DE102004011175B4 - Method for activating implanted dopant atoms - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Aktivierung implantierter Dotierungsatome, bei dem zunächst in einem oberflächennahen Bereich (7) eines Halbleiterkörpers (1) durch Implantation Dotierstoff mit einer bestimmten Dosis eingebracht wird und bei dem danach der Halbleiterkörper (1) einer Ausheilbehandlung bei einer vorgegebenen Temperatur unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, – dass als oberflächennaher Bereich (7) der p-dotierte Emitter eines IGBTs oder Thyristors verwendet wird, – dass der oberflächennahe Bereich (7) in der Rückseite des Halbleiterkörpers (1) vorgesehen wird, – dass die vorgegebene Temperatur 350°C bis 450°C beträgt, – dass als Dotierstoff geladene BF2-Teilchen verwendet werden, und – dass der Dotierstoff mit einer Dosis von wenigstens 5 × 1014 Teilchen cm–2 in den Halbleiterkörper (1) eingebracht wird.Method for activating implanted doping atoms, in which first dopant with a specific dose is introduced by implantation in a near-surface region (7) of a semiconductor body (1) and in which thereafter the semiconductor body (1) is subjected to an annealing treatment at a predetermined temperature, characterized In that the p-doped emitter of an IGBT or thyristor is used as near-surface region (7), that the near-surface region (7) is provided in the rear side of the semiconductor body (1), that the predetermined temperature is 350 ° C. to 450 ° ° C, that BF 2 particles charged as dopant are used, and that the dopant is introduced into the semiconductor body (1) at a dose of at least 5 × 10 14 cm 2 particles.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivierung implantierter Dotierungsatome, bei dem zunächst in einem oberflächennahen Bereich eines Halbleiterkörpers durch Implantation geladene BF2-Teilchen mit einer bestimmten Dosis eingebracht werden und bei dem danach der Halbleiterkörper einer Ausheilbehandlung bei einer vorgegebenen Temperatur von 350°C bis 450°C unterworfen wird, wobei der Dotierstoff so ausgewählt und mit einer solchen Dosis in den Halbleiterkörper eingebracht wird, dass er eine Amorphisierung des Halbleiterkörpers im Wesentlichen in dem oberflächennahen Bereich bewirkt.The present invention relates to a method for activating implanted doping atoms, in which initially in a near-surface region of a semiconductor body by implantation charged BF 2 particles are introduced with a certain dose and in which then the semiconductor body of an annealing at a predetermined temperature of 350 ° C 450 ° C is subjected, wherein the dopant is selected and introduced with such a dose in the semiconductor body, that it causes an amorphization of the semiconductor body substantially in the near-surface region.

Für bestimmte Halbleiterbauelemente, wie beispielsweise IGBT's (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) und Thyristoren, sollte eine Rückseitendotierung, also insbesondere die Dotierung einer Emitterzone und gegebenenfalls einer Feldstoppzone, bei möglichst niedrigen Temperaturen vorgenommen werden. Denn die Vorderseite eines solchen Halbleiterbauelements würde durch Temperaturbelastungen, die dort Temperaturen oberhalb von 400°C hervorrufen, geschädigt werden. Aus diesem Grund muss angestrebt werden, dass die Temperatur bei der Herstellung der Rückseitendotierung so niedrig bleibt, dass auf der Vorderseite des Halbleiterbauelementes keine Temperaturen auftreten, die über 400°C liegen.For certain semiconductor devices, such as IGBT's (insulated gate bipolar transistor) and thyristors, a backside doping, ie in particular the doping of an emitter zone and optionally a field stop zone, should be carried out at the lowest possible temperatures. Because the front of such a semiconductor device would be damaged by temperature stresses that cause temperatures above 400 ° C there. For this reason, it must be aimed at keeping the temperature during production of the backside doping low enough so that temperatures which are above 400 ° C. do not occur on the front side of the semiconductor component.

