申请/专利权人：英飞凌科技股份有限公司

申请日：2018-09-19

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN109524296B

主分类号：H01L21/20

分类号：H01L21/20;H01L21/266;H01L21/24;H01L21/22;H01L21/331;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/36;H01L29/167

优先权：["20170919 DE 102017121693.6"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2020.09.25#实质审查的生效;2019.03.26#公开

摘要：公开了一种掺杂方法。将第一剂量的第一掺杂剂引入到具有第一表面的半导体本体中。通过在半导体本体的第一表面上形成第一半导体层来增加半导体本体的厚度。在形成第一半导体层的同时，主要通过将第一掺杂剂的至少20％从半导体本体引入到第一半导体层中来设定第一半导体层中的最终的掺杂剂量。

主权项：1.一种用于制造半导体器件的方法，包括：i将第一剂量的第一掺杂剂引入到具有第一表面的半导体本体中；ii通过在半导体本体的第一表面上形成第一半导体层来增加半导体本体的厚度，并且在形成第一半导体层的同时，主要通过将第一掺杂剂的至少20％从半导体本体引入到第一半导体层的至少一部分中来设定第一半导体层中的最终的掺杂剂量。

全文数据：掺杂方法背景技术。控制在半导体管芯的前侧处的第一负载电极和在后侧处的第二负载电极之间的负载电流流动的竖向功率半导体器件典型地包括形成在半导体层中的掺杂区域，例如漂移区、补偿结构、缓冲层和或场停止层。这样的掺杂区域的竖向掺杂剂分布的性质，例如，陡度、均匀性、平滑度和波动可能对器件参数具有实质性影响。典型地，外延层中的竖向掺杂剂分布是通过随时间控制掺杂气体供给或者通过离子注入（随后进行热处理以用于使所注入的掺杂剂扩散）而被构形的。存在对于改进的掺杂方法以及对于具有改进的掺杂剂分布的半导体器件的需要。发明内容本公开涉及制造半导体器件的方法。方法包括：i）将第一剂量的第一掺杂剂引入到具有第一表面的半导体本体中；ii）通过在半导体本体的第一表面上形成第一半导体层来增加半导体的厚度。在形成第一半导体层的同时，通过将第一掺杂剂的至少20％从半导体本体引入到第一半导体层的至少一部分中来设定第一半导体层中的最终的掺杂剂量。在从属权利要求中描述了进一步的实施例。在阅读以下的详细描述和查看随附附图时本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。附图说明随附附图被包括以提供对本实施例的进一步的理解，并且随附附图被合并在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示本实施例并且与描述一起用于解释实施例的原理。通过参考以下的详细描述，将容易地领会进一步的实施例和意图的优点，因为它们变得被更好地理解。图1是用于图示掺杂方法的简化的流程图。图2A是图示根据用于讨论实施例的背景的自掺杂效应的仿真的竖向掺杂剂分布的示意图。图2B是图示用于讨论实施例的背景的固态扩散和自掺杂对竖向掺杂剂分布的影响的示意图。图3A是用于图示根据实施例的使用自掺杂的掺杂方法的半导体本体的示意性竖向横截面图。图3B是在表面部分中引入第一掺杂剂之后图3A的半导体本体的示意性竖向横截面图。图3C是在增加半导体本体的厚度之后图3B的半导体本体的示意性竖向横截面图。图3D是图示图3C的半导体本体的沿着线I-I'的竖向掺杂剂分布的示意图。图4A是用于图示根据涉及在没有掺杂气体供给的情况下的外延生长的实施例的掺杂方法的沉积室的示意性横截面图。图4B是在关断掺杂气体供给的情况下的图4A的沉积室的示意性竖向横截面图。图5A是用于图示根据在将掺杂剂离子注入到半导体本体中期间通过离子注入来限定掺杂剂剂量的实施例的掺杂方法的半导体本体的一部分的示意性竖向横截面图。图5B是在热处理之后图5A的半导体本体的示意性竖向横截面图。图5C是在通过外延增加半导体本体的厚度之后图5B的半导体本体的示意性竖向横截面图。图5D是图示图5A至图5C的半导体本体的竖向掺杂剂分布的示意图。图6A是用于图示根据在通过外延形成辅助层之后通过外延生长来限定掺杂剂剂量的实施例的掺杂方法的半导体本体的一部分的示意性竖向横截面图。图6B是在通过外延增加半导体本体的厚度之后图6A的半导体本体的的示意性竖向横截面图。图6C是图示图6A和图6B的半导体本体的竖向掺杂剂分布的示意图。图7A是用于图示在第一外延处理中形成场停止层之后制造具有通过自掺杂限定的场停止层的半导体器件的方法的半导体本体的一部分的示意性竖向横截面图。图7B是在场停止层上形成漂移层之后图7A的半导体本体的的示意性竖向横截面图。图7C是在漂移层中形成晶体管单元之后图7B的半导体本体的示意性竖向横截面图。图7D是图示图7C的半导体本体的竖向掺杂剂分布的示意图。图8A是用于图示用于在形成包含互补导电类型的第一和第二掺杂剂的表面部分之后形成超结结构的掺杂方法的半导体本体的一部分的示意性竖向横截面图。图8B是在形成在表面部分上的外延层中形成沟槽之后图8A的半导体本体的示意性竖向横截面图，其中外延层中的掺杂剂分布在高的程度上源自自掺杂。图8C是在利用半导体材料填充沟槽之后图8B的半导体本体的示意性竖向横截面图。图8D是图示图8B和图8C的半导体本体的部分的横向掺杂剂分布的示意图。图9A是用于图示根据在形成图案化的表面部分之后涉及图案化的表面部分的实施例的掺杂方法的半导体本体的一部分的示意性竖向横截面图。图9B是在通过外延增加半导体本体的厚度之后图9A的半导体本体的示意性竖向横截面图。图9C是图示图9B的半导体本体的沿着线I-I的横向掺杂剂分布的示意图。图10是图示根据进一步的实施例的通过自掺杂起关键作用地获得的竖向掺杂剂分布的示意图。具体实施方式在下面的详细描述中参照了随附附图，附图形成在此的一部分，并且其中通过图示的方式示出其中可以实践实施例的特定实施例。要理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它的实施例并且可以作出结构或逻辑上的改变。例如，针对一个实施例图示或描述的特征可以被使用在其它实施例上或者与其它实施例结合使用，以产生又一进一步的实施例。意图的是本公开包括这样的修改和变化。使用特定的语言描述了示例，该特定的语言不应当被解释为对所附权利要求的范围进行限制。附图并非是成比例的，并且仅用于说明的目的。如果没有另外声明，否则对应的要素在不同的附图中由相同的参考标记指明。术语“具有”、“包含”、“包括”和“包括有”等是开放的，并且这些术语指示所声明的结构、元件或特征的存在但是不排除附加的元件或特征。除非上下文另外清楚地指示，否则量词“一”、“一个”和指代词“该”意图包括复数以及单数。图1是用于图示掺杂方法1000的示意性流程图。将领会的是，虽然掺杂方法1000在下面被图示并描述为一系列的步骤或事件，但是不应在限制的意义上解释这样的步骤或事件的所图示的顺序。例如，各步骤可以与除了在此图示和或描述的那些之外的其它步骤或事件同时发生。此外，可能并非要求所有步骤来实现在此公开的实施例的一个或多个方面。另外，在此描绘的步骤中的一个或多个可以被划分在一个或多个分离的子步骤和或阶段中。参照图1，处理特征S100包括将第一剂量的第一掺杂剂引入到具有第一表面的半导体本体中。半导体本体可以是单晶半导体材料中的一种，诸如硅（Si）晶片、锗（Ge）晶片、碳化硅（SiC）晶片或化合物半导体的晶片（例如氮化镓（GaN）或砷化镓（GaAs））。第一掺杂剂可以是更改半导体本体的电特性的任何杂质元素。例如，在半导体本体基于硅的情况下，第一掺杂剂通过示例的方式可以包括硼（B）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、硫（S）或硒（Se）原子。例如，在半导体本体基于碳化硅的情况下，第一掺杂剂通过示例的方式可以包括用于n型掺杂的氮（N）和磷（P）。通过示例的方式，可以通过离子注入通过半导体本体的第一表面引入第一掺杂剂。