JP7466790B1 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<半導体装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る半導体装置100の断面図である。図1は、後述する図6に示した半導体装置100の製造方法により得られた半導体装置100である。
図6は、実施の形態1に係る半導体装置100の製造方法のフローチャートである。なお、ここでは、半導体装置100の製造方法の一例として、図1に示されるような縦型ダイオードの製造方法について説明する。図6に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置100の製造方法では、まず半導体基板200を準備する工程(S1a)を実施する。この工程(S1a)では半導体装置100を構成する半導体基板200としてのシリコンウエハを準備する。シリコンウエハは、n型またはn-型のインゴットから切り出される。シリコンウエハは表面(第1主面1a)と、表面の反対側の裏面とを有する。シリコンウエハにおける水素濃度は、たとえば、1×1013cm-3以下である。
図8は、図1に示した半導体装置100の製造方法により得られた半導体装置100の変形例を示す断面図である。図8は、図1に対応する。図8に示された半導体装置100は、基本的には図1に示された半導体装置100と同様の構成を備えるが、当該半導体装置100がIGBTである点で異なる。
本開示に従った半導体装置100の製造方法は、半導体基板200を準備する工程(S1a)と、半導体基板200に水素を導入する工程(S2a)と、半導体基板200に荷電粒子線を照射する工程(S7a)と、荷電粒子線を照射する工程(S7a)の後に、半導体基板200に活性化アニールする工程(S8a)とを備える。水素を導入する工程(S2a)は、活性化アニールする工程(S8a)の前に実施される。
<半導体装置100の製造方法>
図9は、実施の形態2に係る半導体装置100の製造方法のフローチャートである。図9は、図6に対応する。図9に示された半導体装置100の製造方法は、基本的には図6に示された半導体装置100の製造方法と同様の構成を備えるが、水素を導入する工程(S7b)が、荷電粒子線を照射する工程(S6b)の後に実施される点で異なる。
上記半導体装置100の製造方法について、水素を導入する工程(S7b)において、半導体基板200に水素が導入された領域の深さをLとする。ボルツマン定数をkとする。活性化アニールをする工程(S8b)において、アニールする時間をt1とし、アニールする時の温度をT1とする。深さLは、半導体基板200に含まれる酸素濃度が1×1017cm-3以上の時において、L=Rp-2×√{3.8×105×e{(-2.19)/(k×T1)}×t1}という関係式を満たす。深さLは、半導体基板200に含まれる酸素濃度が1×1017cm-3未満1×1015cm-3以上の時において、L=Rp-2×√{5.3×10-3×e{(-1.15)/(k×T1)}×t1}という関係式を満たす。深さLは、半導体基板200に含まれる酸素濃度が1×1015cm-3未満の時において、L=Rp-2×√{9.4×10-3×e{(-0.48)/(k×T1)}×t1}という関係式を満たす。
Claims (5)
- 半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板の全体に水素を導入する工程と、
前記半導体基板に荷電粒子線を照射する工程と、
前記荷電粒子線を照射する工程の後に、前記半導体基板に活性化アニールする工程とを備え、
前記水素を導入する工程は、前記荷電粒子線を照射する工程の前に実施される、半導体装置の製造方法。 - 前記水素を導入する工程は、
前記半導体基板が水素を含む膜に接している状態、若しくは前記半導体基板が水素雰囲気下に晒されている状態の少なくともいずれかの状態で前記半導体基板にアニールする工程、前記半導体基板を水素プラズマに晒す工程、および水素イオンを含む液体に前記半導体基板を浸漬させる工程のいずれかの工程を含む、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板に水素を導入する工程と、
前記半導体基板に荷電粒子線を照射する工程と、
前記荷電粒子線を照射する工程の後に、前記半導体基板に活性化アニールする工程とを備え、
前記水素を導入する工程は、前記活性化アニールする工程の前に実施され、
前記水素を導入する工程において、前記半導体基板に水素が導入される領域の深さをLとし、ボルツマン定数をkとし、
前記荷電粒子線を照射する工程において、前記荷電粒子線の照射飛程をRpとし、
前記活性化アニールをする工程において、アニールする時間をt1とし、アニールする時の温度をT1とすると、
前記深さは、
前記半導体基板に含まれる酸素濃度が1×1017cm-3以上の時において、
L=Rp-2×√{3.8×105×e{(-2.19)/(k×T1)}×t1}
という関係式を満たし、
前記半導体基板に含まれる酸素濃度が1×1015cm-3以上1×1017cm-3未満の時において、
L=Rp-2×√{5.3×10-3×e{(-1.15)/(k×T1)}×t1}
という関係式を満たし、
前記半導体基板に含まれる酸素濃度が1×1015cm-3未満の時において、
L=Rp-2×√{9.4×10-3×e{(-0.48)/(k×T1)}×t1}
という関係式を満たす、半導体装置の製造方法。 - 前記水素を導入する工程は、前記半導体基板が水素を含む膜に接している状態、若しくは前記半導体基板が水素雰囲気下に晒されている状態の少なくともいずれかの状態で前記半導体基板にアニールする工程を少なくとも含み、
前記水素を導入する工程において、アニールする時間をt2とし、アニールする時の温度をT2とした場合に、
前記水素を導入する工程において、アニールする時間およびアニールする時の温度は、
前記半導体基板に含まれる酸素濃度が1×1017cm-3以上の時において、
L≦√{3.8×105×e{(-2.19)/(k×T2)}×t2}
という関係式を満たし、
前記半導体基板に含まれる酸素濃度が1×1015cm-3以上1×1017cm-3未満の時において、
L≦√{5.3×10-3×e{(-1.15)/(k×T2)}×t2}
という関係式を満たし、
前記半導体基板に含まれる酸素濃度が1×1015cm-3未満の時において、
L≦√{9.4×10-3×e{(-0.48)/(k×T2)}×t2}
という関係式を満たす、請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記半導体基板に素子構造を形成する工程と、
前記半導体基板の酸素濃度を測定する工程とを備え、
前記酸素濃度を測定する工程は、前記素子構造を形成する工程の後に実施される、請求項3または請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
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