JP4580886B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に低損失電力用半導体装置に使用されるものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and is particularly used for a semiconductor device for low loss power.

従来の低損失電力用半導体装置には、第1導電型領域と第2導電型領域とをウェハー表面に対して垂直に交互に配置した縦型ジャンクション群(以下スーパージャンクションと呼ぶ)からなる接合構造を備えるものがある。   A conventional low-loss power semiconductor device has a junction structure composed of vertical junction groups (hereinafter referred to as super junctions) in which first conductivity type regions and second conductivity type regions are alternately arranged perpendicular to the wafer surface. There is something with.

従来このような構造を実現するために、N- エピタキシアル成長法とイオン注入法を繰り返し適用してスーパージャンクションを形成する方法が知られている。図7を用いてその製造工程の概要を説明する。図7において右側に製造工程の流れが、左側に工程断面図が示されている。 Conventionally, in order to realize such a structure, a method of forming a super junction by repeatedly applying an N - epitaxial growth method and an ion implantation method is known. The outline of the manufacturing process will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the flow of the manufacturing process is shown on the right side, and the process cross-sectional view is shown on the left side.

図7(a)、図7(b)に示すようにN+ シリコンウェハー101を用意し、N+ シリコンウェハー101の上にN- エピタキシアル層102を成長する。次に図7(c)、図7(d)に示すように、イオン注入マスクを用いてホウ素イオンを注入し、N- エピタキシアル層102にP+領域103を形成する。引き続き前記イオン注入マスクの反転マスクを用いて、前記P+ 領域103に隣接する領域に燐イオンを注入し、N+ 領域104を形成する。 As shown in FIGS. 7A and 7B, an N + silicon wafer 101 is prepared, and an N epitaxial layer 102 is grown on the N + silicon wafer 101. Next, as shown in FIGS. 7C and 7D, boron ions are implanted using an ion implantation mask to form a P + region 103 in the N epitaxial layer 102. Subsequently, using a reverse mask of the ion implantation mask, phosphorus ions are implanted into a region adjacent to the P + region 103 to form an N + region 104.

これらのイオン注入領域は、アニール(図示せず)によりそれぞれ活性化される。なお、これらのアニールは、全てのイオン注入工程を終了した後に行っても良い。このようにして、エピタキシアル層の表面に対して接合面が垂直で、交互に配置されたスーパージャンクションの一部が形成される。   These ion implantation regions are activated by annealing (not shown). In addition, you may perform these annealing after complete | finishing all the ion implantation processes. In this way, a part of super junctions are formed in which the joint surfaces are perpendicular to the surface of the epitaxial layer and are alternately arranged.

次に図7(e)に示すように、再度N- エピタキシアル層102を成長し、図7(c)、図7(d)に示す工程を繰り返せば、図7(f)に示すように、ウェハー表面に対して垂直に交互に配置した縦型のスーパージャンクションを形成することができる。 Next, as shown in FIG. 7 (e), again N - grown epitaxial layer 102, FIG. 7 (c), the repeating the step shown in FIG. 7 (d), as shown in FIG. 7 (f) Vertical super junctions alternately arranged perpendicular to the wafer surface can be formed.

図7(f)に示すようなスーパージャンクションを備える低損失電力用半導体装置の形成方法については、後に図5(d)において述べるので、ここでは詳細な説明を省略する。   Since a method for forming a low-loss power semiconductor device having a super junction as shown in FIG. 7F will be described later in FIG. 5D, detailed description thereof will be omitted here.

このようなスーパージャンクションを用いて、高電圧が印加される低損失電力用半導体装置を形成すれば、ドレイン接合面がウェハー表面に対して垂直方向に伸びたP+ 領域とN+ 領域で構成され、バルク部にN+ 層の電流経路が作られるため、オン抵抗が小さく、かつ、ドレイン耐圧の大きいNMOS型の低損失電力用半導体装置を提供することができる。 If a semiconductor device for low loss power to which a high voltage is applied is formed using such a super junction, the drain junction surface is composed of a P + region and an N + region extending in a direction perpendicular to the wafer surface. Since an N + layer current path is formed in the bulk portion, an NMOS type low-loss power semiconductor device having a low on-resistance and a high drain withstand voltage can be provided.

しかし上記のように、エピタキシアル結晶成長法を繰り返し用いた従来の低損失電力用半導体装置の製造方法はコストが高く、また、製造が困難であって多量生産に適しないという問題点があった。   However, as described above, the conventional method of manufacturing a low-loss power semiconductor device that repeatedly uses the epitaxial crystal growth method is costly and difficult to manufacture and is not suitable for mass production. .

上記したように従来の選択結晶成長法を用いたスーパージャンクションを備える半導体装置の製造方法はコストが高く、また製造が困難であるという問題があった。   As described above, the method of manufacturing a semiconductor device having a super junction using the conventional selective crystal growth method has a problem that it is expensive and difficult to manufacture.

本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、製造が容易で多量生産に適したスーパージャンクションを備える低損失電力用半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a low-loss power semiconductor device including a super junction that is easy to manufacture and suitable for mass production.

本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は前記不純物イオンの電気的又は磁気的走査により制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの増加に応じて前記照射領域の面積を減少させることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method that selectively irradiates a semiconductor with impurity ions, thereby forming first conductivity type regions and second conductivity type regions alternately arranged with respect to a wafer surface. In the manufacturing method of the semiconductor device formed therein, the area of the irradiation region of the impurity ions is such that the first conductivity type region and the second conductivity type region are alternately arranged with junctions formed. It is controlled by electrical or magnetic scanning of impurity ions, and the control of the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region reduces the area of the irradiation region according to the increase of the acceleration energy. .

