特開 2024-68391 半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024068391

(43)【公開日】2024-05-20

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/336 20060101AFI20240513BHJP

   H01L 29/78 20060101ALI20240513BHJP

   H01L 29/12 20060101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 658A

H01L29/78 653C

H01L29/78 652J

H01L29/78 652M

H01L29/78 652K

H01L29/78 658F

H01L29/78 652T

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178803

(22)【出願日】2022-11-08

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】霜野 貴也

(72)【発明者】

【氏名】金原 啓道

(57)【要約】

【課題】 トレンチの側面へのドーパントの注入を防止しながら、トレンチの底面の広い範囲にドーパントを注入する。
【解決手段】
半導体装置の製造方法であって、ウエハに設けられたトレンチの第１側面に不活性イオンを注入する工程であって、前記トレンチの幅方向に沿う断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度が、前記第２側面の上端と前記第１側面の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度よりも大きい状態で前記第１側面に不活性イオンを注入する工程と、前記トレンチの第２側面に不活性イオンを注入する工程と、前記半導体基板を加熱することによって前記第１側面と前記第２側面に酸化膜を成長させる工程と、前記底面にドーパントを注入する工程、を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置の製造方法であって、
半導体基板（１２）を含むウエハであって、前記ウエハの表面にトレンチ（１４、６２）が設けられており、前記トレンチが第１側面（１４ａ、６２ａ）と第２側面（１４ｂ、６２ｂ）と前記第１側面と前記第２側面の間に配置された底面（１４ｃ）を有し、前記底面が前記半導体基板内に位置している前記ウエハを準備する工程と、
前記第１側面に不活性イオンを注入する工程であって、前記トレンチの幅方向に沿う断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度（θ９２、θ１９２）が、前記第２側面の上端と前記第１側面の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度（θ９４、θ１９４）よりも大きい状態で前記第１側面に不活性イオンを注入する工程と、
前記第２側面に不活性イオンを注入する工程であって、前記トレンチの幅方向に沿う前記断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度（θ８２、θ１８２）が、前記第１側面の上端と前記第２側面の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度（θ８４、θ１８４）よりも大きい状態で前記第２側面に不活性イオンを注入する工程と、
前記半導体基板を加熱することによって前記第１側面と前記第２側面に酸化膜（６４）を成長させる工程と、
前記底面にドーパントを注入する工程、
を有する製造方法。

【請求項2】

前記ウエハを準備する前記工程が、
前記半導体基板の表面にマスク層（６０）を形成する工程と、
前記マスク層を貫通して前記半導体基板に達するように前記トレンチを形成する工程、
を有し、
前記マスク層が存在する状態で、前記第１側面に不活性イオンを注入する前記工程、前記第２側面に不活性イオンを注入する前記工程、前記酸化膜を成長させる前記工程、及び、ドーパントを注入する前記工程を実施する、
請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記ウエハを準備する前記工程が、
前記半導体基板の表面にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層を貫通して前記半導体基板に達するように前記トレンチを形成する工程と、
前記マスク層を除去する工程、
を有し、
前記第１側面に不活性イオンを注入する前記工程、及び、前記第２側面に不活性イオンを注入する前記工程では、前記半導体基板の前記表面に不活性イオンを注入し、
前記酸化膜を成長させる前記工程では、前記第１側面と前記第２側面と前記半導体基板の前記表面に前記酸化膜を成長させ、
前記半導体基板の前記表面に前記酸化膜が存在する状態で、ドーパントを注入する前記工程を実施する、
請求項１に記載の製造方法。

【請求項4】

前記半導体基板が、ｐ型のボディ層（４４）を有しており、
前記トレンチが、前記ボディ層を貫通しており、
前記第１側面に不活性イオンを注入する前記工程では、前記トレンチの幅方向に沿う前記断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する前記傾斜角度が、前記断面において前記第２側面の上端と前記第１側面における前記ボディ層の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度（θ９６、θ１９６）よりも小さい状態で前記第１側面に不活性イオンを注入し、
前記第２側面に不活性イオンを注入する前記工程では、前記トレンチの幅方向に沿う前記断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する前記傾斜角度が、前記断面において前記第１側面の上端と前記第２側面における前記ボディ層の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度（θ８６、θ１８６）よりも小さい状態で前記第２側面に不活性イオンを注入する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、半導体装置の製造方法に関する。

【0002】

特許文献１には、トレンチの底面にドーパントをイオン注入することによってトレンチの下部に拡散層を形成する技術が開示されている。この技術では、イオン注入の前にトレンチの内面に酸化膜を形成する。次に、トレンチの底面を覆う酸化膜をエッチングにより除去する。トレンチの両側面には酸化膜を残存させる。次に、トレンチの底面にドーパントをイオン注入することによって、トレンチの下部に拡散層を形成する。トレンチの両側面は酸化膜に覆われているので、トレンチの両側面へのドーパントの注入が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－２０７０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、トレンチの両側面を覆う酸化膜によってトレンチの底面の端部へのドーパントの注入が阻害される。このため、トレンチの底面の中央部にしかドーパントを注入することができない。例えば、トレンチの底面の幅が０．５μｍであり、両側面を覆う酸化膜の厚みが０．１μｍの場合には、トレンチの底面の中央部の幅０．３μｍの範囲にしかドーパントを注入することができない。このため、この技術では、トレンチの底面よりも幅が狭い拡散領域しか形成することができない。本明細書では、トレンチの側面へのドーパントの注入を防止しながら、トレンチの底面の広い範囲にドーパントを注入する技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、ウエハ準備工程、第１不活性イオン注入工程、第２不活性イオン注入工程、酸化膜成長工程、及び、ドーパント注入工程を有する。前記ウエハ準備工程では、半導体基板を含むウエハを準備する。前記ウエハの表面にトレンチが設けられている。前記トレンチが、第１側面と第２側面と前記第１側面と前記第２側面の間に配置された底面を有する。前記底面が、前記半導体基板内に位置している。前記第１不活性イオン注入工程では、前記第１側面に不活性イオンを注入する。前記第１不活性イオン注入工程では、前記トレンチの幅方向に沿う断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度が、前記第２側面の上端と前記第１側面の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度よりも大きい状態で前記第１側面に不活性イオンを注入する。前記第２不活性イオン注入工程では、前記第２側面に不活性イオンを注入する。前記第２不活性イオン注入工程では、前記トレンチの幅方向に沿う前記断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度が、前記第１側面の上端と前記第２側面の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度よりも大きい状態で前記第２側面に不活性イオンを注入する。前記酸化膜成長工程では、前記半導体基板を加熱することによって前記第１側面と前記第２側面に酸化膜を成長させる。前記ドーパント注入工程では、前記底面にドーパントを注入する。

【0006】

なお、前記ウエハは、半導体基板のみによって構成されていてもよいし、半導体基板とその表面に設けられた他の層（例えば、絶縁層、導体層、マスク層など）を有していてもよい。また、前記トレンチは、半導体基板の表面に設けられていてもよいし、半導体基板の表面に設けられた前記他の層の表面に設けられていてもよい。トレンチが前記他の層の表面に設けられている場合、トレンチは前記他の層を貫通して前記半導体基板に達していることで前記トレンチの底面が前記半導体基板内に位置している。また、トレンチの側面と底面が曲面により接続されている場合には、半導体基板の表面に対する当該曲面の接線の傾斜角度が４５度となる位置がトレンチの側面の下端である。また、前記不活性イオンは、半導体基板内でアクセプタとドナーのいずれとしても機能しないイオン（すなわち、無極性のイオン）を意味する。前記不活性イオンは、例えば、アルゴンイオン、ネオンイオン等である。また、本明細書において、ウエハの表面に対する傾斜角度は、ウエハの表面に立てた垂線と対象物（例えば、注入方向または直線）の間の角度を意味する。したがって、傾斜角度が０度であることは、対象物が垂線に対して平行（すなわち、ウエハの表面に対して垂直）であることを意味する。

