半導體裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有壽命控制層并且批量生產(chǎn)時IGBT的導通電壓不易產(chǎn)生偏差的半導體裝置。本發(fā)明為具有具備IGBT區(qū)域的半導體基板的半導體裝置。IGBT區(qū)域具有發(fā)射區(qū)、體區(qū)、漂移區(qū)、集電區(qū)。在體區(qū)中以隔著柵絕緣膜而對置的方式配置有柵電極。在漂移區(qū)內(nèi)、且與半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)，形成有以層狀分布的第一壽命控制層。第一壽命控制層內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與相對于第一壽命控制層而在背面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度、以及相對于第一壽命控制層而在表面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度中的任何一方相比而較高。第一壽命控制層和背面之間的區(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與第一壽命控制層和表面之間的區(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度相比而較低。
【專利說明】
半導體裝置及其制造方法
技術領域
[0001]本說明書中公開的技術涉及一種半導體裝置及其制造方法。
【背景技術】
[0002]在專利文獻I中公開了一種具有IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極性晶體管)區(qū)域的半導體裝置。在IGBT區(qū)域內(nèi)的漂移區(qū)的一部分中形成有結(jié)晶缺陷密度較高的壽命控制層。壽命控制層被形成在漂移區(qū)內(nèi)、且與半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)(即，集電區(qū)附近的范圍內(nèi))。以此方式，能夠通過在漂移區(qū)內(nèi)的集電區(qū)附近的范圍內(nèi)形成壽命控制層，從而在IGBT斷開時于短時間內(nèi)將漂移區(qū)內(nèi)的載流子消去。因此，該半導體裝置的IGBT的斷開損失較小。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2012-43891號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]已知當根據(jù)專利文獻I的技術而批量生產(chǎn)半導體裝置時，在批量生產(chǎn)出的半導體裝置之間，IGBT的導通電壓的偏差較大。因此，在本說明書中提供一種具有壽命控制層并且在批量生產(chǎn)時IGBT的導通電壓不易發(fā)生偏差的半導體裝置的結(jié)構及其制造方法。
[0008]用于解決課題的方法
[0009]專利文獻I的壽命控制層通過將帶電粒子從半導體基板的背面?zhèn)?集電區(qū)側(cè))向半導體基板進行注入而形成。因此，在與壽命控制層相比靠背面?zhèn)鹊膮^(qū)域整體中，結(jié)晶缺陷密度較高。即，集電區(qū)內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度較高。IGBT的導通電壓較大程度地受到IGBT導通時從集電區(qū)向漂移區(qū)流入的空穴的量的影響。當如專利文獻I中的技術所示在集電區(qū)內(nèi)以較高密度而形成結(jié)晶缺陷時，會由于結(jié)晶缺陷密度的偏差而使得從集電區(qū)向漂移區(qū)的空穴的流入的難易度上產(chǎn)生偏差。因此，在批量生產(chǎn)出的半導體裝置之間，IGBT的導通電壓的偏差會變得較大。
[0010]本說明書中所公開的半導體裝置具有，具備IGBT區(qū)域的半導體基板。所述IGBT區(qū)域具有發(fā)射區(qū)、體區(qū)、漂移區(qū)、集電區(qū)。所述發(fā)射區(qū)為在所述半導體基板的表面上露出的n型區(qū)域。所述體區(qū)為與所述發(fā)射區(qū)相接的P型區(qū)域。所述漂移區(qū)被配置在所述體區(qū)的背面?zhèn)?，并為通過所述體區(qū)而與所述發(fā)射區(qū)分離的η型區(qū)域。所述集電區(qū)被配置在所述漂移區(qū)的背面?zhèn)?，并通過所述漂移區(qū)而與所述體區(qū)分離，且為在所述半導體基板的背面上露出的P型區(qū)域。柵電極以隔著柵絕緣膜而與將所述發(fā)射區(qū)和所述漂移區(qū)分離的范圍內(nèi)的所述體區(qū)對置的方式配置。在所述漂移區(qū)內(nèi)、且與所述半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)，形成有沿著所述半導體基板的平面方向而以層狀分布的第一壽命控制層。所述第一壽命控制層內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與相對于所述第一壽命控制層在背面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度、以及相對于所述第一壽命控制層而在表面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度中的任意一方相比而較高。所述第一壽命控制層與所述背面之間的區(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與所述第一壽命控制層和所述表面之間的區(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度相比而較低。
[0011]另外，半導體基板的背面是指半導體基板的與表面為相反側(cè)的面。此外，上述的平面方向是指，與半導體基板的厚度方向正交的方向(沿著半導體基板的表面或背面的方向)。
[0012]在該半導體裝置中，第一壽命控制層和半導體基板的背面之間的區(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與第一壽命控制層和半導體基板的表面之間的區(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度相比而較低。該結(jié)構能夠通過將帶電粒子從半導體基板的表面?zhèn)认虻谝粔勖刂茖拥奈恢米⑷攵@得。在該半導體裝置中，由于位于與第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)鹊募妳^(qū)內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度較低，因此集電區(qū)內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度幾乎不會產(chǎn)生偏差。因此，從集電區(qū)向漂移區(qū)的空穴的流入的難易度上不易產(chǎn)生偏差。因此，在該結(jié)構的半導體裝置的批量生產(chǎn)時，在半導體裝置之間IGBT的導通電壓上不易產(chǎn)生偏差。
[0013]此外，本說明書提供一種IGBT的導通電壓不易產(chǎn)生偏差的半導體裝置的制造方法。該制造方法具有:第一壽命控制層形成工序、表面?zhèn)燃庸すば?、背面?zhèn)燃庸すば?。在所述第一壽命控制層形成工序中，通過對于具有η型的漂移區(qū)的半導體基板而從表面?zhèn)茸⑷霂щ娏Ｗ?，從而在所述漂移區(qū)內(nèi)形成結(jié)晶缺陷密度上升了的第一壽命控制層。在所述表面?zhèn)燃庸すば蛑校谂c所述第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)刃纬砂l(fā)射區(qū)、體區(qū)及柵電極。在所述背面?zhèn)燃庸すば蛑校谂c所述第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)刃纬杉妳^(qū)。所述發(fā)射區(qū)為η型，且在所述半導體基板的表面上露出。所述體區(qū)為P型，且與所述發(fā)射區(qū)相接并使所述漂移區(qū)與所述發(fā)射區(qū)分離。所述柵電極隔著柵絕緣膜而與將所述發(fā)射區(qū)和所述漂移區(qū)分離的范圍內(nèi)的所述體區(qū)對置。所述集電區(qū)為P型，且被配置在所述漂移區(qū)的背面?zhèn)?，并通過所述漂移區(qū)而與所述體區(qū)分離，并且在所述半導體基板的背面上露出。所述第一壽命控制層位于與所述半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)。
[0014]另外，上述的第一壽命控制層形成工序、表面?zhèn)燃庸すば?、背面?zhèn)燃庸すば蚩梢砸匀我忭樞騺韺嵤４送?，也可以先實施表面?zhèn)燃庸すば蛑械囊徊糠?，并在其他的工?即，第一壽命控制層形成工序與背面?zhèn)燃庸すば蛑械娜我庖环交螂p方)后實施表面?zhèn)燃庸すば蛑械氖Ｓ嗖糠帧４送?，上述的發(fā)射區(qū)、體區(qū)、漂移區(qū)、集電區(qū)、柵電極及第一壽命控制層的相互關系只要在半導體裝置完成的階段獲得即可，而無需在制造程序的過程中獲得上述的關系。此外，上述的發(fā)射區(qū)以及體區(qū)也可以通過離子注入而形成，還可以通過外延生長而形成。此外，也可以在第一壽命控制層形成工序中，將第一壽命控制層形成在與半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)。此外，還可以在第一壽命控制層形成工序中，將第一壽命控制層形成在與半導體基板的厚度方向的中間部相比靠表面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)，并且在此之后通過對半導體基板的背面進行研磨從而使第一壽命控制層位于與半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)。
[0015]在該制造方法中，將帶電粒子從表面?zhèn)认虬雽w基板進行注入。當以此方式而將帶電粒子注入時，會在帶電粒子的停止位置處形成密度最高的結(jié)晶缺陷，從而形成第一壽命控制層。第一壽命控制層位于在半導體裝置完成后與半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)。此外，在第一壽命控制層與半導體基板的表面之間的區(qū)域(帶電粒子所通過的區(qū)域)中，雖然與第一壽命控制層相比密度較低，但也形成有結(jié)晶缺陷。因此，結(jié)晶缺陷密度在與第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)鹊膮^(qū)域中，與背面?zhèn)鹊膮^(qū)域相比而較高。在該制造方法中，在半導體基板的表面?zhèn)鹊膮^(qū)域形成發(fā)射區(qū)、體區(qū)及柵電極，并且在背面?zhèn)鹊膮^(qū)域形成集電區(qū)。即，在結(jié)晶缺陷密度較低的區(qū)域形成集電區(qū)。因此，根據(jù)該制造方法，能夠?qū)λ圃斐龅陌雽w裝置之間的IGBT的導通電壓的偏差進行抑制。以此方式，在該制造方法中，將帶電粒子從表面?zhèn)认虬雽w基板注入而形成第一壽命控制層。即，在該制造方法中，不會實施將帶電粒子(即，用于形成結(jié)晶缺陷的帶電粒子)相對于形成有集電區(qū)的范圍的半導體基板而從背面?zhèn)茸⑷氲墓ば?。因此，能夠使集電區(qū)內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度降低，并能夠?qū)GBT的導通電壓的偏差進行抑制。
【附圖說明】
[0016]圖1為半導體裝置10的縱剖視圖。
[0017]圖2為表示A-A線的位置處的結(jié)晶缺陷密度的分布的圖像。
[0018]圖3為加工前的半導體基板12的縱剖視圖。
[0019]圖4為柵電極44形成后的半導體基板12的縱剖視圖。
[0020]圖5為發(fā)射區(qū)20以及體區(qū)22形成后的半導體基板12的縱剖視圖。
[0021]圖6為第一He離子注入工序的說明圖。
[0022]圖7為表示第一He離子注入工序?qū)嵤┖蟮腁-A線的位置處的結(jié)晶缺陷的分布的圖像。
[0023]圖8為第二He離子注入工序的說明圖。
[0024]圖9為表面12a側(cè)的加工后的半導體基板12的縱剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1表示根據(jù)本實施方式的方法而制造出的半導體裝置10。半導體裝置10由半導體基板12、形成在半導體基板12的表面12a以及背面12b上的電極、絕緣體等而構成。半導體基板12具備形成有IGBT的IGBT區(qū)域16、形成有二極管的二極管區(qū)域18。即，半導體裝置10為所謂的RC-1GBT(反向?qū)ㄐ徒^緣柵雙極性晶體管)。
[0026]半導體基板12由硅形成。在半導體基板12的表面12a上形成有多個溝槽40。各溝槽40在相對于圖1的紙面而垂直的方向上相互平行地延伸。
[0027]IGBT區(qū)域16內(nèi)的各溝槽40的內(nèi)表面被柵絕緣膜42覆蓋。在IGBT區(qū)域16內(nèi)的各溝槽40的內(nèi)部配置有柵電極44。柵電極44通過柵絕緣膜42而與半導體基板12絕緣。柵電極44的表面被層間絕緣膜46覆蓋。
[0028]二極管區(qū)域18內(nèi)的各溝槽40的內(nèi)表面被絕緣膜52覆蓋。在二極管區(qū)域18內(nèi)的各溝槽40的內(nèi)部配置有控制電極54 ο控制電極54通過絕緣膜52而與半導體基板12絕緣?？刂齐姌O54的表面被層間絕緣膜56覆蓋?？刂齐姌O54的電位相對于柵電極44的電位而被獨立地控制。
[0029]在半導體基板12的表面12a上形成有上部電極60。上部電極60通過層間絕緣膜46而與柵電極44絕緣，并且通過層間絕緣膜56而與控制電極54絕緣。在半導體基板12的背面12b上形成有下部電極62。
[0030]在IGBT區(qū)域16的內(nèi)部形成有發(fā)射區(qū)20、體區(qū)22、漂移區(qū)26、集電區(qū)32。
[0031]發(fā)射區(qū)20為η型區(qū)域，其在半導體基板12的表面12a上露出。發(fā)射區(qū)20與上部電極60歐姆接觸。發(fā)射區(qū)20與柵絕緣膜42相接。
[0032]體區(qū)22具有體接觸區(qū)22a與低濃度體區(qū)22b。體接觸區(qū)22a為含有高濃度的P型雜質(zhì)的P型區(qū)域。體接觸區(qū)22a在半導體基板12的表面12a上露出。體接觸區(qū)22a與發(fā)射區(qū)20鄰接。體接觸區(qū)22a與上部電極60歐姆接觸。低濃度體區(qū)22b為與體接觸區(qū)22a相比P型雜質(zhì)濃度較低的P型區(qū)域。低濃度體區(qū)22b被形成在發(fā)射區(qū)20與體接觸區(qū)22a的下側(cè)。低濃度體區(qū)22b在發(fā)射區(qū)20的下側(cè)與柵絕緣膜42相接。
[0033]漂移區(qū)26具有低濃度漂移區(qū)28與緩沖區(qū)30。低濃度漂移區(qū)28為含有與發(fā)射區(qū)20以及緩沖區(qū)30相比濃度較低的η型雜質(zhì)的η型區(qū)域。低濃度漂移區(qū)28被形成在低濃度體區(qū)22b的下側(cè)。低濃度漂移區(qū)28通過低濃度體區(qū)22b而與發(fā)射區(qū)20分離。低濃度漂移區(qū)28在低濃度體區(qū)22b的下側(cè)與溝槽40的下端部的柵絕緣膜42相接。緩沖區(qū)30為含有與低濃度漂移區(qū)28相比濃度較高的η型雜質(zhì)的η型區(qū)域。緩沖區(qū)30內(nèi)的η型雜質(zhì)濃度為低濃度漂移區(qū)28內(nèi)的η型雜質(zhì)濃度的10倍以上。緩沖區(qū)30被形成在低濃度漂移區(qū)28的下側(cè)。
[0034]集電區(qū)32為含有高濃度的P型雜質(zhì)的P型區(qū)域。集電區(qū)32被形成在緩沖區(qū)30的下側(cè)。集電區(qū)32在半導體基板12的背面12b上露出。集電區(qū)32與下部電極62歐姆接觸。
[0035]在IGBT區(qū)域16內(nèi)，通過發(fā)射區(qū)20、體區(qū)22、漂移區(qū)26、集電區(qū)32以及柵電極44等而形成有被連接在上部電極60與下部電極62之間的IGBT。在半導體裝置10作為IGBT而進行動作的情況下，上部電極60為發(fā)射極，下部電極62為集電極。
[0036]在二極管區(qū)域18的內(nèi)部中形成有陽極區(qū)34與上述的漂移區(qū)26。
[0037]陽極區(qū)34具有陽極接觸區(qū)34a與低濃度陽極區(qū)34b。陽極接觸區(qū)34a為含有高濃度的P型雜質(zhì)的P型區(qū)域。陽極接觸區(qū)34a在半導體基板12的表面12a上露出。陽極接觸區(qū)34a與上部電極60歐姆接觸。低濃度陽極區(qū)34b為與陽極接觸區(qū)34a相比P型雜質(zhì)濃度較低的P型區(qū)域。低濃度陽極區(qū)34b被形成在陽極接觸區(qū)34a的周圍。低濃度陽極區(qū)34b與絕緣膜52相接。
[0038]二極管區(qū)域18內(nèi)的漂移區(qū)26具有上述的低濃度漂移區(qū)28、上述的緩沖區(qū)30、陰極區(qū)36。二極管區(qū)域18內(nèi)的低濃度漂移區(qū)28與IGBT區(qū)域16內(nèi)的低濃度漂移區(qū)28連通。二極管區(qū)域18內(nèi)的低濃度漂移區(qū)28被形成在低濃度陽極區(qū)34b的下側(cè)，并且與溝槽40的下端部附近的絕緣膜52相接。二極管區(qū)域18內(nèi)的緩沖區(qū)30與IGBT區(qū)域16內(nèi)的緩沖區(qū)30連通。在二極管區(qū)域18內(nèi)，緩沖區(qū)30也被形成在IGBT區(qū)域16的下側(cè)。陰極區(qū)36為含有與緩沖區(qū)30相比濃度較高的η型雜質(zhì)的η型區(qū)域。陰極區(qū)36被形成在緩沖區(qū)30的下側(cè)。陰極區(qū)36與集電區(qū)32鄰接。陰極區(qū)36在半導體基板12的背面12b上露出。陰極區(qū)36與下部電極62歐姆接觸。
[0039]在二極管區(qū)域18內(nèi)，通過陽極區(qū)34與漂移區(qū)26等而形成有被連接在上部電極60與下部電極62之間的pn二極管。在半導體裝置10作為二極管而進行動作的情況下，上部電極60為陽極，下部電極62為陰極。即，二極管相對于IGBT而被反并聯(lián)連接。
[0040]在低濃度漂移區(qū)28內(nèi)形成有第一壽命控制層70、第二壽命控制層72。
[0041]第一壽命控制層70為與在其上部以及下部處鄰接的半導體層相比結(jié)晶缺陷密度較高的半導體層。第一壽命控制層70沿著半導體基板12的平面方向(S卩，與厚度方向正交的兩個方向)而以層狀分布。第一壽命控制層70以從IGBT區(qū)域16跨至二極管區(qū)域18的方式而延伸。在對半導體基板12的上表面12a進行俯視觀察時，第一壽命控制層70被形成于IGBT區(qū)域16與二極管區(qū)域18的整個區(qū)域內(nèi)。第一壽命控制層70被形成在與半導體基板12的厚度方向的中間部Cl相比靠背面12b側(cè)的范圍內(nèi)。即，壽命控制層70被形成在低濃度漂移區(qū)28內(nèi)、且緩沖區(qū)30的附近的范圍內(nèi)。
