本发明专利技术提供一种以低成本来实现特性均匀化的电子射线照射的半导体装置的制造方法。从层叠有多片晶片的晶片堆叠体的表面和背面这两个方向照射电子射线。另外，使晶片堆叠体的晶片累计厚度比电子射线的射程要薄。由此，提供一种能够使晶片之间的电气特性极为均匀化、而且能够使电子射线的照射次数减少以降低成本的半导体装置制造方法。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种以低成本来实现特性均匀化的电子射线照射的半导体装置的制造方法。从层叠有多片晶片的晶片堆叠体的表面和背面这两个方向照射电子射线。另外，使晶片堆叠体的晶片累计厚度比电子射线的射程要薄。由此，提供一种能够使晶片之间的电气特性极为均匀化、而且能够使电子射线的照射次数减少以降低成本的半导体装置制造方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种具有向半导体基板照射电子射线的工序的半导体装置制造方法、 以及利用该方法制造而成的半导体装置。
技术介绍
-般而言，在少数载流子成为导通载流子的双极型功率半导体装置中，存在p-i-n 二极管、绝缘栅型双极晶体管（IGBT)等。双极型功率半导体装置的额定电压的幅度较大， 为600V?6500V左右。 另一方面，多数载流子成为导通载流子的是单极型功率半导体装置，其代表为功 率M0SFET(M0SFET :绝缘栅型场效应晶体管）。功率M0SFET在正向导通时，利用多数载流子 (电子）进行动作。另一方面，在反向偏置时，由P型基极层和η型漂移层以及η型漏极层 构成的寄生二极管进行动作。即，少数载流子（空穴）从Ρ型基极层注入到η型漂移层，具 有反向导通特性。由此，反向导通时的功率M0SFET成为双极动作。功率M0SFET的额定电 压为几10V?1000V左右。 在双极型功率半导体装置的情况下，在导通时，将浓度比漂移层的浓度高几个数 量级的载流子（电子、空穴）储存在该漂移层中，由此实现较低的电压降。另一方面，在从 导通状态转移到截止状态时，即在开关时，若该储存载流子不被全部清出，则漂移层无法耗 尽。因此，在开关时需要一定的时间。因而，如何在维持较低的电压降的同时将储存载流子 快速地清出成为兼顾双极型功率半导体装置的低损耗特性和高速开关特性的关键。 作为使双极型功率半导体装置成为高速开关的手段，有电子射线照射。通过向功 率半导体装置照射电子射线，从而向半导体基板特别是漂移层导入较大（较深）的晶体缺 陷，形成再结合中心。由此，能够缩短开关时间。作为一般的电子射线方法，使电子射线的 加速能量成为2MeV?5MeV左右，并向单晶晶片进行电子射线照射。另外，对晶体缺陷浓度 的控制通过电子射线的照射剂量来调整。之后，通过在200°C以上500°C以下进行预定时间 的退火，从而能够形成再结合中心，使开关高速化。 专利文献1中记载了如下方法：通过将加速能量提高至lOMeV，从而向多片硅晶片 同时照射电子射线，由此来减少照射次数以实现成本降低。 专利文献2中记载了用于向多片晶片照射电子射线的晶片堆叠体的结构和堆叠 体的制造方法。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本专利特开2004 - 273863号公报 专利文献2 :美国专利第6475432号说明书
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 在电子射线照射中，一次能够照射的照射剂量一般约为lOkGy左右。在为了实现 所期望的高速开关特性而所需要的照射剂量为l〇〇kGy的情况下，需要照射10次，每一次的 偏差会随着照射次数的增加而增加。需要对于所固定的照射剂量照射多次的理由如下：一 般在商用领域中，对每一产品的照射量的细微调整成为成本高、生产量降低的原因。因此， 若重复进行10次左右的照射，则会在照射剂量中产生20%左右的偏差。该照射剂量的偏差 成为半导体基板的晶体缺陷浓度的偏差，因此成为元件特性偏差的原因。 例如，如专利文献1所记载的那样，在一次对多片进行照射的情况下，在离电子射 线源最近的晶片与最远的晶片之间，厚度为几_，因此照射剂量的差异或偏差容易变大。 