本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は、前記不純物イオンを遮蔽するマスクにより制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの変化に応じて前記マスクの開口面積を変化させることを特徴とする。 According to another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, regions of a first conductivity type and regions of a second conductivity type that are alternately arranged on a wafer surface are formed. In the method of manufacturing a semiconductor device formed in the semiconductor, the area of the impurity ion irradiation region is such that the first conductivity type region and the second conductivity type region are alternately arranged with junctions formed. Is controlled by a mask that shields the impurity ions, and the control of the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region changes the opening area of the mask in accordance with the change of the acceleration energy. .

本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、互いに反転関係にあるポジ型レジスト及びネガ型レジストを用いて前記半導体上に同じマスクパターンを焼き付けることにより前記不純物イオンの遮蔽マスクを形成し、この遮蔽マスクを用いて前記不純物イオンの照射領域を定めることを特徴とする。 According to another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, regions of a first conductivity type and regions of a second conductivity type that are alternately arranged on a wafer surface are formed. In the method of manufacturing a semiconductor device formed in the semiconductor, a positive resist having an inversion relationship with each other so that the first conductivity type region and the second conductivity type region are alternately arranged with junctions formed. The impurity ion shielding mask is formed by baking the same mask pattern on the semiconductor using a negative resist, and the irradiation region of the impurity ions is determined using the shielding mask.

本発明によれば、従来用いてきた選択結晶成長やトレンチエッチング等の複雑で製造が困難な工程を用いることなく、深さ方向に一様で任意の断面形状を有するスーパージャンクションを形成することができる。具体的には、イオン注入について、次のような効果がある。   According to the present invention, it is possible to form a super junction having an arbitrary cross-sectional shape that is uniform in the depth direction without using a complicated and difficult process such as selective crystal growth and trench etching that has been conventionally used. it can. Specifically, ion implantation has the following effects.

(1)電気的又は磁気的走査によりイオンの選択的照射を行うことができるので、加速エネルギーの変化に合わせて照射パターンの幅を連続的に制御することが可能となり、イオンの縦方向分布の一様性が改善される。   (1) Since selective irradiation of ions can be performed by electrical or magnetic scanning, the width of the irradiation pattern can be continuously controlled in accordance with the change in acceleration energy, and the longitudinal distribution of ions can be controlled. Uniformity is improved.

(2)一定の開口幅を有するストライプ状のレジスト遮蔽マスクを第1導電型のシリコンウェハーに形成し、加速エネルギーのみを変化することにより第2導電型の領域を形成すれば、イオンの縦方向分布の一様性はやや劣るが、イオン線を走査することなく一般的なイオン注入装置とPEP工程のみを用いてスーパージャンクションを形成することができる。   (2) If a stripe-shaped resist shielding mask having a certain opening width is formed on the first conductivity type silicon wafer and the second conductivity type region is formed by changing only the acceleration energy, the longitudinal direction of ions Although the distribution uniformity is somewhat inferior, a super junction can be formed using only a general ion implantation apparatus and a PEP process without scanning an ion beam.

(3)一定の開口幅を有するストライプ状のレジスト遮蔽マスクと、これを反転したレジスト遮蔽マスクとを用いて、真性シリコンウェハーにイオンを照射することにより第1、第2導電型の領域を形成すれば、散乱によるイオンの横広がりが互いに補償し合うため、深さ方向に一様なスーパージャンクションを形成することができる。   (3) The first and second conductivity type regions are formed by irradiating the intrinsic silicon wafer with ions using a striped resist shielding mask having a certain opening width and a resist shielding mask obtained by inverting the resist mask. Then, since the lateral spread of ions due to scattering compensates each other, a uniform super junction can be formed in the depth direction.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1乃至図3を用いて本発明の第1の実施の形態に係るイオン注入法によるスーパージャンクションの形成方法の一例について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An example of a super junction forming method using an ion implantation method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、N+ シリコンウェハー1の表面から低エネルギーのホウ素イオンビーム2を照射すれば、N+ シリコンウェハー1の内部に注入されたホウ素は短い飛程でエネルギーを失い、表面近傍にホウ素停止領域3を形成する。 As shown in FIG. 1, by irradiating the boron ion beam 2 of low energy from the surface of the N + silicon wafer 1, lose energy in about N + inside the implanted boron in silicon wafer 1 short flight, near surface The boron stop region 3 is formed.

このとき、N+ シリコンウェハー1の表面に沿う水平方向、及び深さ方向に沿う垂直方向のホウ素分布は、図1の下と右に示すようになる。ここで、X軸はホウ素イオンビーム2の照射領域における幅方向(水平方向)の位置座標、Z軸はN+ シリコンウェハー1の表面に対して深さ方向(垂直方向)の位置座標、Y軸はホウ素濃度分布である。 At this time, the boron distribution in the horizontal direction along the surface of the N + silicon wafer 1 and in the vertical direction along the depth direction is as shown at the bottom and right of FIG. Here, the X axis is the position coordinate in the width direction (horizontal direction) in the irradiation region of the boron ion beam 2, the Z axis is the position coordinate in the depth direction (vertical direction) with respect to the surface of the N + silicon wafer 1, and the Y axis. Is the boron concentration distribution.

ホウ素イオンビームの照射領域は紙面に垂直方向に長いストライプ型の形状を有するように設定され、ホウ素イオン照射領域の制御はホウ素イオンビームを電気的に走査することにより行われる。走査方法として磁気的走査を用いることもできる。   The irradiation region of the boron ion beam is set to have a stripe shape that is long in the direction perpendicular to the paper surface, and the boron ion irradiation region is controlled by electrically scanning the boron ion beam. Magnetic scanning can also be used as the scanning method.

またホウ素イオンビームをフラックス状に拡大して、ホウ素イオンのソースとシリコンウェハーとの間にストライプ状の遮蔽マスクを設け、この遮蔽マスクの開口部の幅を用いてホウ素イオン照射領域の制御を行っても良い。   In addition, the boron ion beam is expanded in a flux shape, a striped shielding mask is provided between the boron ion source and the silicon wafer, and the boron ion irradiation area is controlled using the width of the opening of the shielding mask. May be.

低エネルギー照射の場合にはホウ素の表面からの飛程が短かいので、照射方向に対して直角な面(垂直入射では表面に平行な面)に平行なホウ素停止領域3の断面形状は、ほぼホウ素イオン照射領域の形状に等しくなる。   In the case of low energy irradiation, since the range from the surface of boron is short, the cross-sectional shape of the boron stop region 3 parallel to a plane perpendicular to the irradiation direction (a plane parallel to the surface in normal incidence) is approximately It becomes equal to the shape of the boron ion irradiation region.

+ シリコンウェハー1の内部におけるホウ素の分布をさらに詳細に説明すれば、図1の下に示すように、ホウ素分布はホウ素イオン照射領域幅に亘って水平方向にほぼ平坦になり、その両側に注入されたホウ素の横広がりを生じる。 The boron distribution in the N + silicon wafer 1 will be described in more detail. As shown in the lower part of FIG. 1, the boron distribution is substantially flat in the horizontal direction over the width of the boron ion irradiation region, and on both sides thereof. This produces a lateral spread of the implanted boron.

また図1の右に示すように、垂直方向の表面から浅い位置にホウ素イオンの飛程に相当するホウ素濃度のピークを生じる。引き続きアニール工程において、N+ シリコンウェハー1の内部に注入されたホウ素の活性化熱処理を行えば、図1の右下がりハッチで示すように、ホウ素停止領域3がP+ 型に変化する。 Further, as shown on the right side of FIG. 1, a boron concentration peak corresponding to the range of boron ions is generated at a shallow position from the surface in the vertical direction. In the annealing step, if boron activation heat treatment is performed on the boron implanted into the N + silicon wafer 1, the boron stop region 3 is changed to the P + type as shown by the right-downward hatching in FIG.

次に図2を用いてN+ シリコンウェハー1の表面から高エネルギーのホウ素イオンビーム2を照射する場合について説明する。高エネルギーのホウ素イオンビーム2を照射すればN+ シリコンウェハー1の内部に注入されたホウ素の飛程は長いので、N+ シリコンウェハー1の裏面近傍にホウ素停止領域3を形成することができる。なお図2、図3において、図1と対応する部分には同一の参照番号が付されている。 Next, the case where the high energy boron ion beam 2 is irradiated from the surface of the N + silicon wafer 1 will be described with reference to FIG. Since high if energy irradiation boron ion beam 2 in the projected range of the N + inside implanted boron silicon wafer 1 is long, it is possible to form a boron-stop region 3 on the back near the N + silicon wafer 1. 2 and 3, the same reference numerals are assigned to the portions corresponding to those in FIG.

先にのべたように、N+ シリコンウェハー1に注入されたホウ素分布には横広がりがあるので、裏面近傍に形成されるホウ素停止領域の幅が図1と等しくなるためには、図2の破線に示すように、図1に比べてホウ素イオン照射領域幅を狭めなければならない。 As described above, since the boron distribution implanted into the N + silicon wafer 1 has a lateral spread, in order for the width of the boron stop region formed near the back surface to be equal to that in FIG. As shown by the broken line, the boron ion irradiation region width must be narrower than that in FIG.

高エネルギー照射を行うことにより、N+ シリコンウェハー1の裏面近傍にホウ素停止領域3を形成する場合には、図2の右に示すように、裏面近傍にホウ素濃度のピークを生じるようになる。このため、図2の破線の間に囲まれるホウ素停止領域3以外の領域では高エネルギーに加速されたホウ素イオンが単に通過するのみであり、ホウ素はほとんど添加されない。したがって、引き続きホウ素の活性化熱処理を行えば、図2に右下がりのハッチで示すようにホウ素停止領域3のみがP+ に変化する。 When the boron stop region 3 is formed in the vicinity of the back surface of the N + silicon wafer 1 by performing high energy irradiation, a peak of the boron concentration is generated in the vicinity of the back surface as shown on the right in FIG. For this reason, boron ions accelerated to high energy simply pass through regions other than the boron stop region 3 enclosed between the broken lines in FIG. 2, and boron is hardly added. Therefore, if the boron activation heat treatment is subsequently performed, only the boron stop region 3 changes to P + as shown by the right-downward hatching in FIG.

このように、高エネルギー照射を行えばN+ シリコンウェハー1の深い位置にP+ 領域を形成することができるが、表面からP+ ホウ素停止領域3までの途中にはホウ素が添加されないので、この途中の領域をP+ にすることができない。 Thus, if high energy irradiation is performed, a P + region can be formed at a deep position of the N + silicon wafer 1, but boron is not added in the middle from the surface to the P + boron stop region 3. The area in the middle cannot be set to P + .

図3及びその右に示すように、N+ シリコンウェハー1の表面から裏面まで、幅が一様なストライプ状のP+ ホウ素注入領域3aを形成するためには、注入するホウ素イオンの加速エネルギーを連続的に変化させ、N+ シリコンウェハー1の内部におけるホウ素の飛程を変化させることにより垂直方向に一様なホウ素分布を形成しなければならない。 As shown in FIG. 3 and the right side thereof, in order to form a striped P + boron implantation region 3a having a uniform width from the front surface to the back surface of the N + silicon wafer 1, acceleration energy of boron ions to be implanted is set. By changing continuously, the boron range inside the N + silicon wafer 1 must be changed to form a uniform boron distribution in the vertical direction.

