(57)【要約】【課題】支持基板の固定を強固に行うことができる、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１００の製造方法は以下の工程を有する。第１の主表面２と第２の主表面３とを有する炭化珪素基板１が準備される。炭化珪素基板１の第１の主表面２にイオンを注入することにより、第１の主表面２から所定の深さにイオン注入層４が形成される。中間層６を介して炭化珪素基板１と支持基板７とが接合される。イオン注入層４を境界として、炭化珪素基板１を、中間層６を介して支持基板７に接合された第１の層８と第２の主表面３を有する第２の層９とに分離することで、第２の層９が取り除かれる。第１の層８の上に炭化珪素層１２が形成される。支持基板７が化学的エッチングにより除去される。【選択図】図２
2013118246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主表面と前記第１の主表面と反対の第２の主表面とを有する少なくとも１つの炭化珪素基板を準備する工程と、
前記少なくとも１つの炭化珪素基板の前記第１の主表面にイオンを注入することにより、前記第１の主表面から所定の深さにイオン注入層を形成する工程と、
前記イオン注入層を形成する工程の後に、前記少なくとも１つの炭化珪素基板の前記第１の主表面と、支持基板の表面との少なくとも一方に中間層を形成する工程と、
前記中間層を介して前記少なくとも１つの炭化珪素基板と前記支持基板とを接合する工程と、
前記イオン注入層を境界として、前記少なくとも１つの炭化珪素基板を、前記中間層を介して前記支持基板に接合された第１の層と前記第２の主表面を有する第２の層とに分離することで、前記第２の層を取り除く工程と、
前記第１の層の上に炭化珪素層を形成する工程と、
前記支持基板を化学的エッチングにより除去する工程とを備えた、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記中間層を形成する工程の後に、前記中間層の表面を化学的に活性化させる工程をさらに備えた、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】
前記少なくとも１つの炭化珪素基板は、複数の炭化珪素基板を含む、請求項１または２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記中間層は、前記炭化珪素層を形成する工程で使用する温度において接合力を保持することができる材料からなる、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】
前記支持基板の熱膨張係数を前記炭化珪素基板の熱膨張係数で除した比が、０．８以上、１．２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の層の前記第１の主表面と反対の第３の主表面の少なくとも一部は、面方位｛０−３３−８｝を有する、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法に関し、より特定的には、支持基板を用いた炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンに比べて高い耐圧性、キャリア移動度などを有する炭化珪素はパワーデバイス用の基板としての利用が期待されている。しかしながら、高品質で大口径の炭化珪素基板を得ることが困難であった。
【０００３】
大口径のエピタキシャル基板を製造する方法は、たとえば特開２００３−６８５９２号公報（特許文献１）に記載されている。この方法によれば、イオン注入層が形成された複数の小口径の結晶基板が、一つの大口径の支持基板上に直接接合により固定される。その後、複数の小口径の結晶基板の一部が分離され、残った複数の小口径の結晶基板上にエピタキシャル膜が形成されることで、実質的に大面積化したエピタキシャル基板が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６８５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の方法では、支持基板の固定が十分に強固に行われないことがあった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、支持基板の固定を強固に行うことができる、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】
【０００７】
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する。第１の主表面と第１の主表面と反対の第２の主表面とを有する少なくとも１つの炭化珪素基板が準備される。少なくとも１つの炭化珪素基板の第１の主表面にイオンを注入することにより、第１の主表面から所定の深さにイオン注入層が形成される。イオン注入層を形成する工程の後に、少なくとも１つの炭化珪素基板の第１の主表面と、支持基板の表面との少なくとも一方に中間層が形成される。中間層を介して少なくとも１つの炭化珪素基板と支持基板とが接合される。イオン注入層を境界として、少なくとも１つの炭化珪素基板を、中間層を介して支持基板に接合された第１の層と第２の主表面を有する第２の層とに分離することで、第２の層が取り除かれる。第１の層の上に炭化珪素層が形成される。支持基板が化学的エッチングにより除去される。
