiconductor component with field stop zone and method for producing such a power semiconductor component - Google Patents

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Abstract

Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterköper (1), in dem zwischen einer Vorderseite (11) und einer der Vorderseite (11) gegenüberliegenden Rückseite (12) in einer vertikalen Richtung (v) eine erste Halbleiterzone (10) von einem ersten Leitungstyp (p), eine zweite Halbleiterzone (20) von einem zum ersten Leitungstyp (p) komplementären zweiten Leitungstyp (n), und eine dritte Halbleiterzone (30) vom ersten Leitungstyp (p) aufeinander folgend angeordnet sind, wobei die zweite Halbleiterzone (20) – eine erste Teilzone (21) vom zweiten Leitungstyp (n) aufweist, die von der ersten Halbleiterzone (10) beabstandet ist, die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) und deren Dotierungsdosis das 0,25-fache bis 0,75-fache der Durchbruchsdotierungsdosis beträgt, sowie – eine zweite Teilzone (22) vom zweiten Leitungstyp (n), die von der dritten Halbleiterzone (30) beabstandet ist, die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als der zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten Teilzone (22) angeordnete Abschnitt (24) der zweiten Halbleiterzone (20) und deren Dotierungsdosis das 0,25-fache bis 0,75-fache der Durchbruchsdotierungsdosis beträgt, wobei der Abstand der ersten Teilzone (21) von der Vorderseite (11) 10% bis 30% der Dicke der zweiten Halbleiterzone (20) beträgt und der Abstand der zweiten Teilzone (22) von der Rückseite (12) 10% bis 30% der Dicke der zweiten Halbleiterzone (20) beträgt.A semiconductor device comprising a semiconductor body (1), in which between a front side (11) and a rear side (12) opposite the front side (11) in a vertical direction (v) a first semiconductor zone (10) of a first conductivity type (p), a second semiconductor region (20) of a second conductivity type (n) complementary to the first conductivity type (p), and a third semiconductor region (30) of the first conductivity type (p) are arranged successively, the second semiconductor region (20) comprising a first partial region ( 21) of the second conductivity type (n) spaced from the first semiconductor region (10) having a higher net dopant concentration than the portion (23) disposed between the first semiconductor region (10) and the first subzone (21) second semiconductor zone (20) and its doping dose is 0.25 times to 0.75 times the breakdown doping dose, and a second sub-zone (22) of the second conductivity type (n), that of the third n semiconductor zone (30) which has a higher net dopant concentration than the section (24) of the second semiconductor zone (20) arranged between the third semiconductor zone (30) and the second subzone (22) and whose doping dose is 0.25 is up to 0.75 times the breakdown doping dose, wherein the distance of the first sub-zone (21) from the front side (11) 10% to 30% of the thickness of the second semiconductor zone (20) and the distance of the second sub-zone (22) the rear side (12) is 10% to 30% of the thickness of the second semiconductor zone (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbauelement mit Feldstoppzone und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a power semiconductor component with field stop zone and a method for its production.

In der Leistungselektronik gibt es eine Vielzahl von Anwendungen, beispielsweise Inverter-Topologien in Form von Matrixumrichtern, die Leistungsschalter erfordern, welche in beiden Richtungen hohe Spannungen sperren und die bei geeigneter Ansteuerung in einer Richtung oder in beiden Richtungen Strom führen können.In power electronics, there are a variety of applications, such as inverter topologies in the form of matrix converters, which require circuit breakers, which block high voltages in both directions and which can carry current in one direction or in both directions with suitable control.

Viele Leistungshalbleiterschalter sind nur in einer Richtung sperrend, während sie in der anderen Richtung entweder leitend sind (z. B. MOSFETs) oder nur eine reduzierte Sperrfähigkeit aufweisen (z. B. IGBTs), die deutlich geringer ist als die Sperrfähigkeit in Vorwärtsrichtung. Die Ursache hierfür kann in der vertikalen Struktur solcher Bauelemente wie auch in der Konstruktion von deren Randabschluss liegen.Many power semiconductor switches are off-circuit only in one direction while in the other direction they are either conductive (eg, MOSFETs) or have only reduced blocking capability (eg, IGBTs) that is significantly less than the forward blocking capability. The reason for this can lie in the vertical structure of such components as well as in the construction of their edge termination.

Zur Realisierung der Rückwärtssperrfähigkeit mit einem solchen Bauelement sind zwei Möglichkeiten bekannt.To realize the reverse blocking capability with such a device, two possibilities are known.

Eine erste Möglichkeit beruht auf Leistungshalbleiterschaltern mit einem in vertikaler Richtung unsymmetrischen Dotierungsprofil, die mit einer Diode in Serie geschaltet werden. Um die Vorwärtssperrfähigkeit zu optimieren, weisen solche Leistungsschalter in der Regel eine stark dotierte Feldstoppzone auf, wie dies am Beispiel des Verlaufs 81 der Netto-Dotierstoffkonzentration eines Leistungshalbleiterschalters gemäß dem Stand der Technik zwischen einer Vorderseite 11 und einer Rückseite 12 in einer vertikalen Richtung v des Bauelements in 17 gezeigt ist.A first possibility is based on power semiconductor switches with a vertically asymmetric doping profile, which are connected in series with a diode. In order to optimize the forward blocking capability, such circuit breakers usually have a heavily doped field stop zone, as in the example of the course 81 the net dopant concentration of a prior art power semiconductor switch between a front side 11 and a back 12 in a vertical direction v of the device in 17 is shown.

Das Bauelement weist eine stark n-dotierte Feldstoppzone 21 auf, die unmittelbar an eine stark p-dotierte Zone an der Rückseite 12 des Bauelements angrenzt. Weiterhin ist in 17 der Verlauf 82 des Betrags des elektrischen Feldes E bei in Vorwärtsrichtung am Bauelement anliegender Spannung dargestellt.The device has a heavily n-doped field stop zone 21 immediately adjacent to a heavily p-doped zone at the back 12 of the component adjacent. Furthermore, in 17 the history 82 the amount of the electric field E shown in the forward direction of the component voltage.

Zur Erhöhung der Rückwärtssperrfähigkeit werden derartige Leistungsschalter üblicherweise mit einer Diode in Reihe geschaltet. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass im Durchlassfall mindestens zweimal eine Diodenspannung von 0,5 V bis 0,7 V an der Reihenschaltung abfällt.To increase the reverse blocking capability, such power switches are usually connected in series with a diode. The disadvantage here, however, that in the case of passage at least twice a diode voltage of 0.5 V to 0.7 V drops at the series circuit.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, das Halbleiterbauelement als NPT-Bauelement (NPT = Non-Punch-Through) auszubilden. Derartige NPT-Bauelemente weisen ein in vertikaler Richtung im Wesentlichen symmetrisches Dotierungsprofil mit geringer Dotierstoffkonzentration auf, wie dies beispielhaft in 18 gezeigt ist. 18 zeigt außerdem den Verlauf der Beträge des elektrischen Feldes E bei in Vorwärtsrichtung anliegender Spannung (Verlauf 82) sowie bei in Rückwärtsrichtung anliegender Spannung (Verlauf 83).A second possibility is to form the semiconductor component as an NPT component (NPT = non-punch-through). Such NPT devices have a substantially symmetrical doping profile with a low dopant concentration in the vertical direction, as shown by way of example in FIG 18 is shown. 18 also shows the course of the amounts of the electric field E with voltage applied in the forward direction (curve 82 ) as well as in the reverse direction voltage (curve 83 ).

Dem Vorteil einer nur einfachen Diodenschwelle bei einem solchen NPT-Bauelement im Durchlassfall steht jedoch der Nachteil gegenüber, dass NPT-Bauelemente dickere Halbleiterchips erfordern, wodurch sowohl die Durchlassspannung als auch die Schaltverluste ansteigen. Die Chipdicken für ein NPT-Bauelement sind typischerweise um einen Faktor 1,5 größer als bei einem entsprechendem Bauelement mit Feldstoppzone.However, the disadvantage of having only a simple diode threshold in such an NPT device in the on-going case is offset by the disadvantage that NPT components require thicker semiconductor chips, as a result of which both the forward voltage and the switching losses increase. The chip thicknesses for an NPT device are typically greater by a factor of 1.5 than for a corresponding field stop zone device.

Aus der WO 00/35021 A1 ist ein IGBT mit zwei voneinander beabstandeten Feldstoppzonen bekannt, von denen eine vorderseitig und die andere rückseitig unmittelbar an ein p-dotiertes Gebiet angrenzt und die durch Diffusionsverfahren erzeugt werden. Die Nachteile dieses IGBTs bestehen darin, dass solche Feldstoppzonen mittels Diffusion nicht vergraben hergestellt werden können und dass die neutrale Zone, d. h. die Zone ohne Raumladung, nur eine sehr geringe Ausdehnung aufweist.From the WO 00/35021 A1 For example, an IGBT is known having two spaced apart field stop zones, one on the front and the other on the back immediately adjacent to a p-doped region and produced by diffusion processes. The disadvantages of this IGBT are that such field stop zones can not be made buried by diffusion and that the neutral zone, ie the zone without space charge, has only a very small extent.

Aus der EP 0 297 325 A2 ist ein Thyristor bekannt, bei dem in der n-Basis zwei voneinander beabstandete Schädigungszonen angeordnet sind. Diese Schädigungszonen werden durch eine Wasserstoffionenimplantation mit einer Implantationsdosis von 1010 cm–2 bis 1012 cm–2 erzeugt.From the EP 0 297 325 A2 a thyristor is known in which two spaced apart damage zones are arranged in the n-base. These damage zones are generated by a hydrogen ion implantation with an implantation dose of 10 10 cm -2 to 10 12 cm -2 .

Aus der US 4 752 818 A ist ein Thyristor bekannt, der zwei durch eine Protonenbestrahlung mit einer Protonendosis von 1012 cm–2 erzeugte, voneinander beabstandete Zonen aufweist.From the US 4,752,818 A For example, a thyristor is known which has two spaced-apart zones created by proton irradiation with a proton dose of 10 12 cm -2 .

Die DE 10 2004 047 749 A1 beschreibt einen IGBT mit einem ersten Anschlussbereich, einem zweiten Anschlussbereich sowie mit einem zwischen diesen Anschlussbereichen angeordneten Halbleitervolumen. Innerhalb des Halbleitervolumens in der Nähe des zweiten Anschlussbereichs ist eine Feldstoppzone angeordnet. An den ersten Anschlussbereich grenzt ein Bodygebiet an. Der Verlauf der Dotierstoffkonzentration innerhalb des Halbleitervolumens ist so gewählt, dass das Integral der ionisierten Dotierstoffladung über das Halbleitervolumen, ausgehend von einer dem zweiten Anschlussbereich zugewandten Grenzfläche des Bodygebiets, in Richtung des zweiten Anschlussbereichs erst nahe der Grenzfläche der Feldstoppzone, die dem zweiten Anschlussbereich zugewandt ist, eine Ladungsmenge erreicht, die der Durchbruchsladung des Halbleiterbauteils entspricht.The DE 10 2004 047 749 A1 describes an IGBT having a first connection region, a second connection region and a semiconductor volume arranged between these connection regions. Within the semiconductor volume in the vicinity of the second connection region, a field stop zone is arranged. At the first connection area borders a body area. The profile of the dopant concentration within the semiconductor volume is selected such that the integral of the ionized dopant charge via the semiconductor volume, starting from an interface of the body region facing the second connection region, only toward the second connection region near the interface of the field stop zone which faces the second connection region , reaches a charge amount corresponding to the breakdown charge of the semiconductor device.

Die DE 100 31 461 B4 zeigt eine Hochvolt-Diode mit einer Feldstoppzone, bei der die Dotierstoffdosis 1,8·1012 cm–2 beträgt. The DE 100 31 461 B4 shows a high-voltage diode with a field stop zone, in which the dopant dose is 1.8 · 10 12 cm -2 .

Aus der DE 102 43 758 A1 ist ein Halbleiterbauelement mit einer strukturierten Feldstoppzone bekannt, die mittels einer Protonenbestrahlung hergestellt wird.From the DE 102 43 758 A1 For example, a semiconductor device having a patterned field stop zone that is fabricated by proton irradiation is known.

Die US 6 163 040 A zeigt einen Thyristor mit zwei voneinander beabstandeten Feldstoppzonen.The US 6 163 040 A shows a thyristor with two spaced field stop zones.

Die nachveröffentlichte DE 10 2005 049 506 A1 beschreibt eine vertikale Diode mit einer n-dotierten Basis, in der beabstandet zueinander zwei höher n-dotierte Halbleiterzonen angeordnet sind.The post-published DE 10 2005 049 506 A1 describes a vertical diode with an n-doped base in which spaced apart two higher n-doped semiconductor zones are arranged.

Die DE 103 60 574 A1 beschreibt ein vertikales Leistungs-Halbleiterbauelement mit einer Drift- oder Basiszone, in der in Richtung einer Vorderseite eines Halbleiterkörpers eine höher als die Drift- oder Basiszone dotierte Halbleiterzone vorhanden ist, deren Dotierung so gewählt ist, dass sie von einem elektrischen Feld, das sich bei Anlegen einer Sperrspannung ausbreitet, durchdrungen werden kann. Optional ist in der Drift- oder Basiszone in Richtung einer Rückseite des Halbleiterkörpers eine Feldstoppzone angeordnet.The DE 103 60 574 A1 describes a vertical power semiconductor device having a drift or base region in which toward a front side of a semiconductor body, a semiconductor zone doped higher than the drift or base region is present, the doping of which is selected to be independent of an electric field occurring at Applying a reverse voltage propagates, can be penetrated. Optionally, a field stop zone is arranged in the drift or base zone in the direction of a rear side of the semiconductor body.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Halbleiterbauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit verbesserter Rückwärtssperrfähigkeit bereitzustellen, bei dem die konkurrierenden Größen Durchlassspannung, Speicherladung und Stoßstromfestigkeit in einem optimierten Verhältnis zueinander stehen.The object of the present invention is to provide a semiconductor device as well as a method for producing a semiconductor device with improved reverse blocking capability in which the competing variables forward voltage, storage charge and surge current stability are in an optimized relationship.

Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelements gemäß den Patentansprüchen 30 und 32 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by a semiconductor component according to patent claim 1 and by a method for producing such a semiconductor component according to patent claims 30 and 32. Preferred embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement weist einen Halbleiterkörper auf, in dem zwischen einer Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite in einer vertikalen Richtung eine erste Halbleiterzone von einem ersten Leitungstyp, eine zweite Halbleiterzone von einem zum ersten Leitungstyp komplementären zweiten Leitungstyp und eine dritte Halbleiterzone vom ersten Leitungstyp aufeinanderfolgend angeordnet sind.The semiconductor device of the present invention comprises a semiconductor body in which a first semiconductor region of a first conductivity type, a second semiconductor region of a second conductivity type complementary to the first conductivity type, and a third semiconductor region of the first conductivity type are sequentially connected in a vertical direction between a front side and a front side opposite to the front side are arranged.

Die zweite Halbleiterzone weist eine erste Feldstoppzone vom zweiten Leitungstyp auf, die von der ersten Halbleiterzone beabstandet ist, und die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als der zwischen der ersten Halbleiterzone und der ersten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone.The second semiconductor zone has a first field stop zone of the second conductivity type spaced from the first semiconductor zone and having a higher net dopant concentration than the portion of the second semiconductor zone disposed between the first semiconductor zone and the first field stop zone.

Außerdem umfasst die zweite Halbleiterzone eine Feldstoppzone ebenfalls vom zweiten Leitungstyp, die von der dritten Halbleiterzone beabstandet ist und die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als der zwischen der dritten Halbleiterzone und der zweiten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone.In addition, the second semiconductor zone includes a second conductivity type field stop zone spaced from the third semiconductor zone and having a higher net dopant concentration than the second semiconductor zone portion disposed between the third semiconductor zone and the second field stop zone.

Dabei beträgt die Dotierungsdosis der ersten Feldstoppzone und/oder die Dotierungsdosis der zweiten. Feldstoppzone das 0,25-fache bis 0,75-fache, vorzugsweise etwa das 0,5-fache der so genannten Durchbruchsdotierungsdosis. Diese ist dotierungsabhängig und liegt in Siliziumbauelementen typischerweise zwischen 1,3 × 1012 cm–2 und 2 × 1012 cm–2.In this case, the doping dose of the first field stop zone and / or the doping dose of the second. Field stop zone 0.25 times to 0.75 times, preferably about 0.5 times the so-called breakthrough doping dose. This is doping-dependent and is typically between 1.3 × 10 12 cm -2 and 2 × 10 12 cm -2 in silicon devices .

Der Abstand der ersten Feldstoppzone von der Vorderseite und/oder der Abstand der zweiten Feldstoppzone von der Rückseite beträgt typischerweise 10% bis 30% der Dicke der zweiten Halbleiterzone. Im Extremfall kann eine der Feldstoppzonen dicht unterhalb des pn-Übergangs liegen, wobei auch eine asymmetrische Anordnung der Feldstoppzonen im Halbleiterkörper gewählt werden kann.The distance of the first field stop zone from the front side and / or the distance of the second field stop zone from the rear side is typically 10% to 30% of the thickness of the second semiconductor zone. In extreme cases, one of the field stop zones may be located just below the pn junction, whereby an asymmetrical arrangement of the field stop zones in the semiconductor body may also be selected.

Die Dicke der ersten und zweiten Feldstoppzone in der vertikalen Richtung sollte so gering wie möglich gewählt werden und vorzugsweise weniger als 5% der Dicke der zweiten Halbleiterschicht betragen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke dieser Feldstoppzonen weniger als 5 μm.The thickness of the first and second field stop zones in the vertical direction should be as low as possible, and preferably less than 5% of the thickness of the second semiconductor layer. In a further preferred embodiment, the thickness of these field stop zones is less than 5 μm.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die in der vertikalen Richtung gemessenen Dicken der zwischen der ersten und der zweiten Feldstoppzone, der zwischen der ersten Feldstoppzone und der ersten Halbleiterzone sowie der zwischen der zweiten Feldstoppzone und der dritten Halbleiterzone gelegenen Abschnitte der zweiten Halbleiterzone so gering wie möglich zu wählen.Furthermore, it is advantageous for the thicknesses measured in the vertical direction between the first and the second field stop zone located between the first field stop zone and the first semiconductor zone and between the second field stop zone and the third semiconductor zone to be as small as possible choose.

Das Ziel dieser Maßnahme besteht darin, die vertikale Verteilung des elektrischen Feldes im Halbleiterbauelement so einzustellen, dass einerseits das örtliche Integral der Feldstärke über die Raumladungszone in der vertikalen Richtung des Bauelements, d. h. der Spannungsabfall über die Raumladungszone in der vertikalen Richtung, deutlich höher ist und andererseits die sich bei voller Sperrspannung ergebende vertikale Ausdehnung der neutralen Zone deutlich größer ist als bei einem entsprechenden konventionellen Halbleiterbauelement.The aim of this measure is to adjust the vertical distribution of the electric field in the semiconductor device so that on the one hand the local integral of the field strength over the space charge zone in the vertical direction of the device, d. H. the voltage drop across the space charge zone in the vertical direction, is significantly higher and on the other hand, the resulting at full reverse voltage vertical extension of the neutral zone is significantly larger than in a corresponding conventional semiconductor device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Abmessung des zwischen der ersten Halbleiterzone und der ersten Feldstoppzone angeordneten Abschnitts der zweiten Halbleiterzone in der vertikalen Richtung größer oder gleich der Abmessung des zwischen der dritten Halbleiterzone und der zweiten Feldstoppzone angeordneten Abschnitts der zweiten Halbleiterzone in der vertikalen Richtung. According to a preferred embodiment of the invention, the dimension of the portion of the second semiconductor region located between the first semiconductor zone and the first field stop zone in the vertical direction is greater than or equal to the dimension of the portion of the second semiconductor region disposed between the third semiconductor zone and the second field stop zone in the vertical direction ,

Der zwischen der ersten Halbleiterzone und der ersten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone und/oder der zwischen der dritten Halbleiterzone und der zweiten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone und/oder der zwischen der ersten Feldstoppzone und der zweiten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone weisen bevorzugt eine Netto-Dotierstoffkonzentration von kleiner oder gleich 1 × 1014 cm–3, besonders bevorzug von kleiner oder gleich 1 × 1013 cm–3 auf.The section of the second semiconductor zone arranged between the first semiconductor zone and the first field stop zone and / or the section of the second semiconductor zone arranged between the third semiconductor zone and the second field stop zone and / or the section of the second semiconductor zone arranged between the first field stop zone and the second field stop zone are preferred a net dopant concentration of less than or equal to 1 × 10 14 cm -3 , more preferably less than or equal to 1 × 10 13 cm -3 .

Außerdem weisen der zwischen der ersten Halbleiterzone und der ersten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone und/oder der zwischen der dritten Halbleiterzone und der zweiten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone und/oder der zwischen der ersten Feldstoppzone und der zweiten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone vorzugsweise eine Dotierstoffdosis von kleiner oder gleich 25% der Durchbruchsdotierungsdosis auf.Furthermore, the section of the second semiconductor zone arranged between the first semiconductor zone and the first field stop zone and / or the section of the second semiconductor zone arranged between the third semiconductor zone and the second field stop zone and / or the section of the second semiconductor zone arranged between the first field stop zone and the second field stop zone preferably a dopant dose of less than or equal to 25% of the breakthrough doping dose.

Die Netto-Dotierstoffkonzentration des zwischen der ersten Halbleiterzone und der ersten Feldstoppzone angeordneten Abschnitts der zweiten Halbleiterzone kann gleich, größer oder kleiner als die Netto-Dotierstoffkonzentration des zwischen der dritten Halbleiterzone und der zweiten Feldstoppzone angeordneten Abschnitts der zweiten Halbleiterzone gewählt werden.The net dopant concentration of the portion of the second semiconductor zone disposed between the first semiconductor zone and the first field stop zone may be selected equal to, greater than or less than the net dopant concentration of the portion of the second semiconductor zone located between the third semiconductor zone and the second field stop zone.

Herstellungsbedingt weisen die erste und die zweite Feldstoppzone jeweils eine Stelle oder einen Bereich auf, an der bzw. in dem die betreffende Feldstoppzone eine maximale Netto-Dotierstoffkonzentration besitzt. Dabei ist der vertikale Abstand der Stelle maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der ersten Feldstoppzone von der Vorderseite vorzugsweise größer oder gleich dem vertikalen Abstand der Stelle maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten Feldstoppzone von der Rückseite des Halbleiterkörpers.As a result of the production, the first and second field stop zones each have a location or a region at which the respective field stop zone has a maximum net dopant concentration. In this case, the vertical distance of the point of maximum net dopant concentration of the first field stop zone from the front side is preferably greater than or equal to the vertical distance of the point of maximum net dopant concentration of the second field stop zone from the rear side of the semiconductor body.

Eine solche Feldstoppzone verläuft vorzugsweise zumindest in bestimmten Abschnitten des Halbleiterbauelements als im Wesentlichen ebene Schicht und kann beispielsweise als durchgehende Schicht, streifenartig, netzartig oder inselartig ausgebildet sein, wobei die genannten Ausgestaltungen verschiedener Feldstoppzonen desselben Halbleiterbauelements unabhängig voneinander gewählt und beliebig miteinander kombiniert werden können. Eine strukturierte Ausgestaltung der Feldstoppzone erfordert zwar einen höheren fertigungstechnischen Aufwand, allerdings weist das Bauelement dann ein verbessertes Einschaltverhalten auf.Such a field stop zone preferably extends at least in certain sections of the semiconductor component as a substantially planar layer and may be formed, for example, as a continuous layer, strip-like, reticulated or island-like, said embodiments of different field stop zones of the same semiconductor device can be selected independently and combined with each other. Although a structured embodiment of the field stop zone requires a higher production outlay, however, the component then has an improved switch-on behavior.

