(57)【要約】  炭化珪素エピタキシャル基板は、炭化珪素単結晶基板と、炭化珪素層とを有する。炭化珪素層は、炭化珪素単結晶基板と接する面と反対側の第２主面を含む。第２主面は、｛０００１｝面がオフ方向に傾斜した面である。第２主面の最大径は、１００ｍｍ以上である。第２主面は、第２主面の外縁から３ｍｍ以内の外周領域と、外周領域に取り囲まれた中央領域とを有する。中央領域には、オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶ第１ハーフループの第１転位列がある。第１ハーフループは、第２主面に露出する一対の貫通刃状転位を含む。中央領域における第１転位列の面密度は、１０本／ｃｍ２以下である。
2017061154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面を有する炭化珪素単結晶基板と、
前記第１主面上の炭化珪素層とを備え、
前記炭化珪素層は、前記炭化珪素単結晶基板と接する面と反対側の第２主面を含み、
前記第２主面は、｛０００１｝面がオフ方向に傾斜した面であり、
前記第２主面の最大径は、１００ｍｍ以上であり、
前記第２主面は、前記第２主面の外縁から３ｍｍ以内の外周領域と、前記外周領域に取り囲まれた中央領域とを有し、
前記中央領域には、前記オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶ第１ハーフループの第１転位列があり、
前記第１ハーフループは、前記第２主面に露出する一対の貫通刃状転位を含み、
前記中央領域における前記第１転位列の面密度は、１０本／ｃｍ２以下である、炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項２】
前記最大径は、１５０ｍｍ以上である、請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項３】
前記オフ方向は、＜１１−２０＞方向である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項４】
前記中央領域には、前記オフ方向に対して傾斜する直線に沿って並ぶ第２ハーフループの第２転位列があり、
前記第２ハーフループは、前記第２主面に露出する一対の貫通刃状転位を含み、
前記中央領域おいて、前記第１転位列の面密度は、前記第２転位列の面密度よりも低い、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項５】
前記第２主面は、（０００１）面が４°以下傾斜した面である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項６】
前記第２主面は、（０００−１）面が４°以下傾斜した面である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項７】
第１主面を有する炭化珪素単結晶基板と、
前記第１主面上の炭化珪素層とを備え、
前記炭化珪素層は、前記炭化珪素単結晶基板と接する面と反対側の第２主面を含み、
前記第２主面は、（０００１）面が＜１１−２０＞方向に４°以下傾斜した面であり、
前記第２主面の最大径は、１５０ｍｍ以上であり、
前記第２主面は、前記第２主面の外縁から３ｍｍ以内の外周領域と、前記外周領域に取り囲まれた中央領域とを有し、
前記中央領域には、＜１１−２０＞方向に対して垂直な直線に沿って並ぶハーフループの転位列があり、
前記ハーフループは、前記第２主面に露出する一対の貫通刃状転位を含み、
前記中央領域における前記転位列の面密度は、１０本／ｃｍ２以下である、炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル基板を加工する工程とを備える、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】
本開示は、炭化珪素エピタキシャル基板および炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。本出願は、２０１５年１０月７日に出願した日本特許出願である特願２０１５−１９９５６５号に基づく優先権を主張し、当該日本特許出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２００９／０３５０９５号（特許文献１）には、エピタキシャル成長中に発生する転位列を有するエピタキシャル基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／０３５０９５号
【発明の概要】
【０００４】
本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板は、炭化珪素単結晶基板と、炭化珪素層とを備える。炭化珪素単結晶基板は、第１主面を有する。炭化珪素層は、第１主面上にある。炭化珪素層は、炭化珪素単結晶基板と接する面と反対側の第２主面を含む。第２主面は、｛０００１｝面がオフ方向に傾斜した面である。第２主面の最大径は、１００ｍｍ以上である。第２主面は、第２主面の外縁から３ｍｍ以内の外周領域と、外周領域に取り囲まれた中央領域とを有する。中央領域には、オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶ第１ハーフループの第１転位列がある。第１ハーフループは、第２主面に露出する一対の貫通刃状転位を含む。中央領域における第１転位列の面密度は、１０本／ｃｍ２以下である。
【０００５】
本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板は、炭化珪素単結晶基板と、炭化珪素層とを備える。炭化珪素単結晶基板は、第１主面を有する。炭化珪素層は、第１主面上にある。炭化珪素層は、炭化珪素単結晶基板と接する面と反対側の第２主面を含む。第２主面は、（０００１）面が＜１１−２０＞方向に４°以下傾斜した面である。第２主面の最大径は、１５０ｍｍ以上である。第２主面は、第２主面の外縁から３ｍｍ以内の外周領域と、外周領域に取り囲まれた中央領域とを有する。中央領域には、＜１１−２０＞方向に対して垂直な直線に沿って並ぶハーフループの転位列がある。ハーフループは、第２主面に露出する一対の貫通刃状転位を含む。中央領域における転位列の面密度は、１０本／ｃｍ２以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の構成を示す平面模式図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面模式図である。
【図３】図３は、図１の領域ＩＩＩにおける斜視模式図である。
【図４】図４は、図１の領域ＩＩＩにおける平面模式図である。
【図５】図５は、図１の領域ＩＩＩにおける断面模式図である。
【図６】図６は、図１の領域ＶＩにおける斜視模式図である。
【図７】図７は、図１の領域ＶＩにおける平面模式図である。
【図８】図８は、図１の領域ＶＩにおける断面模式図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造装置の構成を示す一部断面模式図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法の第１工程を示す平面模式図である。
【図１１】図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った矢視断面模式図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法における温度と時間との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、成長工程の第０時点における図１０の領域ＸＩＩＩ上の基底面転位の構成を示す斜視模式図である。
【図１４】図１４は、成長工程の第１時点における図１０の領域ＸＩＩＩ上の基底面転位の構成を示す斜視模式図である。
【図１５】図１５は、成長工程の第３時点における図１０の領域ＸＩＩＩ上の基底面転位の構成を示す斜視模式図である。
【図１６】図１６は、冷却工程における図１０の領域ＸＩＩＩ上の基底面転位および第１ハーフループの構成を示す斜視模式図である。
【図１７】図１７は、成長工程の第０時点における図１０の領域ＸＶＩＩ上の基底面転位の構成を示す斜視模式図である。
【図１８】図１８は、成長工程の第１時点における図１０の領域ＸＶＩＩ上の基底面転位および第２ハーフループの構成を示す斜視模式図である。
【図１９】図１９は、成長工程の第２時点における図１０の領域ＸＶＩＩ上の基底面転位および第２ハーフループの構成を示す斜視模式図である。
【図２０】図２０は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法における圧力と時間との関係を示す図である。
【図２１】図２１は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示すフロー図である。
【図２２】図２２は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１工程を示す断面模式図である。
【図２３】図２３は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第２工程を示す断面模式図である。
【図２４】図２４は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第３工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[本開示が解決しようとする課題]
本開示の目的は、オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶハーフループの転位列を低減可能な炭化珪素エピタキシャル基板および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することである。
【０００８】
[本開示の効果]
本開示によれば、オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶハーフループの転位列を低減可能な炭化珪素エピタキシャル基板および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。
【０００９】
［本開示の実施形態の概要］
（１）本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板１００は、炭化珪素単結晶基板１０と、炭化珪素層２０とを備える。炭化珪素単結晶基板１０は、第１主面１１を有する。炭化珪素層２０は、第１主面１１上にある。炭化珪素層２０は、炭化珪素単結晶基板１０と接する面１４と反対側の第２主面３０を含む。第２主面３０は、｛０００１｝面がオフ方向に傾斜した面である。第２主面３０の最大径１１１は、１００ｍｍ以上である。第２主面３０は、第２主面３０の外縁５４から３ｍｍ以内の外周領域５２と、外周領域５２に取り囲まれた中央領域５３とを有する。中央領域５３には、オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶ第１ハーフループ１の第１転位列２がある。第１ハーフループ１は、第２主面３０に露出する一対の貫通刃状転位を含む。中央領域５３における第１転位列２の面密度は、１０本／ｃｍ２以下である。
【００１０】
通常、炭化珪素エピタキシャル基板には、貫通刃状転位の転位列が存在している。当該転位列は、半導体装置の耐圧の低下、リーク電流の増大および半導体装置の信頼性の低下等の原因となる。そのため、当該転位列の低減が求められている。発明者らは、貫通刃状転位の転位列を低減する方策について鋭意検討した結果、以下の知見を得て本開示の一態様を見出した。
【００１１】
貫通刃状転位の転位列は、主に３種類に分類されると考えられる。第１種類目の転位列は、炭化珪素単結晶基板からエピタキシャル成長により形成される炭化珪素層に引き継がれる転位列である。第２種類目の転位列は、炭化珪素層のエピタキシャル成長の途中で発生する転位列である。当該転位列を構成する複数のハーフループの各々の深さは、当該ハーフループが発生した時点における炭化珪素層の厚みにより決定される。そのため、当該転位列を構成する複数のハーフループの各々の深さは異なっている。また複数のハーフループの各々が並ぶ方向（即ち、転位例の長手方向）は、ステップフロー成長方向（オフ方向）の成分を有している。つまり、当該転位列の長手方向は、オフ方向に対して垂直ではない。第３種類目の転位列は、炭化珪素層のエピタキシャル成長の終了後に発生する転位列である。当該転位列は、エピタキシャル成長終了後に、炭化珪素層中の基底面転位がオフ方向に対して垂直な方向にスライドすることによって形成されると考えられる。そのため、当該転位列の長手方向は、オフ方向に対して垂直である。また当該転位列を構成する複数のハーフループの各々の深さはほぼ同じである。
【００１２】
発明者らは、特に第３種類目の転位列の発生を抑制することに着目した。基底面転位は、炭化珪素層内の応力を緩和するようにオフ方向に対して垂直な方向にスライドすることにより、炭化珪素層内にハーフループが形成されると考えられる。また炭化珪素層内の応力は、主に炭化珪素エピタキシャル基板を冷却する工程において発生していると考えられる。以上の知見に基づき、発明者らは、炭化珪素エピタキシャル基板を冷却する工程において、炭化珪素エピタキシャル基板の冷却速度を後述のように制御することにより、炭化珪素エピタキシャル基板内の応力を緩和し、第３種類目の転位列の発生を抑制可能であることを見出した。これにより、オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶ第１ハーフループの第１転位列の面密度を低減することができる。