【０００８】
本発明に係る炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、中間層を介して少なくとも１つの炭化珪素基板と支持基板とが接合される。これにより、少なくとも１つの炭化珪素基板と支持基板とが強固に接合される。
【０００９】
上記の炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、中間層を形成する工程の後に、中間層の表面を化学的に活性化させる工程をさらに有する。これにより、少なくとも１つの炭化珪素基板と支持基板とがより強固に接合される。
【００１０】
上記の炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、少なくとも１つの炭化珪素基板は、複数の炭化珪素基板を含む。
【００１１】
これにより、大きな炭化珪素基板を得ることができる。よって炭化珪素半導体装置をより効率的に製造することができる。
【００１２】
上記の炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、中間層は、炭化珪素層を形成する工程で使用する温度において接合力を保持することができる材料からなる。
【００１３】
これにより、第１の層が支持基板に固定された状態で、第１の層上に炭化珪素層を形成することができる。
【００１４】
上記の炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、支持基板の熱膨張係数を炭化珪素基板の熱膨張係数で除した比が、０．８以上、１．２以下である。これにより、熱膨張係数の差異に起因した応力の発生を抑制することができる。
【００１５】
上記の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の層の第１の主表面と反対の第３の主表面の少なくとも一部は、面方位｛０−３３−８｝を有する。
【００１６】
これにより、第３の主表面に沿ったキャリア移動度が大きくなる。よって、低い特性オン抵抗を有する炭化珪素半導体装置が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、支持基板の固定を強固に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態における炭化珪素半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけ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３】本発明の一実施の形態におけ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４】本発明の一実施の形態におけ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５】本発明の一実施の形態におけ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６】本発明の一実施の形態におけ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７】本発明の一実施の形態におけ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８】図７における領域ＶＩＩＩの拡大模式図である。
【図９】本発明の一実施の形態におけ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１０】本発明の一実施の形態におけ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１１】本発明の一実施の形態におけ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１２】本発明の一実施の形態におけ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１３】本発明の一実施の形態におけ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１４】第１の層の面方位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おける炭化珪素半導体装置の製造方法の第２の工程の変形例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おける炭化珪素半導体装置の製造方法の第３の工程の変形例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おける炭化珪素半導体装置の製造方法の第２の工程の変形例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おける炭化珪素半導体装置の製造方法の第３の工程の変形例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】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。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、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。また角度の記載には、全方位角を３６０度とする系を用いている。
【００２０】
図１を参照して、本実施の形態の炭化珪素半導体装置１００は、縦型ＤｉＭＯＳＦＥＴ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、第１の層８、バッファ層１２１、耐圧保持層１２２、ｐ領域１２３、ｎ+領域１２４、ｐ+領域１２５、酸化膜１２６、ソース電極１１１、上部ソース電極１２７、ゲート電極１１０、およびドレイン電極１１２を有する。炭化珪素半導体装置１００の平面形状（図１の上方向から見た形状）は、たとえば、２ｍｍ以上の長さの辺からなる長方形または正方形である。
【００２１】
ドレイン電極１１２は第１の層８の図中下側に設けられ、またバッファ層１２１は第１の層８の図中上側に設けられている。バッファ層１２１は、ｎ型の導電型を有する。バッファ層１２１におけるｎ型の導電性不純物の濃度は、たとえば５×１０17ｃｍ-3である。またバッファ層１２１の厚さは、たとえば０．５μｍである。
【００２２】
耐圧保持層１２２は、バッファ層１２１上に形成されており、また導電型がｎ型の炭化珪素からなる。たとえば、耐圧保持層１２２の厚さは１０μｍであり、そのｎ型の導電性不純物の濃度は５×１０15ｃｍ-3である。
【００２３】
この耐圧保持層１２２の表面には、導電型がｐ型である複数のｐ領域１２３が互いに間隔を隔てて形成されている。ｐ領域１２３の内部において、ｐ領域１２３の表面層にｎ+領域１２４が形成されている。また、このｎ+領域１２４に隣接する位置には、ｐ+領域１２５が形成されている。複数のｐ領域１２３の間から露出する耐圧保持層１２２上には酸化膜１２６が形成されている。具体的には、酸化膜１２６は、一方のｐ領域１２３におけるｎ+領域１２４上から、ｐ領域１２３、２つのｐ領域１２３の間において露出する耐圧保持層１２２、他方のｐ領域１２３および当該他方のｐ領域１２３におけるｎ+領域１２４上にまで延在するように形成されている。酸化膜１２６上にはゲート電極１１０が形成されている。また、ｎ+領域１２４およびｐ+領域１２５上にはソース電極１１１が形成されている。このソース電極１１１上には上部ソース電極１２７が形成されている。
【００２４】
次に、本実施の形態の炭化珪素半導体装置１００の製造方法について説明する。
図３を参照して、炭化珪素基板準備工程（ステップＳ１０：図２）にて、複数の炭化珪素基板１が準備される。炭化珪素基板１の導電型はたとえばｎ型である。本実施の形態では、複数の炭化珪素基板１が準備されるが、少なくとも１つ以上の炭化珪素基板１であればよく、たとえば１つの炭化珪素基板１が準備されてもよい。炭化珪素基板１は、第１の主表面２と、第１の主表面２の反対側の面である第２の主表面３とを有する。炭化珪素基板１は、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶の単結晶構造を有する炭化珪素からなる。
【００２５】
次に、イオン注入層形成工程（ステップＳ２０：図２）により、イオン注入層４が形成される。具体的には、炭化珪素基板１の一方の面（第１の主表面２）に水素イオン５が注入される。水素イオン５注入のイオンエネルギーは、１００ｋｅＶ〜５ＭｅＶ程度の範囲で選択が可能である。水素イオン５のドーズ量は、たとえば、１×１０16ｃｍ-2〜１×１０19ｃｍ-2程度である。より好ましくは、水素イオン５のドーズ量は、１×１０17ｃｍ-2〜１×１０18ｃｍ-2程度である。これにより、炭化珪素基板１の内部であって、第１の主表面２から所定の深さ（たとえば０．１μｍ〜０．５μｍ）の位置にイオン注入層４が形成される。
【００２６】
図４に示すように、たとえば中間層６が複数の炭化珪素基板１と支持基板７との両方の基板の表面に成膜される。具体的には、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜からなる第１の中間層６ｂが、複数の炭化珪素基板１の各々の第１の主表面２にスパッタリング法により成膜され、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜からなる第２の中間層６ａが、支持基板７の表面にスパッタリング法により成膜される。中間層６の材料として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の他に、たとえばタンタルカーバイト（ＴａＣ）や窒化チタン（ＴｉＮ）などの金属化合物が利用可能である。
【００２７】
また、支持基板７としては、たとえばモリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などが利用可能である。支持基板７に求められる特性としては、支持基板７の熱膨張率が炭化珪素基板１の熱膨張率と近いことである。好ましくは、支持基板７の熱膨張係数を炭化珪素基板１の熱膨張係数で除した比は０．８以上１．２以下である。
【００２８】
炭化珪素、モリブデンおよびタングステンの熱膨張係数は、それぞれ４．７×１０-6（１／Ｋ）、５．１×１０-6（１／Ｋ）および４．５×１０-6（１／Ｋ）である。たとえば、支持基板７としてモリブデンが用いられる場合、モリブデンの熱膨張係数を炭化珪素の熱膨張係数で除した比は１．１程度である。
【００２９】
また、支持基板７に中間層６を介して炭化珪素基板１を固定した状態でデバイス作成プロセスを実施する場合、支持基板７および中間層６はたとえば１５００℃程度の温度環境に曝される。よって、支持基板７および中間層６は１５００℃以上の耐熱性を有することが好ましい。より好ましくは、支持基板７および中間層６の融点が２０００℃以上である。なお、モリブデンおよびタングステンの融点は、それぞれ２６２２℃および３３８２℃である。また、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタルカーバイト（ＴａＣ）および窒化チタン（ＴｉＮ）の融点は、それぞれ２２００℃、３３８０℃および２９５０℃である。上記のように中間層６の融点が炭化珪素の形成温度よりも高ければ、炭化珪素を形成する工程で使用する温度においても接合力を保持することができる。
【００３０】
その後、中間層６の表面を化学的に活性化させる。具体的には、複数の炭化珪素基板１上に形成された第１の中間層６ｂおよび支持基板７上に形成された第２の中間層６ａに対してＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing）処理またはエッチング処理がなされる。
【００３１】
本実施の形態では、炭化珪素基板１および支持基板７の両方に中間層６を形成する場合を示したが、中間層６は、少なくとも１つの炭化珪素基板１の第１の主表面２と支持基板７の表面との少なくとも一方に形成されていればよい。たとえば図１５に示すように、支持基板７にのみ中間層６を形成し、炭化珪素基板１に中間層６を形成しなくてもよい。この場合、たとえば中間層６にＣＭＰ処理がなされた後、炭化珪素基板１を支持基板７に形成された中間層６に圧着することで、炭化珪素基板１は中間層６を介して支持基板７に固定される（図１６）。また、図１７に示すように、炭化珪素基板１の第１の主表面２にのみ中間層６を形成し、支持基板７に中間層６を形成しなくてもよい。この場合、たとえば中間層６にＣＭＰ処理がなされた後、炭化珪素基板１に形成された中間層６を支持基板７の表面に圧着することにより、炭化珪素基板１は中間層６を介して支持基板７に固定される（図１８）。
【００３２】
図５を参照して、中間層６を介して炭化珪素基板１を支持基板７に接合する工程（ステップＳ３０：図２）が実施される。具体的には、第２の中間層６ａと第１の中間層６ｂとを接触させて接着することにより、炭化珪素基板１の第１の主表面２と支持基板７の表面とが中間層６を介して接合される。具体的には、第２の中間層６ａが形成された炭化珪素基板１の第１の主表面２と第１の中間層６ｂが形成された支持基板７の表面とが対向するように配置される。炭化珪素基板１に形成された第２の中間層６ａを支持基板７に形成された第１の中間層６ｂに、たとえば圧着することにより炭化珪素基板１と支持基板７は中間層６を介して接合される。このようにして、複数の炭化珪素基板１の各々が支持基板７に貼り合わされる。なお、複数の炭化珪素基板１の各々を支持基板７の表面上に中間層６を介して搭載する際、なるべく炭化珪素基板１間の距離が短くなるように複数の炭化珪素基板１が支持基板７上に並べられる。好ましくは、複数の炭化珪素基板１が隙間なく支持基板７上に並べられる。
【００３３】
図６を参照して、第２の層除去工程（ステップＳ４０：図２）が実施される。具体的には、炭化珪素基板１の温度を上げることによって、炭化珪素基板１の一部（第２の層９）を剥離する。炭化珪素基板１は、イオン注入層４を境界として２つの層に分離される。より詳細には、炭化珪素基板１は、イオン注入層４のイオン注入量が一番多い深さの位置を境界として、中間層６を介して支持基板７に接合されている第１の層８と、中間層６と接していない第２の主表面３を有する第２の層９とに分離される。このようにして、第２の層９が取り除かれる。なお、支持基板７側に残された第１の層８の厚みは、たとえば０．１μｍ〜０．５μｍ程度である。
【００３４】
図７を参照して、炭化珪素層形成工程（ステップＳ５０：図２）が実施される。具体的には、支持基板７に固定されている第１の層８上に炭化珪素層１２がエピタキシャル形成される。これにより、複数の炭化珪素基板１の薄膜（第１の層８）の上に炭化珪素層１２が形成された大口径基板１０が形成される。
図８は、図７に示した領域（ＶＩＩＩ）を拡大した概略模式図である。図８に示すように、第１の層８上に炭化珪素層１２が形成されている。炭化珪素層１２は、たとえばバッファ層１２１と耐圧保持層１２２とを有している。バッファ層１２１は、導電型がｎ型の炭化珪素からなり、たとえば厚さ０．５μｍのエピタキシャル層である。またバッファ層１２１における導電型不純物の濃度は、たとえば５×１０17ｃｍ-3とされる。耐圧保持層１２２の厚さは、たとえば１０μｍとされる。また耐圧保持層１２２におけるｎ型の導電性不純物の濃度は、たとえば５×１０15ｃｍ-3とされる。炭化珪素層１２は、たとえば面方位｛０−３３−８｝を有していてもよい。
【００３５】
図９を参照して、注入工程（ステップＳ６０：図２）により、ｐ領域１２３と、ｎ+領域１２４と、ｐ+領域１２５とが、以下のように形成される。
【００３６】
まずｐ型の導電性不純物が耐圧保持層１２２の一部に選択的に注入されることで、ｐ領域１２３が形成される。次に、ｎ型の導電性不純物を所定の領域に選択的に注入することによってｎ+領域１２４が形成され、またｐ型の導電性不純物を所定の領域に選択的に注入することによってｐ+領域１２５が形成される。なお不純物の選択的な注入は、たとえば酸化膜からなる注入用マスクを用いて行われる。
【００３７】
このような注入工程の後、活性化アニール処理が行われる。たとえば、アルゴン雰囲気中、加熱温度１７００℃で３０分間のアニールが行われる。
【００３８】
図１０を参照して、ゲート絶縁膜形成工程（ステップＳ７０：図２）が行われる。具体的には、耐圧保持層１２２と、ｐ領域１２３と、ｎ+領域１２４と、ｐ+領域１２５との上を覆うように、酸化膜１２６が形成される。この形成はドライ酸化（熱酸化）により行われてもよい。ドライ酸化の条件は、たとえば、加熱温度が１２００℃であり、また加熱時間が３０分である。
【００３９】
その後、窒化処理工程（ステップＳ８０：図２）が行われる。具体的には、一酸化窒素（ＮＯ）雰囲気中でのアニール処理が行われる。この処理の条件は、たとえば加熱温度が１１００℃であり、加熱時間が１２０分である。この結果、耐圧保持層１２２、ｐ領域１２３、ｎ+領域１２４、およびｐ+領域１２５の各々と、酸化膜１２６との界面近傍に、窒素原子が導入される。
【００４０】
なおこの一酸化窒素を用いたアニール工程の後、さらに不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスを用いたアニール処理が行われてもよい。この処理の条件は、たとえば、加熱温度が１１００℃であり、加熱時間が６０分である。
【００４１】
図１１を参照して、電極形成工程（ステップＳ９０：図２）により、ソース電極１１１が、以下のように形成される。
【００４２】
まず酸化膜１２６上に、フォトリソグラフィ法を用いて、パターンを有するレジスト膜が形成される。このレジスト膜をエッチング用マスクとして用いて、酸化膜１２６のうちｎ+領域１２４およびｐ+領域１２５上に位置する部分がエッチングにより除去される。これにより酸化膜１２６に開口部が形成される。次に、この開口部においてｎ+領域１２４およびｐ+領域１２５の各々と接触するように導体膜が形成される。次にレジスト膜を除去することにより、上記導体膜のうちレジスト膜上に位置していた部分の除去（リフトオフ）が行われる。この導体膜は、金属膜であってもよく、たとえばニッケル（Ｎｉ）からなる。このリフトオフの結果、ソース電極１１１が形成される。
【００４３】
なお、ここでアロイ化のための熱処理が行なわれることが好ましい。たとえば、不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスの雰囲気中、加熱温度９５０℃で２分の熱処理が行なわれる。
【００４４】
図１２を参照して、ソース電極１１１上に上部ソース電極１２７が形成される。また、酸化膜１２６上にゲート電極１１０が形成される。
【００４５】
図１３を参照して、支持基板除去工程（ステップＳ１００：図２）が実施される。支持基板７は化学的エッチングにより除去される。具体的には、支持基板７は溶解により除去される。たとえば、支持基板７の材質がモリブデン（Ｍｏ）場合、支持基板７を硝酸により溶解させる。具体的には、３０％の硝酸に３０分程度、支持基板７を浸漬させることにより支持基板７が溶解されて除去される。
【００４６】
次に、中間層６が除去される。中間層６の除去は中間層６を機械加工することにより行われる。具体的には、中間層６を研削することにより、中間層６が除去される。
【００４７】
再び図１を参照して、炭化珪素からなる第１の層８の裏面上にドレイン電極１１２が形成される。
【００４８】
次に、ダイシング工程（ステップＳ１１０：図２）により、ダイシングが行われる。これにより複数の炭化珪素半導体装置１００（図１）が切り出される。
【００４９】
図１４は、第１の層８の図中上側の表面である第３の主表面１６を拡大した概略模式図である。第１の層８の第３の主表面１６（第１の主表面２と反対の面）の少なくとも一部は、面方位｛０−３３−８｝を有していてもよい。具体的には、図１４に示すように、第３の主表面１６は、微視的には、面方位（０−３３−８）を有する面Ｓ１と、面Ｓ１につながりかつ面Ｓ１の面方位と異なる面方位を有する面Ｓ２とが交互に設けられることによって構成された、化学的に安定な面である。ここで「微視的」とは、後述する原子間隔の２倍程度の寸法を少なくとも考慮する程度に詳細に、ということを意味する。好ましくは面Ｓ２は面方位（０−１１−１）を有する。
【００５０】
第３の主表面１６は面Ｓ１および面Ｓ２によって構成されており、平均的には、面方位{０−１１−２｝からの傾きが５°以内の面を有することが好ましく、実質的に面方位{０−１１−２｝を有することがより好ましい。さらに好ましくは、第３の主表面１６は、平均的には、面方位（０−１１−２）からの傾きが５°以内の面を有することが好ましく、実質的に面方位（０−１１−２）を有することがより好ましい。
【００５１】
また、第３の主表面１６は、平均的には、面方位｛０−３３−８｝からの傾きが５°以内の面を有することが好ましく、実質的に面方位｛０−３３−８｝を有することがより好ましい。さらに好ましくは、第３の主表面１６は、平均的には、面方位（０−３３−８）からの傾きが５°以内の面を有することが好ましく、実質的に面方位（０−３３−８）を有することがより好ましい。
【００５２】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の製造方法によれば、中間層６を介して複数の炭化珪素基板１と支持基板７とが接合されることにより、複数の炭化珪素基板１と支持基板７とが強固に接合される。
【００５３】
また、本実施の形態の製造方法は、中間層６を形成する工程の後に、中間層６の表面を化学的に活性化させる工程をさらに有する。これにより、複数の炭化珪素基板１と支持基板７とがより強固に接合される。
【００５４】
さらに、本実施の形態の製造方法は、複数の炭化珪素基板１を支持基板７に並べて配置した後に、その上に炭化珪素層１２を形成することにより大口径の炭化珪素基板を得ることができる。それゆえ、炭化珪素半導体装置１００をより効率的に製造することができる。
【００５５】
さらに、支持基板７がモリブデンからなる場合、支持基板７の熱膨張係数を炭化珪素基板１の熱膨張係数で除した比が、０．８以上、１．２以下である。それゆえ、熱膨張係数の差異に起因した応力の発生を抑制することができる。具体的には、応力により第１の層８が反ったり、ダメージを受けたりすることを抑制することができる。
【００５６】
さらに、第１の層８の第１の主表面２と反対の第３の主表面１６の少なくとも一部は面方位｛０−３３−８｝を有する場合、第３の主表面１６に沿ったキャリア移動度が大きくなる。よって、低い特性オン抵抗を有する炭化珪素半導体装置１００が得られる。
【００５７】
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】
【００５８】
１  炭化珪素基板、２  第１の主表面、３  第２の主表面、４  イオン注入層、５  水素イオン、６  中間層、６ａ  第２の中間層、６ｂ  第１の中間層、７  支持基板、８  第１の層、９  第２の層、１０  大口径基板、１２  炭化珪素層、１６  第３の主表面、１００  炭化珪素半導体装置、１１０  ゲート電極、１１１  ソース電極、１１２  ドレイン電極、１２１  バッファ層、１２２  耐圧保持層、１２３  ｐ領域、１２４  ｎ+領域、１２５  ｐ+領域、１２６  酸化膜、１２７  上部ソース電極。
【図１】
2013118246.tif 000003
【図２】
2013118246.tif 000004
【図３】
2013118246.tif 000005
【図４】
2013118246.tif 000006
【図５】
2013118246.tif 000007
【図６】
2013118246.tif 000008
【図７】
2013118246.tif 000009
【図８】
2013118246.tif 000010
【図９】
2013118246.tif 000011
【図１０】
2013118246.tif 000012
【図１１】
2013118246.tif 000013
【図１２】
2013118246.tif 000014
【図１３】
2013118246.tif 000015
【図１４】
2013118246.tif 000016
【図１５】
2013118246.tif 000017
【図１６】
2013118246.tif 000018
【図１７】
2013118246.tif 000019
【図１８】
2013118246.tif 000020