JP5751106B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態の製造方法により製造された半導体装置の断面構成を示す図であり、図1の半導体装置はIGBT素子が形成されたものである。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して、半導体基板1aの裏面を冷却しながら欠陥形成レーザを照射するようにしたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図4は、本実施形態における半導体装置の製造工程を示す模式図であり、欠陥形成レーザを照射する際の模式図を示している。なお、図4では、図2と同様に、理解をし易くするために活性化レーザが照射される前の領域にも不純物が活性化されてP型コレクタ層10およびFS層12が形成された状態を示してあり、矢印は欠陥形成レーザの走査方向を示している。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してIGBT素子と共にダイオード素子が形成されたいわゆるRC−IGBT素子を備えた半導体装置に本発明を適用したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図6は、本実施形態の製造方法により製造された半導体装置の断面構成を示す図である。
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、第3実施形態に対して、FS層12のうちダイオード領域15にライフタイムキラー13を形成しないようにレーザを照射するものであり、その他に関しては第3実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図7は、本実施形態の製造方法により製造された半導体装置の断面構成を示す図である。
上記各実施形態では、活性化レーザおよび欠陥形成レーザは、異なるレーザ光源から出力されたレーザとして説明したが、次のようにすることもできる。すなわち、活性化レーザおよび欠陥形成レーザは、同一のレーザ光源から出力されたレーザの焦点深度が互いに異なるものとされたものであってもよい。
2 P型ベース層
3 トレンチ
4 N+型エミッタ領域
5 P+型ボディ領域
6 ゲート絶縁膜
7 ゲート電極
9 エミッタ電極
10 P型コレクタ層
11 コレクタ電極
12 FS層
13 ライフタイムキラー
Claims (6)
- 第1導電型のドリフト層(1)と、
前記ドリフト層(1)の表層部に形成された第2導電型のベース層(2)と、
前記ベース層(2)の表層部に形成された第1導電型のエミッタ領域(4)と、
前記ベース層(2)の表面に形成されたゲート絶縁膜(6)と、
前記ゲート絶縁膜(6)上に形成されたゲート電極(7)と、
前記ベース層(2)および前記エミッタ領域(4)と電気的に接続されるエミッタ電極(9)と、
前記ドリフト層(1)の裏面側に形成された第2導電型のコレクタ層(10)と、
前記コレクタ層(10)と電気的に接続されるコレクタ電極(11)と、を備え、
前記エミッタ電極(9)と前記コレクタ電極(11)との間に電流を流す半導体装置の製造方法であって、
前記ドリフト層(1)を構成する半導体基板(1a)を用意する工程と、
前記半導体基板(1a)の裏面から前記コレクタ層(10)を構成する不純物をイオン注入するイオン注入工程と、
前記半導体基板(1a)の裏面からレーザを照射し、不純物を活性化させて前記コレクタ層(10)を形成する活性化工程と、
前記半導体基板(1a)の裏面からレーザを照射してライフタイムキラー(13)を形成するライフタイムキラー形成工程と、を行い、
前記イオン注入工程では、前記コレクタ層(10)を構成する不純物と共に、前記コレクタ層(10)と前記ドリフト層(1)との間に第1導電型のフィールドストップ層(12)を形成するための不純物をイオン注入し、
前記活性化工程では、前記コレクタ層(10)と共に前記フィールドストップ層(12)を形成し、
前記ライフタイムキラー形成工程では、前記活性化工程前または前記活性化工程後に前記フィールドストップ層(12)の膜厚よりも短い波長のレーザを照射し、前記活性化工程前の場合には、前記半導体基板(1a)における前記フィールドストップ層(12)が形成されるフィールドストップ層形成予定領域内に前記ライフタイムキラー(13)を形成し、前記活性化工程後の場合には、前記半導体基板(1a)における前記フィールドストップ層(12)内に前記ライフタイムキラー(13)を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記ライフタイムキラー形成工程では、前記フィールドストップ層形成予定領域または前記フィールドストップ層(12)のうち、前記半導体基板(1a)の裏面側を焦点深度としてレーザを照射することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記イオン注入工程では、前記半導体基板(1a)の裏面から前記コレクタ層(10)および前記フィールドストップ層(12)を構成する不純物をイオン注入すると共に、前記コレクタ層(10)に隣接する第1導電型のカソード層(16)を形成するための不純物をイオン注入し、
前記活性化工程では、前記不純物を活性化させて前記コレクタ層(10)、前記フィールドストップ層(12)および前記カソード層(16)を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記ライフタイムキラー形成工程では、前記フィールドストップ層(12)のうち前記コレクタ層(10)上のみに前記レーザを照射して前記ライフタイムキラー(13)を形成することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記活性化工程および前記ライフタイムキラー形成工程のうち後に行われる工程では、先に行われた工程の前記レーザの余熱が前記半導体基板(1a)に存在する状態で行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記活性化工程は、前記ライフタイムキラー形成工程を行った後に行うことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
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