(57)【要約】【課題】結晶性に優れた大口径の炭化珪素基板の製造方法を提供する。【解決手段】炭化珪素基板の製造方法は、単結晶炭化珪素からなる複数のＳｉＣ基板２０が平面的に見て複数並べて配置された状態で、複数のＳｉＣ基板２０の一方の主面２０Ｃ側が支持層１０により接続された複合基板２を準備する工程と、複合基板２において隣り合う複数のＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士を接合する工程とを備えている。そして、複数のＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士を接合する工程では、隣接するＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士が互いに対向する領域に面する支持層１０の表面を含む領域である接続部が加熱される工程と、当該接続部が冷却される工程とが繰り返して実施される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶炭化珪素からなる複数のＳｉＣ基板が平面的に見て複数並べて配置された状態で、前記複数のＳｉＣ基板の一方の主面側が支持層により接続された複合基板を準備する工程と、
前記複合基板において隣り合う前記複数のＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程とを備え、
前記複数のＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程では、隣接する前記ＳｉＣ基板の端面同士が互いに対向する領域に面する前記支持層の表面を含む領域である接続部が加熱される工程と、前記接続部が冷却される工程とが繰り返して実施される、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項２】
前記支持層は炭化珪素からなっている、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項３】
前記接続部が加熱される工程では、前記接続部は１８００℃以上２５００℃以下の温度に加熱される、請求項２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項４】
前記接続部が加熱される工程では、１×１０−３Ｐａ以上５０ｋＰａ以下の圧力下において、前記接続部が加熱される、請求項２または３に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項５】
前記接続部が加熱される工程では、前記支持層が前記ＳｉＣ基板とは反対側の主面側から加熱されることにより、前記ＳｉＣ基板は前記支持層よりも低い温度に維持される、請求項２〜４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】
前記複合基板を準備する工程よりも後であって前記複数のＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程よりも前に、前記複数のＳｉＣ基板の前記支持層とは反対側の主面上に、隣り合う前記複数のＳｉＣ基板の端面同士の間に形成される隙間を閉塞するキャップを形成する工程をさらに備えた、請求項２〜５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】
前記支持層は融点が１８００℃以上の高融点金属からなっている、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項８】
前記接続部が加熱される工程では、前記接続部が前記高融点金属の融点以上の温度域に加熱される、請求項７に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項９】
前記接続部が加熱される工程では、前記接続部はレーザー照射により加熱される、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】
前記接続部が加熱される工程では、前記支持層の前記ＳｉＣ基板とは反対側の主面に沿った方向において、前記接続部から５ｍｍ以内の領域に前記レーザー照射が実施される、請求項９に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１１】
前記接続部が加熱される工程よりも前に、前記支持層の前記ＳｉＣ基板とは反対側の主面上において前記接続部に対応する領域に、炭素を含む吸収層を形成する工程をさらに備えた、請求項９または１０に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１２】
前記複合基板を準備する工程では、前記ＳｉＣ基板の前記支持層とは反対側の主面の、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となっている前記複合基板が準備される、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】
前記複合基板を準備する工程では、前記ＳｉＣ基板の前記支持層とは反対側の主面のオフ方位と＜１−１００＞方向とのなす角が５°以下となっている前記複合基板が準備される、請求項１２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１４】
前記複合基板を準備する工程では、前記ＳｉＣ基板の前記支持層とは反対側の主面の、＜１−１００＞方向における｛０３−３８｝面に対するオフ角が−３°以上５°以下となっている前記複合基板が準備される、請求項１３に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項１５】
前記複合基板を準備する工程では、前記ＳｉＣ基板の前記支持層とは反対側の主面のオフ方位と＜１１−２０＞方向とのなす角が５°以下となっている前記複合基板が準備される、請求項１２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し、より特定的には、大口径な炭化珪素基板を容易に製造することが可能な炭化珪素基板の製造方法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（ＳｉＣ）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】
