JP6330705B2 - 半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置に関する。

一般的に、窒化ガリウム（ＧａＮ）をはじめとするIII族窒化物を用いた半導体装置（半導体デバイス、半導体素子）を製造する際、III族窒化物系のｐ型半導体をイオン注入によって形成することは困難であることが知られている。

特許文献１，２には、III族窒化物系の半導体層にイオン注入によってｐ型不純物を注入した後、窒素（Ｎ_２）を含有する雰囲気ガスの中で半導体層を加熱することが開示されている。

特許文献３には、III族窒化物系の半導体層にイオン注入によってｐ型不純物を注入した後、アンモニア（ＮＨ_３）を含有する雰囲気ガスの中で半導体層を加熱することが開示されている。

特許文献４には、III族窒化物系の半導体層にイオン注入によってｐ型不純物を注入した後、還元性ガス（水素（Ｈ_２）など）および窒素源ガス（アンモニア（ＮＨ_３）など）の各流量を変化させた雰囲気ガスの中で、半導体層を加熱することが開示されている。

特開２００８−２０５３１５号公報 特開２００８−１３５７００号公報 特開２００９−１７０６０４号公報 特開２０１４−４１９１７号公報

特許文献１〜４の技術では、III族窒化物系の半導体層におけるｐ型不純物を注入した領域を、ｐ型半導体へと効果的に活性化させることができないという問題があった。そのため、III族窒化物系のｐ型半導体をイオン注入によって効果的に形成できる技術が望まれていた。そのほか、半導体装置においては、低コスト化、微細化、製造の容易化、省資源化、使い勝手の向上、耐久性の向上などが望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の一形態によれば、半導体装置の製造方法が提供される。この製造方法は、III族窒化物から主に成る半導体層に、イオン注入によってｐ型不純物を注入するイオン注入工程と；前記ｐ型不純物を注入した前記半導体層を、アンモニア（ＮＨ _３ ）を含有する第１の雰囲気ガスの中で、第１の温度に加熱する第１の加熱工程と；前記第１の加熱工程を行った前記半導体層を、酸素（Ｏ _２ ）を含有する第２の雰囲気ガスの中で、前記第１の温度より低い第２の温度に加熱する第２の加熱工程と；を備え；前記第１の雰囲気ガスは、アンモニア（ＮＨ _３ ）と水素（Ｈ _２ ）とを含有する。

（１）本発明の一形態によれば、半導体装置の製造方法が提供される。この製造方法は、III族窒化物から主に成る半導体層に、イオン注入によってｐ型不純物を注入するイオン注入工程と；前記ｐ型不純物を注入した前記半導体層を、アンモニア（ＮＨ_３）を含有する第１の雰囲気ガスの中で、第１の温度に加熱する第１の加熱工程と；前記第１の加熱工程を行った前記半導体層を、酸素（Ｏ_２）を含有する第２の雰囲気ガスの中で、前記第１の温度より低い第２の温度に加熱する第２の加熱工程とを備える。この形態によれば、第１の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の拡散を促進させた後、第２の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の定着を促進させることができる。したがって、イオン注入によってIII族窒化物系のｐ型半導体を効果的に形成できる。

（２）上記形態の製造方法において、前記第２の雰囲気ガスは、窒素（Ｎ_２）と酸素（Ｏ_２）とを含有してもよい。この形態によれば、第２の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の定着をいっそう促進させることができる。また、半導体層の表面からの窒素原子（Ｎ）の離脱を窒素（Ｎ_２）によって抑制できるため、ｎ型キャリア（自由電子）の発生を抑制できる。したがって、イオン注入によってIII族窒化物系のｐ型半導体をいっそう効果的に形成できる。

（３）上記形態の製造方法において、前記第２の温度は、５００℃以上８００℃以下であってもよい。この形態によれば、第２の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の定着を十分に促進させることができる。

（４）上記形態の製造方法において、前記第１の温度は、９００℃以上１４００℃以下であってもよい。この形態によれば、第１の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の拡散を十分に促進させることができる。

（５）上記形態の製造方法において、前記イオン注入工程は、前記ｐ型不純物として、マグネシウム原子（Ｍｇ）とベリリウム原子（Ｂｅ）との少なくとも一方を、イオン注入によって前記半導体層に注入する工程であってもよい。この形態によれば、マグネシウム原子（Ｍｇ）とベリリウム原子（Ｂｅ）との少なくとも一方をｐ型不純物として含有するIII族窒化物系のｐ型半導体をイオン注入によって効果的に形成できる。

（６）上記形態の製造方法において、前記イオン注入工程は、イオン注入によって前記ｐ型不純物とともに酸素原子（Ｏ）を前記半導体層に共注入する工程であってもよい。この形態によれば、第１の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の拡散をいっそう促進させるとともに、第２の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の定着をいっそう促進させることができる。

（７）上記形態の製造方法において、前記第１の雰囲気ガスは、アンモニア（ＮＨ_３）と窒素（Ｎ_２）とを含有してもよい。この形態によれば、半導体層の表面からの窒素原子（Ｎ）の離脱を窒素（Ｎ_２）によって抑制できるため、ｎ型キャリア（自由電子）の発生を抑制できる。したがって、イオン注入によってIII族窒化物系のｐ型半導体をいっそう効果的に形成できる。

（８）上記形態の製造方法において、前記第１の雰囲気ガスは、アンモニア（ＮＨ_３）と水素（Ｈ_２）とを含有してもよい。この形態によれば、第１の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の拡散をいっそう促進させることができる。

（９）上記形態の製造方法において、前記第１の加熱工程は、１分以上３０分以下の間、前記ｐ型不純物を注入した前記半導体層を、前記第１の雰囲気ガスの中で前記第１の温度に加熱する工程であってもよい。この形態によれば、第１の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の拡散を十分に促進させることができる。

（１０）上記形態の製造方法において、前記第２の加熱工程は、１分以上１５分以下の間、前記第１の加熱工程を行った前記半導体層を、前記第２の雰囲気ガスの中で前記第２の温度に加熱する工程であってもよい。この形態によれば、第２の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の定着を十分に促進させることができる。

