(57)【要約】【課題】動作をより安定にすることができる半導体装置、基板、半導体装置の製造方法、及び、基板の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、半導体装置は、炭化珪素を含む基体と、炭化珪素及び第１元素を含む第１半導体領域と、炭化珪素及び第１元素を含む第２半導体領域と、を含む。第１元素は、Ｎ及びＰよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。第１半導体領域は、基体と第２半導体領域との間に設けられる。第１半導体領域は、第１中間領域と、第１中間領域と第２半導体領域との間に設けられた第２中間領域と、第２中間領域と第２半導体領域との間に設けられた第３中間領域と、を含む。第１〜第３中間領域における第１元素の濃度は、第１〜第３濃度である。第２濃度は、第１濃度よりも低く、第３濃度よりも低い。【選択図】図１
2020096004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素を含む基体と、
炭化珪素及び第１元素を含む第１半導体領域と、
炭化珪素及び前記第１元素を含む第２半導体領域と、
を備え、
前記第１元素は、Ｎ及びＰよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
前記第１半導体領域は、前記基体と前記第２半導体領域との間に設けられ、
前記第１半導体領域は、
第１中間領域と、
前記第１中間領域と前記第２半導体領域との間に設けられた第２中間領域と、
前記第２中間領域と前記第２半導体領域との間に設けられた第３中間領域と、
を含み、
前記第１中間領域における前記第１元素の濃度は、第１濃度であり、
前記第２中間領域における前記第１元素の濃度は、第２濃度であり、
前記第３中間領域における前記第１元素の濃度は、第３濃度であり、
前記第２濃度は、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、前記第２濃度は、前記第１濃度よりも低く、前記第３濃度よりも低く、
前記第２条件において、前記第１濃度は、前記第１中間領域に含まれる第２元素の第４濃度よりも高く、前記第２濃度は、前記第２中間領域における前記第２元素の第５濃度よりも高く、前記第３濃度は、前記第３中間領域における前記第２元素の第６濃度よりも高く、前記第２濃度と前記第５濃度との第２差は、前記第１濃度と前記第４濃度との第１差よりも小さく、前記第３濃度と前記第６濃度との第３差よりも小さく、
前記第２元素は、Ｂ及びＡｌよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む、半導体装置。
【請求項２】
前記第２半導体領域における前記第１元素の第７濃度は、第３条件及び第４条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第３条件において、前記第７濃度は、前記第３濃度よりも低く、
前記第４条件において、前記第７濃度は、前記第２半導体領域における前記第２元素の第８濃度よりも高い、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第７濃度は、前記第１濃度よりも低い、または、
前記第７濃度と前記第８濃度との第４差は、前記第１差以下である、請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第４差は、前記第１差の０．０００１倍以上１倍以下である、請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記基体における前記第１元素の第９濃度は、第５条件及び第６条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第５条件において、前記第９濃度は、前記第７濃度よりも高く、
前記第６条件において、前記第９濃度は、前記基体における前記第２元素の第１０濃度よりも高く、前記第９濃度と前記第１０濃度との第５差は、前記第４差よりも大きい、請求項３または４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第３差は、前記第２差の０．０１倍以上１０００倍以下である、請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１差は、前記第２差の０．０１倍以上１０００００倍以下である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基体は、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第３元素を含み、
前記第１中間領域は、前記第３元素を含まない、または、前記第１中間領域における前記第３元素の濃度は、前記基体における前記第３元素の濃度よりも低い、請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項９】
第１電極と、
第２電極と、
をさらに備え、
前記第１電極と前記第２電極との間に、前記基体が設けられ、
前記基体と前記第２電極との間に前記第１半導体領域が設けられ、
前記第１半導体領域と前記第２電極との間に前記第２半導体領域が設けられた、請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
炭化珪素を含む第３半導体領域と、
第１電極と、
第２電極と、
をさらに備え、
前記第１半導体領域及び前記第２半導体領域は、ｎ形であり、
前記第３半導体領域は、ｐ形であり、
前記基体と前記第３半導体領域との間に前記第１半導体領域が設けられ、
前記第１半導体領域と前記第３半導体領域との間に前記第２半導体領域が設けられ、
前記第１電極は、前記基体と電気的に接続され、
前記第２電極は、前記第３半導体領域と電気的に接続された、請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１１】
炭化珪素を含む第３半導体領域と、
炭化珪素を含む第４半導体領域と、
第１電極と、
第２電極と、
第３電極と、
絶縁部と、
をさらに備え、
前記第１半導体領域、前記第２半導体領域及び前記第４半導体領域は、ｎ形であり、
前記第３半導体領域は、ｐ形であり、
前記基体は、第１方向において、前記第１電極と、前記第２電極の少なくとも一部と、の間、及び、前記第１電極と前記第３電極との間に設けられ、
前記第２半導体領域は、第１部分及び第２部分を含み、
前記第１部分は、前記第１方向において、前記基体と、前記第２電極の前記少なくとも一部と、の間にあり、
前記第２部分は、前記第１方向において、前記基体と、前記第３電極と、の間にあり、
前記第３半導体領域は、第３部分及び第４部分を含み、
前記第３部分は、前記第１方向において、前記第１部分と、前記第２電極の前記少なくとも一部と、の間にあり、
前記第４部分の前記第１方向と交差する第２方向における位置は、前記第２部分の前記第２方向における位置と、前記第３部分の前記第２方向における位置と、の間にあり、