すなわち、注入されたホウ素の横広がりは飛程が長いほど大きくなるので、図3に矢示したように、ホウ素イオン照射領域幅は加速エネルギーが高くホウ素の飛程が長いほど狭くなるように制御して、ホウ素注入領域3aの濃度と幅を垂直方向に対して一様にする。   That is, since the lateral spread of the implanted boron becomes larger as the range becomes longer, the width of the boron ion irradiation region is controlled so that the acceleration energy is higher and the boron range is longer as shown in FIG. Thus, the concentration and width of the boron implantation region 3a are made uniform with respect to the vertical direction.

このとき、ホウ素の飛程の変化は、加速エネルギーを連続的に増加してホウ素注入領域3aがN+ シリコンウェハー1の表面から裏面に達するようにしても良いし、逆に加速エネルギーを連続的に減少してホウ素注入領域3がN+ シリコンウェハー1の裏面から表面に達するようにしても良い。このようにして活性化熱処理を行えばホウ素注入領域3がP+ に変化し、N+ シリコンウェハー1を横断するスーパージャンクションを形成することができる。 At this time, the boron range may be changed by continuously increasing the acceleration energy so that the boron implantation region 3a reaches the back surface from the front surface of the N + silicon wafer 1, or conversely, the acceleration energy is continuously increased. Alternatively, the boron implantation region 3 may reach the front surface from the back surface of the N + silicon wafer 1. By performing the activation heat treatment in this way, the boron implantation region 3 changes to P + and a super junction that crosses the N + silicon wafer 1 can be formed.

上記第1の実施の形態において、ホウ素イオンの照射領域をスリット状に形成し、その幅を制御する場合について説明したが、この照射領域の形状は必ずしもスリット状である必要はない。   In the first embodiment, the case where the boron ion irradiation region is formed in a slit shape and the width thereof is controlled has been described. However, the shape of the irradiation region is not necessarily a slit shape.

照射領域を任意の形状とし、その照射面積をホウ素イオンの加速エネルギーに応じて制御すれば、図3において、P+ ホウ素注入領域3a内の不純物ホウ素濃度が照射方向に沿って一定であって、かつ、前記照射方向に直角な面内における前記P+ ホウ素注入領域3aの断面形状と断面積とが前記照射方向に沿って一定となるようにすることができる。 If the irradiation region has an arbitrary shape and the irradiation area is controlled in accordance with the acceleration energy of boron ions, the impurity boron concentration in the P + boron implantation region 3a is constant along the irradiation direction in FIG. In addition, the cross-sectional shape and cross-sectional area of the P + boron implantation region 3a in a plane perpendicular to the irradiation direction can be made constant along the irradiation direction.

このように、P+ ホウ素注入領域3aの断面形状を任意とすることにより、スーパージャンクションのデバイスへの適用範囲を拡大することができる。なお、このことは以下に述べる各実施の形態についても同様である。 Thus, by making the cross-sectional shape of the P + boron implantation region 3a arbitrary, the application range of the super junction to the device can be expanded. This also applies to each embodiment described below.

次に図4に基づき、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、レジストの遮蔽マスクを用いてホウ素イオンを注入することにより、スーパージャンクションを形成する方法について説明する。図4において、1はN+ シリコンウェハー、2はホウ素イオンビーム、3aはP+ ホウ素注入領域、4はフォトレジストである。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a method of forming a super junction by implanting boron ions using a resist mask will be described. In FIG. 4, 1 is an N + silicon wafer, 2 is a boron ion beam, 3a is a P + boron implantation region, and 4 is a photoresist.

はじめに、PEP(Photo-Engraving-Process:写真蝕刻工程の略称)を用いて、ホウ素イオン照射領域を開口部とするフォトレジスト4からなるホウ素イオンビームの遮蔽マスクを形成し、加速エネルギーを連続的に変化させてホウ素イオンビーム2を照射する。このとき、ホウ素イオンの照射は幅広いフラックス状のホウ素イオンを用いて一括照射を行っても良いし、ホウ素イオンビームを電気的又は磁気的に走査しても良い。   First, using PEP (Photo-Engraving-Process), a boron ion beam shielding mask made of photoresist 4 with the boron ion irradiation region as an opening is formed, and acceleration energy is continuously applied. The boron ion beam 2 is irradiated while being changed. At this time, boron ions may be irradiated in a lump using a wide variety of flux-like boron ions, or a boron ion beam may be scanned electrically or magnetically.

第1の実施の形態で説明したように、加速エネルギーを制御することによりN+ シリコンウェハー1の内部におけるホウ素の飛程を制御して、P+ ホウ素注入領域3aが垂直方向に一定のホウ素濃度を示すようにする。このとき、加速エネルギーのみならずビーム電流を制御することにより同時に注入量の制御を行っても良い。 As described in the first embodiment, the boron energy within the N + silicon wafer 1 is controlled by controlling the acceleration energy, so that the P + boron implantation region 3a has a constant boron concentration in the vertical direction. As shown. At this time, the injection amount may be controlled simultaneously by controlling not only the acceleration energy but also the beam current.

ホウ素の加速エネルギーと注入量の制御は、照射面に対して垂直方向にホウ素イオンの飛程の分布が互いに重なり合い、一様な分布になるように選択する。注人されたホウ素の横方向の広がりは、ホウ素の散乱により飛程が長いほど大きくなるので、N+ シリコンウェハー1の厚さは、ストライプ状のP+ ホウ素注入領域3aが裏面近傍で重なり合うように選択している。 Control of the acceleration energy and implantation amount of boron is selected so that the boron ion range distributions overlap with each other in the direction perpendicular to the irradiation surface to form a uniform distribution. Since the lateral extent of the poured boron increases as the range becomes longer due to the scattering of boron, the thickness of the N + silicon wafer 1 is such that the striped P + boron implantation region 3a overlaps in the vicinity of the back surface. Is selected.

