(57)【要約】【課題】キャリア移動度を十分に向上させた半導体装置を提供する。【解決手段】二酸化珪素の絶縁膜を介して六方晶ＳｉＣ基板とゲート電極とが接している絶縁ゲートを備えたＳｉＣ半導体装置である。絶縁膜と六方晶ＳｉＣ基板との界面をＸ線吸収分光法により分析した場合に、六方晶ＳｉＣ基板の最表面における第１隣接原子を示すピーク波形の高さが、六方晶ＳｉＣ基板のバルクにおける第１隣接原子を示すピーク波形の高さに対して、８５〜１１５％の範囲内である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化珪素の絶縁膜を介して六方晶ＳｉＣ基板とゲート電極とが接している絶縁ゲートを備えたＳｉＣ半導体装置であって、
前記絶縁膜と前記六方晶ＳｉＣ基板との界面をＸ線吸収分光法により分析した場合に、前記六方晶ＳｉＣ基板の最表面における第１隣接原子を示すピーク波形の高さが、前記六方晶ＳｉＣ基板のバルクにおける第１隣接原子を示すピーク波形の高さに対して、８５〜１１５％の範囲内である、半導体装置。
【請求項２】
前記界面をＸ線吸収分光法により分析した場合に、前記六方晶ＳｉＣ基板の最表面における第１隣接原子を示すピーク波形の半値幅が、前記六方晶ＳｉＣ基板のバルクにおける第１隣接原子を示すピーク波形の半値幅に対して、９０〜１３０％の範囲内である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記六方晶ＳｉＣ基板の最表面に位置しているシリコン原子に結合している第１隣接原子に、窒素原子が含まれている、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記界面における前記六方晶ＳｉＣ基板側の表面が、略ｍ面、略ａ面、略Ｓｉ面および略Ｃ面のうちのいずれかである、請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁ゲートはトレンチゲート構造を備えており、
前記六方晶ＳｉＣ基板の表面は（０００１）面であり、
前記六方晶ＳｉＣ基板の表面に［０００１］方向を深さ方向として形成されているトレンチを備えており、
前記トレンチの内壁面がｍ面あるいはａ面であり、
前記絶縁膜は前記トレンチの内壁面に形成されている、請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣの半導体基板上に、二酸化珪素膜（ＳｉＯ２）の絶縁膜が形成された半導体装置が知られている。このＳｉＣの半導体基板の表面とＳｉＯ２の絶縁膜との界面には、遷移領域が形成される。遷移領域の内部では欠陥が多いために、界面準位密度が高く、キャリア移動度が劣位である。対策として、例えば、窒素を含むガス（アンモニア、亜酸化窒素、一酸化窒素など）の雰囲気中で熱処理することにより、ＳｉＣ／ＳｉＯ２界面に窒素を含ませることで、遷移層の欠陥を少なくして、キャリア移動度を向上させることが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、一酸化窒素（ＮＯ）などのガス雰囲気下で熱処理を行うことで、ＳｉＣ／ＳｉＯ２界面の近傍に有する遷移領域に窒素を含ませた絶縁膜構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０８２４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の半導体装置においても、十分なキャリア移動度が得られない場合がある。本明細書は、キャリア移動度を十分に向上させた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示する半導体装置の一実施形態は、二酸化珪素の絶縁膜を介して六方晶ＳｉＣ基板とゲート電極とが接している絶縁ゲートを備えたＳｉＣ半導体装置である。絶縁膜と六方晶ＳｉＣ基板との界面をＸ線吸収分光法により分析した場合に、六方晶ＳｉＣ基板の最表面における第１隣接原子を示すピーク波形の高さが、六方晶ＳｉＣ基板のバルクにおける第１隣接原子を示すピーク波形の高さに対して、８５〜１１５％の範囲内である。
【０００７】
上記のようなピーク波形を有する界面は、最表面のＳｉ原子が４つの第１隣接原子と結合している構造を有する界面である。このような界面では、界面準位密度を低減することができ、キャリア移動度を向上させることができる。
【０００８】
界面をＸ線吸収分光法により分析した場合に、六方晶ＳｉＣ基板の最表面における第１隣接原子を示すピーク波形の半値幅が、六方晶ＳｉＣ基板のバルクにおける第１隣接原子を示すピーク波形の半値幅に対して、９０〜１３０％の範囲内であってもよい。効果の詳細は実施例で説明する。
【０００９】
六方晶ＳｉＣ基板の最表面に位置しているシリコン原子に結合している第１隣接原子に、窒素原子が含まれていてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。
【００１０】
界面における六方晶ＳｉＣ基板側の表面が、略ｍ面、略ａ面、略Ｓｉ面および略Ｃ面のうちのいずれかであってもよい。効果の詳細は実施例で説明する。
【００１１】
絶縁ゲートはトレンチゲート構造を備えており、六方晶ＳｉＣ基板の表面は（０００１）面であり、六方晶ＳｉＣ基板の表面に［０００１］方向を深さ方向として形成されているトレンチを備えており、トレンチの内壁面がｍ面あるいはａ面であり、絶縁膜はトレンチの内壁面に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の炭化珪素半導体装置３００の一例を表す模式図である。
【図２】炭化珪素半導体装置３００の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】Ｘ線吸収分光法による原子構造分析のグラフ（その１）である。
【図４】ＳｉＯ２絶縁膜とＳｉＣ半導体基板との界面近傍の原子構造の模式図（その１）である。
【図５】Ｓｉ原子が４つのＣ原子と結合している構造の模式図である。
【図６】ＳｉＯ２絶縁膜とＳｉＣ半導体基板との界面近傍の原子構造の模式図（その２）である。
【図７】Ｓｉ原子が３つのＣ原子および１つのＮ原子と結合している構造の模式図である。
【図８】Ｘ線吸収分光法による原子構造分析のグラフ（その２）である。
【図９】ＳｉＯ２絶縁膜とＳｉＣ半導体基板との界面近傍の原子構造の模式図（その３）である。
【図１０】炭化珪素半導体装置４００の一例を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（半導体装置の構造）
図１は、本実施形態の炭化珪素半導体装置３００の一例を表す模式図である。炭化珪素半導体装置３００は、ＳｉＣ半導体基板３１上にＳｉＯ２絶縁膜３３が設けられており、その上にゲート電極３５が設けられている。また、ＳｉＣ半導体基板３１とＳｉＯ２絶縁膜３３との間には、界面３９が存在する。ＳｉＣ半導体基板３１は、六方晶ＳｉＣを材料とする基板である。本実施形態では、４Ｈ−ＳｉＣを用いる場合を説明する。
【００１４】
本明細書中において、ＳｉＣ半導体基板３１とＳｉＯ２絶縁膜３３との「界面３９」は、以下の範囲であることを意味する。「界面３９」は、ＳｉＯ２とＳｉＣとの遷移領域において、酸素濃度が、ＳｉＯ２中での酸素濃度として５０％となる位置を中心として、その中心から、炭化珪素側に５ｎｍ以内までの範囲、および二酸化珪素側に５ｎｍ以内までの範囲を表す。
【００１５】
ＳｉＣ半導体基板３１の表面は略ｍ面、略ａ面、略Ｓｉ面および略Ｃ面のうちのいずれかであることが好ましい。略ｍ面、略ａ面、略Ｓｉ面および略Ｃ面は、他の面に比してキャリア移動度が高いためである。本明細書中において、ｍ面は（１−１００面）、ａ面は（１１−２０）面、Ｓｉ面（０００１）、Ｃ面は（０００−１）面を表す。また略ｍ面とは、基板表面がｍ面に対して±１０°の範囲内でずれている（すなわちオフ角を有する）面である。略ａ面、略Ｓｉ面および略Ｃ面についても同様である。なお、ＳｉＣ半導体基板３１の表面は略ｍ面であることがより好ましい。ｍ面はキャリア移動度が高いことが知られているためである。本実施形態では、ＳｉＣ半導体基板３１の表面が略ｍ面である場合を説明する。
【００１６】
（半導体装置の製造方法）
図２を参照して、炭化珪素半導体装置３００の製造方法について説明する。まず、４ＨポリタイプのＳｉＣ半導体基板３１を準備する。ＳｉＣ半導体基板３１の表面はｍ面である。
【００１７】
図２のフローチャートのステップＳＴ１において、ＳｉＣ半導体基板３１の表面に、ＳｉＯ２絶縁膜３３を形成する。ＳｉＯ２絶縁膜３３は、例えば、ＳｉＣ半導体基板３１を熱酸化することによって形成される。熱酸化の条件は、例えば、酸素ガスを用いて、乾燥雰囲気下、１１００℃〜１３００℃（例えば１２００℃）の温度で熱酸化を行ってもよい。また、例えば、水蒸気を含む湿潤雰囲気下、１０００℃〜１３００℃（例えば１１００℃）の温度で熱酸化を行ってもよい。熱酸化の処理時間は目的とする絶縁膜の膜厚によって設定すればよい。本実施形態では、熱酸化の条件は、乾燥酸素雰囲気下、１３００℃、０．１時間である。なお、ＳｉＯ２絶縁膜３３は、熱酸化膜に限定されず、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で堆積して、形成してもよい。
【００１８】
ステップＳＴ２において、熱処理（アニール）工程を行う。熱処理工程では、ＳｉＯ２絶縁膜３３を設けたＳｉＣ半導体基板３１を、窒素原子を含むガス雰囲気下で熱処理する。これにより界面３９において、ＳｉＣ側の２つのＳｉ原子のみと結合する炭素サイトの少なくとも一部に、窒素原子を配位させることができる。換言すると、ＳｉＣ半導体基板３１の「最表面」の炭素サイトの少なくとも一部に、窒素原子を配位させることができる。
【００１９】
なお、２つのＳｉ原子のみと結合する炭素サイトの少なくとも一部に窒素原子が配位されるとは、２つのＳｉ原子のみと結合している炭素原子と置換された状態であること以外にも、２つのＳｉ原子のみと結合する炭素原子が欠陥となっている炭素サイトに、窒素原子が導入されていることも包含する概念である。
【００２０】
窒素原子を含むガスは、例えば、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２等の窒素酸化物ガス、ＮＨ３、などが挙げられる。これらの窒素原子を含むガスは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用して用いてもよい。また、窒素原子を含むガスとともに、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを併用してもよい。
【００２１】
窒素原子を含むガス雰囲気下での熱処理温度は、例えば、１２５０℃〜１３５０℃の範囲であってもよい。熱処理の温度が低すぎる場合は、窒素原子が配位する速度が遅すぎてしまい、安定した半導体素子特性が得られ難くなる。また、熱処理の温度が高すぎる場合は、窒素原子を含むガスが例えば窒素酸化物である場合、窒素酸化物が分解して、かえって熱酸化が進行してしまうことが考えられる。なお、熱処理工程での熱処理時間としては、例えば、１０分〜１０時間の範囲が挙げられる。
【００２２】
本実施形態では、ＳｉＯ２絶縁膜３３を形成したＳｉＣ半導体基板３１に対し、濃度１０％の一酸化窒素中で、１２５０℃以上の温度となるように、０．５時間の条件で熱処理（アニール処理）を行う。
【００２３】
ステップＳＴ３において、ゲート電極形成工程を行う。ゲート電極形成工程は、ＳｉＯ２絶縁膜３３上に、ゲート電極３５を形成する工程である。ゲート電極３５は、不純物がドープされたポリシリコンでもよい。ゲート電極３５は、ｐ型ポリシリコンおよびｎ型ポリシリコンのいずれでもよい。また、ゲート電極３５は、アルミニウム等の金属及び金属化合物（例えば、ＴｉＳｉ）でもよい。本実施形態では、ＣＶＤ法などにより、不純物がドープされたポリシリコンによってゲート電極３５が形成される。以上の工程を経て、本実施形態の炭化珪素半導体装置３００が得られる。
【００２４】
なお、本実施形態の炭化珪素半導体装置３００は、上記で説明した各層以外に、公知の層を形成してもよい。公知の層を設ける方法は特に限定されず、公知の方法によって形成すればよい。
【００２５】
（評価）
得られた炭化珪素半導体装置３００について、Ｘ線吸収分光分析装置により分析を行った。測定条件は、例えば、N. Isomura et al., Appl. Phys. Express 9, 101301 (2016)に記載の条件に従ってもよい。
【００２６】
