(57)【要約】【課題】炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストの低減を実現可能な炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置を提供する。【解決手段】炭化珪素基板の製造方法は、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０とを準備する工程と、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０とを積み重ねることにより、積層基板を作製する工程と、積層基板を加熱することにより接合基板３を作製する工程と、ベース基板１０の温度がＳｉＣ基板２０の温度よりも高くなるように接合基板３を加熱することにより、接合界面１５に形成されたボイド３０を接合基板３の厚み方向に移動させる工程と、ベース基板１０のＳｉＣ基板２０とは反対側の主面１０Ｂを含む領域を除去することにより、ボイド３０を除去する工程とを備えている。【選択図】図３
2011254051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素からなるベース基板と単結晶炭化珪素からなるＳｉＣ基板とを準備する工程と、
前記ベース基板と前記ＳｉＣ基板とを互いの主面同士が接触するように積み重ねることにより、積層基板を作製する工程と、
前記積層基板を加熱することにより、前記ベース基板と前記ＳｉＣ基板とを接合して接合基板を作製する工程と、
前記ベース基板と前記ＳｉＣ基板との間に温度差が形成されるように前記接合基板を加熱することにより、前記接合基板を作製する工程において前記ベース基板と前記ＳｉＣ基板との界面に形成されたボイドを前記接合基板の厚み方向に移動させる工程と、
前記ベース基板および前記ＳｉＣ基板のうち前記ボイドを移動させる工程において、より高温に加熱される一方の基板の他方の基板とは反対側の主面を含む領域を除去することにより、前記ボイドを除去する工程とを備えた、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項２】
前記ボイドを移動させる工程では、前記ベース基板の温度が前記ＳｉＣ基板の温度よりも高くなるように前記接合基板が加熱され、
前記ボイドを除去する工程では、前記ベース基板の前記ＳｉＣ基板とは反対側の主面を含む領域が除去されることにより前記ボイドが除去される、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項３】
前記ボイドを移動させる工程では、前記ベース基板の、前記ＳｉＣ基板とは反対側の主面は１５００℃以上３０００℃以下の温度域に加熱される、請求項２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項４】
前記積層基板を作製する工程よりも前に、前記積層基板を作製する工程において互いに接触すべき前記ベース基板および前記ＳｉＣ基板の主面を平坦化する工程をさらに備えた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項５】
前記積層基板を作製する工程は、前記積層基板を作製する工程よりも前に、前記積層基板を作製する工程において互いに接触すべき前記ベース基板および前記ＳｉＣ基板の主面を研磨することなく実施される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項６】
前記積層基板を作製する工程では、前記ＳｉＣ基板は、前記ベース基板上に平面的に見て複数並べて載置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項７】
前記積層基板を作製する工程では、前記ＳｉＣ基板の前記ベース基板とは反対側の主面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となっている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項８】
前記積層基板を作製する工程では、前記ＳｉＣ基板の前記ベース基板とは反対側の主面のオフ方位と＜１−１００＞方向とのなす角は５°以下となっている、請求項７に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項９】
前記積層基板を作製する工程では、前記ＳｉＣ基板の前記ベース基板とは反対側の主面の、＜１−１００＞方向における｛０３−３８｝面に対するオフ角は−３°以上５°以下である、請求項８に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１０】
前記積層基板を作製する工程では、前記ＳｉＣ基板の前記ベース基板とは反対側の主面のオフ方位と＜１１−２０＞方向とのなす角は５°以下となっている、請求項７に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１１】
前記ベース基板と前記ＳｉＣ基板とを接合する工程では、大気雰囲気を減圧することにより得られた雰囲気中において前記積層基板が加熱される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１２】
前記ベース基板と前記ＳｉＣ基板とを接合する工程では、１０−１Ｐａよりも高く１０４Ｐａよりも低い圧力下において前記積層基板が加熱される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１３】
炭化珪素基板を準備する工程と、
前記炭化珪素基板上にエピタキシャル成長層を形成する工程と、
前記エピタキシャル成長層上に電極を形成する工程とを備え、
前記炭化珪素基板を準備する工程では、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法により前記炭化珪素基板が製造される、半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法により製造された、炭化珪素基板。
【請求項１５】
請求項１３に記載の半導体装置の製造方法により製造された、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置に関し、より特定的には、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストの低減を実現可能な炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高耐圧化、低損失化、高温環境下での使用などを可能とするため、半導体装置を構成する材料として炭化珪素の採用が進められつつある。炭化珪素は、従来から半導体装置を構成する材料として広く使用されている珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体である。そのため、半導体装置を構成する材料として炭化珪素を採用することにより、半導体装置の高耐圧化、オン抵抗の低減などを達成することができる。また、炭化珪素を材料として採用した半導体装置は、珪素を材料として採用した半導体装置に比べて、高温環境下で使用された場合の特性の低下が小さいという利点も有している。
