(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物原子がイオン注入された結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板上に形成された酸化膜を除去する工程と、
前記酸化膜が除去された前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に、不活性ガスおよびフッ素系ガスの少なくとも一方を含むガスを用いてプラズマ照射を行う工程と、
前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に注入した不純物を電気的に活性化させるために、前記プラズマ照射した結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を高温加熱処理する工程と
を有することを特徴とする結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の処理方法。
【請求項２】
前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板は、エピタキシャル炭化ケイ素（ＳｉＣ）結晶層を表面層として有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記ガスは、アルゴンガス、四フッ化炭素ガス、またはアルゴンガスと四フッ化炭素ガスとの混合ガスのいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記不純物原子が、窒素（Ｎ）、燐（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）または、ホウ素（Ｂ）のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記高温加熱処理が、高周波誘導加熱方式、電子衝撃加熱方式または、抵抗加熱方式の装置により行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項６】
所定の不純物原子がイオン注入された結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を用意する工程と、
前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板上に形成された酸化膜を除去する工程と、
前記酸化膜が除去された前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に、不活性ガスおよびフッ素系ガスの少なくとも一方を含むガスを用いてプラズマ照射を行う工程と、
前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に注入した不純物を電気的に活性化させるために、前記プラズマ照射した結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を高温加熱処理する工程と
を有することを特徴とする結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法。
【請求項７】
前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板は、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板であることを特徴とする請求項６に記載の結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法。
【請求項８】
前記単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板は、エピタキシャル炭化ケイ素（ＳｉＣ）結晶層を表面層として有することを特徴とする請求項７に記載の結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法。
【請求項９】
前記ガスは、アルゴンガス、四フッ化炭素ガス、またはアルゴンガスと四フッ化炭素ガスとの混合ガスのいずれかであることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法。
【請求項１０】
前記炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を用意する工程は、前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に対して、前記所定の不純物原子をイオン注入する工程を有することを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法。
【請求項１１】
前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を用意する工程は、前記イオン注入する工程の前に、前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の表面を含む一部分に対して犠牲酸化を行い、
前記イオン注入に対するバッファ層を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法。
【請求項１２】
所定の不純物原子がイオン注入された結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を用意する工程と、
前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板から該基板上に形成された酸化膜を除去する工程と、
前記酸化膜を除去した前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の表面に存在する、該結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板以外の物質の少なくとも一部を除去するように、該結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板にプラズマ照射する工程と、
前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に注入した不純物を電気的に活性化させるために、前記プラズマ照射した結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を高温加熱処理する工程と
を有することを特徴とする結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）といった結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の前処理方法、および結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法に関する。更に詳しくは、上記基板の熱処理方法における前処理による表面平坦性の確保のための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に注入した不純物を電気的に活性化させるために、高温での活性化アニール処理工程が行われている。しかしながら、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板中の不純物を活性化アニールする際に、基板の表面荒れが生じるという問題があった。【０００３】
この問題点を解決する方法として、シラン（ＳｉＨ４）ガスを添加してアニールする方法（非特許文献１参照）、被処理基板へのカーボン被覆を施してアニールする方法（特許文献１参照）、高真空領域で残留水分分圧を低減した雰囲気でアニールする方法（特許文献２参照）が知られている。また、特許文献３には、基板上にエピタキシャル層を形成し、該エピタキシャル層の表面にイオン注入層を形成し、不純物の活性化のための高温アニールを実行した後に、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の表面（イオン注入層の表面）をプラズマによるプラズマエッチングするこが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３９２５７号公報
【特許文献２】国際公開第０８／１３６１２６号パンフレット
【特許文献３】特開２００１−３５８３８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】M. A. Capano, S. Ryu, J. A. Cooper, JR. , M. R. Melloch, K. Rottner, S. Karlsson, N. Nordell, A. Powell. and D. E. Walker: J. Electron. Mater, P214-218, Vol. 28, No. 3. (1999)
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載された基板熱処理装置及び熱処理方法の場合、シラン（ＳｉＨ４）ガスの添加量の制御が非常に厳しく、ケイ素（Ｓｉ）のドロップレート（液化して凝集したケイ素）の発生する場合や、基板からの水分の持ち込み量の変化によって活性化アニール後の炭化ケイ素（ＳｉＣ）サンプルの表面平坦性維持の再現性が確保出来ないという問題がある。
【０００７】
特許文献１の基板熱処理装置では、レジストをコートし、専用の高温炉にて炭化させて被処理基板にカーボンコートを行うため、工程数が増加をする上、レジストからの重金属汚染などの懸念がある。
【０００８】
上記特許文献２に開示された技術は、アニール処理中、アニール雰囲気における残留水分分圧を制御することにより、炭化ケイ素（ＳｉＣ）表面平坦性としての基板の表面粗さ（ＲＭＳ値）を小さくすることができるので、有効な技術であり、当時として求められていた電気的活性化を十分に達成できるものであった。しかしながら、歩留まり向上等を考慮すると、更なる表面平坦性を実現することが望ましい。
【０００９】
特許文献２の基板熱処理方法では、アルミニウム（Ａｌ）を不純物として注入した場合、活性化率１００％を達成するには、１９００℃程度の超高温が必要となり、この場合、ステップバンチングは見られないものの、ピットのような局所的な穴の発生が見られることがあり、ｐｎ接合におけるリーク発生の原因になることがある。
【００１０】
特許文献３に開示された技術では、注入された不純物の活性化のための高温アニール処理の後に、基板表面（イオン注入層表面）に形成されたステップバンチングや凹凸、基板表面に堆積した異常堆積物、または組成変化した部分をプラズマエッチングにより物理的に除去している。特許文献３では、１２０ｎｍ、または０．１μｍの厚さで基板表面がプラズマエッチングにより除去されている。
【００１１】
特許文献３に開示された技術では、アニール後のＳｉＣ表面の異常堆積物、組成変化、表面形状の変化（表面平坦化）等の影響を除去するという技術目的を達成するために、ＳｉＣ基板の表面層であるイオン注入層の表面（表面形状の変化等が起こった表面）をエッチングによりその一部を除去する必要がある。従って、イオン注入領域（不純物領域）の厚さを厚くしないと、せっかく形成したイオン注入領域が無くなることもある。すなわち、不純物領域が浅い場合、イオン注入領域が全て削れてしまう場合もある。
【００１２】
よって、特許文献３では、必要なイオン注入領域の厚さよりもさらにプラズマエッチングにより除去される分だけ厚くイオン注入領域を形成する必要がある。これは、イオン注入領域を本来必要とする量（厚さ）に対して余分に形成することに他ならず、コスト面、歩留まりを考慮すると、該余分なイオン注入領域を形成するために用いられるエピタキシャル層や不純物の量を低減しつつ単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板表面の平坦化を実現できることが望まれている。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板をアニール処理した場合に表面荒れの発生を抑えるような基板の処理方法および炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明は、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の処理方法であって、不純物原子がイオン注入された結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に、不活性ガスおよびフッ素系ガスの少なくとも一方を含むガスを用いてプラズマ照射を行う工程と、前記プラズマ照射した結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を高温加熱処理する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法であって、所定の不純物原子がイオン注入された結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を用意する工程と、前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に、不活性ガスおよびフッ素系ガスの少なくとも一方を含むガスを用いてプラズマ照射を行う工程と、前記プラズマ照射した結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を高温加熱処理する工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の処理方法であって、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の表面に存在する、該結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板以外の物質の少なくとも一部を除去するように、該結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板にプラズマ照射する工程と、前記プラズマ照射した結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を高温加熱処理する工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明は、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法であって、所定の不純物原子がイオン注入された結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を用意する工程と、前記結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の表面に存在する、該結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板以外の物質の少なくとも一部を除去するように、該結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板にプラズマ照射する工程と、前記プラズマ照射した結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を高温加熱処理する工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の基板処理方法、および結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造方法によると、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に対して高温加熱処理（例えば、アニール処理）を行う場合、該高温加熱処理を施した結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の表面荒れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理方法を示す図である。
【図２】本発明の比較例１でのアニール処理後の表面観察図である。
【図３】本発明の比較例２でのアニール処理後の表面観察図である。
【図４】本発明の実施例１でのアニール処理後の表面観察図である。
【図５】本発明の実施例２でのアニール処理後の表面観察図である。
【図６】本発明の実施例３でのアニール処理後の表面観察図である。
【図７】本発明の実施例４でのアニール処理後の表面観察図である。
【図８】本発明の実施例５でのアニール処理後の表面観察図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００２１】
本発明の基板処理方法の例を、図１を用いて説明する。  
（基板処理方法１）  
単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）の基板としては、単結晶炭化ケイ素（４Ｈ−ＳｉＣ（０００１））基板上に、ｐ型ＳｉＣエピタキシャル層をＣＶＤにて、１０マイクロメートル成長させたサンプル基板を、ＲＣＡ洗浄したものを用いる。従って、図１の初期ステップにおいて、ｐ型ＳｉＣエピタキシャル層２が形成された単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板１を用意する。
【００２２】
第１ステップは、ｐ型ＳｉＣエピタキシャル層２の表面を含む一領域においてバッファ層３を形成する工程である。ドライ酸素（Ｏ２）雰囲気中にて１１５０℃で３０分間、酸化膜厚が１０ｎｍになるように犠牲酸化を行い、イオン注入の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）バッファ層３を形成する。
【００２３】
第２ステップは、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板のイオン注入領域４に、不純物原子としての窒素（Ｎ＋）イオン５を注入する工程である。イオン注入は、室温で、注入エネルギー１５ｋｅＶ〜１２０ｋｅＶの多段にて、ボックスプロファイルになるように注入量４×１０１９/ｃｍ３、深さ２５０ｎｍで行う。  
なお、上記注入される不純物原子は、窒素（Ｎ）の他に、燐（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはホウ素（Ｂ）のいずれかであっても良い。
【００２４】
第３ステップは、フッ酸にてバッファ層３である酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を除去する。
【００２５】