其中第一掺杂剂支配超过已经包含在半导体本体中的掺杂剂而占优势的表面部分可以是沿着第一表面以均匀厚度延伸的掩蔽层，或者可以是沿第一表面的第一部分选择性地形成并且未沿着第一表面的第二部分出现的图案化的层。处理特征S200通过在半导体本体的初始的第一表面上形成例如Si层或SiC层的第一半导体层来增加半导体本体的厚度。在形成第一半导体层期间，通过把第一掺杂剂的至少20％，或至少30％，或至少50％或至少70％从半导体本体的表面部分转移到第一半导体层中来设定第一半导体层中的最终掺杂剂剂量和掺杂分布。换句话说，在形成第一半导体层之前存在于半导体本体的表面中的第一掺杂剂的至少20％迁移到第一半导体层中。第一掺杂剂可以通过固态扩散和自掺杂这两者来到达第一半导体层。固态扩散造成掺杂剂原子从表面部分直接转移至第一半导体层中。与此相对，对于自掺杂而言，表面部分通过蒸发将掺杂剂释放到环境气氛中，并且生长的半导体层重新合并入所释放的掺杂剂。如果半导体层的生长速度实质上超过掺杂剂从表面部分到半导体层中的直接固态扩散，则半导体层中距表面部分一定距离处的所得到的掺杂剂分布的一部分由在从半导体本体蒸发之后重新引入的掺杂剂支配。由于通过固态扩散来从表面部分供给来自半导体本体的掺杂剂蒸发，因此用于稳定地自掺杂的蒸发的掺杂剂的总数量随着半导体层的增加的厚度而减少。自掺杂可以与有意掺杂组合，其中包含化合物（其包括掺杂剂原子）的气态掺杂剂源被添加到包含半导体材料的原子的气态半导体源。例如，达到半导体层中的总的掺杂剂剂量的50%可能源自添加的掺杂剂源。根据实施例，在形成半导体层期间可以完全关断气态掺杂剂源至沉积室中的供给，以使得半导体层中的掺杂剂的总剂量以及竖向掺杂剂分布排它地由自掺杂和固态扩散设定。自掺杂的程度还取决于外延工具，其中在量产工具上，与在单个晶片外延工具中相比自掺杂的效果更显著。与用于外延生长的半导体层的其它掺杂方法相比，掺杂方法1000产生具有相对平滑的梯度或者甚至具有如下的若干个平滑梯度的竖向掺杂分布：该若干个平滑梯度以相对少的付出就跨半导体层和在半导体层下方的剩余的经扩散的表面部分以高再现性、高均匀性和精确的总掺杂剂剂量在至少5微米的相对大的竖向距离上延伸。例如可以通过使用具有不同的扩散系数的不同的掺杂原子（例如磷和砷和或锑）来实现若干个平滑梯度。例如，在外延生长的半导体层中的掺杂剂浓度可能跨至少3微米或5微米或甚至10微米而下降两个数量级。在高掺杂浓度下，与低掺杂相比，掺杂分布可能更陡峭。例如，常规的原位掺杂通过使气态掺杂剂源的供给随时间变化来限定外延层中的竖向掺杂剂分布。但是典型地原位掺杂造成外延层中的总掺杂剂剂量的变化。此外，特定的掺杂剂分布的再现性、平滑性和均匀性可能不令人满意。一般而言，外延层的原位掺杂造成总掺杂剂剂量的相对大的波动，并且以小的容限实现良好限定的竖向掺杂剂分布例如对于低掺杂浓度而言是复杂的任务。另一方面，当通过离子注入、此后的随后热处理来对竖向掺杂剂分布构形时，甚至相对高的热预算也仅造成小的扩散深度。与此相对，掺杂方法1000使用自掺杂以便在没有或只具有低的附加热预算的情况下提供可再现的结果和均匀地平滑的分布。根据实施例，通过离子注入来引入第一剂量的第一掺杂剂。离子注入可以供给非常精确的量的掺杂剂，以使得包含在第一半导体层和在第一半导体层下方的经扩散的表面部分中的总的掺杂剂剂量被精确地限定。对于与第一半导体层和经扩散的表面部分中的总的掺杂剂剂量相关的这样的器件参数而言同样如此。处于对于离子而言的低加速能量下的离子注入实现靠近第一表面的高掺杂剂浓度，以使得自掺杂对于第一半导体层中的掺杂剂分布的影响较之固态扩散的影响更高程度地占优势。例如，用作为第一掺杂剂的磷离子的加速能量可以小于150千电子伏或小于100千电子伏或者甚至小于50千电子伏。根据实施例，引入第一剂量的第一掺杂剂可以包括在不同的离子注入能量和或注入角度下的一系列的若干次注入。例如，可以在其处出现沟道效应的注入角度下执行至少一次离子注入。根据进一步的实施例，热处理可以在形成第一半导体层之前使所注入的掺杂剂扩散，以在形成第一半导体层之前调制半导体本体的表面部分中的竖向掺杂剂分布。由于第一半导体层中的自掺杂分布取决于第一掺杂剂在表面部分中的竖向分布，所以表面部分中的竖向掺杂剂分布的调制导致对第一半导体层中的竖向掺杂剂分布的调制。通过若干次注入和或热处理来对表面部分中的掺杂分布构形进一步增加了针对于对第一半导体层中的竖向目标掺杂分布进行构形的自由度。根据另一实施例，引入第一剂量的第一掺杂剂可以包括从气态相进行向内扩散。根据进一步的实施例，形成掩蔽层的表面部分可以是在形成第一半导体层之前形成的原位掺杂外延层。另外，高度掺杂的氧化物，例如TEOS（原硅酸四乙酯）可以在低温下被沉积在第一表面上和或被沉积在从第一表面延伸到半导体本体中的沟槽中，并且高温热处理可以使第一掺杂剂从沉积的氧化物扩散到半导体本体中。根据另一实施例，至少两种不同类型的掺杂剂原子被引入到半导体本体中，例如磷原子和砷原子，和或锑原子。根据另一实施例，可以例如通过外延在半导体本体上沉积附加的薄的掺杂层，其中将第一掺杂剂引入到附加的薄的原位掺杂层中。例如，可以通过原位掺杂、离子注入或来自扩散源的扩散来引入掺杂剂。薄的掺杂层的厚度可以在从0.1微米至5微米的范围内。第一半导体层的厚度可以在从5微米至35微米的范围内。可以形成具有在从5微米至35微米的范围内的厚度的半导体层，例如，场停止层。具有平滑且明确限定的竖向掺杂剂分布的场停止层允许改进如下中的至少一个：在关断期间的软化度、短路耐受度和对于宇宙辐射事件的耐受度。可以通过在第一半导体层上进行外延来形成第二半导体层，其中第二半导体层中的平均掺杂浓度低于第一半导体层中的最小掺杂剂浓度。根据另一实施例，具有在从2微米至200微米的范围内的厚度或者具有在从40微米至100微米的范围内的厚度的第一半导体层可以为包括超结结构的漂移区提供基础。例如，除了第一剂量的第一掺杂剂之外，还可以通过第一表面将第二剂量的第二掺杂剂引入到半导体本体中，其中第二掺杂剂具有与第一掺杂剂的导电类型互补的导电类型，并且其中对于固态扩散而言第一掺杂剂和第二掺杂剂具有不同的扩散常数。通过实现将被填充有例如具有例如低掺杂水平的相同的半导体材料的沟槽结构，在随后的高温处理期间所得到的不同的横向向外扩散造成不同掺杂原子（如例如硼原子和砷原子）的分离，从而将以那种方式形成超结结构。根据实施例，第一掺杂剂包括磷原子，并且第一半导体层是在沉积室中在高于1100℃的沉积温度下、在30托（4kPa）以下的压强下并且在低于30slm的H2流动速率下形成的，其中实现了至少1微米分钟的沉积速率、磷原子在外延生长期间的有效向外扩散、以及有效的自掺杂。根据另一实施例，第一掺杂剂包括硼原子，并且第一半导体层是在沉积室中在高于1100℃的沉积温度下、在30托（4kPa）以下的压强下并且在从0.2至1slm的范围内的HCl流动速率下形成的，其中实现了至少1微米分钟的沉积速率、硼原子在外延生长期间的有效向外扩散、以及有效的自掺杂。根据另一实施例，第一掺杂剂是砷原子，第一半导体层是在高于1100℃的沉积温度下、在沉积室中在多于100托（13.3kPa）或者达到大气压的压强下形成的，以实现至少1微米分钟的沉积速率、砷原子在外延生长期间的有效向外扩散、以及有效的自掺杂。根据实施例，可以在形成第一半导体层期间使沉积温度、沉积室中的压强、以及半导体源供给流动速率中的至少一个变化，以调制第一半导体层中的竖向掺杂剂分布。图2A图示了半导体本体中的对照于距半导体本体的暴露的第一表面的距离y的硼浓度NB（y），并且示出了半导体本体100中的仿真的竖向掺杂剂分布901，其中半导体本体100包括均匀掺杂的衬底部分120和通过外延形成在衬底部分120上的半导体层190。衬底部分120具有60Ohmxcm的电阻率并且包含2.2x10141cm3的均匀的硼浓度。在外延期间施加的温度是1135℃，初始硼沾染为5x10-14巴，并且沉积速率为3微米分钟。仿真的竖向掺杂剂分布901是在15微米的半导体层的厚度下取得的。在半导体层190中，仿真的掺杂剂分布901是由固态扩散并且由来自衬底部分120的自掺杂排它地限定的。硼浓度NB（z）跨大约10微米的竖向距离而下降两个数量级，其中仿真的竖向掺杂剂分布901的陡度小于每4.5微米一个数量级的NB。