(57)【要約】【課題】配線を形成したときに電極と配線との密着性を向上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】第１の面と、第１の面と反対の第２の面とを有する炭化珪素半導体層１１０が準備される。炭化珪素半導体層１１０の第２の面を部分的に覆う金属層と、炭化珪素半導体層１１０の第２の面を部分的に覆う熱酸化膜１３０とが形成される。金属層を熱処理することにより電極１５０が形成される。金属層を形成する工程は、金属層を熱処理する温度において炭素よりもシリコンとの反応性が高い材料を用いて行われる。電極１５０を形成する工程において電極１５０の表面上に炭素が偏析する。電極１５０の表面および熱酸化膜１３０の表面の両方において、炭素を除去可能なエッチングが行われる。【選択図】図８
2013065871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面とを有する炭化珪素半導体層を準備する工程と、
前記炭化珪素半導体層の前記第２の面を部分的に覆う金属層と、前記炭化珪素半導体層の前記第２の面を部分的に覆う熱酸化膜とを形成する工程と、
前記金属層を熱処理することにより電極を形成する工程とを備え、前記金属層を形成する工程は、前記金属層を熱処理する温度において炭素よりもシリコンとの反応性が高い材料を用いて行われ、前記電極を形成する工程において前記電極の表面上に炭素が偏析し、さらに
前記電極の表面および前記熱酸化膜の表面の両方において、炭素を除去可能なエッチングを行う工程を備える、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の面上において前記熱酸化膜は前記金属層に接している、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】
前記エッチングを行なう工程では、プラズマによるエッチングを行なう、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】
前記エッチングを行なう工程では、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう、請求項３に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングは、厚み方向において１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のエッチング量になるように行われる、請求項４に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程後に、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程をさらに備えた、請求項４または５に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記酸素元素を含まないガスは、炭素、硫黄、フッ素、塩素、ホウ素およびアルゴンよりなる群から選ばれた一種以上の元素を含む、請求項６に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングは、厚み方向において５ｎｍ以上１０ｎｍ以下のエッチング量になるように行われる、請求項６または７に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記エッチングを行なう工程後に、前記電極上に配線を形成する工程をさらに備えた、請求項１〜８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。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、バンドギャップが大きく、また最大絶縁破壊電界および熱伝導率はシリコン（Ｓｉ）と比較して大きい一方、キャリアの移動度はシリコンと同程度に大きく、電子の飽和ドリフト速度および耐圧も大きい。そのため、高効率化、高電圧化、および大容量化を要求される半導体装置への適用が期待される。
【０００３】
このようなＳｉＣ半導体装置において、高濃度にドーピングした領域にＮｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ａｌ（アルミニウム）およびＢ（ホウ素）を含む金属材料を蒸着した後、１０００℃位の温度で熱処理することによりオーミック電極を形成する方法が、非特許文献１に開示されている。この非特許文献１には、オーミック電極の表面にグラファイトが析出することが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】谷本智他著、電子情報通信学会論文誌  Ｃ  Ｖｏｌ．Ｊ８６−Ｃ  ＮＯ．４  「ＳｉＣデバイスのオーミックコンタクト形成技術」、２００３年４月、３５９頁〜３６７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２６は、従来のＳｉＣ半導体装置のオーミック電極および配線を概略的に示す拡大断面図である。図２６に示すように、ＳｉＣ半導体層２０１上に形成されたオーミック電極２０２の表面にグラファイトなどの炭素２０３が析出している場合には、オーミック電極２０２と配線２０４との密着性が悪いため、オーミック電極２０２から配線２０４が剥がれて、オーミック電極２０２と配線２０４の間に空洞２０５が形成されてしまう。配線２０４がオーミック電極２０２から剥がれていると、電気的に導通しないなどＳｉＣ半導体装置において電気的な信頼性が低下する。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、配線を形成したときに電極と配線との密着性を向上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】
本発明者は、電極を形成するための熱処理を行なった後に電極上に析出する炭素が、電極上に形成する配線と電極との剥がれの要因であることを見出した。また、本発明者は、電極を形成するための熱処理を行なった後に析出する炭素は、電極内部よりも電極表面に多く存在していることを見出した。
【０００８】
そこで、本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。まず、第１の面と、第１の面と反対の第２の面とを有する炭化珪素半導体層が準備される。そして、炭化珪素半導体層の第２の面を部分的に覆う金属層と、炭化珪素半導体層の第２の面を部分的に覆う熱酸化膜とが形成される。そして、金属層を熱処理することにより電極が形成される。金属層を形成する工程では、金属層を熱処理する温度において炭素よりもシリコンとの反応性が高い金属層を形成する。電極を形成する工程において電極の表面上に炭素が偏析する。電極の表面および熱酸化膜の表面の両方において、炭素を除去可能なエッチングが行なわれる。
【０００９】
本発明によれば、金属層を構成する材料は炭素よりもシリコンとの反応性が高いので、金属層を熱処理することで、金属層を構成する材料と炭化珪素半導体層を構成するシリコンとが反応することにより電極を形成できる。このとき、炭化珪素半導体層を構成する炭素が電極の表面に析出するが、この炭素は電極の内部よりも電極の表面に多く析出するので、電極の表面のエッチングを行なうことにより、この炭素を除去できる。したがって、電極上に配線を形成すると、電極と配線との密着性を向上できるので、電極から配線が剥がれることを防止できる。
【００１０】
上記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の面上において熱酸化膜は金属層に接している。
【００１１】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、上記エッチングを行なう工程では、プラズマによるエッチングを行なう。これにより、電極の表面に偏析した炭素を効果的に除去できる。
【００１２】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、上記エッチングを行なう工程では、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう。
