JP2008227292A - Ion implantation mask, ion implantation method and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Ion implantation mask, ion implantation method and manufacturing method of semiconductor device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion implantation mask which can suppress variations of a characteristic of a semiconductor device manufactured by utilizing an ion implantation, and can suppress reduction of an yield, an ion implantation method, and a manufacturing method of the semiconductor device. <P>SOLUTION: The ion implantation mask is provided on a semiconductor for precluding the ion implantation onto the semiconductor, and the ion implantation mask contains: a first ion implantation mask layer, a second ion implantation mask layer which is harder to be etched than the first ion implantation mask layer, and a third ion implantation mask layer which is easier to be etched than the second ion implantation mask layer in this order from the semiconductor side. Further, the ion implantation method using the ion implantation mask and the manufacturing method of the semiconductor device are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、イオン注入マスク、イオン注入方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、イオン注入を利用して製造される半導体装置の特性のばらつきを抑えることができるとともに、歩留まりの低下も抑止することができるイオン注入マスク、イオン注入方法および半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to an ion implantation mask, an ion implantation method, and a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, can suppress variation in characteristics of a semiconductor device manufactured by using ion implantation and also suppress a decrease in yield. The present invention relates to an ion implantation mask, an ion implantation method, and a method for manufacturing a semiconductor device.

半導体装置の一種であるSiC(炭化ケイ素)を用いたMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor;以下、「SiC−MOSFET」と言うこともある。)は、大きく分けて、選択イオン注入、活性化アニール、ゲート酸化膜形成、および電極形成の工程を経て作製されている。   MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors; hereinafter referred to as “SiC-MOSFETs”) using SiC (silicon carbide), which is a kind of semiconductor device, are roughly classified into selective ion implantation and activation annealing. It is fabricated through the steps of gate oxide film formation and electrode formation.

以下、図22〜図31の模式的断面図を参照して、従来のSiC−MOSFETの製造方法の一例について説明する。   Hereinafter, an example of a conventional method for manufacturing a SiC-MOSFET will be described with reference to the schematic cross-sectional views of FIGS.

まず、図22に示すように、n型のSiC基板202の表面全体にイオン注入マスク203を形成する。   First, as shown in FIG. 22, ion implantation mask 203 is formed on the entire surface of n-type SiC substrate 202.

次いで、図23に示すように、イオン注入マスク203上にフォトリソグラフィ技術を利用して所定の開口部205を有するレジスト204を形成する。   Next, as shown in FIG. 23, a resist 204 having a predetermined opening 205 is formed on the ion implantation mask 203 by using a photolithography technique.

続いて、図24に示すように、開口部205の下方に位置する部分のイオン注入マスク203をエッチングにより除去して、SiC基板202の表面の一部を露出させる。   Subsequently, as shown in FIG. 24, a portion of the ion implantation mask 203 located below the opening 205 is removed by etching, and a part of the surface of the SiC substrate 202 is exposed.

その後、図25に示すように、レジスト204を除去し、露出したSiC基板202の表面にリン等のn型ドーパントのイオンをイオン注入することによって、SiC基板202の表面にn型ドーパント注入領域206を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 25, the resist 204 is removed, and ions of an n-type dopant such as phosphorus are ion-implanted into the exposed surface of the SiC substrate 202, whereby an n-type dopant implanted region 206 is implanted into the surface of the SiC substrate 202. Form.

次に、図26に示すように、SiC基板202の表面からイオン注入マスク203をすべて除去する。その後、図27に示すように、SiC基板202の表面全体にイオン注入マスク203を再度形成する。   Next, as shown in FIG. 26, all of ion implantation mask 203 is removed from the surface of SiC substrate 202. Thereafter, as shown in FIG. 27, ion implantation mask 203 is formed again on the entire surface of SiC substrate 202.

そして、図28に示すように、イオン注入マスク203の表面上にフォトリソグラフィ技術を利用してレジスト204を部分的に形成する。ここで、レジスト204の形成位置は、フォトリソグラフィ装置の精度等によって設定位置からずれることがある。   Then, as shown in FIG. 28, a resist 204 is partially formed on the surface of the ion implantation mask 203 by using a photolithography technique. Here, the formation position of the resist 204 may deviate from the set position depending on the accuracy of the photolithography apparatus.

次に、図29に示すように、レジスト204が形成されていないイオン注入マスク203の部分をエッチングにより除去することによって、SiC基板202の表面の一部を露出させる。   Next, as shown in FIG. 29, a portion of the surface of SiC substrate 202 is exposed by removing the portion of ion implantation mask 203 where resist 204 is not formed by etching.

続いて、図30に示すように、露出したSiC基板202の表面にアルミニウムなどのp型ドーパントのイオンをイオン注入することによって、SiC基板202の表面にp型ドーパント注入領域207を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 30, p-type dopant implantation region 207 is formed on the surface of SiC substrate 202 by ion-implanting ions of a p-type dopant such as aluminum into the exposed surface of SiC substrate 202.

その後、イオン注入マスク203およびレジスト204を除去し、イオン注入マスク203およびレジスト204の除去後のウエハについて結晶性を回復するための活性化アニールを行なう。   Thereafter, the ion implantation mask 203 and the resist 204 are removed, and activation annealing is performed to recover the crystallinity of the wafer after the ion implantation mask 203 and the resist 204 are removed.

そして、図31に示すように、SiC基板202の表面上にゲート酸化膜208およびソース電極209を形成し、ゲート酸化膜208の表面上にゲート電極210を形成する。そして、SiC基板202の裏面にドレイン電極211を形成し、その後、ウエハをチップ状に分割することによって、SiC−MOSFETが完成する。
松波弘之編著,「半導体SiC技術と応用」,日刊工業新聞社
Then, as shown in FIG. 31, gate oxide film 208 and source electrode 209 are formed on the surface of SiC substrate 202, and gate electrode 210 is formed on the surface of gate oxide film 208. Then, the drain electrode 211 is formed on the back surface of the SiC substrate 202, and then the wafer is divided into chips to complete the SiC-MOSFET.
Edited by Hiroyuki Matsunami, "Semiconductor SiC Technology and Applications", Nikkan Kogyo Shimbun

SiCはドーパントの拡散係数が小さいため、拡散法ではなく、イオン注入法によって、n型ドーパントおよびp型ドーパントをそれぞれ導入する必要がある。   Since SiC has a small dopant diffusion coefficient, it is necessary to introduce an n-type dopant and a p-type dopant not by a diffusion method but by an ion implantation method.

しかしながら、上述したように、n型ドーパントおよびp型ドーパントのイオン注入のイオン注入マスクとなるレジストの形成位置がフォトリソグラフィ装置の精度等によってばらつくため、n型ドーパント注入領域とp型ドーパント注入領域との相対的な位置関係にばらつきが生じ、ひいてはSiC−MOSFETのゲート長にばらつきが生じてSiC−MOSFETの特性にばらつきが生じるという問題があった。   However, as described above, the formation position of the resist serving as an ion implantation mask for ion implantation of the n-type dopant and the p-type dopant varies depending on the accuracy of the photolithography apparatus. There is a problem in that the relative positional relationship varies, and the gate length of the SiC-MOSFET varies, resulting in a variation in the characteristics of the SiC-MOSFET.

そこで、このような問題を解決するために、以下のような方法が考えられている。まず、図25に示すようにn型ドーパント注入領域206を形成した後に、イオン注入マスク203をすべて除去せずに、ドライエッチングによりイオン注入マスク203の幅を減少させることによってSiC基板202の表面の露出領域を拡大する。その後、SiC基板202の表面の拡大した露出領域にp型ドーパントのイオンをイオン注入することによって、SiC基板202の表面にp型ドーパント注入領域207を形成する。   Therefore, in order to solve such a problem, the following method is considered. First, as shown in FIG. 25, after the n-type dopant implantation region 206 is formed, the width of the ion implantation mask 203 is reduced by dry etching without removing the ion implantation mask 203, thereby forming the surface of the SiC substrate 202. Enlarge the exposed area. Then, p-type dopant implantation region 207 is formed on the surface of SiC substrate 202 by ion-implanting p-type dopant ions into the expanded exposed region of the surface of SiC substrate 202.

この方法によれば、レジストの形成位置のばらつきに起因するn型ドーパント注入領域とp型ドーパント注入領域との相対的な位置関係のばらつきを抑制することができるため、SiC−MOSFETのゲート長にばらつきに起因するSiC−MOSFETの特性のばらつきを抑制することができる。   According to this method, it is possible to suppress the variation in the relative positional relationship between the n-type dopant implantation region and the p-type dopant implantation region due to the variation in the resist formation position. Variation in characteristics of the SiC-MOSFET due to variation can be suppressed.

