炭化珪素半導体装置の製造方法
【課題】不純物領域に３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が混入しないようにすると共に、選択マスクを着実に除去できるようにする。
【解決手段】トレンチ５内に形成される不純物領域７の成長上面が選択マスクとなるカーボン膜２の下面よりも下方となるようにする。すなわち、カーボン膜２の下面までにトレンチ５内に形成される不純物領域７の成長上面を抑える。これにより、不純物領域７の横方向の拡大を抑制することができ、横方向成長した場合に発生する３Ｃ−ＳｉＣ膜８の多形混入を防止することが可能となる。
【解決手段】トレンチ５内に形成される不純物領域７の成長上面が選択マスクとなるカーボン膜２の下面よりも下方となるようにする。すなわち、カーボン膜２の下面までにトレンチ５内に形成される不純物領域７の成長上面を抑える。これにより、不純物領域７の横方向の拡大を抑制することができ、横方向成長した場合に発生する３Ｃ−ＳｉＣ膜８の多形混入を防止することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素基板にトレンチを形成した後、その内部にエピタキシャル（以下、単にエピという）層を埋め込むことによって形成した不純物領域を有する炭化珪素半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、炭化珪素における選択埋め込みエピ技術が開示されている。具体的には、酸化膜等をマスクとしたドライエッチングにより、炭化珪素基板の表面にトレンチを形成したのち、そのマスクをそのまま選択成長マスクとして用いてエピ領域を選択的に成長させるエピ技術が開示されている。このエピ技術により、従来のイオン注入法で不純物領域を形成した場合に発生していた問題点、すなわち、低い活性化率、イオン注入残留欠陥の存在、漏れ電流の増加、不純物層の深さ制限等の問題点が解消できるとしている。
【０００３】
また、本発明者らは、先に、特願２００３−１０２８３１において、オフ角を有する炭化珪素半導体にトレンチを形成し、そのトレンチをエピで埋め込む場合、選択成長マスクであるカーボン膜をトレンチ領域以外に形成するという技術を提案している。これにより、オフ角に起因する（０００１）ファセット面の形成を防止できることが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１６８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、トレンチエッチング用マスクと選択成長用マスクを兼ねるマスクとしてＳｉＯ2の使用が記載されているが、４Ｈ等のα型炭化珪素のエピタキシャル成長には１５００度程度の基板加熱が必要であり、埋め込み成長前の基板昇温時にＳｉＯ2が融解してマスクパターンがなくなり易いという課題があった。
【０００５】
また、特願２００３−１０２８３１の技術では、選択成長用マスクとしてカーボン膜の使用が記載されているが、通常の方法でエピタキシャル成長を実施した場合、トレンチの開口部端部にβ型炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ欠陥）が発生し、埋め込み領域に３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が混入するという課題があった。また、成長条件によっては、選択成長後の選択マスクが、熱酸化で簡単には除去できないという課題があった。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、炭化珪素基板にトレンチを形成し、そのトレンチを埋め込んで不純物領域を形成する炭化珪素半導体装置の製造方法に関して、不純物領域に３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が混入しないようにすると共に、選択マスクを着実に除去できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、不純物領域形成工程において、トレンチ（５）内に形成される不純物領域（７）の上面が、選択成長マスク（２）の上面より、下方となるように成長することを特徴としている。
【０００８】
例えば、トレンチ内の成長層上面が、選択成長マスクの上面を越えた場合を図９に示す。このような場合、炭化珪素基板（１）のオフ角に起因して炭化珪素基板（１）のステップ情報がない成長領域では３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が発生していることが本発明者らの実験により確認された。
【０００９】
このため、選択成長マスク（２）の上面よりも下方となるように、トレンチ（５）内に形成される不純物領域（７）の上面を抑えることにより、不純物領域（７）の横方向の拡大を抑制することができ、横方向成長した場合に発生する３Ｃ−ＳｉＣの多形混入を防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、選択成長マスクをカーボン膜（２）とした場合、エピタキシャル成長温度まで昇温するガス雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることを特徴としている。
【００１１】
このように、エピタキシャル成長温度まで昇温する昇温工程を不活性ガス雰囲気とすることで、カーボン膜（２）のエッチングがなくなり、トレンチ（５）の開口端からのカーボン膜（２）の後退を無くすことができる。その結果、３Ｃ−ＳｉＣ欠陥の発生を防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、不活性ガスをＨｅとすることを特徴としている。Ｈｅは、熱伝導性が高いため、原料ガスを効率的に分解することができる。また、Ｈｅは、炭化珪素のエピタキシャル成長に用いることも可能であるガスであり、高温でも選択成長用マスク（２）と反応しない。そのため、トレンチ（５）の開口端からの選択成長用マスク（２）の後退も防止することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、不活性ガスをＡｒとすることを特徴としている。Ａｒは、熱伝導性がＨｅに劣るものの、Ｈｅに比べコスト的に有利なガスである。Ａｒは、高温で選択成長用マスク（２）と反応しないため、昇温時のトレンチ（５）の開口端からの選択成長用マスク（２）の後退を防止することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、不純物領域形成工程において、トレンチ（７）内に形成される不純物領域（７）と選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）が接続しないように不純物領域（７）を成長させることを特徴としている。
【００１５】
