實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的概念，并且特別地涉及半導(dǎo)體器件和用于形成半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體器件中的摻雜劑濃度輪廓的不均勻性可能導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的電特性（例如，電場強(qiáng)度或?qū)щ娦裕┑牟▌?dòng)。例如，在高摻雜區(qū)中的摻雜濃度輪廓的不均勻性或不規(guī)則性可能導(dǎo)致不均勻的電行為。此外，例如，用于形成高摻雜區(qū)的方法可能導(dǎo)致半導(dǎo)體襯底中的增加的不想要的非晶化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

需要提供用于提供可靠的半導(dǎo)體器件的概念。

這樣的需要可以通過權(quán)利要求的主題內(nèi)容來滿足。

這樣的實(shí)施例涉及用于形成半導(dǎo)體器件的方法。所述方法包括將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中。在將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中期間，在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°。所述方法還包括在摻雜離子的注入期間控制半導(dǎo)體襯底的溫度，使得半導(dǎo)體襯底的溫度在用于注入摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中在目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。目標(biāo)溫度范圍從目標(biāo)溫度下限達(dá)到目標(biāo)溫度上限。目標(biāo)溫度下限等于目標(biāo)溫度減去30°c。目標(biāo)溫度高于80°c。

一些實(shí)施例涉及用于形成半導(dǎo)體器件的進(jìn)一步的方法。所述方法包括以至少100kev的注入能量將預(yù)定義劑量的摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中。在將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中期間，在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°。所述方法還包括在預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入期間控制半導(dǎo)體襯底的溫度，使得半導(dǎo)體襯底的溫度在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中高于80°c。

一些實(shí)施例涉及用于形成半導(dǎo)體器件的進(jìn)一步的方法。所述方法包括在半導(dǎo)體襯底的主注入表面的至少部分上方形成散射氧化層。所述方法還包括通過散射氧化層將預(yù)定義劑量的摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中，使得與在半導(dǎo)體襯底的由散射氧化層覆蓋的區(qū)中相比，在半導(dǎo)體襯底的沒有散射氧化層的區(qū)中形成更深的摻雜區(qū)。所述方法還包括在預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入期間控制半導(dǎo)體襯底的溫度，使得半導(dǎo)體襯底的溫度在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中高于50°c。

這樣的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括布置在半導(dǎo)體襯底中的電器件布置的至少一個(gè)器件摻雜區(qū)。至少一個(gè)器件摻雜區(qū)具有大于500nm的垂直尺寸。至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的部分具有大于1*10¹⁵摻雜劑原子/cm³的摻雜濃度。至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的部分的摻雜濃度從至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的最大摻雜濃度變化小于20%。

附圖說明

設(shè)備和/或方法的一些實(shí)施例在下面將僅作為示例且參考附圖進(jìn)行描述，在所述附圖中：

圖1a示出用于形成半導(dǎo)體器件的方法的流程圖；

圖1b示出用于形成半導(dǎo)體器件的方法的示意性圖示；

圖2示出用于形成半導(dǎo)體器件的進(jìn)一步的方法的流程圖；

圖3a示出基于在不同注入條件下的磷摻雜注入的摻雜濃度（cm^-3）相對于深度（μm）的圖解；

圖3b示出基于在不同注入條件下的砷摻雜注入的摻雜濃度（cm^-3）相對于深度（μm）的圖解；

圖4示出半導(dǎo)體器件的示意性圖示；以及

圖5示出用于形成半導(dǎo)體器件的進(jìn)一步的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述各種示例實(shí)施例，在所述附圖中圖示了一些示例實(shí)施例。在圖中，為了清楚起見可以放大線、層和/或區(qū)的厚度。

相應(yīng)地，盡管示例實(shí)施例能夠具有各種修改和替換形式，但是其實(shí)施例在圖中作為示例示出且在本文中將詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，不意圖將示例實(shí)施例限制到所公開的特定形式，而相反，示例實(shí)施例將覆蓋落入本公開的范圍內(nèi)的所有修改、等同形式、和替換形式。在對所述圖的整個(gè)描述中，相似的數(shù)字指代相似或類似的元件。

將理解的是，當(dāng)元件被稱為“連接”或“耦合”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦合到另一元件或介入元件可以存在。相比之下，當(dāng)元件被稱為“直接連接”或“直接耦合”到另一元件時(shí)，不存在介入元件。用于描述元件之間的關(guān)系的其它詞應(yīng)當(dāng)以相似的方式解釋（例如，“在……之間”相對于“直接在……之間”，“鄰近”相對于“直接鄰近”等）。

本文中使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的，并且不意在對示例實(shí)施例進(jìn)行限制。如本文中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”意在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清楚指示。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語“包括”和/或“包含”當(dāng)在本文中使用時(shí)指定所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或添加。

除非另有定義，本文中使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語）具有如由示例實(shí)施例所屬的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員共同理解的相同含義。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語，例如在共同使用的字典中定義的那些術(shù)語，應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的上下文中的含義一致的含義。然而，假如本公開內(nèi)容給術(shù)語賦予與由普通技術(shù)人員共同理解的含義偏離的特定含義，則在本文中給出該定義的特定上下文中將考慮該含義。

圖1a示出根據(jù)實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的方法100的流程圖。

方法100包括將摻雜離子注入110到半導(dǎo)體襯底中。在將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中期間，在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°。

方法100還包括在摻雜離子的注入期間控制120半導(dǎo)體襯底的溫度，使得半導(dǎo)體襯底的溫度在用于注入摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中在目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。目標(biāo)溫度范圍從目標(biāo)溫度下限達(dá)到目標(biāo)溫度上限。目標(biāo)溫度下限等于目標(biāo)溫度減去30°c，并且目標(biāo)溫度上限可以例如等于目標(biāo)溫度加上30°c。目標(biāo)溫度高于80°c。

由于在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°以及將半導(dǎo)體襯底的溫度控制在目標(biāo)溫度范圍內(nèi)，可以獲得改進(jìn)的摻雜輪廓。例如，可以提供在更大的注入深度或體積（例如，大于100nm）上的更均勻的摻雜。例如，可以降低半導(dǎo)體襯底中的不想要的非晶化和/或摻雜濃度的波動(dòng)。

圖1b示出了用于形成半導(dǎo)體器件的方法100的示意性圖示150。

離子束141的主方向可以是摻雜離子朝向半導(dǎo)體襯底102加速的方向。例如，離子束141的主方向可以例如是由注入設(shè)備或系統(tǒng)注入的大多數(shù)摻雜離子（例如，多于80%、或多于90%、或多于99%）朝向半導(dǎo)體襯底102加速的方向（忽略少數(shù)摻雜離子從離子束141的主方向的發(fā)散）。離子束源生成主離子束以及束線（所述束線將離子束運(yùn)輸?shù)桨雽?dǎo)體），所述離子束源可以適于生成對準(zhǔn)的低發(fā)散注入離子束。離子束相對于主束方向141的發(fā)散（例如，主束入射角發(fā)散）可以由所述離子束及束線源監(jiān)控并重新調(diào)整，使得束發(fā)散相對于離子束141的主方向不超過±0.2°。考慮到以下因數(shù)的總主束入射角發(fā)散小于臨界角，例如小于±0.5°（或例如小于±0.3°、或例如小于±0.2°、或例如小于±0.15°、或例如小于±0.1°）：束發(fā)散，由機(jī)械應(yīng)力引起的半導(dǎo)體襯底102的彎曲，半導(dǎo)體襯底102的表面相對于晶面（晶片切割）的傾斜，和其它機(jī)制。

在高注入能量下，溝道作用（channeling）發(fā)生所處的臨界角可以通過以下關(guān)系來解釋：對于，。

可以表示溝道作用發(fā)生所處的臨界角。可以表示進(jìn)入溝道或在溝道中的注入的離子的電荷。可以表示其中離子行進(jìn)的介質(zhì)的電荷。可以表示真空介電常數(shù)。d可以表示在原子之間的分離距離。可以表示所注入的離子的能量。a可以表示離子-原子相互作用的屏蔽長度。

在低注入能量下，溝道作用發(fā)生所處的臨界角可以通過以下關(guān)系來解釋：對于，。

離子束141的主方向可以是離子束141進(jìn)入半導(dǎo)體襯底102的主方向（或例如在離子束進(jìn)入半導(dǎo)體襯底102時(shí)）。例如，離子束141的主方向可以例如是離子束在半導(dǎo)體襯底102的橫向（注入）表面處的入射角（或可以由所述入射角表示）。

半導(dǎo)體襯底102的主晶向142可以是半導(dǎo)體襯底102的晶體結(jié)構(gòu)的如下方向：與半導(dǎo)體102的晶體結(jié)構(gòu)的其它方向相比，注入到半導(dǎo)體襯底102中的摻雜離子在所述方向上遭遇最小的散射或阻止能力（例如，阻力）。例如，半導(dǎo)體襯底102的主晶向142可以是半導(dǎo)體襯底102的晶體結(jié)構(gòu)的展示比其它（結(jié)晶）方向更少的阻止能力（或更深的穿透深度）的方向。

半導(dǎo)體襯底102的主晶向142可以是半導(dǎo)體襯底102的晶體結(jié)構(gòu)的如下方向：在所述方向上，所注入的摻雜離子的至少70%（或至少80%或至少90%）的離子溝道作用發(fā)生在半導(dǎo)體襯底102中。例如，所注入的摻雜離子的至少70%可以在主晶向142上穿透半導(dǎo)體襯底102的穿透深度比在其它結(jié)晶方向上的穿透深度大至少30%（或例如至少10%、或至少50%、或至少100%）。

例如，主晶向142可以是（100）半導(dǎo)體襯底102（例如，硅si襯底）的鉆石立方晶格的[110]方向。可替換地，主晶向142可以例如是半導(dǎo)體（例如，si）襯底102的鉆石立方晶格的[111]方向?？商鎿Q地或可選地，主晶向142可以例如是半導(dǎo)體襯底102的（例如，碳化硅sic或氮化鎵gan襯底的）六邊形（或纖鋅礦）晶體結(jié)構(gòu)的方向（例如，[0001]方向）。

所述方法可以包括在將摻雜離子注入110到半導(dǎo)體襯底102中期間控制在摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底102的主橫向表面之間的角度，使得摻雜離子束的入射角從主晶向142偏離小于±0.5°（或例如小于±0.3°）。

可以以各種方式控制在摻雜離子束141的主方向與半導(dǎo)體襯底102的主晶向142之間的偏差。例如，半導(dǎo)體襯底102可以停留在半導(dǎo)體載體上或可以固定在半導(dǎo)體載體處。第一傾角傳感器單元可以感測半導(dǎo)體載體或半導(dǎo)體襯底102相對于參考平面或相對于主束方向141的傾角?？商鎿Q地或附加地，第二傾角傳感器單元可以感測由離子束源生成的離子束的主束方向141相對于參考軸或相對于半導(dǎo)體襯底102的表面的傾角。第一致動(dòng)器單元可以響應(yīng)于從第一和/或第二傾角傳感器單元接收到的信號而調(diào)整半導(dǎo)體載體或半導(dǎo)體襯底102的傾角?？商鎿Q地或附加地，第二致動(dòng)器單元可以控制離子束源以響應(yīng)于從第一和/或第二傾角傳感器單元接收到的信號來調(diào)整主束方向141的傾角。

針對待注入的半導(dǎo)體襯底102的表面的至少80%，可以滿足關(guān)于主束方向141和主束入射角發(fā)散的條件。根據(jù)實(shí)施例，針對待注入的半導(dǎo)體襯底102的表面的至少90%（或至少95%），滿足關(guān)于主束方向141和主束入射角發(fā)散的條件。

通過使用傾角傳感器單元中的至少一個(gè)和致動(dòng)器單元中的至少一個(gè)，半導(dǎo)體襯底102可以與主束方向141對準(zhǔn)，使得主束方向141以小于±0.5°（或例如小于±0.3°、或例如小于±0.15°、或例如0°）的在主束方向141與主晶向142之間的偏差與主晶向142至少近似一致。偏差越小，溝道作用效應(yīng)越明顯。

在摻雜離子的注入110期間，在暴露的半導(dǎo)體襯底102橫向表面和主束方向141之間的角度可以被感測和重新調(diào)整，使得在主束方向141和主晶向142之間的角度在至多±0.5°的主束入射角發(fā)散下小于±0.5°。

在將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中期間（例如，在將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中的持續(xù)時(shí)間的多于50%、或例如多于60%、或例如多于80%、或例如多于90%、或例如多于99%中），在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°。

半導(dǎo)體襯底102的橫向表面（或注入表面）可以是如下表面：在半導(dǎo)體器件的制造期間，將摻雜離子注入到所述表面中（或從所述表面注入摻雜離子）。例如，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的主表面的橫向表面或橫向尺寸（例如，直徑或長度）可以例如是在半導(dǎo)體襯底102的第一橫向表面和半導(dǎo)體襯底102的第二相對橫向表面之間的距離的100倍以上（或1000倍以上或10000倍以上）。

注入表面可以是半導(dǎo)體襯底102的前側(cè)表面和/或背側(cè)表面。例如，半導(dǎo)體襯底102的前側(cè)表面可以是半導(dǎo)體襯底102的朝向在半導(dǎo)體表面的頂部上的金屬層、絕緣層或鈍化層的半導(dǎo)體表面。與半導(dǎo)體襯底102的基本上垂直的邊緣（例如，通過分離半導(dǎo)體襯底102與其他襯底產(chǎn)生）相比，半導(dǎo)體襯底102的表面可以是橫向延伸的基本上水平的表面。半導(dǎo)體襯底102的表面可以是基本上平的平面（例如，忽略由于制造工藝或溝槽而導(dǎo)致的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的不平度）。例如，半導(dǎo)體襯底102的前側(cè)表面可以是在半導(dǎo)體材料與在半導(dǎo)體襯底102的頂部上的絕緣層、金屬層或鈍化層之間的界面。例如，與在半導(dǎo)體襯底102的背側(cè)處相比，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可以被設(shè)置在半導(dǎo)體襯底102的前側(cè)表面處。半導(dǎo)體襯底102的背側(cè)表面可以是半導(dǎo)體襯底102的側(cè)面或表面，在所述側(cè)面或表面處將形成（或形成）覆蓋半導(dǎo)體襯底102的背側(cè)表面的50%以上（或例如80%以上）的背側(cè)金屬化接觸結(jié)構(gòu)。

