基板的背面形成陰極電極7 (步驟S82)，由此完成圖8 所示的FWD。
[0115] 如上所述，根據(jù)實(shí)施方式11，能獲得與實(shí)施方式1~4相同的效果。
[0116] (實(shí)施方式12) 接著，對實(shí)施方式12所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。圖25是表示實(shí)施方 式12所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概要的流程圖。實(shí)施方式12所涉及的半導(dǎo)體裝置 的制造方法與實(shí)施方式11所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的不同點(diǎn)在于，在用于使n+陰 極層4及p埋層6活性化的激光退火之后，利用爐退火來使n緩沖層15a~15c活性化。
[0117] 具體而言，首先，與實(shí)施方式11相同，進(jìn)行從形成正面元件結(jié)構(gòu)到形成n緩沖層 15a~15c為止的工序（步驟S91~S95)。接著，與實(shí)施方式11相同，進(jìn)行從形成n+陰極 層4開始、到用于使n+陰極層4及p埋層6活性化的激光退火為止的工序（步驟S96~ S98)。接著，利用爐退火使n緩沖層15a~15c活性化（步驟S99)。接著，與實(shí)施方式11 相同，進(jìn)行從壽命控制到形成陰極電極7為止的工序（步驟SlOO~S102)，由此完成圖8所 示的FWD。
[0118] 如上所述，根據(jù)實(shí)施方式12,能獲得與實(shí)施方式1~4、11相同的效果。
[0119] (實(shí)施方式13) 接著，對實(shí)施方式13所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。圖26是表示實(shí)施方 式13所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概要的流程圖。實(shí)施方式13所涉及的半導(dǎo)體裝置 的制造方法與實(shí)施方式11所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的不同點(diǎn)在于，在用于使n+陰 極層4及p埋層6活性化的激光退火之后，利用質(zhì)子照射來形成n緩沖層15a~15c，然后 利用爐退火來使n緩沖層15a~15c活性化。
[0120] 具體而言，首先，與實(shí)施方式11相同，進(jìn)行從形成正面元件結(jié)構(gòu)到對rT半導(dǎo)體基 板的背面進(jìn)行磨削為止的工序（步驟Slll~S114)。接著，與實(shí)施方式11相同，進(jìn)行從形 成n+陰極層4開始、到用于使n+陰極層4及p埋層6活性化的激光退火為止的工序（步驟 S115~S117)。接著，通過從基板背面進(jìn)行質(zhì)子的多級照射，形成距離基板背面的深度不同 的n緩沖層15a~15c(步驟S118)。n緩沖層15a~15c的形成方法與實(shí)施方式4相同。 接著，利用爐退火使n緩沖層15a~15c活性化（步驟S119)。然后，與實(shí)施方式11相同， 進(jìn)行從壽命控制到形成陰極電極7為止的工序（步驟S120~S122)，由此完成圖8所示的 FffD0
[0121] 接著，對利用實(shí)施方式13所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法來制作得到的半導(dǎo)體 裝置的rT漂移區(qū)域1和n緩沖層15的雜質(zhì)濃度進(jìn)行驗(yàn)證。圖28是表示實(shí)施例2所涉及 的半導(dǎo)體裝置的基板背面?zhèn)鹊碾s質(zhì)濃度分布的特性圖。按照上述實(shí)施方式13所涉及的半 導(dǎo)體裝置的制造方法來制作FWD(以下，作為實(shí)施例2)，并在圖28中示出對其rT漂移區(qū)域 1和n緩沖層15的雜質(zhì)濃度進(jìn)行測定后得到的結(jié)果。圖28示出配置在距離基板背面最深 的位置處的1級n緩沖層15a的從基板背面?zhèn)绕鹕疃确较蛏系碾s質(zhì)濃度（施主濃度）分 布。圖28中橫軸的起點(diǎn)是n_漂移區(qū)域1的被夾在n緩沖層15a、15b之間的部分與n緩沖 層15a的界面。