[0042]第二壽命控制層72為與在其上部以及下部處鄰接的半導體層相比結(jié)晶缺陷密度較高的半導體層。第二壽命控制層72沿著半導體基板12的平面方向而以層狀分布。第二壽命控制層72以從IGBT區(qū)域16跨至二極管區(qū)域18的方式而延伸。當對半導體基板12的上表面12a進行俯視觀察時，第二壽命控制層72被形成于IGBT區(qū)域16與二極管區(qū)域18的整個區(qū)域內(nèi)。第二壽命控制層70被形成在與半導體基板12的厚度方向的中間部Cl相比靠表面12a側(cè)的范圍內(nèi)。即，第二壽命控制層72被形成在低濃度漂移區(qū)28內(nèi)且各溝槽40的下端附近的范圍內(nèi)。
[0043]圖2表示圖1的A-A線處的半導體基板12內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度分布。即，圖2表示半導體基板12的厚度方向上的結(jié)晶缺陷密度分布。另外，雖然圖1的A-A線被表示在IGBT區(qū)域16內(nèi)，但在二極管區(qū)域18內(nèi)也分布有與圖2相同的結(jié)晶缺陷。
[0044]如圖2所示，在第一壽命控制層70內(nèi)以及第二壽命控制層72內(nèi)，結(jié)晶缺陷密度以高斯分布狀而分布。在第一壽命控制層70的下側(cè)的半導體層84(8卩，包括緩沖區(qū)30、集電區(qū)32以及陰極區(qū)36在內(nèi)的半導體層84)中，結(jié)晶缺陷以大致固定的密度Na而分布。在第一壽命控制層70與第二壽命控制層72之間的半導體層82內(nèi)，結(jié)晶缺陷以大致固定的密度Nb而分布。第一壽命控制層70內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與結(jié)晶缺陷密度Na以及Nb中的任意一方相比而較高。此外，結(jié)晶缺陷密度Nb與結(jié)晶缺陷密度Na相比而較高。在第二壽命控制層7 2的上側(cè)的半導體層80(S卩，包括發(fā)射區(qū)20、體區(qū)22以及陽極區(qū)34在內(nèi)的半導體層80)中，結(jié)晶缺陷以大致固定的密度Ne而分布。第二壽命控制層72內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與結(jié)晶缺陷密度Nb以及Ne中的任意一方相比而較高。此外，結(jié)晶缺陷密度Ne與結(jié)晶缺陷密度Nb相比而較高。另外，第一壽命控制層70內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與第二壽命控制層72內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度中的哪一方較高均可。
[0045]根據(jù)上述的說明可明確看出，與第一壽命控制層70相比靠下側(cè)的半導體層84內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度Na和與第一壽命控制層70相比靠上側(cè)的半導體層82、72以及80內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度相比而較低。更加詳細而言，半導體層84內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度Na與半導體層82內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度Nb、第二壽命控制層72內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度、以及半導體層80內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度Ne中的任意一方相比而較低。
[0046]接下來，對半導體裝置10的動作進行說明。首先，對IGBT的動作進行說明。當對下部電極62施加與上部電極60相比而較高的電位，并且對柵電極44施加閾值以上的柵極電壓時，IGBT導通。即，通過施加柵極電壓，從而在與柵絕緣膜42鄰接的范圍內(nèi)的低濃度體區(qū)22b中會形成溝道。因此，電子會從上部電極60起、通過發(fā)射區(qū)20與溝道而流入至低濃度漂移區(qū)28。此外，空穴會從下部電極62起、通過集電區(qū)32與緩沖區(qū)30而流入至低濃度漂移區(qū)28。這樣，在低濃度漂移區(qū)28內(nèi)電子以及空穴的濃度會變得較高，從而由于電導調(diào)制現(xiàn)象，低濃度漂移區(qū)28的電阻會變得極小。因此，電子以及空穴會以較低損失而通過低濃度漂移區(qū)28。電子從低濃度漂移區(qū)28起、通過緩沖區(qū)30及集電區(qū)32而向下部電極62流動。由于電子的迀移率較高，因此電子會以較短時間而向下部電極62流動?？昭◤牡蜐舛绕茀^(qū)28起、通過低濃度體區(qū)22b與體接觸區(qū)22a而向上部電極60流動。由于空穴的迀移率較低，因此空穴與電子相比會較長時間地滯留在低濃度漂移區(qū)28中。即，當IGBT導通時，在低濃度漂移區(qū)28中蓄積有預定量的空穴。此處，IGBT的導通電壓很大程度上取決于IGBT導通時漂移區(qū)26(特別是低濃度漂移區(qū)28)中所蓄積的空穴的量。漂移區(qū)26中所蓄積的空穴的量很大程度上取決于從下部電極62向低濃度漂移區(qū)28流入的空穴的量。從下部電極62向低濃度漂移區(qū)28流入的空穴的量很大程度上取決于集電區(qū)32的P型雜質(zhì)濃度、緩沖區(qū)30的η型雜質(zhì)濃度、以及集電區(qū)32與緩沖區(qū)30內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度。即，IGBT的導通電壓很大程度上取決于集電區(qū)32的P型雜質(zhì)濃度、緩沖區(qū)30的η型雜質(zhì)濃度、以及集電區(qū)32與緩沖區(qū)30內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度這三個要素。在本實施方式中，集電區(qū)32與緩沖區(qū)30內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度Na非常低。因此，集電區(qū)32與緩沖區(qū)30內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度不會成為導通電壓產(chǎn)生偏差的要素。IGBT的導通電壓實際上取決于集電區(qū)32的P型雜質(zhì)濃度與緩沖區(qū)30的η型雜質(zhì)濃度這兩個要素。因此，在批量生產(chǎn)該半導體裝置10時，在半導體裝置10之間IGBT的導通電壓上不易產(chǎn)生偏差。
