半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種在高耐壓功率模塊（多600V)中使用的二極管等半導體裝置。
【背景技術】
[0002] 在20世紀50年代的半導體初期以后，針對Si基p-i-n二極管中的高頻振蕩現象 (例如參照非專利文獻1)和擊穿現象（例如參照非專利文獻2)進行了各種研究。近年來， 在高速動作化得到發展的功率器件中，會導致周邊電路的誤動作和器件自身的浪涌擊穿， 這些現象再次受到了關注（例如參照非專利文獻3)。
[0003] 已知在快速恢復二極管中，這些現象在高Vcc、高配線電感（Ls)、低動作溫度、以 及低電流密度（JA)等硬恢復條件下變得顯著（例如參照非專利文獻5、11)。在快速恢復 二極管中，通過采用厚的ιΓ型漂移層或厚的η型緩沖層、以及應用壽命控制技術等（例如 參照非專利文獻5~7)所謂的"軟恢復化"，解決了上述課題。但是，在這些方法中，存在 EMI(ElectromagneticCompatibility)噪聲、擊穿耐量、以及總損耗之間的折衷關系，難于 以高水平同時兼顧。
[0004] 另一方面，通過以RFC二極管（例如參照非專利文獻10~14)為代表的、在背面 形成P+型層的二極管（例如參照非專利文獻4、8、9)，顯著地提高了二極管的主要特性。但 是，作為進一步的開發課題，遺留有下述課題，即，通過降低泄漏電流而使動作溫度范圍向 高溫側擴展、通過降低高電流密度區域的VF(二極管的導通時的壓降）而提高最大切斷電 流密度、以及通過增強緩沖構造而提高雪崩耐量。
[0005] 另外，提出了在ιΓ型漂移層與η型負極層之間設置了具有兩者中間的雜質濃度的 η型緩沖層的二極管（例如參照專利文獻1、2)。雖然專利文獻1中未記載η型緩沖層的濃 度梯度的具體數值，但從專利文獻1的圖3能夠估計出濃度梯度為8X103cm4。另外，專利 文獻2的η型緩沖層是非專利文獻10中記載的結構，其濃度梯度為1X105cm4。
[0006] 專利文獻1 :日本特開2007 - 158320號公報
[0007] 專利文獻2 :日本特開2010 - 283132號公報
[0008] 非專利文獻 1 :W.T.READ,JR,"AProposedHigh-Frequency,Negative-Resistan ceDiode,''TheBellsystemtechnicaljournal,pp. 401-446(March1958)
[0009] 非專利文獻 2 :H.Egawa,"AvalancheCharacteristicsandFailure MechanismofHighVoltageDiodes,"IEEETrans.ElectronDevices,vol. ED-13,No. 11,pp. 754-758(1966)
[0010] 非專利文獻 3 :R.Siemieniec,P.Mourick,J.Lutz,M.Netzel,"Analysisof PlasmaExtractionTransitTimeOscillationsinBipolarPowerDevices,Proc.IS PSD' 04,pp. 249-252,Kitakyushu,Japan(2004)
[0011] 非專利文獻 4 :K.Satoh,K.Morishita,Y.Yamaguchi,N.Hirano,H.Iwamotoand A.Kawakami,"ANewlyStructuredHighVoltageDiodeHighlightingOscillationFree FunctioninRecoveryProcess, ^roc.ISPSD,2000,pp. 249-252,Toulouse,France(2000)
[0012] 非專利文獻5 :Μ·Τ·RahimoandΝ·Υ·A.Shammas，"OptimizationoftheReverse RecoveryBehaviorofFastPowerDiodesUsingInjectionEfficiencyAndLifetime ControlTechniques，"Proc.EPE' 97,pp. 2. 099-2. 104,Trondheim，Norway(1997)
[0013] 非專利文獻 6 :M.Nemoto,T.Naito,A.Nishihara，K.Ueno，"MBBLdiode:anovel softrecoverydiode，"Proc.ISPSY04,pp. 433-436,Kitakyushu，Japan
[0014] 非專利文獻 7 :H.Fujii，M.Inoue，K.HatadeandY.Tomomatsu，"ANovel BufferStructureandlifetimecontrolTechniquewithPoly-SiforThinWafer Diode，"Proc.ISPSD' 09,pp. 140-143,Barcelona，Spain(2009)
[0015] 非專利文獻 8 :A.KoptaandM.Rahimo，"TheFieldChargeExtraction(FCE) DiodeANovelTechnologyforSoftRecoveryHighVoltageDiodes， "Proc. ISPSD' 05,pp. 83-86,SantaBarbara，California，USA(2005)
[0016] 非專利文獻 9 :Η·P.Felsl，M.Pfaffenlehner，H.Schulze，J.Biermann，Th. Gutt,H. -J.Schulze,M.ChenandJ.Luts,"TheCIBHDiode-GreatImprovementfor RuggednessandSoftnessofHighVoltageDiodes，"Proc.ISPSD'08，pp.l73_176,0rla ndo,Florida，USA(2008)
[0017] 非專利文獻 10 :K.Nakamura，Y.Hisamoto,T.Matsumura，T.Minatoand J.Moritani，"TheSecondStageofaThinWaferIGBTLowLoss1200VLPT-CSTBTTM withaBacksideDopingOptimizationProcess，''Proc.ISPSD'06,pp. 133-136,Naples， Italy(2006)
[0018] 非專利文獻 11 :K.Nakamura，H.Iwanaga，H.Okabe，S.Saitoand K. Hatade,^EvaluationofOscillatoryPhenomenainReverseOperationforHigh VoltageDiodes，"Proc.ISPSD' 09,pp. 156-159,Barcelona，Spain(2009)
[0019] 非專利文獻 12 :K.Nakamura，F.Masuoka，A.Nishii，K.Sadamatsu，S.Kitajimaand K.Hatade，"AdvancedRFCTechnologywithNewCathodeStructureofFieldLimiting RingsforHighVoltagePlanarDiode，"Proc.ISPSD' 10,pp. 133-136,Hiroshima，Jap an(2010)
[0020] 非專利文南犬 13 ：A.Nishii,K.Nakamura,F.Masuokaand T.Terashima,"RelaxationofCurrentFilamentduetoRFCTechnologyand BallastResistorforRobustFWDOperation， "Proc.ISPSD' 11，pp.96-99,San Diego,California,USA(2011)
[0021] 非專利文獻 14 :F.Masuoka，K.Nakamura，A.NishiiandT.Terashima，"Great ImpactofRFCTechnologyonFastRecoveryDiodetowards600VforLowLossand HighDynamicRuggedness，"Proc.ISPSD' 12,pp. 373-376,Bruges，Belgium(2012)
【發明內容】
[0022] 在現有的半導體裝置中，rT型漂移層與n型緩沖層的連接部分處的載流子濃度的 梯度是陡峭的，為8X 103cm 4或1 X 105cm 4,因此，由于連接部分的電場強度的增高而產生階 躍（snap off)。此外，存在以階躍作為觸發而產生高頻振蕩的問題。
[0023] 另外，通過使用重金屬擴散、電子或離子的照射實現的壽命控制方法，對現有的二 極管的VF和恢復損耗EREC的折衷特性進行了調整。但是，根據電子或離子照射時的與被 照射體之間的照射角度、溫度等的不同，V