(57)【要約】【課題】ダイオード領域とＩＧＢＴ領域が同一半導体基板に半導体基板の面方向に隣接して形成されている半導体装置において、ＩＧＢＴ領域のオン電圧の増大を抑制しつつ、より良好なスイッチング特性を有する半導体装置を実現する。【解決手段】アノード層付近のダイオードドリフト層、及びバッファ層近くのＩＧＢＴドリフト層にライフタイム制御領域を形成する。さらに、ＩＧＢＴドリフト層に、少なくとも上記２つのライフタイム制御領域の間に位置し、ＩＧＢＴドリフト層との境界が漸次深くなることによりその上下方向の厚さが漸次厚くなるライフタイム制御領域を形成する。【選択図】図１
2018006420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオード領域とＩＧＢＴ領域が同一半導体基板に前記半導体基板の面方向に隣接して形成されている半導体装置であって、
前記ダイオード領域は、
前記半導体基板の表面側に形成されている第１導電型のアノード層と、
前記アノード層の裏面側に形成されている第２導電型のダイオードドリフト層と、
前記ダイオードドリフト層より第２導電型の不純物濃度が高く、前記ダイオードドリフト層の裏面側に形成されている第２導電型のカソード層と、
を備え、
前記ＩＧＢＴ領域は、
前記半導体基板の表面側に形成されている第２導電型のエミッタ領域と、
前記エミッタ領域の裏面側に形成されている第１導電型のボディ層と、
前記ボディ層の裏面側に形成されている第２導電型のＩＧＢＴドリフト層と、
前記ＩＧＢＴドリフト層の裏面側に形成されている第１導電型のコレクタ層と、
前記半導体基板の表面に形成されており、前記エミッタ領域と前記ボディ層を貫通して、前記ＩＧＢＴドリフト層に達するトレンチゲートと、
を備え、
前記ダイオードドリフト層に形成された第１ライフタイム制御領域と、
前記ＩＧＢＴドリフト層に形成され、前記半導体基板の表面から裏面に向かう深さ方向において、前記第１ライフタイム制御領域よりも深い位置に形成された第２ライフタイム制御領域と、
前記ＩＧＢＴドリフト層に形成され、前記深さ方向において少なくとも前記第１ライフタイム制御領域と前記第２ライフタイム制御領域の間に形成されると共に、前記ダイオード領域に向かって、前記ＩＧＢＴドリフト層との境界が漸次深くなることによりその上下方向の厚さが漸次厚くなるように形成された、第３ライフタイム制御領域と、
を有する、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明が開示する技術は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、同一基板にＩＧＢＴ領域及びダイオード領域が形成された半導体装置において、ダイオード領域及びＩＧＢＴ領域にライフタイム制御領域を設けた構造が提案されている。
具体的には、ダイオード領域においては、アノード層近くのドリフト層にライフタイム制御領域を形成し、ＩＧＢＴ領域においては、バッファ層近くのドリフト層にライフタイム制御領域を形成する。これにより、ダイオード領域及びＩＧＢＴ領域において、ターンオフ損失を低減することができる。
さらに、特許文献１の図１に示す構造では、ＩＧＢＴ領域のうち、ＩＧＢＴ領域とダイオード領域との境界側には、ボディ層近くのドリフト層にライフタイム制御領域が設けれており、ＩＧＢＴ領域からダイオード領域へのホール注入を抑制することができる。
また、特許文献１の図６に示す構造では、ＩＧＢＴ領域のうち、ＩＧＢＴ領域とダイオード領域との境界側には、半導体基板の裏面を基準として、境界に向かって一定の勾配で深くなるようにライフタイム領域から形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４３８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される半導体装置では、ＩＧＢＴ領域のうち、ＩＧＢＴ領域とダイオード領域との境界側において、半導体基板の表面から一定の深さにライフタイム制御領域が形成されている。または、半導体基板の裏面を基準として、境界に向かって一定の勾配で深くなるようにライフタイム領域から形成されている。しかし、実際には、ＩＧＢＴ領域において、ダイオード動作時に、ボディ層からドリフト層へと注入されたホールは、半導体基板の表面から裏面に向かう深さ方向に濃度が薄くなると共に、ダイオード領域付近で濃度が濃くなるように分布する。そのため、特許文献１に開示される半導体装置では、ホールの濃度分布を考慮できておらず、ＩＧＢＴ領域からダイオード領域へのホール注入を抑制する効果が不十分である。
また、ライフタイム領域を形成すると、ターンオフ損失を低減することができるが、ＩＧＢＴ領域のオン電圧が増大する。従って、ライフタイム領域は、最小限の範囲に収める必要がある。
【０００５】
