JP2009289987A - 炭化珪素半導体基板のトレンチ形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トレンチ底部にマイクロトレンチが発生せず、さらにトレンチ側壁の角度を９０°に制御できる炭化珪素半導体基板のトレンチエッチング方法の提供をすること。
【解決手段】炭化珪素単結晶基板表面に炭化珪素エピタキシャル膜が成膜された基板又は炭化珪素単結晶基板をエッチングしてトレンチを形成する方法において、前記トレンチを形成後、1600℃以上1700℃以下の温度範囲で90分以上又は1700℃以上1800℃以下の温度範囲で60分以上、シランとアルゴンの混合減圧雰囲気中で熱処理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高耐圧、大電流用に使用される炭化珪素半導体（以降、ＳｉＣと略記する）を用いたＭＯＳＦＥＴなどの半導体パワーデバイスにおいて、エッチングによりトレンチを形成する形成方法に関する。

シリコン（Ｓｉ）半導体を用いた半導体パワーデバイスは、通常、インバータや電力制御などに用いられるデバイスであり、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどがある。しかし、シリコン（以下Ｓｉと略）半導体における半導体特性の改良は既に究極的とも言えるレベルに達しており、パワーデバイスではもはや、シリコン半導体の物性値に起因する特性限界に近づいている。一方、ＳｉＣ（４Ｈ−ＳｉＣ）半導体はシリコン半導体に比べると、絶縁破壊電界が一桁高いだけでなく、バンドギャップが２．９倍、熱伝導率は３．２倍、真性半導体となる温度が３〜４倍と、特にパワーデバイス材料としての観点から極めて優れた物性値を有している。また炭化珪素（以下ＳｉＣと略）半導体を用いたパワーデバイスは高耐圧ながら低オン抵抗を有するデバイスとしても期待され、近年多くの半導体パワーデバイスの製品化へのアプローチがなされている。現在までにダイオードなどの整流デバイス、トランジスタ、サイリスタなどのスイッチングデバイスが試作されている。このようなスイッチングデバイスの中でも、特にＵＭＯＳＦＥＴ（トレンチ型絶縁ゲート電界効果トランジスタ）は、トレンチゲート構造とチャネルを有するユニットパターンの微細化のそれぞれによりチャネル密度を高くできるので、オン状態における素子の抵抗をさらに低減できるという特徴があり、特に注目されている。

その製造方法は、おおよそ、通常のＳｉ半導体パワーデバイスの製造方法と同様であり、ＳｉＣ半導体基板（ＳｉＣ基板と略すこともある）に異方性エッチングによりトレンチを形成後、エッチングマスクとして用いた酸化膜を除去し、ゲート絶縁膜を形成した後、トレンチ内をゲート電極となる多結晶シリコンで埋める。その後、ソース・ドレインの各電極を形成してトレンチＭＯＳ型ＳｉＣ半導体装置とする製造方法である。
ところが、ＳｉＣ基板の場合は、基板の物理的な硬度が高く、化学的にも安定な難エッチング材料であるので、量産的なトレンチ形成方法としては、Ｓｉ半導体のトレンチ形成に通常用いられるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｃｔｈｉｎｇ）エッチング方法と異なり、基板に加速されたプラズマイオンを衝突させて表面を削るという物理的エッチング（ドライエッチング）によってトレンチ形成を行わざるを得ない。従って、ＲＩＥ法によりトレンチが形成されるＳｉ半導体に比べると、その形状制御が難しく、形状良くエッチングすることは容易とは言えない。たとえば、トレンチ底部の形状を、半導体デバイスの耐圧特性には好ましいＵ字型にすることやトレンチ側壁の平滑性を高めることは物理的ドライエッチングだけでは困難なことが多い。この結果、このドライエッチング直後の約３μｍ幅のトレンチ形状には、トレンチ開口部のエッジコーナーが尖っていたり、トレンチの側壁や底に突起や表面凹凸のような形状不良が存在する。このような形状不良などがトレンチ内にあると、その部分で電界集中が起こりやすく、絶縁耐圧が低くなりやすいということが問題となる。

また、ＳｉＣのエッチング方法としては４５０℃から６００℃に加熱したＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液に浸すか、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によりドライエッチングする。しかしＫＯＨでのウエットエッチングは結晶構造が4ＨのＳｉＣのＳｉ面（シリコン面）では結晶欠陥部分がエッチングされるだけであり、Ｃ面（カーボン面）の場合は基板表面が全体的にエッチングされてしまい、任意の形状の凹部分を作ることは困難である。従って、ＳｉＣへの凹部の形成は、ドライエッチングで行われるのが一般的である。ドライエッチングを行うには、エッチングしない部分をマスク材料（Ｎｉ、Ａｌの金属やＳｉＯ₂などの酸化物）で覆い、異方性エッチングすることが必要であるが、ＲＩＥ装置にフッ素系ガス（ＳＦ₆+Ｏ_２やＣＦ_４+Ｏ_２など）や塩素系ガス（Ｃｌ₂+Ｏ₂）を導入し、高密度のプラズマを発生させ反応させる必要がある。そのためエッチング形状は、サイドエッチングが発生したり、サブトレンチが発生する場合があり、エッチング側壁の角度を制御することも困難で、垂直にエッチングすることは難しい。
ＳｉＣを用いて、例えばトレンチ型半導体デバイス（トレンチＭＯＳＦＥＴなど）を作成する場合はマスク材料のテーパー角度や、エッチング条件によりトレンチ角度が制御しづらく、トレンチ角度にバラつきが発生したり、サイドエッチングやサブトレンチなどが発生し、形状に不都合が出る場合がある。このようにドライエッチングにより形成したＳｉＣの凹部の側壁の角度を制御するには困難な場合が多い。

このようなＳｉＣ基板に、減圧下、高周波中で加速されたプラズマ粒子をぶつけて削るという物理的ドライエッチングによりトレンチを形成する際に生じる形状不良などの前述の問題点は、トレンチ形成後に、水素（以降Ｈ₂と記す）とアルゴン（以降Ａｒと記す）との混合ガス雰囲気中で１７００℃以下の温度による熱処理または減圧下１３００℃以上で水素によるトレンチ内表面エッチング処理により改善されることは既に発表されている（特許文献１，２）。
特開２００５−３３２０１３号公報 特開２００５−３３２０１４号公報

しかしながら、ＳｉＣ基板の場合、トレンチ形成時の形状不良に関する前記特許文献１、２に記載の改善方法では高温で水素を用いることになっているが、その場合、ＳｉＣ基板のトレンチ内表面では組成元素としてシリコン原子だけでなく炭素原子も存在するため、炭素原子が障害になり、Ｓｉ表面では平滑化に効果のあったＳｉ原子の表面拡散は、ＳｉＣ表面では活発に行われ難く、平滑化の効果はそれほど大きくはない。
さらに、ＳｉＣ基板では原子の表面拡散よりも、高温の水素によるＳｉＣ表面のエッチング作用が活発であると共にその制御が難しいので、形状制御については高温水素処理の影響の方が大きいことも分かった。その結果、高温水素処理は、そのままではトレンチ形状が過剰に変化し過ぎる傾向があるので、トレンチの形状を改善する実用的な生産方法という意味では採用の難しいことが分かった。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、炭化珪素（ＳｉＣ）基板にドライエッチングによりトレンチを形成する際に、容易にトレンチ内表面性状を平滑にすると共に、トレンチの側壁角度を９０°とする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。

本発明は、炭化珪素単結晶基板表面に炭化珪素エピタキシャル膜が成膜された基板又は炭化珪素単結晶基板をエッチングしてトレンチを形成する方法において、前記トレンチを形成後、1600℃以上1700℃以下の温度範囲で90分以上又は1700℃以上1800℃以下の温度範囲で60分以上、シランとアルゴンの混合減圧雰囲気中で熱処理する炭化珪素半導体基板のトレンチ形成方法とすることを特徴とするものである。
また、本発明は、前記トレンチの形成は、ドライエッチングで行うこととする。
また、本発明は、前記混合減圧雰囲気中の雰囲気が2666.44Pa（20Torr）〜1.01325×10⁵Pa（760Torr）とする。
また、本発明は、シランをアルゴンに対して流量（ｓｃｃｍ（standard cc/min））比で0.3％以上0.6％以下とする。
また、本発明は、前記トレンチの側壁面の結晶方位が４Ｈ-ＳｉＣの場合で（1-100）面とする。

本発明によれば、ドライエッチングにより側壁に発生したサイドエッチングや、エッチング底部に発生したサブトレンチなどの形状の不具合を解消し、また、90°以下になった側壁のエッチング角度をエッチング後の熱処理で垂直に変形させ、再現性よく側壁を垂直化することができる。トレンチ側壁が垂直となることで、トレンチＭＯＳＦＥＴの移動度の向上及び移動度の再現性が高められる。

以下、本発明にかかる炭化珪素半導体（ＳｉＣ）基板のトレンチ形成方法について、図面を参照して詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施例の記載に限定されるものではない。以下の説明で、トレンチエッチングという場合のトレンチにはＭＯＳ型半導体装置のＭＯＳゲートをトレンチ内に形成するためのトレンチとｐｎ接合終端部を基板表面に露出させても耐圧劣化させないように意図して形成されるメサ表面を得るためのトレンチや、素子間を分離するためのトレンチや、ＭＥＭＳ技術でＳｉＣ微小構造体を作成する時のトレンチや、ダイオードでのトレンチ等を含む。
図１は、ＳｉＣ基板をドライエッチングしたトレンチの電子顕微鏡写真断面図であり、図２は、熱処理圧力とトレンチコーナの曲率半径の関係を示した特性図であり、図３は、熱処理時間とトレンチ側壁角度の関係を示した特性図であり、図４〜図６は、熱処理時間を変えてのトレンチの電子顕微鏡写真断面図であり、図７は、本発明にかかる方法を用いて作成されたトレンチ型ＭＯＳＦＥＴの要部断面図である。

ＳｉＣにＳｉＯ₂膜を成膜し、ＲＩＥでパターニングしたものをエッチング用マスクとし、ＳｉＣに凹部を形成するドライエッチングを行う。エッチング後、高温（1700℃以上）で20Torr（2666.44Pa）以上760Torr（1.01325×10⁵Pa）以下の圧力の雰囲気で90分以上の熱処理を行う。この熱処理でＳｉＣは蒸発・凝集、表面拡散が起こり、凹部の形状が変形する。変形中、側壁に安定な結晶面（1-100）が現れるとそれ以上の変形は起こらなくなり、側壁面は結果的に完全に垂直になる。
ドライエッチングでＳｉＣに形成した凹部（トレンチ）の側壁を垂直化する方法を図を用いて説明する。結晶構造が４ＨのＳｉＣ基板の(000-1)C面（またはSiCエピタキシャル膜付4Ｈ-ＳｉＣ基板のC面基板）をよく洗浄した後、基板上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ₂膜を2.5μｍ成膜する。成膜ガスはＳｉＨ₄+Ｏ₂+Ａｒで50Paの圧力で60MHｚのＶＨＦ電力500W、基板加熱温度400℃で行った。成膜後の基板を洗浄後、コーターでレジストをＳｉＯ₂膜上に塗布する。その後、ステッパー装置で1μｍ幅のトレンチパターンが形成されたレチクルを用いて露光を行った。露光後現像を行い、パターニングがきちんと行えていることを確認後、100℃で1分間べークを行った。その後レジストのＲＩＥエッチング耐性を向上するために更に120℃で15分ベークを行った。このときのレジストの膜厚は約2.5μmである。

次にＲＩＥエッチング装置でレジストをマスクとしてＳｉＯ₂膜をドライエッチングした。エッチング条件はＣＨＦ₃/Ａｒ=10/10sccmの混合ガスを用いて、3Paの圧力でＲＦパワー75Wの条件でエッチングした。エッチング後にアッシングを行い残ったレジストを剥離する。条件はＣＨＦ₃/Ｏ₂=4/100sccmの混合ガスを用いて、150Paの圧力でＲＦパワー150Wの条件でアッシングした。アッシング後レジストを剥離液に浸し、完全にレジストを除去し、イソプロピルアルコールに浸した後、純水で水洗して乾燥した。このように作製されたＳｉＯ₂マスクを用いてＳｉＣをドライエッチングする。エッチング装置にはＩＣＰエッチング装置を用いて、エッチング条件はICPパワー450W、バイアス8W、エッチングガスはＳＦ₆/Ｏ₂/Ａｒ=8.5/1.5/50sccmで、圧力2Paでエッチングした。エッチング深さは3.5μｍ〜4.5μｍの深さで行った。
エッチング後にフッ酸に基板を30分間以上浸し、ＳｉＯ₂マスクの残りを除去した。この状態でのＳｉＣトレンチの形状を電子顕微鏡（SEM）で断面観察した結果を図1に示す。図１のトレンチ開口部から、深さ0.5μｍ〜1μｍ付近（矢印の位置）にかけてサイドエッチングが起こっておりトレンチ幅が若干広がっている。またトレンチの底の方になると幅が減少して細くなっているのがわかる。この結果トレンチ側壁は場所にもよるが側壁角度は深いところで78°、開口部付近でも85°程度になり、完全に90°にエッチングすることは困難である。

次に1800℃以上の高温で圧力を2〜760Torrの範囲に制御し、ＳｉＨ₄とＡｒの混合ガスを導入できる炉でＳｉＣトレンチの熱処理を行った。
図2に熱処理時の圧力によるトレンチ開口部のコーナー曲率半径の変化を示す。熱処理はＳｉＨ₄-0.4％添加Ａｒ雰囲気で1700℃5分間行った。2Torrではトレンチ形状に変化はなく、ＳｉＣに変形は起こらないことが確認できた。20Torr以上ではトレンチコーナーは徐々にラウンドし、120Torr以上では760Torrまで曲率半径の値に変化はなく一定になった。
この結果からＳｉＣを変形させるには20Torr以上の圧力が必要で20Torrから760Torrの範囲で熱処理する必要がある。変形量を多くするには、好ましくは80Torrから760Torrの範囲の圧力で熱処理することが望ましい。
図３に熱処理温度1600℃、1700℃、1800℃の３つの条件で時間を10分から120分間熱処理した場合のトレンチ側壁角度の変化を示す。トレンチ側壁角度は熱処理温度が高い方が90°になる時間が短時間になる。1600℃の温度では120分の熱処理でも完全に90°になるまで変形しない。図３からわかるようにトレンチ側壁角度を完全に90°にするには1700℃では90分以上の熱処理、1800℃では60分以上の熱処理が必要であった。これ以上の時間の熱処理を行っても側壁角度は変わらず、トレンチコーナーのラウンド量が増加するだけである。トレンチコーナーのラウンドがあまり大きくなるとトレンチ側壁の直線部分が少なくなりトレンチＭＯＳとしては好ましくない。トレンチ側壁が90°になるとこれ以上角度は変化しなくなる。これはトレンチ側壁に安定な1-100面（結晶軸のマイナス座標表示として、2個目の1の上につくバーを１の左側に記載している）が露出し、それ以上の表面拡散が起こらなくなるためであると考えられる。これにより温度と熱処理時間を適切に行えば確実にトレンチ側壁角度を垂直にすることが可能となる。図４に1700℃でＳｉＨ₄-0.4％添加Ａｒガス中で圧力80Torrの条件で10分間熱処理、図５に同じく90分間熱処理、図６に同じく120分間熱処理した場合の電子顕微鏡での断面写真を示す。1700℃10分の熱処理のものは図1の熱処理前（ドライエッチング直後）に比べるとトレンチ底部に近い深い部分の幅の広がりが見られるが、サイドエッチング部分の変形（表面拡散）が不十分（図4の矢印部分）で、トレンチ側壁の角度も垂直にはなっていないことが確認できる。1700℃90分、1700℃で120分熱処理したものは、トレンチ側壁の角度が90°になっており、90分でも120分でもトレンチ側壁角度は同じ垂直であることからトレンチ側壁に1-100面が露出するとそれ以上の形状の変形は起こらず、トレンチ側壁を確実に垂直にすることが出来ることが確認できる。

ＡｒガスへＳｉＨ₄ガスを添加しての熱処理について、ＳｉＨ₄ガス流量を変化させた場合の表面ＲＭＳ（凹凸状態）とＳｉ/Ｃ組成比について表１に示す。
ＳｉＨ₄添加量はＡｒガスに対する添加量、表面ＲＭＳは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定した10μｍ角の範囲のＲＭＳの値、Ｓｉ/Ｃ組成比はＳｉＣ表面をＸ線光電子分光法で分析した結果である。

ＳｉＨ₄を添加しない（すなわち0％）ときはＳｉＣ表面が荒れるだけで、Ｓｉが蒸発してしまいＳｉＣ表面のＳｉ/Ｃ比がＣ過剰になっているのがわかる。このようにＳｉＨ₄の添加なしでは表面に荒れと組成ずれが起こりトレンチＭＯＳＦＥＴではコンタクト抵抗増加が起こり、プレーナＭＯＳＦＥＴでもチャネルの移動度が低減してしまう。ＳｉＨ₄添加量を0.8％以上にすると表面荒れは小さくなるが、表面欠陥が多く発生することが観測されることと、Ｓｉが基板上に堆積されＳｉ/Ｃ比がＳｉ過剰になる。表面にＳｉが堆積してしまうと当該Ｓｉを除去するプロセスが必要になるため、ＳｉＣデバイスを作製する上ではプロセス的にも特性上も好ましくない。表面荒れを低減してＳｉ/Ｃ組成が50/50から変化しないようにするにはＡｒへのＳｉＨ_４ガスの添加量は0.3から0.6％が適当であった。
以上説明したようにドライエッチングで形状不具合があり、凹部側壁角度を制御することが困難でも40Torrから760Torr以上の減圧雰囲気で1600℃から1700℃の熱処理温度で90分間以上又は1700℃から1800℃の熱処理温度で60分間以上の熱処理を行うことでトレンチ側壁角度を確実に垂直に変形させることができる。
この結果、トレンチＭＯＳＦＥＴのトレンチ側壁角度で変化してしまう移動度を安定に再現性よく得ることができるようになり、トレンチの底部にイオン注入する必要がある場合にもプロセスを簡素化できたり、側壁への注入ダメージを低減できるようになる。

