(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】第１アライメントマーク１上に炭化珪素エピタキシャル層２０を形成することにより第１アライメントマーク１上に第２アライメントマーク２が形成される。第２アライメントマーク２を用いて炭化珪素基板１０のアライメントが行われる。第１アライメントマーク１は、偶数個の凸部１ａにより構成されており、＜０００１＞方向を主面１０ａに投影したオフ方向ａ１１に沿った凸部１ａの幅はＸであり、隣り合う２つの凸部１ａの間隔がＹである。アライメントを行う工程は、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向ａ１１にＸの半分の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板１０とアライメントを行う対象物３３の基準位置と一致するように炭化珪素基板１０と対象物３３とのアライメントを行う工程とを含む。【選択図】図１４
2015207595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
｛０００１｝面からオフした主面を有する炭化珪素基板を準備する工程と、
前記炭化珪素基板の前記主面に第１アライメントマークを形成する工程と、
前記第１アライメントマーク上に炭化珪素エピタキシャル層を形成することにより前記第１アライメントマーク上に第２アライメントマークを形成する工程と、
前記第２アライメントマークを用いて前記炭化珪素基板のアライメントを行う工程とを備え、
前記第１アライメントマークは、偶数個の凸部により構成されており、＜０００１＞方向を前記主面に投影したオフ方向に沿った前記凸部の幅はＸであり、隣り合う２つの前記凸部の間隔がＹであり、
前記アライメントを行う工程は、
前記第２アライメントマークの形状に基づきＸ＋Ｙを周期とする周期パターンを認識する工程と、
前記周期パターンに基づき前記第２アライメントマークの中心位置を決定する工程と、
前記第２アライメントマークの前記中心位置から前記オフ方向にＸの半分の距離だけオフセットした位置が、前記炭化珪素基板とアライメントを行う対象物の基準位置と一致するように前記炭化珪素基板と前記対象物とのアライメントを行う工程とを含む、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記周期パターンを認識する工程は、前記第２アライメントマークの画像データに基づいて行われる、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】
前記オフ方向に沿った前記凸部の幅は、２μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記オフ方向に沿った隣り合う２つの前記凸部の間隔は、２μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１〜請求項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】
前記主面の法線方向に沿った前記凸部の高さは、前記主面の法線方向に沿った前記炭化珪素エピタキシャル層の厚みの０．２倍以上０．８倍以下である、請求項１〜請求項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アライメントマークを形成する工程において、前記第１アライメントマークは、前記主面のダイシングライン上に形成される、請求項１〜請求項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】
前記炭化珪素基板を形成する工程の後、前記炭化珪素基板内に第１不純物領域を形成する工程をさらに備えた、請求項１〜請求項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】
前記アライメントを行う工程の後、前記炭化珪素エピタキシャル層に第２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〜請求項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、特開２０１３−６５６５０号公報または特開２００９−１７０５５８号公報に記載の方法を用いた場合であっても、オフ角を有する主面を含む炭化珪素基板に対してアライメントマークを形成してアライメントを実施する際に、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った。
【０００８】
本発明の一態様の目的は、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】
【０００９】
本発明の一態様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。｛０００１｝面からオフした主面を有する炭化珪素基板が準備される。炭化珪素基板の主面に第１アライメントマークが形成される。第１アライメントマーク上に炭化珪素エピタキシャル層を形成することにより第１アライメントマーク上に第２アライメントマークが形成される。第２アライメントマークを用いて炭化珪素基板のアライメントが行われる。第１アライメントマークは、偶数個の凸部により構成されており、＜０００１＞方向を主面に投影したオフ方向に沿った凸部の幅はＸであり、隣り合う２つの凸部の間隔がＹである。アライメントを行う工程は、第２アライメントマークの形状に基づきＸ＋Ｙを周期とする周期パターンを認識する工程と、周期パターンに基づき第２アライメントマークの中心位置を決定する工程と、第２アライメントマークの中心位置からオフ方向にＸの半分の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板とアライメントを行う対象物の基準位置と一致するように炭化珪素基板と対象物とのアライメントを行う工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、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】
【００１１】
【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構造を概略的に示す断面模式図である。
【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炭化珪素層の構造を概略的に示す斜視模式図である。
【図３】図１の領域ＩＩＩ−ＩＩＩにおける平面模式図である。
【図４】図１の領域ＩＶ−ＩＶにおける平面模式図である。
【図５】第１の重心と第２の重心との位置関係を示す模式図である。
【図６】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７】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１の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図９】第１アライメントマークの構造を概略的に示す断面模式図である。
【図１０】第１アライメントマークの構造を概略的に示す平面模式図である。
【図１１】ダイシングラインの構造を概略的に示す平面模式図である。
【図１２】ダイシングライン上に形成された第１アライメントマークの構造を概略的に示す平面模式図である。
