JP2003332562A

JP2003332562A - 炭化珪素半導体装置およびその製造方法

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Publication number: JP2003332562A
Application number: JP2002134281A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fujisawa; 広幸藤澤
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2003-11-21
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP3801091B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表面に露出した中空欠陥や非中空欠陥を補修
し、耐圧良品率を向上できる炭化珪素半導体装置および
その製造方法を提供すること。【解決手段】ｎ型単結晶の炭化珪素基板１の上に、ｎ型
のエピタキシャル層２を形成し、炭化珪素基板１および
エピタキシャル層２内に存在する中空欠陥や非中空欠陥
を、ＫＯＨでエッチングして、中空欠陥３及び非中空欠
陥４の上部にエッチピット６を形成し、エッチピット６
や中空欠陥４内に、熱酸化または堆積法で二酸化珪素膜
５を充填する。このように、エッチピット６や、中空欠
陥３内部に二酸化珪素膜５を充填することで、中空欠陥
３及び非中空欠陥４とショットキー電極１０が、直接接
触することを防止し、ショットキー電極１０とエピタキ
シャル層２の界面での電界強度を緩和して、耐圧良品率
の向上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、炭化珪素エピタ
キシャル基板に形成する炭化珪素半導体装置およびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭化珪素はシリコンと比較してバンドギ
ャップが大きい、飽和ドリフト速度が大きい、熱伝導度
が高い、絶縁破壊電界強度が１桁程度大きいなどの特徴
を有し、シリコンの限界を超える特性をもつパワーデバ
イス用材料として期待されている。

【０００３】しかし、現状の炭化珪素の単結晶基板（Ｓ
ｉＣ基板）やこの単結晶基板上に炭化珪素のエピタキシ
ャル膜が形成された炭化珪素のエピタキシャル基板に
は、マイクロパイプと呼ばれる中空欠陥が基板を貫通し
て多数個存在し、このエピタキシャル基板を用いて形成
するショットキーダイオードなどの炭化珪素半導体装置
では、この中空欠陥が耐圧低下やもれ電流増加の要因と
なっている。この耐圧低下は、ショットキー電極と中空
欠陥が直接接触することで、ショットキー電極からエピ
タキシャル基板への空乏層の伸びが中空欠陥箇所（結晶
性が崩れている箇所）で抑えられ、電界強度が高くなる
ために、引き起こされる。

【０００４】また、もれ電流の増大は、ショットキー電
極と結晶性が崩れている中空欠陥とが接触するために、
引き起こされることが知られている。この耐圧低下を防
止するために、これらの中空欠陥を減らす努力がなされ
ており、ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅｏｎＳｉｌｉｃｏｎＣａｒｂｉｄｅａｎ
ｄＲｅｌａｔｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ２００１，
ＴｕＡ２−３において、Ｓｔ．Ｇ．Ｍｕｌｌｅｒらによ
り直径５０ｍｍの六方晶系炭化珪素単結晶では、中空欠
陥密度は１平方センチメートル当たり０．９個まで減ら
したことが報告されているが、完全にゼロになるまでに
は至っていない。

【０００５】さらに、半導体チップの面積が小さい場合
には、８０％台の耐圧良品率が得られているものの、大
面積化すると、この耐圧良品率は大幅に低下する。ここ
で、欠陥はエピタキシャル成長直後のエピタキシャル膜
への欠陥の他に、プロセス途中の例えばイオン注入の活
性化熱処理等での歪みが考えられる。このため、エピタ
キシャル膜の形成直後にエッチングして絶縁膜を充填し
ても、その後のプロセス中の熱処理で歪みが生じてもれ
電流が増えることが考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この耐圧良品率を向上
させる施策として、いくつかの改善案が提案されてい
る。米国特許ＵＳＰ６１００１１１においては、中空欠
陥の場所を検知し、その上部に保護層を形成すること
で、電極と中空欠陥が直接接触することを防止する方法
（これは、中空欠陥を保護層で補修する方法である）
や、中空欠陥周辺に接合終端耐圧構造を形成しその上部
に保護層を形成して、中空欠陥に印加される電界強度を
和らげて、且つ、電極と中空欠陥が直接接触しないよう
にする方法が示されている。

【０００７】しかしながら、この方法では、中空欠陥検
知やその位置情報を保存したり、位置情報を基に個別に
保護膜や接合終端耐圧構造を形成する製造装置や製造工
程が必要になるなど、製造コストが高くなる。中空欠陥
の場所を検知することなく、中空欠陥を補修する方法
（中空欠陥内に保護層を形成する方法）としては、特開
平９−０２７４８９号公報に開示されており、それは、
中空欠陥の内部に、二酸化珪素膜や窒化珪素膜を形成す
ることが示されている。しかし、この方法は中空欠陥の
内部には二酸化珪素膜や窒化珪素膜を形成されるが、表
面での中空欠陥を被覆する保護膜の領域が狭く、電極と
中空欠陥との距離が小さいために、耐圧低下を引き起こ
す確率が高い。また、非中空欠陥は欠陥の断面積が小さ
く、非中空欠陥の内部には二酸化珪素膜や窒化珪素膜が
形成されない。そのため、これらの非中空欠陥と電極が
直接接触して、耐圧低下を引き起こす。

【０００８】また、特開平１０−１２０４９６号公報に
おいて、基板表面にレジストを塗布し、裏面から紫外線
を照射することで欠陥以外の部分を露光させ、欠陥部分
上を被覆しているレジスト膜を除去し、このレジスト膜
をマスクに内部の欠陥部分をエッチングし、エッチング
された箇所に絶縁物を充填する方法が開示されている。

【０００９】しかし、これら方法は、空洞体積の大きい
中空欠陥には有効であるが、レジスト膜の感光可能な最
小線幅より小さな欠陥には効果がない。尚、前記の非中
空欠陥には、らせん転位、刃状転位、小傾角粒界、積層
欠陥などがあり、らせん転位は耐圧を低下させることが
ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖ
ｏｌｕｍｅ４２，Ｎｏ１２，ｐ２１５７などで報告され
ている。また耐圧低下以外にもリーク電流の増加などの
悪影響が考えられる。

【００１０】いづれの方法にしても、前記の従来の方法
では、欠陥を補修する際に、欠陥の場所を検知する工程
が必要であったり、また、断面積の大きな中空欠陥にし
か有効でない。図８は、従来の炭化珪素半導体装置で、
同図（ａ）は要部断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ
−Ｘ線で切断した表面での要部平面図である。この炭化
珪素半導体装置はショットキーダイオードであり、前記
の改善策が講じられていない場合である。

【００１１】エピタキシャル基板１００は、ｎ型の炭化
珪素の単結晶基板１と炭化珪素のｎ型のエピタキシャル
層２で構成され、中空欠陥３と非中空欠陥４が含まれて
いる。このエピタキシャル基板１００の表面と裏面にア
ノード電極となるショットキー電極１０とカソード電極
となるオーミック電極１１がそれぞれ形成されている。

【００１２】中空欠陥とは穴が開いているものであり、
非中空欠陥とは穴が開いていないが原子配列の乱れたの
である。中空欠陥は、通常単結晶基板を貫いており、そ
の上にエピタキシャル層を形成すると連続して貫いてい
ることが多い。非中空欠陥は貫いているものもあれば、
途中で発生しているものもある。中空欠陥３や非中空欠
陥４とショットキー電極１０がＡ部、Ｂ部で接触してい
るために、ショットキー電極から伸びる空乏層が、この
欠陥部分で伸びなくなり、そのため、Ａ部、Ｂ部での電
界強度が高くなり、耐圧良品率が低下する。

【００１３】この発明の目的は、前記の課題を解決し
て、表面に露出した中空欠陥や非中空欠陥を補修し、耐
圧良品率を向上できる炭化珪素半導体装置およびその製
造方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、炭化珪素の単結晶基板に、半導体装置を形成する
炭化珪素半導体装置の製造方法において、前記単結晶基
板表面に露出する欠陥をＫＯＨ溶液でエッチングしてエ
ッチピットを形成する工程と、該エッチピットに絶縁膜
を充填する工程とを有する製造方法とする。

【００１５】また、炭化珪素の単結晶基板に、半導体装
置を形成する炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記単結晶基板表面に露出した欠陥をＫＯＨ溶液でエッ
チングしてエッチピットを形成する工程と、単結晶基板
を回転し、該単結晶基板表面に対して斜め方向に所定の
イオン種のイオン注入を行う工程と、前記欠陥箇所を絶
縁膜で充填する工程とを有する製造方法とする。

