半导体装置制造方法及图纸

提供一种半导体装置，其具备：半导体基板，其整体分布有体施主；高浓度氢峰，其设置于半导体基板，且氢剂量为3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置


[0001]本专利技术涉及半导体装置。

技术介绍

[0002]以往，已知有将质子注入到半导体基板而形成缓冲区，将氦注入到半导体基板而调整载流子寿命的技术(例如，参照专利文献1)。
[0003]专利文献1：美国专利申请公开第2014/217463号说明书

技术实现思路

[0004]技术问题
[0005]优选具有能够容易地形成缓冲区那样的高浓度区和寿命调整部的结构。
[0006]技术方案
[0007]为了解决上述课题，在本专利技术的一个方式中提供半导体装置。半导体装置可以具备整体分布有体施主的半导体基板。半导体装置可以具备高浓度氢峰，所述高浓度氢峰设置于半导体基板，氢剂量为3
×
10
15
/cm2以上。半导体装置可以具备高浓度区，所述高浓度区包括在半导体基板的深度方向上与高浓度氢峰重叠的位置，且施主浓度高于体施主浓度。半导体装置可以具备寿命调整部，该寿命调整部设置于在深度方向上与高浓度氢峰重叠的位置，载流子寿命呈现极小值。
[0008]高浓度氢峰的氢剂量可以为1
×
10
16
/cm2以上。
[0009]高浓度氢峰的氢化学浓度可以为2
×
10
18
/cm3以上。
[0010]高浓度区的深度方向上的载流子密度分布可以包含谷和峰，所述谷配置于与高浓度氢峰重叠的位置，所述峰与谷相邻而配置。
[0011]在深度方向上的不同的位置处可以具备多个高浓度氢峰。
[0012]高浓度氢峰的在深度方向上的半峰全宽内的载流子密度可以具有谷或曲折(Kink)。
[0013]在与高浓度氢峰的顶点不同的位置可以配置有载流子密度峰的顶点。
[0014]半导体装置可以具备设置于半导体基板的上表面的栅极结构。高浓度氢峰可以具有下拖尾，所述下拖尾的氢化学浓度朝向半导体基板的下表面减小。高浓度氢峰可以具有上拖尾，所述上拖尾的氢化学浓度朝向半导体基板的上表面比下拖尾更急剧地减小。
[0015]高浓度氢峰可以配置于半导体基板的下表面侧的区域。
[0016]半导体装置可以具备设置于半导体基板的上表面的沟槽部。半导体基板具有临界深度位置，所述临界深度位置是从沟槽部的下端朝向半导体基板的下表面对施主浓度进行积分而得的积分值达到半导体基板的临界积分浓度的位置。高浓度氢峰的顶点可以配置于比临界深度位置靠半导体基板的下表面侧的位置。
[0017]深度方向的空位密度分布可以具有在深度方向上与高浓度氢峰重叠配置的空位密度峰。空位密度分布可以具有配置于比空位密度峰靠半导体基板的下表面侧的位置的下
侧平坦部。空位密度分布可以具有上侧平坦部，所述上侧平坦部配置于比空位密度峰靠半导体基板的上表面侧的位置，且比下侧平坦部的密度低。空位密度峰的深度方向的半峰全宽可以比高浓度氢峰的深度方向的半峰全宽小。
[0018]半导体装置可以具备上表面侧施主峰，所述上表面侧施主峰配置于比高浓度氢峰靠半导体基板的上表面侧的位置，且施主浓度呈现峰。半导体装置可以具备低浓度氢峰，该低浓度氢峰设置于在深度方向上与上表面侧施主峰重叠的位置，且氢的剂量小于3
×
10
15
/cm2。
[0019]低浓度氢峰的深度方向的半峰全宽内的载流子寿命可以不具有极小值。
[0020]设置有低浓度氢峰的深度位置处的空位浓度与低浓度氢峰的浓度之比可以小于设置有高浓度氢峰的深度位置处的空位浓度与高浓度氢峰的浓度之比。
[0021]高浓度氢峰的半峰全宽的范围与低浓度氢峰的半峰全宽的范围可以彼此分离。
[0022]半导体装置可以具备集电区，该集电区以与半导体基板的下表面接触的方式设置，并具有受主浓度峰。受主浓度峰的半峰全宽的范围与高浓度氢峰的半峰全宽的范围可以彼此分离。
[0023]应予说明，所述专利技术的概要并未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成为专利技术。
附图说明
[0024]图1是示出半导体装置100的一例的截面图。
[0025]图2示出图1的a
‑
a线所示的位置处的氢化学浓度、载流子密度、施主浓度、空位密度以及载流子寿命在深度方向上的分布例。
[0026]图3示出图1的a
‑
a线所示的位置处的载流子密度、空位密度以及载流子寿命的其他分布例。
[0027]图4示出比较例的载流子密度、空位密度和载流子寿命的分布。
[0028]图5是半导体装置100的俯视图的一例。
[0029]图6是图5中的区域E的放大图。
[0030]图7是示出图6中的b
‑
b截面的一例的图。
[0031]图8示出图7的c
‑
c线所示的位置处的氢化学浓度、载流子密度、空位密度以及载流子寿命在深度方向上的分布例。
[0032]图9示出c
‑
c线处的氢化学浓度、载流子密度、空位密度以及载流子寿命的其他分布例。
[0033]图10示出c
‑
c线处的氢化学浓度、载流子密度、空位密度以及载流子寿命的其他分布例。
[0034]图11示出图7的d
‑
d线所示的位置处的氢化学浓度、载流子密度、空位密度以及载流子寿命在深度方向上的分布例。
[0035]符号说明
[0036]10
…
半导体基板、11
…
阱区、12
…
发射区、14
…
基区、15
…
接触区、16
…
蓄积区、18
…
漂移区、20
…
缓冲区、21
…
上表面、22
…
集电区、23
…
下表面、24
…
集电极、29
…
直线部分、30
…
虚设沟槽部、31
…
前端部、32
…
虚设绝缘膜、34
…
虚设导电部、38
…
层间绝缘膜、
39
…
直线部分、40
…
栅极沟槽部、41
…
前端部、42
…
栅绝缘膜、44
…
栅极导电部、52
…
发射极、54
…
接触孔、60、61
…
台面部、70
…
晶体管部、80
…
二极管部、81
…
延长区、82
…
阴极区、90
…
边缘终端结构部、92
…
保护环、100
…
半导体装置、102
…
端边、106
…
通过区、107
…
高浓度区本文档来自技高网...