【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２の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１４】第２アライメントマークの構造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３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４の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図１７】第１アライメントマークの周期パターンと第２アライメントマークの周期パターンを概略的に示す図である。
【図１８】第１アライメントマークの周期パターンと第２アライメントマークの周期パターンの各々の変形例を概略的に示す図である。
【図１９】露光装置の構成を概略的に示す模式図である。
【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の第６の工程を概略的に示す断面模式図である。
【図２２】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２３】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２４】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２５】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２６】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２７】第１アライメントマークおよび第２アライメントマークの各々の変形例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】
【００１２】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１３】
一般に、異なる複数の工程間における相対的な位置ずれを小さくするためにアライメントが行われる。たとえば珪素基板を用いる場合は、珪素基板上に二酸化珪素からなる保護膜を形成した後、当該二酸化珪素膜を加工してアライメントマークを形成することができる。しかしながら、炭化珪素基板を用いる場合は、半導体形成プロセスにおいて、たとえば１７００℃以上の高温処理を行う必要がある。そのため、二酸化珪素を加工してアライメントマークとすることはできず、炭化珪素を直接加工してアライメントマークとすることが必要である。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。
【００１４】
高品質なエピタキシャル成長を行うために、｛０００１｝面からオフした主面を有する炭化珪素基板が用いられる場合がある。｛０００１｝面からオフした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、ステップフロー成長の結果、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。そのため、たとえば炭化珪素基板の主面に、主面の法線に対して対称な形状を有する凸型の第１アライメントマークを形成した後に、当該第１アライメントマーク上に炭化珪素エピタキシャル層をエピタキシャル成長により形成すると、第１アライメントマーク上に形成される第２アライメントマークは、主面の法線に非対称な形状になる。結果として、通常の方法により第２アライメントマークを用いてアライメントを行うと、アライメント精度を高く維持することができない。
【００１５】
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。
【００１６】
図９を参照して、炭化珪素基板１０の主面１０ａ上に、偶数個の凸部１ａから構成される第１アライメントマーク１を形成する。オフ方向に沿った凸部１ａの幅はＸであり、隣り合う２つの凸部１ａの間隔はＹである。図１４を参照して、第１アライメントマーク１上に炭化珪素エピタキシャル層２０を形成すると、炭化珪素エピタキシャル層２０の表面２０ａに、偶数個の凸部２ａから構成される第２アライメントマーク２が形成される。第２アライメントマーク２の凸部２ａの表面２０ａは、＜０００１＞方向にほぼ垂直な面を有するように形成される。
【００１７】
図１４を参照して、第１アライメントマーク１が有する２個の凸部１ａの中で、オフ方向ａ１１とは反対側（図１４中右側）に位置する凸部１ａのオフ方向ａ１１とは反対側の側面のオフ方向ａ１１に沿った位置を位置０とする。第１アライメントマーク１の凸部１ａ上に形成される第２アライメントマーク２の凸部２ａのピークの位置は、第１アライメントマーク１の凸部１ａのオフ方向ａ１１と反対側の側面の位置とほぼ同じである。オフ方向ａ１１に沿った第１アライメントマーク１の中心の位置１ｂは、位置０からオフ方向ａ１１側に向かって距離Ｘ＋Ｙ／２だけ離れ位置である。一方、オフ方向ａ１１に沿った第２アライメントマーク２の中心位置２ｂは、位置０からオフ方向ａ１１側に向かって距離（Ｘ＋Ｙ）／２だけ離れ位置である。つまり、第１アライメントマーク１の中心位置１ｂは、第２アライメントマーク２の中心の位置２ｂよりもオフ方向ａ１１側にＸ／２だけシフトした位置である。
【００１８】
以上の位置関係を考慮すると、第２アライメントマーク２の形状から第２アライメントマーク２の中心位置２ｂを決定し、炭化珪素基板１０をオフ方向ａ１１側にＸ／２だけシフトさせることにより、実質的には、炭化珪素基板１０を第１アライメントマーク１の中心位置１ｂにアライメントすることができる。それゆえ、主面１０ａの法線に対して非対称な凸部を有する第２アライメントマーク２を用いた場合であっても、炭化珪素基板１０のアライメントを精度良く行うことができる。
【００１９】
（１）本発明の一態様に係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法は以下の工程を有している。｛０００１｝面からオフした主面１０ａを有する炭化珪素基板１０が準備される。炭化珪素基板１０の主面１０ａに第１アライメントマーク１が形成される。第１アライメントマーク１上に炭化珪素エピタキシャル層２０を形成することにより第１アライメントマーク１上に第２アライメントマーク２が形成される。第２アライメントマーク２を用いて炭化珪素基板１０のアライメントが行われる。第１アライメントマーク１は、偶数個の凸部１ａにより構成されており、＜０００１＞方向を主面１０ａに投影したオフ方向ａ１１に沿った凸部１ａの幅はＸであり、隣り合う２つの凸部１ａの間隔がＹである。アライメントを行う工程は、第２アライメントマーク２の形状に基づきＸ＋Ｙを周期とする周期パターンを認識する工程と、周期パターンに基づき第２アライメントマーク２の中心位置２ｂを決定する工程と、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向ａ１１にＸの半分の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板１０とアライメントを行う対象物３３の基準位置と一致するように炭化珪素基板１０と対象物３３とのアライメントを行う工程とを含む。
【００２０】
上記（１）に係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法によれば、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向ａ１１にＸの半分の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板１０とアライメントを行う対象物３３の基準位置と一致するように炭化珪素基板１０と対象物３３とのアライメントが行われる。そのため、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａに垂直な方向に対して非対称な形状を有する第２アライメントマーク２を用いた場合においても、炭化珪素基板１０のアライメント精度を向上させることができる。