【０００３】
このような状況の下、半導体装置の製造に用いられる炭化珪素結晶および炭化珪素基板の製造方法については、種々の検討がなされ、様々なアイデアが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８０５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、炭化珪素は常圧で液相を持たない。また、結晶成長温度が２０００℃以上と非常に高く、成長条件の制御や、その安定化が困難である。そのため、炭化珪素単結晶は、高品質を維持しつつ大口径化することが困難であり、大口径の高品質な炭化珪素基板を得ることは容易ではない。そして、大口径の炭化珪素基板の作製が困難であることに起因して、炭化珪素基板の製造コストが上昇するだけでなく、当該炭化珪素基板を用いて半導体装置を製造するに際しては、１バッチあたりの生産個数が少なくなり、半導体装置の製造コストが高くなるという問題があった。また、製造コストの高い炭化珪素単結晶を基板として有効に利用することにより、半導体装置の製造コストを低減できるものと考えられる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストの低減を実現可能な炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従った炭化珪素基板の製造方法は、炭化珪素からなるベース基板と単結晶炭化珪素からなるＳｉＣ基板とを準備する工程と、ベース基板とＳｉＣ基板とを互いの主面同士が接触するように積み重ねることにより、積層基板を作製する工程と、積層基板を加熱することにより、ベース基板とＳｉＣ基板とを接合して接合基板を作製する工程と、ベース基板とＳｉＣ基板との間に温度差が形成されるように接合基板を加熱することにより、接合基板を作製する工程においてベース基板とＳｉＣ基板との界面に形成されたボイドを接合基板の厚み方向に移動させる工程と、ベース基板およびＳｉＣ基板のうちボイドを移動させる工程において、より高温に加熱される一方の基板の他方の基板とは反対側の主面を含む領域を除去することにより、ボイドを除去する工程とを備えている。
【０００８】
上述のように、高品質な炭化珪素単結晶は、大口径化が困難である。一方、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造プロセスにおいて効率よく製造を行なうためには、所定の形状および大きさに統一された基板が必要である。そのため、高品質な炭化珪素単結晶（たとえば欠陥密度が小さい炭化珪素単結晶）が得られた場合でも、切断等によって所定の形状等に加工できない領域は、有効に利用されない可能性がある。
【０００９】
これに対し、本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、ベース基板上に単結晶炭化珪素からなるＳｉＣ基板が載置されて作製された積層基板が加熱されることにより接合されて、炭化珪素基板が製造される。そのため、たとえば欠陥密度が大きく、低品質な炭化珪素結晶からなるベース基板を上記所定の形状および大きさに加工し、当該ベース基板上に高品質であるものの所望の形状等が実現されていない炭化珪素単結晶をＳｉＣ基板として載置し、加熱することにより炭化珪素基板を製造することができる。このようにして得られた炭化珪素基板は、全体として所定の形状および大きさに統一されているため、半導体装置の製造の効率化に寄与することができる。また、このような炭化珪素基板の高品質なＳｉＣ基板上に、たとえばエピタキシャル成長層を形成して半導体装置を製造することが可能であるため、炭化珪素単結晶を有効に利用することができる。その結果、本発明の炭化珪素基板の製造方法によれば、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストの低減を実現可能な炭化珪素基板を製造することができる。
【００１０】
さらに、ＳｉＣ基板とベース基板とを接合して接合基板を作製すると、ＳｉＣ基板やベース基板の反りなどに起因して、ベース基板とＳｉＣ基板との界面にボイドが形成されるおそれがある。このようなボイドが存在する接合基板をそのまま炭化珪素基板として半導体装置の製造に使用した場合、ボイドが抵抗成分としてはたらき、基板の抵抗率を上昇させる。そのため、製造される半導体装置のオン抵抗が上昇するという問題が発生し得る。また、このようなボイドが存在する接合基板をそのまま炭化珪素基板として使用すると、当該ボイドの存在により基板の強度が低下し、取り扱い時において割れなどが発生しやすくなるという問題もある。
【００１１】
これに対し、本発明の炭化珪素基板の製造方法は、ＳｉＣ基板とベース基板とを接合して接合基板を形成した後、さらにボイドを接合基板の厚み方向に移動させる工程と、ボイドを除去する工程とを備えている。これにより、炭化珪素基板内のボイドが減少し、ボイドの存在に伴う上記問題の発生が抑制される。ここで、上記ボイドの除去は、たとえば研磨により実施することができる。また、上記接合基板を作製する工程とボイドを移動させる工程とは、それぞれ別の工程として実施されてもよいが、単一の工程として同時に実施されてもよい。具体的には、たとえば積層基板を作製する工程の後、ベース基板とＳｉＣ基板との間に温度差が形成されるように積層基板を加熱することによってベース基板とＳｉＣ基板とを接合しつつ、ボイドを移動させてもよい。
【００１２】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、ボイドを移動させる工程では、ベース基板の温度がＳｉＣ基板の温度よりも高くなるように接合基板が加熱され、ボイドを除去する工程では、ベース基板のＳｉＣ基板とは反対側の主面を含む領域が除去されることによりボイドが除去されてもよい。
【００１３】
ベース基板の温度がＳｉＣ基板の温度よりも高くなるように接合基板を加熱すると、上記ボイドはベース基板側に移動する。そして、ベース基板のＳｉＣ基板とは反対側の主面を含む領域とともにボイドを除去することにより、ＳｉＣ基板を消費することなくボイドを除去することができる。そのため、たとえば高品質な単結晶炭化珪素からなるＳｉＣ基板を採用した場合に、当該ＳｉＣ基板を無駄にすることなくボイドを除去することができる。
【００１４】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、ボイドを移動させる工程では、ベース基板の、ＳｉＣ基板とは反対側の主面は１５００℃以上３０００℃以下の温度域に加熱されてもよい。
【００１５】
加熱温度を１５００℃以上とすることによりボイドの移動を効率よく達成することができる。一方、加熱温度を３０００℃以下とすることにより、ＳｉＣ基板におけるエッチングなどの損傷の発生を抑制することができる。
【００１６】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、積層基板を作製する工程よりも前に、積層基板を作製する工程において互いに接触すべきベース基板およびＳｉＣ基板の主面を平坦化する工程をさらに備えていてもよい。ベース基板とＳｉＣ基板との接合面となるべき面を予め平坦化しておくことにより、ベース基板とＳｉＣ基板とをより確実に接合することができる。
