(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型の半導体である被導入層の表面上に、アルミニウム及びベリリウムを含有する不純物源膜を形成する工程と、
第１のレーザー光を前記不純物源膜に向けて照射することにより、前記被導入層の内部に前記アルミニウム及び前記ベリリウムをともに導入してｐ型の不純物導入層を形成する工程と、を含み、
前記不純物源膜は、前記被導入層の表面上に直接、ベリリウム層及びアルミニウム層がこの順で積層された二層膜である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記ベリリウム層の厚みは、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であり、
前記アルミニウム層の厚みは、２４０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記アルミニウム層が複数の領域に分割されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１のレーザー光を、真空中又は不活性ガス中で照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体装置は前記被導入層の下に設けられた、炭化珪素からなる支持層をさらに有し、
前記支持層の下面上に金属膜を成膜する工程と、
成膜した前記金属膜と前記支持層との間でシリサイド化を促進するように、前記金属膜に第２のレーザー光を照射する工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記被導入層の上面上に前記不純物導入層の選択形成用マスクを形成する工程と、
前記第１のレーザー光の照射後に前記選択形成用マスクを除去することにより前記被導入層の上面上から前記不純物源膜の残渣を除去した後、前記被導入層の上面上にコンタクト電極を形成する工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体装置は前記被導入層の下に設けられた、炭化珪素からなる支持層をさらに有し、
前記支持層の下面上に金属膜を成膜する工程と、
成膜した前記金属膜と前記支持層とを加熱して、オーミックコンタクト電極を形成する工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
更に、前記不純物導入層の周囲に前記アルミニウム及び前記ベリリウムをリング状に導入することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記不純物導入層として複数の線状の領域が間隔を空けて平行に配置されるように、前記アルミニウム及び前記ベリリウムを導入することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記被導入層は、炭化ケイ素半導体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記炭化ケイ素半導体は、４Ｈ、６Ｈ又は３Ｃの単結晶構造、或いは多結晶構造のいずれかであることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１のレーザー光の波長は１９０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１のレーザー光のパルス幅は、５０ナノ秒以上、１マイクロ秒以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記不純物導入層は、ダイオードのアノード領域であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記不純物導入層は、フィールドリミティングリングであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記不純物導入層は、ＩＧＢＴのコレクタ領域であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワー半導体として炭化ケイ素（ＳｉＣ）、特に４Ｈの炭化ケイ素（４Ｈ−ＳｉＣ）を用いた半導体装置が期待されている。４Ｈ−ＳｉＣの半導体装置では、例えばまず高不純物濃度（不純物密度）のｎ＋型の４Ｈ−ＳｉＣの半導体基板上に、所望の濃度で４Ｈ−ＳｉＣの結晶層をエピタキシャル成長させる。そして４Ｈ−ＳｉＣの結晶層の（０００１）面又は（０００−１）面に対して、ｎ型の不純物元素であるリン（Ｐ）や、ｐ型の不純物元素であるアルミニウム（Ａｌ）やボロン（Ｂ）等のイオンを注入することにより、結晶層中に不純物元素を導入する。結晶層の内部に所望の導電型及び不純物濃度を有する不純物導入層が形成されることにより、所望の素子構造を備えた半導体装置を製造できる。例えば特許文献１には、ｐ型の不純物元素のベリリウム（Ｂｅ）がイオン注入されることにより深いｐ＋型注入領域が形成された縦型ＳｉＣデバイスが開示されている。
【０００３】
イオン注入では、例えば１０１５／ｃｍ２程度以上の高ドーズのイオン注入が行われる。４Ｈ−ＳｉＣ中では、不純物元素の拡散係数はシリコン（Ｓｉ）等に比べて非常に小さい。そのためイオン注入の加速電圧を変えることで、異なる深さのイオン注入を複数回に分割して行い、所望の不純物分布を形成している。また注入する不純物元素の活性化を促進するため、イオン注入前に半導体基板を３００〜８００℃程度に昇温させて加熱する必要がある。注入前の加熱処理には、高速で注入されるイオンによって半導体基板の結晶構造に生じる歪みを抑制する目的も含まれている。結晶構造の歪みは、注入濃度が大きくなるに従って結晶欠陥として拡大する。注入後の活性化アニールを実施するだけでは結晶欠陥が十分に回復されず残留する場合があるため、注入前の加熱処理が行われる。
【０００４】
更にイオン注入後には、ランプ炉や高温炉等によって１６００℃〜１８００℃程度の高温の活性化アニールが行われる。注入後の高温の活性化アニールにも、歪められた結晶構造の再結晶化を促進する目的が含まれる。残留した結晶欠陥は、半導体装置中でリーク電流の起点として作用するため、装置特性の悪化を引き起こす原因になる。しかし、こうした注入前の加熱処理及び注入後の活性化アニールを付帯的に行わなければならないため、半導体装置の製造プロセス上の負担が大きいという問題がある。
【０００５】
また活性化アニールにおける１６００℃以上のような高温は、半導体装置を構成する材料の融点或いは軟化点よりも高い。そのため活性化アニールでは半導体基板全体が著しい高温に晒されることによって、材料の変質や劣化が生じる懸念がある。この懸念を回避するためには活性化アニールを、大部分のプロセスより先に実施しなければならないため、製造工程全体中のそれぞれのプロセス順序に大きな制約が付加されるという問題がある。
【０００６】
そこで、イオン注入以外の不純物導入方法を検討してみると、例えば特許文献２には、半導体基板の表面にＡｌやＢの不純物元素を接触させた状態でレーザー光を照射することにより、半導体基板の内部に導入するレーザードーピング技術が開示されている。特許文献２では、ｎ型のＳｉＣの半導体基板の表面上にＡｌやＢの不純物元素層を膜状に蒸着させ、不純物元素層に対してレーザー光の光パルスを照射することによって、ｐ型のＳｉＣ半導体領域が形成される。レーザードーピングは室温程度の低温で行えるため、高温プロセスが不要になる。
【０００７】
しかしＳｉＣ表面へのレーザードーピングの場合、表面側から光エネルギーを付与して反応させるため、ドーピング時にはＳｉＣの最表面側で反応温度が最も高くなる一方、表面から深く離れた位置になる程、反応温度が低くなる状態が必然的に生じる。そしてＡｌやＢの不純物元素は拡散係数が非常に小さい。そのためＡｌやＢの不純物元素を単体で用いたレーザードーピングでは、ＳｉＣの被導入層の最表面から離れた深い位置にｐ型の不純物導入層を形成することが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００２−５１８８２８号公報
【特許文献２】特開平０８−２６４４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記した問題に着目して為されたものであって、表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層を備えた半導体装置を効率よく製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る半導体装置の製造方法のある態様は、ｎ型の半導体である被導入層の表面上に、アルミニウム及びベリリウムを一体的に含有する不純物源膜を形成する工程と、第１のレーザー光を不純物源膜に向けて照射することにより、被導入層の内部に前記アルミニウム及び前記ベリリウムを同時に導入してｐ型の不純物導入層を形成する工程と、を含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法よれば、表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層を備えた半導体装置を効率よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その１）。
【図２】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程上面図である（その２）。
【図３】図２中のＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その３）。
【図５】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その４）。
【図６】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その５）。
【図７】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その６）。
【図８】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その７）。
【図９】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって得られた半導体装置における導入されたｐ型不純物の深さ及び濃度の関係を第１〜第３比較例の場合と共に模式的に示すグラフ図である。
【図１０】第１比較例に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その１）。
【図１１】第１比較例に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【図１２】第２比較例に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その１）。
【図１３】第２比較例に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【図１４】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１変形例を模式的に説明する工程断面図である。
【図１５】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第２変形例を模式的に説明する工程断面図である（その１）。
【図１６】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第２変形例を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【図１７】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第３変形例を模式的に説明する工程断面図である（その１）。
【図１８】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第３変形例を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【図１９】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第４変形例を模式的に説明する工程断面図である（その１）。
【図２０】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第４変形例を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【図２１】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第４変形例を模式的に説明する工程断面図である（その３）。
【図２２】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第５変形例を模式的に説明する工程上面図である（その１）。
【図２３】図２２中のＢ−Ｂ方向から見た断面図である。
【図２４】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第５変形例に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【図２５】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第５変形例を模式的に説明する工程断面図である（その３）。
【図２６】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第６変形例を模式的に説明する工程上面図である（その１）。
【図２７】図２６中のＣ−Ｃ方向から見た断面図である。
【図２８】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第６変形例を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【図２９】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第６変形例を模式的に説明する工程断面図である（その３）。
