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公開番号2024131782
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023042242
出願日2023-03-16
発明の名称半導体装置の製造方法
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01L 21/336 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】トレンチの底部の所望の範囲に対して精度良く不純物を注入する技術を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、ワイドバンドギャップ半導体により構成された半導体基板の上面にトレンチを形成する工程と、トレンチの底面と側面を覆うレジスト層を形成する工程と、半導体基板の下面側からレジスト層に光を照射するフォトリソグラフィを行うことによって、底面を覆うレジスト層の厚さを低減させるとともに、側面を覆うレジスト層を残存させる工程と、半導体基板の上面側からp型不純物を注入することによって、トレンチの底面に露出する範囲にp型の底部領域を形成する工程、を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
半導体装置（１０）の製造方法であって、
ワイドバンドギャップ半導体により構成された半導体基板（１２）の上面（１２ａ）にトレンチ（２２）を形成する工程と、
前記トレンチの底面（２２ａ）と側面（２２ｂ）を覆うレジスト層（４４）を形成する工程と、
前記半導体基板の下面側から前記レジスト層に光（８０）を照射するフォトリソグラフィを行うことによって、前記底面を覆う前記レジスト層の厚さを低減させるとともに、前記側面を覆う前記レジスト層を残存させる工程と、
前記半導体基板の前記上面側からｐ型不純物（９０）を注入することによって、前記トレンチの前記底面に露出する範囲にｐ型の底部領域（３８ａ、３８ｂ）を形成する工程、
を備える、製造方法。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
前記レジスト層に光を照射するフォトリソグラフィを行う前記工程では、前記底面を覆う前記レジスト層を除去する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記レジスト層を形成する前記工程では、前記トレンチの前記側面から前記半導体基板の前記上面に跨る範囲を覆う前記レジスト層を形成し、
前記レジスト層に光を照射するフォトリソグラフィを行う前記工程では、前記半導体基板の前記上面を覆う前記レジスト層を残存させる、請求項１又は２に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
トレンチを有する半導体装置において、トレンチの底部近傍への電界集中を緩和するために、トレンチの底部に露出する範囲にｐ型の電界緩和層を形成する技術が知られている。特許文献１には、このような電界緩和層を有する半導体装置の製造方法が開示されている。特許文献１の製造方法では、まず、半導体基板の上面に開口を有するマスクを形成し、当該マスクを介して半導体基板の上面にトレンチを形成する。次いで、半導体基板を熱酸化処理することにより、トレンチの内面に絶縁膜を形成する。その後、形成した絶縁膜及びトレンチの形成に用いたマスクを介してトレンチの底面にｐ型不純物を注入することにより、トレンチの底面に露出する範囲にｐ型の電界緩和層を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－１８２１１３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の技術のような熱酸化処理により形成した絶縁膜は、密度が高く、不純物の遮蔽性が高い。特許文献１の技術では、トレンチの底面にも絶縁膜が形成されるので、トレンチの底面に露出する範囲に電界緩和層を形成するためには、大きいエネルギーで不純物を注入する必要がある。その結果、意図しない領域（例えば、トレンチの側面）に部分的に不純物が注入されてしまう。トレンチの側面にｐ型不純物が注入されると、電流経路が狭くなり、オン抵抗が増大するという問題がある。本明細書では、トレンチの底部の所望の範囲に対して精度良く不純物を注入する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する半導体装置（１０）の製造方法は、ワイドバンドギャップ半導体により構成された半導体基板（１２）の上面（１２ａ）にトレンチ（２２）を形成する工程と、前記トレンチの底面（２２ａ）と側面（２２ｂ）を覆うレジスト層（４４）を形成する工程と、前記半導体基板の下面側から前記レジスト層に光（８０）を照射するフォトリソグラフィを行うことによって、前記底面を覆う前記レジスト層の厚さを低減させるとともに、前記側面を覆う前記レジスト層を残存させる工程と、前記半導体基板の前記上面側からｐ型不純物（９０）を注入することによって、前記トレンチの前記底面に露出する範囲にｐ型の底部領域（３８ａ、３８ｂ）を形成する工程、を備える。
【０００６】
なお、本明細書でいう「レジスト層の厚さを低減させる」とは、レジスト層を薄くすることだけでなく、レジスト層の厚さをゼロにする（すなわち、レジスト層を除去する）ことを含む。
【０００７】
上記の製造方法では、半導体基板の上面にトレンチを形成した後に、トレンチの底面と側面を覆うレジスト層を形成する。次いで、半導体基板の下面側からフォトリソグラフィを行う。ワイドバンドギャップ半導体は光透過性を有するため、半導体基板の下面側から光を照射してもレジスト層を露光することができる。この工程では、トレンチの底面を覆うレジスト層の厚さを低減させ、トレンチの側面を覆うレジスト層を残存させる。その後、半導体基板の上面側からトレンチの底面にｐ型不純物を注入することで、底部領域を形成する。このように、上記の製造方法では、トレンチの側面はレジスト層により覆われている一方、トレンチの底面は厚さが低減したレジスト層に覆われているか又はレジスト層に覆われていない状態で、ｐ型不純物が注入される。したがって、トレンチの側面にｐ型不純物が注入されることを抑制しながら、トレンチの底面にｐ型不純物を注入することができる。なお、レジスト層の密度は比較的低く、レジスト層は不純物の遮蔽性が低い。このため、フォトリソグラフィを行った後にトレンチの底面を覆うレジスト層が残存していても、レジスト層の厚さは低減されているので、レジスト層を介して低いエネルギーでトレンチの底面にｐ型不純物を注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
加工前の半導体基板の断面図。
実施例の半導体装置の絶縁膜形成工程を説明するための図。
実施例の半導体装置のトレンチ形成工程を説明するための図。
実施例の半導体装置のレジスト層形成工程を説明するための図。
実施例の半導体装置のフォトリソグラフィ工程を説明するための図。
実施例の半導体装置の底部領域形成工程を説明するための図。
実施例の製造工程により製造された半導体装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書が開示する一例の製造方法では、前記レジスト層に光を照射するフォトリソグラフィを行う前記工程では、前記底面を覆う前記レジスト層を除去してもよい。
【００１０】
このような構成では、トレンチの底面がレジスト層から露出するため、トレンチの底面に対してより低いエネルギーでｐ型不純物を注入することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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