(57)【要約】【課題】アライメント精度を向上可能な炭化珪素半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】炭化珪素半導体装置の製造方法は以下の工程を有している。第１の主面１０ａと、第２の主面１０ｂとを有する第１の炭化珪素層１０が準備される。第１の炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに、側部１０ｃと、底部１０ｄとからなる第１の凹部１が形成される。第１の主面１０ａ、側部１０ｃおよび底部１０ｄに接し、第２の炭化珪素層２０が形成される。第４の主面２０ａの第１の凹部１に対向する位置に形成された第２の凹部２の画像が取得される。第２の凹部２の画像に基づいてアライメントが行われる。第１の主面は｛０００１｝面からオフした面である。第１の凹部１の深さＤを第２の炭化珪素層２０の厚みＴで除した比率は０．２より大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する第１の炭化珪素層を準備する工程と、
前記第１の炭化珪素層の前記第１の主面に、前記第１の主面と連接する側部と、前記側部と連接する底部とからなる第１の凹部を形成する工程と、
前記第１の主面、前記側部および前記底部に接し、かつ前記第１の主面に接する第３の主面と、前記第３の主面と反対側の第４の主面とを有する第２の炭化珪素層を形成する工程と、
前記第４の主面の前記第１の凹部に対向する位置に形成された第２の凹部の画像を取得する工程と、
前記第２の凹部の前記画像に基づいてアライメントを行う工程とを備え、
前記第１の主面の法線ベクトルが＜１１−２０＞および＜１−１００＞の少なくとも一方の成分を有するように、前記第１の主面は｛０００１｝面からオフした面であり、
前記第１の凹部の深さを前記第２の炭化珪素層の厚みで除した比率は０．２より大きい、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
面内オフ方向に沿った前記第１の凹部の開口部の寸法は、前記面内オフ方向に対して垂直な方向に沿った前記第１の凹部の前記開口部の寸法よりも小さい、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記面内オフ方向に沿った前記第１の凹部の開口部の寸法は２μｍ以上１５μｍ以下である、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２の凹部は、露光工程において用いられるアライメントマークである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２の炭化珪素層の厚みは、０．５μｍ以上５μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の凹部を形成する工程において、前記第１の凹部は、前記第１の主面のダイシングライン上に形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の炭化珪素層を形成する工程の後、前記第１の炭化珪素層内に第１の不純物領域を形成する工程をさらに備えた、請求項１〜６のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の凹部の前記画像に基づいてアライメントを行う工程の後、第２の不純物領域および電極の少なくともいずれかを形成する工程をさらに備えた、請求項１〜７のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法に関するものであり、より特定的には、アライメントを行う工程を備えた炭化珪素半導体装置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】
たとえば特開２０１１−１００９２８号公報（特許文献１）には、オフ方向が＜１１−２０＞である炭化珪素基板にアライメントマークを形成する方法が記載されている。特開２０１１−１００９２８号公報に記載の方法によれば、開口部の形状がオフ方向に対して対称であり、かつオフ方向の最も下流側に位置する部分に頂点を有する多角形状を有するトレンチがアライメントマークとして使用される。これにより、炭化珪素基板とマスクとの位置合わせを高精度に行うことができるとされている。
【０００４】
また特開２０１３−６５６５０号公報（特許文献２）には、アライメントマークの形状が変形した場合に、変形による影響を補正して本来の位置に光学マスクの位置合わせが行われる工程を有する炭化珪素半導体装置の製造方法が記載されている。これにより、オフ基板を用いた場合にも正確に写真製版の光学マスクの位置合わせができるとされている。
【０００５】
さらに特開２００９−１７０５５８号公報（特許文献３）には、デバイスを形成するための第１のトレンチおよびアライメントマークとして利用するための第２のトレンチを、第１のトレンチの立体角が第２のトレンチの立体角よりも大きくなるように形成することが記載されている。これにより、第１のトレンチの底部の成長レートを第２のトレンチの底部の成長レートよりも大きくすることができるので、基板の主面を平坦化した際に、第２のトレンチが形成されていた部分に凹部が形成され、当該凹部がアライメントマークとして利用できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１００９２８号公報
【特許文献２】特開２０１３−６５６５０号公報
【特許文献３】特開２００９−１７０５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２０１１−１００９２８号公報および特開２０１３−６５６５０号公報に記載の方法で炭化珪素半導体装置を製造したとしても、十分に高いアライメント精度を得ることができない場合がある。
【０００８】
また、特開２００９−１７０５５８号公報に記載の製造方法を｛０００１｝面からオフした主面を有する炭化珪素基板に用いた場合、アライメントマークとして用いられる凹部が非対称に形成されるため、高いアライメント精度を得ることができない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アライメント精度を向上可能な炭化珪素半導体装置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】
【００１０】
本発明に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は、以下の工程を有している。第１の主面と、第１の主面と反対側の第２の主面とを有する第１の炭化珪素層が準備される。第１の炭化珪素層の第１の主面に、第１の主面と連接する側部と、側部と連接する底部とからなる第１の凹部が形成される。第１の主面、側部および底部に接し、かつ第１の主面に接する第３の主面と、第３の主面と反対側の第４の主面とを有する第２の炭化珪素層が形成される。第４の主面の第１の凹部に対向する位置に形成された第２の凹部の画像が取得される。第２の凹部の画像に基づいてアライメントが行われる。第１の主面の法線ベクトルが＜１１−２０＞および＜１−１００＞の少なくとも一方の成分を有するように、第１の主面は｛０００１｝面からオフした面である。第１の凹部の深さを第２の炭化珪素層の厚みで除した比率は０．２より大きい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アライメント精度を向上可能な炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１の工程を概略的に示す平面模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図３】第１の凹部の構造を概略的に示す断面模式図である。
【図４】第１の凹部の構造を概略的に示す平面模式図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第２の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図６】ダイシングライン上に形成された第１の凹部の構造を概略的に示す平面模式図である。
【図７】図６の領域ＶＩＩ−ＶＩＩの構造を概略的に示す断面模式図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第３の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図９】第２の凹部の構造を概略的に示す断面模式図である。
【図１０】第２の凹部の構造を概略的に示す平面模式図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第４の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第５の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第６の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第７の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第８の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第９の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１０の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１８】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１１の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１９】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１２の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の構造を概略的に示す断面模式図である。
【図２１】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を概略的に示すフロー図である。
【図２２】炭化珪素層の構造を概略的に示す斜視模式図である。
【図２３】炭化珪素層の構造を概略的に示す平面模式図である。
【図２４】比較例に係る第１の凸部の構造を概略的に示す断面模式図である。
【図２５】比較例に係る第２の凸部の構造を概略的に示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。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、その説明は繰り返さない。また、本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また結晶学上の指数が負であることは、通常、”−”（バー）を数字の上に付すことによって表現されるが、本明細書中では数字の前に負の符号を付している。
【００１４】
はじめに、本発明の実施の形態の概要について説明する。
発明者は、炭化珪素半導体装置の製造方法におけるアライメントマークの形成方法について鋭意研究の結果、以下の知見を得て本発明を見出した。一般的なアライメントマークのタイプとして、凹型と凸型との２種類がある。またアライメントマークの認識方式としては、ＬＳＡ（Laser  Step  Alignment）方式とＦＩＡ（Field  Image  Alignment）方式との２つの方式がある。ＬＳＡ方式は、レーザーをアライメントマークにあて、レーザーの反射光を分析して位置合わせを行う光学式アライメント方式である。ＦＩＡ方式は、画像認識方式であり、カメラで認識した画像のエッジを認識してアライメントを行う方式である。
【００１５】
オフした主面を有する炭化珪素基板の主面に炭化珪素エピタキシャル層を形成すると、炭化珪素エピタキシャル層は主面の法線に対して非対称に成長する。凹型および凸型の各々のアライメントマーク上にエピタキシャル層を形成する場合において、エピタキシャル層のカバレッジの違いにより、凹型および凸型においてアライメントの精度に違いがあると考えられる。同様に、ＬＳＡ方式およびＦＩＡ方式においてもアライメント精度に違いがあると考えられる。
【００１６】
発明者は、主面に凹型の溝が形成された炭化珪素基板および主面に凸型の突起が形成された炭化珪素基板を準備し、それらの上に炭化珪素エピタキシャル層を形成した後に、炭化珪素エピタキシャル層に形成された凹凸を用いてアライメント精度を調査した。アライメント精度の調査は、ＬＳＡ方式およびＦＩＡ方式の各々を用いて行われた。調査の結果、ＬＳＡ方式を用いた場合、凹型および凸型のいずれの場合においても、アライメントによって認識される位置は、実際の位置からずれていることが判明した。これは、ＬＳＡのように光の反射を用いる方式では、アライメントマーク自体が非対称に変形しているため、当該変形した形状に合わせてオフセットがかかってしまい、アライメントによって認識される位置が片方にずれてしまうものと考えられる。次に、ＦＩＡ方式を用いた場合、凸型の場合には、装置がアライメントマークを認識することができなかった。一方、凹型の場合には、装置がアライメントマークを認識することができる場合と、認識することができない場合があった。
【００１７】
凹型のアライメントマークおよびＦＩＡ方式を用いたアライメント方法をさらに詳細に検討した結果、以下のことが判明した。つまり、炭化珪素基板の主面に形成される凹部の深さが小さい場合、装置がアライメントマークを認識することができないが、当該凹部の深さが大きい場合、装置がアライメントマークを認識することができ、かつアライメント精度が非常に高いことが分かった。またアライメント精度は、凹部の深さだけではなく、凹部の上に形成されるエピタキシャル層の厚みにも影響されることが分かった。詳細な検討の結果、凹部の深さを、凹部の上に形成されるエピタキシャル層の厚みで除した比率が０．２以上である場合において、高いアライメント精度が得られることが分かった。
【００１８】
（１）実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は以下の工程を有している。第１の主面１０ａと、第１の主面１０ａと反対側の第２の主面１０ｂとを有する第１の炭化珪素層１０が準備される。第１の炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに、第１の主面１０ａと連接する側部１０ｃと、側部１０ｃと連接する底部１０ｄとからなる第１の凹部１が形成される。第１の主面１０ａ、側部１０ｃおよび底部１０ｄに接し、かつ第１の主面１０ａに接する第３の主面２０ｂと、第３の主面２０ｂと反対側の第４の主面２０ａとを有する第２の炭化珪素層２０が形成される。第４の主面２０ａの第１の凹部１に対向する位置に形成された第２の凹部２の画像が取得される。第２の凹部２の画像に基づいてアライメントが行われる。第１の主面１０ａの法線ベクトルｚが＜１１−２０＞および＜１−１００＞の少なくとも一方の成分を有するように、第１の主面は｛０００１｝面からオフした面である。第１の凹部１の深さＤを第２の炭化珪素層２０の厚みＴで除した比率は０．２より大きい。
【００１９】
実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、第１の凹部１の深さＤを第２の炭化珪素層２０の厚みＴで除した比率は０．２より大きい。それゆえ、アライメント精度を向上可能な炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００２０】
（２）上記実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、面内オフ方向に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｘ１は、面内オフ方向に対して垂直な方向に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｙ１よりも小さい。これにより、アライメント精度を効果的に向上可能な炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することができる。ここで、オフ方向とは、第１の主面１０ａの法線ベクトルｚが［０００１］方向（つまりｃ軸）から傾斜している方向を意味する。面内オフ方向とは、オフ方向を第１の主面１０ａに投影した方向を意味する。オフ方向および面内オフ方向の具体例については後述する。
【００２１】
（３）上記実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、面内オフ方向に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｘ１は、２μｍ以上１５μｍ以下である。開口部１ａの寸法Ｘ１が２μｍ以上であれば、第１の凹部が閉塞することを効果的に抑制することができる。また開口部１ａの寸法Ｘ１が、１５μｍ以下であれば、面内オフ方向と反対側の開口部１ａの開口端部１ａ１が削れることを抑制することができる。
【００２２】
（４）上記実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、第２の凹部２は、露光工程において用いられるアライメントマークである。これにより、露光工程において高いアライメント精度を実現することができる。
【００２３】
（５）上記実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、第２の炭化珪素層２０の厚みＴは、０．５μｍ以上５μｍ以下である。第２の炭化珪素層２０の厚みＴが０．５μｍ以上であれば、オン抵抗上昇の効果が強くなることを抑制することができる。第２の炭化珪素層２０の厚みＴが５μｍ以下であれば、第１の凹部１が閉塞することを効果的に抑制することができる。また第１の炭化珪素層１０に緩和領域７１が形成されている場合、緩和領域７１の電界緩和効果を高く維持することができる。
【００２４】
（６）上記実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の凹部１を形成する工程において、第１の凹部１は、第１の主面１０ａのダイシングライン３上に形成される。第１の凹部１をダイシングラインに形成することにより、半導体素子が形成される面積を減少させることなく、アライメント精度を高めることができる。
【００２５】
（７）上記実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の炭化珪素層１０を形成する工程の後、第１の炭化珪素層１０内に第１の不純物領域７１を形成する工程をさらに有する。これにより、第１の不純物領域７１を有する炭化珪素半導体装置を得ることができる。
【００２６】
（８）上記実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、第２の凹部の画像に基づいてアライメントを行う工程の後、第２の不純物領域８４および電極９４の少なくともいずれかを形成する工程をさらに有する。これにより、第２の不純物領域および電極９４の少なくともいずれかにおけるアライメント精度を向上させることができる。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態についてより詳細に説明する。
図１〜図２１を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、第１の炭化珪素層形成工程（Ｓ１０：図２１）が実施される。具体的には、図１および図２を参照して、たとえばポリタイプ４Ｈを有する六方晶炭化珪素からなるインゴットをスライスすることにより炭化珪素単結晶基板８０が準備される。次に、炭化珪素単結晶基板８０上におけるエピタキシャル成長によって、炭化珪素からなる第１のエピタキシャル層８１ａが形成される。このエピタキシャル成長は、たとえば原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）とプロパン（Ｃ3Ｈ8）との混合ガスを用い、キャリアガスとしてたとえば水素ガス（Ｈ2）を用いたＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法により行うことができる。この際、不純物として、たとえば窒素（Ｎ）やリン（Ｐ）を導入することが好ましい。以上のように、第１の炭化珪素層としての炭化珪素エピタキシャル基板１０が準備される。炭化珪素エピタキシャル基板１０はｎ型（第１の導電型）を有する。
【００２９】
炭化珪素エピタキシャル基板１０は、第１の主面１０ａと、第１の主面１０ａと反対側の第２の主面１０ｂとを有する。炭化珪素エピタキシャル基板１０は、たとえば、炭化珪素単結晶基板８０と、炭化珪素単結晶基板８０上に形成された炭化珪素エピタキシャル層からなる第１のエピタキシャル層８１ａとを有する。炭化珪素エピタキシャル基板１０にオリエンテーションフラット部４が形成されていてもよい。オリエンテーションフラット部４が延在する方向ａ１１は、＜１１−２０＞方向である場合、当該方向ａ１１と垂直な方向ａ２１は、＜１−１００＞方向である。またオリエンテーションフラット部４が延在する方向ａ１１は、たとえば＜１−１００＞方向であり、当該方向ａ１１と垂直な方向ａ２１は、たとえば＜１１−２０＞方向であってもよい。
【００３０】
図２を参照して、第１の主面１０ａは、たとえば｛０００１｝面（波線で示す面）からオフ角θだけオフ方向ａ１にオフした面である。オフ角θは、好ましくは８°以下の角度であり、たとえば４°または８°である。具体的には、第１の主面１０ａの法線ベクトルｚが＜１１−２０＞および＜１−１００＞の少なくとも一方の成分を有するように、第１の主面は｛０００１｝面からオフした面である。好ましくは、第１の主面１０ａの法線ベクトルｚが＜１１−２０＞の成分を有するように、第１の主面１０ａは｛０００１｝面からオフした面である。図２において、方向ｃは［０００１］方向（つまり六方晶炭化珪素のｃ軸）であり、方向ａ１はたとえば＜１１−２０＞方向である。オフ方向とは、第１の主面１０ａの法線ベクトルｚが［０００１］方向から傾斜している方向である。図２の場合において、オフ方向はａ１方向（つまり＜１１−２０＞方向）である。図２において第１の主面１０ａは、（０００１）面がａ１方向にオフした面である。面内オフ方向とは、オフ方向を第１の主面１０ａに投影した方向である。図２の場合において、面内オフ方向はａ１１方向である。
【００３１】
次に、第１の凹部形成工程（Ｓ２０：図２１）が実施される。具体的には、図３を参照して、炭化珪素エピタキシャル基板１０の第１の主面１０ａに開口し、第１の主面１０ａと連接する側部１０ｃと、側部１０ｃと連接する底部１０ｄとからなる第１の凹部１が形成される。第１の凹部１の深さＤは、たとえば０．５μｍ以上２μｍ以下程度であり、好ましくは、０．７μｍ以上１．５μｍ以下程度であり、さらに好ましくは０．７μｍ以上１．０μｍ以下程度である。また面内オフ方向ａ１１に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｘ１は、たとえば２μｍ以上１５μｍ以下程度であり、好ましくは４μｍ以上８μｍ以下程度である。寸法Ｘ１が２μｍ以上であれば、凹部が閉塞することを抑制することができ、４μｍ以上であれば凹部の閉塞の影響はほとんどない。また寸法Ｘ１が１５μｍ以下であれば、第１の凹部１のａ１１方向と反対側の開口端部１ａ１が削れることを抑制することができ、８μｍ以下であれば、ａ１１方向と反対側の開口端部１ａ１が削れることをほぼ確実に抑制することができる。
【００３２】
図４を参照して、好ましくは、平面視（第１の主面１０ａの法線方向に沿って見た視野）において、面内オフ方向ａ１１に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｘ１は、面内オフ方向ａ１１に対して垂直な方向ａ１２に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｙ１よりも小さい。寸法Ｘ１はたとえば６μｍであり、寸法Ｙ１はたとえば８０μｍである。寸法Ｘ１は寸法Ｙ１の０．１倍以下であってもよい。
【００３３】
図５を参照して、炭化珪素エピタキシャル基板１０の第１の主面１０ａには、オリエンテーションフラット部４が延在する方向に平行なａ１１方向と、当該ａ１１方向と垂直なａ１２方向の各々に沿って複数のダイシングライン３が形成されていてもよい。ダイシングライン３とは、半導体素子が形成された炭化珪素エピタキシャル基板１０を切断するための切断位置である。言い換えれば、ダイシングライン３は、ダイシング工程において切断が予定されている位置である。ダイシングライン３は溝であってもよい。
【００３４】
図６および図７を参照して、第１の凹部を形成する工程において、第１の凹部１は、第１の主面１０ａのダイシングライン３上に形成されることが好ましい。第１の凹部１の開口部１ａの長手方向と、ダイシングライン３の延在する方向とが交差するように（より好ましくは垂直に交差するように）、第１の凹部１が形成されることが好ましい。図６に示すように、第１の凹部１は、ダイシングラインが延在する方向に沿って複数配置されていてもよい。隣り合う２つの第１の凹部１の間隔ｅは、第１の凹部１の寸法Ｘ１よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。隣り合う２つの第１の凹部１の間隔ｅは、たとえば４μｍ以上８μｍ以下程度である。また好ましくは、オリエンテーションフラット部４が延在する方向と平行な方向に延在するダイシングライン３ａと、当該ダイシングライン３ｂと垂直な方向に延在するダイシングライン３ｂとの各々に、複数の第１の凹部１が形成されている。
【００３５】
図８を参照して、第１のエピタキシャル層８１ａの第１の主面１０ａの一部に接し、かつｐ型（第２導電型）を有する緩和領域７１（第１の不純物領域）が形成される。具体的には、第１のエピタキシャル層８１ａの第１の主面１０ａに対して、注入マスク（図示せず）を用いたアクセプタイオン（第２の導電型を付与するための不純物イオン）の注入が行われる。なお、緩和領域７１の形成は、第１の凹部１を形成する後に行われてもよいし、第１の凹部１を形成する前に行われてもよい。
【００３６】
次に、第２の炭化珪素層形成工程（Ｓ３０：図２１）が実施される。図９〜図１１を参照して、第１のエピタキシャル層８１ａに緩和領域７１が形成された後、炭化珪素エピタキシャル基板１０の第１の主面１０ａに接して、ｎ型の導電型を有し、かつ炭化珪素からなる第２の炭化珪素層２０が形成される。第２の炭化珪素層２０は、第３の主面２０ｂと、第３の主面２０ｂと反対側の第４の主面２０ａとを有する。第２の炭化珪素層２０は、第１の主面１０ａと、第１の凹部１の側部１０ｃと、第１の凹部１の底部１０ｄとに接する。第２の炭化珪素層２０の第３の主面２０ｂは第１の主面１０ａと接する。第２の炭化珪素層２０は、第１の凹部１を埋めるように形成される。第２の炭化珪素層２０の厚みＴは、たとえば０．５μｍ以上５μｍ以下程度であり、好ましくは１．５μｍ以上３μｍ以下程度である。第１の凹部１の深さＤを第２の炭化珪素層２０の厚みＴで除した比率は０．２より大きい。当該比率は、好ましくは０．２３以上であり、より好ましくは０．２７以上であり、さらに好ましくは０．３３以上である。
【００３７】
図９に示すように、第２の炭化珪素層２０の第４の主面２０ａであって、かつ第１の凹部１が対向する位置には、第４の主面２０ａに開口する第２の凹部２が形成される。第２の凹部２は、第４の主面２０ａと連接する第１の側部２０ｃおよび第２の側部２０ｅと、第１の側部２０ｃおよび第２の側部２０ｅを繋ぐ底部２０ｄとからなる。第２の凹部２は、アライメントマークとして使用可能である。第２の凹部２の第１の側部２０ｃは、たとえばｃ軸と垂直な面となるように形成される。
【００３８】
図９を参照して、面内オフ方向ａ１１および第１の主面１０ａの法線ベクトルｚの双方に対して垂直な方向に沿って見た場合、第１の主面１０ａと平行な方向における面内オフ方向ａ１１と反対側の第２の凹部２の開口端部２ａ１は、第１の凹部１の開口端部１ａ１とほぼ同じ位置ｂ１に形成される。また第１の主面１０ａと平行な方向における面内オフ方向ａ１１側の第２の凹部２の開口端部２ａ２は、第１の凹部１の開口端部１ａ２とほぼ同じ位置ｂ３に形成される。そのため、面内オフ方向ａ１１に沿った第２の凹部２の開口部２ａの幅（つまり位置ｂ１と位置ｂ３との間の距離）は、面内オフ方向に沿った第１の凹部１の開口部１ａの幅とほぼ同じである。しかしながら、面内オフ方向ａ１１に沿った第２の凹部２の底部２０ｄの幅（つまり位置ｂ１と位置ｂ２との間の距離）は、面内オフ方向ａ１１に沿った第１の凹部１の底部１０ｄの幅（つまり位置ｂ１と位置ｂ３との間の距離）よりも小さくなる。
【００３９】
図１０を参照して、面内オフ方向ａ１１に沿った第２の凹部２の開口部２ａの寸法Ｘ２は、面内オフ方向ａ１１と垂直な方向ａ１２に沿った第２の凹部２の開口部２ａの寸法Ｙ２よりも小さい。また面内オフ方向ａ１１と垂直な方向ａ１２に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｙ１は、面内オフ方向ａ１１と垂直な方向ａ１２に沿った第２の凹部２の開口部２ａの寸法Ｙ２とほぼ同じである。上述したように、第２の凹部２の面内オフ方向ａ１１と反対側の開口端部２ａ１の位置ｂ１は、第１の凹部１の面内オフ方向ａ１１と反対側の開口端部１ａ１の位置ｂ１とほぼ同じであるため、第２の凹部２の開口端部２ａ１を用いてアライメントを行うことでアライメント精度を高くすることができる。また面内オフ方向と垂直な方向ａ１２に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｙ１を、面内オフ方向ａ１１に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｘ１よりも大きくすることにより、面内オフ方向と垂直な方向ａ１２に沿った第２の凹部２の開口部２ａの寸法Ｙ２を大きくすることができるので、アライメント精度を効果的に向上することができる。
【００４０】
図１１を参照して、炭化珪素エピタキシャル基板１０の第１の主面１０ａに接して第２の炭化珪素層２０が形成されることにより、緩和領域７１は、第１のエピタキシャル層８１ａおよび第２の炭化珪素層２０によって構成される第１のエピタキシャル層８１ａと第２の炭化珪素層２０とに埋め込まれる。第２の炭化珪素層２０は第１のエピタキシャル層８１ａの形成方法と同様の方法によって形成され得る。
【００４１】
図１２に示すように、第２の炭化珪素層２０内にｐベース層８２およびｎ領域８３が形成される。また図１３に示すように、ｐベース層８２上にｐコンタクト領域８４が形成される。これらの形成は、たとえば第２の炭化珪素層（図１１）上へのイオン注入により行い得る。ｐベース層８２およびｐコンタクト領域８４を形成するためのイオン注入においては、たとえばアルミニウム（Ａｌ）などの、ｐ型を付与するための不純物がイオン注入される。またｎ領域８３を形成するためのイオン注入においては、たとえばリン（Ｐ）などの、ｎ型を付与するための不純物がイオン注入される。なおイオン注入の代わり、不純物の添加をともなうにエピタキシャル成長が用いられてもよい。
【００４２】
上記ｐコンタクト領域８４を形成する前に、第２の凹部画像取得工程（Ｓ４０：図２１）およびアライメント工程（Ｓ５０：図２１）が実施されてもよい。具体的には、第２の炭化珪素層２０の第４の主面２０ａであって、第１の凹部１に対向する位置に形成された第２の凹部２の画像が取得される。第２の凹部２の画像はたとえばカメラにより取得され、第２の凹部２のエッジが認識されてもよい。第２の凹部２のエッジとは、たとえば第２の凹部２の開口部２ａの面内オフ方向と反対の開口端部２ａ１（図１０参照）である。次に、第２の凹部２の画像に基づいてアライメントが行われる。第２の凹部２は、たとえば露光工程において用いられるアライメントマークである。具体的には、第４の主面２０ａ上にたとえばレジストからなるマスク層が形成され、ｐコンタクト領域８４が形成される領域上のマスク層が露光されるように、第２の炭化珪素層２０が形成された炭化珪素エピタキシャル基板１０の位置が調整される。次に、マスク層に対して露光および現像が行われることで、ｐコンタクト領域８４が形成される領域上のマスク層の一部が除去される。次に、残存したマスク層を用いて第２の炭化珪素層２０にイオン注入が行われることにより、ｐコンタクト領域８４が形成される。以上のように、第２の凹部２の画像に基づいてアライメントが行われた後、ｐコンタクト領域８４（第２の不純物領域）が形成される。以上のようにして、第４の主面２０ａの面内方向における、ｐコンタクト領域８４の緩和領域７１に対する相対位置が調整されてもよい。
【００４３】
次に、不純物を活性化するための熱処理が行われる。この熱処理の温度は、好ましくは１５００℃以上１９００℃以下であり、たとえば１７００℃程度である。熱処理の時間は、たとえば３０分程度である。熱処理の雰囲気は、好ましくは不活性ガス雰囲気であり、たとえばＡｒ雰囲気である。
【００４４】
図１４に示すように、ｎ領域８３およびｐコンタクト領域８４からなる第４の主面２０ａ上に、開口部を有するマスク層４０が形成される。マスク層４０として、たとえばシリコン酸化膜などを用いることができる。開口部はトレンチＴＲ（図２０参照）の位置に対応して形成される。当該マスク層４０は、第２の炭化珪素層２０に形成された第２の凹部２の画像に基づいて、上記開口部に対応する位置が露光されるようにアライメントされて形成されてもよい。
【００４５】
図１５に示すように、マスク層４０の開口部において、ｎ領域８３と、ｐベース層８２と、第２のエピタキシャル層８１ｂの一部とがエッチングにより除去される。エッチングの方法としては、たとえば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、特に誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥを用いることができる。具体的には、たとえば反応ガスとしてＳＦ6またはＳＦ6とＯ2との混合ガスを用いたＩＣＰ−ＲＩＥを用いることができる。このようなエッチングにより、トレンチＴＲ（図２０参照）が形成されるべき領域に、上面Ｐ２（つまり第４の主面２０ａ）に対してほぼ垂直な側壁を有する凹部ＴＱが形成される。
【００４６】
次に、凹部ＴＱにおいて熱エッチングが行われる。熱エッチングは、たとえば、少なくとも１種類以上のハロゲン原子を有する反応性ガスを含む雰囲気中での加熱によって行い得る。少なくとも１種類以上のハロゲン原子は、塩素（Ｃｌ）原子およびフッ素（Ｆ）原子の少なくともいずれかを含む。この雰囲気は、たとえば、Ｃｌ2、ＢＣＬ3、ＳＦ6、またはＣＦ4である。たとえば、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを反応ガスとして用い、熱処理温度を、たとえば７００℃以上１０００℃以下として、熱エッチングが行われる。
【００４７】
なお、反応ガスは、上述した塩素ガスと酸素ガスとに加えて、キャリアガスを含んでいてもよい。キャリアガスとしては、たとえば窒素（Ｎ2）ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどを用いることができる。そして、上述のように熱処理温度を７００℃以上１０００℃以下とした場合、炭化珪素のエッチング速度はたとえば約７０μｍ／時になる。また、この場合に、酸化珪素から作られたマスク層４０は、炭化珪素に対する選択比が極めて大きいので、炭化珪素のエッチング中に実質的にエッチングされない。
【００４８】
図１６に示すように、上記の熱エッチングにより、炭化珪素層１０１の上面Ｐ２上にトレンチＴＲが形成される。トレンチＴＲは、ｎ領域８３およびｐベース層８２を貫通して第２のエピタキシャル層８１ｂに至る側壁面ＳＷと、第２のエピタキシャル層８１ｂ上に位置する底面ＢＴとを有する。側壁面ＳＷおよび底面ＢＴの各々は緩和領域７１から離れている。次にマスク層４０がエッチングなど任意の方法により除去される（図２２参照）。
【００４９】
図１７に示すように、トレンチＴＲの側壁面ＳＷおよび底面ＢＴの各々を覆うゲート酸化膜９１が形成される。ゲート酸化膜９１は、たとえば熱酸化により形成され得る。この後に、雰囲気ガスとして一酸化窒素（ＮＯ）ガスを用いるＮＯアニールが行われてもよい。温度プロファイルは、たとえば、温度１１００℃以上１３００℃以下、保持時間１時間程度の条件を有する。これにより、ゲート酸化膜９１とｐベース層８２との界面領域に窒素原子が導入される。その結果、界面領域における界面準位の形成が抑制されることで、チャネル移動度を向上させることができる。なお、このような窒素原子の導入が可能であれば、ＮＯガス以外のガスが雰囲気ガスとして用いられてもよい。このＮＯアニールの後にさらに、雰囲気ガスとしてアルゴン（Ａｒ）を用いるＡｒアニールが行われてもよい。Ａｒアニールの加熱温度は、上記ＮＯアニールの加熱温度よりも高く、ゲート酸化膜９１の融点よりも低いことが好ましい。この加熱温度が保持される時間は、たとえば１時間程度である。これにより、ゲート酸化膜９１とｐベース層８２との界面領域における界面準位の形成がさらに抑制される。なお、雰囲気ガスとして、Ａｒガスに代えて窒素ガスなどの他の不活性ガスが用いられてもよい。
【００５０】
図１８に示すように、ゲート酸化膜９１上にゲート電極９２が形成される。具体的には、トレンチＴＲの内部の領域をゲート酸化膜９１を介して埋めるように、ゲート酸化膜９１上にゲート電極９２が形成される。ゲート電極９２の形成方法は、たとえば、導体またはドープトポリシリコンの成膜とＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）とによって行い得る。
【００５１】
図１９を参照して、ゲート電極９２の露出面を覆うように、ゲート電極９２およびゲート酸化膜９１上に層間絶縁膜９３が形成される。層間絶縁膜９３およびゲート酸化膜９１に開口部が形成されるようにエッチングが行われる。この開口部により上面Ｐ２上においてｎ領域８３およびｐコンタクト領域８４の各々が露出される。開口部の形成は、第２の炭化珪素層２０に形成された第２の凹部２の画像に基づいてアライメントが行われ、その後、露光および現像工程を経て行われてもよい。次に上面Ｐ２上においてｎ領域８３およびｎコンタクト領域８４の各々に接するソース電極９４が形成される。第１のエピタキシャル層８１ａからなる下面Ｐ１上に、炭化珪素単結晶基板８０を介して、ドレイン電極９８が形成される。
【００５２】
図２０を参照して、ソース配線層９５が形成される。以上により、炭化珪素層１０１と、ゲート酸化膜９１と、ゲート電極９２と、層間絶縁膜９３と、ソース電極９４と、ソース配線層９５と、ドレイン電極９８とを有する炭化珪素半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ１００が完成する。炭化珪素層１０１は、ポリタイプ４Ｈの六方晶の結晶構造を有する。炭化珪素層１０１は、第１の炭化珪素層１０と、第２の炭化珪素層２０とを含む。第１の炭化珪素層１０は、炭化珪素単結晶基板８０と、第１のエピタキシャル層８１ａと、緩和領域７１とを含む。第２の炭化珪素層２０は、第２のエピタキシャル層８１ｂと、ｐベース層８２と、ｎ領域８３と、ｐコンタクト領域８４とを含む。
【００５３】
第１のエピタキシャル層８１ａおよび第２のエピタキシャル層８１ｂの各々はｎ型の導電型を有する。第１のエピタキシャル層８１ａおよび第２のエピタキシャル層８１ｂの各々の不純物濃度は、炭化珪素単結晶基板８０の不純物濃度よりも低いことが好ましい。第１のエピタキシャル層８１ａおよび第２のエピタキシャル層８１ｂの各々のドナー濃度は、好ましくは１×１０15ｃｍ-3以上５×１０16ｃｍ-3以下であり、たとえば８×１０15ｃｍ-3である。
【００５４】
ｐベース層８２はｐ型を有する。ｐベース層８２は第２のエピタキシャル層８１ｂ上に設けられている。ｐベース層８２のアクセプタ濃度は、たとえば１×１０18ｃｍ-3である。ｎ領域８３はｎ型の導電型を有する。ｎ領域８３は、ｐベース層８２によって第２のエピタキシャル層８１ｂから隔てられるようにｐベース層８２上に設けられている。ｎ領域８３はｐコンタクト領域８４と共に炭化珪素層１０１の上面Ｐ２をなしている。ｐコンタクト領域８４はｐ型を有する。ｐコンタクト領域８４はｐベース層８２につながっている。
【００５５】
炭化珪素層１０１の上面Ｐ２にはトレンチＴＲが設けられている。トレンチＴＲは側壁面ＳＷおよび底面ＢＴを有する。側壁面ＳＷはｎ領域８３およびｐベース層８２を貫通して第２のエピタキシャル層８１ｂに至っている。側壁面ＳＷはｐベース層８２上において、ＭＯＳＦＥＴ１００のチャネル面を含む。側壁面ＳＷは炭化珪素層１０１の上面Ｐ２に対して傾斜しており、これによりトレンチＴＲは開口に向かってテーパ状に拡がっている。側壁面ＳＷの面方位は、｛０００１｝面に対して５０°以上６５°以下傾斜していることが好ましく、（０００−１）面に対して５０°以上６５°以下傾斜していることがより好ましい。
【００５６】
底面ＢＴは第２のエピタキシャル層８１ｂ上に位置している。本実施の形態において、底面ＢＴは上面Ｐ２とほぼ平行な平坦な形状を有する。底面ＢＴと側壁面ＳＷとがつながる部分はトレンチＴＲの角部を構成している。本実施の形態において、トレンチＴＲは、平面視（図２３参照）において、ハニカム構造を有する網目を構成するように延びている。これにより炭化珪素層１０１は、トレンチＴＲによって囲まれた、六角形状を有する上面Ｐ２を有する。
【００５７】