【００２１】
（２）上記（１）に係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法において好ましくは、周期パターンを認識する工程は、第２アライメントマーク２の画像データに基づいて行われる。これにより、効果的に高いアライメント精度を得ることができる。
【００２２】
（３）上記（１）または（２）に係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法において好ましくは、オフ方向ａ１１に沿った凸部１ａの幅は、２μｍ以上５０μｍ以下である。凸部１ａの幅が２μｍ以上の場合、第１アライメントマーク１上に形成される第２アライメントマーク２のピークを効果的に形成することができるので、高いアライメント精度を得ることができる。凸部１ａの幅が５０μｍ以内であれば、第２アライメントマーク２をスキャンする範囲が広くなりすぎることを抑制することができる。
【００２３】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法において好ましくは、オフ方向ａ１１に沿った隣り合う２つの凸部１ａの間隔は、２μｍ以上５０μｍ以下である。隣り合う２つの凸部１ａの間隔が２μｍ以上の場合、第１アライメントマーク１上に形成される第２アライメントマーク２のピークを効果的に形成することができるので、高いアライメント精度を得ることができる。隣り合う２つの凸部１ａの間隔が５０μｍ以内であれば、第２アライメントマーク２をスキャンする範囲が広くなりすぎることを抑制することができる。
【００２４】
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法において好ましくは、主面１０ａの法線方向に沿った凸部１ａの高さは、主面１０ａの法線方向に沿った炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みの０．２倍以上０．８倍以下である。炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みを０．２倍以上とすることにより、第２アライメントマーク２の凸部２ａのオフ方向ａ１１とは反対側のエッジをシャープに形成することができる。炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みを０．８倍以下とすることにより、第２アライメントマーク２の凸部２ａのオフ方向ａ１１側のエッジが形成されることにより、第２アライメントマーク２の周期パターンが乱れることを抑制することができる。結果として、アライメント精度を向上することができる。
【００２５】
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法において好ましくは、第１アライメントマーク１を形成する工程において、第１アライメントマーク１は、主面１０ａのダイシングライン３上に形成される。第１アライメントマーク１をダイシングライン３上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向上させることができる。
【００２６】
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法において好ましくは、炭化珪素基板１０を形成する工程の後、炭化珪素基板１０内に第１不純物領域７１を形成する工程をさらに備える。これにより、第１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。
【００２７】
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに係る炭化珪素半導体装置１００の製造方法において好ましくは、アライメントを行う工程の後、炭化珪素エピタキシャル層２０に第２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備える。これにより、第２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におけるアライメント精度を向上させることができる。
［本発明の実施形態の詳細］
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。
【００２８】
まず、本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ１００の構成について説明する。
【００２９】
図１を参照して、本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００は、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とを主に有する。炭化珪素層１０１は、炭化珪素基板１０と、炭化珪素エピタキシャル層２０とを主に含む。炭化珪素層１０１は、炭化珪素基板１０と、炭化珪素エピタキシャル層２０とを含む。炭化珪素基板１０は、炭化珪素単結晶基板８０と、第１ドリフト領域８１ａと、緩和領域７１とを含む。炭化珪素単結晶基板８０は、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶の結晶構造を有する。炭化珪素エピタキシャル層２０は、第２ドリフト領域８１ｂと、ベース領域８２と、ソース領域８３と、コンタクト領域８４とを含む。
【００３０】
第１ドリフト領域８１ａおよび第２ドリフト領域８１ｂの各々は、たとえば窒素などのｎ型不純物（ドナー）を含み、ｎ型（第１導電型）を有する。第１ドリフト領域８１ａおよび第２ドリフト領域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ドリフト領域８１ａおよび第２ドリフト領域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。第１ドリフト領域８１ａおよび第２ドリフト領域８１ｂはドリフト領域を形成する。
【００３１】
ベース領域８２は、たとえばアルミニウムなどのｐ型不純物（アクセプタ）を含み、ｐ型（第２導電型）を有する。ベース領域８２は第２ドリフト領域８１ｂ上に設けられている。ベース領域８２のアクセプタ濃度は、たとえば１×１０18ｃｍ-3である。ソース領域８３は、たとえばリンなどのｎ型不純物を含み、ｎ型を有する。ソース領域８３は、ベース領域８２によって第２ドリフト領域８１ｂから隔てられるようにベース領域８２上に設けられている。ソース領域８３はコンタクト領域８４と共に炭化珪素層１０１の上面Ｐ２をなしている。コンタクト領域８４は、たとえばアルミニウムなどのｐ型不純物を含み、ｐ型を有する。コンタクト領域８４は、ソース領域８３を貫通するように上面Ｐ２とベース領域８２とを繋ぐように設けられている。
【００３２】
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は側壁部ＳＷおよび底部ＢＴを有する。側壁部ＳＷはソース領域８３およびベース領域８２を貫通して第２ドリフト領域８１ｂに至っている。側壁部ＳＷはベース領域８２上において、ＭＯＳＦＥＴ１００のチャネル面を含む。側壁部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。側壁部ＳＷの面方位は、｛０００１｝面に対して５０°以上７０°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７０°以下傾斜していることがより好ましい。
【００３３】
