JP6311770B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6311770B2 JP6311770B2 JP2016208383A JP2016208383A JP6311770B2 JP 6311770 B2 JP6311770 B2 JP 6311770B2 JP 2016208383 A JP2016208383 A JP 2016208383A JP 2016208383 A JP2016208383 A JP 2016208383A JP 6311770 B2 JP6311770 B2 JP 6311770B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- manufacturing
- semiconductor device
- gettering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 84
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 87
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 85
- 238000005247 gettering Methods 0.000 claims description 83
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 53
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 43
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 11
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical group [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 256
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 65
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 64
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 6
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 229910016570 AlCu Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 AlSiCu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000789 Aluminium-silicon alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の平面図である。半導体装置10は、活性領域12と、活性領域12を囲むように形成されたエッジターミネーション領域14を有している。図2は、図1のII−II線における断面図である。半導体装置としてトレンチ構造のIGBTが形成されている。半導体装置はN−ドリフト層20を有している。N−ドリフト層20の不純物密度は例えば1.0×1012〜1.0×1015[cm−3]のいずれかである。
本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法は、実施の形態1に係る半導体装置の製造方法をダイオードに応用したものである。以後、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法を説明する。図32は、基板に拡散層を形成したことを示す断面図である。図32には、活性領域Raと、活性領域Raを囲むように形成されたエッジターミネーション領域Reが示されている。まずN−ドリフト層100のみが形成された基板を用意する。基板の不純物密度は耐圧クラスに応じて設定される。例えば耐圧クラスが600〜6500[V]のいずれかであれば基板の不純物密度は1.0×1012〜1.0×1015[cm−3]のいずれかである。
本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法は、実施の形態1に係る半導体装置の製造方法におけるゲッタリング層形成工程の処理内容を変更したものである。図41は、本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法におけるゲッタリング層形成工程を示す断面図である。このゲッタリング層形成工程では、基板の下面に露出したN−ドリフト層20を加熱してN−ドリフト層20の下面側に結晶欠陥を有するゲッタリング層200を形成する。N−ドリフト層20の加熱には、レーザー光源202から放射されるレーザー光を用いるレーザーアニーリング技術を利用することが好ましい。レーザー光のパワーは4.0[J/cm2]以上であることが好ましい。レーザー光の波長は例えば500〜1000[nm]のいずれかである。
Claims (9)
- ドリフト層を有する基板の上面側に、第1拡散層を形成し、成膜し、エッチング処理を施す製造工程と、
前記基板の下面に露出した前記ドリフト層の下面側にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、
前記基板を加熱し前記製造工程で前記ドリフト層に導入された金属不純物、汚染原子、及びダメージを前記ゲッタリング層で捕獲するアニール工程と、
前記アニール工程の後に、前記ゲッタリング層を除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記ドリフト層の下面側に第2拡散層を形成する工程と、
前記第2拡散層と接するように電極を形成する工程とをこの順に備え、
前記ゲッタリング層形成工程では、前記基板の下面に露出した前記ドリフト層を加熱して前記ドリフト層の下面側に結晶欠陥を有するゲッタリング層を形成し、
前記製造工程では、IGBTの表面構造を構成するエミッタ、ベース、及びゲートトレンチを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - ドリフト層を有する基板の上面側に、第1拡散層を形成し、成膜し、エッチング処理を施す製造工程と、
前記基板の下面に露出した前記ドリフト層の下面側にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、
前記基板を加熱し前記製造工程で前記ドリフト層に導入された金属不純物、汚染原子、及びダメージを前記ゲッタリング層で捕獲するアニール工程と、
前記アニール工程の後に、前記ゲッタリング層を除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記ドリフト層の下面側に第2拡散層を形成する工程と、
前記第2拡散層と接するように電極を形成する工程とをこの順に備え、
前記ゲッタリング層形成工程では、前記基板の下面に露出した前記ドリフト層を加熱して前記ドリフト層の下面側に結晶欠陥を有するゲッタリング層を形成し、
前記製造工程では、ダイオードの表面構造を構成するアノード層、及び絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記ゲッタリング層は、前記ドリフト層の下面をレーザー光で加熱して形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザー光のパワーは4.0[J/cm 2 ]以上であ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。
- 前記アニール工程では、4時間以上前記基板の温度を600〜700[℃]のいずれかに維持することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記除去工程では、前記ドリフト層のうち前記ゲッタリング層に接する部分を所望の厚さだけ除去することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記基板はFZ法で形成されたウエハであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記基板は、ワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドであることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016208383A JP6311770B2 (ja) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016208383A JP6311770B2 (ja) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 半導体装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015141375A Division JP6065067B2 (ja) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | 半導体装置の製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018053758A Division JP6558462B2 (ja) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017059837A JP2017059837A (ja) | 2017-03-23 |
JP6311770B2 true JP6311770B2 (ja) | 2018-04-18 |
Family
ID=58391845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016208383A Active JP6311770B2 (ja) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6311770B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7165087B2 (ja) | 2019-03-27 | 2022-11-02 | 黒崎播磨株式会社 | コークス炉用れんが積体の製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2575545B2 (ja) * | 1990-07-05 | 1997-01-29 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
EP1062692A1 (en) * | 1998-03-09 | 2000-12-27 | Harris Corporation | Devices formable by low temperature direct bonding |
JP2006041248A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP4892825B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2012-03-07 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP5240651B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2013-07-17 | 信越半導体株式会社 | 多層シリコン半導体ウェーハ及びその作製方法 |
US8748236B2 (en) * | 2010-11-10 | 2014-06-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing semiconductor device |
-
2016
- 2016-10-25 JP JP2016208383A patent/JP6311770B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7165087B2 (ja) | 2019-03-27 | 2022-11-02 | 黒崎播磨株式会社 | コークス炉用れんが積体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017059837A (ja) | 2017-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10950461B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP6065067B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP6289683B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6766889B2 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP4872217B2 (ja) | 炭化珪素半導体素子の製造方法 | |
JP4793293B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 | |
JP5606529B2 (ja) | 電力用半導体装置 | |
JP6056623B2 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2018060924A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP6558462B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPWO2014068813A1 (ja) | 半導体装置 | |
JP2009194197A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2013110331A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP5366521B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 | |
JP2015056644A (ja) | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
JP6311770B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2021015880A (ja) | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
JP2006303231A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
TW201310546A (zh) | 半導體裝置之製造方法 | |
JP2004186620A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP4951872B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2017168676A (ja) | 炭化珪素半導体素子および炭化珪素半導体素子の製造方法 | |
CN105322003A (zh) | 绝缘栅双极型晶体管及其制备方法 | |
KR102319595B1 (ko) | 반도체 소자 및 그 제조 방법 | |
JP2022124784A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170718 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170713 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171114 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180305 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6311770 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |