(57)【要約】  半導体装置の製造方法であって、半導体基板の有効領域に向けて光を照射する工程を有しており、前記光の波長は、前記光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる波長であり、前記工程では半導体基板の内部で焦点が形成されるように光を照射する。
2012063342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
半導体基板の有効領域に向けて光を照射する工程を有しており、
前記光の波長は、前記光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる波長であり、
前記工程では、半導体基板の内部で焦点が形成されるように光を照射する、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記工程において、前記焦点を半導体基板の深さ方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記半導体基板には、ＩＧＢＴが形成されており、
前記工程において、ＩＧＢＴのドリフト領域内に焦点を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記半導体基板には、ダイオードが形成されており、
前記工程において、ダイオードのドリフト領域内に焦点を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記半導体基板には、ＩＧＢＴとダイオードが形成されており、
ＩＧＢＴのドリフト領域とダイオードのドリフト領域が連続しており、
前記工程において、ＩＧＢＴのドリフト領域とダイオードのドリフト領域の間で焦点を移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、結晶欠陥が形成された半導体層を有する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板に荷電粒子（電子やイオン等）を注入することによって、半導体基板中に結晶欠陥を形成する技術が知られている。例えば、日本国特許公開公報２００８−１７７２０３（以下、特許文献１という）には、半導体基板に不純物イオンを注入することによって、半導体基板中に結晶欠陥を形成する技術が開示されている。半導体基板中に結晶欠陥を形成することで、その結晶欠陥が形成された領域におけるキャリアのライフタイムを短縮化することができる。これによって、半導体装置の特性を制御することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した荷電粒子を注入する技術では、半導体基板の厚さ方向に沿って荷電粒子を注入する。このとき、荷電粒子の加速エネルギーを制御することで、半導体基板に荷電粒子が打ち込まれる深さ（すなわち、半導体基板の厚さ方向における荷電粒子の停止位置）を制御することができる。結晶欠陥は、荷電粒子の停止位置で最も多く形成される。したがって、荷電粒子を注入するエネルギーを制御することで、半導体基板の厚さ方向における結晶欠陥の位置を制御することができる。しかしながら、結晶欠陥は、荷電粒子が停止する位置だけでなく、荷電粒子の移動経路にも形成される。従来の結晶欠陥の形成方法では、結晶欠陥を形成する目標の深さ以外の深さにも、結晶欠陥が形成されてしまうという問題があった。【０００４】
したがって、本明細書では、目標の深さ以外の深さに結晶欠陥が形成されることを抑制しながら、目標の深さに結晶欠陥を形成することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、半導体装置の製造方法を開示する。この製造方法は、半導体基板の有効領域に向けて光を照射する工程を有している。前記光の波長は、前記光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる波長である。前記工程では、半導体基板の内部で焦点が形成されるように光を照射する。【０００６】
なお、上記の「光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる」とは、光の強度が高いほど半導体基板の光吸収率が高くなる（すなわち、光吸収率が連続的に上昇する）ことと、光の強度が所定値を超えると半導体基板の光吸収率が高くなる（すなわち、光吸収率がステップ状に上昇する）こととを含む。例えば、光の強度が所定値未満では半導体基板の光吸収率が低く、光の強度が所定値以上となると二光子吸収が生じて半導体基板の光吸収率が高くなるような波長の光を用いることができる。【０００７】
また、上記の「有効領域」とは、半導体装置の端面（ダイシングにより形成される半導体基板の端面）となる領域以外の領域を意味する。前記光は、有効領域に向けて照射される必要があるが、特に、半導体装置の使用時に電流が流れる領域（すなわち、キャリアが通過する領域）に照射されることが好ましい。【０００８】
この製造方法では、半導体基板の内部で焦点が形成されるように半導体基板に向けて光を照射する。焦点以外の領域では光の強度が低いので、半導体基板の光吸収率が低い。このため、焦点以外の領域では半導体基板が光を透過し易い。したがって、焦点以外の領域には結晶欠陥が形成され難い。一方、焦点は光の強度が高いので、半導体基板の光吸収率が高い。このため、焦点では半導体基板が光を吸収する。したがって、半導体基板中の焦点の位置に結晶欠陥が形成される。このように、この製造方法では、焦点以外の領域に結晶欠陥が形成されることを抑制しながら、焦点の位置に結晶欠陥を形成することができる。したがって、結晶欠陥を形成する目標の深さに焦点を位置させることで、目標の深さ以外の深さに結晶欠陥が形成されることを抑制しながら、目標の深さに結晶欠陥を形成することができる。この製造方法によれば、半導体基板中で焦点の位置を移動させることで、半導体基板中に自由に結晶欠陥を分布させることができる。【０００９】
上述した製造方法は、前記工程において、前記焦点を半導体基板の深さ方向に移動させることが好ましい。【００１０】
このような構成によれば、結晶欠陥を半導体基板の厚さ方向に沿って分布させることができる。なお、従来の荷電粒子を注入する技術でも、結晶欠陥を半導体基板の厚さ方向に沿って分布させることはできる。しかしながら、従来の技術では、荷電粒子の停止位置に形成される結晶欠陥の密度と荷電粒子の移動経路に形成される結晶欠陥の密度とが異なるので、半導体基板の厚さ方向における結晶欠陥の密度分布を制御することができない。これに対し、この技術では、焦点を半導体基板の深さ方向に移動させるときの光の強度や移動速度を制御することで、半導体基板の厚さ方向における結晶欠陥の密度分布を制御することができる。したがって、この技術によれば、従来にない態様で結晶欠陥を分布させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】半導体装置１０の断面図。
【図２】半導体基板１２にレーザ光を照射する工程の説明図。
【図３】半導体基板１２にレーザ光を照射する工程の説明図。
【図４】半導体基板１２にレーザ光を照射する工程の説明図。
【図５】第１変形例の半導体装置の断面図。
【図６】第２変形例の半導体装置の断面図。
【図７】第３変形例の半導体装置の断面図。
【図８】第４変形例の半導体装置の断面図。
【図９】第５変形例の半導体装置の断面図。
【図１０】第６変形例の半導体装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例）
図１は、実施例の製造方法により製造される半導体装置１０の縦断面図を示している。半導体装置１０は、シリコンからなる半導体基板１２と、半導体基板１２の上面及び下面に形成されている金属層及び絶縁層等を備えている。半導体基板１２には、ダイオード領域２０とＩＧＢＴ領域４０が形成されている。なお、以下の説明では、ダイオード領域２０からＩＧＢＴ領域４０に向かう方向をＸ方向といい、半導体基板１２の厚さ方向をＺ方向といい、Ｘ方向とＺ方向の両方に直交する方向をＹ方向という。
【００１３】
ダイオード領域２０内の半導体基板１２の上面には、アノード電極２２が形成されている。ＩＧＢＴ領域４０内の半導体基板１２の上面には、エミッタ電極４２が形成されている。半導体基板１２の下面には、共通電極６０が形成されている。
【００１４】
ダイオード領域２０には、アノード層２６、ダイオードドリフト層２８、カソード層３０が形成されている。
【００１５】
アノード層２６は、ｐ型である。アノード層２６は、アノードコンタクト領域２６ａと低濃度アノード層２６ｂを備えている。アノードコンタクト領域２６ａは、半導体基板１２の上面に露出する範囲に、島状に形成されている。アノードコンタクト領域２６ａは、不純物濃度が高い。アノードコンタクト領域２６ａは、アノード電極２２に対してオーミック接続されている。低濃度アノード層２６ｂは、アノードコンタクト領域２６ａの下側及び側方に形成されている。低濃度アノード層２６ｂの不純物濃度は、アノードコンタクト領域２６ａより低い。