Die erste und die zweite Feldstoppzone sind im Allgemeinen voneinander beabstandet. Alternativ dazu können jedoch die erste Feldstoppzone und die zweite Feldstoppzone unmittelbar aneinander angrenzen oder aber identisch sein.The first and second field stop zones are generally spaced apart. Alternatively, however, the first field stop zone and the second field stop zone may be immediately adjacent to one another or may be identical.

Die erste Halbleiterzone kann sich bis zur Vorderseite des Halbleiterkörpers und/oder die dritte Halbleiterzone bis zur Rückseite des Halbleiterkörpers erstrecken. Ebenso können jedoch eine oder beide dieser Halbleiterzonen von der Vorderseite und/oder von der Rückseite beabstandet sein.The first semiconductor zone may extend to the front side of the semiconductor body and / or the third semiconductor zone to the rear side of the semiconductor body. Likewise, however, one or both of these semiconductor zones may be spaced from the front and / or the back.

Die Herstellung der ersten und/oder zweiten Feldstoppzonen oder optionaler einer oder mehrere weiterer Feldstoppzonen eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements kann beispielsweise mittels einer maskierten Implantation von Protonen und einem nachfolgenden Ausheil-Temperschritt erfolgen.The production of the first and / or second field stop zones or optionally one or more further field stop zones of a semiconductor component according to the invention can be effected for example by means of a masked implantation of protons and a subsequent annealing-annealing step.

Zwischen der Vorderseite des Halbleiterkörpers und der ersten Feldstoppzone und/oder zwischen der Rückseite des Halbleiterkörpers und der zweiten Feldstoppzone können zur Realisierung eines bestimmten Halbleiterbauelements, beispielsweise eines Thyristors, eines IGBTs, eines MOSFETs, etc., weitere Schichten, insbesondere dotierte Halbleiterschichten, vorgesehen sein.Between the front side of the semiconductor body and the first field stop zone and / or between the rear side of the semiconductor body and the second field stop zone, further layers, in particular doped semiconductor layers, may be provided for realizing a specific semiconductor device, for example a thyristor, an IGBT, a MOSFET, etc. ,

Die erste Feldstoppzone und/oder der zwischen der ersten Feldstoppzone und der Vorderseite gelegene Abschnitt der zweiten Halbleiterzone und/oder die erste Halbleiterzone und/oder ein gegebenenfalls vorhandener, zwischen der dritten Halbleiterzone und der Vorderseite gelegener Abschnitt des Halbleiterkörpers können zur Erzeugung einer Zellstruktur, beispielsweise der Zellstruktur eines IGBTs oder eines Thyristors, ausgebildet sein.The first field stop zone and / or the section of the second semiconductor zone located between the first field stop zone and the front side and / or the first semiconductor zone and / or an optionally present section of the semiconductor body located between the third semiconductor zone and the front side can be used to produce a cell structure, for example the cell structure of an IGBT or a thyristor.

Ist das Halbleiterbauelement als Thyristor ausgebildet, so stellen die erste Halbleiterzone und die zweite Halbleiterzone vorzugsweise die Basiszonen und die dritte Halbleiterzone und eine vierte Halbleiterzone vorzugsweise die Emitterzonen des Thyristors dar.If the semiconductor component is designed as a thyristor, the first semiconductor zone and the second semiconductor zone preferably represent the base zones and the third semiconductor zone and a fourth semiconductor zone preferably represent the emitter zones of the thyristor.

Weiterhin kann der erste Leitungstyp p-leitend und der zweite Leitungstyp n-leitend sein. Umgekehrt kann jedoch auch der erste Leitungstyp n-leitend und der zweite Leitungstyp p-leitend sein.Furthermore, the first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type. Conversely, however, the first conductivity type may also be n-type and the second conductivity type may be p-type.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments with reference to figures. In the figures show:

1 einen Vertikalschnitt durch einen Abschnitt eines Thyristors, dessen n-Basis zwei voneinander beabstandete Feldstoppzonen aufweist, die jeweils sowohl von der p-Basis als auch vom p-Emitter beabstandet sind, 1 FIG. 2 shows a vertical section through a section of a thyristor whose n-base has two spaced-apart field stop zones which are each at a distance from both the p-base and the p-emitter. FIG.

2 den vertikalen Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration des Thyristors gemäß 1, 2 the vertical profile of the net dopant concentration of the thyristor according to 1 .

3 die Strom-Spannungskennlinie des Thyristors gemäß 1 bis zu einem maximalen Sperrstrom von 100 mA im Vergleich zur Strom-Spannungskennlinie einer konventionellen Thyristorstruktur ohne Feldstoppzone, ebenfalls bis zu einem maximalen Sperrstrom von 100 mA, 3 the current-voltage characteristic of the thyristor according to 1 up to a maximum reverse current of 100 mA compared to the current-voltage characteristic of a conventional thyristor structure without field stop zone, also up to a maximum reverse current of 100 mA,

4 den Verlauf der elektrischen Feldstärke des Thyristors gemäß 1 bei einem Sperrstrom von 100 mA im Vergleich zum Verlauf der elektrischen Feldstärke eines konventionellen Thyristors ohne Feldstoppzone, ebenfalls bei einem Sperrstrom von 100 mA, 4 the course of the electric field strength of the thyristor according to 1 with a reverse current of 100 mA compared to the course of the electric field strength of a conventional thyristor without field stop zone, also with a reverse current of 100 mA,

5 die Abhängigkeit der Sperrspannung eines Thyristors mit beidseitiger Feldstoppzone von der Feldstoppdosis für zwei verschiedene Grunddotierungen des Halbleiterkörpers im Vergleich zur Sperrspannung eines Thyristors ohne Feldstoppzone, 5 the dependence of the blocking voltage of a thyristor with double-sided field stop zone of the field stop dose for two different basic dopings of the semiconductor body compared to the blocking voltage of a thyristor without field stop zone,

6 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration einer nach einer Wasserstoffimplantation mit nachfolgendem Ausheilschritt hergestellten Feldstoppzone, 6 the course of the net dopant concentration of a field stop zone produced after a hydrogen implantation followed by an annealing step,

7 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration und der elektrischen Feldstärke bei angelegter Vorwärts- bzw. Rückwärtsspannung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements mit zwei voneinander beabstandeten Feldstoppzonen und symmetrischem Dotierungsprofil, 7 the course of the net dopant concentration and the electric field strength with applied forward or reverse voltage of a semiconductor device according to the invention with two spaced field stop zones and symmetrical doping profile,

8 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration und der elektrischen Feldstärke bei angelegter Vorwärts- bzw. Rückwärtsspannung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements mit zwei voneinander beabstandeten Feldstoppzonen, wobei ein zwischen einer ersten Feldstoppzone und der Vorderseite des Halbleiterkörpers angeordneter Abschnitt der zweiten Halbleiterzone eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als ein zwischen der zweiten Feldstoppzone und der Rückseite angeordneter Abschnitt der zweiten Halbleiterzone, 8th the course of the net dopant concentration and the electric field strength with applied forward or reverse voltage of a semiconductor device according to the invention with two spaced field stop zones, wherein a arranged between a first field stop zone and the front of the semiconductor body portion of the second semiconductor zone has a higher net dopant concentration than between the second field stop zone and the rear side arranged portion of the second semiconductor zone,

9 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration und der elektrischen Feldstärke bei angelegter Vorwärts- bzw. Rückwärtsspannung eines Halbleiterbauelements gemäß 8, bei dem der zwischen der ersten Feldstoppzone und der zweiten Feldstoppzone angeordnete Abschnitt der zweiten Halbleiterzone eine Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, die höher ist als die Netto-Dotierstoffkonzentration sowohl des zwischen der ersten Feldstoppzone und der Vorderseite als auch des zwischen der zweiten Feldstoppzone und der Rückseite angeordneten Abschnitts der zweiten Halbleiterzone, 9 the course of the net dopant concentration and the electric field strength with applied forward and reverse voltage according to a semiconductor device according to 8th wherein the portion of the second semiconductor zone disposed between the first field stop zone and the second field stop zone has a net dopant concentration higher than the net dopant concentration of both between the first field stop zone and the front and between the second field stop zone and the back side arranged portion of the second semiconductor zone,

10 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration und der elektrischen Feldstärke bei angelegter Vorwärts- bzw. Rückwärtsspannung gemäß 7, bei dem die erste Feldstoppzone und die zweite Feldstoppzone identisch sind, 10 the course of the net dopant concentration and the electric field strength with applied forward and reverse voltage according to 7 in which the first field stop zone and the second field stop zone are identical,

11 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration und der elektrischen Feldstärke bei angelegter Vorwärts- bzw. Rückwärtsspannung eines Halbleiterbauelements gemäß 8, bei dem die erste Feldstoppzone und die zweite Feldstoppzone identisch sind, 11 the course of the net dopant concentration and the electric field strength with applied forward and reverse voltage according to a semiconductor device according to 8th in which the first field stop zone and the second field stop zone are identical,

12 einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Halbleiterbauelements mit zwei voneinander beabstandeten Feldstoppzonen, von denen jede aus voneinander beabstandeten und im Wesentlichen in einer Ebene angeordneten Inseln gebildet ist, 12 a cross-section through a portion of a semiconductor device having two spaced apart field stop zones, each formed of spaced-apart and substantially in-plane islands,

13 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Figur 12 in zur vertikalen Richtung senkrechten Ebenen A-A' und B-B' im Bereich der ersten Feldstoppzone, 13 12 shows a cross section through the arrangement according to FIG. 12 in planes AA 'and BB', which are perpendicular to the vertical direction, in the region of the first field stop zone,

14 einen Vertikalschnitt durch einen Abschnitt eines IGBTs mit zwei Feldstoppzonen, von denen die erste Feldstoppzone sowie die der zwischen der ersten Feldstoppzone und der Vorderseite angeordnete Abschnitt des Halbleiterkörpers zur Ausbildung einer IGBT-Zelle strukturiert ist, 14 4 a vertical section through a section of an IGBT with two field stop zones, of which the first field stop zone and also the section of the semiconductor body arranged between the first field stop zone and the front side are structured to form an IGBT cell,

15 einen Querschnitt durch einen IGBT gemäß 14, mit dem Unterschied, dass die erste Feldstoppzone nicht strukturiert ist, 15 a cross section through an IGBT according to 14 , with the difference that the first field stop zone is not structured,

16a–c verschiedene Schritte eines Waferbondungsverfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit zwei Feldstoppzonen, 16a C various steps of a wafer bonding method for producing a semiconductor device with two field stop zones,

17 den unsymmetrischen Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration und der elektrischen Feldstärke bei angelegter Vorwärtsspannung eines Halbleiterbauelements mit einer Feldstoppzone gemäß dem Stand der Technik, und 17 the asymmetrical course of the net dopant concentration and the electric field strength with applied forward voltage of a semiconductor device with a field stop zone according to the prior art, and

18 den Verlauf der Netto-Dotierstoffkonzentration und der elektrischen Feldstärke bei angelegter Vorwärts- bzw. Rückwärtsspannung eines Halbleiterbauelements mit NPT-Struktur gemäß dem Stand der Technik. 18 the course of the net dopant concentration and the electric field strength with applied forward or reverse voltage of a Semiconductor device with NPT structure according to the prior art.

In den Figuren wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Darstellung verzichtet. Sofern nicht anders angegeben zeigen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Funktion.For the sake of clarity, a true-to-scale representation has been dispensed with in the figures. Unless otherwise indicated, like reference numerals indicate like parts having the same function.