仿真的竖向掺杂剂分布901与通过由固态扩散支配的处理获得的并且在相同的所施加的温度预算的情况下的比较性掺杂剂分布不同在于更不陡峭的降低。图2B示意性地示出了竖向掺杂剂分布903，其将外延生长的半导体层中的掺杂剂浓度N（z）给出为距针对外延处理的起始表面的距离z的函数。半导体层具有竖向延伸d2。在半导体层的直到距起始表面距离dx的第一区域904中，竖向掺杂剂分布903由固态扩散支配并且近似于高斯分布。在超出距离dx的第二区域905中，自掺杂的影响超过固态扩散的影响，并且竖向掺杂剂分布903与将是在没有自掺杂时的情况下相比显著地更不陡峭。根据实施例，第二区域905的竖向延伸dy=d2-dx可以是第一区域904的至少两倍。例如，dy在从2xdx至5xdx的范围内。图3A至图3D利用通过半导体本体100的竖向横截面图示了使用加重的自掺杂的方法。图3A示出半导体本体100，其可以来自单晶半导体材料，例如Si、Ge、SiGe、SiC或化合物半导体，例如，诸如GaN或GaAs的AIIIBV化合物半导体。半导体本体100可以是平坦的盘状物，例如半导体晶片，具有在前侧处的平坦的第一表面101以及在相对的后侧处的与第一表面101平行的平坦的第二表面102。半导体本体100的在第一表面101和第二表面102之间的厚度V0可以在从50微米到800微米的范围内。第一表面101的法线104限定竖向方向，并且平行于第一表面101的方向是水平方向或横向方向。半导体本体100可以是低电阻或高电阻的，并且可以是从通过浮区（FZ）方法或切克劳斯基（CZ）方法（例如通过磁切克劳斯基（MCZ）方法）获得的单晶锭切割出的。因此，半导体本体100可以是FZ半导体本体或诸如MCZ半导体本体的CZ半导体本体。半导体本体的沿着第一表面101的表面部分110至少包含第一剂量的第一掺杂剂。表面部分110可以是通过如下的至少之一形成的：离子注入、从气态相的扩散、以及掺杂层的沉积，其中离子注入可以与热处理组合以用于促使所注入的掺杂剂更靠近第一表面。图3B示出表面部分110，其可以形成直接邻接第一表面101的掩蔽层。通过示例的方式，表面部分110的第一竖向延伸d1可以在从0.02微米至2微米的范围内，或者在从0.05微米到1微米的范围内。半导体本体100的在表面部分110和第二表面102之间的未受影响的衬底部分120可以将表面部分110与第二表面102分离。在未受影响的衬底部分120中，第一掺杂剂的部分在引入第一掺杂剂之前小于包含在半导体本体100中的掺杂剂的部分。第一表面101形成用于通过在第一表面101上进行外延形成的半导体层190的起始平面105。在外延期间施加到半导体本体100的热预算可以使第一掺杂剂的一部分还扩散到第二表面102的方向上，从而图3B的表面部分110在损失未受影响的衬底部分120的情况下扩展。图3C示出使半导体本体100的厚度增加的半导体层190，其中半导体层190的暴露的表面形成半导体本体100的新的第一表面101。半导体层190的在第一表面101和起始平面105之间的竖向延伸d2可以在从2微米至200微米的范围内，例如在从5微米至120微米的范围内或者在从7微米至100微米的范围内。半导体层190的其中掺杂剂浓度由自掺杂支配的部分与主要由固态扩散限定的区域相比至少为两倍到五倍厚。经扩散的表面部分111的竖向延伸d12可以大于在形成半导体层190之前的表面部分的第一竖向延伸d1。在经扩散的表面部分111中的掺杂剂剂量可以达到第一掺杂剂剂量的一半。图3D以对数刻度示出沿着线I-I'通过图3C的半导体本体100的竖向掺杂剂分布911，其中z=0指示图3C的起始平面105。对于z0而言，竖向掺杂剂分布911以与对于z0而言，与对于z0而言相比第三竖向掺杂剂分布933在显著程度上更不陡峭。在不同加速能量下的多于一次的注入的情况下，第二掺杂剂分布932可以包括若干个峰值，该若干个峰值可以在0zd2之间映像到第三竖向掺杂剂分布933中的平滑阶中。图6A至图6C涉及引入第一剂量的掺杂剂以及通过沉积掺杂的层来限定表面部分110的实施例。