ゲート酸化膜９１は、トレンチＴＲの側壁部ＳＷおよび底部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、ソース領域８３およびコンタクト領域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を含む層である。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。ドレイン電極９８は、炭化珪素基板１０の第２の主面１０ｂに接して設けられている。
【００３４】
トレンチＴＲの底部ＢＴは第２ドリフト領域８１ｂ上に位置している。本実施の形態において、底部ＢＴは上面Ｐ２とほぼ平行な平坦な形状を有する。底部ＢＴと側壁部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。図２および図３を参照して、トレンチＴＲは、平面視（第１の主面１０ａに対して垂直な方向に沿った見た視野）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。平面視において、コンタクト領域８４、ソース領域８３およびベース領域８２の各々は、たとえば六角形の外縁を有する。
【００３５】
図１を参照して、緩和領域７１は、たとえばアルミニウムなどのｐ型不純物を含み、ｐ型を有する。緩和領域７１は、第１ドリフト領域８１ａと第２ドリフト領域８１ｂとに挟まれて設けられている。緩和領域７１は、第２ドリフト領域８１ｂによってベース領域８２から隔てられている。また緩和領域７１はトレンチＴＲの側壁部ＳＷおよび底部ＢＴの各々から離れている。緩和領域７１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は、たとえばトレンチＴＲの底部ＢＴの位置よりも深い位置に設けられている。図１および図３を参照して、緩和領域７１は、たとえばベース領域８２に対向して設けられている。図３を参照して、平面視において、緩和領域７１は、たとえば第１ドリフト領域８１ａを取り囲むように環状の形状を有している。平面視において、緩和領域７１は、たとえば六角形の外縁を有する。緩和領域７１は、トレンチＴＲの側壁部ＳＷに対向する位置に設けられていてもよいし、トレンチＴＲの底部ＢＴに対向する位置に設けられていてもよい。緩和領域７１によりトレンチＴＲの角部における電界集中が緩和される。
【００３６】
図３を参照して、平面視において、緩和領域７１は、互いに離間した複数の緩和領域部７１を有する。互いに隣り合う２つの緩和領域部７１の各々の重心を繋ぐと、３つの緩和領域部７１の各々の重心を繋ぐ線により三角形（破線で記載されている三角形Ｔ１）が形成される。好ましくは、当該三角形は正三角形である。当該三角形Ｔ１の重心を重心Ｇ１とする。
【００３７】
図４を参照して、平面視において、コンタクト領域８４は、複数のコンタクト領域部８４を有する。互いに隣り合う２つのコンタクト領域部８４の各々の重心を繋ぐと、３つのコンタクト領域部８４の各々の重心を繋ぐ線により三角形（破線で記載されている三角形Ｔ２）が形成される。好ましくは、当該三角形は正三角形である。当該三角形Ｔ２の重心を重心Ｇ２とする。
【００３８】
図５を参照して、平面視において、互いに隣り合う３つの緩和領域７１（第１不純物領域）の各々の重心を繋ぐことにより形成される三角形の重心Ｇ１の位置と、互いに隣り合う３つのコンタクト領域８４（第２不純物領域）の各々の重心を繋ぐことにより形成される三角形の重心Ｇ２の位置とを比較する。理想的には、平面視において重心Ｇ１の位置は、重心Ｇ２の位置と同じである。しかしながら、実際にはアライメント誤差などにより、重心Ｇ１の位置は、重心Ｇ２の位置と異なる場合がある。＜０００１＞方向を第１の主面１０ａに投影した方向であるオフ方向ａ１１に平行な方向における重心Ｇ１と重心Ｇ２との距離ｄ１１は、たとえば０．２μｍ以下である。オフ方向ａ１１は、たとえば＜１１−２０＞成分を含む。一方、第１の主面１０ａ内と平行な方向であって、かつオフ方向ａ１１に対して垂直な方向ａ２１おける重心Ｇ１と重心Ｇ２との距離ｄ１２は、たとえば０．１μｍ以下である。オフ方向ａ１１に対して垂直な方向ａ２１は、たとえば＜１−１００＞方向の成分を含む。コンタクト領域８４の代わりにベース領域８２により形成される三角形の重心Ｇ２が緩和領域７１により形成される三角形の重心Ｇ１と比較されてもよい。
【００３９】
言い換えれば、平面視における、緩和領域７１とコンタクト領域８４とのアライメント誤差は、オフ方向ａ１１に平行な方向において、たとえば０．２μｍ以下であり、第１の主面１０ａ内と平行な方向であって、かつオフ方向ａ１１に対して垂直な方向ａ２１おいて、たとえば０．１μｍ以下である。つまり、同一平面（第１平面）上に位置する複数のコンタクト領域部８４の重心を繋ぐことによって形成される多角形の重心Ｇ１と、第１平面とは異なる第２平面上に位置する複数の緩和領域部７１の重心を繋ぐことによって形成される多角形の重心Ｇ２との間の、オフ方向に沿った距離は、０．２μｍ以下である。多角形は、たとえば、三角形、四角形または六角形などであるが、これらに限定されない。
【００４０】
次に、図６〜図２７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。
【００４１】
まず、炭化珪素基板準備工程（Ｓ１０：図６）が実施される。具体的には、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ドリフト領域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、たとえば窒素が導入される。炭化珪素基板１０は、ｎ型（第１の導電型）を有する。
【００４２】
図７および図８を参照して、炭化珪素基板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。炭化珪素基板１０は、たとえば、第２の主面１０ｂを構成する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、第１の主面１０ａを構成する炭化珪素エピタキシャル層２０からなる第１ドリフト領域８１ａとを有する。炭化珪素基板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。
【００４３】
図８を参照して、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａは、たとえば｛０００１｝面（破線で示す面）からオフ角θだけオフした面である。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８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ａ１１とは、＜０００１＞方向を第１の主面１０ａに投影した方向である。図８の場合において、ａ１方向が、たとえば＜１１−２０＞方向であるとすると、オフ方向ａ１１は＜１１−２０＞方向の成分を含む。以上のように、｛０００１｝面からオフした第１の主面１０ａを有する炭化珪素基板１０が準備される。
【００４４】
次に、第１アライメントマーク形成工程（Ｓ２０：図６）が実施される。具体的には、図９を参照して、たとえば炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａ上に第１アライメントマーク１が形成される。第１アライメントマーク１は、偶数個の凸部１ａにより構成されている。凸部１ａの数は、たとえば２個、４個、６個であるが、凸部１ａの数は偶数であればよく上記の数に限定されない。偶数個の凸部１ａの各々は、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａから、第１の主面１０ａの法線方向に沿って突出するように形成される。凸部１ａの上面１ａ１は、第１の主面１０ａとほぼ平行である。偶数個の凸部１ａの各々は同じ高さを有する。偶数個の凸部１ａの各々の高さＨ１は、たとえば０．３μｍ以上、１．２μｍ以下程度である。
【００４５】
オフ方向ａ１１に沿った凸部１ａの幅はＸであり、隣り合う２つの凸部１ａの間隔はＹである。オフ方向に沿った凸部１ａの幅Ｘは、好ましくは２μｍ以上５０μｍ以下であり、より好ましくは４μｍ以上９μｍ以下である。複数の凸部１ａの各々は同じ幅を有する。凸部１ａの幅Ｘは、たとえば６μｍである。オフ方向に沿った隣り合う２つの凸部１ａの間隔Ｙは、好ましくは２μｍ以上５０μｍ以下であり、より好ましくは４μｍ以上９μｍ以下である。任意の隣り合う２つの凸部１ａの間隔Ｙは、ほぼ同じである。
【００４６】
図１０を参照して、第１の主面１０ａに平行な方向であって、かつオフ方向ａ１１に垂直な方向ａ２１における凸部１ａの幅Ｚは、たとえば８０μｍである。オフ方向ａ１１に沿った凸部１ａの幅Ｘは、第１の主面１０ａに平行な方向であって、かつオフ方向ａ１１に垂直な方向ａ２１における凸部１ａの幅Ｚの０．１倍以下であってもよい。オフ方向ａ１１は、たとえば＜１１−２０＞方向の成分を含む方向である。オフ方向ａ１１に対して垂直な方向ａ２１は、たとえば＜１−１００＞方向の成分を含む方向である。
【００４７】
図１１を参照して、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａには、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基板１０を切断して複数の半導体チップに分割する際の切断位置に対応する。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。ダイシングライン３は、たとえば、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オフ方向ａ１１に沿って延在する第１ダイシングライン３ａと、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａにおいてオフ方向ａ１１と垂直な方向ａ２１と平行な方向に沿って延在する第２ダイシングライン３ｂとを有している。
【００４８】
図１２を参照して、第１アライメントマーク１は、たとえば、第１の主面１０ａのダイシングライン３上に形成される。この場合、第１アライメントマーク１の凸部１ａは、ダイシングライン３の底部から第１の主面１０ａの法線方向に沿って突出するように形成される。好ましくは、第１アライメントマーク１の凸部１ａは、第１ダイシングライン３ａ上に形成される。第１ダイシングライン３ａ上に形成された第１アライメントマーク１の凸部１ａのオフ方向ａ１１に沿った幅Ｘは、オフ方向ａ１１に垂直な方向ａ２１に沿った幅Ｚよりも小さい。第１アライメントマーク１の凸部１ａは、第２ダイシングライン３ｂ上に形成されていてもよい。第２ダイシングライン３ｂ上に形成された第１アライメントマーク１の凸部１ａのオフ方向ａ１１に沿った幅は、オフ方向ａ１１に垂直な方向ａ２１に沿った幅よりも大きい。好ましくは、第１の主面１０ａの法線方向に沿った凸部１ａの高さＨ１は、第１の主面１０ａの法線方向に沿った炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みＨ２の０．２倍以上０．８倍以下である（図１４参照）。
【００４９】
図１３を参照して、第１ドリフト領域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不純物領域）が形成される。具体的には、第１ドリフト領域８１ａの第１の主面１０ａに対して、注入マスク（図示せず）が形成される。次に、第１アライメントマーク１を用いて、緩和領域７１が形成される領域上に開口が形成されるように、炭化珪素基板１０のアライメントが行われる。次に、注入マスクに対して露光、現像が行われることにより、緩和領域７１が形成される領域上に開口を有するマスクが形成される。次に、たとえばアルミニウムなどのｐ型を付与するための不純物の注入が行われる。つまり、緩和領域７１の形成は、第１アライメントマークを用いて炭化珪素基板１０のアライメントを行って注入マスクを形成した後に行われる。緩和領域７１が形成された後、注入マスクは除去される。
【００５０】
次に、第２アライメントマーク形成工程（Ｓ３０：図６）が実施される。具体的には、第１ドリフト領域８１ａに緩和領域７１が形成された後、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａ上に、ｎ型の導電型を有する炭化珪素エピタキシャル層２０がエピタキシャル成長により形成される。炭化珪素エピタキシャル層２０は、第１アライメントマーク１の凸部１ａの側面および上面に接し、かつ隣り合う２つの凸部１ａの間の領域を埋めるように形成される。これにより、図１４に示すように、第１アライメントマーク１の凸部１ａ上に第２アライメントマーク２の凸部２ａが形成される。図１４において、第１アライメントマーク１の凸部１ａのオフ方向ａ１１側の端部上に形成される第２アライメントマーク２は、角がなくなり滑らかな面となり、第１アライメントマーク１の凸部１ａのオフ方向ａ１１と反対側の端部上に形成される第２アライメントマーク２は、角が残り急峻な面となる。より具体的には、第２アライメントマーク２の凸部２ａのオフ方向ａ１１側の側面の法線方向は、＜０００１＞方向とほぼ同じ方向であり、第２アライメントマーク２の凸部２ａのオフ方向ａ１１と反対側の側面は、＜０００１＞方向とほぼ平行な平面である。
【００５１】
図１４を参照して、第１アライメントマーク１が有する偶数個の凸部１ａの中で、オフ方向ａ１１とは反対側に位置する凸部１ａのオフ方向ａ１１とは反対側の側面のオフ方向ａ１１に沿った位置を位置０とする。第１アライメントマーク１の凸部１ａ上に形成される第２アライメントマーク２の凸部２ａのピークの位置は、第１アライメントマーク１の凸部１ａのオフ方向ａ１１と反対側の側面の位置とほぼ同じである。オフ方向ａ１１に沿った第１アライメントマーク１の中心の位置１ｂは、位置０からオフ方向ａ１１側に向かって距離Ｘ＋Ｙ／２だけ離れ位置である。一方、オフ方向ａ１１に沿った第２アライメントマーク２の中心の位置２ｂは、位置０からオフ方向ａ１１側に向かって距離（Ｘ＋Ｙ）／２だけ離れ位置である。つまり、第１アライメントマーク１の中心の位置１ｂは、第２アライメントマーク２の中心の位置２ｂよりもオフ方向ａ１１側にＸ／２だけシフトした位置である。
【００５２】
図１５を参照して、第２アライメントマーク２を形成する際に形成された炭化珪素エピタキシャル層２０は、緩和領域７１と、第１ドリフト領域８１ａの各々にも接して形成される。炭化珪素エピタキシャル層２０は、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａに接するように形成される。これにより、緩和領域７１は、第１ドリフト領域８１ａと、炭化珪素エピタキシャル層２０とに挟まれるように形成される。炭化珪素エピタキシャル層２０は第１ドリフト領域８１ａの形成方法と同様の方法によって形成され得る。
【００５３】
図１６を参照して、炭化珪素エピタキシャル層２０内にベース領域８２およびソース領域８３が形成される。たとえば、炭化珪素エピタキシャル層２０の表面２０ａに対して、たとえばアルミニウムなどのｐ型を付与するためのｐ型不純物がイオン注入されることにより、ｐ型のベース領域８２が形成される。次に、ベース領域８２に対して、たとえばリンなどの、ｎ型を付与するためのｎ型不純物がイオン注入されることにより、ベース領域８２上にソース領域８３が形成される。なお上記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ることにより、ベース領域８２およびソース領域８３の各々が形成されてもよい。
【００５４】
次に、炭化珪素基板をアライメントする工程（Ｓ４０：図６）が実施される。炭化珪素基板をアライメントする工程（Ｓ４０：図６）は、周期パターン認識工程（Ｓ４１：図６）と、Ｘ／２オフセット工程（Ｓ４２：図６）とを含む。