【0007】

この製造方法では、第１不活性イオン注入工程と第２不活性イオン注入工程において第１側面と第２側面に不活性イオンが注入されることでこれらの側面に結晶欠陥が生成される。第１不活性イオン注入工程では、不活性イオンの注入方向の傾斜角度が上記のように設定されていることで、第１側面の下端近傍への不活性イオンの注入が防止される。また、第２不活性イオン注入工程では、不活性イオンの注入方向の傾斜角度が上記のように設定されていることで、第２側面の下端近傍への不活性イオンの注入が防止される。次に、酸化膜成長工程において、半導体基板が加熱される。不活性イオンの注入範囲では、結晶欠陥密度が高いので、酸化膜が速く成長する。したがって、第１側面及び第２側面のうちの不活性イオンの注入範囲では、トレンチの底面よりも速く酸化膜が成長する。また、第１側面及び第２側面のうちの下端近傍の範囲には不活性イオンが注入されていないので、第１側面及び第２側面のうちの下端近傍の範囲では酸化膜の成長速度が遅い。したがって、酸化膜成長工程では、第１側面及び第２側面のうちの下端近傍の範囲とトレンチの底面に厚く酸化膜を成長させることなく、第１側面及び第２側面のうちの不活性イオンの注入範囲に十分な厚さの酸化膜を形成することができる。次に、ドーパント注入工程において、トレンチの底面にドーパントが注入される。第１側面及び第２側面のうちの下端近傍の範囲に厚い酸化膜が存在しないので、トレンチの底面の広い範囲にドーパントを注入することができる。また、酸化膜によっておおわれている範囲では第１側面及び第２側面へのドーパントの注入が防止される。このように、この製造方法によれば、トレンチの側面へのドーパントの注入を防止しながら、トレンチの底面の広い範囲にドーパントを注入できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】半導体装置１０の断面図。

【図2】実施例１の製造方法の説明図。

【図3】実施例１の製造方法の説明図。

【図4】実施例１の製造方法の説明図。

【図5】実施例１の製造方法の説明図。

【図6】実施例１の製造方法の説明図。

【図7】実施例１の製造方法の説明図。

【図8】実施例２の製造方法の説明図。

【図9】実施例２の製造方法の説明図。

【図10】実施例２の製造方法の説明図。

【図11】実施例２の製造方法の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書が開示する一例の製造方法では、前記ウエハを準備する前記工程が、前記半導体基板の表面にマスク層を形成する工程と、前記マスク層を貫通して前記半導体基板に達するように前記トレンチを形成する工程、を有していてもよい。前記マスク層が存在する状態で、前記第１側面に不活性イオンを注入する前記工程、前記第２側面に不活性イオンを注入する前記工程、前記酸化膜を成長させる前記工程、及び、ドーパントを注入する前記工程を実施してもよい。

【0010】

また、本明細書が開示する他の一例の製造方法では、前記ウエハを準備する前記工程が、前記半導体基板の表面にマスク層を形成する工程と、前記マスク層を貫通して前記半導体基板に達するように前記トレンチを形成する工程と、前記マスク層を除去する工程、を有していてもよい。前記第１側面に不活性イオンを注入する前記工程、及び、前記第２側面に不活性イオンを注入する前記工程では、前記半導体基板の前記表面に不活性イオンを注入してもよい。前記酸化膜を成長させる前記工程では、前記第１側面と前記第２側面と前記半導体基板の前記表面に前記酸化膜を成長させてもよい。前記半導体基板の前記表面に前記酸化膜が存在する状態で、ドーパントを注入する前記工程を実施してもよい。

【0011】

これらのいずれの構成でも、半導体基板の表面へのドーパントの注入を防止できる。

【0012】

本明細書が開示する一例の製造方法では、前記半導体基板が、ｐ型のボディ層を有していてもよい。また、前記トレンチが、前記ボディ層を貫通していてもよい。前記第１側面に不活性イオンを注入する前記工程では、前記トレンチの幅方向に沿う前記断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する前記傾斜角度が、前記断面において前記第２側面の上端と前記第１側面における前記ボディ層の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度よりも小さい状態で前記第１側面に不活性イオンを注入してもよい。前記第２側面に不活性イオンを注入する前記工程では、前記トレンチの幅方向に沿う前記断面において、不活性イオンの注入方向の前記ウエハの前記表面に対する前記傾斜角度が、前記断面において前記第１側面の上端と前記第２側面における前記ボディ層の下端とを結ぶ直線の前記ウエハの前記表面に対する傾斜角度よりも小さい状態で前記第２側面に不活性イオンを注入してもよい。