本明細書は、ダイオード領域とＩＧＢＴ領域が同一半導体基板に形成されている半導体装置であって、ＩＧＢＴ領域のオン電圧の増大を抑制しつつ、より良好なスイッチング特性を有する半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、ダイオード領域とＩＧＢＴ領域が同一半導体基板に半導体基板の面方向に隣接して形成されている半導体装置を提供する。この半導体装置では、ダイオード領域は、半導体基板の表面側に形成されている第１導電型のアノード層と、アノード層の裏面側に形成されている第２導電型のダイオードドリフト層と、ダイオードドリフト層より第２導電型の不純物濃度が高く、ダイオードドリフト層の裏面側に形成されている第２導電型のカソード層と、を備えている。ＩＧＢＴ領域は、半導体基板の表面側に形成されている第２導電型のエミッタ領域と、エミッタ領域の裏面側に形成されている第１導電型のボディ層と、ボディ層の裏面側に形成されている第２導電型のＩＧＢＴドリフト層と、ＩＧＢＴドリフト層の裏面側に形成されている第１導電型のコレクタ層と、半導体基板の表面に形成されており、エミッタ領域と前記ボディ層を貫通して、ＩＧＢＴドリフト層に達するトレンチゲートと、を備えている。さらに、ダイオードドリフト層に形成された第１ライフタイム制御領域と、ＩＧＢＴドリフト層に形成され、前記半導体基板の表面から裏面に向かう深さ方向において、第１ライフタイム制御領域よりも深い位置に形成された第２ライフタイム制御領域と、ＩＧＢＴドリフト層に形成され、深さ方向において少なくとも第１ライフタイム制御領域と第２ライフタイム制御領域の間に形成されると共に、ダイオード領域に向かって、ＩＧＢＴドリフト層との境界が漸次深くなることによりその上下方向の厚さが漸次厚くなるように形成された、第３ライフタイム制御領域と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、アノード層付近のダイオードドリフト層及びバッファ層近くのＩＧＢＴドリフト層に夫々形成された２つのライフタイム制御領域に加え、ＩＧＢＴドリフト層に、少なくとも上記２つのライフタイム制御領域の間に位置し、ＩＧＢＴドリフト層との境界が徐々に深くなるライフタイム制御領域を形成する。このため、ＩＧＢＴ領域において、半導体基板の表面から裏面に向かう深さ方向に濃度が薄くなると共に、ダイオード領域付近で濃度が濃くなるように分布するホールが、ダイオード領域のドリフト層へと流れ込むことを効果的に抑制できる。したがって、ダイオードの逆回復動作時に生じる逆電流が抑制される。
加えて、ＩＧＢＴドリフト層のホール分布に沿ってライフタイム制御領域を形成することで、ライフタイム制御領域の形成範囲を最小限にし、ターンオフ損失とトレードオフ関係にあるオン電圧の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図２】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図であって、結晶欠陥形成工程前の半導体装置の断面図を示す図である。
【図３】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図であって、結晶欠陥形成工程時の半導体装置の断面図を示す図である。（ダイオードライフタイム制御領域３９の形成）
【図４】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図であって、結晶欠陥形成工程時の半導体装置の断面図を示す図である。（ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の第２部分５９ｂの形成）
【図５】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図であって、結晶欠陥形成工程時の半導体装置の断面図を示す図である。ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の第１部分５９ａの形成）
【図６】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図であって、イオン注入工程後の半導体装置の断面図を示す図である。
【図７】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図であって、アニール工程後の半導体装置の断面図を示す図である。
【図８】比較形態に係る半導体装置の断面図である。
【０００９】
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（半導体装置）
本明細書が開示する実施形態に係る半導体装置について説明する。
図１に示すように、実施形態に係る半導体装置１０は、半導体基板１２と、半導体基板１２の表面及び裏面に形成されている金属層及び絶縁膜等を備えている。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。
【００１１】
ダイオード領域２０内の半導体基板１２の表面には、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の表面には、エミッタ電極４２が形成されている。半導体基板１２の裏面には、共通電極６０が形成されている。
【００１２】
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型である。ダイオードドリフト層２８は、上部ドリフト層２８ａと下部ドリフト層２８ｂとを備えている。上部ドリフト層２８ａは、下部ドリフト層２８ｂよりも不純物濃度が低い。
【００１３】
