(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とを有する半導体基板から半導体素子を製造する方法であって、
プラズマエッチングによって前記半導体基板にｐｎ接合境界部が露出した面を形成すると共に、当該露出面のうち前記ｐｎ接合境界部に前記ｐ型半導体領域と前記ｎ型半導体領域の界面に平行な方向に延びる沿面延長溝を形成することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記プラズマエッチングが、成膜工程とエッチング工程とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記半導体基板の表面から前記ｐｎ接合境界部を含む領域の直前まで行う第１プラズマエッチングと、前記ｐｎ接合境界部に前記沿面延長溝を形成する第２プラズマエッチングとが、ガス流量、高周波出力、放電周波数、及び処理時間のうちの一つ又は複数の組み合わせにより決定される条件が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項４】
ｐｎ接合境界部が露出した面に前記ｐｎ接合境界部に平行な連続する多数の円弧状溝を有し、前記円弧状溝のうち前記ｐｎ接合境界部に位置する円弧状溝がその他の円弧状溝よりも沿面距離が長いことを特徴とする半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくともｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とを有する半導体基板から半導体素子を製造する方法及び半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上にｐ型半導体層（以下、「ｐ型層」ともいう）とｎ型半導体層（以下、「ｎ型層」ともいう）とが積層された構造を有し、両面に電極を有する縦型の半導体素子では、オン状態のときにｐｎ接合面に対して垂直な方向に電流が流れ、オフ状態のときにｐｎ接合面の両側に空乏層が広がる。数百V以上の高電圧が印加されるパワートランジスタやパワーMOSFET等のパワー半導体素子では、ｐｎ接合部の耐圧性が重要であり、特に、縦型のパワー半導体素子では素子端面で絶縁破壊電圧が小さくなることから、ｐｎ接合部の素子端面の絶縁破壊強度を高くするための様々な工夫が行われている。
その一つに、ｐｎ接合部の素子端面に傾斜をつける方法が挙げられる（非特許文献１, Fig.7b参照）。ｐｎ接合部に傾斜をつけると空乏層の両端間が離間するため、空乏層に発生するリーク電流を減少させることができ、絶縁破壊強度が向上する。
ｐｎ接合部の素子端面に傾斜をつける場合、その傾斜角度が大きいほど空乏層の両端間が離間する。ところが、ｐｎ接合部で大きな傾斜角度を確保するためには素子端面を大きく削る必要があり、パワー半導体素子を小型化する上で障害となっていた。
また、ｐ型層とｎ型層との間にｐｎ接合を形成したダイオードの周側面を凹形彎曲状に形成する方法がある（特許文献１、図２参照）。周側面の彎曲頂点をｐ型層とｎ型層のうち低不純物濃度層側に形成することにより、表面放電が防止できる。ところが、所望の位置およびサイズで彎曲加工を行うことが困難であった。
また、成膜工程とエッチング工程を繰り返すプラズマエッチング方法により基板ウェーハを複数の基板チップに分断することが開示されている(特許文献２)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公昭48-40370号公報
【特許文献２】特開2002-93749号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】B. Jayant Baliga, B. Tech., M.S., Ph.D., "High-voltage device termination techniques", IEE Proc., vol.129, pt I, No.5, October 1982
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とを有する半導体基板から成る半導体素子のｐｎ接合境界部における耐電圧性の向上を可能にする製造方法及びそのような半導体素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために成された本発明に係る半導体素子の製造方法は、
少なくともｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とを有する半導体基板から半導体素子を製造する方法であって、
プラズマエッチングによって前記半導体基板にｐｎ接合境界部が露出した面を形成すると共に当該露出面のうち前記ｐｎ接合境界部に、前記ｐ型半導体領域と前記ｎ型半導体領域の界面に平行な方向に延びる沿面延長溝を形成することを特徴とする。
【０００７】
前記プラズマエッチングは、成膜工程とエッチング工程とを交互に繰り返すことを特徴とする。
【０００８】
また、前記半導体基板の表面からｐｎ接合境界部を含む領域の直前まで行う第１プラズマエッチングと、前記ｐｎ接合境界部を含む領域に前記沿面延長溝を形成する第２プラズマエッチングとが、ガス流量、高周波出力、放電周波数、及び処理時間のうちの一つ又は複数の組み合わせにより決定される条件が異なることを特徴とする。
【０００９】
本発明によって製造される半導体素子は、ｐｎ接合境界部が露出した面に前記ｐｎ接合境界部に平行な連続する多数の円弧状溝を有し、前記円弧状溝のうち前記ｐｎ接合境界部に位置する円弧状溝がその他の円弧状溝よりも沿面距離が長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プラズマエッチングによってｐｎ接合境界部が露出した面を形成すると共に当該露出面のうちｐｎ接合境界部を含む領域に沿面延長溝を形成したことによって、空乏層の沿面距離を長くすることができるため、半導体素子の耐電圧性が向上する。また、本発明によれば、ｐｎ接合境界部が露出した面にｐｎ接合境界部に平行な連続する多数の円弧状溝を有し、前記円弧状溝のうち前記ｐｎ接合境界部を含む領域に位置する円弧状溝はその他の円弧状溝よりも沿面距離が長いので、ｐｎ接合部を含む領域に傾斜をつける必要がない。このため、半導体素子の耐電圧性向上と共に素子の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る誘導結合プラズマ処理装置の全体的な概略構成図。
【図２】処理室のガス導入経路及びガス排出経路を示す図。
【図３】本発明の半導体基板の構造(ａ)及び半導体素子（ｂ）の一例を示す図。
【図４】円弧状溝の形成工程におけるプラズマ条件の一例を示す図。
【図５】沿面延長溝の形成工程におけるプラズマ条件の一例を示す図。
【図６】実施例１の円弧状溝の電子顕微鏡像。
【図７】実施例２の円弧状溝の電子顕微鏡像。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は本実施形態に係るプラズマ処理装置１を示している。プラズマ処理装置１は、処理室２と、処理室２の上部に設けられ当該処理室２内にプラズマを発生させるための誘導結合コイル４とを備えている。処理室２内には下部電極６が設けられている。
【００１３】
下部電極６には静電チャック８が設けられており、この静電チャック８によって下部電極６上に載置された半導体基板Ｓが吸着保持される。
下部電極６内には冷媒循環パイプ１０及び静電チャック８に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給管１２が配設されている。冷媒循環パイプ１０内を循環する冷媒、伝熱ガス供給管１２を通して供給される伝熱ガス(例えばヘリウムガス）によって下部電極６上に配置される処理基板は所定温度(例えば20℃)に維持される。
【００１４】
処理室２内には、ガス導入管１４，１６，１８を介してエッチングガス（例えばＳＦ６）、成膜ガス（Ｃ４Ｆ８）、酸素ガスがそれぞれ導入されるようになっている。エッチングガス、成膜ガスの導入管１４，１６には、マスフローコントローラ１４１，１６１、三方バルブ１４２，１６２が設けられている。酸素ガスの導入管１８には、マスフローコントローラ１８１、三方バルブ１８２が設けられている。処理室２にはロードロック室２０が併設されている。各ガス導入管１４，１６，１８の三方バルブ１４２，１６２，１８２には、前記ロードロック室２０の排気管２２につながるバイパス管２４，２６，２７が接続されている。
【００１５】
また、処理室２の排気管２８及びロードロック室２０の排気管２２にはそれぞれ真空ポンプ３０及び真空ポンプ３１が設けられている。前記真空ポンプ３０により処理室２内は所定の減圧雰囲気に維持される。前記真空ポンプ３１によりロードロック室２０内が所定の減圧雰囲気に維持され、また、三方バルブ１４２又は１６２によって処理室２内に導入されなかったガスが排出される。
【００１６】
処理室２の上部には円筒状の誘電体３２、誘電体３２の外周面に一体的に形成されたファラデーシールド３４、及びファラデーシールド３４の外周に巻回された誘導結合コイル４が配置されている。誘導結合コイル４には整合器(マッチングボックス)３７を介して高周波電源３８が接続されている。ファラデーシールド３４には、ファラデーシールド３４が誘電体３２の外周を一周回することがないように、切れ目が設けられている。これによって誘導結合コイル４に流れる電流とは逆向きの電流がファラデーシールド３４に流れることがない。
【００１７】
下部電極６には高周波電源１３から高周波電力が印加されるようになっている。マスフローコントローラ１４１，１６１，１８１、バルブ１４２，１６２，１８２、高周波電源１３，３８、真空ポンプ３０等の駆動は図示しない制御装置によって制御される。
【００１８】
ここで、処理対象の半導体基板Ｓ及び半導体基板Ｓを分断して形成される半導体素子Ｓ１について説明する。図３に示すように、半導体基板Ｓは、導電性基板１０１の上に少なくともｎ型半導体領域１０３、ｐ型半導体領域１０５が積層された構造を有している。なお、空乏層の広がりを調整し半導体素子の耐電圧性を上げるために、ｎ型半導体領域１０３はｎ型不純物濃度が高いｎ＋半導体層と、それよりもｎ型不純物濃度が低いｎ−半導体層から構成されていてもよい。この場合、ｎ−半導体層はｐ型半導体領域側に設けられる。
【００１９】
前記半導体基板Ｓはプラズマエッチングによってｐｎ接合境界部が露出した面が形成されると共に当該露出面のうち前記ｐｎ接合境界部を含む領域に沿面延長溝が形成される。ここで、ｐｎ接合境界部を含む領域とは、ｐｎ接合境界部を含み、かつ、ｐ型半導体層およびｎ型半導体層の両側におよぶ領域をいう。
ｐｎ接合境界部を含む領域に形成される沿面延長溝の数は１個以上であれば良く、素子端面の沿面距離が長くなって耐電圧性が向上する点で、複数の沿面延長溝を形成することが好ましい。複数の沿面延長溝を形成する場合には、ｐｎ接合境界部を含む領域のうちｎ型半導体領域側（特にｎ−半導体領域）に複数の沿面延長溝を形成することが好ましい。
【００２０】
前記露出面は、半導体基板Ｓの表面から少なくともｐｎ接合境界部までプラズマエッチングを行うことにより形成することができる。前記沿面延長溝は、当該露出面のうち、ｐｎ接合境界部を含む領域にプラズマエッチングを行うことにより形成することができる。
【００２１】
また、次のようにすれば、半導体基板Ｓに露出面を形成しつつ沿面延長溝を形成することができる。即ち、まず、半導体基板Ｓの表面からｐｎ接合境界部を含む領域の直前までプラズマエッチングを行うことでｐｎ接合境界部に平行な多数の円弧状溝を連続的に形成する。その後、プラズマエッチング条件を調節してpｎ接合境界部を含む領域にプラズマエッチングを行い、半導体基板の表面からｐｎ接合境界部を含む領域の直前までに形成した円弧状溝よりも沿面距離が長い円弧状溝を形成する。pｎ接合境界部を含む領域に位置し、且つ、他の円弧状溝よりも沿面距離が長い円弧状溝が「沿面延長溝」であり、半導体基板Ｓの表面からｐｎ接合境界部を含む領域の直前まで形成される多数の円弧状溝および、ｐｎ接合境界部を含む領域に位置する沿面延長溝から「露出面」が形成される。
【００２２】
前記半導体素子Ｓ１は、露出面を形成するために半導体基板Ｓの表面からｐｎ接合境界部を含む領域の直前まで行う第１プラズマエッチングと、ｐｎ接合境界部を含む領域に沿面延長溝を形成するために行う第２プラズマエッチングとにより製造される。第１プラズマエッチングと第２プラズマエッチングとは、ガス流量、高周波出力、放電周波数、及び処理時間のうちの一つ又は複数の組み合わせにより決定される条件が異なる工程である。
この場合のプラズマエッチングは、成膜工程とエッチング工程とを交互に繰り返す方法が好ましい。この方法によれば、素子端面の耐電圧性が高い半導体素子Ｓ１を製造できる。
【００２３】
また、エッチング工程で用いるガスは、円弧状の溝を形成できる点で、半導体基板Ｓとの反応が等方的に進行するガスを用いることが好ましい。このようなガスとしては、ＳＦ６、Ｃｌ２などが挙げられる。成膜工程で用いるガスは、ｐｎ接合境界部が露出した面に絶縁性の重合膜が形成されることで素子端面の耐電圧性をより向上できる点で、Ｃ４Ｆ８、ＣｌＦ３等が好ましい。
【００２４】
前記半導体基板Ｓの表面からｐｎ接合境界部を含む領域の直前まで第１プラズマエッチングによるエッチングを行って連続する多数の円弧状溝を形成する。続いて、前記ｐｎ接合境界部を含む領域に第２プラズマエッチングによるエッチングを行って沿面延長溝を形成する。その後、半導体基板Ｓの他の表面（裏面）まで再度第１プラズマエッチングと同じ条件でプラズマエッチングを行って連続する多数の円弧状溝を形成する。こうすることで、半導体基板Ｓを分断して個々のチップ状の半導体素子Ｓ１を製造することができる。すなわち、この場合には露出面で構成される分離溝１１１によって半導体基板Ｓは当該分離溝１１１で取り囲まれた複数の半導体素子Ｓ１に分断することができる。前記半導体素子Ｓ１は、ｐ型半導体層とｎ型半導体層が積層された構造を有し、各層間の界面に垂直な方向を縦方向とすると、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層内を縦方向に電流が流れる。本発明は半導体基板Ｓに形成される分離溝１１１の形状及び半導体素子Ｓ１の端面形状（ｐｎ接合境界部が露出した面）に特徴を有する。
【００２５】
以下、上記誘導結合プラズマ処理装置１を用いて行われる分離溝１１１の形成方法、及び、ｐｎ接合境界部を含む領域に沿面延長溝を形成する方法について説明する。分離溝１１１の形成方法では、成膜工程とエッチング工程とを交互に繰り返しつつ高密度プラズマを発生させて半導体基板にアスペクト比が高いエッチング処理が行われ、この結果、半導体基板Ｓの厚み方向（縦方向）に延びる分離溝１１１が形成される。分離溝１１１は、成膜工程と等方性のエッチング工程とを交互に繰り返し行うことにより形成されるので、分離溝１１１の側壁には連続する多数の円弧状溝（スカロップともいう）が形成される。そして、前記プラズマエッチングが、分離溝１１１がｐｎ接合境界部に達するまで行われることで、ｐｎ接合境界部が露出した面が形成される。
【００２６】
前記半導体基板Ｓの表面からｐｎ接合境界部を含む領域の直前まで行う第１プラズマエッチングと、ｐｎ接合境界部を含む領域に前記沿面延長溝を形成する第２プラズマエッチングとは、ガス流量、高周波出力、放電周波数、及び処理時間のうちの一つ又は複数の組み合わせにより決定される条件が異なる。
【００２７】
すなわち、第１プラズマエッチングの条件によって、分離溝１１１がｐｎ接合境界部を含む領域の直前に達するまでプラズマエッチングを行なう。その後、第１プラズマエッチングの条件よりもエッチング作用が強く現れる第２プラズマエッチングの条件に変更して、前記分離溝１１１の側壁面（前記露出面）のｐｎ接合境界部を含む領域に位置する沿面延長溝を形成する。前記ｐｎ接合境界部を含む領域に位置する沿面延長溝である円弧状溝は、前記その他の連続する多数の円弧状溝よりも沿面距離が長く、また、深さが大きくなるので、空乏層の沿面距離を長くすることが可能となり半導体素子の耐電圧性を向上させることができる。なお、沿面延長溝はｐｎ接合境界部を含む領域に形成されるが、沿面延長溝の両端間距離が、空乏層の両端間距離よりも大きくても小さくても半導体素子の耐圧性を向上させることや半導体素子を小型化する効果を得ることは可能である。
【００２８】
第２プラズマエッチングの条件でｐｎ接合境界部を含む領域に位置する沿面延長溝を形成した後、半導体基板Ｓを分断して半導体素子Ｓ１を製造する場合は、プラズマエッチングの条件を元の第１プラズマエッチングの条件に戻して、半導体基板Ｓの他の表面（裏面）までプラズマエッチングを行いさらに分離溝１１１を形成する。こうすることで、ｐｎ接合境界部が露出した面にｐｎ接合境界部に平行な連続する多数の円弧状溝を有し、前記円弧状溝のうち前記ｐｎ接合境界部を含む領域に位置する沿面延長溝である円弧状溝はその他の円弧状溝よりも沿面距離が長く深さが大きい半導体素子Ｓ１が得られる。
本実施の形態では、成膜工程及びエッチング工程の処理時間や回数、成膜工程及びエッチング工程におけるガス組成やガス流量、基板バイアス電力、ICP電力等のパラメータを適宜選択することにより、半導体基板Ｓに対して各層間の界面に垂直な方向(縦方向)に延びる分離溝１１１（縦穴）を形成しつつ、その途中で、各層間の界面に平行な方向(以下、「横方向」という）に延びる沿面延長溝（横穴）を形成する。即ち、分離溝１１１は、その途中部に形成される横穴構造と、この横穴構造よりも上部の縦穴構造及び下部の縦穴構造から成る。
【００２９】
分離溝１１１を形成するプラズマエッチングの成膜工程及びエッチング工程のいずれにおいても、真空ポンプ３０によって処理室２内が所定の減圧雰囲気、例えば20mTorrに維持される。
成膜工程では、成膜ガス供給源から成膜ガス導入管１６を通って成膜ガス、例えばＣ４Ｆ８が処理室２内に導入される。また、酸素ガス供給源からガス導入管１８を通って酸素ガスが処理室２内に導入される。
なお、成膜工程においては、エッチングガス供給源からエッチングガス導入管１４に供給されるＳＦ６は、処理室２をバイパスしてロードロック室２０の排気管２２に排出されるように三方バルブ１４２が切り替えられる。また、成膜ガスの導入に同期して、エッチング工程の残ガスが処理室２内から排出される。
この結果、誘導結合コイル４によって成膜ガスがプラズマ化され、分離溝の側壁や底面において保護膜として機能するＣＦ系の高分子が重合される。
【００３０】
エッチング工程では、エッチングガス供給源からガス導入管１４を通ってエッチングガス、例えばＳＦ６が処理室２内に導入される。また、酸素ガス供給源からガス導入管１８を通って酸素ガスが処理室２内に導入される。
なお、エッチング工程においては、成膜ガス供給源からガス導入管１６に供給される成膜ガスは、処理室２をバイパスしてロードロック室２０の排気管２２に排出されるように三方バルブ１６２の出口位置が調整される。また、エッチングガスの導入に同期して、成膜工程の残ガスが処理室２内から排出される。
そして、誘導結合コイル４に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が印加される。これにより、処理室２内のＳＦ６がプラズマ状態になり、Ｓｉなどの半導体層に対するエッチングが行われる。
【００３１】
成膜工程及びエッチング工程の間、処理室２内に連続して導入される酸素ガスは、成膜工程において分離溝の底面に形成される保護膜を除去する機能を有する。また、酸素ガスは硫黄や炭素の除去にも寄与する。従って、酸素ガスを導入することにより、成膜工程の後で行われるエッチング工程において、分離溝１１１の底面の保護膜を迅速に除去して垂直方向にエッチングすることができる。
なお、半導体基板はパワー半導体素子に用いられる半導体基板であれば制限されず、例えば、窒化ガリウムや炭化ケイ素などの化合物半導体でもかまわない。
【実施例１】
【００３２】
サムコ株式会社製の誘導結合プラズマ処理装置（ＲＩＥ−８００ｉＰＢ）を用いて実際にｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とを有する半導体基板（８インチのシリコンウエハ）に分離溝を形成して半導体素子を製造した。
この誘導結合プラズマ処理装置は、処理室がアルミニウム製で、下部電極の上方に円筒状の誘電体でできたプラズマ発生室が設けられている。誘電体の周囲には単巻きの誘導結合コイルが設けられており、誘導結合コイルには高周波電源（13.56MHz）が接続されている。
前記半導体基板はｎ型半導体層の上にｐ型半導体層が積層されており、ｐ型半導体層の表面にフォトレジストマスクが設けられている。このフォトレジストマスクには開口部（被エッチング部）が設けられており、プラズマエッチング時にはこの開口部から半導体基板Ｓに分離溝１１１が形成されていく。
【００３３】
図４は分離溝１１１（上部・下部縦穴構造）を形成する際に用いられる第１プラズマエッチング条件である。また、図５はｐｎ接合境界部を含む領域に位置する沿面延長溝（横穴構造）を形成する際に用いられる第２プラズマエッチング条件である。
分離溝１１１及びｐｎ接合境界部を含む領域に位置する沿面延長溝（縦穴構造及び横穴構造）は、いずれも３ステップから成る処理サイクルを１〜複数回実行することにより形成される。第１ステップは成膜工程、第２及び第３ステップはエッチング工程から成る。また、第２ステップは、分離溝内にイオンを強く引き込んで底面の保護膜を除去するための工程、第３ステップは、半導体層をエッチングするための工程である。
【００３４】
上部縦穴構造（ウエハの表面からｐｎ接合境界部を含む領域の直前までの構造）を形成する処理では、図４に示す第１プラズマエッチング条件のサイクルが２４回繰り返され、下部縦穴構造を形成する処理では３５回繰り返される。また、上部縦穴構造と下部縦穴構造を形成する途中の工程で沿面延長溝（横穴構造）が形成される。この沿面延長溝（横穴構造）を形成する処理では、図５に示す第２プラズマエッチング条件のサイクルが１回実施される。
図４及び図５から分かるように、第２プラズマエッチング条件の成膜工程及びエッチング工程の時間は、第１プラズマエッチング条件のそれらの４倍及び８倍の長さに設定されている。
【００３５】
上記分離溝を形成する処理により形成された分離溝の電子顕微鏡像を図６に示す。図６の電子顕微鏡像ではｐｎ接合境界部が露出した面に、ｐｎ接合境界部に平行な多数の円弧状溝が連続的に形成されている様子を明確に認識することができない。これは、第１プラズマエッチング条件の成膜工程とエッチング工程をいずれも短い処理時間で切替えたので円弧状溝が小さくなったためである。上部縦穴構造を形成する際には第１プラズマエッチング条件のサイクルを２４回繰り返してプラズマエッチングを行っているので、実際には、ｐｎ接合部に平行な連続する２４個の円弧状溝が形成されている。また、同様に、下部縦穴構造を形成する際には第１プラズマエッチング条件のサイクルを３５回繰り返してプラズマエッチングを行っているので、実際には、ｐｎ接合部に平行な連続する３５個の円弧状溝が形成されている。
【００３６】
