特許 7501303 加工ウェハ、加工ウェハの製造方法、および、炭化珪素半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】加工ウェハ、加工ウェハの製造方法、および、炭化珪素半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/78 20060101AFI20240611BHJP

   H01L 29/12 20060101ALI20240611BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20240611BHJP

   H01L 29/739 20060101ALI20240611BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 652C

H01L29/78 652T

H01L29/78 653A

H01L29/78 652D

H01L29/78 652H

H01L29/78 658E

H01L29/78 655A

H01L21/205

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020174635

(22)【出願日】2020-10-16

(65)【公開番号】P2022065874

(43)【公開日】2022-04-28

【審査請求日】2023-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹内 有一

【審査官】恩田 和彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１２２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３７５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５８３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５５６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４８０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８３０８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２９／７８

Ｈ０１Ｌ ２９／１２

Ｈ０１Ｌ ２１／３３６

Ｈ０１Ｌ ２９／７３９

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドリフト層（２）上にベース層（３）が配置され、前記ベース層を貫通して前記ドリフト層に達するトレンチゲート構造が形成された炭化珪素半導体装置を形成する加工ウェハの製造方法であって、
炭化珪素で構成され、複数の装置形成領域（Ｒ）を有し、ｎ型またはｐ型とされている炭化珪素ウェハ（２０）を用意することと、
前記炭化珪素ウェハ上に、エピタキシャル成長によって前記ドリフト層を構成するｎ型のドリフト層構成膜（２ａ）を形成することと、
前記ドリフト層構成膜上に、エピタキシャル成長によって前記ベース層を構成するｐ型のベース層構成膜（３ａ）を形成することと、を行い、
前記ベース層構成膜を形成することでは、膜厚の面内分布と、不純物濃度の面内分布とが逆相関となるように前記ベース層構成膜を形成し、
さらに、前記ベース層構成膜を形成することでは、前記炭化珪素ウェハをエピタキシャル膜成長装置（３０）の成長室（４４）に配置することと、前記成長室に、Ｓｉ原料含有ガス、Ｃ原料含有ガス、およびｐ型不純物を含有するドーパントガスを導入することと、を行って前記ベース層構成膜をエピタキシャル成長させ、
前記Ｓｉ原料含有ガスおよび前記Ｃ原料含有ガスは、前記Ｓｉ原料含有ガスに含まれるＳｉに対する前記Ｃ原料含有ガスに含まれるＣの比率であるＣ／Ｓｉが０．８０以下となるように流量が調整される加工ウェハの製造方法。

【請求項2】

ドリフト層（２）上にベース層（３）が配置され、前記ベース層を貫通して前記ドリフト層に達するトレンチゲート構造が形成された炭化珪素半導体装置を形成する加工ウェハの製造方法であって、
炭化珪素で構成され、複数の装置形成領域（Ｒ）を有し、ｎ型またはｐ型とされている炭化珪素ウェハ（２０）を用意することと、
前記炭化珪素ウェハ上に、エピタキシャル成長によって前記ドリフト層を構成するｎ型のドリフト層構成膜（２ａ）を形成することと、
前記ドリフト層構成膜上に、エピタキシャル成長によって前記ベース層を構成するｐ型のベース層構成膜（３ａ）を形成することと、を行い、
前記ベース層構成膜を形成することでは、膜厚の面内分布と、不純物濃度の面内分布とが逆相関となるように前記ベース層構成膜を形成し、
さらに、前記ベース層構成膜を形成することでは、前記炭化珪素ウェハをエピタキシャル膜成長装置（３０）の成長室（４４）に配置することと、前記成長室に、Ｓｉ原料含有ガス、Ｃ原料含有ガス、およびｐ型不純物を含有するドーパントガスを導入することと、を行って前記ベース層構成膜をエピタキシャル成長させ、
前記Ｓｉ原料含有ガスおよび前記Ｃ原料含有ガスは、前記Ｓｉ原料含有ガスに含まれるＳｉに対する前記Ｃ原料含有ガスに含まれるＣの比率であるＣ／Ｓｉが０．７５以下となるように流量が調整される加工ウェハの製造方法。

【請求項3】

前記ベース層構成膜を形成することでは、前記炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなると共に、中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より不純物濃度が高くなるように前記ベース層構成膜を形成する請求項１または２に記載の加工ウェハの製造方法。

【請求項4】

トレンチゲート構造が形成された炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
炭化珪素で構成され、複数の装置形成領域（Ｒ）を有し、ｎ型またはｐ型とされている炭化珪素ウェハ（２０）を用意することと、前記炭化珪素ウェハ上に、エピタキシャル成長によってドリフト層（２）を構成するｎ型のドリフト層構成膜（２ａ）を形成することと、前記ドリフト層構成膜上に、エピタキシャル成長によってベース層（３）を構成するｐ型のベース層構成膜（３ａ）を形成することと、を行い、前記ベース層構成膜を形成することでは、膜厚の面内分布と、不純物濃度の面内分布とが逆相関となるように前記ベース層構成膜を形成した加工ウェハ（２１）を用意することと、
前記ベース層構成膜の表層部に、ｎ型の不純物領域構成膜（４ａ）を形成することと、
前記不純物領域構成膜および前記ベース層構成膜を貫通して前記ドリフト層構成膜に達するトレンチ（５）を形成することと、前記トレンチの壁面上にゲート絶縁膜（６）を形成することと、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極（７）を形成することと、を行って前記トレンチゲート構造を形成することと、を行い、
前記加工ウェハを用意することでは、前記ベース層構成膜を形成することの際、前記炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなると共に、中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より不純物濃度が高くなるように前記ベース層構成膜を形成し、
前記不純物領域構成膜を形成することでは、前記炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなっている前記ベース層構成膜に対し、イオン注入を行うことで前記不純物領域構成膜を形成する炭化珪素半導体装置の製造方法。

【請求項5】

トレンチゲート構造が形成された炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
炭化珪素で構成され、複数の装置形成領域（Ｒ）を有し、ｎ型またはｐ型とされている炭化珪素ウェハ（２０）を用意することと、前記炭化珪素ウェハ上に、エピタキシャル成長によってドリフト層（２）を構成するｎ型のドリフト層構成膜（２ａ）を形成することと、前記ドリフト層構成膜上に、エピタキシャル成長によってベース層（３）を構成するｐ型のベース層構成膜（３ａ）を形成することと、を行い、前記ベース層構成膜を形成することでは、膜厚の面内分布と、不純物濃度の面内分布とが逆相関となるように前記ベース層構成膜を形成した加工ウェハ（２１）を用意することと、
前記ベース層構成膜の表層部に、ｎ型の不純物領域構成膜（４ａ）を形成することと、
前記不純物領域構成膜および前記ベース層構成膜を貫通して前記ドリフト層構成膜に達するトレンチ（５）を形成することと、前記トレンチの壁面上にゲート絶縁膜（６）を形成することと、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極（７）を形成することと、を行って前記トレンチゲート構造を形成することと、を行い、
前記加工ウェハを用意することでは、前記ベース層構成膜を形成することの際、前記炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなると共に、中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より不純物濃度が高くなるように前記ベース層構成膜を形成し、
前記不純物領域構成膜を形成することでは、前記ベース層構成膜上に、エピタキシャル成長によって前記不純物領域構成膜を形成し、前記ベース層構成膜および前記不純物領域構成膜において、前記炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなるようにする炭化珪素半導体装置の製造方法。

【請求項6】

ドリフト層（２）上にベース層（３）が配置され、前記ベース層を貫通して前記ドリフト層に達するトレンチゲート構造が形成された炭化珪素半導体装置を形成する加工ウェハであって、
炭化珪素で構成され、複数の装置形成領域（Ｒ）を有し、ｎ型またはｐ型とされている炭化珪素ウェハ（２０）と、
前記炭化珪素ウェハ上に形成され、エピタキシャル膜で構成されて前記ドリフト層を構成するｎ型のドリフト層構成膜（２ａ）と、
前記ドリフト層構成膜上に形成され、エピタキシャル膜で構成されて前記ベース層を構成するｐ型のベース層構成膜（３ａ）と、を備え、
前記ベース層構成膜は、膜厚の面内分布と、不純物濃度の面内分布とが逆相関とされており、さらに、前記炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くされていると共に、中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より不純物濃度が高くされており、
前記複数の装置形成領域には、それぞれ前記ベース層を貫通して前記ドリフト層に達するトレンチ（５）が形成され、
前記複数の装置形成領域に形成されたそれぞれの前記トレンチは、前記ベース層構成膜の中央部側の部分と外縁部側の部分とで前記ベース層構成膜と接する長さが異なっている加工ウェハ。

【請求項7】

前記ベース層構成膜は、前記複数の装置形成領域のそれぞれにおける前記ベース層構成膜のうちの前記トレンチゲート構造と接する部分の膜厚［μｍ］および前記不純物濃度［ｃｍ^－３］の関係より得られる近似線の傾きが－４．６×１０^２１～－１．６×１０^２１［ｃｍ^－３／ｃｍ］とされている請求項６に記載の加工ウェハ。

【請求項8】

前記ベース層構成膜は、前記複数の装置形成領域のそれぞれにおける前記ベース層構成膜のうちの前記トレンチゲート構造と接する部分の膜厚［μｍ］および前記不純物濃度［ｃｍ^－３］の関係より得られる近似線の傾きが－３．９×１０^２１～－２．３×１０^２１［ｃｍ^－３／ｃｍ］とされている請求項６に記載の加工ウェハ。

【請求項9】

前記ベース層構成膜は、前記複数の装置形成領域のそれぞれにおける前記ベース層構成膜のうちの前記トレンチゲート構造と接する部分の膜厚［μｍ］および前記不純物濃度［ｃｍ^－３］の関係より得られる近似線の傾きが－３．１×１０^２１［ｃｍ^－３／ｃｍ］とされている請求項６に記載の加工ウェハ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炭化珪素（以下では、単にＳｉＣともいう）で構成されるエピタキシャル層を有する加工ウェハ、加工ウェハの製造方法、および炭ＳｉＣ半導体装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、ｐ型のエピタキシャル層を用いたトレンチゲート型のＳｉＣ半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、このＳｉＣ半導体装置では、ＳｉＣで構成されるｎ^＋型の基板の上にｎ^－型のドリフト層が形成され、ドリフト層上にｐ型のベース層が形成されている。そして、ベース層を貫通するように複数のトレンチが形成されており、各トレンチには、ゲート絶縁膜およびゲート電極が順に形成されている。これにより、トレンチゲート構造が形成されている。そして、ベース層の表層部には、トレンチに接するようにｎ^＋型のソース領域が形成されている。

【0003】

また、ＳｉＣ半導体装置は、ベース層およびソース領域と電気的に接続されるように上部電極が形成され、ｎ^＋型の基板と接続されるように下部電極が形成されている。

【0004】

このようなＳｉＣ半導体装置では、ゲート電極に所定の閾値電圧以上の電圧が印加されることにより、ベース層のうちのトレンチと接する部分にｎ型の反転層（すなわち、チャネル領域）が形成される。そして、ソース領域から反転層を介して電子がドリフト層に供給されることにより、上部電極と下部電極との間に電流が流れる。

【0005】

上記半導体装置は、以下のように製造される。まず、複数の装置形成領域を有し、分割されることで上記ＳｉＣ半導体装置におけるｎ^＋型の基板を構成するＳｉＣウェハを用意する。そして、ＳｉＣウェハ上に、ドリフト層を構成するドリフト層構成膜およびベース層を構成するベース層構成膜をエピタキシャル成長にて順に形成する。その後、ソース領域、トレンチゲート構造、上部電極、下部電極等を形成し、装置形成領域毎に分割することによって上記ＳｉＣ半導体装置が製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１８－０３７５３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記のようにエピタキシャル成長させてベース層構成膜を形成する場合、各装置形成領域におけるベース層構成膜の膜厚や不純物濃度がばらつく可能性がある。そして、上記のようなＳｉＣ半導体装置では、チャネル領域を構成するベース層の膜厚や不純物濃度に依存して閾値電圧が変化する。このため、エピタキシャル成長させてベース層構成膜を形成し、その後に装置形成領域毎に分割することによってＳｉＣ半導体装置を製造する場合には、各ＳｉＣ半導体装置の閾値電圧がばらつく可能性がある。

【0008】

本発明は上記点に鑑み、閾値電圧のばらつきを抑制できる加工ウェハ、加工ウェハの製造方法、およびＳｉＣ半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するための請求項１および２は、ドリフト層（２）上にベース層（３）が配置され、ベース層を貫通してドリフト層に達するトレンチゲート構造が形成されたＳｉＣ半導体装置を形成する加工ウェハの製造方法であって、ＳｉＣで構成され、複数の装置形成領域（Ｒ）を有し、ｎ型またはｐ型とされているＳｉＣウェハ（２０）を用意することと、ＳｉＣウェハ上に、エピタキシャル成長によってドリフト層を構成するｎ型のドリフト層構成膜（２ａ）を形成することと、ドリフト層構成膜上に、エピタキシャル成長によってベース層を構成するｐ型のベース層構成膜（３ａ）を形成することと、を行い、ベース層構成膜を形成することでは、膜厚の面内分布と、不純物濃度の面内分布とが逆相関となるようにベース層構成膜を形成する。
さらに、請求項１では、ベース層構成膜を形成することでは、炭化珪素ウェハをエピタキシャル膜成長装置（３０）の成長室（４４）に配置することと、成長室に、Ｓｉ原料含有ガス、Ｃ原料含有ガス、およびｐ型不純物を含有するドーパントガスを導入することと、を行ってベース層構成膜をエピタキシャル成長させ、Ｓｉ原料含有ガスおよびＣ原料含有ガスは、Ｓｉ原料含有ガスに含まれるＳｉに対するＣ原料含有ガスに含まれるＣの比率であるＣ／Ｓｉが０．８０以下となるように流量が調整されるようにする。
請求項２では、さらに、ベース層構成膜を形成することでは、炭化珪素ウェハをエピタキシャル膜成長装置（３０）の成長室（４４）に配置することと、成長室に、Ｓｉ原料含有ガス、Ｃ原料含有ガス、およびｐ型不純物を含有するドーパントガスを導入することと、を行ってベース層構成膜をエピタキシャル成長させ、Ｓｉ原料含有ガスおよびＣ原料含有ガスは、Ｓｉ原料含有ガスに含まれるＳｉに対するＣ原料含有ガスに含まれるＣの比率であるＣ／Ｓｉが０．７５以下となるように流量が調整されるようにする。

【0010】

トレンチゲート構造を有するＳｉＣ半導体装置の閾値電圧は、ベース層のうちのトレンチゲート構造と接する部分の長さ（すなわち、チャネル長）が長くなるほど大きくなり、不純物濃度が高くなるほど大きくなる。このため、膜厚の面内分布と不純物濃度の面内分布とが逆相関となるようにベース層構成膜を形成することにより、各装置形成領域を分割してＳｉＣ半導体装置を製造した際、各ＳｉＣ半導体装置で閾値電圧Ｖｔｈがばらつくことを抑制できる。

【0011】

請求項４および５は、トレンチゲート構造が形成されたＳｉＣ半導体装置の製造方法であって、炭化珪素で構成され、複数の装置形成領域（Ｒ）を有し、ｎ型またはｐ型とされている炭化珪素ウェハ（２０）を用意することと、炭化珪素ウェハ上に、エピタキシャル成長によってドリフト層を構成するｎ型のドリフト層構成膜（２ａ）を形成することと、ドリフト層構成膜上に、エピタキシャル成長によってベース層を構成するｐ型のベース層構成膜（３ａ）を形成することと、を行い、ベース層構成膜を形成することでは、膜厚の面内分布と、不純物濃度の面内分布とが逆相関となるようにベース層構成膜を形成した加工ウェハ（２１）を用意することと、ベース層構成膜の表層部に、ｎ型の不純物領域構成膜（４ａ）を形成することと、不純物領域およびベース層構成膜を貫通してドリフト層構成膜に達するトレンチ（５）を形成することと、トレンチの壁面上にゲート絶縁膜（６）を形成することと、ゲート絶縁膜上にゲート電極（７）を形成することと、を行ってトレンチゲート構造を形成することと、を行う。
さらに、請求項４は、加工ウェハを用意することでは、ベース層構成膜を形成することの際、炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなると共に、中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より不純物濃度が高くなるようにベース層構成膜を形成し、不純物領域構成膜を形成することでは、炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなっているベース層構成膜に対し、イオン注入を行うことで不純物領域構成膜を形成する。
また、請求項５は、加工ウェハを用意することでは、ベース層構成膜を形成することの際、炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなると共に、中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より不純物濃度が高くなるようにベース層構成膜を形成し、不純物領域構成膜を形成することでは、ベース層構成膜上に、エピタキシャル成長によって不純物領域構成膜を形成し、ベース層構成膜および不純物領域構成膜において、炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなるようにする。

【0012】

これによれば、各装置形成領域を分割してＳｉＣ半導体装置を製造した際、各ＳｉＣ半導体装置で閾値電圧がばらつくことを抑制できる。

【0013】

請求項６は、ドリフト層（２）上にベース層（３）が配置され、ベース層を貫通してドリフト層に達するトレンチゲート構造が形成されたＳｉＣ半導体装置を形成する加工ウェハであって、ＳｉＣで構成され、複数の装置形成領域（Ｒ）を有し、ｎ型またはｐ型とされているＳｉＣウェハ（２０）と、ＳｉＣウェハ上に形成され、エピタキシャル膜で構成されてドリフト層を構成するｎ型のドリフト層構成膜（２ａ）と、ドリフト層構成膜上に形成され、エピタキシャル膜で構成されてベース層を構成するｐ型のベース層構成膜（３ａ）と、を備え、ベース層構成膜は、膜厚の面内分布と、不純物濃度の面内分布とが逆相関とされており、さらに、炭化珪素ウェハの中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くされていると共に、中央部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より不純物濃度が高くされており、複数の装置形成領域には、それぞれベース層を貫通してドリフト層に達するトレンチ（５）が形成され、複数の装置形成領域に形成されたそれぞれのトレンチは、ベース層構成膜の中央部側の部分と外縁部側の部分とでベース層構成膜と接する長さが異なっている。