通过在半导体本体100上沉积（例如通过外延）原位掺杂的层来增加半导体本体100的厚度。如图6A中图示那样，原位掺杂的层形成半导体本体100的表面部分110，并且表面部分110的暴露的表面形成第一表面101。在表面部分110内，掺杂剂浓度可以近似地均匀。半导体层190被形成在第一表面101上，其中第一表面101充当用于外延的起始平面105，并且其中生长的半导体层190主要地或仅仅通过来自表面部分110向外扩散来接收掺杂原子。图6B示出具有竖向延伸d2的半导体层190和具有比图6A的表面部分的第一竖向延伸d1更大的竖向延伸d12的经扩散的表面部分111。在图6C中，第一竖向掺杂剂分布961是指图6A的均匀掺杂的表面部分110，并且第二竖向掺杂剂分布692示出图6B的半导体本体100中的掺杂剂分布。根据实施例的方法可以被用于实现在竖向半导体器件的后侧处的掺杂结构和或掺杂层，如下面的各图中图示的那样。图7A至图7D图示基于先前的实施例的外延生长的和自掺杂的半导体层190的场停止层的形成。图7A示出包括通过在第一表面101和用于外延的起始平面105之间外延形成的第一半导体层190的半导体本体100，其中第一半导体层190的竖向掺杂剂分布主要由自掺杂限定，并且其中第一半导体层190的竖向延伸d2可以在从5微米到35微米的范围内。例如通过包括原位掺杂并且使用第一半导体层190的暴露的表面作为第二起始平面106的进一步的外延处理来在由第一半导体层190的暴露的表面限定的第一表面101上形成第二半导体层195。第二半导体层195的在新的第一表面101和第二起始平面106之间的竖向延伸d3可以至少为35微米，例如至少50微米或至少100微米。图7B示出直接形成在第一半导体层190上的第二半导体层195。第二半导体层195中的平均掺杂剂浓度可以低于第一半导体层190中的最小掺杂剂浓度。第一半导体层190和第二半导体层195可以具有相同的导电类型。阳极区或晶体管单元TC可以被形成在半导体本体100的第一表面101上，其中第一表面101由第二半导体层195的暴露的表面形成。晶体管单元TC的形成可以包括进一步的外延处理、注入处理、高温退火步骤和进一步的图案化处理。可以在后侧处形成重掺杂的接触层180。接触层180的形成可以包括例如在从后侧对半导体本体100进行薄化之后在后侧处的进一步的注入处理，其中薄化可以至少部分地去除如上面描述的经扩散的表面部分。可以形成直接邻接接触层180的后侧电极320。半导体层190作为场停止层是有效的。图7C示意性地示出沿着半导体本体100的前侧形成的晶体管单元TC。晶体管单元TC可以是双极晶体管单元、场效应晶体管单元或结型场效应晶体管单元。晶体管单元TC可以在电气上被并联布置，并且可以包括平坦的控制电极，即基极电极或栅极电极，或者沟槽控制电极。第一半导体层190作为场停止层是有效的，并且第二半导体层195形成漂移区。图7D示出沿着图7C中指示的线I-I'通过第一半导体层190和第二半导体层195的竖向掺杂剂分布971。第二半导体层195中的平均掺杂剂浓度可以低于第一半导体层190中的平均掺杂剂浓度。可以通过离子注入精确地限定在z=0和z=d2之间的总的掺杂剂剂量。第一半导体层190中的增强的自掺杂造成掺杂剂分布971从场停止层到漂移区的相对平滑的转变。此外，掺杂剂分布是高度地可再现的。根据图8A至图8D中图示的实施例，具有主要由自掺杂构形的竖向掺杂分布并且具有由离子注入限定的总的掺杂剂含量的半导体层190形成包括超结结构的漂移层。互补导电类型的第一掺杂剂和第二掺杂剂被例如利用离子注入通过第一表面101引入到半导体本体100中。图8A示出包括施主和受主这两者的表面部分110，其中表面部分110可以形成直接邻接第一表面101的掩蔽层。施主的竖向分布可以不同于受主的竖向分布并且可以被调整以补偿后面的外延处理中的不同行为。根据上面描述的实施例形成具有至少5微米（例如至少20微米或者甚至至少50微米）的竖向延伸d2的第一半导体层190，其中施主和受主这两者都是从表面部分110释放的，并且被重新合并到第一半导体层190中。沟槽170形成在半导体层190中。