【００５５】
周期パターン認識工程（Ｓ４１：図６）においては、第２アライメントマーク２が有する偶数個の凸部２ａの形状の画像データが取得される。好ましくは、偶数個の凸部２ａの画像は、第１の主面１０ａの法線方向から見た凸部２ａの画像であり、当該画像は、たとえば光電変換素子を有するカメラ（図示せず）により取得される。言い換えれば、カメラは炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａに対向した位置に配置されている。図１４に示すように、第２アライメントマーク２は偶数個の凸部２ａを有し、ある１つの凸部２ａのピークから、当該ある１つの凸部２ａの隣の凸部２ａのピークまでのオフ方向ａ１１に沿った距離はＸ＋Ｙである。つまり、第２アライメントマーク２が有する偶数個の凸部２ａの周期はＸ＋Ｙである。言い換えれば、第２アライメントマーク２は、周期がＸ＋Ｙの周期構造を有する。当該周期構造を有する第２アライメントマーク２の形状の画像情報に基づいて第２アライメントマーク２の凸部２ａのエッジが認識される。つまり、アライメントを行う工程においては、第２アライメントマーク２の形状に基づき、Ｘ＋Ｙを周期とする周期パターンが認識される。好ましくは、周期パターンを認識する工程は、第２アライメントマーク２の画像データに基づいて行われる。周期パターンを認識する工程は、レーザーを第２アライメントマーク２にあて、レーザーの反射光に基づいて行われてもよい。
【００５６】
図１７を参照して、第２アライメントマークのＸ＋Ｙを周期とする周期パターンについて説明する。図１７に示すように、第２アライメントマーク２の周期パターン信号は、たとえば矩形波を示す。当該矩形波は、第２アライメントマーク２の隣り合う２つの凸部２ａのピークを繋ぐ信号となり、ピーク位置において周期パターン信号の強度が急激に変化する。これにより、図１７に示すように、Ｘ＋Ｙを周期とする周期パターンが得られる。
【００５７】
次に、周期パターン信号に基づき第２アライメントマーク２の中心位置２ｂが決定される。第１アライメントマーク１の凸部１ａの幅はＸであり、隣り合う２つの凸部１ａの間隔はＹである。第１アライメントマークの凸部１ａが２つの場合、オフ方向ａ１１と反対側の凸部１ａのオフ方向ａ１１と反対側の端部の位置を位置０とすると、第１アライメントマーク１の中心位置１ｂは、Ｘ＋Ｙ／２となる。第１アライメントマーク１の形状を画像認識し、画像の明暗により形成される周期パターン信号は、図１７に示すように矩形波になる。当該矩形波は、断面視における第１アライメントマーク１の形状に類似した周期パターンとなる。一方、第２アライメントマークの凸部２ａが２つの場合、オフ方向ａ１１と反対側の凸部２ａのピークの位置を位置０とすると、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂは、（Ｘ＋Ｙ）／２となる。つまり、第１アライメントマーク１の中心位置１ｂは、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向にＸ／２だけ離れた位置にある。
【００５８】
図１８を参照して、第２アライメントマーク２の形状により得られる周期パターンのオフ方向ａ１１とは反対側の端部が、第２アライメントマーク２のオフ方向ａ１１の凸部２ａの最高位置と最低位置との間に位置していてもよい。オフ方向ａ１１に沿った、オフ方向ａ１１と反対側の第２アライメントマーク２の凸部２ａの側面の最高位置と最低位置との間隔をｄとする。第２アライメントマークの周期パターンのオフ方向ａ１１と反対側の端部は、第１アライメントマーク１の周期パターンのオフ方向ａ１１と反対側の端部よりも、オフ方向ａ１１とは反対側にほぼｄ／２だけ離れている。第１アライメントマークの凸部１ａが２つの場合において、凸部１ａのオフ方向ａ１１と反対側の端部の位置を位置０とすると、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂは、位置０からオフ方向ａ１１側に（Ｘ＋Ｙ−ｄ）／２だけ離れた位置にある。つまり、第１アライメントマーク１の中心位置１ｂは、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向に（Ｘ＋ｄ）／２だけ離れた位置にある。この場合、第２アライメントマーク２をオフ方向ａ１１に向かってＸ／２だけシフトした場合であっても、第１アライメントマーク１の中心位置１ｂは、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂと完全に一致せず、距離ｄ／２だけ離れている。距離ｄ／２は、たとえば０．０２μｍ以上０．１５μｍ以下である。
【００５９】
図１９を参照して、アライメントが行われる露光装置の概要について説明する。露光装置は、光源３１と、照明系レンズ３２と、レチクル３３と、投影レンズ３４と、ステージ３５とを主に有している。光源３１から発せられた光が、たとえばコンデンサレンズなどの照明系レンズ３２を通ってレチクル３３の表面に対して垂直な光に変換される。レチクル３３には微細なパターンが形成されており、レチクル３３を通り抜けた光が投影レンズ３４により集光される。ステージ３５上には炭化珪素基板１０が配置されており、炭化珪素基板１０上に炭化珪素エピタキシャル層２０が形成されている。たとえば炭化珪素エピタキシャル層２０上に形成されたレジストマスク（図示せず）に対して投影レンズ３４により集光された光が露光される。投影レンズ３４により集光された光が露光される前に、炭化珪素基板１０のアライメントが実施される。
【００６０】
たとえば、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａと平行な方向におけるレチクル３３の基準位置３３ｂが炭化珪素基板１０の基準位置１ｂと一致するように炭化珪素基板１０を移動させる。炭化珪素基板１０の基準位置１ｂは、第１アライメントマーク１の中心位置１ｂである。第１アライメントマーク１の中心位置１ｂをレチクル３３の基準位置３３ｂと一致するようにするためには、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向にＸ／２の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板１０とアライメントを行うレチクル３３の基準位置３３ｂと一致するように、炭化珪素基板１０が対象物３３に対してアライメントされる。炭化珪素基板１０が配置されているステージ３５を動かすことにより、レチクル３３と炭化珪素基板１０との位置合わせが行われてもよいし、レチクル３３を動かすことにより、レチクル３３と炭化珪素基板１０との位置合わせが行われてもよい。以上のように、第２アライメントマークの中心位置２ｂからオフ方向にＸの半分の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板１０とアライメントを行う対象物３３の基準位置と一致するように炭化珪素基板１０と対象物３３とのアライメントが行われる。なお、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向にＸ／２の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板１０とアライメントを行うレチクル３３の基準位置３３ｂと一致するように、炭化珪素基板１０が対象物３３に対してアライメントされる場合において、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向に（Ｘ／２±オフセット誤差）の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板１０とアライメントを行うレチクル３３の基準位置３３ｂと一致するように、炭化珪素基板１０が対象物３３に対してアライメントされてもよい。オフセット誤差は、たとえば０．１３μｍ以下である。
