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公開番号2025040591
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2023147489
出願日2023-09-12
発明の名称半導体装置の製造方法及び半導体装置
出願人株式会社東芝
代理人個人,個人,個人
主分類H10D 30/01 20250101AFI20250317BHJP()
要約【課題】深いp型領域を容易に形成できる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態の半導体装置の製造方法は、炭化珪素層の表面に開口部を有するマスク材を形成し、マスク材をマスクに、水素(H)、ヘリウム(He)、及び電子からなる群から選ばれる少なくとも一つの物質を炭化珪素層の第1の領域に注入する第1の処理を行い、第1の処理の前又は第1の処理の後に、マスク材をマスクに、p型不純物を、第1の領域よりも浅い第2の領域に注入する第1のイオン注入を行い、第1の処理及び第1のイオン注入の後、マスク材を剥離し、マスク材を剥離した後に、1600℃以上の第1の熱処理を行う。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
炭化珪素層の表面に開口部を有するマスク材を形成し、
前記マスク材をマスクに、水素（Ｈ）、ヘリウム（Ｈｅ）、及び電子からなる群から選ばれる少なくとも一つの物質を前記炭化珪素層の第１の領域に注入する第１の処理を行い、
前記第１の処理の前又は前記第１の処理の後に、前記マスク材をマスクに、ｐ型不純物を、前記第１の領域よりも浅い第２の領域に注入する第１のイオン注入を行い、
前記第１の処理及び前記第１のイオン注入の後、前記マスク材を剥離し、
前記マスク材を剥離した後に、１６００℃以上の第１の熱処理を行う、半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記第１の処理は複数回の処理を含み、前記複数回のそれぞれの処理において、前記少なくとも一つの物質を前記炭化珪素層の異なる深さに注入する、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１のイオン注入は前記第１の処理の後に行われ、前記第１のイオン注入は３００℃以上の温度で行われる、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の処理及び前記第１のイオン注入の後、前記マスク材の剥離の前に、３００℃以上の第２の熱処理を行う、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１のイオン注入の後、前記マスク材の剥離の前に、前記マスク材をマスクに、炭素（Ｃ）をイオン注入する第２のイオン注入を行う、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２のイオン注入は３００℃以上の温度で行われる、請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２のイオン注入の後、前記マスク材の剥離の前に、３００℃以上の第３の熱処理を行う、請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の領域の深さは、前記第２の領域の深さの３倍以上である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の領域の深さは５μｍ以上である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の処理は３００℃以上で行う、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
次世代の半導体デバイス用の材料の一つに炭化珪素（ＳｉＣ）がある。炭化珪素はシリコン（Ｓｉ）と比較して、バンドギャップが約３倍、破壊電界強度が約１０倍、熱伝導率が約３倍と優れた物性を有する。これらの物性を活用すれば低損失かつ高温動作可能な半導体デバイスを実現することができる。
【０００３】
縦型のＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＭＯＳＦＥＴ）において、高い耐圧と低いオン抵抗を両立させる構造として、スーパージャンクション構造（以下「ＳＪ構造」とも称する）がある。ＳＪ構造は、ｐ型領域とｎ型領域とを横方向に交互に配列させる。ｐ型領域とｎ型領域の中で横方向に延びる空乏層により、半導体中の電界強度を緩和して、ＭＯＳＦＥＴの高い耐圧を実現する。同時に、不純物領域の濃度を高くすることで、ＭＯＳＦＥＴの低いオン抵抗を実現できる。
【０００４】
ＳＪ構造のＭＯＳＦＥＴでは、炭化珪素層中に深いｐ型領域を形成することが要求される。したがって、深いｐ型領域を容易に形成できる方法が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１５－２１６１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、深いｐ型領域を容易に形成できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の半導体装置の製造方法は、炭化珪素層の表面に開口部を有するマスク材を形成し、前記マスク材をマスクに、水素（Ｈ）、ヘリウム（Ｈｅ）、及び電子からなる群から選ばれる少なくとも一つの物質を前記炭化珪素層の第１の領域に注入する第１の処理を行い、前記第１の処理の前又は前記第１の処理の後に、前記マスク材をマスクに、ｐ型不純物を、前記第１の領域よりも浅い第２の領域に注入する第１のイオン注入を行い、前記第１の処理及び前記第１のイオン注入の後、前記マスク材を剥離し、前記マスク材を剥離した後に、１６００℃以上の第１の熱処理を行う、半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態の半導体装置の模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の模式平面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の模式平面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の部材などには同一の符号を付し、一度説明した部材などについては適宜その説明を省略する。
【００１０】
また、以下の説明において、ｎ
＋
、ｎ、ｎ
－
及び、ｐ
＋
、ｐ、ｐ
－
の表記がある場合は、各導電型における不純物濃度の相対的な高低を表す。すなわちｎ
＋
はｎよりもｎ型不純物濃度が相対的に高く、ｎ
－
はｎよりもｎ型不純物濃度が相対的に低いことを示す。また、ｐ
＋
はｐよりもｐ型不純物濃度が相対的に高く、ｐ
－
はｐよりもｐ型不純物濃度が相対的に低いことを示す。なお、ｎ
＋
型、ｎ
－
型を単にｎ型、ｐ
＋
型、ｐ
－
型を単にｐ型と記載する場合もある。各領域の不純物濃度は、別段の記載がある場合を除き、例えば、各領域の中央部の不純物濃度の値で代表させる。
（【００１１】以降は省略されています）

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