DE102014223315A1 - Halbleiter-Metall-Übergang - Google Patents
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
- H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
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- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
Abstract
Ein Halbleiterbauelement (1) wird vorgeschlagen. Das Halbleiterbauelement umfasst eine Diffusionsbarrierenschicht (11), eine erste Halbleiterregion (12) mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite Halbleiterregion (13) mit zweiten Ladungsträgern. Die erste Halbleiterregion (12) beinhaltet eine Übergangsregion (123), die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion (13), wobei die Übergangsregion (123) eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist; eine Kontaktregion (121), die in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht (11), wobei die Kontaktregion (121) eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration; eine Schädigungsregion (122), die zwischen der Kontaktregion (121) und der Übergangsregion (123) angeordnet ist, wobei die Schädigungsregion (122) ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion (122) im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion (121) und der Übergangsregion (123).
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Diese Beschreibung betrifft Ausführungsformen eines Halbleiterbauelements und Ausführungsformen eines Halbleiterkomponente-zu-Metallkontakt-Übergangs, zum Beispiel Ausführungsformen einer Diode, eines IGBT, eines MOSFET und ähnlichem, und Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen solcher Produkte. Insbesondere betrifft die vorliegende Beschreibung Ausführungsformen eines niederohmigen Halbleiterkomponente-zu-Metallkontakt-Übergangs und Ausführungsformen eines Halbleiterbauelements, welches einen derartigen niederohmigen Halbleiterkomponente-zu-Metallkontakt-Übergang umfasst, als auch Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen derartiger Produkte.
- HINTERGRUND
- Viele Funktionen bei modernen Vorrichtungen, die im Automobil-, Verbraucher- oder industriellen Bereich eingesetzt werden, beispielsweise das Umwandeln von elektrischer Energie und das Antreiben eines elektrischen Motors oder einer elektrischen Maschine, basieren auf Halbleiterbauelementen. Beispielsweise sind Insulated Gate Bipolar Transistoren (IGBT) und Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistoren (MOSFET) und Dioden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet worden, die beispielsweise Schalter in Energieversorgungsvorrichtungen und Leistungsumrichtern beinhalten, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
- Viele solcher Halbleiterbauelemente, die in der Leistungselektronik eingesetzt werden, sind Dioden oder umfassen Diodenstrukturen, wie beispielsweise die Diodenstrukturen von rückwärts leitfähigen IGBTs oder die eingebauten Body-Dioden von MOSFETs.
- Gelegentlich weist die Anode derartiger Diodenstrukturen ein relativ niedriges Dotierniveau auf, d.h., die Emittereffizienz wird niedrig gehalten, um eine Ladungsträgerdichte in einer Art und Weise zu erzielen, die vorteilhaft für das dynamische Schaltverhalten, beispielsweise für die Soft-Recovery, ist. Gleichzeitig ist es manchmal wünschenswert, einen niederohmigen Kontakt zwischen der Anode und beispielsweise der Frontseitenmetallisierung sicherzustellen, was in Anbetracht des niedrigen Dotierniveaus grundsätzlich eine Herausforderung darstellt.
- BESCHREIBUNG
- Es ist eine Aufgabe, eine Struktur bereitzustellen, die einen niederohmigen Halbleiter-zu-Metallkontakt-Übergang ermöglicht.
- Gemäß einer Ausführungsform wird ein Halbleiterbauelement bereitgestellt. Das Halbleiterbauelement umfassen eine Diffusionsbarrierenschicht, eine erste Halbleiterregion mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite Halbleiterregion mit zweiten Ladungsträgern. Die erste Halbleiterregion beinhaltet eine Übergangsregion, die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion, wobei die Übergangsregion eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist. Die erste Halbleiterregion beinhaltet weiter eine Kontaktregion, die in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht, wobei die Kontaktregion eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration. Die erste Halbleiterregion beinhaltet außerdem eine Schädigungsregion, die zwischen der Kontaktregion und der Übergangsregion angeordnet ist, wobei die Schädigungsregion ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion und der Übergangsregion.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Halbleiterkomponente-zu-Metallkontakt-Übergang bereitgestellt. Der Metallkontakt umfasst eine Diffusionsbarrierenschicht und eine Metallisierungsschicht, wobei die Metallisierungsschicht in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht und ausgebildet ist, von einem externen Kontakt kontaktiert zu werden. Die Metallisierungsschicht ist weiter ausgebildet zum Empfangen eines Laststromes über den externen Kontakt und zum Einspeisen des empfangenen Laststroms in die Diffusionsbarrierenschicht. Die Halbleiterkomponente umfasst eine erste Halbleiterregion mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite Halbleiterregion mit zweiten Ladungsträgern. Die erste Halbleiterregion beinhaltet eine Übergangsregion, die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion, wobei die Übergangsregion eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist. Die erste Halbleiterregion beinhaltet weiter eine Kontaktregion, die in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht, wobei die Kontaktregion eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration. Die erste Halbleiterregion beinhaltet außerdem eine Schädigungsregion, die zwischen der Kontaktregion und der Übergangsregion angeordnet ist, wobei die Schädigungsregion ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion und der Übergangsregion.
- Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements vorgestellt. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer ersten Halbleiterregion mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und einer zweiten Halbleiterregion mit zweiten Ladungsträgern, wobei die erste Halbleiterregion eine Übergangsregion umfasst, die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion, und wobei die Übergangsregion eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist. Das Verfahren umfasst weiter ein Ausbilden einer Kontaktregion in der ersten Halbleiterregion, wobei die Kontaktregion eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration. Das Verfahren umfasst außerdem ein Ausbilden einer Schädigungsregion in der ersten Halbleiterregion, sodass die Schädigungsregion ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion und der Übergangsregion. Zusätzlich umfasst das Verfahren ein Abscheiden einer Diffusionsbarrierenschicht auf der ersten Halbleiterregion, sodass die Diffusionsbarrierenschicht in Kontakt steht mit der Kontaktregion.
- Merkmale weiterer Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Merkmale der weiteren Ausführungsformen und die Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen können zum Ausbilden weiterer Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, soweit die besagten Merkmale nicht ausdrücklich als alternativ zueinander beschrieben sind.
