(57)【要約】  半導体装置の製造方法は、第一金属及び第二金属を含む金属容器１００内にガラス材料を投入する、又は第一金属を含む金属容器１００内に第二金属及びガラス材料を投入する工程と、第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器１００内で溶融することで、前記第一金属又は前記第二金属を含有する金属含有ガラス組成１００を生成する工程と、前記金属含有ガラス組成を半導体層に設ける工程と、を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一金属及び第二金属を含む金属容器内にガラス材料を投入する、又は第二金属を含む金属容器内に第一金属及びガラス材料を投入する工程と、
第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器内で溶融することで、前記第一金属又は前記第二金属を含有する金属含有ガラス組成を生成する工程と、
前記金属含有ガラス組成を半導体層に設ける工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器内で溶融することで、前記金属含有ガラス組成内に前記第一金属及び前記第二金属を含有させることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第一加熱温度は、前記第一金属の融点よりも高く、かつ前記第二金属の融点よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記金属容器は前記第一金属及び前記第二金属を含み、
前記金属容器のうち、前記第一金属は３重量％〜１０重量％で含まれ、前記第二金属は９０重量％〜９７重量％で含まれることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第一金属は金であり、前記第二金属はプラチナであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス材料は、ＳｉＯ２の含有量が４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ｂ２Ｏ３の含有量が８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、ＺｎＯの含有量が３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、
前記第一時間は１時間〜３時間であり、
前記第一加熱温度は１３５０℃以上１７００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
半導体層と、
前記半導体層に設けられたガラス膜と、
を備え、
前記半導体層は分散した金を含み、
前記半導体層は、前記ガラス膜から拡散された金によってライフタイムコントロールされることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス材料を用いた半導体装置の製造方法及びガラス膜を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体装置に関してライフタイムキラーを導入することが試みられている。例えば特開昭６２−７３７３０号公報では、各領域（１）（２）（３）表面を露出してその表面に膜厚５００〜１０００Åの重金属薄膜を蒸着し、８００〜１０００℃、６０〜１２０分のＮ２雰囲気での熱処理を処すことにより、ライフタイムキラー物質を基板中へ拡散させる。このライフタイムキラーの拡散によりシリコン中の格子位置あるいは格子間位置に固溶した重金属の不純物準位が再結合中心となって、動作時、領域間を移動する電子あるいは正孔を前記再結合中心でトラップさせることによりトランジスタのスイッチング時間を短縮させている。【０００３】
しかしながら、このように蒸着を用いて手法では重金属の添加量を正確にコントロールすることが難しく、さらに重金属の拡散は係数がいずれも１０−7〜１０−８ｃｍ／ｓｅｃと速いため、ライフタイムの重金属添加時の温度依存性が大きく、そのコントロールが極めて困難であるというような問題があった。【０００４】
このような問題を解決するために、特開平２−５１２３５では、多結晶シリコン粒子からなるパウダーに重金属元素を混在させたパウダーをシリコン基板表面に付着し、熱処理を加えることにより重金属をシリコン基板内へ拡散させることを特徴とするライフタイムキラーの導入する方法が提案されている。【０００５】
しかしながら、従来のような方法では、ライフタイムをコントロールしない半導体装置と比較すると、工程数が増えることとなり、製造コストが高くなってしまう。【０００６】
また、ｔｒｒ（逆回復時間）をμｓの単位でコントロールするには電子線照射等を用いる必要があるが、電子線照射等を用いる場合には、高額な装置を導入する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、工程数を増やすことなく、ｔｒｒをμｓの単位でコントロールすることができる半導体装置の製造方法と、このような製造方法によって製造された半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［概念１］
本発明による半導体装置の製造方法は、
第一金属及び第二金属を含む金属容器内にガラス材料を投入する、又は第二金属を含む金属容器内に第一金属及びガラス材料を投入する工程と、
第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器内で溶融することで、前記第一金属又は前記第二金属を含有する金属含有ガラス組成を生成する工程と、
前記金属含有ガラス組成を半導体層に設ける工程と、
を備えてもよい。【０００９】
［概念２］
本発明の概念１による半導体装置の製造方法において、
第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器内で溶融することで、前記金属含有ガラス組成内に前記第一金属及び前記第二金属を含有させてもよい。【００１０】
［概念３］
本発明の概念１又は２による半導体装置の製造方法において、
前記第一加熱温度は、前記第一金属の融点よりも高く、かつ前記第二金属の融点よりも低くてもよい。【００１１】
［概念４］
本発明の概念１乃至３のいずれか一つによる半導体装置の製造方法において、
前記金属容器は前記第一金属及び前記第二金属を含み、
前記金属容器のうち、前記第一金属は３重量％〜１０重量％で含まれ、前記第二金属は９０重量％〜９７重量％で含まれてもよい。【００１２】
［概念５］
本発明の概念１乃至４のいずれか一つによる半導体装置の製造方法において、
前記第一金属は金であり、前記第二金属はプラチナであってもよい。【００１３】
［概念６］
本発明の概念１乃至５のいずれか一つによる半導体装置の製造方法において、
前記ガラス材料は、ＳｉＯ２の含有量が４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ｂ２Ｏ３の含有量が８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、ＺｎＯの含有量が３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、
前記第一時間は１時間〜３時間であり、
前記第一加熱温度は１３５０℃以上１７００℃以下であってもよい。【００１４】
［概念７］
本発明による半導体装置は、
半導体層と、
前記半導体層に設けられたガラス膜と、
を備え、
前記半導体層が分散した金を含み、
前記半導体層は、前記ガラス膜から拡散された金によってライフタイムコントロールされてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、工程数を増やすことなく、ｔｒｒをμｓの単位でコントロールすることができる半導体装置の製造方法と、このような製造方法によって製造された半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態で用いられうる半導体装置の断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態で用いられうる半導体装置の製造工程の過程を示した断面図である。
【図３】図３は、図２から工程が進んだ半導体装置の製造工程の過程を示した断面図である。
【図４】図４は、図３から工程が進んだ半導体装置の製造工程の過程を示した断面図である。
【図５】図５は、図４から工程が進んだ半導体装置の製造工程の過程を示した断面図である。
【図６】図６は、本発明の各実施の形態で用いられうる金属容器と金属含有ガラス組成を示した断面図である。
【図７】図７は、加熱時間及び加熱温度とｔｒｒとの関係をグラフで示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の実施の形態
本実施の形態の半導体装置は、ダイオード、サイリスタ等のＰＮ接合を有する装置である。半導体装置は、例えば図１に示すように、第一導電型からなる第一導電型半導体基板１１と、第一導電型半導体基板１１に設けられ、第一導電型半導体基板１１よりも第一導電型の不純物濃度が薄い第一導電型からなる第一導電型半導体層１２と、第一導電型半導体層１２に設けられる第二導電型半導体層１３と、を有してもよい。第一導電型は例えばｎ型であり、第二導電型は例えばｐ型である。但し、これに限られることはなく、第一導電型がｐ型であり、第二導電型がｎ型であってもよい。
【００１８】
第一導電型半導体基板１１としてはシリコン基板、炭化珪素基板、窒化ガリウム基板等を用いることができ、その不純物濃度は例えば１×１０１９ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である。第一導電型半導体層１２は第一導電型半導体基板１１に例えばエピタキシャル成長させることで形成され、第一導電型半導体層１２における不純物濃度は例えば５×１０１５ｃｍ−３〜１×１０１７ｃｍ−３である。第一導電型半導体基板１１の厚みは例えば１８０μｍであり、第一導電型半導体層１２の厚みは例えば５０μｍである。第二導電型半導体層１３は第一導電型半導体層１２に例えばｐ型不純物（例えばボロン）を注入することにより形成することができ、第二導電型半導体層１３における不純物濃度は例えば１×１０１６ｃｍ−３〜１×１０１９ｃｍ−３であり、厚みは例えば８μｍである。
【００１９】