本発明の実施例２にかかる縦型トレンチＭＯＳＦＥＴの要部断面図を図７に示す。図７に示すように、｛０００１｝面を主面とするｎ⁺型４Ｈ−ＳｉＣ基板４０の一方の主面にｎ型フィールドストッピング層４１、ｎ型耐圧層４２、ｎ型電流広がり層５２およびｐ型ボディー層４５が順次積層されている。ｐ型ボディー層４５の上には、ｎ⁺型ソースコンタクト領域４８とこれに隣接してｐ⁺型ボディーコンタクト領域４６が設けられている。
トレンチ４４は、ｎ⁺型ソースコンタクト領域４８とｐ型ボディー層４５とｎ型電流広がり層５２を貫通してｎ型耐圧層４２に達している。トレンチ４４の側壁面および底面はゲート酸化膜５１により覆われている。トレンチ４４内の、ゲート酸化膜５１の内側には、ゲート電極４３が埋め込まれている。ゲート電極４３の上側は、層間絶縁膜５０により覆われている。ソース電極４７はｎ⁺型ソースコンタクト領域４８とｐ⁺型ボディーコンタクト領域４６の両方にオーミック接触している。ｎ⁺型４Ｈ−ＳｉＣ基板４０の他方の主面にはドレイン電極４９がオーミック接触している。
なお、ｎ型フィールドストッピング層４１とｎ型電流広がり層５２はなくてもよい。
次に、図７に示すデバイスの作製手順を説明する。まず、（０００−１）_C８度オフ面と（０００１）_Si８度オフ面（ドナー密度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上、オフ方向：［１１−２０］方向）を主面とするｎ⁺型４Ｈ−ＳｉＣ基板４０を用意する。

このｎ⁺型４Ｈ−ＳｉＣ基板４０に、例えば、約２μｍの厚さのｎ型フィールドストッピング層４１（ドナー密度：０．５〜１０×１０¹⁷ｃｍ^-3）、約１０μｍの厚さのｎ型耐圧層４２（ドナー密度：約１×１０¹⁶ｃｍ^-3）、約０．４μｍの厚さのｎ型電流広がり層５２（ドナー密度：約１×１０¹⁷ｃｍ^-3）および約２μｍの厚さのｐ型ボディー層４５（アクセプタ密度：２×１０¹⁷ｃｍ^-3）を順次エピタキシャル成長させ、さらにその上にｐ⁺型ボディーコンタクト領域４６となるｐ⁺型半導体層（アクセプタ密度：５×１０¹⁹ｃｍ^-3以上）を約０．３μｍの厚さにエピタキシャル成長させる。
ここで、上述した各層の厚さおよびドーピング密度は一例であり、それらの値は、耐圧などの特性および許容すべきプロセス誤差に基づいて、適切に設計される。また、いずれの層も均一なドーピング密度である必要はなく、成膜方向に沿ってドーピング密度が変化していてもよい。
上述した各層のエピタキシャル成長に続いて、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ ＥｔｙｌＯｘｙ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料ガスに用いてプラズマＣＶＤを行い、ＳｉＯ₂を例えば約３．５μｍの厚さに堆積する。次いで、フォトリソグラフィ工程を行ってフォトレジストマスクパターンを形成し、ＣＨＦ₃を原料ガスとするＩＣＰプラズマエッチングを行ってＳｉＯ₂のマスクパターンを形成する。そして、Ｏ₂プラズマにより、ＳｉＯ₂のエッチング中に生成された堆積物とフォトレジストを除去して、イオン注入用のＳｉＯ₂マスクとする。その後、例えば１２００℃のウェット雰囲気で３０分間の熱酸化を行い、スクリーン酸化膜を形成する。

次いで、試料を例えば８００℃に加熱した状態で、ｐ⁺型エピタキシャル成長層の表面から例えば０．４５μｍまでの深さに、平均密度が例えば２×１０²⁰ｃｍ^-3のボックスプロファイルとなるように、リンをイオン注入する。例えばＡｒ雰囲気中で約１６００℃に３０分間保持し、注入されたリンを活性化して、ｎ⁺型ソースコンタクト領域４８を形成する。
次いで、トレンチ４４を形成する。トレンチエッチングの条件は前記エッチング条件１８を用いた。すなわち、ＩＣＰプラズマを生成する電力を６００Ｗ、ＲＦバイアス電力を９Ｗとし、エッチングガス流量はＳＦ₆を１０ｓｃｃｍ、Ｏ₂を無し、Ａｒを４３ｓｃｃｍで圧力を２．７Ｐａの条件で、プラズマエッチングし、トレンチ深さ３．２μｍ、トレンチ幅は３．４μｍ、トレンチ角は８８度のトレンチ４４を形成した。
続いて、ＳｉＯ₂膜からなるプラズマエッチング用のマスクを除去する。その後、ゲート酸化膜５１を形成する。ゲート酸化膜５１の形成に続いて、例えば高濃度にリンドープしたポリシリコンを堆積する。そして、トレンチ４４の外側のポリシリコンをエッチバックして除去することによって、ゲート電極４３を形成する。続いて、熱ＣＶＤ法等によりおもて面の全面にＳｉＯ₂膜を堆積して層間絶縁膜５０とする。

