半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置，所述半导体装置具备：半导体基板，其具有第一导电型的漂移区；以及第一导电型的缓冲区，其设置在漂移区与半导体基板的下表面之间，并且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高，缓冲区具有配置在半导体基板的深度方向上的不同位置的两个以上的氦化学浓度峰。各个氦化学浓度峰的半峰全宽可以为1μm以下。各个氦化学浓度峰可以注入4He而形成。成。成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置


[0001]本专利技术涉及一种半导体装置。

技术介绍

[0002]以往，已知有通过对半导体装置注入氦等粒子从而形成晶格缺陷的技术(例如，参照专利文献1)。
[0003]专利文献1：日本特开2008
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135439号公报

技术实现思路

[0004]技术问题
[0005]优选能够高精度地控制晶格缺陷的分布。
[0006]技术方案
[0007]为了解决上述问题，在本专利技术的第一方式中，提供一种半导体装置。半导体装置可以具备半导体基板，其具有第一导电型的漂移区。半导体装置可以具备第一导电型的缓冲区，其设置在漂移区与半导体基板的下表面之间，并且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高。缓冲区可以具有配置在半导体基板的深度方向上的不同位置的两个以上的氦化学浓度峰。
[0008]两个以上的氦化学浓度峰的氦化学浓度可以相同。
[0009]缓冲区可以具有第一氦化学浓度峰、以及比第一氦化学浓度峰更远离半导体基板的下表面而配置的第二氦化学浓度峰。第二氦化学浓度峰的分布宽度可以大于第一氦化学浓度峰的分布宽度。第一氦化学浓度峰的氦化学浓度可以比第二氦化学浓度峰的氦化学浓度高。第一氦化学浓度峰的氦化学浓度可以比第二氦化学浓度峰的氦化学浓度低。
[0010]在深度方向上相邻的两个氦化学浓度峰的峰间隔在缓冲区中可以是均等的。
[0011]两个以上的氦化学浓度峰可以被配置为，在深度方向上分别具有峰间隔。第一个峰间隔可以大于第二个峰间隔，第二个峰间隔位于比第一个峰间隔更远离半导体基板的下表面的位置。第一个峰间隔可以小于第二个峰间隔，第二个峰间隔位于比第一个峰间隔更远离半导体基板的下表面的位置。
[0012]缓冲区可以具有一个以上的氢化学浓度峰。各氦化学浓度峰可以配置在与任一氢化学浓度峰都不同的深度位置。
[0013]各氦化学浓度峰的半峰全宽可以小于比各氦化学浓度峰更远离半导体基板的下表面而配置的任一氢化学浓度峰的半峰全宽。
[0014]缓冲区可以具有配置在半导体基板的深度方向上的不同位置的两个以上的掺杂浓度峰。两个以上的掺杂浓度峰可以包括最远离半导体基板的下表面而配置的最深掺杂浓度峰。两个以上的氦化学浓度峰可以配置在最深掺杂浓度峰与半导体基板的下表面之间。
[0015]各氦化学浓度峰的半峰全宽可以是1μm以下。
[0016]缓冲区可以包括耗尽层边缘位置，该耗尽层边缘位置是从漂移区的上端朝向半导体基板的下表面对漂移区和缓冲区的净掺杂浓度进行积分而得的积分浓度达到临界积分
浓度的位置。缓冲区可以具有配置在比耗尽层边缘位置更靠半导体基板的下表面侧的第一氦化学浓度峰。缓冲区可以具有配置在比耗尽层边缘位置更靠半导体基板的上表面侧的第二氦化学浓度峰。
[0017]第一氦化学浓度峰的氦化学浓度可以比第二氦化学浓度峰的氦化学浓度高。
[0018]缓冲区可以具有第一掺杂浓度峰、比第一掺杂浓度峰更远离半导体基板的下表面而配置的第二掺杂浓度峰、以及比第二掺杂浓度峰更远离半导体基板的下表面而配置的第三掺杂浓度峰。第一氦化学浓度峰可以配置在第一掺杂浓度峰与第二掺杂浓度峰之间。第二氦化学浓度峰可以配置在第二掺杂浓度峰与第三掺杂浓度峰之间。
[0019]耗尽层边缘位置可以配置在第二掺杂浓度峰的半峰全宽的范围内。
[0020]半导体装置还可以具备配置在半导体基板的上表面侧的上表面侧寿命抑制剂。
[0021]应予说明，上述
技术实现思路
并没有列举本专利技术的全部必要特征。另外，这些特征组的子组合也能够另外成为专利技术。
附图说明
[0022]图1是示出半导体装置100的一例的俯视图。
[0023]图2是图1中的区域D的放大图。
[0024]图3是示出图2中的e
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e截面的一例的图。
[0025]图4A是示出图3的F
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F线处的掺杂浓度分布、氢化学浓度分布以及氦化学浓度分布的一例的图。
[0026]图4B是示出离子的注入深度(Rp)与注入所需要的加速能量之间的关系的图。
[0027]图4C是示出离子的注入深度(Rp)与注入方向的分布宽度(straggling)(ΔRp、标准偏差)之间的关系的图。
[0028]图5A是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布、氢化学浓度分布、氦化学浓度分布以及复合中心浓度分布的一例的图。
[0029]图5B是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布、氢化学浓度分布、氦化学浓度分布以及复合中心浓度分布的一例的图。