しかしながら、上記の方法において、イオン注入マスク203の幅を減少させる工程はドライエッチングにより行なわれるが、その際に、イオン注入マスク203の表面が荒らされる。そして、イオン注入マスク203の表面が荒らされた場合には、イオン注入マスク203の厚さが局所的に薄くなる箇所が生じ、p型ドーパントのイオン注入時にその薄くなった箇所からイオンがイオン注入マスク203を突き抜けて注入されるおそれがある。   However, in the above method, the step of reducing the width of the ion implantation mask 203 is performed by dry etching, but at this time, the surface of the ion implantation mask 203 is roughened. When the surface of the ion implantation mask 203 is roughened, a portion where the thickness of the ion implantation mask 203 is locally thinned is generated, and ions are implanted from the thinned portion during ion implantation of the p-type dopant. There is a risk of injection through the mask 203.

また、イオン注入マスク203の幅を減少させる工程においては、イオン注入マスク203は幅方向だけでなく、厚さ方向にもエッチングされてしまうため、幅方向だけでなく厚さ方向のエッチングについても制御しなくてはならない。これにより、イオン注入マスク203の幅方向の減少量を正確に制御することが困難となり、その減少量にばらつきが生じることも想定される。   Further, in the step of reducing the width of the ion implantation mask 203, the ion implantation mask 203 is etched not only in the width direction but also in the thickness direction, so that not only the width direction but also the etching in the thickness direction is controlled. I have to do it. This makes it difficult to accurately control the amount of decrease in the width direction of the ion implantation mask 203, and it is assumed that the amount of decrease varies.

したがって、上記の方法においても、イオンの突き抜けおよびイオン注入マスク203の幅方向の減少量のばらつきに起因するSiC−MOSFET等の半導体装置の特性のばらつきを抑えるのは十分でないと考えられ、さらに歩留まりの低下も懸念される。   Therefore, even in the above method, it is considered that it is not sufficient to suppress variations in characteristics of semiconductor devices such as SiC-MOSFETs due to variations in the amount of reduction in the width direction of the ion implantation mask 203 and the ion implantation mask 203. There is also concern about the decline.

そこで、本発明の目的は、イオン注入を利用して製造される半導体装置の特性のばらつきを抑えることができるとともに、歩留まりの低下も抑止することができるイオン注入マスク、イオン注入方法および半導体装置の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an ion implantation mask, an ion implantation method, and a semiconductor device that can suppress variation in characteristics of a semiconductor device manufactured by using ion implantation and also suppress a decrease in yield. It is to provide a manufacturing method.

本発明は、半導体へのイオン注入を阻止するために半導体上に設けられるイオン注入マスクであって、第1のイオン注入マスク層と、第1のイオン注入マスク層よりもエッチングされにくい第2のイオン注入マスク層と、第2のイオン注入マスク層よりもエッチングされやすい第3のイオン注入マスク層と、を半導体側からこの順序で含むイオン注入マスクである。本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造した場合には、半導体装置の特性のばらつきを抑えることができるとともに、歩留まりの低下も抑止することができる。   The present invention is an ion implantation mask provided on a semiconductor to prevent ion implantation into a semiconductor, and includes a first ion implantation mask layer and a second layer that is less easily etched than the first ion implantation mask layer. The ion implantation mask includes an ion implantation mask layer and a third ion implantation mask layer that is more easily etched than the second ion implantation mask layer in this order from the semiconductor side. When a semiconductor device is manufactured using the ion implantation mask of the present invention, variation in characteristics of the semiconductor device can be suppressed and a decrease in yield can also be suppressed.

ここで、本発明のイオン注入マスクにおいて、第2のイオン注入マスク層としては、第1のイオン注入マスク層および第3のイオン注入マスク層のそれぞれよりもフッ素含有ガスによってエッチングされにくいものを用いることができる。この場合には、後述する第2回目のエッチング時において、第1のイオン注入マスク層を幅方向に容易にエッチングすることができる傾向にある。   Here, in the ion implantation mask of the present invention, as the second ion implantation mask layer, a layer that is less likely to be etched by the fluorine-containing gas than each of the first ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer is used. be able to. In this case, the first ion implantation mask layer tends to be easily etched in the width direction during the second etching described later.

なお、本発明において、フッ素含有ガスとは、フッ素化合物のガスのことを意味する。
また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第1のイオン注入マスク層および第3のイオン注入マスク層の少なくとも一方がタングステンまたはケイ素からなっていてもよい。この場合には、第1のイオン注入マスク層および第3のイオン注入マスク層は、SF6(六フッ化イオウ)ガス等のフッ素含有ガスによってエッチングされやすくなる。
In the present invention, the fluorine-containing gas means a fluorine compound gas.
In the ion implantation mask of the present invention, at least one of the first ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer may be made of tungsten or silicon. In this case, the first ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer are easily etched by a fluorine-containing gas such as SF 6 (sulfur hexafluoride) gas.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第2のイオン注入マスク層がチタンまたはアルミニウムからなっていてもよい。この場合には、第2のイオン注入マスク層は、SF6ガス等のフッ素含有ガスによってエッチングされにくくなる。 In the ion implantation mask of the present invention, the second ion implantation mask layer may be made of titanium or aluminum. In this case, the second ion implantation mask layer is hardly etched by a fluorine-containing gas such as SF 6 gas.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第2のイオン注入マスク層に対する第3のイオン注入マスク層のエッチング選択比が2以上であることが好ましい。この場合には、後述する第2回目のエッチングにおいて、第3のイオン注入マスク層がエッチングされつくしたとしても、第1のイオン注入マスク層を保護することが可能となる傾向にある。   In the ion implantation mask of the present invention, it is preferable that the etching selectivity of the third ion implantation mask layer with respect to the second ion implantation mask layer is 2 or more. In this case, even if the third ion implantation mask layer is completely etched in the second etching described later, the first ion implantation mask layer tends to be protected.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第2のイオン注入マスク層に対する第1のイオン注入マスク層のエッチング選択比が2以上であることが好ましい。この場合には、後述する第2回目のエッチング時において、第1のイオン注入マスク層の幅方向へのエッチングの指向性が向上する傾向にある。   In the ion implantation mask of the present invention, it is preferable that the etching selectivity of the first ion implantation mask layer with respect to the second ion implantation mask layer is 2 or more. In this case, the directivity of etching in the width direction of the first ion implantation mask layer tends to be improved during the second etching described later.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第1のイオン注入マスク層の厚さが100nm以上30000nm以下であることが好ましい。この場合には、後述する第2回目のイオン注入時におけるイオンの注入を有効に阻止することができる傾向にある。   In the ion implantation mask of the present invention, the thickness of the first ion implantation mask layer is preferably 100 nm or more and 30000 nm or less. In this case, the ion implantation tends to be effectively prevented during the second ion implantation described later.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第2のイオン注入マスク層の厚さが5nm以上100nm以下であることが好ましい。この場合には、後述する第1回目のエッチング時において第2のイオン注入マスク層を容易にエッチングにより除去できる傾向にあるとともに、後述する第2回目のエッチング時において第1のイオン注入マスク層が厚さ方向にエッチングされるのを有効に防止することができる傾向にある。   In the ion implantation mask of the present invention, the thickness of the second ion implantation mask layer is preferably 5 nm or more and 100 nm or less. In this case, the second ion implantation mask layer tends to be easily removed by etching during the first etching described later, and the first ion implantation mask layer is removed during the second etching described later. It tends to be able to effectively prevent etching in the thickness direction.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第3のイオン注入マスク層の厚さが50nm以上30000nm以下であることが好ましい。この場合には、後述する第1回目のイオン注入時におけるイオンの注入を有効に阻止することができる傾向にある。   In the ion implantation mask of the present invention, the thickness of the third ion implantation mask layer is preferably 50 nm or more and 30000 nm or less. In this case, the ion implantation tends to be effectively prevented during the first ion implantation described later.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第1のイオン注入マスク層よりも半導体側に第4のイオン注入マスク層を含み、第4のイオン注入マスク層は第1のイオン注入マスク層よりもエッチングされにくいことが好ましい。この場合には、半導体の表面へのダメージを低減することができる傾向にある。   Further, the ion implantation mask of the present invention includes a fourth ion implantation mask layer on the semiconductor side of the first ion implantation mask layer, and the fourth ion implantation mask layer is more than the first ion implantation mask layer. It is preferable that etching is difficult. In this case, the damage to the surface of the semiconductor tends to be reduced.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第4のイオン注入マスク層は、第1のイオン注入マスク層および第3のイオン注入マスク層のそれぞれよりもフッ素含有ガスによってエッチングされにくいことが好ましい。この場合には、半導体の表面へのダメージを低減することができる傾向がさらに大きくなる。   In the ion implantation mask of the present invention, it is preferable that the fourth ion implantation mask layer is less likely to be etched by the fluorine-containing gas than each of the first ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer. In this case, the tendency to reduce damage to the surface of the semiconductor is further increased.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第4のイオン注入マスク層がチタンまたはアルミニウムからなっていてもよい。この場合には、第4のイオン注入マスク層は、SF6ガス等のフッ素含有ガスによってエッチングされにくくなる。 In the ion implantation mask of the present invention, the fourth ion implantation mask layer may be made of titanium or aluminum. In this case, the fourth ion implantation mask layer is hardly etched by a fluorine-containing gas such as SF 6 gas.

また、本発明のイオン注入マスクにおいては、第4のイオン注入マスク層の厚さが第2のイオン注入マスク層の厚さよりも厚いことが好ましい。この場合には、第4のイオン注入マスク層が後述する第1回目のエッチング時および後述する第2回目のエッチング時のそれぞれにおいて除去されない傾向にある。   In the ion implantation mask of the present invention, it is preferable that the thickness of the fourth ion implantation mask layer is larger than the thickness of the second ion implantation mask layer. In this case, the fourth ion implantation mask layer tends not to be removed during the first etching described later and the second etching described later.

また、本発明のイオン注入マスクにおいて、第4のイオン注入マスク層の厚さが第2のイオン注入マスク層よりも厚い場合には、第4のイオン注入マスク層の厚さは30nm以上300nm以下であることが好ましい。この場合には、後述する第1回目のイオン注入時において、イオンを半導体の表面から適度な深さに注入することができる傾向にある。   In the ion implantation mask of the present invention, when the thickness of the fourth ion implantation mask layer is thicker than that of the second ion implantation mask layer, the thickness of the fourth ion implantation mask layer is 30 nm or more and 300 nm or less. It is preferable that In this case, ions tend to be implanted at an appropriate depth from the surface of the semiconductor during the first ion implantation described later.

また、本発明のイオン注入マスクにおいて、半導体は炭化ケイ素であることが好ましい。この場合には、高耐圧、低損失かつ耐熱性に優れた半導体装置を製造することが可能となる傾向にある。   In the ion implantation mask of the present invention, the semiconductor is preferably silicon carbide. In this case, a semiconductor device having a high breakdown voltage, low loss, and excellent heat resistance tends to be manufactured.

また、本発明は、本発明のイオン注入マスクを半導体の表面に形成した後に、半導体にイオン注入を行なうイオン注入方法である。本発明のイオン注入方法を用いて半導体装置を製造した場合には、半導体装置の特性のばらつきを抑えることができるとともに、歩留まりの低下も抑止することができる。   The present invention is also an ion implantation method in which an ion implantation is performed on a semiconductor after the ion implantation mask of the present invention is formed on the surface of the semiconductor. When a semiconductor device is manufactured using the ion implantation method of the present invention, variation in characteristics of the semiconductor device can be suppressed and a decrease in yield can also be suppressed.

さらに、本発明は、本発明のイオン注入マスクを半導体の表面上の一部に形成する第1工程と、イオン注入マスクが形成されている領域以外の領域に対応する半導体の領域の少なくとも一部に第1ドーパントのイオンを注入して第1ドーパント注入領域を形成する第2工程と、第1ドーパント注入領域の形成後にイオン注入マスクの一部を幅方向に除去する第3工程と、イオン注入マスクの幅方向に除去された領域に対応する半導体の領域の少なくとも一部に第2ドーパントのイオンを注入して第2ドーパント注入領域を形成する第4工程と、を含む、半導体装置の製造方法である。本発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の特性のばらつきを抑えることができるとともに、歩留まりの低下も抑止することができる。   Furthermore, the present invention provides a first step of forming the ion implantation mask of the present invention on a part of a surface of a semiconductor, and at least a part of a semiconductor region corresponding to a region other than a region where the ion implantation mask is formed. A second step of implanting ions of the first dopant to form a first dopant implantation region, a third step of removing a portion of the ion implantation mask in the width direction after the formation of the first dopant implantation region, and ion implantation And a fourth step of forming a second dopant implantation region by implanting ions of the second dopant into at least a part of the semiconductor region corresponding to the region removed in the width direction of the mask. It is. According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is possible to suppress variations in characteristics of the semiconductor device and to suppress a decrease in yield.

ここで、本発明の半導体装置の製造方法は、第3工程と第4工程との間に、第2のイオン注入マスク層および第3のイオン注入マスク層を除去する工程を含むことが好ましい。この場合には、後述する第2回目のイオン注入が容易となる傾向にある。   Here, the semiconductor device manufacturing method of the present invention preferably includes a step of removing the second ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer between the third step and the fourth step. In this case, the second ion implantation described later tends to be easy.

本発明によれば、イオン注入を利用して製造される半導体装置の特性のばらつきを抑えることができるとともに、歩留まりの低下も抑止することができるイオン注入マスク、イオン注入方法および半導体装置の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, an ion implantation mask, an ion implantation method, and a method for manufacturing a semiconductor device that can suppress variation in characteristics of a semiconductor device manufactured by using ion implantation and also suppress a decrease in yield. Can be provided.

以下、本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。   Hereinafter, an example of a method for manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of the present invention will be described. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.

まず、図1の模式的断面図に示すように、n型のSiC基板101の表面上に、チタンからなる第4のイオン注入マスク層102、タングステンからなる第1のイオン注入マスク層103、チタンからなる第2のイオン注入マスク層104およびタングステンからなる第3のイオン注入マスク層105をSiC基板101側からこの順序で積層する。   First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, on the surface of the n-type SiC substrate 101, a fourth ion implantation mask layer 102 made of titanium, a first ion implantation mask layer 103 made of tungsten, and titanium. A second ion implantation mask layer 104 made of and a third ion implantation mask layer 105 made of tungsten are stacked in this order from the SiC substrate 101 side.

ここで、第4のイオン注入マスク層102、第1のイオン注入マスク層103、第2のイオン注入マスク層104および第3のイオン注入マスク層105の積層方法としては、たとえば従来から公知のスパッタリング法等を用いることができる。   Here, as a method of stacking the fourth ion implantation mask layer 102, the first ion implantation mask layer 103, the second ion implantation mask layer 104, and the third ion implantation mask layer 105, for example, conventionally known sputtering is used. The law etc. can be used.

次に、図2の模式的断面図に示すように、たとえばフォトリソグラフィ技術等を利用して第3のイオン注入マスク層105の表面上に開口部112を有するレジスト106を形成する。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 2, a resist 106 having an opening 112 is formed on the surface of the third ion implantation mask layer 105 using, for example, a photolithography technique or the like.

続いて、図3の模式的断面図に示すように、開口部112からSiC基板101側に向かって、第3のイオン注入マスク層105、第2のイオン注入マスク層104および第1のイオン注入マスク層103をエッチングにより除去することによって、第4のイオン注入マスク層102の表面を露出させる(第1回目のエッチング)。   Subsequently, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 3, the third ion implantation mask layer 105, the second ion implantation mask layer 104, and the first ion implantation are performed from the opening 112 toward the SiC substrate 101 side. The surface of the fourth ion implantation mask layer 102 is exposed by removing the mask layer 103 by etching (first etching).

その後、図4の模式的断面図に示すように、レジスト106を除去することによって、SiC基板101の表面上に、第4のイオン注入マスク層102、第1のイオン注入マスク層103、第2のイオン注入マスク層104および第3のイオン注入マスク層105がSiC基板101側からこの順序で積層された本発明のイオン注入マスク107が形成される。   Thereafter, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 4, by removing the resist 106, a fourth ion implantation mask layer 102, a first ion implantation mask layer 103, a second ion is formed on the surface of the SiC substrate 101. The ion implantation mask 107 of the present invention is formed by laminating the ion implantation mask layer 104 and the third ion implantation mask layer 105 in this order from the SiC substrate 101 side.

ここで、第1のイオン注入マスク層103の厚さは100nm以上30000nm以下であることが好ましい。第1のイオン注入マスク層103の厚さが100nm以上30000nm以下である場合には、後述する第2回目のイオン注入時におけるイオンの注入を有効に阻止することができる傾向にある。   Here, the thickness of the first ion implantation mask layer 103 is preferably 100 nm or more and 30000 nm or less. When the thickness of the first ion implantation mask layer 103 is not less than 100 nm and not more than 30000 nm, ion implantation at the time of second ion implantation described later tends to be effectively prevented.

また、第2のイオン注入マスク層104の厚さは5nm以上100nm以下であることが好ましい。第2のイオン注入マスク層104の厚さが5nm以上100nm以下である場合には、上記の第1回目のエッチング時において第2のイオン注入マスク層104をエッチングにより容易に除去できる傾向にあるとともに、後述する第2回目のエッチング時において、第1のイオン注入マスク層103が厚さ方向にエッチングされるのを有効に防止することができる傾向にある。   The thickness of the second ion implantation mask layer 104 is preferably 5 nm to 100 nm. When the thickness of the second ion implantation mask layer 104 is not less than 5 nm and not more than 100 nm, the second ion implantation mask layer 104 tends to be easily removed by etching during the first etching. In the second etching which will be described later, the first ion implantation mask layer 103 tends to be effectively prevented from being etched in the thickness direction.

また、第3のイオン注入マスク層105の厚さは50nm以上30000nm以下であることが好ましい。第3のイオン注入マスク層105の厚さが50nm以上30000nm以下である場合には、後述する第1回目のイオン注入時におけるイオンの注入を有効に阻止することができる傾向にある。   The thickness of the third ion implantation mask layer 105 is preferably 50 nm or more and 30000 nm or less. When the thickness of the third ion implantation mask layer 105 is not less than 50 nm and not more than 30000 nm, ion implantation during the first ion implantation described later tends to be effectively prevented.

また、第4のイオン注入マスク層102の厚さは第2のイオン注入マスク層104の厚さよりも厚いことが好ましい。第4のイオン注入マスク層102の厚さが第2のイオン注入マスク層104の厚さよりも厚い場合には、第4のイオン注入マスク層102が上記の第1回目のエッチング時および後述する第2回目のエッチング時のそれぞれにおいて除去されない傾向にある点で好ましい。   The fourth ion implantation mask layer 102 is preferably thicker than the second ion implantation mask layer 104. When the thickness of the fourth ion implantation mask layer 102 is thicker than the thickness of the second ion implantation mask layer 104, the fourth ion implantation mask layer 102 is etched during the first etching described above and in the first to be described later. This is preferable in that it tends not to be removed in each of the second etching.

また、第4のイオン注入マスク層102の厚さが第2のイオン注入マスク層104の厚さよりも厚い場合には、第4のイオン注入マスク層102の厚さは30nm以上300nm以下であることが好ましい。第4のイオン注入マスク層102の厚さが第2のイオン注入マスク層104の厚さよりも厚く、第4のイオン注入マスク層102の厚さが30nm未満である場合には上記の第1回目のエッチング時および後述する第2回目のエッチング時のそれぞれにおいて除去されやすくなり、300nmよりも厚い場合には後述する第2回目のイオン注入前に第4のイオン注入マスク層102を除去する工程において、第4のイオン注入マスク層102を除去しにくくなるおそれがある。   When the thickness of the fourth ion implantation mask layer 102 is larger than the thickness of the second ion implantation mask layer 104, the thickness of the fourth ion implantation mask layer 102 is 30 nm or more and 300 nm or less. Is preferred. When the thickness of the fourth ion implantation mask layer 102 is larger than the thickness of the second ion implantation mask layer 104 and the thickness of the fourth ion implantation mask layer 102 is less than 30 nm, the first time described above. In the step of removing the fourth ion implantation mask layer 102 before the second ion implantation described later, when it is thicker than 300 nm, it is easily removed at the time of the etching and the second etching described later. The fourth ion implantation mask layer 102 may be difficult to remove.

そして、図5の模式的断面図に示すように、第3のイオン注入マスク層105の上方からリン等のn型ドーパントのイオン108を注入する(第1回目のイオン注入)。これにより、SiC基板101の表面にn型ドーパント注入領域109が形成される。   Then, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 5, ions 108 of n-type dopant such as phosphorus are implanted from above the third ion implantation mask layer 105 (first ion implantation). Thereby, n-type dopant implantation region 109 is formed on the surface of SiC substrate 101.

ここで、n型ドーパント注入領域109は、イオン注入マスク107が形成されている領域以外の領域に対応するSiC基板101の領域(すなわち、イオン注入マスク107が形成されている領域以外の領域の下方に位置するSiC基板101の領域)の少なくとも一部に形成される。   Here, the n-type dopant implantation region 109 is a region of the SiC substrate 101 corresponding to a region other than the region where the ion implantation mask 107 is formed (that is, below the region other than the region where the ion implantation mask 107 is formed). At least part of the region of the SiC substrate 101 located on the substrate.

続いて、図6の模式的断面図に示すように、たとえばSF6ガス等のフッ素含有ガスを用いたエッチングにより第1のイオン注入マスク層103を幅方向に除去して、第1のイオン注入マスク層103の幅を減少させる(第2回目のエッチング)。 Subsequently, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 6, the first ion implantation mask layer 103 is removed in the width direction by etching using a fluorine-containing gas such as SF 6 gas, for example, so that the first ion implantation is performed. The width of the mask layer 103 is reduced (second etching).

ここで、本発明においては、SF6ガス等のフッ素含有ガスによりエッチングされやすいタングステンからなる第1のイオン注入マスク層103の上面は、SF6ガス等のフッ素含有ガスによりエッチングされにくいチタンからなる第2のイオン注入マスク層104で覆われている。 In the present invention, the upper surface of the first ion implantation mask layer 103 made of etched easily tungsten with fluorine-containing gas such as SF 6 gas is made of the etched hard titanium by fluorine-containing gas such as SF 6 gas The second ion implantation mask layer 104 is covered.

したがって、上記の第2回目のエッチング時においては、その上面が第2のイオン注入マスク層104で被覆されている第1のイオン注入マスク層103は幅方向にエッチングされる傾向が大きくなることから、第1のイオン注入マスク層103の幅方向のエッチングによる減少量の制御に集中すればよくなるため、本発明においては、その制御性が向上し、第1のイオン注入マスク層103の幅方向の減少量のばらつきを抑えることができるようになる。   Therefore, at the time of the second etching, the first ion implantation mask layer 103 whose upper surface is covered with the second ion implantation mask layer 104 tends to be etched in the width direction. In the present invention, the controllability is improved and the width of the first ion implantation mask layer 103 in the width direction is improved. Variations in the amount of decrease can be suppressed.

なお、第3のイオン注入マスク層105は、その上面が第2のイオン注入マスク層104で覆われていないため、厚さ方向および幅方向へのエッチングが進行し、第3のイオン注入マスク層105の厚さおよび幅がともに減少することになる。   Note that since the upper surface of the third ion implantation mask layer 105 is not covered with the second ion implantation mask layer 104, etching in the thickness direction and the width direction proceeds, and the third ion implantation mask layer 105 Both the thickness and width of 105 will be reduced.

また、第2のイオン注入マスク層104に対する第1のイオン注入マスク層103のエッチング選択比((第1のイオン注入マスク層103のエッチング速度)/(第2のイオン注入マスク層104のエッチング速度))は2以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、10以上であることがさらに好ましい。第2のイオン注入マスク層104に対する第1のイオン注入マスク層103のエッチング選択比が好ましくは2以上、より好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上である場合には、第1のイオン注入マスク層の幅方向へのエッチングの指向性が向上する傾向にある。   Further, the etching selectivity of the first ion implantation mask layer 103 with respect to the second ion implantation mask layer 104 ((etching speed of the first ion implantation mask layer 103) / (etching speed of the second ion implantation mask layer 104). )) Is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 10 or more. When the etching selection ratio of the first ion implantation mask layer 103 to the second ion implantation mask layer 104 is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and further preferably 10 or more, the first ion implantation mask. Etching directivity in the width direction of the layer tends to be improved.

また、第2のイオン注入マスク層104に対する第3のイオン注入マスク層105のエッチング選択比((第3のイオン注入マスク層105のエッチング速度)/(第2のイオン注入マスク層104のエッチング速度))は2以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、10以上であることがさらに好ましい。第2のイオン注入マスク層104に対する第3のイオン注入マスク層105のエッチング選択比が好ましくは2以上、より好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上である場合には、第2回目のエッチングにおいて、第3のイオン注入マスク層がエッチングされつくしたとしても、第1のイオン注入マスク層を保護することが可能となる傾向にある。   Further, the etching selectivity of the third ion implantation mask layer 105 with respect to the second ion implantation mask layer 104 ((etching rate of the third ion implantation mask layer 105) / (etching rate of the second ion implantation mask layer 104). )) Is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 10 or more. When the etching selection ratio of the third ion implantation mask layer 105 to the second ion implantation mask layer 104 is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 10 or more, Even if the third ion implantation mask layer is completely etched, the first ion implantation mask layer tends to be protected.

なお、上記のエッチング選択比の算出に用いられるエッチング速度としては、第1のイオン注入マスク層103、第2のイオン注入マスク層104および第3のイオン注入マスク層105のそれぞれをフッ素含有ガス(たとえば、SF6ガス)を用いて同一の条件でエッチングしたときの厚さ方向のエッチング速度が用いられる。 Note that as the etching rate used for the above calculation of the etching selection ratio, each of the first ion implantation mask layer 103, the second ion implantation mask layer 104, and the third ion implantation mask layer 105 is subjected to a fluorine-containing gas ( For example, the etching rate in the thickness direction when etching is performed under the same conditions using SF 6 gas) is used.

その後、図7の模式的断面図に示すように、第1のイオン注入マスク層103の上方のチタンからなる第2のイオン注入マスク層104および第4のイオン注入マスク層102の露出部分をエッチングにより除去する(第3回目のエッチング)。ここで、第2のイオン注入マスク層104の除去とともに、第2のイオン注入マスク層104上に積層された第3のイオン注入マスク層105も除去されることになる。   Thereafter, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 7, the exposed portions of the second ion implantation mask layer 104 and the fourth ion implantation mask layer 102 made of titanium above the first ion implantation mask layer 103 are etched. (Third etching). Here, along with the removal of the second ion implantation mask layer 104, the third ion implantation mask layer 105 laminated on the second ion implantation mask layer 104 is also removed.

なお、第2のイオン注入マスク層104および第4のイオン注入マスク層102の露出部分のエッチングによる除去は、たとえば、従来から公知のバッファードフッ酸等を用いたウエットエッチングにより行なうことができる。バッファードフッ酸は、たとえばフッ化水素酸とフッ化アンモニウムとを混合することにより作製することができる。   The exposed portions of the second ion implantation mask layer 104 and the fourth ion implantation mask layer 102 can be removed by etching, for example, by wet etching using a conventionally known buffered hydrofluoric acid or the like. Buffered hydrofluoric acid can be produced, for example, by mixing hydrofluoric acid and ammonium fluoride.

続いて、図8の模式的断面図に示すように、第1のイオン注入マスク層103の上方からボロン等のp型ドーパントのイオン110を注入する(第2回目のイオン注入)。これにより、SiC基板101の表面にp型ドーパント注入領域111が形成される。   Subsequently, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 8, ions 110 of a p-type dopant such as boron are implanted from above the first ion implantation mask layer 103 (second ion implantation). Thereby, p-type dopant implantation region 111 is formed on the surface of SiC substrate 101.

ここで、p型ドーパント注入領域111は、イオン注入マスク107の第1のイオン注入マスク層103が幅方向に除去された領域に対応するSiC基板101の領域(すなわち、イオン注入マスク107の第1のイオン注入マスク層103が幅方向に除去された領域の下方に位置するSiC基板101の領域)の少なくとも一部に形成される。   Here, the p-type dopant implantation region 111 is a region of the SiC substrate 101 corresponding to a region where the first ion implantation mask layer 103 of the ion implantation mask 107 is removed in the width direction (that is, the first ion implantation mask 107 has a first region). The ion implantation mask layer 103 is formed on at least a part of the region of the SiC substrate 101 located below the region removed in the width direction.

ここで、本発明においては、上記の第2回目のエッチング時において、第1のイオン注入マスク層103の上面は第2のイオン注入マスク層104で覆われていたことから、第2のイオン注入マスク層104の除去後の第1のイオン注入マスク層103の上面はほとんど荒れておらず、第1のイオン注入マスク層103の厚さ方向へのエッチングも行なわれていない。   Here, in the present invention, since the upper surface of the first ion implantation mask layer 103 was covered with the second ion implantation mask layer 104 during the second etching, the second ion implantation was performed. The upper surface of the first ion implantation mask layer 103 after the removal of the mask layer 104 is hardly roughened, and the etching in the thickness direction of the first ion implantation mask layer 103 is not performed.

したがって、本発明においては、p型ドーパントのイオン110のイオン注入マスクとして機能する第1のイオン注入マスク層103の厚さのばらつきが低減され、第1のイオン注入マスク層103の厚さが局所的に薄くなる箇所が発生するのを抑制することができることから、イオンの突き抜けも有効に防止することができる。   Therefore, in the present invention, variation in the thickness of the first ion implantation mask layer 103 that functions as an ion implantation mask for the ions 110 of the p-type dopant is reduced, and the thickness of the first ion implantation mask layer 103 is locally increased. Therefore, it is possible to effectively prevent the penetration of ions.

これにより、本発明のイオン注入マスクを用いた場合には、イオン注入を利用して作製される半導体装置の特性のばらつきを抑えることができるとともに、半導体装置の特性のばらつきに起因する半導体装置の歩留まりの低下も抑止することができる。   Thus, when the ion implantation mask of the present invention is used, variation in characteristics of a semiconductor device manufactured using ion implantation can be suppressed, and the variation in characteristics of the semiconductor device caused by variation in characteristics of the semiconductor device can be suppressed. A decrease in yield can also be suppressed.

次に、図9の模式的断面図に示すように、SiC基板101の表面上に残っている第4のイオン注入マスク層102をエッチングにより除去する(第4回目のエッチング)。ここで、第4のイオン注入マスク層102の除去とともに、第4のイオン注入マスク層102上に積層された第1のイオン注入マスク層103も除去されることになる。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 9, the fourth ion implantation mask layer 102 remaining on the surface of the SiC substrate 101 is removed by etching (fourth etching). Here, along with the removal of the fourth ion implantation mask layer 102, the first ion implantation mask layer 103 stacked on the fourth ion implantation mask layer 102 is also removed.

なお、第4のイオン注入マスク層102の除去は、たとえば、従来から公知のバッファードフッ酸等を用いたウエットエッチングにより行なうことができる。   The removal of the fourth ion implantation mask layer 102 can be performed, for example, by wet etching using a conventionally known buffered hydrofluoric acid or the like.

その後、第4のイオン注入マスク層102の除去後のウエハについて結晶性を回復するための活性化アニールを行なう。そして、図10の模式的断面図に示すように、p型ドーパント注入領域111の表面上にゲート酸化膜113を形成し、ゲート酸化膜113上にゲート電極114を形成する。さらに、n型ドーパント注入領域109の表面上にソース電極115を形成するとともに、SiC基板101の裏面にドレイン電極116を形成する。そして、ウエハをチップ状に分割することによって、半導体装置の一例であるSiC−MOSFETが完成する。   Thereafter, activation annealing for recovering the crystallinity of the wafer after the removal of the fourth ion implantation mask layer 102 is performed. Then, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 10, a gate oxide film 113 is formed on the surface of the p-type dopant implantation region 111, and a gate electrode 114 is formed on the gate oxide film 113. Further, source electrode 115 is formed on the surface of n-type dopant implantation region 109, and drain electrode 116 is formed on the back surface of SiC substrate 101. Then, by dividing the wafer into chips, a SiC-MOSFET which is an example of a semiconductor device is completed.

このようにして作製されたSiC−MOSFET等の半導体装置は、上述したように、その特性のばらつきが低減され、特性のばらつきに起因する歩留まりの低下も抑制することができる。   As described above, the semiconductor device such as the SiC-MOSFET manufactured as described above has reduced variations in characteristics, and can suppress a decrease in yield due to the variations in characteristics.

なお、上記においては、本発明のイオン注入マスクが形成される半導体としてはSiCを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。ただし、本発明のイオン注入マスクが形成される半導体としてはSiCを用いることが好ましい。この場合には、高耐圧、低損失かつ耐熱性に優れた半導体装置を製造することが可能となる傾向にある。   In the above, SiC is used as the semiconductor on which the ion implantation mask of the present invention is formed, but the present invention is not limited to this. However, it is preferable to use SiC as the semiconductor on which the ion implantation mask of the present invention is formed. In this case, a semiconductor device having a high breakdown voltage, low loss, and excellent heat resistance tends to be manufactured.

また、上記においては、第1のイオン注入マスク層103の材質および第3のイオン注入マスク層105の材質としては、それぞれタングステンを用いたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、SF6ガス等のフッ素含有ガスでエッチングされやすいタングステンまたはケイ素等を用いることができる。なお、第1のイオン注入マスク層103の材質と第3のイオン注入マスク層105の材質とは同一であってもよく、異なっていてもよい。 In the above description, tungsten is used as the material of the first ion implantation mask layer 103 and the material of the third ion implantation mask layer 105, but the present invention is not limited to this. For example, SF 6 Tungsten, silicon, or the like that is easily etched with a fluorine-containing gas such as a gas can be used. Note that the material of the first ion implantation mask layer 103 and the material of the third ion implantation mask layer 105 may be the same or different.

また、上記においては、第2のイオン注入マスク層104の材質および第4のイオン注入マスク層102の材質としては、それぞれチタンを用いたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、SF6ガス等のフッ素含有ガスでエッチングされにくいチタンまたはアルミニウム等を用いることができる。なお、第2のイオン注入マスク層104の材質と第4のイオン注入マスク層102の材質とは同一であってもよく、異なっていてもよい。 In the above, titanium is used as the material of the second ion implantation mask layer 104 and the material of the fourth ion implantation mask layer 102, but the present invention is not limited to this. For example, SF 6 Titanium or aluminum that is difficult to be etched with a fluorine-containing gas such as a gas can be used. Note that the material of the second ion implantation mask layer 104 and the material of the fourth ion implantation mask layer 102 may be the same or different.

また、上記においては、第4のイオン注入マスク層102、第1のイオン注入マスク層103、第2のイオン注入マスク層104および第3のイオン注入マスク層105が順次積層された4層構造のイオン注入マスクを用いたが、本発明においては、第4のイオン注入マスク層102については形成しない3層構造のイオン注入マスクを用いてもよい。また、本発明においては、上記の4層(第4のイオン注入マスク層102、第1のイオン注入マスク層103、第2のイオン注入マスク層104および第3のイオン注入マスク層105)に加えて他の層を1層以上含む5層以上の構造のイオン注入マスクを用いてもよい。   In the above, the fourth ion implantation mask layer 102, the first ion implantation mask layer 103, the second ion implantation mask layer 104, and the third ion implantation mask layer 105 are sequentially stacked. Although an ion implantation mask is used, in the present invention, an ion implantation mask having a three-layer structure that is not formed for the fourth ion implantation mask layer 102 may be used. In the present invention, in addition to the above four layers (fourth ion implantation mask layer 102, first ion implantation mask layer 103, second ion implantation mask layer 104, and third ion implantation mask layer 105). Alternatively, an ion implantation mask having a structure of five or more layers including one or more other layers may be used.

(実施例1)
まず、図1に示すように、SiC基板101の表面上に、チタンからなる厚さ100nmの第4のイオン注入マスク層102、タングステンからなる厚さ1600nmの第1のイオン注入マスク層103、チタンからなる厚さ20nmの第2のイオン注入マスク層104およびタングステンからなる厚さ1600nmの第3のイオン注入マスク層105をスパッタリング法により順次積層する。
Example 1
First, as shown in FIG. 1, on the surface of the SiC substrate 101, a fourth ion implantation mask layer 102 made of titanium having a thickness of 100 nm, a first ion implantation mask layer 103 made of tungsten having a thickness of 1600 nm, and titanium. A second ion implantation mask layer 104 made of 20 nm thick and a third ion implantation mask layer 105 made of tungsten having a thickness of 1600 nm are sequentially stacked by sputtering.

次に、第3のイオン注入マスク層105の表面の全面にレジスト106を形成した後に、フォトリソグラフィ技術を利用してそのレジスト106の一部を除去することによって、図2に示すように、開口部112を形成し、開口部112から第3のイオン注入マスク層105の表面を露出させる。   Next, after a resist 106 is formed on the entire surface of the third ion implantation mask layer 105, a part of the resist 106 is removed by using a photolithography technique, thereby opening an opening as shown in FIG. A portion 112 is formed, and the surface of the third ion implantation mask layer 105 is exposed from the opening 112.

次いで、図3に示すように、開口部112から下方に、第3のイオン注入マスク層105、第2のイオン注入マスク層104および第1のイオン注入マスク層103をドライエッチングにより除去することによって、第4のイオン注入マスク層102の表面を露出させる。   Next, as shown in FIG. 3, the third ion implantation mask layer 105, the second ion implantation mask layer 104, and the first ion implantation mask layer 103 are removed from the opening 112 downward by dry etching. Then, the surface of the fourth ion implantation mask layer 102 is exposed.

次に、図4に示すように、レジスト106をすべて除去することにより、第4のイオン注入マスク層102、第1のイオン注入マスク層103、第2のイオン注入マスク層104および第3のイオン注入マスク層105がこの順序で積層されてなるイオン注入マスク107が形成される。図11に、この段階でのイオン注入マスク107を斜め上方から見たSEM(Scanning Electron Microscope)写真を示す。   Next, as shown in FIG. 4, by removing all the resist 106, the fourth ion implantation mask layer 102, the first ion implantation mask layer 103, the second ion implantation mask layer 104, and the third ions are removed. An ion implantation mask 107 in which the implantation mask layer 105 is laminated in this order is formed. FIG. 11 shows an SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of the ion implantation mask 107 at this stage as seen from obliquely above.

次いで、図5に示すように、第3のイオン注入マスク層105の上方からn型ドーパントであるリンのイオン108を注入することにより、SiC基板101の表面にn型ドーパント注入領域109を形成する。ここで、n型ドーパント注入領域109は、イオン注入マスク107が形成されている領域以外の領域に対応するSiC基板101の領域の少なくとも一部に形成される。   Next, as shown in FIG. 5, an n-type dopant implantation region 109 is formed on the surface of the SiC substrate 101 by implanting phosphorus ions 108 as an n-type dopant from above the third ion implantation mask layer 105. . Here, n-type dopant implantation region 109 is formed in at least a part of the region of SiC substrate 101 corresponding to a region other than the region where ion implantation mask 107 is formed.

続いて、図6に示すように、SF6ガスを用いたドライエッチングにより、第1のイオン注入マスク層103を幅方向に除去することによって、第1のイオン注入マスク層103の幅を減少させる。図12に、この段階でのイオン注入マスク107を斜め上方から見たSEM写真を示す。 Subsequently, as shown in FIG. 6, the width of the first ion implantation mask layer 103 is reduced by removing the first ion implantation mask layer 103 in the width direction by dry etching using SF 6 gas. . FIG. 12 shows an SEM photograph of the ion implantation mask 107 at this stage as viewed from obliquely above.

その後、図7に示すように、バッファードフッ酸を用いて第2のイオン注入マスク層104をウエットエッチングにより除去し、第2のイオン注入マスク層104とともに第3のイオン注入マスク層105も除去する。   After that, as shown in FIG. 7, the second ion implantation mask layer 104 is removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid, and the third ion implantation mask layer 105 is also removed together with the second ion implantation mask layer 104. To do.

次に、図8に示すように、第1のイオン注入マスク層103の上方からボロンのイオン110を注入することにより、SiC基板101の表面にp型ドーパント注入領域111を形成する。ここで、p型ドーパント注入領域111は、イオン注入マスク107の第1のイオン注入マスク層103が幅方向に除去された領域に対応するSiC基板101の領域の少なくとも一部に形成される。   Next, as shown in FIG. 8, a p-type dopant implantation region 111 is formed on the surface of the SiC substrate 101 by implanting boron ions 110 from above the first ion implantation mask layer 103. Here, the p-type dopant implantation region 111 is formed in at least a part of the region of the SiC substrate 101 corresponding to the region where the first ion implantation mask layer 103 of the ion implantation mask 107 is removed in the width direction.

次に、図9に示すように、バッファードフッ酸を用いて第4のイオン注入マスク層102をウエットエッチングにより除去し、第4のイオン注入マスク層102とともに第1のイオン注入マスク層103も除去する。   Next, as shown in FIG. 9, the fourth ion implantation mask layer 102 is removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid, and the first ion implantation mask layer 103 is also formed together with the fourth ion implantation mask layer 102. Remove.