図３に、Ｘ線吸収分光法による原子構造分析の結果を示す。実線Ｌ３は、本実施形態の炭化珪素半導体装置３００において、界面３９におけるＳｉＣ半導体基板３１の表面（ｍ面）を測定した結果である。一方、点線Ｌ２は、第１比較例の炭化珪素半導体装置において、界面におけるＳｉＣ半導体基板３１の表面（ｍ面）を測定した結果である。第１比較例の炭化珪素半導体装置は、本実施形態の炭化珪素半導体装置３００と同様の構造を有するとともに、上述したステップＳＴ２の熱処理工程を行っていない装置である。また破線Ｌ１は、ＳｉＣ半導体基板３１のバルクを測定した結果である。なお図３において、横軸は実際の距離を示していない。図３の測定結果では、約１．３オングストロームのピークが、ＳｉＣ半導体基板３１の最表面における、Ｓｉ原子の第１隣接原子を示している。またピーク高さが、Ｓｉ原子との結合原子数を反映している。
【００２７】
破線Ｌ１のバルクの測定結果を説明する。図４に、ＳｉＯ２絶縁膜とＳｉＣ半導体基板との界面近傍の原子構造の模式図を示す。１１は珪素（Ｓｉ）原子、１２は炭素（Ｃ）原子を表す。図４は、ＳｉＣ半導体基板３１のａ面から見た原子構造である。すなわち、紙面に垂直な方向が［１１−２０］、上方向が［１−１００］である。ＳｉＣ半導体基板３１の正面がａ面であり、上部側はｍ面を表している。なお、図４において、ＳｉＯ２絶縁膜３３の原子構造は複雑であるため、省略している。
【００２８】
バルクは、例えば、図４における内部領域Ａ１である。バルクでは、Ｓｉ原子が４つの第１隣接原子と結合している。その模式図を図５に示す。図５は、Ｓｉ原子が４つのＣ原子と結合している構造を示している。なお、図５は平面で表した模式図であるため、結合手の角度には意味を持たせていない。以上より、図３のバルクの測定結果を示す破線Ｌ１において、約１．３オングストロームのピーク高さＨ１が、Ｓｉ原子が４つの第１隣接原子と結合している場合のピーク高さを示していることが分かる。
【００２９】
次に、点線Ｌ２（第１比較例の炭化珪素半導体装置における、ｍ面最表面の測定結果）を説明する。図４は、第１比較例の炭化珪素半導体装置の原子構造を示している。ＳｉＣ半導体基板３１のｍ面最表面において、ダングリングボンドＢ１が存在している。これは、前述したステップＳＴ２の熱処理を行っていないため、ダングリングボンドが存在する場合に、そのダングリングボンドに窒素原子を配位させることができないためである。すなわち、点線Ｌ２は、ｍ面最表面のＳｉ原子において、結合している第１隣接原子が４つに満たない構造を測定した結果を示している。
【００３０】
以上より、図３の第１比較例におけるｍ面最表面の測定結果を示す点線Ｌ２において、約１．３オングストロームのピーク高さＨ２が、Ｓｉ原子の結合している第１隣接原子が４つに満たない場合のピーク高さを示していることが分かる。ここで、Ｓｉ原子が４つの第１隣接原子と結合している場合のピーク高さＨ１に対する８５〜１１５％の範囲を範囲Ｒ１とする。すると図４に示すように、ピーク高さＨ２は範囲Ｒ１の範囲外である。
【００３１】
また、実線Ｌ３（本実施形態の炭化珪素半導体装置３００における、ｍ面最表面の測定結果）を説明する。図６に、本実施形態の炭化珪素半導体装置３００における、ＳｉＯ２絶縁膜３３とＳｉＣ半導体基板３１との界面３９近傍の原子構造の模式図を示す。図６の観察方向は、前述した図４と同様である。１３は窒素（Ｎ）原子を表す。ＳｉＣ半導体基板３１のｍ面最表面において、領域Ａ１１に示すように、２つのＳｉ原子のみと結合する炭素サイトの少なくとも一部に窒素原子１３が配位されている。すなわち、図４と比較した場合、窒素原子１３によってダングリングボンドＢ１を終端することができている。これは前述したステップＳＴ２の熱処理の効果である。
【００３２】
これにより、界面３９において、ダングリングボンドが少なくなり、キャリアのトラップが減少する。すなわち、界面準位密度を低減することができ、キャリア移動度を向上させることができる。また界面３９において、図９で後述するような結晶構造の歪みが発生していない。これによっても界面準位密度を低減することができる。その結果、炭化珪素半導体装置３００のオン抵抗を低減することが可能となる。
【００３３】