（１１）上記形態の製造方法において、更に、前記イオン注入工程に先立って、前記半導体層にスルー絶縁膜を形成する工程を備え、前記イオン注入工程は、前記スルー絶縁膜を介して前記半導体層にイオン注入によって前記ｐ型不純物を注入する工程であってもよい。この形態によれば、半導体層に注入されるｐ型不純物の分布をスルー絶縁膜によって調整できる。また、イオン注入による半導体層の表面汚染をスルー絶縁膜によって抑制できる。

（１２）上記形態の製造方法において、前記第１の加熱工程を行った後に前記第２の加熱工程を行う工程を、複数回繰り返してもよい。この形態によれば、イオン注入によってIII族窒化物系のｐ型半導体をいっそう効果的に形成できる。

（１３）上記形態の製造方法において、更に、前記イオン注入工程に先立って、結晶成長によって前記半導体層の上にｐ型半導体層を形成する工程を備え、前記イオン注入工程は、前記ｐ型半導体層を介して前記半導体層にイオン注入によって前記ｐ型不純物を注入する工程であってもよい。この形態によれば、イオン注入後にｐ型半導体層を半導体層の上に再成長させる場合と比較して、ｐ型半導体層の再成長界面にｎ型不純物が混入することによる不具合を防止できる。また、イオン注入によるｐ型半導体領域と、結晶成長によるｐ型半導体層との接触抵抗（コンタクト抵抗）を抑制できる。

（１４）本発明の一形態によれば、半導体装置が提供される。この半導体装置は、ｎ型不純物を含有するｎ型半導体層と；前記ｎ型半導体層の一部に対するイオン注入によって形成され、ｐ型不純物を含有するｐ型半導体領域とを備え、前記ｐ型半導体領域において、前記ｐ型不純物の濃度は、前記ｎ型不純物の濃度より高いとともに、水素原子（Ｈ）の濃度は、前記ｐ型不純物の濃度より低い。この形態によれば、イオン注入によって形成されたｐ型半導体領域をｐ型半導体として機能させることができる。

（１５）上記形態の半導体装置において、前記ｐ型半導体領域における前記ｐ型不純物の濃度は、前記ｎ型不純物の濃度に対して１００倍以上であってもよい。この形態によれば、イオン注入によって形成されたｐ型半導体領域をｐ型半導体として十分に機能させることができる。

（１６）上記形態の半導体装置において、前記ｐ型半導体領域における水素原子（Ｈ）の濃度は、２×１０^１７ｃｍ^−３以下であってもよい。この形態によれば、イオン注入によって形成されたｐ型半導体領域をｐ型半導体として十分に機能させることができる。

本発明は、半導体装置およびその製造方法以外の種々の形態で実現することも可能であり、例えば、上記形態の半導体装置を備える電力変換装置、上記形態の半導体装置が組み込まれた電気機器、並びに、上記形態の半導体装置を製造する製造装置などの形態で実現できる。

本願発明によれば、第１の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の拡散を促進させた後、第２の加熱工程において半導体層の内部へのｐ型不純物の定着を促進させることができる。したがって、イオン注入によってIII族窒化物系のｐ型半導体を効果的に形成できる。

電力変換装置の構成を示す説明図である。 第１実施形態における半導体装置の構成を模式的に示す断面図である。 第１実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるｐ型半導体領域の形成工程を示す工程図である。 ｐ型半導体領域を形成する様子を示す説明図である。 ｐ型半導体領域を形成する様子を示す説明図である。 ｐ型半導体領域を形成する様子を示す説明図である。 ｐ型半導体領域を形成する様子を示す説明図である。 ｐ型半導体領域を形成する様子を示す説明図である。 第１の加熱工程においてｐ型注入領域で発生する反応を示す説明図である。 第２の加熱工程においてｐ型注入領域で発生する反応を示す説明図である。 第２実施形態におけるｐ型半導体領域の形成工程を示す工程図である。 第３実施形態における半導体装置の構成を模式的に示す断面図である。 第３実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程図である。 第３実施形態においてｐ型半導体領域を形成する様子を示す説明図である。 第３実施形態においてｐ型半導体領域を形成する様子を示す説明図である。

Ａ．第１実施形態
Ａ−１．電力変換装置の構成
図１は、電力変換装置１０の構成を示す説明図である。電力変換装置１０は、交流電源Ｅから負荷Ｒに供給される電力を変換する装置である。電力変換装置１０は、交流電源Ｅの力率を改善する力率改善回路の構成部品として、半導体装置１００と、制御回路２００と、４つのダイオードＤ１と、コイルＬと、ダイオードＤ２と、キャパシタＣとを備える。

電力変換装置１０において、４つのダイオードＤ１は、交流電源Ｅの交流電圧を整流するダイオードブリッジＤＢを構成する。ダイオードブリッジＤＢは、直流側の端子として、正極出力端Ｔｐと、負極出力端Ｔｎとを有する。コイルＬは、ダイオードブリッジＤＢの正極出力端Ｔｐに接続されている。ダイオードＤ２のアノード側は、コイルＬを介して正極出力端Ｔｐに接続されている。ダイオードＤ２のカソード側は、キャパシタＣを介して負極出力端Ｔｎに接続されている。負荷Ｒは、キャパシタＣと並列に接続されている。

電力変換装置１０の半導体装置１００は、ＦＥＴ（Field-Effect Transistor）である。半導体装置１００のソース側は、負極出力端Ｔｎに接続されている。半導体装置１００のドレイン側は、コイルＬを介して正極出力端Ｔｐに接続されている。半導体装置１００のゲート側は、制御回路２００に接続されている。電力変換装置１０の制御回路２００は、交流電源Ｅの力率が改善されるように、負荷Ｒに出力される電圧、および、ダイオードブリッジＤＢにおける電流に基づいて、半導体装置１００のソース−ドレイン間の電流を制御する。

Ａ−２．半導体装置の構成
図２は、第１実施形態における半導体装置１００の構成を模式的に示す断面図である。図２には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。図２のＸＹＺ軸のうち、Ｘ軸は、図２の紙面左から紙面右に向かう軸である。＋Ｘ軸方向は、紙面右に向かう方向であり、−Ｘ軸方向は、紙面左に向かう方向である。図２のＸＹＺ軸のうち、Ｙ軸は、図２の紙面手前から紙面奥に向かう軸である。＋Ｙ軸方向は、紙面奥に向かう方向であり、−Ｙ軸方向は、紙面手前に向かう方向である。図２のＸＹＺ軸のうち、Ｚ軸は、図２の紙面下から紙面上に向かう軸である。＋Ｚ軸方向は、紙面上に向かう方向であり、−Ｚ軸方向は、紙面下に向かう方向である。図２のＸＹＺ軸は、他の図のＸＹＺ軸に対応する。

本実施形態では、半導体装置１００は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いて形成されたＧａＮ系の半導体装置である。本実施形態では、半導体装置１００は、縦型トレンチＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。本実施形態では、半導体装置１００は、電力制御に用いられ、パワーデバイスとも呼ばれる。

半導体装置１００は、基板１１０と、ｎ型半導体層１１２と、ｐ型半導体領域１１３と、ｐ型半導体層１１４と、ｎ型半導体層１１６とを備える。半導体装置１００は、これらの半導体層に形成された構造として、トレンチ１２２と、リセス１２４とを有する。半導体装置１００は、更に、絶縁膜１３０と、ゲート電極１４２と、ボディ電極１４４と、ソース電極１４６と、ドレイン電極１４８とを備える。

半導体装置１００の基板１１０は、Ｘ軸およびＹ軸に沿って広がる板状を成す半導体である。本実施形態では、基板１１０は、窒化ガリウム（ＧａＮ）から主に成る。本明細書の説明において、「窒化ガリウム（ＧａＮ）から主に成る」とは、モル分率において窒化ガリウム（ＧａＮ）を９０％以上含有することを意味する。本実施形態では、基板１１０は、ケイ素（Ｓｉ）をドナー元素として含有するｎ型半導体である。本実施形態では、基板１１０に含まれるケイ素（Ｓｉ）濃度の平均値は、約１×１０^１８ｃｍ^−３である。

半導体装置１００のｎ型半導体層１１２は、ｎ型の特性を有する半導体である。本実施形態では、ｎ型半導体層１１２は、基板１１０の＋Ｚ軸方向側に位置し、Ｘ軸およびＹ軸に沿って広がる。本実施形態では、ｎ型半導体層１１２は、窒化ガリウム（ＧａＮ）から主に成る。本実施形態では、ｎ型半導体層１１２は、ケイ素（Ｓｉ）をドナー元素（ｎ型不純物）として含有する。本実施形態では、ｎ型半導体層１１２に含まれるケイ素（Ｓｉ）濃度の平均値は、約１×１０^１７ｃｍ^−３以下であり、例えば、１×１０^１６ｃｍ^−３である。本実施形態では、ｎ型半導体層１１２の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、２０μｍ（マイクロメートル）以下であり、１５μｍ以下が好ましく、例えば、１０μｍである。

半導体装置１００のｐ型半導体領域１１３は、ｎ型半導体層１１２の一部に対するイオン注入によって形成された領域である。ｐ型半導体領域１１３における半導体は、主にｐ型の特性を有する。本実施形態では、ｐ型半導体領域１１３は、トレンチ１２２から離れた位置に形成され、ｎ型半導体層１１２およびｐ型半導体層１１４に隣接する。本実施形態では、ｐ型半導体領域１１３は、ｎ型半導体層１１２と同様に、窒化ガリウム（ＧａＮ）から主に成る。本実施形態では、ｐ型半導体領域１１３は、マグネシウム（Ｍｇ）をアクセプタ元素（ｐ型不純物）として含有する。ｐ型半導体領域１１３において、ｐ型不純物の濃度は、ｎ型不純物の濃度より高いとともに、水素原子（Ｈ）の濃度は、ｐ型不純物の濃度より低い。本実施形態では、ｐ型半導体領域１１３におけるｐ型不純物の濃度は、ｎ型不純物の濃度に対して１００倍以上である。本実施形態では、ｐ型半導体領域１１３における水素原子（Ｈ）の濃度は、２×１０^１７ｃｍ^−３以下である。

半導体装置１００のｐ型半導体層１１４は、ｐ型の特性を有する半導体である。本実施形態では、ｐ型半導体層１１４は、ｎ型半導体層１１２およびｐ型半導体領域１１３の＋Ｚ軸方向側に位置し、Ｘ軸およびＹ軸に沿って広がる。本実施形態では、ｐ型半導体層１１４は、窒化ガリウム（ＧａＮ）から主に成る。本実施形態では、ｐ型半導体層１１４は、マグネシウム（Ｍｇ）をアクセプタ元素として含有する。本実施形態では、ｐ型半導体層１１４に含まれるマグネシウム（Ｍｇ）濃度の平均値は、約４×１０^１８ｃｍ^−３である。本実施形態では、ｐ型半導体層１１４の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、約１．０μｍである。

半導体装置１００のｎ型半導体層１１６は、ｎ型の特性を有する半導体である。本実施形態では、ｎ型半導体層１１６は、ｐ型半導体層１１４の＋Ｚ軸方向側に位置し、Ｘ軸およびＹ軸に沿って広がる。本実施形態では、ｎ型半導体層１１６は、窒化ガリウム（ＧａＮ）から主に成る。本実施形態では、ｎ型半導体層１１６は、ケイ素（Ｓｉ）をドナー元素として含有する。本実施形態では、ｎ型半導体層１１６に含まれるケイ素（Ｓｉ）濃度の平均値は、約３×１０^１８ｃｍ^−３である。本実施形態では、ｎ型半導体層１１６の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、約０．２μｍである。