引き続きホウ素の活性化熱処理を行えば、図4の右下がりハッチで示すホウ素注入領域3aがP+ 型に変化し、N+ シリコンウェハー1を横断するスーパージャンクションを形成することができる。 If the boron activation heat treatment is subsequently performed, the boron implantation region 3a indicated by the right-downward hatching in FIG. 4 is changed to the P + type, and a super junction across the N + silicon wafer 1 can be formed.

このようにしてN+ シリコンウェハー1の裏面に先に図7で説明したN+ ドレイン領域を拡散又はイオン注入を用いて形成すれば、必ずしもP+ ホウ素注入領域の幅が図3に示すように深さ方向に一定でなくても、良好な低損失電力用半導体装置を形成することができる。 Thus, if the N + drain region described above with reference to FIG. 7 is formed on the back surface of the N + silicon wafer 1 by diffusion or ion implantation, the width of the P + boron implantation region is not necessarily as shown in FIG. Even if it is not constant in the depth direction, a good low-loss power semiconductor device can be formed.

なお、ホウ素イオン注入後のアニール工程において、ホウ素の拡散による横広がりを生じるため、P+ ホウ素注入領域3aの裏面近傍での重なりはさらに大きくなるが、N+ シリコンウェハー1の裏面のN+ ドレイン領域とウェハー内に3角形に残された図4のN+ 領域とが十分接続されるようにすれば、低損失電力用半導体装置の特性が大きく損なわれることはない。(図5(d)の説明参照)。 Incidentally, in the annealing step after the boron ion implantation, to produce a horizontal spread by diffusion of boron, but the overlap is further increased at the rear surface near the P + boron implanted region 3a, the rear surface of the N + drain of the N + silicon wafer 1 If the region and the N + region of FIG. 4 left in the triangle in the wafer are sufficiently connected, the characteristics of the low-loss power semiconductor device will not be greatly impaired. (See description of FIG. 5D).

次に図5に基づき、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、反転マスクを用いたホウ素と燐のイオン注入によるスーパージャンクションの形成方法について説明する。図5(a)において1aはシリコンウェハー、2はホウ素イオンビーム、3aはP+ ホウ素注入領域、4はフォトレジストである。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, a method for forming a super junction by ion implantation of boron and phosphorus using an inversion mask will be described. In FIG. 5A, 1a is a silicon wafer, 2 is a boron ion beam, 3a is a P + boron implantation region, and 4 is a photoresist.

図5(a)に示すように、第2の実施の形態と同様フォトレジスト4からなる遮蔽マスクを用い、加速エネルギーを連続的に変化させてシリコンウェハー1aにホウ素イオンビーム2を照射する。このようにしてシリコンウェハー1aの内部に右下がりハッチで示すP+ ホウ素注入領域3aを形成する。 As shown in FIG. 5A, the silicon wafer 1a is irradiated with the boron ion beam 2 while continuously changing the acceleration energy using the shielding mask made of the photoresist 4 as in the second embodiment. In this manner, a P + boron implantation region 3a indicated by a right-down hatch is formed inside the silicon wafer 1a.

次に図5(b)に示すように、PEPを用いてシリコンウェハー1aの上に、前記フォトレジスト4とは開口部と遮蔽部とが互いに反転したフォトレジスト4aからなる遮蔽マスクを形成する。この遮蔽マスクは、ポジ、ネガを反転させたフォトマスクをあらかじめ用意し、同一のフォトレジストを用いてシリコンウェハー1aの上に形成しても良いし、同一のフォトマスクを用いてフォトレジストのポジ、ネガを反転することにより形成しても良い。   Next, as shown in FIG. 5B, a shielding mask made of a photoresist 4a having an opening portion and a shielding portion that are opposite to each other with respect to the photoresist 4 is formed on the silicon wafer 1a using PEP. As this shielding mask, a photomask having a positive / negative inverted structure is prepared in advance, and may be formed on the silicon wafer 1a using the same photoresist, or the photoresist positive using the same photomask. Alternatively, it may be formed by inverting the negative.

引き続き前記反転したフォトレジスト4aからなる遮蔽マスクの開口部から、加速エネルギーを連続的に変化させて燐イオンビーム2aを照射し、図5(b)に左下がりハッチで示したN+ 燐注入領域3bを形成する。ここで、先のP+ ホウ素注入領域3aも、後のN+ 燐注入領域3bも、共に注入されたイオンの横方向広がりは飛程が長いほど大きくなるので、両者の横広がりは垂直方向に進むに従い互いに重なり、図5(b)の実線、破線のクロスハッチで示すような補償領域3cが形成される。 Subsequently, the phosphorous ion beam 2a is irradiated from the opening of the shielding mask made of the inverted photoresist 4a while continuously changing the acceleration energy, and the N + phosphorus implantation region shown by the left-downward hatching in FIG. 3b is formed. Here, in both the previous P + boron implantation region 3a and the subsequent N + phosphorus implantation region 3b, the lateral spread of the implanted ions becomes larger as the range becomes longer. Compensation regions 3c are formed which overlap with each other as shown by the solid and broken cross hatches in FIG.