第４ステップは、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板（イオン注入領域４）の表面に対してプラズマ照射を行う工程である。プラズマ照射は、アルゴン（Ａｒ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガスおよび、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスの混合または、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスを用いて誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）エッチャーにて行う。このとき、基板の表面がエッチングされる量（ＳｉＣエッチング量）が２０ｎｍ以内となるように、プラズマ照射を行うことが好ましい。
【００２６】
第５ステップでは、ＲＣＡ洗浄により第４ステップにてプラズマ照射された単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を清浄化（洗浄）する。
【００２７】
第６ステップは、プラズマ照射された単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に対して高温加熱処理（活性化アニール処理）を行う工程である。本ステップでは、第４ステップにてプラズマ照射を行った、イオン注入領域４が形成されたｐ型ＳｉＣエピタキシャル層２を有する単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板１に対して、高周波誘導加熱炉にて１７００℃、１０分間または、電子衝撃型真空加熱装置にて１９００℃、１分間の高温で活性化アニール処理を行う。
【００２８】
このようにして製造することにより、本発明の一実施形態では、活性化アニール処理を施された場合であっても、表面荒さやピットの形成を抑えた単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板を製造することができる。
【００２９】
第４ステップのプラズマ照射の方式として、本実施形態ではＩＣＰエッチャーを用いたが、本発明としては、この方式に限定されるものではなく、平行平板方式の容量結合型、マイクロ波励起型、ＲＦダウンストリーム型など、プラズマを発生させる方式であれば、いずれであっても良い。
【００３０】
また、ステップ６の高温加熱方式として、本実施形態では高周波誘導加熱方式と電子衝撃加熱方式の例を示したが、赤外線加熱方式、赤外線加熱と高周波誘導加熱のハイブリッド加熱方式、抵抗加熱方式などアニール処理などの加熱処理が可能な方式であればいずれの加熱方式であっても良い。
【００３１】
さらに、第１、第４ステップでＲＣＡ洗浄を行ったが、洗浄はＲＣＡ洗浄に限られない。また、必要がなければ、洗浄を行わなくてもよい。
【００３２】
（基板処理方法２）  
次に、本発明の基板処理方法の他の例を示す。  
本実施形態は、上記基板処理方法１において、第１ステップ（バッファ層の形成）、第３ステップ（バッファー層の除去）の工程を省略したものである。
【００３３】
（実施例１）  
基板処理方法１の方法により、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の基板処理方法を行った。なお、第４ステップの誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）エッチャーでのプラズマ照射は、アルゴン（Ａｒ）ガスおよび、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスの混合ガスを用いて、表１の条件で行った。
【００３４】
【表１】
0005406279.tif 000002
【００３５】
また、第５ステップの高温加熱処理では、高周波誘導加熱炉を用いて１７００℃、１０分間活性化アニール処理を行った。
【００３６】
得られた基板を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて、表面粗さ（ＲＭＳ値：Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｖａｌｕｅ）を測定した。測定は、ダンピングフォースモードにて、測定面積４マイクロメートル×４マイクロメートルの範囲にて行った。  
【００３７】
図４は、本実施例でのアニール処理後の表面観察図である。ＡＦＭにて表面粗さを測定したところ、ＲＭＳ値が１．６ｎｍであり、アニール処理前のプラズマ照射による前処理が単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）の高温処理を行った場合の表面荒れの低減に効果があることが解かった（図４）。
【００３８】
このように、本実施例では、表１、図４から分かるように、アニール処理前に行うプラズマ照射によるエッチング量を２０ｎｍとしても、表面荒れを低減することができる。従って、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に形成されたイオン注入領域をエッチングする量を低減することができ、余分なイオン注入領域の形成を低減することができる。
【００３９】
なお、表面粗さ（ＲＭＳ）は以下の装置により測定した。  
原子間力顕微鏡（AFM:Atomic Force Microscopy）  
ＮＰＸ２００M０００１  セイコーインスツルメンツ株式会社製  
観察ヘッド      NPX200  
コントローラー  Nanopics 2100  
ダンピングフォースモード(DFM)でスキャン  
（一定の振幅で周期的に振動する探針を基板試料表面に近づけ、その振幅の減推量が一定のとなるようにカンチレバーと試料表面の距離を制御するモード）
【００４０】
（実施例２）  
プラズマ照射による炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板のエッチング量を抑えるために、実施例１における第４ステップの誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）エッチャーによるプラズマ条件を表２の条件に代えて、基板処理を行った。
【００４１】
【表２】
0005406279.tif 000003
【００４２】
図５は、本実施例でのアニール処理後の表面観察図である。ＡＦＭにて表面粗さを観察したところ、ＲＭＳ値が１．６ｎｍであり、アニール処理前のプラズマ照射による前処理が単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）の高温処理を行った場合の表面荒れの低減に効果があることが解かった（図５）。