その後、第4のイオン注入マスク層102の除去後のウエハについて結晶性を回復するための活性化アニールを行なう。そして、図10に示すように、p型ドーパント注入領域111の表面上にゲート酸化膜113を形成し、ゲート酸化膜113上にゲート電極114を形成する。さらに、n型ドーパント注入領域109の表面上にソース電極115を形成するとともに、SiC基板101の裏面にドレイン電極116を形成する。そして、ウエハをチップ状に分割することによって、SiC−MOSFETが完成する。   Thereafter, activation annealing for recovering the crystallinity of the wafer after the removal of the fourth ion implantation mask layer 102 is performed. Then, as shown in FIG. 10, a gate oxide film 113 is formed on the surface of the p-type dopant implantation region 111, and a gate electrode 114 is formed on the gate oxide film 113. Further, source electrode 115 is formed on the surface of n-type dopant implantation region 109, and drain electrode 116 is formed on the back surface of SiC substrate 101. Then, the SiC-MOSFET is completed by dividing the wafer into chips.

このようにして作製されたSiC−MOSFETは、上述したように、その特性のばらつきが低減され、特性のばらつきに起因する歩留まりの低下も抑制することができる。   As described above, the SiC-MOSFET manufactured in this way has reduced variations in characteristics, and can suppress a decrease in yield due to the variations in characteristics.

(比較例1)
まず、図13の模式的断面図に示すように、SiC基板301の表面上に、厚さ100nmのチタン層302および厚さ3000nmのタングステン層303をスパッタリング法により順次積層する。
(Comparative Example 1)
First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 13, a titanium layer 302 having a thickness of 100 nm and a tungsten layer 303 having a thickness of 3000 nm are sequentially stacked on the surface of the SiC substrate 301 by a sputtering method.

次に、タングステン層303の表面の全面にレジスト304を形成した後に、フォトリソグラフィ技術を利用してそのレジスト304の一部を除去することによって、図14の模式的断面図に示すように、開口部309を形成し、開口部309からタングステン層303の表面を露出させる。   Next, after a resist 304 is formed on the entire surface of the tungsten layer 303, a part of the resist 304 is removed by using a photolithography technique, thereby opening an opening as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. A portion 309 is formed, and the surface of the tungsten layer 303 is exposed from the opening 309.

次いで、図15の模式的断面図に示すように、開口部309から下方に、タングステン層303をドライエッチングにより除去することによって、チタン層302の表面を露出させる。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 15, the surface of the titanium layer 302 is exposed by removing the tungsten layer 303 by dry etching downward from the opening 309.

次に、図16の模式的断面図に示すように、レジスト304をすべて除去することにより、チタン層302およびタングステン層303からなるイオン注入マスク310が形成される。図17に、この段階でのイオン注入マスク310を斜め上方から見たSEM写真を示す。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 16, by removing all the resist 304, an ion implantation mask 310 including a titanium layer 302 and a tungsten layer 303 is formed. FIG. 17 shows an SEM photograph of the ion implantation mask 310 at this stage as viewed from obliquely above.

次いで、図18の模式的断面図に示すように、タングステン層303の上方からn型ドーパントであるリンのイオン305を注入することにより、SiC基板301の表面にn型ドーパント注入領域306を形成する。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 18, by implanting phosphorus ions 305 that are n-type dopants from above the tungsten layer 303, an n-type dopant implantation region 306 is formed on the surface of the SiC substrate 301. .

続いて、図19の模式的断面図に示すように、SF6ガスを用いたドライエッチングにより、タングステン層303を幅方向に除去することによって、タングステン層303の幅を減少させる。図20に、この段階でのイオン注入マスク310を斜め上方から見たSEM写真を示す。図20に示すように、イオン注入マスク310の上部のタングステン層303の表面は荒れており、タングステン層303の厚さにばらつきが生じていることがわかる。 Subsequently, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 19, the width of the tungsten layer 303 is reduced by removing the tungsten layer 303 in the width direction by dry etching using SF 6 gas. FIG. 20 shows an SEM photograph of the ion implantation mask 310 at this stage as viewed from obliquely above. As shown in FIG. 20, the surface of the tungsten layer 303 above the ion implantation mask 310 is rough, and it can be seen that the thickness of the tungsten layer 303 varies.

次に、図21の模式的断面図に示すように、タングステン層303の上方からボロンのイオン307を注入することにより、SiC基板301の表面にp型ドーパント注入領域308を形成する。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 21, a p-type dopant implantation region 308 is formed on the surface of the SiC substrate 301 by implanting boron ions 307 from above the tungsten layer 303.

ここで、上述したように、タングステン層303の厚さにばらつきが生じていることから、タングステン層303は局所的に厚さが薄くなっている箇所を有しており、ボロンのイオン307の一部はその箇所からタングステン層303を突き抜けてタングステン層303の下方のSiC基板301の領域に注入される。   Here, as described above, since the thickness of the tungsten layer 303 varies, the tungsten layer 303 has a portion where the thickness is locally reduced. The portion penetrates through the tungsten layer 303 from that portion and is implanted into the region of the SiC substrate 301 below the tungsten layer 303.

したがって、比較例1においては、ボロンのイオン307が注入されるべきではないSiC基板301の領域にボロンのイオン307が注入されることになる。その後は、実施例1と同様にして、SiC−MOSFETが作製される。   Therefore, in Comparative Example 1, boron ions 307 are implanted into a region of SiC substrate 301 where boron ions 307 should not be implanted. Thereafter, the SiC-MOSFET is manufactured in the same manner as in the first embodiment.

比較例1においては、タングステン層303の厚さのばらつきによってSiC基板301の様々な箇所にボロンのイオン307が注入されていることから、1つのウエハから様々な特性のSiC−MOSFETが取り出される。そして、特性の低いSiC−MOSFETについては、不良品として廃棄されるため、SiC−MOSFETの歩留まりも低下することになる。   In the first comparative example, boron ions 307 are implanted into various portions of the SiC substrate 301 due to variations in the thickness of the tungsten layer 303. Therefore, SiC-MOSFETs having various characteristics are extracted from one wafer. And since SiC-MOSFET with a low characteristic is discarded as a defective article, the yield of SiC-MOSFET will also fall.

したがって、実施例1と比較例1とを比較すれば明らかなように、本発明に係るイオン注入マスクを用いてSiC−MOSFETを作製した場合には、SiC−MOSFETの特性のばらつきが低減され、特性のばらつきに起因する歩留まりの低下も抑制することができることがわかる。   Therefore, as is clear from comparison between Example 1 and Comparative Example 1, when the SiC-MOSFET is manufactured using the ion implantation mask according to the present invention, variation in characteristics of the SiC-MOSFET is reduced, It can be seen that a decrease in yield due to characteristic variation can also be suppressed.

今回開示された実施の形態および実施例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て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が意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明のイオン注入マスク、イオン注入方法および半導体装置の製造方法によれば、イオン注入を利用して製造される半導体装置の特性のばらつきを抑えることができるとともに、歩留まりの低下も抑止することができる。   According to the ion implantation mask, the ion implantation method, and the semiconductor device manufacturing method of the present invention, it is possible to suppress variation in characteristics of a semiconductor device manufactured using ion implantation, and to suppress a decrease in yield. it can.

したがって、本発明は、SiC−MOSFET等の半導体装置の製造に好適に利用することができる。   Therefore, the present invention can be suitably used for manufacturing a semiconductor device such as a SiC-MOSFET.

本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating a part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of this invention. 本発明のSiC−MOSFETの模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of SiC-MOSFET of this invention. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の第1回目のイオン注入前のイオン注入マスクを斜め上方から見たSEM写真である。It is the SEM photograph which looked at the ion implantation mask before the 1st ion implantation of the example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of the present invention from the slanting upper part. 本発明のイオン注入マスクを用いて半導体装置を製造する方法の一例の第2回目のエッチング後のイオン注入マスクを斜め上方から見たSEM写真である。It is the SEM photograph which looked at the ion implantation mask after the 2nd etching of an example of the method of manufacturing a semiconductor device using the ion implantation mask of the present invention from the slanting upper part. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating a part of manufacturing process of the manufacturing method of the SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法における第1回目のイオン注入前のイオン注入マスクを斜め上方から見たSEM写真である。It is the SEM photograph which looked at the ion implantation mask before the 1st ion implantation in the manufacturing method of SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET from diagonally upward. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法における第2回目のエッチング後のイオン注入マスクを斜め上方から見たSEM写真である。It is the SEM photograph which looked at the ion implantation mask after the 2nd etching in the manufacturing method of SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET from diagonally upward. 従来のSiC−MOSFETの製造方法を改良したSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the SiC-MOSFET which improved the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating a part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの製造方法の製造工程の他の一部を図解するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for illustrating another part of manufacturing process of the manufacturing method of the conventional SiC-MOSFET. 従来のSiC−MOSFETの模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the conventional SiC-MOSFET.

