半导体装置及其制造方法与流程

本发明涉及一种具有igbt、二极管等功率半导体元件的半导体装置及其制造方法。

背景技术：

1、以下记载的专利文献1公开的半导体装置具有半导体基板、在半导体基板的表面侧形成的阳极层、在基板的背面侧形成的阴极层、以及在阳极层与阴极层之间形成的n型的缓冲区域。在该半导体装置中规定了从阳极层至缓冲区域的氧浓度。

2、专利文献1：日本特开2014-99643号公报

3、在上述专利文献1中，没有规定从缓冲区域至阴极层的氧浓度，从缓冲区域至阴极层的氧浓度单调减少。已知：在此情况下，如果为了提高生产率而向氧浓度大于或等于1e16atoms/cm3而小于或等于6e17atoms/cm3的半导体基板形成1层质子缓冲区域，则会出现载流子浓度分布的形成异常、漏电流增加、在切断时无法抑制振荡等，缓冲的效果受损。

技术实现思路

1、本发明是为解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种半导体装置及其制造方法，即使向氧浓度大于或等于1e16atoms/cm3而小于或等于6e17atoms/cm3的半导体基板形成1层氢缓冲区域，也不会出现载流子浓度分布的形成异常，能够使漏电流降低。

2、本发明涉及的半导体装置具有：第1导电型的漂移区域，其配置于具有表面及背面的半导体基板；第1导电型的氢缓冲区域，其配置于漂移区域的背面侧，包含氢作为杂质，杂质浓度比漂移区域高；第1导电型的平坦区域，其配置于氢缓冲区域的背面侧，杂质浓度比漂移区域高；以及第1导电型或第2导电型的载流子注入层，其配置于平坦区域的背面侧，杂质浓度比氢缓冲区域及平坦区域高，氢缓冲区域及平坦区域的氧浓度大于或等于1e16atoms/cm3而小于或等于6e17atoms/cm3，并且是恒定的。

3、另外，对上述半导体装置进行制造的本发明涉及的半导体装置的制造方法包含：准备氧浓度大于或等于1e16atoms/cm3而小于或等于6e17atoms/cm3的半导体基板的工序；注入工序，将质子以从半导体基板的背面算起的深度小于或等于10μm的方式以小于或等于4e13atoms/cm3的剂量注入；以及激活工序，将在注入工序中注入的质子通过400℃的热处理而激活，将深度设为zμm，将激活工序的热处理时间设为tmin，在30＜t＜240的范围满足z<0.03t+5的关系式。

4、另外，对上述半导体装置进行制造的本发明涉及的半导体装置的制造方法包含：准备氧浓度大于或等于1e16atoms/cm3而小于或等于6e17atoms/cm3的半导体基板的工序；注入工序，将质子以从半导体基板的背面算起的深度小于或等于15μm的方式以小于或等于4e13atoms/cm3的剂量注入；以及激活工序，将在注入工序中注入的质子通过430℃、120min的热处理而激活。

5、发明的效果

6、根据本发明，即使在具有大于或等于1e16atoms/cm3而小于或等于6e17atoms/cm3的氧浓度的半导体基板形成了1层氢缓冲区域，也会防止在平坦区域产生高电阻层，不会出现载流子浓度分布的形成异常。没有高电阻层的平坦区域和氢缓冲区域缓和动态耗尽层的急剧变化，由此，能够使浪涌电压降低，能够抑制振荡。

技术特征：

1.一种半导体装置，其具有：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，

4.一种半导体装置的制造方法，其制造权利要求1所述的半导体装置，

5.一种半导体装置的制造方法，其制造权利要求1所述的半导体装置，

技术总结
提供一种半导体装置，即使向半导体基板形成1层质子缓冲层，也不会出现载流子浓度分布的形成异常，能够使漏电流降低。还涉及半导体装置的制造方法。半导体装置具有：第1导电型的漂移区域，其形成于具有表面及背面的半导体基板；第1导电型的氢缓冲区域，其配置于漂移区域的背面侧，包含氢作为杂质，杂质浓度比漂移区域高；第1导电型的平坦区域，其配置于氢缓冲区域的背面侧，杂质浓度比漂移区域高；以及第1导电型或第2导电型的载流子注入层，其配置于平坦区域的背面侧，杂质浓度比氢缓冲区域及平坦区域高，氢缓冲区域及平坦区域的氧浓度大于或等于1E16atoms/cm<supgt;3</supgt;而小于或等于6E17atoms/cm<supgt;3</supgt;，并且是恒定的。

技术研发人员：星泰晖,铃木健司,原口友树,南竹春彦,纐缬英典,宫田祐辅,清井明
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16