(57)【要約】【課題】所望の平面形状を有する炭化珪素基板を容易に得ることができる炭化珪素基板の製造方法を提供する。【解決手段】厚さ方向に互いに対向する第１の面Ｆ０ｋおよび第２の面Ｂ０ｋを有し、かつ炭化珪素からなる材料基板１０ｋが準備される。材料基板１０ｋが、炭化珪素が炭化されることによって得られる材料からなる炭化部７０ｋと、炭化珪素からなる炭化珪素部９０ｋとに区分されるように、材料基板１０ｋが部分的に炭化される。材料基板１０ｋを部分的に炭化するこの工程は、第２の面Ｂ０ｋが部分的に炭化されるように行われる。平面視における材料基板１０ｋの形状を調整するために、材料基板１０ｋの一部が除去される。材料基板１０ｋの一部を除去するこの工程は、炭化部７０ｋを加工する工程を含む。【選択図】図１０
2011236063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に互いに対向する第１の面および第２の面を有し、かつ炭化珪素からなる材料基板を準備する工程と、
前記材料基板が、炭化珪素が炭化されることによって得られる材料からなる炭化部と、炭化珪素からなる炭化珪素部とに区分されるように、前記材料基板を部分的に炭化する工程とを備え、前記炭化する工程は前記第２の面が部分的に炭化されるように行われ、さらに
平面視における前記材料基板の形状を調整するために前記材料基板の一部を除去する工程を備え、前記除去する工程は前記炭化部を加工する工程を含む、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項２】
前記除去する工程は、前記材料基板に応力を加える工程を含む、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項３】
前記炭化部を加工する工程は、前記応力によって前記炭化部を前記炭化珪素部との界面から剥離させることによって行われる、請求項２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項４】
前記除去する工程は、前記剥離させる工程によって生じた亀裂を前記炭化珪素部内へ進展させる工程を含む、請求項３に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項５】
前記炭化部を加工する工程は、機械加工、レーザ加工、および放電加工の少なくともいずれかによって前記炭化部を切断する工程を含む、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項６】
前記炭化する工程は、前記材料基板の一部を炭化させるために前記材料基板を加熱する工程を含む、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】
前記加熱する工程は、１８００℃以上２５００℃以下の温度を有する雰囲気に前記材料基板をさらす工程を含む、請求項６に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項８】
前記炭化する工程は、前記材料基板を取り巻く雰囲気を排気する工程を含む、請求項６または７に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項９】
前記炭化する工程の前に、前記第１の面の上に第１の保護膜を形成する工程をさらに備える、請求項１〜８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１０】
前記第１の保護膜は、カーボンを主成分として含む第１の材料から作られている、請求項９に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の材料は、レジストの炭化により得られる材料、炭化珪素の炭化により得られる材料、ダイヤモンドライクカーボン、およびカーボンの少なくともいずれかを含む、請求項１０に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１２】
前記炭化する工程の前に、前記材料基板の前記第２の面を部分的に覆うように接合され、かつ炭化珪素から作られたベース部を形成する工程をさらに備える、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】
前記炭化する工程の前に、前記ベース部の上に第２の保護膜を形成する工程をさらに備える、請求項１２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１４】
前記材料基板は少なくとも１つの単結晶を含む、請求項１２または１３に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの単結晶は、平面視において互いに異なる位置に配置された複数の単結晶を含む、請求項１４に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば米国特許第７３１４５２０号明細書（特許文献１）に、炭化珪素基板の製造方法が開示されている。このような炭化珪素基板を半導体装置の製造に用いることで、より一般的なシリコン基板を用いる場合に比して、たとえば、耐圧が高いこと、オン抵抗が低いこと、高温下でも動作可能であること、といった利点が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７３１４５２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体基板は、それを用いて半導体装置を製造するに際して、所定の平面形状を有する必要がある。しかしながら、炭化珪素基板の平面形状を調整することは、炭化珪素の材料特性上、比較的困難である。たとえば炭化珪素基板の平面形状を機械加工によって調整する場合、炭化珪素の硬度が高いことが加工を困難なものにしている。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の平面形状を有する炭化珪素基板を容易に得ることができる炭化珪素基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の炭化珪素基板の製造方法は、以下の工程を有する。
厚さ方向に互いに対向する第１および第２の面を有し、かつ炭化珪素からなる材料基板が準備される。材料基板が、炭化珪素が炭化されることによって得られる材料からなる炭化部と、炭化珪素からなる炭化珪素部とに区分されるように、材料基板が部分的に炭化される。材料基板を部分的に炭化するこの工程は、第２の面が部分的に炭化されるように行われる。次に、平面視における材料基板の形状を調整するために、材料基板の一部が除去される。材料基板の一部を除去するこの工程は、炭化部を加工する工程を含む。なお「炭化部を加工する工程」とは、炭化部の内部にまで作用する工程（たとえば炭化部を切断する工程）に限定されるものではなく、炭化部の界面に作用する工程であってもよい。
【０００７】
本発明によれば、材料基板の一部を除去するための加工の少なくとも一部は、炭化珪素が炭化されることによって得られた材料からなる炭化部に対する加工である。炭化部に対する加工は、炭化珪素からなる部分に対する加工に比して、より容易に行うことができる。よって、材料基板の一部を除去するための加工の少なくとも一部を、より容易に行うことができる。これにより、所望の平面形状を有する炭化珪素基板を容易に得ることができる。