一方、半導体装置を効率よく製造するためには、大口径の基板を用いることが有効である。そのため、単結晶炭化珪素からなる直径３インチまたは４インチの炭化珪素基板やその製造方法に関して種々の検討がなされ、たとえば昇華法を用いた炭化珪素基板の製造方法が提案されている（たとえば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００７３７０７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２０９５７７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／００７５９５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、半導体装置の製造を一層効率化させる観点から、炭化珪素基板に対してはさらなる大口径化（たとえば４インチ以上）が求められている。ここで、昇華法によって大口径の炭化珪素基板を作製するためには、温度が均一な領域を広くする必要がある。しかし、昇華法における炭化珪素の成長温度は２０００℃以上と高く温度制御が難しいため、温度が均一な領域を広くすることは容易ではない。そのため、比較的大口径化が容易である昇華法を用いた場合でも、結晶性に優れた大口径（たとえば４インチ以上）の炭化珪素基板を作製することは容易ではないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、結晶性に優れた大口径の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】
【０００７】
本発明に従った炭化珪素基板の製造方法は、単結晶炭化珪素からなる複数のＳｉＣ基板が平面的に見て複数並べて配置された状態で、複数のＳｉＣ基板の一方の主面側が支持層により接続された複合基板を準備する工程と、複合基板において隣り合う複数のＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程とを備えている。そして、複数のＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程では、隣接するＳｉＣ基板の端面同士が互いに対向する領域に面する支持層の表面を含む領域である接続部が加熱される工程と、当該接続部が冷却される工程とが繰り返して実施される。
【０００８】
本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、単結晶炭化珪素からなる複数のＳｉＣ基板が平面的に見て複数並べて配置された状態で、複数のＳｉＣ基板の一方の主面側が支持層により接続された複合基板が準備される。上述のように、単結晶炭化珪素からなる基板は、高品質を維持しつつ大口径化することが困難である。これに対し、高品質化が容易な小口径の炭化珪素単結晶から採取したＳｉＣ基板を平面的に複数並べて配置したうえで、これらを大口径の支持層により接続することにより、結晶性に優れた大口径の炭化珪素基板として取り扱うことが可能な複合基板を得ることができる。
【０００９】
また、炭化珪素基板の表面は、研磨などにより平坦化して半導体装置の製造に用いられる場合が多い。しかし、上記複合基板においては、複数のＳｉＣ基板同士を完全に密着させることは難しく、ＳｉＣ基板同士の間に隙間が形成される場合が多い。このような複合基板がそのまま炭化珪素基板として用いられ、表面が研磨された場合、研磨粒子などの異物が当該隙間に侵入し、その後の洗浄処理においても完全に除去できない可能性がある。そして、ＳｉＣ基板同士の隙間に残存した異物は、炭化珪素基板を用いた半導体装置の製造に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１０】
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、複合基板において隣り合う複数のＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程を備えている。そのため、上記異物による悪影響が抑制される。そして、このＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程では、支持層の接続部が加熱される工程と冷却される工程とが繰り返して実施される。このようにしてＳｉＣ基板同士を接合することにより、連続的に加熱し続ける場合に比べて、ＳｉＣ基板に及ぼすダメージを抑制することができる。このように、本発明の炭化珪素基板の製造方法によれば、結晶性に優れた大口径の炭化珪素基板を製造することができる。
【００１１】
ここで、上記複合基板において、隣接するＳｉＣ基板の端面同士は接触していてもよいし、接触していなくてもよい。
【００１２】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、上記支持層は炭化珪素からなっていてもよい。これにより、ＳｉＣ基板と支持層とが同種材料からなるものとなるため、両者の線膨張係数の差を抑制し、製造される炭化珪素基板における反りなどを抑制することができる。ここで、支持層を構成する炭化珪素は、支持層の形成条件等に応じて単結晶、多結晶、アモルファスのいずれの形態をもとることができる。
【００１３】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法において好ましくは、上記接続部が加熱される工程では、接続部は１８００℃以上２５００℃以下の温度に加熱される。
【００１４】
支持層が炭化珪素からなる場合、接続部の加熱温度が１８００℃未満では、ＳｉＣ基板同士の接合に長時間を要する。一方、接続部の加熱温度が２５００℃を超えると、製造される炭化珪素基板にダメージが発生するおそれがある。したがって、接続部の加熱温度は１８００℃以上２５００℃以下に設定することが好ましい。
【００１５】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、上記接続部が加熱される工程では、１×１０−３Ｐａ以上５０ｋＰａ以下の圧力下において、当該接続部が加熱されてもよい。
