(57)【要約】【課題】フォトリソグラフィー工程よりも少ない工程数と短い時間で半導体基板をパターニングすることができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の一部上に、半導体基板５よりも大きな電気陰性度を有する金属イオン３７を供給することと、半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることとを備える。【選択図】図１０
2017191871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一部上に、前記半導体基板よりも大きな電気陰性度を有する金属イオンを供給することと、
前記半導体基板の前記一部を選択的にエッチングすることとを備える、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体基板の前記一部を選択的にエッチングすることは、前記半導体基板の前記一部をドライエッチングすることを含む、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体基板の前記一部を選択的にエッチングすることは、前記半導体基板にラジカルを供給することを含む、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記ラジカルは、フッ素ラジカル、塩素ラジカルまたは臭素ラジカルを含む、請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体基板の前記一部を選択的にエッチングすることは、前記半導体基板に反応性イオンを供給することを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記反応性イオンは、フッ素イオン、塩素イオンまたは臭素イオンを含む、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記金属イオンを供給することは、前記金属イオンを含む液体を前記半導体基板の前記一部上に供給することを含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記金属イオンを含む前記液体を前記半導体基板の前記一部上に供給することは、前記金属イオンを含む前記液体を含むスタンパを前記半導体基板の前記一部上に押し付けることを含む、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記金属イオンを含む前記液体は、前記スタンパの軟質体に含まれ、
前記スタンパを前記半導体基板の前記一部上に押し付けることは、前記金属イオンを含む前記液体を含む前記軟質体を前記半導体基板の前記一部上に押し付けることを含む、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記軟質体は、シリコンゴムまたは多孔質材料からなる、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記金属イオンを供給することは、インクジェット装置を用いて前記金属イオンを含む前記液体を前記半導体基板の前記一部上に供給することを含む、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記金属イオンを供給することは、前記金属イオンを含む前記液体を前記半導体基板の前記一部上に供給した後に、前記液体を蒸発させて、前記金属イオンを前記半導体基板の前記一部上に残留させることを含む、請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体基板はシリコンからなり、
前記金属イオンを構成する金属元素は、銅、銀、金、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、テクネチウム及びレニウムの少なくとも一つを含む、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記半導体装置は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを含む、請求項１から請求項１３のいずれか１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】
フォトリソグラフィー工程を用いて半導体基板をパターニングすることを備える半導体装置の製造方法が知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フォトリソグラフィー工程は、半導体基板上にフォトレジストを塗布する工程、露光装置を用いてフォトレジストを露光する工程、半導体基板を現像液に浸漬して露光されたフォトレジストを現像する工程、現像されたフォトレジストをリンス液で洗浄する工程及びフォトレジストを除去する工程を含む。このように、フォトリソグラフィー工程は数多くの工程を含み、多くの製造時間を要する。
【０００５】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、フォトリソグラフィー工程よりも少ない工程数と短い時間で半導体基板をパターニングすることができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の一部上に、半導体基板よりも大きな電気陰性度を有する金属イオンを供給することと、半導体基板の一部を選択的にエッチングすることとを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、フォトリソグラフィー工程よりも少ない工程数と短い時間で半導体基板をパターニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図２に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図３に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図４に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図５に示す工程の一例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図６に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図７に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図５に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図９に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図１０に示す工程の一例を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図１１に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図１０に示す工程の別の例を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法における、図１３に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１０】
（実施の形態１）
図１を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１の一例を説明する。本実施の形態の半導体装置１は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）部２とフリーホイールダイオード（ＦＷＤ）部３とが一体化された逆導通型ＩＧＢＴ（ＲＣ−ＩＧＢＴ）である。逆導通型ＩＧＢＴ（ＲＣ−ＩＧＢＴ）では、ＦＷＤ部３はＩＧＢＴ部２に対して電気的に逆並列接続される。ＩＧＢＴは、例えば、モータなどの誘導性負荷に印加される電力を制御するインバータ回路に含まれている。ＩＧＢＴがオン状態からオフ状態に切り換える時に、誘導性負荷の誘導起電力によって生じる電流がＩＧＢＴに向かって流れる。この電流がＩＧＢＴに流れ込むことを防ぐために、ＦＷＤがＩＧＢＴに対して、電気的に逆並列接続される。この電流は、ＩＧＢＴではなく、ＦＷＤを流れる。本実施の形態の半導体装置１は、逆導通型ＩＧＢＴ（ＲＣ−ＩＧＢＴ）に限定されず、他の半導体装置であってもよい。
【００１１】
本実施の形態の半導体装置１は、半導体基板５を備える。本明細書において、半導体基板５は、基板自体が半導体材料からなる基板と、半導体層が形成された基板とを含む。半導体基板５は、第１の主面６と、第１の主面６と反対側の第２の主面７とを有する。本実施の形態では、半導体基板５は、シリコン基板である。半導体基板５は、シリコン基板に限られず、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）基板、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板、または窒化ガリウム（ＧａＮ）基板であってもよい。
【００１２】
半導体基板５は、第１の主面６と第２の主面７との間に、ｎ型ドリフト領域８を含む。半導体基板５は、ｎ型ドリフト領域８の第１の主面６側に配置されるｐ型領域１０を含む。ＩＧＢＴ部２におけるｐ型領域１０は、ｐ型ベース領域１０ａとして機能する。ＦＷＤ部３におけるｐ型領域１０は、ｐ型アノード領域１０ｂとして機能する。
【００１３】
半導体基板５は、ｐ型ベース領域１０ａの第１の主面６側に配置されるｎ型エミッタ領域１２を含む。ｎ型エミッタ領域１２は、ｎ型ドリフト領域８よりも、高いｎ型不純物濃度を有する。ｎ型エミッタ領域１２は、ＩＧＢＴ部２に配置されているが、ＦＷＤ部３に配置されていない。半導体基板５は、ｐ型ベース領域１０ａの第１の主面６側に配置されるｐ型コンタクト領域１３を含む。ｐ型コンタクト領域１３は、ｐ型ベース領域１０ａ及びｐ型アノード領域１０ｂよりも、高いｐ型不純物濃度を有する。
【００１４】
半導体装置１は、半導体基板５の第１の主面６に形成されたトレンチ１５内に、ゲート絶縁膜１６とトレンチゲート電極１７とを備える。トレンチ１５は、ｐ型ベース領域１０ａ及びｎ型エミッタ領域１２を貫通している。ゲート絶縁膜１６は、ｐ型ベース領域１０ａとトレンチゲート電極１７との間に配置される。ゲート絶縁膜１６は、例えば、二酸化シリコンで構成されてもよい。トレンチゲート電極１７は、例えば、ポリシリコンで構成されてもよい。
【００１５】
半導体装置１は、半導体基板５の第１の主面６上に、層間絶縁膜１８と第１の電極１９とを備える。ＩＧＢＴ部２における第１の電極１９は、エミッタ電極１９ａとして機能する。エミッタ電極１９ａは、ｎ型エミッタ領域１２とｐ型コンタクト領域１３とに電気的に接続される。ＦＷＤ部３における第１の電極１９は、アノード電極１９ｂとして機能する。アノード電極１９ｂは、ｐ型コンタクト領域１３に電気的に接続される。層間絶縁膜１８は、トレンチゲート電極１７をエミッタ電極１９ａから電気的に絶縁する。層間絶縁膜１８は、例えば、二酸化シリコン膜であってもよい。
【００１６】
半導体基板５は、ｎ型ドリフト領域８の第２の主面７側に配置される、ｎ型バッファ領域２１とｎ型カソード領域２２とを含む。ｎ型バッファ領域２１は、ｎ型ドリフト領域８よりも高いｎ型不純物濃度を有し、ＩＧＢＴ部２に配置される。ｎ型カソード領域２２は、ｎ型ドリフト領域８及びｎ型バッファ領域２１よりも高いｎ型不純物濃度を有し、ＦＷＤ部３に配置される。ｎ型カソード領域２２は、ＦＷＤ部３において、半導体基板５の第２の主面７の一部を構成する。半導体基板５は、ｎ型バッファ領域２１の第２の主面７側に配置されるｐ型コレクタ領域２４を含む。ｐ型コレクタ領域２４は、ＩＧＢＴ部２において、半導体基板５の第２の主面７の一部を構成する。
【００１７】
半導体装置１は、半導体基板５の第２の主面７上に、第２の電極２５を備える。ＩＧＢＴ部２における第２の電極２５は、コレクタ電極２５ａとして機能する。ＦＷＤ部３における第２の電極２５は、カソード電極２５ｂとして機能する。コレクタ電極２５ａは、ｐ型コレクタ領域２４に電気的に接続される。カソード電極２５ｂは、ｎ型カソード領域２２に電気的に接続される。
【００１８】
ＩＧＢＴ部２は、ｎ型ドリフト領域８と、ｐ型領域１０（ｐ型ベース領域１０ａ）と、ｎ型エミッタ領域１２と、ｐ型コンタクト領域１３と、ゲート絶縁膜１６と、トレンチゲート電極１７と、層間絶縁膜１８と、第１の電極１９（エミッタ電極１９ａ）と、ｎ型バッファ領域２１と、ｐ型コレクタ領域２４と、第２の電極２５（コレクタ電極２５ａ）とを含む。ＦＷＤ部３は、ｎ型ドリフト領域８と、ｐ型領域１０（ｐ型アノード領域１０ｂ）と、ｐ型コンタクト領域１３と、第１の電極１９（アノード電極１９ｂ）と、ｎ型カソード領域２２と、第２の電極２５（カソード電極２５ｂ）とを含む。
【００１９】
本実施の形態に係る半導体装置１の動作を説明する。
トレンチゲート電極１７に閾値以上の正バイアス電圧が印加され、第２の電極２５（コレクタ電極２５ａ）に第１の電極１９（エミッタ電極１９ａ）よりも高い電圧が印加される。この時、ＩＧＢＴ部２ではゲート絶縁膜１６に面するｐ型領域１０（ｐ型ベース領域１０ａ）がｎ型に反転してチャネルが形成されるため、ＩＧＢＴ部２は、第２の電極２５（コレクタ電極２５ａ）から第１の電極１９（エミッタ電極１９ａ）に向かって電流が流れるオン状態となる。これに対し、ＦＷＤ部３ではｐ型領域１０（ｐ型アノード領域１０ｂ）とｎ型ドリフト領域８との間のｐｎ接合に逆バイアス電圧が印加されるため、ＦＷＤ部３はオフ状態となる。
【００２０】
トレンチゲート電極１７に閾値以上の正バイアス電圧が印加され、第１の電極１９（エミッタ電極１９ａ）に第２の電極２５（コレクタ電極２５ａ）よりも高い電圧が印加される。この時、ＩＧＢＴ部２ではｐ型コレクタ領域２４とｎ型領域（ｎ型バッファ領域２１）との間のｐｎ接合に逆バイアス電圧が印加されるため、ＩＧＢＴ部２はオフ状態となる。これに対し、ＦＷＤ部３ではｐ型領域１０（ｐ型アノード領域１０ｂ）とｎ型ドリフト領域８との間のｐｎ接合に順バイアス電圧が印加されるため、ＦＷＤ部３は、第１の電極１９（アノード電極１９ｂ）から第２の電極２５（カソード電極２５ｂ）に向かって電流が流れるオン状態となる。
【００２１】
図１から図１２を参照して、本実施の形態の半導体装置１の製造方法の一例を説明する。
【００２２】
図２を参照して、半導体基板５の第１の主面６に、第１の主面６側の半導体装置１の構造を形成する。特定的には、本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の第１の主面６にｐ型領域１０を形成することと、半導体基板５の第１の主面６にｎ型エミッタ領域１２を形成することと、半導体基板５の第１の主面６にｐ型コンタクト領域１３を形成することとを備えてもよい。本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の第１の主面６にトレンチ１５を形成することと、トレンチ１５内にゲート絶縁膜１６を形成することと、トレンチ１５内かつゲート絶縁膜１６上にトレンチゲート電極１７を形成することとをさらに備えてもよい。本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の第１の主面６上に層間絶縁膜１８を形成すること、半導体基板５の第１の主面６及び層間絶縁膜１８上に第１の電極１９を形成することをさらに備えてもよい。
【００２３】
図３を参照して、本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の第２の主面７に、ｎ型バッファ領域２１及びｎ型カソード領域２２を形成する。特定的には、半導体基板５の第２の主面７に、リン（Ｐ）のようなｎ型不純物３１をイオン注入することによって、ｎ型バッファ領域２１及びｎ型カソード領域２２が形成されてもよい。ｎ型バッファ領域２１よりも、ｎ型カソード領域２２に、より多くのｎ型不純物３１がドープされてもよい。
【００２４】
図４を参照して、本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の第２の主面７に、ｐ型コレクタ領域２４を形成することを備える。特定的には、半導体基板５の第２の主面７に、ホウ素（Ｂ）のようなｐ型不純物３２をイオン注入することによって、ｐ型コンタクト領域１３が形成されてもよい。
【００２５】
図５から図９を参照して、本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の一部上に、半導体基板５よりも大きな電気陰性度を有する金属イオン３７を供給することを備える。電気陰性度は、電子を引き付ける傾向を表す指標である。大きな電気陰性度を有する元素ほど、電子をより引き付けやすい。本明細書において、電気陰性度は、ポーリングの電気陰性度を意味する。
【００２６】
特定的には、半導体基板５の一部は、半導体基板５の第２の主面７のうち、半導体装置１のＦＷＤ部３が形成される部分であってもよい。金属イオン３７は、半導体基板５よりも大きな電気陰性度を有する。表１及び表２を参照して、半導体基板５が、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板であるとき、金属イオン３７を構成する金属元素は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、テクネチウム（Ｔｃ）及びレニウム（Ｒｅ）の少なくとも一つを含んでもよい。
【００２７】
【表１】
2017191871.tif 000003
【００２８】
【表２】
2017191871.tif 000004
【００２９】
図５を参照して、金属イオン３７を供給することは、金属イオン３７を含む液体３５を半導体基板５の一部上に供給することを含んでもよい。金属イオン３７を含む液体３５は、例えば、銅、酸化銅、銀、酸化銀及び金の少なくとも１つを含む水溶液であってもよい。
【００３０】
図８を参照して、金属イオン３７を含む液体３５を半導体基板５の一部上に供給することは、金属イオン３７を含む液体３５を含むスタンパ４０を半導体基板５の一部上に押し付けることを含んでもよい。こうして、スタンパ４０に含まれる金属イオン３７を含む液体３５は、半導体基板５の一部上に転写され得る。金属イオン３７を含む液体３５を含むスタンパ４０を半導体基板５の一部上に押し付けることにより、金属イオン３７を含む液体３５は、容易にかつ低コストで、様々なパターンで、半導体基板５の一部上に供給され得る。
【００３１】
特定的には、図６及び図７を参照して、スタンパ４０は軟質体４１を含んでもよい。軟質体４１は、半導体基板５より柔らかい材料からなる。軟質体４１は、例えば、シリコンゴムまたは多孔質材料からなってもよい。容器３８内に収容された金属イオン３７を含む液体３５に、スタンパ４０の軟質体４１は浸漬される。金属イオン３７を含む液体３５は、スタンパ４０の軟質体４１に含まれる。
【００３２】
図８を参照して、スタンパ４０を半導体基板５の一部上に押し付けることは、金属イオン３７を含む液体３５を含む軟質体４１を半導体基板５の第２の主面７の一部上に押し付けることを含んでもよい。こうして、軟質体４１に含まれる金属イオン３７を含む液体３５は、半導体基板５の第２の主面７の一部上に転写され得る。金属イオン３７を含む液体３５を含む軟質体４１を半導体基板５の一部上に押し付けることは、半導体基板５を機械的に損傷することなく、半導体基板５の第２の主面７の一部上に金属イオン３７を含む液体３５を供給することを可能にする。
【００３３】
図９を参照して、半導体基板５の一部上に金属イオン３７を供給することは、金属イオン３７を含む液体３５を半導体基板５の一部上に供給した後に、液体３５を蒸発させて、金属イオン３７を半導体基板５の一部上に残留させることを含んでもよい。特定的には、半導体基板５の第２の主面７の一部上に金属イオン３７を供給することは、金属イオン３７を含む液体３５を半導体基板５の第２の主面７の一部上に供給した後に、液体３５を蒸発させて、金属イオン３７を半導体基板５の第２の主面７の一部上に残留させることを含んでもよい。例えば、金属イオン３７を含む液体３５が供給された半導体基板５をホットプレート上または加熱炉内に配置することによって、液体３５が蒸発されてもよい。
【００３４】
図１０から図１２を参照して、本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、金属イオン３７が供給された半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることを備える。金属イオン３７は、半導体基板５よりも大きな電気陰性度を有する。本明細書では、金属イオン３７が供給された半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることは、金属イオン３７が供給された半導体基板５の一部のエッチングレートが、金属イオン３７が供給されない半導体基板５の他の部分のエッチングレートよりも大きいことを意味する。言い換えると、金属イオン３７が供給された半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることは、金属イオン３７が供給された半導体基板５の一部が、金属イオン３７が供給されない半導体基板５の他の部分よりも多くエッチングされることを意味する。
【００３５】
金属イオン３７は半導体基板５よりも大きな電気陰性度を有する。金属イオン３７は、金属イオン３７に隣接する半導体基板５を構成する複数の原子５ａの電子を引き付ける。金属イオン３７に隣接する半導体基板５を構成する複数の原子５ａは、イオン化される。そのため、金属イオン３７が供給された半導体基板５の一部は、金属イオン３７が供給されない半導体基板５の他の部分よりも高い反応性を有する。金属イオン３７が配置された半導体基板５の一部はエッチング剤によって選択的かつ局所的にエッチングされ得る。
【００３６】
特定的には、半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることは、半導体基板５の一部をドライエッチングすることを含んでもよい。エッチングガスは、金属イオン３７が供給されない半導体基板５の他の部分よりも高い反応性を有する、金属イオン３７が供給された半導体基板５の一部と選択的に反応する。そのため、金属イオン３７が配置された半導体基板５の一部が、エッチングガスによって選択的かつ局所的にエッチングされ得る。
【００３７】
さらに特定的には、半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることは、半導体基板５にラジカル４３を供給することを含んでもよい。ラジカル４３は、例えば、空間放電によって発生するプラズマ中にエッチングガスを通過させることによって得られる。ラジカル４３は、金属イオン３７が供給されない半導体基板５の他の部分よりも高い反応性を有する、金属イオン３７が供給された半導体基板５の一部と選択的に反応する。そのため、金属イオン３７が配置された半導体基板５の一部が、ラジカル４３によって選択的かつ局所的にエッチングされ得る。ラジカル４３は、例えば、フッ素ラジカル、塩素ラジカルまたは臭素ラジカルを含んでもよい。
【００３８】
特定的には、半導体基板５の第２の主面７にラジカル４３を供給することによって、金属イオン３７が供給された半導体基板５の第２の主面７の一部が、選択的にエッチングされてもよい。金属イオン３７が供給されたｐ型コレクタ領域２４の一部のみが選択的にエッチングされて、ｎ型カソード領域２２が露出される。金属イオン３７が供給されていないｐ型コレクタ領域２４の他の部分は残存する。ｎ型バッファ領域２１は、ｐ型コレクタ領域２４によって覆われたままである。
【００３９】
図１０、図１３及び図１４を参照して、半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることは、半導体基板５に反応性イオン４３ａを供給することを含んでもよい。反応性イオン４３ａは、例えば、空間放電によって発生するプラズマ中にエッチングガスを通過させることによって得られる。金属イオン３７が配置された半導体基板５の一部が、反応性イオン４３ａによって選択的かつ局所的にエッチングされてもよい。反応性イオン４３ａは、例えば、フッ素イオン、塩素イオンまたは臭素イオンを含んでもよい。
【００４０】
半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることは、半導体基板５にラジカル４３及び反応性イオン４３ａを供給することを含んでもよい。金属イオン３７が配置された半導体基板５の一部が、ラジカル４３及び反応性イオン４３ａによって選択的かつ局所的にエッチングされてもよい。半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることは、半導体基板５の一部をウェットエッチングすることを含んでもよい。金属イオン３７が配置された半導体基板５の一部が、エッチング液によって選択的かつ局所的にエッチングされてもよい。
【００４１】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の第２の主面７に第２の電極２５を形成することを備える。特定的には、ｐ型コレクタ領域２４及びｎ型カソード領域２２上に、蒸着法によって、第２の電極２５が形成される。こうして、図１に示される半導体装置１が得られる。
【００４２】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法の効果を説明する。
本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の一部上に、半導体基板５よりも大きな電気陰性度を有する金属イオン３７を供給することと、半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることとを備える。本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、フォトレジストを塗布する工程、露光工程及びフォトレジストを除去する工程等を含むフォトリソグラフィー工程を備えていない。そのため、半導体装置１の製造方法によれば、フォトリソグラフィー工程よりも少ない工程数と短い時間で、半導体基板５がパターニングされ得る。なお、複数のフォトリソグラフィー工程を備える半導体装置１の製造方法において、複数のフォトリソグラフィー工程の少なくとも一つを本実施の形態の半導体装置１の製造方法に置き換えることによっても、本実施の形態の半導体装置１の製造方法の上記効果が得られることは明らかである。
【００４３】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、フォトリソグラフィー工程を備えていないため、フォトリソグラフィー工程において用いられる露光装置の購入費用及びメンテナンス費用を節約することができる。半導体装置１の製造方法によれば、低コストで、半導体基板５がパターニングされ得る。
【００４４】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、半導体基板５の一部を選択的にエッチングすることは、半導体基板５の一部をドライエッチングすることを含んでもよい。そのため、半導体基板に、大きなアスペクト比（エッチングされた深さをエッチングされた幅で割った値）を有するパターンが形成され得る。
【００４５】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法において、金属イオン３７を供給することは、金属イオン３７を含む液体３５を半導体基板５の一部上に供給することを含んでもよい。金属イオン３７を含む液体３５は、半導体基板５の一部上に、容易にかつ低コストで、様々なパターンで供給され得る。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、容易にかつ低コストで、様々なパターンが半導体基板５に施され得る。
【００４６】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法において、金属イオン３７を含む液体３５を半導体基板５の一部上に供給することは、液体３５を含むスタンパ４０を半導体基板５の一部上に押し付けることを含む。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、容易にかつ低コストで、様々なパターンが半導体基板５に施され得る。
【００４７】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法において、金属イオン３７を含む液体３５は、スタンパ４０の軟質体４１に含まれる。スタンパ４０を半導体基板５の一部上に押し付けることは、液体３５を含む軟質体４１を半導体基板５の一部上に押し付けることを含む。そのため、半導体基板５を機械的に損傷することなく、低コストで、半導体基板５の一部上に金属イオン３７を含む液体３５が供給され得る。半導体装置１の製造方法によれば、半導体基板５に機械的損傷を与えることなく、低コストで、半導体基板５をパターニングすることができる。
【００４８】
（実施の形態２）
図１５を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法の一例を説明する。本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、実施の形態１の半導体装置１の製造方法と同様の工程を備えるが、主に以下の点で異なる。
【００４９】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法では、金属イオン３７を半導体基板５の一部上に供給することは、インクジェット装置５０を用いて、金属イオン３７を含む液体３５を半導体基板５の一部上に供給することを含んでもよい。特定的には、インクジェット装置５０は、液溜室５１と、液溜室５１に流体的に連通するノズル５２と、ノズル５２の先端に取り付けられた圧電素子５３と、ノズル５２の下方に配置された一対の帯電用電極５４と、一対の帯電用電極５４の下方に配置された一対の偏向用電極５５と、圧電素子５３と一対の帯電用電極５４と一対の偏向用電極５５とを制御する制御部５６とを含んでもよい。
【００５０】
金属イオン３７を含む液体３５は、液溜室５１に収容される。制御部５６からの信号に基づいて圧電素子５３がノズル５２を振動させることによって、金属イオン３７を含む液体３５からなる液滴５７がノズル５２の先端から吐出される。この液滴５７は、一対の帯電用電極５４の間を通過して、帯電する。一対の偏向用電極５５は、制御部５６からの信号に基づいて、帯電された液滴５７を偏向させる。偏向された液滴５７は、半導体基板５の第２の主面７の一部上に供給される。
【００５１】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法の効果を説明する。本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、実施の形態１の半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏するが、主に以下の点で異なる。
【００５２】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法では、インクジェット装置５０を用いて、金属イオン３７を含む液体３５を半導体基板５の一部上に供給することを含んでもよい。金属イオン３７を含む液体３５は、低コストかつ高い精度で、半導体基板５の一部上に、供給され得る。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、低コストかつ高い精度で、半導体基板５がパターニングされ得る。
【００５３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００５４】
１  半導体装置、２  ＩＧＢＴ部、３  ＦＷＤ部、５  半導体基板、５ａ  半導体基板を構成する原子、６  第１の主面、７  第２の主面、８  ｎ型ドリフト領域、１０  ｐ型領域、１０ａ  ｐ型ベース領域、１０ｂ  ｐ型アノード領域、１２  ｎ型エミッタ領域、１３  ｐ型コンタクト領域、１５  トレンチ、１６  ゲート絶縁膜、１７  トレンチゲート電極、１８  層間絶縁膜、１９  第１の電極、１９ａ  エミッタ電極、１９ｂ  アノード電極、２１  ｎ型バッファ領域、２２  ｎ型カソード領域、２４  ｐ型コレクタ領域、２５  第２の電極、２５ａ  コレクタ電極、２５ｂ  カソード電極、３１  ｎ型不純物、３２  ｐ型不純物、３５  液体、３７  金属イオン、３８  容器、４０  スタンパ、４１  軟質体、４３  ラジカル、４３ａ  反応性イオン、５０  インクジェット装置、５１  液溜室、５２  ノズル、５３  圧電素子、５４  帯電用電極、５５  偏向用電極、５６  制御部、５７  液滴。
【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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