WO2017221546A1 - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents

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Abstract

炭化珪素半導体層に不純物を注入する工程を効率化する。炭化珪素半導体層を備える半導体装置の製造方法であって、炭化珪素半導体層の温度を150℃以下とした状態で、炭化珪素半導体層における不純物注入領域に対して異なる深さに複数回不純物を注入する不純物注入段階を備える製造方法を提供する。不純物注入段階において、炭化珪素半導体層の温度を室温以上とした状態で、不純物注入領域に対して異なる深さに複数回不純物を注入してよい。

Description

半導体装置の製造方法および半導体装置
 本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置に関する。
 従来、炭化珪素(本明細書では、SiCと称する場合がある)を用いた半導体装置が知られている。SiC基板にデバイス構造を形成するための不純物注入プロセスとして、イオン注入法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
 特許文献1 特開2009-252811号公報
解決しようとする課題
 イオン注入時の結晶欠陥発生を抑制すべく、イオン注入時の基板温度は175℃~500℃程度に設定される。基板温度を高温にすることで結晶欠陥の発生は抑制できるが、基板の昇温および降温に時間がかかってしまう。
一般的開示
 本発明の第1の態様においては、炭化珪素半導体層を備える半導体装置の製造方法を提供する。製造方法は、炭化珪素半導体層の温度を150℃以下とした状態で、炭化珪素半導体層における不純物注入領域に不純物を注入する不純物注入段階を備えてよい。不純物注入段階において、不純物注入領域に対して異なる深さに複数回不純物を注入してよい。
 不純物注入段階において、炭化珪素半導体層の温度を室温以上とした状態で、不純物注入領域に対して異なる深さに複数回不純物を注入してよい。不純物注入段階において、炭化珪素半導体層を室温雰囲気に配置した状態で、不純物注入領域に対して異なる深さに複数回不純物を注入してよい。
 不純物注入段階において、不純物注入領域の不純物濃度が、1.0×1016/cm以上、5.0×1019/cm以下となるように不純物を注入してよい。不純物注入段階において、不純物注入領域の不純物濃度が、1.0×1018/cm以下となるように不純物を注入してよい。
 不純物注入段階において不純物が注入された不純物注入領域の深さ方向における不純物濃度分布は、複数のピークおよび複数の谷を有してよい。ピークのうち、炭化珪素半導体層の不純物が注入される注入面からみて最も深い第1ピークの不純物濃度に対して、谷のうち、注入面からみて最も深い第1谷の不純物濃度の割合が、10%以上、60%以下であってよい。
 不純物濃度分布におけるそれぞれのピークの、深さ方向における間隔dが下記式(3)を満たしてよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ただし、隣り合う複数のピークの深さ方向に深い側のピークの不純物濃度分布の標準偏差はσ、深さ方向に浅い側のピークの不純物濃度分布の標準偏差はσである。
 炭化珪素半導体層の不純物が注入される注入面からみて深いほど、不純物濃度分布におけるそれぞれのピークの深さ方向における間隔が広くてよい。炭化珪素半導体層の不純物が注入される注入面からみて最も深いピークの不純物濃度は、2番目に深いピークの不純物濃度よりも高くてよい。
 不純物注入段階における総ドーズ量が6.0×1014/cm以下であってよい。不純物注入段階における総ドーズ量が1.55×1014/cm以下であってよい。ピークのうち、炭化珪素半導体層の不純物が注入される注入面からみて最も深い第1ピークの深さが、0.2μm以上、1.0μm以下であってよい。不純物注入段階の前に、炭化珪素半導体層の上方に不純物注入領域に応じた形状のレジストマスクを形成するマスク形成段階を備えてよい。
