(57)【要約】【課題】  炭化珪素ウエハと炭化珪素ウエハの表面上の形成されるカーボン保護膜との密着性を向上せしめ、ステップバンチングの防止を図ることにより電流リーク特性の劣化を抑制して品質の安定と歩留まりの向上に寄与した炭化珪素半導体装置の製造方法を得る。【解決手段】  酸化性ガス雰囲気下又は酸化性溶液中で炭化珪素ウエハ（１，２）の表面上に酸化膜（６）を形成する工程と、還元性ガス雰囲気下で酸化膜（６）を除去する工程と、炭化珪素ガス雰囲気下で酸化膜（６）が除去された炭化珪素ウエハ（１，２）の表面上にカーボン保護膜７を形成する工程とを含むことを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化性ガス雰囲気下又は酸化性溶液中で炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜を形成する工程と、
還元性ガス雰囲気下で前記酸化膜を除去する工程と、
炭化水素ガス雰囲気下で前記酸化膜が除去された前記炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記酸化膜は、前記炭化珪素ウエハの両面上又は全表面上に形成されることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記カーボン保護膜は、前記炭化珪素ウエハの両面上又は全表面上に形成されることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記酸化性ガスは酸素ガス又は酸素ガスとオゾンガスとの混合ガスであり、前記酸化性溶液は過酸化水素水であり、前記還元性ガスはフッ化水素ガス又は水素ガスであることを特徴とする炭化水素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記炭化水素ガスはアセチレン又はメタン或いはプロパンであることを特徴とする炭化水素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記炭化水素ガスは酸素を含有することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記炭化水素ガスはエタノール又はメタノールであることを特徴とする炭化水素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記酸化膜は、１ｎｍ以上で、かつ５０ｎｍ以下の厚さで形成されることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記カーボン保護膜は、１ｎｍ以上で、かつ１０００ｎｍ以下の厚さで形成されることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記酸化性ガス雰囲気下又は前記酸化性溶液中での前記酸化膜の形成の内、前記酸化性ガス雰囲気下での前記酸化膜の形成が選択された場合には、前記酸化膜形成、前記酸化膜除去及び前記カーボン保護膜形成の一連の工程を、単一の成膜炉で連続して行うことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記酸化膜形成、前記酸化膜除去及び前記カーボン保護膜形成は、複数の前記炭化珪素ウエハを同時に処理可能なバッチ処理で行われることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法に関し、特にアニール処理の際に炭化珪素ウエハの表面に生じるステップバンチングを防止或いは抑制する炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）基板を用いた半導体装置（炭化珪素半導体装置）は、従来の珪素（Ｓｉ）基板を用いた半導体装置に比べて高い耐電圧特性を有する半導体装置が製作可能であり、次世代の高電力用半導体装置として開発が進められている。この炭化珪素半導体装置の製造工程の一つに、炭化珪素ウエハにｎ型やｐ型となる不純物をイオン注入した後に、注入イオンの活性化とイオン注入により生じた結晶欠陥の回復を目的として炭化珪素ウエハをアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスの雰囲気で高温に曝すアニール処理工程がある。このアニール処理工程は、炭化珪素ウエハの場合、特性を安定にするために高温で処理する必要があり、通常１５００℃以上で処理される工程である。
【０００３】
このように炭化珪素ウエハはイオン注入後に高温でアニール処理されるのであるが、このアニール処理の際に、炭化珪素ウエハの構成元素である珪素（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）の蒸発条件の相違や結晶軸の傾斜による炭化珪素ウエハ面内での珪素と炭素の蒸発量の相違により炭化珪素ウエハの表面にステップバンチングと呼ばれる凹凸面が形成されることが知られている。
【０００４】
このステップバンチングは、アニール処理後の炭化珪素ウエハの表面上にゲート酸化膜を形成する場合やゲート酸化膜の表面上にゲート電極を形成する場合に、炭化珪素ウエハとゲート酸化膜或いはゲート酸化膜とゲート電極の密着性の低下を引起し、炭化珪素半導体装置の電流リーク特性の劣化を引起す要因となる。そのため炭化珪素半導体装置の実現には、このステップバンチングを防止或いは抑制することが極めて重要である。
【０００５】
このようなステップバンチングを防止或いは低減させる技術として、炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜を形成し、このカーボン保護膜をアニール処理の際の保護膜とする技術が一般的に知られている。（例えば、特許文献１、２参照）
【０００６】
【特許文献１】特許第３７６０６８８号公報
【特許文献２】特開２００５−３５３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜を形成してアニール処理の際の保護膜とする方法は、ステップバンチングを防止或いは抑制する方法として有効であるが、単に炭化珪素ウエハの表面にカーボン保護膜を形成しただけでは、炭化珪素ウエハとカーボン膜との密着性が悪いためにカーボン膜が部分的に剥落する新たな問題が生じている。このカーボン保護膜の剥落は、アニール処理の際に炭化珪素ウエハの剥落箇所表面にステップバンチングを生じさせ、炭化珪素半導体装置のリーク特性の劣化を引起す。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、炭化珪素ウエハとカーボン保護膜の密着性を向上せしめ、電流リーク特性の劣化を抑制して品質の安定と歩留まりの向上に寄与した炭化珪素半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は、酸化性ガス雰囲気下又は酸化性溶液中で炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜を形成する工程と、還元性ガス雰囲気下で前記酸化膜を除去する工程と、炭化珪素ガス雰囲気下で前記酸化膜が除去された前記炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜を形成した後に、この酸化膜を除去して得られた自然酸化膜の無い清浄な炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜を形成したので、炭化珪素ウエハとカーボン保護膜との密着性が向上して炭化珪素ウエハからのカーボン保護膜の剥落を抑制することができる。よってアニール処理時に炭化珪素ウエハの表面上に部分的に生じるステップバンチングの防止或いは抑制が可能になる。これにより炭化珪素半導体装置の電流リーク特性劣化が抑制され品質の安定と歩留まりの向上に寄与する炭化珪素半導体装置の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置を示す断面構造図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置の製造方法について説明する。ここでは炭化珪素半導体装置の一例として、パワーＭＯＳＦＥＴ（Power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）の製造方法について図１から図１０を参照して説明する。
【００１３】
まずｎ＋型（第１導電型）の半導体基板１の表面上に、エピタキシャル結晶成長法を用いて、炭化珪素からなるｎ−型（第１導電型）の炭化珪素層２を形成する。半導体基板１としては、例えば、ｎ＋型の炭化珪素基板が好適である。この半導体基板１と炭化珪素層２でもって炭化珪素ウエハを構成する。（図１参照）
【００１４】
次に炭化珪素ウエハの表面内、具体的には炭化珪素層２の表面内の所定間隔に離間した部位に、レジストをマスクとして不純物をイオン注入してｐ型（第２導電型）のウェル領域３を選択的に形成する。炭化珪素層２内でｐ型となる不純物としては、例えばボロン或いはアルミニウムが挙げられる。レジストはイオン注入後に除去される。（図２参照）
【００１５】
次に、それぞれのウェル領域３の表面内に、レジストをマスクとして不純物をイオン注入してｎ型（第１導電型）のソース領域４を選択的に形成する。ウェル領域３内でｎ型となる不純物としては、例えばリンあるいは窒素が挙げられる。レジストはイオン注入後に除去される。（図２参照）
【００１６】
次にウェル領域３の表面内にレジストをマスクとして不純物をイオン注入して、ソース領域４の周囲に隣接してｐ＋型（第２導電型）のコンタクト領域５を形成する。ここではコンタクト領域５の不純物濃度は、ウェル領域３の不純物濃度より相対的に濃くなるように設定される。なおウェル領域３内でｐ型となる不純物としては、例えばボロン或いはアルミニウムが挙げられる。レジストはイオン注入後に除去される。（図２参照）
【００１７】
次に酸化性ガス雰囲気、例えば酸素ガス雰囲気の下で炭化珪素ウエハを過熱処理することにより炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜６を形成する。（図３参照）
【００１８】
次に還元性ガス雰囲気、例えば水素ガス又はフッ化水素ガスの雰囲気の下で炭化珪素ウエハの表面上に形成された酸化膜６を除去する。（図４参照）
【００１９】
次にアセチレンやメタンなどの炭化水素ガス雰囲気、好ましくはエタノールやメタノールなどの酸素を含む炭化水素ガス雰囲気の下で炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜７を形成する。（図５参照）
【００２０】
次に表面上にカーボン保護膜７が形成された炭化珪素ウエハに対し、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気でアニール処理を行う。これにより注入イオンが電気的に活性化され、かつイオン注入により形成された結晶欠陥が回復する。アニール処理の後、カーボン保護膜７を酸素ガス雰囲気で除去する。なお酸素プラズマを用いて除去してもよい。
【００２１】
次にカーボン保護膜７が除去された炭化珪素ウエハの表面上に、熱酸化法によって二酸化珪素からなる酸化膜８を形成する。この工程で形成される酸化膜８は熱酸化膜である。（図６参照）
【００２２】
次に酸化膜８の表面上に化学気相成長法によりポリシリコン膜を形成し、その後、レジストをマスクとしてウェットエッチング法或いはＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などのドライエッチング法により不要部分を除去してゲート電極９を形成する。ゲート電極９は、少なくともソース領域４の内側のウェル領域３（チャネル領域）を覆うようにして形成される。なお図７では、ゲート電極９が、ソース領域４の一部、チャネル領域及びウェル領域３の間にある炭化珪素層２の表面露出部に亘って形成されたものを示している。（図７参照）
【００２３】
次に酸化膜８及びゲート電極９の表面上に、ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）ガスを用いた化学気相成長法により、二酸化珪素からなる絶縁膜１０を形成する。この工程で形成される絶縁膜１０はＴＥＯＳ酸化膜である。（図８参照）
【００２４】
次にレジストをマスクとして、ウェットエッチング法あるいはＲＩＥなどによるドライエッチング法によりコンタクト領域５及び一部のソース領域４が露出するようにして、絶縁膜１０及び酸化膜８を除去する。その後レジストも除去される。これにより炭化珪素ウエハとゲート電極９の間に介在するゲート酸化膜８ａとゲート電極９を覆う層間絶縁膜１０ａ、並びに炭化珪素ウエハの表面を保護する保護酸化膜８ｂと保護絶縁膜１０ｂが形成される。（図９参照）
【００２５】
次に絶縁膜１０及び酸化膜８が除去され露出したコンタクト領域５及びソース領域４の表面上に、スパッタリングなどの物理気相成長法などを用いて導電膜を形成した後、レジストをマスクとして、導電膜の不要部分をウェットエッチング法或いはＲＩＥなどによるドライエッチング法により除去して、コンタクト領域５及びソース領域４の露出部に第１電極となるソース電極１１を形成する。ソース電極１１はコンタクト領域５及びソース領域４に電気的に接続されている。ここでソース電極１１となる材料としてはニッケルやアルミニウムが挙げられる。またレジストはソース電極１１形成後に除去される。（図１０参照）
【００２６】
最後に炭化珪素ウエハの裏面上にスパッタリングなどの物理気相成長法などを用いて、第２電極としてのドレイン電極１２を形成する。ここでドレイン電極１２となる材料としてはニッケルやアルミニウムが挙げられる。（図１０参照）
【００２７】
以上により、この発明の実施の形態１に係る炭化珪素半導体装置であるパワーＭＯＳＦＥＴの主要部が完成する。
【００２８】
次に、この発明の実施の形態１に係る特徴的な工程について詳細に説明する。ここでの特徴的な工程は、図３から図５で示した酸化膜６の形成からカーボン保護膜７の形成に至るまでの工程にある。
【００２９】
まず図３に示した酸化膜６の形成工程について説明する。成膜炉内の所定位置に炭化珪素ウエハを配置した後、成膜炉内にアルゴンなどの不活性ガスをキャリアガスとして供給しながら炭化珪素ウエハに対する処理温度が成膜温度である５００℃から１２００℃の範囲に加熱する。その後、酸素ガス或いは酸素ガスとオゾンガスの混合ガスなどの酸化性ガスをキャリアガスに含ませて成膜炉内に供給して、成膜炉内を常圧又は減圧の酸化性ガス雰囲気にした状態で、炭化珪素ウエハの表面上に所定の厚さの酸化膜６を形成する。酸化膜６の形成後、成膜炉内への酸素性ガス及びキャリアガスの供給を停止する。なお所定の厚さは、酸化膜６の成膜制御性が安定し、かつ酸化膜６の成膜時間や除去時間を考慮して１ｎｍ以上から５０ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００３０】
次に図４に示した酸化膜６の除去工程について説明する。酸化膜６が表面に形成された炭化珪素ウエハが配置されている成膜炉内を減圧状態まで排気して成膜炉内に残存する酸化性ガスを極力除去した後、成膜炉内にアルゴンなどの不活性ガスをキャリアガスとして供給する。その後、水素ガス又はフッ化水素ガスなどの還元性ガスをキャリアガスに含ませて成膜炉内に供給して、成膜炉内を常圧又は減圧の還元性ガス雰囲気にした状態で、炭化珪素ウエハ表面上の酸化膜６を除去する。なお酸化膜６を除去する際の炭化珪素ウエハに対する処理温度は、水素ガスの場合は８５０℃から１０００℃の範囲とし、フッ化水素ガスの場合は常温以上とする。なお酸化膜６を除去する際に用いる還元性ガスは水素ガスよりフッ化水素ガスの方が容易に酸化膜６を除去できる点で好ましい。酸化膜６の除去後、成膜炉内への水素ガス又はフッ化水素ガス並びにキャリアガスの供給は停止する。このように炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜６を形成した後に、この酸化膜６を除去することにより、表面上に自然酸化膜が形成されていない清浄な表面を有する炭化珪素ウエハを得ることができる。
【００３１】
最後に図５で示したカーボン保護膜７の形成工程について説明する。酸化膜６が除去された炭化珪素ウエハが配置されている成膜炉内を減圧状態まで排気して成膜炉内に残存する還元性ガスを極力除去した後、成膜炉内にアルゴンガスなどの不活性ガスをキャリアガスとして供給し、常圧或いは減圧下で炭化珪素ウエハに対する処理温度が成膜温度である８５０℃から１０００℃になるように加熱する。その後、アセチレン、メタン及びプロパンなどの炭化水素ガスをキャリアガスに含ませて成膜炉内に供給して、成膜炉内を常圧又は減圧の炭化水素ガス雰囲気にした状態で、炭化水素ガスを熱分解させて炭化珪素ウエハ表面上にカーボン保護膜７を形成する。カーボン保護膜７の形成後、成膜炉内への酸素性ガス及びキャリアガスの供給は停止する。また炭化珪素ウエハの温度も成膜炉内から取出し可能な温度、例えば常温になるまで下げておく。なお所定の厚さは、保護膜としての効果を有し、かつ炭化珪素ウエハに加わる温度負荷及び炭化珪素ウエハに生じる温度差によりひび割れが生じない１ｎｍ以上から１０００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは膜厚制御が容易な１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下がよい。このように表面上の自然酸化膜が除去され清浄な表面を有する炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜７を形成することにより、炭化珪素ウエハとカーボン保護膜７の密着性が向上する。
【００３２】