半導体装置１００のトレンチ１２２は、ｎ型半導体層１１６の＋Ｚ軸方向側からｐ型半導体層１１４を貫通しｎ型半導体層１１２にまで落ち込んだ溝部である。本実施形態では、トレンチ１２２は、各半導体層に対するドライエッチングによって形成された構造である。

半導体装置１００のリセス１２４は、ｎ型半導体層１１６の＋Ｚ軸方向側からｐ型半導体層１１４にわたって窪んだ凹部である。本実施形態では、リセス１２４は、各半導体層に対するドライエッチングによって形成された構造である。

半導体装置１００の絶縁膜１３０は、トレンチ１２２の内側に形成され、電気絶縁性を有する膜である。本実施形態では、絶縁膜１３０は、トレンチ１２２の内側から外側にわたって形成されている。本実施形態では、絶縁膜１３０は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）から主に成る。

半導体装置１００のゲート電極１４２は、絶縁膜１３０を介してトレンチ１２２の内側に形成された電極である。本実施形態では、ゲート電極１４２は、トレンチ１２２の内側に加え、トレンチ１２２の外側にわたって形成されている。本実施形態では、ゲート電極１４２は、アルミニウム（Ａｌ）から主に成る。ゲート電極１４２に電圧が印加された場合、ｐ型半導体層１１４に反転層が形成され、この反転層がチャネルとして機能することによって、ソース電極１４６とドレイン電極１４８との間に導通経路が形成される。

半導体装置１００のボディ電極１４４は、リセス１２４に形成され、ｐ型半導体層１１４にオーミック接触する電極である。本実施形態では、ボディ電極１４４は、パラジウム（Ｐｄ）から主に成る層を積層した後に熱処理を加えた電極である。

半導体装置１００のソース電極１４６は、ｎ型半導体層１１６にオーミック接触する電極である。本実施形態では、ソース電極１４６は、ボディ電極１４４の上からｎ型半導体層１１６の＋Ｚ軸方向側の表面にわたって形成されている。他の実施形態では、ソース電極１４６は、ボディ電極１４４から離れた部位に形成されていてもよい。本実施形態では、ソース電極１４６は、チタン（Ｔｉ）から主に成る層にアルミニウム（Ａｌ）から主に成る層を積層した後に熱処理を加えた電極である。

半導体装置１００のドレイン電極１４８は、基板１１０の−Ｚ軸方向側の表面にオーミック接触する電極である。本実施形態では、ドレイン電極１４８は、チタン（Ｔｉ）から主に成る層にアルミニウム（Ａｌ）から主に成る層を積層した後に熱処理を加えた電極である。

Ａ−３．半導体装置の製造方法
図３は、第１実施形態における半導体装置１００の製造方法を示す工程図である。まず、製造者は、基板１１０の上にｎ型半導体層１１２を結晶成長によって形成する（工程Ｐ１１０）。本実施形態では、製造者は、基板１１０における＋Ｚ軸方向側の表面にｎ型半導体層１１２を形成する。本実施形態では、製造者は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）によってｎ型半導体層１１２を形成する。

ｎ型半導体層１１２を形成した後（工程Ｐ１１０）、製造者は、イオン注入によってｎ型半導体層１１２の一部にｐ型半導体領域１１３を形成する（工程Ｐ１２０）。本実施形態では、製造者は、ｎ型半導体層１１２における＋Ｚ軸方向側の一部にｐ型半導体領域１１３を形成する。

図４は、第１実施形態におけるｐ型半導体領域１１３の形成工程（工程Ｐ１２０）を示す工程図である。図５、図６、図７、図８および図９は、ｐ型半導体領域１１３を形成する様子を示す説明図である。

ｐ型半導体領域１１３の形成工程（工程Ｐ１２０）において、製造者は、ｎ型半導体層１１２における＋Ｚ軸方向側の表面にスルー絶縁膜９１２を形成する（工程Ｐ１２１、図５を参照）。これによって、製造者は、製造途中にある半導体装置１００として、スルー絶縁膜９１２が形成された半導体装置１００ａを得る。本実施形態では、製造者は、スパッタ法によってスルー絶縁膜９１２を形成する。本実施形態では、スルー絶縁膜９１２は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）から主に成る。本実施形態では、スルー絶縁膜９１２の厚さは、約３０ｎｍ（ナノメートル）である。スルー絶縁膜９１２は、後工程のイオン注入によってｎ型半導体層１１２の表面側に注入されるｐ型不純物の濃度を調整するダミー層として機能するとともに、イオン注入によるｎ型半導体層１１２の表面汚染を防止する。他の実施形態では、製造者は、スルー絶縁膜９１２を形成しなくてもよい。

スルー絶縁膜９１２を形成した後（工程Ｐ１２１）、製造者は、イオン注入用マスク９１４を形成する（工程Ｐ１２２、図６を参照）。本実施形態では、製造者は、スルー絶縁膜９１２の上にイオン注入用マスク９１４を形成する。これによって、製造者は、製造途中にある半導体装置１００として、イオン注入用マスク９１４が形成された半導体装置１００ｂを得る。本実施形態では、製造者は、スパッタ法または有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって成膜後、リソグラフィ法を用いて不要な部分をエッチングすることによってイオン注入用マスク９１４を形成する。本実施形態では、イオン注入用マスク９１４は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から主になる。イオン注入用マスク９１４は、イオン注入によるｐ型不純物の注入を部分的に阻止可能であればよく、他の実施形態では、フォトレジストであってもよいし、絶縁膜であってもよい。他の実施形態では、スルー絶縁膜９１２を形成しない場合、製造者は、イオン注入用マスク９１４をｎ型半導体層１１２の上に直接的に形成してもよい。

イオン注入用マスク９１４を形成した後（工程Ｐ１２２）、製造者は、イオン注入によってｎ型半導体層１１２にｐ型不純物を注入する（工程Ｐ１２３、図７を参照）。本実施形態では、製造者は、＋Ｚ軸方向側からスルー絶縁膜９１２を通じてｎ型半導体層１１２にｐ型不純物を注入する。これによって、＋Ｚ軸方向側におけるｎ型半導体層１１２の一部には、ｐ型不純物が注入された領域であるｐ型注入領域１１３ｐが形成される。製造者は、製造途中にある半導体装置１００として、スルー絶縁膜９１２の下にｐ型注入領域１１３ｐが形成された半導体装置１００ｃを得る。