【００１７】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、積層基板を作製する工程は、積層基板を作製する工程よりも前に、積層基板を作製する工程において互いに接触すべきベース基板およびＳｉＣ基板の主面を研磨することなく実施されてもよい。これにより、炭化珪素基板の製造コストを低減することができる。ここで、積層基板を作製する工程において互いに接触すべきベース基板およびＳｉＣ基板の主面は、上述のように研磨されなくてもよい。しかし、基板作製時におけるスライスなどにより形成された表面付近のダメージ層を除去する観点から、たとえばエッチングによって当該ダメージ層が除去される工程が実施された後に上記積層基板を作製する工程が実施されることが好ましい。
【００１８】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、積層基板を作製する工程では、ＳｉＣ基板は、ベース基板上に平面的に見て複数並べて載置されてもよい。別の観点から説明すると、ＳｉＣ基板は、ベース基板の主面に沿って複数並べて載置されてもよい。
【００１９】
上述のように、高品質な炭化珪素単結晶は、大口径化が困難である。これに対し、高品質な炭化珪素単結晶から採取した複数のＳｉＣ基板を平面的に複数並べて配置したうえで、ベース基板とＳｉＣ基板とを接合することにより、高品質なＳｉＣ層を有する大口径な基板として取り扱うことが可能な炭化珪素基板を得ることができる。そして、この炭化珪素基板を用いることにより、半導体装置の製造プロセスを効率化することができる。なお、半導体装置の製造プロセスを効率化するためには、上記複数のＳｉＣ基板のうち互いに隣り合うＳｉＣ基板は、互いに接触して配置されていることが好ましい。より具体的には、たとえば上記複数のＳｉＣ基板は、平面的に見てマトリックス状に敷き詰められていることが好ましい。
【００２０】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、積層基板を作製する工程では、ＳｉＣ基板のベース基板とは反対側の主面は、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となっていてもよい。
【００２１】
六方晶の単結晶炭化珪素は、＜０００１＞方向に成長させることにより、高品質な単結晶を効率よく作製することができる。そして、＜０００１＞方向に成長させた炭化珪素単結晶からは、｛０００１｝面を主面とする炭化珪素基板を効率よく採取することができる。一方、面方位｛０００１｝に対するオフ角が５０°以上６５°以下である主面を有する炭化珪素基板を用いることにより、高性能な半導体装置を製造できる場合がある。
【００２２】
具体的には、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；酸化膜電界効果トランジスタ）の作製に用いられる炭化珪素基板は、面方位｛０００１｝に対するオフ角が８°程度以下である主面を有していることが一般的である。そして、当該主面上にエピタキシャル成長層が形成されるとともに、当該エピタキシャル成長層上に酸化膜、電極などが形成され、ＭＯＳＦＥＴが得られる。このＭＯＳＦＥＴにおいては、エピタキシャル成長層と酸化膜との界面を含む領域にチャネル領域が形成される。しかし、このような構造を有するＭＯＳＦＥＴにおいては、基板の主面の｛０００１｝面に対するオフ角が８°程度以下であることに起因して、チャネル領域が形成されるエピタキシャル成長層と酸化膜との界面付近において多くの界面準位が形成され、キャリアの走行の妨げとなって、チャネル移動度が低下する。
【００２３】
これに対し、上記積層基板を作製する工程において、ＳｉＣ基板のベース基板とは反対側の主面の、｛０００１｝面に対するオフ角を５０°以上６５°以下とすることにより、製造される炭化珪素基板の主面の｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となる。そのため、上記界面準位の形成が低減され、オン抵抗が低減されたＭＯＳＦＥＴ等を作製可能な炭化珪素基板を製造することができる。
【００２４】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、積層基板を作製する工程では、ＳｉＣ基板のベース基板とは反対側の主面のオフ方位と＜１−１００＞方向とのなす角は５°以下となっていてもよい。
【００２５】
＜１−１００＞方向は、炭化珪素基板における代表的なオフ方位である。そして、基板の製造工程におけるスライス加工のばらつき等に起因したオフ方位のばらつきを５°以下とすることにより、炭化珪素基板上へのエピタキシャル成長層の形成などを容易にすることができる。
【００２６】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、積層基板を作製する工程では、ＳｉＣ基板のベース基板とは反対側の主面の、＜１−１００＞方向における｛０３−３８｝面に対するオフ角は−３°以上５°以下であってもよい。
【００２７】
これにより、炭化珪素基板を用いてＭＯＳＦＥＴを作製した場合におけるチャネル移動度を、より一層向上させることができる。ここで、面方位{０３−３８}に対するオフ角を−３°以上＋５°以下としたのは、チャネル移動度と当該オフ角との関係を調査した結果、この範囲内で特に高いチャネル移動度が得られたことに基づいている。
【００２８】
また、「＜１−１００＞方向における{０３−３８}面に対するオフ角」とは、＜１−１００＞方向および＜０００１＞方向の張る平面への上記主面の法線の正射影と、{０３−３８}面の法線とのなす角度であり、その符号は、上記正射影が＜１−１００＞方向に対して平行に近づく場合が正であり、上記正射影が＜０００１＞方向に対して平行に近づく場合が負である。
【００２９】
なお、上記主面の面方位は、実質的に{０３−３８}であることがより好ましく、上記主面の面方位は{０３−３８}であることがさらに好ましい。ここで、主面の面方位が実質的に{０３−３８}であるとは、基板の加工精度などを考慮して実質的に面方位が{０３−３８}とみなせるオフ角の範囲に基板の主面の面方位が含まれていることを意味し、この場合のオフ角の範囲はたとえば{０３−３８}に対してオフ角が±２°の範囲である。これにより、上述したチャネル移動度をより一層向上させることができる。
【００３０】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、積層基板を作製する工程では、ＳｉＣ基板のベース基板とは反対側の主面のオフ方位と＜１１−２０＞方向とのなす角は５°以下となっていてもよい。
【００３１】
＜１１−２０＞方向は、上記＜１−１００＞方向と同様に、炭化珪素基板における代表的なオフ方位である。そして、基板の製造工程におけるスライス加工のばらつき等に起因したオフ方位のばらつきを±５°とすることにより、ＳｉＣ基板上へのエピタキシャル成長層の形成などを容易にすることができる。
【００３２】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、ベース基板とＳｉＣ基板とを接合する工程では、大気雰囲気を減圧することにより得られた雰囲気中において積層基板が加熱されてもよい。これにより、炭化珪素基板の製造コストを低減することができる。
【００３３】
上記炭化珪素基板の製造方法においては、ベース基板とＳｉＣ基板とを接合する工程では、１０−１Ｐａよりも高く１０４Ｐａよりも低い圧力下において積層基板が加熱されてもよい。
【００３４】
これにより、簡素な装置により上記接合を実施することが可能になるとともに比較的短時間で接合を実施するための雰囲気を得ることが可能となる。その結果、炭化珪素基板の製造コストを低減することができる。
【００３５】
本発明に従った半導体装置の製造方法は、炭化珪素基板を準備する工程と、炭化珪素基板上にエピタキシャル成長層を形成する工程と、エピタキシャル成長層上に電極を形成する工程とを備えている。そして、炭化珪素基板を準備する工程では、上記本発明の炭化珪素基板の製造方法により炭化珪素基板が製造される。
【００３６】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、上記本発明の炭化珪素基板の製造方法により製造された炭化珪素基板を用いて半導体装置が製造されるため、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【００３７】
本発明に従った炭化珪素基板は、上記本発明の炭化珪素基板の製造方法により製造されている。これにより、本発明の炭化珪素基板は、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストの低減を実現可能な炭化珪素基板となっている。
【００３８】
本発明に従った半導体装置は、上記本発明の半導体装置の製造方法により製造されている。これにより、本発明の半導体装置は、製造コストが低減された半導体装置となっている。
【発明の効果】
【００３９】
以上の説明から明らかなように、本発明の炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置によれば、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストの低減を実現可能な炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法の概略を示すフローチャートである。
【図２】実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図３】実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図４】図３のボイド周辺を拡大して示す概略部分断面図である。
【図５】実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図６】実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図７】実施の形態１における炭化珪素基板の構造を示す概略断面図である。
【図８】実施の形態２における炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図９】実施の形態２における炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１０】実施の形態２における炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１１】実施の形態２における炭化珪素基板の構造を示す概略断面図である。
【図１２】縦型ＭＯＳＦＥＴの構造を示す概略断面図である。
【図１３】縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法の概略を示すフローチャートである。
【図１４】縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１５】縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１６】縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１７】縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００４２】
（実施の形態１）
まず、図１〜図７を参照して、本発明の一実施の形態である実施の形態１について説明する。図１を参照して、本実施の形態における炭化珪素基板の製造方法においては、まず、工程（Ｓ１０）として基板準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、図２を参照して、たとえば炭化珪素からなるベース基板１０および単結晶炭化珪素からなるＳｉＣ基板２０が準備される。このとき、ＳｉＣ基板２０の主面２０Ａは、この製造方法により得られるＳｉＣ層２０の主面２０Ａとなることから（後述の図７参照）、所望の主面２０Ａの面方位に合わせて、ＳｉＣ基板２０の主面２０Ａの面方位を選択する。
【００４３】
また、ベース基板１０には、たとえば不純物濃度が２×１０１９ｃｍ−３よりも大きい基板が採用される。そして、ＳｉＣ基板２０には、不純物濃度が５×１０１８ｃｍ−３よりも大きく２×１０１９ｃｍ−３よりも小さい基板を採用することができる。これにより、抵抗率の小さいベース層１０を形成しつつ、デバイスプロセスにおける熱処理が実施された場合でも、少なくともＳｉＣ層２０において積層欠陥の発生を抑制することができる。また、ベース基板１０としては、単結晶炭化珪素、多結晶炭化珪素、非晶質炭化珪素、炭化珪素焼結体などからなる基板を採用することができる。
【００４４】
次に、工程（Ｓ２０）として基板平坦化工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、後述する工程（Ｓ３０）において互いに接触すべきベース基板１０の主面１０ＡおよびＳｉＣ基板２０の主面２０Ｂ（接合面）が、たとえば研磨により平坦化される。なお、この工程（Ｓ２０）は必須の工程ではないが、これを実施しておくことにより、互いに対向するベース基板１０とＳｉＣ基板２０との間の隙間の大きさが均一となるため、後述する工程（Ｓ４０）において接合面内での反応（接合）の均一性が向上する。その結果、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０とをより確実に接合することができる。また、一層確実にベース基板１０とＳｉＣ基板とを接合するためには、上記接合面の面粗さＲａは１００ｎｍ未満であることが好ましく、５０ｎｍ未満であることが好ましい。さらに、接合面の面粗さＲａを１０ｎｍ未満とすることにより、より確実な接合を達成することができる。
【００４５】
一方、工程（Ｓ２０）を省略し、互いに接触すべきベース基板１０およびＳｉＣ基板２０の主面を研磨することなく工程（Ｓ３０）が実施されてもよい。これにより、炭化珪素基板１の製造コストを低減することができる。また、ベース基板１０およびＳｉＣ基板２０の作製時におけるスライスなどにより形成された表面付近のダメージ層を除去する観点から、たとえばエッチングによって当該ダメージ層が除去される工程が上記工程（Ｓ２０）に代えて、あるいは上記工程（Ｓ２０）の後に実施された上で、後述する工程（Ｓ３０）が実施されてもよい。
【００４６】
次に、工程（Ｓ３０）として、積層工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、図１を参照して、ベース基板１０の主面１０Ａ上に接触するようにＳｉＣ基板２０が載置されて、積層基板が作製される。ここで、この工程（Ｓ３０）では、ＳｉＣ基板２０のベース基板１０とは反対側の主面２０Ａは、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となっていてもよい。これにより、ＳｉＣ層２０の主面２０Ａが、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となっている炭化珪素基板１を容易に製造することができる。また、工程（Ｓ３０）では、上記主面２０Ａのオフ方位と＜１−１００＞方向とのなす角は５°以下となっていてもよい。これにより、作製される炭化珪素基板１上（主面２０Ａ上）へのエピタキシャル成長層の形成などを容易にすることができる。さらに、工程（Ｓ３０）では、主面２０Ａの、＜１−１００＞方向における｛０３−３８｝面に対するオフ角は−３°以上５°以下であってもよい。これにより、製造される炭化珪素基板１を用いてＭＯＳＦＥＴなどを作製した場合におけるチャネル移動度を、より一層向上させることができる。
【００４７】
一方、工程（Ｓ３０）では、主面２０Ａのオフ方位と＜１１−２０＞方向とのなす角は５°以下となっていてもよい。これにより、作製される炭化珪素基板１上へのエピタキシャル成長層の形成などを容易にすることができる。
【００４８】
次に、工程（Ｓ４０）として、接合工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、上記積層基板２が、たとえばベース基板１０を構成する炭化珪素の昇華温度以上の温度域に加熱されることにより、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０とが接合される。これにより、図３を参照して、接合基板３が得られる。ここで、工程（Ｓ１０）において準備されるベース基板１０およびＳｉＣ基板２０として、反りなどの変形のない完全な平面形状を有する基板を準備することは困難である。そのため、工程（Ｓ３０）において作製される積層基板２においては、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０とが全面にわたって完全に密着した状態ではなく、接触している領域と接触していない領域とが存在する場合が多い。その結果、工程（Ｓ３０）においては、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０との接合界面１５付近にボイド３０が形成される。
【００４９】
次に、工程（Ｓ５０）としてボイド移動工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０との間に温度差が形成されるように接合基板３が加熱される。具体的には、たとえばベース基板１０の温度がＳｉＣ基板２０の温度よりも高くなるように、上記接合基板３が加熱される。
【００５０】
このとき、図４を参照して、ボイド３０の内部においては、温度の高い側であるベース基板１０の内壁３０Ａに沿った領域を構成する炭化珪素が昇華し、矢印αに沿って移動した後、温度が低い側であるＳｉＣ基板２０側の内壁３０Ｂに到達して固化する。これにより、図５に示すように、ボイド３０がベース基板１０側に移動する。そして、この状態を維持することにより、図６に示すようにボイド３０がベース基板１０のＳｉＣ基板２０とは反対側の主面１０Ｂ近くまで移動する。
【００５１】
ここで、工程（Ｓ５０）では、ベース基板１０およびＳｉＣ基板２０のうち、いずれの方が高温になるように加熱してもよいが、本実施の形態においては、ボイド３０がＳｉＣ基板２０の品質や歩留まりに与える影響を抑制する観点から、ボイド３０をベース基板１０側に移動させる目的で、ベース基板１０側の温度がＳｉＣ基板２０側の温度よりも高くなるように接合基板３が加熱される。また、この接合基板３の加熱は、たとえばグラファイトからなる、またはグラファイトからなり表面がタンタルカーバイドでコーティングされた坩堝内、あるいはサセプタ上において実施することができる。このとき、雰囲気の圧力が低いほど、ボイド３０の移動速度が大きくなる。そのため、生産効率向上の観点からは、雰囲気の圧力を小さくすることが望ましく、具体的には大気圧未満とすることが望ましい。また、加熱時の雰囲気は、たとえば希ガス（アルゴンなど）や窒素などを採用することができる。また、上述のように温度差を形成した状態で積層基板２を加熱することにより、工程（Ｓ４０）と工程（Ｓ５０）とを同時に実施してもよい。
【００５２】
次に、工程（Ｓ６０）としてボイド除去工程が実施される。この工程（Ｓ６０）では、ベース基板１０およびＳｉＣ基板２０のうち工程（Ｓ５０）において、より高温に加熱された一方の基板の他方の基板とは反対側の主面を含む領域が除去されることにより、ボイド３０が除去される。具体的には、たとえば本実施の形態においては、図６を参照して、ベース基板１０のＳｉＣ基板２０とは反対側の主面１０Ｂを含む領域１０Ｃが除去されることによりボイド３０が除去される。以上の手順により、図７に示す本実施の形態における炭化珪素基板１が完成する。
【００５３】
ここで、上記プロセスによれば、炭化珪素基板１は、ベース基板１０の形状等の選択により所望の形状および大きさとすることができるため、半導体装置の製造の効率化に寄与することができる。また、このようなプロセスで製造される炭化珪素基板１では、従来所望の形状等に加工できないため利用されていなかった高品質な炭化珪素単結晶からなるＳｉＣ基板２０を利用して半導体装置を製造することが可能であるため、炭化珪素単結晶を有効に利用することができる。その結果、本実施の形態における炭化珪素基板１の製造方法によれば、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストの低減を可能とする炭化珪素基板１を製造することができる。
【００５４】
さらに、上記プロセスによれば、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０との接合界面１５付近に形成されたボイド３０が工程（Ｓ５０）において移動させられた後、工程（Ｓ６０）において除去される。そのため、炭化珪素基板１内のボイド３０が減少し、ボイド３０の存在に伴う基板の抵抗率の上昇、基板の強度低下などが抑制される。
【００５５】
ここで、上記工程（Ｓ５０）では、ベース基板１０の、ＳｉＣ基板２０とは反対側の主面１０Ｂは１５００℃以上３０００℃以下の温度域に加熱されることが好ましい。加熱温度を１５００℃以上とすることによりボイド３０の移動速度が高くなり、ボイド３０の移動を効率よく達成することができる。一方、加熱温度を３０００℃以下とすることにより、ＳｉＣ基板２０におけるエッチングなどの損傷の発生を抑制することができる。
【００５６】
