本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

以往，已知在沿著半導(dǎo)體基板的厚度方向流通電流的垂直型的半導(dǎo)體裝置中，在半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)仍O(shè)置場終止層的構(gòu)成(例如，參照專利文獻1和2)。

專利文獻1：日本特開2009-99705號公報

專利文獻2：國際公開第2013/100155號小冊子

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

在場終止層淺的情況下，難以充分抑制igbt等的關(guān)斷振動和反向恢復(fù)振動。

技術(shù)方案

在本發(fā)明的第1方式中，提供一種半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置可以具備摻雜有雜質(zhì)的半導(dǎo)體基板。半導(dǎo)體裝置可以具備設(shè)置于半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)鹊恼鎮(zhèn)入姌O。半導(dǎo)體裝置可以具備設(shè)置于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)鹊谋趁鎮(zhèn)入姌O。半導(dǎo)體基板可以具有配置于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，且雜質(zhì)濃度具有1個以上的峰的峰區(qū)域。半導(dǎo)體基板可以具有高濃度區(qū)，所述高濃度區(qū)的配置位置與峰區(qū)域相比更靠近正面?zhèn)?，且雜質(zhì)濃度的分布比1個以上的峰的雜質(zhì)濃度的分布平緩。半導(dǎo)體基板可以具有低濃度區(qū)，所述低濃度區(qū)的配置位置與高濃度區(qū)相比更靠近正面?zhèn)龋译s質(zhì)濃度比高濃度區(qū)的雜質(zhì)濃度低。

半導(dǎo)體基板可以具有漂移區(qū)，低濃度區(qū)可以包含在漂移區(qū)。高濃度區(qū)的在深度方向上的長度可以比峰區(qū)域的在深度方向上的長度長。

高濃度區(qū)中的載流子壽命可以比低濃度區(qū)中的載流子壽命長。高濃度區(qū)的在深度方向上的長度可以為5μm以上。高濃度區(qū)中的雜質(zhì)濃度的最大值可以為低濃度區(qū)中的雜質(zhì)濃度的1.2倍以上。1個以上的峰中的最靠近正面?zhèn)鹊姆宓碾s質(zhì)濃度可以大于5×10¹⁴/cm³。

高濃度區(qū)可以具有增加部，所述增加部的雜質(zhì)濃度從背面?zhèn)认蛘鎮(zhèn)仍黾?。高濃度區(qū)可以具有減少部，所述減少部的配置位置與增加部相比更靠近正面?zhèn)?，且雜質(zhì)濃度從背面?zhèn)认蛘鎮(zhèn)葴p少。減少部中的雜質(zhì)濃度的減少率的絕對值可以大于增加部中的雜質(zhì)濃度的增加率的絕對值。

半導(dǎo)體基板可以為mcz基板。半導(dǎo)體基板中的平均氧濃度可以為1.0×10¹⁶/cm³以上且1.0×10¹⁸/cm³以下。

半導(dǎo)體基板還可以具備缺陷區(qū)，所述缺陷區(qū)以從半導(dǎo)體基板的正面沿著深度方向延伸的方式形成。缺陷區(qū)的一部分與高濃度區(qū)的一部分在深度方向上可以形成于相同的位置。

缺陷區(qū)的前端可以延伸到與在峰區(qū)域中最靠近半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)仍O(shè)置的峰相比更靠近半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)鹊奈恢?。缺陷區(qū)的前端與峰區(qū)域中的任一峰在深度方向上可以形成于相同的位置。

半導(dǎo)體基板還可以具備缺陷區(qū)，所述缺陷區(qū)以從半導(dǎo)體基板的背面沿著深度方向延伸的方式形成。缺陷區(qū)可以延伸到與高濃度區(qū)相比更靠近半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)鹊奈恢谩?/p>

半導(dǎo)體基板可以具有形成晶體管的晶體管區(qū)和形成二極管的二極管區(qū)。在二極管區(qū)可以形成有高濃度區(qū)。在晶體管區(qū)也可以形成有高濃度區(qū)。在晶體管區(qū)可以不形成高濃度區(qū)。

在本發(fā)明的第2方式中，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。制造方法可以包括從半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)葥诫s質(zhì)子的階段。制造方法可以包括形成沿著半導(dǎo)體基板的深度方向延伸的缺陷區(qū)的階段。制造方法可以包括在摻雜質(zhì)子的階段之后且在形成缺陷區(qū)的階段之后對半導(dǎo)體基板進行退火的階段。

在形成缺陷區(qū)的階段中，可以對半導(dǎo)體基板照射20kgy以上且1500kgy以下的電子束。在形成缺陷區(qū)的階段中，可以照射1200kgy以下的電子束。

在形成缺陷區(qū)的階段中，通過從半導(dǎo)體基板的正面或背面，在半導(dǎo)體基板的預(yù)定的深度注入缺陷產(chǎn)生物質(zhì)，從而可以形成從半導(dǎo)體基板的正面或背面延伸到缺陷產(chǎn)生物質(zhì)的注入位置的缺陷區(qū)。

半導(dǎo)體基板可以具有形成晶體管的晶體管區(qū)和形成二極管的二極管區(qū)。在形成缺陷區(qū)的階段中，可以掩蓋晶體管區(qū)的至少一部分并注入缺陷產(chǎn)生物質(zhì)。質(zhì)子的摻雜量可以為1.0×10¹⁴/cm²以上。

應(yīng)予說明，上述的發(fā)明內(nèi)容未列舉本發(fā)明的所有特征。另外，這些特征群的子組合也另外能夠成為發(fā)明。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的半導(dǎo)體裝置100的概要的截面圖。

圖2a是表示fs區(qū)20和漂移區(qū)14的一部分中的雜質(zhì)濃度和載流子壽命的分布例的圖。

圖2b是說明半導(dǎo)體裝置100中的載流子壽命的測定方法的圖。

圖3是表示雜質(zhì)濃度的另一分布例的圖。

圖4是表示雜質(zhì)濃度的另一分布例的圖。

圖5是表示進行電子束照射的情況下與不進行電子束照射的情況下的雜質(zhì)濃度分布的比較例的圖。

圖6是表示使電子束照射的條件變化時的雜質(zhì)濃度的分布例的圖。

圖7是表示半導(dǎo)體裝置100的制造方法的一個例子的圖。

圖8是表示對半導(dǎo)體基板以比最深的質(zhì)子更深的方式注入氦離子的例子的圖。

圖9是表示從半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)冗M行氦的注入而形成缺陷區(qū)46的例子的圖。