【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，其整体分布有体施主；高浓度氢峰，其设置于所述半导体基板，且氢剂量为3
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/cm2以上；高浓度区，其包含在所述半导体基板的深度方向上与所述高浓度氢峰重叠的位置，且所述高浓度区的施主浓度高于体施主浓度；以及寿命调整部，其设置于在所述深度方向上与所述高浓度氢峰重叠的位置，且载流子寿命呈现极小值。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述高浓度氢峰的氢剂量为1
×
10
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/cm2以上。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述高浓度氢峰的氢化学浓度为2
×
10
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/cm3以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述高浓度区的所述深度方向的载流子密度分布包含谷和峰，所述谷配置于与所述高浓度氢峰重叠的位置，所述峰与所述谷相邻而配置。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，在所述深度方向的不同位置具备多个所述高浓度氢峰。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述高浓度氢峰的所述深度方向的半峰全宽内的载流子密度具有谷或曲折。7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，在与所述高浓度氢峰的顶点不同的位置配置有载流子密度峰的顶点。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具备设置于所述半导体基板的上表面的栅极结构，所述高浓度氢峰包含下拖尾和上拖尾，所述下拖尾的氢化学浓度朝向所述半导体基板的下表面减少，所述上拖尾的所述氢化学浓度朝向所述半导体基板的上表面比所述下拖尾更急剧地减少。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于，所述高浓度氢峰配置于所述半导体基板的下表面侧的区域。10.根据权利要求8或9所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具备设置于所述半导体基板的上表面的沟槽部，所述半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：洼内源宜，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：