前記第４半導体領域は、前記第１方向において、前記第３部分と、前記第２電極の前記少なくとも一部と、の間にあり、
前記第４半導体領域は、前記第２電極と電気的に接続され、
前記第４部分の一部は、前記第２方向において、前記第２部分の一部と前記第４半導体領域と、の間にあり、
前記絶縁部の少なくとも一部は、前記第２部分と前記第３電極との間にある、請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第２中間領域におけるキャリア濃度は、５×１０１４ｃｍ−３以上５×１０１６ｃｍ−３以下である、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第１中間領域から前記第２半導体領域への方向に沿う前記第２中間領域の厚さは、０．２μｍ以上５μｍ以下である、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１４】
炭化珪素を含む基体と、
炭化珪素及び第１元素を含む第１半導体領域と、
炭化珪素及び前記第１元素を含む第２半導体領域と、
を備え、
前記第１元素は、Ｎ及びＰよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
前記第１半導体領域は、前記基体と前記第２半導体領域との間に設けられ、
前記第１半導体領域は、
第１中間領域と、
前記第１中間領域と前記第２半導体領域との間に設けられた第２中間領域と、
前記第２中間領域と前記第２半導体領域との間に設けられた第３中間領域と、
、を含み、
前記第１中間領域における前記第１元素の濃度は、第１濃度であり、
前記第２中間領域における前記第１元素の濃度は、第２濃度であり、
前記第３中間領域における前記第１元素の濃度は、第３濃度であり、
前記第２濃度は、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、前記第２濃度は、前記第１濃度よりも低く、前記第３濃度よりも低く、
前記第２条件において、前記第１濃度は、前記第１中間領域に含まれる第２元素の第４濃度よりも高く、前記第２濃度は、前記第２中間領域における前記第２元素の第５濃度よりも高く、前記第３濃度は、前記第３中間領域における前記第２元素の第６濃度よりも高く、前記第２濃度と前記第５濃度との第２差は、前記第１濃度と前記第４濃度との第１差よりも小さく、前記第３濃度と前記第６濃度との第３差よりも小さく、
前記第２元素は、Ｂ及びＡｌよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む、基板。
【請求項１５】
炭化珪素を含む基体に、炭化珪素及び第１元素を含む第１中間領域を形成する工程と、
前記第１中間領域に、炭化珪素及び前記第１元素を含む第２中間領域を形成する工程と、
前記第２中間領域の前記形成の前記工程の後に、基底面転位を検査する工程と、
前記検査する工程の後の前記第２中間領域に、炭化珪素及び前記第１元素を含む第３中間領域を形成して、前記第１中間領域、前記第２中間領域及び前記第３中間領域を含む第１半導体領域を形成する工程と、
前記第１半導体領域に、炭化珪素及び前記第１元素を含む第２半導体領域を形成する工程と、
を備え、
前記第１元素は、Ｎ及びＰよりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
前記第１中間領域における前記第１元素の濃度は、第１濃度であり、
前記第２中間領域における前記第１元素の濃度は、第２濃度であり、
前記第３中間領域における前記第１元素の濃度は、第３濃度であり、
前記第２濃度は、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、前記第２濃度は、前記第１濃度よりも低く、前記第３濃度よりも低く、
前記第２条件において、前記第１濃度は、前記第１中間領域に含まれる第２元素の第４濃度よりも高く、前記第２濃度は、前記第２中間領域における前記第２元素の第５濃度よりも高く、前記第３濃度は、前記第３中間領域における前記第２元素の第６濃度よりも高く、前記第２濃度と前記第５濃度との第２差は、前記第１濃度と前記第４濃度との第１差よりも小さく、前記第３濃度と前記第６濃度との第３差よりも小さく、
前記第２元素は、Ｂ及びＡｌよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記基体、前記第１半導体領域、及び、前記第２半導体領域を含む構造体を複数の素子に分離する工程をさらに備え、
前記複数の素子の１つは、前記基底面転位を前記検査する前記工程で検出された前記基底面転位を含み、
前記複数の素子の別の１つは、前記基底面転位を前記検査する前記工程で検出された前記基底面転位を含まず、
前記複数の素子の前記別の１つを用いて前記半導体装置を製造することを含む、請求項１５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記複数の素子の前記１つを用いないことを含む、請求項１６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記基底面転位を前記検査する前記工程は、フォトルミネッセンスによる光を検出することを含む、請求項１５〜１７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第２半導体領域における前記第１元素の第７濃度は、第３条件及び第４条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第３条件において、前記第７濃度は、前記第３濃度よりも低く、
前記第４条件において、前記第７濃度は、前記第２半導体領域における前記第２元素の第８濃度よりも高い、請求項１５〜１８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記基体における前記第１元素の第９濃度は、第５条件及び第６条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第５条件において、前記第９濃度は、前記第７濃度よりも高く、
前記第６条件において、前記第９濃度は、前記基体における前記第２元素の第１０濃度よりも高く、前記第９濃度と前記第１０濃度との第５差は、前記第７濃度と前記第８濃度との第４差よりも大きい、請求項１９記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置、基板、及び、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）を含む基板を用いた半導体装置がある。半導体装置において、動作が安定であることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１０７１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、動作をより安定にすることができる半導体装置、基板、及び、半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、半導体装置は、炭化珪素を含む基体と、炭化珪素及び第１元素を含む第１半導体領域と、炭化珪素及び前記第１元素を含む第２半導体領域と、を含む。前記第１元素は、Ｎ及びＰよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。前記第１半導体領域は、前記基体と前記第２半導体領域との間に設けられる。前記第１半導体領域は、第１中間領域と、前記第１中間領域と前記第２半導体領域との間に設けられた第２中間領域と、前記第２中間領域と前記第２半導体領域との間に設けられた第３中間領域と、を含む。前記第１中間領域における前記第１元素の濃度は、第１濃度である。前記第２中間領域における前記第１元素の濃度は、第２濃度である。前記第３中間領域における前記第１元素の濃度は、第３濃度である。前記第２濃度は、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たす。前記第１条件において、前記第２濃度は、前記第１濃度よりも低く、前記第３濃度よりも低い。前記第２条件において、前記第１濃度は、前記第１中間領域に含まれる第２元素の第４濃度よりも高く、前記第２濃度は、前記第２中間領域における前記第２元素の第５濃度よりも高く、前記第３濃度は、前記第３中間領域における前記第２元素の第６濃度よりも高く、前記第２濃度と前記第５濃度との第２差は、前記第１濃度と前記第４濃度との第１差よりも小さく、前記第３濃度と前記第６濃度との第３差よりも小さい。前記第２元素は、Ｂ及びＡｌよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る基板及び半導体装置を例示するグラフ図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｈ）は、半導体装置の製造方法を例示する模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。
【図８】図８は、実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）  
図１は、第１実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。  
図１に例示する基板２１０（例えばウェーハ）は、半導体装置１１０の一部となる。基板２１０を用いて、半導体装置となる構造体が形成される。この構造体を分割することで、半導体装置１１０が得られる。基板２１０は、炭化珪素（ＳｉＣ）を含む。
【０００９】
図１に示すように、実施形態に係る基板２１０（及び半導体装置１１０）は、基体１０ｓ、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０を含む。
【００１０】
基体１０ｓは、炭化珪素（ＳｉＣ）を含む。基体１０ｓは、例えば、ＳｉＣ基板である。基体１０ｓは、例えば、ＳｉＣバルク単結晶基板である。１つの例において、基体１０ｓに含まれるＳｉＣは、４Ｈ−ＳｉＣである。基体１０ｓの導電形は、任意である。以下では、基体１０ｓの導電形は、ｎ形とする。
【００１１】
第１半導体領域１０は、炭化珪素及び第１元素を含む。第２半導体領域２０も、炭化珪素及び第１元素を含む。第１元素は、例えば、Ｎ及びＰよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０は、ｎ形である。第１元素は、ｎ形の不純物である。第２半導体領域２０は、例えば、ドリフト層の少なくとも一部となる。
【００１２】
第１半導体領域１０は、基体１０ｓと第２半導体領域２０との間に設けられる。
【００１３】
基体１０ｓから第２半導体領域２０への方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１４】
基体１０ｓは、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がる。第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０は、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がる層状である。Ｚ軸方向は、例えば、基体１０ｓ、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０の厚さ方向（深さ方向）に対応する。
【００１５】
基体１０ｓにおいて、炭化珪素の［０００１］方向は、Ｚ軸方向に実質的に沿う。［０００１］方向は、Ｚ軸方向に対して傾斜しても良い。炭化珪素の（０００１）面は、Ｘ−Ｙ平面に実質的に沿う。（０００１）面は、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜しても良い。
【００１６】
例えば、（０００１）面と、Ｘ−Ｙ平面と、の間の角度は、「オフ角θ１」に対応する。［０００１］方向を方向Ｄｃとする。「オフ角θ１」は、方向ＤｃとＺ軸方向との間の角度に対応する。実施形態において、「オフ角θ１」は、例えば、０度以上１０度以下である。「オフ角θ１」は、例えば、１度以上５度以下でも良い。例えば、「オフ角θ１」は、例えば、約４度である。
【００１７】
第１半導体領域１０は、第１中間領域１１、第２中間領域１２及び第３中間領域１３を含む。第２中間領域１２は、第１中間領域１１と第２半導体領域２０との間に設けられる。第３中間領域１３は、第２中間領域１２と第２半導体領域３０との間に設けられる。
【００１８】
第１中間領域１１、第２中間領域１２及び第３中間領域１３のそれぞれは、炭化珪素及び第１元素を含む。第１中間領域１１、第２中間領域１２及び第３中間領域１３のそれぞれは、ｎ形である。
【００１９】
第１半導体領域１０（第１中間領域１１、第２中間領域１２及び第３中間領域１３の少なくともいずれか）は、第２元素をさらに含んでも良い。第２半導体領域２０は、第２元素をさらに含んでも良い。第２元素は、Ｂ及びＡｌよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。第２元素は、ｐ形の不純物である。これらの領域が、第１元素及び第２元素の両方を含む場合においても、これらの領域は、ｎ形である。
【００２０】
図１に示すように、基体１０ｓ中に、基底面転位Ｂ１（ＢＰＤ：basal plane dislocation）が存在する。一般に、基体１０ｓ中に、複数の基底面転位Ｂ１がある。複数の基底面転位Ｂ１の多くは、例えば、基体１０ｓと第１中間領域１１の界面の近傍で、貫通刃状転位Ｔ１（ＴＥＤ：threading edge dislocation）になる。しかし、複数の基底面転位Ｂ１の一部は、第１半導体領域１０に伝搬する場合がある。
【００２１】
例えば、半導体装置１１０（例えばパワーデバイス）の動作時において、第２半導体領域２０の側から基体１０ｓに向かってホール（ｐ形の場合は電子）が移動する。ホール（ｐ形の場合は電子）が基底面転位Ｂ１に届くと、基底面転位Ｂ１に基づいて生じる積層欠陥が拡張する場合がある。積層欠陥が拡張すると、半導体装置の動作特性が変化する。例えば、抵抗が増大する。例えば、オン電圧が上昇する。