【００１６】
接続部が加熱される際の圧力を５０ｋＰａ以下とすることにより、支持層を構成する炭化珪素が昇華しやすくなり、接続部の加熱による端面同士の接続を容易に達成することができる。一方、接続部が加熱される際の圧力を１×１０−３Ｐａ以上とすることにより、比較的簡易な装置によって当該圧力を達成することができる。
【００１７】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、上記接続部が加熱される工程では、支持層がＳｉＣ基板とは反対側の主面側から加熱されることにより、ＳｉＣ基板は支持層よりも低い温度に維持されてもよい。
【００１８】
このようにＳｉＣ基板よりも支持層が高温となるように加熱することにより、支持層を構成する炭化珪素が昇華し、ＳｉＣ基板に到達して固化する。そして、このような現象の進行により、ＳｉＣ基板同士が容易に接合される。
【００１９】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、複合基板を準備する工程よりも後であって複数のＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程よりも前に、複数のＳｉＣ基板の支持層とは反対側の主面上に、隣り合う複数のＳｉＣ基板の端面同士の間に形成される隙間を閉塞するキャップを形成する工程をさらに備えていてもよい。
【００２０】
ＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程よりも前に上記キャップを形成しておくことにより、上記接続部が加熱されて炭化珪素が昇華した場合に、昇華した炭化珪素が上記隙間から外部へと放出されることが抑制され、より確実にＳｉＣ基板同士の接合に寄与する。
【００２１】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、上記支持層は融点が１８００℃以上の高融点金属からなっていてもよい。
【００２２】
このように、支持層の融点が１８００℃以上であることにより、活性化アニールなどの高温に加熱されるプロセスを含む半導体装置の製造に使用可能な炭化珪素基板を製造することができる。また、支持層が導電体である金属から構成されることにより、たとえば炭化珪素基板の厚み方向に電流が流れる縦型の半導体装置の製造に炭化珪素基板が使用される場合、製造される半導体装置における基板の抵抗を低減することができる。なお、上記高融点金属としては、たとえばモリブデン、タンタル、タングステン、ニオビウム、イリジウム、ルテニウム、ジルコニウム、チタニウム、ニッケルなどを採用することができる。
【００２３】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、接続部が加熱される工程では、接続部が上記高融点金属の融点以上の温度域に加熱されてもよい。これにより、ＳｉＣ基板の端面同士の隙間に溶融した上記高融点金属が浸入し、容易にＳｉＣ基板の端面同士を接合することができる。
【００２４】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、接続部が加熱される工程では、接続部はレーザー照射により加熱されてもよい。レーザー照射による加熱は、加熱と冷却とを繰り返す上記ＳｉＣ基板の端面同士を接合する工程に好適な加熱方法である。
【００２５】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法において好ましくは、上記接続部が加熱される工程では、支持層のＳｉＣ基板とは反対側の主面に沿った方向において、接続部から５ｍｍ以内の領域に上記レーザー照射が実施される。
【００２６】
このようにすることにより、他の領域に熱によるダメージを与えることなく、ＳｉＣ基板の端面同士を接合することができる。
【００２７】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、上記接続部が加熱される工程よりも前に、支持層のＳｉＣ基板とは反対側の主面上において接続部に対応する領域に、炭素を含む吸収層を形成する工程をさらに備えていてもよい。これにより、上記接続部をレーザー照射により効率よく加熱することが可能となる。
【００２８】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、上記複合基板を準備する工程では、ＳｉＣ基板の支持層とは反対側の主面の、｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上６５°以下となっている複合基板が準備されてもよい。
【００２９】
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。
【００３０】
具体的には、たとえばＭＯＳＦＥＴ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。
【００３１】
これに対し、上記複合基板を準備する工程において、ＳｉＣ基板の支持層とは反対側の主面の、｛０００１｝面に対するオフ角を５０°以上６５°以下としておくことにより、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を作製することができる。
【００３２】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、上記複合基板を準備する工程では、ＳｉＣ基板の支持層とは反対側の主面のオフ方位と＜１−１００＞方向とのなす角が５°以下となっている複合基板が準備されてもよい。
【００３３】
＜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。
【００３４】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、上記複合基板を準備する工程では、ＳｉＣ基板の支持層とは反対側の主面の、＜１−１００＞方向における｛０３−３８｝面に対するオフ角が−３°以上５°以下となっている複合基板が準備されてもよい。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、複合基板を準備する工程では、ＳｉＣ基板の支持層とは反対側の主面のオフ方位と＜１１−２０＞方向とのなす角が５°以下となっている複合基板が準備されてもよい。