以上に説明したように、本実施形態の炭化珪素半導体装置３００では、ｍ面最表面のＳｉ原子が４つの第１隣接原子と結合している。その模式図を図７に示す。図７は、Ｓｉ原子が３つのＣ原子および１つのＮ原子と結合している構造を示している。なお図７は平面で表した模式図であるため、結合手の角度には意味を持たせていない。以上より、図３の本実施形態の炭化珪素半導体装置３００の測定結果を示す実線Ｌ３において、約１．３オングストロームのピーク高さＨ３が、Ｓｉ原子が４つの第１隣接原子と結合している場合のピーク高さを示していることが分かる。そして、ピーク高さＨ３とＨ１は、ほぼ同等のピーク高さである。これは、ピーク高さＨ３およびＨ１は、Ｓｉ原子が４つの第１隣接原子と結合している場合の測定結果であるためである。
【００３４】
約１．３オングストロームのピーク高さは、前述したように、Ｓｉ原子との結合原子数と対応している。従って、Ｓｉ原子が３つのＣ原子および１つのＮ原子と結合している構造（図７）におけるピーク高さＨ３は、Ｓｉ原子が４つのＣ原子と結合しているバルク構造（図５）のピーク高さＨ１を基準として、８５〜１１５％の範囲Ｒ１内に存在する。一方、Ｓｉ原子と結合している第１隣接原子が４つに満たない構造（図４のダングリングボンドＢ１参照）におけるピーク高さＨ２は、範囲Ｒ１内に存在しない。
【００３５】
以上より、Ｘ線吸収分光法の測定結果によって、ＳｉＣ半導体基板の表面において、Ｓｉ原子が４つの第１隣接原子と結合しているか否かの構造を特定することが可能であることが分かる。具体的には、ＳｉＣ半導体基板のバルクおよび表面を、Ｘ線吸収分光法で測定すればよい。そして、Ｓｉ原子との結合原子数と対応しているピーク高さ（すなわち約１．３オングストロームのピーク高さ）を、バルクと表面とで比較すればよい。バルクのピーク高さの８５〜１１５％の範囲内に、表面のピーク高さが存在する場合には、ＳｉＣ半導体基板の表面において、Ｓｉ原子が４つの第１隣接原子と結合していると特定することが可能である。
【００３６】
また、第２比較例の炭化珪素半導体装置における、ｍ面最表面の測定結果を説明する。図９に、第２比較例の炭化珪素半導体装置の原子構造を示す。第２比較例の炭化珪素半導体装置は、原子間距離の異なる２つのＳｉ−Ｃ結合が存在することで、結晶構造が歪んでいる装置である。図９の観察方向は、前述した図４と同様である。
【００３７】
領域Ａ１２に示すように、ＳｉＣ半導体基板３１の「最表面ではない」炭素サイトに、窒素原子が配位されている。結合手の数は、炭素原子は４本であり、窒素原子は３本である。よって最表面ではない炭素サイトに窒素原子が配位されると、結合手が１本不足するため、隣接するＳｉ原子ＳＡと結合することができなくなる。従って、原子構造に歪みが発生する。また、結晶格子間に酸素原子１４が入りこんでいる。これによっても、原子構造に歪みが発生する。
【００３８】
また図８に、第２比較例の炭化珪素半導体装置における、ｍ面最表面のＸ線吸収分光法での測定結果を示す。１．３オングストローム近傍のピーク波形の形状を、図３および図８で比較すると、図３ではピークは一つであるが、図８ではピークＰ１およびＰ２の２つのピークが存在している。これは、ピーク波形の形状がＳｉ原子の第１隣接原子を示しているため、原子構造に歪みが発生すると、ピーク波形形状も歪むためである。
【００３９】
ここで、図３において、原子構造に歪みがないバルク構造（図４の内部領域Ａ１参照）を示す破線Ｌ１において、１．３オングストローム近傍のピーク波形の半値幅をＷ１とする。また図８において、原子構造に歪みがある構造（図９）を示す実線Ｌ４において、１．３オングストローム近傍のピーク波形の半値幅をＷ２とする。半値幅Ｗ２は、半値幅Ｗ１に対して約１６１％の幅を有している。
【００４０】
以上より、Ｘ線吸収分光法の測定結果によって、ＳｉＣ半導体基板の表面において、原子構造に歪みがあるか否かの構造を特定することが可能であることが分かる。具体的には、ＳｉＣ半導体基板のバルクおよび表面を、Ｘ線吸収分光法で測定すればよい。そして、Ｓｉ原子との結合原子数と対応しているピーク波形（すなわち約１．３オングストローム近傍のピーク波形）の半値幅を、バルクと表面とで比較すればよい。例えば、バルクの波形の半値幅の９０〜１３０％の範囲内に、表面の波形の半値幅が存在する場合には、原子構造の歪みが十分に小さいと特定することが可能である。一方、本実施形態のように、表面の波形の半値幅Ｗ２がバルクの波形の半値幅Ｗ１の１６１％である場合には、バルクの波形の半値幅の９０〜１３０％の範囲内に、表面の波形の半値幅が存在しない。この場合、原子構造の歪みが大きいと特定することが可能である。