この発明の実施の形態１によれば、炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜６を形成した後に酸化膜６を除去して得られた自然酸化膜の無い清浄な炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜７を形成したので、炭化珪素ウエハとカーボン保護膜７の密着性が向上して炭化珪素ウエハからのカーボン保護膜７の剥落を防止或いは抑制することができるので、アニール処理時に炭化珪素ウエハの表面上に部分的に生じるステップバンチングの防止或いは抑制が可能になる。これにより炭化珪素半導体装置の電流リーク特性の劣化を抑制できるので、炭化珪素半導体装置の品質の安定と歩留まりが向上する。
【００３３】
なお酸化膜６の形成からカーボン保護膜７の形成までは、上記で説明したように１つの成膜炉内で連続して処理することが好ましい。このように連続処理することで炭化珪素ウエハが外気に曝されることによる汚染（例えば異物付着）の可能性を無くすことができ、また処理時間の短縮も実現できる。またこの成膜炉内での連続処理にカーボン保護膜７の形成後に行うアニール処理を含めてもよく、更にはアニール処理後のカーボン保護膜７の除去を含めてもよい。
【００３４】
またカーボン保護膜７と炭化珪素ウエハとの密着性が向上するために、例えばカーボン保護膜７の形成後にＲＣＡ洗浄（ＲＣＡ洗浄とは、ＲＣＡ社（米）により発表されたウェット洗浄法であり、アンモニア・過酸化水素水洗浄と塩酸・過酸化水素水洗浄を基本とする半導体基板の洗浄法である。）を行ってもカーボン保護膜７が剥落しにくい。このためカーボン保護膜７の形成後に炭化珪素ウエハ洗浄のためのＲＣＡ洗浄を行い、その後にアニール処理を行うことも可能である。
【００３５】
またこの実施の形態１によれば、カーボン保護膜７をアセチレン、メタンなどの炭化水素ガスを用いて形成したものを示したが、エチルアルコールやメチルアルコールに代表される低級アルコールである酸素を含む炭化水素を用いてもよく、酸素を含まない炭化水素を用いる場合より欠陥の少ないカーボン保護膜７を得ることができる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、酸化性ガスを用いて炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜６を形成したが、炭化珪素ウエハを過酸化水素水などの酸化性溶液に浸すことにより炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜６を形成してもよい。より詳しくは、成膜槽に投入された濃度３０％程度の酸化性溶液に炭化珪素ウエハを浸し、常温にて炭化珪素ウエハの表面上に所定の厚さの酸化膜６を形成する。ここで所定の厚さは、酸化膜６の成膜制御性が安定し、かつ酸化膜６の成膜時間や除去時間を考慮して１ｎｍ以上から５０ｎｍ以下にすることが好ましい。また白金を触媒として炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜６を形成してもよい。白金を用いることにより、酸化膜６の成膜時間が短縮される。酸化膜６の形成後、炭化珪素ウエハは洗浄、乾燥され、実施の形態１で示した酸化膜６の除去工程に進む。なお酸化膜６の成形工程以外は、実施の形態１で示した工程が相当するため、ここでの説明は省略する。
【００３７】
この発明の実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、炭化珪素ウエハの表面上に酸化膜６を形成した後に酸化膜６を除去して得られる自然酸化膜の無い清浄な炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜７が形成されるので、炭化珪素ウエハとカーボン保護膜７の密着性が向上する。よって炭化珪素ウエハからのカーボン保護膜７の剥落が防止或いは抑制されるため、アニール処理時に炭化珪素ウエハの表面上に部分的に生じるステップバンチングの防止或いは抑制が可能になる。これにより炭化珪素半導体装置の電流リーク特性の劣化を防止できるので、炭化珪素半導体装置の品質の安定と歩留まりが向上する。
【００３８】
また、この実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、カーボン保護膜７の形成後に炭化珪素ウエハ洗浄のためのＲＣＡ洗浄を行い、その後にアニール処理を行うことも可能である。
【００３９】
＜実施の形態３＞