このようにすれば、不純物領域（７）と選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−Ｓｉが接続していないため、酸化種の酸素原子が、露出した選択成長用マスク（２）を起点として、選択成長用マスク（２）の全域に侵入するため、容易に選択成長用マスク（２）を酸化させることができ、容易に選択成長用マスク（２）を除去することができる。このため、それに伴い選択成長用マスク（２）の上面に成長した３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）も容易に炭化珪素基板（１）の上から除去することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、選択埋め込み層形成工程において、トレンチ（５）内に形成される不純物領域（７）とトレンチ（５）の外の選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）との間の距離が、選択成長用マスク（２）の膜厚よりも大きくなるように不純物領域（７）を成長させることを特徴としている。
【００１７】
このように、不純物領域（７）と選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）との間の距離を選択成長用マスク（２）の膜厚より大きくすることで、酸化種の酸素原子の進入速度を低下させることなく、選択成長用マスク（２）の全域を容易に酸化させることができる。このため、選択成長用マスク（２）を容易に除去することが可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、不純物領域形成工程において、成長温度を１６００℃以上、Ｃ／Ｓｉ比を２以下、成長圧力を１．３３×１０4Ｐａ以上、成長レートを２．５μｍ／ｈ以下とすることを特徴としている。
【００１９】
この条件で成長すれば、選択成長用マスク（２）の上の原料ガスのマイグレーションが活性化され、トレンチ（５）内の不純物領域（７）と選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）が接続しないようなエピ成長を行うことができる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における炭化珪素半導体装置の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｆ）に、本実施形態における炭化珪素半導体装置の製造工程図を示し、この図を参照して説明する。
【００２３】
〔図１（ａ）に示す工程〕
まず、炭化珪素基板１を用意し、その上面に有機フォトレジスト膜を３μｍ程度均一に塗布する。次に、炭化珪素基板１の上に形成した有機フォトレジスト膜を非酸化性雰囲気、例えばＡｒ雰囲気で７００℃以上の温度で、炭化してカーボン層２とする。このとき、カーボン層２の膜厚は、当初の有機フォトレジスト膜が半減して約１．５μｍとなる。
【００２４】
なお、このカーボン膜２は、ＳｉＯ2膜とは異なり２０００℃以上の雰囲気においても、融解してマスクパターンがなくなることはなく、また、エピタキシャルにおいて炭化珪素基板１と反応することこともなく、成長後には酸化雰囲気で容易に除去できるため、選択成長マスクとして充分機能する。
【００２５】
次に、そのカーボン膜２上にトレンチエッチング用マスクとしてのＬＴＯ膜（酸化膜）３を１．５μｍ形成する。
【００２６】
〔図１（ｂ）に示す工程〕
次に、ＬＴＯ膜３とカーボン膜２を順次エッチングによってパターニングすることで、例えば、幅が約２μｍとなる開口部４を形成する。このときのエッチングは、例えば、ＬＴＯ膜３はＣＨＦ3プラズマ雰囲気でのドライエッチング、カーボン膜２はＯ2プラズマ雰囲気でのドライエッチングとしている。
【００２７】
〔図１（ｃ）に示す工程〕
次に、ＬＴＯ膜３をマスクとして用いて、反応性ドライエッチングで炭化珪素基板１に深さが例えば４μｍとなるトレンチ５を形成する。
【００２８】
〔図１（ｄ）に示す工程〕
次に、トレンチエッチングで用いたＬＴＯ膜３をＨＦ等で完全に除去する。
【００２９】
〔図１（ｅ）に示す工程〕
成長装置を用いて、トレンチ５内に埋め込み層をエピ成長させることで、不純物領域７を形成する。このとき、エピ成長を図２に示す成長プロファイルにしたがって行う。
【００３０】
まず、成長装置内にＡｒガスを導入してＡｒ雰囲気とし、この状態で１６００℃以上、例えば１６５０℃まで加熱する昇温工程を行う。そして、原料ガスを導入する前、つまり昇温工程を終了した後の基板加熱保持を行う期間までＡｒ雰囲気とする。このように、Ａｒ雰囲気のような不活性ガス雰囲気とすれば、水素雰囲気とは異なり、カーボン膜２の水素によるエッチングがないため、カーボン膜２のトレンチ５の開口部からの後退は発生しない。
【００３１】
続いて、Ａｒガスをキャリアガスである水素に原料ガスであるプロパン（Ｃ3Ｈ8）およびシラン（ＳｉＨ4）を混入した混合ガスに切り替えることで不純物領域７をエピ成長させ、トレンチ５内を不純物領域７によって埋め込む。このとき、不純物領域７をカーボン膜２の下面（下方位置）まで成長させ、トレンチ５内に成長する不純物領域７とトレンチ５の外のカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離Ｌが、カーボン膜２の膜厚ｔよりも大きくなるように、不純物領域７をエピ成長させる。
【００３２】
具体的には、成長温度１６００℃以上、Ｃ／Ｓｉ比２以下、成長圧力１００Ｔｏｒｒ以上、成長レート２．５μｍ／ｈ以下とすれば、不純物領域７とカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８が接続して成長することはなく、例えば、成長温度を１６００℃以上（例えば１６２５℃）、Ｃ／Ｓｉを２以下（例えば１．０）、成長圧力を１．３３×１０4Ｐａ（＝１００Ｔｏｒｒ）以上（例えば２．６６×１０4Ｐａ（＝２００Ｔｏｒｒ））、成長レートを２．５μｍ／ｈ以下として成長すれば、トレンチ５内の不純物領域７とトレンチ５の外のカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離Ｌは１０μｍ程度となり、不純物領域７と３Ｃ−ＳｉＣ膜８とが接続されないようにすることができる。
【００３３】
また、このエピ成長時に、混合ガスの流量を制御してＮ型、Ｐ型ドーパントとなる窒素ガスやＴＭＡを混合ガス中に混入すれば、不純物領域７の導電型および不純物濃度を制御できる。
【００３４】
〔図１（ｆ）に示す工程〕
次に、１０００℃程度の熱酸化を１０分程度行う。この熱酸化により、酸化種の酸素原子が、露出したカーボン膜２を起点として、カーボン膜２の全域に侵入し、カーボン膜２が容易に酸化される。このため、この酸化したカーボン層２を除去すれば、それに伴ってカーボン膜２の上面に成長した３Ｃ−ＳｉＣ膜８も容易に炭化珪素基板１の上から除去される。
【００３５】
以上の工程により、炭化珪素基板１に、不純物型、不純物濃度が制御された不純物領域７が形成される。
【００３６】
続いて、本実施形態で示した炭化珪素半導体装置の製造方法による効果について説明する。
【００３７】
（１）本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法では、トレンチ５内に形成される不純物領域７の成長上面が選択マスクとなるカーボン膜２の下面よりも下方となるようにしている。すなわち、カーボン膜２の下面までにトレンチ５内に形成される不純物領域７の成長上面を抑えることにより、不純物領域７の横方向の拡大を抑制することができ、横方向成長した場合に発生する３Ｃ−ＳｉＣの多形混入を防止することが可能となる。
【００３８】
（２）また、本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法では、不純物領域７をエピ成長させる際の原料ガスを導入する前、つまり昇温工程を終了した後の基板加熱保持を行う期間までＡｒ雰囲気としている。
【００３９】
一般的には、炭化珪素基板１上に不純物領域７を形成する場合、図３に示される成長プロファイルでエピ成長が実施される。すなわち、原料ガスのシラン（ＳｉＨ4）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）を流すまでの昇温工程及び基板エッチングの間、基板は水素やＨＣＬガス雰囲気に晒されている。
【００４０】
このため、図４（ａ）に示されるように、水素やＨＣＬガスにより、選択成長マスクとなるカーボン膜２が一部エッチングされ、トレンチ５の開口端からカーボン膜２が後退する。その結果、次工程の不純物領域７を選択的埋め込み形成する工程において、カーボン膜２が後退した領域に、図４（ｂ）に示されるように３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が発生することが本発明者らの実験により確認された。これは、炭化珪素基板１のオフ角に起因して炭化珪素基板１のステップ情報がないことが原因となっている。
【００４１】
これに対し、本実施形態では、昇温工程および昇温工程後の基板加熱保持の期間中、Ａｒ雰囲気としているため、カーボン膜２がエッチングされることがない。このため、カーボン膜２のトレンチ５の開口端からの後退を無くすことができ、その結果、３Ｃ−ＳｉＣ欠陥の発生を防止することができる。
【００４２】
（３）また、本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法では、不純物領域７をエピ成長させる際に、不純物領域７が選択マスクとして用いられるカーボン膜２の上に形成される３Ｃ−ＳｉＣと接続されないようにしている。
【００４３】
もし、トレンチ５内の不純物領域７とカーボン膜２上に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８が接続して、カーボン膜２の露出領域がなくなると、その後に熱酸化を実施しても、カーボン膜２の全域が酸化レートの小さい炭化珪素で覆われているため、酸化種の酸素原子がカーボン膜２に到達しなくなる。このため、選択マスクとして用いたカーボン膜２を除去できなくなる。
【００４４】
一方、トレンチ５内の不純物領域７とカーボン膜２上に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８が接続しないようにエピ成長させた場合には、酸化種の酸素原子が、露出したカーボン膜２を起点として、カーボン膜２の全域に侵入し、カーボン膜２が容易に酸化される。このため、カーボン膜２を用意に除去でき、それに伴いカーボン膜２の上面に成長した３Ｃ−ＳｉＣ膜８を容易に炭化珪素基板１上から除去することが可能となる。
【００４５】
（４）また、本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法では、トレンチ５内の不純物領域７とトレンチ５の外のカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離が、選択マスクであるカーボン膜２の膜厚よりも大きくなるようにエピ成長を行っている。
【００４６】
このように、不純物領域７とカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離をカーボン膜２の膜厚より大きくすることで、酸化種の酸素原子の進入速度を低下させることなく、カーボン膜２の全域を容易に酸化させることができ、カーボン膜２を容易に除去させられる。
【００４７】
具体的には、エピ成長における成長温度を１６００℃以上、Ｃ／Ｓｉを２以下、成長圧力を１．３３×１０4Ｐａ（＝１００Ｔｏｒｒ）以上、成長レートを２．５μｍ／ｈ以下としている。このようなエピ成長とすれば、カーボン膜２上の原料ガスのマイグレーションが活性化され、トレンチ５内の不純物領域７とトレンチ５の外のカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離は１０μｍ程度となり、不純物領域７と３Ｃ−ＳｉＣ膜８とが接続されないようにすることができる。
【００４８】
（他の実施形態）
上記実施形態では、埋め込み成長を行った不純物領域７の上面が、炭化珪素基板１の表面と一致する例を示したが、実際には完全に一致させることは困難であり、現実的な成長形態としては図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、トレンチ５が不純物領域７によって完全には埋め込まれていない状態となる。
【００４９】
具体的には、図５（ａ）〜（ｃ）は、不純物領域７によってトレンチ５が完全に埋め込まれなかった場合に、不純物領域７に残る凹みの程度を示したものである。このように、不純物領域７に残る凹みの程度は、エピ成長を行う際の成長時間に応じて調整可能であるため、炭化珪素半導体装置の用途に応じて不純物領域７の凹みの程度を調整すればよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、不純物領域７の成長上面がカーボン膜２の下面を超えないようにすることで、３Ｃ−ＳｉＣ欠陥のない不純物領域７を形成している。これは、埋め込み成長層上面がカーボン層上面を越えた場合、３Ｃ−ＳｉＣ多形が混入するとともに、横方向成長が発生するためである。しかしながら、不純物領域７の成長上面がカーボン膜２の下面とカーボン膜２の上面との間に位置している場合には、不純物領域７内への３Ｃ−ＳｉＣ多形混入が僅かに発生するだけであり、用途を限定すれば応用可能である。つまり、不純物領域７の成長上面が少なくともカーボン膜２の上面よりも下方に位置していれば良い。
【００５１】
また、図６に示すようにトレンチ５の側面に比べ、底面の成長レートを大きくしたり、小さくすることも成長条件（成長温度・原料ガス濃度）により制御可能である。
【００５２】
また、他の実施形態として、不純物領域７を２層以上で構成したり、連続的に不純物濃度を変化させた構成としても良い。図７は不純物領域７を領域７ａおよび領域７ｂの２層で成長した場合である。このように不純物領域７を２層で構成する場合には、１層目となる領域７ａを低濃度、２層目となる領域７ｂを高濃度となる構成とすれば、全体として抵抗が低く、リーク電流の少ないＰＮ接合が形成できる。さらに、他の２層の例として、炭化珪素基板１をＮ型とした場合、１層目となる領域７ａをＰ型、２層目となる領域７ｂをＮ型として成長すれば、炭化珪素基板１とは電気的に分離されたＮ型の領域７ｂが形成できる。
【００５３】
また、図８は、不純物領域７の不純物濃度を徐々に変更した例を示したもので、図８（ａ）は、炭化珪素基板１の断面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ’断面での不純物濃度分布を示したものである。この図に示されるように、例えば、不純物領域７の成長に合わせて不純物濃度を高くしていくことで、トレンチ５の中央部において不純物領域７の不純物濃度が高く、そこから離れるにしたがって不純物領域７の不純物濃度が低くなるような構成とすることができる。この場合は、複数の層を形成した場合と同様な機能が複数層の場合よりもさらに効率的に実現されることは言うまでもない。
【００５４】
また、上記実施形態では、不活性ガスとしてＡｒを用いた例を示しているが、Ｈｅを用いても良い。
【００５５】
Ｈｅは、熱伝導性が高いため、原料ガスを効率的に分解することができる。また、Ｈｅは、炭化珪素のエピタキシャル成長に用いることも可能であるガスであり、高温でもカーボン膜２と反応しない。そのため、トレンチ５の開口端からのカーボン膜２の後退も防止することができる。
【００５６】
ただし、上記実施形態のようにＡｒを用いる場合、Ａｒが熱伝導性がＨｅに劣るものの、Ｈｅに比べコスト的に有利なガスであることから、炭化珪素半導体装置の製造コストを抑えるという点に関しては有利である。
【００５７】
また、上記実施形態では、カーボン膜２を有機フォトレジスト膜を用いて形成しているが、スパッタリング法による堆積膜やＣＶＤ法による堆積膜を用い形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態における炭化珪素半導体装置の製造工程図である。
【図２】不純物領域をエピ成長させるときの成長プロファイルを示す図である。
【図３】一般的にエピ成長を行う場合に用いられる成長プロファイルを示す図である。
【図４】（ａ）は、水素やＨＣＬガスによってカーボン膜が一部エッチングされた様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図であり、（ｂ）は、カーボン膜が後退した場所に３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が形成された様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図である。
【図５】不純物領域によってトレンチが完全に埋め込まれなかった場合の様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図である。
【図６】トレンチの側面と底面とで不純物領域の成長レートを変えた場合の様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図である。
【図７】不純物領域を２層で成長した場合の炭化珪素半導体装置の断面図である。
【図８】（ａ）は、炭化珪素基板１の断面図、（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ’断面での不純物濃度分布を示した図である。
【図９】トレンチ内の成長層上面が、選択成長マスクの上面を越えた場合の様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…炭化珪素基板、２…カーボン膜（選択成長用マスク）、
３…ＬＴＯ膜（トレンチエッチング用マスク）、４…開口部、５…トレンチ、
７…不純物領域、８…３Ｃ−ＳｉＣ膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素基板にトレンチを形成した後、その内部にエピタキシャル（以下、単にエピという）層を埋め込むことによって形成した不純物領域を有する炭化珪素半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、炭化珪素における選択埋め込みエピ技術が開示されている。具体的には、酸化膜等をマスクとしたドライエッチングにより、炭化珪素基板の表面にトレンチを形成したのち、そのマスクをそのまま選択成長マスクとして用いてエピ領域を選択的に成長させるエピ技術が開示されている。このエピ技術により、従来のイオン注入法で不純物領域を形成した場合に発生していた問題点、すなわち、低い活性化率、イオン注入残留欠陥の存在、漏れ電流の増加、不純物層の深さ制限等の問題点が解消できるとしている。
【０００３】
また、本発明者らは、先に、特願２００３−１０２８３１において、オフ角を有する炭化珪素半導体にトレンチを形成し、そのトレンチをエピで埋め込む場合、選択成長マスクであるカーボン膜をトレンチ領域以外に形成するという技術を提案している。これにより、オフ角に起因する（０００１）ファセット面の形成を防止できることが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１６８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、トレンチエッチング用マスクと選択成長用マスクを兼ねるマスクとしてＳｉＯ2の使用が記載されているが、４Ｈ等のα型炭化珪素のエピタキシャル成長には１５００度程度の基板加熱が必要であり、埋め込み成長前の基板昇温時にＳｉＯ2が融解してマスクパターンがなくなり易いという課題があった。
【０００５】
また、特願２００３−１０２８３１の技術では、選択成長用マスクとしてカーボン膜の使用が記載されているが、通常の方法でエピタキシャル成長を実施した場合、トレンチの開口部端部にβ型炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ欠陥）が発生し、埋め込み領域に３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が混入するという課題があった。また、成長条件によっては、選択成長後の選択マスクが、熱酸化で簡単には除去できないという課題があった。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、炭化珪素基板にトレンチを形成し、そのトレンチを埋め込んで不純物領域を形成する炭化珪素半導体装置の製造方法に関して、不純物領域に３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が混入しないようにすると共に、選択マスクを着実に除去できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、不純物領域形成工程において、トレンチ（５）内に形成される不純物領域（７）の上面が、選択成長マスク（２）の上面より、下方となるように成長することを特徴としている。
【０００８】
例えば、トレンチ内の成長層上面が、選択成長マスクの上面を越えた場合を図９に示す。このような場合、炭化珪素基板（１）のオフ角に起因して炭化珪素基板（１）のステップ情報がない成長領域では３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が発生していることが本発明者らの実験により確認された。
【０００９】
このため、選択成長マスク（２）の上面よりも下方となるように、トレンチ（５）内に形成される不純物領域（７）の上面を抑えることにより、不純物領域（７）の横方向の拡大を抑制することができ、横方向成長した場合に発生する３Ｃ−ＳｉＣの多形混入を防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、選択成長マスクをカーボン膜（２）とした場合、エピタキシャル成長温度まで昇温するガス雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることを特徴としている。
【００１１】
このように、エピタキシャル成長温度まで昇温する昇温工程を不活性ガス雰囲気とすることで、カーボン膜（２）のエッチングがなくなり、トレンチ（５）の開口端からのカーボン膜（２）の後退を無くすことができる。その結果、３Ｃ−ＳｉＣ欠陥の発生を防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、不活性ガスをＨｅとすることを特徴としている。Ｈｅは、熱伝導性が高いため、原料ガスを効率的に分解することができる。また、Ｈｅは、炭化珪素のエピタキシャル成長に用いることも可能であるガスであり、高温でも選択成長用マスク（２）と反応しない。そのため、トレンチ（５）の開口端からの選択成長用マスク（２）の後退も防止することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、不活性ガスをＡｒとすることを特徴としている。Ａｒは、熱伝導性がＨｅに劣るものの、Ｈｅに比べコスト的に有利なガスである。Ａｒは、高温で選択成長用マスク（２）と反応しないため、昇温時のトレンチ（５）の開口端からの選択成長用マスク（２）の後退を防止することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、不純物領域形成工程において、トレンチ（７）内に形成される不純物領域（７）と選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）が接続しないように不純物領域（７）を成長させることを特徴としている。
【００１５】
このようにすれば、不純物領域（７）と選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−Ｓｉが接続していないため、酸化種の酸素原子が、露出した選択成長用マスク（２）を起点として、選択成長用マスク（２）の全域に侵入するため、容易に選択成長用マスク（２）を酸化させることができ、容易に選択成長用マスク（２）を除去することができる。このため、それに伴い選択成長用マスク（２）の上面に成長した３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）も容易に炭化珪素基板（１）の上から除去することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、選択埋め込み層形成工程において、トレンチ（５）内に形成される不純物領域（７）とトレンチ（５）の外の選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）との間の距離が、選択成長用マスク（２）の膜厚よりも大きくなるように不純物領域（７）を成長させることを特徴としている。
【００１７】
このように、不純物領域（７）と選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）との間の距離を選択成長用マスク（２）の膜厚より大きくすることで、酸化種の酸素原子の進入速度を低下させることなく、選択成長用マスク（２）の全域を容易に酸化させることができる。このため、選択成長用マスク（２）を容易に除去することが可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、不純物領域形成工程において、成長温度を１６００℃以上、Ｃ／Ｓｉ比を２以下、成長圧力を１．３３×１０4Ｐａ以上、成長レートを２．５μｍ／ｈ以下とすることを特徴としている。
【００１９】
この条件で成長すれば、選択成長用マスク（２）の上の原料ガスのマイグレーションが活性化され、トレンチ（５）内の不純物領域（７）と選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）が接続しないようなエピ成長を行うことができる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における炭化珪素半導体装置の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｆ）に、本実施形態における炭化珪素半導体装置の製造工程図を示し、この図を参照して説明する。
【００２３】
〔図１（ａ）に示す工程〕
まず、炭化珪素基板１を用意し、その上面に有機フォトレジスト膜を３μｍ程度均一に塗布する。次に、炭化珪素基板１の上に形成した有機フォトレジスト膜を非酸化性雰囲気、例えばＡｒ雰囲気で７００℃以上の温度で、炭化してカーボン層２とする。このとき、カーボン層２の膜厚は、当初の有機フォトレジスト膜が半減して約１．５μｍとなる。
【００２４】
なお、このカーボン膜２は、ＳｉＯ2膜とは異なり２０００℃以上の雰囲気においても、融解してマスクパターンがなくなることはなく、また、エピタキシャルにおいて炭化珪素基板１と反応することこともなく、成長後には酸化雰囲気で容易に除去できるため、選択成長マスクとして充分機能する。
【００２５】
次に、そのカーボン膜２上にトレンチエッチング用マスクとしてのＬＴＯ膜（酸化膜）３を１．５μｍ形成する。
【００２６】
〔図１（ｂ）に示す工程〕
次に、ＬＴＯ膜３とカーボン膜２を順次エッチングによってパターニングすることで、例えば、幅が約２μｍとなる開口部４を形成する。このときのエッチングは、例えば、ＬＴＯ膜３はＣＨＦ3プラズマ雰囲気でのドライエッチング、カーボン膜２はＯ2プラズマ雰囲気でのドライエッチングとしている。
