(57)【要約】  ゲート絶縁膜（２０）と炭化珪素層（１１）との界面領域における界面準位密度の小さい炭化珪素半導体装置の製造方法を提供する。４Ｈ−ＳｉＣ基板（１０）の上にエピタキシャル成長層（１１）を成長させた後、イオン注入を行なって、イオン注入層であるｐウェル領域（１２），ソース領域（１３），ｐ＋コンタクト領域（１５）を形成する。その後、熱酸化またはＣＶＤにより、ｐウェル領域（１２），ソース領域（１３），ｐ＋コンタクト領域（１５）の上に、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜（２０）を形成する。そして、酸素および窒素の少なくともいずれか一方を含むガスである，Ｎ２Ｏを含むガスを用いてプラズマを発生させて、ゲート絶縁膜（２０）をプラズマに曝す。
2007086196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された炭化珪素層（１１）の上に、ゲート絶縁膜となる酸化膜（２０）を形成する酸化膜形成工程と、
前記酸化膜形成工程の後で、前記酸化膜（２０）を、窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスを用いて発生させたプラズマに暴露するプラズマ曝露工程と
を備える、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ曝露工程では、前記窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスとして、窒素分子を含むガス，酸素分子を含むガス，およびオゾンを含むガスから選ばれる少なくとも１つのガスを用いる、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ曝露工程では、前記窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスとして、窒素元素および酸素元素を含むガスを用いる、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ曝露工程では、前記窒素元素および酸素元素を含むガスとして、一酸化二窒素を含むガス，および窒素酸化物を含むガスから選ばれる少なくとも１つのガスを用いる、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
前記酸化膜形成工程では、前記炭化珪素層を、少なくとも酸素元素を含む雰囲気中で加熱することにより、前記酸化膜（２０）としてシリコン酸化膜を形成する、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記酸化膜形成工程では、１２５０℃以上で１４００℃以下の温度で熱酸化を行なう、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
前記酸化膜形成工程では、化学気相成長法により、前記酸化膜（２０）を形成する、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
前記酸化膜形成工程の前に、前記炭化珪素層（１２）を化学機械研磨法により研磨する工程をさらに備える、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】
本発明は、界面準位密度の低いゲート絶縁膜を有するＭＯＳＦＥＴなどの炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
珪素（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）とが１：１の成分比で結合してなる炭化珪素基板（ＳｉＣ基板）を用いて形成されるトランジスタ，ダイオードなどの半導体装置は、パワーデバイスとしての実用化が期待されている。炭化珪素はワイドバンドギャップ半導体であることから、絶縁破壊電界がシリコンよりも１桁高いので、ｐｎ接合部やショットキー接合部における空乏層を薄くしても高い逆耐圧を維持することができる。そこで、炭化珪素基板を用いると、デバイスの厚さを薄く、ドーピング濃度を高めることができるため、オン抵抗が低く、高耐圧，低損失のパワーデバイスの実現が期待されている。ここで、炭化珪素基板には、炭化珪素結晶又は炭化珪素とは異なる材料からなる基板上に、炭化珪素結晶層をエピタキシャル成長させたものすべてを含むものとする。【０００３】
ところで、炭化珪素基板を用いたＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ）は、シリコン基板を用いたＭＯＳＦＥＴに比べ、ゲート絶縁膜であるシリコン酸化膜の特性がよくないという短所がある。本来的に、炭化珪素基板上の熱酸化膜には炭素が多く残留するため、Ｃ−Ｃ結合や未結合手（ダングリングボンド）が存在する結果、炭化珪素層の熱酸化膜との界面領域における界面準位密度が高いからである。【０００４】
上記の点に関し、たとえば特表２００４−５１１１０１号公報（特許文献１）では、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）中で炭化珪素層を酸化すること、Ｎ２Ｏ雰囲気中で当該炭化珪素層上の酸化物層をアニーリングすることにより、酸化物層と炭化珪素層との間の界面領域における界面準位密度の低減を図っている。
【特許文献１】特表２００４−５１１１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によると、Ｎ２Ｏ中でのアニールにより熱分解して発生する一酸化窒素（ＮＯ）が、酸化膜（酸化物層）と半導体層との界面領域に存在するＳｉ，Ｃの未結合手を不活性化するので、電子のトラップとなる界面準位が低減され、キャリア移動度が向上することになる。しかしながら、特許文献１の技術は、Ｎ２ＯとＳｉＣとを１１００℃以上の温度で反応させる必要があるため、アニール炉の昇温，降温に時間を要しスループットがよくないこと、ウエハ内温度の均一性を維持することが困難である、などの不具合がある。【０００６】
本発明の目的は、高いスループットにより界面準位密度の小さい炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法は、基板上に形成された炭化珪素層の上に、ゲート絶縁膜となる酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、酸化膜形成工程の後で、前記酸化膜を、窒素元素（Ｎ）および酸素元素（Ｏ）の少なくともいずれか一方を含むガスを用いて発生させたプラズマに暴露するプラズマ曝露工程とを備えている。【０００８】
この方法により、Ｎ原子による未結合手（ダングリングボンド）の不活性化や、Ｏ原子によるＣ−Ｃ結合の分断などの作用が生じるので、比較的低温の処理によって酸化膜と炭化珪素層との間の界面領域の界面準位密度を低減することができる。しかも、アニール処理に比べてプラズマ曝露工程ではウエハ内のプラズマ処理の均一性が高いので、界面準位密度のばらつきも小さくなる。従って、ＭＯＳＦＥＴなどのチャネル移動度の向上やリーク電流の低減に加えて、ＭＯＳＦＥＴなどの閾値電圧のばらつきも小さくなる。さらに、プラズマ曝露工程は比較的低温で行なうことができるので、スループットも高くなる。【０００９】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において、プラズマ曝露工程では、窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスとして、窒素分子（Ｎ２）を含むガス，酸素分子（Ｏ２）を含むガス，およびオゾン（Ｏ３）を含むガスから選ばれる少なくとも１つのガスを用いることが好ましい。また、窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスとして、窒素元素および酸素元素を含むガスを用いることが好ましい。また、窒素元素および酸素元素を含むガスとして、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）を含むガス，および窒素酸化物（ＮＯｘ）を含むガスから選ばれる少なくとも１つのガスを用いることが好ましい。【００１０】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において、酸化膜形成工程では、炭化珪素層を、少なくとも酸素元素を含む雰囲気中で加熱することにより、酸化膜としてシリコン酸化膜を形成することが好ましい。ゲート絶縁膜を形成する際には、炭化珪素層を、少なくとも酸素元素を含む雰囲気中で高温に加熱する熱酸化を行なって、シリコン酸化膜を形成することにより、下地の炭化珪素層の結晶状態に関する情報がシリコン酸化膜に引き継がれるので、下地とのなじみのよいゲート絶縁膜が得られる。その場合、熱酸化処理の温度は、１２５０℃以上で１４００℃以下であることが好ましい。【００１１】
酸化膜形成工程では、化学気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）により、酸化膜を形成することが好ましい。ゲート絶縁膜を形成する際には、ＣＶＤ法により酸化膜を形成することにより、下地の炭化珪素層との間の界面領域における界面準位密度が比較的小さいゲート絶縁膜が得られる。【００１２】
