半导体装置及半导体装置的制造方法与流程

本发明涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。

背景技术：

1、专利文献1记载了在“fs层”具有“掺杂有质子的质子层”的半导体装置。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本专利第5817686号

5、专利文献2：国际公开2018/179798号

技术实现思路

1、技术问题

2、优选改善半导体装置的电特性。

3、技术方案

4、在本发明的第一方式中，提供一种半导体装置，具备：第一导电型的漂移区，其设置于具有正面和背面的半导体基板；以及第一导电型的缓冲区，其在所述半导体基板的深度方向上设置于比所述漂移区更靠所述半导体基板的所述背面侧的位置。所述缓冲区可以具有包含掺杂浓度的一个或多个浓度峰的浓度峰组。所述浓度峰组可以包括第一浓度峰，所述第一浓度峰是在所述半导体基板的深度方向上，在所述一个或多个浓度峰中设置于最靠所述半导体基板的所述背面侧的浓度峰。所述半导体基板可以包括第一氢峰，所述第一氢峰是在所述半导体基板的深度方向上设置于与所述第一浓度峰的深度位置相同或比所述第一浓度峰的深度位置更靠所述半导体基板的所述背面侧的位置处氢的原子密度的峰。

5、在上述半导体装置中，所述浓度峰组可以包括副峰组，所述副峰组是在所述半导体基板的深度方向上设置于比所述第一浓度峰更靠所述半导体基板的所述正面侧的浓度峰。所述副峰组可以包含具有除氢以外的预定的第一掺杂剂的一个或多个浓度峰。

6、在上述任一所述半导体装置中，所述副峰组中的所述一个或多个浓度峰的掺杂浓度可以为1.0e+15cm-3以上且1.0e+16cm-3以下。

7、在上述任一所述半导体装置中，所述第一氢峰可以在所述半导体基板的深度方向上设置于比所述副峰组的所述一个或多个浓度峰更靠所述半导体基板的所述背面侧的位置。

8、在上述任一所述半导体装置中，所述第一浓度峰的掺杂剂可以是所述氢。

9、在上述任一所述半导体装置中，所述第一浓度峰的掺杂剂可以是所述第一掺杂剂。

10、在上述任一所述半导体装置中，所述第一浓度峰的掺杂剂可以是所述氢和所述第一掺杂剂。

11、在上述任一所述半导体装置中，所述副峰组中的所述一个或多个浓度峰的深度可以为0.5μm以上且10.0μm以下。

12、在上述任一所述半导体装置中，所述副峰组的所述一个或多个浓度峰中，在所述半导体基板的深度方向上最靠所述半导体基板的所述背面侧的第二浓度峰的深度位置可以在离所述半导体基板的所述背面起3.0μm以上的位置。

13、在上述任一所述半导体装置中，所述副峰组的所述一个或多个浓度峰中，在所述半导体基板的深度方向上最靠所述半导体基板的所述正面侧的浓度峰的深度位置可以在离所述半导体基板的所述背面起10.0μm以下的位置。

14、在上述任一所述半导体装置中，所述第一掺杂剂可以是磷。

15、在上述任一所述半导体装置中，对于所述半导体基板而言，可以在所述半导体基板的深度方向上，在比所述副峰组的所述一个或多个浓度峰中最靠所述半导体基板的所述正面侧的浓度峰更靠所述半导体基板的所述正面侧的位置具有第二氢峰。

16、在上述任一所述半导体装置中，所述第二氢峰可以在所述半导体基板的深度方向上设置于所述副峰组的所述一个或多个浓度峰中最靠所述半导体基板的所述正面侧的浓度峰与所述漂移区之间。

17、在上述任一所述半导体装置中，所述第一氢峰的原子密度可以为1.0e+17cm-3以上且1.0e+19cm-3以下。

18、在上述任一所述半导体装置中，在所述半导体基板的深度方向上，所述第一氢峰的深度位置可以在离所述半导体基板的所述背面起大于0μm且小于10.0μm的位置。

19、上述任一所述半导体装置可以具备设置于所述半导体基板的所述正面的边缘终端结构部。

20、对于上述任一所述半导体装置中而言，在所述半导体基板的深度方向上，从所述漂移区的上端朝向所述半导体基板的所述背面侧对掺杂浓度进行积分而得的积分浓度在所述缓冲区中可以达到临界积分浓度。

21、在上述任一所述半导体装置中，所述第一氢峰可以在所述半导体基板的深度方向上设置于比所述积分浓度达到所述临界积分浓度的深度位置更靠所述半导体基板的所述背面侧的位置。

22、上述任一所述半导体装置可以具备背面侧区域，所述背面侧区域在所述半导体基板的深度方向上设置于比所述漂移区更靠所述半导体基板的所述背面侧的位置，且具有第一导电型或第二导电型的掺杂浓度的浓度峰。