【００１６】また、炭化珪素の単結晶基板と該単結晶基
板上に形成した炭化珪素のエピタキシャル層とを有する
炭化珪素のエピタキシャル基板に、半導体装置を形成す
る炭化珪素半導体装置の製造方法において、前記エピタ
キシャル層表面に露出する欠陥を、ＫＯＨ溶液でエッチ
ングしてエッチピットを形成する工程と、該エッチピッ
トに絶縁膜を充填する工程とを有する製造方法とする。

【００１７】また、炭化珪素の単結晶基板と該単結晶基
板上に形成した炭化珪素のエピタキシャル層とを有する
炭化珪素のエピタキシャル基板に、半導体装置を形成す
る炭化珪素半導体装置の製造方法において、前記エピタ
キシャル層表面に露出した欠陥をＫＯＨ溶液でエッチン
グしてエッチピットを形成する工程と、エピタキシャル
基板を回転し、該エピタキシャル基板表面に対して斜め
方向に所定のイオン種のイオン注入を行う工程と、前記
欠陥箇所を絶縁膜で充填する工程とを有する製造方法と
する。

【００１８】また、前記所定のイオン種が、不活性化イ
オンであるとよい。また、前記不活性イオンが、アルゴ
ンであるとよい。また、前記所定のイオン種が、前記エ
ピタキシャル層の導電型とは逆導電型となる不純物であ
るとよい。また、前記所定のイオン種が、深い準位を形
成するイオンであるとよい。

【００１９】また、前記深い準位を形成するイオンが、
バナジウムであるとよい。また、前記絶縁膜が、二酸化
珪素膜であるとよい。また、前記二酸化珪素膜が、熱酸
化膜と堆積酸化膜の積層膜であるとよい。また、前記絶
縁膜が、窒化珪素膜であるとよい。また、前記窒化珪素
膜が、熱窒化膜と堆積窒化膜の積層膜であるとよい。

【００２０】また、炭化珪素の単結晶基板と、該単結晶
基板内の欠陥が表面に露出した箇所に形成されたエッチ
ピットと、該エッチピットを充填する絶縁膜、不活性膜
および半絶縁膜のいずれか一つ、とを有する炭化珪素半
導体装置とするとよい。また、炭化珪素の単結晶基板
と、該基板上に形成されたエピタキシャル層と、該エピ
タキシャル層内の欠陥が表面に露出した箇所に形成され
たエッチピットと、該エッチピットを充填する絶縁膜、
不活性膜および半絶縁膜のいずれか一つと、を有する炭
化珪素半導体装置とするとよい。

【００２１】前記のように、欠陥箇所をＫＯＨ溶液でエ
ッチングして、エッチピットを形成し、このエッチピッ
トに、絶縁膜や不活性イオン層（不活性層）や深い準位
のイオン層（半絶縁層）を充填することで、中空欠陥
（マイクロパイプ）や非中空欠陥の露出部を補修し、電
界強度を緩和して、素子の耐圧良品率を向上させる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下の説明で、図７と同一部位に
は同一の符号を記した。図１は、この発明の第１実施例
の炭化珪素半導体装置の要部断面図である。表面の面方
位が（０００１）Ｓｉ面、厚さ３００μｍから４００μ
ｍ、抵抗率０．０２Ωｃｍ程度の六方晶系のｎ型の炭化
珪素の単結晶基板１（支持基板となる）の上に、不純物
濃度が１×１０¹⁶ｃｍ^-3、厚さ１０μｍのｎ型の炭化珪
素のエピタキシャル層２（活性領域となる）を形成す
る。この単結晶基板１上にエピタキシャル層２を形成し
た基板がエピタキシャル基板１００である。

【００２３】炭化珪素基板１およびエピタキシャル層２
内に存在する中空欠陥や非中空欠陥を、ＫＯＨでエッチ
ングして、中空欠陥３及び非中空欠陥４の上部（表面に
露出した箇所）にエッチピット６を形成する。このと
き、非中空欠陥４の内部はエッチングされないが、中空
欠陥３の内部はエッチングされる。このエッチピット６
や中空欠陥３内に、熱酸化または堆積法で二酸化珪素膜
５を充填する。つぎにオーミック電極１１及びショット
キー電極１０を形成し、ショットキーダイオードを形成
する。