[0030]图6是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0031]图7是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0032]图8是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0033]图9是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0034]图10A是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0035]图10B是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0036]图10C是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0037]图10D是对缓冲区20所包含的耗尽层边缘位置Ze进行说明的图。
[0038]图10E是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布、氢化学浓度分布以及积分浓度分布的其他例的图。
[0039]图10F是示出上表面侧寿命抑制剂210和下表面侧寿命抑制剂220的一例的图。
[0040]图10G是示出二极管部80中的电压波形和电流波形的一例的图。
[0041]图11是对氦化学浓度峰221的半峰全宽Wk进行说明的图。
[0042]图12A是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布与氢化学浓度分布的一例的图。
[0043]图12B是示出半导体装置100的制造方法中的一部分工序的图。
[0044]图13示出比较例的缓冲区20中的载流子浓度分布和氦化学浓度分布的一例。
[0045]图14是示出e
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e截面的其他例的图。
[0046]图15是示出图14的F
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F线处的掺杂浓度分布和氢化学浓度分布的一例的图。
[0047]图16是示出缓冲区20的形成方法的一例的图。
[0048]图17是示出比较例的集电区22的截面形状的图。
[0049]图18是示出半导体装置的耐压试验的结果的图。
[0050]图19是示出半导体装置的耐压试验的结果的图。
[0051]图20是示出半导体装置100的其他例的图。
[0052]图21是示出半导体装置100的制造工序的其他例的图。
[0053]图22是示出图21所示的半导体装置100的掺杂浓度分布和氢化学浓度分布的一例的图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体基板，其具有第一导电型的漂移区；以及第一导电型的缓冲区，其设置在所述漂移区与所述半导体基板的下表面之间，并且掺杂浓度比所述漂移区的掺杂浓度高，所述缓冲区具有配置在所述半导体基板的深度方向上的不同位置的两个以上的氦化学浓度峰。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述缓冲区具有第一氦化学浓度峰、以及比所述第一氦化学浓度峰更远离所述半导体基板的下表面而配置的第二氦化学浓度峰，所述第二氦化学浓度峰的分布宽度大于所述第一氦化学浓度峰的分布宽度。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述第一氦化学浓度峰的氦化学浓度比所述第二氦化学浓度峰的氦化学浓度高。4.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述第一氦化学浓度峰的氦化学浓度比所述第二氦化学浓度峰的氦化学浓度低。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，在所述深度方向上相邻的两个所述氦化学浓度峰的峰间隔在所述缓冲区中是均等的。6.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述两个以上的氦化学浓度峰被配置为，在所述深度方向上分别具有峰间隔，第一个所述峰间隔大于第二个所述峰间隔，第二个所述峰间隔位于比所述第一个峰间隔更远离所述半导体基板的下表面的位置。7.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述两个以上的氦化学浓度峰被配置为，在所述深度方向上分别具有峰间隔，第一个所述峰间隔小于第二个所述峰间隔，第二个所述峰间隔位于比所述第一个峰间隔更远离所述半导体基板的下表面的位置。8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述缓冲区具有一个以上的氢化学浓度峰，各所述氦化学浓度峰配置在与任一所述氢化学浓度峰都不同的深度位置。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于，各所述氦化学浓度峰的半峰全宽小于比各所述氦化学浓度峰更远离所述半导体基板的所述下表面而配置的任一所述氢化学浓度峰的半峰全宽。10...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田祐一，野口晴司，小宫山典宏，伊仓巧裕，樱井洋辅，铃木启久，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：