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DE102006016049B4 - Semiconductor component, in particular power semiconductor component with charge carrier recombination zones and method for producing the same - Google Patents

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DE102006016049B4
DE102006016049B4 DE102006016049.5A DE102006016049A DE102006016049B4 DE 102006016049 B4 DE102006016049 B4 DE 102006016049B4 DE 102006016049 A DE102006016049 A DE 102006016049A DE 102006016049 B4 DE102006016049 B4 DE 102006016049B4
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Dr-Ing. Siemieniec Ralf
Dr.rer.nat. Schlögl Andreas
Dr. Schulze Hans-Joachim
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Infineon Technologies Austria AG
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Abstract

Halbleiterbauelement insbesondere Leistungshalbleiterbauelement mit Ladungsträgerrekombinationszonen (3), wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in einem Halbleiterkörper (4) vergraben in der Nachbarschaft von Raumladungszonen (5) angeordnet sind, wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) lokal angehäufte Punktdefekte mit Argonionen im Halbleiterkristallgitter aufweisen, und wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) eine derart hohe Temperaturfestigkeit aufweisen, dass sie bei Metallisierungs- und/oder Diffusionslötprozessen lokal beständig sind.Semiconductor component, in particular power semiconductor component with charge carrier recombination zones (3), wherein the charge carrier recombination zones (3) in a semiconductor body (4) buried in the vicinity of space charge zones (5) are arranged, wherein the charge carrier recombination zones (3) locally accumulated point defects with argon ions in the semiconductor crystal lattice, and wherein the charge carrier recombination zones (3) have such a high temperature resistance that they are locally stable in metallization and / or diffusion soldering processes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement, insbesondere ein Leistungshalbleiterbauelement mit Ladungsträgerrekombinationszonen. Derartige Ladungsträgerrekombinationszonen verkürzen in ihrer Umgebung die Ladungsträgerlebensdauer, so dass ein schnelleres Umschalten des Halbleiterbauelements von einem Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand möglich wird. Außerdem kann eine derartige Ladungsträgerrekombinationszone das Einschalten von parasitären Transistorstrukturen, was sonst insbesondere im Randbereich des Leistungshalbleiterbauelements zur Zerstörung des Halbleiterbauelements führen könnte, verhindern.The invention relates to a semiconductor component, in particular a power semiconductor component with charge carrier recombination zones. Such charge carrier recombination zones shorten the charge carrier lifetime in their surroundings, so that a faster switching of the semiconductor component from one operating state to another operating state becomes possible. Moreover, such a charge carrier recombination zone can prevent the switching on of parasitic transistor structures, which otherwise could lead to the destruction of the semiconductor component, in particular in the edge region of the power semiconductor component.

Aus der Druckschrift US 6 239 466 B1 ist ein IGBT-Bauelement bekannt, das so genannte „lifetime killer” in Driftzonen im Bereich von pn-Übergängen lokalisiert aufweist, die in diesem Bereich für eine Ladungsträgerrekombination sorgen. Als „life-time killer” in Ladungsträgerrekombinationszonen werden vorzugsweise Gold und/oder Platin in einen Halbleiterkörper implantiert, was mit dem Nachteil verbunden ist, dass nach derartigen Implantationsschritten Hochtemperaturprozesse, wie sie in der Halbleiterfertigung erforderlich sind, nicht mehr durchgeführt werden können, da sich die Gold- und/oder Platinatome im Halbleiterkörper durch Diffusion verteilen. Auch Zonen höherer Dotierung verbreiten sich durch Diffusion im Halbleiterkörper, so dass auch hier der Nachteil besteht, dass sie, wenn sie Halbleiterfertigungsprozessen ausgesetzt werden, ihre anfängliche Lokalisierung nicht beibehalten. Ein in beiden Richtungen sperrenden steuerbares Halbleiterbauelement mit einer Ladungsträgerrekombinationszone in einer Sperrzone des Halbleiterbauelements ist aus der Druckschrift DE 100 01 869 B4 bekannt, bei dem ein Metall, insbesondere Platin, Polysilizium oder ein Silizid für Rekombination von Ladungsträgern in dieser Zone eingesetzt wird.From the publication US Pat. No. 6,239,466 B1 For example, an IGBT device is known which has so-called lifetime killer localized in drift zones in the region of pn junctions, which provide charge carrier recombination in this region. As "life-time killer" in charge carrier recombination zones preferably gold and / or platinum are implanted in a semiconductor body, which is associated with the disadvantage that after such implantation steps high-temperature processes, such as those required in semiconductor manufacturing, can no longer be carried out distribute the gold and / or platinum atoms in the semiconductor body by diffusion. Even zones of higher doping spread by diffusion in the semiconductor body, so that there is also the disadvantage that when they are exposed to semiconductor manufacturing processes, they do not retain their initial localization. A controllable in both directions controllable semiconductor device having a charge carrier recombination zone in a blocking zone of the semiconductor device is from the document DE 100 01 869 B4 in which a metal, in particular platinum, polysilicon or a silicide for recombination of charge carriers in this zone is used.

Die Ladungsträgerlebensdauer kann auch durch Bestrahlen des Halbleiterkörpers mit Elektronen herabgesetzt werden, wie es aus der Druckschrift von H.-J. Schulze et al. ”A Comparison of Electron Proton and Helium Ion Irradiation for the Optimization of the CoolMOSTM Body Diode”, Proc. ISPSD, Santa Fe, 2002, bekannt ist. Diese Bestrahlung hat jedoch den Nachteil, dass sie nicht selektiv bzw. lokal erfolgen kann, so dass nachteilig in dem gesamten Halbleiterkörper, in Abhängigkeit von der Strahlendosis, die Ladungsträgerlebensdauer herabgesetzt wird, zumal die Elektronenbestrahlung ein lateral und vertikal homogenes Profil an Bestrahlungsdefekten in dem Halbleiterkörper erzeugt, wobei die Bestrahlungsdefekte als homogen im Halbleiterkörper verteilte Ladungsträgerrekombinationszentren wirken.The charge carrier lifetime can also be reduced by irradiating the semiconductor body with electrons, as described in the publication by H.-J. Schulze et al. "A Comparison of Electron Proton and Helium Ion Irradiation for the Optimization of the CoolMOS ™ Body Diode", Proc. ISPSD, Santa Fe, 2002, is known. However, this irradiation has the disadvantage that it can not be selective or local, so that the charge carrier lifetime is disadvantageously reduced in the entire semiconductor body as a function of the radiation dose, especially since the electron irradiation has a laterally and vertically homogeneous profile of irradiation defects in the semiconductor body produced, wherein the irradiation defects act as homogeneously distributed in the semiconductor body charge carrier recombination centers.

Um die Schaltgeschwindigkeit von Leistungshalbleiterbauelementen zu erhöhen, werden gemäß obiger Druckschrift in ”Cool-MOS” oder ”MOSFET”-Leistungshalbleiterbauelementen Heliumionen oder Wasserstoffionen implantiert. Derartige leichte Ionen können aufgrund der Bragg'schen Abbremszone in vorgegebener Tiefe selektiv in einem Halbleiterkörper implantiert werden. Diese Ionenbestrahlung erzeugt ein zunächst monoton ansteigendes Profil von Defekten auf ihrem Weg durch den Halbleiterkörper und endet mit einem scharfen Maximum in der Bragg'schen Abbremszone am Ende der Ionenreichweite.In order to increase the switching speed of power semiconductor devices, helium ions or hydrogen ions are implanted in "Cool-MOS" or "MOSFET" power semiconductor devices according to the above publication. Such light ions can be selectively implanted in a semiconductor body due to the Bragg deceleration zone at a predetermined depth. This ion irradiation generates an initially monotonically increasing profile of defects on their way through the semiconductor body and ends with a sharp maximum in the Bragg deceleration zone at the end of the ion range.

Ein Halbleiterbauelement mit Ladungsträgerrekombinationszonen im Bereich der Raumladungszone eines pn-Übergangs ist aus der Druckschrift JP 62298120 A bekannt, wobei unter Verwendung einer Maske ein Protonenstrahl aus Wasserstoffionen in einer vorbestimmten Tiefe die Ladungsträgerrekombinationszone erzeugt. Jedoch auch die dabei entstehende Ladungsträgerrekombinationszone ist bei Halbleiterprozesstemperaturen nicht temperaturstabil, da die Defekte bei den Halbleiterprozesstemperaturen in dem Halbleiterkörper ausheilen, so lange mit einer relativ geringen Bestrahlungsdosis gearbeitet wird. Deshalb werden derartige Bestrahlungen zur Herabsetzung der Ladungsträgerlebensdauer am Ende nach Fertigstellung der Halbleiterstrukturen eines Halbleiterwafers von der Rückseite und/oder von der strukturierten Oberseite des Halbleiterwafers aus und vor einer Metallisierung durchgeführt.A semiconductor component with charge carrier recombination zones in the region of the space charge zone of a pn junction is known from the document JP 62298120 A in which, using a mask, a proton beam of hydrogen ions at a predetermined depth generates the charge carrier recombination zone. However, the resulting charge carrier recombination zone is not thermally stable at semiconductor processing temperatures, since the defects heal at the semiconductor processing temperatures in the semiconductor body, as long as a relatively low irradiation dose is used. Therefore, such irradiations are performed to reduce the carrier lifetime at the end after completion of the semiconductor structures of a semiconductor wafer from the back side and / or from the patterned top surface of the semiconductor wafer and before metallization.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Halbleiterbauelement, insbesondere ein Leistungshalbleiterbauelement, mit Ladungsträgerrekombinationszonen zu schaffen, wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen in einem Halbleiterkörper vergraben sind, und dort lokalisiert bleiben, selbst wenn anschließend noch Metallisierungsschritte und/oder Diffusionslötverfahren folgen, so dass die einmal erreichten elektrischen Eigenschaften der Halbleiterbauelementstrukturen zuverlässig nicht verändert werden.The object of the invention is to provide a semiconductor component, in particular a power semiconductor component, with charge carrier recombination zones, wherein the charge carrier recombination zones are buried in a semiconductor body and remain localized there, even if subsequent metallization steps and / or diffusion soldering processes follow, so that the electrical properties once achieved the semiconductor device structures are reliably not changed.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the subject of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird ein Halbleiterbauelement, insbesondere ein Leistungshalbleiterbauelement mit Ladungsträgerrekombinationszonen geschaffen, wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen in einem Halbleiterkörper vergraben in der Nachbarschaft von Raumladungszonen und/oder von Übergangsbereichen von hochdotierten zu schwachdotierten Bereichen angeordnet sind. Dabei weisen die Ladungsträgerrekombinationszonen lokal angehäufte Punktdefekte mit Argonionen im Halbleiterkristallgitter auf. Die Ladungsträgerrekombinationszonen weisen eine derart hohe Temperaturfestigkeit auf, dass sie bei nachfolgenden Metallisierungs- und/oder Diffusionslötprozessen lokal beständig sind.According to the invention, a semiconductor component, in particular a power semiconductor component with charge carrier recombination zones is created, wherein the charge carrier recombination zones are buried in a semiconductor body in the vicinity of space charge zones and / or transition areas of highly doped to lightly doped areas. The charge carrier recombination zones have locally accumulated point defects with argon ions Semiconductor crystal lattice on. The charge carrier recombination zones have such a high temperature resistance that they are locally stable in subsequent metallization and / or diffusion soldering processes.

Dieses Halbleiterbauelement, insbesondere Leistungshalbleiterbauelement mit Ladungsträgerrekombinationszonen hat den Vorteil, dass auch vor einer Metallisierung die für die Metallisierung geöffneten Fenster in einer Zwischenoxidschicht verwendet werden können, um selektiv vergrabene Ladungsträgerrekombinationszonen mittels Ionenimplantation in den Halbleiterkörper durch die nicht metallisierten Kontaktanschlussflächen hindurch einzubringen. Dabei hilft das bereits bestehende Zwischenoxid, den übrigen Bereich des Halbleiterkörpers bzw. seiner Oberfläche gegen den Ionenbeschuss maskierend zu schützen. Durch das selektive Anordnen von Ladungsträgerrekombinationszonen in MOS-Leistungshalbleitern, wie MOSFETs und/oder IGBTs können kritische Betriebszustände, wie sie auftreten, wenn diese Leistungsschalter von einer leitenden Body-Diode mit Ladungsträgern geflutet sind und in den Sperrzustand abkommutiert werden müssen, vermieden werden.This semiconductor component, in particular power semiconductor component with charge carrier recombination zones, has the advantage that the windows opened for the metallization can also be used in an intermediate oxide layer before metallization in order to introduce selectively buried charge carrier recombination zones into the semiconductor body through the non-metallized contact pads via ion implantation. The already existing intermediate oxide helps to mask the remaining area of the semiconductor body or its surface against the ion bombardment. By selectively arranging charge carrier recombination zones in MOS power semiconductors, such as MOSFETs and / or IGBTs, critical operating conditions such as occur when these power switches are flooded by a conductive body diode with charge carriers and need to be commutated to the off-state can be avoided.