Damit derartige Temperaturbelastungen mit Temperaturen oberhalb von 400°C vermieden werden können, werden bisher nach Implantationen zur Herstellung der Rückseitendotierung vorgenommene Ausheilschritte bei Temperaturen unterhalb von 400°C durchgeführt. Damit wird aber nur eine unzureichende Ausheilung des Kristallgitters und eine relativ geringe Aktivierung der implantierten Dotierungsatome erreicht, so dass beispielsweise die Wirksamkeit eines durch Implantation und anschließende Ausheilung unter 400°C hergestellten Emitters relativ niedrig ist, was zu hohen Spannungsabfällen im Durchlasszustand des Halbleiterbauelementes führt.In order to avoid such temperature loads with temperatures above 400 ° C., annealing steps carried out after implantations to produce the backside doping are carried out at temperatures below 400 ° C. However, this only achieves insufficient annealing of the crystal lattice and relatively low activation of the implanted doping atoms, so that, for example, the effectiveness of an emitter produced by implantation and subsequent annealing at 400 ° C. is relatively low, which leads to high voltage drops in the on state of the semiconductor component.

Wird ein Siliziumkristall zuerst durch Ionenimplantation mit elektrisch inaktiven Ionen, wie beispielsweise Germanium- oder Siliziumionen stark geschädigt, so dass er in den amorphen Zustand übergeht, so bewirkt diese ”Voramorphisierung”, dass bei einer anschließenden Implantation eigentlicher Dotierungsatome, wie beispielsweise Phosphorionen oder Borionen, diese implantierten Dotierungsatome schon bei relativ niedrigen Temperaturen stark aktiviert werden. Dies ist auf die niedrigeren Energien zurückzuführen, die infolge der Voramorphisierung notwendig sind, um durch die Temperaturbehandlung das Kristallgitter wieder herzustellen und in dieses die Dotierungsatome einzubauen. Der obige Vorgang wird bei der Herstellung integrierter Schaltungen (IC-Technologie) angewandt und dort als ”Solid State Epitaxy” oder ”Solid Phase Epi” (SPE) bezeichnet.If a silicon crystal is first severely damaged by ion implantation with electrically inactive ions, such as germanium or silicon ions, so that it changes to the amorphous state, this "pre-amorphization" causes a subsequent implantation of actual doping atoms, such as phosphorus ions or boron ions, these implanted dopant atoms are strongly activated even at relatively low temperatures. This is due to the lower energies necessary as a result of the pre-amorphization to restore the crystal lattice by thermal treatment and incorporate the dopant atoms into it. The above process is used in the production of integrated circuits (IC technology) and referred to therein as "Solid State Epitaxy" or "Solid Phase Epi" (SPE).

Der Aufwand für ein solches SPE-Verfahren ist infolge der Doppelimplantation für Voramorphisierung und Dotierung relativ hoch. Außerdem kann durch Schwankungen der Eindringtiefen der beiden Implantationen der Abstand zwischen dem Maximum der implantierten Dotierungsatome und der Amorphisierungsfront, die sich während des Prozesses der ”Solid State Epitaxy” kontinuierlich zur Scheibenoberfläche hin verschiebt, unterschiedlich ausfallen, was zu unerwünschten Streuungen im Dotierungsprofil führt.The expense of such an SPE method is relatively high due to the dual implantation for pre-amorphization and doping. In addition, due to variations in the penetration depths of the two implants, the distance between the maximum of the implanted dopant atoms and the amorphization front which shifts continuously towards the wafer surface during the solid state epitaxy process may vary, resulting in undesirable scattering in the dopant profile.

Im einzelnen ist aus US 6,472,282 B1 ein Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung bekannt, bei dem implantierte Dotierungsatome und insbesondere BF2-Teilchen so eingebracht werden, dass eine Amorphisierung des betreffenden Halbleiterkörpers auftritt. Dieser Halbleiterkörper wird nach der Implantation einer Ausheilbehandlung bei Temperaturen zwischen 500°C und 600°C unterworfen. Dabei wird die Implantation für die Herstellung der im Niedervolt-Bereich betriebenen integrierten Schaltung ausschließlich in die Vorderseite des Halbleiterkörpers vorgetrieben, um dort die Ausdehnungen von Source- und Drainzonen auf enge Abmessungen zu begrenzen. Weiterhin ist aus der DE 103 61 134 A1 ein Verfahren zur Erzeugung von tiefen p-Gebieten in Silizium bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein schwach dotiertes n-leitendes Gebiet eines herzustellenden Halbleiterbauelements mit hochenergetischen Teilchen bestrahlt, deren Energie so gewählt wird, dass nach einer bestimmten Ausheilzeit bei einer bestimmten Ausheiltemperatur nach der Bestrahlung das vorige n-leitende Gebiet zu einem p-leitenden Gebiet bis in eine gewünschte Tiefe umdotiert ist. Als hochenergetische Teilchen werden Protonen, Heliumionen oder Elektronen eingesetzt.In detail is off US Pat. No. 6,472,282 B1 a method for producing an integrated circuit, in which implanted doping atoms and in particular BF 2 particles are introduced so that an amorphization of the respective semiconductor body occurs. This semiconductor body is subjected after implantation an annealing treatment at temperatures between 500 ° C and 600 ° C. In this case, the implantation for the production of the operated in the low-voltage range integrated circuit is driven only in the front of the semiconductor body, there to limit the expansions of source and drain zones to narrow dimensions. Furthermore, from the DE 103 61 134 A1 a method of producing deep p regions in silicon is known. In this method, a lightly doped n-type region of a semiconductor device to be produced is irradiated with high-energy particles whose energy is chosen so that after a certain annealing time at a certain annealing temperature after irradiation, the previous n-type region to a p-type region is redirected to a desired depth. As high energy particles protons, helium ions or electrons are used.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zum Herstellen eines IGBTs oder Thyristors ein Verfahren zur Aktivierung implantierter Dotierungsatome anzugeben, mit dem ohne aufwändige Doppelimplantationen der Einsatz hoher Temperaturen bei Ausheilbehandlungen vermieden werden kann.It is an object of the present invention, for producing an IGBT or thyristor, to specify a method for activating implanted doping atoms, with which the use of high temperatures during annealing treatments can be avoided without costly double implantations.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als oberflächennaher Bereich der p-dotierte Emitter eines IGBTs oder Thyristors verwendet wird, dass der oberflächennahe Bereich in der Rückseite des Halbleiterkörpers vorgesehen wird, dass die vorgegebene Temperatur 350°C bis 450°C beträgt, dass als Dotierstoff geladene BF2-Teilchen verwendet werden, und dass der Dotierstoff mit einer Dosis von wenigstens 5 × 1014 Teilchen cm–2 in den Halbleiterkörper eingebracht wird.This object is achieved in a method of the type mentioned in the present invention that is used as the near-surface region of the p-type emitter of an IGBT or thyristor that the near-surface region is provided in the back of the semiconductor body that the predetermined temperature 350 ° C to 450 ° C is that BF 2 particles charged as dopant are used, and that the dopant with a dose of at least 5 × 10 14 particles cm -2 is introduced into the semiconductor body.

Damit wird der Dotierstoff mit einer Dosis, die oberhalb von der Amorphisierungsdosis des zu implantierenden Dotierstoffes liegt, in den Halbleiterkörper so eingebracht, dass er eine Amorphisierung des Halbleiterkörpers im Wesentlichen in dem oberflächennahen Bereich bewirkt.Thus, the dopant is introduced into the semiconductor body at a dose that is above the Amorphisierungsdosis of the dopant to be implanted so that it causes an amorphization of the semiconductor body substantially in the near-surface region.