なお、上記炭化珪素基板の製造方法においては、積層基板におけるＳｉＣ基板２０の、ベース基板１０とは反対側の主面２０Ａに対応するＳｉＣ基板２０の主面を研磨する工程をさらに備えていてもよい。これにより、ＳｉＣ層２０（ＳｉＣ基板２０）の、ベース基板１０とは反対側の主面２０Ａ上に高品質なエピタキシャル成長層を形成することができる。その結果、高品質な当該エピタキシャル成長層をたとえば活性層として含む半導体装置を製造することができる。すなわち、このような工程を採用することにより、上記ＳｉＣ層２０上に形成されたエピタキシャル層を含む高品質な半導体装置を製造することが可能な炭化珪素基板１を得ることができる。ここで、当該ＳｉＣ基板２０の主面２０Ａの研磨は、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０との接合後に実施されてもよいし、上記積層基板２においてベース基板１０とは反対側の主面２０ＡとなるべきＳｉＣ基板２０の主面を予め研磨することにより、積層基板２を作製する工程よりも前に実施されてもよい。
【００５７】
図７を参照して、上記製造方法により得られる炭化珪素基板１は、炭化珪素からなるベース層１０と、ベース層１０とは別の単結晶炭化珪素からなるＳｉＣ層２０とを備えている。ここで、ＳｉＣ層２０がベース層１０とは別の単結晶炭化珪素からなる状態とは、ベース層１０が炭化珪素の多結晶、非晶質など単結晶以外の炭化珪素からなる場合を含むとともに、ベース層１０が単結晶炭化珪素からなる場合であってＳｉＣ層２０とは別の結晶からなっている場合を含む。ベース層１０とＳｉＣ層２０とが別の結晶からなっている状態とは、ベース層１０とＳｉＣ層２０との間に境界が存在し、たとえば当該境界の一方側と他方側とで欠陥密度が異なっている状態を意味する。このとき、欠陥密度が当該境界において不連続となっていてもよい。
【００５８】
また、上記本実施の形態における炭化珪素基板１の製造方法では、工程（Ｓ４０）では、大気雰囲気を減圧することにより得られた雰囲気中において積層基板が加熱されてもよい。これにより、炭化珪素基板１の製造コストを低減することができる。また、工程（Ｓ５０）においては、大気雰囲気を減圧することにより得られた雰囲気中において接合基板が加熱されてもよい。これにより、炭化珪素基板１の製造コストを低減することができる。
【００５９】
さらに、上記本実施の形態における炭化珪素基板１の製造方法では、工程（Ｓ４０）では、１０−１Ｐａよりも高く１０４Ｐａよりも低い圧力下において積層基板２が加熱されてもよい。これにより、簡素な装置により上記接合を実施することが可能になるとともに比較的短時間で接合を実施するための雰囲気を得ることが可能となる。その結果、炭化珪素基板１の製造コストを低減することができる。また、工程（Ｓ５０）においては、１０−１Ｐａよりも高く１０４Ｐａよりも低い圧力下において接合基板３が加熱されてもよい。これにより、簡素な装置により上記ボイド３０の移動を達成することが可能になるとともに比較的短時間でボイド３０の移動を達成するための雰囲気を得ることが可能となる。その結果、炭化珪素基板１の製造コストを低減することができる。
【００６０】
ここで、工程（Ｓ３０）において作製された積層基板においては、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０との間に形成される隙間が１００μｍ以下となっていることが好ましい。これにより、工程（Ｓ４０）において、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０との均一な接合を達成することができる。
【００６１】
また、工程（Ｓ４０）における積層基板の加熱温度は１８００℃以上２５００℃以下であることが好ましい。加熱温度が１８００℃よりも低い場合、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０との接合に長時間を要し、炭化珪素基板１の製造効率が低下する。一方、加熱温度が２５００℃を超えると、ベース基板１０およびＳｉＣ基板２０の表面が荒れ、作製される炭化珪素基板１における結晶欠陥の発生が多くなるおそれがある。炭化珪素基板１における欠陥の発生を一層抑制しつつ製造効率を向上させるためには、工程（Ｓ４０）における積層基板の加熱温度は１９００℃以上２１００℃以下であることが好ましい。
【００６２】
また、工程（Ｓ４０）における加熱時の雰囲気は、不活性ガス雰囲気であってもよい。そして、当該雰囲気に不活性ガス雰囲気を採用する場合、アルゴン、ヘリウムおよび窒素からなる群から選択される少なくとも１つを含む不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
【００６３】
（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２について説明する。実施の形態２における炭化珪素基板の製造方法は、基本的には実施の形態１の場合と同様に実施される。しかし、実施の形態２における炭化珪素基板の製造方法は、ＳｉＣ基板の配置において実施の形態１の場合とは異なっている。
【００６４】
実施の形態２における炭化珪素基板の製造方法では、図１を参照して、実施の形態１の場合と同様に、まず工程（Ｓ１０）として基板準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、ベース基板１０およびＳｉＣ基板２０が準備される。このとき、本実施の形態においては、ＳｉＣ基板２０が複数準備される。
【００６５】
次に、工程（Ｓ２０）が必要に応じて実施の形態１の場合と同様に実施される。その後、工程（Ｓ３０）として積層工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、図８を参照して、工程（Ｓ１０）において準備された複数のＳｉＣ基板２０が平面的に見て並べて配置された状態で、ベース基板１０の主面１０Ａに接触して配置される。このとき、複数のＳｉＣ基板２０は、ベース基板１０上において隣接するＳｉＣ基板２０同士が互いに接触するように、マトリックス状に配置されることが好ましい。
【００６６】
そして、実施の形態１の場合と同様に、工程（Ｓ４０）として接合工程が実施され、接合基板３が得られる（図９参照）。このとき、実施の形態１の場合と同様に、ベース基板１０とＳｉＣ基板２０との接合界面１５付近にボイド３０が形成される。また、本実施の形態においては、ＳｉＣ基板２０同士の接合界面２５付近にもボイド３１が形成される。
【００６７】
次に、実施の形態１の場合と同様に、工程（Ｓ５０）としてボイド移動工程が実施される。これにより、図１０に示すように、接合界面１５付近に形成されたボイド３０がベース基板１０のＳｉＣ基板２０とは反対側の主面１０Ｂ近傍に到達する。また、ＳｉＣ基板２０同士の接合界面２５付近に形成されたボイド３１も、同様に主面１０Ｂ近傍に到達する。そして、実施の形態１の場合と同様に工程（Ｓ６０）が実施されることにより、図１１に示す本実施の形態の炭化珪素基板１が完成する。この炭化珪素基板１によれば、複数のＳｉＣ基板２０が用いられることにより大口径化が容易となっているため、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストが一層低減される。
【００６８】
また、図８を参照して、ＳｉＣ基板２０の端面２０Ｃは、当該ＳｉＣ基板２０の主面２０Ａに対し実質的に垂直となっていることが好ましい。これにより、炭化珪素基板１を容易に製造することができる。ここで、たとえば上記端面２０Ｃと主面２０Ａとのなす角が８５°以上９５°以下であれば、上記端面２０Ｃと主面２０Ａとは実質的に垂直であると判断することができる。
