[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

提供如下一种半导体装置：即使在作为初始材料的母材晶圆所含有的碳、氧的杂质浓度不同的情况下，也能够使照射电子射线后的处理晶圆之间的能级不同的各种复合缺陷的构成比率成为同等，从而器件特性的偏差的调整变得容易。例如具备：第一导电型的漂移区(11)，其具有通过电子射线等的照射而产生的晶体缺陷；第一导电型的第一主电极区(13)，其配置于漂移区(11)的一部分，该第一主电极区的杂质浓度比漂移区(11)的杂质浓度高；以及第二导电型的第二主电极区(12)，其以与第一主电极区13相离的方式配置于漂移区(11)的另一部分，其中，晶体缺陷包括由空位和氧构成的第一复合缺陷以及由碳和氧构成的第二复合缺陷，该晶体缺陷的缺陷密度被设定为：在深能级瞬态谱法的测定中鉴定的第一复合缺陷的能级的信号峰强度为第二复合缺陷的能级的信号峰强度的5倍以上。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其制造方法，特别涉及一种能够控制载流子的寿命的半导体装置及其制造方法。

背景技术

针对近年来的节能化的要求，用于电力变换装置等的功率模块的应用范围正在扩大。在用于功率模块的IGBT、MOSFET、续流二极管(FWD)等功率器件中，从对高速化与进行开关动作时产生的电力损耗的降低等的特性间的折衷选择进行改善的方面来看，控制载流子的寿命是很重要的。

作为控制载流子的寿命的技术之一，存在以下方法：通过照射电子射线来有意地在器件的漂移区引发晶体缺陷。通过电子射线的照射所引发的缺陷与晶圆中原本含有的碳、氧等结合来产生复合缺陷，而根据复合缺陷的种类，缺陷能级的深度不同，对载流子寿命的影响程度不同。

晶圆的制造方法按晶圆制造商而不同，这导致晶圆所含有的碳、氧等的杂质浓度在晶圆制造商之间不同。因此，存在以下问题：照射电子射线后产生的复合缺陷的构成比按晶圆而不同，载流子的寿命产生差异。另外，即使是从同一晶圆制造商处购买的晶圆，杂质浓度也按半导体晶体的铸锭(ingot)而不同，并且即使是同一铸锭，杂质浓度也会根据部位而不同，因此会产生同样的问题。

为了消除这种由于碳等的杂质浓度的差异而引起的器件特性的偏差，提出了如下一种方法：向晶圆中大量地导入碳，由此使得能够忽视晶圆中原本含有的碳的杂质浓度的偏差(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2006-352101号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1所记载的方法中，通过追加向晶圆中大量地导入碳的工序来使器件特性发生变化，因此无法应用于已经量产中的器件，并且成本增大。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供如下的半导体装置及其制造方法：即使在作为初始材料的母材晶圆(半导体衬底)所含有的碳、氧的杂质浓度不同的情况下，也能够使照射电子射线后的处理晶圆之间的能级不同的各种复合缺陷的构成比率成为同等，从而器件特性的偏差的调整变得容易。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个方式，提供一种半导体装置，该半导体装置具备：(a)第一导电型的漂移区，其具有通过电子射线的照射而产生的晶体缺陷；(b)第一导电型的第一主电极区，其配置于漂移区的一部分，该第一主电极区的杂质浓度比漂移区的杂质浓度高；以及(C)第二导电型的第二主电极区，其以与第一主电极区相离的方式配置于漂移区的另一部分，其中，晶体缺陷包括由空位和氧构成的第一复合缺陷以及由碳和氧构成的第二复合缺陷，晶体缺陷的缺陷密度被设定为：在深能级瞬态谱法的测定中鉴定的第一复合缺陷的能级的信号峰强度为第二复合缺陷的能级的信号峰强度的5倍以上。