1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Abschnitt eines Thyristors mit einem Halbleiterkörper 1. Zwischen einer Vorderseite 11 und einer dieser gegenüberliegenden Rückseite 12 des Halbleiterkörpers 1 sind in einer vertikalen Richtung v aufeinanderfolgend eine erste Halbleiterzone 10, eine zweite Halbleiterzone 20 und eine dritte Halbleiterzone 30 angeordnet. Zwischen der ersten Halbleiterzone 10 und der Vorderseite 11 ist eine optionale vierte Halbleiterzone 40 vorgesehen. Die erste Halbleiterzone 10 und die dritte Halbleiterzone 30 weisen eine p-Netto-Dotierstoffkonzentration, die zweite Halbleiterzone 20 und die vierte Halbleiterzone 40 eine n-Netto-Dotierstoffkonzentration auf. 1 shows a vertical section through a portion of a thyristor with a semiconductor body 1 , Between a front side 11 and one of these opposite backs 12 of the semiconductor body 1 are consecutively a first semiconductor zone in a vertical direction v 10 , a second semiconductor zone 20 and a third semiconductor zone 30 arranged. Between the first semiconductor zone 10 and the front 11 is an optional fourth semiconductor zone 40 intended. The first semiconductor zone 10 and the third semiconductor zone 30 have a p-type dopant concentration, the second semiconductor zone 20 and the fourth semiconductor zone 40 an n-net dopant concentration.

Die Netto-Dotierungsdosis der ersten Feldstoppzone 21 und/oder der zweiten Feldstoppzone 22 beträgt bevorzugt jeweils das 0,25-fache bis 0,75-fache, besonders bevorzugt jeweils das 0,4- bis 0,6-fache der Durchbruchsdotierungsdosis.The net doping dose of the first field stop zone 21 and / or the second field stop zone 22 is preferably 0.25 times to 0.75 times, more preferably 0.4 to 0.6 times the penetration dose.

Die zweite Halbleiterzone 20 umfasst eine erste Teilzone 21, eine zweite Teilzone 22, eine dritte Teilzone 23, eine vierte Teilzone 24 sowie eine fünfte Teilzone 25. Die erste Teilzone 21 wird nachfolgend als erste Feldstoppzone, die zweite Teilzone 22 als zweite Feldstoppzone bezeichnet. Alle Teilzonen 21 bis 24 sind vom selben Leitungstyp, wobei die erste Feldstoppzone eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als jeder der unmittelbar an sie angrenzenden Teilzonen 23 und 25. Entsprechend weist die zweite Feldstoppzone 22 eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration auf als die jeweils unmittelbar an sie angrenzenden Teilzonen 24 und 25.The second semiconductor zone 20 includes a first sub-zone 21 , a second subzone 22 , a third sub-zone 23 , a fourth sub-zone 24 and a fifth sub-zone 25 , The first subzone 21 is subsequently referred to as the first field stop zone, the second sub-zone 22 referred to as second field stop zone. All subzones 21 to 24 are of the same conductivity type, with the first field stop zone having a higher net dopant concentration than any of the sub-zones immediately adjacent to it 23 and 25 , Accordingly, the second field stop zone 22 a higher net dopant concentration than the respective immediately adjacent subzones 24 and 25 ,

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen der zwischen der ersten Halbleiterzone 10 und der ersten Feldstoppzone 21 angeordnete Abschnitt 23 der zweiten Halbleiterzone 20 und der zwischen der dritten Halbleiterzone 30 und der zweiten Feldstoppzone 22 angeordnete Abschnitt 24 der zweiten Halbleiterzone 20 in der vertikalen Richtung v identische Abmessungen d23 bzw. d24 auf.According to a preferred embodiment of the invention, that between the first semiconductor zone 10 and the first field stop zone 21 arranged section 23 the second semiconductor zone 20 and between the third semiconductor zone 30 and the second field stop zone 22 arranged section 24 the second semiconductor zone 20 in the vertical direction v identical dimensions d23 and d24, respectively.

Die erste Feldstoppzone 21 weist eine Stelle S1 auf, an der ihre Netto-Dotierstoffkonzentration ein Maximum erreicht und die in der vertikalen Richtung v einen Abstand t1 von der Vorderseite 11 besitzt. Entsprechend weist die zweite Feldstoppzone 22 eine Stelle S2 auf, in der ihre Netto-Dotierstoffkonzentration einen Maximalwert annimmt und die einen Abstand t2 von der Rückseite 12 aufweist. Die Maximalwerte der Dotierstoffkonzentrationen der ersten und zweiten Feldstoppzone 21 bzw. 22 werden vorzugsweise nicht nur an einer Stelle S1 bzw. S2, sondern an mehreren Stellen oder auch an allen Stellen erreicht, die jeweils in einer zur Rückseite parallelen Ebene angeordnet sind.The first field stop zone 21 has a location S1 at which its net dopant concentration reaches a maximum and that in the vertical direction v reaches a distance t1 from the front 11 has. Accordingly, the second field stop zone 22 a point S2 in which their net dopant concentration takes a maximum value and a distance t2 from the back side 12 having. The maximum values of the dopant concentrations of the first and second field stop zones 21 respectively. 22 are preferably reached not only at a point S1 or S2, but at several points or even at all points, which are each arranged in a plane parallel to the back.

Der Abstand t1 der Stelle S1 maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der ersten Feldstoppzone und/oder der Abstand t2 der Stelle S2 der maximalen Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten Feldstoppzone von der Rückseite 12 beträgt vorzugsweise jeweils die Summe des Abstands des pn-Übergangs zwischen der ersten Halbleiterzone 10 und der zweiten Halbleiterzone 20 von der Vorderseite und der doppelten Dicke der neutralen Zone eines für dieselbe Vorwärtssperrfähigkeit ausgelegten konventionellen Thyristors ohne Feldstoppzone.The distance t1 of the point S1 of the maximum net dopant concentration of the first field stop zone and / or the distance t2 of the point S2 of the maximum net dopant concentration of the second field stop zone from the back 12 is preferably in each case the sum of the distance of the pn junction between the first semiconductor zone 10 and the second semiconductor zone 20 from the front side and the double thickness of the neutral zone of a conventional thyristor without field stop zone designed for the same forward blocking capability.

Die Abstände t1 und t2 sind vorliegend gleich groß gewählt. Da die Kippspannung eines Thyristors im Allgemeinen deutlich niedriger liegt als die Sperrspannung, kann die Tiefe t2 der anodenseitigen Feldstoppzone 22 auch etwas geringer gewählt werden als die Tiefe t1 der kathodenseitigen Feldstoppzone 21, so dass die Bauelementdicke weiter verringert werden kann und sich die Sperrfähigkeit in beiden Polungsrichtungen einander annähert. Ebenso kann die Donatordosis in den beiden Feldstoppzonen unterschiedlich gewählt werden, um diesem Effekt Rechnung zu tragen. Grundsätzlich ist es jedoch ebenso möglich, die Tiefe t2 der anodenseitigen Feldstoppzone 22 größer zu wählen als die Tiefe t1 der kathodenseitigen Feldstoppzone 21.The distances t1 and t2 are chosen equal in the present case. Since the breakdown voltage of a thyristor is generally significantly lower than the blocking voltage, the depth t2 of the anode-side field stop zone 22 are also chosen to be slightly lower than the depth t1 of the cathode-side field stop zone 21 so that the device thickness can be further reduced and the blocking capability approaches each other in both poling directions. Likewise, the donor dose in the two field stop zones can be chosen differently to account for this effect. In principle, however, it is also possible to use the depth t2 of the anode-side field stop zone 22 greater than the depth t1 of the cathode-side field stop zone 21 ,

Die mit einem erfindungsgemäßen Thyristor erzielbare Erhöhung von Sperr- und Kippspannung kann insbesondere dazu genutzt werden, bei einer vorgegebenen Sperr- und Kippspannung die Dicke t1 + t2 + t3 des Thyristors gegenüber der Dicke eines herkömmlichen Thyristors zu verringern.The achievable with a thyristor invention increase of blocking and breakover voltage can be used in particular to reduce the thickness t1 + t2 + t3 of the thyristor with respect to the thickness of a conventional thyristor at a predetermined blocking and breakover voltage.

Das Ziel dieser Anordnung besteht darin, die vertikale Verteilung des elektrischen Feldes so einzustellen, dass einerseits das Integral dieser Feldstärkeverteilung entlang der vertikalen Koordinate deutlich höher ist und andererseits die sich bei voller Sperrspannung ergebende vertikale Ausdehnung der neutralen Zone deutlich größer ist als beim konventionellen Thyristor.The aim of this arrangement is to set the vertical distribution of the electric field so that on the one hand, the integral of this field strength distribution along the vertical coordinate is significantly higher and on the other hand, resulting in full reverse voltage vertical extension of the neutral zone is significantly larger than the conventional thyristor.

Die Dicken d1 der ersten Feldstoppzone 21 und d2 der zweiten Feldstoppzone 22 sollten klein gewählt werden im Vergleich zur Dicke d20 der zweiten Halbleiterzone 20. Die Dicke d1 der ersten Feldstoppzone 21 und/oder die Dicke d2 der zweiten Feldstoppzone 22 beträgt bevorzugt weniger als 5% der Dicke d20 der zweiten Halbleiterzone 20.The thicknesses d1 of the first field stop zone 21 and d2 of the second field stop zone 22 should be chosen small compared to the thickness d20 of the second semiconductor zone 20 , The thickness d1 of the first field stop zone 21 and / or the thickness d2 of the second field stop zone 22 is preferably less than 5% of the thickness d20 of the second semiconductor zone 20 ,

Ein möglicher Verlauf 81 der Netto-Dotierstoffkonzentration N des Thyristors gemäß 1 ist in 2 in logarithmischer Darstellung gezeigt. A possible course 81 the net dopant concentration N of the thyristor according to 1 is in 2 shown in logarithmic representation.

3 zeigt die (durchgezogene) Strom-Spannungs-Kennlinie 91 eines erfindungsgemäßen Thyristors gemäß 1 im Vergleich zur (gestrichelten) Strom-Spannungs-Kennlinie 90 eines herkömmlichen Thyristors ohne Feldstoppzone mit gleicher Sperrfähigkeit. 3 shows the (continuous) current-voltage characteristic 91 a thyristor according to the invention according to 1 in comparison to the (dashed) current-voltage characteristic 90 a conventional thyristor without field stop zone with the same blocking capability.

Der Vergleich zeigt deutlich, dass der erfindungsgemäße Thyristor nahezu über den gesamten Sperrspannungsbereich einen geringeren Sperrstrom aufweist als ein konventioneller Thyristor.The comparison clearly shows that the thyristor according to the invention has a lower reverse current almost over the entire reverse voltage range than a conventional thyristor.

Der Verlauf der Beträge der elektrischen Feldstärken dieser Thyristoren mit der (durchgezogenen) Kennlinie 93 für den erfindungsgemäßen Thyristor und der (gestrichelten) Kennlinie 92 für den konventionellen Thyristor jeweils bei einem Sperrstrom von 100 mA vergleichend gegenüber gestellt.The course of the amounts of electric field strengths of these thyristors with the (continuous) characteristic 93 for the thyristor according to the invention and the (dashed) characteristic 92 for the conventional thyristor in each case compared with a reverse current of 100 mA compared.

Während der Betrag des elektrischen Feldes in der zweiten Halbleiterzone des konventionellen Thyristors linear zunimmt, zeigt der Betrag des elektrischen Feldes in der zweiten Halbleiterzone eines erfindungsgemäßen Thyristors einen stufenartigen Verlauf, wobei die Stellen des stufenartigen Anstiegs des Betrags der elektrischen Feldstärke jeweils am Ort der ersten und zweiten Feldstoppzone 21, 25 bei einer von der Vorderseite 11 ausgemessenen Tiefe von etwa 0,5 mm bzw. 0,97 mm zu verzeichnen ist.While the magnitude of the electric field in the second semiconductor region of the conventional thyristor increases linearly, the magnitude of the electric field in the second semiconductor region of a thyristor according to the invention shows a stepwise progression, wherein the locations of the stepwise increase of the magnitude of the electric field strength respectively at the location of the first and second field stop zone 21 . 25 at one of the front 11 measured depth of about 0.5 mm and 0.97 mm, respectively.