緩和領域７１はｐ型の導電型を有する。緩和領域７１は第１の炭化珪素層１０内に設けられている。緩和領域７１は、第２のエピタキシャル層８１ｂによってｐベース層８２から隔てられている。また緩和領域７１はトレンチＴＲの側壁面ＳＷおよび底面ＢＴの各々から離れている。好ましくは、緩和領域７１はｐベース層８２から１μｍ以上５μｍ以下離れている。緩和領域７１の単位体積当たりの不純物濃度を厚さ方向（図２０の縦方向）に積分した値は、緩和領域７１を形成するためのイオン注入のドース量に対応する。このドース量は、好ましくは１×１０12ｃｍ-2以上１×１０15ｃｍ-2以下であり、たとえば１×１０13ｃｍ-2である。緩和領域７１が有する不純物は、たとえばアルミニウムである。緩和領域７１は少なくとも部分的に、トレンチＴＲの底面ＢＴの位置よりも深い位置に設けられている。好ましくは、緩和領域７１は、図２０に示すように、トレンチＴＲの底面ＢＴの位置よりも深い位置にのみ設けられている。
【００５８】
緩和領域７１は少なくとも部分的に、平面視においてトレンチＴＲの底面ＢＴの外に配置されている。好ましくは、緩和領域７１は、図２３に示すように、平面視においてトレンチＴＲの底面ＢＴの外にのみ配置されている。好ましくは、平面視（図２３）において、緩和領域７１と、トレンチＴＲの底面ＢＴとの距離は、０．５μｍ以上５μｍ以下である。
【００５９】
ゲート酸化膜９１は、トレンチＴＲの側壁面ＳＷおよび底面ＢＴの各々を覆っている。ゲート電極９２はゲート酸化膜９１上に設けられている。ソース電極９４は、ｎ領域８３およびｐコンタクト領域８４の各々に接している。ソース配線層９５はソース電極９４に接している。ソース配線層９５は、たとえばアルミニウム層である。層間絶縁膜９３はゲート電極９２とソース配線層９５との間を絶縁している。
【００６０】
なお、上記実施の形態において、炭化珪素半導体装置１００がＭＯＳＦＥＴである場合について説明したが、炭化珪素半導体装置１００はＭＯＳＦＥＴに限定されない。炭化珪素半導体装置１００は、たとえばショットキーバリアダイオードまたはＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）などであってもよい。上記実施例において、第１導電型はｎ型であり、かつ第２導電型はｐ型であるとして説明したが、第１導電型はｐ型であり、かつ第２導電型はｎ型であってもよい。上記実施の形態では、アライメントを行う工程を、ｐコンタクト領域を形成する際に用いる場合について説明したが、アライメントを行う工程はｐコンタクト領域の形成に限定されない。アライメントを行う工程は、たとえば炭化珪素ドライエッチング工程、ゲート電極形成工程または層間絶縁膜のコンタクトホール形成工程などの工程に用いられてもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態において、第２の凹部２が露光工程におけるアライメントマークである場合について説明したが、第２の凹部２はアライメントマークであればよく、露光工程におけるアライメントマークに限定されない。第２の凹部２は、たとえば、欠陥検査工程、レーザーアニール工程などに用いられるアライメントマークであってもよい。
【００６２】
次に、本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法の作用効果について説明する。
【００６３】
本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、第１の凹部１の深さＤを第２の炭化珪素層２０の厚みＴで除した比率は０．２より大きい。それゆえ、アライメント精度を向上可能なＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法を提供することができる。
【００６４】
また本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、面内オフ方向に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｘ１は、面内オフ方向に対して垂直な方向に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｙ１よりも小さい。これにより、アライメント精度を効果的に向上可能なＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法を提供することができる。
【００６５】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、面内オフ方向ａ１１に沿った第１の凹部１の開口部１ａの寸法Ｘ１は、２μｍ以上１５μｍ以下である。開口部１ａの寸法Ｘ１が２μｍ以上であれば、第１の凹部１が閉塞することを効果的に抑制することができる。また開口部１ａの寸法Ｘ１が、１５μｍ以下であれば、面内オフ方向ａ１１と反対側の開口部１ａの開口端部１ａ１が削れることを抑制することができる。
【００６６】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、第２の凹部２は、露光工程において用いられるアライメントマークである。これにより、露光工程において高いアライメント精度を実現することができる。
【００６７】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、第２の炭化珪素層２０の厚みＴは、０．５μｍ以上５μｍ以下である。第２の炭化珪素層２０の厚みＴが０．５μｍ以上であれば、オン抵抗上昇の効果が強くなることを抑制することができる。第２の炭化珪素層２０の厚みＴが５μｍ以下であれば、第１の凹部１が閉塞することを効果的に抑制することができる。緩和領域７１の電界緩和効果を高く維持することができる。
【００６８】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、第１の凹部１を形成する工程において、第１の凹部１は、第１の主面１０ａのダイシングライン３上に形成される。第１の凹部１をダイシングラインに形成することにより、半導体素子が形成される面積を減少させることなく、アライメント精度を高めることができる。
【００６９】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、第１の炭化珪素層１０を形成する工程の後、第１の炭化珪素層１０内に緩和領域７１を形成する工程をさらに有する。これにより、緩和領域７１を有するＭＯＳＦＥＴ１００を得ることができる。
【００７０】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、第２の凹部２の画像に基づいてアライメントを行う工程の後、ｐコンタクト領域８４およびソース電極９４を形成する工程をさらに有する。これにより、ｐコンタクト領域８４およびソース電極９４におけるアライメント精度を向上させることができる。
【実施例】
【００７１】
