JP5594336B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5594336B2 JP5594336B2 JP2012179090A JP2012179090A JP5594336B2 JP 5594336 B2 JP5594336 B2 JP 5594336B2 JP 2012179090 A JP2012179090 A JP 2012179090A JP 2012179090 A JP2012179090 A JP 2012179090A JP 5594336 B2 JP5594336 B2 JP 5594336B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- concentration
- conductivity type
- semiconductor
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 384
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 42
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 78
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 57
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 54
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 54
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 48
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 45
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 29
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 25
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 25
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 24
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 259
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 152
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 68
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 63
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 58
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 34
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 34
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 32
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 24
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 24
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 15
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 11
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 helium ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 4
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000026683 transduction Effects 0.000 description 1
- 238000010361 transduction Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/8611—Planar PN junction diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
- H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
- H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
- H01L21/2255—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides the applied layer comprising oxides only, e.g. P2O5, PSG, H3BO3, doped oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
- H01L29/32—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being within the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/36—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the concentration or distribution of impurities in the bulk material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
- H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
- H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
- H01L29/7396—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions
- H01L29/7397—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions and a gate structure lying on a slanted or vertical surface or formed in a groove, e.g. trench gate IGBT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
200μm)よりも狭い。従って、前記特許文献3に開示された方法では、効果的なブロードバッファ構造を形成することはできない。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる半導体装置の構成、ネットドーピング濃度およびプロトン分布を示す図である。図1において半導体装置の断面図100に示すように、N-ドリフト層となるN型の第1半導体層1の一方の主面側に、Pアノード層となるP型の第2半導体層2が形成されている。また、第1半導体層1の他方の主面側に、N+カソード層となるN型の第3半導体層3が形成されている。そして、第2半導体層2の表面には、アノード電極4が形成されている。また、第3半導体層3の表面には、カソード電極5が形成されている。
程度の深さまで拡散している。
図12は、本発明の実施の形態2にかかる半導体装置の構成、ネットドーピング濃度およびプロトン分布を示す図である。図12において半導体装置の断面図1200に示すように、実施の形態2の半導体装置は、図1に示す実施の形態1の半導体装置において、第1半導体層1と第3半導体層3の間に、第1半導体層1よりも高濃度で、かつ第3半導体層3よりも低濃度である、Nカソードバッファ層となる第4半導体層7を設けたものである。その他の構成は実施の形態1と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。
図15は、本発明の実施の形態3にかかる半導体装置の構成、ネットドーピング濃度およびプロトン分布を示す図である。図15において半導体装置の断面図1500に示すように、実施の形態3の半導体装置は、図1に示す実施の形態1の半導体装置において、第3半導体層3を厚くしたものである。その他の構成は実施の形態1と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。