【００６１】
次に、ベース領域８２上にコンタクト領域８４が形成される。まず、コンタクト領域８４が形成される領域上に開口を有する注入マスク（図示せず）が形成される。注入マスクの開口の位置決めは、第２アライメントマーク２を用いて行うことができる。言い換えれば、第２アライメントマーク２を用いて炭化珪素基板１０のアライメントが行われる。炭化珪素基板１０のアライメントが行われた後、マスク層に対して露光および現像が行われることで、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。これにより、コンタクト領域８４が形成される領域上に開口が形成された注入マスクが形成される。次に、注入マスクを用いて炭化珪素エピタキシャル層２０の表面２０ａに対して、たとえばアルミニウムイオンが注入されることにより、炭化珪素エピタキシャル層２０にコンタクト領域８４（第２不純物領域）が形成される。次に、注入マスクがエッチングなど任意の方法により除去される（図２０参照）。
【００６２】
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。
【００６３】
図２１に示すように、ソース領域８３およびコンタクト領域８４からなる炭化珪素エピタキシャル層２０の表面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２３参照）の位置に対応して形成される。当該マスク層４０は、炭化珪素エピタキシャル層２０に形成された第２アライメントマーク２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、炭化珪素基板１０がレチクル３３に対してアライメントされて形成されてもよい。
【００６４】
図２２に示すように、マスク層４０の開口部において、ソース領域８３と、ベース領域８２と、第２ドリフト領域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２３参照）が形成されるべき領域に、炭化珪素エピタキシャル層２０の表面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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
図２３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、ソース領域８３およびベース領域８２を貫通して第２ドリフト領域８１ｂに至る側壁部ＳＷと、第２ドリフト領域８１ｂ上に位置する底部ＢＴとを有する。側壁部ＳＷおよび底部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。
【００６８】
次に、トレンチＴＲの側壁部ＳＷおよび底部ＢＴの各々を覆うゲート酸化膜９１が形成される（図２４参照）。ゲート酸化膜９１は、たとえば熱酸化により形成され得る。次に、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とベース領域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。
【００６９】
次に、ゲート酸化膜９１上にゲート電極９２が形成される。図２５を参照して、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は、たとえば、導体または不純物がドープされたポリシリコンの成膜により形成される。
【００７０】
次に、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上においてソース領域８３およびコンタクト領域８４の各々が露出される。開口部の形成は、炭化珪素エピタキシャル層２０に形成された第２アライメントマーク２に基づいてアライメントが行われた後に、露光および現像工程を経て行われてもよい。次に、炭化珪素層１０１の上面Ｐ２上においてソース領域８３およびコンタクト領域８４の各々に接するソース電極９４が形成される（図２６参照）。次に、ソース電極９４と接してソース配線層９５が形成される。以上のように、アライメントを行う工程の後、炭化珪素エピタキシャル層２０にコンタクト領域８４およびソース電極９４の少なくともいずれかが形成される。次に、第１ドリフト領域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。以上により、図１に示すＭＯＳＦＥＴが製造される。
【００７１】
次に、第１アライメントマーク１および第２アライメントマーク２の変形例の構成について説明する。
【００７２】
図２７を参照して、第１アライメントマーク１は、４個の凸部１ａにより構成されていてもよい。第１アライメントマーク１が有する４個の凸部１ａの中で、最もオフ方向ａ１１とは反対側に位置する凸部１ａのオフ方向ａ１１とは反対側の側面のオフ方向ａ１１に沿った位置を位置０とする。第１アライメントマーク１の凸部１ａ上に形成される第２アライメントマーク２の凸部２ａのピークの位置は、第１アライメントマーク１の凸部１ａのオフ方向ａ１１と反対側の側面の位置とほぼ同じである。オフ方向ａ１１に沿った第１アライメントマーク１の中心の位置１ｂは、位置０からオフ方向ａ１１側に向かって距離Ｘ＋Ｙ＋Ｘ＋Ｙ／２だけ離れ位置である。一方、オフ方向ａ１１に沿った第２アライメントマーク２の中心の位置２ｂは、位置０からオフ方向ａ１１側に向かって距離Ｘ＋Ｙ＋（Ｘ＋Ｙ）／２だけ離れ位置である。つまり、第１アライメントマーク１の中心の位置１ｂは、第２アライメントマーク２の中心の位置２ｂよりもオフ方向ａ１１側にＸ／２だけシフトした位置である。以上のように、第１アライメントマーク１が有する凸部１ａの数に関わりなく、第１アライメントマーク１の中心の位置１ｂは、第２アライメントマーク２の中心の位置２ｂよりもオフ方向ａ１１側にＸ／２だけシフトした位置である。すなわち、第２アライメントマーク２の形状から第２アライメントマーク２の中心位置２ｂを決定し、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂをオフ方向ａ１１にＸ／２だけシフトさせた位置が第１アライメントマーク１の中心位置１ｂとなる。
【００７３】
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。上記実施の形態において、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、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。また、上記実施の形態において、第２アライメントマーク２は、露光工程におけるアライメントに用いられる場合について説明したが、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アライメントマーク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。
【００７４】
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。
【００７５】
本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、第２アライメントマーク２の中心位置２ｂからオフ方向ａ１１にＸの半分の距離だけオフセットした位置が、炭化珪素基板１０とアライメントを行う対象物３３の基準位置と一致するように炭化珪素基板１０と対象物３３とのアライメントが行われる。そのため、炭化珪素基板１０の第１の主面１０ａに垂直な方向に対して非対称な形状を有する第２アライメントマーク２を用いた場合においても、炭化珪素基板１０のアライメント精度を向上させることができる。