Bevor vornehmlich die Sperrspannung aufgebaut werden kann, müssen die Ladungsträger aus dem Driftgebiet über das elektrische Feld entfernt werden. Bei diesem Vorgang verhalten sich besonders kritisch sogenannte Kompensationsbauelemente, wie der ”Cool-MOS”, da diese Leistungshalbleiterbauelemente eine denkbar ungünstige Dimensionierung der Dotierungen für schnell schaltende Dioden aufweisen. Auch bei rückwärts leitenden IGBTs wird eine Verbesserung der Diodeneigenschaften nur mit einer gleichzeitigen, starken Verschlechterung der IGBT-Eigenschaften durch das bisher übliche homogene Absenken der Ladungsträgerlebensdauer erreicht, was mit lokal angeordneten erfindungsgemäßen Ladungsträgerrekombinationszonen vermieden wird.Before primarily the blocking voltage can be established, the charge carriers must be removed from the drift region via the electric field. In this process, particularly critical so-called compensation components behave, such as the "Cool-MOS", as these power semiconductor devices have a conceivable unfavorable dimensioning of the dopants for fast switching diodes. Even with backward conducting IGBTs, an improvement of the diode properties is achieved only with a simultaneous, strong deterioration of the IGBT properties by the hitherto usual homogeneous lowering of the charge carrier lifetime, which is avoided with locally arranged charge carrier recombination zones according to the invention.

Ein homogenes Absenken der Ladungsträgerlebensdauer wird, wie bereits oben erwähnt, überwiegend durch Elektronenbestrahlung oder durch homogene Schwermetalldiffusion erreicht, was jedoch den Nachteil hat, das bei der Elektronenbestrahlung einerseits die abschirmenden oder maskierenden Oxide stark belastet werden, und unter anderem dadurch Einsatzspannungsdriften auftreten. Beim Einsatz von Schwermetallen, wie Platin besteht außerdem ein hohes Kontaminationsrisiko in der Fertigung. Das erfindungsgemäße Leistungshalbleiterbauteil hat hingegen den Vorteil, dass durch generieren von Ladungsträgerrekombinationszonen eine inhomogene, lokal begrenzte und selbst justierende Ladungsträgerlebensdauerabsenkung in derartigen Halbleiterbauelementen erreicht wird, die temperaturstabil ist und gleichzeitig ein minimales Kontaminationsrisiko aufweist.A homogeneous lowering of the charge carrier lifetime is, as already mentioned above, achieved predominantly by electron irradiation or by homogeneous heavy metal diffusion, but this has the disadvantage that, on the one hand, the shielding or masking oxides are heavily loaded during the electron irradiation and, inter alia, there is a drift in the application voltage. When using heavy metals, such as platinum, there is also a high risk of contamination in production. By contrast, the power semiconductor component according to the invention has the advantage that an inhomogeneous, locally limited and self-adjusting charge carrier lifetime reduction in such semiconductor components is achieved by generating charge carrier recombination zones, which is temperature-stable and at the same time has a minimal risk of contamination.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung liegt darin, dass vertikale Leistungs-MOSFETs in ihrer Struktur immer eine Diode aufweisen. Diese Diode wirkt in vielen leistungselektronischen Anwendungen als Freilaufdiode. Bedingt durch die Optimierung des Bauelements auf seine Eigenschaften als möglichst guter Leistungsschalter weist diese Freilaufdiode bzw. Inversdiode weniger optimale Eigenschaften auf. Diese Eigenschaften sind mitunter begrenzend für den Einsatz des Bauelements, so zum Beispiel hinsichtlich der Höhe der maximalen Schaltfrequenz oder der Flankensteilheit.Another advantageous aspect of the invention is that vertical power MOSFETs always have a diode in their structure. This diode acts as a freewheeling diode in many power electronic applications. Due to the optimization of the device to its properties as the best possible circuit breaker, this freewheeling diode or inverse diode has less optimal properties. These properties are sometimes limiting for the use of the device, such as the height of the maximum switching frequency or edge steepness.

Eine Ursache dieser Begrenzung der Eigenschaften liegt meist in dem Abriss des sogenannten Rückstroms der Inversdiode bei hohen Stromänderungsgeschwindigkeiten di/dt, welcher im Zusammenwirken mit immer vorhandenen parasitären Induktivitäten zu Überspannungen führt. Dadurch können Oszillationen und damit verbunden auch eine Verschlechterung der EMV-Eigenschaften oder eine Zerstörung des Schalters verbunden sein. Außerdem führt der fließende Rückstrom zu einer dynamischen Aufsteilung des elektrischen Feldes im Leistungshalbleiterbauelement und dadurch zu einer dynamisch reduzierten Sperrfähigkeit. Dieser Effekt wirkt sich besonders kritisch im Randabschluss des Leistungshalbleiterbauelements aus, wobei im ungünstigsten Fall es zur Zerstörung des Leistungsschalters, aufgrund des Überschreitens des Sperrvermögens kommen kann.One cause of this limitation of the properties lies mostly in the demolition of the so-called reverse current of the inverse diode at high current change rates di / dt, which leads to overvoltages in conjunction with parasitic inductances which are always present. As a result, oscillations and, associated therewith, a deterioration of the EMC properties or destruction of the switch can be connected. In addition, the flowing return current leads to a dynamic division of the electric field in the power semiconductor component and thereby to a dynamically reduced blocking capability. This effect has a particularly critical effect in the edge termination of the power semiconductor component, wherein in the worst case, it can lead to the destruction of the circuit breaker, due to the exceeding of the blocking capacity.

Diese Gefahren für Leistungshalbleiterbauelement bzw. Leistungsschalter werden durch geeignete Positionierung und Lokalisierung der erfindungsgemäßen Ladungsträgerrekombinationszonen überwunden. Dabei verringert die erhöhte Rekombination die in der Inversdiode gespeicherte Ladung. Es werden also durch die Ladungsträgerrekombinationszone geringere Schaltverluste verursacht, sowie die Rückstromspitze in ihrem Betrag deutlich abgesenkt. In vorteilhafter Weise wird ein Abriss des Rückstroms aus einer geringeren Stromhöhe zu einer verringerten Amplitude der Überspannung bzw. von schädlichen Oszillationen führen. Für die Realisierung eines Rückstromverlaufs ohne Abriss, aufgrund von erfindungsgemäßen unterschiedlichen Ladungsträgerlebensdauerbereichen ist es jedoch essentiell, eine Ladungsträgerverteilung im Bauelement zu realisieren, welche auf Seiten der Anode bzw. der Sourcezone oder der Emitterzone eine geringere Trägerdichte aufweist, als auf Seiten der Katode bzw. der Drainzone oder der Kollektorzone. Dazu wird an dieser Stelle mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ladungsträgerrekombinationszone die Ladungsträgerlebensdauer abgesenkt.These dangers for the power semiconductor component or circuit breaker are overcome by suitable positioning and localization of the charge carrier recombination zones according to the invention. The increased recombination reduces the charge stored in the inverse diode. Thus, lower switching losses are caused by the charge carrier recombination zone, and the amount of reverse current peak is significantly reduced. Advantageously, a demolition of the return current from a lower current level will lead to a reduced amplitude of the overvoltage or harmful oscillations. However, it is essential to realize a charge carrier distribution in the component which has a lower carrier density on the anode or source zone or emitter zone side than on the cathode side or on the cathode side for the realization of a reverse current profile without demolition, due to different charge carrier lifetime ranges according to the invention Drainage zone or the collector zone. For this purpose, the charge carrier lifetime is lowered at this point with the aid of the charge carrier recombination zone according to the invention.

Damit lassen sich die Eigenschaften der Freilaufdiode auf vergleichsweise einfache Art verbessern, indem sowohl das Auftreten des Rückstromabrisses zu höheren di/dt als bisher üblich verschoben wird, und auch die Höhe des Rückstroms durch die Ladungsträgerrekombinationszonen deutlich reduziert wird. Dabei wird, ähnlich wie bei diskreten bipolaren schnellen Freilaufdioden, die Ladungsträgerlebensdauer im Bereich des pn-Übergangs mit Hilfe einer Bestrahlung bzw. Ionenimplantation mit hoch energetischen Teilchen gezielt herabgesetzt. Durch die abgesenkte Ladungsträgerlebensdauer in der Ladungsträgerrekombinationszone lässt sich im Durchlassfall der Diodenstruktur eines Leistungshalbleiterbauelements eine vergleichsweise kleinere Ladungsträgerdichte am pn-Übergang einstellen. Die verminderte Ladungsträgerdichte, aufgrund einer geeignet angeordneten Ladungsträgerrekombinationszone, ist gleichzeitig eine Voraussetzung für eine Verringerung der Speicherladung und auch für eine Verringerung der Rückstromspitze, sowie für ein sogenanntes ”softes” Schaltverhalten der Diodenstruktur des Leistungshalbleiterbauelements in einem weiten Strombereich. Thus, the characteristics of the freewheeling diode can be improved in a comparatively simple manner, by both the occurrence of the reverse current break is shifted to higher di / dt than previously customary, and also the amount of the return current is significantly reduced by the charge carrier recombination. In this case, similar to discrete bipolar fast freewheeling diodes, the charge carrier lifetime in the region of the pn junction is selectively reduced by means of irradiation or ion implantation with high-energy particles. Due to the lowered charge carrier lifetime in the charge carrier recombination zone, a comparatively smaller charge carrier density at the pn junction can be set when the diode structure of a power semiconductor component passes through. The reduced carrier density, due to a suitably arranged charge carrier recombination zone, is at the same time a prerequisite for a reduction of the storage charge and also for a reduction of the reverse current peak, as well as for a so-called "soft" switching behavior of the diode structure of the power semiconductor device in a wide current range.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Ladungsträgerrekombinationszonen lokal angehäufte Punktdefekte mit Argonionen im Halbleiterkristallgitter auf. Aufgrund der weitaus höheren Atommasse des Argons gegenüber Wasserstoff- oder Heliumionen ist die Reichweite von Argon bei gleicher Bestrahlungsenergie deutlich geringer, als die Reichweite von Helium oder Wasserstoff, so das Argon für Hochspannungsbauelemente aufgrund der großen vertikalen Ausdehnung der Strukturen normalerweise keine Verwendung findet. Jedoch aufgrund der geringen Tiefe der Lage der p-Bodyzone moderner vertikaler Leistungs-MOSFETs, insbesondere der MOS-FET mit Grabenstrukturen und vertikaler Lage des pn-Übergangs im Bereich von 1 μm bis 1,5 μm, ist die Reichweite von Argonionen mit in üblicher Weise vorhandenen Hochenergie-Implanter bei Bestrahlungsenergien bis zu 3 MeV vollkommen ausreichend, um in dem angegebenen Tiefenbereich eine Ladungsträgerrekombinationszone zu implantieren.In a preferred embodiment of the invention, the charge carrier recombination zones have locally accumulated point defects with argon ions in the semiconductor crystal lattice. Due to the much higher atomic mass of argon compared to hydrogen or helium ions, the range of argon at the same irradiation energy is significantly lower than the range of helium or hydrogen, so that argon is normally not used for high voltage devices due to the large vertical extent of the structures. However, due to the shallow depth of the p-body zone location of modern vertical power MOSFETs, in particular the MOS FET with trench structures and vertical pn junction location in the range of 1μm to 1.5μm, the range of argon ions is more common High energy implanter existing at irradiation energies up to 3 MeV completely sufficient to implant in the specified depth range, a charge carrier recombination zone.