ここで、注入されたホウ素と燐の活性化熱処理を行えば、ホウ素注入領域はP+ に、燐注入領域はN+ に変化し、両者の横広がりが重なった補償領域3cは、尾根伝いにP+ /N+ 接合面が形成され、そのホウ素注入領域側は燐で補償されたP+ 領域、燐注入領域側はホウ素で補償されたN+ 領域となる。 Here, if an activation heat treatment of the implanted boron and phosphorus is performed, the boron implantation region changes to P + , the phosphorus implantation region changes to N +, and the compensation region 3c in which both lateral spreads overlap the P A + / N + junction surface is formed, and the boron implantation region side is a P + region compensated with phosphorus, and the phosphorus implantation region side is an N + region compensated with boron.

このようにして形成されたスーパージャンクションの形状を図5(c)に示す。活性化熱処理を終了した補償後のP+ 領域3a′と補償後のN+ 領域3b′とは、それぞれ一定幅で深さ方向の濃度がほぼ一様な領域となる。 The shape of the super junction thus formed is shown in FIG. The compensated P + region 3a ′ and the compensated N + region 3b ′ that have completed the activation heat treatment are regions each having a constant width and a substantially uniform concentration in the depth direction.

引き続き燐等を拡散又はイオン注入して、図5(d)に示すようにN+ ドレイン領域5とN+ ソース領域6を形成し、さらに、N+ ドレイン領域5に接続された補償後のN+ 領域3b′とN+ ソース領域6との間の基板表面に露出した補償後のP+ 領域3a′を覆うように、ゲート絶縁膜(図示せず)を介してゲート電極7を形成する。次にソース電極Sとドレイン電極Dを形成すれば目的とするデバイス構造が完成する。 Subsequently, phosphorus or the like is diffused or ion-implanted to form the N + drain region 5 and the N + source region 6 as shown in FIG. 5D, and further, the compensated N connected to the N + drain region 5 is formed. A gate electrode 7 is formed through a gate insulating film (not shown) so as to cover the compensated P + region 3a ′ exposed on the substrate surface between the + region 3b ′ and the N + source region 6. Next, when the source electrode S and the drain electrode D are formed, the intended device structure is completed.

このようにして基板表面に露出した補償後のP+ 領域3a′の表面をNチャンネルに反転させれば、NMOS型のデバイスとして動作させることができる。すなわち、図5(d)に示すデバイスは、高電圧が印加されるドレイン接合面が、ウェハー表面に対して垂直に広がるP+ 領域3a′とN+ 領域3b′からなるスーパージャンクションで構成されるためオン抵抗が小さい。 In this way, if the surface of the compensated P + region 3a ′ exposed on the substrate surface is inverted to the N channel, it can be operated as an NMOS type device. That is, in the device shown in FIG. 5D, the drain junction surface to which a high voltage is applied is composed of a super junction composed of a P + region 3a ′ and an N + region 3b ′ extending perpendicularly to the wafer surface. Therefore, the on-resistance is small.

また、ドレイン空乏層がこのスーパージャンクションに沿ってN+ 領域3b′の内部を通り、N+ ドレイン領域5に達するまで拡大されるので、耐圧の大きいNMOS型の低損失電力用半導体装置として動作する特徴がある。なお、上記の説明において、P型、N型を反転すれば、同様にしてPMOS型の低損失電力用半導体装置を形成することができる。 Further, since the drain depletion layer extends along the super junction through the inside of the N + region 3b ′ and reaches the N + drain region 5, the drain depletion layer operates as an NMOS type low loss power semiconductor device having a high breakdown voltage. There are features. In the above description, if the P-type and N-type are inverted, a PMOS-type low-loss power semiconductor device can be formed in the same manner.

次に図6を用いて本発明の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態ではP+ シリコンインゴットに鉛マスクを介して中性子線を照射し、核反応によりシリコン原子を燐原子に変化させてスーパー・ジャンクションを形成する方法を説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, a method of forming a super junction by irradiating a P + silicon ingot with a neutron beam through a lead mask and changing silicon atoms to phosphorus atoms by a nuclear reaction will be described.

図6において10は原子炉、11は原子炉から発生した高速中性子線、12は高速中性子線の減速材(水)、13は減速材を通過した熱中性子線、14は鉛マスクからなる中性子線のコリメータ、15はコリメートされた中性子線、16はP+ シリコンインゴットである。 In FIG. 6, 10 is a nuclear reactor, 11 is a fast neutron beam generated from the reactor, 12 is a moderator (water) of the fast neutron beam, 13 is a thermal neutron beam that has passed through the moderator, and 14 is a neutron beam made of a lead mask. , 15 is a collimated neutron beam, and 16 is a P + silicon ingot.

図6に示す装置構成において、P+ シリコンインゴット16をインゴットの成長軸方向と中性子線の照射方向とが平行になるように設置し、鉛マスク14を介してコリメートされた中性子線15を照射して原子核反応によりシリコン原子を燐原子に変化させ、P+ 領域17(P+ シリコンインゴットの一部)の中にN+ 領域18を交互に形成する。 In the apparatus configuration shown in FIG. 6, a P + silicon ingot 16 is placed so that the growth axis direction of the ingot and the irradiation direction of the neutron beam are parallel, and the collimated neutron beam 15 is irradiated through the lead mask 14. Then, silicon atoms are changed to phosphorus atoms by the nuclear reaction, and N + regions 18 are alternately formed in the P + regions 17 (part of the P + silicon ingot).

中性子線は原子炉の核分裂で生成された高速中性子線11を減速材12(水)に通過させることにより低エネルギーの熱中性子線13とし、原子核反応の断面積を増加させる。   The neutron beam passes the fast neutron beam 11 generated by nuclear fission through the moderator 12 (water) to form a low-energy thermal neutron beam 13 and increases the cross-sectional area of the nuclear reaction.

