JPH07297414A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH07297414A
JPH07297414A JP8613694A JP8613694A JPH07297414A JP H07297414 A JPH07297414 A JP H07297414A JP 8613694 A JP8613694 A JP 8613694A JP 8613694 A JP8613694 A JP 8613694A JP H07297414 A JPH07297414 A JP H07297414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
crystal defects
conductivity type
semiconductor substrate
manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP8613694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Osawa
明彦 大澤
Masanobu Tsuchiya
政信 土谷
Yoshiaki Baba
嘉朗 馬場
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8613694A priority Critical patent/JPH07297414A/en
Publication of JPH07297414A publication Critical patent/JPH07297414A/en
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Abstract

PURPOSE:To secure a current passage which does not pass through crystal defects in an element by dividing the crystal defects so that a difference can be obtained in vertical distance. CONSTITUTION:Crystal defects 31 are formed at an He<2+> dosing amount of 1X10<12>atoms.cm<-2> and acceleration energy of 24MeV by using an aluminum plate having a thickness of 285mum at its thicker part and 243mum at its thinner part. As a results, crystal defects 31 having widths of 3mum are formed in an element at distances 34mum and 70mum, respectively, from the interface of a P-N junction and a layer 32 having a shorter life time is formed from the interface of the P-N junction. Since the layer 32 can exercise its effect at this position, the leak currents can be reduced and a current passage which does not pass through the crystal defects can be secured in the element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置とその製造方
法、特に低ライフタイム層を有する高速スイッチング半
導体装置とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and its manufacturing method, and more particularly to a high speed switching semiconductor device having a low lifetime layer and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイオード等のスイッチング用半導体素
子では、順方向から逆方向へ電圧を切り替えたとき、電
圧が順方向のときに蓄積された過剰少数キャリアの消滅
に一定の時間がかかる。この過剰少数キャリアはスイッ
チング用素子の高速化の障害となっており、少数キャリ
アを短時間で消滅させるため、デバイス中に金や白金を
熱拡散してライフタイムを短縮したり、電子線や中性子
線を照射して、結晶欠陥を形成し再結合中心として作用
させること等により、過剰少数キャリアのライフタイム
の短縮化を図っている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device for switching such as a diode, when the voltage is switched from a forward direction to a reverse direction, it takes a certain time for the excess minority carriers accumulated when the voltage is in the forward direction to disappear. This excess minority carrier is an obstacle to speeding up the switching element, and because minority carriers disappear in a short time, gold or platinum is thermally diffused in the device to shorten the life time, electron beam or neutrons. The lifetime of excess minority carriers is shortened by irradiating a ray to form a crystal defect and act as a recombination center.

【0003】この技術は、本発明者らにより特開平4―
252078号公報に報告されている。この技術は、半
導体基板中にプロトンが停止する際に、この停止位置付
近に高準位密度の格子欠陥が生じるため、これを低ライ
フタイム層として利用するものであり、素子内の特定の
部分に低ライフタイム層を形成するための結晶欠陥を局
在化させ形成するものである。
This technique is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-
It is reported in Japanese Patent No. 252078. This technology uses a lattice defect with a high level density near the stop position when protons stop in the semiconductor substrate, so it is used as a low lifetime layer. Further, the crystal defects for forming the low lifetime layer are localized and formed.

【0004】また、より狭い幅を持つ結晶欠陥の局在化
を可能とすると共に、荷電粒子照射後、高温、長時間の
熱処理を必要としないプロセスにより、従来のプロトン
照射、電子線照射等に比べオン抵抗及びスイッチング速
度が共に向上する技術が、本発明者らにより特開平5―
102161号公報に報告されている。この技術は従来
用いられていたプロトンを照射する代わりに、ヘリウム
イオン3 He2+を照射するものであり、プロトンの照射
に比べ高準位密度の結晶欠陥を形成することができる。
In addition, it is possible to localize crystal defects having a narrower width, and to perform conventional proton irradiation, electron beam irradiation, etc. by a process that does not require heat treatment at high temperature after irradiation of charged particles. A technique for improving both the on-resistance and the switching speed is disclosed by the present inventors in Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 102161 is reported. This technique is to irradiate helium ion 3 He 2+ instead of the conventionally used proton irradiation, and can form crystal defects with a higher level density than the irradiation of proton.