- Weitere Merkmale und Vorteile werden dem Fachmann in Anbetracht des Studiums der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sowie des Sichtens der begleitenden Zeichnungen deutlich.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die in den Figuren gezeigten Teile sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; vielmehr liegt die Betonung in dem Darstellen von Prinzipien der Erfindung. Ferner bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile. In den Figuren zeigen:
-
1 schematisch einen Ausschnitt eines vertikalen Querschnitts eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; -
2 schematisch einen Ausschnitt eines vertikalen Querschnitts eines Halbleiterkomponente-zu-Metallkontakt-Übergangs nach einer oder mehreren Ausführungsformen; -
3 schematisch exemplarische Konzentrationen von Donatoren, Akzeptoren und Schädigungen nach einer oder mehreren Ausführungsformen; -
4 schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen. - GENAUE BESCHREIBUNG
- Einige der in der Leistungselektronik eingesetzten Halbleiterbauelemente sind Dioden oder umfassen Diodenstrukturen, wie beispielsweise die Diodenstrukturen von rückwärts leitfähigen IGBTs oder die eingebauten Body-Dioden von MOSFETs. Gelegentlich weist die Anode derartiger Diodenstrukturen ein relativ niedriges Dotierungsniveau auf, d.h., die Emittereffizienz wird niedrig gehalten, um eine Ladungsträgerdichte in einer Art und Weise zu erzielen, die vorteilhaft für das dynamische Schaltverhalten, beispielsweise für die Soft-Recovery, ist. Gleichzeitig ist es manchmal wünschenswert, einen niederohmigen Kontakt zwischen der Anode und beispielsweise der Frontseitenmetallisierung sicherzustellen, was in Anbetracht des niedrigen Dotierniveaus grundsätzlich eine Herausforderung darstellt.
- Beispielsweise kann das Problem, einen niederohmigen Kontakt zwischen einer niedrig dotierten Anode und einem Kontaktmetall zu schaffen, durch Verwenden eines geeigneten Kontaktmetallmaterials gelöst werden. Für diese Zwecke bietet beispielsweise Aluminium als Kontaktmetall eine relativ niedrige Schottky-Barriere und hat darüber hinaus selbst einen dotierenden Effekt vom p-Typ, was in einem relativ niederohmigen Kontakt mit einem p-dotierten Silizium resultiert.
- Allerdings kann die Auswahl von Kontaktmetallmaterial beschränkt sein, wenn die Anwesenheit einer Diffusionsbarrierenschicht zwischen der Metallisierung und dem Halbleiter erforderlich ist. Beispielsweise kann im Falle einer Kupfermetallisierung, die auch bekannt ist als „power copper“, Wolfram (W) oder Titanwolfram (TiW) für die Diffusionsbarrierenschicht verwendet werden. Im Allgemeinen bieten diese Materialien keinen niederohmigen Kontakt mit einer niedrig dotierten Siliziumanode.
- Um den Kontaktwiderstand zwischen der p-dotieren Siliziumanode und der Metallisierung, die insbesondere eine Diffusionsbarrierenschicht umfassen kann, zu senken, kann eine Zwischenschicht, beispielsweise aus Platinsilicid (PtSi), eingefügt werden. Dies hat allerdings praktische Nachteile betreffend die Kompatibilität mit anderen Schritten bei der Herstellungsprozesskette, beispielsweise wegen des Risikos einer Platinkreuzkontamination.
- Gemäß einer anderen Möglichkeit zum Erzeugen eines niederohmigen Kontaktes zwischen einer p-dotieren Siliziumanode und einer Metallisierung kann ein hohes p-Dotierstoffniveau vorgesehen werden, wahlweise für das gesamte Anodengebiet oder alternativ nur in einem schmalen Kontaktgebiet in der Nähe zu der Halbleiteroberfläche, die mit der Metallisierung in Kontakt steht. Dies hat jedoch den Nachteil, dass das hohe p-Dotierstoffniveau eine hohe Emittereffizienz bedingt, was zu höheren Schaltverlusten und einem abrupten Schaltverhalten führen kann.
- Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil davon bilden und in denen anhand von Beispielen bestimmte Ausführungsformen gezeigt sind, gemäß denen die Erfindung ausgeführt werden kann.
- In diesem Zusammenhang können richtungsbezogene Begriffe, beispielsweise "oben", "unten", "unterhalb", "vorne", "hinten", "hinterseitig", "nachgeschaltet", "vorgeschaltet", etc. mit Hinblick auf die Orientierung der jeweils beschriebenen Zeichnungen verwendet werden. Da Teile der Ausführungsformen jedoch in einer Vielzahl von unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, wird diese richtungsbezogene Terminologie nur zur Veranschaulichungszwecken verwendet und ist in keiner Weise einschränkend zu verstehen. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung soll also nicht im einschränkenden Sinne verstanden werden; vielmehr ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert.
- Nun wird im Detail Bezug genommen auf eine Vielzahl von Ausführungsformen, von denen eine oder mehrere in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel ist für Erläuterungszwecke angeführt und soll nicht in einem einschränkenden Sinne verstanden werden. Beispielsweise können als ein Teil einer Ausführungsform beschriebene oder illustrierte Merkmale in Verbindung mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, um so ein weiteres Ausführungsbeispiel zu bilden. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Variationen beinhaltet. Die Beispiele werden beschrieben unter Verwendung einer bestimmten Sprache, die auch nicht in einem den Schutzumfang der Ansprüche einschränkenden Sinne verstanden werden soll. Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und nur für Illustrationszwecke angeführt. Aus Klarheitsgründen sind selbe Elemente oder Herstellungsschritte in den unterschiedlichen Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen versehen, sofern nichts Gegenteiliges gesagt ist.
- Der Begriff „horizontal“, wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer horizontalen Oberfläche eines Halbleitersubstrats oder einer Halbleiterkontaktregion liegt.
- Der Begriff „vertikal", wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Oberfläche angeordnet ist, also parallel zur Normalen der Oberfläche des Halbleitersubstrat oder der Halbleiterkontaktregion.