実施の形態１及び２では、図３に示すように、酸化膜６を炭化珪素ウエハの表面上に形成したものを示したが、図１１に示すように、炭化珪素ウエハの表面上及び裏面上である両面上に酸化膜１３ａ及び１３ｂを形成してもよく、また図１２に示すように、炭化珪素ウエハの表面上、裏面上及び側面上である全表面上に酸化膜１４を形成してもよい。ここで酸化膜１３ａ、１３ｂ及び１４の形成方法は、実施の形態１及び２で示した酸化膜６の形成方法と同じであるが、炭化珪素ウエハに対する酸化膜の形成箇所が異なる。例えば、成膜炉又は成膜槽内に設けられたウエハ載置台に炭化珪素ウエハの裏面側を載置して炭化珪素ウエハを一枚一枚処理する枚葉処理の場合は、炭化珪素ウエハの表面上のみに酸化膜６が形成される。これに対し、成膜炉又は成膜槽内に複数枚の炭化珪素ウエハの周端部が保持されるウエハカセットを設けて複数枚の炭化珪素ウエハを同時に処理するバッチ処理の場合は、炭化珪素ウエハの両面に酸化膜１３ａ及び１３ｂが形成されるか、又は炭化珪素ウエハの全表面に酸化膜１４が形成される。
【００４０】
この発明の実施の形態３においては、実施の形態１及び２で示した効果に加えて、特に酸化膜形成時や酸化膜除去時に炭化珪素ウエハが高温に曝されるような場合は、炭化珪素ウエハの両面を略覆う範囲に酸化膜が形成されていることにより、炭化珪素ウエハの両面に不均衡な熱応力が発生するのを防止できる。また複数枚の炭化珪素ウエハに対し同時に酸化膜形成が行えるため、成膜処理時間の短縮にも寄与する。
【００４１】
＜実施の形態４＞
実施の形態１及び２では、図５に示すように、カーボン保護膜７を炭化珪素ウエハの表面上に形成したものを示したが、図１３に示すように、炭化珪素ウエハの表面上及び裏面上である両面上にカーボン保護膜１５ａ及び１５ｂを形成してもよく、また図１４に示すように、炭化珪素ウエハの表面上、裏面上及び側面上である全表面上にカーボン保護膜１６を形成してもよい。ここでカーボン保護膜１５ａ、１５ｂ及び１６の形成方法は、実施の形態１及び２で示したカーボン保護膜７の形成方法と同じであるが、炭化珪素ウエハに対するカーボン保護膜の形成箇所が異なる。例えば、成膜炉内に設けられたウエハ載置台に炭化珪素ウエハの裏面側を載置して炭化珪素ウエハを一枚一枚処理する枚葉処理の場合は、炭化珪素ウエハの表面上にカーボン保護膜７が形成される。これに対し、成膜炉内に複数枚の炭化珪素ウエハの周端部が保持されるウエハカセットを設けて複数枚の炭化珪素ウエハを同時に処理するバッチ処理の場合は、炭化珪素ウエハの両面にカーボン保護膜１５ａ及び１５ｂが形成されるか、又は炭化珪素ウエハの全表面にカーボン保護膜１６が形成される。
【００４２】
この発明の実施の形態４においては、実施の形態１及び２で示した効果に加えて、カーボン保護膜形成時やその後のアニール処理時に炭化珪素ウエハが高温に曝されるような場合は、炭化珪素ウエハの両面を略覆う範囲にカーボン保護膜が形成されていることにより、炭化珪素ウエハの両面に不均衡な熱応力が発生するのを防止できる。また複数枚の炭化珪素ウエハに対し同時に酸化膜形成が行えるため、成膜処理時間の短縮にも寄与する。なお実施の形態３及び４は、当然の事ながら組合せることが可能である。
【００４３】
なおこの発明の実施の形態で示した酸化膜形成、酸化膜除去及びカーボン保護膜形成に至る一連の工程は、炭化珪素珪素ウエハとカーボン保護膜の密着性を向上させるものであるので、炭化珪素ウエハが高温に曝されステップバンチングを生じる恐れのある工程があれば、その工程の前に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ｎ＋型（第１導電型）の半導体基板、２  ｎ−型（第１導電型）の炭化珪素層、３  ｐ型（第２導電型）のウェル領域、４  ｎ型（第１導電型）のソース領域、５  ｐ＋型（第２導電型）のコンタクト領域、６  酸化膜、７  カーボン保護膜、８  酸化膜、８ａ  ゲート酸化膜、８ｂ  保護酸化膜、９  ゲート電極、１０  絶縁膜、１０ａ  層間絶縁膜、１０ｂ  保護絶縁膜、１１  第１電極であるソース電極、１２  第２電極であるドレイン電極
【図１】
2010245260.tif 000003
【図２】
2010245260.tif 000004
【図３】
2010245260.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010245260.tif 000009
【図８】
2010245260.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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