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公布日期
2020-02-14 公布专利
2020-02-11 公布专利
2020-02-07 公布专利
2020-02-04 公布专利
2020-01-31 公布专利
2020-01-24 公布专利
2020-01-21 公布专利
2020-01-17 公布专利
2020-01-14 公布专利
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半导体装置的制造方法有效

申请号: CN201380005484.2 文献下载
申请日: 2013-03-29 公开/公告日: 2017-11-17
公开/公告号: CN104145326B 主分类号: H01L21/336
申请/专利权人: 富士电机株式会社
发明/设计人: 宫崎正行;吉村尚;泷下博;栗林秀直
分类号: H01L21/336;H01L21/265;H01L21/329;H01L29/739;H01L29/78;H01L29/868
搜索关键词: 半导体 装置 制造 方法
 
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地址: 日本神奈*** 国省代码: 暂无信息
代理公司: 北京铭硕知识产权代理有限公司11286 代理人: 刘灿强,王颖
【权利要求书】:

1.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包括:

照射工序,从第一导电型的半导体基板的背面照射质子;

退火工序,使照射到所述半导体基板的背面的质子活性化,形成杂质浓度比所述半导体基板高的第一导电型的第一半导体层;以及

使所述半导体基板薄板化,在薄板化后的所述半导体基板的背面注入杂质离子的离子注入的工序,所述杂质离子用于形成成为与背面电极间触点的半导体层,

通过根据所述照射工序的照射条件,将所述照射工序和所述退火工序设为一组而进行多次,从而在所述半导体基板的深度方向上形成多个所述第一半导体层,

多个所述第一半导体层之中,位于所述半导体基板最背面侧的第一半导体层与所述半导体层分离。

2.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,

所述照射工序中,从所述半导体基板的背面起算,形成所述第一半导体层的区域的深度越深,则设加速电压越高;

所述退火工序中,从所述半导体基板的背面起算,形成所述第一半导体层的区域的深度越深,则设退火温度越高;

所述照射工序及所述退火工序的组按照从所述第一半导体层成为从所述半导体基板的背面起算最深的位置的组开始,依次进行。

3.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,在一组照射工序和退火工序中,在多次照射工序之后进行一次退火。

4.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,所述第一半导体层是抑制耗尽层扩展的场停止层。

5.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,通过所述照射工序及所述退火工序形成的所述第一半导体层的数量,基于所述半导体基板的厚度或额定电压、或者其两者来确定。

6.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,所述半导体装置是绝缘栅双极型晶体管。

7.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,所述半导体装置是二极管。

8.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,所述半导体装置具备由所述半导体基板构成的第一导电型的漂移层,

在所述半导体基板的正面形成有第二导电型的第二半导体层,

设q为基元电荷,Nd为所述漂移层的平均浓度,εS为所述半导体基板的介电常数,Vrate为额定电压,JF为额定电流密度,νsat为载流子的速度在预定电场强度下饱和的饱和速度,则距离指标L通过下述式(1)表示,

L=ϵSVrateq(JFqvsat+Nd)...(1)]]>

设最接近所述第二半导体层的所述第一半导体层的载流子浓度成为峰值浓度的位置从所述半导体基板的背面起算的深度为X、

设所述半导体基板的厚度为W0时,

设定成为最接近所述第二半导体层的所述第一半导体层的峰值浓度的位置以使X=W0-γL,γ为0.2以上且1.5以下。

9.根据权利要求8中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,所述γ为0.9以上且为1.4以下。

10.根据权利要求9中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,所述γ为1.0以上且为1.3以下。

11.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,在所述照射工序中,通过质子的照射形成射程Rp的所述第一半导体层时的质子的加速能量E,当设所述射程Rp的对数log(Rp)为x,设所述加速能量E的对数log(E)为y时,满足下述式(2):

y=-0.0047x4+0.0528x3-0.2211x2+0.9923x+5.0474…(2)。

12.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,所述质子从所述半导体基板的背面起算的射程为15μm以上。

13.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,还包括:在所述半导体基板的背面形成背面电极的工序,所述退火工序在形成所述背面电极的工序之后进行。

14.根据权利要求1中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,多个所述质子照射的加速能量越高,所述质子照射的剂量越低。

15.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包括:

照射工序,从第一导电型的半导体基板的背面照射质子;以及

退火工序,使照射到所述半导体基板的背面的质子活性化,形成杂质浓度比所述半导体基板高的第一导电型的第一半导体层,

通过将所述照射工序和所述退火工序设为一组而进行多次,从而在所述半导体基板的深度方向上形成多个所述第一半导体层,

将多次所述退火工序中的第一退火工序的退火温度设定为380℃以上且为450℃以下,该第一退火工序与多次所述照射工序中将质子照射到从所述半导体基板的背面起算最深的位置的第一照射工序为一组,

将多次所述退火工序中的第二退火工序的退火温度设定为350℃以上且为420℃以下,该第二退火工序与多次所述照射工序中将质子照射到从所述半导体基板的背面起算第二深的位置的第二照射工序为一组,

将多次所述退火工序中的第三退火工序的退火温度设定为340℃以上且为400℃以下,该第三退火工序与多次所述照射工序中将质子照射到从所述半导体基板的背面起算第三深的位置的第三照射工序为一组,

成为与背面电极间触点的半导体层设置在所述半导体基板的背面侧的表面层,通过所述第三照射工序和所述第三退火工序形成的第一半导体层与所述半导体层分离。

16.根据权利要求15中所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,将所述第一退火工序的退火温度设为400℃以上且420℃以下,

将所述第二退火工序的退火温度设为370℃以上且390℃以下,

将所述第三退火工序的退火温度设为高于350℃且在370℃以下。

17.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,所述半导体装置的制造方法包括:

照射工序,从第一导电型的半导体基板的背面照射质子;

退火工序,使照射到所述半导体基板的背面的质子活性化,形成杂质浓度比所述半导体基板高的第一导电型的第一半导体层;以及

使所述半导体基板薄板化,在薄板化后的所述半导体基板的背面注入杂质离子的离子注入的工序,所述杂质离子用于形成成为与背面电极间触点的半导体层,

通过根据所述照射工序的照射条件,将一次或多次所述照射工序和一次所述退火工序设为一组而进行多次,从而在所述半导体基板的深度方向上形成多个所述第一半导体层,

多个所述第一半导体层之中,位于所述半导体基板最背面侧的第一半导体层与所述半导体层分离。

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