【0014】

これによれば、ベース層構成膜における膜厚の面内分布と不純物濃度の面内分布とが逆相関とされているため、各装置形成領域を分割してＳｉＣ半導体装置を製造した際、各ＳｉＣ半導体装置で閾値電圧Ｖｔｈがばらつくことを抑制できる。

【0015】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態におけるＳｉＣ半導体装置の断面図である。

【図2A】図１に示すＳｉＣ半導体装置の製造工程を示す断面図である。

【図2B】図２Ａに続くＳｉＣ半導体装置の製造工程を示す断面図である。

【図2C】図２Ｂに続くＳｉＣ半導体装置の製造工程を示す断面図である。

【図3】ＳｉＣウェハの平面図である。

【図4】エピタキシャル膜成長装置の断面模式図である。

【図5】サセプタの設置部にＳｉＣウェハを設置した平面図である。

【図6】設置部の中心からの距離と、ベース層構成膜の膜厚との関係を示す図である。

【図7】設置部の中心からの距離と、ベース層構成膜の不純物濃度との関係を示す図である。

【図8】チャネル長と、ベース層の不純物濃度との関係を示す図である。

【図9A】第２実施形態におけるＳｉＣ半導体装置の製造工程を示す断面図である。

【図9B】図９Ａに続くＳｉＣ半導体装置の製造工程を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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、同一符号を付して説明を行う。

【0018】

（第１実施形態）
第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のＳｉＣ半導体装置は、図１に示されるように、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistorの略）が形成されて構成されている。なお、ＳｉＣ半導体装置は、特に図示しないが、セル領域、およびセル領域を囲むように形成された外周領域を有している。そして、ＭＯＳＦＥＴは、ＳｉＣ半導体装置のうちのセル領域に形成されている。

【0019】

ＳｉＣ半導体装置は、ＳｉＣで構成されるｎ^＋型の基板１を用いて構成されている。基板１の表面上には、ＳｉＣで構成される、ｎ^－型のドリフト層２およびｐ型のベース層３が順にエピタキシャル成長させられている。そして、ベース層３の表層部には、ｎ^＋型のソース領域４が形成されている。なお、本実施形態では、ソース領域４は、イオン注入によって形成されている。また、本実施形態では、ソース領域４が不純物領域に相当する。

【0020】

基板１は、例えば、ｎ型不純物濃度が１．０×１０^１９／ｃｍ^３とされ、表面が（０００１）Ｓｉ面とされている。ドリフト層２は、例えば、ｎ型不純物濃度が０．５～２．０×１０^１６／ｃｍ^３とされ、厚さが５～１４μｍとされている。なお、本実施形態では、基板１がＭＯＳＦＥＴにおけるドレイン層を構成する。

【0021】

ベース層３は、チャネル領域が形成される部分であり、例えば、ｐ型不純物濃度が３．０×１０^１７／ｃｍ^３程度とされ、厚みが０．５～２μｍとされている。ソース領域４は、ドリフト層２よりも高不純物濃度とされ、例えば、表層部におけるｎ型不純物濃度が２．５×１０^１８～１．０×１０^１９／ｃｍ^３、厚さが０．５～２μｍとされている。なお、ドリフト層２、ベース層３およびソース領域４の膜厚等は、任意であり、上記に限定されるものではない。

【0022】

また、ベース層３およびソース領域４を貫通してドリフト層２に達するようにトレンチ５が形成されている。そして、このトレンチ５の側面と接するように、上記のベース層３およびソース領域４が配置されている。なお、本実施形態のベース層３は、トレンチ５と接する部分の長さと膜厚とが等しくなるように形成されている。つまり、本実施形態のベース層３は、膜厚がチャネル長となる。また、図１では、１本のトレンチ５のみを図示しているが、実際のトレンチ５は、複数本が紙面左右方向に等間隔に配置されたストライプ状に形成されている。

【0023】

トレンチ５の内壁面には、ゲート絶縁膜６が形成されている。ゲート絶縁膜６の表面には、ドープドＰｏｌｙ－Ｓｉにて構成されたゲート電極７が形成されている。そして、トレンチ５は、これらゲート絶縁膜６およびゲート電極７によって埋め尽くされている。本実施形態では、このようにしてトレンチゲート構造が構成されている。

【0024】

また、隣接するトレンチ５の間において、ソース領域４を挟んでトレンチ５の反対側には、ｐ^＋型のコンタクト領域８が形成されている。そして、コンタクト領域８の下方には、ベース層３よりも深いｐ^＋型のディープ層９が形成されている。本実施形態のコンタクト領域８およびディープ層９は、一体的に構成されていると共にベース層３よりも高不純物濃度とされ、共に、ｐ型不純物濃度が１．０×１０^１８／ｃｍ^３～１．０×１０^２０／ｃｍ^３とされている。

【0025】

ソース領域４の表面やゲート電極７の表面には、層間絶縁膜１０が形成されている。層間絶縁膜１０には、ソース領域４の一部およびコンタクト領域８を露出させるコンタクトホール１０ａが形成されている。そして、層間絶縁膜１０上には、ソース領域４およびコンタクト領域８と電気的に接続される上部電極１１が形成されている。

【0026】

本実施形態では、上部電極１１は、例えば、Ｎｉ／Ａｌ等の複数の金属にて構成されている。そして、複数の金属のうちのｎ型ＳｉＣ（すなわち、ソース領域４）を構成する部分と接触する部分は、ｎ型ＳｉＣとオーミック接触可能な金属で構成されている。また、複数の金属のうちの少なくともｐ型ＳｉＣ（すなわち、コンタクト領域８）と接触する部分は、ｐ型ＳｉＣとオーミック接触可能な金属で構成されている。