【００１６】
ダイオードドリフト層２８は、アノード層２６の下側に形成されている。ダイオードドリフト層２８は、ｎ型であり、不純物濃度が低い。
【００１７】
カソード層３０は、ダイオードドリフト層２８の下側に形成されている。カソード層３０は、半導体基板１２の下面に露出する範囲に形成されている。カソード層３０は、ｎ型であり、不純物濃度が高い。カソード層３０は、共通電極６０に対してオーミック接続されている。
【００１８】
アノード層２６、ダイオードドリフト層２８、及び、カソード層３０によってダイオードが形成されている。
【００１９】
ＩＧＢＴ領域４０には、エミッタ領域４４、ボディ層４８、ＩＧＢＴドリフト層５０、コレクタ層５２、及び、ゲート電極５４等が形成されている。
【００２０】
ＩＧＢＴ領域４０内の半導体基板１２の上面には、複数のトレンチが形成されている。各トレンチの内面には、ゲート絶縁膜５６が形成されている。各トレンチの内部に、ゲート電極５４が形成されている。ゲート電極５４の上面は絶縁膜５８により覆われている。ゲート電極５４は、エミッタ電極４２から絶縁されている。
【００２１】
エミッタ領域４４は、半導体基板１２の上面に露出する範囲に、島状に形成されている。エミッタ領域４４は、ゲート絶縁膜５６に接する範囲に形成されている。エミッタ領域４４は、ｎ型であり、不純物濃度が高い。エミッタ領域４４は、エミッタ電極４２に対してオーミック接続されている。
【００２２】
ボディ層４８は、ｐ型である。ボディ層４８は、ボディコンタクト領域４８ａと低濃度ボディ層４８ｂを備えている。ボディコンタクト領域４８ａは、半導体基板１２の上面に露出する範囲に、島状に形成されている。ボディコンタクト領域４８ａは、２つのエミッタ領域４４の間に形成されている。ボディコンタクト領域４８ａは、不純物濃度が高い。ボディコンタクト領域４８ａは、エミッタ電極４２に対してオーミック接続されている。低濃度ボディ層４８ｂは、エミッタ領域４４及びボディコンタクト領域４８ａの下側に形成されている。低濃度ボディ層４８ｂは、ゲート電極５４の下端より浅い範囲に形成されている。低濃度ボディ層４８ｂの不純物濃度は、ボディコンタクト領域４８ａよりも低い。低濃度ボディ層４８ｂによって、エミッタ領域４４がＩＧＢＴドリフト層５０から分離されている。ゲート電極５４は、エミッタ領域４４とＩＧＢＴドリフト層５０を分離している範囲の低濃度ボディ層４８ｂにゲート絶縁膜５６を介して対向している。
【００２３】
ＩＧＢＴドリフト層５０は、ボディ層４８の下側に形成されている。ＩＧＢＴドリフト層５０は、ｎ型である。ＩＧＢＴドリフト層５０は、ドリフト層５０ａとバッファ層５０ｂを備えている。ドリフト層５０ａは、ボディ層４８の下側に形成されている。ドリフト層５０ａは、不純物濃度が低い。ドリフト層５０ａは、ダイオードドリフト層２８と略同じ不純物濃度を有しており、ダイオードドリフト層２８と連続する層である。バッファ層５０ｂは、ドリフト層５０ａの下側に形成されている。バッファ層５０ｂは、ドリフト層５０ａよりも不純物濃度が高い。
【００２４】
コレクタ層５２は、ＩＧＢＴドリフト層５０の下側に形成されている。コレクタ層５２は、半導体基板１２の下面に露出する範囲に形成されている。コレクタ層５２は、ｐ型であり、不純物濃度が高い。コレクタ層５２は、共通電極６０に対してオーミック接続されている。
【００２５】
エミッタ領域４４、ボディ層４８、ＩＧＢＴドリフト層５０、コレクタ層５２、及び、ゲート電極５４によってＩＧＢＴが形成されている。
【００２６】
ダイオード領域２０とＩＧＢＴ領域４０の間には、分離領域７０が形成されている。分離領域７０は、半導体基板１２の上面からアノード層２６の下端及びボディ層４８の下端より深い深さまでの範囲に形成されている。分離領域７０は、アノード層２６及びボディ層４８に接している。分離領域７０は、ｐ型である。分離領域７０の不純物濃度は、低濃度アノード層２６ｂ及び低濃度ボディ層４８ｂより高い。分離領域７０は、アノード層２６とボディ層４８の間において電界が集中することを抑制する。特に、分離領域７０は、分離領域７０近傍のゲート電極５４に電界が集中することを抑制する。
【００２７】
分離領域７０の下側では、ダイオードドリフト層２８とドリフト層５０ａが連続している。また、分離領域７０の下側では、カソード層３０とコレクタ層５２とが互いに接している。