【００６９】
（実施の形態３）
次に、上記本発明の炭化珪素基板を用いて作製される半導体装置の一例を実施の形態３として説明する。図１２を参照して、本発明による半導体装置１０１は、縦型ＤｉＭＯＳＦＥＴ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ  ＭＯＳＦＥＴ）であって、基板１０２、バッファ層１２１、耐圧保持層１２２、ｐ領域１２３、ｎ＋領域１２４、ｐ＋領域１２５、酸化膜１２６、ソース電極１１１および上部ソース電極１２７、ゲート電極１１０および基板１０２の裏面側に形成されたドレイン電極１１２を備える。具体的には、導電型がｎ型の炭化珪素からなる基板１０２の表面上に、炭化珪素からなるバッファ層１２１が形成されている。基板１０２としては、上記実施の形態１および２において説明した製造方法を含む本発明の炭化珪素基板の製造方法により製造された炭化珪素基板が採用される。そして、上記実施の形態１および２の炭化珪素基板１が採用される場合、バッファ層１２１は、炭化珪素基板１のＳｉＣ層２０上に形成される。バッファ層１２１は導電型がｎ型であり、その厚みはたとえば０．５μｍである。また、バッファ層１２１におけるｎ型の導電性不純物の濃度はたとえば５×１０１７ｃｍ−３とすることができる。このバッファ層１２１上には耐圧保持層１２２が形成されている。この耐圧保持層１２２は、導電型がｎ型の炭化珪素からなり、たとえばその厚みは１０μｍである。また、耐圧保持層１２２におけるｎ型の導電性不純物の濃度としては、たとえば５×１０１５ｃｍ−３という値を用いることができる。
【００７０】
この耐圧保持層１２２の表面には、導電型がｐ型であるｐ領域１２３が互いに間隔を隔てて形成されている。ｐ領域１２３の内部においては、ｐ領域１２３の表面層にｎ＋領域１２４が形成されている。また、このｎ＋領域１２４に隣接する位置には、ｐ＋領域１２５が形成されている。一方のｐ領域１２３におけるｎ＋領域１２４上から、ｐ領域１２３、２つのｐ領域１２３の間において露出する耐圧保持層１２２、他方のｐ領域１２３および当該他方のｐ領域１２３におけるｎ＋領域１２４上にまで延在するように、酸化膜１２６が形成されている。酸化膜１２６上にはゲート電極１１０が形成されている。また、ｎ＋領域１２４およびｐ＋領域１２５上にはソース電極１１１が形成されている。このソース電極１１１上には上部ソース電極１２７が形成されている。そして、基板１０２において、バッファ層１２１が形成された側の表面とは反対側の面である裏面にドレイン電極１１２が形成されている。
【００７１】
本実施の形態における半導体装置１０１においては、基板１０２として上記実施の形態１および２において説明した製造方法を含む本発明の炭化珪素基板の製造方法により製造された炭化珪素基板が採用される。すなわち、半導体装置１０１は、炭化珪素基板としての基板１０２と、基板１０２上に形成されたエピタキシャル成長層としてのバッファ層１２１および耐圧保持層１２２と、耐圧保持層１２２上に形成されたソース電極１１１とを備えている。そして、当該基板１０２は、本発明の炭化珪素基板の製造方法により製造されている。ここで、上述のように、本発明の炭化珪素基板の製造方法により製造された基板は、半導体装置の製造コストの低減を実現可能な炭化珪素基板となっている。そのため、半導体装置１０１は、製造コストが低減された半導体装置となっている。
【００７２】
次に、図１３〜図１７を参照して、図１２に示した半導体装置１０１の製造方法を説明する。図１３を参照して、まず、炭化珪素基板準備工程（Ｓ１１０）を実施する。ここでは、たとえば（０３−３８）面が主面となった炭化珪素からなる基板１０２（図１４参照）を準備する。この基板１０２としては、上記実施の形態１および２において説明した製造方法により製造された炭化珪素基板１を含む上記本発明の炭化珪素基板が準備される。
【００７３】
また、この基板１０２（図１４参照）としては、たとえば導電型がｎ型であり、基板抵抗が０．０２Ωｃｍといった基板を用いてもよい。
【００７４】
次に、図１３に示すように、エピタキシャル層形成工程（Ｓ１２０）を実施する。具体的には、基板１０２の表面上にバッファ層１２１を形成する。このバッファ層１２１は、基板１０２として採用される炭化珪素基板１のＳｉＣ層２０の主面２０Ａ上（図７参照）に形成される。バッファ層１２１としては、導電型がｎ型の炭化珪素からなり、たとえばその厚みが０．５μｍのエピタキシャル層を形成する。バッファ層１２１における導電型不純物の密度は、たとえば５×１０１７ｃｍ−３といった値を用いることができる。そして、このバッファ層１２１上に、図１４に示すように耐圧保持層１２２を形成する。この耐圧保持層１２２としては、導電型がｎ型の炭化珪素からなる層をエピタキシャル成長法によって形成する。この耐圧保持層１２２の厚みとしては、たとえば１０μｍといった値を用いることができる。また、この耐圧保持層１２２におけるｎ型の導電性不純物の密度としては、たとえば５×１０１５ｃｍ−３といった値を用いることができる。
【００７５】
次に、図１３に示すように注入工程（Ｓ１３０）を実施する。具体的には、フォトリソグラフィおよびエッチングを用いて形成した酸化膜をマスクとして用いて、導電型がｐ型の不純物を耐圧保持層１２２に注入することにより、図１５に示すようにｐ領域１２３を形成する。また、用いた酸化膜を除去した後、再度新たなパターンを有する酸化膜を、フォトリソグラフィおよびエッチングを用いて形成する。そして、当該酸化膜をマスクとして、ｎ型の導電性不純物を所定の領域に注入することにより、ｎ＋領域１２４を形成する。また、同様の手法により、導電型がｐ型の導電性不純物を注入することにより、ｐ＋領域１２５を形成する。その結果、図１５に示すような構造を得る。
【００７６】
このような注入工程の後、活性化アニール処理を行なう。この活性化アニール処理としては、たとえばアルゴンガスを雰囲気ガスとして用いて、加熱温度１７００℃、加熱時間３０分といった条件を用いることができる。
【００７７】
次に、図１３に示すようにゲート絶縁膜形成工程（Ｓ１４０）を実施する。具体的には、図１６に示すように、耐圧保持層１２２、ｐ領域１２３、ｎ＋領域１２４、ｐ＋領域１２５上を覆うように酸化膜１２６を形成する。この酸化膜１２６を形成するための条件としては、たとえばドライ酸化（熱酸化）を行なってもよい。このドライ酸化の条件としては、加熱温度を１２００℃、加熱時間を３０分といった条件を用いることができる。
【００７８】
その後、図１３に示すように窒素アニール工程（Ｓ１５０）を実施する。具体的には、雰囲気ガスを一酸化窒素（ＮＯ）として、アニール処理を行なう。アニール処理の温度条件としては、たとえば加熱温度を１１００℃、加熱時間を１２０分とする。この結果、酸化膜１２６と下層の耐圧保持層１２２、ｐ領域１２３、ｎ＋領域１２４、ｐ＋領域１２５との間の界面近傍に窒素原子が導入される。また、この一酸化窒素を雰囲気ガスとして用いたアニール工程の後、さらに不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスを用いたアニールを行なってもよい。具体的には、アルゴンガスを雰囲気ガスとして用いて、加熱温度を１１００℃、加熱時間を６０分といった条件を用いてもよい。