【００３９】
＜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。
【００４０】
上記本発明の炭化珪素基板の製造方法においては、複合基板を準備する工程では、炭化珪素からなる支持層の不純物濃度がＳｉＣ基板に比べて高い複合基板が準備されてもよい。
【００４１】
これにより、支持層の抵抗率を低減し、縦型半導体装置（基板の厚み方向に電流が流れる半導体装置）の製造に好適な炭化珪素基板を製造することができる。ここで、支持層の抵抗率を低減する観点から、支持層の不純物密度は２×１０１９ｃｍ−３を超えていてもよい。
【発明の効果】
【００４２】
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によれば、結晶性に優れた大口径の炭化珪素基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【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】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平面図である。
【図７】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８】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９】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部分断面図である。
【図１０】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部分断面図である。
【図１１】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１２】実施の形態２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１３】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１４】実施の形態３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１５】実施の形態３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１６】実施の形態３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平面図である。
【図１７】実施の形態３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１８】実施の形態３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部分断面図である。
【図１９】実施の形態３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２０】縦型ＭＯＳＦＥＴの構造を示す概略断面図である。
【図２１】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２２】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２３】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２４】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２５】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】
【００４４】
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。
【００４５】
（実施の形態１）
まず、図１〜図１１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。なお、図５は、図６の線分Ｖ−Ｖに沿う断面図に相当する。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、たとえば単結晶炭化珪素からなる複数のＳｉＣ基板２０が準備されるとともに、炭化珪素からなる原料基板１１が準備される。
【００４６】
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炭化珪素基板の主面となることから（後述の図１１参照）、所望の主面の面方位に合わせてＳｉＣ基板２０の主面２０Ａの面方位が選択される。ここでは、たとえば主面が｛０３−３８｝面である複数のＳｉＣ基板２０が準備される。また、原料基板１１としては、たとえば不純物密度が２×１０１９ｃｍ−３よりも大きい基板が採用されてもよい。そして、ＳｉＣ基板２０としては、たとえば不純物密度が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。なお、原料基板１１としては単結晶からなるものに限られず、多結晶やアモルファスからなるものが準備されてもよい。
【００４７】
次に、図１を参照して、工程（Ｓ２０）として近接配置工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図２を参照して、互いに対向するように配置された第１ヒータ８１および第２ヒータ８２により、それぞれＳｉＣ基板２０および原料基板１１が保持される。このとき、ＳｉＣ基板２０と原料基板１１とは、平均１μｍ以上１ｃｍ以下の間隔、たとえば１ｍｍ程度の間隔をおいて互いにその主面が対向するように近接して配置される。このとき、ＳｉＣ基板２０と原料基板１１とは部分的に接触していてもよい。また、互いに隣り合うＳｉＣ基板２０同士は、間隔をおいて配置されてもよいが、その端面２０Ｂが互いに接触するように、平面的に見てマトリックス状に敷き詰めて配置されることが好ましい。
【００４８】
次に、工程（Ｓ３０）として昇華工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、第１ヒータ８１によってＳｉＣ基板２０が所定の基板温度まで加熱される。また、第２ヒータ８２によって原料基板１１が所定の原料温度まで加熱される。このとき、原料基板１１が昇華温度まで加熱されることによって、原料基板の表面からＳｉＣが昇華する。一方、基板温度は原料温度よりも低く設定される。具体的には、たとえば基板温度は原料温度よりも１℃以上１００℃以下程度低く設定される。基板温度は、たとえば１８００°以上２５００℃以下である。これにより、図３に示すように、原料基板１１から昇華して気体となったＳｉＣは、ＳｉＣ基板２０の表面に到達して固体となり、支持層１０を形成する。そして、この状態を維持することにより、図４に示すように原料基板１１を構成するＳｉＣが全て昇華してＳｉＣ基板２０の表面上に移動する。これにより、工程（Ｓ３０）が完了し、図５および図６に示す複合基板２が得られる。この複合基板２は、単結晶炭化珪素からなる複数のＳｉＣ基板２０が平面的に見て複数並べて配置された状態で、当該複数のＳｉＣ基板２０の一方の主面２０Ｃ側が炭化珪素からなる支持層１０により接続された基板である。
【００４９】
次に、図１を参照して、工程（Ｓ４０）としてキャップ層形成工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、ＳｉＣ基板２０の支持層１０とは反対側の主面上に、隣り合うＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士の間に形成される隙間を閉塞するキャップが形成される。具体的には、まず、図７を参照して、工程（Ｓ１０）〜（Ｓ３０）によって作製された複合基板２の主面２０Ａ上に、炭素原子を含む素材からなるレジスト膜７１が形成される。このレジスト膜７１は、たとえば上記主面２０Ａ上にレジスト液を塗布し、当該レジスト液を１００℃以上３００℃以下の温度域で１０秒間以上２時間以下の間加熱することにより形成することができる。
【００５０】
次に、形成されたレジスト膜７１が炭化される。具体的には、たとえばレジスト膜７１が形成された複合基板２が大気圧以下の不活性ガスまたは窒素ガスの雰囲気中で３００℃超１７００℃未満の温度に加熱され、１分超１２時間未満の時間保持されることにより、レジスト膜７１が炭化される。これにより、図７および図８を参照して、上記レジスト膜７１が、隣り合うＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士の間に形成される隙間を閉塞するキャップとしての炭素からなるキャップ層７０となる。このキャップ層７０の形成は、本発明の炭化珪素基板の製造方法において必須の工程ではないが、炭化珪素からなる支持層１０を採用する場合、このキャップ層７０を形成しておくことにより、後述の工程（Ｓ５０）におけるＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士の接合が容易となる。
【００５１】
次に、工程（Ｓ５０）としてレーザー照射工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、図８および図９を参照して、支持層１０の領域βにレーザーが照射されることにより、支持層１０に対する加熱と冷却とが繰り返して実施される。具体的には、支持層１０に対してレーザーが複数回走査されつつ照射される。その結果、隣接するＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士が互いに対向する領域に面する支持層１０の表面１０Ａを含む領域である接続部１０Ｂが加熱される工程と、当該接続部１０Ｂが冷却される工程とが繰り返して実施されることとなる。あるいは、支持層１０に対してパルスレーザーが照射されてもよい。この場合、１回の走査によっても、支持層１０の領域βに対して短時間で加熱と冷却とを繰り返して実施することができる。
【００５２】
このとき、図８に示すように、支持層１０に対しては、矢印αが示すように、ＳｉＣ基板２０とは反対側の主面側からレーザーが照射されて加熱され、ＳｉＣ基板２０は支持層１０よりも低い温度に維持されることが好ましい。このようにＳｉＣ基板２０よりも支持層１０が高温となるように加熱することにより、図９に示すように、支持層１０を構成する炭化珪素が昇華し、矢印γに沿って移動するとともにＳｉＣ基板２０に到達して固化する。また、本実施の形態においては、上記工程（Ｓ４０）においてキャップ層７０が形成されているため、昇華した炭化珪素は外部に放出されることなく、ＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士の間に形成される隙間の内部において固化する。その結果、図１０に示すように端面２０Ｂ同士を接続する接続領域２０Ｄが形成され、成長する。
【００５３】
そして、このような現象の進行により、上記接続領域２０Ｄによって端面２０Ｂ同士の間に形成される隙間の内部が充填される。このようにして複合基板２において隣り合うＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士が接合され、図１１に示す本実施の形態における炭化珪素基板１が得られる。
【００５４】
さらに図１を参照して、得られた炭化珪素基板１に対しては、必要に応じて工程（Ｓ６０）として表面平坦化工程が実施されてもよい。この工程（Ｓ６０）では、図１１を参照して、たとえば炭化珪素基板１の主面２０Ａが研磨され、平坦化される。このとき、上記工程（Ｓ５０）においてＳｉＣ基板２０同士の隙間が充填され、ＳｉＣ基板２０同士が接合されているため、研磨剤等が当該隙間に侵入することが抑制される。以上のプロセスにより、実施の形態における炭化珪素基板１の製造方法は完了する。
【００５５】
なお、上記工程（Ｓ５０）において使用されるレーザーの波長は、炭化珪素からなる支持層１０の内部にまでレーザーが到達するように、４５０ｎｍ以上であることが好ましい。また、使用可能なレーザーとしては、たとえばパルス発振または連続発振のＣＯ２レーザー（波長１０．６０μｍ）、パルス発振または連続発振のＮｄ：ＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）、連続発振のＡｒ＋レーザー（波長４８８．５ｎｍまたは５１４．５ｎｍ）、パルス発振または連続発振の半導体レーザー（波長６５０〜１７００ｎｍ）などが挙げられる。また、採用されるレーザーの出力は、小さすぎると十分な加熱が困難となる一方、大きすぎると加熱される領域が広がりすぎるという問題が生じる。そのため、レーザーの出力としては、連続発振の場合０．１〜１００ｋＷの範囲が好ましく、パルス発振の場合０．１〜１０ｋＷの範囲が好ましい。