【００２７】
〔図１（ｃ）に示す工程〕
次に、ＬＴＯ膜３をマスクとして用いて、反応性ドライエッチングで炭化珪素基板１に深さが例えば４μｍとなるトレンチ５を形成する。
【００２８】
〔図１（ｄ）に示す工程〕
次に、トレンチエッチングで用いたＬＴＯ膜３をＨＦ等で完全に除去する。
【００２９】
〔図１（ｅ）に示す工程〕
成長装置を用いて、トレンチ５内に埋め込み層をエピ成長させることで、不純物領域７を形成する。このとき、エピ成長を図２に示す成長プロファイルにしたがって行う。
【００３０】
まず、成長装置内にＡｒガスを導入してＡｒ雰囲気とし、この状態で１６００℃以上、例えば１６５０℃まで加熱する昇温工程を行う。そして、原料ガスを導入する前、つまり昇温工程を終了した後の基板加熱保持を行う期間までＡｒ雰囲気とする。このように、Ａｒ雰囲気のような不活性ガス雰囲気とすれば、水素雰囲気とは異なり、カーボン膜２の水素によるエッチングがないため、カーボン膜２のトレンチ５の開口部からの後退は発生しない。
【００３１】
続いて、Ａｒガスをキャリアガスである水素に原料ガスであるプロパン（Ｃ3Ｈ8）およびシラン（ＳｉＨ4）を混入した混合ガスに切り替えることで不純物領域７をエピ成長させ、トレンチ５内を不純物領域７によって埋め込む。このとき、不純物領域７をカーボン膜２の下面（下方位置）まで成長させ、トレンチ５内に成長する不純物領域７とトレンチ５の外のカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離Ｌが、カーボン膜２の膜厚ｔよりも大きくなるように、不純物領域７をエピ成長させる。
【００３２】
具体的には、成長温度１６００℃以上、Ｃ／Ｓｉ比２以下、成長圧力１００Ｔｏｒｒ以上、成長レート２．５μｍ／ｈ以下とすれば、不純物領域７とカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８が接続して成長することはなく、例えば、成長温度を１６００℃以上（例えば１６２５℃）、Ｃ／Ｓｉを２以下（例えば１．０）、成長圧力を１．３３×１０4Ｐａ（＝１００Ｔｏｒｒ）以上（例えば２．６６×１０4Ｐａ（＝２００Ｔｏｒｒ））、成長レートを２．５μｍ／ｈ以下として成長すれば、トレンチ５内の不純物領域７とトレンチ５の外のカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離Ｌは１０μｍ程度となり、不純物領域７と３Ｃ−ＳｉＣ膜８とが接続されないようにすることができる。
【００３３】
また、このエピ成長時に、混合ガスの流量を制御してＮ型、Ｐ型ドーパントとなる窒素ガスやＴＭＡを混合ガス中に混入すれば、不純物領域７の導電型および不純物濃度を制御できる。
【００３４】
〔図１（ｆ）に示す工程〕
次に、１０００℃程度の熱酸化を１０分程度行う。この熱酸化により、酸化種の酸素原子が、露出したカーボン膜２を起点として、カーボン膜２の全域に侵入し、カーボン膜２が容易に酸化される。このため、この酸化したカーボン層２を除去すれば、それに伴ってカーボン膜２の上面に成長した３Ｃ−ＳｉＣ膜８も容易に炭化珪素基板１の上から除去される。
【００３５】
以上の工程により、炭化珪素基板１に、不純物型、不純物濃度が制御された不純物領域７が形成される。
【００３６】
続いて、本実施形態で示した炭化珪素半導体装置の製造方法による効果について説明する。
【００３７】
（１）本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法では、トレンチ５内に形成される不純物領域７の成長上面が選択マスクとなるカーボン膜２の下面よりも下方となるようにしている。すなわち、カーボン膜２の下面までにトレンチ５内に形成される不純物領域７の成長上面を抑えることにより、不純物領域７の横方向の拡大を抑制することができ、横方向成長した場合に発生する３Ｃ−ＳｉＣの多形混入を防止することが可能となる。
【００３８】
（２）また、本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法では、不純物領域７をエピ成長させる際の原料ガスを導入する前、つまり昇温工程を終了した後の基板加熱保持を行う期間までＡｒ雰囲気としている。
【００３９】
一般的には、炭化珪素基板１上に不純物領域７を形成する場合、図３に示される成長プロファイルでエピ成長が実施される。すなわち、原料ガスのシラン（ＳｉＨ4）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）を流すまでの昇温工程及び基板エッチングの間、基板は水素やＨＣＬガス雰囲気に晒されている。
【００４０】
このため、図４（ａ）に示されるように、水素やＨＣＬガスにより、選択成長マスクとなるカーボン膜２が一部エッチングされ、トレンチ５の開口端からカーボン膜２が後退する。その結果、次工程の不純物領域７を選択的埋め込み形成する工程において、カーボン膜２が後退した領域に、図４（ｂ）に示されるように３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が発生することが本発明者らの実験により確認された。これは、炭化珪素基板１のオフ角に起因して炭化珪素基板１のステップ情報がないことが原因となっている。
【００４１】
これに対し、本実施形態では、昇温工程および昇温工程後の基板加熱保持の期間中、Ａｒ雰囲気としているため、カーボン膜２がエッチングされることがない。このため、カーボン膜２のトレンチ５の開口端からの後退を無くすことができ、その結果、３Ｃ−ＳｉＣ欠陥の発生を防止することができる。
【００４２】
（３）また、本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法では、不純物領域７をエピ成長させる際に、不純物領域７が選択マスクとして用いられるカーボン膜２の上に形成される３Ｃ−ＳｉＣと接続されないようにしている。
【００４３】
もし、トレンチ５内の不純物領域７とカーボン膜２上に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８が接続して、カーボン膜２の露出領域がなくなると、その後に熱酸化を実施しても、カーボン膜２の全域が酸化レートの小さい炭化珪素で覆われているため、酸化種の酸素原子がカーボン膜２に到達しなくなる。このため、選択マスクとして用いたカーボン膜２を除去できなくなる。
【００４４】
一方、トレンチ５内の不純物領域７とカーボン膜２上に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８が接続しないようにエピ成長させた場合には、酸化種の酸素原子が、露出したカーボン膜２を起点として、カーボン膜２の全域に侵入し、カーボン膜２が容易に酸化される。このため、カーボン膜２を用意に除去でき、それに伴いカーボン膜２の上面に成長した３Ｃ−ＳｉＣ膜８を容易に炭化珪素基板１上から除去することが可能となる。