【００２４】前記のように、前記のエッチピット６や中
空欠陥３内部に、二酸化珪素膜５を充填することで、中
空欠陥３および非中空欠陥４とショットキー電極１０
が、直接接触することを防止し、ショットキー電極１０
とエピタキシャル層２の界面での電界強度を緩和して、
素子耐圧が確保できるようになる。また、結晶性が崩れ
ている中空欠陥３および非中空欠陥４と接触しないため
に、もれ電流の増大は防止される。

【００２５】つまり、エッチピット６に二酸化珪素膜５
を充填することで、表面に露出している中空欠陥３や非
中空欠陥４が不活性化される領域（中空欠陥の修復領域
の大きさをＬ１、非中空欠陥の修復領域の大きさをＬ２
とする）を大きくすることができる。この修復領域の大
きさＬ１、Ｌ２を大きくすることで、非中空欠陥４とシ
ョットキー電極１０が二酸化珪素膜５で隔てられる横方
向での距離を大きくできて、耐圧良品率を高くすること
ができる。

【００２６】尚、図１の要部断面図で、図示しない外側
には、ガードリングなどの耐圧構造部が形成されること
は勿論である。図２は、この発明の第２実施例で、図１
の半導体装置の製造方法であり、同図（ａ）から同図
（ｄ）は、工程順に示した要部工程断面図である。同図
（ａ）において、図１で説明したｎ型のエピタキシャル
基板１００を用意する。このエピタキシャル基板１００
には中空欠陥３や非中空欠陥４が存在する。

【００２７】同図（ｂ）において、エピタキシャル基板
１００を約５００℃の溶融ＫＯＨ溶液で数分間エッチン
グし、中空欠陥３および非中空欠陥４の表面露出部にエ
ッチピット６を形成する。このエッチピット６の大きい
ものは最大幅で２０μｍ程度である。また、このとき中
空欠陥３の内部もエッチングされる。同図（ｃ）におい
て、１１００℃ ５時間、水素と酸素を流してウェット
酸化を行い約３０ｎｍの熱酸化膜を得た。さらに４５０
℃でシランと酸素を流して減圧化学的気相堆積（ＬＰＣ
ＶＤ）法により膜厚３μｍの二酸化珪素膜５を中空欠陥
３内部およびエッチピット６に充填した。図では、約３
０ｎｍの熱酸化膜は省略している。

【００２８】同図（ｄ）において、エピタキシャル基板
１００の表面側、裏面側を被覆する二酸化珪素膜５と図
示しない熱酸化膜を研磨で除去し、二酸化珪素膜５が中
空欠陥３および非中空欠陥４の上部にのみ残るようにす
る。つぎに、図１に示すショットキー電極１０とオーミ
ック電極１１を形成することで、ショットキーダイオー
ドを形成する。

【００２９】例えば、直径１ｍｍのショットキーダイオ
ードを形成した場合、耐圧１．２ｋＶクラスにおいて、
良品率は、従来５０％であったのに対して、本発明の第
１実施例のショットキーダイオードでは７５％に向上し
た。図３は、この発明の第３実施例の炭化珪素半導体装
置の要部断面図である。図１との違いは、エッチピット
６の下に不活性層であるアルゴンイオン注入層２１を形
成し、修復距離Ｌ１、Ｌ２を大きくした点である。こう
することで、第１実施例より、さらに電界強度が緩和
し、耐圧良品率を向上できる。

【００３０】図４は、この発明の第４実施例で、図３の
半導体装置の製造方法であり、同図（ａ）から同図
（ｄ）は、工程順に示した要部工程断面図である。同図
（ａ）において、図１で説明したｎ型のエピタキシャル
基板１００を用意する。このエピタキシャル基板１００
には中空欠陥３や非中空欠陥４が存在する。その後、こ
のエピタキシャル基板１００を約５００℃の溶融ＫＯＨ
溶液で数分間エッチングし、中空欠陥３および非中空欠
陥４の表面露出部にエッチピット６を形成する。このエ
ッチピット６の大きいものは最大幅で２０μｍ程度であ
る。また、このとき中空欠陥３の内部もエッチングされ
る。