【００２２】
既に説明したように、基体１０ｓと第１中間領域１１の界面の近傍で貫通刃状転位Ｔ１に変換されなかった基底面転位Ｂ１は、第１中間領域１１に伝搬する。第１中間領域１１中で、複数の基底面転位Ｂ１の一部は、貫通刃状転位Ｔ１に変換される。第１中間領域１１は、例えば、転位変換層として機能する。しかしながら、第１中間領域１１における、基底面転位Ｂ１から貫通刃状転位Ｔ１への変換効率は、１００％ではない。このため、変換されなかった基底面転位Ｂ１は、第２半導体領域２０へ向けて伝搬する。
【００２３】
実施形態においては、後述するように、第３中間領域１３におけるｎ形のキャリア濃度は高い。これにより、ホールは、第３中間領域１３中で電子と再結合して消失する。これにより、積層欠陥の拡張が抑制される。これにより、半導体装置の動作特性の変化が抑制できる。第３中間領域１３において、例えば、キャリアが消滅しやすくなる。第３中間領域１３は、例えば、短ライフタイム層として機能する。
【００２４】
このように、第１中間領域１１により、基底面転位Ｂ１から貫通刃状転位Ｔ１への変換を促進し、第３中間領域１３において、再結合によりキャリアが消滅しやすくなる。しかしながら、このような構成によっても、基底面転位Ｂ１に基づいて生じる積層欠陥の拡張の抑制は、実用的には、不十分である。
【００２５】
このため、基板２１０（及び半導体装置１１０）の製造工程中に、基底面転位Ｂ１の状態を検査し、基底面転位Ｂ１（欠陥）が生じている部分を除いて半導体装置１１０を製造することが考えられる。
【００２６】
基底面転位Ｂ１の検査として、フォトルミネッセンスを用いることが考えられる。例えば、製造途中の基板２１０に紫外光などを照射すると、基板２１０中の状態に応じた光が得られる。例えば、基底面転位Ｂ１（欠陥）と、正常な部分と、では、生じる光の状態が異なる。例えば、製造途中の基板２１０に紫外光を照射し、発生する光（例えば近赤外光）の画像を処理することで、基板２１０中の基底面転位Ｂ１の位置が特定できる。例えば、基底面転位Ｂ１に対応する部分では、周りとは明るさが異なる像が得られる。このような方法により、基底面転位Ｂ１を検査することができる。
【００２７】
しかしながら、発明者の実験によると、複数の窒化珪素層が積層され、複数の窒化珪素層に含まれる１つの層における不純物の濃度が高い場合、基底面転位Ｂ１の検査が困難になることが分かった。例えば、上記のようなフォトルミネッセンスによる検査において、高不純物濃度層よりも下側に位置する層に基底面転位Ｂ１が存在しても、基底面転位Ｂ１に対応する像が不鮮明になることが分かった。これは、高不純物濃度層による光のスペクトルの変化が、基底面転位Ｂ１に基づくスペクトルの変化を覆ってしまうことが原因であると考えられる。または、１つの層において不純物の濃度が高いと、検査において入射した紫外線（紫外光）からＰＬ光が効率的に生じない場合があると考えられる。例えば、紫外光のエネルギーが層内の欠陥または不純物などにが捕らわれ、紫外光が有効に基底面転位Ｂ１に届きにくくなる。これらの原因により、不純物の濃度が高い場合、基底面転位Ｂ１の検査が困難になると考えられる。
【００２８】
実施形態においては、第１中間領域１１と第３中間領域１３との間に、不純物の濃度が低い第２中間領域１２が設けられる。これにより、後述するように、例えば、基体１０ｓの上に、第１中間領域１１及び第２中間領域１２を設けた状態で、基底面転位Ｂ１の状態を検査することができる。第２中間領域１２における不純物の濃度は低いため、第１中間領域１１（及び基体１０ｓ）における基底面転位Ｂ１の状態が検査可能になる。そして、検査後の第２中間領域１２の上に、不純物濃度の高い第３中間領域１３を形成することで、電子正孔対の再結合が生じやすくなり、積層欠陥の拡張が抑制できる。
【００２９】
実施形態によれば、動作をより安定にすることができる半導体装置及び基板が提供できる。
【００３０】
例えば、第２中間領域１２におけるｎ形の不純物濃度を第１中間領域１１及び第３中間領域１３のそれぞれにおけるそれよりも低くすることで、基底面転位Ｂ１の検査が容易になる。例えば、第２中間領域１２におけるｎ形の不純物濃度とｐ形の不純物濃度との差を、第１中間領域１１及び第３中間領域１３のそれぞれにおけるそれよりも小さくすることで、基底面転位Ｂ１の検査が容易になる。例えば、第２中間領域１２におけるｎ形の不純物濃度及びｐ形の不純物の濃度の合計を、第１中間領域１１及び第３中間領域１３のそれぞれのそれよりも低くすることで、基底面転位Ｂ１の検査が容易になる場合もある。
【００３１】
以下、基板２１０及び半導体装置１１０における不純物の濃度のプロファイルの例について、説明する。
【００３２】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る基板及び半導体装置を例示するグラフ図である。  
これらの図の横軸は、Ｚ軸方向における位置ｐＺである。図２（ａ）の縦軸は、第１元素の濃度ＣＮ１である。第１元素は、例えば窒素（Ｎ）である。図２（ｂ）の縦軸は、１つの領域における、第１元素の濃度ＣＮ１と、その１つの領域における第２元素の濃度と、の差ΔＣである。それぞれの領域において、第１元素の濃度ＣＮ１は、第２元素の濃度よりも高い。第２元素は、例えば、ホウ素（Ｂ）である。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、第１中間領域１１における第１元素（ｎ形の不純物であり、例えば、窒素）の濃度ＣＮ１は、第１濃度ｃ１である。第２中間領域１２における第１元素の濃度ＣＮ１は、第２濃度ｃ２である。第３中間領域１３における第１元素の濃度ＣＮ１は、第３濃度ｃ３である。
【００３４】
第２中間領域１２における第２濃度ｃ２は、以下の、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たす。
【００３５】
第１条件において、第２濃度ｃ２は、第１濃度ｃ１よりも低く、第３濃度ｃ３よりも低い（図２（ａ）参照）。
【００３６】
第２条件において、第１濃度ｃ１は、第１中間領域１１に含まれる第２元素の第４濃度よりも高い。第２濃度ｃ２は、第２中間領域１２における第２元素の第５濃度よりも高い。第３濃度ｃ３は、第３中間領域１３における第２元素の第６濃度よりも高い。第２濃度ｃ２と第５濃度との第２差ｄ２は、第１濃度ｃ１と第４濃度との第１差ｄ１よりも小さく、第３濃度ｃ３と第６濃度との第３差ｄ３よりも小さい（図２（ｂ）参照）。
【００３７】
例えば、第２中間領域１２におけるｎ形のキャリア濃度は、第１中間領域１１におけるｎ形のキャリア濃度よりも低い。第２中間領域１２におけるｎ形のキャリア濃度は、第３中間領域１３におけるｎ形のキャリア濃度よりも低い。
【００３８】
このように、第２中間領域１２における不純物の濃度が低いことで、第１中間領域１１（及び基体１０ｓ）における基底面転位Ｂ１の状態が検査できる。そして、検査後の第２中間領域１２の上に、不純物濃度の高い第３中間領域１３を形成することで、電子正孔対の再結合が生じやすくなり、積層欠陥の拡張が抑制できる。
【００３９】
実施形態において、第３差ｄ３は、第２差ｄ２の０．０１倍以上１０００倍以下である。第３差ｄ３が大きいことで、電子正孔対の再結合がより効果的に生じやすくなる。
