JPH01287965A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH01287965A
JPH01287965A JP11738588A JP11738588A JPH01287965A JP H01287965 A JPH01287965 A JP H01287965A JP 11738588 A JP11738588 A JP 11738588A JP 11738588 A JP11738588 A JP 11738588A JP H01287965 A JPH01287965 A JP H01287965A
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JP
Japan
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electron beam
igbt
type
film
transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP11738588A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyasu Hagino
萩野 浩靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH01287965A publication Critical patent/JPH01287965A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • H01L29/7395Vertical transistors, e.g. vertical IGBT

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は絶縁ゲート型トランジスタのターンオフ時間
短縮を図った半導体装置の製造方法に関するものである
〔従来の技術〕
第4図は従来のnチャネル電圧駆動形の伝導度変調素子
I G B T (Insulated Gate B
ipolar Transistar)を示す断面図で
ある。
同図において、1はp+半導体基板から成るp+ドレイ
ン層であり、その−力士面上にはキャリアを制御するた
めのn+バッファ層2が形成されている。このn+バッ
ファ層2の表面上にはnボデ4層3が形成されている。
このnボデ4層3の表面の一部領域には、p形不純物を
イオン注入あるいは拡散することによりpベース領域4
が形成され、さらにこのpベース領域4の表面の一部領
域には、高濃度のn形不純物をイオン注入あるいは拡散
することによりn+ソース領域5が形成されている。n
ボデ4層3の表面とn+ソース領域5の表面とで挟まれ
たpベース領域4の表面上にはゲート酸化膜6が形成さ
れ、このゲート酸化1!6は隣接するIGBTセル間で
一体となるようnボデ4層3の表面上にも形成されてい
る。ゲート酸化膜6上には例えばポリシリコンから成る
ゲート電極7が形成され、またpベース領域4およびn
+ソース領域5の両方に電気的に接続するように例えば
アルミなどの金属のソース電極8が形成されている。ま
た、p+ドレイン層1の裏面には金属のドレイン電極9
が全IGBTセルに対し一体に形成されている。
nボッィ層3とn+ソース領域5とで挟まれたpベース
領[4の近傍はnチャネルのMO8構造となっており、
ゲート電極7が正、ンース電極8が負となるゲート電圧
V。(>V、h(II値電圧))を印加することより、
ゲート電極7直下のpベース領域4の表面近傍のチャネ
ル領域1oがn型に反転し、このチャネル領域10を通
じて、電子がn+ソース領域5よりnボッィ層3へと流
れる。
一方、p+ドレイン層1からは少数キャリアである正孔
がnボッィ層3に注入され、その一部は上記電子と再結
合して消滅し、残りは正孔電流としてpベース領域3を
流れる。この様にIGBTは、基本的にバイポーラ的な
動作をし、nボッィ層3では、正孔による伝導度変調の
効果により伝導度が増大することにより、従来のパワー
MO8に比べて低いオン電圧、大きい電流容置を実現で
きる利点がある。
通常(7)MO8FETt’は、5oovを越えルヨう
な高耐圧素子ではnボッィ層3のオン抵抗を非常に大き
くする必要があるが、IGBTでは伝導度変調により高
耐圧なnボッィ層3の抵抗値を著しく下げることが可能
となり、高耐圧でかつオン電圧の低い素子を実現できる
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のIGBTは以上のように構成されていた。
また、負のグー1−電圧(−Vo)を印加する・ことで
、rGBTをオフさせることができるが、チャネル領域
10の導電型がn−)pに戻ると電子はすぐに消滅する
が、p+ドレイン層1から注入された正孔は自己消滅す
る以外にない。従って、正孔のライフタイムが長いとタ
ーンオフ時間が長くなり高速動作に支障をきたす問題点
があった。
正孔の寿命を短くする方法の一〇として完成したrGB
Tへの電子線の照射が挙げられる。この電子線の照射に
よりnボッィ層3に損傷を与えることで、正孔のライフ
タイムを短くできる。
しかしながら、電子線を照射することによりゲート酸化
膜6にも損傷を与え、さらに照射する電子線が空気中の
酸素と反応しオゾンが大間に発生する。このオゾン等の
イオンがIGBTウェハ表面に吸着することでチャネル
領1ii!10がn型に反転しやすくなりIGBTの閾
値電圧vthが変化(低下)してしまう。第5図は電子
線の照射量と閾値電圧Vthの変化ΔVthを示したグ
ラフであるが、同図に示すように、電子線の照射量の増
加に伴い、閾値電圧■thが大きく低下している。
そこで300℃程度の熱処理(2時間程度)により電子
線照射後の閾値電圧vthの低下及びnボッィ層3の損
傷を回復(アニール)させている。
また、IG8T動作時の温度上昇に伴うアニールにより
、動作中における閾値電圧■th及びターンオフ時間の
変動を防ぐためにも、予め300℃程度の熱処理による
アニールが必要である。
しかし■thの低下が大きすぎると、■thの低下を許
容範囲内に回復させるために450℃程度の高温での熱
処理が必要となり、nボッィ層3の損傷をほとんど回復
させてしまうことになってしまい、結局正孔のライフタ
イムは電子線照射前の状態に戻ってしまうという問題点
があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、閾値電圧値の低下を許容範囲内に抑え高速動
作を可能にした半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
(課題を解決するための手段) この発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体基板
を準備する第1工程と、前記半導体基板上に絶縁ゲート
型トランジスタを製造する第2工程と、前記第2工程で
製造された前記トランジスタの表面上を被覆物で覆う第
3工程と、前記トランジスタの前記被覆物上より電子線
を照射する第4工程とを含んでいる。
〔作用〕
この発明におけるトランジスタへの電子線の照射は、被
覆物を介して行われるため、空気中のオゾン等のイオン
がトランジスタ表面に吸着することはない。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例であるI GBTの製造方
法説明用の断面図である。
以下、第1図を参照してIGBTの製造方法を示す。ま
ず、ボロン等の不純物を有する比抵抗0.01ΩC1程
度のp+ドレイン層層上上、厚さ20μm、比抵抗0.