図21は、実施の形態4にかかる半導体装置の構成およびネットドーピング濃度を示す図である。図21において半導体装置の断面図2100に示すように、この半導体装置は、FS(フィールドストップ)型のIGBTである。N-ドリフト層となるN型の第1半
導体層1の一方の主面側に、Pベース層となるP型の第2半導体層2が形成されている。また、第1半導体層1の他方の主面側には、第1半導体層1よりも不純物濃度が高いN型のフィールドストップ層となる第3半導体層3が形成されている。また、第3半導体層3の表面には、Pコレクタ層2104が形成されている。
図22は、実施の形態5にかかる半導体装置の構成、ネットドーピング濃度、酸素濃度および水素濃度を示す図である。図22において半導体装置の断面図2200に示すように、この半導体装置は、NPT(ノンパンチスルー)型のIGBTに逆阻止能力を持たせた逆阻止IGBTである。
は、Pウェル領域となるP型の第2半導体層である。符号2201はN型のエミッタ領域、符号2202はゲート絶縁膜、符号2203はゲート電極、符号2204は層間絶縁膜、符号2205はPコレクタ層、符号2206は側面Pコレクタ層、符号2207はエミッタ電極、符号2208はコレクタ電極である。
図23は、実施の形態6にかかる半導体装置のシリコン基板中の酸素原子濃度とダイオードの逆回復ピーク電圧(逆回復中のサージ電圧)の関係を示す図である。図23において、縦軸は、規格化された値である。この実施の形態6の半導体装置は、前述の方法により作製されたブロードバッファダイオードである。
図24〜図29は、実施の形態7にかかる半導体装置のCV測定によるキャリア濃度分布測定の結果を示す図である。ここでは、330ΩcmのFZ−N型シリコンウェハー(表面は鏡面仕上げ)に裏面からリンを1×1020/cm3、80μmの深さまで拡散させた厚さ500μmのウェハー(サイズは任意、例えば、直径5または6インチ)を用いる。
している。
一般に、イオン照射には、前記特許文献5、7および8に開示されているように、ウェハーの少数キャリアのライフタイムを下げる効果がある。このライフタイム低下とドナー化との関連について調べた結果について説明する。
2 第2半導体層
3 第3半導体層
Claims (14)
- 第1導電型の第1半導体層の第1主面側に設けられた、前記第1半導体層よりも高濃度の第2導電型の第2半導体層と、
前記第2半導体層に接するエミッタ電極と、
ゲート絶縁膜を介して、前記第1半導体層および前記第2半導体層に接するように設けられたゲート電極と、
前記第2半導体層のうち前記エミッタ電極および前記ゲート絶縁膜に接する部分に設けられた、前記第1半導体層よりも高濃度の第1導電型半導体領域と、
を備え、
前記第1半導体層中に前記第1半導体層の不純物濃度が極大となる箇所が少なくとも1箇所あり、かつ前記第1半導体層の不純物濃度が、前記極大となる箇所から前記第2半導体層および前記第1半導体層の第2主面側の領域の両方に向かって低くなり、
さらに、前記第1半導体層中の少なくとも不純物濃度が前記極大となる箇所に、酸素原子と水素原子とが含まれており、
前記酸素原子の濃度が1.0×1016(atoms/cm3)以上であり、
前記極大となる箇所は、酸素原子および水素原子による複合ドナーからなることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1半導体層の第2主面側に設けられた第2導電型コレクタ層と、
前記第2導電型コレクタ層に接するコレクタ電極と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1半導体層と前記第2導電型コレクタ層との間に設けられ、前記第1半導体層および前記第2導電型コレクタ層に接する、前記第1半導体層よりも高濃度の第1導電型の第3半導体層をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1半導体層の前記エミッタ電極側の領域に含まれる前記酸素原子の不純物濃度は、前記第1半導体層中の他の領域よりも低くなっていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 第1導電型半導体層の第1主面側に設けられた、前記第1導電型半導体層よりも高濃度の第2導電型アノード層と、
前記第1導電型半導体層の第2主面側に設けられた、前記第1導電型半導体層よりも高濃度の第1導電型カソード層と、
を備え、
前記第1導電型半導体層中に前記第1導電型半導体層の不純物濃度が極大となる箇所が少なくとも1箇所あり、かつ前記第1導電型半導体層の不純物濃度が、前記極大となる箇所から前記第2導電型アノード層および前記第1導電型カソード層の両方に向かって低くなり、
さらに、前記第1導電型半導体層中の少なくとも不純物濃度が前記極大となる箇所に、酸素原子と酸素よりも軽い元素が含まれており、
前記酸素原子の濃度が1.0×1016(atoms/cm3)以上であり、
前記酸素よりも軽い元素は水素原子であり、
前記極大となる箇所は、酸素原子および水素原子による複合ドナーからなることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1導電型半導体層と前記第1導電型カソード層との間に、前記第1導電型半導体層よりも高濃度で、かつ前記第1導電型カソード層よりも低濃度の第1導電型カソードバッファ層をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
- 第1導電型の第1半導体層の第1主面側に設けられた、前記第1半導体層よりも高濃度の第2導電型の第2半導体層と、前記第1半導体層の第2主面側に設けられた、前記第1半導体層よりも高濃度の第1導電型の第3半導体層と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記第1半導体層となる第1導電型の半導体基板中に酸素を導入する酸素導入工程と、
前記半導体基板の第1主面または第2主面に荷電粒子を照射して、前記半導体基板中の前記第1半導体層に結晶欠陥を導入する第1欠陥導入工程と、
前記半導体基板の第1主面または第2主面に荷電粒子を照射して、前記半導体基板中の前記第1半導体層の、前記第1欠陥導入工程で結晶欠陥が導入された領域から前記半導体基板の第2主面側に離れた領域に結晶欠陥を導入する第2欠陥導入工程と、
熱処理を行って、前記第1半導体層中に導入された結晶欠陥を回復させることにより、前記第1半導体層内の2箇所のネットドーピング濃度を前記半導体基板の当初のネットドーピング濃度よりも高くする熱処理工程と、
を含み、
前記荷電粒子がプロトンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1欠陥導入工程においてプロトンを照射する際のプロトンのドーズ量が1×10 11 atoms/cm 2 以上1×10 14 atoms/cm 2 以下であることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記酸素導入工程後、前記第1欠陥導入工程前に、前記半導体基板の第1主面側に前記半導体基板よりも高濃度の第2導電型の第2半導体層を形成する工程と、
前記熱処理工程による結晶欠陥の回復後、前記半導体基板の第2主面側に前記第1半導体層よりも高濃度の第1導電型の第3半導体層を形成する工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項7または8に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1欠陥導入工程前に、前記半導体基板の第1主面に金属−酸化膜−半導体からなる絶縁ゲート構造を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記熱処理工程による結晶欠陥の回復後、前記半導体基板の第2主面を研削する工程をさらに含み、
前記半導体基板の、研削により露出した面の側に前記第3半導体層を形成することを特徴とする請求項9または10に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記熱処理工程では、前記荷電粒子の照射による結晶欠陥の導入後、250℃以上500℃以下の温度で熱処理を行うことを特徴とする請求項7〜11のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記熱処理工程では、前記荷電粒子の照射による結晶欠陥の導入後、300℃以上450℃以下の温度で熱処理を行うことを特徴とする請求項7〜11のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記熱処理工程では、前記荷電粒子の照射による結晶欠陥の導入後、350℃以上420℃以下の温度で熱処理を行うことを特徴とする請求項7〜11のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012179090A JP5594336B2 (ja) | 2005-11-14 | 2012-08-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005329480 | 2005-11-14 | ||
