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公開番号2024134353
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023044612
出願日2023-03-20
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 29/12 20060101AFI20240926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】位置合わせのための溝を形成しつつ、アニール処理時に窒化ガリウム系半導体の分解を抑制する技術を提供すること。
【解決手段】製造方法は、窒化ガリウムで構成された半導体基板の表面に保護膜を形成する工程であって、前記保護膜の表面に溝が存在し、前記溝の底部が前記保護膜内に位置するように前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記半導体基板にイオンを注入してイオン注入領域を形成するイオン注入工程、を有してもよい。前記溝と前記イオン注入領域が相互に位置合わせされるように、前記保護膜形成工程と前記イオン注入工程を実施してもよい。前記保護膜を形成する前記工程、及び、前記イオン注入領域を形成する前記工程の後に、前記半導体基板に対してアニール処理を実行するアニール工程と、前記アニール工程の後に、前記溝に対して位置合わせした状態で前記半導体基板に加工部を形成する加工工程、をさらに有してもよい。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
窒化ガリウム系半導体で構成された半導体基板（１０）の表面（１０ｃ）に保護膜（４８）を形成する工程であって、前記保護膜の表面に溝（４２）が存在し、前記溝の底部が前記保護膜内に位置するように前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記半導体基板にイオンを注入してイオン注入領域（３０）を形成するイオン注入工程、
を有し、
前記溝と前記イオン注入領域が相互に位置合わせされるように、前記保護膜形成工程と前記イオン注入工程を実施し、
前記保護膜を形成する前記工程、及び、前記イオン注入領域を形成する前記工程の後に、前記半導体基板に対してアニール処理を実行するアニール工程と、
前記アニール工程の後に、前記溝に対して位置合わせした状態で前記半導体基板に加工部（５０，５２，５４）を形成する加工工程、
をさらに有する、製造方法。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記保護膜形成工程が、第１保護膜（２０）を形成する第１保護膜形成工程と、第２保護膜（４０）を形成する第２保護膜形成工程、を有し、
前記第１保護膜形成工程、前記イオン注入工程、前記第２保護膜形成工程の順にこれらの工程を実施し、
前記第１保護膜形成工程では、前記半導体基板の前記表面に、前記第１保護膜の表面に第１溝（２２）が存在し、前記第１溝の底部が前記第１保護膜内に位置し、前記半導体基板の前記表面が露出している開口部を前記第１保護膜が有するように前記第１保護膜を形成し、
前記イオン注入工程では、前記第１溝に対して位置合わせした状態で前記開口部内に前記イオン注入領域を形成し、
前記第２保護膜形成工程では、前記開口部と前記第１保護膜を覆うように前記第２保護膜を形成し、
前記第２保護膜形成工程では、前記第２保護膜の表面に前記第１溝に沿って第２溝（４２）が形成され、
前記第２溝が前記溝である、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記イオン注入工程の後に前記保護膜形成工程を実施し、
前記保護膜形成工程では、前記イオン注入領域に対して位置合わせした状態で前記溝を形成する、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記アニール工程の後に、前記半導体基板に達するように前記溝を深くすることによって前記半導体基板の前記表面に凹部（１１２）を形成する工程と、
前記凹部を形成した後に、前記保護膜を除去する工程、
をさらに有し、
前記加工工程では、前記凹部に対して位置合わせした状態で前記加工部を形成する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体基板に、イオン注入によってｐ型半導体領域を形成する技術が開示されている。この技術では、ｐ型不純物が注入された後に、半導体基板の表面に保護膜が形成される。保護膜が形成された後に、半導体基板がアニールされる。アニール時に、保護膜によって窒化ガリウムの分解が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１７５９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体基板の表面に、アライメントマークとして溝が形成される場合がある。溝が形成された半導体基板の表面に保護膜が形成されると、溝の底面と側面の境界部において保護膜の厚さが薄くなる場合がある。このような箇所が生じると、当該箇所において、アニール処理時に半導体基板の窒化ガリウムが分解しやすい。本明細書では、位置合わせのための溝を形成しつつ、アニール処理時に窒化ガリウムの分解を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、半導体装置の製造方法を開示する。製造方法は、窒化ガリウム系半導体で構成された半導体基板（１０）の表面（１０ｃ）に保護膜（４８）を形成する工程であって、前記保護膜の表面に溝（４２）が存在し、前記溝の底部が前記保護膜内に位置するように前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記半導体基板にイオンを注入してイオン注入領域（３０）を形成するイオン注入工程、を有してもよい。前記溝と前記イオン注入領域が相互に位置合わせされるように、前記保護膜形成工程と前記イオン注入工程を実施してもよい。前記保護膜を形成する前記工程、及び、前記イオン注入領域を形成する前記工程の後に、前記半導体基板に対してアニール処理を実行するアニール工程と、前記アニール工程の後に、前記溝に対して位置合わせした状態で前記半導体基板に加工部（５０，５２，５４）を形成する加工工程、をさらに有してもよい。
【０００６】
上記技術において、「窒化ガリウム系半導体」とは、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ等の、ＧａＮを主成分とする半導体を意味する。
【０００７】
上記技術において、保護膜形成工程とイオン注入工程とが実施される順序は特に限定されない。即ち、保護膜形成工程を実施した後にイオン注入工程を実施してもよいし、イオン注入工程を実施した後に保護膜形成工程を実施してもよい。さらに、保護膜形成工程の途中に、イオン注入工程を実施してもよい。
【０００８】
上記技術において、「位置合わせ」とは、直接的に位置合わせすることと、間接的に位置合わせすることと、の両方を含む。即ち、「前記溝と前記イオン注入領域が相互に位置合わせされる」とは、溝とイオン注入領域とが直接的に相互に位置合わせされていてもよいし、溝と他の部材が相互に位置合わせされ、かつ、イオン注入領域と他の部材が相互に位置合わせされることで、溝とイオン注入領域とが間接的に相互に位置合わせされていてもよい。また、「前記溝に対して位置合わせした状態で前記半導体基板に加工部（５０，５２，５４）を形成する」とは、溝に対して直接的に位置合わせした状態で加工部を形成することであってもよいし、溝と位置合わせされる他の部材に対して位置合わせした状態で加工部を形成することで、溝に対して間接的に位置合わせした状態で加工部を形成することであってもよい。
【０００９】
半導体基板の表面には、保護膜内に底部が位置する溝が形成された保護膜が形成される。上記の溝の深さを調節することで、溝の下部において窒化ガリウムの分解を抑制するのに十分な保護膜の厚さを確保することができる。このため、アニール処理時に窒化ガリウムが分解されることが抑制される。また、アニール処理を実施する前に溝とイオン注入領域が相互に位置合わせされる。また、アニール処理を実施した後に、溝と位置合わせした状態で半導体基板に加工部を形成する。従って、イオン注入領域に対して位置合わせした状態で加工部を形成できる。このように、上記の構成によると、位置合わせのための溝を形成しつつ、アニール処理時に窒化ガリウムの分解を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１の第１キャップ膜形成工程を説明するための図である。
実施例１の第１溝形成工程を説明するための図である。
実施例１の第１キャップ膜除去工程を説明するための図である。
実施例１のイオン注入工程を説明するための図である。
実施例１の第２キャップ膜形成工程及びアニール工程を説明するための図である。
実施例１の第２キャップ膜除去工程を説明するための図である。
実施例１の電極形成工程を説明するための図である。
実施例２の凹部形成工程を説明するための図である。
実施例２の第２キャップ膜除去工程を説明するための図である。
実施例２の電極形成工程を説明するための図である。
実施例３のイオン注入工程を説明するための図である。
実施例３のキャップ膜形成工程を説明するための図である。
実施例３の溝形成工程及びアニール工程を説明するための図である。
実施例３のキャップ膜除去工程を説明するための図である。
実施例３の電極形成工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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