【0005】しかしながら、いづれの低ライフタイム層
の形成においても、結晶欠陥は素子の基板面に対し平行
な方向に一元的に形成されている。よって素子内の一方
の電極から他方の電極へ流れる電流の電流路を遮って、
結晶欠陥及び低ライフタイム層が存在することとなる。
このため素子の基板間に流れる電流は結晶欠陥が形成さ
れている部分を常に通過することとなる。結晶欠陥は電
流路として考えた場合、その抵抗が高いため、素子のオ
ン抵抗が上昇することとなる。例え、低ライフタイム層
を形成するための結晶欠陥の形成位置を変えたとして
も、素子の内部に一元的に形成されている場合は、基板
間に流れる電流が結晶欠陥内を常に流れることとなるの
で、オン抵抗が上昇することとなる。
However, in forming any of the low lifetime layers, crystal defects are centrally formed in the direction parallel to the substrate surface of the device. Therefore, interrupt the current path of the current flowing from one electrode in the element to the other electrode,
Crystal defects and low lifetime layers will be present.
Therefore, the current flowing between the substrate of the element always passes through the portion where the crystal defect is formed. When the crystal defect is considered as a current path, its resistance is high, so that the on-resistance of the device increases. For example, even if the formation position of the crystal defect for forming the low lifetime layer is changed, it is possible that the current flowing between the substrates always flows in the crystal defect if the crystal defect is formed centrally inside the element. Therefore, the on-resistance increases.

【0006】またPN接合近くに結晶欠陥を形成し、素
子に逆バイアスを印加したとき、PN接合より広がる空
乏層が結晶欠陥の領域内にも広がり、結晶欠陥内にも大
きな電界がかかることとなる。この結晶欠陥に電界がか
かると、この結晶欠陥がキャリアの発生中心となり、逆
バイアス時にリーク電流が増加する原因となる。これを
防ぐために、結晶欠陥をPN接合より遠ざけて形成する
と少数キャリアが拡散する距離内で、これを捕獲するこ
とができずスイッチング速度が低下し、低ライフタイム
層を形成する効果がなくなる。このように結晶欠陥の形
成位置を決定するには、明確な指標がなく経験的な数値
により決定されていた。
Further, when a crystal defect is formed near the PN junction and a reverse bias is applied to the device, the depletion layer extending from the PN junction also extends into the region of the crystal defect, and a large electric field is applied to the crystal defect. Become. When an electric field is applied to this crystal defect, this crystal defect becomes the center of carrier generation, which causes an increase in leak current during reverse bias. In order to prevent this, if the crystal defects are formed farther from the PN junction, they cannot be captured within the distance in which the minority carriers are diffused, the switching speed is reduced, and the effect of forming the low lifetime layer is lost. As described above, there is no clear index for determining the formation position of crystal defects, and it has been determined by empirical numerical values.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の低
ライフタイム層の形成においては、低ライフタイム層を
形成するための結晶欠陥が素子の電流路を遮って形成さ
れているために、オン抵抗が上昇するという問題点と、
低ライフタイム層の形成位置を明確な指標なく経験的な
数値によりしか決定していなかったために、結晶欠陥を
最適な位置に形成することが困難であった。
As described above, in the conventional formation of the low lifetime layer, the crystal defects for forming the low lifetime layer are formed by blocking the current path of the device, The problem that the on-resistance increases,
Since the formation position of the low lifetime layer was determined only by an empirical numerical value without a clear index, it was difficult to form the crystal defect at the optimum position.