【００２８】
半導体基板１２内には、ライフタイム制御領域３９、４９、５９が形成されている。ライフタイム制御領域３９、４９、５９は、多数の結晶欠陥が存在している領域である。ライフタイム制御領域３９、４９、５９内の結晶欠陥密度は、その周囲の半導体層に比べて極めて高い。
【００２９】
ライフタイム制御領域３９は、ダイオードドリフト層２８内に形成されている。ライフタイム制御領域３９は、ＸＹ平面に沿って形成されている。ライフタイム制御領域３９は、アノード層２６の近傍の深さであり、分離領域７０の下端より深い深さに形成されている。
【００３０】
ライフタイム制御領域５９は、ドリフト層５０ａ内に形成されている。ライフタイム制御領域５９は、ＸＹ平面に沿って形成されている。ライフタイム制御領域５９は、バッファ層５０ｂの近傍の深さに形成されている。
【００３１】
ライフタイム制御領域４９は、分離領域７０の下側のｎ型領域内（すなわち、ダイオードドリフト層２８とドリフト層５０ａとが連続している領域）内に形成されている。ライフタイム制御領域４９は、ＹＺ平面に沿って形成されている。ライフタイム制御領域４９は、ライフタイム制御領域３９の端部３９ａから、ライフタイム制御領域５９の端部５９ａまで伸びている。
【００３２】
半導体装置１０のダイオードの動作について説明する。アノード電極２２と共通電極６０の間に、アノード電極２２がプラスとなる電圧（すなわち、順電圧）を印加すると、ダイオードがオンする。すなわち、アノード電極２２から、アノード層２６、ダイオードドリフト層２８、及び、カソード層３０を経由して、共通電極６０に電流が流れる。ダイオードに印加される電圧を順電圧から逆電圧に切り換えると、ダイオードが逆回復動作を行う。すなわち、順電圧印加時にダイオードドリフト層２８内に存在していたホールがアノード電極２２に排出され、順電圧印加時にダイオードドリフト層２８内に存在していた電子が共通電極６０に排出される。これによって、ダイオードに逆電流が流れる。逆電流は、短時間で減衰し、その後は、ダイオードに流れる電流は略ゼロとなる。ダイオードライフタイム制御領域３９に形成されている結晶欠陥は、キャリアの再結合中心として機能する。したがって、逆回復動作時に、ダイオードドリフト層２８内のキャリアの多くが、ダイオードライフタイム制御領域３９内で再結合により消滅する。したがって、半導体装置１０では、逆回復動作時に生じる逆電流が抑制される。
【００３３】
半導体装置１０のＩＧＢＴの動作について説明する。エミッタ電極４２と共通電極６０の間に共通電極６０がプラスとなる電圧を印加し、ゲート電極５４にオン電位（チャネルが形成されるのに必要な電位以上の電位）を印加すると、ＩＧＢＴがオンする。すなわち、ゲート電極５４へのオン電位の印加により、ゲート絶縁膜５６に接する範囲の低濃度ボディ層４８ｂにチャネルが形成される。すると、電子が、エミッタ電極４２から、エミッタ領域４４、チャネル、ＩＧＢＴドリフト層５０、及び、コレクタ層５２を介して、共通電極６０に流れる。また、ホールが、共通電極６０から、コレクタ層５２、ＩＧＢＴドリフト層５０、低濃度ボディ層４８ｂ、及び、ボディコンタクト領域４８ａを介して、エミッタ電極４２に流れる。すなわち、共通電極６０からエミッタ電極４２に電流が流れる。ゲート電極５４に印加する電位を、オン電位からオフ電位に切り換えると、チャネルが消失する。しかしながら、ドリフト層５０ａ内に残留しているキャリアによって、短時間の間はＩＧＢＴに電流（テール電流と呼ばれる）が流れ続ける。テール電流は、短時間で減衰し、その後は、ＩＧＢＴに流れる電流は略ゼロとなる。ライフタイム制御領域５９に形成されている結晶欠陥は、キャリアの再結合中心として機能する。したがって、ターンオフ動作時に、ドリフト層５０ａ内のキャリアの多くが、ライフタイム制御領域５９内で再結合により消滅する。したがって、半導体装置１０では、ターンオフ動作時にテール電流が生じ難い。
【００３４】
半導体装置１０では、ダイオード領域２０とＩＧＢＴ領域４０の間（分離領域７０の下側）に、ライフタイム制御領域４９が形成されている。ライフタイム制御領域４９によって、上述した逆電流やテール電流が、ダイオードドリフト領域２８とドリフト領域５０ａの間に跨って流れることが抑制される。これによっても、逆電流とテール電流が抑制される。
【００３５】
