DE102014108279A1 - Halbleitervorrichtung mit rekombinationszentren und herstellungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (500) umfasst einen Halbleiterteil (100) mit einer oder mehreren Fremdstoffzonen (110) des gleichen Leitfähigkeitstyps. Eine erste Elektrodenstruktur (310) ist elektrisch mit der einen oder den mehreren Fremdstoffzonen (110) in einem Zellgebiet (610) des Halbleiterteiles (100) verbunden. Wenigstens in einem das Zellgebiet (610) umgebenden Randgebiet (690) ist eine Rekombinationszentrendichte in dem Halbleiterteil (100) höher als in einem aktiven Teil des Zellgebietes (610).

Description

  • HINTERGRUND
  • In einem leitenden Zustand einer Leistungshalbleitervorrichtung injizieren eine vorwärts vorgespannte Leistungsdiode oder eine vorwärts vorgespannte Bodydiode eines Feldeffekttransistors Ladungsträger in eine Driftschicht. Wenn der pn-Übergang sich in einen Sperr- bzw. Blockierzustand ändert, werden diese Ladungsträger abgeführt, und sie induzieren einen Erholungsstrom, der zu den dynamischen Schaltverlusten der Halbleitervorrichtung beiträgt. Einige Methoden sehen ein Einführen von Platinfremdstoffen in die Driftschicht vor, um die Umkehr-Erholungsladung (Reverse recovery charge) Qrr durch Reduzieren der Ladungsträgerlebensdauer zu verringern. Es ist wünschenswert, Transistorparameter zu verbessern.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung und ein Herstellungsverfahren für diese anzugeben, die jeweils den obigen Forderungen genügen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 12 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 14 bzw. 21 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Halbleitervorrichtung einen Halbleiterteil mit einer oder mehreren Fremdstoffzonen des gleichen Leitfähigkeitstyps. Eine erste Elektrodenstruktur ist elektrisch mit der einen oder mit mehreren Fremdstoffzonen in einem Zellgebiet des Halbleiterteiles verbunden. Wenigstens in einem Randgebiet, das das Zellgebiet umgibt, ist eine Rekombinationszentrendichte in dem Halbleiterteil höher als in einem aktiven Teil des Zellgebietes.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst eine Halbleitervorrichtung einen Halbleiterteil mit Kristallgitterleerstellen und Atomen eines metallischen Rekombinationselementes, das an den Kristallgitterleerstellen gegettert ist. Wenigstens in einem Bruchteil des Halbleiterteiles überschreitet eine Dichte an Kristallgitterleerstellen 1013 cm–3.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. In wenigstens Teilen des Halbleitersubstrates werden Kristallgitterleerstellen erzeugt, wobei eine Dichte der Kristallgitterleerstellen 1013 cm–3 überschreitet. Nach Erzeugen der Kristallgitterleerstellen und vor Einwirken eines thermischen Budgets, das die Kristallgitterleerstellen ausheilt, werden Atome eines metallischen Rekombinationselementes in das Halbleitersubstrat eingeführt.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein weiteres Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung. Eine Hilfsmaske ist vorgesehen, die wenigstens einen Teil eines Zellgebietes bedeckt und wenigstens ein Randgebiet eines Halbleiterchips bzw. einer Halbleiterdie, vorgesehen in einem Halbleitersubstrat, freilässt. Das Randgebiet umrundet das Zellgebiet. Rekombinationszentren sind in Teilen des durch die Hilfsmaske freiliegenden Halbleitersubstrats vorgesehen.
  • Der Fachmann wird zusätzliche Merkmale und Vorteile nach Lesen der folgenden Detailbeschreibung und Betrachten der begleitenden Zeichnungen erkennen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die begleitenden Zeichnungen sind beigeschlossen um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu liefern, und sie sind in der Offenbarung der Erfindung beinhaltet und bilden einen Teil von dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern von Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung und beabsichtigte Vorteile werden sofort gewürdigt, da sie unter Hinweis auf die folgende Detailbeschreibung besser verstanden werden.
  • 1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Abschnittes eines Halbleiterteiles gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine höhere Rekombinationszentrendichte in einem Randgebiet vorsieht.
  • 2A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Bruchteiles eines Halbleiterteiles gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine Halbeliterdiode mit einer gesteigerten Rekombinationszentrendichte in einem Randgebiet vorsieht.
  • 2B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Bruchteiles eines Halbleiterteiles gemäß einem Ausführungsbeispiel, das einen IGFET (Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate) mit einer gesteigerten Rekombinationszentrendichte in einem Randgebiet vorsieht.
  • 2C ist eine schematische Schnittdarstellung eines Bruchteiles eines Halbleiterteiles gemäß einem Ausführungsbeispiel, das einen IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) mit einer gesteigerten Rekombinationszentrendichte in einem Randgebiet vorsieht.
  • 3 zeigt ein schematisches Diagramm, das ein vertikales Rekombinationszentrendichteprofil gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
  • 4 ist eine schematische planare Schnittdarstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine gesteigerte Rekombinationszentrendichte in inaktiven Teilen des Zellegebietes vorsieht.
  • 5 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung mit einer gesteigerten Dichte an Kristallgitterleerstellen gemäß einem Ausführungsbeispiel, das Kontaktgräben und Kontaktzonen vorsieht.
  • 6A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleiterdiode mit einer erhöhten Dichte an Kristallgitterleerstellen gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
  • 6B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles eines Superübergang- bzw. Superjunction-IGFET mit einer erhöhten Dichte an Kristallgitterleerstellen gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
  • 6C ist eine schematische Schnittdarstellung eines Superübergang-IGBT mit einer erhöhten Dichte an Kristallgitterleerstellen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 6D ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles eines Vertikal-IGFET mit einer erhöhten Dichte an Kristallgitterleerstellen, die Atome eines metallischen Kombinationselementes gettern gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 7A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles eines Halbleitersubstrates zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das die Kristallgitterleerstellendichte durch ein Ausheilen in einer Stickstoffatmosphäre nach Bilden von Kontaktgräben vergrößert.
  • 7B ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleitersubstrates von 7A nach Einführen von Fremdstoffen zum Bilden von Kontaktzonen.
  • 7C ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleitersubstrates von 7B nach einem RTP (schneller thermischer Prozess) zum Ausheilen von Implantationsschäden.
  • 7D ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleitersubstrates von 7C nach Einführen von Atomen eines metallischen Rekombinationselementes.
  • 7E ist eine schematische Schnittdarstellung einer Halbleitervorrichtung, die gemäß dem in den 7A bis 7D dargestellten Verfahren hergestellt ist.
  • 8A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles eines Halbleitersubstrates zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das die Kristallgitterleerstellen vor Implantieren von Kontaktzonen in einer Stufe nach Vorsehen von Kontaktgräben vorsieht.
  • 8B ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleitersubstrates von 8A nach Vorsehen einer Fremdstoffmaske auf Seitenwänden der Kontaktgräben in einem Prozess, der Kristallgitterleerstellen erzeugt.
  • 8C ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleitersubstrates von 8C nach Implantieren von Kontaktzonen unter Verwendung der Fremdstoffmaske.
  • 8D ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleitersubstrates von 8C nach Einführen von Atomen eines metallischen Rekombinationselementes.
  • 9A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles eines Halbleitersubstrates zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das die Kristallgitterleerstellendichte in einem Randgebiet nach Ätzen von Zelltrenches vergrößert.
  • 9B ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleitersubstrates von 9A während einer Implantation in das Randgebiet unter Verwendung einer Implantationsmaske.
  • 9C ist eine schematische Schnittdarstellung des Halbleitersubstrates von 9B nach Einführen von Atomen eines Edelgases unter Verwendung der Implantationsmaske von 9B.
  • 9D ist eine schematische Schnittdarstellung einer Halbleitervorrichtung, die gemäß dem in den 9A bis 9C gezeigten Verfahren hergestellt ist.
  • DETAILBESCHREIBUNG
  • In der folgenden Detailbeschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen für Veranschaulichungszwecke spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die für ein Ausführungsbeispiel dargestellt oder beschrieben sind, bei oder im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um zu noch einem weiteren Ausführungsbeispiel zu gelangen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen umfasst. Die Beispiele sind mittels einer spezifischen Sprache beschrieben, die nicht als den Bereich der beigefügten Patentansprüche begrenzend aufgefasst werden sollte. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und dienen lediglich für Veranschaulichungszwecke. Zur Klarheit sind die gleichen Elemente mit entsprechenden Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen versehen, falls nicht etwas anderes festgestellt wird.
  • Die Begriffe "haben", "enthalten", "umfassen", "aufweisen" und ähnliche Begriffe sind offene Begriffe, die das Vorhandensein der festgestellten Strukturen, Elemente oder Merkmale anzeigen, jedoch nicht zusätzliche Elemente oder Merkmale ausschließen. Die unbestimmten und bestimmten Artikel sollen sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, wenn sich aus dem Zusammenhang nicht klar etwas anderes ergibt.
  • Der Begriff "elektrisch verbunden" beschreibt eine permanente niederohmige Verbindung zwischen elektrisch verbundenen Elementen, beispielsweise einen direkten Kontakt zwischen den betreffenden Elementen oder eine niederohmige Verbindung über ein Metall und/oder einen hochdotierten Halbleiter. Der Begriff "elektrisch gekoppelt" schließt ein, dass ein oder mehrere dazwischen liegende Elemente, die für eine Signalübertragung angepasst sind, zwischen den elektrisch gekoppelten Elementen vorgesehen sein können, beispielsweise Elemente, die steuerbar sind, um zeitweise eine niederohmige Verbindung in einem ersten Zustand und ein hochohmiges elektrisches Entkoppeln in einem zweiten Zustand vorzusehen.
  • Die Figuren veranschaulichen relative Dotierungskonzentrationen durch Angabe von "–" oder "+" nächst zu dem Dotierungstyp "n" oder "p". Beispielsweise bedeutet "n–" eine Dotierungskonzentration, die niedriger als die Dotierungskonzentration eines "n"-Dotierungsbereiches ist, während ein "n+"-Dotierungsbereich eine höhere Dotierungskonzentration als ein "n"-Dotierungsbereich hat. Dotierungsbereiche der gleichen relativen Dotierungskonzentration haben nicht notwendigerweise die gleiche absolute Dotierungskonzentration. Beispielsweise können zwei verschiedene "n"-Dotierungsbereiche die gleichen oder verschiedenen absolute Dotierungskonzentrationen aufweisen.
  • 1 zeigt eine Halbleitervorrichtung 500 mit einem Halbleiterteil 100, der eine erste Oberfläche 101 und eine zweite Oberfläche 102 parallel zu der ersten Oberfläche 101 hat. Der Halbleiterteil 100 ist aus einem einkristallinen Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium (Si), vorgesehen.
  • Ein Abstand zwischen den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 kann wenigstens 40 μm, beispielsweise wenigstens 175 μm sein. Der Halbleiterteil 100 kann eine rechteckförmige Gestalt mit einer Randlänge in dem Bereich von einigen Millimetern oder eine kreisförmige Gestalt mit einem Durchmesser von einigen Millimetern aufweisen. Die Normale zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 definiert eine vertikale Richtung, und Richtungen senkrecht bzw. orthogonal zu der Normalrichtung und parallel zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 sind laterale Richtungen. Eine äußere Oberfläche 103 ist geneigt, beispielsweise senkrecht zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 und verbindet die ersten und zweiten Oberflächen 101, 102.
  • Wenigstens eine Fremdstoffzone 110 erstreckt sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterteil 100. Jede der Fremdstoffzonen 110 hat den gleichen Leitfähigkeitstyp, der der n-Typ oder der p-Typ sein kann. Die Fremdstoffzonen 110 sind elektrisch mit einer ersten Elektrodenstruktur 310 verbunden, die an der Seite vorgesehen ist, die durch die erste Oberfläche 101 definiert ist. Die erste Elektrodenstruktur 310 ist aus einem leitenden Material, beispielsweise einem Metall, einer Metalllegierung, einer Metallverbindung oder einem stark dotierten polykristallinen Silizium vorgesehen. Eine dielektrische Struktur 220 kann die erste Elektrodenstruktur 310 von weiteren Teilen des Halbleiterteiles 100 außerhalb der Fremdstoffzonen 110 isolieren.
  • In einem leitenden oder vorwärts bzw. in Durchlassrichtung vorgespannten Zustand der Halbleitervorrichtung 500 fließt ein Einschalt- oder Vorwärtsstrom durch die Fremdstoffzonen 110 in einer angenähert vertikalen Richtung zwischen den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102.
  • Die Fremdstoffzonen 110 können stark dotierte Anoden- oder Kathodenzonen in dem Fall sein, dass die Halbleitervorrichtung 500 eine Halbleiterdiode ist. Die Fremdstoffzonen 110 können Sourcezonen von Transistorstrukturen in dem Fall sein, dass die Halbleitervorrichtung 500 ein IGFET oder ein IGBT ist. Ein äußerer Rand der äußersten Fremdstoffzone 110, am engsten ausgerichtet zu der äußeren Oberfläche 103, kann einen äußeren Rand eines Zellgebietes 610 definieren, wo ein Einschalt- oder Vorwärtsstrom vorherrschend in dem leitenden oder vorwärts vorgespannten Zustand fließt. Der Halbleiterteil 100 umfasst weitere dotierte Zonen und Schichten, die wenigstens erste pn-Übergänge zwischen jeder anderen und/oder mit den Fremdstoffzonen 110 bilden.
  • In einem Randgebiet 690, das das Zellgebiet 610 umgibt und direkt an die äußere Oberfläche 103 angrenzt, sind Fremdstoffzonen 110, die mit der ersten Elektrodenstruktur 310 verbunden sind und durch die ein Einschalt- oder Vorwärtsstrom in dem leitenden oder vorwärts vorgespannten Zustand fließt, abwesend bzw. nicht vorhanden und nicht elektrisch mit der ersten Elektrodenstruktur 310 verbunden oder aus anderen Gründen abgeschaltet. Lediglich ein vernachlässigbarer Teil eines Einschalt- oder Vorwärtsstromes fließt in dem Randgebiet 690 in der vertikalen Richtung.
  • In einem Übergangsgebiet 650 zwischen dem Zellgebiet 610 und dem Randgebiet 690 kann die Einschalt- oder Vorwärts- bzw. Durchlassstromdichte zwischen dem Zellgebiet 610 und dem Randgebiet 690 abnehmen. Äquipotentiallinien sind angenähert parallel zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 in dem Zellgebiet 610. In Halbleitervorrichtungen 500, die eine laterale Anpassung des elektrischen Feldes vorsehen, erstrecken sich die Äquipotentiallinien vorherrschend längs der vertikalen Richtung in dem Randgebiet 690.
  • Das Zellgebiet 610 kann aktive Teile mit funktionellen Fremdstoffzonen 110 und inaktive Teile ohne jegliche Fremdstoffzonen 110 oder mit nicht-funktionellen Fremdstoffzonen 110, beispielsweise in der vertikalen Projektion von Verbindungsleitungen, aufweisen. Die Verbindungsleitungen können Gateelektroden von Transistorstrukturen mit Gatekissen bzw. -pads verbinden oder mit Sensortransistoren, Temperatursensoren oder anderen elektrischen Strukturen innerhalb des Zellgebietes 610 verbunden sein.
  • Wenigstens in dem Randgebiet 690 des Halbleiterteiles 100 ist eine Dichte der Rekombinationszentren 190 höher als in einem aktiven Teil des Zellgebietes 610. Gemäß einem Ausführungsbeispiel überschreitet die Rekombinationszentrendichte in dem Randgebiet 690 eine mittlere Rekombinationszentrendichte in dem aktiven Teil des Zellgebietes 610 um wenigstens das 10fache, beispielsweise um wenigstens das 100-fache. Die Rekombinationszentrendichte kann graduell ausgehend von einem hohen Wert in dem Randgebiet 690 in der Richtung zu der lateralen Mitte des Halbleiterteiles 100 abnehmen, sodass in dem Zellgebiet 610 die Rekombinationszentrendichte in einem Abschnitt nahe zu dem Randgebiet 690 höher ist als in einem zentralen Abschnitt.
  • Wenn die ersten pn-Übergänge in dem Halbleiterteil 100 vorwärts bzw. in Durchlassrichtung vorgespannt sind, werden Ladungsträger in weitere Teile des Halbleiterteiles 100 injiziert. Einige der injizierten Ladungsträger diffundieren in das Randgebiet 690. Wenn die ersten pn-Übergänge von dem vorwärts vorgespannten Zustand in den rückwärts vorgespannten Zustand schalten, müssen zuvor in das Randgebiet 690 diffundierte Ladungsträger abgeführt werden, hauptsächlich über die Fremdstoffzonen 110, die am engsten zu dem Randgebiet 690 sind, und die entsprechenden Kontaktstrukturen. Diejenigen Ladungsträger, die von dem Randgebiet 690 abgeführt sind, addieren sich zu den Ladungsträgern, die von dem Zellgebiet 610 abgeführt sind und können merklich Stromdichten in einem äußeren Teil des Zellgebietes 610, ausgerichtet zu dem Randgebiet 690, erhöhen. Die Stromdichten nehmen mit steigendem di/dt zu, sodass bei einem ausreichend hohen di/dt die Stromdichten in lokal gesteigerten Temperaturen in dem äußeren Teil des Zellgebietes 610 resultieren.
  • Gemäß den Ausführungsbeispielen erhöhen die Rekombinationszentren 190 in den Randgebiet 690 die Rekombinationsrate von Elektronen und Löchern in dem Ladungsträgerplasma und verkürzen die Ladungsträgerlebensdauer. Die sich ergebende niedrigere Ladungsträgerdiffusionslänge resultiert in weniger Löchern, die durch Kontakte in Teilen des Zellgebietes 610 nahe zu dem Randgebiet 690 abgeführt werden müssen. Als ein Ergebnis ist die Kommuntations- und Avalanche-Robustheit der Halbleitervorrichtung 500 erhöht. Da die Rekombinationszentren 190, die auch als Streuzentren in dem leitenden Zustand wirksam sind, in dem Zellgebiet 610 fehlen, das den vorherrschenden Teil des Einschalt- oder Durchlassstromes führt, beeinflussen die Rekombinationszentren 190 nicht oder lediglich zu einem geringen Grad nachteilhaft den Einschalt- oder Durchlasswiderstand der Halbleitervorrichtung 500.