【0008】本発明においては、上記の問題点を解決す
るために低ライフタイム層を形成するための結晶欠陥
が、素子の基板間に流れる電流の電流路を遮ることのな
い様に形成し、従来の製造方法によって製造されたもの
よりもオン抵抗を減少させることを目的とする。また、
結晶欠陥の形成はその形成位置を経験的な数値によら
ず、その原理的な面から検討し、ある指標を示しこれに
より低ライフタイム層を形成するための結晶欠陥を形成
することを目的とする。
In the present invention, in order to solve the above problems, the crystal defects for forming the low lifetime layer are formed so as not to interrupt the current path of the current flowing between the substrates of the element, The purpose is to reduce the on-resistance more than that produced by the conventional production method. Also,
The formation of crystal defects does not depend on the empirical numerical value of the formation position, but from the viewpoint of its principle, it aims to form a crystal defect for forming a low lifetime layer by showing a certain index. To do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、結晶欠陥を幾つかに分割し、そ
れぞれの形成位置を素子の縦方向に対し差を持たせて形
成することにより、電流路が結晶欠陥内を通過すること
がなく確保され、素子のオン抵抗が上昇することを防
ぐ。またこの結晶欠陥の形成位置は、少数キャリアが低
ライフタイム層内に注入されることによって発生する再
結合電流を抑制するために、少数キャリアが拡散し消滅
するまでの距離である、少数キャリアの拡散長という概
念を取り入れ、結晶欠陥をPN接合の界面から少数キャ
リアの拡散長以内の位置に形成し、少数キャリアをその
ライフタイム内に捕獲し、スイッチング速度を向上とリ
ーク電流を低減させる。
In order to achieve the above object, in the present invention, the crystal defects are divided into some, and the respective formation positions are formed with a difference in the vertical direction of the element. This ensures that the current path does not pass through the crystal defects and prevents the on-resistance of the device from rising. The formation position of this crystal defect is the distance until the minority carriers diffuse and disappear in order to suppress the recombination current generated by the minority carriers being injected into the low lifetime layer. Introducing the concept of diffusion length, crystal defects are formed within the diffusion length of minority carriers from the interface of the PN junction, minority carriers are captured within their lifetimes, the switching speed is improved and leakage current is reduced.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、結晶欠陥を分割し縦方向の距
離に差を持たせて形成することにより、素子内に結晶欠
陥を通過することのない電流路が確保されるために、素
子のオン抵抗が低減される。また、結晶欠陥をPN接合
界面より少数キャリアの拡散長離して形成することによ
り、スイッチング速度の向上とリーク電流の低減が実現
できる。
According to the present invention, since the crystal defects are divided and formed with different vertical distances, a current path that does not pass through the crystal defects is ensured in the device. The on resistance of is reduced. Further, by forming the crystal defect away from the PN junction interface by the diffusion length of minority carriers, it is possible to improve the switching speed and reduce the leak current.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。まず図1(a)に示すように、N型シリコン半導
体基板11を用意する。この半導体基板11は比抵抗5
0Ωm、厚さ400μm、またフォトルミネッセンス法
の測定結果によれば、少数キャリアの拡散長は約70μ
mである。この半導体基板11表面上に、膜厚1000
オングストロームのシリコン酸化膜12をCVD法によ
り形成する。次にこのシリコン酸化膜12上にフォトレ
ジストを形成し、これをパターニングする事により不純
物を注入するためのレジストマスク13を形成する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1A, an N-type silicon semiconductor substrate 11 is prepared. This semiconductor substrate 11 has a specific resistance of 5
According to the measurement result of 0 Ωm, the thickness of 400 μm, and the photoluminescence method, the diffusion length of the minority carrier is about 70 μm.
m. A film thickness of 1000 is formed on the surface of the semiconductor substrate 11.
An angstrom silicon oxide film 12 is formed by a CVD method. Next, a photoresist is formed on the silicon oxide film 12 and patterned to form a resist mask 13 for implanting impurities.

【0012】続いて図1(b)に示すように半導体基板
11内にP型不純物領域を形成するために、Bを加速エ
ネルギー70keV、ドーズ量1×1015atoms・
cm-2で注入する。次に1150℃、4時間のアニール
を行い、注入された不純物を活性化させる。この結果、
Bより形成されるP型不純物領域21は、半導体基板1
1の表面より深さ10μmの領域まで形成される。次に
フォトレジストを剥離し、膜厚1μmのAl膜を酸化膜
12表面上に形成し、これをエッチングする事により表
面電極22を形成する。次に半導体基板11の裏面にも
膜厚9000オングストロームのAl膜を成膜し、裏面
電極23を形成する。
Subsequently, in order to form a P-type impurity region in the semiconductor substrate 11 as shown in FIG. 1B, B is accelerated at an energy of 70 keV and a dose amount of 1 × 10 15 atoms ·
Inject at cm -2 . Next, annealing is performed at 1150 ° C. for 4 hours to activate the implanted impurities. As a result,
The P-type impurity region 21 formed of B is the semiconductor substrate 1
A region having a depth of 10 μm is formed from the surface of 1. Next, the photoresist is peeled off, an Al film having a film thickness of 1 μm is formed on the surface of the oxide film 12, and this is etched to form the surface electrode 22. Next, an Al film having a film thickness of 9000 angstrom is formed on the back surface of the semiconductor substrate 11 to form the back electrode 23.