【０００８】
好ましくは、材料基板の一部を除去する工程は、材料基板に応力を加える工程を含む。これにより応力を加えるという簡便な方法を用いて、材料基板の一部を除去することができる。
【０００９】
好ましくは、炭化部を加工する工程は、応力によって炭化部を炭化珪素部との界面から剥離させることによって行われる。これにより、より小さい応力で炭化部を加工することができる。
【００１０】
好ましくは、材料基板の一部を除去する工程は、炭化部を剥離させる工程によって生じた亀裂を炭化珪素部内へ進展させる工程を含む。これにより、剥離による炭化部の加工に続いて、炭化珪素部の加工を行うことができる。
【００１１】
上記の炭化珪素基板の製造方法において、炭化部を加工する工程は、切削、研削、研磨のような機械加工と、レーザ加工と、放電加工との少なくともいずれかによって炭化部を切断する工程を含んでもよい。
【００１２】
好ましくは、材料基板を部分的に炭化する工程は、材料基板の一部を炭化させるために材料基板を加熱する工程を含む。これにより、炭化させる工程を容易に行うことができる。
【００１３】
好ましくは、材料基板を加熱する工程は、１８００℃以上２５００℃以下の温度を有する雰囲気に材料基板をさらす工程を含む。温度が１８００℃以上とされることによって、より確実に炭化する工程を行うことができる。温度が２５００℃以下であることによって、加熱によって材料基板が受けるダメージを小さくすることができる。
【００１４】
好ましくは、材料基板を部分的に炭化する工程は、材料基板を取り巻く雰囲気を排気する工程を含む。これにより炭化の進行を促進することができる。
【００１５】
好ましくは、材料基板を部分的に炭化する工程の前に、材料基板の第１の面の上に第１の保護膜が形成される。これにより第１の面が炭化されることを防止することができる。
【００１６】
好ましくは第１の保護膜はカーボンを主成分として含む第１の材料から作られている。第１の材料は、レジストの炭化により得られる材料、炭化珪素の炭化により得られる材料、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンの少なくともいずれかを含んでもよい。これにより第１の保護膜の耐熱性が高められるので、第１の面が炭化されることをより確実に防止することができる。
【００１７】
好ましくは、材料基板を部分的に炭化する工程の前に、材料基板の第２の面を部分的に覆うように接合され、かつ炭化珪素から作られたベース部が形成される。このベース部は炭化珪素から作られているので、炭化珪素基板の一部を構成するのに適している。またベース部が第２の面を部分的に覆うマスクとして機能することで、第２の面の炭化を部分的なものとすることができる。
【００１８】
好ましくは、材料基板を部分的に炭化する工程の前に、ベース部の上に第２の保護膜が形成される。これによりベース部が炭化されることを防止することができる。
【００１９】
好ましくは、材料基板は少なくとも１つの単結晶を含む。これにより単結晶を含む炭化珪素基板を得ることができる。
【００２０】
好ましくは、上記の少なくとも１つの単結晶は、平面視において互いに異なる位置に配置された複数の単結晶を含む。これにより、より面積の大きい炭化珪素基板を得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、所望の平面形状を有する炭化珪素基板を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における炭化珪素基板の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法の第１工程を概略的に示す平面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法の第２工程を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法の第３工程を概略的に示す平面図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩに沿う概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法の第４工程を概略的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法の第５工程を概略的に示す平面図である。
【図９】図８の線ＩＸ−ＩＸに沿う概略断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における炭化珪素基板の製造方法の第６工程を概略的に示す部分断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における炭化珪素基板の製造方法の第１工程を概略的に示す部分断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における炭化珪素基板の製造方法の第２工程を概略的に示す部分断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３における炭化珪素基板の製造方法の第１工程を概略的に示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３における炭化珪素基板の製造方法の第２工程およびその変形例を概略的に示す部分断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４における炭化珪素基板の構成を概略的に示す平面図である。
【図１６】図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿う概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態４における炭化珪素基板の製造方法の第１工程を概略的に示す平面図である。
【図１８】図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿う概略断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態４における炭化珪素基板の製造方法の第２工程を概略的に示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態４における炭化珪素基板の製造方法の第３工程を概略的に示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態４における炭化珪素基板の製造方法の第４工程を概略的に示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態４における炭化珪素基板の製造方法の第５工程を概略的に示す部分断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態５における炭化珪素基板の製造方法の第１工程を概略的に示す部分断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態５における炭化珪素基板の製造方法の第２工程を概略的に示す部分断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態６における炭化珪素基板の製造方法の第１工程を概略的に示す断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態６における炭化珪素基板の製造方法の第２工程およびその変形例を概略的に示す部分断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態７における炭化珪素基板の製造方法の第１工程を概略的に示す平面図である。