【００４０】
第１差ｄ１は、第２差ｄ２０．０１１倍以上１０００００倍以下である。第２差ｄ２が十分に低いことで、第１中間領域１１を介しての、基底面転位Ｂ１の検査が安定して実施可能になる。
【００４１】
実施形態において、第２半導体領域２０における第１元素の第７濃度ｃ７（図２（ａ）参照）は、以下の、第３条件及び第４条件の少なくともいずれかを満たす。
【００４２】
第３条件において、第７濃度ｃ７は、第３濃度ｃ３よりも低い。
【００４３】
第４条件において、第７濃度ｃ７は、第２半導体領域２０における第２元素の第８濃度よりも高い。図２（ｂ）の例では、第７濃ｃ７度と第８濃度ｃ８との差（第４差ｄ４）は、第３差ｄ３よりも小さい。
【００４４】
例えば、第７濃度ｃ７は、第１濃度ｃ１よりも低い（図２（ａ）参照）。例えば、第４差ｄ４は、第１差ｄ１以下である（図２（ｂ）参照）。例えば、第４差ｄ４は、第１差ｄ１の０．０００１倍以上１倍以下である。第４差ｄ４が小さいことで、第２半導体領域２０におけるドリフト層としての所望の特性が得られる。第４差ｄ４は、第１差ｄ１よりも小さくても良い。
【００４５】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した例では、基体１０ｓがｎ形である。この場合、基体１０ｓにおける第１元素の第９濃度ｃ９は、以下の、第５条件及び第６条件の少なくともいずれかを満たす。
【００４６】
第５条件において、第９濃度ｃ９は、第７濃度ｃ７よりも高い（図２（ａ）参照）。
【００４７】
第６条件において、第９濃度ｃ９は、基体１０ｓにおける第２元素の第１０濃度よりも高い。第９濃度ｃ９と第１０濃度との第５差ｄ５は、第４差ｄ４よりも大きい。
【００４８】
後述するように、基体１０ｓがｐ形である場合、上記の第５条件及び第６条件は満たされない。
【００４９】
基体１０ｓは、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。第３元素は、例えば、基体１０ｓの製造工程において混入する不純物などに起因する。
【００５０】
一方、第１半導体領域１０（第１中間領域１１、第２中間領域１２及び第３中間領域１３）、及び、第２半導体領域２０は、基体１０ｓの上に、例えば、エピタキシャル成長される。このため、これらの領域における第３元素の濃度は、低い。
【００５１】
例えば、第１中間領域１１は、第３元素を含まない。または、第１中間領域１１における第３元素の濃度は、基体１０ｓにおける第３元素の濃度よりも低い。
【００５２】
例えば、第１中間領域１１は、第３元素を含まない。または、第１中間領域１１における第３元素の濃度は、基体１０ｓにおける第３元素の濃度よりも低い。例えば、第３元素の濃度の違いにより、第１中間領域１１が基体１０ｓと区別されても良い。例えば、基体１０ｓにおける第３元素（例えば（Ｔｉ））の濃度は、１×１０１５ｃｍ−３〜１×１０１７ｃｍ−３である。例えば、第１中間領域１１における第３元素（例えば（Ｔｉ））の濃度は、１×１０１２ｃｍ−３〜１×１０１３ｃｍ−３である。
【００５３】
例えば、第１中間領域１１において、第１元素（ｎ形の不純物）の第１濃度ｃ１は、例えば、５×１０１７ｃｍ−３以上、５×１０１８ｃｍ−３以下である。第１中間領域１１において、第２元素（ｐ形の不純物）の第４濃度は、例えば、１×１０１１ｃｍ−３以上、５×１０１４ｃｍ−３以下である。第１濃度ｃ１が５×１０１７ｃｍ−３以上５×１０１８ｃｍ−３以下であることにより、例えば、第１中間領域１１が、基体１０ｓとエピタキシャル成長層との間のバッファ層として機能する。例えば、第１中間領域１１の上に、結晶欠陥の少ないエピタキシャル成長層を形成し易くなる。
【００５４】
例えば、第２中間領域１２において、第１元素（ｎ形の不純物）の第２濃度ｃ２は、例えば、３×１０１５ｃｍ−３以上、１×１０１７ｃｍ−３以下である。第２中間領域１２において、第２元素（ｐ形の不純物）の第５濃度は、例えば、１×１０１１ｃｍ−３以上、５×１０１４ｃｍ−３以下である。第２濃度ｃ２が３×１０１５ｃｍ−３以上であることにより、例えば、抵抗の上昇を抑制することができる。第２濃度ｃ２が１×１０１７ｃｍ−３以下であることにより、例えば、基底面転位Ｂ１の状態の検査が容易になる。
【００５５】
例えば、第２中間領域１２におけるｎ形のキャリア濃度は、５×１０１４ｃｍ−３以上５×１０１６ｃｍ−３以下である。
【００５６】
例えば、第３中間領域１３において、第１元素（ｎ形の不純物）の第３濃度ｃ３は、例えば、５×１０１７ｃｍ−３以上、１×１０１９ｃｍ−３以下である。第３中間領域１３において、第２元素（ｐ形の不純物）の第６濃度は、例えば、１×１０１１ｃｍ−３以上、５×１０１４ｃｍ−３以下である。第３濃度ｃ３が５×１０１７ｃｍ−３以上であることにより、例えば、高いドーピング濃度により、キャリアライフタイムを低下することができる。第３濃度ｃ３が１×１０１９ｃｍ−３以下であることにより、例えば、結晶欠陥が増大しないエピタキシャル成長層が得やすくなる。
【００５７】
例えば、第２半導体領域２０において、第１元素（ｎ形の不純物）の第７濃度ｃ７は、例えば、１×１０１５ｃｍ−３以上、２×１０１６ｃｍ−３以下である。第２半導体領域２０において、第２元素（ｐ形の不純物）の第８濃度は、例えば、１×１０１１ｃｍ−３以上、５×１０１４ｃｍ−３以下である。第２半導体領域２０は、例えば、ドリフト層として機能する。上記の第７濃度ｃ７と適切な厚さとにより１００Ｖ以上１０００ｋＶ以下の耐圧が得やすくなる。
【００５８】
例えば、基体１０ｓにおいて、第１元素（ｎ形の不純物）の第９濃度ｃ９は、例えば、８×１０１７ｃｍ−３以上、８×１０１８ｃｍ−３以下である。基体１０ｓにおいて、第２元素（ｐ形の不純物）の第１０濃度は、例えば、１×１０１４ｃｍ−３以上、１×１０１６ｃｍ−３以下である。第９濃度ｃ９が８×１０１７ｃｍ−３以上であることにより、例えば、基体１０ｓの抵抗成分を、ドリフト層の抵抗成分よりも低くすることができる。第９濃度ｃ９が８×１０１８ｃｍ−３以下であることにより、例えば、結晶欠陥の増大を抑制できる。後述するように、基体は、ｐ形でも良い。
【００５９】
実施形態に係る１つの例において、第１中間領域１１における第１元素（ｎ形の不純物）の第１濃度ｃ１は、８×１０１７ｃｍ−３以上、２×１０１８ｃｍ−３以下であり、第２中間領域１２における第１元素（ｎ形の不純物）の第２濃度ｃ２は、８×１０１５ｃｍ−３以上、５×１０１６ｃｍ−３以下であり、第３中間領域１３における第１元素（ｎ形の不純物）の第３濃度ｃ３は、１×１０１８ｃｍ−３以上、９×１０１８ｃｍ−１８以下であり、第１〜第３中間領域１１〜１３における第３元素の濃度は、１×１０１５ｃｍ−３未満である。
【００６０】
実施形態に係る別の例において、第１中間領域１１における第１元素（ｎ形の不純物）の第１濃度ｃ１は、８×１０１７ｃｍ−３以上、２×１０１８ｃｍ−３以下であり、第２中間領域１２における第１元素（ｎ形の不純物）の第２濃度ｃ２は、８×１０１５ｃｍ−３以上、５×１０１６ｃｍ−３以下であり、第３中間領域１３における第１元素（ｎ形の不純物）の第３濃度ｃ３は、１×１０１７ｃｍ−３以上、９×１０１７ｃｍ−３以下である。第１及び第２中間領域１１及び１２における第３元素の濃度は、１×１０１５ｃｍ−３未満であり、第３中間領域１３における第３元素の濃度は、８×１０１４ｃｍ−３以上、２×１０１５ｃｍ−３以下である。