- Bei der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der erste Leitfähigkeitstyp eine p-Dotierung, während der zweite Leitfähigkeitstyp eine n-Dotierung bezeichnet. Alternativ können die Halbleiterbauelemente mit invertierter Dotierung ausgebildet werden, sodass der erste Leitfähigkeitstyp eine n-Dotierung sein kann und der zweite Leitfähigkeitstyp eine p-Dotierung. Insbesondere können die ersten Ladungsträger Löcher sein, und die zweiten Ladungsträger Elektronen. Bei anderen Ausführungsformen sind die ersten Ladungsträger als auch die zweiten Ladungsträger Elektronen. Weiterhin sind andere Varianten möglich. Insbesondere können in einer unten vorgestellten ersten Halbleiterregion
12 enthaltene erste Ladungsträger von Akzeptoren ausgebildet werden, und in einer unten vorgestellten zweiten Halbleiterregion13 enthaltene zweite Ladungsträger können von Donatoren ausgebildet werden, oder sowohl die ersten Ladungsträger als auch die zweiten Ladungsträger können durch Akzeptoren ausgebildet werden gemäß noch weiterer Ausführungsformen. Dasselbe gilt für Ausführungsformen einer unten vorgestellten Halbleiterkomponente. - Im Kontext der vorliegenden Beschreibung sagen Begriffe wie „in ohmschen Kontakt“, „in elektrischen Kontakt“, „in ohmscher Verbindung“ und „elektrisch verbunden“ aus, dass zwischen Regionen, Sektionen, Gebieten oder Teilen eines Halbleiterbauelements oder zwischen unterschiedlichen Anschlüssen von einer oder mehreren Vorrichtungen oder zwischen einem Anschluss oder einer Metallisierung oder einer Elektrode und einem Teil oder eines Gebiets eines Halbleiterbauelements eine niederohmsche elektrische Verbindung oder ein niederohmscher Strompfad besteht. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung soll außerdem der Begriff „in Kontakt“ aussagen, dass zwischen zwei Elementen des betreffenden Halbleiterbauelements / Übergangs eine direkte physikalische Verbindung besteht; beispielsweise, dass ein Übergang zwischen zwei Elementen, die in Kontakt zueinander stehen, keine Zwischenelemente oder ähnliches beinhaltet.
- Bestimmte Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erläutert werden, betreffen, ohne darauf beschränkt zu sein, Leistungshalbleiterbauelemente, insbesondere monolithisch integrierte Halbleiterbauelemente mit einer Diodenstruktur, einer IGBT-Struktur, einer RC-IGBT-Struktur oder eine MOSFET-Struktur.
- Der Begriff „Leistungshalbleiterbauelement", wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll ein Halbleiterbauelement auf einem einzigen Chip bezeichnen, das über eine hohe Spannungssperr- und Schaltfähigkeit und/oder über eine hohe Stromtrag- und Schaltfähigkeit verfügt. Mit anderen Worten sind die Leistungshalbleiterbauelemente für hohe Ströme, typischerweise im Ampere-Bereich, beispielsweise bis zu einige hundert Ampere, und/oder für hohe Spannungen, typischerweise über 200 V, noch typischerweise 600 V und mehr vorgesehen.
-
1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines vertikalen Querschnitts eines Halbleiterbauelements1 nach einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Halbleiterbauelement1 umfasst eine Diffusionsbarrierenschicht11 , eine erste Halbleiterregion12 mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite Halbleiterregion13 mit zweiten Ladungsträgern. - Beispielsweise kann die Diffusionsbarrierenschicht
11 zwischen einer Kupfermetallisierungsschicht (in der1 nicht gezeigt) und der Halbleiterregion12 angeordnet sein und ausgebildet sein, die Diffusion von Kupfer (Cu) in die Halbleiterregion12 zu vermeiden. Die Diffusionsbarrierenschicht11 kann eine Metallschicht sein, und kann aus Metall gefertigt sein oder aus einer Metalllegierung, die frei von Kupfer ist. Konkret kann die Diffusionsbarrierenschicht11 wenigstens eines von Titan (Ti), Wolfram (W), Titanwolfram (TiW), Titannitrid (TiN), Nickel (Ni), Tantal (Ta), Tantalnitrid (TaN) und Ruthenium (Ru) umfassen. - Die zweiten Ladungsträger der zweiten Halbleiterregion
13 können Ladungsträger eines zweiten Leitfähigkeitstyps sein, der komplementär zum ersten Leitfähigkeitstyp ist. Beispielsweise bildet die erste Halbleiterregion12 eine p-dotierte Anodenstruktur aus. Bei einer anderen Ausführungsform kann die erste Halbleiterregion12 eine p-Basisregion eines IGBT oder eine p-Body-Region eines MOSFET ausbilden. Die zweite Halbleiterregion13 kann eine Driftregion des Halbleiterbauelements1 ausbilden, beispielsweise eine n-Driftregion. - Alternativ sind die zweiten Ladungsträger der zweiten Halbleiterregion
13 Ladungsträger des ersten Leitfähigkeitstyps. Beispielsweise bildet die erste Halbleiterregion12 eine n-dotierte Kathodenstruktur einer Diode aus. Bei einer anderen Ausführungsform kann die erste Halbleiterregion12 eine n-dotierte Diodenregion auf einer Kollektorseite eines vertikalen rückwärts leitfähigen IGBT oder eine n-dotierte Drain-Region eines MOSFET ausbilden. Die zweite Halbleiterregion13 kann eine Driftregion des Halbleiterbauelements1 ausbilden, beispielsweise eine n-Driftregion. - Die zweite Halbleiterregion
13 kann mit einem zweiten Halbleiterregionsdotierstoff dotiert sein, wobei der zweite Halbleiterregionsdotierstoff die Anwesenheit der zweiten Ladungsträger etabliert. Beispielsweise umfasst der zweite Halbleiterregionsdotierstoff wenigstens eines von Phosphor (P), Arsen (As) und Antimon (Sb). - Die erste Halbleiterregion
12 beinhaltet eine Übergangsregion123 , die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion13 , wobei die Übergangsregion123 eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist. Beispielsweise bildet ein Übergang zwischen der Übergangsregion123 und der zweiten Halbleiterregion13 einen pn-Übergang aus. Insbesondere kann die Übergangsregion123 eine p-dotierte Anodenregion ausbilden, die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion13 , die, wie oben dargestellt, eine n-Driftregion ausbilden kann. Die p-dotierte Anodenregion, die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion13 , kann in einer Diode oder in einer Diodenzelle eines rückwärts leitfähigen IGBT ausgebildet sein. Bei einer anderen Anwendung kann die Übergangsregion123 eine p-Basisregion eines IGBT oder eine p-Body-Region eines im MOSFET ausbilden. - Die erste Halbleiterregion
12 beinhaltet außerdem eine Kontaktregion121 , die in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht11 , wobei die Kontaktregion121 eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration. - Beispielsweise ist die Kontaktregion