【図２８】図２７の線ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩに沿う概略断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態７における炭化珪素基板の製造方法の第２工程を概略的に示す断面図である。
【図３０】本発明の実施の形態８における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態８における半導体装置の製造方法の概略的なフロー図である。
【図３２】本発明の実施の形態８における半導体装置の製造方法の第１工程を概略的に示す部分断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態８における半導体装置の製造方法の第２工程を概略的に示す部分断面図である。
【図３４】本発明の実施の形態８における半導体装置の製造方法の第３工程を概略的に示す部分断面図である。
【図３５】本発明の実施の形態８における半導体装置の製造方法の第４工程を概略的に示す部分断面図である。
【図３６】本発明の実施の形態８における半導体装置の製造方法の第５工程を概略的に示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の炭化珪素基板８０ｋは平面視において所定の形状（たとえば図示されているような円形形状）を有する。また炭化珪素基板８０ｋは、炭化珪素からなり、好ましくは単結晶である。この炭化珪素基板８０ｋの製造方法について、以下に説明する。
【００２４】
図２および図３を参照して、炭化珪素からなる材料基板１０ｋが準備される。材料基板１０ｋは、厚さ方向（図３における縦方向）に互いに対向する第１の面Ｆ０ｋおよび第２の面Ｂ０ｋを有する。材料基板１０ｋが単結晶炭化珪素の場合、いわゆる昇華法で作製されたインゴットをスライスすることにより、たとえば得ることができる。
【００２５】
図４を参照して、材料基板１０ｋの第１の面Ｆ０ｋ上に、第１の保護膜７１ｋが形成される。好ましくは第１の保護膜７１ｋはカーボンを主成分として含む材料から作られる。この材料は、レジストの炭化により得られる材料、炭化珪素の炭化により得られる材料、ダイヤモンドライクカーボン、およびカーボンの少なくともいずれかを含んでもよい。レジストとしてはフォトレジストが用いられてもよい。たとえばこの材料がカーボンである場合、第１の保護膜７１ｋはスパッタ法により形成され得る。
【００２６】
図５および図６を参照して、材料基板１０ｋの第２の面Ｂ０ｋ上に、第２の面Ｂ０ｋを部分的に覆うように、マスク層３０ｋが形成される。マスク層３０ｋの平面形状（図５における破線）は、材料基板１０ｋの平面形状に対応したものとされる。マスク層３０ｋの材料としては、たとえば第１の保護膜７１ｋの材料と同じものを用いることができる。
【００２７】
図７を参照して、第１の保護膜７１ｋおよびマスク層３０ｋが設けられた材料基板１０ｋが加熱されることによって、材料基板１０ｋの一部が炭化される。具体的には、材料基板１０ｋの第２の面Ｂ０ｋのうちマスク層３０ｋに覆われていない部分からシリコン原子が脱離することによって、この部分から、材料基板１０ｋの厚さよりも小さい深さにわたって、炭化部７０ｋが形成される。よって炭化部７０ｋは、炭化珪素が炭化されることによって得られた材料からなり、この炭化が十分に進行した場合は炭素からなる。材料基板１０ｋのうち炭化されなかった部分の材料は炭化珪素のまま保たれ、この部分を炭化珪素部９０ｋと称する。好ましくは、この炭化は、１８００℃以上２５００℃以下の温度を有する雰囲気に材料基板１０ｋをさらすことによって行われる。またこの炭化は、材料基板１０ｋを取り巻く雰囲気が排気されながら行われる。次に、たとえば研削や研磨によって、第１の保護膜７１ｋおよびマスク層３０ｋが除去される。
【００２８】
図８および図９を参照して、上記の工程によって、材料基板１０ｋは炭化部７０ｋおよび炭化珪素部９０ｋに区分される。またその第２の面Ｂ０ｋは、マスク層３０ｋの平面形状に対応した形状で炭化珪素部９０ｋが露出する部分と、この部分の外側で炭化部７０ｋが露出する部分とに区分される。
【００２９】
図１０を参照して、上記の炭化の結果、炭化部７０ｋおよび炭化珪素部９０ｋの間には、上記の炭化が進行した方向、すなわちおおよそ厚さ方向（図１０の縦方向）に沿って、第２の面Ｂ０ｋから材料基板１０ｋの内部へと延びる界面ＩＥが形成される。
【００３０】
次に界面ＩＥの剥離を促すように、材料基板１０ｋに応力が加えられる。たとえば、材料基板１０ｋのうちその第２の面Ｂ０ｋが炭化珪素部９０ｋとなっている部分（図１０の左側の部分）が固定されながら、第２の面Ｂ０ｋ上で炭化部７０ｋ押す力ＦＣが加えられる。この力ＦＣによって材料基板１０ｋ内に生じる応力により、界面ＩＥが第２の面Ｂ０ｋ上の位置を始点として剥離する。すなわち炭化部７０ｋの界面を剥離する加工がなされる。
【００３１】
この剥離により界面ＩＥに沿って亀裂が生じ、この亀裂はさらに炭化珪素部９０ｋ内へと進展して最終的に第１の面Ｆ０ｋに達する。すなわち破線矢印ＣＲ（図１０）に示すように亀裂が進展する。この結果、材料基板１０ｋのうち平面視において炭化部７０ｋが形成されていた部分（図１０において破線矢印ＣＲよりも右側に位置する部分）が除去され、それ以外の部分が残存する。
【００３２】
上記の残存部分は、平面視においてマスク層３０ｋ（図５）に対応する形状、すなわち炭化珪素基板８０ｋに対応する形状を有する。すなわち上記の諸工程によって、材料基板１０ｋ（図２）に対して、炭化珪素基板８０ｋの平面形状が付与される。このようにして平面形状が新たに付与された材料基板１０ｋの側面は、亀裂の発生によって形成された面であるので、荒れた面となりやすい。よって必要に応じてこの側面が切削、研削もしくは研磨されてもよい。以上により炭化珪素基板８０ｋが得られる。
【００３３】
なお図５および図８では便宜上、材料基板１０ｋの形状を正方形状で示しているが、材料基板１０ｋの形状は、炭化珪素基板８０ｋの平面形状よりも大きければ何でもよいことは言うまでもない。
【００３４】
本実施の形態によれば、材料基板１０ｋの平面形状を調整するためにその一部（図１０において破線矢印ＣＲよりも右側に位置する部分）を除去するための加工として、破線矢印ＣＲ（図１０）に示すように、炭化部７０ｋの界面ＩＥに対する加工と、炭化珪素部９０ｋの内部に対する加工とが行われる。この前者、すなわち界面ＩＥを剥離させる加工は、硬度の高い炭化珪素に対する加工に比して、容易に行うことができる。よって、材料基板１０ｋの平面形状を調整する加工の一部を、より容易に行うことができる。これにより、所望の平面形状を有する炭化珪素基板８０ｋを容易に得ることができる。
【００３５】
また界面ＩＥ（図１０）の剥離は、材料基板１０ｋの界面ＩＥに応力を加えるという簡便な方法によって生じさせることができる。さらにこの剥離によって生じた亀裂が炭化珪素部９０ｋ内へ進展することで、炭化珪素部９０ｋの所望の位置に亀裂を形成する加工を容易に行うことができる。
【００３６】
また炭化部７０ｋ（図７）は、材料基板１０ｋの加熱という容易な方法によって形成することができる。この加熱の雰囲気の温度が１８００℃以上とされると、より確実に炭化が行われる。またこの温度が２５００℃以下とされると、加熱によって材料基板１０ｋが受けるダメージを小さくすることができる。またこの雰囲気が排気されながら加熱が行なわれると、材料基板１０ｋから脱離したシリコン原子が雰囲気中から除去されるので、材料基板１０ｋから雰囲気中へのさらなるシリコン原子の脱離が促進される。すなわち炭化の進行を促進することができ、よって炭化珪素基板８０ｋを効率よく製造することができる。
【００３７】
また第１の保護膜７１ｋ（図７）によって、第１の面Ｆ０ｋが炭化されることを防止することができる。好ましくは、第１の保護膜７１ｋはカーボンを主成分として含む材料から作られ、この材料は、レジストの炭化により得られる材料、炭化珪素の炭化により得られる材料、ダイヤモンドライクカーボン、およびカーボンの少なくともいずれかを含んでもよい。これにより、第１の保護膜７１ｋは高温下でも安定な膜となるので、第１の面Ｆ０ｋが炭化されることをより確実に防止することができる。なお第１の保護膜７１ｋは必ず形成しなければならないものではない。第１の保護膜７１ｋが形成されない場合、炭化部７０ｋが形成される際に第１の面Ｆ０ｋがある程度の深さだけ炭化されるが、この炭化された部分は、たとえば研削や研磨によって除去され得る。
【００３８】
（実施の形態２）
本実施の形態の炭化珪素基板の構成は、実施の形態１のもの（図１）とほぼ同様である。またその製造方法の前半は、実施の形態１の製造方法の前半（図９の構成を得る工程）と同様である。よって実施の形態１の要素と同一または対応する要素については、同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。以下に、本実施の形態の製造方法の後半について説明する。
【００３９】
図８、図９および図１１を参照して、平面視において炭化部７０ｋが形成されている部分（図８の破線より外側の部分）がおおよそ切り離される。すなわち破線ＣＴ（図１１）に示すように、炭化部７０ｋおよび炭化珪素部９０ｋが界面ＩＥより外側の位置で切断される。この切断は、たとえば、切削、研削、研磨のような機械加工と、レーザ加工と、放電加工との少なくともいずれかによって行われる。
【００４０】
さらに図１２を参照して、上記切断によって炭化部７０ｋ（図１１）の大部分が除去されるが、その一部である炭化部７０ｋｆ（図１２）が残存する。次に、平面視において炭化部７０ｋｆが存在する部分、すなわち炭化部７０ｋｆおよび炭化珪素部９０ｋｆを有する部分ＰＳ（図１２）が、たとえば切削や研削や研磨によって除去される。以上により炭化珪素基板８０ｋ（図１）が得られる。
【００４１】
本実施の形態によれば、図１１に示すように、材料基板１０ｋの切断加工のうちの一部は、炭化部７０ｋの切断加工である。すなわち材料基板１０ｋの切断加工のうちの一部は、炭化珪素ではなく炭化珪素が炭化された材料の切断加工となり、この加工は炭化珪素の切断加工に比して容易となる。よって材料基板１０ｋの切断加工の一部を、より容易に行うことができる。これにより、所望の平面形状を有する炭化珪素基板８０ｋを容易に得ることができる。
【００４２】
（実施の形態３）
本実施の形態の炭化珪素基板の構成は、実施の形態１のもの（図１）とほぼ同様である。またその製造方法の前半は、実施の形態１の製造方法の前半（図７の構成を得る工程）と同様である。よって実施の形態１の要素と同一または対応する要素については、同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。以下に、本実施の形態の製造方法の後半について説明する。
【００４３】
図７を参照して、実施の形態１と同様に炭化工程が行われることで、炭化部７０ｋが形成される。本実施の形態においては、さらに炭化を進行させる。
【００４４】
図１３を参照して、上記の工程によって、材料基板１０ｋは炭化部７０ａｋおよび炭化珪素部９０ａｋに区分される。炭化部７０ａｋは、第２の面Ｂ０ｋから第１の面Ｆ０ｋまで形成される。
【００４５】
図１４を参照して、図中破線ＣＳに沿って、炭化部７０ａｋおよび炭化珪素部９０ａｋの間の界面ＩＥが剥離される。この剥離は、実施の形態１と同様に応力を加えることで生じさせることができる。この剥離の結果、炭化部７０ａｋが除去される。この後、必要に応じて９０ａｋの側面（界面ＩＥであった面）が切削、研削もしくは研磨されてもよい。以上により炭化珪素基板８０ｋ（図１）が得られる。
【００４６】
なお破線ＣＳ（図１４）に沿う剥離の変わりに、破線ＣＵ（図１４）に沿う切断が行われても良い。この切断は、実施の形態２と同様方法で行なうことができる。切断後の炭化部７０ａｋの残部（図１４における破線ＣＵと界面ＩＥの間の部分）は、たとえば切削や研削や研磨によって除去される。
【００４７】
また第１の面Ｆ０ｋ上に第１の保護膜７１ｋの代わりにマスク層３０ｋと同様の層が形成されてもよい。これにより炭化部７０ａの形成のための炭化が第２の面Ｂ０ｋからだけでなく第１の面Ｆ０ｋからも進行するので、炭化部７０ａｋをより効率よく形成することができる。
【００４８】
（実施の形態４）
図１５および図１６に示すように、本実施の形態の炭化珪素基板８０は、ベース部３０および単結晶群１０ｐ（図１６）を有する。
【００４９】
ベース部３０は炭化珪素から作られている。またベース部３０は、円形形状を有する板状の部材である。具体的にはベース部３０は、互いに対向する第１の主面Ｑ１および第２の主面Ｑ２を有し、第１の主面Ｑ１および第２の主面Ｑ２はほぼ同一の円形形状を有する。
【００５０】
単結晶群１０ｐは、単結晶構造を有する炭化珪素から作られた単結晶１１ｐ〜１８ｐおよび１９から構成されている。また単結晶群１０ｐは、ベース部３０の第１の主面Ｑ１上において互いに異なる位置に配置されおり、たとえばマトリックス状に並べられている。また単結晶群１０ｐは主面Ｑ１の円形形状をほぼ埋めている。すなわち単結晶群１０ｐは全体として、平面視において第１の主面Ｑ１の形状とほぼ同様の円形形状を有し、かつ両者はほぼ重なり合っている。
【００５１】
単結晶１１ｐは互いに対向する表面Ｆ１および裏面Ｂ１を有し、同様に、単結晶１２ｐは互いに対向する表面Ｆ２および裏面Ｂ２を有する。裏面Ｂ１およびＢ２の各々は、ベース部３０に接合されている。単結晶群１０ｐに含まれる他の単結晶も同様の構成を有する。なお表面Ｆ１およびＦ２などを含む単結晶群１０ｐの表面（図１５に示されている面）を第１の面Ｆ０と称し、裏面Ｂ１およびＢ２などを含む単結晶群１０ｐの裏面（図１５に示されている面と反対の面）を第２の面Ｂ０と称する。
【００５２】
次に炭化珪素基板８０の製造方法について説明する。