08ΩclIlのn バッファ層2をエピタキシャル成
長により形成する。さらに連続的にエピタキシャル成長
により約500C1の高比抵抗のnボッィ層3を100
μm程度の厚さで形成する。nボッィ層3は上記した厚
さ、比抵抗で1000v程度の耐圧性がある。
nボディ層3上全面に厚さi ooo人程度の酸化膜を
形成し、この酸化股上にポリシリコン層を形成する。こ
れらの酸化膜、ポリシリコン層に対する写真製版によっ
てゲート酸化膜6及びゲート電極7を形成し、このゲー
ト電極7をマスクとしてイオン注入法によりボロンを注
入し、pベース領域4を形成する。ざらに同じくゲート
電極7をマスクとしてリン、ヒ素等の不純物を有するn
ソース領[5を拡散又はイオン注入法によって形成する
。次にnソース領域5とpベース領域4を電気的に接続
したアルミ等の金属よりなるソース電極8を形成し、ざ
らにp+ドレイン層にオーミック接続されるドレイン電
極9が形成される。
このようして形成されたIGBTウェハの表面を約10
0μm程度の薄いフィルム膜11で覆う。
このフィルム膜11による被覆は、ポリイミドやレジス
ト等を液状にしスピナー等でコーディングすることで熱
的に重合させフィルム化することで行われる。そして、
第1図で示すようにフィルム膜11上から電子線12を
照射することでnボッィ層3に損傷を与え、正孔のライ
フタイムを短くする。第2図はフィルム膜11の有無に
よるIGBTの電子線照射]と閾値電圧変化ΔVthの
関係を示すグラフである。同図に示すようにフィルム膜
11を有するIGBT(図中L1で示す)の方が、フィ
ルム膜を有さないIGBT (図中L2で示す)より、
電子線照射に基づく閾値電圧変化ΔVthは半分以下程
度に抑えられていることがわかる。−例を示すと、厚さ
1500人のゲート酸化膜6を有するIGBTに加速電
圧1Mev、ドーズff15X10”/cmの電子線を
照射した場合、フィルム膜11を有したIGBTで一1
0v程度、フィルム膜を有さなかったI GBTで一2
8V程度の閾値電圧変化Δvthがみられた。
次に、フィルム膜11を取去り、閾値電圧変化Δ■th
回復のための熱処理を行う。第3図は、フィルム膜の有
無による電子線照射後のIGBTのアニール温度とam
電圧の関係、及びアニール温度とターンオフ時間の関係
を示したグラフである。
同図に示すように、−2,−3V程度の閾m電圧変化Δ
■thを許容範囲とすれば、電子線照射時にフィルム膜
11を有したIGBT(図中L3で示す)の閾値電圧■
thは320〜330℃程度で回復する。一方、フィル
ム1111を有さなかったIGBT (図中L4で示す
)は380℃以上のアニール温度が要求される。
一方、アニール温度によりnボッィ層3が回復すること
によるターンオフ時間は電子線照射時のフィルム膜の有
無に関係なく同一である(図中L5で示す。)。従って
、電子線照射時にフィルム膜11を有したIGBTは3
20〜330℃程度の熱処理で閾値電圧V、−回復する
ためターンオフ時間は1μs程度であるのに対して、電
子照射時にフィルム膜11無しのIGBTは380℃以
上の熱処理で閾値電圧vthが回復するため、4〜5μ
sと、電子線照射以前の状態に戻ってしまう。
このように、フィルム膜11を形成したIGBT上より
電子線照射することで、オゾン等のイオンがIGBTウ
ェハ表面に吸着するのを確実に防止し、閾値電圧変化Δ
■thを最小限に抑制できる。
このため、nボッィ層3がほぼ完全に回復する以前のア
ニール温度で閾値電圧Vthの熱処理における回復が図
れる。従ってターンオフ時間の短縮を維持できる。
なお、フィルム膜11の形成方法は実施例に示した以外
にも薬包紙やポリエチレンで袋をつくり、その袋の中に
IGBTウェハを入れても良く、薄膜を表面に着けても
よい。しかしながら、IGBTの製造ラインに電子線装
置がイオン注入機のように装備されている場合は、実施
例で示した方法が自動化に適している。
また、フィルム膜11の厚みはIGBTへの電子線の透
過性を考えて十分に薄くする必要がある。
加速電圧0.7〜1lylav程度で照射する場合は1
00〜200μm程度以下にすることが望ましい。
また、この実施例ではnチャネルIGBTに関して述べ
たが、pチャネルIGBTにも勿論適用できる。
〔発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、トランジスタ
への電子線の照射を被覆物を介して行ったため、比較的
低いアニール温度で安定した閾値電圧に回復することが
できるため、ターンオフ時間の短い絶縁ゲート型トラン
ジスタを製造することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例であるIGBTの製造方法
を示すIGBTの断面図、第2図はこの発明により製造
されたIGBTにおける電子線照射量と閾値電圧変化の
関係を示すグラフ、第3図はアニール温度とIGBTの
閾値電圧変化及びターンオフ時間の関係を示すグラフ、
第4図は従来のIGBTを示す断面図、第5図は従来の
IGBTにおける電子線照射量と閾値電圧変化の関係を
示すグラフである。 図において、11はフィルム膜、12は電子線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板を準備する第1工程と、 前記半導体基板上に絶縁ゲート型トランジスタを製造す
    る第2工程と、 前記第2工程で製造された前記トランジスタの表面上を
    被覆物で覆う第3工程と、 前記トランジスタの前記被覆物上より電子線を照射する
    第4工程とを含む半導体装置の製造方法。