【0013】

この製造方法によれば、ボディ層から分離された状態でトレンチの下部に拡散層を形成することができる。

【0014】

図１に示す半導体装置１０は、半導体基板１２を有している。半導体基板１２は、ＳｉＣにより構成されている。以下では、半導体基板１２の上面１２ａに平行な一方向をｘ方向といい、上面１２ａに平行かつｘ方向に直交する方向をｙ方向といい、半導体基板１２の厚み方向をｚ方向という。図１は、ｘ方向及びｚ方向に沿う断面を表している。半導体基板１２の上面１２ａには、複数のトレンチ１４が設けられている。各トレンチ１４は、上面１２ａにおいてｙ方向に直線状に伸びている。すなわち、ｘ方向は、トレンチ１４に対して直交する方向であり、トレンチ１４の幅方向である。各トレンチ１４は、上面１２ａにおいてｘ方向に間隔を空けて配置されている。各トレンチ１４の内面は、ゲート絶縁膜１６によって覆われている。各トレンチ１４内にゲート電極１８が配置されている。各ゲート電極１８は、ゲート絶縁膜１６によって半導体基板１２から絶縁されている。各ゲート電極１８の上面は、層間絶縁膜２０によって覆われている。半導体基板１２の上部にソース電極２２が配置されている。ソース電極２２は、層間絶縁膜２０によってゲート電極１８から絶縁されている。半導体基板１２の下面１２ｂには、ドレイン電極２４が設けられている。

【0015】

半導体基板１２は、ソース領域４０、コンタクト領域４２、ボディ領域４４、ドリフト領域４６、ドレイン領域４８、及び、ディープ領域５０を有している。

【0016】

ソース領域４０は、高いｎ型不純物濃度を有するｎ型領域である。ソース領域４０は、ソース電極２２とゲート絶縁膜１６に接している。コンタクト領域４２は、高いｐ型不純物濃度を有するｐ型領域である。コンタクト領域４２は、ソース電極２２に接している。ボディ領域４４は、コンタクト領域４２よりも低いｐ型不純物濃度を有するｐ型領域である。ボディ領域４４は、ソース領域４０とコンタクト領域４２に対して下側から接している。ボディ領域４４は、ソース領域４０の下側でゲート絶縁膜１６に接している。ドリフト領域４６は、ソース領域４０よりも低いｎ型不純物濃度を有するｎ型領域である。ドリフト領域４６は、ボディ領域４４に対して下側から接している。ドリフト領域４６は、ボディ領域４４の下側でゲート絶縁膜１６に接している。ドレイン領域４８は、ドリフト領域４６よりも高いｎ型不純物濃度を有するｎ型領域である。ドレイン領域４８は、ドリフト領域４６に対して下側から接している。ドレイン領域４８は、ドレイン電極２４に接している。各ディープ領域５０は、各トレンチ１４の下部に配置されている。ディープ領域５０は、トレンチ１４の底面においてゲート絶縁膜１６に接している。ディープ領域５０の幅は、トレンチ１４の底面の幅とほぼ等しい。ディープ領域５０の周囲は、ドリフト領域４６に囲まれている。

【0017】

ソース領域４０、コンタクト領域４２、ボディ領域４４、ドリフト領域４６、ドレイン領域４８、ディープ領域５０、ゲート電極１８及びゲート絶縁膜１６によって、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field effect transistor）が構成されている。ゲート電極１８にゲート閾値以上の電位を印加すると、ボディ領域４４内にチャネルが形成され、ＭＯＳＦＥＴがオンする。ゲート電極１８の電位をゲート閾値未満の電位に引き下げると、チャネルが消失し、ＭＯＳＦＥＴがオフする。ＭＯＳＦＥＴがオフすると、ボディ領域４４からドリフト領域４６に空乏層が広がる。このとき、ディープ領域５０からドリフト領域４６へも空乏層が広がる。ディープ領域５０からドリフト領域４６へ広がる空乏層によって、トレンチ１４の下端部を覆うゲート絶縁膜１６に高電界が加わることが防止される。特に、ディープ領域５０の幅がトレンチ１４の底面の幅と略等しいので、ディープ領域５０がトレンチ１４の底面のほぼ全域でゲート絶縁膜１６に接している。したがって、トレンチ１４の下端部のゲート絶縁膜１６を好適に保護することができる。