図１７および図１８を参照して、上述した炭化珪素基板８０の製造用の部材として、複合基板８９が準備される。なお複合基板８９の製造方法は、実施の形態７で説明する。
【００５３】
複合基板８９は、その形状が加工されることで炭化珪素基板８０となるものであって、単結晶群１０（材料基板）およびベース部３０を有する。単結晶群１０は、その一部が除去されることによって平面形状が調整されることで、上述した単結晶群１０ｐとなるものである。よって単結晶群１０は、平面視において単結晶群１０ｐを包含する形状（図１５の円形形状を包含する形状）を有し、たとえば、複数の直線からなる外縁（図１７においては４つの直線からなる正方形状の外縁）を有する。また単結晶群１０は単結晶群１０ｐと同様に、厚さ方向に互いに対向する第１の面Ｆ０（図１７に示されている面）および第２の面Ｂ０（図１７に示されている面と反対の面）を有する。
【００５４】
なお図１７においては、便宜上、各々が正方形状を有する単結晶１１〜１９（単結晶群１０）をマトリックス状に配置しており、単結晶群１０全体も正方形状を有している。しかしながら、単結晶群１０全体の形状がベース部３０の円形形状よりも大きければ、単結晶群１０全体の形状、および単結晶群１０を構成する各々の単結晶の形状がどのような形態を有してもよいこと言うまでも無い。
【００５５】
単結晶群１０は単結晶１１〜１９を有する。単結晶１１〜１８のそれぞれは、その平面形状が調整されることによって単結晶１１ｐ〜１８ｐ（図１５）となるものである。すなわち単結晶１１〜１８のそれぞれは、その平面形状を除き単結晶１１ｐ〜１８ｐとほぼ同じである。なお単結晶１９の平面形状は、上記の平面形状の調整の前後で、そのまま維持される。
【００５６】
図１９を参照して、単結晶群１０の第１の面Ｆ０上に、第１の保護膜７１が形成される。好ましくは第１の保護膜７１はカーボンを主成分として含む材料から作られ、この材料は、たとえば、実施の形態１の第１の保護膜７１ｋと同様のものである。またベース部３０の第２の主面Ｑ２上に第２の保護膜７２が形成される。第２の保護膜７２の材料としては、上記の第１の保護膜７１の材料と同様のものを用いることができる。
【００５７】
次に第１の保護膜７１および第２の保護膜７２が設けられた複合基板８９が加熱される。好ましくはこの加熱は、１８００℃以上２５００℃以下の温度を有する雰囲気に複合基板８９をさらすことによって行われ、また複合基板８９を取り巻く雰囲気が排気されながら行われる。
【００５８】
図２０を参照して、上記加熱により単結晶群１０の一部が炭化される。具体的には、単結晶群１０の第２の面Ｂ０のうちベース部３０に覆われていない部分からシリコン原子が脱離することによって、この部分から、単結晶群１０の厚さよりも小さい深さにわたって炭化部７０が形成される。よって炭化部７０は、炭化珪素が炭化されることによって得られた材料からなり、この材料は炭化が十分に進行した場合においては炭素である。単結晶群１０のうち炭化されなかった部分の材料は炭化珪素のまま保たれ、この部分を炭化珪素部９０と称する。次に、たとえば研削や研磨によって、第１の保護膜７１および第２の保護膜７２が除去される。
【００５９】
図２１を参照して、上記の工程によって、単結晶群１０は炭化部７０および炭化珪素部９０に区分される。またその第２の面Ｂ０は、炭化珪素部９０からなり、かつベース部３０の平面形状に対応した形状を有する部分と、この部分の外側に露出する、炭化部７０からなる部分とに区分される。
【００６０】
図２２を参照して、上記の炭化の結果、炭化部７０および炭化珪素部９０の間には、上記の炭化が進行した方向、すなわちおおよそ厚さ方向（図２２の縦方向）に沿って、第２の面Ｂ０から単結晶群１０の内部へと延びる界面ＩＥが形成される。
【００６１】
次に界面ＩＥの剥離を促すように、単結晶群１０に応力が加えられる。たとえば、単結晶群１０のうちその第２の面Ｂ０が炭化珪素部９０となっている部分（図２２の左側の部分）が固定されながら、第２の面Ｂ０上で炭化部７０押す力ＦＣが加えられる。この力ＦＣによって単結晶群１０内に生じる応力により、界面ＩＥが第２の面Ｂ０上の位置を始点として剥離する。すなわち炭化部７０の界面を剥離する加工がなされる。
【００６２】
この剥離により界面ＩＥに沿って亀裂が生じ、この亀裂は炭化珪素部９０内へと進展して最終的に第１の面Ｆ０に達する。すなわち破線矢印ＣＲ（図２２）に示すように亀裂が進展する。この結果、単結晶群１０のうち平面視において炭化部７０が形成されていた部分（図２２において破線矢印ＣＲよりも右側に位置する部分）が除去され、それ以外の部分が残存する。この残存部分は、平面視においてベース部３０（図１７）に対応する形状、すなわち炭化珪素基板８０（図１５）に対応する形状を有する。すなわち上記の諸工程によって単結晶群１０（図１７：単結晶１１〜１９の集合）に対して炭化珪素基板８０の平面形状が付与される。このようにして平面形状が付与された単結晶群１０の側面は、亀裂の発生によって形成された面であるので、荒れた面となりやすい。よって必要に応じてこの側面が切削、研削もしくは研磨されてもよい。以上により炭化珪素基板８０が得られる。
【００６３】
本実施の形態によれば、単結晶群１０の平面形状を調整するためにその一部（図２２において破線矢印ＣＲよりも右側に位置する部分）を除去するための加工として、破線矢印ＣＲ（図２２）に示すように、炭化部７０の界面ＩＥに対する加工と、炭化珪素部９０の内部に対する加工とが行われる。この前者、すなわち界面ＩＥを剥離させる加工は、硬度の高い炭化珪素に対する加工に比して、容易に行うことができる。よって、単結晶群１０の平面形状を調整する加工の一部を、より容易に行うことができる。これにより、所望の平面形状を有する炭化珪素基板８０を容易に得ることができる。
【００６４】
また単結晶群１０は、平面視において互いに異なる位置に配置された複数の単結晶１１〜１９を含む。これにより、１つの単結晶のみが用いられる場合に比して、単結晶基板の面積を大きくすることができる。
【００６５】
また単結晶群１０を炭化する際に、単結晶群１０の第２の面Ｂ０を部分的に覆うマスクとしてベース部３０が機能することで、第２の面Ｂ０の炭化を部分的なものとすることができる。またベース部３０は炭化珪素から作られているので、炭化珪素基板８０の一部を構成するのに適している。
【００６６】
また界面ＩＥ（図２２）の剥離は、単結晶群１０の界面ＩＥに応力を加えるという簡便な方法によって生じさせることができる。さらにこの剥離によって生じた亀裂が炭化珪素部９０内へ進展することで、炭化珪素部９０の所望の位置に亀裂を形成する加工を行うことができる。
【００６７】
また炭化部７０（図２０）は、単結晶群１０の加熱という容易な方法によって形成することができる。この加熱の雰囲気の温度が１８００℃以上とされると、より確実に炭化が行われる。またこの温度が２５００℃以下とされると、加熱によって単結晶群１０が受けるダメージを小さくすることができる。またこの雰囲気が排気されながら加熱が行なわれると、単結晶群１０から脱離したシリコン原子が雰囲気中から除去されるので、単結晶群１０から雰囲気中へのシリコン原子の脱離が促進される。すなわち炭化の進行を促進することができ、よって炭化珪素基板８０を効率よく製造することができる。
【００６８】