垂直方向可以例如垂直或正交于半導(dǎo)體襯底102的橫向表面。

方法可以包括以大于100kev的注入能量將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底102中。摻雜離子可以通過離子注入系統(tǒng)加速到期望的能量。例如，摻雜離子可以被加速到至少100kev的注入能量。摻雜離子的注入能量可以確定在垂直方向上的穿透深度和摻雜輪廓。例如，可以根據(jù)施主的最大值的期望深度或所注入的摻雜離子的范圍的末端來選擇注入能量，所述施主基于所注入的摻雜離子而生成。例如，至少100kev的注入能量可以足以實(shí)現(xiàn)各種電元件（例如，晶體管結(jié)構(gòu)或二極管結(jié)構(gòu)）的摻雜區(qū)（例如，場停止區(qū)或漂移區(qū)）。例如，可以使用高于200kev（或高于500kev或高于1000kev或甚至高于3000kev）的注入能量。

例如，通過摻雜離子的注入而形成的摻雜區(qū)（例如，在摻雜離子注入的范圍區(qū)的末端）可以被設(shè)置在相對于半導(dǎo)體襯底102的第一表面的一深度處，所述半導(dǎo)體襯底102的第一表面用于將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底102中。在摻雜離子注入的范圍的末端處的摻雜劑的濃度與在范圍的末端的一半處的摻雜劑的濃度之間的比率可以取決于在摻雜離子的注入期間的襯底溫度。例如，在摻雜離子注入的范圍的末端處的摻雜劑的濃度與在范圍的末端的一半處的摻雜劑的濃度之間的比率可以通過在摻雜離子注入期間選擇半導(dǎo)體襯底的對應(yīng)溫度（目標(biāo)溫度）來調(diào)整或選擇。

所述方法可以包括例如以大于1*10¹³摻雜離子/cm²（或例如大于1*10¹⁴摻雜離子/cm²，或例如大于1*10¹⁵摻雜離子/cm²，或例如大于1*10¹⁶摻雜離子/cm²）的注入劑量將摻雜離子注入110到半導(dǎo)體襯底102中?？梢愿鶕?jù)待形成的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底102內(nèi)的期望的摻雜輪廓或摻雜分布來選擇待注入的摻雜離子的（預(yù)定義）劑量。例如，半導(dǎo)體襯底102的基本摻雜或電元件（例如，晶體管或二極管）的摻雜區(qū)（例如，場停止區(qū)）可以通過注入預(yù)定義劑量的摻雜離子來實(shí)現(xiàn)。

摻雜離子可以包括來自摻雜離子類型的以下組的至少一個(gè)摻雜離子類型。摻雜離子類型的所述組可以由以下組成：硼離子、磷離子、鋁離子、氮離子、銻離子、鎂離子、銦離子、鎵離子或砷離子?？商鎿Q地或可選地，摻雜離子可以例如是質(zhì)子。

半導(dǎo)體襯底102的溫度可以以各種方式來控制120。例如，襯底載體（例如，在摻雜離子注入期間承載半導(dǎo)體襯底102）可以包括用于在摻雜離子的摻雜期間加熱和/或冷卻半導(dǎo)體襯底102的裝置（例如，集成加熱器件和/或冷卻器件）。附加地或可替換地，用于注入摻雜離子的注入系統(tǒng)可以包括具有可控溫度的處理腔，使得處理腔內(nèi)的溫度在摻雜離子注入期間可以被控制。例如，半導(dǎo)體襯底102的溫度可以在預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入期間測量（例如通過在半導(dǎo)體襯底102處的溫度傳感器或通過紅外溫度測量），并且半導(dǎo)體襯底102的溫度可以基于所測量的溫度來調(diào)整（例如，通過調(diào)整用于加熱和/或冷卻半導(dǎo)體襯底102的裝置的加熱能力和/或通過調(diào)整摻雜離子的束電流）。例如，除了由在注入能量大于100kev的情況下由摻雜離子束生成的加熱能量提供以外，可以由用于加熱半導(dǎo)體襯底102的裝置提供為將襯底加熱到期望的目標(biāo)溫度范圍而向半導(dǎo)體襯底102提供的加熱能量的50%以上或70%以上（或80%以上或90%以上）。

在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的（或加熱階段的）70%以上（或例如50%以上）期間，半導(dǎo)體襯底102的溫度可以保持在80°c以上。注入工藝時(shí)間可以是在其間半導(dǎo)體襯底102由摻雜離子束照射的時(shí)間，所述摻雜離子束對待注入的摻雜離子的預(yù)定義劑量有貢獻(xiàn)。可以在一個(gè)不間斷的注入工藝期間注入摻雜離子的預(yù)定義劑量。在這種情況下，注入工藝時(shí)間可以在打開摻雜離子束時(shí)開始，并且可以在關(guān)閉摻雜離子束且注入了摻雜離子的預(yù)定義劑量時(shí)結(jié)束?？商鎿Q地，可以在由注入中斷所打斷的兩個(gè)或更多的注入子工藝期間注入摻雜離子的預(yù)定義劑量。在這種情況下，注入工藝時(shí)間可以是合計(jì)時(shí)間（例如，束時(shí)間），在所述合計(jì)時(shí)間期間打開摻雜離子束而不添加注入中斷的時(shí)間。注入中斷的原因可以例如是避免不受控的自加熱效應(yīng)。

此外，溝道作用可以對晶體溝道的干擾（例如，因由注入引起的晶體損傷或缺陷造成）敏感（或取決于所述晶體溝道的干擾）。溝道作用注入也可能損壞晶體，這可能導(dǎo)致溝道中的缺陷的積累（或增加）。這可能導(dǎo)致對晶體溝道的增加的干擾和溝道作用效應(yīng)的減小。注入溫度例如減小了溝道中的積累的缺陷。

可能已經(jīng)在高于50°c或80°c的溫度下經(jīng)歷了所注入的摻雜離子的摻雜效率的改進(jìn)。在摻雜離子注入期間，可以通過選擇較高的襯底溫度來增加所述效應(yīng)。例如，在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中，半導(dǎo)體襯底102的溫度可以保持在50°c以上（或例如80°c以上，或例如120°c以上，或例如150°c以上，或例如200°c以上，或例如250°c以上）。

例如，在注入開始時(shí)（例如，在注入工藝時(shí)間期間），半導(dǎo)體襯底102可以從室溫加熱到目標(biāo)溫度或到高于80°c的目標(biāo)溫度范圍，使得半導(dǎo)體襯底102不是在整個(gè)注入工藝時(shí)間期間高于80°c，而是在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中高于80°c?？商鎿Q地，在摻雜離子的注入開始之前，半導(dǎo)體襯底102可以加熱到目標(biāo)溫度或到高于80°c的目標(biāo)溫度范圍。這樣，在整個(gè)或接近整個(gè)注入工藝時(shí)間中，半導(dǎo)體襯底102的溫度可以是高于80°c的溫度。例如，控制半導(dǎo)體襯底102的溫度，使得半導(dǎo)體襯底102的溫度在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的90%以上（或95%以上或99%以上）中高于80°c。