【００５６】
本実施の形態における炭化珪素基板１の製造方法においては、単結晶炭化珪素からなる複数のＳｉＣ基板２０が平面的に見て複数並べて配置された状態で、複数のＳｉＣ基板２０の一方の主面２０Ｃ側が支持層１０により接続された複合基板２が準備される。これにより、結晶性に優れた大口径の炭化珪素基板として取り扱うことが可能な複合基板２を得ることができる。
【００５７】
また、本実施の形態における炭化珪素基板１の製造方法においては、複合基板２において隣り合う複数のＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士が接合される。そのため、ＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士の間に形成された隙間に異物が浸入することが抑制される。そして、このＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士の接合では、支持層１０の接続部１０Ｂが加熱される工程と冷却される工程とが繰り返して実施される。そのため、連続的に加熱し続ける場合に比べて、ＳｉＣ基板２０に及ぼすダメージを抑制することができる。このように、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、結晶性に優れた大口径の炭化珪素基板１を製造することができる。
【００５８】
ここで、上記工程（Ｓ５０）においては、接続部１０Ｂは１８００℃以上２５００℃以下の温度に加熱されることが好ましい。これにより、製造される炭化珪素基板１に加熱によるダメージが残ることを抑制しつつ、ＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士を短時間で接合することができる。
【００５９】
また、上記工程（Ｓ５０）においては、１×１０−３Ｐａ以上５０ｋＰａ以下の圧力下において、接続部１０Ｂが加熱されてもよい。これにより、支持層１０を構成する炭化珪素を昇華させてＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士を接合することが容易となる。
【００６０】
さらに、ＳｉＣ基板２０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、製造される炭化珪素基板１を用いてＭＯＳＦＥＴを作製すると、チャネル領域における界面準位の形成が低減され、オン抵抗が低減されたＭＯＳＦＥＴを得ることができる。一方、製造の容易性を考慮して、ＳｉＣ基板２０の主面２０Ａは、｛０００１｝面であってもよい。
【００６１】
また、ＳｉＣ基板２０の主面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。＜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。
【００６２】
さらに、上記炭化珪素基板１においては、ＳｉＣ基板２０の主面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°以下とすることが好ましい。これにより、製造される炭化珪素基板１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。
【００６３】
一方、ＳｉＣ基板２０の主面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。
【００６４】
＜１１−２０＞も、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、本実施の形態の炭化珪素基板の製造方法により製造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。
【００６５】
また、上記工程（Ｓ５０）においては、支持層１０のＳｉＣ基板２０とは反対側の主面に沿った方向において、接続部１０Ｂから５ｍｍ以内の領域にレーザー照射が実施されることが望ましい。これにより、接続部１０Ｂ以外の領域に影響が及ぶことを抑制しつつ、ＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士を接合することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、支持層１０の原料として原料基板１１が採用される場合について説明したが、原料基板１１に代えて炭化珪素からなる粉末である原料粉末が採用されてもよい。
【００６７】
（実施の形態２）
次に、図１２および図１３を参照して、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においては、レーザーを吸収する吸収層が形成される点において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００６８】
図１２を参照して、実施の形態２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）〜（Ｓ４０）が実施の形態１の場合と同様に実施される。そして、工程（Ｓ４５）として吸収層形成工程が実施される。この工程（Ｓ４５）では、支持層１０のＳｉＣ基板２０とは反対側の主面上において接続部１０Ｂに対応する領域に、炭素を含む吸収層７２が形成される。吸収層７２は、レーザーのエネルギーを効率よく吸収することができる。この吸収層７２は、たとえば以下のように形成することができる。図１３を参照して、まず工程（Ｓ１０）〜（Ｓ４０）が実施されて得られたキャップ層７０が形成された複合基板２の、支持層１０のＳｉＣ基板２０とは反対側の主面上に炭素を含むレジストが塗布される。その後、露光および現像を行ない、接続部１０Ｂに対応する領域以外の領域が開口部となるようにレジストを残存させる。そして、当該レジストをたとえば不活性ガス雰囲気中において加熱することにより炭化させ、吸収層７２とする。