[0047]另外，如上所述，當IGBT導通時，空穴與電子相比將較長時間地滯留在低濃度漂移區(qū)28中，相對于此，電子會以較短時間而通過低濃度漂移區(qū)28。因此，IGBT導通時的低濃度漂移區(qū)28的電阻由從下部電極62向低濃度漂移區(qū)28流入的空穴的量所決定，而幾乎不受從上部電極60向低濃度漂移區(qū)28流入的電子的量的影響。即，IGBT的導通電壓幾乎不受從上部電極60向低濃度漂移區(qū)28流入的電子的量的影響。在半導體裝置10中，發(fā)射區(qū)20及體區(qū)22(8卩，電子從上部電極60向低濃度漂移區(qū)28流入的路徑)的結(jié)晶缺陷密度Ne與集電區(qū)32以及緩沖區(qū)30內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度Na相比而較高。然而，如上所述，電子向低濃度漂移區(qū)28流入的量幾乎不會影響到導通電壓。因此，即使發(fā)射區(qū)20與體區(qū)22內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度Ne較高，對導通電壓的影響也較小。即，即使發(fā)射區(qū)20與體區(qū)22內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度Ne較高，導通電壓的偏差也不會相應地變大。
[0048]如果在IGBT導通時使柵電極44的電位降低，則溝道會消失，從而IGBT會斷開。此時，低濃度漂移區(qū)28中所蓄積的空穴會通過低濃度體區(qū)22b與體接觸區(qū)22a而向上部電極60排出。由于流動有這樣的由空穴所導致的電流，從而在IGBT斷開時會產(chǎn)生損失。然而，在該半導體裝置10中，在IGBT區(qū)域16內(nèi)的低濃度漂移區(qū)28中形成有結(jié)晶缺陷密度較高的第一壽命控制層70以及第二壽命控制層72。結(jié)晶缺陷會作為空穴與電子的再結(jié)合中心而發(fā)揮功能。因此，當IGBT斷開時，低濃度漂移區(qū)28內(nèi)的空穴的大部分會在第一壽命控制層70與第二壽命控制層72中通過再結(jié)合而消去。由此，在IGBT斷開時由于空穴所導致的電流被抑制，從而斷開損失被降低。特別是由于在該IGBT中，在低濃度漂移區(qū)28內(nèi)的與緩沖區(qū)30較近的范圍內(nèi)形成有第一壽命控制層70，因此能夠在斷開時使更多的空穴在第一壽命控制層70再結(jié)合。因此，IGBT的斷開損失極小。
[0049]此外，如上所述，IGBT斷開時的電流由于IGBT導通時低濃度漂移區(qū)28中所蓄積的空穴被向上部電極60排出而產(chǎn)生。因此，IGBT斷開時的電流很大程度上取決于IGBT導通時漂移區(qū)26內(nèi)所蓄積的空穴的量。如上所述，由于在半導體裝置10中，IGBT的緩沖區(qū)30以及集電區(qū)32內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度較低，因此IGBT導通時漂移區(qū)26內(nèi)所蓄積的空穴的量不易產(chǎn)生偏差。因此，IGBT斷開時的電流的大小不易產(chǎn)生偏差。即，當對該半導體裝置10進行批量生產(chǎn)時，在半導體裝置10之間IGBT的斷開損失不易產(chǎn)生偏差。
[0050]接下來，對二極管的動作進行說明。在使二極管導通的情況下，向上部電極60施加與下部電極62相比而為高電位的電壓。這樣，電流會從上部電極60起、經(jīng)由陽極接觸區(qū)34a、低濃度陽極區(qū)34b、低濃度漂移區(qū)28、緩沖區(qū)30以及陰極區(qū)36而向下部電極62流動。之后，當將下部電極62與上部電極60之間的電壓切換為反向電壓時，二極管會實施反向恢復動作。SP，二極管區(qū)域18內(nèi)的低濃度漂移區(qū)28中所蓄積的空穴會通過低濃度陽極區(qū)34b與陽極接觸區(qū)34a而向上部電極60排出。由此，在二極管中流有反向恢復電流，從而會產(chǎn)生損失。然而，在該半導體裝置10中，在二極管區(qū)域18內(nèi)的低濃度漂移區(qū)28中形成有結(jié)晶缺陷密度較高的第一壽命控制層70以及第二壽命控制層72。當二極管進行反向恢復動作時，低濃度漂移區(qū)28內(nèi)的空穴的大部分會通過在第一壽命控制層70與第二壽命控制層72中進行再結(jié)合而消去。由此，二極管的反向恢復動作時的空穴的流動(即，反向恢復電流)被抑制，從而損失被降低。特別是，在該二極管中，由于在低濃度漂移區(qū)28內(nèi)的與體區(qū)22較近的范圍內(nèi)形成第二壽命控制層72，因此在反向恢復動作時能夠在第二壽命控制層72中使更多的空穴進行再結(jié)合。因此，在二極管的反向恢復動作時產(chǎn)生的損失較小。
[0051]接下來，對半導體裝置10的制造方法進行說明。半導體裝置10由圖3中所示的加工前的半導體基板12制造而成。加工前的半導體基板12的整體具有與低濃度漂移區(qū)28大致相同的η型雜質(zhì)濃度。此外，加工前的半導體基板12的厚度與圖1所示的半導體基板12的厚度相比而較厚。
[0052](溝槽形成工序)
[0053]首先，如圖4所示，通過對半導體基板12的表面12a選擇性地進行蝕刻來形成溝槽40。接下來，以對溝槽40的內(nèi)表面進行覆蓋的方式而形成柵絕緣膜42、絕緣膜52。接下來，在溝槽40內(nèi)形成柵電極44以及控制電極54。
[0054](表面?zhèn)入s質(zhì)注入工序)
[0055]接下來，將η型以及P型的雜質(zhì)從表面12a側(cè)向半導體基板12選擇性地注入。由此，如圖5所示，在半導體基板12內(nèi)形成體接觸區(qū)22a、低濃度體區(qū)22b、發(fā)射區(qū)20、陽極接觸區(qū)34a及低濃度陽極區(qū)34b。
[0056](第一He離子注入工序)