【００１３】
（２）上記（１）に係る炭化珪素エピタキシャル基板１００において、最大径は、１５０ｍｍ以上であってもよい。
【００１４】
（３）上記（１）または（２）に係る炭化珪素エピタキシャル基板１００において、オフ方向は、＜１１−２０＞方向であってもよい。
【００１５】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに係る炭化珪素エピタキシャル基板１００において、中央領域５３には、オフ方向に対して傾斜する直線に沿って並ぶ第２ハーフループ４の第２転位列５があってもよい。第２ハーフループ４は、第２主面３０に露出する一対の貫通刃状転位を含む。中央領域５３おいて、第１転位列２の面密度は、第２転位列５の面密度よりも低くてもよい。
【００１６】
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに係る炭化珪素エピタキシャル基板１００において、第２主面３０は、（０００１）面が４°以下傾斜した面であってもよい。
【００１７】
（６）上記（１）〜（４）のいずれかに係る炭化珪素エピタキシャル基板１００において、第２主面３０は、（０００−１）面が４°以下傾斜した面であってもよい。
【００１８】
（７）本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板１００は、炭化珪素単結晶基板１０と、炭化珪素層２０とを備える。炭化珪素単結晶基板１０は、第１主面１１を有する。炭化珪素層２０は、第１主面１１上にある。炭化珪素層２０は、炭化珪素単結晶基板１０と接する面１４と反対側の第２主面３０を含む。第２主面３０は、（０００１）面が＜１１−２０＞方向に４°以下傾斜した面である。第２主面３０の最大径１１１は、１５０ｍｍ以上である。第２主面３０は、第２主面３０の外縁５４から３ｍｍ以内の外周領域５２と、外周領域５２に取り囲まれた中央領域５３とを有する。中央領域５３には、＜１１−２０＞方向に対して垂直な直線に沿って並ぶハーフループ１の転位列２がある。ハーフループ１は、第２主面３０に露出する一対の貫通刃状転位を含む。中央領域５３における転位列２の面密度は、１０本／ｃｍ２以下である。
【００１９】
（８）本開示に係る炭化珪素半導体装置３００の製造方法は以下の工程を備える。上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板１００が準備される。炭化珪素エピタキシャル基板１００が加工される。
【００２０】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の一実施形態（以下「本実施形態」とも記す）について説明する。ただし本実施形態はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
（炭化珪素エピタキシャル基板）
図１および図２に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板１００は、炭化珪素単結晶基板１０と、炭化珪素層２０とを有している。炭化珪素単結晶基板１０は、第１主面１１と、第１主面１１と反対側の第３主面１３とを含む。炭化珪素層２０は、炭化珪素単結晶基板１０と接する第４主面１４と、第４主面１４と反対側の第２主面３０を含む。炭化珪素エピタキシャル基板１００は、第１方向１０１に延在する第１フラット（図示せず）と、第２方向１０２に延在する第２フラット（図示せず）を有していてもよい。第１方向１０１は、たとえば＜１１−２０＞方向である。第２方向１０２は、たとえば＜１−１００＞方向である。
【００２２】
炭化珪素単結晶基板１０（以下「単結晶基板」と略記する場合がある）は、炭化珪素単結晶から構成される。当該炭化珪素単結晶のポリタイプは、たとえば４Ｈ−ＳｉＣである。４Ｈ−ＳｉＣは、電子移動度、絶縁破壊電界強度等において他のポリタイプより優れている。炭化珪素単結晶基板１０は、たとえば窒素（Ｎ）などのｎ型不純物を含んでいる。炭化珪素単結晶基板１０の導電型は、たとえばｎ型である。第１主面１１は、たとえば｛０００１｝面から４°以下傾斜した面である。第１主面１１が｛０００１｝面から傾斜している場合、第１主面１１の法線の傾斜方向は、たとえば＜１１−２０＞方向である。
【００２３】
図２に示されるように、炭化珪素層２０は、炭化珪素単結晶基板１０上に形成されたエピタキシャル層である。炭化珪素層２０は、第１主面１１上にある。炭化珪素層２０は、第１主面１１に接している。炭化珪素層２０は、たとえば窒素などのｎ型不純物を含んでいる。炭化珪素層２０の導電型は、たとえばｎ型である。炭化珪素層２０が含むｎ型不純物の濃度は、炭化珪素単結晶基板１０が含むｎ型不純物の濃度よりも低くてもよい。図１に示されるように、第２主面３０の最大径１１１（直径）は、１００ｍｍ以上である。本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板１００の最大径１１１は、１５０ｍｍである。最大径１１１は、１５０ｍｍ以上でもよい２００ｍｍ以上でもよいし、２５０ｍｍ以上でもよい。最大径１１１の上限は特に限定されない。最大径１１１の上限は、たとえば３００ｍｍであってもよい。
【００２４】
第２主面３０は、｛０００１｝面がオフ方向に傾斜した面である。オフ方向は、たとえば＜１１−２０＞方向であってもよいし、＜１−１００＞方向であってもよいし、＜１１−２０＞方向と＜１−１００＞方向とに挟まれた方向であってもよい。具体的には、オフ方向は、たとえば［１１−２０］方向であってもよいし、［１−１００］方向であってもよいし、［１１−２０］方向と［１−１００］方向とに挟まれた方向であってもよい。第２主面３０は、（０００１）面が４°以下傾斜した面であってもよい。第２主面３０は、（０００−１）面が４°以下傾斜した面であってもよい。｛０００１｝面からの傾斜角（オフ角）は、１°以上であってもよいし、２°以上であってもよい。オフ角は、３°以下であってもよい。
【００２５】
図１に示されるように、第２主面３０は、外周領域５２と、外周領域５２に取り囲まれた中央領域５３とを有する。外周領域５２は、第２主面３０の外縁５４から３ｍｍ以内の領域である。言い換えれば、第２主面３０の径方向において、外縁５４と、外周領域５２および中央領域５３の境界との距離１１２は、３ｍｍである。
【００２６】
（オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶハーフループの転位列）
図１および図３に示されるように、中央領域５３には、オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶ第１ハーフループ１の第１転位列２がある。第１転位列２は、複数の第１ハーフループ１から構成されている。オフ方向が第１方向１０１の場合、オフ方向に対して垂直な方向は第２方向１０２である。第１ハーフループ１は、第２主面３０に露出する一対の貫通刃状転位を含む。中央領域５３における第１転位列２の面密度は、１０本／ｃｍ２以下である。好ましくは、中央領域５３における第１転位列２の面密度は、８本／ｃｍ２以下であり、より好ましくは５本／ｃｍ２以下である。