 本発明の第2の態様においては、炭化珪素半導体層を備える半導体装置を提供する。炭化珪素半導体層は、不純物が注入された不純物注入領域を有してよい。不純物注入領域の深さ方向における不純物濃度分布は、複数のピークおよび複数の谷を有してよい。炭化珪素半導体層の不純物が注入される注入面からみて深いほど、不純物濃度分布におけるそれぞれのピークの深さ方向における間隔が広くてよい。
 不純物注入領域の深さ方向の不純物濃度分布において、炭化珪素半導体層の不純物が注入される注入面からみて最も深いピークの不純物濃度は、2番目に深いピークの不純物濃度よりも高くてよい。
 上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
本発明の一つの実施形態に係る半導体装置100の概要を示す断面図である。 半導体装置100の製造工程のうち、不純物注入領域20に不純物を注入する工程の一例を示す図である。 不純物注入領域20の深さ方向における不純物濃度分布の一例を示す図である。 不純物注入領域20への不純物の総ドーズ量と、不純物注入領域20のシート抵抗との関係を示す図である。 実施例および比較例における不純物濃度分布を示す図である。 実施例および比較例の不純物注入領域20における結晶欠陥を示す模式図である。 比較例に係る半導体装置の製造工程のうち、不純物注入領域に不純物を注入する工程の一例を示す図である。 比較例および実施例の不純物注入工程における製造効率を比較する図である。
 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
 図1は、本発明の一つの実施形態に係る半導体装置100の概要を示す断面図である。半導体装置100は、SiC半導体層10を備える。SiC半導体層10は、SiC基板の少なくとも一部であってよく、エピタキシャル法等によって基板上に形成された半導体層であってもよい。
 半導体装置100は、ダイオード、トランジスタまたはその他の半導体素子として機能する。本例の半導体装置100は、ショットキーバリアダイオードであり、SiC半導体層10および電極12を備える。他の例では、半導体装置100は、不純物を注入したSiC層の上方にSiC層をエピタキシャル成長させて形成したIEMOS(Implantation and Epitaxial Metal Oxide Semiconductor)である。ただし半導体装置100はこれらの例に限定されない。なお図1においては、半導体装置100の上面近傍だけを示しており、他の部分を省略している。
 本例のSiC半導体層10は、SiC基板である。SiC半導体層10は、不純物が注入される不純物注入領域20を有する。不純物注入領域20は、半導体装置100における所定の不純物領域として機能する。例えば不純物注入領域20は、n型領域として機能してよく、p型領域として機能してもよい。不純物注入領域20には、導電型に応じた不純物が注入される。より具体的には、不純物注入領域20は、トランジスタのエミッタ領域、コレクタ領域、ソース領域またはドレイン領域として機能してよく、MOSトランジスタのベース領域(チャネル領域)として機能してよく、ダイオードのアノード領域またはカソード領域として機能してもよい。
 本例において不純物注入領域20は、ダイオードのアノード領域またはカソード領域として機能する。本例の不純物注入領域20は、電極12と接触する領域に形成される。本例の電極12は、SiC半導体層10の上面に形成され、不純物注入領域20とショットキー接合を形成するショットキー電極である。一例として電極12は白金(Pt)で形成される。なお、SiC半導体層10において電極12が形成される上面と垂直な方向を、深さ方向と称する。
 図2は、半導体装置100の製造工程のうち、不純物注入領域20に不純物を注入する工程の一例を示す図である。本例の不純物を注入する工程は、電極12を形成する前に行う。まず、マスク形成段階S200において、SiC半導体層10の上面に、不純物注入領域20に応じた形状にパターニングされたマスクを形成する。本例のマスク形成段階S200においては、SiC半導体層10の上面全体にマスク層を形成した後に、露光および現像等の工程によりマスク層をパターニングする。本例におけるマスクはレジストマスクである。
 次に、不純物注入段階S202において、SiC半導体層10の温度を150℃以下とした状態で、SiC半導体層10の不純物注入領域20に対して異なる深さに複数回不純物を注入する。不純物注入段階S202では、SiC半導体層10の上面を注入面として、不純物注入領域20に不純物を注入する。