【0013】続いて、素子内に低ライフタイム層を形成
するために結晶欠陥を形成する。結晶欠陥は素子内の電
流路が結晶欠陥に遮られることのないように、従来電極
に対し平行に一元的に形成されていたものを、3つに分
割し電極からの距離に差を持たせることにより、結晶欠
陥が遮ることのない電流路を形成する。またこの結晶欠
陥の形成位置は、少数キャリアが低ライフタイム層内に
注入されることによって発生する再結合電流を抑制する
ために、PN接合界面より拡散する少数キャリアが、消
滅するまでの距離である、少数キャリアの拡散長以内に
結晶欠陥を形成する。
Subsequently, crystal defects are formed in order to form a low lifetime layer in the device. The crystal defect, which was conventionally formed centrally in parallel with the electrode so that the current path in the device is not blocked by the crystal defect, is divided into three to give a difference in distance from the electrode. As a result, a current path that is not interrupted by crystal defects is formed. Further, the formation position of this crystal defect is the distance until the minority carriers diffusing from the PN junction interface disappear in order to suppress the recombination current generated by the minority carriers being injected into the low lifetime layer. A crystal defect is formed within a certain minority carrier diffusion length.

【0014】よって図1(c)に示すように、低ライフ
タイム層32を形成するための結晶欠陥31の形成は、
3 He2+の照射を膜厚に差がある金属板33を介して行
い、この金属板により照射エネルギーを変化させ、結晶
欠陥の形成位置を変化させる。 低ライフタイム層32
は、結晶欠陥31の中心より上下方向へそれぞれ70μ
mの幅を持って形成される。よって低ライフタイム層3
2を素子内に隙間なく形成するためには、結晶欠陥31
は上下の方向で、最大140μm離して形成すると一定
の効果を得ることができる。しかし上記の理由により結
晶欠陥31はPN接合界面より、少数キャリアの拡散長
である70μm以内の範囲に形成する必要がある。また
電流路を結晶欠陥によって遮られることのないように、
結晶欠陥31を分割し、それぞれの結晶欠陥31で半導
体基板11表面からの距離に差を持つように形成する。
Therefore, as shown in FIG. 1C, the formation of the crystal defect 31 for forming the low lifetime layer 32 is as follows.
Irradiation of 3 He 2+ is performed through the metal plate 33 having a different film thickness, and the irradiation energy is changed by this metal plate to change the formation position of crystal defects. Low lifetime 32
Is 70 μm vertically from the center of the crystal defect 31.
It is formed with a width of m. Therefore, low lifetime layer 3
In order to form 2 without gaps in the device, crystal defects 31
Can be obtained in a vertical direction at a maximum distance of 140 μm to obtain a certain effect. However, for the above reason, the crystal defect 31 needs to be formed within the range of 70 μm, which is the diffusion length of minority carriers, from the PN junction interface. Also, to prevent the current path from being blocked by crystal defects,
The crystal defects 31 are divided and formed so that the respective crystal defects 31 have a difference in distance from the surface of the semiconductor substrate 11.

【0015】よって本実施例においては、結晶欠陥31
の形成はその中心がPN接合界面より最大離れているも
ので70μm、またPN接合に最も近いものでその中心
がPN接合界面より34μmとして形成する。以上の位
置は、低ライフタイム層の効果が最も期待できる位置で
あり、リーク電流の低減とスイッチング速度の向上を実
現するための最適の位置とされる。
Therefore, in this embodiment, the crystal defect 31
Is formed at a distance of 70 μm when its center is farthest from the PN junction interface, and at a distance of 34 μm from the PN junction interface where it is closest to the PN junction. The above positions are positions where the effects of the low lifetime layer can be most expected, and are optimum positions for realizing reduction of leak current and improvement of switching speed.

