(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波パワーダイオードであって、
第１の主側（１０１）および前記第１の主側（１０１）とは反対の第２の主側（１０２）を有する半導体ウェハと、
前記第１の主側（１０１）に隣接して前記半導体ウェハ中に形成される第１の層（１０３）とを備え、前記第１の層（１０３）は、ｎまたはｐ導電型である第１の導電型を有し、さらに
前記第２の主側（１０２）に隣接して前記半導体ウェハ中に形成される第２の層（１０５）を備え、前記第２の層（１０５）は、ｎまたはｐ導電型であるが前記第１の導電型とは異なる第２の導電型を有し、さらに
前記第１の層（１０３）と前記第２の層（１０５）との間に前記半導体ウェハ中に形成される第３の層（１０４）を備え、前記第３の層（１０４）は前記第２の導電型を有し、
前記第１の層（１０３）の第１の導電型のドーパントの濃度は、前記ウェハの前記第１の主側（１０１）に隣接しての１０19ｃｍ-3以上から第３の層（１０４）との前記第１の層（１０３）の界面での１．５・１０15ｃｍ-3以下へと減少し、
前記第２の層（１０５）の第２の導電型のドーパントの濃度は、前記ウェハの前記第２の主側（１０２）に隣接しての１０19ｃｍ-3以上から前記第３の層（１０４）との前記第２の層（１０５）の界面での１．５・１０15ｃｍ-3へと減少し、
前記第３の層（１０４）の第２の導電型のドーパントの濃度は１．５・１０15ｃｍ-3以下であり、
前記第１の主側（１０１）から５０μｍの距離での前記第１の層（１０３）中の前記第１の導電型のドーパントの濃度および前記第２の主側（１０２）から５０μｍの距離での前記第２の層（１０５）中の前記第２の導電型のドーパントの濃度はそれぞれ１０17ｃｍ-3以上であり、
前記第３の層（１０４）の厚みは、６０μｍ未満であり、かつ前記第１の層（１０３）および前記第２の層（１０５）の厚みより短く、
ドーピング濃度プロファイルは、第１の主側（１０１）の中への第１の導電型のドーパントおよび前記第２の主側（１０２）の中への第２の導電型のドーパントの同時拡散によって生成され、前記同時拡散は、気体源、固体源または液体源の任意の組合せを用いて行われることを特徴とする、高周波パワーダイオード。
【請求項２】
前記第１の層（１０３）および前記第２の層（１０５）は各々、少なくとも７・１０19ｃｍ-3の表面ドーピング濃度を有する、請求項１に記載の高周波パワーダイオード。
【請求項３】
リンは、前記第２の層（１０５）中の第２の導電型のドーパントである、請求項１および２のいずれか１項に記載の高周波パワーダイオード。
【請求項４】
ホウ素は、前記第１の層（１０３）中の第１の導電型のドーパントである、請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波パワーダイオード。
【請求項５】
前記半導体ウェハはシリコンウェハである、請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波パワーダイオード。
【請求項６】
前記半導体ウェハの厚みは１５０μｍ以上である、請求項１から５のいずれか１項に記載の高周波パワーダイオード。
【請求項７】
キャリア寿命を短縮する再結合中心を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の高周波パワーダイオード。
【請求項８】
電子照射誘導トラップを備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の高周波パワーダイオード。
【請求項９】
前記第３の層（１０４）の厚みは２つの同時二極性拡散長さ未満である、請求項１から８のいずれかに記載の高周波パワーダイオード。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の前記高周波パワーダイオードを製造するための製造方法であって、
（ａ）  前記半導体ウェハ（１１４）を設けるステップと、
（ｂ）  第１の主側（１０１）から前記半導体ウェハ（１１４）の中への第１の導電型のドーパントおよび第２の主側（１０２）から前記半導体ウェハの中への第２の導電型のドーパントの同時拡散のステップとを備える、製造方法。
【請求項１１】
前記第１の主側（１０１）での前記第１の導電型のドーパントの前記表面濃度および前記第２の主側（１０２）での前記第２の導電型のドーパントの前記表面濃度は、前記拡散のステップ（ｂ）の間、一定に保たれる、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記拡散のステップ（ｂ）の前に、前記半導体ウェハ（１１０）を１５０〜２５０μｍの間の厚みに薄肉化するステップをさらに備える、請求項１０または１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体ウェハ中に再結合中心を形成するステップをさらに備える、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記再結合中心は前記半導体ウェハの電子照射によって誘導される、請求項１３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに従う高周波パワーダイオードおよびそのような高周波パワーダイオードを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景情報
抵抗溶接のためには、整流器ダイオードとしてパワー半導体ダイオードである溶接ダイオードを用いることが公知である。抵抗溶接は、金属のシートを接合するために用いられる技術である。おそらく、抵抗溶接の最も一般的な用途は、組立ライン上に見られる産業用ロボットの多数がスポット溶接機である、車体の製造工程でのスポット溶接である。抵抗溶接は、電流に対する抵抗から得られる熱によって、接触する金属表面同士が接合される工程である。したがって、熱または溶接温度に影響を及ぼす重要な要因は、電流および溶接時間の長さである。数千Ａから１００，０００Ａまでの範囲の大電流が金属を通過すると、溶融金属の小さなプールが最も電気的な抵抗点（接続または「接合（faying）」面）に形成される。
【０００３】
したがって、溶接ダイオードの主な特徴は、低いオン状態電圧および非常に低い熱抵抗と組合せた、数千Ａ〜１００，０００Ａまでの以上で言及した範囲の高電流能力である一方で、要件とされる逆電圧は、通常２００Ｖ〜６００Ｖの範囲と比較的低い。
【０００４】
公知の溶接ダイオードを図１ｆに断面で示す。これは、第１の主側１および第１の主側１とは反対の第２の主側２を有するシリコンウェハを備える。ウェハにおいて、その第１の主側１からその第２の主側２へ、第１の主側１に隣接する濃くドープされたｐ型アノード層３と、薄くドープされたｎ型ベース層４と、ウェハの第２の主側２に隣接する濃くドープされたｎ型カソード層５とが形成される。アノード層３、ベース層４、およびカソード層５がｐｉｎダイオード構造を形成する。ウェハの第１の主側１にアノード電極６が形成され、ウェハの第２の主側２にカソード電極７が形成される。
【０００５】
図１ａから図１ｆを参照して、公知の溶接ダイオードの製造工程を以下に記載する。公知の溶接ダイオードは、より手の込んだエピタキシ工程によって溶接ダイオードを製造するよりも費用効率がよい拡散工程によって製造される拡散ｐｉｎダイオードである。特に、ｐｉｎダイオード構造の真性または薄くドープされた層のエピタキシャル成長は、極めて重要でかつコストがかかる工程である。
【０００６】
公知の溶接ダイオードを製造するための第１のプロセスステップで、図１ａに示されるように、すべての側から、ｐ型ドーパントであるアルミニウム（Ａｌ）およびホウ素（Ｂ）が薄くドープされたｎ型シリコンウェハ１０中に拡散される。この中で、ｐ型ドーパントＡｌおよびＢの拡散は矢印で示される。第１のプロセスステップの結果、図１ｂに示されるように、ウェハの第１の主側１に濃くドープされたｐ型層１３が形成され、ウェハの第２の主側に別の濃くドープされたｐ型層１３′が形成される。濃くドープされたｐ型層１３および１３′は、ウェハ１０の材料によって形成される薄くドープされたｎ型層１４によって分離される。その後、第２の主側２の濃くドープされたｐ型層１３′は、第２のプロセスステップでのウェハ１０の機械的研削によって除去されて、図１ｃに示されるような厚みＷ1＜Ｗ0の薄肉化されたウェハを形成する。なお、Ｗ0は第２のプロセスステップでの薄肉化前のウェハ１０の厚みである。
【０００７】
図１ｄに示される第３のプロセスステップで、その第２の主側２からの薄肉化されたウェハの薄くドープされたｎ型層１４の中へのｎ型ドーパントとしてのリン（Ｐ）の拡散によって比較的薄い濃くドープされたｎ型カソード層５が形成される一方で、薄肉化されたウェハの第１の主側１は、酸化シリコンバリア層１９で被覆されて、第３のプロセスステップの間にｎ型ドーパントＰが濃くドープされたｐ型層１３中に拡散するのを防止する。図１ｄでは、ウェハ中へのＰの拡散が矢印で示される。
【０００８】
第３のプロセスステップで濃くドープされたｎ型カソード層５を形成した後に、酸化シリコンバリア層１９がエッチングで除去されて、アノード層３、ベース層４、およびカソード層５を有する、図１ｅに示されるような装置を得る。公知の製造方法の最後のプロセスステップは、アノード層３上にアノード電極６を形成するステップと、カソード層５上にカソード電極７を形成して、図１ｆに示されるような公知の溶接ダイオードに到達するステップとである。
【０００９】
溶接ダイオードの公知の製造工程では、アノード層３の厚みＷ2、ベース層の厚みＷ3、およびカソード層５の厚みＷ4に関するある限定が存在する。
【００１０】
第２の濃くドープされたｐ型層１３´を研削によって除去しなければならないために、第１の濃くドープされたｐ型層１３の厚み、およびしたがって最終的な装置のアノード層３の厚みもウェハの機械的安定性によって限定されてしまう。第１の濃くドープされたｐ型層１３が厚ければ厚いほど、図１ｃに示される薄肉化されたウェハをより薄くしなければならない。
【００１１】
さらに、酸化シリコンバリア層１９のブロック機能が時間で限定されることによって、カソード層５の厚みＷ4が主に限定されてしまう。ある時間の後であれば、ｎ型ドーパントは、酸化シリコンバリア層１９も通って第１の濃くドープされたｐ型層１３中に拡散するであろう。カソード層５の拡散深さについての別の限定要因は、カソード層５を形成するための第３のプロセスステップの間にｎ型ドーパントだけではなく第１の濃くドープされたｐ型層１３のｐ型ドーパントも拡散によって移動しかつ広がってしまうことである。
【００１２】
上記限定の結果、公知の溶接ダイオードは、約１００μｍ以上のベース層４の厚みＷ3を有する。
【００１３】
図２に、公知の溶接ダイオードのドーピングプロファイル、すなわち、ウェハの第１の主側１から第２の主側２へのドーパントの濃度を示す。この中で、ウェハ表面からの距離は、シリコンウェハの第１の主面からの距離を意味する。図２は、順方向バイアス条件下でのベース層４中のキャリア濃度も示す。高レベル注入の結果、電子の濃度ｎは、順方向バイアス条件下での溶接ダイオード中のベース層４中の正孔の濃度ｐに等しい。図２で、点線の曲線２５は、電子照射を行なわない場合の公知の溶接ダイオードのキャリア濃度ｎ＝ｐを表わし、破線の曲線２６は、電子照射後の公知の溶接ダイオードのキャリア濃度ｎ＝ｐを表わす。電子照射は、シリコンウェハの再結合中心として働く深準位トラップを誘導することによってキャリア寿命を短縮するための公知の手段である。
【００１４】
低いオン状態電圧については、導電性、およびしたがってベース層４中のキャリア濃度ｎ＝ｐもできる限り高くしなければならない。しかしながら、ベース層４中の高いキャリア濃度ｎ＝ｐも、高い逆回復電荷（reverse recovery charge）Ｑｒｒという結果を生じる。これは基本的に、キャリア濃度を表わす曲線の下の面積（すなわち、図２の点線の曲線２５または破線の曲線２６の下の面積）に対応する。高周波数では、逆回復電荷Ｑｒｒが高く、かつ長い少数キャリア寿命が長い結果、スイッチング損失が高くなってしまう。公知の溶接ダイオードでは、電子照射は、逆回復電荷Ｑｒｒおよびキャリア寿命の両方を減じることによってスイッチング損失を低減するであろう。しかしながら、点線の曲線２５および破線の曲線２６の比較からわかるように、電子照射の結果、同時に、ベース層４中のキャリア濃度ｎ＝ｐが大幅に低くなり、したがってオン状態電圧がかなり高くなる。スイッチング損失は、ダイオードの動作周波数を増大させる限定要因であるので、公知の溶接ダイオードは約１ｋＨｚを上回る周波数には適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
発明の要約
発明の目的は、低いオン状態電圧および高い電流能力を有する、１０ｋＨｚ以上の高い周波数で用いることができる抵抗溶接のための高周波パワーダイオード（すなわち溶接ダイオード）を提供することである。発明の目的は、そのような高周波パワーダイオードのための製造方法を提供することでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
目的は、請求項１に従う高周波パワーダイオードによって達成される。
請求項１に従う高周波パワーダイオードにおいて、濃くドープされた第１の層を別の導電型の濃くドープされた第２の層から分離する第３の層の厚みは６０μｍ未満である。したがって、逆回復電荷が低く、高周波パワーダイオードを１０ｋＨｚ以上の周波数で整流器ダイオードとして用いることができる。高周波パワーダイオードを用いることにより、抵抗溶接のための機器をより高い周波数で動作させることができる。これには、溶接機器においてより小さな変圧器を用いることができるという利益がある。したがって、利益は、溶接機器のより低いコスト、より少ないスペース、およびより軽い重量である。
【００１７】
発明のさらなる発展例を従属請求項に特定する。
好ましい実施形態では、第１の層および第２の層は各々少なくとも７・１０19ｃｍ-3という表面ドーピング濃度を有する。そのような高いドーピング濃度により、非常に低いオン状態電圧が確実になる。
【００１８】
好ましい実施形態では、半導体ウェハの厚みは１５０μｍ以上である。その特徴の利点は、ウェハが良好な機械的安定性を有することである。
【００１９】
好ましい実施形態では、装置は、キャリア寿命を短縮する再結合中心として深準位トラップを備える。厚みが約１００μｍ以上の薄くドープされたｎ型層を有する公知の溶接ダイオードにおいて、深準位トラップの結果、以上で論じたような順方向バイアス条件下で薄くドープされたｎ型層中のキャリア濃度を低下させることにより、より高いオン状態電圧が得られる。これとは逆に、発明に従う高周波パワーダイオードにおける深準位トラップは、濃くドープされた第１の層を濃くドープされた第２の層から分離する第３の層中のキャリア濃度の大幅な低下を生じない。したがって、逆回復をさらに向上させ、かつ低いオン状態電圧を犠牲にすることなく高周波数でのスイッチング損失を低減するために、発明で深準位トラップを用いることができる。
【００２０】
好ましい実施形態では、装置は、電子照射誘導トラップを備える。電子照射は、装置中に深準位トラップを生成する、容易で迅速かつ費用効率のよいやり方である。
【００２１】
目的は、請求項１１に従う高周波パワーダイオードを製造するための方法によっても達成される。
【００２２】
請求項１１に従う発明の方法は、その第１の主側から半導体ウェハの中への第１の導電型のドーパントおよびその第２の主側から半導体ウェハの中への第２の導電型のドーパントの同時拡散により、深く拡散されたアノード層だけではなく深く拡散されたカソード層も形成して、６０μｍ未満の薄いベース層とともに、拡散したアノードおよびカソード層を有する拡散ｐｉｎダイオード構造を製造できるようにするという利点を有する。
【００２３】
好ましい実施形態では、第１の主側での第１の導電型のドーパントの表面濃度および第２の主側での第２の導電型のドーパントの表面濃度は、アノード層およびカソード層の同時拡散のステップ（ｂ）の間、一定に保たれる。当該特徴は、良好なプロセス制御で最大のドーピングレベルを達成できるという利点を有する。
【００２４】
好ましい方法では、方法はさらに、同時拡散のステップ（ｂ）の前に、半導体ウェハを１５０〜２５０μｍの間の厚みに薄肉化するステップを備える。その特徴は、必要な拡散深さを小さくでき、かつ半導体ウェハの機械的安定性を犠牲にすることなく最終的な装置のオン状態電圧を低減できるという利点を有する。
【００２５】
添付の図面を参照して、発明の詳細な実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１ａ】公知の溶接ダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図１ｂ】公知の溶接ダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図１ｃ】公知の溶接ダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図１ｄ】公知の溶接ダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図１ｅ】公知の溶接ダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図１ｆ】公知の溶接ダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示し、最終的に製造される公知の溶接ダイオードを示す図である。
【図２】図１ｆに示される公知の溶接ダイオードのドーパント濃度プロファイルと、順方向バイアス条件下でのそのベース層中のキャリア濃度とを示す図である。
【図３ａ】発明の実施形態に従う高周波パワーダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図３ｂ】発明の実施形態に従う高周波パワーダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図３ｃ】発明の実施形態に従う高周波パワーダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図３ｄ】発明の実施形態に従う高周波パワーダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示す図である。
【図３ｅ】発明の実施形態に従う高周波パワーダイオードを製造するための製造プロセスを断面で示し、発明の実施形態に従う最終的に製造された溶接ダイオードを示す図である。
【図４】図３ｅに示される溶接ダイオードのドーパント濃度プロファイルと、順方向バイアス条件下でのそのベース層中のキャリア濃度とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
好ましい実施形態の詳細な説明
図で用いる参照符号およびその意味を参照符号の一覧に要約する。一般的に、明細書を通じて同様の要素は同じ参照符号を有する。記載の実施形態は例であることが意味され、発明の範囲を限定しない。
【００２８】
図３ｅに、発明の実施形態に従う高周波パワーダイオードを断面で示す。図３ｅに示される高周波パワー高ダイオードは、第１の主側１０１および第１の主側１０１とは反対の第２の主側１０２を有するシリコンウェハを備える。シリコンウェハは、第１および第２の主側に直交する方向の約２００μｍの厚みと、第１および第２の主側に平行な方向の約５０ｍｍの直径とを有する。
【００２９】
ウェハの中に、その第１の主側１０１からその第２の主側１０２へ、第１の主側１０１に隣接する濃くドープされたｐ型アノード層１０３と、薄くドープされたｎ型ベース層１０４と、ウェハの第２の主側１０２に隣接する濃くドープされたｎ型カソード層１０５とが形成される。アノード層１０３、ベース層１０４、およびカソード層１０５はｐｉｎダイオード構造を形成する。ウェハの第１の主側１０１にアノード電極１０６が形成され、ウェハの第２の主側１０２にカソード電極１０７が形成される。
【００３０】
アノード層１０３はｐ型ドーパントとしてのホウ素（Ｂ）で意図的にドープされる。アノード層１０３中のホウ素の濃度は、ウェハの第１の主側１０１に隣接しての１０19ｃｍ-3以上、好ましくは７・１０19ｃｍ-3以上の濃度から、ベース層１０４とのアノード層１０３の界面での１．５・１０15ｃｍ-3以下の濃度へと減少する。カソード層１０５は、ｎ型ドーパントとしてのリン（Ｐ）で意図的にドープされる。カソード層１０５中のリンの濃度は、ウェハの第２の主側１０２に隣接しての１０19ｃｍ-3以上、好ましくは７・１０19ｃｍ-3以上からベース層１０４とのカソード層１０５の界面における１．５・１０15ｃｍ-3以下という濃度へと減少する。ベース層１０４は、１．５・１０15ｃｍ-3以下のドーピング濃度でｎ型ドーパントとしてのリンで薄くドープされる。
【００３１】
アノード層１０３中のホウ素のドーピング濃度プロファイルおよびカソード層１０５中のリンの濃度プロファイルは、第１の主側からウェハの中へのホウ素、および第２の主側を通ってウェハの中へのリンの同時の深い拡散によって生成されるものである。アノード層１０３中のホウ素の拡散深さおよびカソード層１０５中のリンの拡散深さは、第１の主側１０１から５０μｍの距離でのアノード層１０３中のホウ素の濃度および第２の主側から５０μｍの距離でのカソード層１０５中のリンの濃度であるそれぞれ１０17ｃｍ-3以上を特徴とする。発明の本実施形態中のベース層１０４の厚みＷ3′は、６０μｍ未満である。本実施形態では、これは、ベース層１０４の厚みＷ3′が２つの同時二極性拡散長さ未満であることを意味する。ベース層１０４の小さな厚みは、本発明では、深く拡散したアノード層１０３および深く拡散したカソード層１０５によって達成され、その厚みＷ2′およびＷ4′は少なくとも５０μｍを上回る。