 不純物注入段階S202においては、SiC半導体層10の温度を150℃以下としているので、SiC半導体層10の昇温および降温時間を短くすることができる。このため、半導体装置100の生産効率を向上させることができる。不純物注入段階S202におけるSiC半導体層10の温度は、120℃以下であってよく、100℃以下であってもよい。
 不純物注入段階S202におけるSiC半導体層10の温度は、室温以上としてよい。室温とは、イオン注入装置が配置された空間の温度であり、例えば20℃以上、30℃以下程度の温度である。
 本例の不純物注入段階S202では、SiC半導体層10を室温雰囲気に配置した状態で、不純物注入領域20に対して異なる深さに複数回不純物を注入する。不純物注入段階S202では、深い側から順番に、それぞれの深さに不純物を注入してよく、浅い側から順番に、それぞれの深さに不純物を注入してもよい。
 なお、SiC半導体層10に不純物を注入することでSiC半導体層10の温度は上昇し得る。不純物注入によりSiC半導体層10の温度が上昇しても、SiC半導体層10の温度は150℃以下となるように、SiC半導体層10の温度を制御してよい。これにより、SiC半導体層10の昇温および降温時間を短くできる。
 なお、不純物注入段階S202におけるSiC半導体層10の温度を150℃以下としている。このためSiC半導体層10の上面に形成するマスクとして、比較的に耐熱性の低いレジストを用いることができる。高温状態でSiC半導体層10に不純物を注入する場合、酸化膜等の耐熱性の高いマスクを用いなければならない。しかし、酸化膜等をマスクとして用いると、マスク形成段階S200の工程数が増大してしまう。例えば、酸化膜を形成し、酸化膜上にレジストをパターニングし、酸化膜をエッチングし、レジストを剥離してから、不純物を注入しなければならない。
 これに対して本例では、不純物注入用のマスクとしてレジストマスクを用いることができるので、マスク形成段階S200の工程数を削減できる。このため、半導体装置100の製造効率が更に向上する。
 次に、剥離段階S204において、レジストマスクを剥離する。剥離段階S204においては、アッシングによりレジストマスクを剥離してよい。
 なお、不純物注入段階S202においては、不純物の総ドーズ量等を制御することで、不純物注入時における結晶欠陥の発生を抑制することが好ましい。これにより、150℃以下の温度でSiC半導体層10に不純物を注入しても、SiC半導体層10における結晶欠陥の増加を緩和することができる。
 図3は、不純物注入領域20の深さ方向における不純物濃度分布の一例を示す図である。図3では、SiC半導体層10の不純物注入面からみた深さを横軸とし、対数の不純物濃度を縦軸としている。本例では、不純物注入領域20に対して、深さを変えて3回不純物イオンを注入している。
 不純物注入領域20における不純物濃度分布は、設定される注入深さでの濃度を頂点としたガウス分布で近似できる。本例では深さを変えて3回不純物イオンを注入しているので、3つのガウス分布が重なり合い、不純物濃度分布には、3つのピーク22と、2つの谷24とが形成される。ピークは、不純物濃度が極大値を示す点であり、谷は、2つのピークの間において不純物濃度が極小値を示す点である。
 図3においては、不純物注入面からみて最も深いピーク22から、注入面に向かって順番に、第1ピーク22-1、第2ピーク22-2、第3ピーク22-3とする。また、不純物注入面からみて最も深い谷24から、注入面に向かって順番に、第1谷24-1、第2谷24-2とする。
 不純物注入領域20がエミッタ領域等の不純物領域として機能する場合、一般に深さ方向における不純物濃度分布ができるだけ均一となるように、不純物が注入される。例えば、深さ方向において短い間隔で多数回不純物を注入することで、均一な不純物濃度分布を形成する。しかし、不純物を多数回注入して均一な不純物濃度分布を形成しようとすると、結晶欠陥が増大してしまう。
 本例では、所定の電気的特性を満たす条件で、不純物注入領域20における不純物濃度分布の均一性を緩和する。つまり、ピーク22の不純物濃度に対して、一定の範囲で谷24の不純物濃度を低下させる。これにより、総ドーズ量または不純物注入回数が低減され、低温で不純物を注入しても、結晶欠陥の増大が抑制される。