また第１の保護膜７１（図２０）によって、第１の面Ｆ０が炭化されることを防止することができる。好ましくは、第１の保護膜７１はカーボンを主成分として含む材料から作られ、この材料は、レジストの炭化により得られる材料、炭化珪素の炭化により得られる材料、ダイヤモンドライクカーボン、およびカーボンの少なくともいずれかを含んでもよい。これにより、第１の保護膜７１は高温下でも安定な膜となるので、第１の面Ｆ０が炭化されることをより確実に防止することができる。なお第１の保護膜７１は必ず形成しなければならないものではない。第１の保護膜７１が形成されない場合、炭化部７０が形成される際に第１の面Ｆ０がある程度の深さだけ炭化されるが、この炭化された部分は、たとえば研削や研磨によって除去され得る。
【００６９】
また第２の保護膜７２（図２０）によって、第２の主面Ｑ２が炭化されることを防止することができる。なお第２の保護膜７２は必ず形成しなければならないものではない。第２の保護膜７２が形成されない場合、炭化部７０が形成される際に第２の主面Ｑ２がある程度の深さだけ炭化されるが、この炭化された部分は、たとえば研削や研磨によって必要に応じて除去され得る。
【００７０】
なお本実施の形態においては単結晶群１０は複数の単結晶から構成されるが、複数の単結晶を用いることにより炭化珪素基板の面積を大きくする必要がない場合は、単結晶群の代わりに１つの単結晶が用いられてもよい。
【００７１】
またベース部の形状は円形形状に限定されるものではなく、炭化珪素基板の平面形状に対応した形状とされればよい。
【００７２】
（実施の形態５）
本実施の形態の炭化珪素基板の構成は、実施の形態４のもの（図１５および図１６）とほぼ同様である。またその製造方法の前半は、実施の形態４の製造方法の前半（図２１の構成を得る工程）と同様である。よって実施の形態４の要素と同一または対応する要素については、同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。以下に、本実施の形態の製造方法の後半について説明する。
【００７３】
主に図２３を参照して、破線ＣＴ（図２３）に示すように炭化部７０および炭化珪素部９０が切断されることで、平面視において炭化部７０が形成されている部分（図８の破線より外側に対応する部分）がおおよそ除去される。この切断は、たとえば、切削、研削もしくは研磨のような機械加工と、レーザ加工と、放電加工との少なくともいずれかによって行われる。
【００７４】
さらに図２４を参照して、上記切断によって炭化部７０（図２３）の大部分が除去されるが、その一部である炭化部７０ｆ（図２４）が残存する。次に、平面視において炭化部７０ｆが存在する部分、すなわち、炭化部７０ｆおよび炭化珪素部９０ｆを有する部分ＰＳ（図２４）が、たとえば切削や研削や研磨によって除去される。以上により炭化珪素基板８０（図１５および図１６）が得られる。
【００７５】
本実施の形態によれば、図２３に示すように、単結晶群１０の切断加工のうちの一部は、炭化部７０の切断加工である。すなわち単結晶群１０の切断加工のうちの一部は、炭化珪素ではなく炭化珪素が炭化された材料の切断加工となり、この加工は炭化珪素の切断加工に比して容易となる。よって単結晶群１０の切断加工の一部を、より容易に行うことができる。これにより、所望の平面形状を有する炭化珪素基板８０を容易に得ることができる。
【００７６】
（実施の形態６）
本実施の形態の炭化珪素基板の構成は、実施の形態４のもの（図１５および図１６）とほぼ同様である。またその製造方法の前半は、実施の形態４の製造方法の前半（図２０の構成を得る工程）と同様である。よって実施の形態４の要素と同一または対応する要素については、同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。以下に、本実施の形態の製造方法の後半について説明する。
【００７７】
図２０を参照して、実施の形態４と同様に炭化工程が行われることで、炭化部７０が形成される。本実施の形態においては、さらに炭化を進行させる。
【００７８】
図２５を参照して、上記の工程によって、単結晶群１０は炭化部７０ａおよび炭化珪素部９０ａに区分される。炭化部７０ａは、第２の面Ｂ０から第１の面Ｆ０まで形成される。
【００７９】
図２６を参照して、図中破線ＣＳに沿って、炭化部７０ａおよび炭化珪素部９０ａの間の界面ＩＥが剥離される。この剥離は、実施の形態４と同様に応力を加えることで生じさせることができる。この剥離の結果、炭化部７０ａが除去される。この後、必要に応じて９０ａの側面（界面ＩＥであった面）が切削、研削もしくは研磨されてもよい。以上により炭化珪素基板８０（図１５および図１６）が得られる。
【００８０】
なお破線ＣＳ（図２６）に沿う剥離の変わりに、破線ＣＵ（図２６）に沿う切断が行われても良い。この切断は、実施の形態５と同様方法で行なうことができる。切断後の炭化部７０ａの残部（図２６における破線ＣＵと界面ＩＥの間の部分）は、たとえば切削や研削や研磨によって除去される。
【００８１】
また第１の保護膜７１（図１９）に対して、ベース部３０と同様の平面形状が付与されてもよい。これにより炭化部７０ａ（図２５）の形成のための炭化が第２の面Ｂ０からだけでなく第１の面Ｆ０からも進行するので、炭化部７０ａをより効率よく形成することができる。
【００８２】
（実施の形態７）
本実施の形態においては、複合基板８９（図１７および図１８）の製造方法の一形態について特に詳しく説明する。なお複合基板８９から炭化珪素基板８０（図１５および図１６）を作るには、たとえば実施の形態４〜６のいずれかの方法を用いればよい。また実施の形態４〜６の要素と同一または対応する要素については、同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。以下に、本実施の形態の製造方法の後半について説明する。
【００８３】
図２７および図２８を参照して、第１の加熱体６１が準備される。第１の加熱体６１は、後述するヒータからの放射熱を吸収して得た熱を再放射することによって、ベース部３０および単結晶群１０を加熱する機能を有する。第１の加熱体６１は、たとえば、空隙率の小さいグラファイトから形成されている。
【００８４】
第１の加熱体６１上に、単結晶１１〜１９、すなわち単結晶群１０がマトリックス状に配置される。次に単結晶群１０上にベース部３０が載せられる。この時点ではベース部３０は単結晶群１０上に載せられているだけであって接合はされていない。このため両者の間にミクロ的には空隙ＧＱが存在する。空隙ＧＱの平均高さ（図２８における縦方向の寸法）は、たとえば数十μｍであり、この値は単結晶群１０およびベース部３０の各々の表面粗さおよび反りに依存する。
【００８５】
またこの時点ではベース部３０は、単結晶、多結晶、およびアモルファスのいずれの結晶構造を有してもよい。好ましくはベース部３０は単結晶群１０と同様の結晶構造を有するが、ベース部３０の欠陥密度は単結晶群１０の欠陥密度に比して高くてもよく、よって大きなベース部３０を比較的容易に準備することができる。
【００８６】
またベース部３０の平面形状は、炭化珪素基板８０の平面形状に対応したものとされ、本実施の形態においては円形形状とされる。この円形形状の直径は、大きな直径を有する炭化珪素基板８０を得るために、好ましくは５ｃｍ以上であり、より好ましくは１５ｃｍ以上である。
【００８７】