[0122] S卩，圖28示出通過質(zhì)子的多級照射而形成的1級n緩沖層15a的從基板背面?zhèn)绕?朝向基板正面?zhèn)鹊姆较蛏系氖┲鳚舛确植?。在比n緩沖層15a的雜質(zhì)濃度峰值要深的部分 中呈現(xiàn)出均勻的雜質(zhì)濃度分布的部分是n-漂移區(qū)域1的比n緩沖層15a更靠基板正面?zhèn)?的部分。此外，圖28中，作為比較，還示出了不進(jìn)行步驟S117的基板背面?zhèn)鹊募す馔嘶鸲?制作得到的FWD(以下，作為比較例）的在與實(shí)施例2相同的深度處的雜質(zhì)濃度分布。比較 例的制造方法除了不進(jìn)行步驟S117的激光退火之外，其他均與實(shí)施例2的制造方法相同。
[0123] 根據(jù)圖28所示的結(jié)果，可以確認(rèn)在比較例（無激光退火）中，rT漂移區(qū)域1的被夾 在n緩沖層15a、15b之間的部分的雜質(zhì)濃度比下述部分的雜質(zhì)濃度要高，即在比n緩沖層 15a的雜質(zhì)濃度峰值要深的部分中呈現(xiàn)出均勻的雜質(zhì)濃度分布的部分（rT漂移區(qū)域1)。與 此相對，在實(shí)施例2 (有激光退火）中，rT漂移區(qū)域1與n緩沖層15a的界面處的雜質(zhì)濃度、 與比n緩沖層15a的雜質(zhì)濃度峰值要深的部分中呈現(xiàn)出均勻的雜質(zhì)濃度分布的部分（rT漂 移區(qū)域1)的雜質(zhì)濃度基本相等。即，可以確認(rèn)能夠在不使n-漂移區(qū)域1的雜質(zhì)濃度發(fā)生 變動(dòng)的情況下形成n緩沖層15。
[0124] 根據(jù)這些結(jié)果，可以確認(rèn)在進(jìn)行了步驟S117的基板背面?zhèn)鹊募す馔嘶鹬?，通過 進(jìn)行步驟S118、S119的質(zhì)子照射和活性化退火，能夠如圖28所示那樣，使得施主濃度不發(fā) 生變動(dòng)。
[0125] 如上所述，根據(jù)實(shí)施方式13,能獲得與實(shí)施方式1~4、11、12相同的效果。
[0126](實(shí)施方式14) 接著，對實(shí)施方式14所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。圖27是表示實(shí)施方 式14所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概要的流程圖。實(shí)施方式14所涉及的半導(dǎo)體裝置 的制造方法與實(shí)施方式13所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的不同點(diǎn)在于，在形成p埋層6 之后，形成n+陰極層4。
[0127] 具體而言，首先，與實(shí)施方式13相同，進(jìn)行從形成正面元件結(jié)構(gòu)到對rT半導(dǎo)體基 板的背面進(jìn)行磨削為止的工序（步驟S131~S134)。接著，在形成p埋層6之后（步驟 S135)，形成n+陰極層4 (步驟S136)。p埋層6的形成方法和n+陰極層4的形成方法與實(shí) 施方式13相同。接著，與實(shí)施方式13相同，進(jìn)行從用于使n+陰極層4和p埋層6活性化 的激光退火開始、到形成陰極電極7為止的工序（步驟S137~S142)，由此完成圖8所示的 FffD0
[0128] 如上所述，根據(jù)實(shí)施方式14,能獲得與實(shí)施方式1~4、11~13相同的效果。
[0129] 上述本發(fā)明可進(jìn)行各種變更，在上述各實(shí)施方式中，例如各部分的尺寸、雜質(zhì)濃度 等可根據(jù)所要求的規(guī)格來進(jìn)行各種設(shè)定。在上述各實(shí)施方式中，通過電子束照射來對載流 子的壽命進(jìn)行控制，但并不限于此，也可以通過使例如鉑（Pt)等金屬擴(kuò)散、或者通過對半 導(dǎo)體基板照射質(zhì)子、氦（He)等電子束以外的粒子射線來控制載流子的壽命。在各實(shí)施方式 中將第1導(dǎo)電型設(shè)為n型，第2導(dǎo)電型設(shè)為p型，但即使將第1導(dǎo)電型設(shè)為p型，第2導(dǎo)電 型設(shè)為n型，本發(fā)明也同樣成立。 工業(yè)上的實(shí)用性
[0130] 如上所述，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置對于功率轉(zhuǎn)換裝置等中所使用的功率半導(dǎo) 體裝置是有用的。 標(biāo)號說明
[0131]IrT漂移區(qū)域 larT半導(dǎo)體基板的側(cè)面 2P+陽極層 3陽極電極 3a陽極接觸部的端部 4、 14n+陰極層 5、 15、15a~15cn緩沖層 6p埋層 6ap埋層的端部 7陰極電極 9層間絕緣膜 10活性區(qū)域 11邊緣終端結(jié)構(gòu)部 14an+陰極層的端部 16 區(qū)域 16a區(qū)域的外周端部 16b區(qū)域的內(nèi)周端部
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括： 第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體區(qū)域； 第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體區(qū)域，該第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體區(qū)域選擇性地設(shè)置于所述 第1半導(dǎo)體區(qū)域的一個(gè)面的表面層； 第1電極，該第1電極與所述第2半導(dǎo)體區(qū)域相接； 第1導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體區(qū)域，該第1導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置于所述第1半導(dǎo) 體區(qū)域的另一個(gè)面的表面層，雜質(zhì)濃度比所述第1半導(dǎo)體區(qū)域要高； 第2導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體區(qū)域，該第2導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置于所述第1半導(dǎo)體 區(qū)域內(nèi)部的從所述第1半導(dǎo)體區(qū)域的另一個(gè)面起算時(shí)比所述第3半導(dǎo)體區(qū)域要深的位置； 以及 第2電極，該第2電極與所述第3半導(dǎo)體區(qū)域相接， 所述第4半導(dǎo)體區(qū)域的端部位于所述第1半導(dǎo)體區(qū)域的側(cè)面的內(nèi)側(cè)。2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第4半導(dǎo)體區(qū)域的端部位于所述第2半導(dǎo)體區(qū)域與所述第1電極的接合部的端部 的內(nèi)側(cè)。3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 還包括第1導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體區(qū)域，該第1導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在所述第 1半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)部的從所述第1半導(dǎo)體區(qū)域的另一個(gè)面起到比所述第3半導(dǎo)體區(qū)域要深的 位置為止的部位，該第1導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度比所述第1半導(dǎo)體區(qū)域要高， 且比所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度要低， 所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的端部位于所述接合部的端部的內(nèi)側(cè)， 在所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的外側(cè)形成有所述第5半導(dǎo)體區(qū)域與所述第2電極的肖特基 結(jié)。4. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 還包括第2導(dǎo)電型的第6半導(dǎo)體區(qū)域，該第2導(dǎo)電型的第6半導(dǎo)體區(qū)域在所述第3半 導(dǎo)體區(qū)域的外側(cè)的所述第5半導(dǎo)體區(qū)域的內(nèi)部，與所述第3半導(dǎo)體區(qū)域及所述第4半導(dǎo)體 區(qū)域相分離地進(jìn)行設(shè)置。5. 如權(quán)利要求3或4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第5半導(dǎo)體區(qū)域是通過多次質(zhì)子照射而形成的區(qū)域，從所述第1半導(dǎo)體區(qū)域的另 一個(gè)面起算時(shí)多個(gè)所述第5半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在不同的深度。