符号の説明Explanation of symbols

101,202,301 SiC基板、102 第4のイオン注入マスク層、103 第1のイオン注入マスク層、104 第2のイオン注入マスク層、105 第3のイオン注入マスク層、106,204,304 レジスト、107,203,310 イオン注入マスク、108,110,305,307 イオン、109,206,306 n型ドーパント注入領域、111,207,308 p型ドーパント注入領域、112,205,309 開口部、113,208 ゲート酸化膜、114,210 ゲート電極、115,209 ソース電極、116,211 ドレイン電極、302 チタン層、303 タングステン層。   101, 202, 301 SiC substrate, 102 4th ion implantation mask layer, 103 1st ion implantation mask layer, 104 2nd ion implantation mask layer, 105 3rd ion implantation mask layer, 106, 204, 304 resist 107, 203, 310 ion implantation mask, 108, 110, 305, 307 ions, 109, 206, 306 n-type dopant implantation region, 111, 207, 308 p-type dopant implantation region, 112, 205, 309 opening, 113 , 208 Gate oxide film, 114, 210 Gate electrode, 115, 209 Source electrode, 116, 211 Drain electrode, 302 Titanium layer, 303 Tungsten layer.

Claims (18)

半導体へのイオン注入を阻止するために半導体上に設けられるイオン注入マスクであって、
第1のイオン注入マスク層と、
前記第1のイオン注入マスク層よりもエッチングされにくい第2のイオン注入マスク層と、
前記第2のイオン注入マスク層よりもエッチングされやすい第3のイオン注入マスク層と、
を半導体側からこの順序で含む、イオン注入マスク。
An ion implantation mask provided on a semiconductor to prevent ion implantation into the semiconductor,
A first ion implantation mask layer;
A second ion implantation mask layer that is less etched than the first ion implantation mask layer;
A third ion implantation mask layer that is easier to etch than the second ion implantation mask layer;
An ion implantation mask including, in this order, from the semiconductor side.
前記第2のイオン注入マスク層は、前記第1のイオン注入マスク層および前記第3のイオン注入マスク層のそれぞれよりもフッ素含有ガスによってエッチングされにくいことを特徴とする、請求項1に記載のイオン注入マスク。   2. The second ion implantation mask layer according to claim 1, wherein the second ion implantation mask layer is less likely to be etched by a fluorine-containing gas than each of the first ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer. Ion implantation mask. 前記第1のイオン注入マスク層および前記第3のイオン注入マスク層の少なくとも一方がタングステンまたはケイ素からなることを特徴とする、請求項1または2に記載のイオン注入マスク。   The ion implantation mask according to claim 1, wherein at least one of the first ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer is made of tungsten or silicon. 前記第2のイオン注入マスク層がチタンまたはアルミニウムからなることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のイオン注入マスク。   The ion implantation mask according to claim 1, wherein the second ion implantation mask layer is made of titanium or aluminum. 前記第2のイオン注入マスク層に対する前記第3のイオン注入マスク層のエッチング選択比が2以上であることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載のイオン注入マスク。   5. The ion implantation mask according to claim 1, wherein an etching selectivity of the third ion implantation mask layer with respect to the second ion implantation mask layer is 2 or more. 前記第2のイオン注入マスク層に対する前記第1のイオン注入マスク層のエッチング選択比が2以上であることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載のイオン注入マスク。   The ion implantation mask according to claim 1, wherein an etching selectivity ratio of the first ion implantation mask layer to the second ion implantation mask layer is 2 or more. 前記第1のイオン注入マスク層の厚さが100nm以上30000nm以下であることを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載のイオン注入マスク。   The ion implantation mask according to claim 1, wherein a thickness of the first ion implantation mask layer is not less than 100 nm and not more than 30000 nm. 前記第2のイオン注入マスク層の厚さが5nm以上100nm以下であることを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載のイオン注入マスク。   8. The ion implantation mask according to claim 1, wherein a thickness of the second ion implantation mask layer is not less than 5 nm and not more than 100 nm. 前記第3のイオン注入マスク層の厚さが50nm以上30000nm以下であることを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載のイオン注入マスク。   9. The ion implantation mask according to claim 1, wherein a thickness of the third ion implantation mask layer is not less than 50 nm and not more than 30000 nm. 前記第1のイオン注入マスク層よりも半導体側に第4のイオン注入マスク層を含み、
前記第4のイオン注入マスク層は前記第1のイオン注入マスク層よりもエッチングされにくいことを特徴とする、請求項1から9のいずれかに記載のイオン注入マスク。
A fourth ion implantation mask layer on the semiconductor side of the first ion implantation mask layer;
The ion implantation mask according to claim 1, wherein the fourth ion implantation mask layer is less likely to be etched than the first ion implantation mask layer.
前記第4のイオン注入マスク層は、前記第1のイオン注入マスク層および前記第3のイオン注入マスク層のそれぞれよりもフッ素含有ガスによってエッチングされにくいことを特徴とする、請求項10に記載のイオン注入マスク。   11. The fourth ion implantation mask layer according to claim 10, wherein the fourth ion implantation mask layer is less likely to be etched by a fluorine-containing gas than each of the first ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer. Ion implantation mask. 前記第4のイオン注入マスク層がチタンまたはアルミニウムからなることを特徴とする、請求項10または11に記載のイオン注入マスク。   The ion implantation mask according to claim 10 or 11, wherein the fourth ion implantation mask layer is made of titanium or aluminum. 前記第4のイオン注入マスク層の厚さが前記第2のイオン注入マスク層の厚さよりも厚いことを特徴とする、請求項10から12のいずれかに記載のイオン注入マスク。   13. The ion implantation mask according to claim 10, wherein a thickness of the fourth ion implantation mask layer is larger than a thickness of the second ion implantation mask layer. 前記第4のイオン注入マスク層の厚さが30nm以上300nm以下であることを特徴とする、請求項13に記載のイオン注入マスク。   The ion implantation mask according to claim 13, wherein a thickness of the fourth ion implantation mask layer is 30 nm or more and 300 nm or less. 前記半導体が炭化ケイ素であることを特徴とする、請求項1から14のいずれかに記載のイオン注入マスク。   The ion implantation mask according to claim 1, wherein the semiconductor is silicon carbide. 請求項1から15のいずれかに記載のイオン注入マスクを半導体の表面に形成した後に、前記半導体にイオン注入を行なうことを特徴とする、イオン注入方法。   An ion implantation method, comprising: forming an ion implantation mask according to any one of claims 1 to 15 on a semiconductor surface, and performing ion implantation on the semiconductor. 請求項1から15のいずれかに記載のイオン注入マスクを半導体の表面上の一部に形成する第1工程と、
前記イオン注入マスクが形成されている領域以外の領域に対応する前記半導体の領域の少なくとも一部に第1ドーパントのイオンを注入して第1ドーパント注入領域を形成する第2工程と、
前記第1ドーパント注入領域の形成後に前記イオン注入マスクの一部を幅方向に除去する第3工程と、
前記イオン注入マスクの幅方向に除去された領域に対応する前記半導体の領域の少なくとも一部に第2ドーパントのイオンを注入して第2ドーパント注入領域を形成する第4工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。
A first step of forming the ion implantation mask according to claim 1 on a part of a surface of a semiconductor;
A second step of forming a first dopant implantation region by implanting ions of a first dopant into at least a part of the semiconductor region corresponding to a region other than the region where the ion implantation mask is formed;
A third step of removing a portion of the ion implantation mask in the width direction after the formation of the first dopant implantation region;
A fourth step of forming a second dopant implantation region by implanting ions of a second dopant into at least a part of the semiconductor region corresponding to the region removed in the width direction of the ion implantation mask;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第3工程と前記第4工程との間に、前記第2のイオン注入マスク層および前記第3のイオン注入マスク層を除去する工程を含むことを特徴とする、請求項17に記載の半導体装置の製造方法。   The semiconductor according to claim 17, further comprising a step of removing the second ion implantation mask layer and the third ion implantation mask layer between the third step and the fourth step. Device manufacturing method.
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