5 zeigt die Abhängigkeit der Sperrspannung zweier erfindungsgemäßer Thyristoren gemäß 1 von der Netto-Dotierungsdosis der beiden Feldstoppzonen 21, 22 im Vergleich zur Sperrspannung eines konventionellen Thyristors, jeweils bei einer Temperatur von 363 K. 5 shows the dependence of the reverse voltage of two inventive thyristors according to 1 from the net doping dose of the two field stop zones 21 . 22 compared to the blocking voltage of a conventional thyristor, each at a temperature of 363 K.

Der gestrichelte Verlauf 96 entspricht einem erfindungsgemäßen Thyristor, dessen dritte, vierte und fünfte Teilzone 23, 24 bzw. 25 eine Netto-Dotierstoffkonzentration von 8,15·1011 cm–3, die durchgezogene Kennlinie 97 dem zweiten erfindungsgemäßen Thyristor, dessen dritte, vierte und fünfte Teilzone 23, 24 bzw. 25 eine Netto-Dotierstoffkonzentration von 5,0·1010 cm–3 aufweisen, jeweils bei einem Sperrstrom von 100 mA. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Donatordosis in der ersten und zweiten Feldstoppzone 21 bzw. 22 identisch gewählt.The dashed course 96 corresponds to a thyristor according to the invention, whose third, fourth and fifth sub-zone 23 . 24 respectively. 25 a net dopant concentration of 8.15 x 10 11 cm -3 , the solid line 97 the second thyristor according to the invention, the third, fourth and fifth sub-zone 23 . 24 respectively. 25 have a net dopant concentration of 5.0 × 10 10 cm -3 , each with a reverse current of 100 mA. According to a preferred embodiment of the invention, the donor dose is in the first and second field stop zones 21 respectively. 22 chosen identically.

Da die Prozessierung eines Thyristors in der Regel ausgehend von einem eine Grunddotierung aufweisenden Substrat erfolgt, entspricht die Netto-Dotierstoffkonzentration der dritten, vierten und fünften Teilzone 23, 24 bzw. 25 bevorzugt der Grunddotierung des Substrates.Since the processing of a thyristor usually takes place starting from a substrate having a basic doping, the net dopant concentration corresponds to the third, fourth and fifth sub-zones 23 . 24 respectively. 25 preferably the basic doping of the substrate.

Für einen Thyristor gemäß dem Stand der Technik ergibt sich bei einer Netto-Dotierstoffkonzentration der n-dotierten Basis von 8,91·1012 cm–3 und einem Sperrstrom, von 100 mA eine Sperrspannung von 9,55 kV (Verlauf 95 in 5). Demgegenüber lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Thyristor eine deutlich erhöhte Sperrspannung von 9,81 kV (Maximum des Verlaufs 96 in 5), mit der weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thyristors sogar eine Sperrspannung von 9,92 kV erzielen (Maximum des Verlaufs 97 in 5). Bei höheren Temperaturen steigt der Sperrspannungsgewinn eines erfindungsgemäßen Thyristors im Vergleich zu einem herkömmlichen Thyristor sogar noch weiter an.For a thyristor according to the prior art results in a net dopant concentration of the n-doped base of 8.91 · 10 12 cm -3 and a reverse current of 100 mA, a reverse voltage of 9.55 kV (curve 95 in 5 ). In contrast, can be with the thyristor of the invention, a significantly increased reverse voltage of 9.81 kV (maximum of the course 96 in 5 ), With the further embodiment of the thyristor according to the invention even achieve a blocking voltage of 9.92 kV (maximum of the course 97 in 5 ). At higher temperatures, the reverse voltage gain of a thyristor according to the invention increases even further compared to a conventional thyristor.

6 zeigt den Verlauf 81 der Netto-Dotierstoffkonzentration N einer gemäß einem bevorzugten Verfahren hergestellten ersten Feldstoppzone 21 in Abhängigkeit vom Abstand von der bestrahlten Halbleiteroberfläche. 6 shows the course 81 the net dopant concentration N of a first field stop zone made according to a preferred method 21 depending on the distance from the irradiated semiconductor surface.

Die Herstellung dieser Feldstoppzone 21 erfolgt hier durch vorderseitige Implantation von Protonen und einem nachfolgenden Ausheilschritt durch Temperung des Halbleiterkörpers bei Temperaturen von 300°C bis 450°C. Infolge der Protonenbestrahlung bilden sich Donatoren aus, die zur Erzeugung derartiger Feldstoppzonen genutzt werden können. An einer Stelle S1 des Dotierungsprofils weist die Feldstoppzone 21 eine maximale Netto-Dotierstoffkonzentration Nmax auf.The production of this field stop zone 21 takes place here by front-side implantation of protons and a subsequent annealing step by annealing the semiconductor body at temperatures of 300 ° C to 450 ° C. As a result of the proton irradiation, donors are formed which can be used to generate such field stop zones. At a location S1 of the doping profile, the field stop zone 21 a maximum net dopant concentration N max .

In gleicher Weise kann die zweite Feldstoppzone 22 gemäß den 1 und 2 durch eine von der Rückseite 12 ausgehende Protonenbestrahlung mit nachfolgender Temperung bei Temperaturen von 300°C bis 450°C hergestellt werden.In the same way, the second field stop zone 22 according to the 1 and 2 through one from the back 12 outgoing proton irradiation with subsequent annealing at temperatures of 300 ° C to 450 ° C are produced.

In den 1 bis 5 wurde die erfindungsgemäße Ausbildung eines Halbleiterbauelements mit zwei Feldstoppzonen am Beispiel eines Thyristors erläutert. Die Ausführungen hierzu lassen sich jedoch in entsprechender Weise auch auf beliebige andere Halbleiterbauelemente, insbesondere MOSFETs und IGBTs, übertragen. Bei IGBTs mit einer derartigen Anordnung und Dimensionierung der zweiten Halbleiterzone, insbesondere der Feldstoppzonen lässt sich eine Reduktion der Durchlassverluste auf 60% der Durchlassverluste bezogen auf den Bahnwiderstand in der zweiten Halbleiterzone eines herkömmlichen NPT-IGBT erreichen (NPT = Non Punch Through).In the 1 to 5 the inventive construction of a semiconductor device with two field stop zones has been explained using the example of a thyristor. However, the explanations for this can also be correspondingly transferred to any other semiconductor components, in particular MOSFETs and IGBTs. With IGBTs with such an arrangement and dimensioning of the second semiconductor zone, in particular the field stop zones, a reduction of the forward losses to 60% of the forward losses relative to the sheet resistance in the second semiconductor zone of a conventional NPT IGBT can be achieved (NPT = Non Punch Through).

Die 7 bis 11 zeigen die Verläufe 81 verschiedener Netto-Dotierstoffkonzentrationen N, die zumindest abschnittweise in den erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementen realisiert sind.The 7 to 11 show the courses 81 different net dopant concentrations N, which are realized at least in sections in the semiconductor devices according to the invention.

Der Verlauf 81 der Netto-Dotierstoffkonzentration N gemäß 7 zeigt eine stark p-dotierte erste Halbleiterzone 10 sowie eine stark p-dotierte dritte Halbleiterzone 30, zwischen denen eine n-dotierte zweite Halbleiterzone mit stark n-dotierten ersten und zweiten Feldstoppzonen 21, 22 sowie schwach n-dotierten Teilzonen 23, 24 und 25 angeordnet ist. The history 81 the net dopant concentration N according to 7 shows a heavily p-doped first semiconductor zone 10 and a heavily p-doped third semiconductor zone 30 between which an n-doped second semiconductor zone having heavily n-doped first and second field stop zones 21 . 22 as well as weakly n-doped subzones 23 . 24 and 25 is arranged.

Die stark n-dotierte erste Teilzone 21 stellt die erste Feldstoppzone, die zweite stark n-dotierte Teilzone 22 die zweite Feldstoppzone dar. Die dritte Teilzone 23 ist zwischen der ersten Halbleiterzone 10 und der ersten Feldstoppzone 21, die vierte Teilzone 24 zwischen der dritten Halbleiterzone 30 und der zweiten Feldstoppzone 22 angeordnet. Weiterhin ist die fünfte Teilzone 25 zwischen der ersten Feldstoppzone 21 und der zweiten Feldstoppzone 22 angeordnet.The heavily n-doped first subzone 21 represents the first field stop zone, the second heavily n-doped subzone 22 the second field stop zone. The third subzone 23 is between the first semiconductor zone 10 and the first field stop zone 21 , the fourth sub-zone 24 between the third semiconductor zone 30 and the second field stop zone 22 arranged. Furthermore, the fifth sub-zone 25 between the first field stop zone 21 and the second field stop zone 22 arranged.

Die Teilzonen 23, 24, und 25 weisen vorzugsweise dieselbe Netto-Dotierstoffkonzentration N auf. Außerdem weisen die erste Feldstoppzone 21 und die zweite Feldstoppzone 22 Stellen S1 bzw. S2 auf, an denen die Netto-Dotierstoffkonzentration N innerhalb der betreffenden Feldstoppzonen 1 bzw. 2 ein Maximum Nmax1 bzw. Nmax2 annimmt. Die Netto-Dotierstoffkonzentrationen Nmax1 und Nmax2 der ersten bzw. zweiten Feldstoppzone 21 bzw. 22 sind vorzugsweise identisch gewählt.The subzones 23 . 24 , and 25 preferably have the same net dopant concentration N. In addition, the first field stop zone 21 and the second field stop zone 22 Establish S1 and S2, respectively, at which the net dopant concentration N within the respective field stop zones 1 respectively. 2 assumes a maximum N max1 or N max2 . The net dopant concentrations N max1 and N max2 of the first and second field stop zones, respectively 21 respectively. 22 are preferably selected identically.

Im Unterschied zu 7 zeigt der Verlauf 81 der Netto-Dotierstoffkonzentration N gemäß 8 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Netto-Dotierstoffkonzentration der dritten Teilzone 23 größer ist als die Netto-Dotierstoffkonzentration der vierten Teilzone 24 und der fünften Teilzone 25. Die Netto-Dotierstoffkonzentration innerhalb der zweiten Halbleiterzone 20 ist damit – abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 – unsymmetrisch.In contrast to 7 shows the course 81 the net dopant concentration N according to 8th an embodiment in which the net dopant concentration of the third sub-zone 23 is greater than the net dopant concentration of the fourth sub-zone 24 and the fifth sub-zone 25 , The net dopant concentration within the second semiconductor zone 20 is thus - deviating from the embodiment according to 7 - unbalanced.

Alternativ zu dem Verlauf 81 gemäß 7 kann die Netto-Dotierstoffkonzentration der fünften Teilzone 25 auch größer als die Netto-Dotierstoffkonzentration der vierten Teilzone 24, insbesondere so groß wie die Netto-Dotierstoffkonzentration der dritten Teilzone 23 gewählt werden.Alternatively to the course 81 according to 7 may be the net dopant concentration of the fifth sub-zone 25 also greater than the net dopant concentration of the fourth sub-zone 24 , in particular as large as the net dopant concentration of the third sub-zone 23 to get voted.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 9 entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 mit dem Unterschied, dass die erste Feldstoppzone 21 und die zweite Feldstoppzone 22 unmittelbar aneinander angrenzen, woraus sich ergibt, dass die Netto-Dotierstoffkonzentration der fünften Teilzone 25 größer ist als jede der Netto-Dotierstoffkonzentrationen der dritten Teilzone 23 und der vierten Teilzone 24.The embodiment according to 9 corresponds to the embodiment according to 8th with the difference that the first field stop zone 21 and the second field stop zone 22 directly adjacent to one another, which indicates that the net dopant concentration of the fifth sub-zone 25 greater than any of the net dopant concentrations of the third sub-zone 23 and the fourth sub-zone 24 ,

Verringert man ausgehend von dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 den Abstand der Stellen S1 und S2 maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der ersten bzw. zweiten Feldstoppzone 21 bzw. 22, so überlagern sich die Feldstoppzonen 21, 22 im Grenzfall, d. h. die erste Feldstoppzone 21 und die zweite Feldstoppzone 22 sind identisch, was im Ergebnis in 10 gezeigt ist.Decreasing starting from the embodiment according to 7 the distance between the points S1 and S2 maximum net dopant concentration of the first and second field stop zone 21 respectively. 22 , so the field stop zones overlap 21 . 22 in the limit, ie the first field stop zone 21 and the second field stop zone 22 are identical, which results in 10 is shown.