【００４５】
（４）また、本実施形態の炭化珪素半導体装置の製造方法では、トレンチ５内の不純物領域７とトレンチ５の外のカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離が、選択マスクであるカーボン膜２の膜厚よりも大きくなるようにエピ成長を行っている。
【００４６】
このように、不純物領域７とカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離をカーボン膜２の膜厚より大きくすることで、酸化種の酸素原子の進入速度を低下させることなく、カーボン膜２の全域を容易に酸化させることができ、カーボン膜２を容易に除去させられる。
【００４７】
具体的には、エピ成長における成長温度を１６００℃以上、Ｃ／Ｓｉを２以下、成長圧力を１．３３×１０4Ｐａ（＝１００Ｔｏｒｒ）以上、成長レートを２．５μｍ／ｈ以下としている。このようなエピ成長とすれば、カーボン膜２上の原料ガスのマイグレーションが活性化され、トレンチ５内の不純物領域７とトレンチ５の外のカーボン膜２の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜８との間の距離は１０μｍ程度となり、不純物領域７と３Ｃ−ＳｉＣ膜８とが接続されないようにすることができる。
【００４８】
（他の実施形態）
上記実施形態では、埋め込み成長を行った不純物領域７の上面が、炭化珪素基板１の表面と一致する例を示したが、実際には完全に一致させることは困難であり、現実的な成長形態としては図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、トレンチ５が不純物領域７によって完全には埋め込まれていない状態となる。
【００４９】
具体的には、図５（ａ）〜（ｃ）は、不純物領域７によってトレンチ５が完全に埋め込まれなかった場合に、不純物領域７に残る凹みの程度を示したものである。このように、不純物領域７に残る凹みの程度は、エピ成長を行う際の成長時間に応じて調整可能であるため、炭化珪素半導体装置の用途に応じて不純物領域７の凹みの程度を調整すればよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、不純物領域７の成長上面がカーボン膜２の下面を超えないようにすることで、３Ｃ−ＳｉＣ欠陥のない不純物領域７を形成している。これは、埋め込み成長層上面がカーボン層上面を越えた場合、３Ｃ−ＳｉＣ多形が混入するとともに、横方向成長が発生するためである。しかしながら、不純物領域７の成長上面がカーボン膜２の下面とカーボン膜２の上面との間に位置している場合には、不純物領域７内への３Ｃ−ＳｉＣ多形混入が僅かに発生するだけであり、用途を限定すれば応用可能である。つまり、不純物領域７の成長上面が少なくともカーボン膜２の上面よりも下方に位置していれば良い。
【００５１】
また、図６に示すようにトレンチ５の側面に比べ、底面の成長レートを大きくしたり、小さくすることも成長条件（成長温度・原料ガス濃度）により制御可能である。
【００５２】
また、他の実施形態として、不純物領域７を２層以上で構成したり、連続的に不純物濃度を変化させた構成としても良い。図７は不純物領域７を領域７ａおよび領域７ｂの２層で成長した場合である。このように不純物領域７を２層で構成する場合には、１層目となる領域７ａを低濃度、２層目となる領域７ｂを高濃度となる構成とすれば、全体として抵抗が低く、リーク電流の少ないＰＮ接合が形成できる。さらに、他の２層の例として、炭化珪素基板１をＮ型とした場合、１層目となる領域７ａをＰ型、２層目となる領域７ｂをＮ型として成長すれば、炭化珪素基板１とは電気的に分離されたＮ型の領域７ｂが形成できる。
【００５３】
また、図８は、不純物領域７の不純物濃度を徐々に変更した例を示したもので、図８（ａ）は、炭化珪素基板１の断面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ’断面での不純物濃度分布を示したものである。この図に示されるように、例えば、不純物領域７の成長に合わせて不純物濃度を高くしていくことで、トレンチ５の中央部において不純物領域７の不純物濃度が高く、そこから離れるにしたがって不純物領域７の不純物濃度が低くなるような構成とすることができる。この場合は、複数の層を形成した場合と同様な機能が複数層の場合よりもさらに効率的に実現されることは言うまでもない。
【００５４】
また、上記実施形態では、不活性ガスとしてＡｒを用いた例を示しているが、Ｈｅを用いても良い。
【００５５】
Ｈｅは、熱伝導性が高いため、原料ガスを効率的に分解することができる。また、Ｈｅは、炭化珪素のエピタキシャル成長に用いることも可能であるガスであり、高温でもカーボン膜２と反応しない。そのため、トレンチ５の開口端からのカーボン膜２の後退も防止することができる。
【００５６】
ただし、上記実施形態のようにＡｒを用いる場合、Ａｒが熱伝導性がＨｅに劣るものの、Ｈｅに比べコスト的に有利なガスであることから、炭化珪素半導体装置の製造コストを抑えるという点に関しては有利である。
【００５７】
また、上記実施形態では、カーボン膜２を有機フォトレジスト膜を用いて形成しているが、スパッタリング法による堆積膜やＣＶＤ法による堆積膜を用い形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態における炭化珪素半導体装置の製造工程図である。
【図２】不純物領域をエピ成長させるときの成長プロファイルを示す図である。
【図３】一般的にエピ成長を行う場合に用いられる成長プロファイルを示す図である。
【図４】（ａ）は、水素やＨＣＬガスによってカーボン膜が一部エッチングされた様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図であり、（ｂ）は、カーボン膜が後退した場所に３Ｃ−ＳｉＣ欠陥が形成された様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図である。
【図５】不純物領域によってトレンチが完全に埋め込まれなかった場合の様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図である。
【図６】トレンチの側面と底面とで不純物領域の成長レートを変えた場合の様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図である。
【図７】不純物領域を２層で成長した場合の炭化珪素半導体装置の断面図である。
【図８】（ａ）は、炭化珪素基板１の断面図、（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ’断面での不純物濃度分布を示した図である。