【0018】

次に、半導体装置１０の製造方法について説明する。なお、実施例１、２の製造方法は、ディープ領域５０の形成工程に特徴を有するので、以下ではディープ領域５０の形成工程について説明する。

【実施例0019】

実施例１の製造方法は、ウエハ準備工程、第１不活性イオン注入工程、第２不活性イオン注入工程、酸化膜成長工程、及び、ドーパント注入工程を有する。

【0020】

ウエハ準備工程では、図２に示すように、ソース領域４０、コンタクト領域４２、ボディ領域４４、及び、ドリフト領域４６が設けられた半導体基板１２の上面１２ａにマスク層６０を形成する。以下では、半導体基板１２とマスク層６０を合わせてウエハという場合がある。次に、マスク層６０に開口部６０ａを形成する。次に、図３に示すように、マスク層６０を介して半導体基板１２をエッチングすることによって、半導体基板１２にトレンチ１４を形成する。以下では、マスク層６０に設けられた開口部６０ａと半導体基板１２に設けられたトレンチ１４を合わせて、トレンチ６２という。トレンチ６２は、マスク層６０の上面（すなわち、ウエハの上面）に設けられており、マスク層６０を貫通して半導体基板１２に達している。したがって、トレンチ６２の底面（すなわち、トレンチ１４の底面１４ｃ）は半導体基板１２内に位置している。以下では、トレンチ６２の一方の側面を第１側面６２ａといい、トレンチ６２の他方の側面を第２側面６２ｂという。第１側面６２ａは第２側面６２ｂに対向している。

【0021】

次に、第１不活性イオン注入工程を実施する。第１不活性イオン注入工程では、図４に示すように、トレンチ６２の第１側面６２ａにアルゴンイオンを注入する。アルゴンイオンは、不活性イオンである。ここでは、アルゴンイオンの注入方向９２をウエハの上面に対して傾斜させた状態で第１側面６２ａにアルゴンイオンを注入する。

【0022】

図４の角度θ９２は、ウエハの上面（すなわち、マスク層６０の上面）に立てた垂線９０とアルゴンイオンの注入方向９２の間の角度である。角度θ９２は、ウエハの上面に対するアルゴンイオンの注入方向９２の傾斜角度である。

【0023】

図４の直線９４は、第２側面６２ｂの上端と第１側面６２ａの下端とを接続する直線である。また、図４の角度θ９４は、ウエハの上面に対する直線９４の傾斜角度である。

【0024】

図４の直線９６は、第２側面６２ｂの上端と第１側面６２ａにおけるボディ領域４４の下端とを接続する直線である。また、図４の角度θ９６は、ウエハの上面に対する直線９６の傾斜角度である。

【0025】

図４に示すように、アルゴンイオンの注入方向９２の傾斜角度θ９２は、直線９４の傾斜角度θ９４よりも大きい。したがって、第２側面６２ｂの陰となることにより、第１側面６２ａのうちの下端近傍の範囲６２ａＬにはアルゴンイオンが注入されない。また、トレンチ６２の底面１４ｃにもアルゴンイオンが注入されない。また、図４に示すように、アルゴンイオンの注入方向９２の傾斜角度θ９２は、直線９６の傾斜角度θ９６よりも小さい。したがって、第１側面６２ａの上端からボディ領域４４の下端よりも下側の部分（すなわち、ドリフト領域４６の表層部）までの範囲６２ａＵにアルゴンイオンが注入される。したがって、範囲６２ａＵ内の第１側面６２ａに結晶欠陥が形成される。

【0026】

次に、第２不活性イオン注入工程を実施する。第２不活性イオン注入工程では、図５に示すように、トレンチ６２の第２側面６２ｂにアルゴンイオンを注入する。ここでは、アルゴンイオンの注入方向８２を半導体基板１２の上面１２ａに対して傾斜させた状態で第２側面６２ｂにアルゴンイオンを注入する。