【0016】この結晶欠陥31と低ライフタイム層32
の形成位置を説明する断面図を図2(a)に示す。図示
するように素子内には結晶欠陥31が幅3μmでそれぞ
れ中心の位置がPN接合界面からの距離が34μm、7
0μm離れた位置に形成され、また低ライフタイム層3
2はPN接合界面より形成される。
The crystal defect 31 and the low lifetime layer 32
FIG. 2A is a cross-sectional view for explaining the formation position of the. As shown in the figure, the crystal defect 31 has a width of 3 μm in the device, and the central position thereof is 34 μm from the PN junction interface.
Low lifetime layer 3 formed at a position 0 μm away
2 is formed from the PN junction interface.

【0017】また結晶欠陥31を所望の位置に形成する
ためには、金属板33の膜厚や寸法と3 He2+のドーズ
量及び加速エネルギーを決定する必要がある。本実施例
の場合、ドーズ量1×1012atoms・cm-2、加速
エネルギー24MeVで行う。また金属板33の膜厚は
図2(b)に示すように、膜厚が厚い部分で285μ
m、膜厚が薄い部分で243μmのAl板を用いて行
う。
In order to form the crystal defect 31 at a desired position, it is necessary to determine the film thickness and size of the metal plate 33, the dose amount of 3 He 2+ and the acceleration energy. In this embodiment, the dose is 1 × 10 12 atoms · cm −2 and the acceleration energy is 24 MeV. Further, as shown in FIG. 2B, the film thickness of the metal plate 33 is 285 μm in the thick part.
m and a thin film portion is performed using an Al plate of 243 μm.

【0018】結晶欠陥を形成するためには、例えばプロ
トンによっても実施が可能である。この場合、ドーズ量
7×1012atoms・cm-2、加速エネルギー4.5
MeVで行う。また金属板の膜厚は図2(c)に示すよ
うに、膜厚が厚い部分で125μm、膜厚が薄い部分で
96μmのAl板を用いて行う。プロトンの照射によっ
てできる結晶欠陥の幅は15μmであり3 He2+での幅
に比べ、局在化させて形成するのは困難であるが、ある
程度の効果が期待できる。
The formation of crystal defects can also be carried out by using, for example, protons. In this case, the dose amount is 7 × 10 12 atoms · cm −2 and the acceleration energy is 4.5.
Perform with MeV. As shown in FIG. 2C, the thickness of the metal plate is 125 μm in the thick part and 96 μm in the thin part. The width of crystal defects formed by irradiation with protons is 15 μm, which is more difficult to form by localization than the width of 3 He 2+ , but some effects can be expected.

【0019】上記実施例においては3 He2+の例につい
て示したがこの他、H+2+4He2+、e- 、Pt
+ 、Au+ の各イオンによっても実施が可能である。こ
れらのイオンによれば結晶欠陥の幅をある程度まで短縮
させることができ、またその濃度を高準位とすることが
できるので、よって効率的な低ライフタイム層の形成が
可能となる。
In the above embodiment, an example of 3 He 2+ is shown, but in addition to this, H + , 2 D + , 4 He 2+ , e , Pt.
It can also be implemented by using + + and Au + ions. With these ions, the width of crystal defects can be shortened to a certain extent, and the concentration thereof can be set to a high level, so that an efficient low lifetime layer can be formed.

【0020】またAl板による金属板の他、SiやSi
2 の各物質によっても照射粒子の加速エネルギーを変
化させることができ実施が可能である。さらにはこれら
の物質を用いず部分的にイオンを照射し、その照射位置
と加速エネルギー及びドーズ量を変化させることによっ
て、結晶欠陥を形成することも可能である。
In addition to a metal plate made of an Al plate, Si or Si
The acceleration energy of the irradiated particles can be changed by each substance of O 2 and it can be carried out. Further, it is possible to form a crystal defect by partially irradiating ions without using these substances and changing the irradiation position, the acceleration energy and the dose amount.

【0021】続いて本発明の実施例の効果を示す、スイ
ッチング速度とオン電圧の特性図を、図3に示す。ここ
でオン電圧はオン抵抗と比例関係であるものとする。図
中の従来の構造による特性とは、結晶欠陥をPN接合界
面よりその中心位置を少数キャリアの拡散長である70
μm離して形成したものであり、この結晶欠陥は素子の
電極に平行して一元的に形成された場合の特性である。
図示するように、本実施例における特性が、従来のもの
よりスイッチング速度、オン電圧(オン抵抗)ともに上
回っており、特性が大幅に改善されていることが分か
る。
Next, FIG. 3 shows a characteristic diagram of the switching speed and the on-voltage, which shows the effect of the embodiment of the present invention. Here, the on-voltage is assumed to be proportional to the on-resistance. The characteristic of the conventional structure in the figure is the diffusion length of minority carriers at the center position of the crystal defect from the PN junction interface.
The crystal defects are formed in parallel with the electrodes of the device and are characteristically formed in parallel with the electrodes of the device.
As shown in the figure, the characteristics of this embodiment are higher than the conventional one in both the switching speed and the on-voltage (on-resistance), and it can be seen that the characteristics are significantly improved.