図２９を参照して、ベース部３０上に第２の加熱体６２が載せられる。第２の加熱体６２は第１の加熱体６１の機能と同様の機能を有するものである。次に第１の加熱体６１、単結晶群１０、ベース部３０、および第２の加熱体６２の積層体が容器６０に収められる。容器６０は、高い耐熱性を有することが好ましく、たとえばグラファイトから作られる。
【００８８】
次にベース部３０の温度が炭化珪素の昇華温度となり、かつ単結晶群１０の温度がベース部３０の温度よりも低くなるように、ベース部３０と単結晶群１０とが加熱される。このような加熱は、容器６０の内部において、単結晶群１０の温度がベース部３０の温度よりも低くなるような温度勾配を設けることにより行うことができる。このような温度勾配は、たとえば、ヒータ６９を第１の加熱体６１よりも第２の加熱体６２に近い位置に配置することで設けることができる。この加熱によって、ベース部３０の第１の主面Ｑ１から炭化珪素が昇華し、この昇華した炭化珪素が単結晶群１０の第２の面Ｂ０上で再結晶する。これにより、単結晶群１０の第２の面Ｂ０と、ベース部３０の第１の主面Ｑ１とが接合される。以下、この加熱工程について詳しく説明する。
【００８９】
まず容器６０中の雰囲気が排気される。好ましくは、容器６０内の圧力が５０ｋＰａ以下とされ、より好ましくは１０ｋＰａ以下となるように、排気が継続的に行われる。
【００９０】
次に単結晶群１０およびベース部３０が加熱される。この加熱は、少なくともベース部３０の温度が炭化珪素の昇華温度以上となるように行われる。具体的にはヒータ６９の設定温度が、１８００℃以上、２５００℃以下とされ、たとえば２０００℃とされる。温度が１８００℃以下であると炭化珪素を昇華させるための加熱が不十分となりやすく、温度が２５００℃以上であると単結晶群１０の表面荒れが著しくなりやすい。またこの加熱は、容器６０内において、ベース部３０から単結晶群１０に向かって温度が低くなるような温度勾配が形成されるように行われる。この温度勾配は、好ましくは１℃／ｃｍ以上２００℃／ｃｍ以下であり、より好ましくは１０℃／ｃｍ以上５０℃／ｃｍ以下とされる。
【００９１】
このように温度勾配が設けられると、単結晶群１０の第２の面Ｂ０と、ベース部３０の第１の主面Ｑ１との間に温度差が生じる。この温度差は、空隙ＧＱの存在によって、より確実に形成される。この温度差に起因して、空隙ＧＱ内への炭化珪素の昇華反応は単結晶群１０に比してベース部３０から生じ易くなり、また空隙ＧＱ内からの炭化珪素材料の供給による再結晶反応はベース部３０上に比して単結晶群１０上に生じ易くなる。この結果、破線矢印ＨＱ（図２９）に示すように、昇華・再結晶反応にともなう空隙ＧＱの移動が生じる。より詳しくは、まず空隙ＧＱがベース部３０中の多数のボイドへと分解され、そしてこのボイドを破線矢印ＨＱに示す方向に移動させることでベース部３０から消失させてもよい。
【００９２】
上記の昇華・再結晶反応によって、ベース部３０の全部もしくは一部は、単結晶群１０の第２の面Ｂ０上にエピタキシャルに形成された層となる。この結果、単結晶群１０の第２の面Ｂ０を部分的に覆うように、単結晶群１０にベース部３０が接合される。またベース部３０の全部もしくは一部の結晶構造は、初期の構造から、単結晶群１０の結晶構造に対応した構造へと変化する。以上により複合基板８９（図１７および図１８）が得られる。
【００９３】
（実施の形態８）
本実施の形態においては、炭化珪素基板８０（図１５および図１６）を用いた半導体装置について説明する。炭化珪素基板８０は、前述した実施の形態４〜７のいずれかによって準備され得る。よって実施の形態４〜７の要素と同一または対応する要素については、同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００９４】
図３０を参照して、本実施の形態の半導体装置１００は、縦型ＤｉＭＯＳＦＥＴ(Double  Implanted  Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor)であって、ベース部３０、単結晶１１ｐ、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、上部ソース電極１２７、ゲート電極１１０、およびドレイン電極１１２を有する。半導体装置１００の平面形状（図３０の上方向から見た形状）は、たとえば、２ｍｍ以上の長さの辺からなる長方形または正方形である。
【００９５】
ドレイン電極１１２はベース部３０上に設けられ、またバッファ層１２１は単結晶１１ｐ上に設けられている。この配置により、ゲート電極１１０によってキャリアの流れが制御される領域は、ベース部３０ではなく単結晶１１ｐの上に配置されている。
【００９６】
ベース部３０、単結晶１１ｐ、およびバッファ層１２１は、ｎ型の導電型を有する。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である。またバッファ層１２１の厚さは、たとえば０．５μｍである。
【００９７】
耐圧保持層１２２は、バッファ層１２１上に形成されており、また導電型がｎ型のＳｉＣからなる。たとえば、耐圧保持層１２２の厚さは１０μｍであり、そのｎ型の導電性不純物の濃度は５×１０15ｃｍ-3である。
【００９８】
この耐圧保持層１２２の表面には、導電型がｐ型である複数の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、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。複数のｐ領域１２３の間から露出する耐圧保持層１２２上には酸化膜１２６が形成されている。具体的には、酸化膜１２６は、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。
【００９９】
酸化膜１２６と、半導体層としてのｎ+領域１２４、ｐ+領域１２５、ｐ領域１２３および耐圧保持層１２２との界面から１０ｎｍ以内の領域における窒素原子濃度の最大値は１×１０21ｃｍ-3以上となっている。これにより、特に酸化膜１２６下のチャネル領域（酸化膜１２６に接する部分であって、ｎ+領域１２４と耐圧保持層１２２との間のｐ領域１２３の部分）の移動度を向上させることができる。
【０１００】
なお上記においては単結晶１１ｐを含む半導体装置について説明しているが、この代わりに他の単結晶（図１５における単結晶１２ｐ〜１８ｐおよび１９のいずれか１つ）を含む半導体装置も、炭化珪素基板８０を用いた半導体装置の製造方法によって同時に得られる。
【０１０１】
次に半導体装置１００の製造方法について説明する。なお図３２〜図３６においては単結晶１１ｐの近傍における工程のみを示すが、単結晶１２ｐ〜１８ｐおよび１９の各々の近傍においても、同様の工程が行なわれる。
【０１０２】
まず基板準備工程（ステップＳ１１０：図３１）にて、炭化珪素基板８０（図１５および図１６）が準備される。炭化珪素基板８０は、たとえば実施の形態４〜６のいずれかにおける方法によって製造することができる。炭化珪素基板８０の導電型はｎ型とされる。
【０１０３】
図３２を参照して、エピタキシャル層形成工程（ステップＳ１２０：図３１）により、バッファ層１２１および耐圧保持層１２２が、以下のように形成される。
【０１０４】
単結晶群１０ｐの表面上にバッファ層１２１が形成される。バッファ層１２１は、導電型がｎ型のＳｉＣからなり、たとえば厚さ０．５μｍのエピタキシャル層である。またバッファ層１２１における導電型不純物の濃度は、たとえば５×１０17ｃｍ-3とされる。
