[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080018058.2
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN113544824A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 兒玉奈緒子;洼內(nèi)源宜
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L21/308
• 分類號: H01L21/308;H01L27/07
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 周春燕;金玉蘭

在半導(dǎo)體晶片(10')的正面的多晶硅保護(hù)膜(21)和虛設(shè)圖案用聚酰亞胺膜(22)和虛設(shè)圖案上形成為了通過氦照射而向IGBT區(qū)(31)的重疊區(qū)(33)和FWD區(qū)(32)導(dǎo)入雜質(zhì)缺陷而用作遮擋膜的抗蝕劑膜(52)。虛設(shè)圖案用聚酰亞胺膜(22)(第一聚酰亞胺膜(22a))至少配置在距聚酰亞胺保護(hù)膜(21)的距離(w1)成為小于1mm的位置，并且被抗蝕劑膜(52)完全地覆蓋。虛設(shè)圖案用聚酰亞胺膜(22)從相鄰的重疊區(qū)(33)離開而配置。相鄰的虛設(shè)圖案用聚酰亞胺膜(22)間的距離(w3)是小于1mm。由此，能夠使用抗蝕劑膜(52)作為遮擋膜而向預(yù)定位置高位置精度地導(dǎo)入預(yù)定雜質(zhì)，并且能夠防止成本增大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

以往，開發(fā)出以從半導(dǎo)體基板的表面射到較深的位置的高加速能量進(jìn)行離子注入而向半導(dǎo)體基板的內(nèi)部導(dǎo)入成為載流子壽命(載流子生命)抑制劑的雜質(zhì)缺陷，從而實現(xiàn)了特性提高以及特性改善的功率元件。對導(dǎo)入了成為載流子壽命抑制劑的雜質(zhì)缺陷的以往的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖12、圖13是示出從半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)扔^察以往的半導(dǎo)體裝置的布局的一例的俯視圖。圖14、圖15是示出圖12的切斷線AA-AA’的截面結(jié)構(gòu)的一例的截面圖。

在例如將IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)以及與該IGBT反向并聯(lián)連接的FWD(Free Wheeling Diode：續(xù)流二極管)內(nèi)置于同一半導(dǎo)體基板(半導(dǎo)體芯片)110而一體化而成的結(jié)構(gòu)的反向?qū)ㄐ虸GBT(RC-IGBT：Reverse-Conducting IGBT)中，成為載流子壽命抑制劑的雜質(zhì)缺陷114通過氦(He)照射而被導(dǎo)入到n^-型漂移區(qū)101(參照圖14)。

具體而言，圖12、圖13所示的以往的半導(dǎo)體裝置140在半導(dǎo)體基板110的有源區(qū)141具備成為IGBT的動作區(qū)域的IGBT區(qū)131、以及成為FWD的動作區(qū)域的FWD區(qū)132。IGBT區(qū)131和FWD區(qū)132沿與半導(dǎo)體基板110的正面(n⁺型發(fā)射區(qū)103側(cè)的主表面)平行的第一方向X彼此接觸而交替地重復(fù)配置。IGBT區(qū)131和FWD區(qū)132配置為，沿與半導(dǎo)體基板110的正面平行且與第一方向X正交的第二方向Y延伸的條狀。邊緣終端區(qū)142包圍有源區(qū)141的周圍。

半導(dǎo)體基板110的正面被成為鈍化保護(hù)膜的聚酰亞胺膜(以下，稱為聚酰亞胺保護(hù)膜)121覆蓋。在聚酰亞胺保護(hù)膜121形成有使有源區(qū)141的整個區(qū)域露出的開口部121a，聚酰亞胺保護(hù)膜121以覆蓋半導(dǎo)體基板110的正面的方式留在邊緣終端區(qū)142(圖12)。在聚酰亞胺保護(hù)膜121的開口部121a內(nèi)，可以以覆蓋配置于有源區(qū)141的柵極布線層(未圖示)正下方和溫度感測二極管的陰極布線層(未圖示)正下方的p型阱區(qū)的方式留有成為鈍化保護(hù)膜的聚酰亞胺保護(hù)膜122、123(圖13)。聚酰亞胺保護(hù)膜122、123的正下方是IGBT區(qū)131。

在FWD區(qū)132，在n^-型漂移區(qū)101的內(nèi)部向n^-型漂移區(qū)101與n型載流子蓄積區(qū)104之間的界面附近導(dǎo)入有通過氦照射而產(chǎn)生的雜質(zhì)缺陷114。在FWD區(qū)132，通過向n^-型漂移區(qū)101的內(nèi)部導(dǎo)入雜質(zhì)缺陷114，從而使FWD區(qū)132中的少數(shù)載流子的載流子壽命縮短，并使FWD的反向恢復(fù)時間縮短。若從半導(dǎo)體基板110的整個面進(jìn)行氦照射，則在半導(dǎo)體基板110的整個區(qū)域?qū)胗须s質(zhì)缺陷114，因此在IGBT區(qū)131也導(dǎo)入有雜質(zhì)缺陷114(圖14)。

在向IGBT區(qū)131導(dǎo)入雜質(zhì)缺陷114的情況下，確認(rèn)IGBT的漏電流和/或?qū)〒p耗增大。因此，提出了遮擋向IGBT區(qū)131的氦照射，而僅向FWD區(qū)132導(dǎo)入雜質(zhì)缺陷114的方法(圖15)。在該情況下，例如，以延伸到IGBT區(qū)131的靠FWD區(qū)132側(cè)的部分(以下，稱為重疊區(qū))133的方式向FWD區(qū)132的整個區(qū)域?qū)腚s質(zhì)缺陷114。雜質(zhì)缺陷114可以是通過氫離子(H⁺)照射而導(dǎo)入的氫離子缺陷。