121 mit einem Kontaktregionsdotierstoff dotiert, wobei der Kontaktregionsdotierstoff die Anwesenheit der ersten Ladungsträger in der Kontaktregion121 etabliert. Der Kontaktregionsdotierstoff kann wenigstens eines von Bor (B) und Phosphor (P) umfassen. Beispielsweise bildet die Kontaktregion121 eine p+ Kontaktregion einer Anode einer Diode, eine p+ Kontaktregion einer p-Basisregion eines IGBT, oder eine p+ Kontaktregion eines p-Body-Region eines MOSFET aus. Bei anderen Anwendungen kann die Kontaktregion121 eine n+ Kontaktregion einer Kathode einer Diode, eine n+ Kontaktregion einer n-dotierten Diodenregion auf einer Kollektorseite eines vertikalen rückwärts leitfähigen IGBT, oder eine n+ Kontaktregion einer n-dotierten Drain-Region eines MOSFET ausbilden. - Die Übergangsregion
123 kann mit demselben Kontaktregionsdotierstoff dotiert sein, wie die Kontaktregion121 . Der Kontaktregionsdotierstoff, der optional in der Übergangsregion123 enthalten sein kann, kann die Anwesenheit der ersten Ladungsträger in der Übergangsregion123 etablieren. Beispielsweise sind sowohl die Übergangsregion123 als auch die Kontaktregion121 mit wenigstens einem von Bor (B) und Phosphor (P) dotiert. - Um einen niederohmigen Kontakt mit der Diffusionsbarrierenschicht
11 auszubilden, kann die Kontaktregion121 ein vergleichsweise hohes Dotierniveau vom p+-Typ oder vom n+-Typ aufweisen, d.h., Eine vergleichsweise hohe zweite Konzentration der ersten Ladungsträger. Die Dotierung vom p+-Typ oder vom n+-Typ kann wesentlich höher sein als die üblichen Dotierniveaus einer Kontaktregion. - Die erste Halbleiterregion
12 umfasst weiter eine Schädigungsregion122 zwischen der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 . Die Schädigungsregion122 kann in Kontakt stehen mit der Kontaktregion121 auf der einen Seite, und in Kontakt stehen mit der Übergangsregion auf der gegenüberliegenden Seite. Die Schädigungsregion122 ist ausgebildet zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion122 im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 . Beispielsweise umfasst die Schädigungsregion eine Vielzahl von Gitterschädigungen in einem Halbleitergitter der Schädigungsregion122 , wobei die Vielzahl von Gitterschädigungen die Lebensdauer und/oder die Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion122 reduziert. - In der Folge kann die Schädigungsregion
122 die Emittereffizienz der ersten Halbleiterregion12 schwächen und somit beispielsweise ein hohes p+-Dotiernivau der Kontaktregion121 kompensieren. Bei einer beispielhaften Anwendung kann die Schädigungsregion122 die Emittereffizienz einer Anode einer Diode schwächen und damit eine vergleichsweise hohe zweite Konzentration der ersten Ladungsträger, beispielsweise ein hohes Dotierniveau vom p+-Typ der Kontaktregion121 einer Diode, kompensieren. Damit wird das Schaltverhalten des Halbleiterbauelements1 nicht durch die hochdotierte Kontaktregion121 verschlechtert. - Die Schädigungsregion
122 kann mit einem Schädigungsregionsdotierstoff dotiert sein. Beispielsweise umfasst der Schädigungsregionsdotierstoff wenigstens eines von Germanium (Ge), Silizium (Si), Karbon (C), Helium (H), Neon (Ne), Argon (Ar), Xenon (Xe) und Krypton (Kr). - Insbesondere kann der Schädigungsregionsdotierstoff nicht aktiviert sein. Beispielsweise werden Akzeptoren und/oder Donatoren nicht elektrisch aktiviert, beispielsweise während einer thermischen Behandlung. Aufgrund der nicht-Aktivierung des Schädigungsregionsdotierstoffes kann die Schädigungsregion
122 ihre Hauptaufgabe wahrnehmen, nämlich das Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der benachbarten Regionen, nämlich der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 . -
2 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines vertikalen Querschnitts eines Übergangs zwischen einer Halbleiterkomponente4 und einem Metallkontakt3 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Halbleiterkomponente4 weist eine Struktur auf, die im Wesentlichen identisch ist zu der Struktur des Halbleiterbauelements1 , das in der1 dargestellt ist. Also kann, was die Struktur der Halbleiterkomponente4 anbelangt, auf das Vorstehende verwiesen werden. Allerdings umfasst die Halbleiterkomponente4 nicht besagte Diffusionsbarrierenschicht11 . Vielmehr ist die Diffusionsbarrierenschicht11 ein Teil des Metallkontakt3 . An dieser Stelle sei bemerkt, dass die Struktur der Halbleiterkomponente4 innerhalb eines Leistungshalbleiterbauelements, beispielsweise einer Diode, eines IGBT, eines rückwärts leitfähigen IGBT, eines MOSFET oder ähnlichem, implementiert sein kann. - Wie in der
2 dargestellt, kann der Metallkontakt3 weiter eine Metallisierungsschicht31 umfassen, wobei die Metallisierungsschicht31 in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht11 und ausgebildet ist, von einem externen Kontakt32 kontaktiert zu werden, wobei die Diffusionsbarrierenschicht11 zwischen der Metallisierungsschicht31 und der ersten Halbleiterregion12 angeordnet ist. Die Metallisierungsschicht31 ist ausgebildet zum Empfangen eines Laststromes über den externen Kontakt32 und zum Einspeisen des empfangenen Laststroms in die Diffusionsbarrierenschicht11 . Beispielsweise umfasst der externe Kontakt32 wenigstens einen Bondfuß. Die Halbleiterkomponente4 kann ausgebildet sein zum Führen dieses Laststroms. - Die Metallisierungsschicht
31 kann wenigstens eines von Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Aluminiumkupfer (AlCu), Aluminiumsiliziumkupfer (AlSiCu), Palladium (Pd), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Nickelphosphor (NiP), Silber (Ag) und Gold (Au) umfassen. - Die Halbleiterkomponente
4 umfasst die erste Halbleiterregion12 mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und die zweite Halbleiterregion13 mit zweiten Ladungsträgern. Die bereits mit Bezug auf die1 ausgeführt worden ist, beinhaltet die erste Halbleiterregion12 die Übergangsregion123 , die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion13 , wobei die Übergangsregion123 eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist. Die erste Halbleiterregion12 umfasst weiter die Kontaktregion121 , die in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht11 des Metallkontakts3 , wobei die Kontaktregion121 eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration. Die erste Halbleiterregion12 beinhaltet auch die Schädigungsregion122 zwischen der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 , wobei die Schädigungsregion122 ausgebildet ist zum reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion122 im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 . Was weitere optionale Aspekte der Halbleiterkomponente4 anbelangt, so wird auf die oben stehende Beschreibung des Halbleiterbauelements1 verwiesen. - Insbesondere ist es zum Herstellen des Metallkontakt des
3 nicht notwendig, eine extra Kontaktschicht vorzusehen, beispielsweise eine PtSi-basierte Schicht oder PTSi Körner. Daher kann es immer noch möglich sein, die Lebensdauer der ersten und/oder zweiten Ladungsträger anzupassen mit anderen Mitteln als eine Pt-Diffusion, beispielsweise durch eine Pt-Implantation oder eine Elektronenbestrahlung. -