【０１０５】
次にバッファ層１２１上に耐圧保持層１２２が形成される。具体的には、導電型がｎ型のＳｉＣからなる層が、エピタキシャル成長法によって形成される。耐圧保持層１２２の厚さは、たとえば１０μｍとされる。また耐圧保持層１２２におけるｎ型の導電性不純物の濃度は、たとえば５×１０15ｃｍ-3である。
【０１０６】
図３３を参照して、注入工程（ステップＳ１３０：図３１）により、ｐ領域１２３と、ｎ+領域１２４と、ｐ+領域１２５とが、以下のように形成される。
【０１０７】
まずｐ型の導電性不純物が耐圧保持層１２２の一部に選択的に注入されることで、ｐ領域１２３が形成される。次に、ｎ型の導電性不純物を所定の領域に選択的に注入することによってｎ+領域１２４が形成され、またｐ型の導電性不純物を所定の領域に選択的に注入することによってｐ+領域１２５が形成される。なお不純物の選択的な注入は、たとえば酸化膜からなるマスクを用いて行われる。
【０１０８】
このような注入工程の後、活性化アニール処理が行われる。たとえば、アルゴン雰囲気中、加熱温度１７００℃で３０分間のアニールが行われる。
【０１０９】
図３４を参照して、ゲート絶縁膜形成工程（ステップＳ１４０：図３１）が行われる。具体的には、耐圧保持層１２２と、ｐ領域１２３と、ｎ+領域１２４と、ｐ+領域１２５との上を覆うように、酸化膜１２６が形成される。この形成はドライ酸化（熱酸化）により行われてもよい。ドライ酸化の条件は、たとえば、加熱温度が１２００℃であり、また加熱時間が３０分である。
【０１１０】
その後、窒素アニール工程（ステップＳ１５０）が行われる。具体的には、一酸化窒素（ＮＯ）雰囲気中でのアニール処理が行われる。この処理の条件は、たとえば加熱温度が１１００℃であり、加熱時間が１２０分である。この結果、耐圧保持層１２２、ｐ領域１２３、ｎ+領域１２４、およびｐ+領域１２５の各々と、酸化膜１２６との界面近傍に、窒素原子が導入される。
【０１１１】
なおこの一酸化窒素を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処理が行われてもよい。この処理の条件は、たとえば、加熱温度が１１００℃であり、加熱時間が６０分である。
【０１１２】
図３５を参照して、電極形成工程（ステップＳ１６０：図３１）により、ソース電極１１１およびドレイン電極１１２が、以下のように形成される。
【０１１３】
まず酸化膜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が形成される。このレジスト膜をマスクとして用いて、酸化膜１２６のうちｎ+領域１２４およびｐ+領域１２５上に位置する部分がエッチングにより除去される。これにより酸化膜１２６に開口部が形成される。次に、この開口部においてｎ+領域１２４およびｐ+領域１２５の各々と接触するように導体膜が形成される。次にレジスト膜を除去することにより、上記導体膜のうちレジスト膜上に位置していた部分の除去（リフトオフ）が行われる。この導体膜は、金属膜であってもよく、たとえばニッケル（Ｎｉ）からなる。このリフトオフの結果、ソース電極１１１が形成される。
【０１１４】
なお、ここでアロイ化のための熱処理が行なわれることが好ましい。たとえば、不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスの雰囲気中、加熱温度９５０℃で２分の熱処理が行なわれる。
【０１１５】
図３６を参照して、ソース電極１１１上に上部ソース電極１２７が形成される。また、酸化膜１２６上にゲート電極１１０が形成される。また、炭化珪素基板８０の裏面上にドレイン電極１１２が形成される。
【０１１６】
次に、ダイシング工程（ステップＳ１７０：図３１）により、破線ＤＣに示すようにダイシングが行われる。これにより複数の半導体装置１００（図３０）が切り出される。
【０１１７】
なお本実施の形態における導電型が入れ替えられた構成、すなわちｐ型とｎ型とが入れ替えられた構成を用いることもできる。また縦型ＤｉＭＯＳＦＥＴを例示したが、本発明の半導体基板を用いて他の半導体装置が製造されてもよく、たとえばＲＥＳＵＲＦ−ＪＦＥＴ(Reduced Surface Field-Junction Field Effect Transistor)またはショットキーダイオードが製造されてもよい。
【０１１８】
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。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  単結晶群（材料基板）、１０ｋ  材料基板、  １１〜１９  単結晶、３０  ベース部、３０ｋ  マスク層、７０，７０ａ，７０ａｋ，７０ｋ  炭化部、７１，７１ｋ  第１の保護膜、７２  第２の保護膜、８０，８０ｋ  炭化珪素基板、９０，９０ａ，９０ａｋ，９０ｋ  炭化珪素部、１００  半導体装置。
【図１】
2011236063.tif 000003
【図２】
2011236063.tif 000004
【図３】
2011236063.tif 000005
【図４】
2011236063.tif 000006
【図５】
2011236063.tif 000007
【図６】
2011236063.tif 000008
【図７】
2011236063.tif 000009
【図８】
2011236063.tif 000010
【図９】
2011236063.tif 000011
【図１０】
2011236063.tif 000012
【図１１】
2011236063.tif 000013
【図１２】
2011236063.tif 000014
【図１３】
2011236063.tif 000015
【図１４】
2011236063.tif 000016
【図１５】
2011236063.tif 000017
【図１６】
2011236063.tif 000018
【図１７】
2011236063.tif 000019
【図１８】
2011236063.tif 000020
【図１９】
2011236063.tif 000021
【図２０】
2011236063.tif 000022
【図２１】
2011236063.tif 000023
【図２２】
2011236063.tif 000024
【図２３】
2011236063.tif 000025
【図２４】
2011236063.tif 000026
【図２５】
2011236063.tif 000027
【図２６】
2011236063.tif 000028
【図２７】
2011236063.tif 000029
【図２８】
2011236063.tif 000030
【図２９】
2011236063.tif 000031
【図３０】
2011236063.tif 000032
【図３１】
2011236063.tif 000033
【図３２】
2011236063.tif 000034
【図３３】
2011236063.tif 000035
【図３４】
2011236063.tif 000036
【図３５】
2011236063.tif 000037
【図３６】
2011236063.tif 000038