【0027】

基板１の裏面側には、基板１と電気的に接続された第２電極に相当する下部電極１２が形成されている。本実施形態では、このような構造により、ｎチャネルタイプの反転型であるトレンチゲート構造のＭＯＳＦＥＴが構成されている。そして、このようなＭＯＳＦＥＴが複数配置されることでセル領域が構成されている。

【0028】

以上が本実施形態におけるＳｉＣ半導体装置の構成である。このようなＳｉＣ半導体装置では、ゲート電極７に所定の閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧が印加されることにより、ベース層３のうちのトレンチ５と接する部分にｎ型の反転層（すなわち、チャネル領域）が形成される。そして、ソース領域４から反転層を介して電子がドリフト層２に供給されることにより、上部電極１１と下部電極１２との間に電流が流れる。

【0029】

また、本実施形態では、ディープ層９が形成されている。このため、ディープ層９とドリフト層２とのｐｎ接合部での空乏層がドリフト層２側に大きく延びることになり、ドレイン電圧の影響による高電圧がゲート絶縁膜６に入り込み難くなる。したがって、ゲート絶縁膜６が破壊されることを抑制でき、高耐圧化を図ることができる。

【0030】

このようなＳｉＣ半導体装置において、閾値電圧Ｖｔｈは、ベース層３のうちのトレンチ５と接する部分の長さ（すなわち、チャネル長）が長くなるほど大きくなる。つまり、本実施形態では、閾値電圧Ｖｔｈは、ベース層３の膜厚が厚くなるほど大きくなる。また、閾値電圧Ｖｔｈは、ベース層３の不純物濃度が高くなるほど反転層が形成され難くなるため、大きくなる。

【0031】

次に、上記のＳｉＣ半導体装置の製造方法について、図２Ａ～図２Ｃ、図３～図８を参照しつつ説明する。

【0032】

まず、図２Ａおよび図３に示されるように、複数の装置形成領域ＲがダイシングラインＤＬで区画され、ダイシングラインＤＬに沿って分割されることで上記基板１を構成するＳｉＣウェハ２０を用意する。

【0033】

そして、図２Ｂに示されるように、ＳｉＣウェハ２０の主面上に、ＳｉＣからなるドリフト層構成膜２ａおよびベース層構成膜３ａを順にエピタキシャル成長させる。本実施形態では、図１に示すベース層３とソース領域４の厚さの和に相当する厚さのベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる。なお、ドリフト層構成膜２ａは、装置単位に分割された際にドリフト層２を構成する膜であり、ベース層構成膜３ａは、装置単位に分割された際にベース層３を構成する膜である。

【0034】

ここで、本実施形態のドリフト層構成膜２ａおよびベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させるためのエピタキシャル膜成長装置３０について、図４を参照しつつ説明する。本実施形態では、エピタキシャル膜成長装置３０として、成長室４４を全体的に加熱しつつ、ＳｉＣウェハ２０の面方向にガスが流れる、いわゆる横型ホットウォール装置を用いる。

【0035】

図４に示されるように、本実施形態のエピタキシャル膜成長装置３０は、炉体４０、ガス導入口５０、ガス排出口６０、サセプタ部７０、および加熱部８０等を備えた構成とされている。

【0036】

炉体４０は、石英等で構成されるカバー４１の内側に、断熱材４２および被加熱部４３が順に配置された構成とされており、内部に成長室４４を構成する中空部を有した筒状とされている。なお、断熱材４２および被加熱部４３は、成長室４４を略囲むようにカバー４１の内側に配置されている。被加熱部４３は、後述する加熱部８０によって誘導加熱される部分であり、例えば、カーボン等で構成される。

【0037】

ガス導入口５０は、エピタキシャル膜を構成するためのガスを炉体４０の成長室４４内に導入する入口となる部分であり、筒状である炉体４０の一端部側に備えられている。そして、本実施形態では、ガス導入口５０から、Ｓｉ原料を含有するＳｉ原料含有ガス、Ｃ原料を含有するＣ原料含有ガス、ドーパントガス、およびキャリアガス等が成長室４４内に導入される。

【0038】

Ｓｉ原料含有ガスとしては、例えば、シラン系ガスとして、ＳｉＨ_４（シラン）が用いられる他、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、ＳｉＨＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４等のエッチング作用があるＣｌを含む塩素系Ｓｉ原料含有ガス（クロライド系原料）が用いられる。また、Ｓｉ原料含有ガスとしては、例えば、シランに対してＨＣｌを添加したガスが用いられる。Ｃ原料ガスとしては、例えば、Ｃ_３Ｈ_８（プロパン）等が用いられる。

【0039】

ドーパントガスは、エピタキシャル膜の導電型を制御するためのガスである。そして、ｎ型のドリフト層構成膜２ａをエピタキシャル成長させる場合は、ドーパントガスとして、例えば、Ｎ_２（窒素）を含むものが用いられる。ｐ型のベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる場合は、ドーパントガスとして、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を含むものが用いられる。

【0040】

キャリアガスは、ＳｉやＣを含まないガスが用いられ、例えば、Ｈ_２（水素）を含むエッチング作用があるガスや、Ａｒ（アルゴン）、Ｈｅ（ヘリウム）等の不活性ガス（希ガス）が用いられる。これらＳｉやＣを含まないガスを用いることにより、原料ガスの拡散を抑制することができる。そして、原料ガスの拡散を抑制することにより、不要なＳｉ、Ｃ、もしくはＳｉＣ生成物が形成されることを抑制でき、パーティクル源が生成されることを抑制できる。

【0041】

ガス排出口６０は、炉体４０のうちのガス導入口５０と反対側に配置されており、ＳｉＣウェハ２０を通過した後の未反応ガス等を排出する。また、ガス排出口６０は、成長室４４内の雰囲気圧力を適宜調整できるように、図示しない吸引部等と接続されて成長室４４を真空吸引できるようになっている。

【0042】

サセプタ部７０は、円板状とされ、ＳｉＣウェハ２０が設置される設置面を構成する設置部７１と、設置部７１の中央部から下方に延びる軸部７２とを有しており、設置部７１がガス導入口５０とガス排出口６０との間に位置するように配置されている。そして、サセプタ部７０は、軸部７２が図示しない回転機構に連結されることによって回転可能とされている。