圖10a是表示本發(fā)明的第二實施方式的半導(dǎo)體裝置200的概要的截面圖。

圖10b是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。

圖10c是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。

圖10d是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。

圖10e是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。

圖10f是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。

圖11是表示對mcz基板照射了電子束的情況與對fz基板照射了電子束的情況下的雜質(zhì)濃度分布的一個例子的圖。

符號說明

10：半導(dǎo)體基板

12：正面?zhèn)葏^(qū)

14：漂移區(qū)

20：fs區(qū)

21、23、110、112：分布

30：峰區(qū)域

32：高濃度區(qū)

34：低濃度區(qū)

40：峰

42：增加部

44：減少部

46：缺陷區(qū)

50：晶體管區(qū)

52：集電區(qū)

54：柵極溝槽

56：發(fā)射極溝槽

58：發(fā)射區(qū)

62：蓄積區(qū)

64：陰極區(qū)

68：絕緣膜

70：二極管區(qū)

72：注入位置

74：掩模

100：半導(dǎo)體裝置

102：正面?zhèn)入姌O

104：背面?zhèn)入姌O

200：半導(dǎo)體裝置

具體實施方式

以下，通過發(fā)明的實施方式說明本發(fā)明，但以下的實施方式不限定權(quán)利要求的發(fā)明。另外，實施方式中說明的特征的所有組合并不限定為發(fā)明的解決方案所必須的。

圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的半導(dǎo)體裝置100的概要的截面圖。半導(dǎo)體裝置100是在半導(dǎo)體基板10的正面和背面形成有電極、在半導(dǎo)體基板10的厚度方向流通電流的垂直型的半導(dǎo)體裝置。在圖1中，作為半導(dǎo)體裝置100的一個例子，示出了續(xù)流二極管(fwd)，但半導(dǎo)體裝置100也可以是igbt等具有fs區(qū)20的其他半導(dǎo)體裝置。

半導(dǎo)體裝置100具備半導(dǎo)體基板10、正面?zhèn)入姌O102和背面?zhèn)入姌O104。半導(dǎo)體基板10由硅或化合物半導(dǎo)體等半導(dǎo)體材料形成。在半導(dǎo)體基板10摻雜有預(yù)定濃度的雜質(zhì)。本例的半導(dǎo)體基板10具有n-型的導(dǎo)電型。

半導(dǎo)體基板10具有正面?zhèn)葏^(qū)12、漂移區(qū)14和場終止區(qū)(fs區(qū)20)。漂移區(qū)14具有與半導(dǎo)體基板10相同的導(dǎo)電型。在本例中，漂移區(qū)14為n-型。正面?zhèn)葏^(qū)12形成于半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)?，摻雜有導(dǎo)電型與漂移區(qū)14不同的雜質(zhì)。在本例中，正面?zhèn)葏^(qū)12為p型。在半導(dǎo)體裝置100為fwd的情況下，正面?zhèn)葏^(qū)12作為陽極區(qū)發(fā)揮功能。

fs區(qū)20形成于半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)?。fs區(qū)20具有與漂移區(qū)14相同的導(dǎo)電型，且以比漂移區(qū)14高的濃度摻雜有雜質(zhì)。在本例中，fs區(qū)20為n+型。在fs區(qū)20與背面?zhèn)入姌O104之間可以形成有背面?zhèn)葏^(qū)。在半導(dǎo)體裝置100為fwd的情況下，背面?zhèn)葏^(qū)作為陰極區(qū)發(fā)揮功能。通過設(shè)置高濃度的fs區(qū)20，從而能夠防止從正面?zhèn)葏^(qū)12與漂移區(qū)14的界面延伸的耗盡層到達半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)葏^(qū)。

正面?zhèn)入姌O102設(shè)置于半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)取１纠恼鎮(zhèn)入姌O102具有平面形狀，但另一例中的正面?zhèn)入姌O102可以具有溝槽形狀。

在半導(dǎo)體裝置100為fwd的情況下，正面?zhèn)入姌O102為陽極電極。背面?zhèn)入姌O104設(shè)置于半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)?。在半?dǎo)體裝置為fwd的情況下，背面?zhèn)入姌O104為陰極電極。

圖2a是表示fs區(qū)20和漂移區(qū)14的一部分中的雜質(zhì)濃度和載流子壽命的分布例的圖。在圖2a中，橫軸表示距離半導(dǎo)體基板10的背面的深度，縱軸表示雜質(zhì)濃度。另外，載流子壽命表示不依賴于縱軸的比例尺的相對的值。應(yīng)予說明，深度0μm附近的雜質(zhì)濃度的峰對應(yīng)于陰極區(qū)等背面?zhèn)葏^(qū)。背面?zhèn)葏^(qū)通過從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)葥诫s例如磷等雜質(zhì)而形成。

fs區(qū)20從背面?zhèn)绕鹨来尉哂蟹鍏^(qū)域30和高濃度區(qū)32。另外，漂移區(qū)14具有雜質(zhì)濃度比高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度低的低濃度區(qū)34。也可以整個漂移區(qū)14為低濃度區(qū)34。峰區(qū)域30配置于例如比半導(dǎo)體基板10的中央更靠近背面?zhèn)鹊奈恢?。峰區(qū)域30可以形成在與半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)鹊木嚯x為30μm以下的預(yù)定的范圍，也可以形成在與半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)鹊木嚯x為20μm以下的預(yù)定的范圍，還可以形成在與半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)鹊木嚯x為10μm以下的預(yù)定的范圍。

峰區(qū)域30中的雜質(zhì)濃度的分布具有1個以上的峰40。峰40通過從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)葥诫s質(zhì)子等質(zhì)量小的雜質(zhì)而形成。通過使用質(zhì)子等輕的雜質(zhì)，從而能夠高精度地控制峰40的位置。優(yōu)選該雜質(zhì)為質(zhì)量比磷和硒的質(zhì)量輕的物質(zhì)。

高濃度區(qū)32配置于比峰區(qū)域30更靠近正面?zhèn)鹊奈恢谩８邼舛葏^(qū)32的雜質(zhì)濃度比半導(dǎo)體基板10的雜質(zhì)濃度(在本例中為漂移區(qū)14的雜質(zhì)濃度)高，且在半導(dǎo)體基板10的深度方向上，比峰區(qū)域30(在本例中為峰40)更平緩地變化。高濃度區(qū)32中的雜質(zhì)濃度的最大值可以為低濃度區(qū)34中的雜質(zhì)濃度的1.2倍以上，也可以為1.5倍以上，還可以為2倍以上。另外，高濃度區(qū)32中的雜質(zhì)濃度的平均值可以為低濃度區(qū)34中的雜質(zhì)濃度的1.1倍以上，也可以為1.2倍以上。上述低濃度區(qū)34中的雜質(zhì)濃度可以為低濃度區(qū)34中的平均雜質(zhì)濃度。