高速开关特性与电子射线的照射剂量具有正相关性。因此，若电子射线照射的次 数较多，则能够缩短开关时间，且能够提高高速开关特性。然而，如上所述由于照射剂量的 偏差较多，因此会因晶体缺陷的偏差而发生特性的不均匀。特别是在车载用途的情况下，要 求减小偏差和严格的管理，需要能够兼顾电子射线照射的低成本化和提高特性的均匀性的 手段。 另外，专利文献2中，未记载向晶片堆叠体照射电子射线的方法。 本专利技术的目的在于提供一种解决上述问题，以低成本来实现特性均匀化的电子射 线照射的半导体装置制造方法。 解决技术问题所采用的技术方案 为了达到上述目的，根据权利要求所记载的专利技术， 采用一种半导体装置制造方法，从层叠两片以上半导体基板而构成的晶片堆叠体的主 面照射电子射线，该半导体装置制造方法具有如下工序： 从所述晶片堆叠体的一个主面照射电子射线的第一照射工序；以及 以与所述电子射线的照射中的加速能量相同的加速能量，从所述晶片堆叠体的另一个 主面照射电子射线的第二照射工序。 所述第二照射工序的照射剂量也可与所述第一照射工序的照射剂量相同。 所述第一照射工序的次数与所述第二照射工序的次数也可相同。 所述第二照射工序的照射剂量也可与所述第一照射工序的照射剂量不同。 所述第一和第二照射工序之中的一个照射工序的照射剂量也可是所述第一和第 二照射工序之中的另一个照射工序的照射剂量的1%以上且不到100%的值。 也可将所述第一照射工序和所述第二照射工序作为一对，对该一对工序重复进行 多次。 也可对所述晶片堆叠体内相邻的半导体基板进行层叠，以使得各自的第一主面之 间或第二主面之间彼此相对。 所述晶片堆叠体内的半导体基板厚度的总厚度也可比所述电子射线对于所述半 导体基板的射程要薄。 所述晶片堆叠体内的半导体基板厚度的总厚度也可比所述电子射线对于所述半 导体基板的射程的一半要薄。 所述第一照射工序中的加速能量也可是使得通过所述第一照射工序导入到两片 以上所述半导体基板中的晶体缺陷的浓度分布从所述晶片堆叠体的一个主面朝向另一个 主面增加的加速能量。 也可为包括：预先向照射剂量监视器照射电子射线，以获取从所述晶片堆叠体的 一个主面到另一个主面的多个半导体基板的照射剂量数据的获取工序；以及 根据该获取工序所获得的所述照射剂量数据，对与照射至所述照射剂量监视器时的加 速能量相同的电子射线的所需照射量及其照射次数进行计算的计算工序，基于该所需照射 量及其照射次数来进行所述第一照射工序和所述第二照射工序。 也可为所述获取工序中，将所述晶片堆叠体内的半导体基板中的离照射所述电子 射线的电子射线源最近的半导体基板的照射剂量设为X， 所述获取工序中，将所述晶片堆叠体内的半导体基板中的离照射所述电子射线的电子 射线源最远的半导体基板的照射剂量设为y， 所述计算工序中，将半导体基板所需的最低所需照射剂量设为D，使所述第一照射工序 和第二照射工序的合计电子射线照射次数成为2DΛχ+y)。 也可为在所述第二照射工序之后，还包括进行热处理的电子射线照射后热处理工 序。 所述电子射线照射后热处理工序的气氛中也可包含氢。 也可为在所述电子射线照射后处理工序之前，还包括形成表面电极的工序。 也可为，在所述电子射线照射后处理工序之后，还包括形成表面电极的工序。 所述表面电极也可包含势垒金属。 采用由上述的制造方法制造而成的半导体装置。 专利技术效果 本专利技术中，能够以低成本来实现特性均匀化的半导体装置制造方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置制造方法，从层叠两片以上半导体基板而构成的晶片堆叠体的主面照射电子射线，其特征在于，该半导体装置制造方法具有如下工序：从所述晶片堆叠体的一个主面照射电子射线的第一照射工序；以及以与所述电子射线的照射中的加速能量相同的加速能量，从所述晶片堆叠体的另一个主面照射电子射线的第二照射工序。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：新村康，
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
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