6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第4半導(dǎo)體區(qū)域的表面積相對于主電流流動(dòng)的活性區(qū)域的表面積的占有面積比 率在90%以上98%以下。7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在所述第4半導(dǎo)體區(qū)域的表面積相對于有主電流流動(dòng)的活性區(qū)域的表面積的占有面 積比率中，相對于將所述第1電極與所述第2半導(dǎo)體區(qū)域相接觸的區(qū)域的接觸端部從所述 一個(gè)面?zhèn)韧渡涞剿隽硪粋€(gè)面而得到的接觸端部位置，所述接觸端部位置的內(nèi)周側(cè)的所述 占有面積比要高于所述接觸端部位置外周側(cè)的所述占有面積比。8. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 位于將所述第1電極與所述第2半導(dǎo)體區(qū)域相接觸的區(qū)域的接觸端部從所述一個(gè)面?zhèn)?投射到所述另一個(gè)面而得到的接觸端部位置的內(nèi)周側(cè)的所述第4半導(dǎo)體區(qū)域在與所述另 一個(gè)面水平的方向上的長度為250 ym以上。9. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 位于將所述第1電極與所述第2半導(dǎo)體區(qū)域相接觸的區(qū)域的接觸端部從所述一個(gè)面?zhèn)?投射到所述另一個(gè)面而得到的接觸端部位置的內(nèi)周側(cè)的所述第4半導(dǎo)體區(qū)域在與所述另 一個(gè)面水平的方向上的長度Ll滿足： LI = {(q ? U ? d ? Np ? Vbi)/J}1/2 其中，J為所述半導(dǎo)體裝置的主電流的電流密度、q為基本電荷、y為空穴移動(dòng)度、d為 所述第4半導(dǎo)體區(qū)域的深度方向的厚度、Np為所述第4半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度、Vbi為所述 第4半導(dǎo)體區(qū)域與所述第3半導(dǎo)體區(qū)域之間的pn結(jié)的內(nèi)置電位。10. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第4半導(dǎo)體區(qū)域位于將所述第1電極與所述第2半導(dǎo)體區(qū)域相接觸的區(qū)域的接觸 端部從所述一個(gè)面?zhèn)韧渡涞剿隽硪粋€(gè)面而得到的接觸端部位置的內(nèi)周側(cè)， 所述接觸端部位置與所述第4半導(dǎo)體區(qū)域的端部相分離的分離部的間隔為2000 y m以 下。
【專利摘要】在n-半導(dǎo)體基板的背面的表面層，從活性區(qū)域(10)到邊緣終端結(jié)構(gòu)部(11)設(shè)置有n+陰極層(4)。在n+陰極層(4)的整個(gè)表面設(shè)置有陰極電極(7)。在n-漂移區(qū)域(1)內(nèi)部的n+陰極層(4)側(cè)，從活性區(qū)域(10)到邊緣終端結(jié)構(gòu)部(11)設(shè)置有n緩沖層(5)。在n-漂移區(qū)域(1)內(nèi)部的n+陰極層(4)側(cè)，在距離基板背面比n+陰極層(4)要深的位置設(shè)置有浮空的p埋層(6)。p埋層(6)在與n+陰極層(4)相接的規(guī)定范圍內(nèi)均勻地進(jìn)行設(shè)置。p埋層(6)的端部(6a)位于n-半導(dǎo)體基板的側(cè)面(1a)的內(nèi)側(cè)。由此，能夠提供可實(shí)現(xiàn)軟恢復(fù)化，且反向恢復(fù)容限較大的半導(dǎo)體裝置。
【IPC分類】H01L29/861, H01L29/06, H01L29/868, H01L21/329
【公開號】CN104969360
【申請?zhí)枴緾N201480007500
【發(fā)明人】小野澤勇一, 吉村尚, 瀧下博
【申請人】富士電機(jī)株式會(huì)社
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2014年3月18日
【公告號】US20150364613, WO2014156849A1