[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本说明书中公开的技术涉及一种半导体装置的制造方法。

背景技术

已知一种通过向半导体基板注入氦离子等带电粒子，从而在半导体基板中形成结晶缺陷的技术。形成有结晶缺陷的区域成为载流子寿命较短的低寿命区。例如，在日本专利公开公报2008-192737(以下，称为专利文献1)中公开的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极性晶体管)和二极管的一体型的半导体装置中，在二极管的漂移区内形成有低寿命区。通过在二极管的漂移区内形成低寿命区，从而能够提高二极管的反向恢复特性。

发明内容

发明所要解决的课题

在现有的制造方法中，具有低寿命区的半导体装置是以如下方式被制造的。即，在半导体基板的表面上形成被图案化的保护层，之后，向半导体基板注入n型或者p型的杂质离子(杂质离子注入工序)。由此，在半导体基板中的未被保护层覆盖的区域内形成有n型或者p型的半导体区。保护层在杂质离子注入工序之后被去除。其次，在带电粒子照射装置和半导体基板之间配置有掩模板的状态下，从带电粒子照射装置朝向半导体基板照射带电粒子(带电粒子注入工序)。在掩模板上形成有开口部或者薄壁部。被照射的带电粒子穿过开口部或者薄壁部而被注入到半导体基板内。由此，在半导体基板内形成有低寿命区。例如，在上述的专利文献1的半导体基板中，通过杂质离子注入工序而形成有二极管的阴极区(n⁺区)，并通过带电粒子注入工序而形成有二极管的低寿命区。

在制造上述专利文献1中的半导体装置时，通过向预定的范围内的半导体基板的表面附近注入n型杂质离子，从而形成有阴极区。此外，通过向与注入n型杂质离子的范围相同的范围内的、较深位置注入带电粒子，从而形成有低寿命区。当低寿命区和阴极区之间的相对位置(与半导体基板的表面平行的方向上的位置)偏离设计值时，则半导体装置的特性将偏离设计值。例如，当低寿命区的位置与设计值相比向IGBT侧偏离时(即，在IGBT的漂移区内形成结晶缺陷时)，IGBT的通态电压将上升。此外，在低寿命区的位置与设计值相比向二级管侧偏离时，由于反向电流容易绕过低寿命区而流通，从而在二极管的反向恢复时产生的反向电流将增大。

在上述的现有的制造方法中，由于在杂质离子注入工序中使用的掩膜(保护层)和在带电粒子注入工序中使用的掩膜(掩模板)不同，因而杂质离子被注入的范围和带电粒子被注入的范围之间的相对位置有时会发生偏离。在批量生产半导体装置时，如果杂质离子被注入的范围和带电粒子被注入的范围之间的相对位置发生偏离，则将产生半导体装置的特性不稳定等问题。

本说明书中公开的技术是鉴于上述实际情况而创作的，其提供一种能够抑制杂质离子被注入的范围和带电粒子被注入的范围之间的相对位置的偏离的、半导体装置的制造方法。

用于解决课题的方法

由本说明书所提供的制造方法具有杂质离子注入工序和带电粒子注入工序。在杂质离子注入工序中，在将具有厚度较薄的第1部分和厚度厚于第1部分的第2部分的掩膜、或具有由贯穿孔形成的第1部分和预定厚度的第2部分的掩膜配置在杂质离子照射装置和半导体基板之间的状态下，从杂质离子照射装置朝向半导体基板照射n型或p型的杂质离子。由此，穿过了第1部分的杂质离子被注入到半导体基板内。在带电粒子注入工序中，在将与杂质离子注入工序中所使用的掩膜相同的掩膜配置在带电粒子照射装置和半导体基板之间的状态下，从带电粒子照射装置朝向半导体基板照射带电粒子。由此，穿过了第1部分和第2部分中的至少一方的带电粒子被注入到半导体基板内，从而在注入了带电粒子的范围内的半导体基板中形成有载流子寿命被缩短化了的低寿命区。从杂质离子注入工序和带电粒子注入工序中的某一方开始起到杂质离子注入工序和带电粒子注入工序双方结束为止，掩膜和半导体基板之间的相对位置不发生改变。

另外，可以在实施了杂质离子注入工序之后实施带电粒子注入工序，也可以在实施了带电粒子注入工序之后实施杂质离子注入工序。

此外，在本说明书中，“注入”是指朝向半导体基板被照射的杂质离子或带电粒子在半导体基板的内部停止。因此，朝向半导体基板被照射的杂质离子或带电粒子穿过(贯穿)半导体基板的情况并不属于“注入”。

在该制造方法中，使用同一掩膜而实施杂质离子注入工序和带电粒子注入工序，从而在杂质离子注入工序和带电粒子注入工序之间，掩膜和半导体基板之间的相对位置不会发生变化。因此，抑制了注入有杂质离子的范围和注入有带电粒子的范围之间的相对位置发生偏离的情况。因此，能够以稳定的品质批量生产半导体装置。