 なお不純物注入領域20の不純物濃度が、1.0×1016/cm以上、5.0×1019/cm以下となるように不純物を注入することが好ましい。不純物注入領域20の不純物濃度は、それぞれのピーク22における不純物濃度P1~P3および谷24における不純物濃度V1~V2である。つまり、全てのピーク22および谷24における不純物濃度が、上述した範囲内であることが好ましい。
 不純物濃度が低すぎると、不純物注入領域20が所定の電気的特性を有さなくなる。また、不純物濃度が高すぎると、総ドーズ量が増大して結晶欠陥が増大してしまう。他の例では、不純物注入領域20の不純物濃度が、1.0×1018/cm以下となるように不純物を注入してもよい。これにより、総ドーズ量を更に低減することができる。
 また、第1ピーク22-1の不純物濃度P1に対して、第1谷24-1の不純物濃度V1の割合は、10%以上、60%以下であることが望ましい。第1ピーク22-1は、複数のピーク22のうち不純物注入面からみて最も深いピーク22である。第1谷24-1は、複数の谷24のうち不純物注入面からみて最も深い谷24である。第1谷24-1の不純物濃度V1の割合が低すぎると、不純物注入領域20における不純物分布の偏りが大きくなり、電界分布の偏りが大きくなる。このため、不純物注入領域20内で、電流や電荷等が集中しやすい部分と集中しにくい部分が生じ、半導体装置100の耐圧が低下してしまう可能性がある。また、第1谷24-1の不純物濃度V1の割合が高すぎると、総ドーズ量または不純物注入回数を低減できずに結晶欠陥が増大してしまう。
 第1谷24-1の不純物濃度V1のP1に対する割合の下限は、20%であってよく、30%であってもよい。また、第1谷24-1の不純物濃度V1のP1に対する割合の上限は、50%であってよく、40%であってもよい。
 また、他の谷24の不純物濃度も、深い側に隣接するピーク22の不純物濃度に対して10%以上、60%以下であることが望ましい。当該割合の下限は、20%であってよく、30%であってもよい。当該割合の上限は、50%であってよく、40%であってもよい。
 また、不純物注入領域20におけるそれぞれのピーク22の、深さ方向における間隔は下記の式(1)により求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 隣り合うピーク22間の距離をd、隣り合うピーク22間にある谷24において深い側に隣接するピーク22の不純物濃度に対する谷24の不純物濃度の割合をa、隣り合うピーク22の不純物濃度分布のそれぞれの標準偏差をσ(深さ方向において深い側)およびσ(深さ方向において浅い側)とする。なお、不純物濃度の標準偏差はイオン種と加速電圧で決定される。
 図3の例においては、第1ピーク22-1、第2ピーク22-2および第3ピーク22-3のそれぞれの深さ位置をD1、D2、D3とする。D1とD2との間、および、D2とD3との間が、各ピーク22の間隔D1-D2、および、間隔D2-D3に相当する。上記の式(1)のdは、間隔D1-D2、および、間隔D2-D3に相当する。上記の式(1)の間隔dを間隔D1-D2とした場合は、割合aは第1ピーク22-1の不純物濃度P1に対する第1谷24-1の不純物濃度V1の割合を示す。標準偏差σはピーク22-1の不純物濃度分布の標準偏差を示し、標準偏差σはピーク22-2の不純物濃度分布の標準偏差を示す。
 また、上記の式(1)より、隣り合うピーク22の深さ方向に深い側のピーク22の不純物濃度Pに対する隣り合うピーク間の谷24の不純物濃度Vの割合aは、下記の式(2)となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 隣り合うピーク22の深さ方向に深い側のピーク22の不純物濃度Pに対する隣り合うピーク22間の谷24の不純物濃度Vの割合aは10%以上、60%以下が望ましく、間隔dは下記の式(3)を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 一例として、図3においてイオン種がAlである例を示す。第1ピーク22-1の加速電圧が150eVの場合はσが0.04938、第2ピーク22-2の加速電圧が30eVの場合はσが0.01388である。上記の式(2)、(3)より、隣り合うピーク22の深さ方向に深い側のピーク22の不純物濃度Pに対する隣り合うピーク間の谷24の不純物濃度Vの割合aが10%以上、60%以下とするには、不純物注入領域20における間隔d(間隔D1-D2)は0.06μm以上、0.13μm以下となる。
 また、第1ピーク22-1の加速電圧が350eVの場合はσが0.08422、第2ピーク22-2の加速電圧が150eVの場合はσが0.04938である。上記の式(2)、(3)より、隣り合うピーク22の深さ方向に深い側のピーク22の不純物濃度Pに対する隣り合うピーク間の谷24の不純物濃度Vの割合aが10%以上、60%以下とするには、不純物注入領域20における間隔d(間隔D1-D2)は0.13μm以上、0.28μm以下となる。
 本例では、第1ピーク22-1および第2ピーク22-2の例を示したが、他のピーク22と谷24の間隔についても、同様に上記の式(1)、(2)、および(3)によって設定できる。各ピーク22の間隔を上記の式(3)を満たす範囲とすることで、不純物注入領域20内に電流や電荷等が集中しやすい部分と集中しにくい部分が生じることを抑制し、ピーク22の数を減少させることができる。なお、ピーク22および谷24の数は形成する不純物注入領域20の深さによって変動させてもよい。
 また、不純物注入面からみて深いほど、不純物濃度分布におけるそれぞれのピーク22の深さ方向における間隔が広くなっていてよい。本例では、第1ピーク22-1および第2ピーク22-2の間隔D1-D2が、第2ピーク22-2および第3ピーク22-3の間隔D2-D3よりも大きい。不純物注入面からみて深いピーク22ほど不純物の飛程が大きくなり、不純物が注入される深さのバラツキが増大する。
 つまり、深いピーク22ほど、なだらかなガウス分布に近似した不純物濃度分布を有する。このため、比較的深いピーク22では、ピーク22の間隔を大きくしても、隣接する谷24の不純物濃度を維持することができ、不純物濃度分布の均一性を保ちやすい。つまり、深い位置のピーク22の間隔を大きくすることで、不純物濃度分布の均一性を保ちつつ、不純物注入の段数を低減することができる。
 一例として、第1ピーク22-1、第2ピーク22-2、および第3ピーク22-3の深さは、不純物注入面からみて1.0μm以下であってよい。また、一例として、第1ピーク22-1の深さは、不純物注入面からみて0.2μm以上、1.0μm以下であってよい。第1ピーク22-1の深さは、0.3μm以上、0.5μm以下であってもよい。
 第2ピーク22-2の深さは、0.1μm以上、0.3μm以下であってよい。第3ピーク22-3の深さは、0μm以上、0.1μm以下であってよい。
 また、不純物注入面からみて最も深い第1ピーク22-1の不純物濃度P1は、2番目に深い第2ピーク22-2の不純物濃度P2よりも高くてよい。上述したように、深いピーク22ほど、不純物が注入される深さにバラツキが生じるので、ピーク22における不純物濃度は全体的に平均化され、極大値が低くなりやすい。これに対して、最も深いピーク22の不純物濃度を高く設定しておくことで、当該ピーク22の不純物濃度が、他のピーク22の不純物濃度に比べて小さくなることを抑制できる。このため、不純物濃度分布の均一性を保ちやすくなる。
 図4は、不純物注入領域20への不純物の総ドーズ量と、不純物注入領域20のシート抵抗との関係を示す図である。図4の例では、ホール測定の結果から、半導体素子として好適なシート抵抗か否かを判定した。図4における縦軸は、ホール測定のシンメトリーファクターの最大値に対応する。当該最大値が1.5以下であれば、半導体素子として好適なシート抵抗となる。なお図4における縦軸の最小値は1である。また、本例では不純物としてアルミニウムイオンを用いた。ただし、窒素、リン、砒素、ボロン等の他の不純物も同様である。また、SiC半導体層10を室温雰囲気に載置して不純物を注入した。
 図4に示すように、総ドーズ量が6.0×1014/cmを超えると、シート抵抗が好適な値を超える。このため、不純物注入領域20への不純物の総ドーズ量は、6.0×1014/cmであることが好ましい。不純物注入領域20への不純物の総ドーズ量は、1.55×1014/cmであってもよい。この場合、結晶欠陥はほとんど増加しないか、または、総ドーズ量が6.0×1014/cmの場合に比べて結晶欠陥が非常に少ない。なお、総ドーズ量の下限は、1.0×1011/cmであってよく、1.0×1012/cmであってよく、1.0×1013/cmであってもよい。