本実施形態では、ｐ型不純物は、マグネシウム原子（Ｍｇ）である。他の実施形態では、ｐ型不純物は、ベリリウム原子（Ｂｅ）であってもよい。他の実施形態では、製造者は、イオン注入によってｐ型不純物とともに酸素原子（Ｏ）をｎ型半導体層１１２に共注入してもよい。これによって、後工程の加熱処理において、ｎ型半導体層１１２へのｐ型不純物の拡散および定着をいっそう促進させることができる。

ｐ型不純物を注入した後（工程Ｐ１２３）、製造者は、半導体装置１００ｃからイオン注入用マスク９１４を除去する（工程Ｐ１２４）。本実施形態では、製造者は、エッチングによってイオン注入用マスク９１４を除去する。

イオン注入用マスク９１４を除去した後（工程Ｐ１２４）、製造者は、更にスルー絶縁膜９１２を除去する（工程Ｐ１２５、図８を参照）。本実施形態では、製造者は、エッチングによってスルー絶縁膜９１２を除去する。これによって、製造者は、製造途中にある半導体装置１００として、ｎ型半導体層１１２の一部にｐ型注入領域１１３ｐが形成された半導体装置１００ｄを得る。

スルー絶縁膜９１２を除去した後（工程Ｐ１２５）、製造者は、半導体装置１００ｄに対して第１の加熱工程を行う（工程Ｐ１２６）。第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）において、製造者は、アンモニア（ＮＨ３）を含有する第１の雰囲気ガスの中で、第１の温度Ｔ１に半導体装置１００ｄを加熱する。本実施形態では、製造者は、半導体装置１００ｄを載置した炉の中に流量３０ｓｌｍでアンモニア（ＮＨ３）を供給することによって、半導体装置１００ｄの周囲に第１の雰囲気ガスを形成する。その後、製造者は、第１の雰囲気ガスの中で、第１の温度Ｔ１として１０５０℃に半導体装置１００ｄを加熱する。その後、製造者は、１０分間、第１の温度Ｔ１で半導体装置１００ｄを保持する。

図１０は、第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）においてｐ型注入領域１１３ｐで発生する反応を示す説明図である。図１０（ａ）に示すように、第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）において、第１の雰囲気ガスに含まれるアンモニア（ＮＨ_３）は、ｐ型注入領域１１３ｐの表面において熱分解される。これによって、ＮＨ_２ラジカルおよびＨラジカルが発生する。なお、ＮＨ_２ラジカルの一部が更に熱分解されることによって、Ｎラジカルも発生する。第１の雰囲気ガスから発生したＮＨ_２ラジカルおよびＨラジカルは、ｐ型注入領域１１３ｐに存在するマグネシウム原子（Ｍｇ）と反応する。これによって、Ｍｇ−Ｈ結合が形成される（プロトン付与反応）。マグネシウム原子（Ｍｇ）は、Ｍｇ−Ｈ結合を形成することによって、ｐ型注入領域１１３ｐの内部を移動（マイグレーション）しやすくなる。

また、図１０（ｂ）に示すように、第１の雰囲気ガスから発生したＮＨ_２ラジカルおよびＨラジカルは、ｐ型注入領域１１３ｐの内部に存在するガリウム原子（Ｇａ）と反応する。これによって、Ｇａ−Ｈ結合が形成される（プロトン付与反応）。ガリウム原子（Ｇａ）は、Ｇａ−Ｈ結合を形成することによって、ｐ型注入領域１１３ｐを移動（マイグレーション）しやすくなる。これによって、ｐ型注入領域１１３ｐにおいてガリウム原子（Ｇａ）が格子点から移動しやすくなり、空孔が形成されやすくなる。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）の各反応によって、ガリウム原子（Ｇａ）の格子点にマグネシウム原子（Ｍｇ）が入りやすくなる。その結果、ｐ型注入領域１１３ｐの内部へのマグネシウム原子（Ｍｇ）の拡散が促進される。

イオン注入によってｐ型不純物とともに酸素原子（Ｏ）をｎ型半導体層１１２に共注入した場合、ｐ型注入領域１１３ｐには酸素原子（Ｏ）が存在する。その酸素原子（Ｏ）が、図１０（ｃ）に示すように、ｐ型注入領域１１３ｐの内部に存在するガリウム原子（Ｇａ）と反応することによって、Ｇａ−Ｏ結合が形成される。ガリウム原子（Ｇａ）は、Ｇａ−Ｏ結合を形成することによって、ｐ型注入領域１１３ｐの内部を移動（マイグレーション）しやすくなる。これによって、ｐ型注入領域１１３ｐにおいてガリウム原子（Ｇａ）が格子点から更に移動しやすくなり、空孔がいっそう形成されやすくなる。

第１の雰囲気ガスは、アンモニア（ＮＨ_３）に加え、窒素（Ｎ_２）を含有してもよい。これによって、ｐ型注入領域１１３ｐの表面からの窒素原子（Ｎ）の離脱を窒素（Ｎ_２）によって抑制できるため、ｐ型注入領域１１３ｐにおけるｎ型キャリア（自由電子）の発生を抑制できる。この場合、アンモニア（ＮＨ_３）の流量は、第１の雰囲気ガスの全体流量の半分以上であることが好ましい。

第１の雰囲気ガスは、アンモニア（ＮＨ_３）に加え、水素（Ｈ_２）を含有してもよい。これによって、ｐ型注入領域１１３ｐの内部へのマグネシウム原子（Ｍｇ）の拡散をいっそう促進させることができる。この場合、アンモニア（ＮＨ_３）の流量は、第１の雰囲気ガスの全体流量の半分以上であることが好ましい。