半導(dǎo)體襯底102可以是半導(dǎo)體晶片、半導(dǎo)體晶片的部分或半導(dǎo)體管芯。半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底102可以是硅（si）襯底或硅晶片?？商鎿Q地，半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底102可以例如是碳化硅（sic）襯底、砷化鎵（gaas）襯底或氮化鎵（gan）襯底。

所述方法100可以在離子注入期間實(shí)現(xiàn)對襯底（在深垂直輪廓中）的非晶化的抑制。這可以通過在處理期間增加襯底溫度來實(shí)現(xiàn)。在溝道作用條件下，在半導(dǎo)體部件中可以形成深矩形輪廓，所述深矩形輪廓具有數(shù)量級較大的摻雜劑濃度（例如，大于1*10¹⁹摻雜劑原子/cm³、或例如大于1*10²⁰摻雜劑原子/cm³、或例如大于1*10¹⁶摻雜劑原子/cm³、或例如大于1*10¹⁷摻雜劑原子/cm³、或例如大于1*10¹⁸摻雜劑原子/cm³）。

可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，使得在半導(dǎo)體襯底102中形成包括大于1*10¹⁵摻雜劑原子/cm³（或例如大于1*10¹⁶摻雜劑原子/cm³、或例如大于1*10¹⁷摻雜劑原子/cm³、或例如大于1*10¹⁸摻雜劑原子/cm³、或例如大于1*10¹⁹摻雜劑原子/cm³、或例如大于1*10²⁰摻雜劑原子/cm³）的最大摻雜濃度的至少一個(gè)器件摻雜區(qū)。

可以執(zhí)行摻雜離子的注入，使得在半導(dǎo)體襯底102中形成包括摻雜濃度的至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的部分，所述摻雜濃度從最大值（或最大）摻雜濃度變化了在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度的60%以下（或例如50%以下、或例如30%以下）。例如，至少一個(gè)摻雜區(qū)可以具有示出低偏差的垂直摻雜劑輪廓。在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)（或注入?yún)^(qū)帶或注入?yún)^(qū)）的相應(yīng)總垂直延伸的至少50%（或例如至少40%）中，至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的摻雜濃度從至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度偏離或變化了60%以下（或例如50%以下、或例如30%以下）。

至少一個(gè)器件摻雜區(qū)（或至少一個(gè)注入?yún)^(qū)帶）可以例如具有至少100nm（或例如至少1μm、或例如至少2μm、或例如至少3μm、或例如至少5μm、或例如至少10μm）的垂直尺寸。

作為示例，在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度可以是5*10¹⁸摻雜劑原子/cm³。在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度的60%的摻雜濃度偏差可以是3*10¹⁸摻雜劑原子/cm³。因此，摻雜濃度可以在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的總垂直延伸（例如，大約5.5μm）的至少40%上（例如，在至少2.5μm上）在2*10¹⁸摻雜劑原子/cm³與5*10¹⁸之間變化。

至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的摻雜濃度可以在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的相應(yīng)總垂直延伸的至少55%（或例如至少60%）上從最大值（或最大摻雜濃度）變化了最大值摻雜濃度的80%以下。作為示例，在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度可以是5*10¹⁸摻雜劑原子/cm³。在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度的80%的摻雜濃度偏差可以是4*10¹⁸摻雜劑原子/cm³。因此，摻雜濃度可以在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的總垂直延伸（例如，大約5.5μm）的至少55%上（例如，在至少3.2μm上）在1*10¹⁸摻雜劑原子/cm³與5*10¹⁸之間變化。

至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值（或最大或最高）摻雜濃度可以例如從在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的部分中的最低的最小值偏離小于5倍（或例如小于4倍）。至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的部分可以例如在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的相應(yīng)總垂直延伸的至少55%（或例如至少60%）上延伸。作為示例，在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度可以是5*10¹⁸摻雜劑原子/cm³，并且在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)的部分中的最低的最小值針對小于4倍的偏差可以是1.25*10¹⁸摻雜劑原子/cm³。

可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，使得半導(dǎo)體襯底102的半導(dǎo)體材料的30%以下（或例如20%以下、或例如10%以下）在摻雜離子的注入期間或例如在沒有附加的退火工藝的情況下改變?yōu)榉蔷Вɑ驘o序或非晶體）狀態(tài)。例如，在摻雜離子的注入之后即使沒有附加的退火工藝，也可以顯著地抑制或降低半導(dǎo)體襯底102的非晶化。

方法100可以用于形成電器件布置的器件摻雜區(qū)。電器件布置可以包括例如垂直晶體管結(jié)構(gòu)或垂直二極管結(jié)構(gòu)。電器件布置可以例如是（垂直）金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管布置（mosfet）、（垂直）絕緣柵雙極型晶體管布置（igbt）、（垂直）晶閘管布置、或（垂直）二極管布置。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110以例如形成背側(cè)摻雜劑輪廓（例如，用于場停止）。這些背側(cè)摻雜劑輪廓可以改進(jìn)背側(cè)發(fā)射極效率和/或場停止摻雜區(qū)的設(shè)置。例如，用于激活摻雜劑輪廓的熱預(yù)算可以被顯著降低。濃度大于10¹⁷cm^-2的高地或矩形形狀的摻雜劑輪廓可以用小的熱預(yù)算（例如，從300℃到420℃）形成。例如，p摻雜的（和n摻雜的）島的實(shí)現(xiàn)可以是可能的，所述p摻雜的（和n摻雜的）島可以埋在半導(dǎo)體表面下方或可以與半導(dǎo)體表面接觸?？梢詧?zhí)行摻雜離子的注入110，以形成半導(dǎo)體器件的垂直晶體管布置或垂直二極管布置的場停止區(qū)、漂移區(qū)、溝道停止區(qū)或體區(qū)，或以形成垂直二極管布置的陰極/陽極區(qū)或者垂直晶體管布置的集電極/發(fā)射極區(qū)或源極/漏極區(qū)。這些摻雜區(qū)的垂直深度可以例如大于100nm（或例如大于5μm，或例如大于10μm）。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以形成具有高地狀（或平地狀）摻雜劑輪廓的體區(qū)或區(qū)帶。這些體區(qū)可以例如用于抑制igbt和功率mosfet中的閉鎖?？蛇x地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以例如針對igbt、二極管或mosfet形成深度延伸的高n摻雜的場停止區(qū)帶（例如具有大于100nm的垂直深度）?？蛇x地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以例如在sic部件中形成相對高摻雜的漂移區(qū)帶或區(qū)。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以形成漸變摻雜輪廓。例如，方法可以包括通過以下來形成包括漸變摻雜輪廓的器件摻雜區(qū)：在半導(dǎo)體襯底的主注入表面的至少部分上方形成具有至少10nm（或例如至少30nm）的厚度的散射氧化層，以及通過散射氧化層將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中，使得與在半導(dǎo)體襯底的由散射氧化層覆蓋的區(qū)中相比，在半導(dǎo)體襯底的沒有散射氧化層的區(qū)中形成更深的摻雜區(qū)?？商鎿Q地或可選地，散射氧化層可以是具有變化的厚度的層或不同厚度的部分。因?yàn)閾诫s區(qū)可以更深地?cái)U(kuò)展到半導(dǎo)體襯底的用較薄散射氧化物掩蓋的區(qū)中并且較不深地?cái)U(kuò)展到半導(dǎo)體襯底的用較厚散射氧化物掩蓋的區(qū)中，所以可以例如在半導(dǎo)體襯底中獲得漸變摻雜輪廓。