3 zeigt schematisch exemplarische Konzentrationen von Donatoren ND, Akzeptoren NA und Schädigungen NDA entlang einer virtuellen Linie, die die beiden Punkte A und A’ miteinander verbindet, wie sie in der1 und in der2 gezeigt sind. - Die virtuelle Linie A-A’ ist im Wesentlichen parallel zu einer Richtung eines Flusses eines Laststroms, der von dem in der
1 dargestellten Halbleiterbauelement1 bzw. von der in der2 dargestellten Halbleiterkomponente4 geführt wird. Mit anderen Worten erstreckt sich die virtuelle Linie A-A’ vertikal in das Halbleiterbauelement1 bzw. in die Halbleiterkomponente4 . Insbesondere kann sich die virtuelle Linie A-A’ entlang einer Richtung erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche der Kontaktregion121 liegt. - Es sollte verstanden werden, dass bei dem Beispiel gemäß der
3 die grafische Darstellung der Konzentrationen über der Tiefe d des Halbleiterbauelements1 bzw. über der Tiefe d der Halbleiterkomponente4 auf einer doppellogarithmischen Skala basiert, wobei die Tiefe d bei dem Punkt A etwa Null beträgt und bei dem Punkt A’ einige 10 µm, beispielsweise 90 µm. Weiter sollte verstanden werden, dass die Konzentration der Donatoren (ND) und die der Akzeptoren (NA) in cm–3 angegeben sein kann. Auch die Konzentration der Schädigungen NDA kann in cm–3 angegeben sein oder, alternativ, in einer beliebigen Einheit. - Bei der
3 kann die Konzentration der Akzeptoren NA über der Tiefe d die Ausdehnung des ersten Halbleitergebiets12 (durchgehende Linie) angeben, und das Konzentrationsprofil der Donatoren (ND) als eine Funktion der Tiefe d kann die Ausdehnung des zweiten Halbleitergebiets13 (gestrichelte Linie) angeben. - Die Ausdehnung der Schädigungsregion
122 kann durch die Konzentration der Schädigungen (gepunktete Linie) angegeben sein. Die Schädigungsregion122 ist zwischen der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 angeordnet. Daher kann die Konzentration der Schädigungen NDA (gepunktete Linie) in Verbindung mit der Konzentration der Akzeptoren NA (durchgehende Linie) die Ausdehnungen der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 definieren. - Beispielsweise erstreckt sich die Schädigungsregion
122 entlang einer Richtung eines von dem Halbleiterbauelement1 geführten Laststromes tiefer in die erste Halbleiterregion12 als die Kontaktregion121 . Außerdem kann sich die Übergangsregion123 tiefer in die erste Halbleiterregion12 erstrecken als die Schädigungsregion122 . Mit anderen Worten kann die erste Halbleiterregion12 oberhalb (über) der zweiten Halbleiterregion13 und unterhalb der Diffusionsbarrierenschicht11 angeordnet sein. Insbesondere kann die Schädigungsregion122 oberhalb (über) der Übergangsregion123 und unterhalb der Kontaktregion121 angeordnet dieser Aspekt ist schematisch anhand der in der3 dargestellten Konzentrationen hervorgehoben. - Beispielsweise kann die Kontaktregion
121 eine Dicke in Richtung eines Flusses eines von dem Halbleiterbauelement1 bzw. von der Halbleiterkomponente4 geführten Laststromes aufweisen, die im Bereich von 50 nm bis 1000 nm liegt. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform, die in der3 dargestellt ist, kann sich die Kontaktregion121 bis zu einer Tiefe von 100 nm erstrecken. - Weiter kann die Schädigungsregion
122 eine Dicke in Richtung eines Flusses eines von dem Halbleiterbauelement1 bzw. von der Halbleiterkomponente4 geführten Laststromes aufweisen, die im Bereich von 50 nm bis 1000 nm liegt. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform, die in der3 dargestellt ist, kann sich die Schädigungsregion122 beispielsweise bis zu einer Tiefe von 200 nm erstrecken. - Wenn man nun die Übergangsregion
123 der ersten Halbleiterregion12 betrachtet, so kann die Übergangsregion123 eine Dicke in Richtung eines Flusses eines von dem Halbleiterbauelement1 bzw. von der Halbleiterkomponente4 geführten Laststromes aufweisen, die im Bereich von 200 nm bis 10000 nm liegt. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform, die in der3 dargestellt ist, kann sich die Übergangsregion123 122 beispielsweise bis zu einer Tiefe von einigen Mikrometern erstrecken. - Wie oben dargestellt worden ist, ist die zweite Konzentration der ersten Ladungsträger in der Kontaktregion
121 größer als die erste Konzentration der ersten Ladungsträger in der Übergangsregion123 . In Übereinstimmung mit der in der3 dargestellten Ausführungsform können die ersten Ladungsträger durch Akzeptoren ausgebildet werden und die zweiten Ladungsträger durch Donatoren. Beispielsweise ist die zweite Konzentration mindestens 50-mal so hoch wie die erste Konzentration. In Übereinstimmung mit der beispielhaft in der3 dargestellten Ausführungsform kann die zweite Konzentration der ersten Ladungsträger in der Kontaktregion121 fast zwei Größenordnungen größer sein als die erste Konzentration der ersten Ladungsträger in der Übergangsregion123 . -
4 zeigt schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens2 zum Herstellen eines Halbleiterbauelements gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Beispielsweise kann das Verfahren2 dazu eingesetzt werden, um das Halbleiterbauelement1 bzw. den Übergang zwischen der Halbleiterkomponente4 und dem Metallkontakt3 , wie sie schematisch in den1 und2 dargestellt sind, herzustellen. Der Einfachheit halber wird im Folgenden auch auf die1 und auf die2 verwiesen. - Das Verfahren
2 umfasst ein Bereitstellen, in einem ersten Schritt21 , einer ersten Halbleiterregion12 mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und einer zweiten Halbleiterregion13 mit zweiten Ladungsträgern. Die erste Halbleiterregion12 wird derart bereitgestellt, dass sie die Übergangsregion123 umfasst, die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion13 , wobei die Übergangsregion123 eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist. - In einem zweiten Schritt
22 des Verfahrens2 wird eine Kontaktregion121 in der ersten Halbleiterregion12 geschaffen, sodass die Kontaktregion121 eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration. Insbesondere kann das Schaffen der Kontaktregion121 ein Implantieren eines Kontaktregionsdotierstoffes umfassen. Beispielsweise umfasst der Kontaktregionsdotierstoff wenigstens eines von Bor (B) und Phosphor (P). Weiter kann eine Implantationsdosis dieses Implantierens innerhalb des Bereichs von 1013 cm–2 bis 1016 cm–2 liegen. Der Kontaktregionsdotierstoff etabliert die Anwesenheit der ersten Ladungsträger in der Kontaktregion121 . Insbesondere kann die Implantationsdosis so gewählt werden, dass in der Kontaktregion121 ein sehr hohes Dotierniveau vom p+-Typ (d.h. eine sehr hohe Konzentration von Akzeptoren, wie beispielsweise in der3 dargestellt) oder ein sehr hohes Dotierniveau vom n+-Typ (d.h. eine sehr hohe Konzentration von Donatoren) aufweist. Die Dotierung vom p+-Typ oder vom n+-Typ kann wesentlich höher sein als übliche Dotierniveaus einer Kontaktregion. Beispielsweise kann die Implantationsdosis einer Implantation von Bor (B) bei 1 × 1015 cm–2 liegen, beispielsweise bei einer Implantationsenergie von 30 keV. - Das Verfahren