【００６１】
実施形態において、第２中間領域１２の厚さｔ１２（図１参照）は、例えば、０．２μｍ以上５μｍ以下である。厚さｔ１２は、０．５μｍ以上３μｍ以下でも良い。厚さｔ１２が５μｍ以下であるときに、抵抗の上昇が実質的に抑制できる。厚さｔ１２が０．２μｍ以上において、基底面転位Ｂ１を容易に検査できる。
【００６２】
実施形態において、第１中間領域１１の厚さｔ１１（図１参照）は、例えば、０．２μｍ以上３．０μｍ以下である。第３中間領域１３の厚さｔ１３（図１参照）は、例えば、１μｍ以上２０μｍ以下である。第２半導体領域２０の厚さｔ２０（図１参照）は、例えば、３μｍ以上２５０μｍ以下である。
【００６３】
（第２実施形態）  
第２実施形態は、半導体装置の製造方法に係る。第２実施形態は、基板の検査方法を含んでも良い。
【００６４】
図３は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。  
図４（ａ）〜図４（ｈ）は、半導体装置の製造方法を例示する模式図である。  
図４（ａ）、図４（ｃ）、図４（ｅ）及び図４（ｇ）は、断面図である。図４（ｂ）、図４（ｄ）、図４（ｆ）及び図４（ｈ）は、平面図である。
【００６５】
図３に示すように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、炭化珪素を含む基体１０ｓに、炭化珪素及び第１元素を含む第１中間領域１１を形成する工程（ステップＳ１１１）を含む。
【００６６】
この製造方法は、第１中間領域１１に、炭化珪素及び第１元素を含む第２中間領域１２を形成する工程（ステップＳ１１２）をさらに含む。
【００６７】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、基体１０ｓ、第１中間領域１１及び第２中間領域１２を含む構造体２１０Ｆが形成される。第１中間領域１１及び第２中間領域１２は、例えば、エピタキシャル成長により形成される。
【００６８】
図３に示すように、この製造方法は、第２中間領域１２の形成の工程（ステップＳ１１２）の後に、基底面転位Ｂ１を検査する工程（ステップＳ１１３）をさらに含む。例えば、基底面転位Ｂ１を検査する工程は、フォトルミネッセンスによる光を検出することを含む。フォトルミネッセンスによる検査において、例えば、波長が約３１３ｎｍの紫外線（紫外光）が照射される。例えば、フォトルミネッセンスにより生じた光が、例えば、長波長(近赤外域)パスフィルタなどを介して検出される。検出した信号が処理されて画像が得られる。
【００６９】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、例えば、光の画像を画像処理することで、異常部分ＤＲが検出できる。異常部分ＤＲの像の明るさは、他の部分（正常部分）の像の明るさとは異なる。異常部分ＤＲの位置は、基底面転位Ｂ１の位置に対応する。例えば、異常部分ＤＲの、構造体２１０Ｆ（基板２１０）中の位置が記録される。
【００７０】
図３に示すように、この製造方法は、検査する工程（ステップＳ１１３）の後の第２中間領域１２に、炭化珪素及び第１元素を含む第３中間領域１３を形成すること（ステップＳ１１４）をさらに含む。これにより、第１中間領域１１、第２中間領域１２及び第３中間領域１３を含む第１半導体領域１０が形成される。
【００７１】
図３に示すように、この製造方法は、第１半導体領域１０に、炭化珪素及び第１元素を含む第２半導体領域２０を形成する工程（ステップＳ１２０）をさらに含む。
【００７２】
図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示すように、異常部分ＤＲ（基底面転位Ｂ１）の上に、第３中間領域１３が形成され、さらに、第２半導体領域２０が形成される。
【００７３】
ステップＳ１１１〜Ｓ１１４は、第１半導体領域１０を形成する工程（ステップＳ１１０）に含まれる。
【００７４】
第１中間領域１１、第２中間領域１２、第３中間領域１３及び第２半導体領域２０の形成は、例えば、エピタキシャル成長により行われる。エピタキシャル成長において、シリコンを含む原料ガス、及び、炭素を含む原料ガスが用いられる。この他、キャリアが図（例えば水素）が用いられても良い。さらに、第１元素を含む原料ガスが用いられても良い。この他、必要に応じて、第２元素を含む原料ガスが用いられても良い。これらの領域において、不純物の導入は、不純物を含む原料ガスを用いることで、行われても良い。不純物の導入は、イオン注入により行われても良い。
【００７５】
シリコンを含む原料ガスは、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）を含む。炭素を含む原料ガスは、例えば、プロパン（Ｃ３Ｈ８）を含む。第１元素を含む原料ガスは、例えば、窒素ガス（Ｎ２）を含む。第２元素は、例えば、原料ガスに含まれる。これらの原料ガスは、水素をキャリアガスとして含んでも良い。
【００７６】
第１元素は、Ｎ及びＰよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。第２元素は、Ｂ及びＡｌよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。
【００７７】
第１中間領域１１、第２中間領域１２、第３中間領域１３及び第２半導体領域２０の形成（成長）の際の温度は、例えば、１５００℃以上１８００℃以下である。
【００７８】
本製造方法において、第１中間領域１１における第１元素の濃度は、第１濃度ｃ１である。第２中間領域１２における第１元素の濃度は、第２濃度ｃ２である。第３中間領域１３における第１元素の濃度は、第３濃度ｃ３である。第２濃度ｃ２は、既に説明した第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たす。
【００７９】
第２中間領域１２における不純物の濃度が低いため、第１中間領域１１（及び基体１０ｓ）における基底面転位Ｂ１の状態が検査可能になる。そして、検査後の第２中間領域１２の上に、不純物濃度の高い第３中間領域１３を形成することで、電子正孔対の再結合が生じ易くなり、積層欠陥の拡張が抑制できる。
【００８０】
実施形態によれば、動作をより安定にすることができる半導体装置の製造方法が提供できる。
【００８１】
図３に示すように、実施形態に係る製造方法は、構造体２１０Ｆを複数の素子に分離する工程（ステップＳ１３０）をさらに含んでも良い。構造体２１０Ｆは、基体１０ｓ、第１半導体領域１０、及び、第２半導体領域２０を含む。
【００８２】
図４（ｇ）及び図４（ｈ）に示すように、第１分離線ＬＮ１及び第２分離線ＬＮ２により、構造体２１０Ｆが、複数の素子（複数の領域）に分離される。
【００８３】
複数の素子の１つ（半導体装置１１０ｘ）は、基底面転位Ｂ１を検査する工程で検出された基底面転位Ｂ１（異常部分ＤＲ）を含む。
【００８４】
複数の素子の別の１つ（半導体装置１１０）は、基底面転位Ｂ１を検査する工程で検出された基底面転位Ｂ１（異常部分ＤＲ）を含まない。本製造方法は、複数の素子の上記の別の１つ（異常部分ＤＲを含まない素子）を用いて半導体装置１１０を製造することを含む。本製造方法は、複数の素子の上記の１つ（異常部分ＤＲを含む素子）を用いないことを含む。
【００８５】
本製造方法（検査方法）においては、製造途中の構造体２１０Ｆについて検査が行われる。非破壊検査が行われる。例えば、ＰＬ（photo Luminescence）法により、ＳｉＣのバンドギャップ以上の波長（例えば３１３ｎｍ）の光を用い、例えば、７５０ｎｍ以上のハイパスフィルタを用いて、基底面転位Ｂ１の検査を行う。このような検査により、完成後の半導体装置の特性への影響が抑制できる。
【００８６】
例えば、ｎ形半導体領域及びｐ形半導体領域を含むダイオード構造に関して検査を行う参考例が考えられる。この参考例においては、バイアス電圧が印加された状態で検査が行われる。このため、検査が、完成後の半導体装置の特性に悪影響を与える場合がある。
【００８７】
本製造方法において、第１実施形態に関して説明した構成が適用されても良い。
【００８８】
例えば、第２半導体領域２０における第１元素の第７濃度ｃ７は、上記の第３条件及び第４条件の少なくともいずれかを満たしても良い。基体１０ｓにおける第１元素の第９濃度ｃ９は、上記の第５条件及び第６条件の少なくともいずれかを満たしても良い。
【００８９】
第２実施形態において、第１実施形態に関して説明した不純物濃度及び厚さなどが適用されても良い。
【００９０】
以下、実施形態に係る半導体装置のいくつかの例について説明する。以下の説明において、基体１０ｓ、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０は、上記の構成をそれぞれ有する。
【００９１】
図５は、実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。  
図５に示すように、実施形態に係る半導体装置１２０は、基体１０ｓ、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０に加えて、第３半導体領域３０、第４半導体領域４０、第１電極５１、第２電極５２、第３電極５３、及び、絶縁部６１をさらに含む。
【００９２】
第３半導体領域３０及び第４半導体領域４０は、炭化珪素を含む。
【００９３】
第１半導体領域１０、第２半導体領域２０及び第４半導体領域４０は、ｎ形である。第３半導体領域３０は、ｐ形である。第４半導体領域４０は、第１元素を含む。第３半導体領域３０は、第２元素を含む。
【００９４】
第３半導体領域３０は、例えば、第２半導体領域２０の上に、エピタキシャル成長される。第３半導体領域３０は、例えば、第２半導体領域２０となる層の一部に第２元素がイオン注入されることにより、形成されても良い。第４半導体領域４０は、例えば、第２元素を含む領域の一部に第１元素がイオン注入されることにより、形成されても良い。
【００９５】
基体１０ｓは、第１方向（例えばＺ軸方向）において、第１電極５１と、第２電極５２の少なくとも一部と、の間、及び、第１電極５１と第３電極５３との間に設けられる。
【００９６】
第１電極５１は、基体１０ｓと電気的に接続される。
【００９７】
第２半導体領域２０は、第１部分２０ａ及び第２部分２０ｂを含む。第１部分２０ａは、第１方向（Ｚ軸方向）において、基体１０ｓと、第２電極５１の上記の少なくとも一部と、の間にある。第２部分２０ｂは、第１方向（Ｚ軸方向）において、基体１０ｓと、第３電極５３と、の間にある。
【００９８】
第３半導体領域３０は、第３部分３０ｃ及び第４部分３０ｄを含む。第３部分３０ｃは、第１方向（Ｚ軸方向）において、第１部分２０ａと、第２電極５２の上記の少なくとも一部と、の間にある。
【００９９】
第１方向と交差する１つの方向を第２方向とする。第２方向は、例えば、Ｘ軸方向である。第４部分３０ｄの第２方向（Ｘ軸方向）における位置は、第２部分２０ｂの第２方向（Ｘ軸方向）における位置と、第３部分３０ｃの第２方向（Ｘ軸方向）における位置と、の間にある。
【０１００】
第４半導体領域４０は、第１方向（Ｚ軸方向）において、第３部分３０ｃと、第２電極５２の上記の少なくとも一部と、の間にある。第４半導体領域４０は、第２電極５２と電気的に接続される。第４部分３０ｄの一部は、第２方向（Ｘ軸方向）において、第２部分２０ｂの一部と、第４半導体領域４０と、の間にある。
【０１０１】
絶縁部６１の少なくとも一部は、第２部分２０ｂと第３電極５３との間にある。
【０１０２】
第１電極５１は、例えば、ドレイン電極として機能する。第２電極５２は、例えば、ソース電極として機能する。第３電極５３は、例えば、ゲート電極として機能する。絶縁部６１は、例えば、ゲート絶縁膜として機能する。
【０１０３】
基体１０ｓがｎ形である場合、半導体装置１２０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。後述するように、基体１０ｓは、ｐ形でも良い。
【０１０４】
例えば、第２半導体領域２０は、例えば、ドリフト層に対応する。第２半導体領域２０は、例えば、ｎ−領域である。第３半導体領域３０は、例えば、ｐウエルに対応する。第４半導体領域４０は、例えば、ｎ＋ソースに対応する。
【０１０５】
この例では、絶縁部６１は、第４部分３０ｄと第３電極５３との間にある。絶縁部６１は、第４半導体領域４０と第３電極５３との間にある。
【０１０６】
この例では、第３半導体領域３０は、第３部分３０ｃ及び第４部分３０ｄに加えて、第５部分３０ｅをさらに含む。第４半導体領域４０は、第２方向（例えば、Ｘ軸方向）において、第４部分３０ｄと第５部分３０ｅとの間にある。第５部分３０ｅは、第２電極５２とさらに電気的に接続される。
【０１０７】
図６は、実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。  
図６に示すように、実施形態に係る半導体装置１２１は、基体１０ｓＡ、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０に加えて、第３半導体領域３０、第４半導体領域４０、第１電極５１、第２電極５２、第３電極５３、及び、絶縁部６１をさらに含む。この例では、基体１０ｓＡは、ｐ形である。これ以外の半導体装置１２１の構成は、例えば、半導体装置１２０の構成と同様である。半導体装置１２１は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。
【０１０８】
半導体装置１２０及び１２１において、基底面転位に起因する積層欠陥の拡張が抑制できる。これにより、動作特性の変動が抑制される。特性を安定にできる。例えば、Ｖｆ劣化を抑制できる。
【０１０９】
図６に示すように、実施形態に係る基板２２１は、基体１０ｓＡ、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０を含む。基体１０ｓＡは、炭化珪素を含む。基板２２１においては、基体１０ｓＡは、ｐ形である。