 図5は、実施例および比較例における不純物濃度分布を示す図である。図5における縦軸は対数軸である。実施例においては、SiC半導体層10を室温雰囲気に配置して、3段階の深さにアルミニウムイオンを注入した。比較例においては、SiC半導体層10を500℃に加熱した状態で、5段階の深さにアルミニウムイオンを注入した。実施例および比較例のそれぞれにおいて、総ドーズ量は1.7×1013/cmとした。
 図5に示すように、実施例の各ピーク22の位置においては、実施例は比較例より高い不純物濃度を示している。一方で、谷24の位置においては、実施例は比較例に対して小さい不純物濃度を示している。
 図6は、実施例および比較例の不純物注入領域20における結晶欠陥を示す模式図である。不純物注入領域20における黒丸が、結晶欠陥を示している。図6では、不純物注入領域20の断面の透過型電子顕微鏡写真を、模式的に示している。図6に示すように、室温雰囲気で不純物を3段注入した実施例では、谷24の領域における結晶欠陥の発生が抑制されている。また、谷24以外の領域でも、結晶欠陥が比較的に少ない。図6に示すように、不純物の総ドーズ量が同一であっても、不純物の注入段数を減らすことで、結晶欠陥の発生を抑制できる。
 図7は、比較例に係る半導体装置の製造工程のうち、不純物注入領域に不純物を注入する工程の一例を示す図である。比較例においては、SiC半導体層を500℃程度に加熱して不純物を注入するので、耐熱性の高いマスクを形成しなければならない。まず、マスク酸化段階S702において、SiC半導体層の上面を酸化して、酸化膜を形成する。
 次に、パターニング段階S704において、酸化膜上にレジストを形成して、露光および現像等によりレジストをパターニングする。次に、エッチング段階S706において、レジストをマスクとして酸化膜をエッチングする。次に剥離段階S708において、酸化膜上のレジストを除去する。
 次に、不純物注入段階S710において、SiC半導体層を500℃程度に加熱した状態で、酸化膜をマスクとして、SiC半導体層に不純物を注入する。不純物を注入した後、SiC半導体層を室温まで降温する。次に、マスク除去段階S712において、酸化膜マスクを除去する。
 このように、比較例に係る半導体装置においては、高温で不純物を注入するので、昇温および降温に時間がかかってしまう。また、耐熱性の高い酸化膜等をマスクとして用いるので、マスクをパターニングする工程も時間がかかってしまう。
 これに対して図2に示した半導体装置100の製造工程においては、SiC半導体層10を昇温および降温する時間が無いか、または、非常に短い。また、耐熱性の低いレジストをマスクとして用いることができるので、マスクをパターニングする工程も短時間でできる。このため、半導体装置100の製造効率を向上させることができる。
 図8は、比較例および実施例の不純物注入工程における製造効率を比較する図である。図8の縦軸は、同等の装置を用いた場合における、単位期間内に不純物注入工程を実施可能な半導体装置の数量を示している。図8に示すように、実施例に係る半導体装置100は、比較例に係る半導体装置に比べて、倍程度の効率で不純物注入工程を実施できる。
 以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
 請求の範囲、明細書、および図面中において示した方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10・・・SiC半導体層、12・・・電極、20・・・不純物注入領域、22・・・ピーク、24・・・谷、100・・・半導体装置

Claims (15)

  1.  炭化珪素半導体層を備える半導体装置の製造方法であって、
     前記炭化珪素半導体層の温度を150℃以下とした状態で、前記炭化珪素半導体層における不純物注入領域に対して異なる深さに複数回不純物を注入する不純物注入段階を備える製造方法。
  2.  前記不純物注入段階において、前記炭化珪素半導体層の温度を室温以上とした状態で、前記不純物注入領域に対して異なる深さに複数回不純物を注入する
     請求項1に記載の製造方法。