2 umfasst weiter ein Ausbilden, in einen dritten Schritt23 , einer Schädigungsregion122 in der ersten Halbleiterregion12 . Das Ausbilden der Schädigungsregion122 kann das Anwenden einer Schädigungs-Implantation eines Schädigungsregionsdotierstoffs zwischen der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 umfassen, sodass die Schädigungsregion122 ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion122 im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 . - Beispielsweise umfasst der Schädigungsregionsdotierstoff wenigstens eines von Germanium (Ge), Silizium (Si), Karbon (C), Helium (H), Neon (Ne), Argon (Ar), Xenon (Xe) und Krypton (Kr), wobei eine Implantationsdosis der Schädigungs-Implantation innerhalb des Bereichs von 1011 cm–2 bis 1015 cm–2 liegen kann. Beispielsweise kann die Implantationsdosis bei einer Schädigungs-Implantation mit Argon (Ar) 2 × 1014 cm–2 betragen, beispielsweise bei einer Implantationsenergie von 400 keV.
- Das Verfahren
2 umfasst weiter, in einen vierten Schritt24 , ein Abscheiden einer Diffusionsbarrierenschicht11 auf der ersten Halbleiterregion12 . Beispielsweise kann Wolfram (W) oder Titanwolfram (TiW) als ein Material für die Diffusionsbarrierenschicht11 verwendet werden. Diese Materialien sind geeignet zum Ausbilden einer Diffusionsbarriere zwischen beispielsweise in einer Metallisierungsschicht31 beinhalteten Kupfer und der ersten Halbleiterregion12 . Das Verfahren2 kann als auch das Ausbilden der Metallisierungsschicht31 oberhalb der Diffusionsbarrierenschicht11 umfassen. - Beim Ausführen des Verfahrens
2 kann sichergestellt werden, dass der Schädigungsregionsdotierstoff während des Herstellungsprozesses nicht aktiviert wird, beispielsweise aufgrund eines Prozesses einer thermischen Behandlung. Die Nicht-Aktivierung des Schädigungsregionsdotierstoffes kann die primäre Funktion der Schädigungsregion122 sicherstellen, nämlich das Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion122 im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 . - Obschon vorstehend Formulierungen wie „erster Schritt“, „zweiter Schritt“ etc. verwendet worden sind, kann die Reihenfolge des Ausführens der Schritte des Verfahrens
2 variiert werden, sofern es für den Prozess der Herstellung des Halbleiterbauelements bzw. des Übergangs zwischen der Halbleiterkomponente und des Metallkontaktes geeignet ist. - Allgemein gesprochen wird die Emittereffizienz reduziert, weil die Schädigungsregion
122 zwischen der Kontaktregion121 und der Übergangsregion123 ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der Ladungsträger. Daher ist es möglich, selbst ein vergleichsweise hohes Dotierniveau zu kompensieren, also eine vergleichsweise hohe zweite Konzentration der ersten Ladungsträger in der Kontaktregion121 mit Bezug auf den a priori negativen Einfluss auf das Schaltverhalten des Halbleiterbauelements1 bzw. der Halbleiterkomponente4 . Damit wird eine Halbleiterstruktur vorgestellt, die mittels der hoch dotierten Kontaktregion121 einen niederohmigen Kontakt zwischen dem Halbleiter und einer Diffusionsbarriere ermöglicht, ohne jedoch das Schaltverhalten zu verschlechtern. - Bei den vorstehenden Ausführungen wurden Ausführungsformen betreffend Halbleiterbauelemente, Übergänge zwischen einer Halbleiterkomponente und einem Metallkontakt, und Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements erläutert. Beispielsweise basieren die Ausführungsformen betreffend Halbleiterbauelemente und die Halbleiterkomponenten auf Silizium (Si). Demnach kann eine monokristalline Halbleiterschicht oder monokristalline Halbleiterregion, beispielsweise die Halbleiterregionen
12 und13 von beispielhaften Ausführungsformen typischerweise eine monokristalline Si-Region oder Si-Schicht sein. Bei anderen Ausführungsformen kann polykristallines oder amorphes Silizium verwendet werden. - Es soll aber verstanden werden, dass die Halbleiterregionen
12 und13 aus jedem beliebigen Halbleitermaterial gebildet sein kann, das zum Herstellen eines Halbleiterbauelement/einer Halbleiterkomponente geeignet ist. Beispiele derartiger Materialien sind, ohne darauf beschränkt zu sein, elementare Halbleitermaterialien, wie Silizium (Si) oder Germanium (Ge), Gruppe IV, Verbindungshalbleitermaterialien, beispielsweise Siliziumcarbid (SiC) oder Siliziumgermanium (SiGe), binäre, ternäre oder quartanäre III–V, Halbleitermaterialien, wie Galliumnitrid (GaN), Galliumarsenid (GaAs), Galliumphosphid (GaP), Indiumphosphid (ImP), Indiumgalliumphosphid (InGaPa), Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN), Aluminiumindiumnitrid (AlInN), Indiumgalliumnitrid (InGaN), Aluminiumgalliumindiumnitrid (AlGaInN) oder Indiumgalliumarsenidphosphid (InGaAsP), und binäre oder ternäre II–VI Halbleitermaterialien wie Cadmiumtelurid (CdTe) und Quecksilbercadmiumtelurid (HgCdTe), um nur einige zu nennen. Die vorstehend genannten Halbleitermaterialien werden auch als Homojunction-Halbleitermaterialien bezeichnet. Beim Kombinieren zweier verschiedener Halbleitermaterialien kann ein Heterojunction-Halbleitermaterial gebildet werden. Beispiele derartiger Heterojunction-Halbleitermaterialien beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Aluminiumgalliumnitrid(AlGaN)-Aluminiumgalliumindiumnitrid(AlGaInN), Indiumgalliumnitrid(InGaN)-Aluminiumgalliumindiumnitrid(AlGaInN), Indiumgalliumnitrid(InGaN)-Galliumnitrid(GaN), Aluminiumgalliumnitrid(AlGaN)-Galliumnitrid(GaN), Indiumgalliumnitrid(InGaN)-Aluminumgalliumnitrid(AlGaN), Silizium-SiliziumCarbid (SixC1-x) und Silizium-SiGe Heterojunction-Halbleitermaterialien. Bei Leistungshalbleiteranwendungen werden zurzeit hauptsächlich Si, SiC, GaAs und GaN Materialien verwendet - Räumliche Begriffe wie „unterhalb“, „oberhalb“, „niedriger“, „über“, „oberer“ usw. wurden für die Zwecke einer einfachen Beschreibung verwendet, um die Position eines ersten Elements relativ zu einem zweiten Element zu beschreiben. Es ist beabsichtigt, dass diese Begriffe unterschiedliche Orientierungen der entsprechenden Vorrichtung erfassen, insbesondere Orientierungen zusätzlich oder unterschiedlich zu/von den Orientierungen, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Weiterhin werden die Begriffe wie „erste“, „zweite“ usw. verwendet, um verschiedene Elemente, Regionen, Sektionen, etc. zu beschreiben, und sollen auch nicht in einschränkendem Sinne verstanden werden. Ähnliche Begriffe bezeichnen ähnliche Elemente während der gesamten Beschreibung.