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の裏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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
ＩＧＢＴ領域４０内の半導体基板１２の表面には、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の表面は絶縁膜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。
【００１７】
エミッタ領域４４は、半導体基板１２の表面に露出する範囲に形成されている。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。
【００１８】
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の表面に露出する範囲に形成されている。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。
【００１９】
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、ダイオード領域２０の上部ドリフト層２８ａと略同じ不純物濃度を有しており、上部ドリフト層２８ａ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。バッファ層５０ｂは、ダイオード領域２０の下部ドリフト層２８ｂと略同じ不純物濃度を有しており、下部ドリフト層２８ｂと連続する層である。
【００２０】
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の裏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。
【００２１】
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。
【００２２】
ダイオードドリフト層２８の上部ドリフト層２８ａには、ダイオードライフタイム制御領域３９が形成されている。ダイオードライフタイム制御領域３９内には、半導体基板１２に荷電粒子を打ち込むことによって形成された結晶欠陥が存在している。ダイオードライフタイム制御領域３９内の結晶欠陥密度は、その周囲の上部ドリフト層２８ａに比べて高い。ライフタイム制御領域３９は、アノード層２６の近傍の深さに形成されている。なお、ダイオードライフタイム制御領域３９は、特許請求の範囲における第１ライフタイム制御領域に対応する。
【００２３】
ＩＧＢＴドリフト層５０のドリフト層５０ａには、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９が形成されている。ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９内には、半導体基板１２に荷電粒子を打ち込むことによって形成された結晶欠陥が存在している。ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９内の結晶欠陥密度は、その周囲のドリフト層５０ａに比べて高い。
【００２４】
ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９は、第１部分５９ａと、第２部分５９ｂとを有する。第１部分５９ａは、バッファ層５０ｂの近傍の深さに形成されている。第２部分５９ｂは、半導体基板１２の表面から裏面に向かう深さ方向において、ライフタイム制御領域３９とライフタイム制御領域５９の第１部分５９ａの間の深さに形成されると共に、ダイオード領域２０に向かって徐々に深くなるように形成されている。なお、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の第１部分５９ａは特許請求の範囲における第２ライフタイム制御領域に相当し、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の第２部分５９ｂは特許請求の範囲における第３ライフタイム制御領域に対応する。
【００２５】
（半導体装置のダイオードの動作）
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。
【００２６】
ダイオードに印加される電圧が順電圧から逆電圧に切り換えられると、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内の結晶欠陥は、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、ダイオードの逆回復動作時に生じる逆電流が抑制される。
【００２７】
（半導体装置のＩＧＢＴの動作）
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。      
【００２８】
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、ＩＧＢＴがターンオフする。すなわち、オン時にＩＧＢＴドリフト層５０内に存在していたホールが共通電極６０に排出され、オン時にＩＧＢＴドリフト層５０内に存在していた電子がエミッタ電極４２に排出される。これによって、ＩＧＢＴに逆電流が流れる。逆電流は、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。ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９のうち特に第１部分５９ａ内の結晶欠陥は、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、ＩＧＢＴドリフト層２８内のキャリアの多くが、ＩＧＢＴ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、ＩＧＢＴのターンオフ時に生じる逆電流が抑制される。
【００２９】
また、ダイオードがオンしているときに、ＩＧＢＴ領域４０のボディ層４８のうちダイオード領域２０に近い部分、ＩＧＢＴドリフト層５０のうちダイオード領域２０に近い部分、ダイオード領域２０のカソード層３０のうちＩＧＢＴ領域４０に近い部分、が寄生ダイオードとして動作する場合がある。この場合、ボディ層４８側からＩＧＢＴドリフト層５０に注入されたホールは、半導体基板の表面から裏面に向かう方向に濃度が薄くなると共に、ダイオード領域付近で濃度が濃くなるように分布する。ＩＧＢＴドリフト層５０に注入されたホールは、カソード層３０に向かって移動し、ダイオード領域２０内のドリフト層２８にホールが蓄積する。
【００３０】
しかし、図１に係る半導体装置１０においては、ＩＧＢＴドリフト層５０のドリフト層５０ａには、半導体基板１２の表面から裏面に向かう深さ方向において、ライフタイム制御領域３９とライフタイム制御領域５９の第１部分５９ａの間の深さに形成されると共に、ダイオード領域２０に向かって所定の勾配で深くなるように、ライフタイム制御領域５９の第２部分５９ｂが形成されている。このため、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の第２部分５９ｂがホールの再結合中心として機能し、再結合によりホールが消滅し、ＩＧＢＴドリフト層５０に供給されたホールがダイオード領域２０内のドリフト層２８に流れ込むことを効果的に抑制できる。したがって、半導体装置１０では、ダイオードの逆回復動作時に生じる逆電流が抑制される。
【００３１】
さらに、ＩＧＢＴドリフト層５０のホール分布に沿ってライフタイム制御領域５９の第２部分５９ｂを形成することで、第２部分５９ｂの形成範囲を最小限にし、ターンオフ損失とトレードオフ関係にあるオン電圧の上昇を抑制することができる。
【００３２】
（半導体装置の製造方法）
次に、半導体装置１０の製造方法を説明する。図１に係る半導体装置１０の素子構造を半導体ウェハに複数形成した後で、ダイシング等によって、それぞれの半導体装置を切り離すことによって、半導体装置１０の製造を行う。
【００３３】
半導体装置１０の第１の製造方法は、結晶欠陥形成工程と、イオン注入工程と、アニール工程とを含んでいる。
【００３４】
図２は、半導体装置１０の製造方法に係る半導体ウェハの一部分の断面を示す図である。図２に示すウェハ６１０は、半導体装置１０のダイオードライフタイム制御領域３９、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９、カソード層３０、共通電極６０が形成される前の状態を示すものであり、それ以外の半導体装置１０の素子構造は既に形成されている。ウェハ６１０の裏面側には、ｐ型のコレクタ層６５２が形成されている。ウェハ６１０では、製造工程が完了した後の、図１の半導体装置１０のダイオード領域２０となる領域をダイオード形成領域６２０、ＩＧＢＴ領域４０となる領域をＩＧＢＴ形成領域６４０で示している。図１の半導体装置１０と同様の構成は、同一の参照番号を付している。第１の製造方法の各工程では、半導体装置１０のダイオードライフタイム制御領域３９、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９、カソード層３０を形成する。
【００３５】
結晶欠陥形成工程では、ダイオードライフタイム制御領域３９を形成した後、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９を形成する。
【００３６】
ダイオードライフタイム制御領域３９の形成には、半導体基板１０と略並行な面を有するマスク７０１を用いる。図３に示すように、マスク７０１の表面側から、ウェハ６１０の表面に対して垂直な方向から荷電粒子の照射を行って、ウェハ６１０のダイオード形成領域６２０に結晶欠陥を形成する。荷電粒子は、ダイオードドリフト層２８の上部ドリフト層２８ａに停止するように照射エネルギーを調整されて、照射される。これによって、結晶欠陥密度の高い領域が上部ドリフト層２８ａに形成され、ダイオードライフタイム制御領域３９となる。
【００３７】
次にＩＧＢＴライフタイム制御領域５９を形成する結晶欠陥形成工程について述べる。本実施形態では、第２部分５９ｂを形成した後、第１部分５９ａを形成する。
【００３８】
図４に示すように、第２部分５９ｂの形成には、ダイオード形成領域６２０においてウェハ６１０の上面全域を覆い、ＩＧＢＴ形成領域６４０においてダイオード形成領域６２０側に向かって一定の角度で傾斜した斜面を有するマスク７０２を用いる。マスク７０２の表面側から、ウェハ６１０の表面に対して垂直な方向から荷電粒子の照射を行った際に、ダイオード領域側に向かって一定の勾配で深くなるようにＩＧＢＴライフタイム領域５９の第２部分５９ｂが形成される。