第二導電型半導体層１３のおもて面に第一電極２０が設けられ、第一導電型半導体基板１１の裏面に第二電極３０が設けられてもよい。第一電極２０は例えばアノード電極であり、第二電極３０は例えばカソード電極であってもよい。第一電極２０は、例えば、アルミニウム・シリサイド膜２１と、ニッケル・シリサイド膜２２と、Ｎｉ（ニッケル）−Ｐ膜２３とを有してもよい。第二電極３０は、シリサイド化された膜を有するニッケル膜を有してもよい。
【００２０】
第一電極２０の周りにパッシベーション膜としてのガラス膜５０が設けられてもよい。このような半導体装置は以下のようにして製造されてもよい。
【００２１】
第一導電型からなる第一導電型半導体基板１１と、第一導電型半導体基板１１に設けられ、第一導電型半導体基板１１よりも第一導電型の不純物濃度が薄い第一導電型からなる第一導電型半導体層１２と、第一導電型半導体層１２に設けられる第二導電型半導体層１３と、を有する基板を準備する（図２参照）。
【００２２】
次に、第二導電型半導体層１３にＳｉＯ２等からなる絶縁膜６１を形成する（図２参照）。また、第一導電型半導体基板１１の裏面に、ＳｉＯ２等からなる絶縁膜６２を形成する（図２参照）。
【００２３】
次に、図３に示すように、形成された絶縁膜６１をマスクとして使用して、エッチングを行い、メサ溝６５を形成する。本実施の形態のエッチングとしては、ドライエッチング又はウェットエッチング等を用いることができる。
【００２４】
次に、図４に示すように、形成されたメサ溝６５および絶縁膜６１を覆うように、ガラス膜５０による保護膜（パッシベーション膜）を形成する。
【００２５】
次に、図５に示すように、形成された絶縁膜６１及びガラス膜５０に、エッチングにより開口部７０を形成する。
【００２６】
そして、おもて面側の開口部に第一電極２０を形成し、裏面側に第二電極３０を形成する（図１参照）。
【００２７】
次に、本実施の形態で用いられ得るガラス膜５０の製造方法の一例について説明する。
【００２８】
本実施の形態によるガラス膜５０を製造する際には、第一金属及び第二金属を含む金属容器１００（図６参照）内にガラスを作るための原料であるガラス材料を投入する（ガラス材料投入工程）。金属容器１００は例えば金属製るつぼである。第一金属は金（Ａｕ）であり、第二金属はプラチナ（Ｐｔ）であってもよい。金属容器１００のうち、第一金属は３重量％〜１０重量％で含まれ、第二金属は９０重量％〜９７重量％で含まれてもよい。第一金属としては、金以外であればロジウム（Ｒｈ）を用いてもよい。金属容器１００は、第一金属及び第二金属以外の金属を含有してもよく、第一金属、第二金属及び第三金属の三成分の合金からなってもよいし、四成分以上の合金からなってもよい。
【００２９】
ガラス材料は、例えば、ＳｉＯ２の含有量が４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ｂ２Ｏ３の含有量が８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、ＺｎＯの含有量が３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％の範囲内にある。
【００３０】
次に、第一時間の間、第一加熱温度でガラス材料を金属容器１００内で溶融する（溶融工程）。このようにガラス材料を金属容器１００内で溶融することで、ガラス組成内に第一金属、第二金属又は第一金属及び第二金属の両方を含有する金属含有ガラス組成１１０を生成する。第一加熱温度は、第一金属の融点よりも高く、かつ第二金属の融点よりも低くてもよい。第一時間は例えば１時間〜３時間であり、第一加熱温度は例えば１３５０℃以上１７００℃以下であってもよい。なお、金の融点は１０６４℃であり、プラチナの融点は１７６８℃である。
【００３１】
以上のようにして準備された金属含有ガラス組成１１０を前述した第二導電型半導体層１３のような半導体層に設けることで、ガラス膜５０が形成される（ガラス膜形成工程）。より具体的には溶融した金属含有ガラス組成１１０を冷却した後で数μｍの粒径に粉砕し、粉砕した金属含有ガラス組成１１０を第一導電型半導体基板１１、第一導電型半導体層１２、第二導電型半導体層１３等の半導体層に設けた後で、当該金属含有ガラス組成１１０を溶融する（図４参照）。図４では、第一導電型半導体基板１１までメサ溝６５が設けられている態様を示しているが、あくまでも一例であり、第一導電型半導体基板１１及び第一導電型半導体層１２にメサ溝６５が設けられ、第一導電型半導体基板１１にはメサ溝６５が設けられない態様を採用してもよい。
【００３２】
本実施の形態のガラス膜５０は第一金属等の金属を含有している。このため、このようなガラス膜５０を設けることで、ｔｒｒ制御に影響する第一導電型半導体層１２のような半導体層内にごく微量の第一金属等の金属を分散させることができる。この結果、本願の発明者らが確認したところによると、半導体層におけるｔｒｒ（逆回復時間）を５μｓ以上１５μｓ以下とすることができ、ライフタイムコントロールすることができる。なお、好ましくはｔｒｒが５μｓ以上１１μｓ以下であり、より好ましくはｔｒｒが５μｓ以上８μｓ以下である。ちなみに、従来のように重金属を添加する態様では、本実施の形態と比較すると大量に重金属が添加されることから、μｓ単位でｔｒｒをコントロールすることはできない。
【００３３】