ストライプ状のN+ 領域18は、P+ のシリコンインゴット16の表面に中性子を完全に吸収するストライプ状の鉛マスク14を配置し、熱中性子線13をコリメートされた中性子線15にすることにより形成される。このとき、鉛の厚さは中性子を十分吸収し、通過する中性子線がP+ シリコンインゴット16の内部で十分平行になり、かつ、形成されるN+ 型領域18の幅が一様になるように選択される。 The striped N + region 18 is formed by disposing a striped lead mask 14 that completely absorbs neutrons on the surface of a P + silicon ingot 16 and making the thermal neutron beam 13 into a collimated neutron beam 15. Is done. At this time, the thickness of the lead sufficiently absorbs neutrons, the passing neutron rays are sufficiently parallel inside the P + silicon ingot 16, and the width of the formed N + type region 18 is uniform. Selected.

中性子線の透過率は高いので、P+ シリコンインゴット16全体に幅の一様なN+ 領域18を形成することができる。その後中性子線の照射方向(インゴットの成長軸方向)に対して直角にウェハーを切り出せば、ウェハー面に対して直角方向に多数のスーパージャンクションを備えるウェハーを一括して形成することができる。 Since the transmittance of the neutron beam is high, an N + region 18 having a uniform width can be formed in the entire P + silicon ingot 16. Then, if the wafer is cut out at a right angle to the irradiation direction of the neutron beam (the growth axis direction of the ingot), a wafer having a number of super junctions in the direction perpendicular to the wafer surface can be formed in a lump.

なお本発明は上記の実施の形態に限定されることはない。例えば第1、第2の実施の形態において、N+ シリコンウェハーにP+ 型不純物としてホウ素を注入する場合について説明したが、N+ 領域を備えるシリコンウェハーを用いれば同様にスーパージャンクション領域を備えるシリコンウェハーを得ることができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first and second embodiments, the case where boron is implanted as a P + type impurity into an N + silicon wafer has been described. However, if a silicon wafer having an N + region is used, silicon having a super junction region is similarly provided. A wafer can be obtained.

一般に第1、第2導電型のシリコンウェハーに、それぞれ第2、第1導電型の不純物を注入することにより、同様なスーパージャンクションを形成できることはいうまでもない。   It goes without saying that a similar super junction can be formed by injecting impurities of the second and first conductivity types into the first and second conductivity type silicon wafers, respectively.

また、第4の実施の形態において、P+ シリコンインゴットをP+ 領域を備えたシリコンインゴットとすれば、同様にスーパージャンクション領域を備えるシリコンインゴットを得ることができる。 In the fourth embodiment, if the P + silicon ingot is a silicon ingot having a P + region, a silicon ingot having a super junction region can be obtained.

また、中性子線照射の方向はシリコンインゴットの成長軸に対して平行としたが、P+ 領域を備えるシリコンインゴットに対して、任意の方向からコリメートされた中性子線を照射することにより、スーパージャンクションを形成することができる。 The direction of neutron irradiation is parallel to the growth axis of the silicon ingot. However, a super junction is formed by irradiating a collimated neutron beam from any direction to a silicon ingot having a P + region. Can be formed.

第4の実施の形態において、P+ シリコンに中性子線を照射する場合について説明したが、必ずしもシリコンに限定されるものではない。ゲルマニウムやシリコンカーバイト等の4族元素からなる半導体材料に対して同様の方法を用いることができる。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In the fourth embodiment, the case where P + silicon is irradiated with a neutron beam has been described. However, the present invention is not necessarily limited to silicon. A similar method can be used for a semiconductor material made of a group 4 element such as germanium or silicon carbide. Various other modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の第1の実施の形態に係る低エネルギーイオン照射のホウ素分布を示す図。The figure which shows the boron distribution of the low energy ion irradiation which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る高エネルギーイオン照射のホウ素分布を示す図。The figure which shows the boron distribution of the high energy ion irradiation which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るイオン照射を用いたスーパージャンクションの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the super junction using the ion irradiation which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る遮蔽マスクを用いたスーパージャンクションの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the super junction using the shielding mask which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る反転遮蔽マスクを用いたスーパージャンクションの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the super junction using the inversion shielding mask which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る中性子線照射を用いたスーパージャンクションの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the super junction using the neutron beam irradiation which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 従来のスーパージャンクションの製造方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the manufacturing method of the conventional super junction.

符号の説明Explanation of symbols

1…N+ シリコンウェハー、1a…シリコンウェハー、2…ホウ素イオンビーム、2a…燐イオンビーム、3…P+ ホウ素停止領域、3a…P+ ホウ素注入領域、3a′…補償後のP+ 領域、3b…N+ 燐注入領域、、3b′…補償後のN+ 領域、3c…補償領域、4…フォトレジスト、4a…反転フォトレジスト、5…N+ ドレイン領域、6…N+ ソース領域、7…ゲート電極、10…原子炉、11…高速中性子線、12…減速材、13…熱中性子線、14…鉛マスク、15…コリメートされた中性子線、16…P+ シリコンインゴット、17…P+ 領域、18…N+ 領域、101…N+ ドレイン領域、102…N型シリコンウェハー、103…トレンチ、104…P+ イオン注入、105…N+ シリコン選択結晶生長、106…切断面、107…P+ 領域、108…N+ ソース領域、109…ゲート電極。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... N + silicon wafer, 1a ... Silicon wafer, 2 ... Boron ion beam, 2a ... Phosphorus ion beam, 3 ... P + boron stop area | region, 3a ... P + boron implantation area | region, 3a '... Compensated P + area | region, 3b ... N + phosphorus implantation region, 3b '... compensated N + region, 3c ... compensation region, 4 ... photoresist, 4a ... inverted photoresist, 5 ... N + drain region, 6 ... N + source region, 7 ... gate electrode, 10 ... nuclear reactor, 11 ... fast neutron beam, 12 ... moderator, 13 ... thermal neutron beam, 14 ... lead mask, 15 ... collimated neutron beam, 16 ... P + silicon ingot, 17 ... P + Region, 18 ... N + region, 101 ... N + drain region, 102 ... N-type silicon wafer, 103 ... trench, 104 ... P + ion implantation, 105 ... N + silicon selective crystal growth, 106 ... cut surface, 107 ... P + Region 108... N + source region 109 109 gate electrode.