  • Die Rekombinationszentren 190 können Kristallgitterleerstellen bzw. -fehlstellen sein, wobei in dem Randgebiet 690 die Dichte der Kristallgitterfehlstellen höher ist als in dem Zellgebiet 610. Die Kristallgitterfehlstellen können Gitterverzerrungen, beispielsweise intrinsische Gitterverzerrungen oder Gitterverzerrungen aufgrund von Atomen oder eines zusätzlichen Elementes sein, das Atome des Kristallgitters in dem Halbleiterteil 100 ersetzt und das lokal die Gitterkonstante ändern kann. Die Kristallgitterleerstellen bilden verbreitet stationäre Rekombinationszentren 190 aus, was in einer Langzeitstabilität für Vorrichtungsparameter abhängig von der Verteilung der Rekombinationszentren 190 resultiert.
  • Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die Kristallgitterfehlstellen aus einer Schädigungsimplantation resultieren, welche Schädigungspartikel, beispielsweise Elektronen, Protonen oder Atome eines Edelgases, z.B. Helium (He), Argon (Ar) oder Krypton (Kr) verwendet.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel kann die Implantation von Atomen von elektrischen inerten Elementen, beispielsweise Sauerstoff oder Kohlenstoff, gefolgt durch einen Heizschritt, vorsehen. Während des Heizschrittes können die implantierten Atome Cluster bzw. Klumpen bilden, die eine Gitterverzerrung erzeugen. Die Kristallgitterleerstellen können in dem Randgebiet 690 mit hoher Selektivität gegenüber dem Zellgebiet 610 vorgesehen werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Rekombinationszentren 190 wenigstens in Teilen durch Atome eines metallischen Rekombinationselementes ausgebildet, das an den Kristallgitterleerstellen gegettert ist. In dem Siliziumgitter bilden die metallischen Rekombinationsatome Potentialquantenwannen und sind hoch wirksame Rekombinationszentren. Das metallische Rekombinationselement kann ein Schwermetall mit geeigneten Diffusionseigenschaften in dem Kristallgitter des Halbleitermaterials sein. Hinsichtlich eines Silizium-Einkristalles kann das metallische Rekombinationselement beispielsweise Platin (Pt), Palladium (Pd), Vanadium (V), Iridium (Ir), Kupfer (Cu) oder Gold (Au) sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das metallische Rekombinationselement Platin Pt.
  • Die Atome des metallischen Rekombinationselementes neigen dazu, an Gitterleerstellen, wie Gitterverzerrungen, erzeugt durch Schädigungsimplantationen, durch Cluster von implantierten elektrisch inerten Atomen oder Gitterstörungen, erzeugt durch zusätzliche Elemente, die Halbleiteratome in dem Kristallgitter ersetzen, beispielsweise Germanium (Ge) in einem Siliziumkristall gegettert zu werden. Die hauptsächlich stationären Kristallgitterleerstellen 190 gettern (adsorbieren und einfangen) unter bestimmten Temperaturbedingungen die hochbeweglichen Atome der metallischen Rekombinationselemente, sodass die Diffusionslänge der Löcher wirksam in dem Randgebiet 690 reduziert werden können, ohne nachteilhaft die Ladungsträgerbeweglichkeit in dem Zellgebiet 610 zu beeinträchtigen.
  • In 2A ist die Halbleitervorrichtung 500 eine Halbleiterdiode mit einer Anodenzone 110a des zweiten Leitfähigkeitstyps längs einer ersten Oberfläche 101 als ein Ausführungsbeispiel der Fremdstoffzonen 110 von 1. Eine erste Elektrodenstruktur 310 ist elektrisch mit der Anodenzone 110a verbunden, ist wirksam als eine Anodenelektrode und bildet einen ohmschen Kontakt mit der stark dotierten Anodenzone 110a in dem Zellgebiet 610. Eine dielektrische Struktur 220 kann dielektrisch die erste Elektrodenstruktur 310 von weiteren leitenden Strukturen des Halbleiterteiles 100 in dem Randgebiet 690 isolieren. Längs einer zweiten Oberfläche 102 parallel zu der ersten Oberfläche 101 kann eine stark n-dotierte Fremdstoffschicht 130, die als Kathodenschicht wirksam ist, einen ohmschen Kontakt mit einer zweiten Elektrodenstruktur 320 bilden, die als eine Kathodenelektrode wirksam ist.
  • Eine Driftschicht 120 des ersten Leitfähigkeitstyps ist zwischen der Anodenzone 110a und der Fremdstoffschicht 130 gebildet und hat eine mittlere Nettofremdstoffkonzentration, die niedriger als in der Fremdstoffschicht 130 ist. Die Driftschicht 120 kann eine Sockelschicht 128 umfassen, die direkt an die Fremdstoffschicht 130 angrenzt. Die Sockelschicht 128 kann eine Fremdstoffkonzentration haben, die höher ist als in Teilen der Driftschicht 120 außerhalb der Sockelschicht und niedriger als in der Fremdstoffschicht 130, und sie kann als Feldstopp wirksam sein. Dicke und mittlere Nettofremdstoffkonzentration der Driftschicht 120 bestimmen den Einschaltwiderstand und die nominelle Durchbruchspannung der Halbleitervorrichtung 500. Das Randgebiet 690 enthält Rekombinationszentren 190 bei einer höheren Dichte als das Zellgebiet 610. Die Rekombinationszentren 190 können Kristallgitterleerstellen sein oder können Atome von metallischen Rekombinationselementen umfassen, die an Kristallgitterfehlstellen gegettert sind. Die Konzentration der Rekombinationszentren 190 in dem Randgebiet 690 überschreitet um wenigstens das 10-fache die Konzentration der Rekombinationszentren in dem Zellgebiet 610.
  • Die 2B und 2C zeigen Teile von Halbleitervorrichtungen 500, die auf Transistorzellen beruhen. Die Transistorzellen sind in einem Zellgebiet 610 eines Halbleiterteiles 100 mit einer ersten Oberfläche 101 und einer zweiten Oberfläche 102 parallel zu der ersten Oberfläche 101 gebildet. Zelltrenchstrukturen bzw. Zellgrabenstrukturen können sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterteil 100 erstrecken. Die Zelltrenchstrukturen können Gateelektroden 150 und Feldelektroden 160 umfassen, die jeweils aus hochdotiertem polykristallinem Silizium gebildet sein können. Die Feldelektroden 160 können sich tiefer in den Halbleiterteil 110 als die Gateelektroden 150 erstrecken. Die Gateelektroden 150 können elektrisch mit einem Gateanschluss der Halbleitervorrichtung 500 oder mit einem Ausgangsanschluss einer Gateansteuerschaltung bzw. Gatetreiberschaltung gekoppelt sein, die in die Halbleitervorrichtung 500 integriert ist. Ein Gatedielektrikum 205 koppelt dielektrisch die Gateelektroden 150 mit Bodyzonen 115 des zweiten Leitfähigkeitstyps. Die Feldelektroden 160 können ohne elektrischen Anschluss zu anderen Elementen der Halbleitervorrichtung 500 sein und können potentialfrei sein bzw. floaten. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die Feldelektroden 160 mit einer Sourceelektrode, mit einer Gateelektrode, mit einem Ausgangsanschluss einer Ansteuer- bzw. Treiberschaltung, die in die Halbleitervorrichtung 500 integriert ist, oder mit einem Eingangsanschluss der Halbleitervorrichtung 500 gekoppelt sein.
  • Trenchisolatorstrukturen 170 isolieren die Feldelektroden 160 von dem Halbleiterteil 100 und den Gateelektroden 150. Die Trenchisolatorstrukturen 170 können aus Siliziumoxid, das thermisch aufgewachsen oder aufgetragen bzw. abgeschieden ist, beispielsweise unter Verwendung von TEOS (Tetraethylorthosilan) als Vorläufermaterial, Silikatglas, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid oder jeder beliebigen Kombination hiervon als Beispiel vorgesehen sein. Das Gatedielektrikum 205 kann thermisch aufgewachsenes Halbleiteroxid oder ein aufgetragenes bzw. abgeschiedenes dielektrisches Material, beispielsweise ein Halbleiteroxid, z.B. Siliziumoxid, sein. Eine weitere dielektrische Struktur 210 kann dielektrisch die Gateelektroden 150 von der ersten Elektrodenstruktur 310 isolieren.
  • Die Bodyzonen 115 können sich zwischen den Zelltrenchstrukturen erstrecken, wobei Ränder der Bodyzonen 115 ungefähr bzw. angenähert auf die Ränder der Gateelektroden 150 eingestellt bzw. justiert sein können. Zwischen den ersten Elektroden 310 und den Bodyzonen 115 sind Sourcezonen 110b des ersten Leitfähigkeitstyps in dem Halbleiterteil 100 gebildet. Stark dotierte Kontaktzonen 117 können ohmsche Kontakte zwischen der ersten Elektrodenstruktur 310 und den Bodyzonen 115 bilden. Kontaktstrukturen 307 können zwischen benachbarten Sourcezonen 110b vorgesehen sein.