【００４１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【００４２】
（変形例）
本明細書に記載の半導体装置の絶縁ゲートの構造は、プレーナ型に限られず、様々な構造であってよい。例えば、図１０の炭化珪素半導体装置４００に示すような、トレンチ構造を有していてもよい。炭化珪素半導体装置４００は、六方晶のＳｉＣ半導体基板４１の上面から下面に向かって伸びるトレンチが設けられている。ＳｉＣ半導体基板４１の上面は、（０００１）面である。トレンチは、［０００１］方向を深さ方向として形成されている。トレンチの内壁面は、｛１−１００｝面（すなわちｍ面）である。また、トレンチ内壁面には、ＳｉＯ２絶縁膜４３が設けられている。そして、トレンチが設けられている部分には、ＳｉＯ２絶縁膜４３と接するように、ゲート電極４５が設けられている。これにより、図４において、Ｍで示される部分には、図３に示される炭化珪素半導体装置３００の構造と同じ構造が形成されている。すなわち、炭化珪素半導体装置４００は、ＳｉＣ半導体基板４１上に、ＳｉＯ２絶縁膜４３が設けられており、その上にゲート電極４５が設けられている構造を備えている。ＳｉＣ半導体基板４１とＳｉＯ２絶縁膜４３との間には、界面４９が存在する。なお、トレンチの内壁面はｍ面に限られず、例えば｛１１−２０｝面（すなわちａ面）であってもよい。
【００４３】
図１０の炭化珪素半導体装置４００のゲート電極４５は、例えば、次のようにして形成することができる。ＳｉＣ半導体基板４１の表面をドライエッチング等により、トレンチを形成する。次に、前述の熱酸化、またはＣＶＤ法により、トレンチを形成したＳｉＣ半導体基板上に、ＳｉＯ２絶縁膜４３を形成する。次に、ＳｉＯ２絶縁膜４３が形成されたトレンチの内部に、例えば、不純物がドープされたポリシリコンを堆積することで、ゲート電極４５が形成される。
【００４４】
本実施形態の炭化珪素半導体装置は、例えば、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造を有していてもよく、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造を有していてもよい。本実施形態の炭化珪素半導体装置において、ゲート電極、ＳｉＯ２絶縁膜、及びＳｉＣ半導体基板以外の構造は、目的とする構造に応じて、公知の構造を採用すればよい。また、ゲート電極、ＳｉＯ２絶縁膜、及びＳｉＣ半導体基板以外の構造を設けるときの方法は、公知の方法を採用すればよい。
【００４５】
ＳｉＣ半導体基板に用いる六方晶ＳｉＣは、例えば、２Ｈ−ＳｉＣ、４Ｈ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣが挙げられる。これらの中でも、例えばキャリア電子移動度等の点で、４Ｈ−ＳｉＣが好ましい。
【００４６】
ＳｉＯ２絶縁膜は、ＳｉＣ半導体基板のｍ面、ａ面、Ｓｉ面およびＣ面のうちのいずれか一つの面に対して形成すればよい。
【符号の説明】
【００４７】
３１および４１：ＳｉＣ半導体基板、３３および４３：ＳｉＯ２絶縁膜、３５および４５：ゲート電極、３９および４９：界面、３００  炭化珪素半導体装置、Ｈ１〜Ｈ３：ピーク高さ、Ｒ１：範囲、Ｗ１およびＷ２：半値幅
【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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【図９】
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【図１０】
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