【００３１】同図（ｂ）において、エピタキシャル基板
１００を複数回回転させ、このエピタキシャル基板１０
０に対して、４５°の方向から、３００〜４００ｋｅＶ
で５×１０¹²ｃｍ^-2の不活性であるアルゴン（Ａｒ）イ
オンをイオン注入した。エピタキシャル基板１００に対
して、斜めにイオン注入２２を行うことで、中空欠陥３
の側面およびエッチピット６の側壁にもアルゴンを注入
することができる。この場合、エピタキシャル基板を斜
めにしても構わない。

【００３２】同図（ｃ）において、１５００℃で３０分
間アルゴン雰囲気で熱処理をすることにより、エッチピ
ット６側面に深さ約０．５μｍのアルゴンイオン注入層
２１を形成する。この表面のアルゴンイオン注入層２１
の深さは約０．３５μｍである。同図（ｃ）において、
熱酸化により二酸化珪素膜５を形成した。この時、イオ
ン注入されたエッチピット６側面は、アルゴンのイオン
注入によるダメージにより、酸化が他の部分より速く進
むため、エッチピット６より、広い領域に二酸化珪素膜
５が形成される。さらに堆積法により二酸化珪素膜５を
中空欠陥３およびエッチピット６に充填する。

【００３３】同図（ｄ）において、エピタキシャル層２
の表面を覆う二酸化珪素膜５とアルゴンイオン注入層２
１、およびエピタキシャル基板１００の裏面の二酸化珪
素膜５を研磨により除去し、二酸化珪素膜５が中空欠陥
３および非中空欠陥４の上部にのみ残るようにする。つ
ぎに、図３に示すショットキー電極１０とオーミック電
極１１を形成することで、ショットキーダイオードを形
成する。

【００３４】第４実施例では第１実施例よりも修復領域
Ｌ１、Ｌ２が大きくなるために、欠陥部に印加される電
界を第１実施例よりも効果的に低減することが出来る。
例えば、直径１ｍｍのショットキーダイオードを形成し
た場合、耐圧１．２ｋＶクラスにおいて、良品率は８０
％に向上した。尚、前記したアルゴンの代わりに、エピ
タキシャル層と逆導電型の不純物（ボロンなど）をイオ
ン注入して、このイオン注入箇所をコンペンセーション
（補償）し、この箇所の抵抗値を高め、半絶縁化を図る
ことで、同様の効果が期待できる。

【００３５】図５は、この発明の第５実施例の炭化珪素
半導体装置の要部断面図である。図１との違いは、エッ
チピット６の下に半絶縁層であるバナジウムイオン注入
層２３を形成し、表面からの修復距離Ｌ３を大きくした
点である。こうすることで、第１実施例より、さらに電
界強度が緩和し、耐圧良品率を向上できる。図６は、こ
の発明の第６実施例で、図５の半導体装置の製造方法で
あり、同図（ａ）から同図（ｄ）は、工程順に示した要
部工程断面図である。

【００３６】同図（ａ）において、図１で説明したｎ型
のエピタキシャル基板１００を用意する。このエピタキ
シャル基板１００には中空欠陥３や非中空欠陥４が存在
する。その後、このエピタキシャル基板１００を約５０
０℃の溶融ＫＯＨ溶液で数分間エッチングし、中空欠陥
３および非中空欠陥４の表面露出部にエッチピット６を
形成する。このエッチピット６の大きいものは最大幅で
２０μｍ程度である。また、このとき中空欠陥３の内部
もエッチングされる。

【００３７】同図（ｂ）において、エピタキシャル基板
１００を複数回回転させ、このエピタキシャル基板１０
０に対して、４５°の方向から、１ＭｅＶで５×１０¹²
ｃｍ ^-2のバナジウムイオン（深い準位をもつイオン）を
イオン注入した。エピタキシャル基板１００に対して、
斜めにイオン注入２４を行うことで、中空欠陥３の側面
およびエッチピット６の側壁にもバナジウムを注入する
ことができる。

【００３８】同図（ｃ）において、１５００℃で３０分
間アルゴン雰囲気で熱処理をすることにより、炭化珪素
中で深い順位が形成され、エッチピット６側面に深さ約
１μｍの半絶縁層であるバナジウムイオン注入層２３を
形成する。表面のバナジウムイオン注入層２３の深さは
約０．７μｍである。同図（ｃ）において、熱酸化によ
り二酸化珪素膜５を形成した。この時、イオン注入され
たエッチピット６側面は、バナジウムのイオン注入によ
るダメージにより、酸化が他の部分より速く進むため、
エッチピット６より、広い領域に二酸化珪素膜５が形成
される。さらに堆積法により二酸化珪素膜５を中空欠陥
３およびエッチピット６に充填する。

【００３９】同図（ｄ）において、エピタキシャル層２
の表面を覆う二酸化珪素膜５とバナジウムイオン注入層
２３、およびエピタキシャル基板１００の裏面の二酸化
珪素膜５を研磨により除去し、二酸化珪素膜５が中空欠
陥３および非中空欠陥４の上部にのみ残るようにする。
つぎに、図５に示すショットキー電極１０とオーミック
電極１１を形成することで、ショットキーダイオードを
形成する。

【００４０】第６実施例では第１実施例よりも修復領域
Ｌ１、Ｌ２が大きくなるために、欠陥部に印加される電
界を第１実施例よりも効果的に低減することが出来る。
例えば、直径１ｍｍのショットキーダイオードを形成し
た場合、耐圧１．２ｋＶクラスにおいて、良品率は８０
％に向上した。尚、前記した二酸化珪素膜の代わりに窒
化珪素膜等（熱窒化膜と堆積窒化膜の２層の窒化珪素膜
を含む）を用いても構わない。

【００４１】図７は、この発明の第７実施例の炭化珪素
半導体装置の要部断面図である。図１との違いは、エピ
タキシャル基板１００の代わりに、炭化珪素の薄い単結
晶基板１５を用いた点である。この場合も、前記した効
果が期待できる。尚、この薄い単結晶基板１５がエピタ
キシャル層２と同等の働きをして活性層となる。また、
図１、図３、図５のエピタキシャル基板１００の代わり
に単結晶基板１５を用いて、図１、図３、図５に相当す
る炭化珪素半導体装置を製作した場合も同様の効果が期
待できる。

【００４２】図７の炭化珪素半導体装置の製造方法の一
例を説明する。炭化珪素の厚い単結晶基板の中空欠陥３
や非中空欠陥４を修復した後で、表面にショットキー電
極１０を形成した後、裏面を研磨などで削り、化学的処
理をして、数十μｍの所定の厚さとする。この薄くした
単結晶基板１５の裏面（研磨した面）に、窒素イオンま
たはリンをイオン注入してｎ形の高い不純物濃度のイオ
ン注入層１２を形成し、このイオン注入層１２を介して
オーミック電極１１を形成する。

【００４３】尚、以上の実施例では、単結晶基板あるい
はエピタキシャル膜の形成直後に生じた欠陥だけではな
く、プロセス途中のイオン注入の活性化熱処理などで生
じた歪みによる欠陥に対しても適用できる。このため、
ショットキー電極成膜直前に実施するのが最適である。

【００４４】

【発明の効果】この発明によれば、炭化珪素のエピタキ
シャル基板や単結晶基板に存在する中空欠陥および非中
空欠陥の上部にエッチピットを形成し、このエッチピッ
トを二酸化珪素膜等の絶縁膜や、アルゴン層などの不活
性層や、バナジウム層などの半絶縁層を埋め込む（充填
する）ことで修復領域を大きくし、この大きな修復領域
により、ショットキー電極と中空欠陥および非中空欠陥
が直接接触するのを防止できる。これによって電界強度
が緩和され、また、もれ電流の増大が防止されて、素子
の耐圧良品率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の炭化珪素半導体装置の
要部断面図

【図２】この発明の第２実施例で、図１の半導体装置の
製造方法であり、（ａ）から（ｄ）は、工程順に示した
要部工程断面図

【図３】この発明の第３実施例の炭化珪素半導体装置の
要部断面図

【図４】この発明の第４実施例で、図３の半導体装置の
製造方法であり、（ａ）から（ｄ）は、工程順に示した
要部工程断面図

【図５】この発明の第５実施例の炭化珪素半導体装置の
要部断面図

【図６】この発明の第６実施例で、図５の半導体装置の
製造方法であり、（ａ）から（ｄ）は、工程順に示した
要部工程断面図

【図７】この発明の第７実施例の炭化珪素半導体装置の
要部断面図

【図８】従来の炭化珪素半導体装置で、（ａ）は要部断
面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した表面での要
部平面図

【符号の説明】

１、１５単結晶基板２エピタキシャル層３中空欠陥４非中空欠陥５二酸化珪素膜６エッチピット１０ショットキー電極１１オーミック電極１２イオン注入層２１アルゴンイオン注入層２２、２４イオン注入２３バナジウムイオン注入層１００エピタキシャル基板Ｌ１中空欠陥の修復領域の大きさＬ２非中空欠陥の修復領域の大きさ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭化珪素の単結晶基板に、半導体装置を形
成する炭化珪素半導体装置の製造方法において、前記単結晶基板表面に露出する欠陥をＫＯＨ溶液でエッ
チングしてエッチピットを形成する工程と、該エッチピ
ットに絶縁膜を充填する工程とを有することを特徴とす
る炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】炭化珪素の単結晶基板に、半導体装置を形
成する炭化珪素半導体装置の製造方法において、前記単結晶基板表面に露出した欠陥をＫＯＨ溶液でエッ
チングしてエッチピットを形成する工程と、単結晶基板
を回転し、該単結晶基板表面に対して斜め方向に所定の
イオン種のイオン注入を行う工程と、前記欠陥箇所を絶
縁膜で充填する工程とを有することを特徴とする炭化珪
素半導体装置の製造方法。
【請求項３】炭化珪素の単結晶基板と該単結晶基板上に
形成した炭化珪素のエピタキシャル層とを有する炭化珪
素のエピタキシャル単結晶基板に、半導体装置を形成す
る炭化珪素半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層表面に露出する欠陥をＫＯＨ溶液
でエッチングしてエッチピットを形成する工程と、該エ
ッチピットに絶縁膜を充填する工程とを有することを特
徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】炭化珪素の単結晶基板と該単結晶基板上に
形成した炭化珪素のエピタキシャル層とを有する炭化珪
素のエピタキシャル基板に、半導体装置を形成する炭化
珪素半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層表面に露出した欠陥をＫＯＨ溶液
でエッチングしてエッチピットを形成する工程と、エピ
タキシャル基板を回転し、該エピタキシャル基板表面に
対して斜め方向に所定のイオン種のイオン注入を行う工
程と、前記欠陥箇所を絶縁膜で充填する工程とを有する
ことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】前記所定のイオン種が、不活性化イオンで
あることを特徴とする請求項２または４に記載の炭化珪
素半導体装置の製造方法。
【請求項６】前記不活性イオンが、アルゴンであること
特徴とする請求項５に記載の炭化珪素半導体装置の製造
方法。
【請求項７】前記所定のイオン種が、前記エピタキシャ
ル層の導電型とは逆導電型となる不純物であることを特
徴とする請求項２または４に記載の炭化珪素半導体装置
の製造方法。
【請求項８】前記所定のイオン種が、深い準位を形成す
るイオンであることを特徴とする請求項２または４に記
載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項９】前記深い準位を形成するイオンが、バナジ
ウムであることを特徴とする請求項８に記載の炭化珪素
半導体装置の製造方法。
【請求項１０】前記絶縁膜が、二酸化珪素膜であること
を特徴とする請求項１〜４のいづれか一項に記載の炭化
珪素半導体装置の製造方法。
【請求項１１】前記二酸化珪素膜が、熱酸化膜と堆積酸
化膜の積層膜であることを特徴とする請求項１０に記載
の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項１２】前記絶縁膜が、窒化珪素膜であることを
特徴とする請求項１〜４のいづれか一項に記載の炭化珪
素半導体装置の製造方法。
【請求項１３】前記窒化珪素膜が、熱窒化膜と堆積窒化
膜の積層膜であることを特徴とする請求項１２に記載の
炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項１４】炭化珪素の単結晶基板と、該単結晶基板
内の欠陥が表面に露出した箇所に形成されたエッチピッ
トと、該エッチピットを充填する絶縁膜、不活性膜およ
び半絶縁膜のいずれか一つ、とを有することを特徴とす
る炭化珪素半導体装置。
【請求項１５】炭化珪素の単結晶基板と、該基板上に形
成されたエピタキシャル層と、該エピタキシャル層内の
欠陥が表面に露出した箇所に形成されたエッチピット
と、該エッチピットを充填する絶縁膜、不活性層および
半絶縁層のいずれか一つ、とを有することを特徴とする
炭化珪素半導体装置。