- Die Begriffe „umfassend“, „beinhaltend“, „aufweisend“, usw., wie sie vorliegend verwendet worden sind, sind eher unbestimmte Begriffe, die die Anwesenheit der genannten Elementen oder Merkmale angeben, aber weitere Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die unbestimmten und bestimmten Artikel sollen sowohl den Singular als auch die Mehrzahl beinhalten, sofern der Kontext nicht in klarer Weise etwas anderes angibt.
- In Anbetracht der Breite der Variationen und Anwendungen soll verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorhergehende Beschreibung beschränkt ist, und auch nicht durch die begleitenden Zeichnungen beschränkt ist. Vielmehr ist die vorliegende Erfindung beschränkt allein durch die nachstehenden Ansprüche und deren gesetzliche Äquivalente.
Claims (21)
- Halbleiterbauelement (
1 ), umfassend eine Diffusionsbarrierenschicht (11 ), eine erste Halbleiterregion (12 ) mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und eine zweite Halbleiterregion (13 ) mit zweiten Ladungsträgern; wobei die erste Halbleiterregion (12 ) beinhaltet: – eine Übergangsregion (123 ), die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion (13 ), wobei die Übergangsregion (123 ) eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist; – eine Kontaktregion (121 ), die in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht (11 ), wobei die Kontaktregion (121 ) eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration; – eine Schädigungsregion (122 ), die zwischen der Kontaktregion (121 ) und der Übergangsregion (123 ) angeordnet ist, wobei die Schädigungsregion (122 ) ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion (122 ) im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion (121 ) und der Übergangsregion (123 ). - Halbleiterbauelement (
1 ) nach Anspruch 1, wobei die Kontaktregion (121 ) mit einem Kontaktregionsdotierstoff dotiert ist, wobei der Kontaktregionsdotierstoff wenigstens eines von Bor und Phosphor umfasst, und wobei der Kontaktregionsdotierstoff die Anwesenheit der ersten Ladungsträger in der Kontaktregion (121 ) etabliert. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Schädigungsregion (122 ) dotiert ist mit einem Schädigungsregionsdotierstoff, wobei der Schädigungsregionsdotierstoff wenigstens eines von Germanium, Silizium, Karbon, Helium, Neon, Argon, Xenon und Krypton umfasst. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach Anspruch 3, wobei der Schädigungsregionsdotierstoff nicht aktiviert ist. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Übergangsregion (123 ) und die Kontaktregion (121 ) mit demselben Kontaktregionsdotierstoff dotiert sind, und wobei der in der Übergangsregion (123 ) beinhaltete Kontaktregionsdotierstoff die Anwesenheit der ersten Ladungsträger in der Übergangsregion (123 ) etabliert. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Diffusionsbarrierenschicht (11 ) wenigstens eines von Titan, Wolfram, Titanwolfram, Titannitrid, Nickel, Tantal, Tantalnitrid und Ruthenium umfasst. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Metallisierungsschicht (31 ), wobei die Metallisierungsschicht (31 ) in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht (11 ) und ausgebildet ist, von einem externen Kontakt (32 ) kontaktiert zu werden, wobei die Diffusionsbarrierenschicht (11 ) zwischen der Metallisierungsschicht (31 ) und der ersten Halbleiterregion (12 ) angeordnet ist. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach Anspruch 7, wobei die Metallisierungsschicht (31 ) wenigstens eines von Kupfer, Aluminium, Aluminiumkupfer, Aluminiumsiliziumkupfer, Palladium, Molybdän, Nickel, Nickelphosphor, Silber und Gold umfasst. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die die zweite Halbleiterregion (13 ) mit einem zweiten Halbleiterregionsdotierstoff dotiert ist, und wobei der zweite Halbleiterregionsdotierstoff die Anwesenheit der zweiten Ladungsträger etabliert. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach Anspruch 9, wobei der zweite Halbleiterregionsdotierstoff wenigstens eines von Phosphor, Arsen und Antimon umfasst. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schädigungsregion (122 ) eine Dicke entlang einer Richtung eines Flusses eines von dem Halbleiterbauelement (1 ) geführten Laststroms im Bereich von 50 nm bis 1000 nm aufweist. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kontaktregion (121 ) eine Dicke entlang einer Richtung eines Flusses eines von dem Halbleiterbauelement (1 ) geführten Laststroms im Bereich von 50 nm bis 1000 - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Übergangsregion (123 ) eine Dicke entlang einer Richtung eines Flusses eines von dem Halbleiterbauelement (1 ) geführten Laststroms im Bereich von 200 nm bis 10000 nm aufweist. - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Konzentration der ersten Ladungsträger in der Kontaktregion (121 ) mindestens 50 mal so groß ist wie die erste Konzentration der ersten Ladungsträger in der Übergangsregion (123 ) - Halbleiterbauelement (
1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich die Schädigungsregion (122 ) entlang einer Richtung eines Flusses eines von dem Halbleiterbauelement (1 ) geführten Laststroms tiefer in die erste Halbleiterregion (12 ) erstreckt als die Kontaktregion (121 ), und wobei sich die Übergangsregion (123 ) tiefer in die erste Halbleiterregion (12 ) erstreckt als die Schädigungsregion (122 ). - Halbleiterkomponente (