【図３０】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第７変形例を模式的に説明する工程断面図である（その１）。
【図３１】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第７変形例を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【図３２】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第７変形例を模式的に説明する工程断面図である（その３）。
【図３３】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第７変形例を模式的に説明する工程断面図である（その４）。
【図３４】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第７変形例を模式的に説明する工程断面図である（その５）。
【図３５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に説明する工程断面図である。
【図３６】第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例（第８変形例）を模式的に説明する工程断面図である（その１）。
【図３７】第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例（第８変形例）を模式的に説明する工程断面図である（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の第１及び第２の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１４】
また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」に、「右」が「左」になることは勿論である。また以下の説明では、第１導電型がｎ型、第２導電型がｐ型の場合について例示的に説明するが、導電型を逆の関係に選択して、第１導電型をｐ型、第２導電型をｎ型としても構わない。またｎやｐに付す＋や−の上付き文字の表記は、＋及び−が付記されていない半導体領域に比して、それぞれ相対的に不純物濃度が高い又は低い半導体領域であることを意味する。
【００１５】
―第１の実施の形態―
第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、図８に示すような電力用ｐｎダイオードがＳｉＣ半導体装置として製造される。図８に示した半導体装置は、高濃度のＳｉＣ基板であるｎ型（ｎ＋型）の支持層１と、支持層１のシリコン（Ｓｉ）面である上面上に設けられた低濃度のｎ型（ｎ−型）の被導入層２とを備える。被導入層２の上部には、高濃度のｐ型（ｐ＋型）の不純物導入層５が設けられている。
【００１６】
この半導体装置を製造するため、まず、図１に示すように、ｎ＋型の支持層１とｎ−型の被導入層２とを備える半導体基板（１，２）を用意する。ＳｉＣの結晶構造は４Ｈの単結晶であり、支持層１には、製造される半導体装置の下部構造として必要な厚さが確保されている。例えば半導体装置が、ＳｉＣを用いたパワー半導体装置で使用される電力用ｐｎダイオードである場合、支持層１の厚さは３５０μｍ程度に実現できる。被導入層２は、例えばエピタキシャル成長等により積層され、被導入層２の厚さは製造される半導体装置の所望の耐圧に応じて適宜決定される。
【００１７】
次に被導入層２の上面上に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の薄膜を、熱酸化処理等により１μｍ程度の厚さで堆積する。次に図２に示すように、堆積した薄膜をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術等を用いて所望の形状にパターニングして、選択形成用マスクとしてのマスク３を形成する。図２中には、中央部が除去され開口部が形成されたマスク３が例示されている。図３に示すように、マスク３は開口部の内側に被導入層２の上面が部分的に露出すると共に、マスク３の外周領域は残存した薄膜で覆われている。
【００１８】
次に露出した被導入層２の上面上及びマスク３の上面上に、図４に示すように、スパッタリング、真空蒸着、化学的気相成長（ＣＶＤ）法等により、Ａｌ及びＢｅを一体的に含有する不純物源膜４を一定の厚さで堆積する。不純物源膜４は、半導体装置における不純物源としてのＡｌ及びＢｅを、化合物、合金或いは焼結混合体等の形で一体的に含む単層膜である。不純物源膜４の組成としては、Ｂｅが０．１原子（ａｔ）％程度以上、５ａｔ％程度以下の範囲内で含まれることが好ましい。
【００１９】
また不純物源膜４の厚さｔは３０ｎｍ程度以上、１μｍ程度以下の範囲内で設定されている。厚さｔが３０ｎｍ未満の場合、ＳｉＣに対する不純物供給量が少な過ぎるため、導入効率が大きく低下する。厚さｔが１μｍを超える場合には、不純物源膜として厚過ぎるため、必要な反応エネルギーの量が大きくなり、導入層の生成効率が著しく低下する。
【００２０】
次に不純物源膜４を堆積させた半導体基板（１，２）を、室温の大気雰囲気中に設置したレーザー光照射装置中の所定の位置に配置する。そして図４に示すように、半導体基板（１，２）の上側の方向から不純物源膜４に対してレーザー光を照射する。レーザー光照射装置の図示は省略する。
【００２１】
レーザー光は、Ａｌ、Ｂｅ及びＳｉＣの間で十分な反応エネルギーが生じるように、大きなエネルギー密度を備えた波長を有するレーザー光が好ましい。具体的には、レーザー光の波長が１９０ｎｍ以上に設定されることにより、Ａｌ、Ｂｅ及び被導入層２の格子振動に十分な光エネルギーを与えることが可能になる。レーザー光としては、例えば、２４８ｎｍ（ＫｒＦ）、１９３ｎｍ（ＡｒＦ）、３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ）、３５１ｎｍ（ＸｅＦ）等の発振波長を有するエキシマレーザーが採用できる。また２６６ｎｍ（ＹＡＧ第４高調波）、３５５ｎｍ（ＹＡＧ第３高調波）、５３２ｎｍ（ＹＡＧ第２高調波）、１．０６４μｍ（ＹＡＧ基本波）、１０．６μｍ（炭酸（ＣＯ２）ガス）レーザー等も採用できる。尚、波長が４Ｈ−ＳｉＣのバンドギャップに相当する３９０ｎｍよりも大きくなると、何らかの理由でＳｉＣ基板中にＡｌ、Ｂｅが欠損した領域が存在する場合において、レーザー光がＳｉＣ基板を透過、或いは被照射面の他方の面の構造、例えばＡｌ電極等にダメージを与える。そのためより好適にはレーザー光の波長は１９０ｎｍ以上３９０ｎｍ以下である。
【００２２】
照射時のレーザー光のパルス幅は、５０ナノ秒（ｎｓ）以上、１０００ｎｓ（１μｓ）以下の範囲内で設定されることが好ましい。パルス幅が５０ｎｓ未満の場合、十分な反応エネルギーを得ることができない。パルス幅が１μｓを超える場合には、レーザー光照射によって生じる半導体基板（１，２）の損傷の度合いが大きくなる。またレーザー光の光パルスの照射回数は、不純物源膜４の厚さが考慮されると共に照射により生じるＳｉＣの表面荒れが抑制されるように、１〜数ショット程度に設定される。
