JPH0472736A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0472736A
JPH0472736A JP18619790A JP18619790A JPH0472736A JP H0472736 A JPH0472736 A JP H0472736A JP 18619790 A JP18619790 A JP 18619790A JP 18619790 A JP18619790 A JP 18619790A JP H0472736 A JPH0472736 A JP H0472736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
vacuum
inert gas
irradiated
electron beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18619790A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Akiyama
肇 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP18619790A priority Critical patent/JPH0472736A/ja
Publication of JPH0472736A publication Critical patent/JPH0472736A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thyristors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電力用半導体のライフタイム制御にoff 
Thyristor ) 、 SI Th (5Lat
istia IaduationThyristor 
) 、 IGBT (In5ulat@d Gate 
BipolatTransiaLor )等各種の動作
原理に基づいた素子が開発されている。これらはいずn
も少数キャリアを導入するためスイッチング速度を向上
させる為にはライフタイム制御を行なう必要がある。ラ
イフタ、イムを制御する為には、金、白金等の重金属を
素子内に拡散させる方法、電子線、rdAs中性子線等
の透過力の大きい放熱線を照射する方法、プロトン・ヘ
リウム等、のイオンを照射する方法が知られている。こ
nらのうち、再現性、均一性に優れ、製造が比較的簡便
なことから電子線、γ線を照射することによるライフタ
・イム制御が多く行なわれている。
第4図に従来の電子線照射によるIGBTのライフタイ
ム制御を行う場合の断面模式図を示す。このものは、P
“コレクタ層(1)の−主面にはN−エピタキシャル層
(匂が形成さnている。N−エピタキシャル層(2)の
表面の一部領域にはP形不純物を選択的に拡散すること
によりN+エミフタ領域(4)が形成さnている。N−
エピタキシャル層(2)の表面とN+エミフタ領域(4
)の表面とで挾tnたPウェル領域(3)の表面上には
ゲート絶縁膜(5)が形成さnlこのゲート絶縁膜(6
)は隣接するIGBTセル間で一体となるようにN−エ
ピタキシャル層(2)の表面上にも形成さnている。ゲ
ート絶縁膜(5)上には、例えばポリシリコンから成る
ゲート電極(6)が形成され、また、Pウェル領域(3
)及びN工くツタ領域(4)の両方に(気的に接続する
ように、例えばアルミニウムなどの金属のエミッタ重重
(7)が形成さnている。なお、ゲート重重(6)及び
エミッタt J! (7)は絶縁膜(的を介した多層構
造とすることにより全IGBTセルに対してそnぞれ共
通に電気的につながった構造となっている。Pコレクタ
層(1)の他主面には金属のコレクタ電If (1)が
全fGBTセルに対し一体となるよう形成さnている。
次に動作について説明する。N−エピタキシャル層(2
)とN工ζツタ領域(4)とで挾tf′したPウェル領
域(3)の表面近傍は、nチャンネルのMO5構造にな
っており、ゲート端子Gを通じてゲート電極(6)に正
電圧を印加することによりゲート電[(6)の直下のP
ウェル領域(3)の表面近傍に形成さしたチャネルを通
じて、電子がN+エミッタ領域(4)よりN−エピタキ
シャル層(2)へと流れる。図中、■。はこのようにし
て流れる電子電流を示す。一方、P コレクタ層ωから
は少数キャリアである正孔がN″″″エピタキシヤル層
)に注入さnlその一部は上記電子と再結合して消滅し
、残りは図中の正孔電流1h  としてPウェル領域(
3)を流nる。このようにIGBTは基本的にバイポー
ラ動作をし、Nエピタキシャル層(2)では電導度変調
の効果から移導度が増大することにより、従来のパワー
MO5に比べて、低いオン電圧、大きい電流容量を実現
できる利点がある。しかし反面、ターンオフ時には正孔
電流Ihの減少がg□5FIT等に比べて時間的にゆっ
くりしているため動作周波数を上げられない嫌いがある
こnは内蔵PNP )ランジスタがオン状態のとき、そ
のベース領域となるN−エピタキシャル層(2)内には
電子と正孔とが充満しており、MOS)ランジスタをオ
フさせて、N″″″エピタキシヤル層)への電子の注入
を遮断しても、正孔はその移動度かつ小さいため、急に
は減少しないことに起因している。
このターンオフ時間を短縮させるためにはライムタイム
制御を行なうのが有効であることが知られている。その
方法として、いくつか提案さnているが、多く用いらn
ているのは電子線を照射することによるものである。こ
こで、電子MA鱒は加速エネルギーINhV又はそn以
上である。この電子線類はN−エピタキシャル層(2)
内に格子欠陥を発生させるが、こnは深いトラップ準位
としてキャリアに対する再結合中心となるため、ターン
オフ時にはキャリアを短時間内に消滅させることができ
る。高エネルギー電子縁は透過力が大きいため、外気−
が全くの大気であっても、被照射サンプル全体へ均一照
射を行なう上での支障は無く、更にサンプルの設置、回
収が簡便に行なえるという利点がある。
しかしながら、空気中で電子線又はT線を照射した際、
空気中の酸素分子と衝突して反応した結果生成さnたオ
ゾン(0,)や活性酸素原子の被照射サンプルに与える
効果が、デバイス特性の劣化、あるいはライフタイム制
御を行なう上で、不安定になってしまうものである。
以下、こnを具体的に説明する。
オゾンの化学的性質として強酸化力が知らnており、酸
性下での還元電位は2.07Vとフリーラジカルや原子
のような不安定物質を除くと弗素についで2番目に高く
、又アルカリ性下でも1.24Vを示す。従って、金と
白金とを除いたすべての金属を酸化し、その他多くの元
素と反応する。
幅射場におけるオゾンの分解反応は種々のものが知らn
ており、例えば紫外光によっては0、+b、/ (λ>
8 10  n、)−+0(”P)十〇、  (’ Δ
g)−(1)03+bν(λ<810 nm ) →Q
 (I D ) + 02 (Δg) ・・・(2)の
反応が起こる。
反応(1)では8重項の基底酸素原子と1重項の励起酸
素分子が生成し、反応(2)では1重項の励起状態酸素
原子と1重項の励起酸素分子が生成する。
電子線が介在する状態ではオゾンが生成する反応経路の
他に Q2 +eleatron snsrgy →0 (”
P) +OCIF>     ・・・(3)OH+ s
l*etr*n @n@rgy −*O(”D) +O
(”P )   −(4)OB + el*atron
 @n@rgy→Oj+         ・・・(6
)の反応が起ξる。
特に反応(5)はしきい値エネルギーがl 2eVと高
(02は化学的活性度が非常に高い。第4図番こ示した
ような高エネルギー電子線が存在する場合では支配的に
なると思わnる。
このように副次的に発生した活性オゾン、活性酸素が5
iに与えろ影響を調べた結果を第5図に示す。予め75
0人の酸化膜が形成さnたSi基板に、空気中テI M
e V (7)電子線ヲI X l g14〜I X 
10”m/ r4照射した後の変化をpositron
 消滅性を用いて評価したものである。Po5itro
n消減法の詳細は、例えば、「月刊fQNI(S=イオ
ンの科学と技術= 1988年7月号」に記載さnてい
る。ここでは、第5図の要点のみを説明する。
縦軸はS−param@*srであり、生のSiは約0
.585の値を示す。Sin、/Si界面ではこnより
低い値を示す。横軸はサンプルに注入されたP・sit
rom の加速エネルギーであり、深さ方向のパラメー
タを反映する。未照射サンプルの測定データよりPo5
itr@nの加速エネルギーが11KsVのとき、S−
piram@cerの値は最も低下しているが、とnが
750人の厚さをもったSJO,膜の界面の情報を与え
ている。電子線の照射量が増加するにっCて5−par
afflII&srの最も低下したポイントが高エネル
ギー側へ移動していることより、5iQ膜が成長してい
るのがわかる。
次に、デバイスの電気特性に与える影響を調べるため、
同じIGBTを同じ条件で電子線照射し、Vthの変化
を空気中の場合及び後述の発明に関わる真空中の場合で
比軟したのが第6図である。同図より真空中で照射した
サンプルの方が全体的にVtkが低めになっている違い
がわかる。この違いが活性オゾン、又は活性酸素に起因
するとした場合、該活性種が絶縁ゲートStO,とSi
界面まで侵入し、界面単位を形成する可能性が考えらn
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、空気中で電子線又はγ線を照射した際、空
気中の酸素分子と衝突して反応した結果生成されたオゾ
ン(Os)や活性酸素原子の被照射サンプルに与える効
果が、デバイス特性の劣化、あるいはライフタイム制御
を行なう上での不安定要因に結びつく、という問題点が
あったぁこの発明は上記のような問題点を解消するため
になさnたもので、電子線を照射中に、空気中より発生
する活性オゾン、活性酸素その他の活性態がデバイスに
影響を及ぼさないようにすることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、複数の主電極
及び少なくとも一つの制御電場を有する半導体装置を真
空中あるいは不活性気体雰囲気中におき、その状態で高
エネルギー電子線又はγ線を照射するようにしたもので
ある。
〔作用〕
この発明における真空、不活性気体雰囲気の導入は電子
線、γ線の照射中に副次的に発生する活性オゾン活性酸
素等と半導体装置とが接触することなく絶縁するように
作用するので、前記電子線、γ線は前記半導体装置内に
もっばら格子欠陥を形成する影響のみを与えるようにな
る。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図において、(ト)は半導体装置、(2)はこの半
導体装置USの支持台、(7)は半導体装置α0の処理
を行うテLンバー、(財)はチLンバー四内の排気を行
う真空ポンプ、4はマイラーなどの照射窓、−は真空領
域、■は高エネルギー電そ線である。#f縁員の照射に
よって外気−で発生した化学的活性種は真空領域(転)
に侵入できないので、半導体装置(至)の表面を酸化し
たり、内部に入り込んで新たな単位を導入する心配がな
くなる。
第2図はこの発明の他の実施例を示す図である。
図において、弼は給気口、−は不活性気体、(2)は排