【0022】本発明の目的は、素子内に形成する結晶欠
陥に遮られることのない電流路の確保と、少数キャリア
の拡散長以内の範囲で結晶欠陥を形成し低ライフタイム
層を形成することであり、結晶欠陥の形成位置は上記実
施例の他に、結晶欠陥をさらに細かく分割し、その形成
位置を交互に形成したり、或いは本実施例とは逆に中央
の結晶欠陥を、PN接合界面より最も離して形成するな
どの形態がある。これらを説明するための断面図を図4
(a)から(c)に示す。図中の41は結晶欠陥、42
は低ライフタイム層である。これらいづれの形態によっ
ても同程度の効果を得ることができる。
An object of the present invention is to secure a current path that is not interrupted by crystal defects formed in the element and to form crystal defects within a range within the diffusion length of minority carriers to form a low lifetime layer. In addition to the above-mentioned embodiment, the formation position of the crystal defect is further divided into finer crystal defects, and the formation positions thereof are alternately formed. Alternatively, the crystal defect at the center is formed by PN junction. There is a form such that it is formed farthest from the interface. A cross-sectional view for explaining these is shown in FIG.
Shown in (a) to (c). 41 in the figure is a crystal defect, 42
Is a low lifetime layer. The same effect can be obtained by any of these forms.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、素子内に結晶欠陥を通
過することのない電流路が確保されるために、素子のオ
ン抵抗が低減される。また、結晶欠陥をPN接合界面よ
り少数キャリアの拡散長離して形成することにより、ス
イッチング速度の向上とリーク電流の低減が実現でき、
さらなる素子の特性の向上が実現できる。
According to the present invention, a current path that does not pass through crystal defects is ensured in the device, so that the on-resistance of the device is reduced. In addition, by forming the crystal defect away from the PN junction interface by the diffusion length of minority carriers, it is possible to improve the switching speed and reduce the leak current.
Further improvement in device characteristics can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の製造工程を説明する断面図。FIG. 1 is a sectional view illustrating a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を説明する断面図。FIG. 2 is a sectional view illustrating an embodiment of the present invention.

【図3】本実施例のスイッチング速度とオン電圧の特性
図。
FIG. 3 is a characteristic diagram of the switching speed and the on-voltage of the present embodiment.

【図4】本発明の他の実施例を説明する断面図。FIG. 4 is a sectional view illustrating another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 N型シリコン半導体基板 12 シリコン酸化膜 13 レジストマスク 21 P型不純物領域 22 表面電極 23 裏面電極 31、41 結晶欠陥 32、42 低ライフタイム層 33 金属板 11 N-type Silicon Semiconductor Substrate 12 Silicon Oxide Film 13 Resist Mask 21 P-type Impurity Region 22 Front Surface Electrode 23 Back Surface Electrode 31, 41 Crystal Defect 32, 42 Low Lifetime Layer 33 Metal Plate