また、図６の電子顕微鏡像から、上部縦穴構造と下部縦穴構造の途中であるｐｎ接合境界部を含む領域に１個の沿面延長溝（横穴構造）が形成されていることが分かる。この沿面延長溝は第２プラズマエッチング条件による処理を１回行うことにより形成される。このように、ｐｎ接合境界部を含む領域に位置する円弧状溝（沿面延長溝）は、その他の円弧状溝（スカロップ）よりも沿面距離が長いことが分かる。
なお、図６の電子顕微鏡像は下部縦穴構造の形成時に第２プラズマエッチング条件による処理を３５回行った状態であるが、第２プラズマエッチング条件による処理をさらに継続してウエハの裏面まで行うと半導体基板を完全に分断した半導体素子が得られる。
【実施例２】
【００３７】
つぎに、図５に示す第２プラズマエッチング条件の成膜工程（第１ステップ）を２秒に変更した以外は実施例１と同様にして半導体素子を製造した。すなわち、ｐｎ接合境界部を含む領域に位置する沿面延長溝（横穴構造）の形成処理におけるエッチング工程（第３ステップ）の時間を分離溝（上部・下部縦穴構造）の形成処理の８倍にし、成膜工程（第１ステップ）の時間を同じにして分離溝を形成する処理を行った。図７に実施例２によって得られた分離溝の電子顕微鏡写真を示す。
【００３８】
実施例２でも第１プラズマエッチング条件の成膜工程とエッチング工程をいずれも短い処理時間で切替えたので多数の小さい円弧状溝が形成されている。また、上部縦穴構造と下部縦穴構造の途中であるｐｎ接合境界部を含む領域では第２プラズマエッチング条件の処理を１回行ったので沿面延長溝（横穴構造）が１個形成されている。ｐｎ接合境界部を含む領域に位置する円弧状溝（沿面延長溝）は、その他の円弧状溝（スカロップ）よりも沿面距離が長いことがわかる。
なお、第２プラズマエッチングでは成膜工程が２秒であるのに対してエッチング工程の時間が４０秒と長かったので、上部縦穴構造の壁面がエッチングされて若干であるが荒れていることが図７から理解できる。
また、実施例１と同様に、図７の電子顕微鏡像は下部縦穴構造の形成時に第１プラズマエッチング条件のサイクルを３５回繰り返したものであるが、第２プラズマエッチング条件による処理をさらに継続してウエハの裏面まで行うと半導体基板を分断した半導体素子が得られる。
【００３９】
このように、分離溝形成処理の成膜工程やエッチング工程におけるプラズマ条件を適宜に設定することにより、分離溝の途中部のｐｎ接合境界部に位置する溝（円弧状溝）を形成することができるので、空乏層の沿面距離を長くすることが可能となり半導体素子の耐圧性が向上する。
【００４０】
なお、本発明は上記した実施の形態や実施例に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、ｐｎ接合境界部（横穴構造）形成処理におけるプラズマ条件を変更して溝（円弧状溝）構造の大きさを変更したり、当該溝（横穴）形成処理を組み込むタイミングや回数を変更することにより、当該溝（横穴）構造の位置や個数を変更したりすることができる。
また、分離溝１１１の幅を一定に形成できる点で、第１プラズマエッチングの処理サイクルが進行するに従って成膜工程とエッチング工程の条件を徐々に変更することが好ましい。
また、沿面延長溝（円弧状溝）の円弧の曲率を最適化できる点で、第２プラズマエッチングの成膜工程やエッチング工程の途中で、ガス流量、高周波出力、及び、放電周波数のうちの一つ又は複数の組み合せにより決定される条件を変更することが好ましい。
【符号の説明】
【００４１】
１…誘導結合プラズマ処理装置
２…処理室
４…誘導結合コイル
６…下部電極
８…静電チャック
１４，１６，１８…ガス導入管
１０１…導電性基板
１０３…ｎ型半導体層
１０５…ｐ型半導体層
Ｓ…半導体基板
Ｓ１…半導体素子
【図１】
0005555871.tif 000002
【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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