【0027】

図５の垂線８０は、ウエハの上面に立てた垂線である。図５の角度θ８２は、ウエハの上面に対するアルゴンイオンの注入方向８２の傾斜角度である。図５の直線８４は、第１側面６２ａの上端と第２側面６２ｂの下端とを接続する直線である。また、図５の角度θ８４は、ウエハの上面に対する直線８４の傾斜角度である。図５の直線８６は、第１側面６２ａの上端と第２側面６２ｂにおけるボディ領域４４の下端とを接続する直線である。また、図５の角度θ８６は、ウエハの上面に対する直線８６の傾斜角度である。

【0028】

図５に示すように、アルゴンイオンの注入方向８２の傾斜角度θ８２は、直線８４の傾斜角度θ８４よりも大きい。したがって、第２側面６２ｂのうちの下端近傍の範囲６２ｂＬにはアルゴンイオンが注入されない。また、トレンチ６２の底面１４ｃにもアルゴンイオンが注入されない。また、図５に示すように、アルゴンイオンの注入方向８２の傾斜角度θ８２は、直線８６の傾斜角度θ８６よりも小さい。したがって、第２側面６２ｂの上端からボディ領域４４の下端よりも下側の部分（すなわち、ドリフト領域４６の表層部）までの範囲６２ｂＵにアルゴンイオンが注入される。したがって、範囲６２ｂＵ内の第２側面６２ｂに結晶欠陥が形成される。

【0029】

次に、酸化膜成長工程を実施する。酸化膜成長工程では、ウエハを加熱することによってトレンチ１４の内面を酸化させる。これにより、図６に示すように、トレンチ１４内に酸化膜６４を成長させる。アルゴンイオンが注入された範囲６２ａＵ、６２ｂＵでは、アルゴンイオンが注入されていない範囲６２ａＬ、６２ｂＬ及び底面１４ｃよりも速く酸化膜６４が成長する。したがって、範囲６２ａＵ、６２ｂＵに範囲６２ａＬ、６２ｂＬ及び底面１４ｃよりも遥かに厚い酸化膜６４が形成される。なお、範囲６２ａＬ、６２ｂＬ及び底面１４ｃに形成される酸化膜は極めて薄いので、図６では、範囲６２ａＬ、６２ｂＬ及び底面１４ｃに形成される酸化膜の図示を省略している。このように、各側面６２ａ、６２ｂにおいて範囲６２ａＵ、６２ｂＵに厚く酸化膜６４が形成される一方で、各側面６２ａ、６２ｂにおいて底面１４ｃ近傍の範囲６２ａＬ、６２ｂＬにはほとんど酸化膜が形成されない。

【0030】

次に、ドーパント注入工程を実施する。ドーパント注入工程では、図７に示すように、トレンチ６２の底面１４ｃにｐ型のドーパントをイオン注入する。ここでは、ドーパントの注入方向をウエハの上面に対して傾斜させないでドーパントを注入する。ドーパントの注入後にウエハを熱処理する。これにより、底面１４ｃに注入されたドーパントが活性化し、ディープ領域５０が形成される。各側面６２ａ、６２ｂにおいて底面１４ｃ近傍の範囲６２ａＬ、６２ｂＬに厚い酸化膜が形成されていないので、ドーパント注入工程では底面１４ｃのほぼ全域にドーパントが注入される。したがって、底面１４ｃと略同じ幅のディープ領域５０を形成することができる。また、厚い酸化膜６４によって覆われた範囲６２ａＵ、６２ｂＵでは、酸化膜６４によって側面６２ａ、６２ｂへのドーパントの注入が防止される。したがって、範囲６２ａＵ、６２ｂＵ内にはディープ領域５０が形成されない。側面６２ａ、６２ｂのうちのドリフト領域４６の表層部にディープ領域５０が形成されないので、ディープ領域５０がボディ領域４４と繋がることを防止できる。

【0031】

また、ドーパント注入工程では、マスク層６０によって半導体基板１２の上面１２ａへのドーパントの注入が防止される。すなわち、実施例１によれば、トレンチ１４形成用のエッチングマスクを、ドーパント注入工程におけるマスクとして利用することができる。