[0057]接下來，如圖6所示，將He離子從表面12a側(cè)向半導體基板12進行注入。He離子會注入至IGBT區(qū)域16以及二極管區(qū)域18的整個區(qū)域。向半導體基板12注入的He離子會在半導體基板12中失去速度而停止在半導體基板12中。此處，以在從半導體基板12的表面12a側(cè)觀察時，被注入到半導體基板12中的He離子的平均停止位置成為與圖1的第一壽命控制層70的位置相同的位置的方式來對注入能量進行調(diào)節(jié)。當He離子停止在半導體基板12中時，在該停止位置附近處會形成大量的結(jié)晶缺陷。因此，如圖6所示，在He離子的停止位置附近處形成有結(jié)晶缺陷密度較高的第一壽命控制層70。另外，由于在該階段中，半導體基板12的厚度較厚，因此第一壽命控制層70位于與半導體基板12的厚度方向的中間部相比靠表面12a側(cè)。此外，即使在He離子于半導體基板12中進行移動時，雖然與停止位置相比密度較低，但也會在半導體基板12中形成結(jié)晶缺陷。即，在He離子的通過路徑的半導體層(S卩，第一壽命控制層70與半導體基板12的表面12a之間的半導體層)中也會形成少量的結(jié)晶缺陷。
[0058]由于在第一He離子注入工序中會在半導體基板12內(nèi)形成結(jié)晶缺陷，因此在第一He離子注入工序后，結(jié)晶缺陷會以圖7所示的方式而分布。由于在第一壽命控制層70中通過第一He離子注入工序而形成有大量的結(jié)晶缺陷，因此在第一壽命控制層70內(nèi)結(jié)晶缺陷密度會變得極高。在第一壽命控制層70內(nèi)，結(jié)晶缺陷密度會以具有極大值的方式而以高斯分布狀進行分布。
[0059]在第一He離子注入工序中，在與第一壽命控制層70相比靠下側(cè)的半導體層84中不會形成結(jié)晶缺陷。因此，在第一 He離子注入工序中半導體層84內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度不會上升。因此，半導體層84具有較低的結(jié)晶缺陷密度Na。結(jié)晶缺陷密度Na與加工前的半導體基板12的結(jié)晶缺陷密度大致相等。
[0060]在第一He離子注入工序中，與第一壽命控制層70相比靠上側(cè)的半導體層83會成為He離子的通過路徑。因此，當He離子通過時在半導體層83中會形成少量的結(jié)晶缺陷。因此，在第一He離子注入工序中，半導體層83內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度會稍微上升。因此，半導體層83具有與半導體層84的結(jié)晶缺陷密度Na相比而較高、與第一壽命控制層70的結(jié)晶缺陷密度相比而較低的結(jié)晶缺陷密度Nb。
[0061](第二He離子注入工序)
[0062]接下來，如圖8所示，將He離子從表面12a側(cè)向半導體基板12進行注入。He離子會注入至IGBT區(qū)域16以及二極管區(qū)域18的整個區(qū)域。此處，以在從半導體基板12的表面12a側(cè)觀察時，使被注入到半導體基板12中的He離子的平均停止位置成為與圖1的第二壽命控制層72的位置相同的位置(S卩，與第一壽命控制層70相比靠上側(cè)的低濃度漂移區(qū)28內(nèi))的方式，來對注入能量進行調(diào)節(jié)。因此，如圖8所示，在He離子的停止位置附近處形成有結(jié)晶缺陷密度較高的第二壽命控制層72。此外，在He離子的通過路徑的半導體層(S卩，第二壽命控制層72與半導體基板12的表面12a之間的半導體層)中也形成有少量的結(jié)晶缺陷。
[0063]由于在第二He離子注入工序中于半導體基板12內(nèi)形成有結(jié)晶缺陷，因此在第二He離子注入后，結(jié)晶缺陷會以圖2所示的方式而分布。由于在第二 He離子注入工序中，在第二壽命控制層72中形成有大量的結(jié)晶缺陷，因此在第二壽命控制層72內(nèi)結(jié)晶缺陷密度會變得極高。在第二壽命控制層72內(nèi)，結(jié)晶缺陷密度會以具有極大值的方式以高斯分布狀進行分布。另外，第二壽命控制層72內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度既可以大于第一壽命控制層70內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度，也可以小于第一壽命控制層70內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度。
[0064]在第二He離子注入工序中，在與第二壽命控制層72相比靠下側(cè)的半導體層82、70、84中不會形成結(jié)晶缺陷。因此，半導體層82、70、84內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與圖7的分布相比未發(fā)生變化。
[0065]在第二He離子注入工序中，與第二壽命控制層72相比靠表面12a側(cè)的半導體層80成為He離子的通過路徑。因此，當He離子通過時在半導體層80中會形成少量的結(jié)晶缺陷。因此，在第二He離子注入工序中，半導體層80內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度會稍微上升。因此，半導體層80具有與半導體層82的結(jié)晶缺陷密度Nb相比而較高、與第二壽命控制層72的結(jié)晶缺陷密度相比而較低的結(jié)晶缺陷密度Ne。
[0066](熱處理工序)
[0067]接下來，對半導體基板12在350°C?450°C的溫度下實施退火，從而使半導體基板12中所形成的結(jié)晶缺陷穩(wěn)定。
[0068](上部電極形成工序)
[0069]接下來，如圖9所示，在柵電極44以及控制電極54上形成層間絕緣膜46、56。接下來，在半導體基板12的表面12a上形成上部電極60。由此，半導體裝置1的表面12a側(cè)的結(jié)構完成。
[0070](背面研磨工序)[0071 ]接下來，通過對半導體基板12的背面12b進行研磨而使半導體基板12較薄。此處，以使第一壽命控制層70相對于半導體基板12的厚度方向的中間部Cl而位于背面12b側(cè)的方式來對半導體基板12的厚度進行調(diào)節(jié)。此外，此處，以在與第一壽命控制層70相比靠背面12b側(cè)處殘留有半導體層84(8卩，具有較低的結(jié)晶缺陷密度Na的半導體層84)的方式來對半導體基板12的厚度進行調(diào)節(jié)。
[0072](背面?zhèn)燃庸すば?