次に、半導体装置１０の製造方法について説明する。最初に、従来公知の方法によって、図１に示す半導体装置１０の構造のうち、共通電極６０と、ライフタイム制御領域３９、４９、５９以外の構造を形成する。次に、図２に示すように、レーザ照射装置８０によって、半導体基板１２の裏面側から半導体基板１２にレーザ光８２を照射する。以下、レーザ光８２を照射する工程について、詳細に説明する。
【００３６】
レーザ照射装置８０が照射するレーザ光８２は、近赤外線である。また、レーザ照射装置８０は、レーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光８２を集光する光学系を備えている。光学系は、複数のレンズ等によって構成されている。レーザ照射装置８０により照射されるレーザ光８２は、所定の位置に焦点を結ぶ。
【００３７】
レーザ光８２の強度が低い場合には、近赤外線であるレーザ光８２はシリコンからなる半導体基板１２を透過する。レーザ光８２の強度（すなわち、光子密度）が閾値以上である場合には、半導体基板１２中で二光子吸収が生じる。したがって、この場合にはレーザ光８２が半導体基板１２に吸収される。すなわち、レーザ光８２の強度が高くなると、半導体基板１２の光吸収率が高くなる。レーザ光８２の強度は、焦点以外の位置では前記閾値よりも低く、焦点では前記閾値よりも高い。
【００３８】
半導体基板１２にレーザ光を照射する工程では、最初に、半導体基板１２とレーザ照射装置８０との間の距離を調節する。ここでは、図２に示すように、ライフタイム制御領域３９に相当する深さでレーザ光８２の焦点８４が結ばれるように距離を調節する。なお、レーザ光８２は、半導体基板１２の下面において屈折するので、距離を調節する必要がある。
【００３９】
次に、レーザ照射装置８０でレーザ光８２を照射する。レーザ照射装置８０から照射されたレーザ光は、焦点８４以外では強度が低い。したがって、レーザ光は半導体基板１２内に入射し、ライフタイム制御領域３９に相当する深さで焦点８４を結ぶ。焦点８４では、レーザ光の強度が高い。このため、半導体基板１２中の焦点８４の位置で二光子吸収が起こり、その位置に結晶欠陥が形成される。また、レーザ光８２を照射しながら、図２の矢印９０に示すように、レーザ照射装置８０と半導体基板１２との相対位置を変化させる。ここでは、Ｚ方向におけるこれらの相対位置を変化させないで、Ｘ方向及びＹ方向においてこれらの相対位置を変化させる。すなわち、焦点８４をＸＹ平面に沿って移動させる。これによって、ダイオードドリフト領域２８内を焦点８４により走査する。その結果、図３に示すように、ダイオードドリフト領域２８内にＸＹ平面に沿って分布する多数の結晶欠陥が形成される。すなわち、ライフタイム制御領域３９が形成される。
【００４０】
図３に示すようにライフタイム制御領域３９を形成したら、次に、ライフタイム制御領域４９を形成する。すなわち、分離領域７０の下側において、図３の矢印９２に示すようにレーザ照射装置８０を移動させて、焦点８４をＹＺ平面に沿って移動させる。これによって、ライフタイム制御領域４９に相当する領域をレーザ光８２により走査する。その結果、図４に示すように、ＹＺ平面に沿って分布する多数の結晶欠陥が形成される。すなわち、ライフタイム制御領域４９が形成される。
【００４１】
ライフタイム制御領域４９を形成したら、次に、ライフタイム制御領域５９を形成する。すなわち、ライフタイム制御領域５９に相当する深さにおいて、図４の矢印９４に示すようにレーザ照射装置８０を移動させて、焦点８４をＸＹ平面に沿って移動させる。これによって、ライフタイム制御領域５９に相当する領域をレーザ光８２により走査する。その結果、ドリフト領域５９ａ内にＸＹ平面に沿って分布する多数の結晶欠陥が形成される。すなわち、ライフタイム制御領域５９が形成される。
【００４２】
レーザ光の照射によりライフタイム制御領域３９、４９、５９を形成したら、半導体基板１２に対して３００℃〜５００℃の低温アニールを行う。これによって、形成した結晶欠陥を安定化させる。
【００４３】
低温アニールを行ったら、共通電極６０を形成し、その後にダイシングを行うことで、半導体装置１０が完成する。
【００４４】