【００６９】
その後、図１２を参照して、工程（Ｓ５０）が実施される。このとき、本実施の形態においては、レーザー照射を実施する工程（Ｓ５０）に先立って上記工程（Ｓ４５）において吸収層７２が形成されている。そのため、接続部１０Ｂをレーザー照射によって効率よく加熱することができる。さらにその後、必要に応じて工程（Ｓ６０）が実施の形態１の場合と同様に実施される。以上のようなプロセスにより、実施の形態１と同様の炭化珪素基板１を製造することができる。
【００７０】
（実施の形態３）
次に、図１４〜図１９を参照して、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。実施の形態３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３においては、複合基板２の支持層１０の素材として高融点金属が採用される点において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００７１】
図１４を参照して、実施の形態３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１５を参照して、たとえば実施の形態１の場合と同様に単結晶炭化珪素からなる複数のＳｉＣ基板２０が準備されるとともに、融点が１８００℃以上である高融点金属からなる支持基板１０が準備される。支持基板１０を構成する高融点金属としては、たとえばモリブデン、タンタル、タングステン、ニオビウム、イリジウム、ルテニウム、ジルコニウム、チタニウム、ニッケルなどを採用することができる。
【００７２】
次に、工程（Ｓ２１）として積層工程が実施される。この工程（Ｓ２１）では、図１５および図１６を参照して、支持基板１０の主面上に接触するようにＳｉＣ基板２０が載置されて、積層基板３が作製される。
【００７３】
次に、工程（Ｓ３１）として接合工程が実施される。この工程（Ｓ３１）では、上記積層基板３が加熱されることにより、支持基板１０とＳｉＣ基板２０とが接合される。このとき、少なくとも支持基板１０とＳｉＣ基板２０との界面に支持基板１０を構成する金属のシリサイドが形成される程度の温度に積層基板が加熱されることにより、基板の厚み方向における抵抗を低減することができる。以上の工程により、図１７に示すように、複数のＳｉＣ基板２０が平面的に見て複数並べて配置された状態で、ＳｉＣ基板２０の一方の主面２０Ｃ側が高融点金属からなる支持層１０により接続された複合基板２が得られる。
【００７４】
次に、工程（Ｓ５０）としてレーザー照射工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、図１７および図１８を参照して、たとえば上記実施の形態１の場合と同様に支持層１０の領域βにレーザーが複数回走査されつつ照射されることにより、支持層１０の接続部１０Ｂが加熱される工程と、当該接続部１０Ｂが冷却される工程とが繰り返して実施される。
【００７５】
このとき、支持層１０の接続部１０Ｂは、支持層１０を構成する金属の融点以上の温度域に加熱されることが好ましい。これにより、図１８に示すように、溶融した金属が矢印δに沿ってＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士の間に形成された隙間に浸入し、当該隙間を充填する。そして、このような現象の進行により、隣り合うＳｉＣ基板２０の端面２０Ｂ同士が接合され、図１９に示す本実施の形態における炭化珪素基板１が得られる。
【００７６】
（実施の形態４）
次に、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４として説明する。図２０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１〜３において説明した炭化珪素基板１を含む本発明の炭化珪素基板が採用される。そして、上記実施の形態１〜３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基板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密度はたとえば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密度としては、たとえば５×１０１５ｃｍ−３という値を用いることができる。
【００７７】
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。
【００７８】
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１〜３において説明した炭化珪素基板１などの本発明の炭化珪素基板が採用される。ここで、上述のように、本発明の炭化珪素基板は、結晶性に優れた大口径の炭化珪素基板を製造可能な製造方法により製造されている。そのため、半導体装置１０１は、製造コストが低減されるとともに、優れた特性を有する半導体装置となっている。
【００７９】
次に、図２１〜図２５を参照して、図２０に示した半導体装置１０１の製造方法を説明する。図２１を参照して、まず、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２２参照）を準備する。この基板１０２としては、上記実施の形態１〜３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。
【００８０】
また、この基板１０２（図２２参照）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。
【００８１】
次に、図２１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基板２０上（図１１、図１９参照）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２２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。
【００８２】