例如，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以通過薄屏蔽（或擴(kuò)展）氧化層的局部引入而形成漸變場停止輪廓。例如，由方法100形成的器件摻雜區(qū)可以包括通過薄屏蔽氧化物的局部引入而實(shí)現(xiàn)的漸變背側(cè)發(fā)射極。可替換地或可選地，由方法100形成的器件摻雜區(qū)可以包括漸變場停止區(qū)、漸變發(fā)射極區(qū)或漸變n型短路區(qū)，所述漸變場停止區(qū)、漸變發(fā)射極區(qū)或漸變n型短路區(qū)可以在沒有隨后的退火的情況下形成。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110以在半導(dǎo)體襯底102中形成補(bǔ)償器件布置的多個(gè)垂直延伸補(bǔ)償區(qū)，所述多個(gè)垂直延伸補(bǔ)償區(qū)鄰近于補(bǔ)償器件布置的多個(gè)垂直延伸漂移區(qū)設(shè)置。例如，可以在橫向方向上在半導(dǎo)體襯底102中交替地布置補(bǔ)償器件布置的多個(gè)垂直延伸補(bǔ)償區(qū)和多個(gè)垂直延伸漂移區(qū)?？蛇x地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以在補(bǔ)償半導(dǎo)體器件中形成coolmos柱（例如，補(bǔ)償區(qū)和/或漂移區(qū)）。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110以鄰近于半導(dǎo)體襯底102的背側(cè)形成多個(gè)器件摻雜區(qū)。多個(gè)器件摻雜區(qū)中的器件摻雜區(qū)可以在橫向上由垂直二極管布置的陰極/陽極區(qū)或者垂直晶體管布置的源極/漏極或集電極/發(fā)射極區(qū)包圍。例如，器件摻雜區(qū)可以在形成陰極/陽極區(qū)、源極/漏極區(qū)或集電極/發(fā)射極區(qū)之后通過注入來形成。例如，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110以形成二極管的埋入的背側(cè)（或前側(cè)）p型島（或n型島），從而增加在關(guān)斷期間的軟度。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以形成（垂直）二極管的相對深（例如，深于100nm或例如大于5μm）的背側(cè)n型發(fā)射極（或p型發(fā)射極）或者（垂直）igbt的背側(cè)p型發(fā)射極（或n型發(fā)射極）。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以形成深度延伸（例如，深于100nm、或例如深于500nm、或例如深于1μm、或例如深于5μm）的“結(jié)終止延伸”結(jié)構(gòu)或“橫向摻雜變化”結(jié)構(gòu)。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以形成深度延伸的溝道停止區(qū)，所述深度延伸的溝道停止區(qū)可例如用于避免溝道反型。

可選地或可替換地，可以執(zhí)行摻雜離子的注入110，以在高摻雜的半導(dǎo)體襯底102中在漂移區(qū)和半導(dǎo)體襯底102之間的邊界附近形成埋入的（ge）摻雜層或區(qū)。由于磷誘發(fā)的張力被較大地補(bǔ)償，可以避免由于外延區(qū)帶的生長而導(dǎo)致的張力。（ge）摻雜層可以具有形成高地的輪廓，所述形成高地的輪廓具有在兩個(gè)垂直方向上的足夠廣闊的斜坡或尖坡（例如，斜坡的垂直延伸例如在高地延伸的10%和50%之間）。

深的、高摻雜的摻雜輪廓在許多應(yīng)用中可以是令人感興趣的。例如，它們可以用在補(bǔ)償器件（例如，coolmos）的柱結(jié)構(gòu)中，或者用于生成例如具有不同有用電壓的結(jié)構(gòu)。在補(bǔ)償部件中，一般的技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)垂直柱或?qū)?。例如，這些垂直柱或?qū)涌梢酝ㄟ^多步外延和掩模的硼（b）和磷（p）注入來執(zhí)行。補(bǔ)償層中的摻雜劑濃度的垂直和橫向波動(dòng)可能導(dǎo)致電場強(qiáng)度的不均勻分布，這可能限制最大承受電壓。此外，在沿著n型（或p型）柱的摻雜劑濃度有波動(dòng)的情況下，例如不可獲得最佳導(dǎo)電性（ron）。為了減小區(qū)的橫向擴(kuò)展和所述波動(dòng)，可以使用外延層和注入，這增加了制造所要求的結(jié)構(gòu)的成本。方法100避免了摻雜濃度大于1*10¹⁶摻雜劑原子/cm³（或例如大于1*10¹⁷摻雜劑原子/cm³）的半導(dǎo)體襯底102的增加的非晶化。方法100還避免了注入的離子不再遵循半導(dǎo)體中的所要求的路徑，以便形成溝道作用輪廓。

對于溝道作用注入，可以使用在50℃以上（或例如在80℃以上、或例如在100℃與500℃之間、或例如在100℃與300℃之間）的較高襯底溫度。在50℃以上（或例如在80℃以上、或例如在100℃以上）的襯底溫度處，例如可以減小非晶化并且可以增加在溝道作用輪廓中可達(dá)到的（1*10¹⁸摻雜劑原子/cm³的）濃度。

圖2示出根據(jù)實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的方法200。

方法200包括以至少100kev的注入能量將預(yù)定義劑量的摻雜離子注入210到半導(dǎo)體襯底中。在將摻雜離子注入到半導(dǎo)體襯底中期間，在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°。

方法200還包括在預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入期間控制220半導(dǎo)體襯底的溫度，使得半導(dǎo)體襯底的溫度在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中高于80℃。

由于在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°并且將半導(dǎo)體襯底的溫度控制在目標(biāo)溫度范圍內(nèi)，例如可以獲得改進(jìn)的摻雜輪廓。例如，可以提供在更大深度或體積上的更均勻的摻雜。例如，可以減小在半導(dǎo)體襯底中的不想要的非晶化和/或摻雜濃度的波動(dòng)。

至少100kev的注入能量可能足以實(shí)現(xiàn)各種電元件（例如，晶體管結(jié)構(gòu)或二極管結(jié)構(gòu)）的摻雜區(qū)（例如，場停止區(qū)或漂移區(qū)）。例如，可以使用高于200kev（或高于500kev或高于1000kev或甚至高于3000mev）的注入能量。

例如，可以執(zhí)行預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入，以在預(yù)定義深度處提供垂直晶體管布置或垂直二極管布置的場停止區(qū)或場停止層。場停止區(qū)可以被設(shè)置在垂直晶體管布置或垂直二極管布置的漂移區(qū)與背側(cè)摻雜區(qū)（例如，漏極區(qū)、集電極區(qū)、陰極區(qū)或陽極區(qū)）之間。場停止區(qū)可以被設(shè)置在由具有小于4.0mev或甚至小于2.5mev（或小于1.5mev）的能量的摻雜離子可達(dá)到的深度中。