実験結果を図７で示す。当該実験では、比抵抗ρ=３０Ωｃｍのウェハを用いた。図７で示されるように、金属容器１００として純粋なＰｔを用いた場合にはｔｒｒは２２μｓ程であっが、プラチナに金が含まれたＰｔ−Ａｕるつぼ（Ａｕの含有量は５重量％）を用いた場合にはｔｒｒを下げることができた。具体的には、図７に示すように、Ｐｔ−Ａｕるつぼ内において１３５０℃で５時間の間ガラス材料を溶融させた後、当該ガラス組成物（金属含有ガラス組成１１０）を半導体層に設けたところ、当該半導体層におけるｔｒｒは１５μｓ程になった。Ｐｔ−Ａｕるつぼ内において１４５０℃で１時間の間ガラス材料を溶融させた後、当該ガラス組成物（金属含有ガラス組成１１０）を前述した半導体層に設けたところ、当該半導体層におけるｔｒｒは１４μｓ程になった。Ｐｔ−Ａｕるつぼ内において１４５０℃で２時間の間ガラス材料を溶融させた後、当該ガラス組成（金属含有ガラス組成１１０）を前述した半導体層に設けたところ、当該半導体層におけるｔｒｒは１１μｓ程になった。Ｐｔ−Ａｕるつぼ内において１５６０℃で１時間の間ガラス材料を溶融させた後、当該ガラス組成物（金属含有ガラス組成１１０）を前述した半導体層に設けたところ、当該半導体層におけるｔｒｒは８μｓ程になった。Ｐｔ−Ａｕるつぼ内において１５６０℃で２時間の間ガラス材料を溶融させた後、当該ガラス組成物（金属含有ガラス組成１１０）を前述した半導体層に設けたところ、当該半導体層におけるｔｒｒは８μｓ程になった。なお、発明者らが確認したところ、金はガラス組成物に溶け込みやすい性質を有していると考えられることから、第一金属としてロジウム（Ｒｈ）よりも金（Ａｕ）を用いる方がｔｒｒを容易に制御できる点で有益である。
【００３４】
《効果》
次に、本実施の形態による効果の一例について説明する。なお、「効果」で説明するあらゆる態様を採用することができる。
【００３５】
従前からるつぼ等の容器内でガラスを溶融させることが行われている。本実施の形態では、従前から利用されている工程に準じてガラスを溶融させるだけであることから、重金属を添加したり電子線照射を行ったりする態様とは異なって工程数を増やすことなく、ｔｒｒをコントロールすることができる。また、本実施の形態によればｔｒｒをμｓの単位でコントロールすることができる。これらのことから、チップ等の半導体装置の製造コストが上がることを防止しつつｔｒｒをμｓの単位でコントロールすることができる。
【００３６】
ｔｒｒをμｓの単位でコントロールする方法としては、より具体的には、温度及び時間を調整することで図７に示すように半導体層におけるｔｒｒを調整することができる。このため、半導体装置毎において必要とされるｔｒｒに応じて温度及び時間を調整するだけでよく、極めて簡易な手法でｔｒｒを調整できる。なお、図７に示されているように、時間よりは温度を調整することでより効果的にｔｒｒをコントロールすることができる。特に１４００℃以上で加熱することが好ましく、１５００℃以上で加熱することがより好ましく、１５５０℃以上で加熱することがさらにより好ましい。
【００３７】
なお、近年、エアコンのＰＦＣ（Power Factor Correction）部においては部分スイッチ方式（簡易ＰＡＭ）が大部分を占めてきている。簡易ＰＡＭの動作モードでブリッジダイオードを部分スイッチとして使用する用途が増えており、ブリッジダイオードのｔｒｒ特性改善が求められている。また、ＩＧＢＴのように一定程度のスイッチング速度でよいが順方向ロスは大きくしたくない半導体装置では、μｓの単位でのｔｒｒのコントロールが必要となることがある。この点、本実施の形態によれば、追加工程を行うことなく、その結果としてコストを抑えつつ、μｓの単位でｔｒｒ特性を改善できる点で有益である。
【００３８】
従来の重金属拡散を用いる場合には、ｔｒｒをｎｓの単位でコントロールすることができるものの、μｓの単位でコントロールすることは難しい。電子線照射を用いればｔｒｒをμｓの単位でコントロールすることができるものの、高額な機械の導入が必要になる。この点、本実施の形態によれば、高額な機械を導入することなくμｓの単位でコントロールすることができる点でも有益である。
【００３９】
第一加熱温度を第一金属の融点よりも高くすることで第一金属、第二金属又は第一金属及び第二金属の両方をガラス組成内に含有させることができる。なお、金属容器１００において第一金属と第二金属とが合金となっている場合には、第一金属の融点より高い温度に加熱しても第一金属がすぐに溶融するわけではない。このことは図７において、温度を上げることでｔｒｒが下がることによっても裏付けられている。つまり、前述したように、金の融点は１０６４℃であるが、温度を１３５０℃→１４５０℃→１５６０℃と上げていることで、ｔｒｒが変化しておりガラス材料に含有される金属の量が変化しており、１０６４℃よりも高い温度に加熱することで金がすぐに溶融してガラス組成内に含有されていないことが裏付けられている。
【００４０】
また、金属容器１００においては合金の比率も重要である。例えば金である第一金属が３重量％〜１０重量％で含まれ、例えばプラチナである第二金属が９０重量％〜９７重量％で含まれる態様であれば、効果的にｔｒｒを調整することができる。第一金属の量が３重量％よりも少ないとガラス組成内に金属を含有させることが困難となり、ｔｒｒを調整しづらいことがある。他方、第一金属の量が１０重量％よりも多いと加熱温度を高くした際に金属容器１００としての強度が弱くなることもある。
【００４１】
第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４２】