图8B示出从第一表面101延伸到第一半导体层190中的沟槽170。沟槽170可以形成相等地间隔开的长沟槽的规则图案，各长沟槽具有相同的横向尺寸和竖向尺寸以及一致的中心到中心距离p1。第一半导体层190的台面部分175将相邻的沟槽170分离开。沉积处理利用高电阻的半导体材料填充沟槽170。热处理使施主和受主从台面部分175横向地扩散到填充了沟槽170的高电阻半导体材料中。由于不同的扩散常数，施主和受主以不同的速度扩散，以使得施主和受主横向地分离到一定程度。例如，快速扩散的受主原子可以形成以所填充的沟槽170的中心轴为中心的p型柱182，并且缓慢扩散的施主原子可以形成以台面部分175的中心轴为中心的n型柱181。相邻的p型柱182之间的中心到中心距离等于图8B的沟槽的中心到中心的距离p1。在图8D中，沿着图8B中的线III-III'的横向施主分布981和横向受主分布982重合，并且指示台面部分175中的受主原子和施主原子的均匀分布。受主原子的更高的扩散速度造成横向施主分布983和横向受主分布984沿着图8C中的线IV-IV'在它们的散布方面有所不同。竖向施主分布和竖向受主分布可以以近似相同的速率来随着距第一表面101的距离减小而减小，因为竖向分布主要得自于自掺杂而不是固态扩散，并且因为图8A的表面部分110中的施主和受主的竖向分布可以被以适当的方式构形。在自掺杂的第一半导体层190中，n型柱和p型柱的补偿度的竖向均匀性高。此外，可以精确地限定受主和施主这两者的总量，以使得由n型柱181和p型柱182形成的超结结构可以是以窄的容限窗口形成的。图9A至图9C示出图案化的表面部分110的形成。注入掩模层被沉积在第一表面101上并且被通过光刻图案化以形成注入掩模410，注入掩模410覆盖第一表面101的第二部分并且包括使第一表面101的第一部分暴露的掩模开口415。掩模开口415可以形成具有在相邻的掩模开口415之间的中心到中心距离p2的规则图案。图9A示出离子束108，其通过掩模开口415引入第一掺杂剂以沿着第一表面101的第一部分选择性地形成表面部分110，其中表面部分110具有竖向延伸d1。在去除注入掩模410之后，通过在第一表面101上进行外延来形成半导体层190。图9B图示半导体层190，其中半导体层190中的掺杂剂的横向分布和竖向分布这两者可以被以高的均匀性精确地限定和再现。在图9C中，横向掺杂剂分布991示出由在图9A中图示的掩模开口415的中心到中心距离p2给出的在中心到中心距离下的最大值序列。图10图示根据上面描述的实施例获得的半导体层190中的竖向磷分布995。半导体本体包括1x1015lcm3的硼原子浓度。在80千电子伏的离子加速能量下的注入沿着半导体本体的第一表面将磷原子引入到薄的表面部分中。注入的磷剂量为1x1013lcm2。半导体层190被形成在第一表面上，其中在外延期间施加的温度为1100℃并且沉积速率为3微米分钟。虽然本文已经图示并描述了特定的实施例，但是本领域普通技术人员将领会的是，在不脱离本发明的范围的情况下，各种替换和或等同的实现可以替代所示出并描述的特定实施例。本申请意图覆盖本文所讨论的特定实施例的任何适配或变化。因此，意图的是仅由权利要求及其等同物来限制本发明。

权利要求：1.一种用于制造半导体器件的方法，包括：i）将第一剂量的第一掺杂剂引入到具有第一表面的半导体本体中；ii）通过在半导体本体的第一表面上形成第一半导体层来增加半导体本体的厚度，并且在形成第一半导体层的同时，主要通过将第一掺杂剂的至少20％从半导体本体引入到第一半导体层的至少一部分中来设定第一半导体层中的最终的掺杂剂量。2.根据权利要求1所述的方法，其中主要通过自掺杂将第一掺杂剂引入到第一半导体层中。3.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中在形成第一半导体层的同时，关断被用于形成第一半导体层的进入到沉积室中的掺杂气体供给。4.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中通过离子注入处理来将第一掺杂剂引入到半导体本体中。