気口、である。電子@SOの照射によって外気−で発生
した化学的活性種は不活性気体領域−に侵入できず、か
つ不活性気体領域−内では化学的活性種が発生しないの
で、上記実施例と同様、半導体装置[相]の表面が酸化
さnたり、内部に新たな単位が導入さnたりする心配が
なくなる。
第8図はこの発明のさらに他の実施例を示す図である。
図において、(2)は導電性厚膜材、−は真空領域又は
不活性気体充填領域である。こnは予め、導電性厚膜材
(2)で半導体装置(転)を密封する。
その後の工程は基本的1こ上述の方法と同一であり、電
子線を用いたライフタイム制御の利点の一つである工程
作業の簡便さは同じである。
なお、こnらの方法により形成さnた半導体装置の電気
特性は、第6図に従来のものと比較して示しである。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によnば、半導体装置を真空中又
は不活性気体雰囲気中に設置し、高エネルギー電子線、
又はγ線を照射するようにしたので、照射後、高エネル
ギー電子線又はγ線によって影譬を受けた外気と半導体
装置とが接触することがないのでライフタイム制御の制
御性、信頼性が向上された半導体装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を示す断面模式図、第2図はこの発明の他の実施例に
よる半導体装置の製造方法を示す断面模式図、第8図は
この発明によるさらに他の実施例による半導体装置の製
造方法を示す断面模式図、第4図は従来の技術による半
導体装置の製造方法を示す断面模式図、第5図は空気中
での電子線照射により、副次的に発生した活性種が5i
表面に与える影響をpogf龜ron消減法を用いて測
定したデータを示す図、第6図は従来例における空気中
及びこの発明に関する真空中でIGBTに電子線を照射
した際のVtbの変化のデータを比較して示した図であ
る。 図において、QOは半導体装置、(1)はチェンバー(
2)は導電性唖膜材、−は外気、−は真空、−は不活性
気体、−は真空領域又は不活性気体充填領域、輪は高エ
ネルギー電子線又はγ線である。 なお、各図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  複数の主電極及び少なくとも1つの制御電極を有する
    半導体装置を真空中あるいは不活性気体雰囲気中におき
    、その状態で高エネルギー電子線又はγ線を照射するよ
    うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP18619790A 1990-07-13 1990-07-13 半導体装置の製造方法 Pending JPH0472736A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18619790A JPH0472736A (ja) 1990-07-13 1990-07-13 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18619790A JPH0472736A (ja) 1990-07-13 1990-07-13 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0472736A true JPH0472736A (ja) 1992-03-06

Family

ID=16184082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18619790A Pending JPH0472736A (ja) 1990-07-13 1990-07-13 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0472736A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011155068A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Oki Semiconductor Co Ltd 半導体装置の製造方法及び基板収容構造

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4869480A (ja) * 1971-12-22 1973-09-20
JPS4919775A (ja) * 1972-03-01 1974-02-21
JPS5338988A (en) * 1976-09-21 1978-04-10 Nec Corp Manufacture of semiconductor control rectifier
JPS54140461A (en) * 1978-04-24 1979-10-31 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS5533020A (en) * 1978-08-28 1980-03-08 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device
JPS5919090A (ja) * 1982-07-22 1984-01-31 Toshiba Corp 半導体素子の封着方法
JPS5923743B2 (ja) * 1981-12-24 1984-06-04 旭化成株式会社 ポリエチレン粉体コ−テイング用樹脂組成物
JPS63117442A (ja) * 1986-11-05 1988-05-21 Nec Corp 電子ビ−ム測定装置
