特許6237921IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。 従来、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(以下、IGBTと略記する)のエミッタ電極として、バリアメタル層上にアルミニウム電極を形成することが知られている(例えば、特許文献1の段落0027)。また、半導体基板にプロトンを注入してその後アニールすることにより、結晶欠陥が緩和されることが知られている(例えば、特許文献2)。加えて、半導体基板にプロトンを注入してその後アニールすることにより、空孔(V)、酸素(O)および水素(H)がVOH欠陥を形成し、当該VOH欠陥が電子を供給するドナーとなることも知られている(例えば、特許文献2)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2006−080110号公報
[特許文献2] 国際公開2013/100155号公報

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

エミッタ電極に用いられるバリアメタルは、半導体基板へのプロトンの注入を遮蔽する効果を有する。それゆえ、バリアメタルを介して半導体基板へプロトンの注入および熱処理をしても、十分に欠陥が回復されない。そこで、バリアメタル形成前にエミッタ電極が設けられる半導体基板の表面側から半導体基板内へプロトンを注入して熱処理により欠陥を回復させ、かつその後に、コレクタ電極が設けられる半導体基板の裏面から半導体基板内にプロトンを注入して熱処理により欠陥を回復させることも考えられる。しかし、プロトン注入後の熱処理工程が増えると、製造コストが上昇する。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の第1の態様においては、半導体基板と、バリアメタルとを備える半導体装置を提供する。半導体基板は、裏面側において、プロトンを含むn型不純物領域を有してよい。バリアメタルは、半導体基板の表面側においてプロトンに対する遮蔽効果を有してよい。n型不純物領域から拡散したプロトンは、半導体基板内部に残留する欠陥を回復してよい。また、n型不純物領域から拡散したプロトンは、ゲート絶縁膜と半導体基板との・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】半導体装置100の構成例を示す図である。

【図2】(a)から(d)は、FS層50における第1から第4の不純物領域を順に形成する工程を示す図である。

【図3】プロトンが注入された半導体基板90を熱処理した後の第1から第4の不純物領域におけるキャリア濃度分布を示す図である。

【図4】FS層50の有無に応じた漏れ電流の比較結果を示す図である。

【図5a】半導体基板90の表面側にMOSゲート構造30を形成する段階を示す図である。

【図5b】半導体基板90の裏面側を研磨する段階を示す図である。

【図5c】半導体基板90の裏面側からプロトンを注入する段階を示す図である。

【図5d】半導体基板90を熱処理する段階を示す図である。

【図5e】半導体基板90の欠陥が回復した様子を模式的に示す図である。

【図5f】半導体基板90の裏面側にコレクタ層60およびコレクタ電極70を形成する段階を示す図である。

【図6a】半導体基板90の裏面側からプロトンを注入する段階を示す図である。

【図6b】半導体基板90を熱処理する段階を示す図である。

【図6c】半導体基板90の欠陥が回復させた後に、半導体基板90の裏面側にコレクタ層60およびコレクタ電極70を形成する段階を示す図である。

【図7】半導体基板90の水素の分布を示す図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

20 第1金属層、21 層間絶縁膜、22 第1金属の窒化物層、24 第2金属層、26 エミッタ電極、28 プラグ、30 MOSゲート構造、32 第1導電型領域、34 第2導電型領域、36 ゲート電極、38 ゲート絶縁膜、40 ベース層、50 FS層、51 不純物領域、60 コレクタ層、70 コレクタ電極、90 半導体基板、95 水素拡散領域、100 半導体装置、200 半導体装置    

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