【００４３】
このように、本実施例では、表２、図５から分かるように、アニール処理前に行うプラズマ照射によるエッチング量を０ｎｍとしても、表面荒れを低減することができる。従って、余分なイオン注入領域を実質形成しなくても表面荒れの低減を実現することができる。
【００４４】
（実施例３）  
プラズマ照射におけるプロセスガス流量比を評価するために、実施例１における第４ステップの誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）エッチャーによるプラズマ照射条件を表３の条件に代えて、基板の処理を行った。
【００４５】
【表３】
0005406279.tif 000004
【００４６】
図６は、本実施例でのアニール処理後の表面観察図である。ＡＦＭにて表面粗さを観察したところ、ＲＭＳ値が２．１ｎｍであり、アルゴン（Ａｒ）ガス単体での、アニール処理前のプラズマ照射による前処理は、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスを添加した場合よりも、効果は小さいものの単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）の高温処理を行った場合の表面荒れの低減に効果があることが解かった（図６）。
【００４７】
このように、本実施例では、表３、図６から分かるように、アニール処理前に行うプラズマ照射によるエッチング量を０ｎｍとしても、表面荒れを低減することができる。従って、余分なイオン注入領域を実質形成しなくても表面荒れの低減を実現することができる。
【００４８】
（実施例４）  
更に、プラズマ照射におけるプロセスガス流量比を評価するために、実施例１における第４ステップの誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）エッチャーによるプラズマ照射条件を表４の条件に代えて、基板の処理を行った。
【００４９】
【表４】
0005406279.tif 000005
【００５０】
図７は、本実施例でのアニール処理後の表面観察図である。ＡＦＭにて表面粗さを観察したところ、ＲＭＳ値が０．９ｎｍであり、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガス単体でのアニール処理前のプラズマ照射は、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）の高温処理を行った場合の表面荒れの低減に非常に効果があることが解かった（図７）。
【００５１】
このように、本実施例では、表４、図７から分かるように、アニール処理前に行うプラズマ照射によるエッチング量を０ｎｍとしても、表面荒れを低減することができる。従って、余分なイオン注入領域を実質形成しなくても表面荒れの低減を実現することができる。
【００５２】
（実施例５）  
次に、真空雰囲気における電子衝撃加熱方式で高温加熱処理を行った場合への効果を評価するために、第５ステップの高温加熱処理を、電子衝撃加熱装置を用いて、１×１０−３Ｐａの真空中にて１９００℃、１分間行ったことに代えて、実施例４と同様の基板処理を行った。
【００５３】
図８は、本実施例でのアニール処理後の表面観察図である。ＡＦＭにて表面粗さを観察したところ、ＲＭＳ値が０．８０ｎｍであり、微小なピットも観察されなかった（図８）。四フッ化炭素（ＣＦ４）ガス単体でのプラズマ照射は、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）の高温処理を行った場合の表面荒れの低減に非常に効果があることが解かった。
【００５４】
このように、本実施例では、表４、図８から分かるように、アニール処理前に行うプラズマ照射によるエッチング量を０ｎｍとしても、表面荒れに加えてピットの発生を低減することができる。従って、余分なイオン注入領域を実質形成しなくても表面荒れやピットの発生の低減を実現することができる。
【００５５】
（比較例１）  
第４ステップ（プラズマ照射）を行わなかったこと以外、実施例１と同様にして、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の処理を行った。
【００５６】
図２は、比較例１でのアニール処理後の表面観察図である。図２に示すＡＦＭ像から分かるように、比較例１では、表面荒れを示すＲＭＳ値は６．６ｎｍとなり、大きな表面荒れであるステップバンチングが観察された。
【００５７】
（比較例２）  
第４ステップ（プラズマ照射）を行わなかったこと以外、実施例５と同様にして、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の処理を行った。
【００５８】
図３は、比較例２でのアニール処理後の表面観察図である。図３に示すＡＦＭ像から分かるように、比較例２では、表面荒れを示すＲＭＳ値は１．５７ｎｍと抑えられ、ステップバンチングも見られなかったが、微小なピットが２３個観察された。
【００５９】
上述の実施例１〜５、および比較例１〜２から分かるように、本発明の一実施形態では、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）の高温加熱処理（例えば、アニール処理）の前に、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に対してプラズマ照射することにより、表面荒れおよびピットの形成を低減することができる。このように本発明の一実施形態では、表面荒れのみならずピットの形成を抑えることができるので、ｐｎ接合におけるリークの発生をより低減することができ、また炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の製造の歩留まりを向上することができる。このプラズマ照射としては、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス、および四フッ化炭素（ＣＦ４）等のフッ素系ガスの少なくとも一方を用いて行うことが好ましい。
【００６０】
（実施例６）  
基板としてエピタキシャル成長により形成されるエピタキシャル層２を有する炭化ケイ素（４Ｈ−ＳｉＣ（０００１））基板に代えて、単結晶炭化ケイ素（４Ｈ−ＳｉＣ（０００１））基板を用いた以外は、実施例１と同様に基板処理を行った。ステップ４のプラズマ照射を省略した基板処理方法で得られた基板と比較したところ、表面荒れを抑えることができた。
【００６１】
（実施例７）  
基板処理方法２の方法により、基板処理を行った。プラズマ照射を行わない基板処理方法で得られた基板と比較したところ、表面荒れを抑えることができた。
【００６２】
このように本発明によれば、プラズマ照射による前処理は、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）または、単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板上にエピタキシャル成長させた炭化ケイ素（ＳｉＣ）を高温加熱処理した場合の表面荒れや、ピットの発生を抑えることができる。従って、炭化ケイ素（ＳｉＣ）デバイスの歩留まりの向上を実現できる。
【００６３】
アニール処理といった高温加熱処理の前にプラズマ照射することにより、表面荒れや、ビットの発生が抑えられた理由は定かではないが、基板上に付着あるいは形成された炭化酸化ケイ素（ＳｉＯＣ）等の不純物がプラズマ照射により除去され、高温加熱時に不純物による表面化学反応が促進されなることが抑制されることによると思われる。
【００６４】
いずれにせよ、高温加熱処理することによって単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に注入された不純物を電気的に活性化させる際に、上記高温加熱処理する前に単結晶炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に対してプラズマ照射することにより、ステップバンチングやピットといった基板表面の平坦性を劣化させる要因の形成を低減することができる。
【００６５】
このように、本発明では、アニール処理といった高温加熱処理の前にプラズマ照射処理を行うことが重要であるが、該プラズマ照射処理によって基板をエッチングすることが本質ではない。本発明では、高温加熱処理の前段階において、該高温加熱処理によって生じる上記平坦性を劣化させる要因がなるべく形成されないように基板表面を処理する、すなわち、高温加熱処理により生じる表面荒さが低減されるような下地作りを高温加熱処理に先立ってするために、高温加熱処理の前に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に対してプラズマ照射するのである。すなわち、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の表面に存在する、該結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板以外の物質（例えば、基板上に付着あるいは形成された炭化酸化ケイ素（ＳｉＯＣ）といった不純物）の少なくとも一部を除去するように、プラズマ照射するのである。該プラズマ照射によって、結晶性炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の一部がエッチングされても（例えば、実施例１）、あるいはエッチングされなくても（例えば、実施例２〜５）、上記不純物としての物質の少なくとも一部を除去できれば、表面荒れの要因を小さくすることになるので、ステップバンチングやピットの発生を低減することに繋がる。
【００６６】
すなわち、本発明では、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に対する高温加熱処理の前段階において該基板に対してプラズマ照射することが重要であり、該プラズマ照射により、高温加熱処理の前に予め炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板に対して、高温加熱処理により生じる上記平坦性を劣化させる要因の発生を抑えるための処理を施しているのである。本発明では、実施例２〜５にて説明したように、プラズマ照射による炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板のエッチング量をほぼゼロにしても、高温加熱処理後において、基板表面の表面平坦性の劣化が抑えられている。このように、本発明では基板をエッチングするためにプラズマ照射することが本質ではなく、本発明のプラズマ照射は、高温加熱処理の前で行うことにより、該高温加熱処理により生じる表面荒さやピットが形成される段階の前において予め、該表面荒さやピットの形成が抑えられるような作用を基板表面に持たせるために行うものである。
【００６７】
このように、本発明は、特許文献３に開示されたような、高温アニール処理の後に、すでに形成されたステップバンチング等の表面形状の変化をエッチングにより除去する発明とは根本的に異なり、ステップバンチングやピットの原因となる要素を、加熱処理（アニール処理など）の前においてプラズマ照射により除去するものである。すなわち、本発明は、プラズマにより炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板の一領域をエッチングにより除去するものでは無いのである。従って、実施例１のように加熱処理の前に行うプラズマ照射によるエッチング量を２０ｎｍに抑えても加熱処理後の表面においてステップバンチングやピットの形成を抑制することができる。また、実施例２〜５のように、上記プラズマ照射によるエッチング量を０ｎｍとしても、加熱処理後の表面においてステップバンチングやピットの形成を抑制することができる。
【００６８】
よって、本発明によれば、表面荒れの低減のためのエッチングにより削られる量を低減またはゼロにすることができるので、低コスト化を図ることができる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態を添付図面の参照により説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々な形態に変更可能である。本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。
【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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