Wird die Ausheilbehandlung bei einer Temperatur von höchstens 550°C vorgenommen, so ist, wenn der oberflächennahe Bereich auf der Rückseite des Halbleiterkörpers liegt, sichergestellt, dass die Temperatur auf dessen Vorderseite 400°C nicht übersteigt. Daher liegt die Ausheiltemperatur zwischen 350°C und 450°C.If the annealing treatment is carried out at a temperature of at most 550 ° C, when the near-surface area is on the back side of the semiconductor body, it is ensured that the temperature on the front side thereof does not exceed 400 ° C. Therefore, the annealing temperature is between 350 ° C and 450 ° C.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also die für die Dotierung verwendeten Implantationsatome gleichzeitig auch zum Amorphisieren des Halbleiterkörpers verwendet. Durch dieses gleichzeitige Amorphisieren wird der Grad der Aktivierung der implantierten Dotierungsatome bei einer bei niedrigen Temperaturen vorgenommenen Ausheilbehandlung erhöht, ohne dabei die Einstellung des Emitterwirkungsgrades nach unten zu begrenzen.In the method according to the invention, therefore, the implantation atoms used for the doping are simultaneously also used for amorphizing the semiconductor body. By this simultaneous amorphization, the degree of activation of the implanted dopant atoms is increased with annealing treatment performed at low temperatures without limiting the emitter efficiency adjustment down.

Als Dotierstoff sind geladene BF2-Teilchen vorgesehen. Bei diesen BF2-Teilchen setzt einerseits die Amorphisierung schon bei relativ geringen Dosen ein und ist andererseits der mit einer solchen Bestrahlung erzeugte p-leitende Emitter auch über einem weiten Bereich einstellbar. Es hat sich gezeigt, dass die Amorphisierungsgrenze bei diesen Teilchen um eine Größenordnung niedriger liegt als bei Bestrahlung mit beispielsweise Borionen.As a dopant charged BF 2 particles are provided. In the case of these BF 2 particles, on the one hand amorphization starts even at relatively low doses and on the other hand the p-type emitter produced with such irradiation can also be adjusted over a wide range. It has been found that the amorphization limit for these particles is an order of magnitude lower than for irradiation with, for example, boron ions.

Werden nämlich Borionen zur Amorphisierung verwendet, für welche eine hohe Ionenimplantationsdosis erforderlich ist, so lässt sich ein sehr guter Emitter herstellen. Ein solcher ist aber für bestimmte Halbleiterbauelemente, wie beispielsweise IGBTs, nicht wünschenswert. Um nämlich die Abschaltverluste des IGBTs nicht zu groß werden zu lassen, sollte die Effizienz des p-dotierten Emitters begrenzt sein. Dies bedeutet also, dass durch Verwenden einer BF2-Implantation der Emittererwirkungsgrad über einen relativ weiten Bereich kontrolliert variiert werden kann.If boron ions are used for amorphization, for which a high ion implantation dose is required, then a very good emitter can be produced. However, such is not desirable for certain semiconductor devices, such as IGBTs. In order not to let the turn-off losses of the IGBT become too large, the efficiency of the p-doped emitter should be limited. This means that by using a BF 2 implantation, the emitter efficiency can be varied controlled over a relatively wide range.

Die Verwendung von BF2-Ionen zur Implantation liefert einen weiteren Vorteil: bei den angegebenen Ausheiltemperaturen von insbesondere unterhalb 500°C ist eine merkliche Eindiffusion der Boratome praktisch ausgeschlossen, während bei einer reinen Borimplantation eine, wenn auch nur geringe Eindiffusion stattfindet. Diese Verhinderung der Eindiffusion lässt sich aus der Wechselwirkung zwischen den Boratomen und den Fluoratomen erklären (vgl. hierzu A. Mokhberi et al.: Appl. Phys. Letters, Band 80, S. 3530 (2002)).The use of BF 2 ions for implantation provides a further advantage: at the specified annealing temperatures of in particular below 500 ° C, a noticeable diffusion of the boron atoms is virtually eliminated, while in a pure boron implantation, even if only a small diffusion occurs. This prevention of indiffusion can be explained by the interaction between the boron atoms and the fluorine atoms (cf A. Mokhberi et al., Appl. Phys. Letters, vol 80, p. 3530 (2002)).

Schließlich ist bei Verwendung von BF2-Teilchen zur Implantation bei den üblicherweise eingesetzten Implantationsenergien die Eindringtiefe im Halbleiterkörper deutlich geringer als beispielsweise bei einer Borimplantation.Finally, when using BF 2 particles for implantation in the implantation energies usually used, the penetration depth in the semiconductor body is significantly lower than, for example, in a boron implantation.