可選地，半導(dǎo)體襯底的基區(qū)摻雜（例如，晶體管或二極管的漂移區(qū)的摻雜）和場停止區(qū)可以同時(shí)進(jìn)行注入。可以執(zhí)行預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入，以在預(yù)定義深度與半導(dǎo)體襯底的表面之間同時(shí)提供半導(dǎo)體襯底的基區(qū)摻雜。例如，可以選擇半導(dǎo)體襯底溫度，使得在半導(dǎo)體襯底的在所述表面與摻雜離子注入的范圍末端峰值之間的部分（穿透區(qū)域）內(nèi)獲得的摻雜濃度形成該部分的基區(qū)摻雜，并且范圍末端峰值形成場停止區(qū)所期望的摻雜濃度。

可替換地，可以獨(dú)立于場停止區(qū)的注入或與場停止區(qū)的注入分開地執(zhí)行半導(dǎo)體襯底的基區(qū)摻雜（例如晶體管或二極管的漂移區(qū)的摻雜）的注入?？梢栽谳^高注入能量（例如，大于3mev或大于3.5mev）處執(zhí)行基區(qū)摻雜的注入。基區(qū)摻雜的注入的范圍末端可以比最終半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底的厚度更深（例如，范圍末端部分可以通過研磨襯底來去除）。如果使用高于3.5mev的注入能量，則半導(dǎo)體襯底可以達(dá)到非常高的溫度。通過控制（例如，加熱和/或冷卻半導(dǎo)體載體或處理腔）半導(dǎo)體襯底的溫度，可以增加摻雜效率和/或可以減少工藝時(shí)間。

例如，可以以大于1*10¹³摻雜離子/cm²（或例如大于1*10¹⁴摻雜離子/cm²或例如大于1*10¹⁵摻雜離子/cm²或例如大于1*10¹⁶摻雜離子/cm²）的注入劑量注入摻雜離子。待注入的摻雜離子的（預(yù)定義）劑量可以根據(jù)待形成的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的所期望的摻雜輪廓或摻雜分布來選擇。例如，半導(dǎo)體襯底的基區(qū)摻雜或電元件（例如晶體管或二極管）的摻雜區(qū)（例如場停止區(qū)）可以通過注入預(yù)定義劑量的摻雜離子或注入在半導(dǎo)體襯底中形成復(fù)合體的離子來實(shí)現(xiàn)，所述復(fù)合體充當(dāng)施主或受主。

半導(dǎo)體襯底可以由外部加熱器（例如，可加熱卡盤或可加熱襯底載體）從室溫加熱到所期望的目標(biāo)溫度或工藝溫度。然后，摻雜離子的注入可以開始并繼續(xù)直到注入了預(yù)定義劑量的摻雜離子為止。在注入之后可以主動(dòng)地冷卻襯底（例如，通過卡盤或襯底載體）。

半導(dǎo)體襯底的溫度由于所提出的溫度控制而可以保持為基本上恒定。例如，在預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入期間，可以控制半導(dǎo)體襯底的溫度，使得半導(dǎo)體襯底的溫度在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中在目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。目標(biāo)溫度范圍可以從目標(biāo)溫度下限達(dá)到目標(biāo)溫度上限。目標(biāo)溫度下限可以等于目標(biāo)溫度減去30℃（或減去10℃或減去5℃或減去5℃），并且目標(biāo)溫度上限可以等于目標(biāo)溫度加上30℃（或加上10℃或加上5℃或加上50℃）。換句話說，可以控制半導(dǎo)體襯底的溫度以在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中停留在目標(biāo)溫度+/-50°c、+/-30°c、+/-10°c或+/-5°c的目標(biāo)溫度范圍內(nèi)。目標(biāo)溫度可以高于80℃（或高于120℃、高于150℃、高于200℃、或高于250℃）。例如，目標(biāo)溫度下限也可以高于80℃。

可選地或可替換地，半導(dǎo)體襯底可以例如通過使用加熱的卡盤而加熱至在500℃和700℃之間的目標(biāo)溫度。

附加地或可選地，用于所期望的基本物理效應(yīng)的濃度極限可以在注入期間通過束電流來（精細(xì)）調(diào)整。例如，在每個(gè)溫度（或加熱）階段之后可以例如增加濃度。

結(jié)合上面或下面描述的實(shí)施例提到更多細(xì)節(jié)和方面。圖2所示的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)可選的附加特征，所述附加特征對應(yīng)于結(jié)合提出的概念或者上面（例如圖1）或下面（例如圖3a-5）描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例所提到的一個(gè)或多個(gè)方面。

圖3a示出基于磷摻雜離子在不同注入條件下的注入的摻雜濃度（cm^-3）相對于深度（μm）的圖解310。例如，圖3a示出在不同溫度處的溝道作用高能量注入之后的磷摻雜離子的分布。

可以注入摻雜離子，使得在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差例如小于±0.5°（或例如0°）。例如，可以以至少1*10¹⁴摻雜離子/cm²的注入劑量注入摻雜離子。例如，可以以3.5mev的注入能量將摻雜離子注入到硅（100）襯底中。

在沒有進(jìn)一步措施323的情況下（例如在沒有如結(jié)合圖1-2描述的那樣控制主離子束方向與主晶向之間的偏差的情況下，和/或例如在沒有如結(jié)合圖1-2描述的那樣控制溫度的情況下），在超過1*10¹³摻雜離子/cm²的注入劑量處且在大約25℃（室溫）的注入溫度處可以發(fā)生在襯底中清楚的非晶化，并且可以發(fā)生離子的最小溝道作用。在增加注入目標(biāo)溫度324（例如在50℃以上、或例如在80℃以上、或例如在100℃處）的情況下，非晶化極限可以通過半導(dǎo)體襯底的晶格的增加的自退火速率而顯著增加，使得該分布具有溝道作用更顯著得多的部分。例如，通過在摻雜離子的注入期間控制半導(dǎo)體襯底的注入目標(biāo)溫度，半導(dǎo)體襯底的非晶化（所述非晶化可能原本在室溫處在超過1*10¹³摻雜離子/cm²的注入劑量處開始發(fā)生）可以僅在50℃以上的溫度（例如在室溫（25℃）以上至少25℃）處而不是在室溫處開始。例如，可以減小或抑制半導(dǎo)體襯底的非晶化（所述非晶化可能發(fā)生在室溫處）。例如，可以在200與300℃之間的注入目標(biāo)溫度處執(zhí)行最佳可達(dá)到的狀態(tài)325。

高注入溫度改變了非晶化極限、缺陷密度和所注入的摻雜劑的激活程度。例如，所注入的摻雜劑離子的較高激活程度可以意味著：與在沒有高注入溫度的情況下的較低百分比相比，注入到半導(dǎo)體襯底中的摻雜離子的30%以上（或例如50%以上、或例如80%以上、或例如90%以上）被激活。即使對于在室溫處半導(dǎo)體襯底的非晶化沒有發(fā)生時(shí)（或半導(dǎo)體襯底的非常小的非晶化發(fā)生時(shí)）的注入劑量（例如，小于1*10¹³摻雜離子/cm²），情況也可能如此。例如，薄層電阻和/或所注入的摻雜離子的激活可以隨著注入溫度增加而減小。

圖3b示出了基于砷摻雜離子在不同注入條件下的注入的摻雜濃度（cm^-3）相對于深度（μm）的圖解320。例如，圖3b示出在不同溫度處的溝道作用高能量注入之后的砷摻雜離子的分布。