  3.  前記不純物注入段階において、前記炭化珪素半導体層を室温雰囲気に配置した状態で、前記不純物注入領域に対して異なる深さに複数回不純物を注入する
     請求項2に記載の製造方法。
  4.  前記不純物注入段階において、前記不純物注入領域の不純物濃度が、1.0×1016/cm以上、5.0×1019/cm以下となるように不純物を注入する
     請求項1から3のいずれか一項に記載の製造方法。
  5.  前記不純物注入段階において、前記不純物注入領域の不純物濃度が、1.0×1018/cm以下となるように不純物を注入する
     請求項4に記載の製造方法。
  6.  前記不純物注入段階において前記不純物が注入された前記不純物注入領域の深さ方向における不純物濃度分布は、複数のピークおよび複数の谷を有し、
     前記複数のピークのうち、前記炭化珪素半導体層の前記不純物が注入される注入面からみて最も深い第1ピークの不純物濃度に対して、前記複数の谷のうち、前記注入面からみて最も深い第1谷の不純物濃度の割合が、10%以上、60%以下である
     請求項4または5に記載の製造方法。
  7.  前記不純物注入段階において前記不純物が注入された前記不純物注入領域の深さ方向における不純物濃度分布は、複数のピークおよび複数の谷を有し、
     前記不純物濃度分布におけるそれぞれのピークの、深さ方向における間隔dが下記式(3)を満たす
     請求項6に記載の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     ただし、隣り合う前記複数のピークの前記深さ方向に深い側のピークの前記不純物濃度分布の標準偏差はσ、深さ方向に浅い側のピークの前記不純物濃度分布の標準偏差はσである。
  8.  前記不純物注入段階において前記不純物が注入された前記不純物注入領域の深さ方向における不純物濃度分布は、複数のピークおよび複数の谷を有し、
     前記炭化珪素半導体層の前記不純物が注入される注入面からみて深いほど、前記不純物濃度分布におけるそれぞれのピークの深さ方向における間隔が広い
     請求項1から7のいずれか一項に記載の製造方法。
  9.  前記不純物注入段階において前記不純物が注入された前記不純物注入領域の深さ方向における不純物濃度分布は、複数のピークおよび複数の谷を有し、
     前記炭化珪素半導体層の前記不純物が注入される注入面からみて最も深いピークの不純物濃度は、2番目に深いピークの不純物濃度よりも高い
     請求項1から8のいずれか一項に記載の製造方法。
  10.  前記不純物注入段階における総ドーズ量が6.0×1014/cm以下である
     請求項1から9のいずれか一項に記載の製造方法。
  11.  前記不純物注入段階における総ドーズ量が1.55×1014/cm以下である
     請求項10に記載の製造方法。
  12.  前記不純物注入段階において前記不純物が注入された前記不純物注入領域の深さ方向における不純物濃度分布は、複数のピークおよび複数の谷を有し、
     前記複数のピークのうち、前記炭化珪素半導体層の前記不純物が注入される注入面からみて最も深い第1ピークの深さが、0.2μm以上、1.0μm以下である
     請求項1から11のいずれか一項に記載の製造方法。
  13.  前記不純物注入段階の前に、前記炭化珪素半導体層の上方に前記不純物注入領域に応じた形状のレジストマスクを形成するマスク形成段階を備える
     請求項1から12のいずれか一項に記載の製造方法。
  14.  炭化珪素半導体層を備える半導体装置であって、
     前記炭化珪素半導体層は、不純物が注入された不純物注入領域を有し、
     前記不純物注入領域の深さ方向における不純物濃度分布は、複数のピークおよび複数の谷を有し、
     前記炭化珪素半導体層の前記不純物が注入される注入面からみて深いほど、前記不純物濃度分布におけるそれぞれのピークの深さ方向における間隔が広い半導体装置。
  15.  前記不純物注入領域の深さ方向の不純物濃度分布において、前記炭化珪素半導体層の前記不純物が注入される注入面からみて最も深いピークの不純物濃度は、2番目に深いピークの不純物濃度よりも高い
     請求項14に記載の半導体装置。
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