JP11738588A 1988-05-13 1988-05-13 半導体装置の製造方法 Pending JPH01287965A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04229660A (ja) * 1990-05-09 1992-08-19 Internatl Rectifier Corp 非常に深い濃度増加領域を備えたパワートランジスタデバイス
US5766966A (en) * 1996-02-09 1998-06-16 International Rectifier Corporation Power transistor device having ultra deep increased concentration region
EP0913859A1 (en) * 1997-03-25 1999-05-06 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100390893B1 (ko) * 1996-10-30 2003-10-04 주식회사 하이닉스반도체 박막 트랜지스터의 제조방법
US7468304B2 (en) 2005-09-06 2008-12-23 Canon Kabushiki Kaisha Method of fabricating oxide semiconductor device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58196017A (ja) * 1982-05-12 1983-11-15 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JPS6068621A (ja) * 1983-09-26 1985-04-19 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS62219664A (ja) * 1986-03-20 1987-09-26 Hitachi Ltd Mos型半導体素子の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58196017A (ja) * 1982-05-12 1983-11-15 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JPS6068621A (ja) * 1983-09-26 1985-04-19 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS62219664A (ja) * 1986-03-20 1987-09-26 Hitachi Ltd Mos型半導体素子の製造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04229660A (ja) * 1990-05-09 1992-08-19 Internatl Rectifier Corp 非常に深い濃度増加領域を備えたパワートランジスタデバイス
US5766966A (en) * 1996-02-09 1998-06-16 International Rectifier Corporation Power transistor device having ultra deep increased concentration region
KR100390893B1 (ko) * 1996-10-30 2003-10-04 주식회사 하이닉스반도체 박막 트랜지스터의 제조방법
EP0913859A1 (en) * 1997-03-25 1999-05-06 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
EP0913859A4 (en) * 1997-03-25 2004-04-14 Rohm Co Ltd SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS MANUFACTURING METHOD
US7276764B1 (en) 1997-03-25 2007-10-02 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device with metal wire layer masking
US7736977B2 (en) 1997-03-25 2010-06-15 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and a method for manufacturing therefor
US7468304B2 (en) 2005-09-06 2008-12-23 Canon Kabushiki Kaisha Method of fabricating oxide semiconductor device
US7691715B2 (en) 2005-09-06 2010-04-06 Canon Kabushiki Kaisha Method of fabricating oxide semiconductor device
US7883934B2 (en) 2005-09-06 2011-02-08 Canon Kabushiki Kaisha Method of fabricating oxide semiconductor device

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