【００２７】
次に、転位列の面密度の測定方法について説明する。
まず、溶融ＫＯＨ（水酸化カリウム）で中央領域５３がエッチングされることにより、中央領域５３にエッチピットが形成される。溶融ＫＯＨの温度は、たとえば５１５℃である。溶融ＫＯＨによるエッチング時間は、たとえば８分である。次に、光学顕微鏡を用いて中央領域５３に形成されたエッチピットが観察される。中央領域５３が、たとえば格子状に１ｃｍ×１ｃｍの正方形領域に分割される。全ての正方形領域において転位列の面密度が測定される。中央領域５３における第１転位列２の面密度は、１０本／ｃｍ２以下であるとは、全ての正方形領域において第１転位列２の面密度が１０本／ｃｍ２以下であることを意味する。なお、中央領域５３の外周付近は、ラウンド状であるため正方形の領域に分割できない。転位列の面密度の計算に際して、このような正方形の領域に分割できない領域における面密度は考慮しない。
【００２８】
図３に示されるように、第１ハーフループ１は、略Ｕ字型を有している。第１ハーフループ１の湾曲部は炭化珪素層２０内に設けられている。一対の貫通刃状転位の端部３は第２主面３０に露出している。第１ハーフループ１の湾曲部は、貫通刃状転位以外の転位であってもよい。炭化珪素エピタキシャル基板１００は、基底面転位３４を含んでいる。基底面転位３４は、第１部分３１と、第２部分３２と、第３部分３３とにより構成されている。第１部分３１は、炭化珪素単結晶基板１０中に存在する基底面転位である。第２部分３２は、炭化珪素単結晶基板１０と炭化珪素層２０との界面に存在する界面転位である。第３部分３３は、炭化珪素層２０中に存在する基底面転位である。第１部分３１は、第２部分３２と繋がっている。第２部分３２は、第３部分３３と繋がっている。第１部分３１は、炭化珪素単結晶基板１０の第３主面１３に露出する。第３部分３３は、炭化珪素層２０の第２主面３０に露出する。言い換えれば、基底面転位３４の一方の端部３５は第２主面３０に露出し、他方の端部は第３主面１３に露出する。
【００２９】
図３に示されるように、第１転位列２は、第１部分３１を、第１部分３１の伸展方向に沿って炭化珪素層２０側に延長した仮想線３７が第２主面３０に露出した点３６と、基底面転位３４の一方の端部３５との間に位置してもよい。言い換えれば、第１転位列２が含む複数の第１ハーフループ１の各々は、点３６と端部３５との間に位置していてもよい。つまり、第２主面３０に対して垂直な方向から見て、第１転位列２は、仮想線３７と第３部分３３との間に位置していてもよい。
【００３０】
図４に示されるように、第２方向１０２において、第１転位列２の長さ１２３は、たとえば０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。第１方向１０１において、一方の端部３と他方の端部３と間の距離１２２は、たとえば１μｍ以上１０μｍ以下である。第２方向１０２において、隣り合う２つの第１ハーフループ１の間の距離１２１は、たとえば１μｍ以上１００μｍ以下である。距離１２１は、距離１２２よりも長くてもよい。２つの端部３は、第１方向１０１上に位置していてもよい。隣り合う２つの第１ハーフループ間の間隔は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２主面３０に対して垂直な方向から見て、複数のハーフループ１の各々は、第２方向１０２に平行な直線と重なっている。第１転位列２の長手方向は、第２方向１０２である。第１転位列２の長手方向は、界面転位の伸展方向と平行であってもよい。
【００３１】
図５に示されるように、第２主面３０に対して垂直な方向において、複数のハーフループ１の各々の深さは、ほぼ同じであってもよい。第１ハーフループ１の深さとは、第２主面３０に対して垂直な方向におけるハーフループの長さである。第１ハーフループ１の深さは、炭化珪素層２０の厚みより小さくてもよい。第１ハーフループ１は、炭化珪素単結晶基板１０から離間していてもよい。
【００３２】
（オフ方向に対して傾斜する直線に沿って並ぶハーフループの転位列）
図１および図６に示されるように、中央領域５３には、オフ方向に対して傾斜する直線に沿って並ぶ第２ハーフループ４の第２転位列５があってもよい。第２転位列５は、複数の第２ハーフループ４から構成されている。第２ハーフループ４は、第１方向１０１および第２方向１０２の双方に対して傾斜する直線に平行な第３方向１０３に沿って並んでいる。第２ハーフループ４は、第２主面３０に露出する一対の貫通刃状転位を含む。中央領域５３おいて、第１転位列２の面密度は、第２転位列５の面密度よりも低くてもよい。中央領域５３における第２転位列５の面密度は、１０本／ｃｍ２よりも高くてもよい。第１転位列２は、外周領域５２の近くに多く存在し、第２転位列５は、中央領域５３の中心付近に多く存在する傾向がある。
【００３３】
図６に示されるように、第２ハーフループ４は、略Ｕ字型を有している。第２ハーフループ４の湾曲部は炭化珪素層２０内に設けられており、一対の貫通刃状転位の端部６が第２主面３０に露出している。第２ハーフループ４の湾曲部は、貫通刃状転位以外の転位であってもよい。炭化珪素エピタキシャル基板１００は、基底面転位４４を含んでいる。基底面転位４４は、第４部分４１と、第５部分４２と、第６部分４３とにより構成されている。第４部分４１は、炭化珪素単結晶基板１０中に存在する基底面転位である。第５部分４２は、炭化珪素単結晶基板１０と炭化珪素層２０との界面に存在する界面転位である。第６部分４３は、炭化珪素層２０中に存在する基底面転位である。第４部分４１は、第５部分４２と繋がっている。第５部分４２は、第６部分４３と繋がっている。第４部分４１は、炭化珪素単結晶基板１０の第３主面１３に露出する。第６部分４３は、炭化珪素層２０の第２主面３０に露出する。言い換えれば、基底面転位４４の一方の端部４５は第２主面３０に露出し、他方の端部は第３主面１３に露出する。第２主面３０に対して垂直な方向から見て、第２転位列５は、第４部分４１を、第４部分４１の伸展方向に沿って炭化珪素層２０側に延長した仮想線４７と、第６部分４３との間に位置していてもよい。言い換えれば、第２転位列５は、仮想線４７が第２主面３０に露出した点４６と、基底面転位４４の一方の端部４５との間に位置してもよい。
【００３４】
図７に示されるように、第３方向１０３において、第２転位列５の長さ１２６は、たとえば０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。第３方向１０３に対して垂直な方向において、一方の端部６と他方の端部６と間の距離１２５は、たとえば１μｍ以上１０μｍ以下である。第３方向１０３において、隣り合う２つの第２ハーフループ４の間の距離１２４は、たとえば１μｍ以上１００μｍ以下である。距離１２４は、距離１２５よりも長くてもよい。２つの端部６は、第３方向１０３方向に対して垂直な直線上に位置していてもよい。第２主面３０に対して垂直な方向から見て、複数の第２ハーフループ４の各々は、第３方向１０３に平行な直線と重なっている。隣り合う２つの第２ハーフループ間の間隔は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３５】
図８に示されるように、第２主面３０に対して垂直な方向において、複数の第２ハーフループ４の各々の深さは、異なっていてもよい。第２ハーフループ４の深さとは、第２主面３０に対して垂直な方向におけるハーフループの長さである。具体的には、第２ハーフループ４の深さは、オフ方向に向かって小さくなっていてもよい。言い換えれば、第２主面３０に対して垂直な方向から見て、第４部分４１に近い第２ハーフループ４の深さは、第６部分４３に近い第２ハーフループ４の深さよりも大きい。第２ハーフループ４の深さは、炭化珪素層２０の厚みより小さくてもよい。第２ハーフループ４は、炭化珪素単結晶基板１０から離間していてもよい。
【００３６】
（成膜装置）
次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板１００の製造方法で使用される製造装置２００の構成について説明する。
【００３７】
図９に示されるように、製造装置２００は、たとえばホットウォール方式のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置である。製造装置２００は、発熱体２０３、石英管２０４、断熱材２０５、誘導加熱コイル２０６および予備加熱機構２１１を主に有する。発熱体２０３に取り囲まれた空洞は、反応室２０１である。反応室２０１には、炭化珪素単結晶基板１０を保持するサセプタプレート２１０が設けられている。サセプタプレート２１０は自転可能である。炭化珪素単結晶基板１０は、第１主面１１を上にして、サセプタプレート２１０に載せられる。
【００３８】
発熱体２０３は、たとえば黒鉛製である。誘導加熱コイル２０６は、石英管２０４の外周に沿って巻回されている。誘導加熱コイル２０６に所定の交流電流を供給することにより、発熱体２０３が誘導加熱される。これにより反応室２０１が加熱される。
【００３９】
製造装置２００は、ガス導入口２０７およびガス排気口２０８をさらに有する。ガス排気口２０８は、図示しない排気ポンプに接続されている。図９中の矢印は、ガスの流れを示している。キャリアガス、原料ガスおよびドーピングガスは、ガス導入口２０７から反応室２０１に導入され、ガス排気口２０８から排気される。反応室２０１内の圧力は、ガスの供給量と、ガスの排気量とのバランスによって調整され得る。
【００４０】
通常、サセプタプレート２１０および単結晶基板１０は、反応室２０１の軸方向において、略中央に配置されている。図９に示されるように、本開示では、サセプタプレート２１０および単結晶基板１０が、反応室２０１の中央よりも下流側、すなわちガス排気口２０８側に配置されていてもよい。原料ガスが単結晶基板１０に到達するまでに、原料ガスの分解反応を十分に進行させるためである。これにより単結晶基板１０の面内においてＣ／Ｓｉ比の分布が均一になることが期待される。
【００４１】
ドーパントガスであるアンモニアガスは、反応室２０１に供給される前に、十分に加熱し、予め熱分解させておくことが望ましい。これにより炭化珪素層２０において、窒素（ドーパント）密度の面内均一性が向上することが期待できる。図９に示されるように、反応室２０１の上流側に予備加熱機構２１１が設けられていてもよい。予備加熱機構２１１において、アンモニアガスを事前に加熱することができる。予備加熱機構２１１は、たとえば１３００℃以上に加熱された部屋を備えている。アンモニアガスは、予備加熱機構２１１の内部を通過する際、十分に熱分解され、その後反応室２０１へと供給される。こうした構成により、ガスの流れに大きな乱れを生じさせることなく、アンモニアガスの熱分解を行うことができる。
【００４２】
（炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法）
次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について説明する。
【００４３】
まず、たとえば昇華法により、ポリタイプ４Ｈの炭化珪素単結晶が製造される。次に、たとえばワイヤーソーによって、炭化珪素単結晶をスライスすることにより、炭化珪素単結晶基板１０が準備される（図１０および図１１参照）。炭化珪素単結晶基板１０は、第１主面１１と、第１主面１１と反対側の第３主面１３とを有する。図１１に示されるように、第１主面１１は、｛０００１｝面がオフ方向に傾斜した面である。
【００４４】
具体的には、第１主面１１は、たとえば｛０００１｝面から４°以下傾斜した面である。第１主面１１は、（０００１）面が４°以下傾斜した面であってもよいし、（０００−１）面が４°以下傾斜した面であってもよい。｛０００１｝面からの傾斜角（オフ角）は、１°以上であってもよいし、２°以上であってもよい。オフ角は、３°以下であってもよい。オフ方向は、たとえば＜１１−２０＞方向であってもよいし、＜１−１００＞方向であってもよいし、＜１１−２０＞方向と＜１−１００＞方向とに挟まれた方向であってもよい。
【００４５】
次に、炭化珪素単結晶基板１０が、前述した製造装置２００内に配置される。具体的には、炭化珪素単結晶基板１０は、第１主面１１がサセプタプレート２１０から露出するように、サセプタプレート２１０の凹部に配置される。次に、炭化珪素単結晶基板１０上に炭化珪素層２０がエピタキシャル成長によって形成される。たとえば反応室２０１の圧力が大気圧から１×１０-6Ｐａ程度に低減された後、炭化珪素単結晶基板１０の昇温が開始される。昇温の途中において、キャリアガスである水素（Ｈ2）ガスが、反応室２０１に導入される。
【００４６】
反応室２０１内の温度がたとえば１６００℃程度となった後、原料ガスおよびドーピングガスが反応室２０１に導入される。原料ガスは、Ｓｉ源ガスおよびＣ源ガスを含む。Ｓｉ源ガスとして、たとえばシラン（ＳｉＨ4）ガス用いることができる。Ｃ源ガスとして、たとえばプロパン（Ｃ3Ｈ8）ガスを用いることができる。シランガスの流量およびプロパンガスの流量は、たとえば４６ｓｃｃｍおよび１４ｓｃｃｍである。水素に対するシランガスの体積比率は、たとえば０．０４％である。原料ガスのＣ／Ｓｉ比は、たとえば０．９である。
【００４７】
ドーピングガスとして、たとえばアンモニア（ＮＨ3）ガスが用いられる。アンモニアガスは、三重結合を有する窒素ガスに比べて熱分解されやすい。アンモニアガスを用いることにより、キャリア濃度の面内均一性の向上が期待できる。水素ガスに対するアンモニアガスの濃度は、たとえば１ｐｐｍである。アンモニアガスは、反応室２０１に導入される前に、予備加熱機構２１１で、予め熱分解させておくことが望ましい。予備加熱機構２１１により、アンモニアガスは、たとえば１３００℃以上に加熱される。
【００４８】
炭化珪素単結晶基板１０が１６００℃程度に加熱された状態で、キャリアガス、原料ガスおよびドーピングガスが反応室２０１に導入されることで、炭化珪素単結晶基板１０上に炭化珪素層２０がエピタキシャル成長により形成される。炭化珪素層２０がエピタキシャル成長している間、サセプタプレート２１０は回転軸２１２（図９参照）の周りを回転している。サセプタプレート２１０の平均回転数は、たとえば２０ｒｐｍである。以上により、炭化珪素単結晶基板１０上に炭化珪素層２０がエピタキシャル成長によって形成される。
【００４９】
図１２に示されるように、炭化珪素層２０の成長工程において、炭化珪素単結晶基板１０の温度が、第０時点（Ｔ０）から第３時点（Ｔ３）まで第１温度（Ａ１）に維持される。第１温度（Ａ１）は、たとえば、１６００℃である、第０時点（Ｔ０）は、反応室２０１に対する原料ガスおよびドーピングガスの導入が開始された時点である。第０時点（Ｔ０）において、炭化珪素単結晶基板１０上に炭化珪素層２０の形成が実質的に開始される。第３時点（Ｔ３）は、反応室２０１に対する原料ガスおよびドーピングガスの導入が終了した時点である。第３時点（Ｔ３）において、炭化珪素単結晶基板１０上に炭化珪素層２０の形成が実質的に終了する。好ましくは、炭化珪素層２０の成長工程において、炭化珪素単結晶基板１０の面内方向の温度が均一に維持される。具体的には、第０時点（Ｔ０）から第３時点（Ｔ３）までの間、炭化珪素単結晶基板１０の第１主面１１における最高温度と最低温度との差が１０℃以下に維持される。
【００５０】
次に、炭化珪素単結晶基板１０のある領域ＸＩＩＩ上における炭化珪素層２０の部分の成長工程について詳細に説明する。
【００５１】
図１０および図１３に示されるように、第０時点（Ｔ０）において、炭化珪素単結晶基板１０内のある領域ＸＩＩＩには、｛０００１｝面上に伸展する基底面転位３４が存在している。基底面転位３４の一方の端部は、第１主面１１に露出し、他方の端部は第３主面１３に露出している。基底面転位３４は、オフ方向である第１方向１０１に沿って伸展している。
【００５２】
図１４に示されるように、第１時点（Ｔ１）において、炭化珪素層２０の一部が炭化珪素単結晶基板１０上に形成される。基底面転位３４は、炭化珪素単結晶基板１０から炭化珪素層２０に伝播する。基底面転位３４は、第１方向１０１に沿って炭化珪素層２０中を伸展する。基底面転位３４の一方の端部は、炭化珪素層２０の表面に露出し、他方の端部は第３主面１３に露出している。
【００５３】
図１５に示されるように、基底面転位３４は、炭化珪素層２０の成長に伴って、炭化珪素層２０中をさらに伸展する。第１時点（Ｔ１）よりも後の第３時点（Ｔ３）において、基底面転位３４の一方の端部は炭化珪素層２０の第２主面３０に露出し、他方の端部は炭化珪素単結晶基板１０の第３主面１３に露出している。以上により、炭化珪素層２０の形成が実質的に完了する。
【００５４】
次に、炭化珪素エピタキシャル基板１００の冷却工程について説明する。
図１２に示されるように、成長工程終了後、冷却工程が実施される。第３時点（Ｔ３）から第７時点（Ｔ７）までが冷却工程である。冷却工程において、炭化珪素単結晶基板１０と炭化珪素層２０とを含む炭化珪素エピタキシャル基板１００が冷却される。たとえば、第３時点（Ｔ３）から第６時点（Ｔ６）にかけて、炭化珪素エピタキシャル基板１００の温度は、第１温度（Ａ１）から第２温度（Ａ２）まで低下する。第３時点（Ｔ３）から第６時点（Ｔ６）までの時間は、たとえば６０分である。第１温度（Ａ１）は、たとえば１６００℃であり、第２温度（Ａ２）は、たとえば１００℃である。つまり、炭化珪素エピタキシャル基板１００の冷却速度は、たとえば（１６００−１００）℃／１ｈ＝１５００℃／ｈである。第１温度（Ａ１）から第２温度（Ａ２）までの冷却速度は、１５００℃／ｈ以下であってもよいし、１３００℃／ｈ以下であってもよいし、１０００℃／ｈ以下であってもよい。
【００５５】
図１６に示されるように、冷却工程において、炭化珪素層２０中に第１ハーフループ１から構成される第１転位列２が形成される場合がある。第１転位列２は、炭化珪素層２０中の基底面転位の第３部分３３が、オフ方向とは垂直な第２方向１０２にスライドすることにより発生すると考えられる。成長工程における基底面転位３４（図１５参照）は、冷却工程において第１部分３１と第２部分３２と第３部分３３とにより構成される基底面転位３４（図１６）に変化するとともに、複数の第１ハーフループ１を形成する。言い換えれば、第１ハーフループ１は基底面転位３４に起因して発生する。
【００５６】
好ましくは、炭化珪素エピタキシャル基板１００の冷却工程において、炭化珪素エピタキシャル基板１００の面内方向の温度が均一に維持される。具体的には、第３時点（Ｔ３）から第６時点（Ｔ６）までの間、炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２主面３０における最高温度と最低温度との差が１０℃以下に維持される。以上のように、冷却工程における炭化珪素エピタキシャル基板１００の冷却速度を低くすることにより、炭化珪素エピタキシャル基板１００の面内方向の温度の均一性を向上することができる。結果として、炭化珪素エピタキシャル基板１００内の応力を緩和することで、オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶ第１ハーフループ１の第１転位列２の発生を抑制することができる。
【００５７】
次に、第５時点（Ｔ５）から第６時点（Ｔ６）にかけて、炭化珪素エピタキシャル基板１００の温度は、第２温度（Ａ２）から第３温度（Ａ３）まで低下する。第３温度（Ａ３）は、たとえば室温である。炭化珪素エピタキシャル基板１００の温度が室温付近になった後、炭化珪素エピタキシャル基板１００が反応室２０１から取り出される。以上のようにして、炭化珪素エピタキシャル基板１００が完成する（図１参照）。
【００５８】
図２０に示されるように、冷却工程において、反応室２０１内の圧力が低減されてもよい。たとえば、第３時点（Ｔ３）から第４時点（Ｔ４）にかけて、反応室２０１内の圧力は、第１圧力（Ｂ１）から第２圧力（Ｂ２）まで低下する。第１圧力（Ｂ１）は、たとえば１００ｍｂａｒ（１０ｋＰａ）であり、第２圧力（Ｂ２）は、たとえば１０ｍｂａｒ（１ｋＰａ）である。第３時点（Ｔ３）から第４時点（Ｔ４）までの時間は、たとえば１０分である。つまり、反応室２０１内の圧力の低下速度は、（１０−１）ｋＰａ／１０分＝０．９ｋＰａ／分である。反応室２０１内の圧力の低減速度は、０．９ｋＰａ／分以上であってもよし、１．２ｋＰａ／分以上であってもよいし、１．５ｋＰａ／分以上であってもよい。冷却工程において反応室２０１の圧力を急速に低減することにより、反応室２０１内を外部から断熱し、炭化珪素エピタキシャル基板１００の冷却速度を低減することができる。
【００５９】
反応室２０１内の圧力は、たとえばキャリアガスの流量を低減することにより低減し得る。たとえば、成長工程におけるキャリアガスの流量が１２０ｓｌｍであり、冷却工程におけるキャリアガスの流量が１２ｓｌｍであってもよい。成長工程において、反応室２０１にはキャリアガス、ドーパントガスおよび原料ガスが供給されている。冷却工程において、反応室２０１にはキャリアガスのみが供給されていてもよい。キャリアガスの流量は、成長工程終了直後に低減されてもよいし、冷却工程において成長工程における流量を一定時間維持した後低減されてもよい。
【００６０】
次に、炭化珪素単結晶基板１０のある領域ＸＶＩ上における炭化珪素層２０の部分の成長工程について詳細に説明する。
【００６１】
図１０および図１７に示されるように、第０時点（Ｔ０）において、炭化珪素単結晶基板１０内のある領域ＸＶＩＩには、｛０００１｝面上に存在する基底面転位４４が存在していてもよい。基底面転位４４の一方の端部は、第１主面１１に露出し、他方の端部は第３主面１３に露出している。基底面転位は、オフ方向である第１方向１０１に沿って伸展している。
【００６２】
図１８に示されるように、第１時点（Ｔ１）において、基底面転位４４に起因して第２ハーフループ４が発生する。第２ハーフループ４の２つの端部は、炭化珪素層２０の表面に露出する。炭化珪素層２０中を伸展していた基底面転位の第６部分４３は、第２方向（図１８中の矢印の方向）にシフトする。結果として、基底面転位４４は、炭化珪素単結晶基板１０中に位置する第４部分４１と、炭化珪素単結晶基板１０と炭化珪素層２０との界面に位置し、かつ第２方向に伸展する第５部分４２と、炭化珪素層２０中に位置する第６部分４３とに転換され、第２ハーフループ４を発生させる。基底面転位４４の一方の端部は、炭化珪素層２０の表面に露出し、他方の端部は第３主面１３に露出している。
【００６３】
図１９に示されるように、第２時点（Ｔ２）において、基底面転位４４に起因して、もう一つの第２ハーフループ４が発生する。もう一つの第２ハーフループ４は、先に発生した第２ハーフループ４よりも第１方向１０１側であってかつ第２方向１０２側に発生する。先に発生した第２ハーフループ４の深さは、後に発生した第２ハーフループ４の深さよりも大きい。第１時点（Ｔ１）において炭化珪素層２０中に存在していた基底面転位の第６部分４３は、さらに第２方向（図１９中の矢印の方向）にシフトする。第６部分４３は、炭化珪素層２０の表面に露出する。以上のようにして、オフ方向とは傾斜した直線に沿って、複数の第２ハーフループ４が形成される。時間の経過につれて、第２ハーフループ４の数は増加する。第３時点（Ｔ３）において、オフ方向に対して傾斜する直線に沿って並ぶ第２ハーフループ４の第２転位列５が形成される（図６参照）。以上のように、第２転位列５は、炭化珪素層の形成工程（つまり成長工程）において形成される。言い換えれば、炭化珪素エピタキシャル基板１００の冷却工程においては、第２転位列５は、発生することもなく、消滅することもないと考えられる。
【００６４】
（炭化珪素半導体装置の製造方法）
次に、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置３００の製造方法について説明する。
【００６５】
本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は、エピタキシャル基板準備工程（Ｓ１０：図２１）と、基板加工工程（Ｓ２０：図２１）とを主に有する。
【００６６】
まず、エピタキシャル基板準備工程（Ｓ１０：図２１）が実施される。具体的には、前述した炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によって、炭化珪素エピタキシャル基板１００が準備される（図１参照）。エピタキシャル基板準備工程（Ｓ１０：図２１）は、炭化珪素単結晶基板１０上にバッファ層２１を形成する工程を含んでいてもよい。
【００６７】
次に、基板加工工程（Ｓ２０：図２１）が実施される。具体的には、炭化珪素エピタキシャル基板を加工することにより、炭化珪素半導体装置が製造される。「加工」には、たとえば、イオン注入、熱処理、エッチング、酸化膜形成、電極形成、ダイシング等の各種加工が含まれる。すなわち基板加工ステップは、イオン注入、熱処理、エッチング、酸化膜形成、電極形成およびダイシングのうち、少なくともいずれかの加工を含むものであってもよい。
【００６８】
以下では、炭化珪素半導体装置の一例としてのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の製造方法を説明する。基板加工工程（Ｓ２０：図２１）は、イオン注入工程（Ｓ２１：図２１）、酸化膜形成工程（Ｓ２２：図２１）、電極形成工程（Ｓ２３：図２１）およびダイシング工程（Ｓ２４：図２１）を含む。
【００６９】
まず、イオン注入工程（Ｓ２１：図２１）が実施される。開口部を有するマスク（図示せず）が形成された第２主面３０に対して、たとえばアルミニウム（Ａｌ）等のｐ型不純物が注入される。これにより、ｐ型の導電型を有するボディ領域１３２が形成される。次に、ボディ領域１３２内の所定位置に、たとえばリン（Ｐ）等のｎ型不純物が注入される。これにより、ｎ型の導電型を有するソース領域１３３が形成される。次に、アルミニウム等のｐ型不純物がソース領域１３３内の所定位置に注入される。これにより、ｐ型の導電型を有するコンタクト領域１３４が形成される（図２２参照）。
【００７０】
炭化珪素層２０において、ボディ領域１３２、ソース領域１３３およびコンタクト領域１３４以外の部分は、ドリフト領域１３１となる。ソース領域１３３は、ボディ領域１３２によってドリフト領域１３１から隔てられている。イオン注入は、炭化珪素エピタキシャル基板１００を３００℃以上６００℃以下程度に加熱して行われてもよい。イオン注入の後、炭化珪素エピタキシャル基板１００に対して活性化アニールが行われる。活性化アニールにより、炭化珪素層２０に注入された不純物が活性化し、各領域においてキャリアが生成される。活性化アニールの雰囲気は、たとえばアルゴン（Ａｒ）雰囲気でもよい。活性化アニールの温度は、たとえば１８００℃程度でもよい。活性化アニールの時間は、たとえば３０分程度でもよい。
【００７１】
次に、酸化膜形成工程（Ｓ２２：図２１）が実施される。たとえば炭化珪素エピタキシャル基板１００が酸素を含む雰囲気中において加熱されることにより、第２主面３０上に酸化膜１３６が形成される（図２３参照）。酸化膜１３６は、たとえば二酸化珪素（ＳｉＯ2）等から構成される。酸化膜１３６は、ゲート絶縁膜として機能する。熱酸化処理の温度は、たとえば１３００℃程度でもよい。熱酸化処理の時間は、たとえば３０分程度でもよい。
【００７２】
酸化膜１３６が形成された後、さらに窒素雰囲気中で熱処理が行なわれてもよい。たとえば、一酸化窒素（ＮＯ）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）等の雰囲気中、１１００℃程度で１時間程度、熱処理が実施されてもよい。さらにその後、アルゴン雰囲気中で熱処理が行なわれてもよい。たとえば、アルゴン雰囲気中、１１００〜１５００℃程度で、１時間程度、熱処理が行われてもよい。
【００７３】
次に、電極形成工程（Ｓ２３：図２１）が実施される。第１電極１４１は、酸化膜１３６上に形成される。第１電極１４１は、ゲート電極として機能する。第１電極１４１は、たとえばＣＶＤ法により形成される。第１電極１４１は、たとえば不純物を含有し導電性を有するポリシリコン等から構成される。第１電極１４１は、ソース領域１３３およびボディ領域１３２に対面する位置に形成される。
【００７４】
次に、第１電極１４１を覆う層間絶縁膜１３７が形成される。層間絶縁膜１３７は、たとえばＣＶＤ法により形成される。層間絶縁膜１３７は、たとえば二酸化珪素等から構成される。層間絶縁膜１３７は、第１電極１４１と酸化膜１３６とに接するように形成される。次に、所定位置の酸化膜１３６および層間絶縁膜１３７がエッチングによって除去される。これにより、ソース領域１３３およびコンタクト領域１３４が、酸化膜１３６から露出する。
【００７５】
たとえばスパッタリング法により当該露出部に第２電極１４２が形成される。第２電極１４２はソース電極として機能する。第２電極１４２は、たとえばチタン、アルミニウムおよびシリコン等から構成される。第２電極１４２が形成された後、第２電極１４２と炭化珪素エピタキシャル基板１００が、たとえば９００〜１１００℃程度の温度で加熱される。これにより、第２電極１４２と炭化珪素エピタキシャル基板１００とがオーミック接触するようになる。次に、第２電極１４２に接するように、配線層１３８が形成される。配線層１３８は、たとえばアルミニウムを含む材料から構成される。
【００７６】
次に、第３主面１３に第３電極１４３が形成される。第３電極１４３は、ドレイン電極として機能する。第３電極１４３は、たとえばニッケルおよびシリコンを含む合金（たとえばＮｉＳｉ等）から構成される。
【００７７】
次に、ダイシング工程（Ｓ２４：図２１）が実施される。たとえば炭化珪素エピタキシャル基板１００がダイシングラインに沿ってダイシングされることにより、炭化珪素エピタキシャル基板１００が複数の半導体チップに分割される。以上より、炭化珪素半導体装置３００が製造される（図２４参照）。
【００７８】
上記において、ＭＯＳＦＥＴを例示して、本開示に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を説明したが、本開示に係る製造方法はこれに限定されない。本開示に係る製造方法は、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ  Ｔｕｒｎ  Ｏｆｆ  ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）、ＰｉＮダイオード等の各種炭化珪素半導体装置に適用可能である。
【００７９】
今回開示された実施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実施形態ではなく請求の範囲によって示され、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】
【００８０】
１  第１ハーフループ（ハーフループ）、２  第１転位列（転位列）、３，６，３５，４５  端部、４  第２ハーフループ、５  第２転位列、１０  炭化珪素単結晶基板、１１  第１主面、１３  第３主面、１４  第４主面（面）、２０  炭化珪素層、２１  バッファ層、３０  第２主面、３１  第１部分、３２  第２部分、３３  第３部分、３４，４４  基底面転位、３７，４７  仮想線、４１  第４部分、４２  第５部分、４３  第６部分、５２  外周領域、５３  中央領域、５４  外縁、１００  炭化珪素エピタキシャル基板、１０１  第１方向、１０２  第２方向、１０３  第３方向、１１１  最大径、１３１  ドリフト領域、１３２  ボディ領域、１３３  ソース領域、１３４  コンタクト領域、１３６  酸化膜、１３７  層間絶縁膜、１３８  配線層、１４１  第１電極、１４２  第２電極、１４３  第３電極、２００  製造装置、２０１  反応室、２０３  発熱体、２０４  石英管、２０５  断熱材、２０６  誘導加熱コイル、２０７  ガス導入口、２０８  ガス排気口、２１０  サセプタプレート、２１１  予備加熱機構、２１２  回転軸、３００  炭化珪素半導体装置。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月30日(2016.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面を有する炭化珪素単結晶基板と、
前記第１主面上の炭化珪素層とを備え、
前記炭化珪素層は、前記炭化珪素単結晶基板と接する面と反対側の第２主面を含み、
前記第２主面は、｛０００１｝面がオフ方向に傾斜した面であり、
前記第２主面の最大径は、１００ｍｍ以上であり、
前記第２主面は、前記第２主面の外縁から３ｍｍ以内の外周領域と、前記外周領域に取り囲まれた中央領域とを有し、
前記中央領域には、前記オフ方向に対して垂直な直線に沿って並ぶ第１ハーフループの第１転位列があり、
前記第１ハーフループは、前記第２主面に露出する一対の貫通刃状転位を含み、
前記中央領域における前記第１転位列の面密度は、１０本／ｃｍ２以下であり、
前記中央領域には、前記オフ方向に対して傾斜する直線に沿って並ぶ第２ハーフループの第２転位列があり、
前記第２ハーフループは、前記第２主面に露出する一対の貫通刃状転位を含み、
前記中央領域おいて、前記第１転位列の面密度は、前記第２転位列の面密度よりも低い、炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項２】
前記最大径は、１５０ｍｍ以上である、請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項３】
前記オフ方向は、＜１１−２０＞方向である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項４】
前記第２主面は、（０００１）面が４°以下傾斜した面である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項５】
前記第２主面は、（０００−１）面が４°以下傾斜した面である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル基板を加工する工程とを備える、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
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