[0073]接下來，通過相對于半導體基板12而將P型以及η型的雜質(zhì)從背面12b側(cè)注入來形成緩沖區(qū)30、集電區(qū)32以及陰極區(qū)36。之后，通過在半導體基板12的背面12b處形成下部電極62來完成圖1所示的半導體裝置10。
[0074]在該制造方法中，在第一He離子注入工序以及第二He離子注入工序中，相對于半導體基板12而從表面12a側(cè)注入He離子。該制造方法不具有相對于半導體基板12將He離子從背面12b側(cè)注入的工序。因此，能夠?qū)⑴c第一壽命控制層70相比靠背面12b側(cè)的半導體層84的結(jié)晶缺陷密度維持為低密度。即，能夠?qū)⒓妳^(qū)32以及緩沖區(qū)30內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度設為較低。因此，根據(jù)該制造方法，能夠?qū)υ谒圃斐龅陌雽w裝置10之間IGBT的導通電壓以及開關損失上產(chǎn)生偏差的情況進行抑制。
[0075]另外，在上述的實施方式中，對RC-1GBT進行了說明。然而，也可以將本說明書中所公開的技術應用于單體的IGBT。
[0076]此外，在上述的實施方式的半導體裝置10中，漂移區(qū)26具有緩沖區(qū)30。然而，漂移區(qū)26也可以不具有緩沖區(qū)30。此外，也可以不形成第二壽命控制層72，而僅形成第一壽命控制層70。通過這樣的結(jié)構，也能夠降低IGBT的斷開損失。
[0077]此外，在上述的實施方式的制造方法中，通過注入He離子而形成了壽命控制層。然而，也可以通過在半導體基板中注入不作為給予體以及接受體中的任何一個而發(fā)揮功能的其他帶電粒子(例如氫離子等)來形成壽命控制層。
[0078]在下文中，列舉本說明書所公開的技術要素。另外，以下的各技術要素為各自獨立而有效的要素。
[0079]在本說明書所公開的一個示例的半導體裝置中，也可以采用如下方式，S卩，在與第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)鹊钠茀^(qū)內(nèi)，形成有沿著半導體基板的平面方向而以層狀分布的第二壽命控制層。第二壽命控制層內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與相對于第二壽命控制層而在背面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度、以及相對于第二壽命控制層而在表面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度中的任意一方相比而較高。
[0080]以此方式，能夠通過在漂移區(qū)內(nèi)設置兩個壽命控制層而進一步降低IGBT的斷開損失。
[0081]在本說明書公開的一例的半導體裝置中，也可以采用如下方式，S卩，漂移區(qū)具有:低濃度漂移區(qū)；緩沖區(qū)，其被形成在低濃度漂移區(qū)與所述集電區(qū)之間，并具有低濃度漂移區(qū)的η型雜質(zhì)濃度的10倍以上的η型雜質(zhì)濃度。第一壽命控制層被形成在低濃度漂移區(qū)內(nèi)。
[0082]如果以此方式而在低濃度漂移區(qū)內(nèi)形成第一壽命控制層，則能夠更有效地降低IGBT的斷開損失。
[0083]在本說明書所公開的一個示例的半導體裝置中，也可以采用如下方式，S卩，半導體基板具備二極管區(qū)域。二極管區(qū)域具有在半導體基板的表面上露出的P型的陽極區(qū)。漂移區(qū)在二極管區(qū)域內(nèi)與陽極區(qū)相接并且在半導體基板的背面上露出。第一壽命控制層以從IGBT區(qū)域跨至二極管區(qū)域的方式而分布。
[0084]根據(jù)這樣的結(jié)構，能夠降低二極管的反向恢復動作時的損失。
[0085]本說明書所公開的一個示例的半導體裝置的制造方法還可以具有如下工序，SP，在第一壽命控制層的形成之后，以在與第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)葰埩粲邪雽w層的方式而對半導體基板的背面進行研磨，從而使半導體基板薄板化。在該情況下，在形成集電區(qū)的工序中，將集電區(qū)形成在與第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)鹊陌雽w層中。
[0086]本說明書所公開的一個示例的半導體裝置的制造方法還可以具有如下的工序，即，通過對于半導體基板而從表面?zhèn)茸⑷霂щ娏Ｗ?，從而在與第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)鹊钠茀^(qū)內(nèi)形成使結(jié)晶缺陷密度上升的第二壽命控制層。
[0087]另外，第二壽命控制層與第一壽命控制層可以先形成其中的任意一個，也可以同時形成。
[0088]根據(jù)這樣的結(jié)構，能夠在漂移區(qū)內(nèi)設置兩個壽命控制層。并能夠進一步降低IGBT的斷開損失。
[0089]本說明書所公開的一個示例的半導體裝置的制造方法還可以具有如下的工序，即，在與第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)鹊钠茀^(qū)的一部分中，形成具有原本的漂移區(qū)的η型雜質(zhì)濃度的10倍以上的η型雜質(zhì)濃度的緩沖區(qū)。
[0090]如果以此方式而將第一壽命控制層配置在與緩沖區(qū)相比靠表面?zhèn)?，則能夠更有效地降低IGBT的斷開損失。
[0091]本說明書公開的一個示例的半導體裝置的制造方法還可以具有如下的工序，SP，在半導體基板的與第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)鹊膮^(qū)域中形成P型的陽極區(qū)，并且以使陽極區(qū)在半導體基板的表面上露出、使漂移區(qū)與陽極區(qū)相接、且使漂移區(qū)在陽極區(qū)的背面?zhèn)鹊奈恢蒙嫌诎雽w基板的背面上露出的方式來形成陽極區(qū)。
[0092]本說明書所公開的一例的半導體裝置的制造方法還可以具有如下的工序，S卩，在半導體基板的與第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)鹊膮^(qū)域中形成P型的陽極區(qū)。陽極區(qū)優(yōu)選為以使其在半導體基板的表面上露出、使漂移區(qū)與陽極區(qū)相接、且使漂移區(qū)在陽極區(qū)的背面?zhèn)鹊奈恢蒙嫌谒霰趁嫔下冻龅姆绞絹硇纬伞?br>[0093]根據(jù)該結(jié)構，能夠降低二極管的反向恢復動作時的損失。
[0094]雖然在以上對實施方式進行了詳細說明，但這些方式只不過是例示，其并非是對權利要求書進行限定的方式。在權利要求書所記載的技術中，包括對上文所例示的具體示例進行了各種改變、變更的內(nèi)容。
[0095]本說明書或附圖中所說明的技術要素為單獨或通過各種組合來發(fā)揮技術上的有用性的要素，并且其不限定于申請時權利要求中所記載的組合。此外，本說明書或附圖中所例示的技術為同時實現(xiàn)多個目的的技術，而實現(xiàn)其中一個目的本身也為具有技術上的有用性。
[0096]符號說明
[0097]10:半導體裝置；
[0098]12:半導體基板；
[0099]12a:表面；
[0100]12b:背面；
[0101]16:1GBT區(qū)域；
[0102]18: 二極管區(qū)域；
[0103]20:發(fā)射區(qū)；
[0104]22:體區(qū)；
[0105]22a:體接觸區(qū)；