以上に説明したように、本実施例の技術によれば、レーザ光の焦点の位置に結晶欠陥を形成することができ、焦点以外の位置（レーザ光の強度が低い位置）には結晶欠陥がほとんど形成されない。したがって、この技術によれば、目標の深さ以外の深さに結晶欠陥が形成されることを抑制しながら、目標の深さに結晶欠陥を形成することができる。このため、従来に比べてより自由に結晶欠陥を分布させることができる。また、この技術では、レーザ照射装置８０を移動させていない状態であれば、レーザの照射方向に対して直交する方向（実施例でいうＸ方向及びＹ方向）においても、焦点の位置だけに結晶欠陥を形成することができる。このため、半導体基板１２中で焦点８４の位置を移動させることで、自由に結晶欠陥を分布させることができる。すなわち、レーザ光を操作する速度、及び、レーザ光の強度を制御することで、結晶欠陥の密度を制御することができる。従来の荷電粒子を注入する方法のように、ステンシルマスク等を用いて荷電粒子の注入範囲を制限したりする必要が無く、より簡単に結晶欠陥を形成することができる。
【００４５】
また、実施例の技術によれば、焦点８４を半導体基板１２の厚さ方向に移動させることで、結晶欠陥を半導体基板１２の厚さ方向に沿って分布させることができる。密度を制御した状態で結晶欠陥を厚さ方向に分布させることができるので、従来に無い態様で結晶欠陥が分布している半導体装置を製造することができる。例えば、一定の密度で結晶欠陥を厚さ方向に分布させることができる。
【００４６】
なお、上述した実施例の製造方法は、ライフタイム制御領域３９、４９、５９を形成したが、必ずしもこれらの全てを形成する必要はない。必要に応じて、これらのうちの一部のみを形成するようにしてもよいし、これらの他に結晶欠陥を形成してもよい。
【００４７】
また、上述した実施例では、ダイオードとＩＧＢＴを有する半導体装置１０の製造方法について説明したが、本明細書に開示の技術により他の半導体装置を製造してもよい。例えば、図５に示すように、ＩＧＢＴのみを備える半導体装置を製造してもよい。また、図６、７に示すように、ＩＧＢＴの回りにＦＬＲ８８等の耐圧構造を備えた半導体装置を製造してもよい。なお、図６、７に示すように、結晶欠陥の位置は適宜変更することができる。図６では、ＦＬＲ８８の下部には結晶欠陥（すなわち、ライフタイム制御領域５９）を形成していない。図７では、ＦＬＲ８８の下部に結晶欠陥を形成し、かつ、ボディ領域４８ｂの下部に結晶欠陥を厚く形成している。また、図８に示すように、ダイオードのみを備える半導体装置を製造してもよい。また、図９、１０に示すように、ダイオードの回りにＦＬＲ８９等の耐圧構造を備えた半導体装置を製造してもよい。なお、図９、１０に示すように、結晶欠陥の位置は適宜変更することができる。図９では、ＦＬＲ８９の下部には結晶欠陥（すなわち、ライフタイム制御領域３９）を形成していない。図１０では、ＦＬＲ８９の下部に結晶欠陥を形成し、かつ、アノード領域２６の下部に結晶欠陥を厚く形成している。なお、上述した図５〜図１０の半導体装置において、図１の半導体装置と機能が共通する部分については、同じ参照番号を付している。
【図１】
2012063342.tif 000003
【図２】
2012063342.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012063342.tif 000009
【図８】
2012063342.tif 000010
【図９】
2012063342.tif 000011
【図１０】
2012063342.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月13日(2011.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
半導体基板に向けて光を照射する工程を有しており、
前記光の波長は、前記光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる波長であり、
前記工程では、半導体基板の内部の領域であって、製造される半導体装置の端面となる領域以外の領域で焦点が形成されるように光を照射する、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記工程において、前記焦点を半導体基板の深さ方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記半導体基板には、ＩＧＢＴが形成されており、
前記工程において、ＩＧＢＴのドリフト領域内に焦点を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記半導体基板には、ダイオードが形成されており、