Ausgehend von dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 ergibt sich bei einer derartigen Verringerung des Abstandes der Stellen S1, S2 maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der Feldstoppzonen 21 bzw. 22 ein Verlauf 81, wie er in 11 gezeigt ist.Starting from the embodiment according to 9 results in such a reduction of the distance of the points S1, S2 maximum net dopant concentration of the field stop zones 21 respectively. 22 a course 81 as he is in 11 is shown.

Neben dem Verlauf 81 der Netto-Dotierstoffkonzentration N ist in den 7 bis 11 außerdem der Verlauf 82 des Betrages der elektrischen Feldstärke E bei in Vorwärtsrichtung anliegender Spannung sowie der Verlauf 83 des Betrages der elektrischen Feldstärke E bei in Rückwärtsrichtung anliegender Spannung dargestellt. In jedem Fall steigt der Betrag des Gradienten des elektrischen Feldes E in der vertikalen Richtung v mit zunehmender Netto-Dotierstoffkonzentration.Next to the course 81 the net dopant concentration N is in the 7 to 11 also the course 82 the magnitude of the electric field strength E with voltage applied in the forward direction and the course 83 the magnitude of the electric field strength E at voltage applied in the reverse direction. In any case, the magnitude of the gradient of the electric field E in the vertical direction v increases with increasing net dopant concentration.

Die Ausführungsbeispiele gemäß den 7 bis 11 sind so gewählt, dass die erste Halbleiterzone 10 unmittelbar an die Vorderseite 11 und die dritte Halbleiterzone 30 unmittelbar an die Rückseite 12 des Halbleiterkörpers angrenzt. Generell können bei einem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement jedoch zwischen der Vorderseite 11 und der ersten Halbleiterzone 10 und/oder zwischen der Rückseite 12 und der dritten Halbleiterzone 30 jeweils eine oder mehrere weitere Halbleiterzonen vorgesehen sein.The embodiments according to the 7 to 11 are chosen so that the first semiconductor zone 10 directly to the front 11 and the third semiconductor zone 30 directly to the back 12 of the semiconductor body adjoins. In general, however, in a semiconductor device according to the invention between the front 11 and the first semiconductor zone 10 and / or between the back 12 and the third semiconductor zone 30 one or more further semiconductor zones may be provided in each case.

Ein Ausführungsbeispiel hierzu zeigt 12 in Form eines Vertikalschnittes durch einen Abschnitt des Halbleiterkörpers 1 eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements.An embodiment of this shows 12 in the form of a vertical section through a section of the semiconductor body 1 a semiconductor device according to the invention.

Bei diesem Bauelement ist zwischen der ersten Halbleiterzone 10 und der Vorderseite 11 eine Zone 40 und zwischen der dritten Halbleiterzone 30 und der Rückseite 12 eine Zone 50 angeordnet. Die Zonen 40, 50 sind jeweils optional und können sowohl unabhängig voneinander als auch in Kombination miteinander vorgesehen sein. Jede der Zonen 40, 50 kann beliebige andere Bauelementstrukturen wie z. B. Zellstrukturen eines MOS-FETs oder eines IGBTs, Zündstufen eines Thyristors oder Isolationsschichten enthalten.In this device is between the first semiconductor zone 10 and the front 11 a zone 40 and between the third semiconductor zone 30 and the back 12 a zone 50 arranged. The zones 40 . 50 are each optional and may be provided independently of each other or in combination with each other. Each of the zones 40 . 50 can any other component structures such. As cell structures of a MOS-FETs or IGBTs, ignition stages of a thyristor or insulation layers.

Weiterhin zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 12, dass eine erfindungsgemäße Feldstoppzone nicht notwendigerweise als durchgehende, zusammenhängende Schicht ausgebildet sein muss, sondern dass sie auch strukturiert ausgebildet sein kann.Furthermore, the embodiment according to FIG 12 in that a field stop zone according to the invention does not necessarily have to be formed as a continuous, coherent layer, but rather that it may also have a structured design.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 12 ist jede der Feldstoppzonen 21, 22 aus einer Anzahl stark n-dotierter Inseln gebildet, die jeweils im Wesentlichen in einer Ebene A-A' bzw. B-B' in einer zur vertikalen Richtung v senkrechten lateralen Richtung r beabstandet voneinander in der zweiten Halbleiterzone 20 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die erste Feldstoppzone 21 und die zweite Feldstoppzone 22 identisch strukturiert, was aus 13 ersichtlich ist, welche einen Querschnitt durch die Schnittebene A-A' bzw. durch die Schnittebene B-B' gemäß 12 darstellt.In the embodiment according to 12 is each of the field stop zones 21 . 22 from a number formed strongly n-doped islands, each substantially in a plane AA 'and BB' in a direction perpendicular to the vertical direction v lateral direction r spaced from each other in the second semiconductor zone 20 are arranged. Preferably, the first field stop zone 21 and the second field stop zone 22 identically structured, what made 13 it can be seen which a cross section through the sectional plane AA 'or by the sectional plane BB' according to 12 represents.

Grundsätzlich können die erste und die zweite Feldstoppzone 21 bzw. 22 unabhängig voneinander sowohl gleich als auch unterschiedlich strukturiert oder auch unstrukturiert ausgebildet sein.In principle, the first and the second field stop zone 21 respectively. 22 be formed independently of each other both the same and differently structured or unstructured.

So zeigt beispielsweise 14 einen Vertikalschnitt durch einen Abschnitt eines IGBTs, bei dem die erste Feldstoppzone 21, die dritte Teilzone 23, die erste Halbleiterzone 10 sowie eine vierte Halbleiterzone 40 zur Erzeugung einer Zellstruktur des IGBTs strukturiert ausgebildet sind. Die Herstellung der ersten Feldstoppzone 21 kann beispielsweise durch eine maskierte Implantation von Protonen und einem nachfolgenden Ausheil-Temperschritt erfolgen. Abhängig von der vorgesehenen Tiefe sowie der vorgesehenen Dicke der herzustellenden Feldstoppzone 21 kann die Implantation ausgehend von der Vorderseite 11 und/oder entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß den 16a bis 16c von einer Implantation in einen Teilkörper des herzustellenden Halbleiterkörpers 1 mit nachfolgendem Waferbonden erfolgen.So shows, for example 14 a vertical section through a portion of an IGBT, wherein the first field stop zone 21 , the third sub-zone 23 , the first semiconductor zone 10 and a fourth semiconductor zone 40 are structured to produce a cell structure of the IGBTs. The production of the first field stop zone 21 can be done for example by a masked implantation of protons and a subsequent annealing-annealing step. Depending on the intended depth and the intended thickness of the field stop zone to be produced 21 can implant from the front 11 and / or according to the embodiment according to the 16a to 16c from an implantation into a partial body of the semiconductor body to be produced 1 followed by wafer bonding.

Der IGBT weist eine Source-Elektrode 61, eine Drain-Elektrode 62 und eine Gate-Elektrode 63 auf, sowie ein zwischen der Gate-Elektrode 63 und dem Halbleiterkörper 1 angeordnetes Gate-Dielektrikum 64.The IGBT has a source electrode 61 , a drain electrode 62 and a gate electrode 63 on, as well as between the gate electrode 63 and the semiconductor body 1 arranged gate dielectric 64 ,

Das Ausführungsbeispiel gemäß 15 entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß 14 mit dem Unterschied, dass die erste Feldstoppzone 21 und die fünfte Teilzone 25 als im Wesentlichen ebene Schichten ausgebildet sind, die in der lateralen Richtung r verlaufen.The embodiment according to 15 corresponds to the embodiment according to 14 with the difference that the first field stop zone 21 and the fifth subzone 25 are formed as substantially planar layers extending in the lateral direction r.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements kann auf verschiedene Weise erfolgen. Im einfachsten Fall können alle oder einige der Halbleiterschichten 10, 20, 30 einschließlich der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Teilzone 21 bis 25 aufeinanderfolgend epitaktisch aufgebaut werden.The production of a semiconductor component according to the invention can be carried out in various ways. In the simplest case, all or some of the semiconductor layers 10 . 20 . 30 including the first, second, third, fourth and fifth sub-zones 21 to 25 be built epitaxially in succession.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, in einem Halbleiterkörper, der eine schwache n-Grunddotierung aufweist, die erste Halbleiterzone 10, die dritte Halbleiterzone 30, sowie gegebenenfalls optionale vierte Halbleiterzonen 40 und fünfte Halbleiterzonen 50 durch Diffusions- und/oder Implantationsschritte zu erzeugen.Another possibility is, in a semiconductor body having a weak n-type base doping, the first semiconductor zone 10 , the third semiconductor zone 30 , and optionally optional fourth semiconductor zones 40 and fifth semiconductor zones 50 by diffusion and / or implantation steps to produce.

Die Herstellung der stark n-dotierten Feldstoppzonen 21, 22 kann durch tiefe Implantation von Protonen mit nachfolgender Temperung bei Temperaturen zwischen 300°C und 450°C erzeugt werden. Dabei wird die erste Feldstoppzone 21 vorzugsweise durch vorderseitige, die zweite Feldstoppzone 22 vorzugsweise durch rückseitige Protonen-Implantation erzeugt. In Folge der Implantation von Protonen gefolgt von der Temperung bilden sich im Bereich des Implantationsgebietes Donatoren aus, was zur Erzeugung der Feldstoppzonen 21, 22 genutzt werden kann.The production of the heavily n-doped field stop zones 21 . 22 can be generated by deep implantation of protons with subsequent annealing at temperatures between 300 ° C and 450 ° C. This will be the first field stop zone 21 preferably by front side, the second field stop zone 22 preferably generated by backside proton implantation. As a result of the implantation of protons followed by the annealing, donors are formed in the area of the implantation area, resulting in the generation of the field stop zones 21 . 22 can be used.

Eine weitere Alternative zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements mit zwei Feldstoppzonen ist in den 16a bis 16c gezeigt. Dabei wird der Halbleiterkörper 1 durch Waferbonden erzeugt, indem ein erster Teilkörper 1' und ein zweiter Teilkörper 1'' zusammengefügt werden.A further alternative for producing a semiconductor component according to the invention with two field stop zones is disclosed in US Pat 16a to 16c shown. In this case, the semiconductor body 1 produced by wafer bonding, by a first part body 1' and a second part body 1'' be joined together.

Jeder der Teilkörper 1' und 1'' weist eine schwache n-Grunddotierung auf. Wie aus 16a ersichtlich ist, werden Protonen 70 sowohl in eine Zone 21' des ersten Teilkörpers 1' als auch in eine Zone 22' des zweiten Teilkörpers 1'' implantiert. Um eine vorgegebenen Strukturierung der herzustellenden ersten und/oder zweiten Feldstoppzone zu erreichen, kann die Implantation der Protonen auch maskiert erfolgen.Each of the part bodies 1' and 1'' has a weak n-basic doping. How out 16a it can be seen, protons 70 both in one zone 21 ' of the first part body 1' as well as in a zone 22 ' of the second part body 1'' implanted. In order to achieve a predefined structuring of the first and / or second field stop zone to be produced, the implantation of the protons can also take place masked.

16b zeigt die Teilkörper 1', 1'' nach der Implantation, welche zusammengefügt werden, so dass sich das in 16c gezeigte Bauelement ergibt. 16b shows the part bodies 1' . 1'' after implantation, which are joined together so that the in 16c shown component results.