Die Verhinderung der Eindiffusion von Boratomen und die geringe Eindringtiefe führen dazu, dass die Transparenz eines derart hergestellten Emitters infolge der minimalen Eindringtiefe deutlich ausgeprägter ist als in dem Fall, in welchem die Ausheilung bei deutlich höheren Temperaturen vorgenommen wird. Transparenz bedeutet in diesem Fall, dass die Effizienz des Emitters durch die Oberfläche des Halbleiterkörpers, wie beispielsweise eines Siliziumchips, beeinflusst wird, was in vielen Fällen eine wünschenswerte Eigenschaft ist. In diesem Fall kann somit die Emittereffizienz nicht nur über die Implantationsdosis, sondern auch über die Implantationsenergie gesteuert werden.The prevention of the diffusion of boron atoms and the low penetration depth mean that the transparency of a so produced emitter is much more pronounced due to the minimum penetration depth than in the case in which the annealing is carried out at much higher temperatures. Transparency in this case means that the efficiency of the emitter is influenced by the surface of the semiconductor body, such as a silicon chip, which is a desirable property in many cases. In this case, therefore, the emitter efficiency can be controlled not only by the implantation dose but also by the implantation energy.

Die Dosis des zu implantierenden Dotierstoffes wird so eingestellt, dass sie oberhalb der Amorphisierungsdosis liegt.The dose of dopant to be implanted is adjusted to be above the amorphization dose.

Diese beträgt beispielsweise für BF2 5 × 1014 Teilchen cm–2 (für Bor hat sie einen Wert von 1016 Teilchen cm–2). Eine bevorzugte Implantationsdosis für BF2-Teilchen beträgt wenigstens 1 × 1016 Teilchen cm–2.For example, for BF 2, this is 5 × 10 14 particles cm -2 (for boron it has a value of 10 16 particles cm -2 ). A preferred implantation dose for BF 2 particles is at least 1 x 10 16 particles cm -2 .

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 einen IGBT in einer Schnittdarstellung, 1 an IGBT in a sectional view,

2A den Verlauf des Profiles der chemischen totalen Borkonzentration, wie dieses aus einer Simulation eines Implantationsprozesses erhalten wird, 2A the profile of the chemical total boron concentration profile as obtained from a simulation of an implantation process,

2B den Verlauf des Profiles der elektrisch aktiven Borkonzentration, wie dieses aus „Spreading Resistance Messungen” (Ausbreitungswiderstandsmeßmethode) ermittelt wurde, wobei hier nur ein Bruchteil der chemischen Borkonzentration in Erscheinung tritt und in den 2A und 2B die Borkonzentration jeweils in cm–3 in Abhängigkeit von der Tiefe (μm) ausgehend von der Oberfläche eines Halbleiterkörpers aufgetragen sind, und 2 B the course of the profile of the electrically active Borkonzentration, as this was determined from "Spreading Resistance measurements" (propagation resistance measurement method), in which case only a fraction of the chemical Borkonzentration appears in the appearance and in the 2A and 2 B the boron concentration are respectively plotted in cm -3 as a function of the depth (μm) starting from the surface of a semiconductor body, and

3 den Verlauf der Dosis zum Amorphisieren von Silizium in Abhängigkeit von der Implantationstemperatur für verschiedene Dotierstoffe. 3 the course of the dose to amorphize silicon as a function of the implantation temperature for various dopants.