【００３９】
図５に示すように、第１部分５９ａの形成には、半導体基板１０と略並行な面を有するマスク７０３を用いる。マスク７０１の裏面側から、ウェハ６１０の裏面に対して垂直な方向から荷電粒子の照射を行って、ウェハ６１０のＩＧＢＴ形成領域６４０に結晶欠陥を形成する。荷電粒子は、ＩＧＢＴドリフト層５０のドリフト層５０ａに停止するように照射エネルギーを調整されて、照射される。これによって、結晶欠陥密度の高い領域がドリフト層５０ａに形成され、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の第１部分５９ａとなる。
【００４０】
次に、イオン注入工程を行う。イオン注入工程では、図６に示すように、マスク７０４を用いて、ウェハ６１０の裏面に対して、ｎ型の不純物イオンを注入して、ウェハ６１０の裏面のコレクタ層６５２の一部に、ｎ型のイオンが注入されたイオン注入領域６３０を形成する。
【００４１】
次に、マスク７０４を取り外し、その後にウェハ６１０のアニール工程を行う。アニール工程では、イオン注入領域である部分６３０のアニール処理を行う。アニール処理を行うと、部分６３０はｎ型のカソード層３０となる。これによって、図７に示すように、ウェハ６１０の裏面は、コレクタ層５２、カソード層３０の２層を備えることができる。さらに、ウェハ６１０の裏面に、共通電極６０を形成し、ダイシングして１つ１つの半導体装置に切り分けることによって、実施形態に係る半導体装置１０を形成することができる。
【００４２】
上述した半導体装置の製造方法では、半導体基板１０の表面側から荷電粒子を照射することによって、ダイオードライフタイム制御領域３９及びＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の第１２部分５９ａを形成し、半導体基板１０の裏面側から荷電粒子を照射することによって、ＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の第１部分５９ａを形成する。
【００４３】
従って、本実施例の製造方法で製造された半導体装置では、図７に示すように、ダイオードライフタイム制御領域３９、及びＩＧＢＴライフタイム制御領域５９が形成される。なお、図中の「・」は、荷電粒子が通過してダメージを受けたダイオードライフタイム制御領域３９、及びＩＧＢＴライフタイム制御領域５９の一部であり、「×」は荷電粒子を打ち込んだ終端であり、最もライフタイムが短くなった領域である。
【００４４】
図８の比較形態に示すように、半導体基板１０の一方の面（表面）からの打ち込みによって、ダイオードライフタイム制御領域３９、及びＩＧＢＴライフタイム制御領域５９を形成した場合に比べ、ダイオードドリフト層２８及びＩＧＢＴドリフト層５８に形成される欠陥量を少なくすることができ、リーク電流を低減することができる。
【００４５】
上記の実施形態で示された構造及び製造方法は一例であり、上記で示した構造及び製造方法に限定されることなく、本発明の特徴を含んだ他の構造及び製造方法とすることもできる。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、図２に示す素子構造を形成後に、ダイオードライフタイム制御領域３９及びＩＧＢＴライフタイム制御領域５９を形成していたが、素子構造を形成する工程の中に、ダイオードライフタイム制御領域３９及びＩＧＢＴライフタイム制御領域５９を形成する工程を設けてもよい。
【００４７】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載した発明には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した構成は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０：半導体層
２０：ダイオード領域
２２：アノード電極
２６：アノード層
２８：ダイオードドリフト層
２８ａ：上部ドリフト層
２８ｂ：下部ドリフト層
３０：カソード層
３９：ダイオードライフタイム制御領域（第１ライフタイム領域）
４０：ＩＧＢＴ領域
４２：エミッタ電極
４４：エミッタ領域
４８：ボディ層
４８ａ：高濃度ボディ層
４８ｂ：低濃度ボディ層
５０：ＩＧＢＴドリフト層
５０ａ：ドリフト層
５０ｂ：バッファ層
５２：コレクタ層
５４：ゲート電極
５６：ゲート絶縁膜
５８：絶縁膜
５９：ＩＧＢＴライフタイム制御領域
５９ａ：第１部分（第２ライフタイム領域）
５９ｂ：第２部分（第３ライフタイム領域）
６０：共通電極
６１０：ウエハ
６２０：ダイオード形成領域
６４０：ＩＧＢＴ形成領域
７０１〜７０４：マスク
【図１】
2018006420.tif 000003
【図２】
2018006420.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】
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【図８】
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