【００２３】
不純物源膜４中のＡｌ及びＢｅは、レーザー光から受け取ったエネルギーにより、ほぼ同時に加熱されて高温に昇温されると共に、高密度プラズマ化する。そしてＡｌ及びＢｅは、被導入層２の結晶中にほぼ同時に注入され且つ拡散すると共に活性化される。そして図５に示すように、被導入層２の表面側にＡｌ及びＢｅが同時に添加されたｐ＋型の不純物導入層５が形成される。すなわち第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、Ａｌ及びＢｅを不純物源として一体的に用いたＳｉＣへのレーザードーピングが実施されている。
【００２４】
ＳｉＣにおけるＢｅの不純物拡散係数はＡｌより２桁〜３桁大きい。そのためＡｌとＢｅの化合物等で構成される不純物源膜４を介した第１の実施の形態に係る半導体装置のレーザードーピングの場合、図５に示すように、不純物導入層５の外縁は、マスク３開口部の周縁の外側にも拡散する。またマスク３の表面上には、Ａｌ、Ｂｅ及びＳｉＣ間の反応によって生じた残渣４ｗが付着する。残渣４ｗは、エッチング量を制御しつつプラズマ処理等を行うことにより除去される。
【００２５】
次に図６に示すように、不純物導入層５の上面上及びマスク３の上面上に、スパッタリング法等により、例えばチタン（Ｔｉ）及びＡｌを含む第１金属膜６を堆積する。そして堆積した第１金属膜６を、ｐ＋型の不純物導入層５と接続するコンタクト電極をなすように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術等を用いて所望の形状にパターニングする。マスク３は、第１金属膜６のエッチング処理の際、同時に除去される。
【００２６】
次にパターニングされた第１金属膜６を有する半導体基板（１，２）に１０００℃程度の真空アニールを５分程度実施して、図７に示すように、不純物導入層５の上面上に第１オーミックコンタクト電極６ａを形成する。一方、支持層１の炭素（Ｃ）面である下面上に、スパッタ法等により、ニッケル（Ｎｉ）等を含む第２金属膜７を成膜する。そして図８に示すように、半導体基板（１，２）に１０００℃程度の真空アニールを５分程度実施して、ｎ＋型の支持層１の下面上に支持層１と接続する第２オーミックコンタクト電極７ａを形成する。
【００２７】
次に被導入層２の上面側で、第１オーミックコンタクト電極６ａ上にＡｌ薄膜等の金属膜を成膜する。そして成膜した金属膜をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術等を用いて、アノード電極８をなすように所望の形状にパターニングする。一方、支持層１の下の第２オーミックコンタクト電極７ａの下面上に、Ｎｉ及び金（Ａｕ）等を含む金属膜をカソード電極９として成膜する。そして半導体基板（１，２）の上面側に、電極パッドの形成やパッシベーション膜の成膜等の所定の工程を施す。電極パッドやパッシベーション膜等の図示は省略する。上記の一連の工程により、表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層を備えた電力用ｐｎダイオードを効率よく製造できる。
【００２８】
ここで第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によるｐ型不純物の導入状態を検証するために、第１〜第３比較例に係る半導体装置を製造した。図９中の軌跡（ａ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の場合のｐ型不純物の導入プロファイルを示す。軌跡（ａ）の例の場合、不純物源膜４中、Ｂｅは約２．５ａｔ％の割合で含まれている。レーザー光の光源としては、波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザー光源が用いられた。レーザー光は、被導入層２上の不純物源膜４に対して、エネルギー密度を約４．０Ｊ／ｃｍ２、パルス幅を約１００ｎｓとして１ショット照射された。
【００２９】
また図９中の軌跡（ｂ）は、Ａｌのイオン注入法及び高温の活性化アニールを用いる第１比較例に係る半導体装置を製造した場合に得られたＡｌの導入プロファイルを示す。第１比較例では、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法で用いた被導入層２と同じ低濃度のｎ−型の被導入層に対してＡｌがイオン注入された。
【００３０】
また図９中の軌跡（ｃ）は、Ｂｅを組み合わせることなくＡｌ単体の薄膜を介したレーザードーピングを用いる第２比較例に係る半導体装置を製造した場合のＡｌの導入プロファイルを示す。第２比較例では、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法で用いた被導入層２と同じ低濃度のｎ−型の被導入層上に堆積されたＡｌ薄膜に対して、軌跡（ａ）の場合と同じ照射条件でレーザー光が照射された。
【００３１】
また図９中の軌跡（ｄ）は、Ｂｅのイオン注入法及び高温の活性化アニールを用いる第３比較例に係る半導体装置を製造した場合に得られた、Ｂｅの導入プロファイルを示す。第３比較例では、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法で用いた被導入層２と同じ低濃度のｎ−型の被導入層に対してＢｅがイオン注入された。
【００３２】
図９中の軌跡（ａ）で示すように、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の場合、ＳｉＣの表面側の領域Ａ１では、軌跡（ｂ）で示される第１比較例に係るＡｌのイオン注入の場合よりも、より高濃度でｐ型不純物が導入されている。また領域Ａ１では、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の場合、軌跡（ｃ）で示される第２比較例に係るＡｌ単体の薄膜を介したレーザードーピングの場合と同程度以上の高濃度でｐ型不純物が導入されている。
【００３３】
一方、ＳｉＣの表面側の領域Ａ１より深い領域Ａ２でも、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の場合、軌跡（ｃ）で示されるＡｌ単体の薄膜を介したレーザードーピングの場合よりも、高濃度でｐ型不純物が導入されている。また領域Ａ２では、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の場合、軌跡（ｄ）で示される第３比較例に係るＢｅのイオン注入の場合よりも、高濃度でｐ型不純物が導入されている。
【００３４】
図９に示すように、Ａｌ及びＢｅを同時拡散及び同時活性化する第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、ＳｉＣの表面側ではＡｌ単体を用いたレーザードーピングの場合と同程度以上にｐ型の不純物導入層５の濃度を高く達成できる。また表面側より深い位置でも、Ａｌ単体を用いたレーザードーピングの導入濃度、Ａｌのイオン注入の導入濃度及びＢｅのイオン注入の導入濃度のいずれの場合の濃度よりも、不純物導入層５の濃度を遥かに高く達成できる。そして従来のイオン注入法に付帯する注入前の加熱処理や注入後の高温の熱処理を必要とせず、室温レベルの低温プロセスによって高濃度のｐ型の不純物導入層５を形成できるため、製造プロセス上の制約が低減され、自由度が向上する。よって第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層５を備えた半導体装置を、レーザードーピング技術を用いて効率よく製造することができる。
【００３５】
加えて第１比較例のようにイオン注入及び高温アニールによって不純物を導入する場合、図１０に示すように、イオン注入時に、被導入層２の表面上にパーティクル等の注入を阻害する阻害物１０が存在する場合がある。阻害物１０が存在すると、Ａｌ等の不純物イオンを注入しても、被導入層２の阻害物１０の下側の領域には不純物イオンは注入されない。そして図１１に示すように、活性化アニール後も阻害物１０の下側の被導入層２の領域には不純物は拡散しない。そのためＡｌが導入された不純物導入層５ｘの内部には不純物層が形成されない欠損領域２ｘが存在することになる。第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の場合、被導入層２の表面上に不純物源膜４を密着させるので、イオン注入の場合のような阻害物１０の影響による欠損領域２ｘの発生を回避できる。
【００３６】
またｐ型不純物のＡｌやＢはＳｉＣ中における不純物拡散係数が非常に小さいため、イオン注入後に１６００℃を超えるような高温の活性化アニールを実施しても、深さ方向及び横方向へは不純物は殆ど拡散しない。図１０中の被導入層２の内部に破線で例示的に描かれた注入領域の形状と、図１１中の不純物導入層５ｘの形状とは、殆ど同じ深さ及び同じ幅を有する。すなわち不純物導入層５ｘの濃度プロファイルは、イオン注入時の濃度プロファイルから殆ど変化しない。
【００３７】
また第２比較例のようにＡｌ単体を用いたレーザードーピングを行う場合、図１２に示すように、被導入層２上にマスク３を介してＡｌ薄膜１１を堆積させ、このＡｌ薄膜１１の上側からレーザー光が照射される。そして図１３に示すように、被導入層２の上部にＡｌが導入された不純物導入層５ｙが形成される。しかし第１比較例の場合と同様に、ＡｌはＳｉＣ中で深さ方向及び横方向へは不純物は殆ど拡散しない。特に図１３中のマスク３の開口部の幅と不純物導入層５ｙの左右方向の幅とを比較して分かるように、不純物導入層５ｙの平面パターンは、マスク３の開口パターンとほぼ同じになる。
【００３８】
そのため第１比較例又は第２比較例の場合、実際のマスクパターンが設計上の位置から僅かでもずれると、所望の位置に不純物導入層を形成できなくなるため、マスクパターンの位置合わせにおいて非常に高い精度が要求される。また位置ずれが生じたとしても必要な幅を備えた不純物導入層を形成するために、マスク３の開口部の幅を、予定される不純物導入層の幅よりも意図的に大きく開口させておくことで、不純物の導入予定領域を敢えて大きく設定する場合も生じる。開口部の幅に、予定される不純物導入層の幅以上の余分な幅が付加されるため、製造効率が低下することになる。
【００３９】
第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、Ａｌを単体で用いることなく、拡散係数の大きなＢｅをＡｌと組み合わせて一体的に用いたレーザードーピングを行う。よって高精度の位置合わせの負担が軽減されると共に、マスク３の開口部に余分な幅を付加する必要がない。
【００４０】
＜第１変形例＞
第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、図１４に示すように、半導体基板（１，２）を密閉されたチャンバ１２の内側に配置し、チャンバ１２の内側をポンプ１３等を用いて真空状態として実施することができる。或いは、チャンバ１２の内側は不活性ガス雰囲気で満たされてもよい。第１変形例に係る半導体装置の製造方法の他の構成については、図１〜図８を用いて説明したそれぞれの工程と同様であるため、重複説明を省略する。
【００４１】
第１変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、レーザー光の照射を、真空中或いは不活性ガス雰囲気中で行うことにより、レーザー光照射時の熱による半導体基板（１，２）表面への酸素の導入を低減できる。よって表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層を備えた半導体装置を効率よく製造することができることに加え、結晶欠陥及びコンタクト抵抗の更なる低減が可能になる。
【００４２】
＜第２変形例＞
また図１５に示すように、半導体基板（１，２）の下面上にＮｉ等の第２金属膜７を成膜した後、１０００℃程度の真空アニールを実施する代わりに、高エネルギーのレーザー光を照射して、ｎ＋型の支持層１に接続するコンタクト電極を形成してもよい。第２金属膜７にレーザー光が照射されることでシリサイド化が促進され、図１６に示すように、Ｎｉシリサイドオーミックコンタクト電極７ｂを実現できる。下面側のオーミックコンタクト電極の形成以外の他の工程については、図１〜図８を用いて説明したそれぞれの工程と同様であるため、重複説明を省略する。
【００４３】
第２変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、１０００℃程度の高温の真空アニールを実施することなく、レーザー光の照射によりコンタクト電極のシリサイド化を促進する。よって表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層５を備えた半導体装置を効率よく製造することができることに加え、半導体装置の製造工程におけるプロセス温度を更に下げることができる。
【００４４】
＜第３変形例＞
また図６に示したように、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、不純物導入層５の選択形成用マスクであるマスク３を、不純物導入層５の形成後も第１オーミックコンタクト電極６ａ形成用のマスクとして引き続き用いた。しかし不純物導入層５を形成した後、図１７に示すように、不純物導入層５の上面上から選択形成用マスクを一旦除去してもよい。そして半導体基板（１，２）の上面上に、コンタクト電極形成用のマスクとしてＳｉＯ２膜等を再度堆積させることもできる。
【００４５】
そして図１８に示すように、堆積させたＳｉＯ２膜をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術等を用いて所望の形状にパターニングし、第１オーミックコンタクト電極形成用のマスク１４を形成する。以降の工程については、図６中でマスク３として説明した部分をマスク１４と読み替えて、図６〜図８を用いて説明したそれぞれの工程と同様の工程を実施すればよい。
【００４６】
第３変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、不純物導入層５のパターンを形成するための選択形成用マスクを除去した後、新たに作製したマスク１４を用いてｐ＋型の不純物導入層５に接続する第１オーミックコンタクト電極を形成する。よって表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層５を備えた半導体装置を効率よく製造できることに加え、選択形成用マスクに僅かな残渣が付着していた場合でも、この残渣が半導体装置に含有され不具合の原因となることを確実に防止できる。
【００４７】
＜第４変形例＞
第４変形例に係る半導体装置の製造方法では、まず図１〜図５を用いて説明したそれぞれの工程を実施して、被導入層２中に不純物導入層５を形成した後、プラズマ処理等により残渣４ｗを除去する手順までは同じ処理が実施される。その後、図１９に示すように、支持層１の上のマスク３の上面上に第１金属膜を成膜することなく、支持層１の下面上にＮｉ等を含む第２金属膜７を成膜する。
【００４８】
次に図２０に示すように、半導体基板（１，２）に１０００℃程度の真空アニールを５分程度実施して、ｎ＋型の支持層１の下面上に、支持層１と接続する第２オーミックコンタクト電極７ａを形成する。そして不純物導入層５の上面上及びマスク３の上面上に、Ｔｉ薄膜等の第３金属膜１５を堆積する。そして堆積した第３金属膜１５を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術等を用いて、コンタクト電極をなすように所望の形状にパターニングする。
【００４９】
次に図２１に示すように、パターニングした第３金属膜１５を有する半導体基板（１，２）に５００℃程度の真空アニールを１０分程度実施して加熱し、不純物導入層５の上面上に不純物導入層５と接続するショットキーコンタクト電極１５ａを形成する。以降の工程については、図８で説明したそれぞれの工程中、第１オーミックコンタクト電極６ａとして説明した部分をショットキーコンタクト電極１５ａと読み替えて、同様の処理を実施すればよい。
【００５０】
第４変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層５と、不純物導入層５との間でショットキー接触をなすコンタクト電極とを有するショットキーバリアダイオードを効率よく製造できる。
【００５１】
＜第５変形例＞
第５変形例に係る半導体装置の製造方法では、まず図１に示したように、半導体基板（１，２）を用意して、半導体基板（１，２）の上面上に、マスクとなるＳｉＯ２薄膜等を堆積させる。次に図２２に示すように、堆積させたＳｉＯ２薄膜等をパターニングして、第１リング状マスク３ａ、第２リング状マスク３ｂ及び第３リング状マスク３ｃを、選択形成用マスクとして形成する。
【００５２】
第１リング状マスク３ａ〜第３リング状マスク３ｃは、平面パターンでいずれもリング状又は額縁状であり、ほぼ等幅で等間隔に配置されている。図２３に示すように、半導体基板（１，２）の最外周側に第１リング状マスク３ａ及び第２リング状マスク３ｂ間の隙間が位置する。半導体基板（１，２）の最外周側の内側には、第２リング状マスク３ｂ及び第３リング状マスク３ｃ間の隙間が位置する。半導体基板（１，２）の中央で第３リング状マスク３ｃの内側は大きく開口している。最外周側の隙間、最外周側の内側の隙間及び中央の開口部には被導入層２の上面がそれぞれ露出する。
【００５３】
次に図２４に示すように、被導入層２の上面上並びに、第１リング状マスク３ａ〜第３リング状マスク３ｃのそれぞれの上面上に亘って不純物源膜４を堆積する。そして不純物源膜４の上側からレーザー光を照射して、Ａｌ及びＢｅを被導入層２中に一体的に同時に導入する。
【００５４】
図２５中には、第３リング状マスク３ｃの内側で被導入層２の中央の上部に、半導体装置の活性部として形成されたｐ＋型の中央不純物導入層５ａが例示されている。また中央不純物導入層５ａの外側で、第２リング状マスク３ｂ及び第３リング状マスク３ｃ間の被導入層２の上部には、ｐ＋型の第１リング状不純物導入層５ｂが形成される。更に第１リング状不純物導入層５ｂの外側で、第１リング状マスク３ａ及び第２リング状マスク３ｂ間の被導入層２の上部には、ｐ＋型の第２リング状不純物導入層５ｃが形成される。
【００５５】
第１リング状不純物導入層５ｂ及び第２リング状不純物導入層５ｃは、半導体装置の外周領域で、フィールドリミッティングリング（ＦＬＲ）構造として機能する。第５変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、ｐ型の不純物導入層５と耐圧向上に有効なＦＬＲ構造とを、いずれも表面側から深い位置までｐ型不純物を高濃度に導入させることにより、同時に効率よく製造することができる。
【００５６】
＜第６変形例＞
第６変形例に係る半導体装置の製造方法では、第５変形例における図２２で説明した工程と同様に、半導体基板（１，２）の上面上のＳｉＯ２薄膜等をパターニングして、第１リング状マスク３ａ〜第３リング状マスク３ｃを形成する点は同じである。しかし第６変形例では、図２６に示すように、第３リング状マスク３ｃの内側に、それぞれほぼ等幅で等間隔に上下方向に平行に延びる第１線状マスク３ｄ〜第５線状マスク３ｈが選択形成用マスクとして、パターニングにより更に形成される点が第５変形例の場合と異なる。図２７に示すように、第１リング状マスク３ａ〜第３リング状マスク３ｃ及び第１線状マスク３ｄ〜第５線状マスク３ｈのうち隣り合うマスク間に、被導入層２の上面がそれぞれ露出する。
【００５７】
次に図２８に示すように、被導入層２の上面上並びに、第１リング状マスク３ａ〜第３リング状マスク３ｃ及び第１線状マスク３ｄ〜第５線状マスク３ｈのそれぞれの上面上に亘って不純物源膜４を堆積する。そして不純物源膜４の上側からレーザー光を照射して、Ａｌ及びＢｅを被導入層２の内部に一体的に同時に導入する。
【００５８】
図２９に示すように、第３リング状マスク３ｃの内側の被導入層２の上部では、第１線状マスク３ｄ〜第５線状マスク３ｈによって、第１線状不純物導入層５ｄ〜第６線状不純物導入層５ｉの６個の導入層が別々に形成される。また第１線状不純物導入層５ｄ〜第６線状不純物導入層５ｉの外側の被導入層２の上部には、第５変形例の場合と同様に、第１リング状不純物導入層５ｂ及び第２リング状不純物導入層５ｃが形成される。
【００５９】
図２６中の中央のライン＆スペース形状のマスクパターンから類推できるように、半導体装置の活性部には、いずれも線状又は帯状のｐ＋型の第１線状不純物導入層５ｄ〜第６線状不純物導入層５ｉが、ほぼ等間隔で平行に配置される。活性部は、ジャンクションバリアショットキー（ＪＢＳ）構造として機能する。第６変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層及びＦＬＲ構造を備えるＪＢＳダイオードを効率よく製造することができる。
【００６０】
＜第７変形例＞
第７変形例に係る半導体装置の製造方法では、図３０に示すように、まず、図１に示した半導体基板（１，２）を用意し、半導体基板（１，２）の上部にＭＯＳ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）構造を作製する。第７変形例では、半導体装置として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が製造される。ｎ＋型の支持層１及びｎ−型の被導入層２のＳｉＣの結晶構造は４Ｈである。支持層１の厚さは、ＭＯＳＦＥＴ構造の作製に支障が無い厚みであれば適宜設定できる。支持層１の厚さは電力用ｐｎダイオードの製造の場合と同様に約３５０μｍであってもよい。被導入層２の厚さとしては、ＩＧＢＴとして所望の耐圧に応じた厚さが確保されている。
【００６１】
被導入層２のＳｉ面側である上部には、複数のｐ＋型の第１ベース領域２１ａ，２１ｂがイオン注入法によって選択的に設けられている。第１ベース領域２１ａ，２１ｂの上には、ｐ＋型の第２ベース領域２２ａ，２２ｂが、エピタキシャル成長法によりそれぞれ選択的に設けられている。すなわち第７変形例に係る半導体装置の上部のＭＯＳＦＥＴ構造は、第１ベース領域２１ａ，２１ｂの上面の荒れ及びチャネル移動度の低下を防止するＩＥ（Implantation and Epitaxial）ＭＯＳ構造である。
【００６２】
第２ベース領域２２ａ，２２ｂのそれぞれの上部には、高濃度のｎ＋型のエミッタ領域２３ａ，２３ｂが選択的に設けられている。隣り合うエミッタ領域２３ａ，２３ｂの間の被導入層２の上面上には、ゲート絶縁膜２４を介してゲート電極２５が設けられている。エミッタ領域２３ａ，２３ｂの上面上及びゲート電極２５の上面上には、層間絶縁膜２６が設けられている。被導入層２の上面上には、エミッタ領域２３ａ，２３ｂに接続するコンタクト電極２７ａ，２７ｂがそれぞれ設けられている。
【００６３】
次に図３１に示すように、半導体基板（１，２）のＣ面側である下部に対して研削、研磨、エッチング等の方法を施して支持層１を除去する。支持層１の除去により半導体基板（１，２）が薄化され、被導入層２の下面が露出した中間構造体が形成される。次に図３２に示すように、露出した被導入層２の下面上に不純物源膜４を成膜する。そして図４で説明した工程と同様に、波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザー光源を用いて、不純物源膜４に対してレーザー光を照射する。レーザー光の照射により、図３３に示すように被導入層２の下部にｐ＋型の不純物導入層５が形成される。そしてプラズマ処理等を実施して、被導入層２の下面上の残渣を除去する。
【００６４】
次に不純物導入層５の下面上にスパッタ法等により、Ｔｉ及びＡｌを含む金属膜を堆積する。そしてこの金属膜を下面上に有する中間構造体に、１０００℃程度の真空アニールを５分程度実施して、図３４に示すように、ｐ＋型の不純物導入層５の下面上に、不純物導入層５と接続する第３オーミックコンタクト電極２８を形成する。次に第３オーミックコンタクト電極２８の下面上に、Ｎｉ及びＡｕ等を含む金属膜をコレクタ電極２９として成膜する。
【００６５】
第７変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層５をコレクタ領域として備えたＩＧＢＴを効率よく製造できる。更に第７変形例に係る半導体装置の製造方法のレーザードーピングを用いれば、従来困難であった、薄化した半導体基板への高濃度のｐ型不純物の導入を容易に行うことができる。
【００６６】
＜第４比較例＞
ここで不純物源膜を用いることなく、Ａｌ単体の薄膜を介したレーザードーピングによってコレクタ領域を形成してＩＧＢＴを製造する場合を、第４比較例に係る半導体装置の製造方法として考える。第４比較例においては、不純物源膜となる薄膜以外の構成については、図１〜図８を用いて説明した半導体装置の製造方法の場合と同様である。
【００６７】
第２比較例の場合で説明したように、Ａｌの不純物拡散係数はＢｅと比較して非常に小さいため、レーザードーピングであってもＡｌをＳｉＣ中に高濃度で深く導入することは困難である。またＡｌ単体の薄膜を使用する場合、レーザー光の照射面内ではＡｌの分布ムラが生じることも本発明者らの調査により分かった。その結果、第４比較例に係る半導体装置の製造方法で得られたＩＧＢＴでは、Ａｌの導入層内で結晶欠陥が多く存在し、結晶欠陥に起因するリーク電流が増加する。一方、第７変形例に係る半導体装置の製造方法の場合、Ａｌ及びＢｅを一体的に用いて、ＳｉＣの被導入層２の内部に同時に注入及び同時に活性化するので、深い位置まで高濃度のｐ型不純物を導入できる。
【００６８】
―第２の実施の形態―
第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、第１の実施の形態の場合と同様に、図８に示すような電力用ｐｎダイオードがＳｉＣ半導体装置として製造される。第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、図３５に示すように、不純物元素としてＡｌ及びＢｅを一体的に含有する不純物源膜として、ベリリウム層（Ｂｅ層）３１及びアルミニウム層（Ａｌ層）３２を含む多層膜（３１，３２）を用いる。第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、不純物源膜が多層膜（３１，３２）である点が、不純物源膜が単層膜である第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法と異なる。
【００６９】
第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法においても、ｎ−型の被導入層２の上面上に多層膜（３１，３２）の不純物源膜を堆積し、レーザー光を不純物源膜に照射する。そしてＡｌ及びＢｅを同時に加熱して被導入層２の内部に一体的に同時に導入し、高濃度のｐ型の不純物導入層を形成する。不純物源膜以外の他の構成については、第１の実施の形態の場合のそれぞれの製造工程と等価であるため、重複説明を省略する。
【００７０】
不純物源膜をなす多層膜（３１，３２）は、具体的には被導入層２の上面上にＢｅ層３１、Ａｌ層３２がこの順で積層された二層膜であり、スパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ法等により作製できる。Ｂｅ層３１の厚みは、導入効率を考慮して、経験則的に３０ｎｍ程度以上、１００ｎｍ程度以下に設定されている。Ａｌ層３２の厚みも導入効率を考慮して、経験則的に２４０ｎｍ程度以上、５００ｎｍ程度以下に設定されている。
【００７１】
第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、第１の実施の形態の場合と同様に、表面側から深い位置までｐ型不純物が高濃度に導入された不純物導入層を備えた半導体装置を効率よく製造することができる。また第２の実施の形態で使用される多層膜（３１，３２）からなる不純物源膜は、Ｂｅ層３１がＳｉＣと隣接するように、Ａｌ層３２の下に形成されている。Ｂｅの原子はＡｌよりも小さいため、レーザードーピングの際、ＳｉＣを構成するＳｉ又はＣとの結合反応を早めることが可能になりプロセス上有利である。
【００７２】
＜第８変形例＞