【0043】

加熱部８０は、炉体４０を囲むように配置されたコイルで構成されている。そして、加熱部８０は、交流電流が印加されることによって被加熱部４３を誘導加熱する。これにより、成長室４４内が所定温度に維持される。

【0044】

以上が本実施形態におけるエピタキシャル膜成長装置３０の構成である。そして、ドリフト層構成膜２ａおよびベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる場合には、ＳｉＣウェハ２０を上記エピタキシャル膜成長装置３０の設置部７１に設置してエピタキシャル成長させる。本実施形態では、図５に示されるように、設置部７１の中心Ｃを基準として周方向に均等に３個のＳｉＣウェハ２０を配置し、３個のＳｉＣウェハ２０に対して同時にエピタキシャル成長させる。

【0045】

具体的には、まず、ガス排出口６０を通じて真空吸引することによって成長室４４内の圧力が５～１０ｋＰａ程度となり、加熱部８０によって成長室４４が１６００～１６５０℃程度となるようにする。また、サセプタ回転数が３０～６０ｒｐｍとなるようにする。

【0046】

そして、エピタキシャル成長させる際には、ガス導入口５０から、Ｓｉ原料含有ガスとしてのＳｉＨ_４を２５～３０ｓｃｃｍの流量で成長室４４内に導入し、Ｃ原料含有ガスとしてのＣ_３Ｈ_８を５．５～７．５ｓｃｃｍの流量で成長室４４内に導入する。また、ガス導入口５０から、キャリアガスとしてのＨ_２を１１０～１４０Ｓｌｍの流量で成長室４４内に導入する。そして、ｎ型のドリフト層構成膜２ａをエピタキシャル成長させる際には、ガス導入口５０からドーパントガスとしてのＮ_２を１．０～１．５ｓｃｃｍの流量で成長室４４内に導入する。ｐ型のベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる際には、ガス導入口５０からドーパントガスとしての２００ｐｍＴＭＡを５０～２０００ｓｃｃｍの流量で成長室４４内に導入する。これにより、各種ガスが成長室４４内に導入され、ＳｉＣウェハ２０の表面に、ドリフト層構成膜２ａおよびベース層構成膜３ａが順にエピタキシャル成長させられた加工ウェハ２１が構成される。

【0047】

ここで、上記のように、トレンチゲート型のＭＯＳＦＥＴを形成する場合、各装置形成領域Ｒにてベース層構成膜３ａの膜厚および不純物濃度がばらつくと、各装置形成領域Ｒを分割してＳｉＣ半導体装置を構成した際、ＳｉＣ半導体装置の閾値電圧Ｖｔｈがばらつく可能性がある。このため、本実施形態では、以下のようにベース層構成膜３ａを形成する。

【0048】

まず、上記エピタキシャル膜成長装置３０を用いてエピタキシャル成長する場合、サセプタ部７０の設置部７１は、サセプタ部７０の軸部７２や外縁部からの放熱によって温度が一定とならず、軸部７２と外縁部との間の部分が軸部７２側および外縁部側よりも高温となり易い。そして、設置部７１に設置されたＳｉＣウェハ２０は、設置部７１の温度分布に依存し、当該ＳｉＣウェハ２０の中心側が外縁部より温度が高くなる温度分布となる。このため、図６に示されるように、ベース層構成膜３ａは、膜厚の面内分布において、ＳｉＣウェハ２０の中心部側に位置する部分が外縁部側に位置する部分より膜厚が薄くなる分布となる。言い換えると、ベース層構成膜３ａは、下側凸状の分布となる。つまり、ベース層構成膜３ａは、ＳｉＣウェハ２０の中心部側の装置形成領域Ｒに形成される部分の方が、ＳｉＣウェハ２０の外縁部側の装置形成領域Ｒに形成される部分よりも膜厚が薄くなる。

【0049】

なお、図６は、Ｓｉ原料含有ガスに含まれるＳｉに対するＣ原料含有ガスに含まれるＣの比率であるＣ／Ｓｉ（以下では、単にＣ／Ｓｉともいう）を変化させた場合の結果である。そして、図６では、Ｓｉ原料含有ガスを一定としつつ、Ｃ原料含有ガスであるＣ_３Ｈ_８の流量を変化させることによってＣ／Ｓｉを変化させた場合の結果を示している。この場合、Ｃ／Ｓｉを変化させても、膜厚の面内分布がほとんど変化しないことが確認される。また、図６中の設置部の中心からの距離は、図５に示される中心Ｃからの距離ｒに相当している。同様に、後述する図７中の設置部の中心からの距離は、図５に示される中心Ｃからの距離ｒに相当している。

【0050】

一方、ベース層構成膜３ａの不純物濃度の面内分布は、図７に示されるように、Ｃ／Ｓｉを変化させることによって大きく異なることが確認される。本発明者らの実験では、ｐ型を構成するドーパントであるアルミニウム（すなわち、ＴＭＡ）の取込量温度係数がＣ／Ｓｉに依存することが確認されている。具体的には、高いＣ／Ｓｉである場合には取込量温度係数が負となり、低いＣ／Ｓｉである場合には取込量温度係数が正となることが確認されている。したがって、ＳｉＣウェハ２０の温度分布と取込量温度依存係数のＣ／Ｓｉ依存性により、図７のように、ベース層構成膜３ａに不純物濃度の面内分布が発生すると考えられる。

【0051】

そして、ＳｉＣ半導体装置の閾値電圧Ｖｔｈは、上記のように、ベース層３の膜厚が厚くなるほど大きくなり、ベース層３の不純物濃度が高くなるほど大きくなる。このため、各装置形成領域Ｒを分割して得られるＳｉＣ半導体装置の閾値電圧Ｖｔｈのばらつきを低減するためには、ベース層構成膜３ａの膜厚が薄い部分の不純物濃度が高くなるようにし、膜厚が厚い部分の不純物濃度が低くなるようにすればよい。つまり、ベース層構成膜３ａは、中心部側の不純物濃度が外縁部側の不純物濃度よりも高くなる上側凸状の不純物濃度の面内分布となるようにすればよい。言い換えると、ベース層構成膜３ａは、膜厚の面内分布と不純物濃度の面内分布とが逆相関となればよい。