ｐ型注入領域１１３ｐにおいてｐ型不純物の拡散を促進させる観点から、第１の温度Ｔ１は、９００℃以上であることが好ましい。ｐ型注入領域１１３ｐにおける表面の損傷を防止する観点から、第１の温度Ｔ１は、１４００℃以下であることが好ましい。ｐ型不純物の拡散促進と、表面の損傷防止とを両立させる観点から、第１の温度Ｔ１は、１０５０℃以上１１５０℃以下であることがいっそう好ましい。

ｐ型不純物の拡散促進と、表面の損傷防止とを両立させる観点から、第１の温度Ｔ１で半導体装置１００ｄを保持する時間は、１分以上３０分以下であることが好ましい。

図４の説明に戻り、第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）を行った後、製造者は、半導体装置１００ｄに対して第２の加熱工程を行う（工程Ｐ１２９）。第２の加熱工程（工程Ｐ１２９）において、製造者は、酸素（Ｏ２）を含有する第２の雰囲気ガスの中で、第１の温度Ｔ１より低い第２の温度Ｔ２に半導体装置１００ｄを加熱する。本実施形態では、製造者は、半導体装置１００ｄを載置した炉の中に、流量１００ｓｌｍで窒素（Ｎ２）を供給するとともに流量２ｓｌｍで酸素（Ｏ２）を供給することによって、半導体装置１００ｄの周囲に第２の雰囲気ガスを形成する。その後、製造者は、第２の雰囲気ガスの中で、第２の温度Ｔ２として７００℃に半導体装置１００ｄを加熱する。その後、製造者は、５分間、第２の温度Ｔ２で半導体装置１００ｄを保持する。

図１１は、第２の加熱工程（工程Ｐ１２９）においてｐ型注入領域１１３ｐで発生する反応を示す説明図である。図１１（ａ）に示すように、第２の加熱工程（工程Ｐ１２９）において、第２の雰囲気ガスに含まれる酸素（Ｏ_２）は、Ｏラジカルへと熱分解される。第２の雰囲気ガスから発生したＯラジカルは、ｐ型注入領域１１３ｐに存在するＭｇ−Ｈ結合と反応する。これによって、マグネシウム原子（Ｍｇ）から水素原子（Ｈ）が離脱するとともに（脱水素反応）、Ｏ−Ｈ結合が形成される。このＯ−Ｈ結合は、他のＭｇ−Ｈ結合との間で更なる脱水素反応を引き起こす。

図１１（ｂ）に示すように、第２の加熱工程（工程Ｐ１２９）において、第２の雰囲気ガスに含まれる窒素（Ｎ_２）は、Ｎラジカルへと熱分解される。第２の雰囲気ガスから発生したＮラジカルは、ｐ型注入領域１１３ｐに存在するＭｇ−Ｈ結合と反応する。これによって、マグネシウム原子（Ｍｇ）から水素原子（Ｈ）が離脱するとともに（脱水素反応）、Ｎ−Ｈ結合が形成される。このＮ−Ｈ結合は、他のＭｇ−Ｈ結合との間で更なる脱水素反応を引き起こす。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）の各反応によって、ｐ型注入領域１１３ｐの表面における水素濃度が低下することから、ｐ型注入領域１１３ｐに水素濃度勾配が発生する。この水素濃度勾配によって、ｐ型注入領域１１３ｐの内部から表面へと水素原子（Ｈ）が移動するため、マグネシウム原子（Ｍｇ）から水素原子（Ｈ）を効果的に離脱させることができる。これによって、ガリウム原子（Ｇａ）の格子点へのマグネシウム原子（Ｍｇ）の定着が促進される。

第２の雰囲気ガスは、酸素（Ｏ_２）に加えて窒素（Ｎ_２）を含有してもよいし、窒素（Ｎ_２）を含有しなくてもよい。第２の雰囲気ガスが窒素（Ｎ_２）を含有する場合、窒素（Ｎ_２）の流量は、酸素（Ｏ_２）の流量以上であってもよいし、酸素（Ｏ_２）の流量より少なくてもよい。第２の雰囲気ガスが窒素（Ｎ_２）を含有する場合、ｐ型注入領域１１３ｐの表面からの窒素原子（Ｎ）の離脱を窒素（Ｎ_２）によって抑制できるため、ｐ型注入領域１１３ｐにおけるｎ型キャリア（自由電子）の発生を抑制できる。

ｐ型不純物からの水素原子（Ｈ）の離脱を促進させる観点から、第２の温度Ｔ２は、５００℃以上であることが好ましい。ｐ型注入領域１１３ｐにおける表面の損傷を防止する観点から、第２の温度Ｔ２は、８００℃以下であることが好ましい。

ｐ型不純物の定着促進と、表面の損傷防止とを両立させる観点から、第２の温度Ｔ２で半導体装置１００ｄを加熱する時間は、１分以上１５分以下であることが好ましい。

第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）および第２の加熱工程（工程Ｐ１２９）を経て、製造者は、製造途中にある半導体装置１００として、ｐ型半導体領域１１３が形成された半導体装置１００ｅを得る（図９を参照）。

図３の説明に戻り、ｐ型半導体領域１１３を形成した後（工程Ｐ１２０）、製造者は、ｎ型半導体層１１２およびｐ型半導体領域１１３の上に、ｐ型半導体層１１４を形成する（工程Ｐ１３０）。本実施形態では、製造者は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によってｐ型半導体層１１４を形成する。

ｐ型半導体層１１４を形成した後（工程Ｐ１３０）、製造者は、ｐ型半導体層１１４の上にｎ型半導体層１１６を形成する（工程Ｐ１４０）。本実施形態では、製造者は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によってｎ型半導体層１１６を形成する。

ｎ型半導体層１１６を形成した後（工程Ｐ１４０）、製造者は、エッチングによってトレンチ１２２およびリセス１２４を形成する（工程Ｐ１５０）。本実施形態では、製造者は、ドライエッチングによってトレンチ１２２およびリセス１２４を形成する。

トレンチ１２２およびリセス１２４を形成した後（工程Ｐ１５０）、製造者は、絶縁膜１３０を形成する（工程Ｐ１６０）。本実施形態では、製造者は、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）によって絶縁膜１３０を形成する。