JP2005329480 | 2005-11-14 | ||
JP2012179090A JP5594336B2 (ja) | 2005-11-14 | 2012-08-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007544215A Division JP5104314B2 (ja) | 2005-11-14 | 2006-11-13 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012238904A JP2012238904A (ja) | 2012-12-06 |
JP5594336B2 true JP5594336B2 (ja) | 2014-09-24 |
Family
ID=38023344
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007544215A Active JP5104314B2 (ja) | 2005-11-14 | 2006-11-13 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2012179090A Active JP5594336B2 (ja) | 2005-11-14 | 2012-08-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007544215A Active JP5104314B2 (ja) | 2005-11-14 | 2006-11-13 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7799662B2 (ja) |
JP (2) | JP5104314B2 (ja) |
CN (1) | CN101305470B (ja) |
WO (1) | WO2007055352A1 (ja) |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2045844A1 (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-08 | ABB Technology AG | Semiconductor Module |
JP5150953B2 (ja) * | 2008-01-23 | 2013-02-27 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
JP5365009B2 (ja) | 2008-01-23 | 2013-12-11 | 富士電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP5374883B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2013-12-25 | 富士電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
DE102008027521B4 (de) | 2008-06-10 | 2017-07-27 | Infineon Technologies Austria Ag | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterschicht |
JP2010010401A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Hitachi Ltd | 横型igbtとそれを用いたモータ制御装置 |
JP5439763B2 (ja) | 2008-08-14 | 2014-03-12 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP5261324B2 (ja) * | 2009-08-26 | 2013-08-14 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
KR101794182B1 (ko) | 2009-11-02 | 2017-11-06 | 후지 덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
JP5523901B2 (ja) * | 2010-04-02 | 2014-06-18 | 株式会社豊田中央研究所 | Pinダイオード |
WO2011139269A1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Johnson Controls Technology Company | Variable speed drive |
EP2654084B1 (en) * | 2010-12-17 | 2019-09-25 | Fuji Electric Co. Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
JP5505498B2 (ja) * | 2011-06-08 | 2014-05-28 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
JP5733417B2 (ja) * | 2011-11-15 | 2015-06-10 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP5817686B2 (ja) | 2011-11-30 | 2015-11-18 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
EP2800143B1 (en) | 2011-12-28 | 2020-04-08 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method for producing semiconductor device |
EP2806461B1 (en) | 2012-01-19 | 2021-11-24 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method for producing same |
CN104054159B (zh) * | 2012-03-19 | 2017-06-30 | 富士电机株式会社 | 半导体装置的制造方法 |
JP6020553B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2016-11-02 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
EP2793267B1 (en) | 2012-03-23 | 2020-11-25 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method |
US20130277793A1 (en) * | 2012-04-24 | 2013-10-24 | Fairchild Korea Semiconductor, Ltd. | Power device and fabricating method thereof |
US8587025B1 (en) * | 2012-07-03 | 2013-11-19 | Infineon Technologies Ag | Method for forming laterally varying doping concentrations and a semiconductor device |
JP6024751B2 (ja) * | 2012-07-18 | 2016-11-16 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP5915756B2 (ja) | 2012-08-22 | 2016-05-11 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP6090329B2 (ja) * | 2012-10-23 | 2017-03-08 | 富士電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2014138173A (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Shi Exaination & Inspection Ltd | 半導体装置の製造方法、及び基板処理システム |
CN104969360B (zh) * | 2013-03-25 | 2018-04-20 | 富士电机株式会社 | 半导体装置 |
KR102206507B1 (ko) | 2013-06-26 | 2021-01-22 | 후지 덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
WO2015008458A1 (ja) | 2013-07-17 | 2015-01-22 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
DE102013216195B4 (de) | 2013-08-14 | 2015-10-29 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Nachdotierung einer Halbleiterscheibe |
US9293330B2 (en) * | 2013-08-28 | 2016-03-22 | Infineon Technologies Ag | Method for producing a semiconductor |
JP6225649B2 (ja) | 2013-11-12 | 2017-11-08 | 株式会社デンソー | 絶縁ゲートバイポーラトランジスタおよびその製造方法 |
JP6098540B2 (ja) * | 2014-02-10 | 2017-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
US9754787B2 (en) * | 2014-06-24 | 2017-09-05 | Infineon Technologies Ag | Method for treating a semiconductor wafer |
JP6237915B2 (ja) | 2014-09-04 | 2017-11-29 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
WO2016051973A1 (ja) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP6473958B2 (ja) * | 2014-10-10 | 2019-02-27 | コリア ユニバーシティ リサーチ アンド ビジネス ファウンデーション, セジョン キャンパスKorea University Research And Business Foundation, Sejong Campus | 中性粒子ビーム発生装置を用いた不揮発性メモリ薄膜素子の製造方法 |
JP6269858B2 (ja) | 2014-11-17 | 2018-01-31 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP2015062250A (ja) * | 2014-11-27 | 2015-04-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | トランジスタ |
JP6268117B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2018-01-24 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置およびその製造方法、並びに電力変換システム |
CN107710417B (zh) | 2015-06-16 | 2021-06-11 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置的制造方法 |
JP2017055046A (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
DE102016112139B3 (de) * | 2016-07-01 | 2018-01-04 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Reduzieren einer Verunreinigungskonzentration in einem Halbleiterkörper |
JP6678549B2 (ja) | 2016-09-27 | 2020-04-08 | 株式会社 日立パワーデバイス | 半導体装置およびその製造方法、並びに電力変換システム |
WO2018092788A1 (ja) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
JP7125257B2 (ja) * | 2016-12-02 | 2022-08-24 | 住重アテックス株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2019004030A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
WO2019017034A1 (ja) * | 2017-07-19 | 2019-01-24 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JP6777046B2 (ja) * | 2017-08-22 | 2020-10-28 | 信越半導体株式会社 | 再結合ライフタイムの制御方法 |
JP6881292B2 (ja) | 2017-12-28 | 2021-06-02 | 信越半導体株式会社 | 再結合ライフタイムの制御方法 |
JP6835291B2 (ja) | 2018-03-19 | 2021-02-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP7006517B2 (ja) | 2018-06-12 | 2022-01-24 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶基板中の欠陥密度の制御方法 |
WO2020149354A1 (ja) | 2019-01-18 | 2020-07-23 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
WO2020217683A1 (ja) | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および製造方法 |
WO2021070539A1 (ja) | 2019-10-11 | 2021-04-15 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
WO2021125064A1 (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
WO2021186944A1 (ja) | 2020-03-17 | 2021-09-23 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶基板中のドナー濃度の制御方法 |
WO2021201235A1 (ja) * | 2020-04-01 | 2021-10-07 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP7367856B2 (ja) * | 2020-04-01 | 2023-10-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP7264100B2 (ja) * | 2020-04-02 | 2023-04-25 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶基板中のドナー濃度の制御方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6327083A (ja) | 1986-07-20 | 1988-02-04 | Nikon Corp | エキシマレ−ザ装置 |
JPH0722198B2 (ja) * | 1987-07-15 | 1995-03-08 | 富士電機株式会社 | 絶縁ゲ−ト形バイポ−ラトランジスタ |
JPH04125933A (ja) * | 1990-09-17 | 1992-04-27 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH04252078A (ja) | 1991-01-28 | 1992-09-08 | Toshiba Corp | スイッチング半導体装置の製造方法 |
JPH05102161A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-04-23 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法とその半導体装置 |
JPH08148699A (ja) | 1994-11-21 | 1996-06-07 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 整流ダイオ−ド |