1 zeigt einen IGBT mit einem Halbleiterkörper 1, in welchem von einer ersten Oberfläche bzw. Vorderseite 2 aus eine n-dotierte Emitterzone 3, eine p-dotierte Basiszone 4, eine n–-dotierte Basiszone 5, eine n+-dotierte Feldstoppzone 6 und eine p-dotierte Emitterzone 7 vorgesehen sind. Auf einer zweiten Oberfläche bzw. Rückseite 8 des Halbleiterkörpers ist eine Metallisierung 9 aufgebracht, während in der Vorderseite 2 Trenches 10 mit einer Gate-Isolierschicht 11 aus beispielsweise Siliziumdioxid und einer Gateelektrode 12 aus polykristallinem Silizium vorgesehen sind. Die Emitterzone 3 und die Basiszone 4 sind mit einer Metallisierung 13 versehen, die sich im Wesentlichen über einer auf die Vorderseite 2 aufgebrachte Isolierschicht 14 aus beispielsweise Siliziumdioxid erstreckt. 1 shows an IGBT with a semiconductor body 1 in which from a first surface or front side 2 from an n-doped emitter zone 3 , a p-doped base zone 4 , an n - doped base zone 5 , an n + -doped field stop zone 6 and a p-doped emitter region 7 are provided. On a second surface or back 8th of the semiconductor body is a metallization 9 Applied while in the front 2 trenches 10 with a gate insulating layer 11 made of, for example, silicon dioxide and a gate electrode 12 are provided of polycrystalline silicon. The emitter zone 3 and the base zone 4 are with a metallization 13 which are essentially over one on the front 2 applied insulating layer 14 extends from, for example, silicon dioxide.

Für den Halbleiterkörper 1 wird vorzugsweise Silizium verwendet. Es sind aber auch andere Halbleitermaterialien, wie beispielsweise SiC, AIIIBV usw. einsetzbar. Weiterhin können auch die angegebenen Leitungstypen jeweils umgekehrt sein. Das heißt, der n-Leitungstyp kann durch den p-Leitungstyp ersetzt werden, wenn anstelle des p-Leitungstyps der n-Leitungstyp vorgesehen wird.For the semiconductor body 1 Silicon is preferably used. But there are also other semiconductor materials, such as SiC, A III B V , etc. used. Furthermore, the specified line types can also be reversed. That is, the n-type conductivity can be replaced by the p-type conductivity if the n-type conductivity is provided instead of the p-type conductivity.

Die Emitterzone 7 (und gegebenenfalls auch die Feldstoppzone 6) wird von der Rückseite 8 aus durch Implantation in den Halbleiterkörper 1 eingebracht. Nach dieser Implantation wird eine Ausheilbehandlung durchgeführt, bei der solche Temperaturen anzuwenden sind, dass auf der Vorderseite 2 des Halbleiterkörpers 1 keine höheren Temperaturen als beispielsweise 400°C herrschen.The emitter zone 7 (and possibly also the field stop zone 6 ) is from the back 8th from by implantation in the semiconductor body 1 brought in. After this implantation, an annealing treatment is performed in which such temperatures are to be applied that on the front side 2 of the semiconductor body 1 no higher temperatures than for example 400 ° C prevail.

Erfindungsgemäß wird nun eine Amorphisierung im Bereich der Emitterzone 7 vorgenommen, um so die Ausheilbehandlung bei niedrigeren Temperaturen durchführen zu können. Für diese Amorphisierung werden Dotierstoffteilchen eingesetzt, die nicht nur diese Amorphisierung bewirken, sondern gleichzeitig als Implantationsatome dienen. Hierzu sind BF2-Teilchen vorgesehen.According to the invention, an amorphization is now in the region of the emitter zone 7 so as to be able to carry out the annealing treatment at lower temperatures. For this amorphization dopant particles are used, which not only cause this amorphization, but also serve as implantation atoms. For this BF 2 particles are provided.

Nun ist für die Erzeugung der beispielsweise mit Bor dotierten p-leitenden Emitterzone 7 die erforderliche Dosis an Boratomen relativ hoch und liegt über 1E16 cm–2, wie dies aus den 2A und 2B zu ersehen ist: erst bei dieser Dosis liegt eine merkliche Amorphisierung bis in einer Tiefe von etwa 0,25 bis 0,4 μm vor. Die 2A und 2B zeigen dabei Ergebnisse von einer Borimplantation mit einer Energie von 45 keV und nach einer Temperung bei etwa 350°C während einer Zeitdauer von 30 min in einer N2H2-Atmosphäre. Für die Erstellung der 2A wurde eine Simulation angewandt, während die Ergebnisse von 2B durch die ”Spreading Resistance Method” erhalten sind.Now is for the generation of the example doped with boron p-type emitter zone 7 the required dose of boron atoms is relatively high and is above 1E16 cm -2 , as can be seen from the 2A and 2 B It can be seen that only at this dose is there a noticeable amorphization to a depth of about 0.25 to 0.4 μm. The 2A and 2 B show results from a Borimplantation with an energy of 45 keV and after annealing at about 350 ° C for a period of 30 min in a N 2 H 2 atmosphere. For the creation of 2A a simulation was applied while the results of 2 B received by the Spreading Resistance Method.

Aus den 2A und 2B ist auch zu ersehen, dass die sich ergebende aktive Konzentration (2B) im Fall der höchsten Dosis, die eine Amorphisierung zur Folge hat, deutlich höher ist als bei den nicht-amorphisierenden Dosen. Auch zeigt der Verlauf für die Dosis von 1,0E16 cm–2 in 2B, dass die aus der hohen Ionenimplantationsdosis resultierende Aufheizung schon selber je abhängig von dem eingestellten Ionenstrom eine unkontrollierte teilweise Ausheilung des Halbleiterkörpers bewirkt.From the 2A and 2 B It can also be seen that the resulting active concentration ( 2 B ) is significantly higher in the case of the highest dose which results in amorphization than in the non-amorphizing doses. Also shows the course for the dose of 1.0E16 cm -2 in 2 B in that the heating resulting from the high ion implantation dose itself already causes an uncontrolled partial annealing of the semiconductor body depending on the set ion current.

Aus 3 ist die relativ hohe Dosis zwischen 1,0E15 und 1,0E18 zu ersehen, die für die Erzeugung eines mit Bor dotierten p-leitenden Emitters im Bereich zwischen 200°K und 300°K erforderlich ist.Out 3 the relatively high dose between 1.0E15 and 1.0E18 required to produce a boron-doped p-type emitter in the range between 200 ° K and 300 ° K is seen.

Claims (1)

Verfahren zur Aktivierung implantierter Dotierungsatome, bei dem zunächst in einem oberflächennahen Bereich (7) eines Halbleiterkörpers (1) durch Implantation Dotierstoff mit einer bestimmten Dosis eingebracht wird und bei dem danach der Halbleiterkörper (1) einer Ausheilbehandlung bei einer vorgegebenen Temperatur unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, – dass als oberflächennaher Bereich (7) der p-dotierte Emitter eines IGBTs oder Thyristors verwendet wird, – dass der oberflächennahe Bereich (7) in der Rückseite des Halbleiterkörpers (1) vorgesehen wird, – dass die vorgegebene Temperatur 350°C bis 450°C beträgt, – dass als Dotierstoff geladene BF2-Teilchen verwendet werden, und – dass der Dotierstoff mit einer Dosis von wenigstens 5 × 1014 Teilchen cm–2 in den Halbleiterkörper (1) eingebracht wird.Method for activating implanted doping atoms, in which first in an area close to the surface ( 7 ) of a semiconductor body ( 1 ) is introduced by implantation dopant with a certain dose and in which thereafter the semiconductor body ( 1 ) is subjected to an annealing treatment at a predetermined temperature, characterized in that - as near-surface region ( 7 ) the p-doped emitter of an IGBT or thyristor is used, - that the near-surface region ( 7 ) in the back side of the semiconductor body ( 1 ), that the predetermined temperature is 350 ° C. to 450 ° C., that BF 2 particles charged as dopant are used, and that the dopant is introduced at a dose of at least 5 × 10 14 particles cm -2 into the Semiconductor body ( 1 ) is introduced.
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Citations (2)

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US6472282B1 (en) * 2000-08-15 2002-10-29 Advanced Micro Devices, Inc. Self-amorphized regions for transistors
DE10361134A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-28 Infineon Technologies Ag Process for producing deep p regions in silicon irradiates n substrate with high energy particles such that it is converted into a p region of required depth after a given time and temperature

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