【0052】

そして、図７に示されるように、ベース層構成膜３ａの不純物濃度の面内分布は、Ｃ／Ｓｉが０．８５の場合には、不純物濃度が中心部側より外縁部の方が高くなる分布であることが確認される。つまり、ベース層構成膜３ａの不純物濃度の面内分布は、Ｃ／Ｓｉが０．８５の場合、膜厚の面内分布と同じ分布となることが確認される。一方、ベース層構成膜３ａの不純物濃度の面内分布は、Ｃ／Ｓｉが０．８０の場合には、不純物濃度が中心部側より外縁部側の方が低くなる分布であることが確認される。そして、ベース層構成膜３ａの不純物濃度の面内分布は、Ｃ／Ｓｉが０．７５の場合には、さらに不純物濃度が中心部側より外縁部の方が低くなる分布であることが確認される。

【0053】

このため、本実施形態では、ベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる場合には、Ｃ／Ｓｉが０．８０以下となるように、Ｓｉ含有原料ガスおよびＣ原料ガスの流量が調整されている。この場合、Ｃ／Ｓｉが０．７５以下となるようにＳｉ含有原料ガスおよびＣ原料ガスの流量が調整されることにより、さらに不純物濃度が中心部側より外縁部側の方が低くなるようにできる。なお、Ｃ／Ｓｉが０．８０とされる場合には、例えば、ＳｉＨ_４の流量が２６．５ｓｃｃｍとされ、Ｃ_３Ｈ_８の流量が７．１ｓｃｃｍとされる。Ｃ／Ｓｉが０．７５とされる場合には、ＳｉＨ_４の流量が２６．５ｓｃｃｍとされ、Ｃ_３Ｈ_８の流量が６．６ｓｃｃｍとされる。

【0054】

また、上記のようなＳｉＣ半導体装置では、図８に示されるように、閾値電圧Ｖｔｈの理想線Ｉがチャネル長およびベース層３の不純物濃度に依存し、理想線Ｉの傾き（以下では、単に傾きともいう）が－３．１×１０^２１で示される。このため、上記のようにベース層構成膜３ａを形成した場合、各装置形成領域Ｒにおけるチャネル長と不純物濃度との関係を示すプロットにより得られる近似線（以下では、単に近似線ともいう）は、傾きが－３．１×１０^２１に近いほど、後述する各工程を行ってＳｉＣ半導体装置を製造した際の閾値電圧Ｖｔｈのばらつきを低減できる。なお、理想線Ｉの傾きとは、理想線Ｉにおけるチャネル長の変化量に対する不純物濃度の変化量で規定される値である。近似線の傾きとは、近似線におけるチャネル長の変化量に対する不純物濃度の変化量で規定される値である。

【0055】

例えば、図８に示されるように、Ｃ／Ｓｉが０．７５の場合には、Ｃ／Ｓｉが０．８０である場合よりも、各装置形成領域Ｒにおけるチャネル長と不純物濃度との関係を示すプロットが理想線Ｉに沿った分布となるため、閾値電圧Ｖｔｈのばらつきが小さいＳｉＣ半導体装置を製造することができる。したがって、ベース層構成膜３ａは、膜厚の面内分布と不純物濃度の面内分布とが逆相関となりつつ、近似線の傾きが－３．１×１０^２１に近づくように形成されることが好ましい。

【0056】

具体的には、近似線の傾きが－４．６×１０^２１～－１．６×１０^２１［ｃｍ^－３／ｃｍ］となるようにベース層構成膜３ａを形成することにより、ＳｉＣ半導体装置を製造した際の、各ＳｉＣ半導体装置におけるベース層構成膜３ａに起因する閾値電圧Ｖｔｈのばらつきを１．０Ｖ程度にできる。また、近似線の傾きが－３．９×１０^２１～－２．３×１０^２１［ｃｍ^－３／ｃｍ］となるようにベース層構成膜３ａを形成することにより、ＳｉＣ半導体装置を製造した際の、各ＳｉＣ半導体装置におけるベース層構成膜３ａに起因する閾値電圧Ｖｔｈのばらつきを０．５Ｖ程度にできる。そして、似線の傾きを－３．１×１０^２１［ｃｍ^－３／ｃｍ］なるようにベース層構成膜３ａを形成することにより、ＳｉＣ半導体装置を製造した際の、各ＳｉＣ半導体装置におけるベース層構成膜３ａに起因する閾値電圧Ｖｔｈのばらつきをほぼ無くすことができる。

【0057】

したがって、この工程では、使用用途に応じて許容される閾値電圧Ｖｔｈのばらつきに応じてベース層構成膜３ａが形成されることが好ましい。なお、現状では、閾値電圧Ｖｔｈのばらつきが１．０Ｖ程度となるようにすることが要望されており、閾値電圧Ｖｔｈのばらつきが０．５Ｖ程度となるようにすることが推奨されている。そして、ベース層構成膜３ａの膜厚と不純物濃度とは、エピタキシャル成長させる際のＳｉ原料含有ガスおよびＣ原料含有ガスの流量を変化させることによって調整できる。

【0058】

続いて、図２Ｃに示されるように、本実施形態では、ベース層構成膜３ａの表層部にイオン注入等を行い、ソース領域構成膜４ａを形成する。なお、ソース領域構成膜４ａは、装置単位に分割された際にソース領域４を構成する膜である。そして、本実施形態では、ソース領域構成膜４ａが不純物領域構成膜に相当している。その後は特に図示しないが、一般的な半導体製造プロセスを行い、コンタクト領域８、ディープ層９、トレンチゲート構造、上部電極１１、下部電極１２等を形成する。そして、ダイシングラインＤＬに沿って装置形成領域Ｒを分割することにより、上記ＳｉＣ半導体装置が製造される。