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板内に形成された第一導電型及
び第二導電型の領域と、前記第一導電型の領域に接続さ
れた第一電極と、前記第二導電型の領域に接続された第
二電極と、前記半導体基板内に結晶欠陥を有する半導体
装置において、 前記結晶欠陥は複数に分割されていることを特徴とする
半導体装置。
1. A region of the first conductivity type and a second conductivity type formed in a semiconductor substrate, a first electrode connected to the region of the first conductivity type, and a region of the second conductivity type. In the semiconductor device having the formed second electrode and a crystal defect in the semiconductor substrate, the crystal defect is divided into a plurality of parts.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記複数に分割された結晶欠陥は、前記第一導電型の領
域と前記第二導電型の領域との界面から前記半導体基板
の少数キャリアの拡散長離れた位置までの範囲内に中心
を持つことを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of divided crystal defects are minority carriers of the semiconductor substrate from an interface between the first conductivity type region and the second conductivity type region. A semiconductor device having a center within a range up to a diffusion distance.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 前記複数に分割された結晶欠陥は、前記半導体基板内の
前記第一導電型の領域と前記第二導電型の領域との界面
と実質的に平行な方向に間隙なく段差を有して形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the crystal defects divided into a plurality are substantially at an interface between the first conductivity type region and the second conductivity type region in the semiconductor substrate. A semiconductor device, characterized in that it is formed with a step in a direction parallel to, without a gap.
【請求項4】 請求項1記載の半導体装置において、 前記分割された結晶欠陥の間の領域に、前記第一及び第
二の電極間の主電流経路を有することを特徴とする半導
体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a main current path between the first and second electrodes is provided in a region between the divided crystal defects.
【請求項5】 請求項1記載の半導体装置において、 前記複数に分割された結晶欠陥の中心間の距離は、前記
半導体基板の少数キャリアの拡散長の2倍以内の距離で
あることを特徴とする半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the distance between the centers of the crystal defects divided into the plurality is within twice the diffusion length of minority carriers in the semiconductor substrate. Semiconductor device.
【請求項6】 請求項1または記載の半導体装置におい
て、 前記結晶欠陥はH+2+3 He2+4 He2+、e
- 、Pt+ 、Au+ のうちいづれかのイオンを照射する
事によって形成されていることを特徴とする半導体装
置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the crystal defects are H + , 2 D + , 3 He 2+ , 4 He 2+ , e.
-, Pt +, and wherein a being formed by irradiating the Izure of ions of Au +.
【請求項7】 第一導電型の半導体基板の所定の領域内
に第二導電型の領域を形成する工程と、 前記第一導電型の半導体基板内に、前記第一導電型の半
導体基板と前記第二導電型の領域の界面から前記半導体
基板の少数キャリアの拡散長離れた位置までの範囲内に
中心が存在するように複数の結晶欠陥を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step of forming a second conductivity type region in a predetermined region of a first conductivity type semiconductor substrate; and a step of forming the first conductivity type semiconductor substrate in the first conductivity type semiconductor substrate. A step of forming a plurality of crystal defects so that a center thereof exists within a range from an interface of the second conductivity type region to a position away from a diffusion length of minority carriers of the semiconductor substrate. Device manufacturing method.
【請求項8】 請求項7記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記複数の結晶欠陥の中心間の距離は、前記半導体基板
の少数キャリアの拡散長の2倍以内の距離で形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the distance between the centers of the plurality of crystal defects is formed within a distance of twice the diffusion length of minority carriers of the semiconductor substrate. And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項9】 請求項7記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記複数の結晶欠陥は、前記半導体基板内の前記第一導
電型の半導体基板と前記第二導電型の領域との界面と平
行な方向に間隙なく段差を有して形成されることを特徴
とする半導体装置。
9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the plurality of crystal defects are parallel to an interface between the semiconductor substrate of the first conductivity type and the region of the second conductivity type in the semiconductor substrate. A semiconductor device characterized by being formed with a step in any direction without gaps.
【請求項10】 請求項7記載の半導体装置の製造方法
において、 前記複数の結晶欠陥を形成する工程は、所定のイオンの
照射エネルギーを変化させることにより行うことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the step of forming the plurality of crystal defects is performed by changing irradiation energy of predetermined ions. .
【請求項11】 請求項10記載の半導体装置の製造方
法において、 前記照射エネルギーを変化させる手段は、前記所定のイ
オンの照射源と前記半導体基板との間に所定物質を介在
させることにより行うことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the means for changing the irradiation energy is performed by interposing a predetermined substance between an irradiation source of the predetermined ions and the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項12】 請求項10記載の半導体装置の製造方
法において、 前記照射エネルギーを変化させる手段は、前記所定物質
の膜厚を変えることにより行うことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the means for changing the irradiation energy is performed by changing a film thickness of the predetermined substance.
【請求項13】 請求項12記載の半導体装置の製造方
法において、 前記膜厚が異なる所定の物質は、Al、Si、SiO2
のうちいづれかの物質を用いて行うことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the predetermined substances having different film thicknesses are Al, Si, and SiO 2.
A method of manufacturing a semiconductor device, characterized by performing using any one of the substances.
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