[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置，其特征在于，具有：

p导电型的基底层，设置于成为n导电型的漂移层的半导体基板的第一主面的表面层，浓度比该漂移层高；

n导电型的发射层，设置于所述基底层的内部，浓度比该基底层高；

栅极绝缘膜，以与所述基底层、所述发射层以及所述漂移层相接的方式设置，

栅电极，在所述栅极绝缘膜的表面以与所述基底层、所述发射层以及所述漂移层对置的方式设置；

发射电极，设置于所述发射层和所述基底层的表面，通过层间绝缘膜与所述栅电极绝缘；和

p导电型的集电极层，设置于所述半导体基板的第二主面的表面，

在所述漂移层与所述集电极层之间，至少具有一个n导电型的中间层，所述n导电型的中间层将浓度比所述漂移层高的n导电型的电场终止层与浓度比该电场终止层低且为所述漂移层的浓度以上的n导电型的无序减少区域这两层作为一对。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，最靠近所述基底层的所述电场终止层的载流子浓度为最大浓度的位置距离所述第二主面的深度比15μm还深。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，使q为基元电荷，使N_d为所述漂移层的平均浓度，使ε_S为所述半导体基板的介电常数，使V_rate为额定电压，使J_F为额定电流密度，使v_sat为载流子的速度在预定的电场强度下饱和的饱和速度，用下述式(1)表示距离指标L，

将最靠近所述基底层的所述电场终止层的载流子浓度为最大浓度的位置从所述第二主面起算的深度设定为X，

将所述半导体基板的厚度设定为W0，

X＝W0-γL，γ为0.2以上且1.5以下，

[数学式1]

L=ϵsVrateq(JFqvsat+Nd)...(1).]]>

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在与所述漂移层相接的所述中间层中所述电场终止层与所述漂移层相接，在与所述集电极层相接的所述中间层中所述无序减少区域与所述集电极层相接。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，形成2个以上所述中间层。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述无序减少区域中的载流子迁移率的最小值为结晶状态的该载流子迁移率的20％以上。

7.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包含以下工序：

从半导体基板的一个主面进行质子注入的工序；

通过使所述半导体基板整体处于高温而形成由质子注入而产生的氢致施主，在所述半导体基板内形成n导电型的电场终止层的工序；

从所述一个主面对所述质子注入的飞程范围进行加热，减少生成在质子通过区域的无序，形成n导电型的无序减少区域的工序。

8.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在形成所述电场终止层的工序中，使所述半导体基板整体处于高温的处理为炉退火处理，

在形成所述无序减少区域的工序中，从所述一个主面对所述质子注入的飞程范围进行加热的处理为从该一个主面照射激光的激光退火处理。