JPH0235007B2 (ja) * 1981-11-23 1990-08-08 Yunion Shideryurujiku Deyu Nooru E Do Resuto Do Ra Furansu Usinor

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4869480A (ja) * 1971-12-22 1973-09-20
JPS4919775A (ja) * 1972-03-01 1974-02-21
JPS5338988A (en) * 1976-09-21 1978-04-10 Nec Corp Manufacture of semiconductor control rectifier
JPS54140461A (en) * 1978-04-24 1979-10-31 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS5533020A (en) * 1978-08-28 1980-03-08 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0235007B2 (ja) * 1981-11-23 1990-08-08 Yunion Shideryurujiku Deyu Nooru E Do Resuto Do Ra Furansu Usinor
JPS5923743B2 (ja) * 1981-12-24 1984-06-04 旭化成株式会社 ポリエチレン粉体コ−テイング用樹脂組成物
JPS5919090A (ja) * 1982-07-22 1984-01-31 Toshiba Corp 半導体素子の封着方法
JPS63117442A (ja) * 1986-11-05 1988-05-21 Nec Corp 電子ビ−ム測定装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011155068A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Oki Semiconductor Co Ltd 半導体装置の製造方法及び基板収容構造

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5900652A (en) Apparatus for the localized reduction of the lifetime of charge carriers, particularly in integrated electronic devices
CN102054876B (zh) 快速恢复二极管
US8450777B2 (en) Method for manufacturing a reverse-conducting insulated gate bipolar transistor
CN1106686C (zh) 半导体器件及其制作工艺
US8999824B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device by performing multiple ion implantation processes
JPH09121052A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20250201563A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
US8637328B2 (en) Integrated circuit having doped semiconductor body and method
US5883403A (en) Power semiconductor device
WO2010050130A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
CN101847579B (zh) 用于制造功率半导体器件的方法
US20240282845A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2004165619A (ja) 半導体基板及びその製造方法並びに、半導体装置及びその製造方法
JP2007012972A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0722198B2 (ja) 絶縁ゲ−ト形バイポ−ラトランジスタ
JPH10261704A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0472736A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3211874B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US20020031889A1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
KR950001170B1 (ko) 스위칭 반도체장치의 제조방법
RU173641U1 (ru) Тестовый планарный p-n-p транзистор
US20240304664A1 (en) Fast recovery diode and method for manufacturing the same
KR100914280B1 (ko) 불균일이온주입을 이용한 반도체소자의 게이트 형성방법
JP2001358147A (ja) 半導体装置の製造方法
CN117690964A (zh) 半导体装置及其制造方法