絶縁膜１３０を形成した後（工程Ｐ１６０）、製造者は、ゲート電極１４２、ボディ電極１４４、ソース電極１４６およびドレイン電極１４８を形成する（工程Ｐ１７０）。これらの工程を経て、半導体装置１００が完成する。

Ａ−４．効果
以上説明した第１実施形態によれば、第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）においてｎ型半導体層１１２の内部へのｐ型不純物の拡散を促進させた後、第２の加熱工程（工程Ｐ１２９）においてｎ型半導体層１１２の内部へのｐ型不純物の定着を促進させることができる。したがって、イオン注入によって窒化ガリウム（ＧａＮ）系のｐ型半導体領域１１３を効果的に形成できる。

また、ｎ型半導体層１１２にスルー絶縁膜９１２を形成した後（工程Ｐ１２１）、スルー絶縁膜を９１２介してｎ型半導体層１１２にイオン注入によってｐ型不純物を注入するため（工程Ｐ１２３）、ｎ型半導体層１１２に注入されるｐ型不純物の分布をスルー絶縁膜９１２によって調整できる。また、イオン注入によるｎ型半導体層１１２の表面汚染をスルー絶縁膜９１２によって抑制できる。

Ｂ．第２実施形態
図１２は、第２実施形態におけるｐ型半導体領域１１３の形成工程（工程Ｐ１２０Ｂ）を示す工程図である。第２実施形態は、図４の形成工程（工程Ｐ１２０）に代えて図１２の形成工程（工程Ｐ１２０Ｂ）を実施する点を除き、第１実施形態と同様である。第２実施形態では、第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）を行った後に第２の加熱工程（工程Ｐ１２９）を行う工程を複数回繰り返す点を除き、第１実施形態と同様である。第２実施形態によれば、イオン注入によって窒化ガリウム（ＧａＮ）系のｐ型半導体領域１１３をいっそう効果的に形成できる。

Ｃ．第３実施形態
図１３は、第３実施形態における半導体装置１００Ｃの構成を模式的に示す断面図である。半導体装置１００Ｃは、リセス１２４に代えてリセス１２４Ｃを有し、リセス１２４Ｃに合わせて各部の形状が異なる点を除き、第１実施形態の半導体装置１００と同様である。半導体装置１００Ｃのリセス１２４Ｃは、第１実施形態のリセス１２４より−Ｚ軸方向側に深く形成されている点を除き、第１実施形態のリセス１２４と同様である。

図１４は、第３実施形態における半導体装置１００Ｃの製造方法を示す工程図である。図１５および図１６は、第３実施形態においてｐ型半導体領域１１３を形成する様子を示す説明図である。

まず、製造者は、基板１１０の上に、ｎ型半導体層１１２、ｐ型半導体層１１４およびｎ型半導体層１１６を結晶成長によって形成する（工程Ｐ１１０Ｃ）。本実施形態では、製造者は、基板１１０における＋Ｚ軸方向側の表面にｎ型半導体層１１２を形成する。その後、製造者は、ｎ型半導体層１１２における＋Ｚ軸方向側の表面にｐ型半導体層１１４を形成する。その後、製造者、ｐ型半導体層１１４における＋Ｚ軸方向側の表面にｎ型半導体層１１６を形成する。本実施形態では、製造者は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）によってｎ型半導体層１１２、ｐ型半導体層１１４およびｎ型半導体層１１６を形成する。

各半導体層を形成した後（工程Ｐ１１０Ｃ）、製造者は、ｐ型半導体層１１４およびｎ型半導体層１１６にエッチングによってリセス１２４Ｃを形成する（工程Ｐ１１５Ｃ、図１５を参照）。本実施形態では、製造者は、ドライエッチングによってリセス１２４Ｃを形成する。これによって、製造者は、製造途中にある半導体装置１００Ｃとして、ｐ型半導体層１１４およびｎ型半導体層１１６にリセス１２４Ｃが形成された半導体装置１００Ｃａを得る。

リセス１２４Ｃを形成した後（工程Ｐ１１５Ｃ）、製造者は、イオン注入によってｎ型半導体層１１２の一部にｐ型半導体領域１１３を形成する（工程Ｐ１２０Ｃ）。本実施形態では、ｐ型半導体領域１１３を形成する工程（工程Ｐ１２０Ｃ）は、スルー絶縁膜９１２およびイオン注入用マスク９１４を形成および除去する工程（工程Ｐ１２１，Ｐ１２２，Ｐ１２４，Ｐ１２５）を実施しない点、ならびに、リセス１２４Ｃにおけるｐ型半導体層１１４を通じてｎ型半導体層１１２にｐ型不純物を注入する点を除き、第１実施形態におけるｐ型半導体領域１１３を形成する工程（工程Ｐ１２０）と同様である。これによって、製造者は、製造途中にある半導体装置１００Ｃとして、リセス１２４Ｃの下にｐ型半導体領域１１３が形成された半導体装置１００Ｃｂを得る。

ｐ型半導体領域１１３を形成した後（工程Ｐ１２０Ｃ）、製造者は、エッチングによってトレンチ１２２を形成する（工程Ｐ１５０Ｃ）。本実施形態では、製造者は、ドライエッチングによってトレンチ１２２を形成する。

トレンチ１２２を形成した後（工程Ｐ１５０Ｃ）、製造者は、第１実施形態と同様に、絶縁膜１３０を形成する（工程Ｐ１６０）。その後、製造者は、第１実施形態と同様に、ゲート電極１４２、ボディ電極１４４、ソース電極１４６およびドレイン電極１４８を形成する（工程Ｐ１７０）。これらの工程を経て、半導体装置１００Ｃが完成する。

以上説明した第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、イオン注入によって窒化ガリウム（ＧａＮ）系のｐ型半導体領域１１３を効果的に形成できる。また、イオン注入によるｐ型半導体領域１１３と、結晶成長によるｐ型半導体層１１４との接触抵抗（コンタクト抵抗）を抑制できる。

