[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111163574.7
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114300527A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大塚翔瑠;岡本隼人;中村勝光;田中香次;西康一
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/861;H01L21/329
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張?zhí)焓?/td>

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。提供即使在半導(dǎo)體基板內(nèi)形成成為壽命抑制要素的晶體缺陷，電氣特性也穩(wěn)定的半導(dǎo)體裝置。具有：第1半導(dǎo)體層(2)，其設(shè)置于第1主面(1a)與n^?型漂移層(1)之間；第1緩沖層(5)，其設(shè)置在第2主面(1b)與n^?型漂移層之間，具有氫致施主；第2半導(dǎo)體層(3)，其設(shè)置于第2主面(1b)與第1緩沖層(5)之間，第1緩沖層5具有從第2主面(1b)朝向第1主面(1a)側(cè)而密度下降的間隙碳與間隙氧之間的復(fù)合缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

就二極管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵型雙極晶體管)等半導(dǎo)體裝置而言，向通過磨削而薄化后的半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)茸⑷胭|(zhì)子而形成具有氫致施主(hydrogen-induced donors)的緩沖層，使得從半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)妊由斓暮谋M層不會到達半導(dǎo)體基板的背面。另外，對半導(dǎo)體基板照射電子、質(zhì)子或者氦等帶電粒子，在半導(dǎo)體基板內(nèi)形成成為使載流子的復(fù)合壽命縮短的壽命抑制要素(lifetime killer)的晶體缺陷，提高通斷特性。

在以往的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在從半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)日丈潆娮邮纬闪司w缺陷之后，在大于或等于300℃且小于或等于500℃的溫度下進行大于或等于1小時且小于或等于10小時的熱處理，對晶體缺陷的量進行調(diào)整。然后，在從通過磨削而薄化后的半導(dǎo)體基板的背面注入了質(zhì)子之后，在大于或等于350℃且小于或等于550℃的溫度下進行大于或等于1小時且小于或等于10小時的熱處理，使注入的質(zhì)子施主化而形成具有氫致施主的緩沖層。就以往的半導(dǎo)體裝置而言，將通過電子束照射而形成的晶體缺陷用作壽命抑制要素，并且用以提高基于質(zhì)子注入的施主生成率(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2015-130524號公報

但是，就以往的半導(dǎo)體裝置而言，形成了使基于質(zhì)子注入的施主生成率提高，并且成為壽命抑制要素的晶體缺陷，因而存在以下問題，即，關(guān)于實際使用半導(dǎo)體裝置的狀況下的由發(fā)熱引起的晶體缺陷的變化所造成的通斷特性等電氣特性的變動，未做任何考慮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是為了解決上述這樣的問題而提出的，其目的在于提供即使在半導(dǎo)體基板內(nèi)形成成為壽命抑制要素的晶體缺陷，電氣特性也穩(wěn)定的半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置具有：第1導(dǎo)電型的漂移層，其設(shè)置于具有第1主面和與第1主面相對的第2主面的半導(dǎo)體基板；第2導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層，其設(shè)置于半導(dǎo)體基板的第1主面與漂移層之間，與漂移層相比雜質(zhì)濃度高；第1導(dǎo)電型的第1緩沖層，其設(shè)置于半導(dǎo)體基板的第2主面與漂移層之間，具有與漂移層相比雜質(zhì)濃度高的氫致施主；以及第1導(dǎo)電型或者第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層，其設(shè)置于半導(dǎo)體基板的第2主面與第1緩沖層之間，與漂移層相比雜質(zhì)濃度高，第1緩沖層具有從第2主面?zhèn)瘸虻?主面?zhèn)榷芏认陆档拈g隙碳與間隙氧之間的復(fù)合缺陷。

另外，本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有以下工序：準(zhǔn)備第1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板，該半導(dǎo)體基板具有第1主面和與第1主面相對的第2主面，包含碳以及氧；在半導(dǎo)體基板的第1主面?zhèn)刃纬膳c半導(dǎo)體基板相比雜質(zhì)濃度高的第2導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層；在形成第1半導(dǎo)體層的工序之后，從第2主面?zhèn)葘Π雽?dǎo)體基板進行磨削；在對半導(dǎo)體基板進行磨削的工序之后，在半導(dǎo)體基板的第2主面?zhèn)刃纬膳c半導(dǎo)體基板相比雜質(zhì)濃度高的第1導(dǎo)電型或者第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層；在對半導(dǎo)體基板進行磨削的工序之后，從第2主面?zhèn)茸⑷胭|(zhì)子；第1熱處理工序，在第1溫度下對半導(dǎo)體基板進行加熱，使注入至半導(dǎo)體基板的質(zhì)子被氫致施主化而形成與半導(dǎo)體基板相比雜質(zhì)濃度高的第1導(dǎo)電型的第1緩沖層；帶電粒子照射工序，在第1熱處理工序之后，對半導(dǎo)體基板照射帶電粒子而形成間隙碳與間隙氧之間的復(fù)合缺陷以及間隙碳與晶格位置碳之間的復(fù)合缺陷；以及第2熱處理工序，在帶電粒子照射工序之后，在低于第1溫度的第2溫度下對半導(dǎo)體基板進行加熱而使間隙碳與晶格位置碳之間的復(fù)合缺陷消失。