【図９】トレンチ内の成長層上面が、選択成長マスクの上面を越えた場合の様子を示す炭化珪素半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…炭化珪素基板、２…カーボン膜（選択成長用マスク）、
３…ＬＴＯ膜（トレンチエッチング用マスク）、４…開口部、５…トレンチ、
７…不純物領域、８…３Ｃ−ＳｉＣ膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素基板（１）の上面に選択成長用マスク（２）を形成する選択マスク形成工程と、
前記選択成長用マスク（２）の上面にトレンチエッチング用マスク（３）を形成するトレンチマスク形成工程と、
前記トレンチエッチング用マスク（３）と選択成長用マスク（２）を連続してパターニングするマスクパターン工程と
前記トレンチエッチング用マスク（３）を用いてドライエッチングを行い、前記炭化珪素基板（１）にトレンチ（５）を形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチエッチング用マスク（３）を除去した後、前記炭化珪素基板（１）をエピタキシャル成長温度まで加熱する昇温工程と、
前記トレンチ（５）内にエピタキシャル成長法により、不純物領域（７）をその上面が前記選択成長用マスク（２）の上面よりも下方となるように形成する不純物領域形成工程と、
前記選択成長用マスク（２）を除去する選択マスク除去工程と、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】
前記選択成長用マスクとしてカーボン膜（２）を用い、前記昇温工程を不活性ガス雰囲気で行うことをを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。。
【請求項３】
前記不活性ガスとしてＨｅを用いることを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記不活性ガスとしてＡｒを用いることを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記不純物領域形成工程においては、前記トレンチ（５）内の前記不純物領域（７）と前記選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）が接続しないように前記不純物領域（７）を成長させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記選択埋め込み層形成工程においては、前記トレンチ（５）内の前記不純物領域（７）と前記選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）との間の距離が前記選択成長用マスク（２）の膜厚より大きくなるように前記不純物領域（７）を成長させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記不純物領域形成工程では、成長温度を１６００℃以上、Ｃ／Ｓｉ比を２以下、成長圧力を１．３３×１０4Ｐａ以上、成長レートを２．５μｍ／ｈ以下とすることを特徴とする請求項５または６に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記選択マスク除去工程を熱酸化によって行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項１】
炭化珪素基板（１）の上面に選択成長用マスク（２）を形成する選択マスク形成工程と、
前記選択成長用マスク（２）の上面にトレンチエッチング用マスク（３）を形成するトレンチマスク形成工程と、
前記トレンチエッチング用マスク（３）と選択成長用マスク（２）を連続してパターニングするマスクパターン工程と
前記トレンチエッチング用マスク（３）を用いてドライエッチングを行い、前記炭化珪素基板（１）にトレンチ（５）を形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチエッチング用マスク（３）を除去した後、前記炭化珪素基板（１）をエピタキシャル成長温度まで加熱する昇温工程と、
前記トレンチ（５）内にエピタキシャル成長法により、不純物領域（７）をその上面が前記選択成長用マスク（２）の上面よりも下方となるように形成する不純物領域形成工程と、
前記選択成長用マスク（２）を除去する選択マスク除去工程と、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】
前記選択成長用マスクとしてカーボン膜（２）を用い、前記昇温工程を不活性ガス雰囲気で行うことをを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。。
【請求項３】
前記不活性ガスとしてＨｅを用いることを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記不活性ガスとしてＡｒを用いることを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記不純物領域形成工程においては、前記トレンチ（５）内の前記不純物領域（７）と前記選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）が接続しないように前記不純物領域（７）を成長させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記選択埋め込み層形成工程においては、前記トレンチ（５）内の前記不純物領域（７）と前記選択成長用マスク（２）の上面に成長する３Ｃ−ＳｉＣ膜（８）との間の距離が前記選択成長用マスク（２）の膜厚より大きくなるように前記不純物領域（７）を成長させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記不純物領域形成工程では、成長温度を１６００℃以上、Ｃ／Ｓｉ比を２以下、成長圧力を１．３３×１０4Ｐａ以上、成長レートを２．５μｍ／ｈ以下とすることを特徴とする請求項５または６に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記選択マスク除去工程を熱酸化によって行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−４１１６３（Ｐ２００６−４１１６３Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１８５４２（Ｐ２００４−２１８５４２）
【出願日】平成１６年７月２７日（２００４．７．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２７日（２００４．７．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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