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：扩散处理，被配置为使第一掺杂剂更深地扩散到半导体本体中。6.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中通过扩散处理将第一掺杂剂引入到半导体本体中。7.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中第一半导体层的厚度被设定在从2微米到200微米的范围内。8.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括：在执行ii）之后，通过在半导体本体的第一表面上形成第二半导体层来增加半导体本体的厚度，并且将第二半导体层中的平均掺杂浓度设定为小于第一半导体层中的最小平均掺杂浓度。9.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中通过在沉积室中进行化学气相沉积或另外的外延沉积来形成第一半导体层。10.根据权利要求9所述的方法，其中第一掺杂剂是磷掺杂剂，第一半导体层是在大于1100℃的沉积温度下、在低于30托的沉积室内压强下并且在小于30slm的H2流动速率下形成的。11.根据权利要求9所述的方法，其中半导体层是形成在碳化硅衬底上的碳化硅层，并且第一掺杂剂是氮掺杂剂或磷掺杂剂，第一半导体层是在大于1100℃的沉积温度下形成的。12.根据权利要求9所述的方法，其中第一掺杂剂是硼掺杂剂，第一半导体层是在大于1100℃的沉积温度下、在低于30托的沉积室内压强下并且在0.2slm至1slm之间的HCl流动速率下形成的。13.根据权利要求9所述的方法，其中第一掺杂剂包括砷掺杂剂，第一半导体层是在大于1100℃的沉积温度下、在大于100托的沉积室内压强下并且在小于30slm的H2流动速率下形成的。14.根据权利要求13所述的方法，其中第一掺杂剂进一步包括磷原子和锑原子中的一种。15.根据权利要求9至14中的任何一项所述的方法，其中在形成第一半导体层期间使沉积温度、沉积室内压强和沉积速率中的至少一个处理参数变化。16.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中第一半导体层形成绝缘栅双极晶体管或二极管或功率MOSFET的场停止区或缓冲区。17.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括：在执行ii）之前，通过第一表面将第二剂量的第二掺杂剂引入到半导体本体中，第二掺杂剂具有与第一掺杂剂相反的导电类型。18.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中通过第一表面上的注入掩模的掩模开口引入第一掺杂剂。19.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括：以小于第一剂量的第二剂量重复i）和ii）。20.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括：在执行i）之前或同时，通过在半导体本体上形成掺杂层来从第一表面增加半导体本体的厚度。21.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，进一步包括：在半导体本体中完成竖向半导体器件包括：在半导体本体的第一表面处形成第一负载电极和控制电极；以及在半导体本体的与第一表面相对的第二表面处形成第二负载电极。22.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，第一掺杂剂的至少50％被从半导体本体引入到第一半导体层中。23.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，第一掺杂剂包括至少两种不同元素的原子。

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