JPH09121052A (ja) * | 1995-08-21 | 1997-05-06 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH09260639A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-03 | Hitachi Ltd | シリコン半導体装置の製造方法 |
JPH1074959A (ja) | 1996-07-03 | 1998-03-17 | Toshiba Corp | 電力用半導体素子 |
JP3413021B2 (ja) * | 1996-07-30 | 2003-06-03 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
WO2000004598A2 (de) | 1998-07-17 | 2000-01-27 | Infineon Technologies Ag | Leistungshalbleiterelement mit einem emitterbereich, dem eine stoppzone vorgelagert ist |
KR100613703B1 (ko) | 1998-07-17 | 2006-08-21 | 인피니언 테크놀로지스 아게 | 높은 저지 전압용 전력 반도체 소자 |
JP2000077350A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置及びその製造方法 |
EP1030375A4 (en) * | 1998-09-10 | 2001-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | SEMICONDUCTOR DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
JP4129106B2 (ja) | 1999-10-27 | 2008-08-06 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
JP4862207B2 (ja) | 1999-11-26 | 2012-01-25 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
DE10055446B4 (de) * | 1999-11-26 | 2012-08-23 | Fuji Electric Co., Ltd. | Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
KR100342073B1 (ko) | 2000-03-29 | 2002-07-02 | 조중열 | 반도체 소자의 제조 방법 |
JP3951738B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2007-08-01 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP4539011B2 (ja) | 2002-02-20 | 2010-09-08 | 富士電機システムズ株式会社 | 半導体装置 |
JP3910922B2 (ja) | 2003-02-12 | 2007-04-25 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
CN1258210C (zh) * | 2003-06-18 | 2006-05-31 | 北京工业大学 | 硅高速半导体开关器件制造方法 |
JP4096838B2 (ja) | 2003-08-20 | 2008-06-04 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP4821088B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2011-11-24 | 富士電機株式会社 | 逆阻止型絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの製造方法 |
-
2006
- 2006-11-13 WO PCT/JP2006/322547 patent/WO2007055352A1/ja active Application Filing
- 2006-11-13 JP JP2007544215A patent/JP5104314B2/ja active Active
- 2006-11-13 CN CN2006800422242A patent/CN101305470B/zh active Active
-
2008
- 2008-05-14 US US12/120,493 patent/US7799662B2/en active Active
-
2012
- 2012-08-10 JP JP2012179090A patent/JP5594336B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080315364A1 (en) | 2008-12-25 |
JPWO2007055352A1 (ja) | 2009-04-30 |
US7799662B2 (en) | 2010-09-21 |
JP5104314B2 (ja) | 2012-12-19 |
CN101305470B (zh) | 2010-12-08 |
CN101305470A (zh) | 2008-11-12 |
JP2012238904A (ja) | 2012-12-06 |
WO2007055352A1 (ja) | 2007-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5594336B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
US10651269B2 (en) | Semiconductor device and method for producing semiconductor device | |
US11469297B2 (en) | Semiconductor device and method for producing semiconductor device | |
US10867790B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP5396689B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP5374883B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP5320679B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP5272299B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP5781291B2 (ja) | ファストリカバリーダイオード | |
EP2045844A1 (en) | Semiconductor Module | |
WO2013141221A1 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
WO2016035531A1 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2014056946A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
US20150008478A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
JP6268117B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法、並びに電力変換システム | |
US20230125859A1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device including ion implantation and semiconductor device | |
JPH07297415A (ja) | 半導体装置とその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140210 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140708 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140721 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5594336 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |