(57)【要約】【課題】半導体装置を製造するための工程を減らすことができる技術を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、半導体基板２の第１の深さｄ１を照準にしてリン（Ｐ）をイオン注入する第１注入工程と、半導体基板２の第１の深さｄ１より浅い第２の深さｄ２を照準にしてリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を１．７５：８．２５（約０．２１：１．００）の割合でイオン注入する第２注入工程と、イオン注入された半導体基板２を赤外線レーザーでアニールするアニール工程を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の第１の深さを照準にしてリン（Ｐ）をイオン注入する第１注入工程と、
前記半導体基板の前記第１の深さより浅い第２の深さを照準にしてリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を０．１１：１．００〜０．４３：１．００の割合でイオン注入する第２注入工程と、
イオン注入された前記半導体基板を赤外線レーザーでアニールするアニール工程を備えている半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている半導体装置の製造方法は、半導体基板の第１の深さを照準にしてイオン注入する第１注入工程と、半導体基板の第２の深さを照準にしてイオン注入する第２注入工程を備えている。また、この製造方法は、イオン注入された半導体基板をレーザーでアニールするアニール工程を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−００９６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の製造方法では、複数の種類のレーザーによって半導体基板をアニールすることがある。例えば、まず半導体基板を赤外線レーザーでアニールし、その後にグリーンレーザーでアニールすることがある。これによって、複数のイオン種を活性化する。しかしながら、複数の種類のレーザーによってアニールすると、その分だけ工程が多くなるという問題がある。そこで本明細書は、半導体装置を製造するための工程を減らすことができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示する半導体装置の製造方法は、半導体基板の第１の深さを照準にしてリン（Ｐ）をイオン注入する第１注入工程と、半導体基板の前記第１の深さより浅い第２の深さを照準にしてリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を０．１１：１．００〜０．４３：１．００の割合でイオン注入する第２注入工程を備えている。また、この製造方法は、イオン注入された半導体基板を赤外線レーザーでアニールするアニール工程を備えている。
【０００６】
このような構成によれば、第２注入工程においてシリコン（Ｓｉ）の原子半径に近い平均原子半径となるようにリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を混合してイオン注入することによって、結晶欠陥を少なくすることができる。これによって、半導体基板の第２の深さにおける結晶欠陥を少なくすることができ、アニール工程において同一工程でリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を活性化することができる。したがって、半導体装置を製造するための工程を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である（１）。
【図２】実施例に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である（２）。
【図３】実施例に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である（３）。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施例に係る半導体装置の製造方法では、まず、図１に示すように、半導体基板２の第１の深さｄ１を照準にしてリン（Ｐ）をイオン注入する（第１注入工程）。半導体基板２は、シリコン（Ｓｉ）から形成されている。第１注入工程では、半導体基板２の表面２１に第１のエネルギーでイオンビームを照射する。第１注入工程では、公知のイオン注入装置を用いることができる。図示しないイオン注入装置によってイオン化したリン（Ｐ）を半導体基板２に注入する。
【０００９】
次に、図２に示すように、半導体基板２の第２の深さｄ２を照準にしてリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）をイオン注入する（第２注入工程）。第２の深さｄ２は、前述の第１の深さｄ１よりも浅い。第２注入工程では、半導体基板２の表面２１に第２のエネルギーでイオンビームを照射する。第２注入工程における第２のエネルギーは、前述の第１注入工程における第１のエネルギーよりも低い。第２注入工程でも公知のイオン注入装置を用いることができる。図示しないイオン注入装置によってイオン化したリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を半導体基板２に注入する。第２注入工程では、第２のエネルギーでイオン注入する。
【００１０】
半導体基板２に注入するリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）の割合は、０．１１：１．００〜０．４３：１．００が好ましい。すなわち、リン（Ｐ）の注入量が、ヒ素（Ａｓ）の注入量の０．１１倍〜０．４３倍であることが好ましい。本実施例ではリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）の割合を１．７５：８．２５（約０．２１：１．００）にしている（リン（Ｐ）の注入量をヒ素（Ａｓ）の注入量の約０．２１倍にしている。）。リン（Ｐ）の原子半径は、１．０６オングストローム（Å）である。シリコン（Ｓｉ）の原子半径は、１．１１オングストローム（Å）である。また、ヒ素（Ａｓ）の原子半径は、１．２０オングストローム（Å）である。リン（Ｐ）の原子半径は、シリコン（Ｓｉ）の原子半径より小さい。シリコン（Ｓｉ）の原子半径は、リン（Ｐ）の原子半径より大きい。ヒ素（Ａｓ）の原子半径は、シリコン（Ｓｉ）の原子半径より大きい。また、ヒ素（Ａｓ）の原子半径は、リン（Ｐ）の原子半径より大きい。
【００１１】
リン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を１．７５：８．２５（約０．２１：１．００）で混合することによって、半導体基板２に注入された元素の原子半径の平均値をシリコン（Ｓｉ）の原子半径に近付けることができる。リン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）をイオン注入することによって、リン（Ｐ）のみをイオン注入する場合と比較して、結晶欠陥を少なくすることができる。
【００１２】
半導体装置の製造方法では、次に、半導体基板２を洗浄する（洗浄工程）。洗浄工程では、例えばウェット洗浄やドライ洗浄を行う。本実施例では、洗浄液を用いてウェット洗浄を行っている。洗浄工程では、公知の洗浄装置を用いることができる。図示しない洗浄装置によって洗浄、リンス、乾燥の各処理を行う。洗浄工程によって半導体基板２の表面２１を洗浄し、半導体基板２の表面２１に付着している不純物を除去する。
【００１３】
次に、図３に示すように、イオン注入された半導体基板２を赤外線（ＩＲ）レーザーでアニールする（アニール工程）。アニール工程では、公知のレーザー照射装置を用いることができる。図示しないレーザー照射装置によって半導体基板２の表面２１に赤外線レーザーを照射する。赤外線レーザーの波長は、７８０ｎｍ以上である。アニール工程によって半導体基板２の結晶欠陥を回復する。また、アニール工程によって半導体基板２の第１の深さｄ１と第２の深さｄ２に注入されたリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）のイオンを活性化する。アニール工程を行うと、半導体基板２の第１の深さｄ１の周囲にバッファ領域３１が形成される。半導体基板２の第２の深さｄ２の周囲にカソード領域３２が形成される。バッファ領域３１は、カソード領域３２より深部側に形成される。以上の工程によって半導体装置を製造することができる。
【００１４】
上述の説明から明らかなように、実施例に係る半導体装置の製造方法は、第１注入工程と第２注入工程を備えている。また、この製造方法は、半導体基板２の第１の深さｄ１にリン（Ｐ）が注入され、第２の深さｄ２にリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）が１．７５：８．２５（約０．２１：１．００）の割合で注入されている状態で半導体基板２を赤外線レーザーでアニールするアニール工程を備えている。
【００１５】
このような構成によれば、シリコン（Ｓｉ）の原子半径に近い平均原子半径となるようにリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を混合してイオン注入することによって、結晶欠陥を少なくすることができる。これによって、半導体基板２の第２の深さｄ２における結晶欠陥を少なくすることができ、アニール工程において同一工程でリン（Ｐ）とヒ素（Ａｓ）を活性化することができる。したがって、半導体装置を製造するための工程を減らすことができる。
【００１６】
また、第１注入工程と第２注入工程の間で半導体基板２を洗浄しなくてもよい。また、半導体基板２を赤外線レーザーでアニールするだけでよく、グリーンレーザー（波長が５３２ｎｍ程度のレーザー）でアニールする必要がない。グリーンレーザーでアニールしなくても、赤外線レーザーでアニールすることによって半導体基板２の表面２１での熱吸収が可能なので、イオン注入時の結晶欠陥を赤外線レーザーでも十分に回復することができる。よって、半導体装置を製造するための工程を減らすことができる。
【００１７】
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。例えば、半導体装置の製造方法では、上記の各工程以外の工程を更に備えていてもよい。例えば、半導体基板２にアノード領域やドリフト領域を形成する工程を備えていてもよい（いずれも図示省略）。
【００１８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００１９】
２    ：半導体基板
２１  ：表面
３１  ：バッファ領域
３２  ：カソード領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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