[发明专利]半导体装置和制造方法

说明书

本发明提供半导体装置和制造方法，在深度方向上较长地形成高浓度区。半导体装置设置有IGBT，并具备：半导体基板，其具有上表面和下表面，且整体地分布有体施主；氢峰，其氢化学浓度示出极大值，并包含在深度方向上距半导体基板的下表面25μm以上而配置的顶点、氢化学浓度从顶点朝向上表面减小的上侧拖尾、以及氢化学浓度从顶点朝向下表面且比上侧拖尾平缓地减小的下侧拖尾；以及第一高浓度区，其施主浓度高于体施主浓度且包含从氢峰的顶点朝向上表面延伸4μm以上的区域。

技术领域

本发明涉及半导体装置及制造方法。

背景技术

以往，已知有向半导体基板注入质子而形成缓冲区的技术(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2014-138173号公报

发明内容

技术问题

有时想要在深度方向上较长地形成缓冲区那样的高浓度区域。

技术方案

为了解决上述问题，在本发明的第一方式中，提供一种设置有IGBT的半导体装置。半导体装置可以具备半导体基板，该半导体基板具有上表面和下表面，并且整体地分布有体施主。半导体装置可以具备氢峰。氢峰可以具有氢化学浓度示出极大值且在深度方向上距半导体基板的下表面25μm以上而配置的顶点。氢峰可以具有氢化学浓度从顶点朝向上表面减小的上侧拖尾。氢峰可以具有氢化学浓度从顶点朝向下表面比上侧拖尾更平缓地减小的下侧拖尾。半导体装置可以具备施主浓度高于体施主浓度并包括从氢峰的顶点朝向上表面延伸4μm以上的区域的第一高浓度区。

半导体装置可以具备设置于半导体基板的上表面的沟槽部。在从沟槽部的下端到氢峰为止的区域中，载流子寿命可以平坦、单调地增加、或者单调地减小。

沟槽部的下端可以距下表面第一距离而配置。氢峰与下表面之间的第二距离可以为第一距离的0.3倍以上且0.8倍以下。

半导体装置可以具备施主浓度峰，该施主浓度峰设置于与氢峰相同的深度位置，且深度方向上的施主浓度分布示出峰。半导体装置可以具备上侧平坦部，该上侧平坦部配置于比施主浓度峰靠近半导体基板的上表面侧的位置，且深度方向上的施主浓度分布平坦。半导体装置可以具备下侧平坦部，该下侧平坦部配置于比施主浓度峰靠近半导体基板的下表面侧的位置，且深度方向上的施主浓度分布平坦。上侧平坦部的施主浓度可以为下侧平坦部的施主浓度的0.5倍以上且2倍以下。

氢峰可以配置于半导体基板的上表面侧。

半导体基板可以具有设置有IGBT的晶体管部和设置有二极管的二极管部。二极管部可以具有寿命调整部，该寿命调整部配置于比氢峰靠近上表面侧的位置，且深度方向上的载流子寿命分布示出极小值。晶体管部可以在与二极管部的寿命调整部相同的深度位置处具有寿命非调整部，该寿命非调整部的载流子寿命分布不示出极小值。在与寿命非调整部在深度方向上重叠的区域可以设置有氢峰和第一高浓度区。

寿命调整部可以具有深度方向上的氦化学浓度分布示出峰的氦峰。寿命非调整部的氦化学浓度分布在与氦峰相同的深度位置处可以是平坦。

二极管部可以具有氢峰。二极管部可以具有第二高浓度区，该第二高浓度区的施主浓度高于体施主浓度，且该第二高浓度区包括从氢峰朝向上表面延伸的区域。第二高浓度区朝向上表面延伸的长度可以长于第一高浓度区朝向上表面延伸的长度。

在本发明的第二方式中，提供一种半导体装置的制造方法，该半导体装置设置有IGBT并具备半导体基板，该半导体基板具有上表面和下表面且整体地分布有体施主。制造方法可以包括氢注入步骤，在该步骤中以大于1.4MeV的加速能量从下表面向半导体基板注入氢离子，从而形成氢化学浓度示出极大值的氢峰。制造方法可以包括退火步骤，在该步骤中对半导体基板进行退火而形成第一高浓度区，该第一高浓度区的施主浓度高于体施主浓度且包含从氢峰的顶点朝向上表面延伸4μm以上的区域。