Außerdem ist es von besonderem Vorteil bei diesen Bauelementen, dass die Möglichkeit besteht, die Ladungsträgerlebensdauereinstellung innerhalb des Fertigungsablaufs ohne zeitliche Verzögerungen und ohne transportbedingte Risiken zu integrieren, wodurch erhebliche Kosten gegenüber einer Protonen- oder Heliumimplantation vermieden werden können. Argon bietet sich als zu implantierendes Material besonders an, da das Gas auf vielen Fertigungsimplantern bereits verfügbar ist, um aus dem Strahlgang deponierte Verunreinigungen der sonst implantierten Atome zu entfernen. Der noch größere fertigungstechnische Vorteil für Argon liegt darin, dass die schweren Ionen bei Implantationen im Energiebereich von einigen MeV (Megaelektronenvolt) noch zu keiner erhöhten Strahlenbelastung für die Mitarbeiter führen und somit keine besonderen Abschirmmaßnahmen erforderlich sind, oder entsprechende Kontrollbereiche im Fertigungsbereich erfordern.In addition, it is of particular advantage in these devices that it is possible to integrate the charge carrier lifetime adjustment within the manufacturing process without time delays and without transportation-related risks, thereby avoiding significant costs over proton or helium implantation. Argon is particularly suitable as a material to be implanted because the gas is already available on many manufacturing implants to remove impurities deposited from the beam path of the otherwise implanted atoms. The even greater manufacturing advantage for argon is that the heavy ions in implantations in the energy range of a few MeV (Megaelektronenvolt) still lead to no increased radiation exposure for employees and thus no special shielding measures are required, or require appropriate control areas in the manufacturing sector.

Bei dem Einsatz einer Protonenimplantation muss bereits im Bereich von etwa 200 keV mit einer Generation von harten Röntgenstrahlung gerechnet werden, und Heliumimplantationen führen zur Generation von Neutronenstrahlung, was ebenfalls erhebliche Abschirmmaßnahmen und entsprechend vorbereitete Kontrollbereiche in der Fertigung erfordert. Somit lassen sich Halbleiterbauelemente mit Ladungsträgerrekombinationszonen aufgrund von Argonimplantationen preiswerter herstellen. Außerdem zeigen Vergleiche von Strukturen von Leistungshalbleiterbauelementen, die mit Argonimplantation erzeugten Ladungsträgerrekombinationszonen aufweisen und von Leistungshalbleiterbauelementen ohne derartige Zonen in Bezug auf das Abschalten der Inversdiode eine vorteilhafte Verringerung der Speicherladung sowie eine Verringerung der Rückstromspitze.With the use of a proton implantation, a generation of hard X-rays must already be expected in the region of about 200 keV, and helium implantation leads to the generation of neutron radiation, which also requires considerable shielding measures and appropriately prepared control areas in production. Thus, semiconductor devices with carrier recombination zones can be manufactured more cheaply due to argon implantations. In addition, comparisons of structures of power semiconductor devices having argon implantation generated charge carrier recombination zones and of power semiconductor devices without such zones in terms of switching off the inverse diode exhibit a favorable reduction in storage charge as well as a reduction in the return current spike.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Ladungsträgerrekombinationszonen lokal angehäufte Punktdefekte mit Heliumionen im Halbleiterkristallgitter auf. Trotz der oben erwähnten Nachteile der Generierung von Neutronen bei einer Implantation von Heliumionen zur Erzeugung lokaler Ladungsträgerrekombinationszentren in der Bodyzone ist ein Vorteil darin zu sehen, dass für die gleiche Reichweite wie beim Argon, Helium lediglich eine Implantationsenergie von 850 bis 1055 keV erfordert. Damit lassen sich bereits Ladungsträgerlebensdauerabsenkungen in Mikrosekunden von deutlich unter 0,1 μs erreichen, gegenüber typisch 10 μs bis 200 μs in den nicht über eine Ladungsträgerrekombinationszone verfügenden benachbarten Driftzonen des Leistungshalbleiterbauelements. Somit kann durch Anhäufung von Punktdefekten mit Heliumionen im Halbleiterkristallgitter ein optimierter Rückstromverlauf für das Leistungshalbleiterbauelement erreicht werden.In a further embodiment of the invention, the charge carrier recombination zones have locally accumulated point defects with helium ions in the semiconductor crystal lattice. Despite the above-mentioned disadvantages of generating neutrons upon implantation of helium ions to generate local charge carrier recombination centers in the body zone, one advantage is that for the same range as argon, helium requires only an implantation energy of 850 to 1055 keV. Thus, it is already possible to achieve carrier lifetime reductions in microseconds of well below 0.1 μs, compared to typically 10 μs to 200 μs in the adjacent drift zones of the power semiconductor component which do not have a charge carrier recombination zone. Thus, by accumulating point defects with helium ions in the semiconductor crystal lattice, an optimized reverse current profile for the power semiconductor component can be achieved.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Ladungsträgerrekombinationszone lokal angehäufte Punktdefekte mit Wasserstoffionen bzw. Protonen im Halbleiterkristallgitter auf. Für die Erzeugung derartiger Ladungsträgerrekombinationszonen sind bei geplanten Eindringtiefen in Mikrometern von 1,5 μm bis 4,5 μm in Silizium Implantationsenergien zwischen 200 keV und 600 keV erforderlich, was wiederum geringer ist, als bei einer Implantation von Argon und/oder von Helium. Allerdings ist die mit der Protonenimplantation verbundene Generierung von Röntgenstrahlung von Nachteil und erfordert entsprechende Abklingzeiten und entsprechende Abschirmmaßnahmen bei der Fertigung derartiger Halbleiterbauelemente.In a further embodiment of the invention, the charge carrier recombination zone has locally accumulated point defects with hydrogen ions or protons in the semiconductor crystal lattice. For the generation of such charge carrier recombination zones implantation energies between 200 keV and 600 keV are required at planned penetration depths in micrometers of 1.5 microns to 4.5 microns in silicon, which in turn is less than with an implantation of argon and / or helium. However, the generation of X-rays associated with the proton implantation is disadvantageous and requires corresponding decay times and corresponding shielding measures in the manufacture of such semiconductor devices.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ladungsträgerrekombinationszonen lokal angehäufte Punktdefekte mit Schwermetallionen, vorzugsweise Platinionen, im Halbleiterkristallgitter aufweisen. Bei der Ladungsträgerlebensdauerabsenkung mittels Platin ist es von besonderem Vorteil, dass diese zu generell sehr kleinen Sperrströmen der Leistungshalbleiterbauelemente führt und es tritt bei der Platinimplantation bzw. -diffusion keine Belastung von Gate- und/oder Feldoxiden auf, so dass auch keine besonderen Maskierungsmaßnahmen oder Ausheilmaßnahmen getroffen werden müssen. Prinzipiell kann Platin auch für Ladungsträgerrekombinationszentren zur Verbesserung des Schaltverhaltens einer p-Bodydiode bei Hochvolt-MOS-Bauelementen eingesetzt werden, besonders wenn die Dioden-Durchlassspannung der Body-Diode nicht beliebig steigen soll.In a further embodiment of the invention, it is provided that the charge carrier recombination zones have locally accumulated point defects with heavy metal ions, preferably platinum ions, in the semiconductor crystal lattice. In the case of charge carrier lifetime reduction by means of platinum, it is of particular advantage that this leads to generally very small blocking currents of the power semiconductor components and no loading of gate and / or field oxides occurs during platinum implantation or diffusion, so that no special masking measures or annealing measures are required must be taken. In principle, platinum can also be used for charge carrier recombination centers to improve the switching behavior of a p-body diode in high-voltage MOS components, especially if the diode forward voltage of the body diode should not rise arbitrarily.

Hier ist es von Vorteil, wenn im Bereich der Zelle und des Bodygebietes eine starke Ladungsträgerlebensdauerabsenkung auf deutlich unter 0,1 μs vorgenommen wird, während in der Driftstrecke eine mäßige Ladungsträgerlebensdauerabsenkung herrscht, so dass dort noch Ladungsträgerlebensdauern von 0,5 μs bis 5 μs vorhanden sind. Durch das Implantieren von Platin lassen sich Ladungsträgerlebensdauern einstellen, die denen von Freilaufdioden entsprechen, was ebenfalls einen optimierten Rückstromverlauf erwarten lässt. Schließlich führt eine Ausdiffusion von Platin, sowohl in lateraler als auch in vertikaler Richtung bei Hochvolt-Leistungshalbleiterbauelementen zu einer Absenkung der Ladungsträgerkonzentration entlang der gesamten Oberseite und damit zu einer nochmals reduzierten Rückstromspitze des Halbleiterbauelements. Erfolgt eine nennenswerte laterale Ausdiffusion des Platins, insbesondere auf unter die Bereiche des Randabschlusses eines Leistungshalbleiterbauelements, so lässt sich sowohl für MOSFETs als auch für IGBTs die Schaltrobustheit der Randstrukturen verbessern, da weniger Speicherladung beim Abschalten entfernt werden muss.Here, it is advantageous if in the area of the cell and the body area a strong charge carrier lifetime reduction is made to well below 0.1 .mu.s, while in the drift path a moderate charge carrier lifetime reduction prevails, so that there are still carrier lifetimes of 0.5 .mu.s to 5 .mu.s are. By implanting platinum, carrier lifetimes can be set that correspond to those of freewheeling diodes, which also leads to an optimized reverse current curve. Finally, an outdiffusion of platinum, both in the lateral and in the vertical direction in high-voltage power semiconductor components leads to a lowering of the charge carrier concentration along the entire top and thus to a further reduced reverse current peak of the semiconductor device. If there is a significant lateral outdiffusion of the platinum, in particular below the regions of the edge termination of a power semiconductor component, then the switching robustness of the edge structures can be improved both for MOSFETs and for IGBTs since less memory charge must be removed when switching off.

Im Fall von Ladungskompensationsbauelementen kann die Raumladungszone bereits bei Spannungen deutlich unter der Zwischenkreisspannung praktisch das gesamte Halbleiterbauelement von Ladungsträgern ausräumen, so dass es prinzipiell bei derartigen Kompensationsbauelementen zum Stromabriss kommen würde. Deshalb ist es hier von Vorteil, dass die Trägerüberschwemmung aus einem niedrigen Rückstromniveau erfolgt, um möglichst geringe Störungen zu bekommen. Die Rückstromhöhe wird jedoch bei geschalteten Dioden in erster Linie durch die Effektivität des Anodenemitters bestimmt, so dass eine Ladungsträgerlebensdauerabsenkung mit Hilfe einer dort angeordneten Ladungsträgerrekombinationszone in unmittelbarer Nähe der Bodyzone von besonderem Vorteil bei Ladungskompensationsbauelementen ist.In the case of charge compensation components, even at voltages well below the intermediate circuit voltage, the space charge zone can virtually eliminate the entire semiconductor component of charge carriers, so that, in principle, current breakdown would occur in the case of such compensation components. Therefore, it is of advantage here that the carrier flooding is carried out from a low return current level, in order to get the least possible disturbances. However, the return current level is determined in the case of switched diodes primarily by the effectiveness of the anode emitter, so that a charge carrier lifetime reduction by means of a charge carrier recombination zone arranged there in the immediate vicinity of the body zone is of particular advantage in the case of charge compensation components.

Deshalb sind bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ladungsträgerrekombinationszonen in Bodyzonen eines IGBTs oder eines MOSFET-Leistungshalbleiterbauelements oberhalb der Raumladungszone der pn-Übergänge von Bodyzonen zu Driftzonen angeordnet. Dabei sind die Konzentrationen in den Ladungsträgerrekombinationszonen für Wasserstoff-, Helium-, Argon- oder Schwermetallionen im Bereich von 1013 cm–3 ≤ NI ≤ 1017 cm–3. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden diese Ladungsträgerrekombinationszonen in Bodyzonen eines IGBTs oder eines MOS-Leistungsbauelements mit einer in einer Grabenstruktur angeordneten Gatezone oberhalb der Raumladungszonen der pn-Übergänge von Bodyzone zu Driftzone einer Driftstrecke angeordnet.Therefore, in a further preferred embodiment of the invention, the charge carrier recombination zones are arranged in body zones of an IGBT or of a MOSFET power semiconductor component above the space charge zone of the pn junctions from body zones to drift zones. The concentrations in the charge carrier recombination zones for hydrogen, helium, argon or heavy metal ions are in the range of 10 13 cm -3 ≦ N I ≦ 10 17 cm -3 . In a further embodiment of the invention, these charge carrier recombination zones are arranged in body zones of an IGBT or of a MOS power component with a gate zone arranged in a trench structure above the space charge zones of the pn junctions from body zone to drift zone of a drift path.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn sich die Bodyzone in Richtung auf das hochdotierte Halbleitersubstrat mit zunehmender Tiefe verbreitert und die in der Bodyzone angeordnete Ladungsträgerrekombinationszone das Gateoxid der in der Grabenstruktur angeordneten Gatezone in einer tulpenförmigen Grabenstruktur nicht berührt. Dieses ist möglich, wenn die Ladungsträgerrekombinationszone über Kontaktöffnungen eines Zwischenoxids eingebracht wird, da die lichte Weite der Kontaktöffnung der Zwischenzone geringer ist, als die in der Tiefe zunehmende und sich verbreiternde Bodyzone.In this case, it is particularly advantageous if the body zone widens in the direction of the highly doped semiconductor substrate with increasing depth and the charge carrier recombination zone arranged in the body zone does not touch the gate oxide of the gate zone arranged in the trench structure in a tulip-shaped trench structure. This is possible when the charge carrier recombination zone is introduced via contact openings of an intermediate oxide, since the inside diameter of the contact opening of the intermediate zone is smaller than the depth-increasing and widening body zone.