【０１１０】
図７は、実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。  
図７に示すように、半導体装置１３０は、基体１０ｓ、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０に加えて、第１電極５１及び第２電極５２をさらに含む。この例において、基体１０ｓは、ｎ形である。既に説明したように、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０もｎ形である。
【０１１１】
第１電極５１と第２電極５２との間に、基体１０ｓが設けられる。基体１０ｓと第２電極５２との間に、第１半導体領域１０が設けられる。第１半導体領域１０と第２電極５２との間に第２半導体領域２０が設けられる。
【０１１２】
例えば、第２電極５２は、第２半導体領域２０とショットキー接合する。半導体装置１３０は、例えば、ショットキーダイオードである。
【０１１３】
この例では、第２電極５２の１つの端部と第２半導体領域２０との間に、接合終端領域２０Ａが設けられている。第２電極５２の別の端部と第２半導体領域２０との間に、接合終端領域２０Ｂが設けられている。第１電極５１は、例えば、カソード電極である。第２電極５２は、例えば、アノード電極である。
【０１１４】
図８は、実施形態に係る基板及び半導体装置を例示する模式的断面図である。  
図８に示すように、半導体装置１３１は、基体１０ｓ、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０に加えて、第３半導体領域３０、第１電極５１及び第２電極５２をさらに含む。この例において、基体１０ｓは、ｎ形である。既に説明したように、第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０もｎ形である。第３半導体領域３０は、ｐ形である。第３半導体領域３０は、第２元素を含む。
【０１１５】
基体１０ｓと第３半導体領域３０との間に、第１半導体領域１０が設けられる。第１半導体領域１０と第３半導体領域３０との間に、第２半導体領域２０が設けられる。第１電極５１は、基体１０ｓと電気的に接続される。第２電極５２は、第３半導体領域３０と電気的に接続される。半導体装置１３１は、例えば、ｐｎ接合ダイオードである。
【０１１６】
半導体装置１３０及び１３１においても、基底面転位に起因する積層欠陥の拡張が抑制できる。これにより、動作特性の変動が抑制される。特性を安定にできる。例えば、順方向特性の劣化を抑制できる。
【０１１７】
実施形態において、第１電極５１及び第２電極５２の少なくともいずれかは、例えば、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１電極５１及び第２電極５２の少なくともいずれかは、例えば、上記の群から選択された少なくとも１つと、Ｓｉと、を含んでも良い。例えば、第３電極５３（例えばゲート電極）は、ＴｉＮ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｗ、及びＴａＳｉＮよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。絶縁部６１は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム及び酸化ハフニウムよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【０１１８】
実施形態によれば、動作をより安定にすることができる半導体装置、基板、及び、半導体装置の製造方法を提供することができる。
【０１１９】
実施形態において、不純物濃度に関する情報は、例えば、ＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry）などにより得られる。上記において、不純物濃度は、例えば、キャリア濃度でも良い。
【０１２０】
本願明細書において、「電気的に接続される状態」は、複数の導電体が物理的に接してこれら複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。「電気的に接続される状態」は、複数の導電体の間に、別の導電体が挿入されて、これらの複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。
【０１２１】
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【０１２２】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体装置に含まれる、基体、半導体領域、中間領域、電極及び絶縁部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１２３】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１２４】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体装置、基板及び半導体装置の製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体装置、基板及び半導体装置の製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１２５】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１２６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２７】
１０…第１半導体領域、  １０ｓ、１０ｓＡ…基体、  １１…第１中間領域、  １２…第２中間領域、  １３…第３中間領域、  ２０…第２半導体領域、  ２０Ａ、２０Ｂ…接合終端領域、  ２０ａ、２０ｂ…第１、第２部分、  ３０…第３半導体領域、  ３０ｃ〜３０ｅ…第３〜第５部分、  ４０…第４半導体領域、  ５１〜５３…第１〜第３電極、  ６１…絶縁部、  ΔＣ…差、  θ１…オフ角、  １１０、１１０ｘ、１２０、１２１、１３０、１３１…半導体装置、  ２１０、２２１…基板、  ２１０Ｆ…構造体、  Ｂ１…基底面転位、  ＣＮ１…濃度、  ＤＲ…異常部分、  Ｄｃ…方向、  ＬＮ１、ＬＮ２…分離線、  Ｔ１…貫通刃状転位、  ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ７、ｃ９…第１、第２、第３、第７、第９濃度、  ｄ１〜ｄ５…第１〜第５差、  ｐＺ…位置、  ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３、ｔ２０…厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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