Claims (10)

半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は前記不純物イオンの電気的又は磁気的走査により制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの増加に応じて前記照射領域の面積を減少させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions is controlled by electrical or magnetic scanning of the impurity ions so that the first conductivity type regions and the second conductivity type regions are alternately arranged with junctions formed. And controlling the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region to reduce the area of the irradiation region in accordance with an increase in the acceleration energy.
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は前記不純物イオンの電気的又は磁気的走査により制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの減少に応じて前記照射領域の面積を増加させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions is controlled by electrical or magnetic scanning of the impurity ions so that the first conductivity type regions and the second conductivity type regions are alternately arranged with junctions formed. And controlling the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region to increase the area of the irradiation region according to a decrease in the acceleration energy.
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は前記不純物イオンの電気的又は磁気的走査により制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの減少に応じて前記マスクの開口面積を増加させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions is controlled by electrical or magnetic scanning of the impurity ions so that the first conductivity type regions and the second conductivity type regions are alternately arranged with junctions formed. The method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region are controlled by increasing the opening area of the mask in accordance with a decrease in the acceleration energy.
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は前記不純物イオンの電気的又は磁気的走査により制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの増加に応じて前記マスクの開口面積を減少させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions is controlled by electrical or magnetic scanning of the impurity ions so that the first conductivity type regions and the second conductivity type regions are alternately arranged with junctions formed. The method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region are controlled by decreasing the opening area of the mask in accordance with the increase of the acceleration energy.
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は、不純物イオンからなるイオンビームを形成し、前記照射領域上を前記イオンビームにより垂直方向および水平方向に走査することにより制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの増加に応じて前記照射領域の面積を減少させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions forms an ion beam made of impurity ions so that the first conductivity type region and the second conductivity type region are alternately arranged with junctions formed, The irradiation region is controlled by scanning the ion beam in the vertical direction and the horizontal direction, and the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region are controlled according to the increase of the acceleration energy. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は、不純物イオンからなるイオンビームを形成し、前記照射領域上を前記イオンビームにより垂直方向および水平方向に走査することにより制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの減少に応じて前記照射領域の面積を増加させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions forms an ion beam made of impurity ions so that the first conductivity type region and the second conductivity type region are alternately arranged with junctions formed, The irradiation region is controlled by scanning the ion beam in the vertical direction and the horizontal direction, and the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region are controlled according to the decrease of the acceleration energy. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は、不純物イオンからなるイオンビームを形成し、前記照射領域上を前記イオンビームにより垂直方向および水平方向に走査することにより制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの減少に応じて前記マスクの開口面積を増加させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions forms an ion beam made of impurity ions so that the first conductivity type region and the second conductivity type region are alternately arranged with junctions formed, The irradiation area is controlled by scanning the ion beam in the vertical direction and the horizontal direction, and the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation area are controlled according to the decrease in the acceleration energy. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は、不純物イオンからなるイオンビームを形成し、前記照射領域上を前記イオンビームにより垂直方向および水平方向に走査することにより制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの増加に応じて前記マスクの開口面積を減少させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions forms an ion beam made of impurity ions so that the first conductivity type region and the second conductivity type region are alternately arranged with junctions formed, The irradiation area is controlled by scanning in the vertical and horizontal directions with the ion beam, and the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation area are controlled according to the increase of the acceleration energy. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、前記不純物イオンの照射領域の面積は、前記不純物イオンを遮蔽するマスクにより制御され、前記不純物イオンの加速エネルギー及び前記照射領域の面積の制御は、前記加速エネルギーの変化に応じて前記マスクの開口面積を変化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The area of the irradiation region of the impurity ions is controlled by a mask that shields the impurity ions so that the first conductivity type regions and the second conductivity type regions are alternately arranged with junctions formed , The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the acceleration energy of the impurity ions and the area of the irradiation region are controlled by changing an opening area of the mask in accordance with a change in the acceleration energy.
半導体に不純物イオンを選択的に照射することにより、ウェハー表面に対して交互に配置された第1導電型の領域及び第2導電型の領域を前記半導体中に形成する半導体装置の製造方法において、
前記第1導電型の領域及び前記第2導電型の領域を接合が形成されて交互に配置されるように、互いに反転関係にあるポジ型レジスト及びネガ型レジストを用いて前記半導体上に同じマスクパターンを焼き付けることにより前記不純物イオンの遮蔽マスクを形成し、この遮蔽マスクを用いて前記不純物イオンの照射領域を定めることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the method of manufacturing a semiconductor device, by selectively irradiating a semiconductor with impurity ions, a first conductivity type region and a second conductivity type region alternately arranged with respect to a wafer surface are formed in the semiconductor.
The same mask is formed on the semiconductor using a positive resist and a negative resist that are in an inversion relationship with each other so that the first conductivity type region and the second conductivity type region are alternately arranged with junctions. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a pattern mask is formed to form a masking mask for the impurity ions, and an irradiation region of the impurity ions is determined using the masking mask.
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