次に、図２１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２３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２３に示すような構造を得る。
【００８３】
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。
【００８４】
次に、図２１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２４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。
【００８５】
その後、図２１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。
【００８６】
次に、図２１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２５に示すように、ソース電極１１１およびドレイン電極１１２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。
【００８７】
その後、ソース電極１１１上に上部ソース電極１２７（図２０参照）を形成する。また、基板１０２の裏面上にドレイン電極１１２（図２０参照）を形成する。このようにして、図２０に示す半導体装置１０１を得ることができる。
【００８８】
なお、上記実施の形態４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。また、上記実施の形態４においては、（０３−３８）面を主面とする炭化珪素基板上に活性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。
【実施例１】
【００８９】
炭化珪素からなる支持層を採用した複合基板においてＳｉＣ基板の端面同士を接合するための、好ましい加熱温度を調査する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。
【００９０】
まず、上記実施の形態１の場合と同様に複合基板を準備し、レーザー照射による支持層の接続部の加熱を実施した。このとき、加熱温度は１６００℃〜３０００℃の範囲で５水準とした。加熱温度はパイロメータを用いて測定した。そして、加熱処理後におけるＳｉＣ基板同士の接合状態およびＳｉＣ基板の損傷の有無を調査した。表１に実験結果を示す。
【００９１】
【表１】
2011124482.tif 000003
【００９２】
表１を参照して、加熱温度が１６００℃の場合、ＳｉＣ基板同士の接合状態は不十分となっていた。一方、加熱温度を３０００℃とした場合、ＳｉＣ基板の表面にエッチングによる損傷が発生していた。これに対し、加熱温度が１８００℃〜２５００℃の場合、ＳｉＣ基板同士が十分に接合されていると同時に、ＳｉＣ基板における損傷の発生も確認されなかった。このことから、炭化珪素からなる支持層が採用された複合基板においてＳｉＣ基板の端面同士を接合する場合、加熱温度は１８００℃以上２５００℃以下とすることが好ましいといえる。
【実施例２】
【００９３】
高融点金属からなる支持層を採用した複合基板においてＳｉＣ基板の端面同士の接続の可否を確認する実験を行なった。具体的には、上記実施の形態３の場合と同様に複合基板を準備し、レーザー照射による支持層の接続部の加熱を実施した。高融点金属としては、モリブデン、タンタル、タングステン、ニオビウム、イリジウム、ルテニウム、ジルコニウム、チタニウムおよびニッケルを採用した。そして、当該処理後におけるＳｉＣ基板同士の接合状態を調査した。
【００９４】
その結果、上記高融点金属のいずれを採用した場合でも、ＳｉＣ基板同士は十分に接合されていた。このことから、高融点金属からなる支持層を採用した場合でも、複数のＳｉＣ基板同士の接合は可能であることが確認された。
【００９５】
（付記）
上述のように、本発明の炭化珪素基板の製造方法によれば、結晶性に優れた大口径の炭化珪素基板を製造することができる。すなわち、本発明に従った炭化珪素基板は、上記本発明の単結晶基板の製造方法により製造されている。また、上記実施の形態４において説明したように、本発明の炭化珪素基板を用いて半導体装置を作製することができる。すなわち、本発明の半導体装置は、上記本発明の炭化珪素基板の製造方法により製造された炭化珪素基板上に活性層としてのエピタキシャル成長層が形成されている。別の観点から説明すると、本発明の半導体装置は、上記本発明の炭化珪素基板上に活性層としてのエピタキシャル成長層が形成されている。より具体的には、本発明の半導体装置は、上記本発明の炭化珪素基板と、当該炭化珪素基板上に形成されたエピタキシャル成長層と、当該エピタキシャル成長層上に形成された電極とを備えている。
【００９６】
今回開示された実施の形態および実施例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】
【００９７】
本発明の炭化珪素基板の製造方法は、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に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００９８】
１  炭化珪素基板、２  複合基板、３  積層基板、１０  支持層（支持基板）、１０Ａ  表面、１０Ｂ  接続部、１１  原料基板、２０  ＳｉＣ基板、２０Ａ，２０Ｃ  主面、２０Ｂ  端面、２０Ｄ  接続領域、７０  キャップ層、７１  レジスト膜、７２  吸収層、８１  第１ヒータ、８２  第２ヒータ、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】
2011124482.tif 000004
【図２】
2011124482.tif 000005
【図３】
2011124482.tif 000006
【図４】
2011124482.tif 000007
【図５】
2011124482.tif 000008
【図６】
2011124482.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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