まず、図３に示すような第１の主面１０ａに第１の凹部１が形成された炭化珪素エピタキシャル基板１０（凹型基板）を準備した。第１の凹部１の深さＤを０．５μｍおよび１．０μｍとした。同様に、図２４に示すような第１の主面１０ａに第１の凸部１０ｆが形成された炭化珪素エピタキシャル基板１０（凸型基板）を準備した。第１の凸部１０ｆの高さを０．５μｍおよび１．０μｍとした。次に、上記各々の炭化珪素エピタキシャル基板１０の第１の主面１０ａに３ｍｍの厚みを有する炭化珪素エピタキシャル層２０を形成した。凹型基板を用いた場合、図９に示すように第１の凹部１に対向した位置に第２の凹部２が形成された。凸型基板を用いた場合、図２５に示すように第１の凸部１０ｆに対向した位置に第２の凸部２０ｆが形成された。以上のように、比較例に係る基板（凸型）および本発明例に係る基板（凹型）の２種類の基板を準備した。上記各々の基板をｉ線ステッパに投入し、ＬＳＡ方式およびＦＩＡ方式を用いてアライメントを行い、アライメント精度を検証した。
【００７２】
表１および表２を参照して、アライメント精度の結果について説明する。表１はＬＳＡ方式を用いた場合のアライメント精度の結果であり、表２はＦＩＡ方式を用いた場合のアライメント精度の結果である。
【００７３】
【表１】
2015002198.tif 000003
【００７４】
【表２】
2015002198.tif 000004
【００７５】
表１に示すように、ＬＳＡ方式を用いた場合、凸型基板および凹型基板のいずれの基板を用いた場合においても、アライメント位置が一方側（右側）に２〜３μｍ程度だけずれた。第１の凹部１の深さＤおよび第１の凸部１０ｆの高さの各々が、０．５μｍおよび１．０μｍの場合に違いは見られなかった。ＬＳＡ方式のように光の反射を用いる方式の場合、アライメントマーク自体が非対称変形していると、当該変形形状に合わせてオフセットがかかってしまい均一に片側へずれていると考えられる。
【００７６】
表２に示すように、ＦＩＡ方式を用いた場合、第１の凹部１の深さＤおよび第１の凸部１０ｆの高さが０．５μｍである場合、凸型基板および凹型基板のいずれに対しても、ステッパはアライメントを行う以前にアライメントマークを認識することができなかった。また第１の凸部１０ｆの高さが１．０μｍである凸型基板に対しても、ステッパはアライメントマークを認識することができなかった。一方、第１の凹部１の深さＤが１．０μｍの場合、アライメント精度は±０．１μｍであった。このアライメント精度は、本実験に用いられたｉ線ステッパが、基準マークに対して保証しているアライメント精度と同等であった。
【００７７】
以上により、炭化珪素基板のアライメントマークとしては、凸型よりも凹型の方が好ましいことが確認された。またアライメント方式としては、ＬＳＡ方式よりもＦＩＡ方式の方が好ましいことが確認された。
【００７８】
次に、第１の凹部１の深さと、第１の凹部１上に形成される炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みＴとを変化させて、アライメント精度の確認を行った。具体的には、第１の凹部１の深さＤを、０．６μｍ、０．７μｍ、０．８μｍ、０．９μｍと１．１μｍとした６種類の炭化珪素基板を準備し、当該炭化珪素基板上に３μｍの厚みを有する炭化珪素エピタキシャル層２０を形成した。同様に、第１の凹部１の深さＤを０．５μｍおよび１．０μｍとした２種類の炭化珪素基板を準備し、当該炭化珪素基板上に１．５μｍの厚みを有する炭化珪素エピタキシャル層２０を形成した。上記計８種類の炭化珪素基板に形成されたアライメントマークを用いてアライメント精度（読み取り結果）を検証した。
【００７９】
表３および表４を参照して、アライメント精度の結果について説明する。表３は炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みが３μｍの場合におけるアライメント精度の結果であり、表４は炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みが１．５μｍの場合におけるアライメント精度の結果である。ここで、読み取り結果の記号の定義について説明する。記号「○」は、アライメントマークの読み取りが良好であり、かつアライメント位置のばらつきが少ないことを示している。記号「△」は、アライメントマークの読み取りが可能であるがアライメント位置にある程度のばらつきがあることを示している。記号「×」は、アライメントマークの読み取りが不可能であることを示している。
【００８０】
【表３】
2015002198.tif 000005
【００８１】
【表４】
2015002198.tif 000006
【００８２】
表３および表４に示すように、第１の凹部１の深さＤを第２の炭化珪素層（炭化珪素エピタキシャル層）で除した比率が０．２より大きい場合、より詳細には当該比率が０．２３以上の場合、アライメント位置に有る程度のばらつきがあるがアライメントマークの読み取りが可能であることが確認された。また当該比率が０．２７以上の場合、アライメントマークの読み込みが良好であり、かつアライメント位置のばらつきが少ないことが確認された。さらに当該比率が０．３３以上の場合、炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みが１．５μｍの場合においても、アライメントマークの読み込みが良好であり、かつアライメント位置のばらつきが少ないことが確認された。
【００８３】
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。
【符号の説明】
【００８４】
１  第１の凹部、１ａ１，１ａ２，２ａ１，２ａ２  開口端部、１ａ，２ａ  開口部、２  第２の凹部、３，３ａ，３ｂ  ダイシングライン、４  オリエンテーションフラット部、１０  第１の炭化珪素層（炭化珪素エピタキシャル基板）、１０ａ  第１の主面、１０ｂ  第２の主面、１０ｃ  側部、１０ｄ，２０ｄ  底部、１０ｆ  第１の凸部、２０  第２の炭化珪素層（炭化珪素エピタキシャル層）、２０ａ  第４の主面、２０ｂ  第３の主面、２０ｃ  第１の側部、２０ｅ  第２の側部、２０ｆ  第２の凸部、４０  マスク層、７１  緩和領域（第１の不純物領域）、８０  炭化珪素単結晶基板、８１ａ  第１のエピタキシャル層、８１ｂ  第２のエピタキシャル層、８２  ｐベース層、８３  ｎ領域、８４  ｐコンタクト領域（第２の不純物領域）、９１  ゲート酸化膜、９２  ゲート電極、９３  層間絶縁膜、９４  ソース電極、９５  ソース配線層、９８  ドレイン電極、１００  ＭＯＳＦＥＴ、１０１  炭化珪素層、ＢＴ  底面、Ｐ１  下面、Ｐ２  上面、ＳＷ  側壁面、Ｔ  厚み、ＴＱ  凹部、ＴＲ  トレンチ、Ｗ  幅、ｅ  間隔、ａ１  オフ方向、ａ１１  面内オフ方向、ｂ１，ｂ２，ｂ３  位置、ｚ  法線ベクトル。
【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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【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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