【0032】

ドーパント注入工程の後に、マスク層６０と酸化膜６４を除去する。その後、ゲート絶縁膜１６、ゲート電極１８、層間絶縁膜２０、ソース電極２２、ドレイン電極２４等を形成することで、半導体装置１０が完成する。

【実施例0033】

実施例２の製造方法は、ウエハ準備工程、第１不活性イオン注入工程、第２不活性イオン注入工程、酸化膜成長工程、及び、ドーパント注入工程を有する。

【0034】

実施例２でも、実施例１と同様にウエハ準備工程を実施する。すなわち、図２、３に示すように、ウエハにトレンチ６２を形成する。実施例２では、実施例１とは異なり、トレンチ６２の形成後にマスク層６０を除去する。したがって、マスク層６０の除去後は、ウエハは半導体基板１２単体により構成されている。以下では、トレンチ１４の一方の側面を第１側面１４ａといい、トレンチ１４の他方の側面を第２側面１４ｂという。第１側面１４ａは第２側面１４ｂに対向している。

【0035】

次に、第１不活性イオン注入工程を実施する。第１不活性イオン注入工程では、図８に示すように、トレンチ１４の第１側面１４ａにアルゴンイオンを注入する。ここでは、アルゴンイオンの注入方向１９２を半導体基板１２の上面１２ａ（すなわち、ウエハの上面）に対して傾斜させた状態で第１側面１４ａにアルゴンイオンを注入する。

【0036】

図８の垂線１９０は、上面１２ａに立てた垂線である。図８の角度θ１９２は、アルゴンイオンの注入方向１９２の上面１２ａに対する傾斜角度である。図８の直線１９４は、第２側面１４ｂの上端と第１側面１４ａの下端とを接続する直線である。また、図８の角度θ１９４は、直線１９４の上面１２ａに対する傾斜角度である。図８の直線１９６は、第２側面１４ｂの上端と第１側面１４ａにおけるボディ領域４４の下端とを接続する直線である。また、図８の角度θ１９６は、直線１９６の上面１２ａに対する傾斜角度である。

【0037】

図８に示すように、アルゴンイオンの注入方向１９２の傾斜角度θ１９２は、直線１９４の傾斜角度θ１９４よりも大きい。したがって、第１側面１４ａのうちの下端近傍の範囲１４ａＬにはアルゴンイオンが注入されない。また、トレンチ１４の底面１４ｃにもアルゴンイオンが注入されない。また、図８に示すように、アルゴンイオンの注入方向１９２の傾斜角度θ１９２は、直線１９６の傾斜角度θ１９６よりも小さい。したがって、第１側面１４ａの上端からボディ領域４４の下端よりも下側の部分（すなわち、ドリフト領域４６の表層部）までの範囲１４ａＵにアルゴンイオンが注入される。したがって、範囲１４ａＵ内の第１側面１４ａに結晶欠陥が形成される。

【0038】

また、実施例２の第１不活性イオン注入工程では、半導体基板１２の上面１２ａにもアルゴンイオンが注入されて結晶欠陥が形成される。

【0039】

次に、第２不活性イオン注入工程を実施する。第２不活性イオン注入工程では、図９に示すように、トレンチ１４の第２側面１４ｂにアルゴンイオンを注入する。ここでは、アルゴンイオンの注入方向１８２を半導体基板１２の上面１２ａに対して傾斜させた状態で第２側面１４ｂにアルゴンイオンを注入する。

【0040】

図９の垂線１８０は、上面１２ａに立てた垂線である。図９の角度θ１８２は、アルゴンイオンの注入方向１８２の上面１２ａに対する傾斜角度である。図９の直線１８４は、第１側面１４ａの上端と第２側面１４ｂの下端とを接続する直線である。また、図９の角度θ１８４は、直線１８４の上面１２ａに対する傾斜角度である。図９の直線１８６は、第１側面１４ａの上端と第２側面１４ｂにおけるボディ領域４４の下端とを接続する直線である。また、図９の角度θ１８６は、直線１８６の上面１２ａに対する傾斜角度である。

