[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

说明书

提供一种半导体装置，其具备：半导体基板，掺杂有杂质；正面侧电极，设置于半导体基板的正面侧；以及背面侧电极，设置于半导体基板的背面侧，半导体基板具有：峰区，配置于半导体基板的背面侧，并且杂质浓度具有一个以上的峰；高浓度区，配置于比峰区更靠向正面侧的位置，并且杂质浓度的分布比一个以上的峰平缓；以及低浓度区，配置于比高浓度区更靠向正面侧的位置，并且杂质浓度比高浓度区的杂质浓度和半导体基板的基板浓度低。

技术领域

本发明涉及半导体装置和半导体装置的制造方法。

背景技术

以往，已知有在使电流沿半导体基板的厚度方向流通的纵型半导体装置中，将场截止层设置于半导体基板的背面侧的构成(例如，参照专利文献1和专利文献2)。

专利文献1：日本特开2009-99705号公报

专利文献2：国际公开第2013/100155号场刊

发明内容

技术问题

在场截止层浅的情况下，难以充分抑制IGBT等的截止振动和反向恢复振动。

技术方案

在本发明的第一方式中，提供一种半导体装置，其具备：半导体基板，掺杂有杂质；正面侧电极，设置于半导体基板的正面侧；以及背面侧电极，设置于半导体基板的背面侧，半导体基板具有：峰区，配置于半导体基板的背面侧，并且杂质浓度具有一个以上的峰；高浓度区，配置于比峰区更靠向正面侧的位置，并且杂质浓度的分布比一个以上的峰平缓；以及低浓度区，配置于比高浓度区更靠向正面侧的位置，并且杂质浓度比高浓度区的杂质浓度和半导体基板的基板浓度低。

高浓度区的杂质浓度可以为半导体基板的基板浓度以上。高浓度区的杂质浓度可以与半导体基板的基板浓度相等。

半导体基板可以具有第一区、载流子寿命比第一区的载流子寿命短的第二区、位于第一区与第二区之间的迁移区。迁移区可以包括半导体基板的P型半导体层与N型半导体层的边界。

第一区的载流子寿命可以为10μs以上，第二区的载流子寿命可以为0.1μs以下。迁移区的在深度方向上的长度可以为5μm以上。迁移区的在深度方向上的长度可以大于最背面的峰的半峰值半宽度。迁移区的在深度方向上的长度可以大于半导体基板的P型半导体层的在深度方向上的长度。

半导体基板可以为MCZ基板。半导体基板中的平均氧浓度可以为1.0×10¹⁶/cm³以上且1.0×10¹⁸/cm³以下。半导体基板还可以具备从半导体基板的正面起沿深度方向延伸而形成的缺陷区。

缺陷区的一部分可以与高浓度区的一部分在深度方向上形成于相同的位置。缺陷区的前端可以延伸至比所述峰区中设置于最靠向半导体基板的正面侧的峰更靠向半导体基板的背面侧的位置为止。缺陷区的前端可以形成于与峰区中的一个峰在深度方向上相同的位置。

半导体基板还可以具备从半导体基板的背面起沿深度方向延伸而形成的缺陷区。

缺陷区可以延伸至比高浓度区更靠向半导体基板的正面侧的位置为止。

半导体基板可以具有形成有晶体管的晶体管区和形成有二极管的二极管区。高浓度区可以形成于二极管区。高浓度区还可以形成于晶体管区。高浓度区可以不形成于晶体管区。

在本发明的第二方式中，提供一种半导体装置的制造方法，其具备从半导体基板的背面侧掺杂质子的步骤。在掺杂质子的步骤之后，可以具有使半导体基板退火的步骤，在退火的步骤之后，可以具有形成沿半导体基板的深度方向延伸的缺陷区的步骤。在形成缺陷区的步骤之后，可以具备使半导体基板退火的步骤。在形成缺陷区的步骤之后，可以具有使半导体基板退火的步骤。