【００７６】
また本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、周期パターンを認識する工程は、第２アライメントマーク２の画像データに基づいて行われる。これにより、効果的に高いアライメント精度を得ることができる。
【００７７】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、オフ方向ａ１１に沿った凸部１ａの幅は、２μｍ以上５０μｍ以下である。凸部１ａの幅が２μｍ以上の場合、第１アライメントマーク１上に形成される第２アライメントマーク２のピークを効果的に形成することができるので、高いアライメント精度を得ることができる。凸部１ａの幅が５０μｍ以内であれば、第２アライメントマーク２をスキャンする範囲が広くなりすぎることを抑制することができる。
【００７８】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、オフ方向ａ１１に沿った隣り合う２つの凸部１ａの間隔は、２μｍ以上５０μｍ以下である。隣り合う２つの凸部１ａの間隔が２μｍ以上の場合、第１アライメントマーク１上に形成される第２アライメントマーク２のピークを効果的に形成することができるので、高いアライメント精度を得ることができる。隣り合う２つの凸部１ａの間隔が５０μｍ以内であれば、第２アライメントマーク２をスキャンする範囲が広くなりすぎることを抑制することができる。
【００７９】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、主面１０ａの法線方向に沿った凸部１ａの高さは、主面１０ａの法線方向に沿った炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みの０．２倍以上０．８倍以下である。炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みを０．２倍以上とすることにより、第２アライメントマーク２の凸部２ａのオフ方向ａ１１とは反対側のエッジをシャープに形成することができる。炭化珪素エピタキシャル層２０の厚みを０．８倍以下とすることにより、第２アライメントマーク２の凸部２ａのオフ方向ａ１１側のエッジが形成されることにより、第２アライメントマーク２の周期パターンが乱れることを抑制することができる。結果として、アライメント精度を向上することができる。
【００８０】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、第１アライメントマーク１を形成する工程において、第１アライメントマーク１は、主面１０ａのダイシングライン３上に形成される。第１アライメントマーク１をダイシングライン３上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向上させることができる。
【００８１】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、炭化珪素基板１０を形成する工程の後、炭化珪素基板１０内に第１不純物領域７１を形成する工程をさらに備える。これにより、第１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。
【００８２】
さらに本実施の形態に係るＭＯＳＦＥＴ１００の製造方法によれば、アライメントを行う工程の後、炭化珪素エピタキシャル層２０に第２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備える。これにより、第２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におけるアライメント精度を向上させることができる。
＜付記＞
（付記１）｛０００１｝面からオフした第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有する炭化珪素層を備え、前記炭化珪素層は、第１導電型を有する第１不純物領域と、前記第１不純物領域と接し、かつ前記第１導電型とは異なる第２導電型を有する第２不純物領域と、前記第１導電型を有し、前記第２不純物領域によって前記第１不純物領域から隔てられた第３不純物領域と、前記第２導電型を有し、かつ前記第３不純物領域を貫通するように前記第１の主面と前記第２不純物領域とを繋ぐ第４不純物領域と、前記第２導電型を有する第５不純物領域とを含み、さらに、前記第１不純物領域と、前記第２不純物領域と、前記第３不純物領域とに接するゲート絶縁膜とを備え、前記第４不純物領域は、第１平面上に位置する複数の第４不純物領域部を有し、前記第５不純物領域は、前記第１平面とは異なる第２平面上に位置する複数の第５不純物領域部を有し、前記第１平面上に位置する複数の前記第４不純物領域部の重心を繋ぐことによって形成される三角形の重心と、前記第２平面上に位置する複数の前記第５不純物領域部の重心を繋ぐことによって形成される三角形の重心との間の、＜０００１＞方向を主面に投影したオフ方向に沿った距離は、０．２μｍ以下である、炭化珪素半導体装置。
【００８３】
これにより、オフ方向におけるアライメント精度が０．２μｍ以下の炭化珪素半導体装置を得ることができる。
【００８４】
（付記２）前記第１平面上に位置する複数の前記第４不純物領域部の重心を繋ぐことによって形成される三角形の重心と、前記第２平面上に位置する複数の前記第５不純物領域部の重心を繋ぐことによって形成される三角形の重心との間の、前記第１の主面と平行な方向であって、かつ前記オフ方向と垂直な方向に沿った距離は、０．１μｍ以下である、付記１に記載の炭化珪素半導体装置。
【００８５】
これにより、オフ方向に垂直な方向におけるアライメント精度が０．１μｍ以下の炭化珪素半導体装置を得ることができる。
【００８６】
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】
【００８７】
１  第１アライメントマーク
１ａ１，Ｐ２  上面
１ａ，２ａ  凸部
１ｂ，２ｂ  中心位置
１ｂ，３３ｂ  基準位置
２  第２アライメントマーク
３  ダイシングライン
３ａ  第１ダイシングライン
３ｂ  第２ダイシングライン
４  オリエンテーションフラット部
１０  炭化珪素基板
１０ａ  第１の主面（主面）
１０ｂ  第２の主面
２０  炭化珪素エピタキシャル層
２０ａ  表面
３１  光源
３２  照明系レンズ
３３  対象物
３３  レチクル
３４  投影レンズ
３５  ステージ
４０  マスク層
７１  緩和領域，緩和領域部，第１不純物領域
８０  炭化珪素単結晶基板
８１ａ  第１ドリフト領域
８１ｂ  第２ドリフト領域
８２  ベース領域
８３  ソース領域
８４  コンタクト領域，コンタクト領域部，第２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  電極
９４  ソース電極
９５  ソース配線層
９８  ドレイン電極
１００  炭化珪素半導体装置（ＭＯＳＦＥＴ）
１０１  炭化珪素層
ＢＴ  底部
Ｇ１，Ｇ２  重心
Ｐ１  下面
ＳＷ  側壁部
Ｔ１，Ｔ２  三角形
ＴＱ  凹部
ＴＲ  トレンチ
ｄ１１，ｄ１２  距離
Ｘ，Ｚ  幅
Ｙ  間隔
ａ１１  オフ方向
ａ２１  オフ方向に垂直な方向
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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【図２６】
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【図２７】
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