図３６に示すように、第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例（第８変形例）では、Ｂｅ層３１の上側のＡｌ層がパターニングされ、第１領域３２ａ〜第５領域３２ｅの５個の領域に分割される。第１領域３２ａ〜第５領域３２ｅはほぼ等間隔で離間して配置されている。第８変形例で用いられる不純物源膜はＡｌ層がパターニングされた多層膜（３１，３２ａ〜３２ｅ）であり、ｎ−型の被導入層２の上面上にマスクを介さずに直接堆積されている。
【００７３】
多層膜（３１，３２ａ〜３２ｅ）の上側からレーザー光が照射されることにより、図３７に示すように、被導入層２の上部に深部不純物導入層３３が形成される。また深部不純物導入層３３の上部に第１表面不純物導入層３４ａ〜第５表面不純物導入層３４ｅが選択的に形成される。第１表面不純物導入層３４ａ〜第５表面不純物導入層３４ｅは主にＡｌの導入により比較的浅く、高濃度のｐ＋型を呈して形成される。
【００７４】
深部不純物導入層３３は主にＢｅの導入により、比較的深く、第１表面不純物導入層３４ａ〜第５表面不純物導入層３４ｅより低いｐ型の不純物濃度を呈して形成される。第１表面不純物導入層３４ａ〜第５表面不純物導入層３４ｅは、例えば、ｐ型の高濃度のコンタクト領域として使用可能である。また深部不純物導入層３３はｐ型のベース領域として使用可能である。
【００７５】
第８変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、Ａｌ層がパターニングされた多層膜（３１，３２ａ〜３２ｅ）を不純物源膜として用いてレーザードーピングを実施することにより、任意の断面プロファイルを有するｐ型の不純物導入層を作製できる。また被導入層２中に、表面側に位置する高濃度のｐ＋型の第１表面不純物導入層３４ａ〜第５表面不純物導入層３４ｅと、より厚みを有して深く存在するｐ型の深部不純物導入層３３とを、１回のレーザードーピングによって同時に形成できる。
【００７６】
―その他の実施の形態―
本発明は上記の開示した第１及び第２の実施の形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。本開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになると考えられるべきである。例えば第１及び第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、ＳｉＣの半導体基板（１，２）を用いる場合を例示的に説明したが、半導体基板（１，２）はＳｉＣに限定されない。Ｓｉ等他の半導体の場合であっても、Ａｌ及びＢｅを一体的に用いて、Ａｌ及びＢｅを被導入層の内部に同時に注入及び同時に活性化することにより、表面側から深い位置までｐ型不純物を高濃度に導入できる。
【００７７】
またＳｉＣの結晶構造としては４Ｈ−ＳｉＣの単結晶の場合を例示的に説明したが、結晶構造はこれに限定されず、６Ｈ又は３Ｃの単結晶、或いは多結晶であってもよい。またレーザー光の照射前に、半導体基板（１，２）を加熱することによりＡｌ及びＢｅの同時拡散を更に促進して、より高濃度で深い不純物の導入を実現してもよい。ただし本発明では約６６０℃のＡｌの融点を考慮し、不純物源膜の軟化状態を回避して固体形状を維持して実効的なレーザードーピングを担保する観点から、４００℃程度の加熱温度の上限値が設定されることが好ましい。
【００７８】
また図６〜図８を用いて説明した第１の実施の形態では、不純物導入層５の上面上で第１金属膜６をパターニングし、真空アニールを実施して第１オーミックコンタクト電極６ａを形成した後、支持層１の下面上に第２金属膜７を成膜した。しかし真空アニールの実施前に、不純物導入層５の上面上にパターニングされた第１金属膜６を伴った状態のまま、支持層１の下面上に第２金属膜７を成膜してもよい。その後、真空アニールを１回実施することにより、第１金属膜６及び第２金属膜７のそれぞれから第１オーミックコンタクト電極６ａ及び第２オーミックコンタクト電極７ａをまとめて同時に形成してもよい。真空アニールの回数が１回で済むことにより、製造プロセス数を低減することができる。
【００７９】
また第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法で用いられる積層膜は、ＳｉＣ側となる下側がＢｅ層３１、上側がＡｌ層３２であった。しかしこれに限定されず、上下を逆にして、下側がＡｌ層３２、上側がＢｅ層３１であっても本発明の効果を得ることができる。また多層膜は、Ｂｅ層３１及びＡｌ層３２以外の層を含んでも実現できるし、３層以上であってもよい。
【００８０】
また第１の実施の形態ではｐ型の不純物導入層をアノード層として用いた電力用ｐｎダイオードを、又、第２の実施の形態では不純物導入層をコレクタ領域として用いたＩＧＢＴをそれぞれ半導体装置として説明した。しかしｐ型の不純物導入層は、例えばＭＯＳＦＥＴのｐウェル等の他の構造にも適用可能であり、半導体装置としては電力用ｐｎダイオード又はＩＧＢＴに限定されない。
【００８１】
また図１〜図３７に示したそれぞれの半導体装置の製造方法に含まれる構成を部分的に組み合わせて本発明に係る半導体装置の製造方法を実現することもできる。以上のとおり本発明は、上記に記載していない様々な実施の形態等を含むとともに、本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００８２】
１    支持層
２    被導入層
２ｘ  欠損領域
３    マスク（選択形成用マスク）
３ａ〜３ｃ  第１リング状マスク〜第３リング状マスク（選択形成用マスク）
３ｄ〜３ｈ  第１線状マスク〜第５線状マスク（選択形成用マスク）
４    不純物源膜
４ｗ  残渣
５    不純物導入層
５ａ  中央不純物導入層
５ｂ  第１リング状不純物導入層
５ｃ  第２リング状不純物導入層
５ｄ〜５ｉ  第１線状不純物導入層〜第６線状不純物導入層
５ｘ  不純物導入層
５ｙ  不純物導入層
６    第１金属膜
６ａ  第１オーミックコンタクト電極
７    第２金属膜
７ａ  第２オーミックコンタクト電極
７ｂ  Ｎｉシリサイドオーミックコンタクト電極
８    アノード電極
９    カソード電極
１０  阻害物
１１  Ａｌ薄膜
１２  チャンバ
１３  ポンプ
１４  マスク
１５  第３金属膜
１５ａ  ショットキーコンタクト電極
２１ａ，２１ｂ  第１ベース領域
２２ａ，２２ｂ  第２ベース領域
２３ａ，２３ｂ  エミッタ領域
２４  ゲート絶縁膜
２５  ゲート電極
２６  層間絶縁膜
２７ａ，２７ｂ  コンタクト電極
２８  第３オーミックコンタクト電極
２９  コレクタ電極
３１  アルミニウム層
３２  ベリリウム層
３２ａ〜３２ｅ  第１領域〜第５領域
３３  深部不純物導入層
３４ａ〜３４ｅ  第１表面不純物導入層〜第５表面不純物導入層
Ａ１  表面側の領域
Ａ２  深い領域
ｔ    厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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