また、イオン注入後にｐ型半導体層１１４をｎ型半導体層１１２の上に再成長させる第１実施形態と比較して、ｐ型半導体層１１４の再成長界面にｎ型不純物が混入することによる不具合を防止できる。その結果、半導体装置１００Ｃの耐電圧を向上させることができる。

Ｄ．他の実施形態
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

本発明が適用される半導体装置は、上述の実施形態で説明した縦型トレンチＭＯＳＦＥＴに限られず、イオン注入によって形成されたｐ型半導体を備える半導体装置であればよく、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＥＳＦＥＴ（metal-semiconductor field effect transistor）などであってもよい。

上述の実施形態において、基板の材質は、窒化ガリウム（ＧａＮ）に限らず、ケイ素（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）および炭化ケイ素（ＳｉＣ）などのいずれであってもよい。

上述の実施形態において、各半導体層の材質は、窒化ガリウム（ＧａＮ）に限らず、III族窒化物（例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）など）であればよい。

上述の実施形態において、ｎ型半導体層に含まれるドナー元素は、ケイ素（Ｓｉ）に限らず、ゲルマニウム（Ｇｅ）、酸素（Ｏ）などであってもよい。

上述の実施形態において、ｐ型半導体層に含まれるアクセプタ元素は、マグネシウム（Ｍｇ）に限らず、亜鉛（Ｚｎ）、炭素（Ｃ）などであってもよい。

上述の実施形態において、絶縁膜１３０の材質は、電気絶縁性を有する材質であればよく、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の他、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、酸窒化ジルコニウム（ＺｒＯＮ）、酸窒化ハフニウム（ＨｆＯＮ）などの少なくとも１つであってもよい。絶縁膜１３０は、単層であってもよいし、２層以上であってもよい。絶縁膜１３０を形成する手法は、ＡＬＤに限らず、ＥＣＲスパッタ法およびプラズマＣＶＤなどの他の手法であってもよい。

上述の実施形態において、各電極の材質は、上述の実施形態の材質に限らず、他の材質であってもよい。

上述の実施形態において、イオン注入用マスク９１４を除去する工程（工程Ｐ１２４）は、第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）を行った後に実施されてもよい。スルー絶縁膜９１２の除去を容易にする観点からは、上述の実施形態のように、第１の加熱工程（工程Ｐ１２６）を行った後にイオン注入用マスク９１４を除去する工程（工程Ｐ１２４）を行うことが好ましい。

１０…電力変換装置
１００…半導体装置
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ…半導体装置
１００Ｃ…半導体装置
１００Ｃａ，１００Ｃｂ…半導体装置
１１０…基板
１１２…ｎ型半導体層
１１３…ｐ型半導体領域
１１３ｐ…ｐ型注入領域
１１４…ｐ型半導体層
１１６…ｎ型半導体層
１２２…トレンチ
１２４…リセス
１２４Ｃ…リセス
１３０…絶縁膜
１４２…ゲート電極
１４４…ボディ電極
１４６…ソース電極
１４８…ドレイン電極
２００…制御回路
９１２…スルー絶縁膜
９１４…イオン注入用マスク
Ｃ…キャパシタ
Ｄ１…ダイオード
Ｄ２…ダイオード
ＤＢ…ダイオードブリッジ
Ｅ…交流電源
Ｌ…コイル
Ｒ…負荷
Ｔｎ…負極出力端
Ｔｐ…正極出力端

Claims (12)

1. 半導体装置の製造方法であって、
   III族窒化物から主に成る半導体層に、イオン注入によってｐ型不純物を注入するイオン注入工程と、
   前記ｐ型不純物を注入した前記半導体層を、アンモニア（ＮＨ_３）を含有する第１の雰囲気ガスの中で、第１の温度に加熱する第１の加熱工程と、
   前記第１の加熱工程を行った前記半導体層を、酸素（Ｏ_２）を含有する第２の雰囲気ガスの中で、前記第１の温度より低い第２の温度に加熱する第２の加熱工程と
   を備え、
   前記第１の雰囲気ガスは、アンモニア（ＮＨ _３ ）と水素（Ｈ _２ ）とを含有する、半導体装置の製造方法。
2. 前記第２の雰囲気ガスは、窒素（Ｎ_２）と酸素（Ｏ_２）とを含有する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記第２の温度は、５００℃以上８００℃以下である、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記第１の温度は、９００℃以上１４００℃以下である、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記イオン注入工程は、前記ｐ型不純物として、マグネシウム原子（Ｍｇ）とベリリウム原子（Ｂｅ）との少なくとも一方を、イオン注入によって前記半導体層に注入する工程である、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記イオン注入工程は、イオン注入によって前記ｐ型不純物とともに酸素原子（Ｏ）を前記半導体層に共注入する工程である、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記第１の雰囲気ガスは、アンモニア（ＮＨ_３）と窒素（Ｎ_２）とを含有する、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記第１の加熱工程は、１分以上３０分以下の間、前記ｐ型不純物を注入した前記半導体層を、前記第１の雰囲気ガスの中で前記第１の温度に加熱する工程である、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記第２の加熱工程は、１分以上１５分以下の間、前記第１の加熱工程を行った前記半導体層を、前記第２の雰囲気ガスの中で前記第２の温度に加熱する工程である、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法であって、
    更に、前記イオン注入工程に先立って、前記半導体層にスルー絶縁膜を形成する工程を備え、
    前記イオン注入工程は、前記スルー絶縁膜を介して前記半導体層にイオン注入によって前記ｐ型不純物を注入する工程である、半導体装置の製造方法。
11. 前記第１の加熱工程を行った後に前記第２の加熱工程を行う工程を、複数回繰り返す請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法であって、
    更に、前記イオン注入工程に先立って、結晶成長によって前記半導体層の上にｐ型半導体層を形成する工程を備え、
    前記イオン注入工程は、前記ｐ型半導体層を介して前記半導体層にイオン注入によって前記ｐ型不純物を注入する工程である、半導体装置の製造方法。

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