【0041】

図９に示すように、アルゴンイオンの注入方向１８２の傾斜角度θ１８２は、直線１８４の傾斜角度θ１８４よりも大きい。したがって、第２側面１４ｂのうちの下端近傍の範囲１４ｂＬにはアルゴンイオンが注入されない。また、トレンチ１４の底面１４ｃにもアルゴンイオンが注入されない。また、図９に示すように、アルゴンイオンの注入方向１８２の傾斜角度θ１８２は、直線１８６の傾斜角度θ１８６よりも小さい。したがって、第２側面１４ｂの上端からボディ領域４４の下端よりも下側の部分（すなわち、ドリフト領域４６の表層部）までの範囲１４ｂＵにアルゴンイオンが注入される。したがって、範囲１４ｂＵ内で第２側面１４ｂに結晶欠陥が形成される。

【0042】

また、実施例２の第２不活性イオン注入工程では、半導体基板１２の上面１２ａにもアルゴンイオンが注入されて結晶欠陥が形成される。

【0043】

次に、酸化膜成長工程を実施する。酸化膜成長工程では、ウエハを加熱することによってトレンチ１４の内面を酸化させる。これにより、図１０に示すように、トレンチ１４内に酸化膜６４を成長させる。範囲１４ａＵ、１４ｂＵに範囲１４ａＬ、１４ｂＬ及び底面１４ｃよりも遥かに厚い酸化膜６４が形成される。なお、範囲１４ａＬ、１４ｂＬ及び底面１４ｃに形成される酸化膜は極めて薄いので、図１０では、範囲１４ａＬ、１４ｂＬ及び底面１４ｃに形成される酸化膜の図示を省略している。このように、各側面１４ａ、１４ｂにおいて上端からボディ領域４４の下端よりも下側までの範囲１４ａＵ、１４ｂＵに厚く酸化膜６４が形成される一方で、各側面１４ａ、１４ｂにおいて底面１４ｃ近傍の範囲１４ａＬ、１４ｂＬにはほとんど酸化膜が形成されない。

【0044】

また、実施例２の酸化膜成長工程では、半導体基板１２の上面１２ａにも熱い酸化膜６４が成長する。

【0045】

次に、ドーパント注入工程を実施する。ドーパント注入工程では、図１１に示すように、トレンチ１４の底面１４ｃにｐ型のドーパントをイオン注入する。ここでは、ドーパントの注入方向をウエハの上面に対して傾斜させないでドーパントを注入する。ドーパントの注入後にウエハを熱処理する。これにより、底面１４ｃに注入されたドーパントが活性化し、ディープ領域５０が形成される。各側面１４ａ、１４ｂにおいて底面１４ｃ近傍の範囲１４ａＬ、１４ｂＬに厚い酸化膜が形成されていないので、ドーパント注入工程では底面１４ｃのほぼ全域にドーパントが注入される。したがって、底面１４ｃと略同じ幅のディープ領域５０を形成することができる。また、厚い酸化膜６４によって覆われた範囲１４ａＵ、１４ｂＵでは、酸化膜６４によって側面１４ａ、１４ｂへのドーパントの注入が防止される。したがって、範囲１４ａＵ、１４ｂＵ内にはディープ領域５０が形成されない。側面１４ａ、１４ｂのうちのドリフト領域４６の表層部にディープ領域５０が形成されないので、ディープ領域５０がボディ領域４４と繋がることを防止できる。

【0046】

また、ドーパント注入工程では、酸化膜６４によって半導体基板１２の上面１２ａへのドーパントの注入が防止される。

【0047】

ドーパント注入工程の後に、酸化膜６４を除去する。その後、ゲート絶縁膜１６、ゲート電極１８、層間絶縁膜２０、ソース電極２２、ドレイン電極２４等を形成することで、半導体装置１０が完成する。

【0048】

なお、上述した実施例では、半導体基板１２がＳｉＣにより構成されていたが、半導体基板１２がＳｉ等の他の半導体によって構成されていてもよい。

【0049】

また、上述した実施例では、ＭＯＳＦＥＴの製造方法について説明したが、他の半導体装置の製造方法において本明細書に開示の技術を適用してもよい。この場合、トレンチの底面に注入するドーパントは、ｎ型であってもｐ型であってもよい。

【0050】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。