另外，高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度分布相對于深度的斜率的最大值可以比峰40中的雜質(zhì)濃度分布的斜率的平均值小。另外，高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度的最大值比峰區(qū)域30中所含的各個峰40的最大值小。另外，高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度的最大值可以比峰區(qū)域30中的雜質(zhì)濃度的最小值小。

另外，高濃度區(qū)32在深度方向上可以比1個峰40長。另外，高濃度區(qū)32在深度方向上可以比整個峰區(qū)域30長。應(yīng)予說明，高濃度區(qū)32與峰區(qū)域30的邊界可以是雜質(zhì)濃度在峰40之后最先表示極小值的點。另外，高濃度區(qū)32與峰區(qū)域30的邊界還可以是雜質(zhì)濃度相對于深度方向的變化量在峰40之后成為預(yù)定值以下的點。例如在與峰40相比更靠近正面?zhèn)鹊奈恢?，可以將雜質(zhì)濃度相對于深度方向上的距離1μm的變化成為20％以下的點作為高濃度區(qū)32的背面?zhèn)鹊倪吔纭Ａ硗猓邼舛葏^(qū)32與低濃度區(qū)34的邊界可以是雜質(zhì)濃度成為漂移區(qū)14的平均雜質(zhì)濃度的點。

在峰區(qū)域30具有多個峰40的情況下，高濃度區(qū)32比任一峰40的寬度長。峰40的寬度是指雜質(zhì)濃度的2個極小值之間的寬度。另外，在峰區(qū)域30具有多個峰40的情況下，高濃度區(qū)32也可以比整個峰區(qū)域30長。

低濃度區(qū)34配置在與高濃度區(qū)32相比更靠近正面?zhèn)鹊奈恢?。低濃度區(qū)34的雜質(zhì)濃度比高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度低。低濃度區(qū)34中的雜質(zhì)濃度可以與半導(dǎo)體基板10的雜質(zhì)濃度相同。

高濃度區(qū)32通過如下方式形成：在為了生成峰40而以預(yù)定的條件摻雜質(zhì)子等雜質(zhì)之后或者之前，在半導(dǎo)體基板10形成沿著深度方向延伸的缺陷區(qū)，在質(zhì)子摻雜和缺陷區(qū)的形成之后進行熱處理。缺陷區(qū)與半導(dǎo)體基板10的其他區(qū)域相比，晶體缺陷的密度高。缺陷區(qū)形成在應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域的至少一部分。缺陷區(qū)可以形成在與應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域相同的區(qū)域，也可以形成在比應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域?qū)挼膮^(qū)域。在缺陷區(qū)中，由于較多地存在晶體缺陷，所以質(zhì)子等雜質(zhì)容易擴散到深的位置。

作為一個例子，缺陷區(qū)可以通過以預(yù)定的條件向半導(dǎo)體基板10照射電子束的方式形成。通過以預(yù)定的條件向半導(dǎo)體基板10照射電子束，從而在與峰區(qū)域30相比更靠近正面?zhèn)鹊膮^(qū)域形成晶體缺陷。其后，通過熱處理，從而摻雜到峰區(qū)域30的質(zhì)子等雜質(zhì)向正面?zhèn)葦U散。

通過這樣的處理，能夠形成比峰區(qū)域30平緩的高濃度區(qū)32。因此，能夠抑制反向恢復(fù)時的dv/dt和浪涌電壓。由此，能夠使開關(guān)時的電壓和電流波形變得平滑。

高濃度區(qū)32在深度方向上的長度可以為5μm以上。高濃度區(qū)32的長度是指從高濃度區(qū)32與峰區(qū)域30的邊界到高濃度區(qū)32與低濃度區(qū)34的邊界的長度。另外，高濃度區(qū)32的長度可以為10μm以上，也可以為20μm以上，還可以為30μm以上。高濃度區(qū)32的長度可以通過質(zhì)子等雜質(zhì)的摻雜量、形成缺陷區(qū)的范圍、缺陷區(qū)中的晶體缺陷的密度等來進行控制。在照射電子束而形成缺陷區(qū)的情況下，高濃度區(qū)32的長度可以通過電子束的照射量、電子束照射后的熱處理的溫度或時間等來進行控制。

另外，由于通過電子束等形成的缺陷區(qū)中的晶體缺陷因質(zhì)子等雜質(zhì)的擴散而恢復(fù)，所以能夠縮短半導(dǎo)體基板的正面?zhèn)鹊妮d流子壽命，延長背面?zhèn)鹊妮d流子壽命。具體而言，通過質(zhì)子的注入將氫引入到半導(dǎo)體基板10的射程區(qū)域。被引入的氫進一步通過熱處理從射程區(qū)域擴散到半導(dǎo)體基板10的深處(此時為表面?zhèn)?。這樣引入的氫能夠終止因通過電子束照射等形成的點缺陷產(chǎn)生的懸空鍵。由此，點缺陷濃度減少，載流子的壽命增加。因此，能夠同時降低反向恢復(fù)時的峰值電流irp和dv/dt。

在本例中，高濃度區(qū)32中的載流子壽命比低濃度區(qū)34中的載流子壽命長。對于載流子壽命的分布而言，在高濃度區(qū)32與低濃度區(qū)34的邊界處具有從長壽命向短壽命過渡的邊緣。應(yīng)予說明，高濃度區(qū)32中的載流子壽命幾乎恒定，低濃度區(qū)34中的載流子壽命可以朝向正面?zhèn)戎饾u減小。

認為峰區(qū)域30和高濃度區(qū)32是形成有由空穴-氧-氫缺陷(voh缺陷)形成的施主的區(qū)域，所述空穴-氧-氫缺陷(voh缺陷)由通過質(zhì)子的注入或電子束照射等引入的空穴(v)、在制作半導(dǎo)體基板10時混入或在元件形成工藝中引入的氧(o)以及被注入的氫(h)而產(chǎn)生。由voh缺陷形成的施主，具有相對于所引入的氫的注入量或氫的濃度，以0.1％～10％的范圍的比例施主化的施主化率。對于峰區(qū)域30而言，表示為了使將氫濃度分布乘以施主化率而得到的濃度分布比半導(dǎo)體基板10的磷濃度足夠高而反映了所注入的氫的濃度分布的voh缺陷的施主濃度分布(凈摻雜濃度分布)。