  • Sourcezonen 110b, durch die in einem leitenden Zustand der Halbleitervorrichtung 500 ein Einschaltstrom fließt, sind exklusiv innerhalb des Zellgebietes 610 vorgesehen und im Randgebiet 690 abwesend. Die Sourcezonen 110b bilden Fremdstoffzonen 110 im Sinne von 1.
  • Eine Driftschicht 120 des ersten Leitfähigkeitstyps trennt die Bodyzonen 115 von einer stark dotierten Fremdstoffschicht 130 des ersten Leitfähigkeitstyps. In dem Randgebiet 690 kann sich eine Junction- bzw. Übergangabschlussausdehnung bzw. -erstreckung 195 des zweiten Leitfähigkeitstyps von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterteil 100 erstrecken. Die Driftschicht 120 kann eine Sockelschicht 128 aufweisen, die direkt an die Fremdstoffschicht 130 grenzt. Die Sockelschicht 128 kann eine Fremdstoffkonzentration haben, die höher ist als in Teilen der Driftschicht 120 außerhalb der Sockelschicht und niedriger als in der Fremdstoffschicht 130, und sie kann als Feldstopp wirksam sein.
  • In dem Randgebiet 690, das das Zellgebiet 610 umgibt und direkt an eine äußere Oberfläche 103 angrenzt, die die ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 verbindet, ist eine Dichte der Rekombinationszentren 190, die als Kristallgitterfehlstellen mit oder ohne gegetterte Atome von metallischen Rekombinationselementen ausgebildet sind, höher als wenigstens in aktiven Teilen des Zellgebietes 610. Eine Verteilung der Rekombinationszentren 190 längs einer vertikalen Richtung senkrecht zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 kann angenähert gleichmäßig sein, kann mit zunehmendem Abstand zu der ersten Oberfläche 101 abnehmen oder zunehmen oder kann ein Maximum bei einem Abstand zu beiden ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 haben.
  • Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Zellgebiet 610 einen ersten Teil 610a, der direkt an das Randgebiet 690 angrenzt, und einen zweiten Teil 610b in einem Abstand zu dem Randgebiet 690, und die Dichten der Rekombinationszentren 190 in dem Randgebiet 690 und dem ersten Teil 610a des Zellgebietes 610 sind höher als in dem zweiten Teil 610b.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 von 2B ist ein IGFET mit einer Fremdstoffschicht 130, die elektrisch mit der zweiten Elektrodenstruktur 320 verbunden ist.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 von 2C ist ein IGBT mit einer stark dotierten Kollektorschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps zwischen der Fremdstoffschicht 130 und der zweiten Elektrodenstruktur 320. Die Zelltrenchstrukturen können Gateelektroden 150 umfassen und können ohne Feldelektroden 160 vorgesehen sein.
  • Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel hat eine Rekombinationszentrendichte ρ ein lokales Maximum ρmax in einem ersten Abstand dm zu den ersten und zweiten Oberflächen. Die Rekombinationszentrendichte ρ kann weiterhin lokale Maxima längs Zwischenflächen mit nicht-halbleitenden Schichten, z.B. Oxidschichten und Metallelektroden sowie längs pn-Übergängen haben. Der erste Abstand kann in das mittlere Drittel der vertikalen Ausdehnung eines Halbleiterteiles mit einer Dicke dz fallen. Die vertikale Dichteverteilung (Profil) 198 der Rekombinationszentren 190 kann durch die Implantationstiefe der elektrisch inerten Atome, wie beispielsweise Sauerstoff und Kohlenstoff, eingestellt sein. Andere Ausführungsbeispiele können ein epitaxiales Wachstum von wenigstens einem Abschnitt des Halbleiterteiles 100 vorsehen, wobei, wenn der Epitaxieprozess eine Dicke entsprechend zu dem ersten Abstand dm in der finalen bzw. fertiggestellten Vorrichtung erreicht, Maßnahmen für ein lokales Steigern der Dichte der Kristallgitterleerstellen, z.B. ein maskiertes Wachstum eines Silizium-Germanium-Kristalles auf einer Silizium-Unterschicht, maskierte Schädigungsimplantationen oder andere Methoden, die lokal das Kristallgitter schädigen, ergriffen werden können. Die Kristalldefekte können später mit gegetterten Atomen eines metallischen Rekombinationselementes dekoriert bzw. ausgestattet werden.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 von 4 umfasst ein Zellgebiet 610 mit einem aktiven Teil 611, der eine niedrige Dichte von Rekombinationszentren 190 hat, und inaktiven Teilen 612, die eine hohe Dichte von Rekombinationszentren 190 haben. Die inaktiven Teilen 612a, 612b können Bruchteile des Zellgebietes 610 ohne funktionelle Transistorzellen, z.B. in der vertikalen Projektion von Verbindungsleitungen zu Sensorzellen, Feldelektroden oder Gateelektroden als Beispiel, sein. Die inaktiven Teile 612 können streifenförmig sein und sich von dem Randgebiet 690 in das Zellgebiet 610 erstrecken, wobei die inaktiven Teile 612 das Zellgebiet 610 kreuzen oder innerhalb des Zellgebietes 610 enden können. Die Rekombinationszentrendichten in den inaktiven Teilen 612 und in einem das Zellgebiet 610 umgebenden Randgebiet 690 können ungefähr gleich sein.
  • 5 zeigt eine Halbleitervorrichtung 500 mit einem Halbleiterteil 100, der eine oder mehrere Kontaktzonen 111 enthält, die den gleichen Leitfähigkeitstyp haben. Eine erste Elektrodenstruktur 310 ist elektrisch mit der einen oder mehreren Kontaktzonen 110 verbunden. Beispielsweise können die Kontaktzonen 111 gebildet sein, um direkt an eine erste Oberfläche 101 des Halbleiterteiles 100 anzugrenzen, und die erste Elektrodenstruktur 310 kann direkt an die erste Oberfläche 101 angrenzen. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann eine dielektrische Struktur 220 zwischen der ersten Elektrodenstruktur 310 und dem Halbleiterteil 100 vorgesehen sein, und Kontaktstrukturen 307 können sich zwischen der ersten Elektrodenstruktur 310 und den Kontaktzonen 111 durch Öffnungen der dielektrischen Struktur 220 erstrecken. Die Kontaktstrukturen 307 können direkt an die erste Oberfläche 101 angrenzen oder sich in den Halbleiterteil 100 erstrecken, wobei die Kontaktzonen 111 längs eines vergrabenen Randes der Kontaktstrukturen 307 gebildet sind.
  • Wenigstens in einem Bruchteil des Halbleiterteiles 100 überschreitet eine Dichte an Kristallgitterleerstellen 1013 cm–3, z.B. wenigstens 5 × 1013 cm–3 oder wenigstens 1014 cm–3, was merklich höher als eine typische Dichte an Kristallgitterleerstellen in einem Halbleiterwafer ist, der für die Herstellung von Hochspannungs-Leistungshalbleitervorrichtungen, beispielsweise HV-MOSFETs (Hochspannungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) ausgelegt ist. Die Kristallgitterleerstellen können aus einer spezifischen Wärmebehandlung, beispielsweise einem RTP (schneller thermischer Prozess) in einer Stickstoffatmosphäre oder einem Hochtemperatur-Oxidationsschritt, der einer gasförmigen Atmosphäre beigesetzte Salzsäure (HCl) verwendet, resultieren.
  • Zusätzlich enthält der Halbleiterteil 100 Atome eines metallischen Rekombinationselementes 191. Metallische Rekombinationselemente liefern quantenmechanische Zustände im Bandabstand des Halbleitermaterials des Halbleiterteiles 100. Die Atome des metallischen Rekombinationselementes 191 sind hochwirksame Rekombinationszentren für Löcher und Elektronen in dem jeweiligen Halbleitermaterial, z.B. in einem Siliziumkristall. Das metallische Rekombinationselement kann ein Schwermetall mit geeigneten Diffusionseigenschaften in dem jeweiligen Halbleiterkristall sein. Beispielsweise umfassen die metallischen Rekombinationselemente Platin (Pt), Palladium (Pd), Vanadium (V), Iridium (Ir) und Gold (Au), und das Halbleitermaterial kann Silizium sein.
  • Wenigstens einige der Atome des metallischen Rekombinationselementes 191 können an einigen der stationären Kristallgitterleerstellen gegettert (adsorbiert und eingefangen) werden. Als ein Ergebnis führt das Vorhandensein der Kristallgitterleerstellen zu einer höheren Menge an Atomen der metallischen Rekombinationselemente 191 in dem Halbleitermaterial des Halbleiterteiles 100 bei kürzeren Diffusionszeiten. Das thermische Budget, das zum Diffundieren der Atome der metallischen Rekombinationselemente 191 aus einer die Atome enthaltenden Quelle erforderlich ist, kann reduziert werden, sodass das gesamte Temperaturbudget, das an den Kontaktzonen 111 anliegt, merklich reduziert werden kann. Als ein Ergebnis verbleiben die Konturen der Kontaktzonen 111 mit steilen Fremdstoffkonzentrationsgradienten wohl definiert, sodass eine Verschiebung einer Schwellenspannung und eine Verschlechterung einer Einzelimpuls-Avalanche-Fähigkeit vermieden werden können. Eine hohe Fremdstoffkonzentration in den Kontaktzonen 111 gewährleistet auch, dass die Halbleitervorrichtung 500 weniger geneigt zu Latch-Up-Effekten ist.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Dichte an Kristallgitterfehlstellen höher in einem Randgebiet als in wenigstens Teilen eines durch das Randgebiet umgebenen Zellgebietes. Als eine Folge ist die Dichte an Atomen von einem oder mehreren metallischen Rekombinationselementen höher in dem Randgebiet als in dem Zellgebiet. Die metallischen Rekombinationsatome reduzieren die Diffusionslänge lokal derart, dass die Anzahl an Ladungsträgern, die in dem Kommutationsfall abgeführt werden muss, durch gesteigerte Trägerrekombination merklich reduziert werden kann.