【0059】

以上説明した本実施形態によれば、ＳｉＣ半導体装置を製造する際には、ベース層構成膜３ａについて、中央部側が外縁部より膜厚が薄くなるようにすると共に、中央部側が外縁部側より不純物濃度が高くなるようにしている。つまり、ベース層構成膜３ａについて、膜厚と不純物濃度が逆相関の関係となるようにしている。言い換えると、ベース層構成膜３ａは、閾値電圧Ｖｔｈが高くなる膜厚となる部分では、閾値電圧Ｖｔｈが低くなる不純物濃度となるようにし、閾値電圧Ｖｔｈが低くなる膜厚となる部分では、閾値電圧Ｖｔｈが高くなる不純物濃度となるようにしている。このため、本実施形態では、ＳｉＣ半導体装置を製造した際、各ＳｉＣ半導体装置で閾値電圧Ｖｔｈがばらつくことを抑制でき、ひいてはオン抵抗のばらつきを抑制できる。

【0060】

ところで、ベース層構成膜をイオン注入によって形成することにより、ベース層構成膜の膜厚や不純物濃度がばらつくことを抑制することも考えられる。しかしながら、ＳｉＣにイオン注入を行う場合、ＳｉＣが硬いため、所望の深さを有するベース層を形成するためには、大掛かりな装置や詳細な制御が必要となり、製造工程が複雑になる。

【0061】

一方、本実施形態では、ベース層構成膜３ａの膜厚と不純物濃度との関係によって閾値電圧Ｖｔｈがばらつくことを抑制している。そして、ベース層構成膜３ａの膜厚と不純物濃度との関係は、ベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる際のＳｉ原料含有ガスおよびＣ原料含有ガスの流量を変化させることによって調整できる。したがって、本実施形態によれば、製造工程が複雑になることを抑制しつつ、閾値電圧Ｖｔｈがばらつくことを抑制できる。

【0062】

（１）本実施形態では、Ｃ／Ｓｉが０．８０以下とされている。このため、各ＳｉＣ半導体装置で閾値電圧Ｖｔｈがばらつくことを抑制できる。この場合、Ｃ／Ｓｉが０．７５以下とされることにより、さらに閾値電圧Ｖｔｈがばらつくことを抑制できる。

【0063】

（２）本実施形態では、近似線の傾きが－４．６×１０^２１～－１．６×１０^２１［ｃｍ^－３／ｃｍ］となるようにベース層構成膜３ａを形成している。このため、ＳｉＣ半導体装置を構成した場合、閾値電圧Ｖｔｈのばらつきを約１．０Ｖにすることができる。この場合、近似線の傾きが－３．９×１０^２１～－２．３×１０^２１［ｃｍ^－３／ｃｍ］となるようにベース層構成膜３ａを形成することにより、さらに閾値電圧Ｖｔｈのばらつきを小さくできる。

【0064】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、ソース領域４をエピタキシャル成長させて形成したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0065】

本実施形態では、図２Ａに示されるＳｉＣウェハ２０を用意した後、図９Ａに示されるように、ドリフト層構成膜２ａおよびベース層構成膜３ａを形成して加工ウェハ２１を構成する。なお、図９Ａにおけるベース層構成膜３ａは、第１実施形態で説明した図２Ｂのベース層構成膜３ａよりも膜厚が薄くされている。次に、図９Ｂに示されるように、ベース層構成膜３ａ上にエピタキシャル成長によってソース領域構成膜４ａを形成する。

【0066】

その後は、上記第１実施形態と同様に、一般的な半導体製造プロセスを行った後、ダイシングラインＤＬに沿って装置形成領域Ｒを分割することにより、図１に示すＳｉＣ半導体装置が製造される。

【0067】

以上説明したよう本実施形態によれば、膜厚と不純物濃度が逆相関となるようにベース層構成膜３ａを形成するため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0068】

（１）本実施形態では、ソース領域構成膜４ａをエピタキシャル成長によって構成しているため、ベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる際の膜厚を上記第１実施形態よりも薄くできる。このため、ベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させた後の膜厚のばらつきを小さくできる。

【0069】

（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【0070】

上記各実施形態では、ｎチャネルタイプとされたトレンチゲート構造のＭＯＳＦＥＴが形成された例を説明した。しかしなら、ＳｉＣ半導体装置は、ＭＯＳＦＥＴ以外に、同様の構造のＩＧＢＴが形成された構成とされていてもよい。ＩＧＢＴの場合、上記各実施形態におけるｎ^＋型の基板１をｐ^＋型のコレクタ層としての基板１に変更する以外は、上記第１実施形態で説明した縦型ＭＯＳＦＥＴと同様である。

【0071】

そして、上記各実施形態において、ベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる際、サセプタ部７０の設置部７１に設置するＳｉＣウェハ２０の数は適宜変更可能であり、２個以下とされていてもよいし、４個以上とされていてもよい。なお、サセプタ部７０の設置部７１に設置するＳｉＣウェハ２０を１個とする場合には、設置部７１の中心ＣとＳｉＣウェハ２０の中心とが一致するように、設置部７１にＳｉＣウェハ２０を設置すればよい。

【0072】

さらに、上記各実施形態において、エピタキシャル膜成長装置３０は、成長室４４の全体を加熱するホットウォール型ではなく、ＳｉＣウェハ２０の周囲のみを加熱するコールドウォール型とされていてもよい。また、エピタキシャル膜成長装置３０は、ガスがＳｉＣウェハ２０の平面方向に沿って流動する横型ではなく、ガスがＳｉＣウェハ２０の法線方向に沿って流動する縦型とされていてもよい。なお、このようなエピタキシャル膜成長装置３０を用いてベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させた場合、膜厚および不純物濃度の詳細な値は変化するが、面内分布の仕方（すなわち、形状）は変わらない。このため、ベース層構成膜３ａをエピタキシャル成長させる際には、上記のようにＣ／Ｓｉを０．８０以下とすることにより、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0073】

２ ドリフト層
２ａ ドリフト層構成膜
３ ベース層
３ａ ベース層構成膜
２０ ＳｉＣウェハ
Ｒ 装置形成領域

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】