另一方面，由于高濃度區(qū)32是比被注入的質(zhì)子的射程rp深的區(qū)域，所以是氫從射程rp擴散到半導(dǎo)體基板10的深處側(cè)(此時為表面?zhèn)?而成的區(qū)域。此時，將擴散的氫濃度分布乘以施主化率而得到的值比半導(dǎo)體基板10的磷濃度小。另一方面，通過電子束照射等，在比質(zhì)子的射程rp深的預(yù)定的區(qū)域中，點缺陷濃度大致相同地分布。因此，擴散的氫濃度與空穴和氧結(jié)合，形成voh缺陷。作為該voh缺陷的施主濃度如果超過半導(dǎo)體基板10的磷濃度，則可以形成高濃度區(qū)32。此時，由于氧與擴散的少量的氫在大致相同的空穴濃度的分布中結(jié)合，所以voh缺陷的濃度分布也大致相同。即，高濃度區(qū)32的施主濃度分布以空穴的濃度分布為主導(dǎo)。

應(yīng)予說明，如圖2a所示，高濃度區(qū)32中的雜質(zhì)濃度分布，在與低濃度區(qū)34的邊界附近，具有：雜質(zhì)濃度從背面?zhèn)认蛘鎮(zhèn)仍黾拥脑黾硬?2；以及配置位置與增加部42相比更靠近正面?zhèn)?，且雜質(zhì)濃度從背面?zhèn)认蛘鎮(zhèn)葴p小的減小部44。

在高濃度區(qū)32中，由于摻雜到峰區(qū)域30的質(zhì)子等雜質(zhì)擴散，所以成為與峰區(qū)域30中的雜質(zhì)濃度分布相對應(yīng)的雜質(zhì)濃度分布。在本例中，摻雜到峰40的位置的質(zhì)子等雜質(zhì)擴散，結(jié)果在高濃度區(qū)32的端部出現(xiàn)增加部42和減少部44。另外，由于在質(zhì)子等雜質(zhì)擴散的過程中雜質(zhì)濃度的分布發(fā)生平均化，所以高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度的分布比峰區(qū)域30中的雜質(zhì)濃度的分布更平緩。

在本例中，由于增加部42和減少部44的形狀取決于峰40的形狀，所以減少部44中的雜質(zhì)濃度的減少率的絕對值比增加部42中的雜質(zhì)濃度的增加率的絕對值大。即，減少部44與增加部42相比，雜質(zhì)濃度急劇變化。峰40與增加部42和減少部44的邊界的距離可以為10μm以上，也可以為20μm以上，還可以為30μm以上。在本例中，峰40的位置是距離半導(dǎo)體基板10的背面7μm左右的位置，增加部42與減少部44的邊界的位置是距離半導(dǎo)體基板10的背面40μm左右的位置。

圖2b是說明半導(dǎo)體裝置100中的載流子壽命的測定方法的圖。在本例中，通過電子束照射形成缺陷區(qū)。圖2b表示半導(dǎo)體裝置100中的反向偏置電壓與漏電流之間的關(guān)系。在低濃度區(qū)34，通過電子束照射形成有晶體缺陷，另外，即便通過質(zhì)子等雜質(zhì)，缺陷也不會消失。因此，如果使反向偏壓從0v上升，則漏電流逐漸增加。

另一方面，在高濃度區(qū)32中，通過質(zhì)子等雜質(zhì)的擴散，缺陷的懸空鍵被氫終止，晶體缺陷比低濃度區(qū)34低。因此，即便相比于與低濃度區(qū)34和高濃度區(qū)32的邊界位置相對應(yīng)的預(yù)定的電壓vo，使反向偏壓增加，也不會增加漏電流。然而，如果施加非常大的反向偏壓，則會因為雪崩擊穿而導(dǎo)致漏電流急劇增大。

如上所述，通過測量漏電流不發(fā)生變化的反向偏置電壓vo，能夠推斷高濃度區(qū)32與低濃度區(qū)34的邊界位置。應(yīng)予說明，電壓vo與邊界位置x0之間的關(guān)系可以由下式給出。

【數(shù)學(xué)式1】

圖3是表示雜質(zhì)濃度的另一分布例的圖。在本例中，使用質(zhì)子作為摻雜到峰區(qū)域30的雜質(zhì)，在缺陷區(qū)的形成中使用電子束照射。另外，在本例中，示出質(zhì)子的4種摻雜量的每一種的雜質(zhì)濃度的分布23-1、23-2、23-3和23-4。

在各個分布例中，將對質(zhì)子進行加速的加速電壓設(shè)為550kev，將質(zhì)子摻雜后的退火溫度設(shè)為370℃，將退火時間設(shè)為5小時，將電子束照射量設(shè)為800kgy，將電子束照射后的退火溫度設(shè)為360℃，將退火時間設(shè)為1小時。另外，關(guān)于質(zhì)子的摻雜量而言，分布23-1為1.0×10¹⁵/cm²，分布23-2為3.0×10¹⁴/cm²，分布23-3為1.0×10¹⁴/cm²，分布23-4為1.0×10¹³/cm²。

如圖3所示，可知越增加質(zhì)子的摻雜量，與峰區(qū)域30相比更靠近正面?zhèn)鹊母邼舛葏^(qū)32越長。應(yīng)予說明，在質(zhì)子的摻雜量為1.0×10¹³/cm²即比較小的分布23-4中，沒有出現(xiàn)高濃度區(qū)32。因此，優(yōu)選的是，質(zhì)子的摻雜量為1.0×10¹⁴/cm²以上。另外，如果質(zhì)子的摻雜量為1.0×10¹⁴/cm²以上，則高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度的大小幾乎沒有變化。據(jù)此，優(yōu)選的是，質(zhì)子的摻雜量為1.0×10¹⁴/cm²以上。

另外，如從分布23-1和分布23-2可知，在使質(zhì)子的摻雜量從3.0×10¹⁴/cm²變化到1.0×10¹⁵/cm²的情況下，高濃度區(qū)32更有效地擴展。因此，質(zhì)子的摻雜量比3.0×10¹⁴/cm²大為好，也可以為1.0×10¹⁵/cm²以上。

圖4是表示雜質(zhì)濃度的另一分布例的圖。在本例中，在峰區(qū)域30設(shè)有多個峰40。作為一個例子，從峰區(qū)域30的背面?zhèn)绕鹨来卧O(shè)有峰40-1、40-2、40-3、40-4。

在多個峰40中，最靠近正面?zhèn)鹊姆?0的雜質(zhì)濃度可以比該峰40的一個背面?zhèn)鹊姆?0的雜質(zhì)濃度高。在本例中，峰40-4的雜質(zhì)濃度比峰40-3的雜質(zhì)濃度高。應(yīng)予說明，峰40-1的雜質(zhì)濃度比其他任一峰40的雜質(zhì)濃度高。另外，峰40-2的雜質(zhì)濃度比峰40-3的雜質(zhì)濃度高。通過這樣的構(gòu)成，能夠提高雜質(zhì)濃度直到高濃度區(qū)32的深的位置。

最靠近正面?zhèn)鹊姆?0的雜質(zhì)濃度可以大于5×10¹⁴/cm³。另外，最靠近正面?zhèn)鹊姆?0的雜質(zhì)濃度也可以大于1.2×10¹⁵/cm³，還可以大于1.4×10¹⁵/cm³。

在本例中，高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度分布也具有增加部42和減少部44。然而，由于峰區(qū)域30具有多個峰40，所以高濃度區(qū)32在深度方向上的質(zhì)子的擴散也均勻化。因此，增加部42與減少部44的邊界配置于高濃度區(qū)32的中央附近。在本例中，高濃度區(qū)32的長度為43μm左右，增加部42與減少部44的邊界配置在距離高濃度區(qū)32的兩端分別為21μm～22μm程度的深度。

應(yīng)予說明，在本例中，將與峰40-1對應(yīng)的質(zhì)子的摻雜量設(shè)為3.0×10¹⁴/cm²、將加速電壓設(shè)為400kev，將與峰40-2對應(yīng)的質(zhì)子的摻雜量設(shè)為1.0×10¹³/cm²、將加速電壓設(shè)為820kev，將與峰40-3對應(yīng)的質(zhì)子的摻雜量設(shè)為7.0×10¹²/cm²、將加速電壓設(shè)為1110kev，將與峰40-4對應(yīng)的質(zhì)子的摻雜量設(shè)為1.0×10¹³/cm²、將加速電壓設(shè)為1450kev。另外，將質(zhì)子摻雜后的退火溫度設(shè)為370℃，將退火時間設(shè)為5小時，將電子束照射量設(shè)為160kgy，將電子束照射后的退火溫度設(shè)為360℃，將退火時間設(shè)為1小時。

圖5是表示進行電子束照射的情況下與不進行電子束照射的情況下的雜質(zhì)濃度分布的比較例的圖。分布21是與圖4中示出的分布相同條件下的分布。分布110是在摻雜質(zhì)子并進行退火之后不進行電子束照射情況下的分布。關(guān)于分布110而言，除了不進行電子束照射以外，其余與分布21條件相同。分布112是通過從半導(dǎo)體基板10的背面摻雜氦來代替進行電子束照射的情況下的分布。關(guān)于分布112而言，除了摻雜氦來代替電子束照射以外，其余條件與分布21相同。應(yīng)予說明，將氦從半導(dǎo)體基板10的背面注入到與從半導(dǎo)體基板10的背面看最淺的峰40相比更淺的位置。作為一個例子，以700kev、2.4×10¹²/cm²的條件摻雜氦。

如圖5所示，在不進行電子束照射的分布110和進行了氦摻雜來代替電子束照射的分布112中，沒有形成高濃度區(qū)32。與此相對，在電子束照射之后進行了退火的分布21中，形成有高濃度區(qū)32。據(jù)此，可知通過以預(yù)定的條件進行電子束照射和退火，能夠形成高濃度區(qū)32。應(yīng)予說明，分布21中的高濃度區(qū)32的雜質(zhì)濃度的最大值為1.4×10¹⁴/cm³。另外，低濃度區(qū)34的雜質(zhì)濃度的平均值為1.0×10¹⁴/cm³。

圖6是表示使電子束照射的條件變化的情況下的雜質(zhì)濃度的分布例的圖。分布23-2與圖3中示出的分布23-2相同。分布23-5是使電子束照射量變化到800kgy的例子，分布23-6是使電子束照射量變化到1200kgy的例子。分布23-5和分布23-6的除了電子束照射量以外的條件與分布23-2相同。

如圖6所示，如果電子束照射量變大，則高濃度區(qū)32變短。為了形成5μm以上的長度的高濃度區(qū)32，優(yōu)選的是，電子束照射量為1500kgy以下。電子束照射量可以為1200kgy以下，也可以為800kgy以下。應(yīng)予說明，為了控制載流子壽命，優(yōu)選的是，電子束照射量為20kgy以上。電子束照射量可以根據(jù)質(zhì)子的加速電壓進行調(diào)整。

圖7是表示半導(dǎo)體裝置100的制造方法的一個例子的圖。首先，準備基底基板，在基底基板的正面?zhèn)刃纬烧鎮(zhèn)葏^(qū)12和正面?zhèn)入姌O102等正面結(jié)構(gòu)(s300)。接下來，以成為與耐壓相對應(yīng)的基板厚度的方式對基底基板的背面?zhèn)冗M行磨削而形成半導(dǎo)體基板10(s302)。

接著，從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)容^淺地摻雜磷等雜質(zhì)，形成陰極區(qū)(s304)。在摻雜了雜質(zhì)之后，利用激光等對陰極區(qū)進行退火(s306)。

接下來，從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)葘①|(zhì)子摻雜到比陰極區(qū)更深的位置(s308)。在s308中，可以在1個以上的深度位置摻雜質(zhì)子。在摻雜了質(zhì)子之后，以預(yù)定的條件對半導(dǎo)體基板10進行退火(s310)。由此，形成具有1個以上的峰40的峰區(qū)域30。應(yīng)予說明，s312和s314也可以在s306與s308之間進行。即，電子束照射可以在質(zhì)子注入之后進行，也可以在質(zhì)子注入之前進行。

接著，在半導(dǎo)體基板10形成沿著深度方向延伸的缺陷區(qū)(s312)。在s312中，如上所述，可以通過照射電子束來形成缺陷區(qū)。此時，缺陷區(qū)延伸形成在半導(dǎo)體基板10的在深度方向上的整體。電子束可以從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)日丈?，也可以從正面?zhèn)日丈?。在形成了缺陷區(qū)之后，以預(yù)定的條件對半導(dǎo)體基板10進行退火(s314)。由此，形成高濃度區(qū)32。

然后，在半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)刃纬杀趁鎮(zhèn)入姌O104。由此能夠制造半導(dǎo)體裝置100。應(yīng)予說明，在s304與s306之間還可以包括形成浮置區(qū)域的步驟。在該步驟中，可以在半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)刃纬深A(yù)定的掩模圖案，在不被掩模圖案覆蓋的區(qū)域摻雜硼等雜質(zhì)。

另外，在s310與s312之間還可以包括從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)葥诫s氦的步驟。在該步驟中，在峰區(qū)域30內(nèi)的預(yù)定的深度位置摻雜氦，來調(diào)節(jié)載流子壽命。

通過這樣的方法，能夠形成高濃度區(qū)32直到半導(dǎo)體基板10的深的位置。另外，能夠形成濃度比較均勻的高濃度區(qū)32。雖然也考慮到通過以高電壓使質(zhì)子等質(zhì)量小的雜質(zhì)加速而在半導(dǎo)體基板10的深的位置形成高濃度的雜質(zhì)區(qū)域，但這種情況下需要昂貴的裝置。與此相對，根據(jù)本例的制造方法，由于質(zhì)子只要摻雜到較淺的位置即可，所以能夠以簡易的裝置實現(xiàn)。

在以上的例子中，通過向半導(dǎo)體基板10照射電子束來形成缺陷區(qū)。但是，缺陷區(qū)的形成也可以利用電子束照射以外的方法進行。例如，通過對半導(dǎo)體基板10進行缺陷產(chǎn)生物質(zhì)的注入，從而能夠形成缺陷區(qū)。晶體產(chǎn)生物質(zhì)是指在該物質(zhì)通過半導(dǎo)體基板10的區(qū)域能夠產(chǎn)生晶體缺陷的物質(zhì)。作為一個例子，晶體產(chǎn)生物質(zhì)是氦。

另外，在以上的例子中，從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)葥诫s的氦以比從半導(dǎo)體基板10的背面注入到最淺的峰位置的質(zhì)子的射程更淺的射程從半導(dǎo)體基板10的背面注入。另一方面，也可以以比注入到距離半導(dǎo)體基板10的背面最深的峰位置的質(zhì)子的射程更深的方式進行氦離子的注入。在從半導(dǎo)體基板10的背面注入的氦離子所通過的區(qū)域形成晶體缺陷。因此，能夠形成從半導(dǎo)體基板10的背面延伸的缺陷區(qū)。

圖8是表示以比最深的質(zhì)子更深的方式從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)冗M行氦離子的注入的例子的圖。圖8(a)是表示相對于距離注入面(在本例中為半導(dǎo)體基板10的背面)的深度的、質(zhì)子(氫)的濃度分布和晶體缺陷的密度分布的分布圖。質(zhì)子可以注入到多個峰位置。對各個峰位置的每一個進行多次質(zhì)子的注入。

在圖8(a)中，質(zhì)子的峰注入次數(shù)為3次，分別記載各次注入中的氫濃度分布。另外，在一個注入位置進行氦的注入。另外，雖然未圖示，但可以以多次，在不同的位置進行氦的注入。

如圖8(a)所示，由于氦通過，從而形成從半導(dǎo)體基板10的背面延伸的缺陷區(qū)46。應(yīng)予說明，缺陷區(qū)46中的缺陷密度分布，在氦的注入位置附近具有峰。由于缺陷區(qū)46的質(zhì)子容易擴散，所以通過在質(zhì)子和氦的注入之后對半導(dǎo)體基板10進行退火，從而能夠使質(zhì)子擴散到半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)取?/p>

圖8(b)是表示與圖8(a)對應(yīng)的空穴相關(guān)缺陷的密度分布(左軸)和載流子壽命的分布(右軸)的分布圖。圖8(b)表示退火后的各分布。空穴相關(guān)缺陷密度是指空穴(v)、復(fù)空穴(vv)等的總計的密度分布。通過氦離子的注入，在氦的射程附近，空穴相關(guān)缺陷呈最高密度分布。

另一方面，如果在比氦淺的位置注入最深的質(zhì)子(氫離子)，并進行熱處理，則氫擴散到比最深的質(zhì)子的射程更深的位置。通過該擴散的氫，使由氦的注入引起的空穴相關(guān)缺陷所產(chǎn)生的懸空鍵終止。因此，從比最深的質(zhì)子的射程更深的位置到質(zhì)子注入面的區(qū)域的空穴相關(guān)缺陷密度減少。另外，與空穴相關(guān)缺陷密度的減少相對應(yīng)地，載流子的壽命幾乎恢復(fù)到?jīng)]有進行氦的注入的區(qū)域的值。

圖8(c)是與圖8(a)、圖8(b)相對應(yīng)的施主濃度分布。在比最深的質(zhì)子的射程更深的區(qū)域，通過能夠與氫終端對應(yīng)地形成voh缺陷，從而能夠形成濃度比半導(dǎo)體基板10的磷濃度高的高濃度區(qū)32。此外，在氫濃度足夠高的質(zhì)子射程區(qū)域中，形成與質(zhì)子的濃度分布對應(yīng)的峰。

這樣，如果在比最深的質(zhì)子射程更深的位置形成由氦形成的空穴相關(guān)缺陷，則能夠與通過電子束照射進行的點缺陷的形成同樣地形成高濃度區(qū)32。

氦的注入位置可以與應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域的端部位置一致。另外，氦的注入位置可以是比應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域的端部更靠近半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)鹊奈恢?。這種情況下，在退火后的半導(dǎo)體基板中，缺陷區(qū)46延伸到與高濃度區(qū)32相比更靠近半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)鹊奈恢?。由此，如圖8(b)所示，在比高濃度區(qū)32更靠近半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)鹊膮^(qū)域中，晶體缺陷大量殘留。由此，能夠調(diào)節(jié)該區(qū)域中的載流子壽命。

缺陷區(qū)46可以延伸到比半導(dǎo)體基板10的深度方向上的中心更靠近半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)鹊奈恢谩Ａ硗?，缺陷區(qū)46可以比從半導(dǎo)體基板10的背面看最深的位置的雜質(zhì)濃度的峰40向半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)妊由?0μm以上。

圖9是表示從半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)冗M行氦的注入而形成缺陷區(qū)46的例子的圖。此時，在半導(dǎo)體基板10形成有從半導(dǎo)體基板10的正面沿著深度方向延伸而形成的缺陷區(qū)46。在圖9中示出氦的注入位置不同的3種缺陷區(qū)46。

缺陷區(qū)46-1的在半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)鹊那岸诵纬稍诟邼舛葏^(qū)32內(nèi)。即，缺陷區(qū)46-1的一部分和高濃度區(qū)32的一部分在深度方向上形成在相同的位置。對于形成有缺陷區(qū)46-1的區(qū)域而言，質(zhì)子的擴散得到促進。因此，通過在應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域的至少一部分形成缺陷區(qū)46-1，能夠在更廣的范圍形成高濃度區(qū)32。

應(yīng)予說明，在圖9中，用虛線示出使質(zhì)子擴散之前的晶體缺陷的密度。在使質(zhì)子擴散之前，在氦的注入位置附近存在晶體缺陷密度的峰。但是，通過利用熱處理使質(zhì)子擴散，從而晶體缺陷被終止。由此，能夠使晶體缺陷密度的峰變平緩，能夠抑制漏電流。

另外，也可以如缺陷區(qū)46-3那樣，缺陷區(qū)46的前端延伸到與在峰區(qū)域30中最靠近半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)仍O(shè)置的峰40相比更靠近半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)鹊奈恢?。由此，由于能夠遍及?yīng)該形成高濃度區(qū)32的整個區(qū)域來形成缺陷區(qū)46，所以能夠容易地形成高濃度區(qū)32。

另外，也可以如缺陷區(qū)46-2那樣，缺陷區(qū)46的前端與峰區(qū)域30中的任一峰40在深度方向上形成于相同的位置。此時，能夠使氦的注入位置附近的晶體缺陷密度的峰更平緩。因此，能夠進一步抑制漏電流。

圖10a是表示本發(fā)明的第二實施方式的半導(dǎo)體裝置200的概要的截面圖。半導(dǎo)體裝置200中的半導(dǎo)體基板10具有形成igbt等晶體管的晶體管區(qū)50和形成fwd等二極管的二極管區(qū)70。在本例中，晶體管區(qū)50和二極管區(qū)70鄰接。

在晶體管區(qū)50中，從半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)绕鹪O(shè)有n+型的發(fā)射區(qū)58、作為基區(qū)發(fā)揮功能的p型的正面?zhèn)葏^(qū)12、n-型的漂移區(qū)14、fs區(qū)20和p+型的集電區(qū)52。另外，在正面?zhèn)葏^(qū)12與漂移區(qū)14之間可以設(shè)置用于提高ie效果的n+型的蓄積區(qū)62。

在晶體管區(qū)50設(shè)有從半導(dǎo)體基板10的正面到達漂移區(qū)14的多個柵極溝槽54和多個發(fā)射極溝槽56。在柵極溝槽54的內(nèi)部形成有被施加?xùn)艠O電壓的柵電極g。在發(fā)射極溝槽56的內(nèi)部形成有作為發(fā)射極發(fā)揮功能的發(fā)射極e，所述發(fā)射極e與正面?zhèn)入姌O102電連接。

在柵電極g和發(fā)射極e與正面?zhèn)入姌O102之間形成有絕緣膜68。其中，在絕緣膜68的一部分的區(qū)域形成有將發(fā)射極e與正面?zhèn)入姌O102連接的通孔。

在二極管區(qū)70中，從半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)绕穑O(shè)有作為基區(qū)發(fā)揮功能的p型的正面?zhèn)葏^(qū)12、n-型的漂移區(qū)14、fs區(qū)20和n+型的陰極區(qū)64。在二極管區(qū)70也可以形成有蓄積區(qū)62。在晶體管區(qū)50和二極管區(qū)70的fs區(qū)20形成具有多個峰40的峰區(qū)域。在二極管區(qū)70設(shè)有從半導(dǎo)體基板10的正面到達漂移區(qū)14的多個發(fā)射極溝槽56。另外，在半導(dǎo)體基板10的背面形成有與集電區(qū)52和陰極區(qū)64接觸的背面?zhèn)入姌O104。

為了形成缺陷區(qū)，本例的半導(dǎo)體裝置200向整個半導(dǎo)體基板10照射電子束。由此，在晶體管區(qū)50和二極管區(qū)70形成高濃度區(qū)32。

圖10b是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。在圖10b中，僅示出半導(dǎo)體基板10。為了形成缺陷區(qū)，本例的半導(dǎo)體裝置200從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)冗M行氦離子的注入。其他結(jié)構(gòu)與圖10a中示出的半導(dǎo)體裝置200相同。應(yīng)予說明，在本例中，向整個晶體管區(qū)50和二極管區(qū)70進行氦離子的注入。氦離子的注入位置72比應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域更靠近半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)取?/p>

通過從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)冗M行氦離子的注入，從而在從半導(dǎo)體基板10的背面到注入位置72之間形成缺陷區(qū)46。在形成缺陷區(qū)46且對峰區(qū)域30進行了質(zhì)子的注入之后，對半導(dǎo)體基板10進行退火。由此，在晶體管區(qū)50和二極管區(qū)70形成高濃度區(qū)32。

圖10c是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。在圖10c中，僅示出半導(dǎo)體基板10。為了形成缺陷區(qū)，本例的半導(dǎo)體裝置200從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)冗M行氦離子的注入。其他結(jié)構(gòu)與圖10a中示出的半導(dǎo)體裝置200相同。應(yīng)予說明，在本例中，對二極管區(qū)70進行氦離子的注入，對晶體管區(qū)50不進行氦離子的注入。作為一個例子，在進行氦離子的注入的階段中，使用掩蓋晶體管區(qū)50的金屬掩模74。氦離子的注入位置72與應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域相比更靠近半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)取?/p>

通過從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)冗M行氦離子的注入，在從半導(dǎo)體基板10的背面到注入位置72之間形成缺陷區(qū)46。在形成缺陷區(qū)46且對峰區(qū)域30進行了質(zhì)子的注入之后，對半導(dǎo)體基板10進行退火。由此，在二極管區(qū)70形成高濃度區(qū)32，在晶體管區(qū)50不形成高濃度區(qū)32。

圖10d是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。在圖10d中，僅示出半導(dǎo)體基板10。為了形成缺陷區(qū)，本例的半導(dǎo)體裝置200從半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)冗M行氦離子的注入。其他結(jié)構(gòu)與圖10a中示出的半導(dǎo)體裝置200相同。應(yīng)予說明，在本例中，對整個晶體管區(qū)50和二極管區(qū)70進行氦離子的注入。氦離子的注入位置72例如是峰區(qū)域30中的任一位置。

通過從半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)冗M行氦離子的注入，從而在從半導(dǎo)體基板10的正面到注入位置72之間形成缺陷區(qū)46。在形成缺陷區(qū)46且對峰區(qū)域30進行了質(zhì)子的注入之后，對半導(dǎo)體基板10進行退火。由此，在晶體管區(qū)50和二極管區(qū)70形成高濃度區(qū)32。

圖10e是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。在圖10e中，僅示出半導(dǎo)體基板10。為了形成缺陷區(qū)，本例的半導(dǎo)體裝置200從半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)冗M行氦離子的注入。其他結(jié)構(gòu)與圖10a中示出的半導(dǎo)體裝置200相同。應(yīng)予說明，在本例中，對二極管區(qū)70進行氦離子的注入，對晶體管區(qū)50不進行氦離子的注入。作為一個例子，在進行氦離子的注入的階段中，使用掩蓋晶體管區(qū)50的金屬掩模74。氦離子的注入位置72例如是峰區(qū)域30中的任一位置。

通過從半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)冗M行氦離子的注入，從而在從半導(dǎo)體基板10的正面到注入位置72之間形成缺陷區(qū)46。在形成缺陷區(qū)46且對峰區(qū)域30進行了質(zhì)子的注入之后，對半導(dǎo)體基板10進行退火。由此，在二極管區(qū)70形成高濃度區(qū)32，在晶體管區(qū)50不形成高濃度區(qū)32。

圖10f是表示半導(dǎo)體裝置200的另一例的圖。在圖10f中，僅示出半導(dǎo)體基板10。為了形成缺陷區(qū)，本例的半導(dǎo)體裝置200從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)冗M行氦離子的注入。其他結(jié)構(gòu)與圖10a中示出的半導(dǎo)體裝置200相同。應(yīng)予說明，在本例中，對二極管區(qū)70和與二極管區(qū)70鄰接的晶體管區(qū)50的一部分區(qū)域進行氦離子的注入，在與二極管區(qū)70分開的晶體管區(qū)50的一部分區(qū)域不進行氦離子的注入。作為一個例子，在進行氦離子的注入的階段中，使用掩蓋晶體管區(qū)50的金屬掩模74。氦離子的注入位置72與應(yīng)該形成高濃度區(qū)32的區(qū)域相比更靠近半導(dǎo)體基板10的正面?zhèn)取?/p>

通過從半導(dǎo)體基板10的背面?zhèn)冗M行氦離子的注入，從而在從半導(dǎo)體基板10的背面到注入位置72之間形成缺陷區(qū)46。在形成缺陷區(qū)46且對峰區(qū)域30進行了質(zhì)子的注入之后，對半導(dǎo)體基板10進行退火。由此，在二極管區(qū)70和晶體管區(qū)50的一部分區(qū)域形成高濃度區(qū)32，在晶體管區(qū)50的剩余的區(qū)域不形成高濃度區(qū)32。應(yīng)予說明，在圖10e中示出的半導(dǎo)體裝置200中，也可以在晶體管區(qū)50的一部分區(qū)域形成高濃度區(qū)32。

另外，圖1～圖10f中說明的半導(dǎo)體基板10可以為mcz(magneticfieldapplied：磁場施加)基板。mcz基板的氧濃度比fz基板的氧濃度高。如果氧濃度高，則在照射了電子束的半導(dǎo)體基板10中，vo缺陷相對變多，vv缺陷相對變少。由于vo缺陷容易被氫終止，所以能夠使質(zhì)子容易擴散，能夠形成高濃度區(qū)32直到深的位置。

另外，如果使質(zhì)子擴散，則vo缺陷被質(zhì)子終止，成為voh缺陷。因此，在使質(zhì)子擴散了的mcz基板中，voh缺陷比vv缺陷多。voh缺陷與vv缺陷相比能級低，難以有助于降低漏電流。因此，如果在mcz基板中使質(zhì)子擴散，則能夠降低漏電流。

圖11是表示對mcz基板照射了電子束的情況下與對fz基板照射了電子束的情況下的雜質(zhì)濃度分布的一個例子的圖。在本例中，與圖4中示出的例子同樣地進行4個級別深度的質(zhì)子注入。在使用了mcz基板的例子和使用了fz基板的例子中，基板的電阻率相同。另外，質(zhì)子的注入條件、電子束的照射條件等基板材料以外的條件相同。

如圖11所示，通過使用mcz基板，比質(zhì)子的峰40更靠近正面?zhèn)鹊碾s質(zhì)濃度變高。因此，能夠容易形成高濃度區(qū)。另外，使用了mcz基板的半導(dǎo)體裝置100與使用了fz基板的裝置相比，漏電流得以降低。另外，即使與對mcz基板進行電子束照射而不進行質(zhì)子注入的例子相比，使用了mcz基板的半導(dǎo)體裝置100的漏電流也得以降低。

應(yīng)予說明，半導(dǎo)體基板10可以是平均氧濃度為1.0×10¹⁶/cm³以上且1.0×10¹⁸/cm³以下的基板。這樣，也起到與mcz基板相同的效果。半導(dǎo)體基板10的平均氧濃度也可以為3.0×10¹⁶/cm³以上且5.0×10¹⁷/cm³以下。

另外，半導(dǎo)體基板10可以是平均碳濃度為1.0×10¹⁴/cm³以上且3.0×10¹⁵/cm³以下的基板。另外，也可以是平均氧濃度和平均碳濃度這兩方在上述范圍內(nèi)的基板。

以上，使用實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)的范圍不限于上述實施方式中記載的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員會明白可以對上述實施方式進行各種變更或改良。根據(jù)權(quán)利要求書的記載可知，對上述實施方式進行了各種變更或改良的方式顯然也包括在本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)。

應(yīng)當注意的是，在權(quán)利要求書、說明書和附圖中所示的裝置、系統(tǒng)、程序和方法中的動作、順序、步驟和階段等各處理的執(zhí)行順序并未特別明確為“在……之前”、“事先”等，另外，只要不是后續(xù)處理中需要使用之前處理的結(jié)果，就可以按任意順序?qū)崿F(xiàn)。即使方便起見，對權(quán)利要求書、說明書和附圖中的動作流程使用“首先”，“接下來”等進行說明，也不表示一定要按照該順序?qū)嵤?/p>