[0106]22b:低濃度體區(qū)；
[0107]26:漂移區(qū)；
[0108]28:低濃度漂移區(qū)；
[0109]30:緩沖區(qū)；
[0110]32:集電區(qū)；
[0111]34:陽極區(qū);
[0112]34a:陽極接觸區(qū)；
[0113]34b:低濃度陽極區(qū)；
[0114]36:陰極區(qū)；
[0115]40:溝槽；
[0116]42:柵絕緣膜；
[0117]44:柵電極；
[0118]46:層間絕緣膜；
[0119]52:絕緣膜；
[0120]54:控制電極；
[0121]56:層間絕緣膜；
[0122]60:上部電極；
[0123]62:下部電極；
[0124]70:第一壽命控制層；
[0125]72:第二壽命控制層；
[0126]80:半導體層；
[0127]82:半導體層；
[0128]83:半導體層；
[0129]84:半導體層。
【主權項】
1.一種半導體裝置，其中， 所述半導體裝置具有半導體基板，所述半導體基板具備絕緣柵雙極性晶體管區(qū)域， 所述絕緣柵雙極性晶體管區(qū)域具有: 發(fā)射區(qū)，其為η型，并在所述半導體基板的表面上露出； 體區(qū)，其為P型，并與所述發(fā)射區(qū)相接； 漂移區(qū)，其為η型，并被配置在所述體區(qū)的背面?zhèn)?，且通過所述體區(qū)而與所述發(fā)射區(qū)分離； 集電區(qū)，其為P型，并被配置在所述漂移區(qū)的背面?zhèn)?，且通過所述漂移區(qū)而與所述體區(qū)分離，并且在所述半導體基板的背面上露出， 在所述半導體裝置中配置有柵電極，所述柵電極以隔著柵絕緣膜而與將所述發(fā)射區(qū)和所述漂移區(qū)分離的范圍內(nèi)的所述體區(qū)對置的方式配置， 在所述漂移區(qū)內(nèi)、且與所述半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)，形成有沿著所述半導體基板的平面方向而以層狀分布的第一壽命控制層， 所述第一壽命控制層內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與相對于所述第一壽命控制層而在背面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度、以及相對于所述第一壽命控制層而在表面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度中的任意一方相比而較高， 所述第一壽命控制層和所述背面之間的區(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與所述第一壽命控制層和所述表面之間的區(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度相比而較低。2.如權利要求1所述的半導體裝置，其中， 在與所述第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)鹊乃銎茀^(qū)內(nèi)，形成有沿著所述半導體基板的平面方向而以層狀分布的第二壽命控制層， 所述第二壽命控制層內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度與相對于所述第二壽命控制層而在背面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度、以及相對于所述第二壽命控制層而在表面?zhèn)揉徑拥膮^(qū)域內(nèi)的結(jié)晶缺陷密度中的任意一方相比而較高。3.如權利要求1或2所述的半導體裝置，其中， 所述漂移區(qū)具有: 低濃度漂移區(qū)； 緩沖區(qū)，其被形成在所述低濃度漂移區(qū)與所述集電區(qū)之間，并具有所述低濃度漂移區(qū)的η型雜質(zhì)濃度的10倍以上的η型雜質(zhì)濃度， 所述第一壽命控制層被形成在所述低濃度漂移區(qū)內(nèi)。4.如權利要求1至3中的任一項所述的半導體裝置，其中， 所述半導體基板具備二極管區(qū)域， 所述二極管區(qū)域具有在所述表面上露出的P型的陽極區(qū)， 所述漂移區(qū)在所述二極管區(qū)域內(nèi)與所述陽極區(qū)相接并且在所述背面上露出， 所述第一壽命控制層以從所述絕緣柵雙極性晶體管區(qū)域跨至所述二極管區(qū)域的方式而分布。5.一種制造方法，其為制造半導體裝置的方法，并具有: 通過對于具有η型的漂移區(qū)的半導體基板而從表面?zhèn)茸⑷霂щ娏Ｗ?，從而在所述漂移區(qū)內(nèi)形成結(jié)晶缺陷密度上升了的第一壽命控制層的工序； 在與所述第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)刃纬砂l(fā)射區(qū)、體區(qū)及柵電極的工序； 在與所述第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)刃纬杉妳^(qū)的工序， 所述發(fā)射區(qū)為η型，且在所述半導體基板的表面上露出， 所述體區(qū)為P型，且與所述發(fā)射區(qū)相接并使所述漂移區(qū)與所述發(fā)射區(qū)分離， 所述柵電極隔著柵絕緣膜而與將所述發(fā)射區(qū)和所述漂移區(qū)分離的范圍內(nèi)的所述體區(qū)對置， 所述集電區(qū)為P型，且被配置在所述漂移區(qū)的背面?zhèn)?，并通過所述漂移區(qū)而與所述體區(qū)分離，并且在所述半導體基板的背面上露出， 所述第一壽命控制層位于與所述半導體基板的厚度方向的中間部相比靠背面?zhèn)鹊姆秶鷥?nèi)。6.如權利要求5所述的制造方法，其中， 所述制造方法還具有如下的工序，即，在所述第一壽命控制層的形成之后，以在與所述第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)葰埩粲邪雽w層的方式而對所述半導體基板的背面進行研磨，從而使所述半導體基板薄板化， 在形成所述集電區(qū)的工序中，將所述集電區(qū)形成在與所述第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)鹊乃霭雽w層中。7.如權利要求5或6所述的制造方法，其中， 還具有如下的工序，g卩，通過對于所述半導體基板而從表面?zhèn)茸⑷霂щ娏Ｗ?，從而在與所述第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)鹊乃銎茀^(qū)內(nèi)形成結(jié)晶缺陷密度上升了的第二壽命控制層。8.如權利要求5至7中的任一項所述的制造方法，其中， 還具有如下的工序，即，在與所述第一壽命控制層相比靠背面?zhèn)鹊乃銎茀^(qū)的一部分中，形成具有原本的所述漂移區(qū)的η型雜質(zhì)濃度的10倍以上的η型雜質(zhì)濃度的緩沖區(qū)。9.如權利要求5至8中的任一項所述的制造方法，其中， 還具有如下的工序，即，在所述半導體基板的與所述第一壽命控制層相比靠表面?zhèn)鹊膮^(qū)域中形成P型的陽極區(qū)，并且以使所述陽極區(qū)在所述表面上露出、使所述漂移區(qū)與所述陽極區(qū)相接、且使所述漂移區(qū)在所述陽極區(qū)的背面?zhèn)鹊奈恢蒙嫌谒霰趁嫔下冻龅姆绞絹硇纬伤鲫枠O區(qū)。
【文檔編號】H01L29/32GK105932048SQ201610109040
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】龜山悟, 巖崎真也
【申請人】豐田自動車株式會社