【００１３】
これにより、電極の表面に偏析した炭素を一酸化炭素、二酸化炭素などに反応させることにより、この炭素をより効果的に除去できる。
【００１４】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングは、厚み方向において１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のエッチング量になるように行われる。
【００１５】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程後に、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程をさらに備えている。
【００１６】
酸素元素を含むガスを用いたプラズマをさらに行なうことにより、電極表面に酸化物が生成された場合であっても、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマにより、この酸化物を除去できる。
【００１７】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、上記酸素元素を含まないガスは、炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、ホウ素（Ｂ）およびアルゴン（Ａｒ）よりなる群から選ばれた一種以上の元素を含む。
【００１８】
これらの元素を含むガスを用いることにより、酸素元素を含むガスを用いてプラズマによるエッチングを行なったために生じた酸化物を除去することができる。このため、酸素元素を含むガスを用いたプラズマにより生成した酸化物をより効果的に除去することで、電極上に配線を形成したときに電極と配線との密着性をより向上できる。
【００１９】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングは、厚み方向において５ｎｍ以上１０ｎｍ以下のエッチング量になるように行われる。
【００２０】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、上記エッチングを行なう工程後に、電極上に配線を形成する工程をさらに備えている。これにより、電極と配線との密着性を向上した炭化珪素半導体装置が実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、配線を形成したときに電極と配線との密着性を向上できる炭化珪素半導体装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるｐ型高濃度領域を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における絶縁膜を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における金属層を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における電極を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程を説明するための概略断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１における酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程を説明するための概略断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体装置を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２におけるｎ型高濃度領域を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２におけるｐ型高濃度領域を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における絶縁膜を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２における金属層を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２における電極を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３におけるＳｉＣ半導体装置を示す概略断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態３におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態３におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するための別の概略断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態３におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するためのさらに別の概略断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態３におけるゲート酸化膜を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態３における金属層を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態３におけるソース電極およびドレイン電極を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態３におけるエッチングをする工程を説明するための概略断面図である。
【図２５】実施例における酸素ガスを用いたプラズマと接触抵抗値との関係を示す図である。
【図２６】従来のＳｉＣ半導体装置のオーミック電極および配線を概略的に示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における炭化珪素（ＳｉＣ）半導体装置を示す概略断面図である。図１を参照して、本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置としてのｐｎダイオード１００ａを説明する。図１に示すように、ｐｎダイオード１００ａは、基板１１１と、ｎ型半導体層１１２とｐ型半導体層１１３とを含むＳｉＣ半導体層１１０と、絶縁膜１３０と、電極１５０と、配線１８０とを備えている。
【００２５】
基板１１１は、たとえばＳｉＣ基板である。この基板１１１上には、ｎ型半導体層１１２が形成されている。ｎ型半導体層１１２は、たとえばｎ型ＳｉＣよりなる。このｎ型半導体層１１２上には、ｐ型半導体層１１３が形成されている。ｐ型半導体層１１３は、たとえばｐ型ＳｉＣよりなる。ｎ型半導体層１１２とｐ型半導体層１１３とはｐｎ接合を構成している。ｐ型半導体層１１３の表面には、ｐ型高濃度領域１１３ａが形成されている。ｐ型高濃度領域１１３ａは、たとえばｐ型半導体層１１３よりも高濃度の不純物濃度を有するｐ型ＳｉＣよりなる。ｐ型半導体層１１３上には、絶縁膜１３０が形成されている。絶縁膜１３０は、たとえば二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）などよりなる。
【００２６】
電極１５０は、ｐ型高濃度領域１１３ａ上に形成されている。電極１５０はオーミック電極であり、たとえばニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）およびパラジウム（Ｐｄ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の金属と、シリコン（Ｓｉ）との合金である。この電極１５０上には、配線１８０が形成されている。配線１８０は、たとえばＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔａ（タンタル）などよりなる。
【００２７】