例如，可以注入摻雜離子，使得在注入摻雜離子的摻雜離子束的主方向與半導(dǎo)體襯底的主晶向之間的偏差小于±0.5°（或例如0°）。例如，可以以至少1*10¹⁴摻雜離子/cm²的注入劑量注入摻雜離子。例如，可以以2.5mev的注入能量將摻雜離子注入到硅（100）襯底中。

在沒有進(jìn)一步措施323的情況下（例如在沒有如結(jié)合圖1-2描述的那樣控制主離子束方向與主晶向之間的偏差的情況下，和/或例如在沒有如結(jié)合圖1-2描述的那樣控制溫度的情況下），在超過1*10¹³摻雜離子/cm²的注入劑量處且在大約25℃的注入溫度處可以發(fā)生在襯底中清楚的非晶化，并且可以發(fā)生離子的最小溝道作用。在增加注入目標(biāo)溫度334（例如在50℃以上、或例如在80℃以上、或例如在100℃處）的情況下，非晶化極限可以通過半導(dǎo)體襯底的晶格的增加的自退火速率而顯著增加，使得該分布具有溝道作用更顯著得多的部分?？梢栽?00與300℃之間的注入目標(biāo)溫度處執(zhí)行最佳可達(dá)到的狀態(tài)335。高注入溫度改變了非晶化極限、晶體損傷程度和所注入的摻雜劑的激活程度。

結(jié)合上面或下面描述的實(shí)施例提到更多細(xì)節(jié)和方面。圖3a和3b所示的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)可選的附加特征，所述附加特征對應(yīng)于結(jié)合提出的概念或者上面（例如圖1-2）或下面（例如圖5）描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例所提到的一個(gè)或多個(gè)方面。

圖4示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件400的示意性圖示。

半導(dǎo)體器件400包括布置在半導(dǎo)體襯底402中的電器件布置的至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401。

至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401或至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401的部分具有多于500nm的垂直尺寸d。

至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401的一個(gè)（或所述）部分具有大于1*10¹⁵摻雜劑原子/cm³的摻雜濃度403。至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401的所述部分的摻雜濃度從至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度變化了20%以下。

由于至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401的所述部分的摻雜濃度從至少一個(gè)器件摻雜區(qū)中的最大值摻雜濃度變化了20%以下，可以改進(jìn)半導(dǎo)體器件400的一致性和可靠性。例如，可以例如降低半導(dǎo)體器件400中的電特性（例如，電場強(qiáng)度、或?qū)щ娦裕┑牟▌?dòng)。

電器件布置可以是垂直晶體管布置或垂直二極管布置。例如，垂直晶體管布置可以例如是場效應(yīng)晶體管布置（例如，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管或絕緣柵雙極型晶體管）。例如，電器件布置可以是（垂直）晶閘管布置或（垂直）二極管布置。

垂直晶體管布置可以在單元場內(nèi)包括多個(gè)單元或重復(fù)的結(jié)構(gòu)（例如，場效應(yīng)晶體管單元、金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管單元或絕緣柵雙極型晶體管單元）。例如，場效應(yīng)晶體管單元可以包括源極區(qū)、體區(qū)、漏極區(qū)（例如與其它單元共享）和用于控制經(jīng)過體區(qū)的溝道的柵極。此外，垂直晶體管布置可以包括在體區(qū)（或漂移區(qū)）與漏極區(qū)之間的場停止區(qū)或場停止層。

半導(dǎo)體器件可以是功率半導(dǎo)體器件，所述功率半導(dǎo)體器件的擊穿電壓或閉鎖電壓大于10v（例如，10v、20v或50v的擊穿電壓）、大于100v（例如200v、300v、400v或500v的擊穿電壓）或大于500v（例如600v、700v、800v或1000v的擊穿電壓）或大于1000v（例如1200v、1500v、1700v或2000v的擊穿電壓）。

至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401或至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401的部分可以具有垂直摻雜劑輪廓，所述垂直摻雜劑輪廓在至少一個(gè)器件摻雜區(qū)或至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401的部分的相應(yīng)總垂直延伸d的至少50%（或例如至少70%或例如至少90%）上具有小于20%（或例如小于10%）的低偏差。根據(jù)實(shí)施例，每一個(gè)注入?yún)^(qū)帶內(nèi)的偏差在注入?yún)^(qū)帶的垂直延伸的50%以上內(nèi)可以小于20%。

至少一個(gè)器件摻雜區(qū)或至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401的部分（或至少一個(gè)注入?yún)^(qū)帶）可以具有至少100nm（或例如至少2μm、或例如至少5μm、或例如至少10μm、或例如多于500nm或例如多于1000nm或例如多于3000nm）的垂直尺寸。

至少一個(gè)器件摻雜區(qū)401的一個(gè)（所述）部分具有大于1*10¹⁵摻雜劑原子/cm³（或例如大于1*10¹⁶摻雜劑原子/cm³或例如大于1*10¹⁷摻雜劑原子/cm³或例如大于1*10¹⁸摻雜劑原子/cm³或例如大于1*10¹⁹摻雜劑原子/cm³或例如大于1*10²⁰摻雜劑原子/cm³）的摻雜濃度403。

可選地或可替換地，至少一個(gè)摻雜區(qū)401可以是補(bǔ)償器件布置的多個(gè)垂直延伸補(bǔ)償區(qū)。可選地或可替換地，至少一個(gè)摻雜區(qū)401可以是補(bǔ)償器件布置的多個(gè)垂直延伸漂移區(qū)?？蛇x地或可替換地，至少一個(gè)摻雜區(qū)401可以是二極管的埋入的背側(cè)（或前側(cè)）p型島（或n型島）以增加在關(guān)斷期間的軟度。可選地或可替換地，至少一個(gè)摻雜區(qū)401可以是（垂直）二極管的背側(cè)（或前側(cè)）n型發(fā)射極（或p型發(fā)射極）或（垂直）igbt的背側(cè)p型發(fā)射極（或n型發(fā)射極）。可選地或可替換地，至少一個(gè)摻雜區(qū)401可以是“結(jié)終止延伸”結(jié)構(gòu)或“橫向摻雜變化”結(jié)構(gòu)?？蛇x地或可替換地，至少一個(gè)摻雜區(qū)401可以例如是可以用于避免溝道反型的溝道停止區(qū)?？蛇x地或可替換地，至少一個(gè)摻雜區(qū)401可以是漸變摻雜區(qū)。例如，器件摻雜區(qū)可以具有漸變摻雜輪廓?？蛇x地，所形成的器件摻雜區(qū)401可以包括或可以是漸變場停止區(qū)、漸變發(fā)射極區(qū)或漸變n型短路區(qū)。

結(jié)合上面或下面描述的實(shí)施例提到更多細(xì)節(jié)和方面。圖4所示的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)可選的附加特征，所述附加特征對應(yīng)于結(jié)合提出的概念或者上面（例如圖1-3b）或下面（圖4）描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例所提到的一個(gè)或多個(gè)方面。