【００７９】
次に、図１３に示すように電極形成工程（Ｓ１６０）を実施する。具体的には、酸化膜１２６上にフォトリソグラフィ法を用いてパターンを有するレジスト膜を形成する。当該レジスト膜をマスクとして用いて、ｎ＋領域１２４およびｐ＋領域１２５上に位置する酸化膜の部分をエッチングにより除去する。この後、レジスト膜上および当該酸化膜１２６において形成された開口部内部においてｎ＋領域１２４およびｐ＋領域１２５と接触するように、金属などの導電体膜を形成する。その後、レジスト膜を除去することにより、当該レジスト膜上に位置していた導電体膜を除去（リフトオフ）する。ここで、導電体としては、たとえばニッケル（Ｎｉ）を用いることができる。この結果、図１７に示すように、ソース電極１１１を得ることができる。なお、ここでアロイ化のための熱処理を行なうことが好ましい。具体的には、たとえば雰囲気ガスとして不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスを用い、加熱温度を９５０℃、加熱時間を２分といった熱処理（アロイ化処理）を行なう。
【００８０】
その後、ソース電極１１１上に上部ソース電極１２７（図１２参照）を形成する。また、酸化膜１２６上にゲート電極１１０（図１２参照）を形成する。また、ドレイン電極１１２を形成する（図１２参照）。このようにして、図１２に示す半導体装置１０１を得ることができる。
【００８１】
なお、上記実施の形態３においては、本発明の炭化珪素基板を用いて作製可能な半導体装置の一例として、縦型ＭＯＳＦＥＴに関して説明したが、作製可能な半導体装置はこれに限られない。たとえばＪＦＥＴ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；接合型電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ショットキーバリアダイオードなど、種々の半導体装置が本発明の炭化珪素基板を用いて作製可能である。
【００８２】
また、上記実施の形態３においては、（０３−３８）面を主面とする炭化珪素基板上に動作層として機能するエピタキシャル層を形成して半導体装置が作製される場合について説明したが、上記主面として採用可能な結晶面はこれに限られず、（０００１）面を含めて用途に応じた任意の結晶面を上記主面として採用することができる。
【００８３】
さらに、上記主面（炭化珪素基板１のＳｉＣ基板（ＳｉＣ層）２０の主面２０Ａ）として、＜０１−１０＞方向における（０−３３−８）面に対するオフ角が−３°以上＋５°以下である主面を採用することにより、炭化珪素基板を用いてＭＯＳＦＥＴ等を作製した場合におけるチャネル移動度を、より一層向上させることができる。ここで、六方晶の単結晶炭化珪素の（０００１）面はシリコン面、（０００−１）面はカーボン面と定義される。また、「＜０１−１０＞方向における（０−３３−８）面に対するオフ角」とは、＜０００−１＞方向およびオフ方位の基準としての＜０１−１０＞方向の張る平面への上記主面の法線の正射影と、（０−３３−８）面の法線とのなす角度であり、その符号は、上記正射影が＜０１−１０＞方向に対して平行に近づく場合が正であり、上記正射影が＜０００−１＞方向に対して平行に近づく場合が負である。そして、上記＜０１−１０＞方向における（０−３３−８）面に対するオフ角が−３°以上＋５°以下である主面とは、当該主面が炭化珪素結晶において上記条件を満たすカーボン面側の面を意味する。なお、本願において（０−３３−８）面は、結晶面を規定するための軸の設定により表現が異なる等価なカーボン面側の面を含むとともに、シリコン面側の面を含まない。
【００８４】
なお、上記本発明の炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置において、ベース基板（ベース層）の直径は２インチ以上であることが好ましく、６インチ以上であることがより好ましい。また、パワーデバイスへの適用を考慮すると、ＳｉＣ層（ＳｉＣ基板）を構成する炭化珪素のポリタイプは４Ｈ型であることが好ましい。また、ベース基板とＳｉＣ基板は結晶構造が同一であることが好ましい。また、ベース層とＳｉＣ層との熱膨張率の差は、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造プロセスにおいて割れが発生しない程度に小さいことが好ましい。また、ベース基板およびＳｉＣ基板のそれぞれにおいて、面内における厚みのばらつきは小さいことが好ましく、具体的には当該厚みのばらつきは１０μｍ以下であることが好ましい。また、炭化珪素基板の厚み方向に電流が流れる縦型デバイスへの適用を考慮すると、ベース層の電気抵抗率は５０ｍΩｃｍ未満であることが好ましく、１０ｍΩｃｍ未満であることが好ましい。また、取り扱いを容易にする観点から、炭化珪素基板の厚みは３００μｍ以上であることが好ましい。また、ベース基板とＳｉＣ基板とを接合する工程における積層基板の加熱には、たとえば抵抗加熱法、高周波誘導加熱法、ランプアニール法などを採用することができる。
【００８５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置は、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造コストの低減が求められる炭化珪素基板の製造方法、半導体装置の製造方法、炭化珪素基板および半導体装置に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００８７】
１  炭化珪素基板、２  積層基板、３  接合基板、１０  ベース層（ベース基板）、１０Ａ，１０Ｂ  主面、１５  接合界面、２０  ＳｉＣ層（ＳｉＣ基板）、２０Ａ，２０Ｂ  主面、２０Ｃ  端面、２５  接合界面、３０，３１  ボイド、３０Ａ，３０Ｂ  内壁、１０１  半導体装置、１０２  基板、１１０  ゲート電極、１１１  ソース電極、１１２  ドレイン電極、１２１  バッファ層、１２２  耐圧保持層、１２３  ｐ領域、１２４  ｎ＋領域、１２５  ｐ＋領域、１２６  酸化膜、１２７  上部ソース電極。
【図１】
2011254051.tif 000003
【図２】
2011254051.tif 000004
【図３】
2011254051.tif 000005
【図４】
2011254051.tif 000006
【図５】
2011254051.tif 000007
【図６】
2011254051.tif 000008
【図７】
2011254051.tif 000009
【図８】
2011254051.tif 000010
【図９】
2011254051.tif 000011
【図１０】
2011254051.tif 000012
【図１１】
2011254051.tif 000013
【図１２】
2011254051.tif 000014
【図１３】
2011254051.tif 000015
【図１４】
2011254051.tif 000016
【図１５】
2011254051.tif 000017
【図１６】
2011254051.tif 000018
【図１７】
2011254051.tif 000019