次いで、おもて面をフォトレジストで被覆し、バッファードフッ酸に浸して裏面の酸化膜を除去する。そして、裏面に例えばＮｉをスパッタにより成膜する。続いて、おもて面のフォトレジストを除去し、フォトリソグラフィ工程によりソースコンタクトホール形成用のマスクを形成する。そして、バッファードフッ酸により層間絶縁膜５０にソースコンタクトホールを形成する。
続いて、おもて面に例えばＮｉをスパッタにより成膜してパターニングする。その後、裏面およびおもて面に対して同時に、例えばＡｒ雰囲気中で１０００℃、３０分間のアニールを行って、ドレイン電極４９およびソース電極４７とする。
次いで、フォトリソグラフィ工程によりゲートコンタクトホール形成用のマスクを形成し、バッファードフッ酸によりゲートコンタクトホールを形成する。そして、たとえば、おもて面にＡｌをスパッタにより成膜してパターニングし、Ａｒ雰囲気中で４５０℃、５分間のアニールを行って、ゲート取り出し電極とすると、本発明の実施例２にかかる縦型トレンチＭＯＳＦＥＴが完成する。

ＳｉＣをドライエッチングした場合のトレンチ形状の電子顕微鏡写真断面図 熱処理圧力とトレンチコーナーの曲率半径の関係を示す特性図 熱処理温度と時間によるトレンチ側壁角度の関係を示す特性図 1700℃、10分間熱処理したトレンチ形状の電子顕微鏡写真断面図 1700℃、90分間熱処理したトレンチ形状の電子顕微鏡写真断面図 1700℃、120分間熱処理したトレンチ形状の電子顕微鏡写真断面図 本発明にかかる方法を用いて作製されたトレンチ型ＭＯＳＦＥＴの要部断面図である。４０ ＳｉＣ基板４１ フィールドストッピング層４２ ｎ型耐圧層４３ ゲート電極４４ トレンチ４５ ｐ型ボディー層４６ ｐ⁺型ボディーコンタクト領域４７ ソース電極４８ ｎ⁺型ソースコンタクト領域４９ ドレイン電極５０ 層間絶縁膜５１ ゲート酸化膜５２ ｎ型電流広がり層。

Claims (5)

1. 炭化珪素単結晶基板表面に炭化珪素エピタキシャル膜が成膜された基板又は炭化珪素単結晶基板をエッチングしてトレンチを形成する方法において、前記トレンチを形成後、1600℃以上1700℃以下の温度範囲で90分以上又は1700℃以上1800℃以下の温度範囲で60分以上、シランとアルゴンの混合減圧雰囲気中で熱処理することを特徴とする炭化珪素半導体基板のトレンチ形成方法。
2. 前記トレンチの形成は、ドライエッチングで行うことを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体基板のトレンチ形成方法。
3. 前記混合減圧雰囲気中の雰囲気が2666.44Pa〜1.01325×10⁵Paとすることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体基板のトレンチ形成方法。
4. シランをアルゴンに対して流量（ｓｃｃｍ（standard cc/min））比で0.3％以上0.6％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体基板のトレンチ形成方法。
5. 前記トレンチの側壁面の結晶方位が４Ｈ-ＳｉＣの場合で（1-100）面とすることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体基板のトレンチ形成方法。