圖5示出用于形成半導(dǎo)體器件的方法500的流程圖。

方法包括在半導(dǎo)體襯底的主注入表面的至少部分上方形成510散射氧化層。

方法還包括通過散射氧化層將預(yù)定義劑量的摻雜離子注入520到半導(dǎo)體襯底中，使得與在半導(dǎo)體襯底的由散射氧化層覆蓋的區(qū)中相比，在半導(dǎo)體襯底的沒有散射氧化層的區(qū)中形成更深的摻雜區(qū)。

方法還包括在預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入期間控制530半導(dǎo)體襯底的溫度，使得半導(dǎo)體襯底的溫度在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中高于50℃。

由于在半導(dǎo)體襯底的主注入表面的至少部分上方形成散射氧化層，可以在較高注入溫度處獲得所注入的離子的較高激活程度。例如，即使沒有溝道作用，也可以獲得較高的激活程度。

所注入的摻雜劑離子的較高激活程度可以意味著：與在沒有高注入溫度的情況下的較低百分比相比，注入到半導(dǎo)體襯底中的摻雜離子的30%以上（或例如50%以上、或例如80%以上、或例如90%以上）被激活。

散射氧化層可以類似于結(jié)合圖1描述的散射氧化層。例如，方法可以包括通過在半導(dǎo)體襯底的主注入表面的至少部分上方形成具有至少10nm（或例如至少30nm）的厚度的散射氧化層來形成器件摻雜區(qū)，所述器件摻雜區(qū)包括漸變摻雜輪廓。

可替換地或可選地，散射氧化層可以是具有變化的厚度的層或不同厚度的部分。因?yàn)閾诫s區(qū)可以更深地?cái)U(kuò)展到半導(dǎo)體襯底的用較薄散射氧化物掩蓋的區(qū)中并且較不深地?cái)U(kuò)展到半導(dǎo)體襯底的用較厚散射氧化物掩蓋的區(qū)中，所以可以例如在半導(dǎo)體襯底中獲得漸變摻雜輪廓。

半導(dǎo)體襯底102的溫度在用于注入預(yù)定義劑量的摻雜離子的注入工藝時(shí)間的70%以上中可以保持在50°c以上（或例如80°c以上，或例如120°c以上，或例如150°c以上，或例如200°c以上，或例如250°c以上），以獲得摻雜離子的較高激活程度。

結(jié)合上面或下面描述的實(shí)施例提到更多細(xì)節(jié)和方面。圖5所示的實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)可選的附加特征，所述附加特征對應(yīng)于結(jié)合提出的概念或者上面（例如圖1-4）或下面描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例所提到的一個(gè)或多個(gè)方面。

例如，各種示例涉及用于在晶體半導(dǎo)體中生成高摻雜雜質(zhì)輪廓的方法。

結(jié)合一個(gè)或多個(gè)特定示例提到的方面和特征（例如，半導(dǎo)體器件、電器件布置、半導(dǎo)體襯底、至少一個(gè)器件摻雜區(qū)、摻雜離子的注入、半導(dǎo)體襯底的溫度控制、目標(biāo)溫度范圍、主晶向、摻雜離子束的主方向、注入能量、和摻雜濃度）可以與其它示例中的一個(gè)或多個(gè)組合。

示例實(shí)施例可以還提供計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序具有用于在計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行時(shí)執(zhí)行上面的方法中的一個(gè)方法的程序代碼。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識到各種上面描述的方法的動(dòng)作可以通過編程的計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。在本文中，一些示例實(shí)施例也意在覆蓋程序存儲裝置（例如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲介質(zhì)），所述程序存儲裝置是機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀和編碼機(jī)器可執(zhí)行或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令程序，其中所述指令執(zhí)行上述方法的動(dòng)作中的一些或全部。程序存儲裝置可以例如是數(shù)字存儲器、諸如磁盤和磁帶的磁存儲介質(zhì)、硬盤驅(qū)動(dòng)、或可選的可讀數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲介質(zhì)。進(jìn)一步的示例實(shí)施例也意在覆蓋：計(jì)算機(jī)，被編程來執(zhí)行上述方法的動(dòng)作；或者（現(xiàn)場）可編程邏輯陣列（（f）pla）或（現(xiàn)場）可編程柵陣列（（f）pga），被編程來執(zhí)行上述方法的動(dòng)作。

說明書和附圖僅圖示本公開的原理。因此將意識到的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)想各種布置，所述各種布置盡管沒有在本文中明確描述或示出，但體現(xiàn)了本公開的原理并被包括在本公開的精神和范圍內(nèi)。此外，本文中記載的所有示例在原則上清楚地意在僅用于教學(xué)目的以幫助讀者理解本公開的原理和由（一個(gè)或多個(gè)）發(fā)明人為促進(jìn)本領(lǐng)域所貢獻(xiàn)的概念，并且將被解釋為不限于這樣具體記載的示例和條件。而且，本文中記載本公開的原理、方面和實(shí)施例的所有陳述以及其特定示例意在涵蓋其等同形式。

表示為“用于……的裝置”（執(zhí)行特定功能）的功能塊應(yīng)該被理解為分別包括配置為執(zhí)行特定功能的電路的功能塊。因此，“用于某事物的裝置”也可以被理解為“配置為或適于某事物的裝置”。因此，配置為執(zhí)行特定功能的裝置不暗示這樣的裝置必定正在執(zhí)行該功能（在給定時(shí)刻處）。

應(yīng)當(dāng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到的是，本文中的塊圖表示體現(xiàn)本公開的原理的說明性電路的概念性視圖。類似地，將意識到的是，任何流程圖、流程圖解、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、偽代碼等表示各種工藝，所述各種工藝可以基本上在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中表示并因此由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行，無論是否明確示出這樣的計(jì)算機(jī)或處理器。

此外，下面的權(quán)利要求因此被并入詳細(xì)描述中，其中每一個(gè)權(quán)利要求可以自立為分開的實(shí)施例。雖然每一個(gè)權(quán)利要求可以自立為分開的實(shí)施例，但將注意到的是——盡管從屬權(quán)利要求在權(quán)利要求中可以指代與一個(gè)或多個(gè)其它權(quán)利要求的特定組合——其它實(shí)施例也可以包括從屬權(quán)利要求與每一個(gè)其它從屬或獨(dú)立權(quán)利要求的主題內(nèi)容的組合。本文中提出了這樣的組合，除非陳述了不意圖特定組合。此外，意在將權(quán)利要求的特征也包括到任何其它獨(dú)立權(quán)利要求，即使該權(quán)利要求不直接從屬于該獨(dú)立權(quán)利要求。

進(jìn)一步注意到的是，在說明書中或在權(quán)利要求中公開的方法可以由具有用于執(zhí)行這些方法的相應(yīng)動(dòng)作的每一個(gè)的裝置的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

此外，將理解的是，在說明書或權(quán)利要求中公開的多個(gè)動(dòng)作或功能的公開可以不被理解為在特定次序內(nèi)。所以，多個(gè)動(dòng)作或功能的公開將不把這些限制到特定次序，除非這樣的動(dòng)作或功能出于技術(shù)原因而不可交換。此外，在一些實(shí)施例中，單個(gè)動(dòng)作可以包括或可以分成多個(gè)子動(dòng)作。這樣的子動(dòng)作可以被包括在該單個(gè)動(dòng)作的公開中且是該單個(gè)動(dòng)作的公開的部分，除非明確地被排除。