In Einzelfällen kann die Ladungsträgerlebensdauer durch erfindungsgemäße Ladungsträgerrekombinationszonen auf wenige Nanosekunden heruntergedrückt werden. Vorzugsweise weist jedoch die Ladungsträgerlebensdauer in den erfindungsgemäßen Ladungsträgerrekombinationszonen einen Wert auf, der geringer als 0,25 μs ist.In individual cases, the charge carrier lifetime can be reduced to a few nanoseconds by charge carrier recombination zones according to the invention. However, the charge carrier lifetime in the charge carrier recombination zones according to the invention preferably has a value which is less than 0.25 μs.

Ferner ist es vorgesehen, die Ladungsträgerrekombinationszonen in ”latch-up” gefährdeten Bereichen eines IGBTs oder eines MOS-Leistungsbauelements anzuordnen. In diesen Bereichen könnte sonst durch das unkontrollierte Einschalten eines parasitären Bipolartransistors die Steuerbarkeit des Haupttransistors verloren gehen, was zu dessen Zerstörung führt und sich analog dem Einrasten einer Vierschichtstruktur, was auch als ”latch-up” bezeichnet werden kann, auswirkt. Dabei werden die Ladungsträgerrekombinationszonen benachbart zu pn-Übergängen derartiger Halbleiterbauelemente in der Weise angeordnet, dass die Ladungsträgerrekombinationszonen nicht unmittelbar im Bereich von Raumladungszonen angeordnet werden. Andererseits werden für Lawinendurchbruchgefährdete Halbleiterbauelemente die Ladungsträgerrekombinationszonen unkritische Bereiche eines Halbleiterkörpers gelegt, um die Lawineneffektdurchbrüche in diesen unkritischen Bereichen zu lokalisieren.Furthermore, provision is made for arranging the charge carrier recombination zones in "latch-up" endangered areas of an IGBT or of a MOS power component. Otherwise, the controllability of the main transistor could be lost in these areas due to the uncontrolled switching on of a parasitic bipolar transistor, which leads to its destruction and analogous to the engagement of a four-layer structure, which can also be referred to as a "latch-up" effect. In this case, the charge carrier recombination zones are arranged adjacent to pn junctions of such semiconductor devices in such a way that the charge carrier recombination zones are not arranged directly in the region of space charge zones. On the other hand, for avalanche breach are at risk Semiconductor devices, the charge carrier recombination zones uncritical areas of a semiconductor body to locate the avalanche effect breakthroughs in these non-critical areas.

Ein Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterbauelementen, insbesondere Leistungshalbleiterbauelementen mit Ladungsträgerrekombinationszonen, weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Halbleiterwafer aus einem Halbleiterkörper mit einer Vielzahl in Zeilen und Spalten angeordneter Halbleiterchippositionen hergestellt. Anschließend werden Halbleiterbauelementstrukturen in den Halbleiterchippositionen realisiert. Schließlich werden selektiv vergrabende Ladungsträgerrekombinationszonen in den Halbleiterkörper in der Nachbarschaft von Raumladungszonen eingebracht, wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen eine derart hohe Temperaturfestigkeit aufweisen, dass sie bei nachfolgenden Metallisierungs- und/oder Lötprozessen lokal beständig sind. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die in einem Zwischenoxid auf dem Halbleiterwafer vorhandenen Kontaktöffnungen für die nachfolgenden Metallisierungsschritte bereit stehen, um durch diese Kontaktöffnungen lokal Ladungsträgerrekombinationszentren im Halbleiterkörper als vergrabene Schicht anzuordnen.A method for producing a plurality of semiconductor components, in particular power semiconductor components with charge carrier recombination zones, comprises the following method steps. First, a semiconductor wafer is made of a semiconductor body having a plurality of semiconductor chip positions arranged in rows and columns. Subsequently, semiconductor device structures in the semiconductor chip positions are realized. Finally, selectively burying charge carrier recombination zones are introduced into the semiconductor body in the vicinity of space charge zones, wherein the charge carrier recombination zones have such a high temperature resistance that they are locally stable in subsequent metallization and / or soldering processes. This method has the advantage that the contact openings present in an intermediate oxide on the semiconductor wafer are ready for the subsequent metallization steps in order to locally arrange charge carrier recombination centers in the semiconductor body as a buried layer through these contact openings.

Dazu wird vorzugsweise in den Halbleiterkörper mittels Ionenimplantation eine mittlere Dosis DI im Bereich von 1 × 1010 cm–2 ≤ DI 1 × 1014 cm–2 aus Argonionen, Heliumionen, Wasserstoffionen und/oder Schwerionen unter Bildung von Anhäufungen von Punktdefekten in der Bragg'schen Abbremszone der Ionen in benachbarten Bereichen zu Raumladungszonen der Halbleiterbauelementstrukturen eingebracht. Bei der Implantation entstehen im bestrahlten Bereich vor der Bragg'schen Abbremszone bereits Defekte, die jedoch bei derart niedrigen Dosen größtenteils ausgeheilt werden können. Dabei hängt das Auftreten von derartigen Defekten im Kristallgitter auch von der Art und Größe der implantierten Ionen ab, so dass bei Argonionen bei gleicher Dosis deutlich mehr Defekte im durchstrahlten Kristallbereich auftreten, als beispielsweise bei Protonen oder Heliumionen.For this purpose, preferably in the semiconductor body by means of ion implantation, an average dose D I in the range of 1 × 10 10 cm -2 ≦ D I 1 × 10 14 cm -2 of argon ions, helium ions, hydrogen ions and / or heavy ions to form clusters of point defects in the Bragg deceleration zone of the ions introduced in adjacent areas to space charge zones of the semiconductor device structures. During implantation, defects already occur in the irradiated area in front of the Bragg deceleration zone, but these can be healed for the most part at such low doses. The occurrence of such defects in the crystal lattice also depends on the type and size of the implanted ions, so that significantly more defects in the irradiated crystal region occur with argon ions at the same dose than, for example, with protons or helium ions.

Dennoch können die erwähnten Implantierungsstoffe derart gesteuert werden, dass sie unterhalb eines hochdotierten p-Gebietes, aber noch im p-Bodygebiet von Leistungshalbleiterbauelementen ihre sogenannte Stoppzone bzw. die Bragg'sche Abbremszone erreichen und dort lokal für die meisten Gitterfehlstellen sorgen, so dass dort die Ladungsträgerlebensdauer aufgrund der entstehenden Ladungsträgerrekombinationszonen herabgesetzt wird. Bei entsprechend hoher Kristallgitterfehlstellendosis trägt nur der unterhalb der geschädigten Zone liegende Teil der p-Dotierung zur Emitterwirkung der Inversdiode bei. Gleichzeitig wird durch die Lage der Ladungsträgerrekombinationszone dafür gesorgt, dass die Raumladungszone im Sperrfall vor der Ladungsträgerrekombinationszone stoppt und damit zu einem weniger stark erhöhten Sperrstrom beiträgt, als wenn die Ladungsträgerrekombinationszone direkt in der Raumladungszone des pn-Übergangs angeordnet wird.Nevertheless, the mentioned implantation materials can be controlled so that they reach their so-called stop zone or the Bragg deceleration zone below a highly doped p-region, but still in the p-body region of power semiconductor devices, where they locally provide most of the lattice defects, so that there Charge carrier life is reduced due to the resulting charge carrier recombination zones. With a correspondingly high crystal lattice defect dose, only the part of the p-doping lying below the damaged zone contributes to the emitter effect of the inverse diode. At the same time, the position of the charge carrier recombination zone ensures that the space charge zone stops in the blocking case before the charge carrier recombination zone and thus contributes to a less increased reverse current than if the charge carrier recombination zone is located directly in the space charge zone of the pn junction.

Für das selektive Einbringen von vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen werden in einem bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens Schwermetalle, vorzugsweise Platin, in den Halbleiterkörper mit Implantationsenergien EP von 40 keV ≤ EP ≤ 200 keV eingebracht. Bereits bei dieser niedrigen Implantationsenergie gelingt es, Platin benachbart zu dem pn-Übergang der Bodyzonen zu den Driftzonen einzubringen, ohne die Ladungsträgerlebensdauer in der Raumladungszone zu vermindern. Nach dem Einbringen der Atome mittels Ionenimplantation folgt eine Temperaturbehandlung.For the selective introduction of buried charge carrier recombination zones, in a preferred implementation example of the method, heavy metals, preferably platinum, are introduced into the semiconductor body with implantation energies E P of 40 keV ≦ E P ≦ 200 keV. Already at this low implantation energy it is possible to introduce platinum adjacent to the pn junction of the body zones to the drift zones, without reducing the charge carrier lifetime in the space charge zone. After introduction of the atoms by means of ion implantation, a temperature treatment follows.

In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird die Implantation von Schwermetallen, wie Platin, durch zusätzliches Erzeugen von Kristalldefekten mittels Ionenimplantation von Protonen-, Helium- und/oder Argonionen in dem Halbleiterkörper derart gestützt, dass nach einer Temperaturbehandlung nahezu kastenförmige vergrabene Ladungsträgerrekombinationszonen im Halbleiterkörper gebildet werden. Dieses ist von besonderem Vorteil bei Leistungshalbleiterbauelementen mit Grabenstrukturen, da durch die Grabenstrukturen der Löcherabfluss während eines IGBT-Betriebs in Richtung auf die Body- und Sourcezone behindert wird, was zum Trägerstau und zu niedrigeren Durchlassverlusten führt. Der Großteil der Ladungsträgerlebensdauerverminderung soll daher im Bereich zwischen den Grabenstrukturen liegen und für entsprechend minimierte IGBT-Durchlassverluste die Überschwemmung im Bereich unterhalb des nicht angeschlossenen p-leitenden Kompensationsgebietes möglichst wenig berühren.In a further implementation example of the method, the implantation of heavy metals, such as platinum, by additionally generating crystal defects by ion implantation of proton, helium and / or argon ions in the semiconductor body is supported such that after a temperature treatment almost box-shaped buried charge carrier recombination zones are formed in the semiconductor body , This is of particular advantage in power semiconductor devices with trench structures because the trench structures impede hole drainage during IGBT operation toward the body and source regions, resulting in carrier congestion and lower conduction losses. The majority of the charge carrier lifetime reduction should therefore be in the region between the trench structures and, for correspondingly minimized IGBT forward losses, the flooding in the region below the unconnected p-type compensation region should touch as little as possible.