【００３２】
さらに、本実施形態の高周波パワーダイオードの半導体ウェハは、キャリア寿命を短縮する再結合中心としての深準位トラップを備える。より具体的には、本実施形態では、深準位トラップは電子照射誘導トラップである。
【００３３】
図４に、シリコンウェハの第１の主面１０１からシリコンウェハの第２の主面１０２への本実施形態の高周波パワーダイオードのドーピングプロファイルを示す。図４で、ウェハ表面からの距離は、シリコンウェハの第１の主面１０１からの距離を意味する。太線は、アノード層１０３中のホウ素、ならびにベース層１０４およびカソード層１０５中のリンの濃度を表わす。点線の曲線１２５は、電子照射誘導深準位トラップを有しない、高周波パワーダイオードの順方向バイアス条件下でのベース層１０４中のキャリア濃度ｎ＝ｐを表わす一方で、破線の曲線１２６は、電子照射誘導深準位トラップを有する、高周波パワーダイオードの順方向バイアス条件下でのキャリア濃度ｎ＝ｐを表わす。図１および図２で論じた公知の溶接ダイオードのように、順方向バイアス条件下では、高レベル注入条件のために、電子の濃度ｎはベース層１０４中の正孔の濃度ｐに等しい。曲線１２５および１２６の比較からわかるように、電子照射誘導深準位トラップは、６０μｍ未満であるベース層の小さな厚みＷ3′により、キャリア濃度に対して大きな影響を有しない。したがって、発明の高周波パワーダイオードにおいて、オン状態電圧に対する大きな悪影響なしに、キャリア寿命およびしたがってスイッチング損失も減じることができる。
【００３４】
次に、図３ａから図３ｅを参照して、発明の実施形態に従う、図３ｅに示される高周波パワーダイオードを製造するための製造方法を説明する。
【００３５】
第１のプロセスステップで、１．５・１０15ｃｍ-3以下のドーパント濃度でｎ型ドーパントとしてのリンで薄くドープされるシリコンウェハ１１０は、図３ａに示されるようなその元の厚みＷ0′から図３ｂに示されるような厚みＷ1′＜Ｗ0′まで薄肉化される。本実施形態では、シリコンウェハ１１０の厚みＷ0′は２７９μｍ±２５μｍであり、シリコンウェハの直径は約５０ｍｍである。薄肉化後のウェハ１１４の厚みＷ1′は、本実施形態では、約２００μｍである。
【００３６】
図３ｃに示されるプロセスステップで、その第１の主側１０１から薄肉化されたシリコンウェハ１１４の中へｐ型ドーパントとしてのホウ素（Ｂ）が、およびその第２の主側１０２から薄肉化されたシリコンウェハ１１４の中へｎ型ドーパントとしてのリン（Ｐ）が、同時に拡散される。ここで、半導体ウェハ中へのドーパントの拡散は、ウェハの外部からウェハの中への拡散として理解されるべきである。すなわち、ドーパントまたはドーパント前駆体は、拡散ステップの際、外部から供給される。本実施形態では、拡散は気相から行なわれ、この場合、キャリアガスは、同様に気体形態である所望のドーパントの前駆体（たとえば、リンについてはホスフィンＰＨ3およびホウ素についてはジボランＢ2Ｈ6）で富化される。同時拡散の際、ホウ素源が、薄肉化されたシリコンウェハ１１４の第１の主側１０１のみに接するが、薄肉化されたシリコンウェハ１１４の第２の主側１０２には接しないことを確実にしなければならない一方で、リン源が、薄肉化されたシリコンウェハ１１４の第２の主側１０２のみに接するが、薄肉化されたシリコンウェハ１１４の第１の主側１０２に接しないことも確実にしなければならない。図３ｅを参照して以上で特徴付けたようなホウ素およびリンの両方の深い拡散プロファイルを得るため、拡散は、数十時間の間、９００℃〜１４００℃の範囲の高温で行なわれる。好ましくは、拡散は、外部からのドーパントの連続供給によってウェハの表面に近いドーパントの濃度が一定に保たれる「一定表面濃度条件」としても公知のドーパントの一定の表面濃度で行なわれる。
【００３７】
その第１の主側１０１からの薄肉化されたシリコンウェハ１１４の中へのホウ素、およびその第２の主側１０２からの薄肉化されたシリコンウェハ１１４の中へのリンの同時拡散のステップの後に、アノード層１０３上にアノード電極１０６が形成され、カソード層１０５上にカソード電極１０７が形成されて、図３ｅに示される高周波パワーダイオードを得る。
【００３８】
さらなるプロセスステップとして、高周波パワーダイオードを電子で照射してシリコンウェハ中に深準位欠陥を生成し、キャリア寿命を短縮する。好ましくは、ウェハの活性領域全体が電子照射される。
【００３９】