Der nach der Implantation der Protonen erforderliche Ausheilschritt kann sowohl vor als auch nach dem Zusammenfügen der Teilkörper 1', 1'' gemäß 16b erfolgen.The annealing step required after the implantation of the protons can take place both before and after the joining of the part bodies 1' . 1'' according to 16b respectively.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Bauelementen mit zwei Feldstoppzonen beschrieben. Grundsätzlich kann die Anzahl der Feldstoppzonen jedoch beliebig gewählt werden. Weitere Feldstoppzonen sind vorzugsweise zwischen der ersten und der zweiten Feldstoppzone als weitere Teilzonen der zweiten Halbleiterzone vorgesehen.The present invention has been described in terms of devices with two field stop zones. In principle, however, the number of field stop zones can be selected as desired. Further field stop zones are preferably provided between the first and the second field stop zone as further subzones of the second semiconductor zone.

Außerdem kann bei allen erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementen die Herstellung der ersten und/oder der zweiten sowie optional einer oder mehrerer weiterer Feldstoppzonen mittels einer maskierten Implantation von Protonen und einem nachfolgenden Ausheil-Temperschritt erfolgen.In addition, in all the semiconductor components according to the invention, the production of the first and / or the second and optionally one or more further field stop zones can take place by means of a masked implantation of protons and a subsequent annealing-annealing step.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
HalbleiterkörperSemiconductor body
1'1'
erster Teilkörper des Halbeiterkörpersfirst part of the body of Halbeiterkörpers
1''1''
zweiter Teilkörper des Halbeiterkörperssecond partial body of the Halbeiterkörpers
1010
erste Halbleiterzonefirst semiconductor zone
1111
Vorderseite des HalbleiterkörpersFront side of the semiconductor body
1212
Rückseite des HalbleiterkörpersRear side of the semiconductor body
2020
zweite Halbleiterzonesecond semiconductor zone
2121
erste Teilzone der zweiten Halbleiterzone (erste Feldstoppzone)first sub-zone of the second semiconductor zone (first field stop zone)
21'21 '
Zone des ersten TeilkörpersZone of the first part of the body
2222
zweite Teilzone der zweiten Halbleiterzone (zweite Feldstoppzone)second sub-zone of the second semiconductor zone (second field-stop zone)
22'22 '
Zone des zweiten TeilkörpersZone of the second partial body
2323
dritte Teilzone der zweiten Halbleiterzonethird sub-zone of the second semiconductor zone
2424
vierte Teilzone der zweiten Halbleiterzonefourth sub-zone of the second semiconductor zone
2525
fünfte Teilzone der zweiten Halbleiterzonefifth sub-zone of the second semiconductor zone
3030
dritte Halbleiterzonethird semiconductor zone
4040
vierte Halbleiterzonefourth semiconductor zone
5050
fünfte Halbleiterzonefifth semiconductor zone
6161
Source-ElektrodeSource electrode
6262
Drain-ElektrodeDrain
6363
Gate-ElektrodeGate electrode
6464
Gate-DielektrikumGate dielectric
7070
Protonenprotons
8181
Verlauf der Netto-DotierstoffkonzentrationCourse of the net dopant concentration
8282
Verlauf des elektrischen Feldes in VorwärtsrichtungCourse of the electric field in the forward direction
8383
Verlauf des elektrischen Feldes in RückwärtsrichtungCourse of the electric field in the reverse direction
9090
Strom-Spannungs-Kennlinie in Sperrrichtung (konventionell ausgelegter Thyristor)Current-voltage characteristic in the reverse direction (conventionally designed thyristor)
9191
Strom-Spannungs-Kennlinie in Sperrrichtung (erfindungsgemäß ausgelegter Thyristor)Current-voltage characteristic in the reverse direction (thyristor designed according to the invention)
9292
Verlauf des elektrischen Feldes (konventionell ausgelegter Thyristor)Course of the electric field (conventionally designed thyristor)
9393
Verlauf des elektrischen Feldes (erfindungsgemäß ausgelegter Thyristor)Course of the electric field (inventively designed thyristor)
9595
Sperrspannung eines Thyristors gemäß dem Stand der Technik bei einem Sperrstrom von 100 mABlocking voltage of a thyristor according to the prior art at a reverse current of 100 mA
9696
Abhängigkeit von der Sperrspannung eines erfindungsgemäßen Thyristors bei einem Sperrstrom von 100 mA von der Netto-Dotierungsdosis der FeldstoppzoneDependence on the blocking voltage of a thyristor according to the invention at a blocking current of 100 mA from the net doping dose of the field stop zone
9797
Abhängigkeit der Sperrspannung eines erfindungsgemäßen Thyristors bei einem Sperrstrom von 100 mA von der Netto-Dotierungsdosis der FeldstoppzoneDependence of the blocking voltage of a thyristor according to the invention at a blocking current of 100 mA on the net doping dose of the field stop zone
A-A'A-A '
Schnittebenecutting plane
B-B'B-B '
Schnittebenecutting plane
d1d1
Dicke der ersten Feldstoppzone in der vertikalen RichtungThickness of the first field stop zone in the vertical direction
d2d2
Dicke der zweiten Feldstoppzone in der vertikalen RichtungThickness of the second field stop zone in the vertical direction
d20d20
Dicke der zweiten HalbleiterzoneThickness of the second semiconductor zone
d23d23
Dicke der dritten Halbleiterzone in der vertikalen RichtungThickness of the third semiconductor region in the vertical direction
d24d24
Dicke der vierten Halbleiterzone in der vertikalen RichtungThickness of the fourth semiconductor region in the vertical direction
d25d25
Dicke der fünften Halbleiterzone in der vertikalen RichtungThickness of the fifth semiconductor region in the vertical direction
Ee
Elektrisches FeldElectric field
NN
Netto-DotierstoffkonzentrationNet dopant concentration
Nmax1 N max1
maximale Netto-Dotierstoffkonzentration der ersten Feldstoppzonemaximum net dopant concentration of the first field stop zone
Nmax2 N max2
maximale Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten Feldstoppzonemaximum net dopant concentration of the second field stop zone
rr
laterale Richtunglateral direction
S1S1
Stelle maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der ersten FeldstoppzoneSet the maximum net dopant concentration of the first field stop zone
S2S2
Stelle maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten FeldstoppzoneSet the maximum net dopant concentration of the second field stop zone
t1t1
Vertikalabstand der Stelle der maximalen Netto-Dotierstoffkonzentration der ersten Feldstoppzone von der VorderseiteVertical distance of the location of the maximum net dopant concentration of the first field stop zone from the front
t2t2
Vertikalabstand der Stelle der maximalen Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten Feldstoppzone von der RückseiteVertical distance of the location of the maximum net dopant concentration of the second field stop zone from the back
t3t3
Vertikalabstand der Stelle maximaler NettoDotierstoffkonzentration der ersten Feldstoppzone von der Stelle maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten FeldstoppzoneVertical distance of the location of maximum net dopant concentration of the first field stop zone from the point of maximum net dopant concentration of the second field stop zone
vv
vertikale Richtungvertical direction

Claims (34)

Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterköper (1), in dem zwischen einer Vorderseite (11) und einer der Vorderseite (11) gegenüberliegenden Rückseite (12) in einer vertikalen Richtung (v) eine erste Halbleiterzone (10) von einem ersten Leitungstyp (p), eine zweite Halbleiterzone (20) von einem zum ersten Leitungstyp (p) komplementären zweiten Leitungstyp (n), und eine dritte Halbleiterzone (30) vom ersten Leitungstyp (p) aufeinander folgend angeordnet sind, wobei die zweite Halbleiterzone (20) – eine erste Teilzone (21) vom zweiten Leitungstyp (n) aufweist, die von der ersten Halbleiterzone (10) beabstandet ist, die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) und deren Dotierungsdosis das 0,25-fache bis 0,75-fache der Durchbruchsdotierungsdosis beträgt, sowie – eine zweite Teilzone (22) vom zweiten Leitungstyp (n), die von der dritten Halbleiterzone (30) beabstandet ist, die eine höhere Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist als der zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten Teilzone (22) angeordnete Abschnitt (24) der zweiten Halbleiterzone (20) und deren Dotierungsdosis das 0,25-fache bis 0,75-fache der Durchbruchsdotierungsdosis beträgt, wobei der Abstand der ersten Teilzone (21) von der Vorderseite (11) 10% bis 30% der Dicke der zweiten Halbleiterzone (20) beträgt und der Abstand der zweiten Teilzone (22) von der Rückseite (12) 10% bis 30% der Dicke der zweiten Halbleiterzone (20) beträgt.Semiconductor device having a semiconductor body ( 1 ), in which between a front side ( 11 ) and one of the front ( 11 ) opposite back ( 12 ) in a vertical direction (v) a first semiconductor zone ( 10 ) of a first conductivity type (p), a second semiconductor region ( 20 ) of a first conductivity type (p) complementary second conductivity type (n), and a third semiconductor zone ( 30 ) of the first conductivity type (p) are arranged successively, wherein the second semiconductor zone ( 20 ) - a first sub-zone ( 21 ) of the second conductivity type (s), which differs from the first semiconductor region ( 10 ) having a higher net dopant concentration than that between the first semiconductor zone (FIG. 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) and its doping dose is 0.25 times to 0.75 times the breakthrough doping dose, and - a second sub-zone ( 22 ) of the second conductivity type (n), that of the third semiconductor zone ( 30 ), which has a higher net dopant concentration than that between the third semiconductor zone (FIG. 30 ) and the second sub-zone ( 22 ) arranged section ( 24 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) and its doping dose is 0.25 times to 0.75 times the breakthrough doping dose, the distance of the first sub-zone ( 21 ) from the front ( 11 ) 10% to 30% of the thickness of the second semiconductor zone ( 20 ) and the distance of the second sub-zone ( 22 ) from the back ( 12 ) 10% to 30% of the thickness of the second semiconductor zone ( 20 ) is. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem die Dotierungsdosis der ersten Teilzone (21) und/oder der zweiten Feldstoppzone (22) das 0,4-fache bis 0,6-fache der Durchbruchsdotierungsdosis beträgt.Semiconductor component according to Claim 1, in which the doping dose of the first sub-zone ( 21 ) and / or the second field stop zone ( 22 ) is 0.4 times to 0.6 times the breakthrough doping dose. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Dotierungsdosis der ersten Teilzone (21) und/oder der zweiten Teilzone (22) zwischen 1,3 × 1012 cm–2 und 2 × 1012 cm–2 beträgt.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the doping dose of the first sub-zone ( 21 ) and / or the second sub-zone ( 22 ) is between 1.3 × 10 12 cm -2 and 2 × 10 12 cm -2 . Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Netto-Dotierstoffkonzentration von kleiner oder gleich 1 × 1014 cm–3 aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the between the first semiconductor zone ( 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a net dopant concentration of less than or equal to 1 × 10 14 cm -3 . Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, bei dem der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Netto-Dotierstoffkonzentration von kleiner oder gleich 1 × 1013 cm–3 aufweist.A semiconductor device according to claim 4, wherein the between the first semiconductor zone ( 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a net dopant concentration of less than or equal to 1 × 10 13 cm -3 . Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Dotierstoffdosis von kleiner oder gleich 25% der Durchbruchsdotierungsdosis aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the between the first semiconductor zone ( 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a dopant dose of less than or equal to 25% of the breakdown doping dose. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten Teilzone (22) angeordnete Abschnitt (24) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Netto-Dotierstoffkonzentration von kleiner oder gleich 1 × 1014 cm–3 aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the between the third semiconductor zone ( 30 ) and the second sub-zone ( 22 ) arranged section ( 24 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a net dopant concentration of less than or equal to 1 × 10 14 cm -3 . Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, bei dem der zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten Teilzone (22) angeordnete Abschnitt (24) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Netto-Dotierstoffkonzentration von kleiner oder gleich 1 × 1013 cm–3 aufweist.A semiconductor device according to claim 7, wherein the between the third semiconductor zone ( 30 ) and the second sub-zone ( 22 ) arranged section ( 24 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a net dopant concentration of less than or equal to 1 × 10 13 cm -3 . Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten V (22) angeordnete Abschnitt (24) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Dotierstoffdosis von kleiner oder gleich 25% der Durchbruchsdotierungsdosis aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the between the third semiconductor zone ( 30 ) and the second V ( 22 ) arranged section ( 24 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a dopant dose of less than or equal to 25% of the breakdown doping dose. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der zwischen der ersten Teilzone (21) und der zweiten Teilzone (22) angeordnete Abschnitt (25) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Netto-Dotierstoffkonzentration von kleiner oder gleich 1 × 1014 cm–3 aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the between the first sub-zone ( 21 ) and the second sub-zone ( 22 ) arranged section ( 25 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a net dopant concentration of less than or equal to 1 × 10 14 cm -3 . Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, bei dem der zwischen der ersten Teilzone (21) und der zweiten Teilzone (22) angeordnete Abschnitt (25) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Netto-Dotierstoffkonzentration von kleiner oder gleich 1 × 1013 cm–3 aufweist.Semiconductor component according to claim 10, wherein the between the first sub-zone ( 21 ) and the second sub-zone ( 22 ) arranged section ( 25 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a net dopant concentration of less than or equal to 1 × 10 13 cm -3 . Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der zwischen der ersten Teilzone (21) und der zweiten Teilzone (22) angeordnete Abschnitt (25) der zweiten Halbleiterzone (20) eine Dotierstoffdosis von kleiner oder gleich 25% der Durchbruchsdotierungsdosis aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the between the first sub-zone ( 21 ) and the second sub-zone ( 22 ) arranged section ( 25 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a dopant dose of less than or equal to 25% of the breakdown doping dose. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) und der zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten Feldstoppzone (22) angeordnete Abschnitt (24) der zweiten Halbleiterzone (20) identische Netto-Dotierstoffkonzentrationen aufweisen.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the between the first semiconductor zone ( 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) and between the third semiconductor zone ( 30 ) and the second field stop zone ( 22 ) arranged section ( 24 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) have identical net dopant concentrations. Halbleiterbauelement nach einem Ansprüche 1 bis 12, bei dem der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) eine maximale Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, die höher ist als eine maximale Netto-Dotierstoffkonzentration des zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten Feldstoppzone (22) angeordneten Abschnitts (24) der zweiten Halbleiterzone (20).Semiconductor component according to one of claims 1 to 12, in which the between the first semiconductor zone ( 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a maximum net dopant concentration that is higher than a maximum net dopant concentration of the between the third semiconductor zone ( 30 ) and the second field stop zone ( 22 ) arranged portion ( 24 ) of the second semiconductor zone ( 20 ). Halbleiterbauelement nach einem Ansprüche 1 bis 12, bei dem der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) eine maximale Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, die geringer ist als eine maximale Netto-Dotierstoffkonzentration des zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten Teilzone (22) angeordneten Abschnitts (24) der zweiten Halbleiterzone (20).Semiconductor component according to one of claims 1 to 12, in which the between the first semiconductor zone ( 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) has a maximum net dopant concentration that is less than a maximum net dopant concentration of the between the third semiconductor zone ( 30 ) and the second sub-zone ( 22 ) arranged portion ( 24 ) of the second semiconductor zone ( 20 ). Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) und der zwischen der dritten Halbleiterzone (30) und der zweiten Feldstoppzone (22) angeordnete Abschnitt (24) der zweiten Halbleiterzone (20) in der vertikalen Richtung (v) identische Abmessungen (d23, d24) aufweisen.Semiconductor component according to one of the preceding claims, wherein the between the first semiconductor zone ( 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) and between the third semiconductor zone ( 30 ) and the second field stop zone ( 22 ) arranged section ( 24 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) in the vertical direction (v) have identical dimensions (d23, d24). Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Teilzone (21) eine Stelle (S1) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, die von der Vorderseite (11) ebenso weit beabstandet ist wie eine Stelle (S2) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten Teilzone (22) von der Rückseite (12).Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the first sub-zone ( 21 ) has a position (S1) of maximum net dopant concentration, which is from the front ( 11 ) is spaced as far as a point (S2) of maximum net dopant concentration of the second sub-zone ( 22 ) from the back ( 12 ). Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die erste Feldstoppzone (21) eine Stelle (S1) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, die weiter von der Vorderseite (11) beabstandet ist als eine Stelle (S2) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten Teilzone (22) von der Rückseite (12).Semiconductor component according to one of Claims 1 to 16, in which the first field stop zone ( 21 ) has a position (S1) of maximum net dopant concentration farther from the front ( 11 ) is spaced as a location (S2) of maximum net dopant concentration of the second sub-zone ( 22 ) from the back ( 12 ). Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die erste Teilzone (21) eine Stelle (S1) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration aufweist, die weniger weit von der Vorderseite (11) beabstandet ist als eine Stelle (S2) maximaler Netto-Dotierstoffkonzentration der zweiten Teilzone (22) von der Rückseite (12).Semiconductor component according to one of Claims 1 to 16, in which the first sub-zone ( 21 ) has a location (S1) of maximum net dopant concentration less far from the front ( 11 ) is spaced as a location (S2) of maximum net dopant concentration of the second sub-zone ( 22 ) from the back ( 12 ). Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Teilzone (21) als durchgehende Schicht oder streifenartig oder netzartig ausgebildet ist oder eine Anzahl voneinander beabstandeter Inseln aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the first sub-zone ( 21 ) is formed as a continuous layer or strip-like or net-like or has a number of spaced-apart islands. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die zweite Teilzone (22) als durchgehende Schicht oder streifenartig oder netzartig ausgebildet ist oder eine Anzahl voneinander beabstandeter Inseln aufweist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the second sub-zone ( 22 ) is formed as a continuous layer or strip-like or net-like or has a number of spaced-apart islands. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Teilzone (21) und die zweite Teilzone (22) voneinander beabstandet sind.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the first sub-zone ( 21 ) and the second sub-zone ( 22 ) are spaced from each other. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zwischen der Vorderseite (11) und der ersten Halbleiterzone (10) eine vierte Halbleiterzone (40) angeordnet ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which between the front side ( 11 ) and the first semiconductor zone ( 10 ) a fourth semiconductor zone ( 40 ) is arranged. Halbleiterbauelement nach Anspruch 23, bei dem die vierte Halbleiterzone (40) vom zweiten Leitungstyp (n) ist.Semiconductor component according to Claim 23, in which the fourth semiconductor zone ( 40 ) of the second conductivity type (s). Halbleiterbauelement nach Anspruch 23 oder 24, bei dem die vierte Halbleiterzone (40) in einer zur vertikalen Richtung (v) senkrechten lateralen Richtung (r) strukturiert ist.Semiconductor component according to Claim 23 or 24, in which the fourth semiconductor zone ( 40 ) is structured in a lateral direction (r) perpendicular to the vertical direction (v). Halbleiterbauelement nach Anspruch 24 oder 25, das als Thyristor ausgebildet ist, bei dem die erste Halbleiterzone (10) und die zweite Halbleiterzone (20) die Basiszonen und die dritte Halbleiterzone (30) und die vierte Halbleiterzone (40) die Emitterzonen des Thyristors bilden.Semiconductor component according to Claim 24 or 25, which is designed as a thyristor, in which the first semiconductor zone ( 10 ) and the second semiconductor zone ( 20 ) the base zones and the third semiconductor zone ( 30 ) and the fourth semiconductor zone ( 40 ) form the emitter zones of the thyristor. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 25, das als IGBT ausgebildet ist.Semiconductor component according to one of Claims 1 to 25, which is designed as an IGBT. Halbleiterbauelement nach Anspruch 27, bei dem die erste Halbleiterzone (10) und/oder die erste Teilzone (21) und/oder der zwischen der ersten Halbleiterzone (10) und der ersten Teilzone (21) angeordnete Abschnitt (23) der zweiten Halbleiterzone (20) zur Ausbildung von IGBT-Zellen strukturiert ist.Semiconductor component according to Claim 27, in which the first semiconductor zone ( 10 ) and / or the first sub-zone ( 21 ) and / or between the first semiconductor zone ( 10 ) and the first sub-zone ( 21 ) arranged section ( 23 ) of the second semiconductor zone ( 20 ) is structured to form IGBT cells. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Leitungstyp ”n” und der zweite Leitungstyp ”p” oder bei dem der erste Leitungstyp ”p” und der zweite Leitungstyp ”n” ist.Semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the first conductivity type is "n" and the second conductivity type is "p" or in which the first conductivity type is "p" and the second conductivity type is "n". Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Feldstoppzone (21) und/oder die zweite Teilzone (22) mittels einer Protonenimplantation und eines nachfolgenden Ausheilschrittes durch Temperung des Halbleiterkörpers (1) hergestellt wird.Method for producing a semiconductor component according to one of the preceding claims, in which the first field stop zone ( 21 ) and / or the second sub-zone ( 22 ) by means of a proton implantation and a subsequent annealing step by annealing the semiconductor body ( 1 ) will be produced. Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die Protonenimplantation zur Herstellung der ersten Teilzone (21) und/oder die Protonenimplantation zur Herstellung der zweiten Feldstoppzone (22) maskiert erfolgt.The method of claim 30, wherein the proton implantation for producing the first sub-zone ( 21 ) and / or the proton implantation for the production of the second field stop zone ( 22 ) is masked. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 29 mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Teil-Halbleiterkörpers (1') und eines zweiten Teilhalbleiterkörpers (1'') – Einbringen eine Dotierung vom zweiten Leitungstyp (n) bewirkender Stoffe in eine erste Zone (21') des ersten Teil-Halbleiterkörpers (1') ausgehend von einer Vorderseite (11') des ersten Halbleiterkörpers (1'), – Einbringen eine Dotierung vom zweiten Leitungstyp (n) bewirkender Stoffe in eine erste Zone (22') des zweiten Teil-Halbleiterkörpers (1'') ausgehend von einer Vorderseite (11'') des zweiten Halbleiterkörpers (1'), – Verbinden der Vorderseiten (11', 11'') des ersten Teil-Halbleiterkörpers (1') und des zweiten Teil-Halbleiterkörpers (1'') zur Herstellung des Halbleiterkörpers (1).Method for producing a semiconductor component according to one of Claims 1 to 29, comprising the following steps: providing a first part-semiconductor body ( 1' ) and a second partial semiconductor body ( 1'' ) - introducing a doping of the second conductivity type (s) causing substances in a first zone ( 21 ' ) of the first part semiconductor body ( 1' ) starting from a front side ( 11 ' ) of the first semiconductor body ( 1' ), Introducing a doping of the second conductivity type (s) of causing substances into a first zone ( 22 ' ) of the second partial semiconductor body ( 1'' ) starting from a front side ( 11 '' ) of the second semiconductor body ( 1' ), - connecting the front sides ( 11 ' . 11 '' ) of the first part semiconductor body ( 1' ) and the second partial semiconductor body ( 1'' ) for the production of the semiconductor body ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die erste Zone (21') des ersten Teil-Halbleiterkörpers (1') und/oder die erste Zone (22') des zweiten Teil-Halbleiterkörpers (1'') von der Vorderseite (11', 11'') des jeweiligen Teil-Halbleiterkörpers (1', 1'') beabstandet ist. Method according to Claim 32, in which the first zone ( 21 ' ) of the first part semiconductor body ( 1' ) and / or the first zone ( 22 ' ) of the second partial semiconductor body ( 1'' ) from the front ( 11 ' . 11 '' ) of the respective partial semiconductor body ( 1' . 1'' ) is spaced. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, bei dem das Einbringen eine Dotierung vom zweiten Leitungstyp (n) bewirkender Stoffe mittels Implantation und/oder mittels Diffusion erfolgt.The method of claim 32 or 33, wherein the introduction of a doping of the second conductivity type (s) causing substances by implantation and / or by diffusion.
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