23、所述第一氢峰在所述半导体基板的深度方向上可以设置于比所述背面侧区域的所述浓度峰更靠所述半导体基板的所述背面侧的位置。

24、在上述任一所述半导体装置中，所述第一氢峰可以在所述半导体基板的深度方向上设置于比所述背面侧区域的所述浓度峰更靠所述半导体基板的所述正面侧的位置。

25、上述任一所述半导体装置可以具备二极管部。所述二极管部可以具备作为所述背面侧区域的第一导电型的阴极区。

26、在上述任一所述半导体装置中，所述阴极区的浓度峰的掺杂浓度可以为1.0e+18cm-3以上且1.0e+20cm-3以下。

27、在上述任一所述半导体装置中，在所述半导体基板的深度方向上，所述阴极区的掺杂浓度的浓度峰的深度位置可以在离所述半导体基板的所述背面起大于0μm且小于1.0μm的位置。

28、上述任一所述半导体装置可以具备晶体管部。所述晶体管部可以具有作为所述背面侧区域的第二导电型的集电区。

29、在上述任一所述半导体装置中，所述集电区的浓度峰的掺杂浓度可以为1.0e+15cm-3以上且1.0e+18cm-3以下。

30、在上述任一所述半导体装置中，在所述半导体基板的深度方向上，所述集电区的掺杂浓度的浓度峰的深度位置可以在离所述半导体基板的所述背面起大于0μm且小于0.5μm的位置。

31、上述任一所述半导体装置可以为具有晶体管部和二极管部的rc-igbt。

32、在本发明的第二方式中，提供一种半导体装置的制造方法，包括：在具有正面和背面的半导体基板形成第一导电型的漂移区的步骤；以及在所述半导体基板的深度方向上，在比所述缓冲区更靠所述半导体基板的所述背面侧的位置形成第一导电型的缓冲区的步骤。所述缓冲区可以具有包含掺杂浓度的一个或多个浓度峰的浓度峰组。所述浓度峰组可以包括第一浓度峰，所述第一浓度峰是在所述半导体基板的深度方向上，在所述一个或多个浓度峰中设置于最靠所述半导体基板的所述背面侧的浓度峰。所述半导体基板可以包括第一氢峰，所述第一氢峰是在所述半导体基板的深度方向上设置于与所述第一浓度峰的深度位置相同或比所述第一浓度峰的深度位置更靠近所述半导体基板的所述背面侧的位置处的氢的原子密度的峰。

33、所述半导体装置的制造方法可以包括在所述半导体基板的深度方向上，在比所述漂移区更靠所述半导体基板的所述背面侧的位置形成具有第一导电型或第二导电型的掺杂浓度的浓度峰的背面侧区域的步骤。

34、上述任一所述半导体装置的制造方法在形成所述背面侧区域的步骤之后，可以包括为了形成副峰组而将除氢以外的预先设定的第一掺杂剂离子注入于所述半导体基板的步骤，所述副峰组包括在所述半导体基板的深度方向上设置于比所述第一浓度峰更靠所述半导体基板的所述正面侧的一个或多个浓度峰。

35、上述任一所述半导体装置的制造方法可以在形成所述背面侧区域的步骤之后且在为了形成所述副峰组而将所述第一掺杂剂离子注入所述半导体基板的步骤之前，不包括对所述半导体基板进行激光退火的步骤。

36、上述任一所述半导体装置的制造方法可以在形成所述背面侧区域的步骤之后且为了形成所述副峰组而将第一掺杂剂离子注入所述半导体基板的步骤之前，包括对所述半导体基板进行激光退火的步骤。

37、上述任一所述半导体装置的制造方法可以包括：为了形成所述副峰组而在将第一掺杂剂离子注入于所述半导体基板的步骤之后对半导体基板进行激光退火的步骤；为了形成所述第一氢峰而将氢离子注入于所述半导体基板的步骤；以及在离子注入氢之后对所述半导体基板进行热退火的步骤。

38、上述任一所述半导体装置的制造方法可以包括：为了形成所述副峰组而将第一掺杂剂离子注入于所述半导体基板的步骤之后，为了形成所述第一氢峰而将氢离子注入于所述半导体基板的步骤；以及在离子注入所述氢之后对所述半导体基板进行热退火的步骤。所述半导体装置的制造方法在将第一掺杂剂离子注入于所述半导体基板的步骤之后且在将氢离子注入于所述半导体基板的步骤之前，可以不包括对所述半导体基板进行激光退火的步骤。

39、应予说明，上述
技术实现要素：
并未列举出本发明的全部特征。另外，这些特征组的子组合也能够成为发明。