前記工程において、ダイオードのドリフト領域内に焦点を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記半導体基板には、ＩＧＢＴとダイオードが形成されており、
ＩＧＢＴのドリフト領域とダイオードのドリフト領域が連続しており、
前記工程において、ＩＧＢＴのドリフト領域とダイオードのドリフト領域の間で焦点を移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月27日(2013.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
半導体基板に向けて光を照射する工程を有しており、
前記光の波長は、前記光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる波長であり、
前記工程では、半導体基板の内部の領域であって、製造される半導体装置の端面となる領域以外の領域で焦点が形成されるように光を照射し、
前記工程において、前記焦点を半導体基板の深さ方向に移動させる、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板には、ＩＧＢＴが形成されており、
半導体基板に向けて光を照射する工程を有しており、
前記光の波長は、前記光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる波長であり、
前記工程では、半導体基板の内部の領域であって、製造される半導体装置の端面となる領域以外の領域で焦点が形成されるように光を照射し、
前記工程において、ＩＧＢＴのドリフト領域内に焦点を形成する、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項３】
半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板には、ダイオードが形成されており、
半導体基板に向けて光を照射する工程を有しており、
前記光の波長は、前記光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる波長であり、
前記工程では、半導体基板の内部の領域であって、製造される半導体装置の端面となる領域以外の領域で焦点が形成されるように光を照射し、
前記工程において、ダイオードのドリフト領域内に焦点を形成する、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項４】
半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板には、ＩＧＢＴとダイオードが形成されており、
ＩＧＢＴのドリフト領域とダイオードのドリフト領域が連続しており、
半導体基板に向けて光を照射する工程を有しており、
前記光の波長は、前記光の強度が高くなると半導体基板の光吸収率が高くなる波長であり、
前記工程では、半導体基板の内部の領域であって、製造される半導体装置の端面となる領域以外の領域で焦点が形成されるように光を照射し、
前記工程において、ＩＧＢＴのドリフト領域とダイオードのドリフト領域の間で焦点を移動させる、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項５】
前記焦点の位置に、キャリアの再結合中心として機能する結晶欠陥が形成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このような構成によれば、結晶欠陥を半導体基板の厚さ方向に沿って分布させることができる。なお、従来の荷電粒子を注入する技術でも、結晶欠陥を半導体基板の厚さ方向に沿って分布させることはできる。しかしながら、従来の技術では、荷電粒子の停止位置に形成される結晶欠陥の密度と荷電粒子の移動経路に形成される結晶欠陥の密度とが異なるので、半導体基板の厚さ方向における結晶欠陥の密度分布を制御することができない。これに対し、この技術では、焦点を半導体基板の深さ方向に移動させるときの光の強度や移動速度を制御することで、半導体基板の厚さ方向における結晶欠陥の密度分布を制御することができる。したがって、この技術によれば、従来にない態様で結晶欠陥を分布させることができる。また、前記焦点の位置に、キャリアの再結合中心として機能する結晶欠陥が形成されてもよい。
【国際調査報告】
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