酸化膜形成工程の前に、炭化珪素層を化学機械研磨（Chemical Mechanical Planarization：ＣＭＰ）法により研磨する工程をさらに備えていることが好ましい。ゲート絶縁膜を形成する前に、炭化珪素層をＣＭＰ法により研磨することにより、界面準位密度の分布が均一化されて、閾値電圧のばらつきの小さい炭化珪素半導体装置が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法により、ゲート絶縁膜と炭化珪素層との界面領域における界面準位密度の小さい、炭化珪素半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態におけるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。
【図２】実施の形態におけるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。
【図３】実施の形態におけるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。
【図４】実施の形態におけるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。
【図５】実施の形態におけるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施の形態におけるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。
【図７】実施の形態において用いたプラズマ装置の構造を概略的に示す斜視図である。
【図８】プラズマ処理の有無によるチャネル移動度のゲート電圧依存性の相違を示すデータである。
【符号の説明】
【００１５】
１０  ４Ｈ−ＳｉＣ基板、１１  エピタキシャル成長層、１２  ｐウェル領域、１２ａ  チャネル領域、１３  ソース領域、１５  ｐ＋コンタクト領域、１７  カーボンキャップ、１８  犠牲酸化膜、２０  ゲート絶縁膜、２１  ソース電極、２２  ゲート電極、２３  ドレイン電極、５０  プラズマ装置、５１  チャンバー、５２  トンネル、５３  上部電極、５４  下部電極、６１  ウエハ、６２  ウエハ台。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態）
図１〜図６は、実施の形態における炭化珪素半導体装置であるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。図１〜図６には、縦型ＭＯＳＦＥＴの一部である２つのトランジスタセルしか表示されていないが、多数のトランジスタセルが集合して１つの縦型ＭＯＳＦＥＴが構成されている。【００１７】
図１に示す工程で、たとえば、抵抗率が０．０２Ωｃｍ、厚みが４００μｍで、［１１−２０］方向に約８°オフさせた（０００１）面を主面とするｎ型の４Ｈ（Hexagonal）−ＳｉＣ（４は１周期の積層数）基板１０を準備する。そして、in-situ（その場）ドープを伴うＣＶＤエピタキシャル成長法を用いて、４Ｈ−ＳｉＣ基板１０の上に、たとえば、濃度が約５×１０15ｃｍ-3のｎ型ドーパントを含み、厚みが約１０μｍのエピタキシャル成長層１１を成長させる。エピタキシャル成長直後におけるエピタキシャル成長層１１の最表面の平均表面粗さＲａは、たとえば約０．２ｎｍ〜０．３ｎｍである。なお、本明細書中においては、個別方位を［］、個別面を（）でそれぞれ示している。【００１８】
次に、図２に示す工程で、イオン注入法を用いて、エピタキシャル成長層１１の表面部の一部に、たとえば、濃度約１×１０17ｃｍ-3のｐ型ドーパントを含み、厚み（深さ）が約１．０μｍのｐウェル領域１２を形成する。さらに、イオン注入法を用いて、ｐウェル領域１２の表面部の各一部に、たとえば濃度が１×１０19ｃｍ-3のｎ型ドーパントを含み、厚み（深さ）が約０．３μｍのソース領域１３と、たとえば濃度が５×１０19ｃｍ-3のｐ型ドーパントを含み、厚み（深さ）が約０．３μｍのｐ＋コンタクト領域１５とを形成する。なお、イオン注入時の４Ｈ−ＳｉＣ基板１０およびエピタキシャル成長層１１の温度は、たとえば、すべて５００℃である。その後、コロイダルシリカを主成分として含む研磨液を用いて、ＣＭＰ（化学機械研磨）を行ない、基板の表面部を、たとえば１ｎｍ〜５ｎｍ程度除去する。ＣＭＰ直後におけるエピタキシャル成長層１１の最表面の平均表面粗さＲａは、たとえば約０．１ｎｍ〜０．５ｎｍである。なお、図示しないが、この工程の後、熱酸化法によって基板上に犠牲酸化膜を形成した後、犠牲酸化膜を除去してから、次の工程に進む手順を踏むのが一般的である。【００１９】
次に、図３に示す工程で、たとえば、熱酸化法により、４Ｈ−ＳｉＣ基板１０上に、厚みが約５０ｎｍのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２０を形成する。このとき、少なくとも酸素元素（Ｏ）を含む雰囲気中で高温に加熱することにより、ゲート絶縁膜２０を形成することが好ましい。酸素元素を含むガスとして、たとえばＯ2，Ｏ3，Ｎ２Ｏなどを用いることができる。酸素元素を含む雰囲気中で加熱することによって、スパッタリング法やＣＶＤ法で成膜したものより高品質な酸化膜を得ることができる。また、高温として、１２５０℃以上１４００℃以下の高温で行なうことが好ましい。１２５０℃以上の高温で行なうことにより、ゲート絶縁膜２０とエピタキシャル成長層１１内の各層（特にｐウェル領域１２）との間の界面における界面準位密度を低減することができる。１４００℃以下の高温で行なうことによって、エピタキシャル成長層１１内の各層の表面のラフネスを抑制することができる。また、酸素元素および窒素元素を含む雰囲気中で熱酸化を行なうことによっても、ゲート絶縁膜２０とエピタキシャル成長層１１内の各層（特にｐウェル領域１２）との間の界面における界面準位密度を低減することができる。このように、窒素元素および酸素元素を含むガス（たとえばＮ２Ｏ，ＮＯなど）を用いることにより、酸素元素のみの酸化に比べて、以下の作用効果が得られる。すなわち、界面準位の起源である残留カーボンが窒化されて、パッシベーション機能が生じるので、より低い界面準位密度を達成することができる。【００２０】
なお、熱酸化法に代えて、たとえばＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition）を用いてもよい。ＣＶＤ法では、下地の炭化珪素層をほとんど変化させないので、下地の炭化珪素層との間の界面領域における界面準位密度が比較的小さいゲート絶縁膜２０が得られる。したがって、界面準位密度の低減効果という点に限ると、ＣＶＤ法を用いる方が好ましい。【００２１】
次に、図４に示す工程で、バレル型のプラズマ装置を用い、窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスを用いてプラズマを発生させて、ゲート絶縁膜２０のプラズマ処理を行なう（プラズマ曝露工程）。プラズマ曝露工程では、窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスとして、たとえば、Ｎ２を含むガス，Ｏ２を含むガス，およびＯ３を含むガスから選ばれる少なくとも１つのガスを用いる。これにより、エピタキシャル成長層１１内の各層と酸化膜との界面に残留するカーボンをパッシベーションもしくは除去（脱離）させることができる。また、窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスとして、たとえば、窒素元素および酸素元素を含むガスを用いる。これによっても、同様にエピタキシャル成長層１１内の各層と酸化膜との界面に残留するカーボンをパッシベーションもしくは除去（脱離）させることができる。また、窒素元素および酸素元素を含むガスとして、たとえば、Ｎ２Ｏを含むガス，およびＮＯｘを含むガスから選ばれる少なくとも１つのガスを用いる。これによっても、同様にエピタキシャル成長層１１内の各層と酸化膜との界面に残留するカーボンをパッシベーションもしくは除去（脱離）させることができる。また、窒素元素および酸素元素を含むガスを用いる場合には、たとえば、窒素元素および酸素元素の分圧（比率）を１：１とすることができる。【００２２】
なお、プラズマ曝露工程では、窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスを用いてプラズマを発生すれば、特に限定されない。窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスに、たとえば、水素などをさらに含んでいてもよい。【００２３】
図７は、実施の形態において用いたプラズマ装置５０の構造を概略的に示す斜視図である。プラズマ装置５０は、石英管などからなるチャンバー５１と、チャンバー５１内に設置されたアルミメッシュ管などからなるトンネル５２と、チャンバー５１の天井部に取り付けられた上部電極５３と、チャンバー５１の底部に取り付けられた下部電極５４とを備えている。上部電極５３は、マッチングユニット５５を介在させて高周波電源に接続されており、下部電極５４は接地に接続されている。また、トンネル５２内には、ウエハ台６２上に立てられた複数枚のウエハ６１が配置される。【００２４】
本実施の形態においては、たとえば、チャンバー５１内に、窒素ガスによってＮ２Ｏを濃度１０体積％程度に希釈したガスを流しながら、電力３００Ｗ，周波数１３．５６ＭＨｚの条件で、プラズマを発生させる。たとえば、チャンバー５１内の温度は約１００℃で、プラズマに曝す時間は、約６０分である。【００２５】
次に、図５に示す工程で、ゲート絶縁膜２０のうちソース領域１３及びｐ＋コンタクト領域１５の上方に位置する部分を開口した後、たとえばリフトオフ法などを用いて、ゲート絶縁膜２０を開口した領域の上に、厚みが約０．１μｍのニッケル（Ｎｉ）膜からなるソース電極２１を形成する。
次に、図６に示す工程で、たとえば、アルゴン（Ａｒ）雰囲気中，９７５℃，２分間の条件で熱処理を行なうことにより、ソース電極２１及びドレイン電極２３を構成するＮｉと下地層（ソース領域１３，ｐ＋コンタクト領域１５及び４Ｈ−ＳｉＣ基板１０）を構成する炭化珪素との接触状態を、ショットキー接触からオーミック接触へと変化させる。その後、ゲート絶縁膜２０の上にソース電極２１とは離間した位置に、Ａｌからなるゲート電極２２を形成する。【００２６】
以上の製造工程により、パワーデバイスとして機能するｎチャネル型の縦型ＭＯＳＦＥＴが形成される。この縦型ＭＯＳＦＥＴにおいて、ｐウェル領域１２の最上部であって、ゲート絶縁膜２０を挟んでゲート電極２２の下方に位置する領域がチャネル領域１２ａとして機能する。そして、オン時には、ドレイン電極２３から供給される電流が、４Ｈ−ＳｉＣ基板１０からエピタキシャル成長層１１の最上部まで縦方向に流れた後、ｐウェル領域１２の最上部のチャネル領域１２ａを経て、ソース領域１３に達することになる。そのとき、チャネル領域１２ａにおいては、キャリアである電子がソース領域１３からエピタキシャル成長層１１の最上部に向かって走行する。このチャネル領域１２ａにおける電子の移動度が、チャネル移動度である。【００２７】
本実施の形態の図３に示すゲート酸化膜の形成工程では、エピタキシャル成長層１１（ＳｉＣ層）中のＣ原子がＯ原子との結合によってＣＯもしくはＣＯ2が揮発する一方、Ｓｉ原子がＯ原子と結合してシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）が形成される。その際、Ｓｉ層表面における熱酸化とは異なり、ＳｉＣ層表面の熱酸化処理では、多くのＣ原子が残留している。そのため、ゲート酸化膜と炭化珪素層との間の界面領域には、Ｓｉ，Ｃの未結合手（ダングリングボンド）やＣ原子同士の結合であるＣ−Ｃ結合が多く存在する。その結果、ゲート酸化膜と炭化珪素層との間の界面付近の領域に多くの界面準位密度が存在することになる。【００２８】
ここで、酸素元素を含むガスを用いて発生させたプラズマにゲート絶縁膜２０を曝すことにより、Ｏ原子によるＣ−Ｃ結合の分断作用が生じる。また、窒素を含むガスを用いて発生させたプラズマにゲート絶縁膜２０を曝すことにより、Ｓｉ，Ｃの未結合手の不活性化作用（終端作用）が生じる。上記いずれかの作用により、ゲート絶縁膜２０とチャネル領域１２ａとの間の界面領域における界面準位密度が低減する。その結果、ＭＯＳＦＥＴのチャネル移動度が向上し、リーク電流も低減する。特に、本実施の形態では、酸素および窒素を含むガスである，Ｎ2０を含むガスを用いて発生させたプラズマにゲート絶縁膜を曝しているので、Ｃ−Ｃ結合の分断作用と未結合手の不活性化作用との双方が生じ、界面密度の低減作用がより顕著に生じることになる。【００２９】
図８は、プラズマ処理の有無によるチャネル移動度のゲート電圧依存性の相違を示すデータである。図８におけるデータ曲線Ｌ１，Ｌ２は、それぞれ順に、ゲート絶縁膜形成後にプラズマ処理（このサンプルの場合にはＮ2プラズマ処理）を行なったＭＯＳＦＥＴサンプル（ゲート絶縁膜の厚み６０ｎｍ）と、Ｏ2雰囲気で熱酸化を行なってゲート絶縁膜を形成しただけのＭＯＳＦＥＴサンプル（ゲート絶縁膜の厚み６０ｎｍ）とにおける、チャネル移動度を示している。ここで、ＭＯＳＦＥＴサンプルの製造は、前述の図１〜図６に示す工程で記載した条件で行なった。但し、エピタキシャル成長層１１の平均表面粗さＲａは１０ｎｍ、ＣＭＰ直後におけるエピタキシャル成長層１１の最表面の平均表面粗さＲａは０．５ｎｍ、ゲート絶縁膜２０の形成は酸素元素を含むガスとしてＯ2を用いて１３００℃での熱酸化法、プラズマ曝露工程では窒素ガスによってＮ2Ｏを濃度１０体積％に希釈したガスを用いた。同図に示すように、プラズマ処理を行なうことにより、チャネル移動度が顕著に向上していることがわかる。【００３０】
しかも、図４に示すプラズマ処理工程においては、処理温度は１００℃程度であって、特許文献１の技術のごとく、１１００℃程度の高温処理は不要であるので、スループットも高く維持できる。【００３１】
また、特許文献１の技術では、１１００℃程度の高温で処理することから、ウエハ内の温度分布を均一に維持することが困難であるので、界面準位密度のウエハ内におけるばらつきが大きくなる。それに対し、本発明では、ウエハ内のプラズマによる処理の均一化を図ることが比較的容易であるので、ウエハ内における界面準位密度の均一性も高くなるので、ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧のばらつきを小さくすることができる。【００３２】
なお、図８に示すデータ曲線Ｌ１，Ｌ２については、ドレイン電圧０．１Ｖ印加時のゲート電圧とドレイン電流との特性から、相互コンダクタンスを計算し、さらに電界効果移動度を求めて、グラフ化した。【００３３】
本実施の形態のＭＯＳＦＥＴの製造工程においては、プラズマ処理を行なう際の雰囲気をＮ2Ｏを含むガスとしたが、窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスを用いることにより、ゲート絶縁膜２０とエピタキシャル成長層１１との間の界面領域に存在する界面準位密度を低減することができ、本発明の効果を奏することができる。窒素元素および酸素元素の少なくともいずれか一方を含むガスとして、具体的には、たとえば、Ｎ2を含むガス、Ｏ2又はＯ3を含むガス、ＮＯｘを含むガス、窒素元素および酸素元素を含むガスなどがある。これらのガスを用いることにより、酸素元素および窒素元素の少なくともいずれか一方を含むプラズマを発生させることができる。【００３４】
また、プラズマ発生装置としては、平行平板型のプラズマ発生装置に比べると、バレル型のプラズマ発生装置の方がゲート絶縁膜などに与えるダメージが少ない点で、有利である。また、ＩＣＰ（Inductively  Coupled  Plasma：誘導結合プラズマ）を用いても、ダメージを抑制することができる。【００３５】
また、図２に示す工程においては、１２５０℃以上１４００℃以下の温度で熱酸化を行なうことが好ましい。高温であるほど、界面準位密度を低減する効果が大きいからである。その際、雰囲気としては、Ｏ2を含む雰囲気、ＮＯ2を含む雰囲気、Ｎ2Ｏを含む雰囲気などを選択して用いることができる。【００３６】
（他の実施の形態）
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。【００３７】
上記実施の形態では、本発明の炭化珪素半導体装置をＭＯＳＦＥＴ（ＤＭＯＳＦＥＴ）に適用した例について説明したが、本発明の炭化珪素半導体装置は、ＶＭＯＳＦＥＴ，ＵＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴなどにも適用することができる。【００３８】
また、上記実施の形態では、本発明を反転型ＭＯＳＦＥＴに適用した例について説明したが、本発明は蓄積型ＭＯＳＦＥＴにも適用することができる。また、上記実施の形態では、本発明を縦型ＭＯＳＦＥＴに適用した例について説明したが、本発明は横型ＭＯＳＦＥＴにも適用することができる。その場合、エピタキシャル成長層の表面部において、チャネル領域を挟んでソース領域に対向するドレイン領域が形成されることになる。【００３９】
本発明における基板は、４Ｈ−ＳｉＣ基板に限定されるものではなく、６Ｈ−ＳｉＣ基板（１周期の積層数が６）等、４Ｈポリタイプとは異なるポリタイプのＳｉＣ基板や、Ｓｉ基板など、ＳｉＣ基板とは異なる材質の基板であってもよい。たとえば、Ｓｉ基板上にヘテロエピタキシャル成長された３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル成長層を用いた炭化珪素半導体装置においても、本発明を適用することにより、閾値電圧のばらつきの小さいＭＯＳＦＥＴや、高耐圧のショットキーダイオードを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の炭化珪素半導体装置は、パワーデバイスや高周波デバイスとして用いられるＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴなどに利用することができる。
【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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【国際調査報告】
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