添付の請求項によって規定されるような発明の概念から逸脱することなく、上述の実施形態の修正例が可能であることが当業者には明らかであろう。
【００４０】
上述の実施形態では、ベース層１０４およびカソード層１０５のための好ましいｎ型ドーパントとしてリンを用いた。しかしながら、これらの層のために、または１つよりも多くの種類のｎ型ドーパントすらも用いるために、ヒ素（Ａｓ）またはアンチモン（Ｓｂ）またはビスマス（Ｂｉ）などの任意の他の種類のｎ型ドーパントを用いることも可能である。例示的に、カソード層以外のｎ型ドーパントでベース層をドープしてもよい。ベース層はたとえば、ＮＴＤ（中性子変換ドーピング）シリコンから形成されてもよい。請求項では、第１の導電型のドーパントの濃度とは、第１の導電型のドーパントとして働くすべてのドーパントの合計濃度を指す。同様に、第２の導電型のドーパントの濃度とは、第２の導電型のドーパントとして働くすべてのドーパントの合計濃度を指す。
【００４１】
上述の実施形態では、高周波パワーダイオードのベース層１０４およびそのような高周波パワーダイオードを製造するために用いられるシリコンウェハ１１０は、ｎ型ドーパントとしてのリンで意図的にドープされた。しかしながら、発明の高周波パワーダイオード中のベース層は真性半導体層であってもよく、またはベース層中のドーピング濃度が１．５・１０15ｃｍ-3以下である限り、薄くドープされたｐ型層ですらあってもよい。
【００４２】
上述の実施形態では、厚みが２００μｍで直径が約５０ｍｍであるシリコンウェハを用いて高周波パワーダイオードを説明した。しかしながら、シリコンウェハの寸法はそのような値に限定されるものではない。別の実施形態では、シリコンウェハは、好ましくは１５０μｍを上回る任意の他の厚みおよび好ましくは２５ｍｍを上回る任意の他の直径を有してもよい。
【００４３】
シリコンウェハを用いて、高周波パワーダイオードの実施形態を上述した。しかしながら、たとえばゲルマニウムなどの別の半導体材料を高周波パワーダイオードおよびそのような高周波パワーダイオードを製造するための方法に用いてもよい。
【００４４】
高周波パワーダイオードのための製造方法の上記実施形態では、気体源から同時拡散が行なわれた。しかしながら、固体源を用いて拡散を行なってもよく、その場合、ドーパントを含有する固体スライスがシリコンウェハに接するようにされるか、または、液体源（たとえば、ホウ素については臭化ホウ素ＢＢｒ3およびリンについては塩化ホスホリルＰＯＣｌ3）を用いて拡散を行なうことができる。同時拡散の際に、気体、固体、または液体源の任意の組合せを用いることも可能である。
【００４５】
「備える」という用語は他の要素またはステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」または「an」は複数形を排除するものではないことに留意すべきである。異なる実施形態に関連して説明された要素も組合せてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
参照符号の一覧
１  第１の主側
２  第２の主側
３  アノード層
４  ベース層
５  カソード層
６  アノード電極
７  カソード電極
１０  ウェハ
１３  第１の主側の濃くドープされたｐ型層
１３′  第２の主側の濃くドープされたｐ型層
１４  薄くドープされたｎ型層
１９  酸化シリコンバリア層
２５  電子照射誘導深準位トラップを有しない、順方向バイアス条件下でのキャリア濃度
２６  電子照射誘導深準位トラップを有する、順方向バイアス条件下でのキャリア濃度
１０１  第１の主側
１０２  第２の主側
１０３  アノード層
１０４  ベース層
１０５  カソード層
１０６  アノード電極
１０７  カソード電極
１１０  シリコンウェハ
１１４  薄肉化されたシリコンウェハ
Ｗ0  薄肉化の前のウェハの厚み
Ｗ1  薄肉化の後のウェハの厚み
Ｗ2  アノード層の厚み
Ｗ3  ベース層の厚み
Ｗ4  カソード層の厚み
Ｗ0′  薄肉化の前のウェハの厚み
Ｗ1′  薄肉化の後のウェハの厚み
Ｗ2′  アノード層の厚み
Ｗ3′  ベース層の厚み
Ｗ4′  カソード層の厚み
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４】
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