4 )-zu-Metallkontakt (3 )-Übergang, wobei der Metallkontakt (3 ) umfasst: – eine Diffusionsbarrierenschicht (11 ); – eine Metallisierungsschicht (31 ), wobei die Metallisierungsschicht (31 ) in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht (11 ) und ausgebildet ist, von einem externen Kontakt (32 ) kontaktiert zu werden, und ausgebildet ist zum Empfangen eines Laststromes über den externen Kontakt (32 ) und zum Einspeisen des empfangenen Laststroms in die Diffusionsbarrierenschicht (11 ); wobei die Halbleiterkomponente (4 ) umfasst: – eine erste Halbleiterregion (12 ) mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps; – eine zweite Halbleiterregion (13 ) mit zweiten Ladungsträgern; wobei die erste Halbleiterregion (12 ) beinhaltet: – eine Übergangsregion (123 ), die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion (13 ), wobei die Übergangsregion (123 ) eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist; – eine Kontaktregion (121 ), die in Kontakt steht mit der Diffusionsbarrierenschicht (11 ), wobei die Kontaktregion (121 ) eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration; – eine Schädigungsregion (122 ), die zwischen der Kontaktregion (121 ) und der Übergangsregion (123 ) angeordnet ist, wobei die Schädigungsregion (122 ) ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion (122 ) im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion (121 ) und der Übergangsregion (123 ). - Verfahren (
2 ) zum Herstellen eines Halbleiterbauelements (1 ), das Verfahren (2 ) umfassend: – Bereitstellen (21 ) einer ersten Halbleiterregion (12 ) mit ersten Ladungsträgern eines ersten Leitfähigkeitstyps und einer zweiten Halbleiterregion (13 ) mit zweiten Ladungsträgern, wobei die erste Halbleiterregion (12 ) eine Übergangsregion (123 ) umfasst, die in Kontakt steht mit der zweiten Halbleiterregion (13 ), und wobei die Übergangsregion (123 ) eine erste Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist; – Ausbilden (22 ) einer Kontaktregion (121 ) in der ersten Halbleiterregion (121 ), wobei die Kontaktregion (121 ) eine zweite Konzentration der ersten Ladungsträger aufweist, die größer ist als die erste Konzentration; – Ausbilden (23 ) einer Schädigungsregion (122 ) in der ersten Halbleiterregion (121 ), sodass die Schädigungsregion (122 ) ausgebildet ist zum Reduzieren der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Schädigungsregion (122 ) im Vergleich zu der Lebensdauer und/oder der Beweglichkeit der ersten Ladungsträger der Kontaktregion (121 ) und der Übergangsregion (123 ); – Abscheiden (24 ) einer Diffusionsbarrierenschicht (11 ) auf der ersten Halbleiterregion (12 ), sodass die Diffusionsbarrierenschicht (11 ) in Kontakt steht mit der Kontaktregion (121 ). - Verfahren (
2 ) nach Anspruch 17, wobei das Ausbilden der Schädigungsregion (122 ) ein Anwenden einer Schädigungs-Implantation eines Schädigungsregionsdotierstoffes zwischen der Kontaktregion (121 ) und der Übergangsregion (123 ) umfasst. - Verfahren (
2 ) nach Anspruch 18, wobei der Schädigungsregionsdotierstoff während des Herstellens des Halbleiterbauelements (1 ) nicht aktiviert wird. - Verfahren (
2 ) nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei der Schädigungsregionsdotierstoff wenigstens eines von Germanium, Silizium, Karbon, Helium, Neon, Argon, Xenon und Krypton umfasst, und wobei eine Implantationsdosis der Schädigungs-Implantation im Bereich von 1011 cm–2 bis 1015 cm–2 liegt. - Verfahren (
2 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 17 bis 20, wobei das Ausbilden (22 ) der Kontaktregion (121 ) ein Implantieren eines Kontaktregionsdotierstoffes umfasst, wobei der Kontaktregionsdotierstoff wenigstens eines von Bor und Phosphor umfasst, und wobei eine Implantationsdosis dieser Implantation im Bereich von 1013 cm–2 bis 1016 cm–2 liegt, und wobei der Kontaktregionsdotierstoff die Anwesenheit der ersten Ladungsträger in der Kontaktregion (121 ) etabliert.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3379581A1 (de) * | 2017-03-24 | 2018-09-26 | 3-5 Power Electronics GmbH | Iii-v-halbleiterdiode auf gaas basis |
DE102017011878A1 (de) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | 3-5 Power Electronics GmbH | Stapelförmiges III-V-Halbleiterbauelement |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070093019A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-26 | Infineon Technologies Austria Ag | Method for producing a connection electrode for two semiconductor zones arranged one above another |
US8008712B2 (en) * | 2004-03-16 | 2011-08-30 | Infineon Technologies Ag | Metallization and its use in, in particular, an IGBT or a diode |
DE112011106033T5 (de) * | 2011-12-23 | 2014-08-28 | Intel Corporation | Halbleiterbauelemente mit einer aktiven Germaniumschicht mit darunterliegender Diffusionssperrschicht |
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8008712B2 (en) * | 2004-03-16 | 2011-08-30 | Infineon Technologies Ag | Metallization and its use in, in particular, an IGBT or a diode |
US20070093019A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-26 | Infineon Technologies Austria Ag | Method for producing a connection electrode for two semiconductor zones arranged one above another |
DE112011106033T5 (de) * | 2011-12-23 | 2014-08-28 | Intel Corporation | Halbleiterbauelemente mit einer aktiven Germaniumschicht mit darunterliegender Diffusionssperrschicht |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3379581A1 (de) * | 2017-03-24 | 2018-09-26 | 3-5 Power Electronics GmbH | Iii-v-halbleiterdiode auf gaas basis |
US10340394B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-07-02 | 3-5 Power Electronics GmbH | III-V semiconductor diode |
EP3557632A1 (de) * | 2017-03-24 | 2019-10-23 | 3-5 Power Electronics GmbH | Iii-v-halbleiterdiode auf gaas basis |
US10734532B2 (en) | 2017-03-24 | 2020-08-04 | 3-5 Power Electronics GmbH | III-V semiconductor diode |
DE102017011878A1 (de) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | 3-5 Power Electronics GmbH | Stapelförmiges III-V-Halbleiterbauelement |
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