半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

质子注入(16)之后，通过炉退火处理形成氢致施主，从而形成n型电场终止层(3)，进一步通过激光退火处理减少生成于质子通过区域(14)的无序，从而形成n型无序减少区域(18)。如此，本发明专利技术能够提供形成基于质子注入(16)的n型电场终止层(3)和n型无序减少区域(18)，导通电阻低且能够改善漏电流等电特性的稳定、低廉的半导体装置及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及具有FS(电场终止)层的二极管和IGBT(绝缘栅型双极晶体管)等半导体装置及其制造方法。
技术介绍
作为电力用半导体装置，有具有400V、600V、1200V、1700V、3300V或其以上的耐压的二极管和/或IGBT等。它们可用于转换器和/或逆变器等电力变换装置。对于电力用半导体装置而言，要求有低损耗、高效率以及高耐破坏量这样的良好的电特性和低成本。作为该电力用半导体装置的制造方法，提出了如下的方法。首先，在半导体基板的表面侧形成扩散区域和/或MOS结构等。接着，研磨背面侧来削薄半导体基板之后，通过从其研磨面侧进行质子注入和热处理，从而利用由被注入的氢原子和其周边的多个点缺陷等构成的复合缺陷形成施主，形成高浓度的n型电场终止层。由含有该氢的复合缺陷形成的施主被称为氢致施主。在专利文献1中，记载了关于通过质子注入使照射位置的电子/空穴迁移率产生降低的技术。专利文献2记载了质子注入后的热处理条件。在专利文献3中，记载了在IGBT的制作过程中，在质子注入和退火之后形成接触层时使用激光退火。质子被照射后通过退火而使载流子浓度恢复。在专利文献4中示出了通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有：p导电型的基底层，设置于成为n导电型的漂移层的半导体基板的第一主面的表面层，浓度比该漂移层高；n导电型的发射层，设置于所述基底层的内部，浓度比该基底层高；栅极绝缘膜，以与所述基底层、所述发射层以及所述漂移层相接的方式设置，栅电极，在所述栅极绝缘膜的表面以与所述基底层、所述发射层以及所述漂移层对置的方式设置；发射电极，设置于所述发射层和所述基底层的表面，通过层间绝缘膜与所述栅电极绝缘；和p导电型的集电极层，设置于所述半导体基板的第二主面的表面，在所述漂移层与所述集电极层之间，至少具有一个n导电型的中间层，所述n导电型的中间层将浓度比所述漂移层高的n导电型的电场终...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.19 JP 2012-0093371.一种半导体装置，其特征在于，具有：p导电型的基底层，设置于成为n导电型的漂移层的半导体基板的第一主面的表面层，浓度比该漂移层高；n导电型的发射层，设置于所述基底层的内部，浓度比该基底层高；栅极绝缘膜，以与所述基底层、所述发射层以及所述漂移层相接的方式设置，栅电极，在所述栅极绝缘膜的表面以与所述基底层、所述发射层以及所述漂移层对置的方式设置；发射电极，设置于所述发射层和所述基底层的表面，通过层间绝缘膜与所述栅电极绝缘；和p导电型的集电极层，设置于所述半导体基板的第二主面的表面，在所述漂移层与所述集电极层之间，至少具有一个n导电型的中间层，所述n导电型的中间层将浓度比所述漂移层高的n导电型的电场终止层与浓度比该电场终止层低的n导电型的无序减少区域这两层作为一对，所述无序减少区域中的载流子迁移率的最小值为结晶状态的该载流子迁移率的20％以上。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述电场终止层具有氢致施主。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无序减少区域的载流子迁移率比所述漂移层的载流子迁移率低。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无序减少区域的掺杂浓度为所述漂移层的浓度以上。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无序减少区域具有由通过氢离子的注入而导入的无序残留而成的残留无序。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，所述残留无序是利用热处理使通过所述氢离子注入而导入的无序减少而成。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，隔着所述漂移层与所述基底层邻接的所述电场终止层的载流子浓度为最大浓度的位置从所述第二主面起算的深度要比15μm还深。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，使q为基元电荷，使Nd为所述漂移层的平均浓度，使εS为所述半导体基板的介电常数，使Vrate为额定电压，使JF为额定电流密度，使vsat为载流子的速度在预定的电场强度下饱和的饱和速度，用下述式(1)表示距离指标L，将隔着所述漂移层与所述基底层邻接的所述电场终止层的载流子浓度为最大浓度的位置从所述第二主面起算的深度设定为X，将所述半导体基板的厚度设定为W0，X＝W0－γL，γ为0.2以上且1.5以下，[数学式1]9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在与所述漂移层相接的所述中间层中所述电场终止层与所述漂移层相接，在与所述集电极层相接的所述中间层中所述无序减少区域与所述集电极层相接。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，形成2个以上所述中间层。11.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包含以下工序：从半导体基板的一个主面进行质子注入的工序；通过使所述半导体基板整体处于350℃以上且550℃以下的温度而形成由所述质子注入产生的氢致施主，在所述半导体基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎正行，吉村尚，泷下博，栗林秀直，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP