(57)【要約】【課題】Ｓｉ基板上に積層され、３Ｃ−ＳｉＣ膜を備える高品質な炭化ケイ素膜付き基板、かかる炭化ケイ素膜付き基板を製造し得る炭化ケイ素膜付き基板の製造方法、および、かかる炭化ケイ素膜付き基板を備える半導体装置を提供すること。【解決手段】本発明の炭化ケイ素膜付き基板は、Ｓｉ基板２と、Ｓｉ基板２上に積層された立方晶炭化ケイ素３およびマスク４とを有し、ＳｉＣ膜３はＳｉ基板２の上側に設けられた第１のＳｉＣ膜３１と、第１のＳｉＣ膜３１の上側に設けられた第２のＳｉＣ膜３２とを有し、マスク４はＳｉ基板２上側に設けられた、開口部（第１の開口部）４５を備える第１のマスク４１と、第１のＳｉＣ膜３１上に設けられた、開口部（第２の開口部）４６を備える第２のマスク４２とを有している。開口部４５の幅Ｗ１［μｍ］と、第１のマスク４１の厚さＴ１［μｍ］とがＴ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板と、
前記シリコン基板上に積層された立方晶炭化ケイ素膜およびマスクと、を含み、
前記立方晶炭化ケイ素膜は、前記シリコン基板の上側に設けられた第１の立方晶炭化ケイ素膜と、前記第１の立方晶炭化ケイ素膜の上側に設けられた第２の立方晶炭化ケイ素膜とを有し、
前記マスクは、前記シリコン基板と前記第１の立方晶炭化ケイ素膜との間に設けられた第１のマスクと、前記第１の立方晶炭化ケイ素膜と前記第２の立方晶炭化ケイ素膜との間に設けられた第２のマスクと、を有し、
前記第１のマスクは第１の開口部を備え、前記第１の開口部からは前記シリコン基板が露出し、
前記第２のマスクは第２の開口部を備え、前記第２の開口部からは前記第１の立方晶炭化ケイ素膜が露出し、
前記第１の開口部の幅をＷ１［μｍ］とし、前記第１のマスクの厚さをＴ１［μｍ］としたとき、Ｔ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１であることを特徴とする炭化ケイ素膜付き基板。
【請求項２】
前記第１のマスクおよび前記第２のマスクは、平面視で重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の炭化ケイ素膜付き基板。
【請求項３】
前記第２の開口部の幅は、前記第１の開口部の幅と同じかより狭いことを特徴とする請求項１または２に記載の炭化ケイ素膜付き基板。
【請求項４】
前記第１のマスクの底面から前記第２のマスクの底面までの距離をＤ１［μｍ］としたとき、Ｄ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の炭化ケイ素膜付き基板。
【請求項５】
前記シリコン基板は、前記第１の立方晶炭化ケイ素膜が形成されている面の面方位が（１００）であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の炭化ケイ素膜付き基板。
【請求項６】
さらに、前記立方晶炭化ケイ素膜は前記第２の立方晶炭化ケイ素膜の上側に設けられた第３の立方晶炭化ケイ素膜を有し、前記マスクは前記第２の立方晶炭化ケイ素膜と前記第３の立方晶炭化ケイ素膜との第３のマスクを有し、
前記第３のマスクは第３の開口部を備え、前記第３の開口部からは前記第２の立方晶箪笥ケイ素膜が露出していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の炭化ケイ素膜付き基板。
【請求項７】
前記第１のマスクは、前記シリコン基板上に接して設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の炭化ケイ素膜付き基板。
【請求項８】
シリコン基板上に第１の膜を形成する第１の工程と、
前記第１の膜に前記シリコン基板を露出させる第１の開口部を形成する第２の工程と、
前記第１の開口部に露出した前記シリコン基板上にエピタキシャル成長により第１の立方晶炭化ケイ素膜を所定の厚さとなるように形成する第３の工程と、
前記第１の立方晶炭化ケイ素膜上に第２の膜を形成する第４の工程と、
前記第２の膜に前記第１の立方晶炭化ケイ素膜を露出させる第２の開口部を形成する第５の工程と、
前記第２の開口部に露出した前記第１の立方晶炭化ケイ素膜上にエピタキシャル成長により第２の立方晶炭化ケイ素膜を形成する第６の工程と、を含み、
前記第１の膜の厚さをＴ１とし、前記第１の開口部の幅をＷ１としたときに、Ｔ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１であることを特徴する炭化ケイ素膜付き基板の製造方法。
【請求項９】
前記第３の工程において、前記所定の厚さをＤ１としたときに、Ｄ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１であることを特徴とする請求項８に記載の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法。
【請求項１０】
前記シリコン基板は、上面が（１００）であることを特徴とする請求項８または９に記載の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の開口部の幅は前記第１の開口部の幅と同じかより狭く、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とは、前記シリコン基板を平面視したときに重なる位置にあることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法。
【請求項１２】
さらに、前記第２の立方晶炭化ケイ素膜上に第３の膜を形成する第７の工程と、
前記第３の膜に前記第２の立方晶炭化ケイ素膜を露出させる第３の開口部を形成する第８の工程と、
前記第３の開口部から露出した前記第２の立方晶炭化ケイ素膜上にエピタキシャル成長により第３の立方晶炭化ケイ素膜を形成する第９の工程と、を含むことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１から７のいずれか一項に記載の炭化ケイ素膜付き基板を用いて製造されたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化ケイ素膜付き基板、炭化ケイ素膜付き基板の製造方法および半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、炭化ケイ素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べ２倍以上のバンドギャップ（２．３６〜３．２３ｅＶ）を有するワイドバンドギャップ半導体であり、高耐圧デバイス用材料として注目されている。
【０００３】
ところが、ＳｉＣは、Ｓｉとは異なり結晶形成温度が高温であるため、Ｓｉ基板と同様の液相からの引上げ法による単結晶インゴット作成が困難である。そのため、昇華法によりＳｉＣの単結晶インゴットを形成する方法が提案されているが、かかる昇華法においては、大口径で結晶欠陥の少ない基板を形成することが非常に難しい。一方、ＳｉＣ結晶の中でも立方晶ＳｉＣ（３Ｃ−ＳｉＣ）は、比較的低温で形成可能であるため、Ｓｉ基板上に直接エピタキシャル成長を行う方法が提案されている。
【０００４】
このエピタキシャル成長を用いたＳｉＣ基板の製造方法のひとつとして、気相中において、Ｓｉ基板上に３Ｃ−ＳｉＣを積層するヘテロエピタキシャル技術が検討されている。ところが、Ｓｉおよび３Ｃ−ＳｉＣの格子定数は、それぞれ、５．４３Åおよび４．３６Åであり、その差は約２０％である。さらに、熱膨張係数は、Ｓｉが２．５５×１０-6Ｋ-1で、３Ｃ−ＳｉＣが２．７７×１０-6Ｋ-1であり、その差は、約８％である。これらから、結晶欠陥の少ない高品質なエピタキシャル膜（３Ｃ−ＳｉＣ膜）を得るのは非常に困難である。また、これらの格子定数の差および熱膨張係数の差は、結果として大きな応力を３Ｃ−ＳｉＣ膜内に発生させ、その結果、ウエハの反りといった問題も生じる。
【０００５】
上記のような結晶欠陥は、いわゆる双晶（Ｔｗｉｎ）や反位相領域境界面（ＡＰＢ：Ａｎｔｉ Ｐｈａｓｅ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）が主体となる。これらに結晶欠陥を低減する方法として、例えば、特許文献１では、成長下地基板に酸化膜等を形成し、この酸化膜等をマスクとして用いてエピタキシャル成長領域を設け、成長領域の開口部の幅Ｗ１に対し、酸化膜等の厚さＴをｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１（ｔａｎ（５４．６°）倍）以上とすることで効果的に結晶欠陥を低減する方法が開示されている。この場合、開口部の幅Ｗ１を、例えば、Ｗ１＝０．５μｍ程度を仮定すると、マスクとして用いられる酸化膜等は、Ｔ＝０．７μｍ以上の厚さが必要となる。
【０００６】
現在のプロセス技術をもってすれば、パターン形成プロセスに関する難易度はさほど高いものではないが、比較的高アスペクト比で、パターニングされた酸化膜等を高精度に形成する必要がある。さらに、酸化膜等の厚が比較的厚い膜厚であることから、酸化膜等に生じた膜応力により、ＳｉＣ基板が反るといった問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１８１５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題また課題の少なくともひとつを解決するものであり、以下の適用例または実施形態をとることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［適用例１］
本発明にかかる炭化ケイ素膜付き基板は、シリコン基板と、前記シリコン基板上に積層された立方晶炭化ケイ素膜およびマスクと、を含み、前記立方晶炭化ケイ素膜は、前記シリコン基板の上側に設けられた第１の立方晶炭化ケイ素膜と、前記第１の立方晶炭化ケイ素膜の上側に設けられた第２の立方晶炭化ケイ素膜とを有し、前記マスクは、前記シリコン基板と前記第１の立方晶炭化ケイ素膜との間に設けられた第１のマスクと、前記第１の立方晶炭化ケイ素膜と前記第２の立方晶炭化ケイ素膜との間に設けられた第２のマスクと、を有し、前記第１のマスクは第１の開口部を備え、前記第１の開口部からは前記シリコン基板が露出し、前記第２のマスクは第２の開口部を備え、前記第２の開口部からは前記第１の立方晶炭化ケイ素膜が露出し、前記第１の開口部の幅をＷ１［μｍ］とし、前記第１のマスクの厚さをＴ１［μｍ］としたとき、Ｔ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、シリコンと炭化ケイ素との格子定数の違いなどによって発生する結晶欠陥をマスクにより遮断することを図ることができ、より質のよい炭化ケイ素基板付き基板を構成することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記の炭化ケイ素膜付き基板において、前記第１のマスクおよび前記第２のマスクは、平面視で重なる位置に配置されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、第１のマスク及び第２のマスクが平面視で重なる位置に配置されていることにより、結晶欠陥のより的確な遮断を図ることができる。
【００１３】
［適用例３］
上記の炭化ケイ素付き基板において、前記第２の開口部の幅は、前記第１の開口部の幅と同じかより狭いことが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、第２の開口部の幅を第１の開口部の幅と同じかより狭くすることにより、結晶欠陥のより的確な遮断を図ることができる。
【００１５】
［適用例４］
上記の炭化ケイ素膜付き基板において、前記第１のマスクの底面から前記第２のマスクの底面までの距離をＤ１［μｍ］としたとき、Ｄ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１であることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、第１のマスクと第２のマスクとの距離を適切な値に維持することができ、結晶欠陥のより的確な遮断を図ることができる。
【００１７】
［適用例５］
上記の炭化ケイ素膜付き基板において、前記シリコン基板は、前記第１の立方晶炭化ケイ素膜が形成されている面の面方位が（１００）であることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、第１の立方晶炭化ケイ素膜が形成されているシリコン基板の面の面方位が（１００）であると、第１の立方晶炭化ケイ素膜内に発生する結晶欠陥きは（１１１）面の面方位に沿って成長させることができ、この結晶欠陥は第２のマスクにおいて遮断することができる。よって、より質のよい炭化ケイ素基板付き基板を構成することができる。
【００１９】
［適用例６］
上記の炭化ケイ素膜付き基板において、さらに、前記立方晶炭化ケイ素膜は前記第２の立方晶炭化ケイ素膜の上側に設けられた第３の立方晶炭化ケイ素膜を有し、前記マスクは前記第２の立方晶炭化ケイ素膜と前記第３の立方晶炭化ケイ素膜との第３のマスクを有し、前記第３のマスクは第３の開口部を備え、前記第３の開口部からは前記第２の立方晶箪笥ケイ素膜が露出していることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、より質の高い炭化ケイ素膜付き基板とすることができる。
【００２１】
［適用例７］
上記の炭化ケイ素膜付き基板において、前記第１のマスクは、前記シリコン基板上に接して設けられていることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、第１のマスクとシリコン基板との間に炭化ケイ素膜がなく、エピタキシャル成長の起点は第１の開口部におけるシリコン基板となる。これにより結晶欠陥が発生する起点も第１の開口部とすることができ、発生する結晶欠陥の位置の特定がより容易となることが、結晶欠陥の遮断をより容易なものとすることができる。
【００２３】
［適用例８］
本発明に係る炭化ケイ素膜付き基板の製造方法は、シリコン基板上に第１の膜を形成する第１の工程と、前記第１の膜に前記シリコン基板を露出させる第１の開口部を形成する第２の工程と、前記第１の開口部に露出した前記シリコン基板上にエピタキシャル成長により第１の立方晶炭化ケイ素膜を所定の厚さとなるように形成する第３の工程と、前記第１の立方晶炭化ケイ素膜上に第２の膜を形成する第４の工程と、前記第２の膜に前記第１の立方晶炭化ケイ素膜を露出させる第２の開口部を形成する第５の工程と、前記第２の開口部に露出した前記第１の立方晶炭化ケイ素膜上にエピタキシャル成長により第２の立方晶炭化ケイ素膜を形成する第６の工程と、を含み、前記第１の膜の厚さをＴ１とし、前記第１の開口部の幅をＷ１としたときに、Ｔ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１であることを特徴する。
【００２４】
この方法によれば、第２の立方晶炭化ケイ素膜を第１の立方晶炭化ケイ素膜に比較して結晶欠陥の少ない立方晶炭化ケイ素膜とすることができる。
【００２５】
［適用例９］
上記の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法において、前記第３の工程において、前記所定の厚さをＤ１としたときに、Ｄ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１であることが好ましい。
【００２６】
この方法によれば、より的確に第１の立方晶炭化ケイ素膜に発生した結晶欠陥を遮断することができる。
【００２７】
［適用例１０］
上記の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法において、前記シリコン基板は、上面が（１００）であることが好ましい。
【００２８】
この方法によれば、第１の炭化ケイ素膜における結晶欠陥を（１１１）面の面方位に沿って発生させることを図ることができる。
【００２９】
［適用例１１］
上記の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法において、前記第２の開口部の幅は前記第１の開口部の幅と同じかより狭く、前記第１の開口部と前記第２の開口部とは、前記シリコン基板を平面視したときに重なる位置にあることが好ましい。
【００３０】
この方法によれば、より的確に第１の炭化ケイ素膜における結晶欠陥を遮断することができる。
【００３１】
［適用例１２］
上記の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法によれば、さらに、前記第２の立方晶炭化ケイ素膜上に第３の膜を形成する第７の工程と、前記第３の膜に前記第２の立方晶炭化ケイ素膜を露出させる第３の開口部を形成する第８の工程と、前記第３の開口部から露出した前記第２の立方晶炭化ケイ素膜上にエピタキシャル成長により第３の立方晶炭化ケイ素膜を形成する第９の工程と、を含むことが好ましい。
【００３２】
この方法によれば、第３の立方晶炭化ケイ素膜としてより結晶欠陥の少ない立方晶炭化ケイ素膜を形成することができる。
【００３３】
［適用例１３］
本発明に係る半導体装置は、上記の炭化ケイ素膜付き基板を用いて製造されたことを特徴とする。
【００３４】
この構成によれば、立方晶炭化ケイ素膜は耐圧性が比較的に高いことから、本発明に係る炭化ケイ素膜基板を用いることで比較的高電圧の用途に用いる半導体装置を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】炭化ケイ素膜付き基板の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す炭化ケイ素膜付き基板の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図３】図１に示す炭化ケイ素膜付き基板において、結晶欠陥を低減させる方法を説明するための縦断面図である。
【図４】炭化ケイ素膜付き基板の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図５】図４に示す炭化ケイ素膜付き基板の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図６】図４に示す炭化ケイ素膜付き基板の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図７】炭化ケイ素膜付き基板の第３実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る炭化ケイ素膜付き基板、炭化ケイ素膜付き基板の製造方法および半導体装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。尚、用いる図面は説明を容易にするための便宜上のものであり、図面に記載された構成物各々の大きさや比率等は異なる場合がある。
【００３７】
＜炭化ケイ素膜付き基板＞
＜＜第１実施形態＞＞
まず、本発明の炭化ケイ素膜付き基板の第１実施形態について説明する。
【００３８】
図１は、本発明の炭化ケイ素膜付き基板の第１実施形態を示す縦断面図でＳｉ基板の（０１１）面に垂直な方向から見た図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３９】
炭化ケイ素膜付き基板（立方晶炭化ケイ素膜付き基板）１０は、図１に示すように、Ｓｉ基板（シリコン基板）２と、Ｓｉ基板２上に積層された３Ｃ−ＳｉＣ（立方晶炭化ケイ素）膜（以下、単に「ＳｉＣ膜」と言うこともある。）３と、このＳｉＣ膜３の形成の際に用いられたマスク４とを有している。
【００４０】
また、ＳｉＣ膜３は、本実施形態では、Ｓｉ基板２の上側に設けられた第１のＳｉＣ膜３１と、この第１のＳｉＣ膜３１の上側に設けられた第２のＳｉＣ膜３２とを有しており、さらに、マスク４は、Ｓｉ基板２上に設けられた、開口部（第１の開口部）４５を備える第１のマスク４１と、第１のＳｉＣ膜３１上に設けられた、開口部（第２の開口部）４６を備える第２のマスク４２とを有している。
【００４１】
Ｓｉ基板２は、ＳｉＣ膜３を支持するとともに、ヘテロエピタキシャル技術によりＳｉＣ膜３を形成させる成長下地基板として用いられる。
【００４２】
このＳｉ基板２は、例えば、ＣＺ法（チョクラルスキー法）により引上げられたシリコン単結晶インゴットをスライス、研磨することで形成されたものである。このＳｉ基板２は、その上面の面方位が（１００）面を構成している。なお、Ｓｉ基板２の上面は、結晶軸が数度傾いたオフセット基板であってもよい。
【００４３】
なお、本実施形態では、Ｓｉ基板２は、図１に示すように、シリコン単結晶基板が用いられているが、これに限定されず、例えば、石英、サファイア、ステンレスからなる基板上に単結晶シリコン膜を形成したもの等であってもよい。本実施形態におけるＳｉ基板２の格子定数は、０．５４３ｎｍである。
【００４４】
ＳｉＣ膜３は、本実施形態では、Ｓｉ基板２の上側に設けられた第１のＳｉＣ膜３１と、この第１のＳｉＣ膜３１の上側に設けられた第２のＳｉＣ膜３２とを有している。
【００４５】
ＳｉＣ膜３を構成する第１のＳｉＣ膜３１および第２のＳｉＣ膜３２は、ともに、立方晶炭化ケイ素（３Ｃ−ＳｉＣ）がエピタキシャル成長して形成された半導体膜である。立方晶炭化ケイ素は、バンドギャップ値が２．３６ｅＶ以上と広く、熱伝導率や絶縁破壊電界が高いため、パワーデバイス用のワイドバンドギャップ半導体として好適に用いられる。このような立方晶炭化ケイ素からなるＳｉＣ膜３（第１のＳｉＣ膜３１および第２のＳｉＣ膜３２）の格子定数は、０．４３６ｎｍとなっている。
【００４６】
マスク４は、Ｓｉ基板２上に設けられた、開口部４５を備える第１のマスク４１と、第１のＳｉＣ膜３１上に設けられた、開口部４６を備える第２のマスク４２とを有しており、第１のマスク４１および第２のマスク４２は、それぞれ、第１のＳｉＣ膜３１および第２のＳｉＣ膜３２の形成に用いられ、炭化ケイ素膜付き基板１０中に残存するものである。
【００４７】
マスク４を構成する第１のマスク４１および第２のマスク４２は、それぞれ、エピタキシャル技術により、第１のＳｉＣ膜３１および第２のＳｉＣ膜３２を成膜する際に、マスクとして機能し得るものである。すなわち、第１のマスク４１および第２のマスク４２は、３Ｃ−ＳｉＣ（立方晶ＳｉＣ）のエピタキシャル成長を防止し得るものであれば、その材料は特に限定されないが、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）のような無機材料で構成される。
【００４８】
第１のマスク４１および第２のマスク４２は、互いに、ほぼ同一の平面視形状を有している。さらに、第１のマスク４１における開口部４５の幅をＷ１［μｍ］とし、第１のマスク４１の厚さをＴ１［μｍ］とし、第１のマスク４１の底面から第２のマスク４２の底面までの距離をＤ１［μｍ］としたとき、Ｔ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１、かつ、Ｄ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足している。これにより、結晶欠陥の発生が低減された３Ｃ−ＳｉＣ膜を備える高品質な炭化ケイ素膜付き基板１０とすることができるが、その理由については、以下の炭化ケイ素膜付き基板１０の製造方法において詳述する。
【００４９】
次に、その炭化ケイ素膜付き基板１０の製造方法（本発明の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法）について説明する。
【００５０】
図２は、図１に示す炭化ケイ素膜付き基板の製造方法を説明するための縦断面図、図３は、図１に示す炭化ケイ素膜付き基板において、結晶欠陥を低減させる方法を説明するための縦断面図で、どちらもＳｉ基板の（０１１）面に垂直方向から見た図である。なお、以下の説明では、図２、図３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００５１】
炭化ケイ素膜付き基板１０の製造方法は、［１］Ｓｉ基板２上に、第１のマスク４１を形成する工程と、［２］第１のマスク４１をマスクとして用いて第１のマスク４１およびＳｉ基板２上に、第１のＳｉＣ膜３１を形成する工程と、［３］第１のＳｉＣ膜３１上に、第２のマスク４２を形成する工程と、［４］第２のマスク４２をマスクとして用いて第２のマスク４２および第１のＳｉＣ膜３１上に、第２のＳｉＣ膜３２を形成する工程とを有する。以下、これらの各工程について順次説明する。
【００５２】
［１］まず、図２（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２を用意し、このＳｉ基板２上に接して、開口部４５を備える第１のマスク４１を形成する。
【００５３】
なお、前述の通り、第１のマスク４１は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）のような無機材料で構成されるが、以下では、第１のマスク４１が酸化ケイ素で構成される場合を一例に説明する。
【００５４】
このような第１のマスク４１は、Ｓｉ基板２上に、例えば、酸化ケイ素膜を形成した後、この酸化ケイ素膜をパターニングして開口部４５を形成することで得ることができる。
【００５５】
この第１のマスク４１は、図１、２に示すように、その縦断面形状が矩形状をなし、この縦断面形状が、紙面手前側から紙面奥側に向かってほぼ同一となっており、開口部４５の幅をＷ１［μｍ］とし、第１のマスク４１の厚さをＴ１［μｍ］としたとき、Ｔ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１の関係を満足するようにパターニングされる。
【００５６】
また、酸化ケイ素膜は、例えば、スパッタリング法、のような物理蒸着法（ＰＶＤ法）、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、ゾル・ゲル法、熱酸化法等の各種成膜法により形成し得るが、中でも、熱酸化法またはＣＶＤ法を用いて形成することが好ましい。これらの方法によれば、比較的容易に、所望な膜厚の酸化ケイ素膜を均一な厚さで形成することができる。
【００５７】
１−１：熱酸化法
熱酸化法は、加熱したＳｉ基板２に、酸素原子を含むガスを供給することにより、Ｓｉ基板２の表面に、酸化ケイ素膜を形成する方法である。
【００５８】
加熱の温度（加熱温度）は、３００〜１２００℃程度であるのが好ましく、７００〜１１００℃程度であるのがより好ましい。
【００５９】
加熱の時間（加熱時間）は、目的とする酸化ケイ素膜の厚さに応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、例えば、加熱温度を前記範囲とする場合には、１０〜９０分程度であるのが好ましく、２０〜６０分程度であるのがより好ましい。
【００６０】
また、酸素原子を含むガスとしては、例えば、酸素（純酸素）、オゾン、過酸化水素、水蒸気、一酸化窒素、二酸化窒素、酸化二窒素等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
１−２：ＣＶＤ法
ＣＶＤ法は、所定圧力のチャンバー内に、シリコン酸化物前駆体と酸素原子を含むガスとを導入し、Ｓｉ基板２を加熱することにより、Ｓｉ基板２の表面に、酸化ケイ素膜を形成する方法である。
【００６２】
シリコン酸化物前駆体としては、例えば、ジクロロシラン、ヘキサクロロジシラン、テトラキス（ヒドロカルビルアミノ）シラン、トリス（ヒドロカルビルアミノ）シラン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６３】
酸素原子を含むガスとしては、例えば、酸素（純酸素）、オゾン、過酸化水素、水蒸気、一酸化窒素、二酸化窒素、酸化二窒素等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６４】
加熱の温度（加熱温度）は、３００〜１０００℃程度であるのが好ましく、５００〜８００℃程度であるのがより好ましい。
【００６５】
加熱の時間（加熱時間）は、目的とする酸化ケイ素膜の厚さに応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、例えば、加熱温度を前記範囲とする場合には、１０〜９０分程度であるのが好ましく、２０〜６０分程度であるのがより好ましい。
【００６６】
チャンバー内の圧力（真空度）は、０．０５ｍＴｏｒｒ〜大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）程度であるのが好ましく、０．１〜５００ｍＴｏｒｒ程度であるのがより好ましい。
【００６７】
また、シリコン酸化物前駆体と酸素原子を含むガスとの混合比は、モル比で１０：１〜１：１００程度であるのが好ましく、１：２〜１：１０程度であるのがより好ましい。
【００６８】
また、レジスト層を用いた酸化ケイ素膜のパターニングは、形成すべき開口部４５の形状に対応したレジストパターンを形成した後、ウエットエッチングおよびドライエッチングのいずれかを用いて行うことができるが、中でも、ウエットエッチングにより行うことが好ましい。これにより、開口部４５を形成する第１のマスク４１の側面を、より平滑化されたものとすることができる。そのため、次工程［２］において、第１のＳｉＣ膜３１を形成する際に、第１のマスク４１の側面を起点として、第１のＳｉＣ膜３１の膜中に結晶欠陥が生じるのを的確に低減させることができる。
【００６９】
さらに、第１のマスク４１の厚さＴ１は、本発明では、前述の通りＴ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１の関係を満足するように比較的薄く設定されている。そのため、レジスト層を用いた酸化ケイ素膜のパターニングに、ウエットエッチングを用いたとしても、優れた精度で、酸化ケイ素膜をパターニングして、開口部４５を備える第１のマスク４１を得ることができる。
【００７０】
このウエットエッチングとしては、例えば、エッチング液としてフッ酸含有液を用いたエッチング法が挙げられる。
【００７１】
フッ酸含有液としては、例えば、フッ酸（ＨＦ）溶液、バッファードフッ酸（フッ酸（フッ化水素）とフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）との混合液）等が挙げられる。
【００７２】
［２］次に、図２（ｂ）に示すように、第１のマスク４１をマスクとして用いてＳｉ基板２および第１のマスク４１上に、第１のＳｉＣ膜３１を形成する。
【００７３】
この第１のＳｉＣ膜３１は、所定圧力のチャンバー内に、原料ガスを導入し、この状態で、Ｓｉ基板２を加熱することにより、開口部４５で露出するＳｉ基板２上に、立方晶炭化ケイ素（３Ｃ−ＳｉＣ）をエピタキシャル成長させることで形成させることができる。
【００７４】
このエピタキシャル成長によれば、開口部４５で露出するＳｉ基板２を起点として立方晶炭化ケイ素（３Ｃ−ＳｉＣ）が生成され、これによりＳｉ基板２を覆い、その後、３Ｃ−ＳｉＣのさらなる成長に伴い、Ｓｉ基板２ばかりでなく第１のマスク４１をも覆うこととなり、その結果、Ｓｉ基板２および第１のマスク４１の全面を覆う、図２（ｂ）に示すような、第１のＳｉＣ膜３１が形成される。
【００７５】
この第１のＳｉＣ膜３１は、図１、２に示すように、その厚さが、第１のマスク４１が存在しない位置で、ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１以上の関係を満足するように成膜される。
【００７６】
原料ガスとしては、炭素を含むガスとケイ素を含むガスとを所定の割合にて混合してなる混合ガス、炭素とケイ素とを所定の割合で含む炭素およびケイ素を含むガス、炭素を含むガスとケイ素を含むガスと炭素およびケイ素を含むガスとを所定の割合にて混合してなる複数種混合ガスが挙げられ、これらのうちのいずれかが、原料ガスとしてチャンバー内に導入される。
【００７７】
炭素を含むガスとしては、例えば、エチレン（Ｃ2Ｈ4）の他、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、メタン（ＣＨ4）、エタン（Ｃ2Ｈ6）、ノルマルブタン（ｎ−Ｃ4Ｈ10）、イソブタン（ｉ−Ｃ4Ｈ10）、ネオペンタン（ｎｅｏ−Ｃ5Ｈ12）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７８】
また、ケイ素を含むガスとしては、モノシラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、トリシラン（Ｓｉ3Ｈ8）、テトラシラン（Ｓｉ4Ｈ10）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2Ｃｌ6）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７９】
さらに、炭素及びケイ素を含むガスとしては、メチルシラン（ＳｉＨ3ＣＨ3）、ジメチルシラン（ＳｉＨ2（ＣＨ3）2）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3）3）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８０】
これらのうち、いずれかのガスを用いてエピタキシャル成長させることで、化学量論的組成で立方晶炭化ケイ素からなる第１のＳｉＣ膜３１が成膜される。
【００８１】
また、加熱の温度（加熱温度）、すなわち、エピタキシャル成長時のＳｉ基板２の温度は、６００℃以上１４００℃以下であるのが好ましく、８００℃以上１３５０℃以下であるのがより好ましい。
【００８２】
なお、加熱の時間（加熱時間）は、目的とする第１のＳｉＣ膜３１の厚さに応じて適宜設定される。
【００８３】
また、チャンバー内の圧力（真空度）は、７．５×１０-7Ｔｏｒｒ以上、大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）以下であるのが好ましく、７．５×１０-6Ｔｏｒｒ以上０．５Ｔｏｒｒ以下であるのがより好ましい。
【００８４】
なお、この第１のＳｉＣ膜３１の上面が、第１のマスク４１の形状に起因した凹凸が形成されることがある。このとき、ＣＭＰ法（化学機械研磨法）、ドライエッチング法などにより表面を平坦化することが好ましい。
【００８５】
［３］次に、図２（ｃ）に示すように、第１のＳｉＣ膜３１上に、開口部４６を備える第２のマスク４２を形成する。
【００８６】
第２のマスク４２は、第１のＳｉＣ膜３１上に、例えば、層状をなす酸化ケイ素（ＳｉＯ2）膜を形成した後、この酸化ケイ素膜をパターニングして開口部４６を形成することで得ることができる。
【００８７】
この第２のマスク４２は、本実施形態では、第１のマスク４１と、ほぼ同一の平面視形状を有している。すなわち、第１のマスク４１と同一の大きさのラインアンドスペースのパターンを備えている。そして、第２のマスク４２は、平面視で第１のマスク４１と重なる位置に配置されている。
【００８８】
また、この第２のマスク４２は、前記工程［２］において、第１のＳｉＣ膜３１の厚さが、第１のマスク４１が存在しない位置で、ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１以上の関係を満足するように成膜されているため、第１のマスク４１の底面から第２のマスク４２の底面までの距離をＤ１［μｍ］としたとき、Ｄ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足している。
【００８９】
また、酸化ケイ素膜は、前記工程［１］において説明したのと同様の方法を用いて形成し得るが、中でも、ＣＶＤ法を用いて形成することが好ましい。ＣＶＤ法によれば、比較的容易に、所望な膜厚の酸化ケイ素膜を均一な厚さで、第１のＳｉＣ膜３１上に形成することができる。
【００９０】
さらに、酸化ケイ素膜のパターニングは、前記工程［１］において説明したのと同様の方法を用いて行うことができる。
【００９１】
［４］次に、図２（ｄ）に示すように、第２のマスク４２をマスクとして用いて第１のＳｉＣ膜３１および第２のマスク４２上に、第２のＳｉＣ膜３２を形成する。
【００９２】
この第２のＳｉＣ膜３２は、前記工程［２］で説明した第１のＳｉＣ膜３１と同様に、所定圧力のチャンバー内に、原料ガスを導入し、この状態で、Ｓｉ基板２を加熱することにより形成させることができる。すなわち、開口部４６で露出する第１のＳｉＣ膜３１上に、立方晶炭化ケイ素（３Ｃ−ＳｉＣ）をエピタキシャル成長させることで形成させることができる。
【００９３】
このエピタキシャル成長によれば、開口部４６で露出する第１のＳｉＣ膜３１を起点として立方晶炭化ケイ素（３Ｃ−ＳｉＣ）が生成され、これにより第１のＳｉＣ膜３１を覆い、その後、３Ｃ−ＳｉＣのさらなる成長に伴い、第１のＳｉＣ膜３１ばかりでなく第２のマスク４２をも覆うこととなり、その結果、第１のＳｉＣ膜３１および第２のマスク４２の全面を覆う、図２（ｄ）に示すような、第２のＳｉＣ膜３２が形成される。
【００９４】
ここで、前記工程［２］における第１のマスク４１を用いた開口部４５で露出するＳｉ基板２上でのエピタキシャル成長の過程では、成膜される第１のＳｉＣ膜３１中にはＳｉ基板２との格子定数が異なることに起因して、多くの結晶欠陥５１が発生する。
【００９５】
これらの結晶欠陥５１は、図３に示す通り、Ｓｉ基板２の上面の面方位が（１００）面を構成していると、形成される第１のＳｉＣ膜３１中において、（１１１）面の面方位に沿って、結晶欠陥５１が成長することが知られている。
【００９６】
また、前述の通り、本実施形態では、第１のマスク４１および第２のマスク４２は、互いに、ほぼ同一の平面視形状をなし、平面視で重なる位置に配置されており、さらに、第１のマスク４１がＴ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１の関係を満足することで、第２のマスク４２がＤ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足する位置に形成されている。
【００９７】
したがって、開口部４５で露出するＳｉ基板２上で生じた結晶欠陥５１は、第１のＳｉＣ膜３１中において、（１１１）面の面方位に沿って成長するため、第１のＳｉＣ膜３１の上面において、Ｄ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足する位置に形成された第２のマスク４２の底面により覆われ、その結果、結晶欠陥５１は、第２のマスク４２の底面により終端されている。
【００９８】
よって、第２のマスク４２の開口部４６で露出する第１のＳｉＣ膜３１上には、結晶欠陥５１の発生が的確に抑制または防止されていることとなる。
【００９９】
したがって、第２のマスク４２の開口部４６で露出する第１のＳｉＣ膜３１の上面を起点として成膜される第２のＳｉＣ膜３２では、結晶欠陥５１の発生が的確に抑制または防止されたものとなるため、かかる第１のＳｉＣ膜３１と第２のＳｉＣ膜３２とからなる３Ｃ−ＳｉＣ（立方晶炭化ケイ素）膜３を、結晶欠陥が少ない高品質のものとすることができる。また、結晶欠陥が少ないことから、ＳｉＣ膜３中における応力の発生を的確に抑制することができる。
【０１００】
なお、以上のような関係を満足する第１のマスク４１および第２のマスク４２、ならびに、第１のＳｉＣ膜３１の具体的な大きさは、それぞれ、以下のように設定される。
【０１０１】
すなわち、第１のマスク４１の厚さＴ１および第２のマスク４２の厚さＴ２は、それぞれ、独立して、好ましくは０．０１μｍ以上１．０μｍ以下、より好ましくは０．０５μｍ以上０．５μｍ以下に設定される。
【０１０２】
また、第１のマスク４１および第２のマスク４２の幅Ｗ２は、それぞれ、独立して、好ましくは０．２μｍ以上１０．０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上５．０μｍ以下に設定される。さらに、開口部４５、４６の幅Ｗ１は、それぞれ、独立して、好ましくは０．２μｍ以上１０．０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上５．０μｍ以下に設定される。
【０１０３】
さらに、第１のマスク４１の底面から第２のマスク４２の底面までの距離Ｄ１、すなわち、第１のＳｉＣ膜３１の第１のマスク４１が存在しない位置での厚さは、好ましくは０．２８μｍ以上１４．０μｍ以下、より好ましくは０．７μｍ以上７．０μｍ以下に設定される。
【０１０４】
このようなサイズを備える炭化ケイ素膜付き基板１０において、前記関係を満足させることで、第２のＳｉＣ膜３２中における、結晶欠陥５１の発生をより的確に抑制または防止することができるようになる。
以上のようにして、図１に示す炭化ケイ素膜付き基板１０が得られる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、第１のＳｉＣ膜３１上に、それぞれ１層の第２のマスク４２および第２のＳｉＣ膜３２を積層する場合について説明したが、この場合に限定されず、２層以上の第２のマスク４２および第２のＳｉＣ膜３２が、この順でさらに積層されていてもよい。すなわち、炭化ケイ素膜付き基板１０は、第１のＳｉＣ膜３１上に、２、３・・・ｎ層の第２のマスク４２および第２のＳｉＣ膜３２が積層されたものであってもよい。
【０１０６】
また、本実施形態では、Ｓｉ基板２上に接して第１のマスク４１を形成する場合について説明したが、かかる構成に限らず、例えば、ＳｉＣ膜３を、さらに、第４の膜を備えるものとし、かかる第４の膜をＳｉ基板２の全面を覆うようにＳｉ基板２上に形成して、この第４の膜（ＳｉＣ膜）上に接して第１のマスク４１を形成するようにしてもよい。このように、Ｓｉ基板２の全面を覆う第４の膜を形成する構成とすることで、Ｓｉ基板（シリコン基板）２上に第１のＳｉＣ膜３１を接するように形成する場合に比べ、より安定に均質な第１のＳｉＣ膜３１を形成できる、という効果が得られる。
【０１０７】
なお、このような第４の膜を備える炭化ケイ素膜付き基板１０は、例えば、前記工程［１］に先立って、Ｓｉ基板２上に、前記工程［２］で説明した方法を用いて第４の膜を形成した後に、前記工程［１］により第４の膜上に第１のマスク４１を形成し、その後、前記工程［２］〜［４］と同様の工程を経ることで得ることができる。
【０１０８】
＜＜第２実施形態＞＞
次に、本発明の炭化ケイ素膜付き基板の第２実施形態について説明する。
【０１０９】
図４は、本発明の炭化ケイ素膜付き基板の第２実施形態を示す縦断面図でＳｉ基板の（０１１）面に垂直な方向から見た図である。なお、以下の説明では、図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１１０】
以下、第２実施形態の炭化ケイ素膜付き基板１１について、前記第１実施形態の炭化ケイ素膜付き基板１０との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１１１】
図４に示す炭化ケイ素膜付き基板１１では、さらに、ＳｉＣ膜３は、第２のＳｉＣ膜３２の上側に設けられた第３のＳｉＣ膜３３を有し、マスク４は、第２のＳｉＣ膜３２上に設けられた、開口部（第３の開口部）４７を備える第３のマスク４３を有している。そして、第２のマスク４２は、平面視で第１のマスク４１と重なる位置に配置されておらず、さらに、Ｄ１≧ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足しておらず、第１のＳｉＣ膜３１の膜厚がＤ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足するように薄く設定されていること以外は、図１に示す炭化ケイ素膜付き基板１０と同様である。
【０１１２】
ここで、第２のマスク４２は、平面視で第１のマスク４１と重なる位置に配置されておらず、さらに、第１のＳｉＣ膜３１の膜厚がＤ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足するように薄く設定されていることにより、第１のＳｉＣ膜３１中において、（１１１）面の面方位に沿って成長する結晶欠陥５１は、その一部が第１のＳｉＣ膜３１の上面で、第２のマスク４２の底面により終端されることなく、開口部４６から露出する。
【０１１３】
したがって、第２のマスク４２の開口部４６で露出する第１のＳｉＣ膜３１の上面を起点として成膜される第２のＳｉＣ膜３２においても、結晶欠陥５１の一部が残存する。しかしながら、本実施形態では、第２のＳｉＣ膜３２上には、第１のＳｉＣ膜３１に対する第２のマスク４２および第２のＳｉＣ膜３２の関係と同様の構成をなしている、第３のマスク４３および第３のＳｉＣ膜３３が形成されている。そのため、第２のＳｉＣ膜３２において残存する結晶欠陥５１の一部を、第２のＳｉＣ膜３２の上面で、第３のマスク４３の底面により終端させることができる。
【０１１４】
したがって、第３のマスク４３の開口部４７で露出する第２のＳｉＣ膜３２の上面を起点として成膜される第３のＳｉＣ膜３３では、結晶欠陥５１の発生が的確に抑制または防止されたものとなる。そのため、かかる第１のＳｉＣ膜３１と第２のＳｉＣ膜３２と第３のＳｉＣ膜３３とからなる３Ｃ−ＳｉＣ（立方晶炭化ケイ素）膜３を、結晶欠陥が少ない高品質のものとすることができる。また、結晶欠陥が少ないことから、ＳｉＣ膜３中における応力の発生を的確に抑制することができる。
【０１１５】
以上のことから、第２実施形態の炭化ケイ素膜付き基板１１によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１６】
このような第２実施形態の炭化ケイ素膜付き基板１１は、以下のようにして製造することができる。
【０１１７】
図５、図６は、図４に示す炭化ケイ素膜付き基板の製造方法を説明するための縦断面図で、どちらもＳｉ基板の（０１１）面に垂直方向から見た図である。なお、以下の説明では、図５、図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【０１１８】
本実施形態の炭化ケイ素膜付き基板１１の製造方法は、［１Ｂ］Ｓｉ基板２上に、第１のマスク４１を形成する工程と、［２Ｂ］第１のマスク４１をマスクとして用いて第１のマスク４１およびＳｉ基板２上に、第１のＳｉＣ膜３１を形成する工程と、［３Ｂ］第１のＳｉＣ膜３１上に、第２のマスク４２を形成する工程と、［４Ｂ］第２のマスク４２をマスクとして用いて第２のマスク４２および第１のＳｉＣ膜３１上に、第２のＳｉＣ膜３２を形成する工程と、［５Ｂ］第２のＳｉＣ膜３２上に、第３のマスク４３を形成する工程と、［６Ｂ］第３のマスク４３をマスクとして用いて第３のマスク４３および第２のＳｉＣ膜３２上に、第３のＳｉＣ膜３３を形成する工程とを有する。以下、これらの各工程について順次説明する。
【０１１９】
［１Ｂ］まず、図５（ａ）に示すように、前記工程［１］と同様にして、Ｓｉ基板２を用意し、このＳｉ基板２上に、開口部４５を備え、Ｔ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１の関係を満足する第１のマスク４１を形成する。
【０１２０】
［２Ｂ］次に、図５（ｂ）に示すように、前記工程［２］と同様にして、第１のマスク４１をマスクとして用いてＳｉ基板２および第１のマスク４１上に、第１のＳｉＣ膜３１を形成する。
【０１２１】
この第１のＳｉＣ膜３１は、図４、５に示すように、本実施形態では、その厚さが、第１のマスク４１が存在しない位置で、ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１以上の関係を満足することなく、ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１未満の関係を満足するように、その厚さを薄くして成膜される。
【０１２２】
［３Ｂ］次に、図５（ｃ）に示すように、前記工程［３］と同様にして、第１のＳｉＣ膜３１上に、開口部４６を備える第２のマスク４２を形成する。
【０１２３】
この第２のマスク４２は、前記第１実施形態と同様に、第１のマスク４１と、ほぼ同一の平面視形状を有している。すなわち、第１のマスク４１と同一の大きさのラインアンドスペースのパターンを備えているが、本実施形態では、第２のマスク４２を、平面視で第１のマスク４１と重ならない位置に配置する。
【０１２４】
また、この第２のマスク４２は、前記工程［２Ｂ］において、第１のＳｉＣ膜３１の厚さが、第１のマスク４１が存在しない位置で、ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１未満の関係を満足するように成膜されているため、第１のマスク４１の底面から第２のマスク４２の底面までの距離をＤ１［μｍ］としたとき、Ｄ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足している。
【０１２５】
［４Ｂ］次に、図５（ｄ）に示すように、前記工程［４］と同様にして、第２のマスク４２をマスクとして用いて第１のＳｉＣ膜３１および第２のマスク４２上に、第２のＳｉＣ膜３２を形成する。
【０１２６】
この第２のＳｉＣ膜３２は、図４、５に示すように、第１のＳｉＣ膜３１と同様に、本実施形態では、その厚さが、第２のマスク４２が存在しない位置で、ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１未満の関係を満足するように、その厚さを薄くして成膜される。
【０１２７】
［５Ｂ］次に、図６（ａ）に示すように、前記工程［３］と同様にして、第２のＳｉＣ膜３２上に、開口部４７を備える第３のマスク４３を形成する。
【０１２８】
この第３のマスク４３は、前記第１実施形態と同様に、第１のマスク４１と、ほぼ同一の平面視形状を有している。すなわち、第１のマスク４１と同一の大きさのラインアンドスペースのパターンを備えているが、本実施形態では、第３のマスク４３を、平面視で第１のマスク４１および第２のマスク４２と重なる位置に配置する。
【０１２９】
また、この第３のマスク４３は、前記工程［４Ｂ］において、第２のＳｉＣ膜３２の厚さが、第２のマスク４２が存在しない位置で、ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１未満の関係を満足するように成膜されているため、第２のマスク４２の底面から第３のマスク４３の底面までの距離をＤ１［μｍ］としたとき、Ｄ１＜ｔａｎ（５４．６°）×Ｗ１なる関係を満足している。
【０１３０】
［６Ｂ］次に、図６（ｂ）に示すように、前記工程［４］と同様にして、第３のマスク４３をマスクとして用いて第２のＳｉＣ膜３２および第３のマスク４３上に、第３のＳｉＣ膜３３を形成する。
【０１３１】
この際、前述の通り、第３のマスク４３の開口部４７で露出する第２のＳｉＣ膜３２の上面を起点として成膜される第３のＳｉＣ膜３３では、結晶欠陥５１の発生が的確に抑制または防止されたものとなる。そのため、かかる第１のＳｉＣ膜３１と第２のＳｉＣ膜３２と第３のＳｉＣ膜３３とからなる３Ｃ−ＳｉＣ（立方晶炭化ケイ素）膜３を、結晶欠陥が少ない高品質のものとすることができる。また、結晶欠陥が少ないことから、ＳｉＣ膜３中における応力の発生を的確に抑制することができる。
以上のようにして、図４に示す炭化ケイ素膜付き基板１１が得られる。
【０１３２】
なお、本実施形態では、第１のＳｉＣ膜３１上に、それぞれ１層の第２のマスク４２、第２のＳｉＣ膜３２、第３のマスク４３および第３のＳｉＣ膜３３をこの順で積層する場合について説明したが、この場合に限定されず、２層以上の第２のマスク４２、第２のＳｉＣ膜３２、第３のマスク４３および第３のＳｉＣ膜３３が、この順でさらに積層されていてもよい。すなわち、炭化ケイ素膜付き基板１１は、第１のＳｉＣ膜３１上に、２、３・・・ｎ層の第２のマスク４２、第２のＳｉＣ膜３２、第３のマスク４３および第３のＳｉＣ膜３３が積層されたものであってもよい。
【０１３３】
＜＜第３実施形態＞＞
本実施形態における炭化ケイ素膜付き基板１２を図７に示す。炭化ケイ素膜付き基板１２は、シリコン基板２上に形成された第１のマスク６１および第１のＳｉＣ膜３１上に形成された第２のマスク６２を有する。第２のマスク６２における開口部６４の幅は第１のマスク６１における開口部６３の幅よりも狭い。開口部６４の幅をより狭くすることで、第２のＳｉＣ膜３２において、エピタキシャル成長における起点の結晶欠陥のリスクの低減を図り、より結晶欠陥の少ない膜とすることができる。
【０１３４】
以上、複数の実施形態のような炭化ケイ素膜付き基板は、結晶欠陥が極めて少ない高品質のＳｉＣ膜（立方晶炭化ケイ素膜）３を備えることから、ワイドバンドギャップ半導体として期待される炭化ケイ素（ＳｉＣ）半導体として好適に用いられる。そのため、炭化ケイ素（ＳｉＣ）半導体を備える半導体装置に好適に用いられ、かかる半導体装置を、高耐圧性を備えるものとし得る。
【０１３５】
また、この半導体装置としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｅ）、絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）等が挙げられる。
【０１３６】
以上、本発明の炭化ケイ素膜付き基板、炭化ケイ素膜付き基板の製造方法および半導体装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３７】
例えば、本発明の炭化ケイ素膜付き基板の製造方法は、必要に応じて、任意の工程を追加することもできる。
【０１３８】
また、本発明の炭化ケイ素膜付き基板および半導体装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
２…シリコン基板（Ｓｉ基板）、３…ＳｉＣ膜、４…マスク、１０…ケイ素膜付き基板、１１…ケイ素膜付き基板、１２…ケイ素膜付き基板、３１…第１のＳｉＣ膜、３２…第２のＳｉＣ膜、３３…第３のＳｉＣ膜、４１…第１のマスク、４２…第２のマスク、４３…第３のマスク、４５…開口部、４６…開口部、４７…開口部、５１…結晶欠陥、６１…第１のマスク、６２…第２のマスク、６３…開口部、６４…開口部。
【図１】
2016092399.tif 000003
【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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