  • Gemäß 6A ist die Halbleitervorrichtung 500 eine Halbleiterdiode mit einer einzigen Anodenzone 111a, die eine Kontaktzone 111 in dem Sinn von 5 bildet. Die Anodenzone 111a in dem Halbleiterteil 100 kann direkt an die erste Oberfläche 101 angrenzen. Eine erste Elektrodenstruktur 310 grenzt direkt an die Anodenzone 111a an und bildet eine Anodenelektrode. Eine stark dotierte Fremdstoffschicht 130 des ersten Leitfähigkeitstyps grenzt direkt an die zweite Oberfläche 102 parallel zur ersten Oberfläche 101 an und bildet eine Kathodenzone. Eine zweite Elektrodenstruktur 320, die elektrisch mit der Fremdstoffschicht 130 verbunden ist, bildet eine Kathodenelektrode. Eine Driftzone 120 des ersten Leitfähigkeitstyps trennt die Anodenzone 111a und die Fremdstoffschicht 130.
  • Der Halbleiterteil 100 umfasst Kristallgitterleerstellen, die mit Atomen von einem oder mehreren metallischen Rekombinationselementen 191, beispielsweise Platin (Pt) dekoriert oder versehen sind, was das Ladungsplasma reduziert, das durch den vorwärts bzw. in Durchlassrichtung vorgespannten pn-Übergang zwischen der Anodenzone 111a und die Driftschicht 120 im Vorwärts- bzw. Durchlassmodus injiziert ist.
  • 6B bezieht sich auf einen Superübergang-IGFET mit einer Superübergangstruktur, die erste Säulen 121 des ersten Leitfähigkeitstyps und zweite Säulen 122 des zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist, die abwechselnd in einer Driftzone 120 des Halbleiterteiles 100 angeordnet sind. Die ersten und zweiten Säulen 121, 122 können streifenförmig mit einer ersten lateralen Ausdehnung in der Querschnittsebene, welche merklich unter eine zweite laterale Ausdehnung senkrecht zu der Querschnittsebene fällt, sein. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können wenigstens die ersten oder die zweiten Säulen 121, 122 ein rechteckförmiges z.B. quadratisches laterales Querschnittsgebiet mit oder ohne gerundete Ecken oder ein angenähert kreisförmiges Querschnittsgebiet haben.
  • Die zweiten Säulen 122 können mit Bodyzonen 115 des gleichen Leitfähigkeitstyps verbunden sein, die in der vertikalen Projektion der zweiten Säulen 122 zwischen einer ersten Oberfläche 101 des Halbleiterteiles 100 und den zweiten Säulen 122 gebildet sind. Die Bodyzonen 115 trennen die ersten Säulen 121 von Sourcezonen 110 des ersten Leitfähigkeitstyps. Gatedielektrika 205 koppeln dielektrisch die Bodyzonen 115 mit Gateelektroden 150, die außerhalb des Halbleiterteiles 100 sein können. Stark dotierte Kontaktzonen 111b des zweiten Leitfähigkeitstyps liefern ohmsche Kontakte zwischen Kontaktstrukturen 307 zu einer ersten Elektrodenstruktur 310 und den Bodyzonen 115.
  • Eine Sockelschicht 128, die eine höhere oder niedrigere Fremdstoffkonzentration als die ersten Säulen 121 haben kann, kann zwischen den zweiten Säulen 122 und einer Fremdstoffschicht 130 vorgesehen sein, die direkt an eine zweite Elektrodenstruktur 320 längs einer zweiten Oberfläche 102 parallel zu der ersten Oberfläche 101 angrenzt. Atome von einem oder mehreren metallischen Rekombinationselementen 191 werden an Kristallgitterleerstellen in dem Halbleiterteil 100 gegettert. Die Dichte der Atome der metallischen Rekombinationselemente 191 beträgt wenigstens 1013 cm–3, z.B. wenigstens 5 × 1013 cm–3 oder wenigstens 1014 cm–3. Da ein vergleichsweise niedriges thermisches Budget genügt, die Atome der metallischen Rekombinationselemente 191 zu den stationären Kristallgitterleerstellen zu diffundieren, können die vertikalen und lateralen Fremdstoffprofile der Kontaktzonen 111b steil gehalten werden.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 von 6C ist ein IGBT mit einer Kollektorschicht 140 des zweiten Leitfähigkeitstyps zwischen der Fremdstoffschicht 130 und der zweiten Elektrodenstruktur 320. Die Kollektorschicht 140 kann eine berührende bzw. zusammenhängende Schicht sein oder kann Inseln des ersten Leitfähigkeitstyps umfassen.
  • 6D zeigt einen Halbleiterteil 100 mit einer ersten Oberfläche 101 und einer zweiten Oberfläche 102 parallel zu der ersten Oberfläche 101. Zelltrenchstrukturen erstrecken sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterteil 100. Die Zelltrenchstrukturen können Gateelektroden 150 und Feldelektroden 160 umfassen, wobei sich die Feldelektroden 160 tiefer in den Halbleiterteil 110 als die Gateelektroden 150 erstrecken können. Die Zelltrenchstrukturen können weiter als Halbleitermesas sein, die zwischen benachbarten Zelltrenchstrukturen gebildet sind.
  • Ein Gatedielektrikum 205 koppelt dielektrisch die Gateelektroden 150 mit Bodyzonen 115 des zweiten Leitfähigkeitstyps. Die Feldelektroden 160 können ohne elektrische Verbindung zu anderen Elementen der Halbleitervorrichtung 500 sein und können potentialfrei sein bzw. floaten. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die Feldelektroden 160 elektrisch mit einer Sourceelektrode, mit einer Gateelektrode, mit einem Ausgangsanschluss einer Ansteuer- bzw. Treiberschaltung, die in die Halbleitervorrichtung 500 integriert ist, oder mit einem Eingangsanschluss der Halbleitervorrichtung 500 gekoppelt sein.
  • Trenchisolatorstrukturen 170 isolieren die Feldelektroden 160 von dem Halbleiterteil 100 und den Gateelektroden 150. Die Trenchisolatorstrukturen 170 können aus Siliziumoxid, das thermisch aufgewachsen oder abgeschieden ist, beispielsweise mittels TEOS als Vorläufermaterial, Silikatglas, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid oder jeglicher Kombination hiervon als Beispiel vorgesehen sein. Das Gatedielektrikum 205 kann thermisch aufgewachsenes Halbleiteroxid oder aufgetragenes bzw. abgeschiedenes dielektrisches Material, beispielsweise Siliziumoxid sein. Eine weitere dielektrische Struktur 210 kann dielektrisch die Gateelektroden 150 von der ersten Elektrodenstruktur 310 isolieren.
  • Die Bodyzonen 115 können sich zwischen den Zelltrenchstrukturen erstrecken, wobei Ränder der Bodyzonen 115 ungefähr bzw. angenähert auf die Ränder der Gateelektroden 150 eingestellt bzw. justiert sein können. Zwischen den ersten Elektroden 310 und den Bodyzonen 115 sind Sourcezonen 110b des ersten Leitfähigkeitstyps in dem Halbleiterteil 100 gebildet. Stark dotierte Kontaktzonen 117 können ohmsche Kontakte zwischen der ersten Elektrodenstruktur 310 und den Bodyzonen 115 bilden. Kontaktstrukturen 307 können zwischen benachbarten Sourcezonen 110b sein. Die Sourcezonen 110b, durch die in einem leitenden Zustand der Halbleitervorrichtung 500 ein Einschaltstrom fließt, sind exklusiv innerhalb eines Zellgebietes 610 vorgesehen und fehlen in einem Randgebiet 690 bzw. sind dort abwesend.
  • Eine Driftschicht 120 des ersten Leitfähigkeitstyps trennt die Bodyzonen 115 von einer stark dotierten Fremdstoffschicht 130 des ersten Leitfähigkeitstyps. In dem Randgebiet 690 kann sich eine Übergangabschlussausdehnung bzw. -erstreckung des zweiten Leitfähigkeitstyps von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterteil 100 erstrecken. Die Driftschicht 120 kann eine Sockelschicht 128 aufweisen, die direkt an die Fremdstoffschicht 130 angrenzt. Die Sockelschicht 128 kann eine Fremdstoffkonzentration haben, die höher als in Teilen der Driftschicht 120 außerhalb der Sockelschicht und niedriger als in der Fremdstoffschicht 130 ist, und sie kann als Feldstopp wirksam sein.
  • Der Halbleiterteil 100 enthält Kristallgitterleerstellen und Atome eines metallischen Rekombinationselementes, die wenigstens teilweise an einigen der Kristallgitterleerstellen gegettert sind, wobei wenigstens in einem Bruchteil des Halbleiterteiles eine Dichte der Kristallgitterleerstellen 1013 cm–3 überschreitet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die relevante Dichte der Kristallgitterfehlstellen wenigstens 5 × 1013 cm–3, z.B. wenigstens 1014 cm–3 und kann Werte in einem Bereich von 1018 cm–3 bis 1019 cm–3 erreichen.
  • Eine Verteilung der Rekombinationszentren 190 längs einer vertikalen Richtung senkrecht zu den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 kann angenähert gleichmäßig sein, kann mit zunehmendem Abstand zu der ersten Oberfläche 101 abnehmen oder zunehmen oder kann ein Maximum bei einem Abstand zu beiden ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 haben.
  • Die 7A bis 7D beziehen sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das einen RTP (rascher thermischer Prozess) verwendet, der im Zusammenhang mit einer Implantation vorgesehen ist, um Kristallgitterleerstellen in einem Siliziumgitter zu erzeugen. 7A zeigt einen Teil von einem einer Vielzahl von Halbleiterchips bzw. -dies 500a, die in einem Halbleitersubstrat gebildet sind. Das Halbleitersubstrat ist ein Wafer, beispielsweise ein einkristalliner Siliziumwafer. Außerhalb des dargestellten Teiles kann die Halbleiterdie 500a weitere dotierte und undotierte Abschnitte, epitaktische Halbleiterschichten und zuvor hergestellte isolierende Strukturen umfassen. Die Halbleiterdie 500a umfasst eine Driftschicht 120 eines ersten Leitfähigkeitstyps in einem Zellgebiet 610 und in einem das Zellgebiet 610 umgebenden Randgebiet 690. Zelltrenchstrukturen sind in dem Halbleiterteil 100 vorgesehen, wobei die Zelltrenchstrukturen, die in dem Randgebiet 690 gebildet sind, weiter sein können und sich tiefer in die Driftschicht 120 als die Zelltrenchstrukturen in dem Zellgebiet 610 erstrecken können. Die Zelltrenchstrukturen können angenähert vertikale Seitenwände haben, und sie können gleichmäßig beabstandet bei einer Teilung von einigen Mikrometern sein. Die Zelltrenchstrukturen können weiter als Mesateile des Halbleiterteiles 100 zwischen den Zelltrenchstrukturen sein. Die Zelltrenchstrukturen umfassen Feldelektroden 160 und Gateelektroden 150. Eine Isolationsstruktur 170 isoliert dielektrisch die Feldelektroden 160 von den Gateelektroden 150 und der Driftschicht 120. Ein Gatedielektrikum 205 kann die Gateelektroden 150 von Bodyzonen 115, 115a des zweiten Leitfähigkeitstyps trennen. Die Bodyzonen 115, 115a können sich zwischen benachbarten Zelltrenchstrukturen erstrecken. Ein vergrabener Rand der Bodyzonen 115, 115a entfernt von einer ersten Oberfläche 101 des Halbleiterteiles kann mit einem vergrabenen Rand der Gateelektroden 115 ausgerichtet sein. Sourcewannen können zwischen der ersten Oberfläche 101 und den Bodyzonen 115 des Zellgebietes 610 gebildet sein. Sourcewannen sind in dem Randgebiet 690 abwesend bzw. fehlen dort.
  • Eine dielektrische Schicht 220, die aus einem oder mehreren dielektrischen Materialien gebildet ist, ist auf der ersten Oberfläche 101 vorgesehen und durch photolithographische Mittel derart gemustert, dass Öffnungen 202 in der dielektrischen Schicht 220 wenigstens zentrale Teile der Sourcewannen in dem Zellgebiet 610 freilegen. Die zentralen Teile können angenähert gleiche Abstände zu beiden benachbarten Zelltrenchstrukturen haben. In dem Randgebiet 690 können eine oder mehrere der Bodyzonen 115a oder Feldelektroden 160 freigelegt sein. Mittels der gemusterten dielektrischen Schicht 220 als eine Ätzmaske können Kontaktgräben 305 durch die Sourcewannen in den Halbleiterteil 100 geätzt werden.
  • 7A zeigt Kontaktgräben 305, die die Bodyzonen 115 und 115a erreichen oder sich in diese erstrecken können. In dem Zellgebiet 610 können von jeder Sourcewanne zwei Sourcezonen 110 auf entgegengesetzten Seiten des Kontaktgrabens 305 gebildet sein. Fremdstoffe 724 des zweiten Leitfähigkeitstyps können durch die Öffnungen 202 der dielektrischen Schicht 220 eingeführt sein.
  • 7B zeigt die Kontaktzonen 111b, die aus den eingeführten Fremdstoffen gebildet sind. Die Kontaktzonen 111b haben eine höhere Fremdstoffkonzentration als die Bodyzonen 115. Beispielsweise kann die mittlere Nettofremdstoffkonzentration in den Kontaktzonen 111b wenigstens zehnmal höher als die Nettofremdstoffkonzentration in den Bodyzonen 115 sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die maximale Fremdstoffkonzentration in den Kontaktzonen 115 größer als 1019 cm–3 sein. Die Kontaktzonen 111b liefern einen niederohmigen Kontakt zu den Bodyzonen 115 und reduzieren die Gefahr von Latch-Up-Effekten.
  • Zum Aktivieren der implantierten Fremdstoffe heilt ein Temperschritt Schäden in dem Kristallgitter des Halbleitermaterials aus und integriert die Fremdstoffatome in das Kristallgitter. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Ausheilen für das Implantat durch ein RTP in einer Stickstoffatmosphäre vorgesehen, was in der Bildung von Kristallgitterleerstellen in dem Siliziumgitter resultiert.
  • 7C zeigt die erzeugten Kristallgitterleerstellen 190 in dem Halbleiterteil 100. Die Dichte der Kristallgitterleerstellen überschreitet wenigstens 1013 cm–3. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die relevante Dichte der Kristallgitter- leerstellen wenigstens 5 × 1013 cm–3 beispielsweise wenigstens 1014 cm–3, und kann Werte in dem Bereich von 1018 cm–3 bis 1019 cm–3 erreichen.
  • Atome eines metallischen Rekombinationselementes werden in den Halbleiterteil 100 eingeführt. Zu dieser Stufe wurde kein signifikantes thermisches Budget an das Halbleitersubstrat 500a angelegt, sodass die Kristallgitterleerstellen 190 nicht ausgeheilt und noch in dem Halbleiterteil 100 vorhanden sind. Beispielsweise wird eine Fremdstoffquelle in Kontakt mit den freiliegenden Abschnitten des Halbleiterteiles 100 gebracht, wobei die Fremdstoffquelle Atome des metallischen Rekombinationselementes, beispielsweise Platin (Pt), Palladium (Pd), Vanadium (V), Iridium (Ir) oder Gold (Au) enthält.
  • Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die Atome oder Ionen der jeweiligen metallischen Rekombinationselemente durch die Öffnungen der dielektrischen Schicht 220 in den Halbleiterteil 100 implantiert werden. Ein anderes Ausführungsbeispiel kann ein Auftragen bzw. Abscheiden von einer oder mehreren Schichten vorsehen, die das metallische Rekombinationselement enthält bzw. die die metallischen Rekombinationselemente enthalten. Die aufgetragenen bzw. abgeschiedenen Schichten können getempert werden, sodass das Material der aufgetragenen bzw. abgeschiedenen Schicht mit dem Siliziummaterial des Halbleiterchips bzw. der Halbleiterdie reagiert und eine Metall-Halbleiter-Verbindung, beispielsweise PtSi, bildet. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel werden geschichtete Platinsilizidstrukturen 700 auf freiliegenden Oberflächen der Halbleiterchips bzw. Halbleiterdies 500a durch Tempern einer aufgetragenen bzw. abgeschiedenen Schicht, die aus Platin (Pt) besteht oder dieses enthält, bei einer Temperatur zwischen 450 und 500°C gebildet.
  • Dann kann der Halbleiterchip bzw. die Halbleiterdie 500a bei einer Temperatur von wenigstens 750°C getempert werden, sodass Platinatome oder -ionen aus der Platinsilizidstruktur 700 in den Halbleiterteil 100 diffundieren.
  • Wie in 7D gezeigt ist, werden wenigstens einige der Platinatome oder -ionen an den Kristallgitterfehlstellen 190 gegettert. Die gegetterten Atome 191 von Platin oder einem anderen metallischen Rekombinationselement sind stationär, können sich gleichmäßig in dem Halbleitermaterial des Halbleiterteiles 100 verteilen und sind hochwirksame Rekombinationszentren, die die Ladungsträgerlebensdauer reduzieren und die Avalanche- und Kommutierungsrobustheit verbessern. Die Schichten, die Atome eines metallischen Rekombinationselementes enthalten, können entfernt oder durch andere metallische Kontaktschichten ersetzt werden.