第１の実施の形態では、第一金属及び第二金属を含む金属容器１００を用いた態様であった。本実施の形態では、第二金属を含む金属容器１００内に第一金属及びガラス材料を投入する態様を用いて説明する。その他については、第１の実施の形態と同様であり、第１の実施の形態で採用したあらゆる構成を第２の実施の形態でも採用することができる。
【００４３】
本実施の形態で用いられ得るガラス膜５０の製造方法の一例について説明する。
【００４４】
第二金属（典型的にはプラチナ）からなる金属容器１００に、第一金属（典型的には金）とガラス材料とを投入する。
【００４５】
次に、第一時間の間、第一加熱温度でガラス材料を金属容器１００内で溶融する（溶融工程）。このようにガラス材料を金属容器１００内で溶融することで、第一金属を含有する金属含有ガラス組成１１０を生成する。第一加熱温度は、第一金属の融点よりも高く、かつ第二金属の融点よりも低くてもよい。第一時間は例えば１時間〜３時間であり、第一加熱温度は例えば１３５０℃以上１７００℃以下であってもよい。
【００４６】
以上のようにして準備された金属含有ガラス組成１１０を前述した第二導電型半導体層１３のような半導体層に設けることで、ガラス膜５０が形成される（ガラス膜形成工程）。このように本実施の形態のガラス膜５０は第一金属等の金属を混入している。このため、このようなガラス膜５０を設けることで、ｔｒｒ制御に影響する第一導電型半導体層１２のような半導体層内に第一金属を分散させることができる。
【００４７】
以上の次第ではあるが、本願の発明者らが確認したところ、第一金属を第二金属からなる金属容器１００の中に入れた場合には、金属容器１００が溶け出したり孔があいてしまったりすることがあった。このように金属容器１００に孔があいてしまうとガラス材料が流れ出てしまうことから量産には不向きである。特にＰｔは反応性が高いことから、このように溶け出したり孔があいてしまったりしやすい。また、第二金属がＰｔである場合には非常に高価な金属容器１００となるが、このような金属容器１００に孔があいてしまうことはコスト的にも許容され難いものである。したがって、この観点からすると第１の実施の形態の方が第２の実施の形態よりも有益である。
【００４８】
第３の実施の形態
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００４９】
本実施の形態では、第一金属及び第二金属を含む金属容器１００内に第一金属及びガラス材料を投入する態様を用いて説明する。その他については、第１の実施の形態と同様であり、第１の実施の形態で採用したあらゆる構成を第３の実施の形態でも採用することができる。
【００５０】
本実施の形態で用いられ得るガラス膜５０の製造方法の一例について説明する。
【００５１】
第一金属（典型的には金）及び第二金属（典型的にはプラチナ）からなる金属容器１００に、第一金属（典型的には金）とガラス材料とを投入する。
【００５２】
次に、第一時間の間、第一加熱温度でガラス材料を金属容器１００内で溶融する（溶融工程）。このようにガラス材料を金属容器１００内で溶融することで、第一金属、第二金属又は第一金属及び第二金属の両方を含有する金属含有ガラス組成１１０を生成する。第一加熱温度は、第一金属の融点よりも高く、かつ第二金属の融点よりも低くてもよい。第一時間は例えば１時間〜３時間であり、第一加熱温度は例えば１３５０℃以上１７００℃以下であってもよい。
【００５３】
以上のようにして準備された金属含有ガラス組成１１０を前述した第二導電型半導体層１３のような半導体層に設けることで、ガラス膜５０が形成される（ガラス膜形成工程）。このように本実施の形態のガラス膜５０は第一金属等の金属を混入している。このため、このようなガラス膜５０を設けることで、ｔｒｒ制御に影響する第一導電型半導体層１２のような半導体層内に第一金属等の金属を分散させることができる。
【００５４】
第一金属がガラス材料内に含有されるということは金属容器１００から第一金属が徐々に無くなっていっていることを意味している。本実施の形態では、このように少なくなった第一金属を補充する意味があり、例えば、所定回数以上使った金属容器１００を用いてガラス材料を溶融させる場合に採用してもよい。他方、第２の実施の形態で説明したように第一金属を金属容器１００内に入れると金属容器１００に孔があいてしまうことがあることから、金属容器１００内に加えられる第一金属の量は極めて少量である。
【００５５】
上述した各実施の形態の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１００        金属容器
１１０        金属含有ガラス組成
【図１】
2019239448.tif 000003
【図２】
2019239448.tif 000004
【図３】
2019239448.tif 000005
【図４】
2019239448.tif 000006
【図５】
2019239448.tif 000007
【図６】
2019239448.tif 000008
【図７】
2019239448.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月3日(2018.10.3)
【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】
第一金属及び第二金属を含む金属容器内にガラス材料を投入する、又は第二金属を含む金属容器内に第一金属及びガラス材料を投入する工程と、
第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器内で溶融することで、前記第一金属又は前記第二金属を含有する金属含有ガラス組成を生成する工程と、
前記金属含有ガラス組成を半導体層に設ける工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器内で溶融することで、前記金属含有ガラス組成内に前記第一金属及び前記第二金属を含有させることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第一加熱温度は、前記第一金属の融点よりも高く、かつ前記第二金属の融点よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記金属容器は前記第一金属及び前記第二金属を含み、
前記金属容器のうち、前記第一金属は３重量％〜１０重量％で含まれ、前記第二金属は９０重量％〜９７重量％で含まれることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第一金属は金であり、前記第二金属はプラチナであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス材料は、ＳｉＯ２の含有量が４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ｂ２Ｏ３の含有量が８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、ＺｎＯの含有量が３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、
前記第一時間は１時間〜３時間であり、
前記第一加熱温度は１３５０℃以上１７００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
第一導電型半導体層と、
前記第一導電型半導体層に設けられた第二導電型半導体層と、
前記第二導電型半導体層に設けられた第一電極と、
前記第一導電型半導体層及び前記第二導電型半導体層の側面に設けられたガラス膜と、
を備え、
前記第一電極のうち前記第二導電型半導体層と接触する膜は金を含有せず、
前記半導体層は分散した金を含み、
前記半導体層は、前記ガラス膜から拡散された金によってライフタイムコントロールされることを特徴とする半導体装置。
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月10日(2019.7.10)
【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】
第一金属及び第二金属を含む金属容器内にガラス材料を投入する、又は第二金属を含む金属容器内に第一金属及びガラス材料を投入する工程と、
第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器内で溶融することで、前記第一金属又は前記第二金属を含有する金属含有ガラス組成を生成する工程と、
前記金属含有ガラス組成を半導体層に設ける工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
第一時間の間、第一加熱温度で前記ガラス材料を前記金属容器内で溶融することで、前記金属含有ガラス組成内に前記第一金属及び前記第二金属を含有させることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第一加熱温度は、前記第一金属の融点よりも高く、かつ前記第二金属の融点よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記金属容器は前記第一金属及び前記第二金属を含み、
前記金属容器のうち、前記第一金属は３重量％〜１０重量％で含まれ、前記第二金属は９０重量％〜９７重量％で含まれることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第一金属は金であり、前記第二金属はプラチナであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス材料は、ＳｉＯ2の含有量が４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ａｌ2Ｏ3の含有量が３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％の範囲内にあり、Ｂ2Ｏ3の含有量が８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、ＺｎＯの含有量が３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％の範囲内にあり、
前記第一時間は１時間〜３時間であり、
前記第一加熱温度は１３５０℃以上１７００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
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