図２は、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。続いて、図２を参照して、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の製造方法について説明する。
【００２８】
図３は、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するための概略断面図である。図２および図３に示すように、まず、ＳｉＣ半導体層１１０を準備する（ステップＳ１）。このステップＳ１では、たとえば、基板１１１上に形成されたｎ型半導体層１１２と、ｎ型半導体層１１２上に形成されたｐ型半導体層１１３とを含む半導体層１１０を準備する。
【００２９】
具体的には、図３に示すように、ＳｉＣ基板などの基板１１１を準備する。この基板１１１上に、たとえばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）法によりｎ型半導体層１１２を成長する。その後、ｎ型半導体層１１２上に、たとえばＣＶＤ法によりｐ型半導体層１１３を成長する。なお、ドーピングするｎ型不純物としてたとえばリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）などを、ｐ型不純物としてたとえばアルミニウム（Ａｌ）、ボロン（Ｂ）などを用いる。
【００３０】
図４は、本実施の形態におけるｐ型高濃度領域１１３ａを形成する工程を説明するための概略断面図である。ｐ型半導体層１１３の表面に、ｐ型高濃度領域１１３ａを形成する領域が開口した開口部１２０ａを有するレジスト１２０を形成する。その後、開口部１２０ａから露出しているｐ型半導体層１１３に、たとえば数百ｋｅＶのエネルギーでＢやＡｌのイオンを加速して注入して、ｐ型高濃度領域１１３ａを形成する。次いで、有機溶剤や剥離液などを用いてレジスト１２０を除去する。これにより、半導体層１１０を準備できる。
【００３１】
なお、ｐ型高濃度領域１１３ａを形成する方法はイオン注入に特に限定されず、たとえばｐ型不純物を取り込むようにエピタキシャル成長する方法により、ｐ型高濃度領域１１３ａを成長してもよい。
【００３２】
ここで、ｐ型高濃度領域１１３ａは、後述する金属層１４０の下部表面と接触する半導体層１１０の表面部分を含む領域である。ｐ型高濃度領域１１３ａは、たとえば不純物濃度が１×１０18ｃｍ-3以上であることが好ましい。このように、ＳｉＣ半導体層１１０を準備するステップＳ１では、ＳｉＣ半導体層１１０において後述する金属層１４０の一部分と接触する領域に、ＳｉＣ半導体層１１０における他の領域よりも不純物濃度が高い高濃度領域（本実施の形態ではｐ型高濃度領域１１３ａ）を含んでいるＳｉＣ半導体層１１０を準備することが好ましい。ｐ型高濃度領域１１３ａを含んでいると、後述する電極１５０を形成するステップＳ３において、金属層１４０がｐ型高濃度領域１１３ａと反応して、オーミック電極としての電極１５０を形成しやすくなる。
【００３３】
また、本実施の形態では、ＳｉＣ半導体層１１０は、基板１１１上に形成されたエピタキシャル層としているが、特にこれに限定されない。本発明のＳｉＣ半導体層１１０は、基板１１１上に形成されたエピタキシャル層である場合と、イオン注入などにより不純物がドーピングされた領域を含むＳｉＣ基板である場合とを含む。
【００３４】
次に、半導体層１１０を活性化アニールする。活性化アニールは、たとえば、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガス雰囲気で、約１７００℃の高温で基板１１１および半導体層１１０を熱処理する。なお、この活性化アニールは省略されてもよい。
【００３５】
図５は、本実施の形態における絶縁膜１３０を形成する工程を説明するための概略断面図である。図５に示すように、次に、ＳｉＣ半導体層１１０の表面に、絶縁膜１３０を形成する。絶縁膜１３０の形成方法は特に限定されないが、たとえば約１３００℃での熱酸化法によりＳｉＯ2膜を形成する。また、絶縁膜１３０として、たとえばＣＶＤ法によりＳｉ3Ｎ4膜を形成する。
【００３６】
図６は、本実施の形態における金属層１４０を形成する工程を説明するための概略断面図である。図２および図６に示すように、次に、ＳｉＣ半導体層１１０の表面１１０ａに、金属層１４０を形成する（ステップＳ２）。この金属層１４０を形成するステップＳ２では、金属層１４０を熱処理する温度において炭素よりもシリコンとの反応性が高い金属層１４０を形成する。金属層１４０の材料は、炭素と反応せずにシリコンとのみ反応することが好ましい。
【００３７】
ここで、「炭素よりもシリコンとの反応性が高い」とは、後述する金属層１４０を熱処理する時に、金属層１４０を構成する金属元素と半導体層１１０（本実施の形態ではｐ型高濃度領域１１３ａ）の炭素元素との反応速度よりも、金属層１４０を構成する金属元素とシリコン元素との反応速度が大きいこと、もしくは反応完了後に形成される化合物中に含まれる炭素元素よりシリコン元素の方が多いことを意味する。ＣよりもＳｉとの反応性が高い金属層１４０を形成することによって、電極１５０（図７参照）の表面にＣが偏析する状態となる（図７における炭素１６０が形成される）。
【００３８】
このような金属層１４０の材料として、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＳｉからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいることが好ましく、これらの物質からなることがより好ましい。なお、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＳｉからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいるとは、たとえば、これらの物質との合金を含む。
【００３９】
また、金属層１４０は、複数の層からなっていてもよい。この場合には、金属層１４０において半導体層１１０と接触する部分が、金属層１４０を熱処理する温度において炭素よりもシリコンとの反応性が高い。この金属層１４０においてＳｉＣ半導体層１１０と接触する部分が、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＳｉからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいることが好ましく、これらの物質よりなることがより好ましい。
【００４０】
本実施の形態では、たとえば以下の工程を実施することにより金属層１４０を形成する。具体的には、ｐ型高濃度領域１１３ａ上に位置する領域を開口させたレジストを、フォトリソグラフィにより形成する。レジストは特に限定されず、一般公知のフォトレジストを用いることができる。次に、レジストから開口している絶縁膜１３０をエッチングする。その後、絶縁膜１３０から露出したｐ型高濃度領域１１３ａ上に、たとえば物理蒸着（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）法、化学蒸着法などの蒸着法により金属層１４０を形成する。最後にレジストを、たとえば有機溶剤や剥離液などを用いてエッチングにより除去する。なお、金属層１４０の形成方法は特に限定されず、一般公知の方法を採用できる。
【００４１】
金属層１４０の厚みは、たとえば１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましい。１ｎｍ以上とすることによって、後述する電極を形成するステップＳ３でＳｉＣ半導体層１１０と反応した不純物が凝集して金属層１４０が絶縁化することを防止できる。一方、１０００ｎｍ以下とすることによって、金属層１４０が半導体層１１０から剥離することを防止できる。
【００４２】
なお、金属層１４０を形成する方法は特に限定されず、一般公知の方法を採用できる。また、ｐ型高濃度領域１１３ａ上に形成された絶縁膜１３０を除去する方法はエッチングに特に限定されず、リフトオフなどを採用してもよい。また、レジストの開口部は、形成する電極１５０（図７参照）の形状と同じ形状にすることが好ましく、たとえば上方から見たときの平面形状が矩形や円形にする。
【００４３】
図７は、本実施の形態における電極１５０を形成する工程を説明するための概略断面図である。図２および図７に示すように、次に、金属層１４０を熱処理することにより電極１５０を形成する（ステップＳ３）。この熱処理により、金属層１４０とｐ型高濃度領域１１３ａとが反応することで、オーミック電極を形成する。たとえば金属層１４０がＮｉよりなる場合には、ＮｉＳｉy（ｙは結晶学的にとりうる任意の数）よりなる電極１５０を形成できる。
【００４４】
具体的には、金属層１４０をオーミック電極に形成できる温度以上で熱処理を行なう。たとえば金属層１４０がＮｉおよびＴｉの少なくとも一方よりなる場合には、９００℃以上１１００℃以下で熱処理を行なうことが好ましい。９００℃以上とすることによって、ショットキー電極にならずにオーミック電極を形成できる。１１００℃以下とすることによって、金属層１４０をオーミック電極に形成する反応以外の反応の進行を抑制できる。
【００４５】
このステップＳ３を実施することによって、図１に示すように、金属層１４０を反応させてなる電極１５０にすることができる。しかし、金属層１４０を熱処理する温度において金属層１４０はＣよりもＳｉとの反応性が高いので、金属層１４０と反応しなかったＳｉＣ半導体層１１０の炭素１６０が電極１５０上に析出する。たとえば金属層１４０がＮｉよりなる場合には、ＮｉはＣと反応しないので、ＳｉＣ半導体層１１０中の炭素１６０が残渣として、電極１５０表面に析出する。この炭素１６０は、電極１５０の内部よりも表面に集中して析出している。
【００４６】
次に、電極１５０の表面の炭素１６０を除去するためのエッチングを行なう。このエッチングは、プラズマによるエッチングであることが好ましい。本実施の形態では、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチング（第１のプラズマを行なうステップＳ４）と、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチング（第２のプラズマを行なうステップＳ５）とを行なう。
【００４７】
図８は、本実施の形態における酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程を説明するための概略断面図である。図８に示すように、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう（第１のプラズマを行なうステップＳ４）。酸素元素を含むガスとは、たとえば酸素ガス（Ｏ2）、オゾンガス（Ｏ3）などが挙げられ、酸素ガス（Ｏ2）、オゾンガス（Ｏ3）などの酸素元素よりなるガスを用いることが好ましい。
【００４８】
第１のプラズマを行なうステップＳ４では、最表面（図７における炭素１６０の表面）から厚み方向に１０ｎｍ以上のエッチング量になるようにエッチングを行なうことが好ましく、４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のエッチング量になるようにエッチングを行なうことがより好ましい。１０ｎｍ以上のエッチング量の場合、表面に析出した炭素１６０を効果的に除去できる。４０ｎｍ以上のエッチング量の場合、表面に析出した炭素１６０をより効果的に除去できる。１００ｎｍ以下のエッチング量の場合、電極１５０の厚みが薄くなりすぎることを防止できる。
【００４９】
この酸素元素を含むガスを用いたプラズマ（第１のプラズマを行なうステップＳ４）により、電極１５０表面に析出した炭素を一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2）などに反応させることで炭素１６０を除去できる。ただし、酸素元素を含むガスを用いたプラズマを行なった後、電極１５０表面の少なくとも一部が酸素と反応して、酸化物１７０が発生する場合がある。
【００５０】
図９は、本実施の形態における酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程を説明するための概略断面図である。図９に示すように、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう（第２のプラズマを行なうステップＳ５）。
【００５１】
酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングでは、金属層１４０を構成する金属元素に対するエッチングレートが酸素に対するエッチングレートよりも遅いガスを用いることが好ましい。このような酸素元素を含まないガスとは、たとえば、炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、ＢおよびＡｒよりなる群から選ばれた一種以上の元素を含んでいることが好ましい。これらの元素を含むガスとして、たとえばＣＦ4（四フッ化炭素）、ＳＦ6（六フッ化硫黄）、Ｃ3Ｆ8（八フッ化三炭素）などのフッ素系ガス、Ｃｌ2（塩素）、ＢＣｌ3（三塩化ホウ素）などの塩素系ガス、Ａｒなどの希ガスなどが挙げられる。なお、酸素元素を含まないガスは、特にこれに限定されない。
【００５２】
第２のプラズマを行なうステップＳ５では、最表面（図８における酸化物１７０の表面）から厚み方向に１０ｎｍ以下のエッチング量になるようにエッチングを行なうことが好ましく、５ｎｍ以上８ｎｍ以下のエッチング量になるようにエッチングを行なうことがより好ましい。１０ｎｍ以下のエッチング量の場合、電極１５０が薄くなることを防止できる。８ｎｍ以下のエッチング量の場合、電極１５０が薄くなることをより防止できる。一方、５ｎｍ以上のエッチング量の場合、酸化物１７０を効果的に除去できる。
【００５３】
この酸素元素を含まないガスを用いたプラズマにより、電極１５０表面の酸化物１７０を除去できる。
【００５４】
このプラズマによるエッチング（ステップＳ３、Ｓ４）によって、電極１５０の表面の炭素を除去することができる。
【００５５】
次に、電極１５０上に配線１８０を形成する（ステップＳ６）。配線１８０は、導電性であれば特に限定されず、金属であることが好ましい。配線１８０は、たとえば他の半導体装置（図示せず）を電気的に接続するための部材であり、プラグなどを含む。
【００５６】
本実施の形態では、たとえば以下の工程を実施することにより配線１８０を形成する。具体的には、電極１５０上に位置する領域を開口させたレジストを、フォトリソグラフィにより形成する。レジストは特に限定されず、一般公知のフォトレジストを用いることができる。レジストから開口している電極１５０上に、物理蒸着法、化学蒸着法などの蒸着法により、配線１８０を形成する。最後にレジストを、たとえば有機溶剤や剥離液などを用いてエッチングにより除去する。なお、配線１８０の形成方法は特に限定されず、一般公知の方法を採用できる。
【００５７】
配線１８０において電極１５０と接触する部分は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｗ、ＭｏおよびＴａからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいることが好ましく、これらの物質からなることがより好ましい。なお、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、およびＴａからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質を含んでいるとは、たとえば、これらの物質との合金を含む。なお、配線１８０は、複数の層（積層膜）からなっていてもよい。
【００５８】
以上の工程（ステップＳ１〜Ｓ６）を実施することによって、図１に示すｐｎダイオード１００ａが得られる。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態における炭化珪素半導体装置としてのｐｎダイオード１００ａは、ＳｉＣ半導体層１１０の表面１１０ａに、金属層１４０を熱処理する（ステップＳ３時の熱処理）温度において炭素よりもシリコンとの反応性が高い金属層１４０を形成するステップＳ２と、金属層１４０を熱処理することにより電極１５０を形成するステップＳ３と、電極１５０の表面の炭素１６０を除去するためのエッチングを行なうステップＳ４、Ｓ５とを備えている。
【００６０】
本実施の形態におけるｐｎダイオード１００ａによれば、金属層１４０は炭素よりもシリコンとの反応性が高いので、金属層１４０を熱処理をすることで、金属層１４０を構成する材料とＳｉＣ半導体層１１０を構成するシリコンとが反応することにより電極１５０を形成できる。このとき、ＳｉＣ半導体層１１０を構成する炭素１６０が電極１５０の表面に偏析するが、電極１５０の内部よりも電極１５０の表面に炭素１６０が多く析出するので、表面からエッチングを行なうことにより、この炭素１６０を除去できる。また、電極１５０の表面のエッチングにより、電極１５０の表面の凹凸は低減される。したがって、電極１５０上に配線１８０を形成すると、電極１５０と配線１８０との密着性を向上できるので、電極１５０から配線１８０が剥がれることを防止できる。
【００６１】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体装置を示す概略断面図である。図１０を参照して、本実施の形態における半導体装置としてのＲＥＳＵＲＦ（Reduced Surface Field）型ＪＦＥＴ（Junction Field Effect Transistor：接合電界効果トランジスタ）１００ｂを説明する。
【００６２】
具体的には、ＪＦＥＴ１００ｂは、基板１１１と、ｐ型半導体層１１４、ｎ型半導体層１１５およびｐ型半導体層１１６を含むＳｉＣ半導体層１１０と、ｎ型高濃度領域１９１、１９２と、ｐ型高濃度領域１９３、１９４と、ソース電極１５１、１５３と、ゲート電極１５４と、ドレイン電極１５２と、配線１８１、１８２と、絶縁膜１３０と、絶縁膜１３１とを備えている。
【００６３】
基板１１１は、たとえばＳｉＣからなる。ｐ型半導体層１１４は、基板１１１上に形成され、たとえばｐ型ＳｉＣからなる。ｎ型半導体層１１５は、ｐ型半導体層１１４上に形成され、たとえばｎ型ＳｉＣからなる。ｐ型半導体層１１６は、ｎ型半導体層１１５上に形成され、たとえばｐ型ＳｉＣからなる。また、ｐ型半導体層１１６およびｎ型半導体層１１５の一部には、メサ１１０ｂが形成されている。本実施の形態では、電流通路となるｎ型半導体層１１５をｐ型半導体層１１４、１１６で挟み込んだダブルＲＥＳＵＲＦ構造としている。
【００６４】
ｎ型高濃度領域１９１、１９２は、ｐ型半導体層１１６およびｎ型半導体層１１５の一部にｎ型不純物をｎ型半導体層１１５よりも高濃度に注入されてなる。ｐ型高濃度領域１９３は、ｎ型半導体層１１５およびｐ型半導体層１１４の一部に、ｐ型高濃度領域１９４は、ｐ型半導体層１１６およびｎ型半導体層１１５の一部にｐ型不純物をｐ型半導体層１１４、１１６よりも高濃度に注入されてなる。
【００６５】
ＳｉＣ半導体層１１０の表面１１０ａには絶縁膜１３０が形成されている。この絶縁膜１３０の開口部にはソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２が形成されている。言い換えると、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２は、それぞれｐ型高濃度領域１９１とｐ型高濃度領域１９３、ｎ型高濃度領域１９４およびｎ型高濃度領域１９２上に形成されている。ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２は、実施の形態１の電極１５０と同様の材料であるので、その説明は繰り返さない。
【００６６】
配線１８１、１８２は、ソース電極１５１、１５３およびドレイン電極１５２上にそれぞれ形成されており、実施の形態１の配線１８０と同様の材料である。ソース電極１５１、１５３上に形成された配線１８１はソース配線の役割を、ドレイン電極１５２上に形成された配線１８２はドレイン配線の役割を担う。配線１８１、１８２は、たとえば他の半導体装置（図示せず）を電気的に並列接続するための部材である。
【００６７】
絶縁膜１３１は、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２を電気的に分離するための層間絶縁膜である。絶縁膜１３１は、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４、ドレイン電極１５２および絶縁膜１３０上に形成されている。
【００６８】
続いて、本実施の形態におけるＪＦＥＴ１００ｂの製造方法について説明する。まず、炭化珪素（ＳｉＣ）半導体層１１０を準備する（ステップＳ１）。本実施の形態では、たとえば以下の工程を実施する。
【００６９】
図１１は、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するための概略断面図である。図１１に示すように、まずＳｉＣよりなる基板１１１を準備する。この基板１１１上に、たとえばＣＶＤ法によりｐ型半導体層１１４、ｎ型半導体層１１５およびｐ型半導体層１１６をこの順でエピタキシャル成長する。その後、ｐ型半導体層１１６およびｎ型半導体層１１５の一部に、メサ１１０ｂを形成する。
【００７０】
図１２は、本実施の形態におけるｎ型高濃度領域１９１、１９２を形成する工程を説明するための概略断面図である。図１２に示すように、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２（図１０参照）となるべき部分と接触する領域に、ｎ型の不純物濃度を選択的に高めたｎ型高濃度領域１９１、１９２を形成する。具体的には、たとえば、ｐ型半導体層１１６においてｎ型高濃度領域１９１、１９２を形成する領域が開口した開口部１２１ａを有するレジスト１２１を形成する。この開口部１２１ａに、たとえば数百ｋｅＶのエネルギーでリンや窒素のイオンを加速して注入する。これにより、ｎ型高濃度領域１９１、１９２を形成できる。
【００７１】
図１３は、本実施の形態におけるｐ型高濃度領域１９３、１９４を形成する工程を説明するための概略断面図である。図１３に示すように、チャネルとそれを制御するゲートの電極となるべき部分と接触する領域に、ｐ型の不純物濃度を選択的に高めたｐ型高濃度領域１９３、１９４を形成する。具体的には、ｎ型半導体層１１５においてｐ型高濃度領域を形成する領域が開口した開口部１２２ａと、ｐ型半導体層１１６においてｐ型高濃度領域を形成する領域が開口した開口部１２２ｂとを有するレジスト１２２を形成する。この開口部１２２ａ、１２２ｂに、たとえば、数百ｋｅＶのエネルギーでアルミニウムやホウ素のイオンを加速して注入する。これにより、ｐ型高濃度領域１９３、１９４を形成できる。
【００７２】
次に、ｎ型高濃度領域１９１、１９２およびｐ型高濃度領域１９３、１９４に、たとえばアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で約１７００℃程度に加熱して、活性化アニールを施すことが好ましい。なお、この活性化アニールは省略されてもよい。以上の工程により、ＳｉＣ半導体層１１０を準備できる。
【００７３】
図１４は、本実施の形態における絶縁膜を形成する工程を説明するための概略断面図である。図１４に示すように、ＳｉＣ半導体層１１０の表面１１０ａ上に、絶縁膜１３０を形成する。この工程は、実施の形態１と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００７４】
図１５は、本実施の形態における金属層を形成する工程を説明するための概略断面図である。図１５に示すように、次に、ＳｉＣ半導体層１１０の表面１１０ａに、金属層１４１〜１４４を形成する（ステップＳ２）。このステップＳ２では、ｎ型高濃度領域１９１、１９２およびｐ型高濃度領域１９３、１９４上に金属層１４１〜１４４を形成する点を除き、実施の形態１における金属層１４０を形成するステップＳ３と同様であるので、その説明を繰り返さない。
【００７５】
図１６は、本実施の形態における電極を形成する工程を説明するための概略断面図である。図１６に示すように、次に、金属層１４１〜１４４を熱処理することによりソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２を形成する（ステップＳ３）。
【００７６】
このステップＳ３では、ｎ型高濃度領域１９１、１９２およびｐ型高濃度領域１９３、１９４と金属層１４１〜１４４とをそれぞれ合金化している点を除き、実施の形態１における電極１５０を形成するステップＳ３と同様であるので、その説明を繰り返さない。なお、本実施の形態における熱処理温度は、たとえば約１０００℃である。
【００７７】
このソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２を形成するステップＳ３を実施すると、金属層１４１、１４３、１４４、１４２がそれぞれオーミック電極であるソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２になる。しかし、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２の表面に、ＳｉＣ半導体層１１０において合金化されたＳｉと結合していた炭素１６０が析出する。
【００７８】
次に、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２の表面の炭素１６０を除去するためのエッチングを行なう。このエッチングを行なうステップは、実施の形態１と同様に、プラズマによるエッチングを行なうことが好ましく、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なうステップＳ４と、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングを行なうステップＳ５とを含んでいることがより好ましい。このエッチングは実施の形態１と同様であるので、その説明は繰り返さない。このエッチングにより、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２の表面に残存する炭素１６０を除去できる。
【００７９】
次に、絶縁膜１３１を形成する。この絶縁膜１３１は、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２を電気的に分離するように形成する。
【００８０】
具体的には、絶縁膜１３０およびソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２上に絶縁膜１３１となる層を形成する。この層は、たとえばＳｉＯ2からなる絶縁膜を、ＣＶＤ法により形成する。その後、ソース電極１５１、１５３およびドレイン電極１５２上に位置する領域に開口部を有するレジストを、絶縁膜１３１となる層上に形成する。この絶縁膜１３１となる層においてレジストの開口部から露出している部分をエッチングなどにより除去して、ソース電極１５１、１５３およびドレイン電極１５２を露出する。これにより、ソース電極１５１、１５３およびドレイン電極１５２が露出するように、絶縁膜１３０上に層間絶縁膜としての絶縁膜１３１を形成できる。
【００８１】
次に、ソース電極１５１、１５３およびドレイン電極１５２上に配線１８１、１８２を形成する（ステップＳ６）。このステップＳ６では、絶縁膜１３１から開口しているソース電極１５１、１５３およびドレイン電極１５２上に配線１８１、１８２をたとえば蒸着法により形成する。
【００８２】
以上の工程（ステップＳ１〜Ｓ６）を実施することによって、図１０に示すＪＦＥＴ１００ｂが得られる。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態における半導体装置としてのＪＦＥＴ１００ｂは、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２を形成するステップＳ３後に、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２上に析出した炭素を除去するためのエッチングを行なっている（ステップＳ４、Ｓ５）。これにより、ソース電極１５１、１５３、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２上に析出した炭素を効果的に除去できるので、ソース電極１５１、１５３およびドレイン電極１５２と密着性を向上して配線１８１、１８２を形成できる。このため、ソース電極１５１、１５３およびドレイン電極１５２から配線１８１、１８２が剥がれることを防止したＪＦＥＴ１００ｂを製造することができる。
【００８４】
（実施の形態３）
図１７は、本発明の実施の形態３における炭化珪素半導体装置を示す概略断面図である。図１７を参照して、本実施の形態における半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）を説明する。図１７に示すように、本実施の形態におけるＭＯＳＦＥＴ１００ｃは、基板１１１と、ｎ型半導体層１１２と、ｐ型ボディ部１１７と、ｎ型高濃度領域１１８と、ソース電極１５１と、ゲート電極１５４と、ドレイン電極１５２と、ゲート酸化膜１３２と、配線１８１〜１８３と、絶縁膜１３３とを備えている。
【００８５】
基板１１１は、たとえばＳｉＣよりなる。ｎ型半導体層１１２は、基板１１１上に形成され、たとえばｎ型ＳｉＣからなる。ｐ型ボディ部１１７は、ｎ型半導体層１１２の表面においてｎ型半導体層１１２を挟むように形成され、たとえばｐ型ＳｉＣからなる。ｎ型高濃度領域１１８は、ｐ型ボディ部１１７の表面のそれぞれに形成され、たとえばｎ型半導体層１１２のｎ型不純物濃度よりも高いｎ型不純物濃度を有しているｎ型ＳｉＣよりなる。ｎ型半導体層１１２、ｐ型ボディ部１１７およびｎ型高濃度領域１１８は、ＳｉＣ半導体層１１０を構成している。
【００８６】
このＳｉＣ半導体層１１０のｎ型高濃度領域１１８のそれぞれの表面上には、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２が形成されている。ソース電極１５１およびドレイン電極１５２の間に位置するＳｉＣ半導体層１１０の表面１１０ａ上には、ゲート酸化膜１３２が形成されている。このゲート酸化膜１３２上には、ゲート電極１５４が形成されている。ソース電極１５１、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２は、実施の形態１の電極１５０と同様の材料を用いるので、その説明は繰り返さない。ゲート電極１５４は、たとえばＳｉよりなる。
【００８７】
ソース電極１５１、ゲート電極１５４およびドレイン電極１５２上には、それぞれ配線１８１、１８３、１８２が形成されている。配線１８１〜１８３は、実施の形態１の配線１８０と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００８８】
配線１８１〜１８３を電気的に分離するための層間絶縁膜としての絶縁膜１３３が、配線１８１〜１８３上に形成されている。絶縁膜１３３は、実施の形態２の絶縁膜１３３と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００８９】
続いて、本実施の形態におけるＭＯＳＦＥＴ１００ｃの製造方法について説明する。まず、ＳｉＣ半導体層１１０を準備する（ステップＳ１）。本実施の形態では、たとえば以下の工程を実施する。
【００９０】
図１８は、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するための概略断面図である。図１８に示すように、まず、基板１１１を準備する。その後、基板１１１上に、たとえばＣＶＤ法によりｎ型半導体層１１２を成長する。
【００９１】
図１９は、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するための別の概略断面図である。図１９に示すように、ｎ型半導体層１１２の表面１１２ａの端部が露出するように、ｎ型半導体層１１２の表面１１２ａの略中央部にレジスト１２３を形成する。レジスト１２３に覆われていないｎ型半導体層１１２の表面１１２ａの端部に、ｐ型不純物をたとえばイオン注入により導入する。その後、レジスト１２３を除去する。これにより、ｎ型半導体層１１２を挟むように、ｐ型ボディ部１１７が形成される。
【００９２】
図２０は、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体層を形成する工程を説明するためのさらに別の概略断面図である。図２０に示すように、ｐ型ボディ部１１７の端部が露出するように、ｎ型半導体層１１２およびｐ型ボディ部１１７の上に、レジスト１２４を形成する。レジスト１２４に覆われていないｐ型ボディ部１１７の端部に、ｎ型半導体層１１２よりもｎ型不純物濃度が高くなるように、ｎ型不純物をたとえばイオン注入により導入する。その後、レジスト１２４を除去する。これにより、ｎ型高濃度領域１１８を形成できる。したがって、ＳｉＣ基板１１１上に形成されたｎ型半導体層１１２と、ｎ型半導体層１１２の表面にｎ型半導体層１１２を挟み込むように形成されたｐ型ボディ部１１７と、ｐ型ボディ部１１７の表面にｎ型半導体層１１２およびｐ型ボディ部１１７を挟み込むように形成されたｎ型高濃度領域１１８とを備えたＳｉＣ半導体層１１０を準備することができる。
【００９３】
次に、半導体層１１０を実施の形態１と同様に活性化アニールする。なお、この活性化アニールは省略されてもよい。
【００９４】
図２１は、本実施の形態におけるゲート酸化膜を形成する工程を説明するための概略断面図である。次に、図２１に示すように、ＳｉＣ半導体層１１０の表面上に、ゲート酸化膜１３２を形成する。この工程は、実施の形態１における絶縁膜１３０を形成する工程と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００９５】
図２２は、本実施の形態における金属層を形成する工程を説明するための概略断面図である。次に、図２２に示すように、ｎ型高濃度領域１１８上に金属層１４１、１４２を形成する（ステップＳ２）。この金属層１４１、１４２は、実施の形態２の金属層１４１、１４２と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００９６】
次に、ゲート酸化膜１３２上に、ゲート電極１５４を形成する。このゲート電極１５４は、金属層１４１、１４２と電気的に接続されないように形成する。ゲート電極１５４の形成方法は特に限定されず、蒸着法など一般公知の方法を採用できる。ゲート電極１５４は、たとえばＳｉよりなる。
【００９７】
図２３は、本実施の形態におけるソース電極１５１およびドレイン電極１５２を形成する工程を説明するための概略断面図である。次に、図２３に示すように、金属層１４１、１４２を熱処理することによりソース電極１５１およびドレイン電極１５２を形成する（ステップＳ３）。この熱処理において、金属層１４１、１４２は、ＳｉＣ半導体層１１０のＳｉと合金化されて、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２になる。ソース電極１５１およびドレイン電極１５２を形成すると、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２上には、ＳｉＣ半導体層１１０の炭素１６０が析出する。
【００９８】
図２４は、本実施の形態におけるエッチングをする工程を説明するための概略断面図である。次に、図２４に示すように、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２上に析出した炭素１６０をエッチングにより除去する（ステップＳ４、Ｓ５）。このステップは、実施の形態１における第１のプラズマを行なうステップＳ４および第２のプラズマを行なうステップＳ５と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００９９】
次に、実施の形態２と同様に、ソース電極１５１、ドレイン電極１５２およびゲート電極１５４上に絶縁膜１３３を形成する。
【０１００】
次に、実施の形態２と同様に、ソース電極１５１、ドレイン電極１５２およびゲート電極１５４上に、ソース配線、ドレイン配線およびゲート配線としての配線１８１、１８２、１８３をそれぞれ形成する（ステップＳ６）。
【０１０１】
以上の工程（ステップＳ１〜Ｓ６）を実施することにより、図１７に示すＭＯＳＦＥＴ１００ｃが得られる。
【０１０２】
以上説明したように、本実施の形態における半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ１００ｃは、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２を形成するステップＳ３後に、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２上に析出した炭素を除去するためのエッチングを行なっている（ステップＳ４、Ｓ５）。これにより、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２上に析出した炭素を効果的に除去できるので、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２と密着性を向上して配線１８１、１８２を形成できる。このため、ソース電極１５１およびドレイン電極１５２から配線１８１、１８２が剥がれることを防止したＭＯＳＦＥＴを製造することができる。
【０１０３】
［実施例］
本実施例では、電極の表面の炭素を除去するためのエッチングを行なうことの効果について調べた。具体的には、図１に示す実施の形態１におけるｐｎダイオードを製造して、電極と配線との密着性を調べた。
【０１０４】
まず、基板１１１として、４Ｈ−ＳｉＣ基板を準備した。このＳｉＣ基板１１１上に、ＣＶＤ法により、１０μｍの厚みを有するｎ型半導体層１１２を形成した。ｎ型半導体層１１２のｎ型不純物として、Ｎを用いた。その後、このｎ型半導体層１１２上に、ＣＶＤ法により、０．６μｍの厚みを有するｐ型半導体層１１３を形成した。ｐ型半導体層１１３のｐ型不純物として、Ａｌを用いた。次いで、このｐ型半導体層１１３の表面に、Ａｌをイオン注入することにより、ｐ型半導体層１１３よりもｐ型不純物濃度が高いｐ型高濃度領域１１３ａを形成した。このｐ型高濃度領域１１３ａの厚みは最大０．３μｍであった。
【０１０５】
次に、アルゴン雰囲気中で、ＳｉＣ半導体層１１０を１７００℃で熱処理することによる活性化アニールを施した。
【０１０６】
次に、ＳｉＣ半導体層１１０を１３００℃で熱酸化することにより、０．１μｍの厚みを有する絶縁膜１３０を形成した。
【０１０７】
次に、ｐ型高濃度領域１１３ａ上に、Ｎｉよりなる５個の金属層１４０をそれぞれ蒸着法により形成した（ステップＳ２）。それぞれの金属層１４０は、平面形状が５０μｍ四方の正方形で厚みが１００μｍであった。また、それぞれの金属層１４０間の距離は１００μｍとし、電気的に分離した。
【０１０８】
次に、アルゴン雰囲気中で、５個の金属層１４０を１０５０℃で熱処理をすることにより、電極１５０を形成した（ステップＳ３）。
【０１０９】
次に、４個の電極１５０の表面について、酸素ガスを用いたプラズマによるエッチングを行なった（ステップＳ４）。このプラズマの条件として、アッシャーパワーを１００Ｗ、圧力を１Ｐａ、処理時間を、２個の電極は５分であり、他の２個の電極は１０分にした。
【０１１０】
次に、酸素ガスを用いたプラズマによるエッチングを行なった４個の電極のうち、処理時間を５分とした１個の電極と処理時間を１０分とした１個の電極との合計２個の電極の表面について、ＣＦ4ガスを用いたプラズマによるエッチングをさらに行なった（ステップＳ５）。このプラズマの条件として、アッシャーパワーを３００Ｗ、圧力を１Ｐａ、処理時間を３０秒にした。
【０１１１】
次に、５個の電極１５０上に、２００ｎｍの厚みを有するＡｌよりなる配線を蒸着法によりそれぞれ形成した（ステップＳ６）。
【０１１２】
以上の工程（ステップＳ１〜Ｓ６）を実施することによって、ｐｎダイオード１００ａを製造した。すなわち、５個の電極のうち、第１の電極は、酸素ガスを用いたプラズマ（処理時間が５分）によるエッチング（ステップＳ４）およびＣＦ4ガスを用いたプラズマによるエッチング（ステップＳ５）を行なった。第２の電極は、酸素ガスを用いたプラズマ（処理時間が１０分）によるエッチング（ステップＳ４）およびＣＦ4ガスを用いたプラズマによるエッチング（ステップＳ５）を行なった。第３の電極は、酸素ガスを用いたプラズマ（処理時間が５分）によるエッチングを行なった（ステップＳ４）後に、ＣＦ4ガスを用いたプラズマによるエッチングを行なわなかった。第４の電極は、酸素ガスを用いたプラズマ（処理時間が１０分）によるエッチングを行なった（ステップＳ４）後に、ＣＦ4ガスを用いたプラズマによるエッチングを行なわなかった。第５の電極は、酸素ガスを用いたプラズマによるエッチングを行なわず、かつＣＦ4ガスを用いたプラズマによるエッチングを行なわなかった。
【０１１３】
（測定方法）
５個の電極と配線１８０との間に剥がれが生じたか否かについてワイヤーボンディングを行ない、ワイヤープル試験により測定した。電極と配線との密着性があるのでワイヤー部で切断が起こったものを剥がれ無しとし、密着性が悪いためワイヤーが切れるよりも先に配線が剥がれたものを剥がれ有りとした。
【０１１４】
また、５個の電極について、同時に作製したＴＬＭパターンを用いてＳｉＣ半導体層１１０との接触抵抗値を測定した。その結果を図２５に示す。なお、図２５は、実施例における酸素ガスを用いたプラズマと接触抵抗値との関係を示す。図２５において横軸は、酸素ガスを用いたプラズマの処理時間（単位：分）を示し、縦軸は、電極とＳｉＣ半導体層１１０との接触抵抗値、および、電極と配線との接触抵抗値の和（単位：Ω）を示す。なお、電極とＳｉＣ半導体層１１０との接触抵抗値はすべての電極でほぼ一定であるため、それぞれを比較することで、電極と配線との接触抵抗値を比較できる。
【０１１５】
（測定結果）
酸素ガスを用いたプラズマを行なった４個の電極（第１〜第４の電極）上に形成した配線は、電極との剥がれが生じなかった。一方、酸素ガスを用いたプラズマを行なわなかった電極（第５の電極）上に形成した配線は、電極から剥がれが生じた。
【０１１６】
また、図２５に示すように、酸素ガスを用いたプラズマのみを行なった電極（第３および第４の電極）について、処理時間が５分の電極よりも１０分の電極の方が接触抵抗値が高くなったことから、酸素ガスを用いたプラズマにより電極上に酸化膜が形成されたと考えられる。酸素ガスを用いたプラズマを行なった後に、ＣＦ4ガスを用いたプラズマによるエッチングを行なった電極（第１および第２の電極）は、酸素ガスを用いたプラズマにより電極上に生成した酸化膜を除去できたので、接触抵抗値を２．２Ωまで低減できたことがわかった。
【０１１７】
以上より、本実施例によれば、電極表面をエッチングすることによって、電極表面に析出した炭素を効果的に除去できたので、電極上に形成した配線が電極から剥がれることを防止することができることが確認できた。また、酸素ガスを用いたプラズマを行なった後に、ＣＦ4ガスを用いたプラズマによるエッチングを行なうことにより、炭素を除去した際に発生した酸化物を効果的に除去できたので、さらに接触抵抗を低減できることが確認できた。
【０１１８】
以上に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慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態および実施例ではなく、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修正や変形を含むものと意図される。
【０１１９】
（付記）
本明細書は、以下の開示を含む。
【０１２０】
本発明者は、電極を形成するための熱処理を行なった後に電極上に析出する炭素が、電極上に形成する配線と電極との剥がれの要因であることを見出した。また、本発明者は、電極を形成するための熱処理を行なった後に析出する炭素は、電極内部よりも電極表面に多く存在していることを見出した。
【０１２１】
そこで、好ましくは炭化珪素半導体装置の製造方法は、以下の工程を備える。まず、炭化珪素半導体層が準備される。そして、炭化珪素半導体層の表面に、金属層が形成される。そして、金属層を熱処理することにより電極が形成される。そして、電極の表面の炭素を除去するためのエッチングが行なわれる。金属層を形成する工程では、金属層を熱処理する温度において炭素よりもシリコンとの反応性が高い金属層を形成する。
【０１２２】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、金属層を構成する材料は炭素よりもシリコンとの反応性が高いので、金属層を熱処理することで、金属層を構成する材料と炭化珪素半導体層を構成するシリコンとが反応することにより電極を形成できる。このとき、炭化珪素半導体層を構成する炭素が電極の表面に析出するが、この炭素は電極の内部よりも電極の表面に多く析出するので、電極の表面のエッチングを行なうことにより、この炭素を除去できる。したがって、電極上に配線を形成すると、電極と配線との密着性を向上できるので、電極から配線が剥がれることを防止できる。
【０１２３】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、上記エッチングを行なう工程では、プラズマによるエッチングを行なう。これにより、電極の表面に偏析した炭素を効果的に除去できる。
【０１２４】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、上記エッチングを行なう工程では、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう。
【０１２５】
これにより、電極の表面に偏析した炭素を一酸化炭素、二酸化炭素などに反応させることにより、この炭素をより効果的に除去できる。
【０１２６】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、酸素元素を含むガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程後に、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマによるエッチングを行なう工程をさらに備えている。
【０１２７】
酸素元素を含むガスを用いたプラズマをさらに行なうことにより、電極表面に酸化物が生成された場合であっても、酸素元素を含まないガスを用いたプラズマにより、この酸化物を除去できる。
【０１２８】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、上記酸素元素を含まないガスは、炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、ホウ素（Ｂ）およびアルゴン（Ａｒ）よりなる群から選ばれた一種以上の元素を含む。
【０１２９】
これらの元素を含むガスを用いることにより、酸素元素を含むガスを用いてプラズマによるエッチングを行なったために生じた酸化物を除去することができる。このため、酸素元素を含むガスを用いたプラズマにより生成した酸化物をより効果的に除去することで、電極上に配線を形成したときに電極と配線との密着性をより向上できる。
【０１３０】
上記炭化珪素半導体装置の製造方法において好ましくは、上記エッチングを行なう工程後に、電極上に配線を形成する工程をさらに備えている。これにより、電極と配線との密着性を向上した炭化珪素半導体装置が実現できる。
【符号の説明】
【０１３１】
１００ａ  ｐｎダイオード、１００ｂ  ＪＦＥＴ、１００ｃ  ＭＯＳＦＥＴ、１１０  ＳｉＣ半導体層、１１０ａ，１１２ａ  表面、１１０ｂ  メサ、１１１  基板、１１２，１１５  ｎ型半導体層、１１３，１１４，１１６  ｐ型半導体層、１１３ａ，１９３，１９４  ｐ型高濃度領域、１１７  ｐ型ボディ部、１１８，１９１，１９２  ｎ型高濃度領域、１２０，１２１，１２２，１２３，１２４  レジスト、１２０ａ，１２１ａ，１２２ａ，１２２ｂ  開口部、１３０，１３１，１３３  絶縁膜、１３２  ゲート酸化膜、１４０，１４１〜１４４  金属層、１５０  電極、１５１，１５３  ソース電極、１５２  ドレイン電極、１５４  ゲート電極、１６０  炭素、１７０  酸化物、１８０〜１８３  配線。
【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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