  • 7E zeigt einen Teil einer Halbleitervorrichtung 500, die aus dem oben beschriebenen Verfahren resultiert, mit Metallsilizidschichten 308, die zwischen der ersten Elektrodenstruktur 310 und den Source- und Kontaktzonen 110, 111b gebildet sind. Das Verfahren modifiziert ein RTP, das für ein Aktivieren einer früheren Implantation vorgesehen ist, um die Dichte der Kristallgitterfehlstellen zu steigern, die verwendet werden, um Atome 191 eines metallischen Rekombinationselementes zu gettern.
  • Die 8A bis 8D stellen Kristallgitterfehlstellen vor der Implantation dar, die zum Bilden der Kontaktzonen 111b verwendet wird. Hinsichtlich 8A wird Bezug genommen auf die Erläuterungen der 7A.
  • Nach Bilden der Kontaktgräben 305 wird ein Hochtemperaturprozess in einer gasförmigen Atmosphäre vorgenommen, die Salzsäure (HCl) enthält, um Kristallgitterleerstellen zu bilden. Der Hochtemperaturprozess kann in einer inerten gasförmigen Atmosphäre vorgenommen werden, die Salzsäure (HCl) enthält. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hochtemperaturprozess ein Oxidationsprozess, der eine Oxidschicht auf freiliegenden Teilen der Kontaktgräben 305 bildet. Die Oxidschicht kann im Folgenden entfernt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Fremdstoffmaske 301 aus der aufgewachsenen Oxidschicht durch ein Abstandshalter- bzw. Spacerätzen, beispielsweise durch RIE (reaktives Ionenstrahlätzen) gebildet werden.
  • 8B zeigt die Fremdstoffmaske 301, die Seitenwände der Kontaktgräben 305 bedeckt und die Böden der Kontaktgräben 305 freilässt. Als eine Folge des Hochtemperaturprozesses bei Vorhandensein von Salzsäure (HCl) werden Kristallgitterfehlstellen 190 in dem Halbleiterteil 100 gebildet.
  • Fremdstoffe 724 des zweiten Leitfähigkeitstyps werden in den Halbleiterteil 100 eingeführt, beispielsweise implantiert, durch die freiliegenden Böden der Kontaktgräben 305, indem die dielektrische Schicht 220 und die Fremdstoffmaske 301 als eine kombinierte Fremdstoffmaske verwendet wird, wobei die Fremdstoffmaske 301 ein Gegendotieren der Sourcezonen 110 vermeidet.
  • 8C zeigt die sich ergebenden Kontaktzonen 111b. Zu dieser Stufe hat kein signifikantes thermisches Budget auf das Halbleitersubstrat 500a eingewirkt, sodass die Kristallgitterfehlstellen 190 nicht ausgeheilt und noch in Halbleiterteil 100 vorhanden sind. Die Fremdstoffmaske 301 kann entfernt werden, und Atome eines metallischen Rekombinationselementes werden in den Halbleiterteil 100 diffundiert, indem beispielsweise eine Platinsilizidschicht 700 auf freiliegenden Teilen der Kontaktgräben 305 gebildet und die Platinsilizidschicht bei der Diffusionstemperatur des Platins getempert wird. Die Kristallgitterfehlstellen 190 von 8C fangen einige der Platinatome ein.
  • 8D zeigt die Platinsilizidschicht 700 und die Atome 191 des metallischen Rekombinationselementes, das an den Kristallgitterfehlstellen gegettert ist.
  • Die 9A bis 9D beziehen sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer lokal erhöhten Anzahl von Rekombinationszentren. Mittels einer Ätzmaske 241 werden Gate- und Abschlusstrenches bzw. -gräben 105a, 105b von einer ersten Oberfläche 100 in ein Halbleitersubstrat 500a, beispielsweise einen einkristallinen Siliziumwafer, mit einer hochdotierten Fremdstoffschicht 130 des ersten Leitfähigkeitstyps längs einer zweiten Oberfläche 102 parallel zu der ersten Oberfläche 101 und einer niedriger dotierten Driftschicht 120 des ersten Leitfähigkeitstyps zwischen der ersten Oberfläche 101 und der Fremdstoffschicht 130 geätzt.
  • 9A zeigt einen Zelltrench 105a in einem Zellgebiet 610 eines Halbleiterchips bzw. einer Halbleiterdie und einen Abschlusstrench 105b in einem Randgebiet 690, das das Zellgebiet 610 umgibt. Die Driftschicht 120 kann einen niedriger dotierten Teil, der an die Fremdstoffschicht 130 angrenzt, und einen mehr stark dotierten Teil zwischen der ersten Oberfläche 101 und dem niedriger dotierten Teil umfassen. Die Gate- und Abschlusstrenches 105a, 105b enden in der Driftschicht 120. In dem Zellgebiet 610 können die Zelltrenches 105a weiter als Mesateile des Halbleiterteiles 100 zwischen den Zelltrenches 105a sein.
  • Eine Hilfsmaske 242 ist auf der ersten Oberfläche 101 vorgesehen. Die Hilfsmaske 242 kann eine Membran/Flächenplatte sein, die auf der ersten Oberfläche 101 angeordnet ist, und bedeckt wenigstens einen aktiven Teil des Zellgebietes 610 und einen äußeren Teil des Randgebietes 690, das direkt an ein Kerfgebiet angrenzt, längs dem die Halbleiterchips bzw. Halbleiterdies des Halbleitersubstrates 500a im Laufe eines Vereinzelungsprozesses getrennt werden. Die Hilfsmaske 242 legt einen inneren Teil des Randgebietes 690 frei, der an das Zellgebiet 610 angrenzt und einen oder mehrere Abschlusstrenches 105b und Teile der jeweiligen Halbleiterdie, die an die Abschlusstrenches 105b angrenzen, umfasst. Mittels der Hilfsmaske 242 als eine Implantationsmaske werden Fremdstoffe 724 des zweiten Leitfähigkeitstyps in das Halbleitersubstrat 500a durch den Boden der Abschlusstrenches 105 und freiliegende Abschnitte der ersten Oberfläche 101 implantiert.
  • 9B zeigt erste Implantationszonen 195a längs der ersten Oberfläche 101 in Teilen des Randgebietes 690, die durch die Hilfsmaske 242 freigelegt sind, und eine zweite Implantationszone 196a am Boden des Abschlusstrenches 105b.
  • Indem die Hilfsmaske 240 ein zweites Mal benutzt wird, wird eine Schädigungsimplantation durchgeführt, z.B. eine Hochenergieimplantation mit Atomen eines Edelgases oder Atomen von elektrisch inerten Elementen wie Sauerstoff oder Kohlenstoff. Ein Ausführungsbeispiel sieht die Implantation von Argon-(Ar-)Atomen bei einer hohen Implantationsdosis vor.
  • 9C zeigt die erzeugten stabilen und stationären Defektcluster von Kristallgitterleerstellen 190, die durch die Implantation von Argon-(Ar-)Atomen bei einer hohen Implantationsdosis erzeugt sind. Atome eines metallischen Rekombinationselementes, beispielsweise Platin, können in das Halbleitersubstrat 500a diffundiert werden, indem beispielsweise eine der oben beschriebenen Methoden verwendet wird.
  • 9D bezieht sich auf den Halbleiterteil 100 einer endgültigen bzw. finalen Halbleitervorrichtung 500 mit Atomen von einem oder mehreren metallischen Rekombinationselementen 191, die an den Kristallgitterleerstellen 190 von 9C gegettert sind. Das angewandte thermische Budget bildet laterale Abschlussausdehnungen 195 von den ersten Implantationszonen 195a von 9B und Feldformzonen 196 von den zweiten Implantationszonen 196a von 9B. Die Abschlusstrenches 105b von 9B können mit einem dielektrischen Material gefüllt werden, um Abschlusstrenches 240 zu bilden. Hinsichtlich der Transistorzellen in dem Zellgebiet 610 wird Bezug genommen auf die Beschreibung der vorangehenden Figuren.
  • Das Verfahren liefert eine gesteigerte Kommutations- bzw. Kommutierungsbrobustheit ohne nachteilhaft die Einschalteigenschaften der betreffenden Halbleitervorrichtungen bei einer vergleichsweise niedrigen Prozesskomplexität und ohne weiteres Maskenprozessieren zu beeinträchtigen. Da lediglich ein geringes thermisches Budget erforderlich ist und nach Bildung der Kontaktzonen angewandt wird, verbleibt die Fremdstoffkonzentration in den Kontaktzonen hoch und liefert einen niedrigen Kontaktwiderstand zu den Bodyzonen, sodass eine hohe Avalanche-Robustheit beibehalten werden kann.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung umfasst ein Vorsehen einer Hilfsmaske, die wenigstens einen Teil eines Zellgebietes bedeckt und die wenigstens einen Teil eines Randgebietes einer in einem Halbleitersubstrat enthaltenen Halbleiterdie freilegt, wobei das Randgebiet das Zellgebiet umgibt. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Erzeugen von Rekombinationszentren in Teilen des durch die Hilfsmaske freiliegenden Halbleitersubstrates.
  • Ein Erzeugen der Rekombinationszentren kann ein Einführen von Atomen eines metallischen Rekombinationselementes umfassen, um metallische Rekombinationszentren in den durch die Hilfsmaske freiliegenden Teilen vorzusehen. Vor Vorsehen der Hilfsmaske können Kontaktgräben in die Halbleiterdie eingeführt werden. Die Atome des metallischen Rekombinationselementes können in die Halbleiterdie durch die Kontaktgräben eingeführt werden. Nach Einführen der Atome des metallischen Rekombinationselementes können Kontaktstrukturen in den Kontaktgräben vorgesehen werden.
  • Kristallgitterleerstellen können in Teilen der durch die Hilfsmaske freiliegenden Halbleiterdie erzeugt werden, um nicht metallische Rekombinationszentren zu erzeugen. Die Atome des metallischen Rekombinationselementes können in die Halbleiterdie nach Erzeugen der Kristallgitterleerstellen eingeführt werden. Das Erzeugen der Kristallgitterleerstellen kann ein Implantieren von Schädigungspartikeln in freiliegende Teile der Halbleiterdie umfassen, wobei die Hilfsmaske als eine Fremdstoffmaske verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Erzeugen der Kristallgitterleerstellen ein Implantieren von Atomen von elektrisch inerten Elementen in die freiliegenden Teile der Halbleiterdie umfassen, wobei die Hilfsmaske als eine Fremdstoffmaske verwendet wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Erzeugen der Kristallgitterleerstellen ein lokales Verändern einer Gitterkonstante in einem Halbleitersubstrat umfassen, indem ein zusätzliches Elemente eingeführt wird, dessen Atome angepasst sind, um an Gitterpositionen des Halbleitersubstrates eingebaut zu werden.
  • Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hier veranschaulicht und beschrieben sind, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausbildungen für die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele herangezogen werden kann, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll daher jegliche Anpassungen oder Veränderungen der hier diskutierten spezifischen Ausführungsbeispiele abdecken. Daher ist beabsichtigt, dass diese Erfindung lediglich durch die Patentansprüche und deren Äquivalente begrenzt ist.

Claims (22)

  1. Halbleitervorrichtung (500), umfassend: einen Halbleiterteil (100), der eine oder mehrere Fremdstoffzonen (110) des gleichen Leitfähigkeitstyps aufweist, und eine erste Elektrodenstruktur (310), die elektrisch mit der einen oder den mehreren Fremdstoffzonen (110) in einem Zellgebiet (610) des Halbleiterteiles (100) verbunden ist, wobei wenigstens in einem das Zellgebiet (610) umgebenden Randgebiet (690) eine Rekombinationszentrendichte höher ist als in einem aktiven Teil des Zellgebietes (610).
  2. Halbleitervorrichtung (500) nach Anspruch 1, bei der die Fremdstoffzonen Sourcezonen (110b) eines ersten Leitfähigkeitstyps entsprechen und der Halbleiterteil (100) außerdem eine Driftzone (120) des ersten Leitfähigkeitstyps und Bodyzonen (115) eines komplementären zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist, wobei die Bodyzonen (115) die Sourcezonen (110b) von der Driftzone (120) in dem Zellgebiet (610) trennen.
  3. Halbleitervorrichtung (500) nach Anspruch 1 oder 2, bei der in dem Randgebiet (690) eine Dichte von Kristallgitterleerstellen höher ist als in dem Zellgebiet (610).
  4. Halbleitervorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der in dem Randgebiet (690) eine Dichte von Atomen von metallischen Rekombinationselementen höher ist als in dem Zellgebiet (610).
  5. Halbleitervorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der in dem Randgebiet (690) eine Dichte von Kristallgitterleerstellen höher ist als in dem Zellgebiet (610) und eine Dichte von Atomen von metallischen Rekombinationselementen höher ist als in dem Zellgebiet (610), wobei einige der Atome der metallischen Rekombinationselemente an einigen der Kristallgitterleerstellen gegettert sind.
  6. Halbleitervorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Rekombinationszentrendichte in dem Randgebiet (690) des Halbleiterteiles (100) um wenigstens das zehnfache eine Rekombinationszentrendichte in dem Zellgebiet (610) überschreitet.
  7. Halbleitervorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der in dem Randgebiet (690) eine Dichte von Schädigungspartikeln höher ist als in dem Zellgebiet (610).
  8. Halbleitervorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der in dem Randgebiet (690) eine Dichte von Atomen von elektrisch inerten Elementen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Sauerstoff und Kohlenstoff umfasst, höher ist als in dem Zellgebiet (610).
  9. Halbleitervorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der in dem Randgebiet (690) eine Dichte von Gitterverzerrungen infolge von sich ändernden Gitterkonstanten höher ist als in dem Zellgebiet (610).
  10. Halbleitervorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der in dem Randgebiet (690) eine Dichte von Atomen eines zusätzlichen Elementes, das geeignet ist, Atome eines Kristallgitters des Halbleiterteiles (100) zu ersetzen, höher ist als in dem Zellgebiet (610).
  11. Halbleitervorrichtung (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der ein Profil der Rekombinationszentrendichte längs einer vertikalen Richtung senkrecht zu einer ersten Oberfläche (101) des Halbleiterteiles (100), ausgerichtet zu der ersten Elektrodenstruktur (310), ein Maximum in einem mittleren Drittel eines Abstandes zwischen der ersten Oberfläche (101) und einer zweiten Oberfläche (102) parallel zu der ersten Oberfläche (101) hat.
  12. Halbleitervorrichtung (500), umfassend: einen Halbleiterteil (100), der Kristallgitterleerstellen (190) und Atome eines metallischen Rekombinationselementes, die wenigstens an einigen der Kristallgitterleerstellen (190) gegettert sind, enthält, wobei wenigstens in einem Bruchteil des Halbleiterteiles (100) eine Dichte der Kristallgitterleerstellen 1013 cm–3 überschreitet.
  13. Halbleitervorrichtung (500) nach Anspruch 12, umfassend: eine oder mehrere Kontaktzonen (110) des gleichen Leitfähigkeitstyps in dem Halbleiterteil (100), wobei eine erste Elektrodenstruktur (310) elektrisch mit der einen oder den mehreren Kontaktzonen (110) in einem Zellgebiet (610) verbunden ist, und eine Dichte von Kristallgitterleerstellen in einem das Zellgebiet (610) umgebenden Randgebiet (690) höher ist als in dem Zellgebiet (610).
  14. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung (500), umfassend: Erzeugen von Kristallgitterleerstellen (190) in wenigstens Teilen eines Halbleitersubstrates (100), wobei eine Dichte der Kristallgitterleerstellen (190) 1013 cm–3 überschreitet, und vor Anlegen einer thermischen Belastung, die die Kristallgitterleerstellen (190) ausheilt, Einführen von Atomen eines metallischen Rekombinationselementes in das Halbleitersubstrat (100), das die Kristallgitterleerstellen (190) einschließt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Erzeugen der Kristallgitterleerstellen (190) ein Durchführen eines raschen thermischen Ausheilens in einer Stickstoffatmosphäre umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Erzeugen der Kristallgitterleerstellen (190) ein Durchführen eines raschen thermischen Ausheilens nach Implantieren von Fremdstoffen zum Bilden einer Kontaktzone (110) umfasst, wobei während des raschen thermischen Ausheilens durch die Implantation eingeführte Kristallschädigungen ausgeheilt werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Erzeugen der Kristallgitterleerstellen (190) ein Durchführen eines Hochtemperaturprozesses in einer Inertgasatmosphäre, die Salzsäure (HCl) enthält, umfasst.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem der Hochtemperaturprozess einen Oxidationsprozess in Gegenwart von Salzsäure (HCl) umfasst und der Oxidationsprozess vor Einführen der Fremdstoffe durchgeführt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, umfassend: Vorsehen einer Seitenwände eines Kontaktgrabens (305) bedeckenden und einen Boden des Kontaktgrabens (305) freilegenden Fremdstoffmaske aus einer durch den Oxidationsprozess erzeugten Oxidschicht (220), und Implantieren von Fremdstoffen (724) zum Bilden einer Kontaktzone (111b) durch Öffnungen (202) in der Fremdstoffmaske.
  20. Verfahren nach Anspruch 14, umfassend: Vorsehen einer Implantationsmaske (241), die wenigstens einen Teil eines Zellgebietes (610) einer Halbleiterdie in dem Halbleitersubstrat (100) bedeckt und wenigstens einen Teil in einem das Zellgebiet (610) umgebenden Randgebiet (690) freilegt, und Implantieren von Schädigungspartikeln (724) in freiliegende Teile der Halbleiterdie zum Erzeugen der Kristallgitterleerstellen (190).
  21. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung (500), umfassend: Vorsehen einer Hilfsmaske (242), die wenigstens einen Teil eines Zellgebietes (610) bedeckt und wenigstens einen Teil eines Randgebietes einer in einem Halbleitersubstrat (100) enthaltenen Halbleiterdie freilegt, wobei das Randgebiet (690) das Zellgebiet (610) umgibt, und Erzeugen von Rekombinationszentren (190) in durch die Hilfsmaske (242) freigelegten Teilen des Halbleitersubstrates (100).
  22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Erzeugen der Rekombinationszentren (190) ein Einführen von Atomen eines metallischen Rekombinationselementes umfasst, um metallische Rekombinationszentren in den durch die Hilfsmaske (242) freigelegten Teilen zu erzeugen.
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