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公開番号2025050265
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158959
出願日2023-09-22
発明の名称半導体装置の製造方法、および半導体装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10D 30/01 20250101AFI20250327BHJP()
要約【課題】ライフタイム制御領域の形成に要する時間を短縮することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、トランジスタ領域およびダイオード領域を有する半導体部を形成し、半導体部の上方から照射されたイオンによって、ダイオード領域における半導体部の下部に第1ライフタイム制御領域を形成し、半導体部の上方からマスクを通過して照射されたイオンによって、半導体部の上部に、第1ライフタイム制御領域と重なり合わないように第2ライフタイム制御領域を第1ライフタイム制御領域と同時に形成する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタ領域およびダイオード領域を有する半導体部を形成し、
前記半導体部の上方から照射されたイオンによって、前記ダイオード領域における前記半導体部の下部に第１ライフタイム制御領域を形成し、
前記半導体部の上方からマスクを通過して照射されたイオンによって、前記半導体部の上部に、前記第１ライフタイム制御領域と重なり合わないように第２ライフタイム制御領域を前記第１ライフタイム制御領域と同時に形成する、半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記トランジスタ領域と前記ダイオード領域との境界部分の上部に前記第２ライフタイム制御領域を形成する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記トランジスタ領域と前記ダイオード領域との間に分離領域を形成し、
前記トランジスタ領域と前記分離領域との境界部分の上部に前記第２ライフタイム制御領域を形成する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記トランジスタ領域と前記マスクとの間に、前記イオンを通過させないレジストを配置した状態で、前記第１ライフタイム制御領域および前記第２ライフタイム制御領域を形成する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記マスクが、アルミニウムまたはニッケルを含んだメタルマスクである、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記イオンが、水素イオンまたはヘリウムイオンである、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体部のｎ型の第１半導体領域に、前記第１ライフタイム制御領域および前記第２ライフタイム制御領域を形成する、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１ライフタイム制御領域および前記第２ライフタイム制御領域を形成した後、前記第１半導体領域の下にｎ型の第２半導体領域を形成し、
前記トランジスタ領域における前記第２半導体領域の下にp型の第３半導体領域を形成し、
前記ダイオード領域における前記第２半導体領域の下にｎ型の第４半導体領域を形成し、
前記第３半導体領域の下および前記第４半導体領域の下に第１電極を形成する、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記半導体部上に第２電極を形成した状態で、前記第１ライフタイム制御領域および前記第２ライフタイム制御領域を形成する、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記トランジスタ領域にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を形成し、前記ダイオード領域にＦＷＤ（Free Wheeling Diode）を形成する、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法、および半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一つとして、ＲＣ（Reverse Conductive）－ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が知られている。ＲＣ－ＩＧＢＴでは、ＩＧＢＴが設けられたトランジスタ領域と、ＩＧＢＴと逆並列に接続されるＦＷＤ（Free Wheeling Diode）が設けられたダイオード領域とが、同一基板に形成される。すなわち、ＩＧＢＴとＦＷＤとが、１つの半導体チップに形成される。
【０００３】
上記のような半導体装置には、ＦＷＤのリカバリ動作時の、ダイオード領域の蓄積キャリアによるテール電流や、ＦＷＤのオン動作時の、トランジスタ領域からダイオード領域へのホール注入を招く寄生ダイオード動作によって、リカバリ損失が悪化するといった技術課題がある。
【０００４】
そこで、上記技術課題を解決するために、トランジスタ領域およびダイオード領域に照射されたイオンで格子欠陥を生成することによって、ライフタイム制御領域を設ける技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２１／２５１０１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
テール電流を低減するためには、ダイオード領域の下部にライフタイム制御領域を形成することが有効である。一方、寄生ダイオード動作を抑制するためには、トランジスタ領域とダイオード領域との境界部分の上部にライフタイム制御領域を形成することが有効である。このように、複数のライフタイム制御領域を異なる箇所に局所的に形成する場合、複数回のイオン照射が必要になる。そのため、ライフタイム制御領域の形成に多くの時間を要する。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ライフタイム制御領域の形成に要する時間を短縮することが可能な半導体装置の製造方法および半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、トランジスタ領域およびダイオード領域を有する半導体部を形成し、半導体部の上方から照射されたイオンによって、ダイオード領域における半導体部の下部に第１ライフタイム制御領域を形成し、半導体部の上方からマスクを通過して照射されたイオンによって、半導体部の上部に、第１ライフタイム制御領域と重なり合わないように第２ライフタイム制御領域を第１ライフタイム制御領域と同時に形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る半導体装置を垂直方向に切断した断面図である。
第１実施形態に係る半導体装置のライフタイム制御領域形成工程の前後の工程フローを示す図である。
表面素子構造形成工程を説明するための断面図である。
レジストパターン形成工程を説明するための断面図である。
メタルマスク装着工程を説明するための断面図である。
イオン照射工程を説明するための断面図である。
裏面研削工程を説明するための断面図である。
裏面拡散層形成工程を説明するための断面図である。
第１電極工程を説明するための断面図である。
比較例に係る半導体装置を垂直方向に切断した断面図である。
第１メタルマスク装着工程および第１イオン照射工程を説明するための断面図である。
第２メタルマスク装着工程および第２イオン照射工程を説明するための断面図である。
第２実施形態に係る半導体装置を垂直方向に切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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