[發(fā)明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680004883.0
• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN107112370B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 阿形泰典;高橋英紀;御田村直樹;島村亞希;尾崎大輔
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L21/322;H01L21/336;H01L29/739;H01L29/78;H01L29/868
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

提供如下一種半導體裝置：即使在作為初始材料的母材晶圓所含有的碳、氧的雜質濃度不同的情況下，也能夠使照射電子射線后的處理晶圓之間的能級不同的各種復合缺陷的構成比率成為同等，從而器件特性的偏差的調整變得容易。例如具備：第一導電型的漂移區(qū)(11)，其具有通過電子射線等的照射而產(chǎn)生的晶體缺陷；第一導電型的第一主電極區(qū)(13)，其配置于漂移區(qū)(11)的一部分，該第一主電極區(qū)的雜質濃度比漂移區(qū)(11)的雜質濃度高；以及第二導電型的第二主電極區(qū)(12)，其以與第一主電極區(qū)13相離的方式配置于漂移區(qū)(11)的另一部分，其中，晶體缺陷包括由空位和氧構成的第一復合缺陷以及由碳和氧構成的第二復合缺陷，該晶體缺陷的缺陷密度被設定為：在深能級瞬態(tài)譜法的測定中鑒定的第一復合缺陷的能級的信號峰強度為第二復合缺陷的能級的信號峰強度的5倍以上。

技術領域

本發(fā)明涉及一種半導體裝置及其制造方法，特別涉及一種能夠控制載流子的壽命的半導體裝置及其制造方法。

背景技術

針對近年來的節(jié)能化的要求，用于電力變換裝置等的功率模塊的應用范圍正在擴大。在用于功率模塊的IGBT、MOSFET、續(xù)流二極管(FWD)等功率器件中，從對高速化與進行開關動作時產(chǎn)生的電力損耗的降低等的特性間的折衷選擇進行改善的方面來看，控制載流子的壽命是很重要的。

作為控制載流子的壽命的技術之一，存在以下方法：通過照射電子射線來有意地在器件的漂移區(qū)引發(fā)晶體缺陷。通過電子射線的照射所引發(fā)的缺陷與晶圓中原本含有的碳、氧等結合來產(chǎn)生復合缺陷，而根據(jù)復合缺陷的種類，缺陷能級的深度不同，對載流子壽命的影響程度不同。

晶圓的制造方法按晶圓制造商而不同，這導致晶圓所含有的碳、氧等的雜質濃度在晶圓制造商之間不同。因此，存在以下問題：照射電子射線后產(chǎn)生的復合缺陷的構成比按晶圓而不同，載流子的壽命產(chǎn)生差異。另外，即使是從同一晶圓制造商處購買的晶圓，雜質濃度也按半導體晶體的鑄錠(ingot)而不同，并且即使是同一鑄錠，雜質濃度也會根據(jù)部位而不同，因此會產(chǎn)生同樣的問題。

為了消除這種由于碳等的雜質濃度的差異而引起的器件特性的偏差，提出了如下一種方法：向晶圓中大量地導入碳，由此使得能夠忽視晶圓中原本含有的碳的雜質濃度的偏差(參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2006-352101號公報

發(fā)明內容

發(fā)明要解決的問題

然而，在專利文獻1所記載的方法中，通過追加向晶圓中大量地導入碳的工序來使器件特性發(fā)生變化，因此無法應用于已經(jīng)量產(chǎn)中的器件，并且成本增大。

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供如下的半導體裝置及其制造方法：即使在作為初始材料的母材晶圓(半導體襯底)所含有的碳、氧的雜質濃度不同的情況下，也能夠使照射電子射線后的處理晶圓之間的能級不同的各種復合缺陷的構成比率成為同等，從而器件特性的偏差的調整變得容易。

用于解決問題的方案

根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種半導體裝置，該半導體裝置具備：(a)第一導電型的漂移區(qū)，其具有通過電子射線的照射而產(chǎn)生的晶體缺陷；(b)第一導電型的第一主電極區(qū)，其配置于漂移區(qū)的一部分，該第一主電極區(qū)的雜質濃度比漂移區(qū)的雜質濃度高；以及(C)第二導電型的第二主電極區(qū)，其以與第一主電極區(qū)相離的方式配置于漂移區(qū)的另一部分，其中，晶體缺陷包括由空位和氧構成的第一復合缺陷以及由碳和氧構成的第二復合缺陷，晶體缺陷的缺陷密度被設定為：在深能級瞬態(tài)譜法的測定中鑒定的第一復合缺陷的能級的信號峰強度為第二復合缺陷的能級的信號峰強度的5倍以上。