Deshalb ist eine kastenförmige Ladungsträgerrekombinationszone vorteilhaft, wobei für eine gewollte Beeinflussung einer Trägerüberschwemmung an der Halbleiterchipoberseite die Diffusionsfront des Platins auch etwas weiter in Richtung auf die n–-leitende Driftzone verschoben werden kann. Dazu wird in vorteilhafter Weise in die offenen Kontaktlöcher eines IGBTs Platin implantiert. Die Eindringtiefe in das Silizium beträgt bei typischen Energien von Hochstromimplantern zwischen 40 keV etwa 25 bis 44 Nanometer. Die Reichweite in dem maskierenden Zwischenoxid ist minimal geringer. Nach der Implantation kann eine Überätzende Reinigung durchgeführt werden, die das Zwischenoxid zwar dünnt, aber den größten Teil des Halbleiterwafers wieder frei von Platin macht und somit das Kontaminationsrisiko für die weiteren Fertigungsschritte reduziert. Nach dem Einbringen des Platins kann ein kurzer Temperschritt auch ”flash annealing” genannt bei hoher Temperatur erfolgen, wobei Temperaturen von 800°C bis 900°C für 5 bis 20 Sekunden auf den Halbleiterwafer einwirken.Therefore, a box-shaped charge carrier recombination zone is advantageous, and for a deliberate influence of a carrier flooding on the semiconductor chip top side, the diffusion front of the platinum can also be displaced slightly further in the direction of the n - -type drift zone. For this purpose, platinum is advantageously implanted in the open contact holes of an IGBT. The penetration depth into the silicon at typical energies of high current implanters between 40 keV is about 25 to 44 nanometers. The range in the masking intermediate oxide is minimally lower. After implantation, an over-etching cleaning can be performed, which thins the intermediate oxide, but makes most of the semiconductor wafer platinum-free and thus the risk of contamination for the reduced further manufacturing steps. After the introduction of the platinum, a short annealing step can also be called "flash annealing" at high temperature, with temperatures of 800 ° C to 900 ° C for 5 to 20 seconds acting on the semiconductor wafer.

Ein selektives Einbringen von vergrabenen Ladungsträgern kann auch durch Implantation von Wasserstoffionen bzw. Protonen in den Halbleiterkörper mit Implantationsenergien EW von 200 keV ≤ EW 600 keV erfolgen. Diese eingeschossenen Teilchen erzeugen durch Wechselwirkung mit den Atomen des Halbleiterkristalls Kristallgitterfehler, wobei das Maximum der erzeugten Kristallschädigung im Bereich der Bragg'schen Abbremszone der Ionen liegt, also in einem Bereich einer mittleren Reichweite, die von der Bestrahlungsenergie und der Masse der eingeschossenen Teilchen abhängt. Diese künstlich erzeugten Kristallfehler wirken elektronisch als Ladungsträgerrekombinationszonen und lassen sich damit zur gezielten Einstellung der Ladungsträgerlebensdauer verwenden. Zur Stabilisierung der Defektzusammensetzung und auch zur Ausheilung unerwünschter Defekte im durchstrahlten Bereich ist anschließend ein Ausheilschritt vorteilhaft, der bei Wasserstoffionenimplantation, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von etwa 200°C bis 400°C, für eine Dauer von etwa 30 Minuten bis 2 Stunden liegt.A selective introduction of buried charge carriers can also be effected by implantation of hydrogen ions or protons into the semiconductor body with implantation energies E W of 200 keV ≦ E W 600 keV. These injected particles generate crystal lattice defects by interaction with the atoms of the semiconductor crystal, with the maximum of the generated crystal damage being in the region of the Bragg deceleration zone of the ions, ie in an area of medium range which depends on the irradiation energy and the mass of the injected particles. These artificially generated crystal defects act electronically as charge carrier recombination zones and can thus be used for the targeted adjustment of the charge carrier lifetime. In order to stabilize the defect composition and also to heal unwanted defects in the irradiated region, an annealing step is advantageous, which is in the case of hydrogen ion implantation, preferably in a temperature range of about 200 ° C. to 400 ° C., for a duration of about 30 minutes to 2 hours.

Die genaue Ausheiltemperatur hängt dabei von der gewünschten Zusammensetzung der Ladungsträgerrekombinationszonen und eventuell von nachfolgenden Prozessschritten mit weiteren thermischen Behandlungen, wie zum Beispiel das Aufbringen von Metallisierungen sowie von Lotprozessen, ab. Anstelle von Wasserstoffionen können auch Heliumionen eingesetzt werden. Die werden jedoch vorzugsweise bei Implantationsenergien EH von 600 keV ≤ EH ≤ 1,5 MeV durchgeführt. Sowohl bei der Verwendung von Wasserstoffionen bzw. Protonen, als auch bei der Verwendung von Heliumionen wird mit Implantationsenergien gearbeitet, die im Falle der Wasserstoffionen harte Röntgenstrahlen generieren und im Fall der Heliumionen Neutronen freisetzen, so dass nach der Implantation eine Abklingzeit abzuwarten ist, oder besonders hohe Abschirmmaßnahmen notwendig sind, um Strahlenschäden beim Bedienpersonal zu vermeiden. Dem gegenüber haben Implantationen mit Argonionen, die bei Implantationsenergien EA von 1,5 MeV ≤ EA ≤ 3 MeV erfolgen, den Vorteil, dass derartige Strahlenbelastungen nicht auftreten. Darüber hinaus können beim anschließenden Tempern Leerstellen- und Fremdstoffdefekte, insbesondere Leerstellen, Doppelleerstellen sowie Leerstellen/Sauerstoffkomplexe im durchstrahlten Bereich weistestgehend ausgeheilt werden, so dass die geplanten Ladungsträgerrekristallisationszonen übrig bleiben.The exact annealing temperature depends on the desired composition of the charge carrier recombination zones and possibly on subsequent process steps with further thermal treatments, such as the application of metallizations and solder processes. Instead of hydrogen ions and helium ions can be used. However, they are preferably performed at implantation energies E H of 600 keV ≦ E H ≦ 1.5 MeV. Both in the use of hydrogen ions or protons, as well as in the use of helium ions are working with implantation energies that generate in the case of hydrogen ions hard X-rays and in the case of helium ions release neutrons, so that after implantation a cooldown is to wait, or especially high shielding measures are necessary to prevent radiation damage to the operator. In contrast, implantations with argon ions, which occur at implantation energies E A of 1.5 MeV ≦ E A ≦ 3 MeV, have the advantage that such radiation exposures do not occur. In addition, in the subsequent annealing, vacancy defects and foreign substance defects, in particular vacancies, double defects as well as vacancies / oxygen complexes in the irradiated region, can be completely healed, so that the planned charge carrier recrystallization zones remain.

Durch das Einbringen der vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen können auch Schwachstellen in die Halbleiterbauelemente des Halbleiterwafers eingebaut werden, die in durchbruchspannungsgefährdeten Halbleiterbauelementen in unkritischen Bereichen angeordnet werden. Andererseits ist es auch möglich, insbesondere bei einer Platindotierung, den Aufbau einer Ladungsträgerrekombinationszone durch zusätzliches Implantieren von Helium- oder Wasserstoffionen zu fördern, wobei durch die Helium- oder Wasserstoffionen zusätzliche Leerstellen im Halbleiterkristall geschaffen werden, auf die zinterstitiell angeordnete Platinatome positioniert werden können, so dass ein steiler Anstieg und steiler Abfall der Platinkonzentration zu einer nahezu kastenförmigen Ladungsträgerrekombinationszone führt.By introducing the buried charge carrier recombination zones, weak points can also be incorporated into the semiconductor components of the semiconductor wafer, which are arranged in break-through voltage-prone semiconductor components in noncritical regions. On the other hand, it is also possible, especially in the case of a platinum doping, to promote the formation of a charge carrier recombination zone by additional implantation of helium or hydrogen ions, helium or hydrogen ions creating additional vacancies in the semiconductor crystal onto which zinititially arranged platinum atoms can be positioned that a steep rise and steep drop in the platinum concentration leads to a nearly box-shaped charge carrier recombination zone.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung eine vergleichsweise einfach realisierbare Möglichkeit zur gezielten und über Kontaktöffnungen in der Zwischenoxidschicht selbstjustierende Einstellung lokaler Ladungsträgerlebensdauern im Bereich des Übergangs von einer p-Bodyzone zur n-Driftzone von Leistungshalbleiterbauelementen mit Hilfe der oben erwähnten Implantationsmaterialien liefert. Dabei wird das Ziel erreicht, das Schaltverhalten einer inversen Diode des MOSFETs zu verbessern und insbesondere die Speicherladung und damit die Schaltverluste, sowie die Rückstromspitze der Inversdiode zu verringern. Dabei werden die Ladungsträgerrekombinationszonen fertigungstechnisch derart angeordnet, dass eine Beeinflussung sowohl der Einsatzspannung, als auch des Sperrverhaltens vermieden wird.In summary, it can be stated that the invention provides a comparatively easily realizable possibility for the targeted adjustment of local charge carrier lifetimes in the region of the transition from a p-body zone to the n-drift zone of power semiconductor components via contact openings in the intermediate oxide layer with the aid of the abovementioned implantation materials. The goal is achieved to improve the switching behavior of an inverse diode of the MOSFET and in particular to reduce the storage charge and thus the switching losses, as well as the reverse current peak of the inverse diode. In this case, the charge carrier recombination zones are arranged in terms of production such that an influence on both the threshold voltage and the blocking behavior is avoided.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Leistungshalbleiterbauelement, einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a schematic cross section through a power semiconductor device, a first embodiment of the invention;

2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt des Leistungshalbleiterbauelements der ersten Ausführungsform der Erfindung; 2 shows a schematic cross section through a section of the power semiconductor device of the first embodiment of the invention;

3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Leistungshalbleiterbauelement, einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 3 shows a schematic cross section through a section of a power semiconductor device, a second embodiment of the invention;

4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Detail des Leistungshalbleiterbauelements der ersten Ausführungsform der Erfindung; 4 shows a schematic cross section through a detail of the power semiconductor device of the first embodiment of the invention;

5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Detail des Leistungshalbleiterbauelements der zweiten Ausführungsform der Erfindung; 5 shows a schematic cross section through a detail of the power semiconductor device of the second embodiment of the invention;

6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Modifikation des Leistungshalbleiterbauelements der ersten Ausführungsform der Erfindung; 6 shows a schematic cross-section through a portion of a modification of the power semiconductor device of the first embodiment of the invention;

7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Modifikation des Leistungshalbleiterbauelements der zweiten Ausführungsform der Erfindung. 7 shows a schematic cross-section through a portion of a modification of the power semiconductor device of the second embodiment of the invention.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Leistungshalbleiterbauelement 1, einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Leistungshalbleiterbauelement 1 weist einen Halbleiterkörper 4 auf, der auf einem hochdotierten Substrat 12 aufgebaut ist und auf seiner Rückseite 21 eine Metallisierung 22 für einen Drainkontakt D aufweist. Auf dem n+-leitenden Substrat 12 ist eine schwach- bis mitteldotierte n-leitende Driftzone 9 aufgebracht, die von komplementär p-leitenden Ladungskompensationszonen 14 umgeben ist. Auf der Oberseite 23 des Halbleiterkörpers 4 ist eine Source-Gate-Struktur angeordnet, die eine p-leitende Bodyzone 7 und eine die Bodyzone 7 umgebende Grabenstruktur 11 aufweist, wobei die Grabenstruktur 11 eine vertikale Gatezone 15 mit vertikal ausgerichtetem Gateoxid 13 aufweist. 1 shows a schematic cross section through a power semiconductor device 1 A first embodiment of the invention. The power semiconductor device 1 has a semiconductor body 4 on top of a heavily doped substrate 12 is built and on its back 21 a metallization 22 for a drain contact D has. On the n + -type substrate 12 is a weak to medium doped n-type drift zone 9 applied, that of complementary p-type charge compensation zones 14 is surrounded. On the top 23 of the semiconductor body 4 is arranged a source-gate structure, which is a p-type body zone 7 and one the bodyzone 7 surrounding trench structure 11 having the trench structure 11 a vertical gate zone 15 with vertically aligned gate oxide 13 having.

Eine Sourceelektrode 17 mit einem n+-leitenden Sourcegebiet ragt mit ihrer Metallisierung in die p-leitende Bodyzone 7 in einen hochdotierten p+-leitenden Bereich der Bodyzone 7 hinein. Die übrige Bodyzone ist schwach p-dotiert und bildet zu dem n-leitenden Driftgebiet einen pn-Übergang 8 aus. Dieser pn-Übergang 8 stellt beim Betrieb des Leistungshalbleiterbauelements 1 eine Inversdiode dar, die aufgrund der Ladungsträgerüberschwemmung im Durchlassbetrieb beim plötzlichen Umschalten in den Sperrbetrieb einen Stromabriss erfährt, der zu einer Überspannung und/oder hochfrequenten Oszillation von Überschwingungen beim Abschaltvorgang des Leistungshalbleiterbauelements 1 führen kann. Um diesem entgegen zu wirken, ist in der p-leitenden Bodyzone 7 eine Ladungsträgerrekombinationszone 3 angeordnet, die benachbart zum pn-Übergang 8 positioniert ist, jedoch nicht die Raumladungszone 5 des pn-Übergangs 8 hineinreicht, so dass Leckströme aufgrund der verminderten Ladungsträgerlebensdauer vermieden werden. In dieser Ausführungsform der Erfindung wurde die Ladungsträgerrekombinationszone 3 durch Implantieren von Platinionen in die Bodyzone bei zusätzlicher Implantation von Protonen erreicht.A source electrode 17 with an n + -type source region protrudes with its metallization in the p-type body zone 7 into a highly doped p + -type region of the bodyzone 7 into it. The remaining body zone is weakly p-doped and forms a pn junction to the n-type drift region 8th out. This pn junction 8th provides during operation of the power semiconductor device 1 an inverse diode, which undergoes a current interruption due to the charge carrier flooding in the forward mode when suddenly switching to the blocking operation, which leads to an overvoltage and / or high-frequency oscillation of overshoots during the shutdown process of the power semiconductor component 1 can lead. To counteract this is in the p-type body zone 7 a charge carrier recombination zone 3 arranged adjacent to the pn junction 8th is positioned, but not the space charge zone 5 of the pn junction 8th extends, so that leakage currents are avoided due to the reduced charge carrier lifetime. In this embodiment of the invention, the charge carrier recombination zone 3 by implanting platinum ions into the body zone with additional implantation of protons.

Dazu erreicht die Grabenstruktur für die Gatezone 15 eine Tiefe von 5 μm bis 6 μm. Durch diese Grabenzone wird der Löcherabfluss während des IGBT-Betriebs des Leistungshalbleiters 1 in Richtung Body/Source behindert, was zum Trägerstau und zu niedrigeren Durchlassverlusten führt. Der Großteil der Ladungsträgerlebensdauer vermindernden Zone liegt daher im Bereich zwischen den Gräben der vertikalen Gatezone 15. Für minimierte IGBT-Durchlassverluste wird das unterhalb der Grabenstruktur liegende, floatende Ladungskompensationsgebiet 14 möglichst nicht berührt. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine wünschenswerte, nahezu kastenförmige Ladungsrekombinationszone 3 verwirklicht, wobei mit einer gewollten Beeinflussung der Trägerüberschwemmung an der Halbleiterchipoberseite, zum Beispiel zur Reduktion von Schaltverzögerungszeiten, die Diffusionsfront des Platins auch etwas weiter in Richtung auf das n-Driftgebiet verschoben werden kann.This is achieved by the trench structure for the gate zone 15 a depth of 5 microns to 6 microns. This trench zone becomes the hole drain during IGBT operation of the power semiconductor 1 in the direction of Body / Source, which leads to carrier congestion and lower transmission losses. The majority of the charge carrier life-reducing zone is therefore in the region between the trenches of the vertical gate zone 15 , For minimized IGBT forward losses, the floating charge compensation region underlying the trench structure becomes 14 not touched if possible. With this embodiment of the invention, a desirable, almost box-shaped, charge recombination zone is formed 3 realized, with a deliberate influence of the carrier flooding on the semiconductor chip top side, for example, to reduce switching delay times, the diffusion front of the platinum can also be moved slightly further towards the n-drift region.

Die Ladungsträgerrekombinationszone 3 wird eingebracht, solange noch keine Metallisierung für die Sourceelektrode 17 auf einem Halbleiterwafer durchgeführt wurde. Lediglich die Zwischenoxidschicht 18 mit einer Kontaktöffnung 16 ist bereits vorhanden, wenn die Platinimplantation erfolgt. Die Eindringtiefe in das Silizium durch die Kontaktöffnung 16 hindurch beträgt typischerweise etwa 25 bis 44 Nanometer bei Implantationsenergien von 40 keV bis 100 keV. Nach der Implantation kann eine überätzende Reinigung durchgeführt werden, welche die Zwischenoxidschicht 18 dünnt, so dass der größte Bereich des Halbleiterwafers wieder platinfrei ist und somit das Kontaminationsrisiko in der Fertigung reduziert ist. Anschließend erfolgt ein kurzes Tempern bei hoher Temperatur zwischen etwa 800°C und 900°C für typisch 5 bis 20 Sekunden. Der Platineinbau erfolgt stark temperaturabhängig und wird durch die Leerstellenkonzentration im Silizium beeinflusst, weshalb die Oberflächenkonzentration deutlich über der Volumenkonzentration liegt.The charge carrier recombination zone 3 is introduced, as long as no metallization for the source electrode 17 was performed on a semiconductor wafer. Only the intermediate oxide layer 18 with a contact opening 16 is already present when platinum implantation occurs. The penetration depth into the silicon through the contact opening 16 typically is about 25 to 44 nanometers at implant energies of 40 keV to 100 keV. After implantation, an over-etch cleaning may be performed which involves the intermediate oxide layer 18 thinned, so that the largest area of the semiconductor wafer is again platinum-free and thus the risk of contamination in manufacturing is reduced. This is followed by a short tempering at high temperature between about 800 ° C and 900 ° C for typically 5 to 20 seconds. The board installation is strongly temperature-dependent and is influenced by the vacancy concentration in the silicon, which is why the surface concentration is well above the volume concentration.

Es ist möglich, Platinkonzentrationen im Bereich deutlich oberhalb von 1014 cm–3 zu erreichen. Für einen IGBT können durch Platinimplantation Ladungsträgerlebensdauern von deutlich unterhalb 0,25 μs (Mikrosekunde) erreicht werden. Beim Tempern dehnt sich trotz des kurzen Temperschrittes aufgrund des hohen Diffusionskoeffizienten des Platins dieses bis zu einer Tiefe von 1,2 μm aus.It is possible to reach platinum concentrations well above 10 14 cm -3 . For an IGBT, charge carrier lifetimes significantly below 0.25 μs (microsecond) can be achieved by platinum implantation. During annealing, despite the short annealing step, it expands to a depth of 1.2 μm due to the high diffusion coefficient of the platinum.

Für ein kastenförmiges Profil der Platindiffusion ist es von Vorteil, zusätzliche Leerstellen im Siliziumgitter zu schaffen, beispielsweise durch eine zusätzliche Implantation mit leichten Teilchen, wie zum Beispiel Protonen oder Heliumionen, welche eine Reichweite in dieser Ausführungsform der Erfindung von 3 μm bis 4,5 μm Silizium besitzen. Dazu werden Protonen einer Energie von 300 keV bis 450 keV und für Helium von 850 keV bis 1450 keV benötigt. Es können jedoch auch schwerere Teilchen, wie Argonionen verwendet werden, die den Vorteil besitzen, dass sie eine geringere Implantationsdosis erfordern, dafür allerdings eine höherer Implantationsenergie benötigen.For a box-shaped profile of platinum diffusion, it is advantageous to provide additional voids in the silicon lattice, for example by additional implantation with light particles, such as protons or helium ions, which has a range of 3 μm to 4.5 μm in this embodiment of the invention Own silicon. For this protons of an energy of 300 keV to 450 keV and for helium of 850 keV to 1450 keV are needed. However, heavier particles, such as argon ions, may be used, which have the advantage of requiring a lower implantation dose but requiring a higher implantation energy.

Vorzugsweise kann nach der Platinimplantation eine kurze Vordiffusion von Platin durchgeführt werden, die Platin, das bereits auf Zwischengitterplätzen bereit steht in geringem Maße auf Substitutionsgitterplätze transportiert. Ebenso kann bei Bedarf eine gezielte laterale Verbreiterung der platindotierten Zone bewirkt werden. Nach der Vordiffusion kann anschließend eine Implantation und eine Temperung erfolgen, wobei auch größere Tiefen einer vergrabenen Platinkonzentration oberhalb der Störstellenkonzentration in dem Halbleiterkörper ermöglicht werden. Durch den scharfen Abfall der Kristalldefekte im Bragg'schen Abbremsbereich wird durch ein solches Anordnen der Ladungsträgerrekombinationszone 3 die Ladungsträgerüberschwemmung in der Driftzone 9 nur geringfügig beeinflusst. Preferably, after the platinum implantation, a short pre-diffusion of platinum can be carried out, which transports platinum, which is already available at interstitial sites, to a small extent onto substitution grid sites. Likewise, if required, a targeted lateral broadening of the platinum doped zone can be effected. After the pre-diffusion, an implantation and an annealing can then take place, with greater depths of a buried platinum concentration above the impurity concentration in the semiconductor body also being made possible. The sharp decrease of the crystal defects in the Bragg deceleration region is achieved by arranging the charge carrier recombination zone 3 the charge carrier flooding in the drift zone 9 only slightly influenced.

Durch den Temperschritt werden zwar die Platinatome bevorzugt in erzeugte Gitterleerstellen eingebaut, jedoch sind schließlich die bestrahlungsbedingten Kristalldefekte, wie Sauerstoff-Leerstellenkomplexe oder Doppelleerstellen und andere strahlungsbedingte Defekte, insbesondere solche, welche die Qualität des Gateoxids beeinträchtigen, ausheilbar.Although the platinum atoms are preferably incorporated into generated vacancies as a result of the annealing step, finally the radiation-induced crystal defects, such as oxygen vacancy complexes or double defects and other radiation-related defects, in particular those which impair the quality of the gate oxide, can be healed.

Alternativ zur Platinimplantation kann auch ein Prozess mit Platinbedampfen, Silizieren und einer Ätzung, sowie einer Vordiffusion im Bereich von 600°C bis 900°C durchgeführt werden. Danach kann der beschriebene Temperprozess nach einer zusätzlichen Ionenimplantation von Protonen durchgeführt werden. An Stelle von Platin können auch andere Schwermetalle, wie Gold, eingesetzt werden, jedoch hat sich gezeigt, dass Platin hinsichtlich der Korrelation zwischen Ladungsträgerrekombinationsrate und Leckstrom besonders vorteilhafte Eigenschaften aufweist.As an alternative to platinum implantation, a process with platinum vapor deposition, siliciding and etching as well as prediffusion in the range of 600 ° C to 900 ° C can be performed. Thereafter, the annealing process described can be carried out after an additional ion implantation of protons. Other heavy metals, such as gold, can be used instead of platinum, but it has been shown that platinum has particularly advantageous properties in terms of the correlation between charge carrier recombination rate and leakage current.

Zusammenfassend liefert ein Halbleiterbauteil gemäß 1 eine Möglichkeit, die Ladungsträgerlebensdauer vertikal gezielt mit Hilfe einer Ladungsträgerrekombinationszone 3 durch Schwermetalle für MOS-Bauelemente und IGBTs zu realisieren. Dabei ist es von Vorteil, dass die Belastung mit Temperaturen unterhalb von 600°C keine Änderung der Rekombinationseigenschaften mit sich bringt, was insbesondere deshalb vorteilhaft ist, da z. B. beim Löten kurzzeitige Temperaturen, die oberhalb vom 400°C liegen, auftreten können. Bei der Anwendung von rein strahlungsbedingten Verminderungen der Ladungsträgerlebensdauer, beispielsweise durch Elektronen, Protonen und/oder Heliumionen wird diese Absenkung der Ladungsträgerlebensdauer durch die Einwirkung derartiger Löttemperaturen spürbar modifiziert und verändert. Ferner ist die Stabilität der elektrischen Eigenschaften des Gateoxids bei diesem Leistungshalbleiterbauelement 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung gewährleistet.In summary, a semiconductor device according to FIG 1 a way to target the carrier lifetime vertically by means of a charge carrier recombination zone 3 to realize by heavy metals for MOS devices and IGBTs. It is advantageous that the load with temperatures below 600 ° C brings no change in the recombination properties, which is particularly advantageous because z. B. during soldering short-term temperatures above 400 ° C may occur. In the application of purely radiation-related reductions in the charge carrier lifetime, for example by electrons, protons and / or helium ions, this reduction in the charge carrier lifetime is noticeably modified and changed by the action of such soldering temperatures. Furthermore, the stability of the electrical properties of the gate oxide is in this power semiconductor device 1 guaranteed the first embodiment of the invention.

2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Detail des Leistungshalbleiterbauelements der ersten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Dieser Ausschnitt zeigt die Bodyzone 7 mit einer Ladungsträgerrekombinationszone 3 oberhalb der Raumladungszone 5 des pn-Übergangs 8 zwischen Bodyzone 7 und Driftzone 9 einer Driftstrecke 10. Dazu wurde eine Argonimplantation unterhalb des hochdotierten p-Gebietes der Bodyzone 7, aber noch innerhalb der Bodyzone 7, eingebracht, wobei die Raumladungszone 5 nicht von der Ladungsträgerrekombinationszone 3 berührt wird. Da die Ladungsträgerrekombinationszone 3 vor der Raumladungszone 5 im Sperrfall stoppt, wird damit ein weniger stark erhöhter Sperrstrom erreicht, als wenn die Ladungsträgerrekombinationszone 3 in der Raumladungszone 5 liegt. 2 shows a schematic cross section through a detail of the power semiconductor device of the first embodiment of the invention. Components with the same functions as in 1 are denoted by like reference numerals and will not be discussed separately. This section shows the body zone 7 with a charge carrier recombination zone 3 above the space charge zone 5 of the pn junction 8th between bodyzone 7 and drift zone 9 a drift path 10 , This was an argon implantation below the highly doped p-region of the body zone 7 but still within the bodyzone 7 , introduced, wherein the space charge zone 5 not from the charge carrier recombination zone 3 is touched. As the charge carrier recombination zone 3 in front of the space charge zone 5 stops in the blocking case, so that a less increased reverse current is achieved than when the charge carrier recombination 3 in the space charge zone 5 lies.

Dadurch wird die Einsatzspannung des Transistors durch die schwachdotierte p-Schicht der Bodyzone 7 bestimmt, die jedoch vollständig im durchstrahlten Bereich liegt. Da jedoch in dem durchstrahlten p-Bereich die Wechselwirkung mit dem schädigenden Argonteilchen relativ gering ist, ist auch nur eine kleinere Auswirkung der Bestrahlung auf die Einsatzspannung zu erwarten, bzw. die Auswirkung kann leichter durch Tempern ausgeheilt werden, als das im gezielt eingebrachten Ladungsträgerrekombinationszonenbereich der Fall ist. Dieses bedeutet beispielsweise gegenüber einer Elektronenbestrahlung, die relativ homogen im gesamten Halbleiterkörper 4 Kristalldefekte erzeugt, den Vorteil einer Lokalisierung der Ladungsträgerrekombinationszentren zu Ladungsträgerrekombinationszonen 3.As a result, the threshold voltage of the transistor through the weakly doped p-layer of the body zone 7 determined, but which lies completely in the irradiated area. However, since the interaction with the damaged argon particle is relatively low in the irradiated p-region, only a smaller effect of the irradiation on the threshold voltage is to be expected, or the effect can be cured more easily by annealing than in the deliberately introduced charge carrier recombination zone region Case is. This means, for example, with respect to electron irradiation, which is relatively homogeneous throughout the semiconductor body 4 Crystal defects, the advantage of locating the charge carrier recombination centers to charge carrier recombination zones 3 ,

3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Leistungshalbleiterbauelements 2, einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der Unterschied zu dem Leistungshalbleiterbauelement 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass hier in einer gemeinsamen Grabenstruktur 11, sowohl die Gatezone 15, als auch die Ladungskompensationszone 14 untergebracht sind. Die Struktur der Boyzone 7 bleibt durch entsprechende Ionenimplantation jedoch gegenüber der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß 1 unverändert, so dass eine erneute Erörterung durch Vermeidung von Wiederholungen entfällt. 3 shows a schematic cross section through a section of a power semiconductor device 2 A second embodiment of the invention. The difference to the power semiconductor device 1 The first embodiment of the invention is that here in a common trench structure 11 , both the gate zone 15 , as well as the charge compensation zone 14 are housed. The structure of the Boyzone 7 remains by appropriate ion implantation but according to the first embodiment of the invention according to 1 unchanged, so that a new discussion by avoiding repetitions deleted.

4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Detail des Leistungshalbleiterbauelements 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Detail ist zu erkennen, dass die Bodyzone 7 durch die Einbringung der Ladungsträgerrekombinationszone 3 unterhalb des hochdotierten p+-leitenden Gebiets 25 der Bodyzone 7 in drei Bereich strukturiert ist. Während der Bereich P1 relativ geringe und durch das Tempern weitestgehend ausgeheilte Kristalldefekte durch das Einbringen bzw. Implantieren der Argonionen aufweist, sind die Defekte im Bereich P2 deutlich höher, da hier die Bragg'sche Abbremsfunktion wirksam wird. Die als Ladungsträgerrekombinationszentren wirkenden Kristallschäden werden in dieser tieferliegenden, vorzugsweise ebenfalls p-dotierten Zone P2, sowie unterhalb des p+-leitenden Bereichs 25 der Bodyzone 7 erzeugt. 4 shows a schematic cross section through a detail of the power semiconductor device 1 the first embodiment of the invention. In this detail it can be seen that the bodyzone 7 by the introduction of the charge carrier recombination zone 3 below the highly doped p + -type region 25 the body zone 7 is structured in three area. While the region P1 has relatively small crystal defects which are healed as far as possible by the annealing by the introduction or implantation of the argon ions, the defects in the region P2 are markedly higher, since here the Bragg deceleration function becomes effective. The crystal damage acting as charge carrier recombination centers are in this deeper, preferably also p-doped zone P2, as well as below the p + -type region 25 the body zone 7 generated.

Eventuell kann die Ladungsträgerrekombinationszone 3 auch noch, zumindest teilweise in den p+-leitenden Bereich hineinragen. Die Zone P2 ist niedriger als die Schicht P1 dotiert, und bestimmt daher die Einsatzspannung nicht. Außerdem kann das p-Gebiet P2 soweit verlängert werden, bzw. eine weitere p-dotierte Zone P3 unterhalb eingeführt werden, in der das elektrische Feld im statischen Sperrfall zumindest weitgehend gestoppt wird, um niedrige Sperrströme zu gewährleisten. Von Bedeutung ist, dass die Zonen P2 und P3 noch vollständig im Bereich der Gateelektrode liegen, so dass der Elektronenkanal hier noch gut ausgebildet werden kann und die Durchlassverluste nur wenig ansteigen. Da das elektrische Feld sich im statischen Sperrfall noch in die Zone P3 erstreckt, kann in diesem Fall auch bei gleicher Sperrspannung die n-dotierte Driftzone 9 etwas kürzer ausgeführt werden, was die geringe Erhöhung der Durchlassverluste wieder etwas kompensiert.Eventually, the charge carrier recombination zone 3 also, at least partially protrude into the p + -type region. The zone P2 is doped lower than the layer P1, and therefore does not determine the threshold voltage. In addition, the p-region P2 can be extended so far, or another p-doped zone P3 be introduced below, in which the electric field is at least largely stopped in the static blocking case to ensure low reverse currents. It is important that the zones P2 and P3 are still completely in the region of the gate electrode, so that the electron channel can still be formed well here and the forward losses increase only slightly. Since the electric field still extends in the static blocking case in the zone P3, in this case, even with the same blocking voltage, the n-doped drift zone 9 a little shorter, which compensates for the slight increase in the forward losses again something.

Die vergleichsweise niedrige Dotierung der p-Gebiete P2 und P3 ist zudem für den Avalanchefall günstig, da sich die Raumladungszone 5 durch die fließenden Löcher weiter in die p-Gebiete P2 und P3 erstreckt, bzw. zu einer höheren mittleren elektrischen Feldstärke in diesen beiden Gebieten führt, als im statischen Fall. Somit kann sich die Raumladungszone 5 etwas weiter ausbreiten und eine etwas erhöhte Spannung im Avalanchefall mit hohen Stromdichten erreicht werden. Der Punkt, bei dem das elektrische Feld zusammenbricht und es zur Zerstörung des Bauelements durch eine Stromkonzentration kommt, ist damit vorteilhaft zu einem Arbeitspunkt mit noch höherer Stromdichte verschoben.The comparatively low doping of the p regions P2 and P3 is also favorable for the avalanche case, since the space charge zone 5 extends through the fluid holes further in the p-areas P2 and P3, or leads to a higher average electric field strength in these two areas, as in the static case. Thus, the space charge zone 5 spread a little further and a slightly increased voltage in the avalanche case with high current densities can be achieved. The point at which the electric field collapses and destruction of the device by a current concentration is thus advantageously shifted to an operating point of even higher current density.

5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Detail des Leistungshalbleiterbauelements 2, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dieses Detail unterscheidet sich im Bereich der strukturierten Basiszone 7 in keiner Weise von dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, lediglich ist auch hier neben der Gatezone 15 mit Gateoxid 13 in der gleichen Grabenstruktur 11 eine Ladungskompensationszone 14, die auf Sourcepotential liegen kann, angeordnet. 5 shows a schematic cross section through a detail of the power semiconductor device 2 , according to the second embodiment of the invention. This detail differs in the area of the structured base zone 7 in no way of the in 4 shown embodiment, only is also here next to the gate zone 15 with gate oxide 13 in the same trench structure 11 a charge compensation zone 14 which may be at source potential.

6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Modifikation des Leistungshalbleiterbauelements 1, der ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese weitere Ausgestaltung der Erfindung in 6 zeigt, dass die Implantation zur lokalen Ladungsträgerlebensdauerabsenkung über die Kontaktöffnung 16, vorzugsweise unmittelbar vor der Vorderseitenmetallisierung des Halbleiterbauelements 1 erfolgt. Dazu wird vorzugsweise eine niedrige Implantationsdosis verwendet, die gerade ausreicht, um nach einem Temperprozess ausreichende Restschäden für eine Ladungsträgerrekombinationszone 3 bereitzustellen. Diese Dosen liegen selbst für das leichte Helium im Bereich von 1010 bis 1013 Atomen pro cm2 und haben ihre hauptsächlichen Gründe in den sehr geringen Strahlströmen der Heliumimplantation der dabei gleichzeitig auftretenden starken Strahlenbelastung, die auch möglichst gering gehalten werden soll. 6 shows a schematic cross section through a portion of a modification of the power semiconductor device 1 , the first embodiment of the invention. This further embodiment of the invention in 6 shows that the implantation for local charge carrier lifetime reduction via the contact opening 16 , preferably immediately before the front side metallization of the semiconductor device 1 he follows. For this purpose, preferably a low implantation dose is used, which is just sufficient after a tempering process sufficient residual damage for a charge carrier recombination zone 3 provide. These doses are even for the light helium in the range of 10 10 to 10 13 atoms per cm 2 and have their main reasons in the very low beam currents of helium implantation while occurring strong radiation exposure, which should also be kept as low as possible.

Bei Argon und der gleichen Dosis sind die Kristallschäden deutlich stärker, wichtig ist in diesem Dosenbereich vor allem, dass die Strahlenschäden bei nachfolgenden Hochtemperaturprozessen bereits nennenswert ausheilen. Um dieses zu vermeiden können auch höhere Dosen, die oberhalb von 5 × 1014 Atomen pro cm2 liegen, für Argon eingesetzt werden. Derart hohe Dosen sind besonders dann anwendbar, wenn die erfindungsgemäße Selbstjustierung der Implantationsdefekte, wie es in der 1 gezeigt wird, eingesetzt wird. Trotz der extrem hohen Implantationsdosen ist die Beeinflussung von Gateoxid und Einsatzspannung gering, da bei der selbstjustierenden Ionenimplantation keine Implantation in den Randbereichen des Transistors erfolgt. Damit werden Leckströme im Randbereich vermieden.In the case of argon and the same dose, the crystal damage is significantly greater. It is important in this dose range, above all, that the radiation damage already heals appreciably in subsequent high-temperature processes. To avoid this, even higher doses, which are above 5 × 10 14 atoms per cm 2 , can be used for argon. Such high doses are particularly applicable when the inventive self-adjustment of implantation defects, as shown in the 1 is shown is used. Despite the extremely high implantation doses, the influence on the gate oxide and the threshold voltage is low, since in the self-aligning ion implantation no implantation takes place in the edge regions of the transistor. This prevents leakage currents in the edge area.

Der Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt darin, dass die Grabenstruktur in 6 tulpenförmig ausgebildet ist, so dass immer ein Mindestabstand zwischen der Ladungsträgerrekombinationszone 3 und dem Gateoxid 13 gewährleistet bleibt.The difference to that in 1 shown embodiment is that the trench structure in 6 is formed tulip-shaped, so that always a minimum distance between the charge carrier recombination zone 3 and the gate oxide 13 remains guaranteed.

Das gleiche gilt auch für das Ausführungsbeispiel gemäß 7, wobei 7 einen schematischen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Modifikation des Leistungshalbleiterbauelements 2, der zweiten Ausführungsform der Erfindung, zeigt. Die Strukturierung der Bodyzone 7 mit der besonderen Ausbildung der Ladungsträgerrekombinationszone 3 unterscheidet sich nicht von der in 6 gezeigten Struktur, so dass eine weitere Erörterung unterbleibt. Hier ist lediglich der Unterschied in der Ausbildung der Grabenstruktur 11 zu sehen, wobei zusätzlich zu der Gatezone 15 noch eine Ladungskompensationszone 14, die auf Sourcepotential liegt, in die Grabenstruktur 11 eingebracht ist.The same applies to the embodiment according to 7 , in which 7 a schematic cross section through a section of a modification of the power semiconductor device 2 The second embodiment of the invention shows. The structuring of the bodyzone 7 with the particular design of the charge carrier recombination zone 3 is not different from the one in 6 structure so that further discussion is omitted. Here is just the difference in the formation of the trench structure 11 see, in addition to the gate zone 15 another charge compensation zone 14 , which is at source potential, in the trench structure 11 is introduced.

Claims (19)

Halbleiterbauelement insbesondere Leistungshalbleiterbauelement mit Ladungsträgerrekombinationszonen (3), wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in einem Halbleiterkörper (4) vergraben in der Nachbarschaft von Raumladungszonen (5) angeordnet sind, wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) lokal angehäufte Punktdefekte mit Argonionen im Halbleiterkristallgitter aufweisen, und wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) eine derart hohe Temperaturfestigkeit aufweisen, dass sie bei Metallisierungs- und/oder Diffusionslötprozessen lokal beständig sind.Semiconductor component, in particular power semiconductor component with Charge carrier recombination zones ( 3 ), wherein the charge carrier recombination zones ( 3 ) in a semiconductor body ( 4 ) buried in the vicinity of space charge zones ( 5 ), the charge carrier recombination zones ( 3 ) have locally accumulated point defects with argon ions in the semiconductor crystal lattice, and wherein the charge carrier recombination zones ( 3 ) have such a high temperature resistance that they are locally resistant in metallization and / or diffusion soldering processes. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Argonionen verursachten Ladungsträgerrekombinationszonen (3) eine Defektdichte NI im Bereich von 1013 cm–3 ≤ NI ≤ 1017 cm–3 aufweisen.Semiconductor component according to Claim 1, characterized in that the charge carrier recombination zones ( 3 ) have a defect density N I in the range of 10 13 cm -3 ≦ N I ≦ 10 17 cm -3 . Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in Bodyzonen (7) eines IGBTs oder eines MOS-Leistungsbauelements oberhalb der Raumladungszonen (5) der pn-Übergänge (8) von Bodyzonen, (7) zu Driftzonen (9) angeordnet sind.Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the charge carrier recombination zones ( 3 ) in body zones ( 7 ) of an IGBT or of a MOS power component above the space charge zones ( 5 ) of the pn junctions ( 8th ) of body zones, ( 7 ) to drift zones ( 9 ) are arranged. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in Bodyzonen (7) eines IGBTs oder eines MOS-Leistungsbauelements mit einer in einer Grabenstruktur (11) angeordneten Gatezone (15) oberhalb der Raumladungszone (5) der pn-Übergänge (8) von Bodyzonen (7) zu Driftzonen (9) angeordnet sind.Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the charge carrier recombination zones ( 3 ) in body zones ( 7 ) of an IGBT or a MOS power device having a trench structure ( 11 ) arranged gate zone ( 15 ) above the space charge zone ( 5 ) of the pn junctions ( 8th ) of body zones ( 7 ) to drift zones ( 9 ) are arranged. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bodyzone (7) in Richtung auf das hochdotierte Halbleitersubstrat (12) mit zunehmender Tiefe verbreitert und die in der Bodyzone (7) angeordnete Ladungsträgerrekombinationszone (3) das Gateoxid (13) der Gatezone (15) in einer tulpenförmigen Grabenstruktur (11) nicht berührt.Semiconductor component according to Claim 4, characterized in that the body zone ( 7 ) in the direction of the highly doped semiconductor substrate ( 12 ) widened with increasing depth and in the body zone ( 7 ) arranged charge carrier recombination zone ( 3 ) the gate oxide ( 13 ) of the gate zone ( 15 ) in a tulip-shaped trench structure ( 11 ) not touched. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträger im Einflussbereich der Ladungsträgerrekombinationszonen (3) eine Ladungsträgerlebensdauer von weniger als 0,25 Mikrosekunden aufweisen.Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the charge carriers in the area of influence of the charge carrier recombination zones ( 3 ) have a carrier lifetime of less than 0.25 microseconds. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in ”Match-up” gefährdeten Bereichen eines IGBTs oder eines MOS-Leistungsbauelements (1) angeordnet sind.Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the charge carrier recombination zones ( 3 ) in "match-up" vulnerable areas of an IGBT or a MOS power device ( 1 ) are arranged. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in unkritischen Bereichen eines Halbleiterkörpers (4) für Lawinendurchbruch-gefährdete Leistungshalbleiterbauelemente (1) zur Lokalisierung von Lawineneffekt-Durchbrüchen angeordnet sind.Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the charge carrier recombination zones ( 3 ) in uncritical regions of a semiconductor body ( 4 ) for avalanche-prone power semiconductor devices ( 1 ) are arranged for the localization of avalanche effect breakthroughs. Verfahren zur Herstellung von mehreren Halbleiterbauelementen, insbesondere Leistungshalbleiterbauelementen (1, 2) mit Ladungsträgerrekombinationszonen (3), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Herstellen eines Halbleiterwafers (4) aus einem Halbleiterkörper mit einer Vielzahl in Zeilen und Spalten angeordneter Halbleiterchippositionen; – Herstellen von Halbleiterbauelementstrukturen in den Halbleiterchippositionen; – selektives Einbringen durch Argonionenimplantation von vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in den Halbleiterkörper (4) in der Nachbarschaft von Raumladungszonen (5), wobei die Ladungsträgerrekombinationszonen (3) eine derart hohe Temperaturfestigkeit aufweisen, dass sie bei nachfolgenden Metallisierungs- und/oder Diffusionslötprozessen lokal beständig sind.Method for producing a plurality of semiconductor components, in particular power semiconductor components ( 1 . 2 ) with charge carrier recombination zones ( 3 ), the method comprising the following steps: - producing a semiconductor wafer ( 4 ) of a semiconductor body having a plurality of semiconductor chip positions arranged in rows and columns; Fabricating semiconductor device structures in the semiconductor chip locations; Selective introduction by argon ion implantation of buried charge carrier recombination zones ( 3 ) in the semiconductor body ( 4 ) in the vicinity of space charge zones ( 5 ), wherein the charge carrier recombination zones ( 3 ) have such a high temperature resistance that they are locally stable in subsequent metallization and / or diffusion soldering processes. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive Einbringen von vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in den Halbleiterkörper (4) mittels Ionenimplantation mittlerer Dosen DI im Bereich von 1 × 1010 cm–2 ≤ DI ≤ 1 × 1019 cm–2 aus Argonionen unter Bildung von Anhäufungen von Punktdefekten in der Bragg'schen Abbremszone der Ionen in benachbarten Bereichen zu Raumladungszonen (5) der Halbleiterbauelementstrukturen erfolgt.Method according to claim 9, characterized in that the selective introduction of buried charge carrier recombination zones ( 3 ) in the semiconductor body ( 4 ) by means of ion implantation of medium doses D I in the range of 1 × 10 10 cm -2 ≦ D I ≦ 1 × 10 19 cm -2 from argon ions to form clusters of point defects in the Bragg deceleration zone of the ions in adjacent regions to space charge zones ( 5 ) of the semiconductor device structures. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Implantation von Schwermetallen, vorzugsweise Platin durch zusätzliches Erzeugen von Kristalldefekten mittels Zonenimplantation von Argonionen in dem Halbleiterkörper (4) derart gestutzt wird, dass nahezu kastenförmige vergrabene Ladungstragerrekombinationszonen (3) im Halbleiterkörper (4) gebildet werden.A method according to claim 9 or claim 10, characterized in that an implantation of heavy metals, preferably platinum by additionally generating crystal defects by means of zone implantation of argon ions in the semiconductor body ( 4 ) is truncated such that almost box-shaped buried charge carrier recombination zones ( 3 ) in the semiconductor body ( 4 ) are formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einbringen von vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen (3) durch zusätzliche Implantation von Wasserstoffionen bzw. Protonen in den Halbleiterkörper (4) mit Implantationsenergien EW von 200 keV ≤ EW ≤ 600 keV erfolgt.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that an introduction of buried charge carrier recombination zones ( 3 ) by additional implantation of hydrogen ions or protons into the semiconductor body ( 4 ) with implantation energies E W of 200 keV ≤ E W ≤ 600 keV. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einbringen von vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen (3) durch zusätzliche Implantation von Heliumionen in den Halbleiterkörper (4) mit Implantationsenergien EH von 600 keV ≤ EH ≤ 1,5 MeV erfolgt. Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that an introduction of buried charge carrier recombination zones ( 3 ) by additional implantation of helium ions in the semiconductor body ( 4 ) with implantation energies E H of 600 keV ≦ E H ≦ 1.5 MeV. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive Einbringen von vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen (3) durch Implantation von Argonionen in den Halbleiterkörper (4) mit Implantationsenergien EA von 1,5 MeV ≤ EA ≤ 3 MeV erfolgt.Method according to one of claims 9 to 13, characterized in that the selective introduction of buried charge carrier recombination zones ( 3 ) by implantation of argon ions into the semiconductor body ( 4 ) with implantation energies E A of 1.5 MeV ≤ E A ≤ 3 MeV. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterwafer nach Einbringen der vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen (3) bei Temperaturen T von 200°C ≤ T ≤ 400°C getempert wird.Method according to one of claims 9 to 14, characterized in that the semiconductor wafer after introduction of the buried charge carrier recombination zones ( 3 ) at temperatures T of 200 ° C ≤ T ≤ 400 ° C is annealed. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Leerstellen- und Fremdstoffdefekte, insbesondere Leerstellen, Doppelleerstellen, sowie Leerstellen/Sauerstoff-Komplexe im durchstrahlten Bereich beim Tempern ausgeheilt werden.Method according to one of claims 9 to 15, characterized in that vacancy and foreign substance defects, in particular vacancies, Doppelleerstellen, as well as vacancies / oxygen complexes in the irradiated area are annealed during annealing. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zum selektiven Einbringen von vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen (3) in eine Bodyzone (7) bei IGBT-Leistungshalbleiterbauelementen (1, 2) die Kontaktöffnungen (16) für Anodenelektroden und bei MOS-Leistungshalbleiterbauelementen die Kontaktöffnungen (16) für Sourceelektroden (17) in einer Zwischenoxidschicht (18) vor einem Aufbringen einer Metallisierung verwendet werden.Method according to one of claims 9 to 16, characterized in that for the selective introduction of buried charge carrier recombination zones ( 3 ) into a bodyzone ( 7 ) in IGBT power semiconductor devices ( 1 . 2 ) the contact openings ( 16 ) for anode electrodes and in the case of MOS power semiconductor components the contact openings ( 16 ) for source electrodes ( 17 ) in an intermediate oxide layer ( 18 ) are used before applying a metallization. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Implantieren von Schwermetallen, vorzugsweise von Platin durch Kontaktöffnungen (16) einer Zwischenoxidschicht der Halbleiterkörper (4) einer Ätzreinigung unterworfen wird, wobei die Zwischenoxidschicht (18) gedünnt wird.Method according to one of claims 9 to 17, characterized in that after implanting heavy metals, preferably of platinum through contact openings ( 16 ) an intermediate oxide layer of the semiconductor bodies ( 4 ) is subjected to an etching cleaning, wherein the intermediate oxide layer ( 18 ) is thinned. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Einbringen von vergrabenen Ladungsträgerrekombinationszonen (3) mittels Implantation von Schwermetallen, vorzugsweise Platin, ein ”flash-annealing” bei einer Temperatur von 800°C bis 900°C für 5 bis 20 Sekunden durchgeführt wird.A method according to claim 18, characterized in that after an introduction of buried charge carrier recombination zones ( 3 ) is performed by means of implantation of heavy metals, preferably platinum, a "flash-annealing" at a temperature of 800 ° C to 900 ° C for 5 to 20 seconds.
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