JP2017034254A - ウェハ構造体の形成方法、半導体デバイスの形成方法およびウェハ構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本方法は、グラファイトを含む支持ウェハ(20)に、炭化シリコンを含むドナーウェハ(10)を取り付けるステップと、炭化シリコンを含みかつ前記支持ウェハ(20)に取り付けられた分割層(1)を形成するように、内側の剥離層(13)に沿ってドナーウェハ(10)を分割するステップと、支持ウェハ(20)の残留部分(20’)を分割層(1)に取り付けたままにしながら前記分割層(1)の内側部分の上方において支持ウェハ(20)を除去することにより、部分的に支持されたウェハ(100,200)を形成するステップと、部分的に支持されたウェハ(100,200)をさらに処理するステップと、を有する。
【選択図】図1F
Description
グラファイトを含む支持ウェハに、炭化シリコンを含むドナーウェハを取り付けるステップと、
炭化シリコンを含む分割層が前記支持ウェハに取り付けられるように、内側の剥離層に沿って前記ドナーウェハを分割するステップと、
部分的に支持されたウェハを形成するステップと、
前記部分的に支持されたウェハをさらに処理するステップと
を有する。
部分的に支持されたウェハを形成するステップは、支持ウェハの残留部分を分割層に取り付けたままにしながら当該分割層の内側部分の上方において支持ウェハを除去することを含む。
第1面を有する炭化シリコンウェハを設けるステップと、
高エネルギーの粒子を前記第1面から前記炭化シリコンウェハ中に打ち込むステップと、
グラファイトを含む支持ウェハに前記炭化シリコンウェハの第1面をボンディングするステップと、
前記炭化シリコンウェハから第1の層を分割するステップと
を有する。
前記方法はさらに、
前記第1の層の一部のみを覆う支持構造体を当該第1の層に形成するため、当該第1の層の内側部分の上方において前記支持ウェハを除去するステップ、または、
前記分割層上に炭化シリコン層を成膜した後に支持ウェハを除去し、かつ、支持構造体が当該炭化シリコン層の一部のみを覆うように当該炭化シリコン層に当該支持構造体を形成するステップ
を有する。
炭化シリコンウェハと、
シリコン、炭化シリコン、グラファイトおよびガラスのうち少なくとも1つを含む支持構造体と
を備えている。
支持構造体は、上方から見たとき、炭化シリコンウェハの素子領域を包囲する炭化シリコンウェハの周領域に接着されており、かつ、炭化シリコンウェハの一部のみを覆う。
ドナーウェハ10から、グラファイトを含む支持ウェハ20へ、炭化シリコン層1を転写するステップ、および、
支持構造体20’,25が炭化シリコン層1の一部のみを覆うように当該炭化シリコン層1に当該支持構造体20’,25を形成すべく、支持ウェハ20の一部を除去するステップ
ということもできる。
・ドナーウェハ10から、グラファイトを含むウェハ20へ、炭化シリコン層1を転写するステップと、
・前記炭化シリコン層1に、当該炭化シリコン層1の一部のみを覆う支持構造体20’,25を形成するため、前記炭化シリコン層1の内側部分の上方において、前記グラファイトを含むウェハ20を除去するステップ、または、
・前記炭化シリコン層1ならびに/もしくは当該炭化シリコン層1上に成膜された他の炭化シリコン層2,2’の一部のみを覆う前記グラファイトを含むウェハ20とは反対側に支持構造体40を形成した後、当該グラファイトを含むウェハ20を除去するステップと
を有する形成方法、ということもできる。
Claims (20)
- 半導体デバイスの形成方法であって、
・グラファイトを含む支持ウェハ(20)に、炭化シリコンを含むドナーウェハ(10)を取り付けるステップと、
・炭化シリコンを含みかつ前記支持ウェハ(20)に取り付けられた分割層(1)を形成するように、内側の剥離層(13)に沿って前記ドナーウェハ(10)を分割するステップと、
・前記支持ウェハ(20)の残留部分(20’)を前記分割層(1)に取り付けたままにしながら前記分割層(1)の内側部分の上方において前記支持ウェハ(20)を除去することを含む、部分的に支持されたウェハ(100,200)を形成するステップと、
・前記部分的に支持されたウェハ(100,200)をさらに処理するステップと、
を有することを特徴とする形成方法。 - 前記ドナーウェハを取り付けるステップは、
・前記ドナーウェハのボンディング表面(101,102)上にセラミック形成ポリマー前駆体を堆積させるステップと、
・前記セラミック形成ポリマー前駆体を前記支持ウェハ(20)上に堆積させるステップと、
・前記支持ウェハ(20)と、前記ドナーウェハ(10)と、前記セラミック形成ポリマー前駆体を含み、かつ前記支持ウェハ(20)と前記ドナーウェハ(10)のボンディング表面(101,102)との間に配置されるボンディング層(42)と、を有する積層体(50)を形成するステップと、
・200℃から700℃までの間の温度で前記積層体(50)をテンパリングするステップと、
のうち少なくとも1つを有する、
請求項1記載の形成方法。 - 前記セラミック形成ポリマー前駆体は、ポリカルボシランを含む、
請求項2記載の形成方法。 - 前記テンパリングするステップは、窒素、アルゴンおよび/または水素を含む雰囲気中にて行われる、
請求項2または3記載の形成方法。 - 前記形成方法は、前記支持ウェハ(20)の少なくとも一部を除去する前にさらに、
・前記分割層(1)上に他の炭化シリコン層(2)を成膜するステップと、
・前記分割層(1)中および/または前記他の炭化シリコン層(2)中にドーパントを打ち込むステップと、
・熱アニールステップと、
のうち少なくとも1つを含む、
請求項1から4までのいずれか1項記載の形成方法。 - 前記分割層(1)の周領域を覆う環状体として、支持構造体(20’,25)である前記残留部分(20’)および前記残留部分(20’)上の炭化シリコン層(25)を形成する、
請求項1から5までのいずれか1項記載の形成方法。 - 前記支持ウェハ(20)の除去は、
・前記支持ウェハ(20)の内側部分をフライス加工すること、
・前記支持ウェハ(20)の内側部分を研削加工すること、
・前記支持ウェハ(20)をマスクエッチングすること、
・前記分割層(1)の内側部分を露光すること、
・シリコンの堆積と熱処理とを含む、前記支持ウェハの残留部分(20’)上へ炭化シリコン層(25)を形成すること、および、
・堆積した前記シリコンを前記分割層(1)から除去すること、
のうち少なくとも1つを含む、
請求項1から6までのいずれか1項記載の形成方法。 - 前記形成方法はさらに、
前記ドナーウェハ(10)を取り付ける前に前記剥離層(13)を形成するため、前記ドナーウェハ(10)中に高エネルギーの粒子を打ち込むことを含む、
請求項1から7までのいずれか1項記載の形成方法。 - 前記部分的に支持されたウェハ(100,200)をさらに処理するステップは、
・前記分割層(1)を処理すること、
・前記分割層(1)にpn接合部を形成すること、
・前記分割層(1)上に炭化シリコン層(2,2’)を成膜すること、
・前記分割層(1)上にメタライゼーションを形成すること、
・前記炭化シリコン層(2,2’)に別のpn接合部を形成すること、
・前記炭化シリコン層(2,2’)上に別のメタライゼーションを形成すること、および、
・複数の個別の半導体デバイスに前記部分的に支持されたウェハ(100,200)を分離すること、
のうち少なくとも1つを含む、
請求項1から8までのいずれか1項記載の形成方法。 - ウェハ構造体(100,200)の形成方法であって、
・第1面(101,102)を有する炭化シリコンウェハ(10)を設けるステップと、
・高エネルギーの粒子を前記第1面から前記炭化シリコンウェハ(10)中に打ち込むステップと、
・グラファイトを含む支持ウェハ(20)に前記炭化シリコンウェハ(10)の第1面をボンディングするステップと、
・前記炭化シリコンウェハ(10)から第1の層(1)を分割し、分割層(1)を形成するステップと、
を有し、
さらに、
・前記第1の層(1)の一部のみを覆う支持構造体(20’,25)を前記第1の層(1)に形成するため、前記第1の層(1)の内側部分の上方において前記支持ウェハ(20)を除去するステップと、
・前記分割層(1)上に炭化シリコン層(2,2’)を成膜した後に前記支持ウェハ(20)を除去し、前記炭化シリコン層(2,2’)に支持構造体(40)を形成して前記炭化シリコン層(2,2’)の一部のみを覆うステップと、
のうち1つを含むことを特徴とする、形成方法。 - 前記第1面をボンディングするステップは、
・セラミック形成ポリマー前駆体を前記第1の層(1)に被膜すること、
・前記セラミック形成ポリマー前駆体を前記支持ウェハ(20)のボンディング表面に被膜すること、
・前記支持ウェハ(20)と、前記炭化シリコンウェハ(10)と、前記セラミック形成ポリマー前駆体を含み、かつ前記支持ウェハ(20)と前記炭化シリコンウェハ(10)との間に配置されるボンディング層(42)と、を有する積層体を形成すること、および、
・200℃から700℃までの間の温度で前記積層体をテンパリングすること、
のうち少なくとも1つを含む、
請求項10記載の形成方法。 - 前記支持構造体(40)の形成は、
・前記支持ウェハ(20)を除去する前に前記炭化シリコン層(2,2’)に一時的な支持ウェハ(30)を取り付けること、
・前記第1の層(1)に支持ウェハ(40)を取り付け、前記支持ウェハ(40)の残留部分(40)を前記分割層(1)に取り付けた状態のままにしながら、前記第1の層(1)の内側部分の上方において前記支持ウェハ(40)を除去すること、
・前記第1の層(1)に前記支持構造体(40)を取り付けること、
・前記第1の層(1)に前記支持構造体(20’,25)を形成した後、前記一時的な支持ウェハ(30)を除去すること、
・前記支持ウェハ(20)を除去した後、前記第1の層(1)を除去すること、
・前記炭化シリコン層(2,2’)に前記支持構造体(40)を取り付けること、
・前記炭化シリコン層(2,2’)に支持ウェハ(40)を取り付け、前記支持ウェハ(40)の残留部分(40)を前記炭化シリコン層(2,2’)に取り付けた状態のままにしながら、前記炭化シリコン層(2,2’)の内側部分の上方において前記支持ウェハ(40)を除去すること、および、
・前記炭化シリコン層(2,2’)に前記支持構造体(40)を形成した後、前記一時的な支持ウェハ(30)を除去すること、
のうち少なくとも1つを含む、
請求項10または11記載の形成方法。 - 前記一時的な支持ウェハ(30)を取り付けること、前記第1の層(1)に前記支持ウェハ(40)を取り付けること、前記第1の層(1)に前記支持構造体(40)を取り付けること、前記炭化シリコン層(2,2’)に前記支持構造体(40)を取り付けること、および/または、前記炭化シリコン層(2,2’)に前記支持ウェハ(40)を取り付けることは、接着を含み、および/または、各接着層を用いて行われる、
請求項12記載の形成方法。 - 前記炭化シリコン層(2,2’)に前記支持構造体(40)を形成した後に前記支持ウェハ(20)を除去することは、
・研磨および
・アッシング
のうち少なくとも1つを含む、
請求項10から13までのいずれか1項記載の形成方法。 - 前記内側部分の上方において前記支持ウェハ(20)を除去するステップは、
・前記支持ウェハ(20)上にマスク(7)を形成すること、
・前記マスク(7)を用いて前記支持ウェハ(20)を化学エッチングすること、
・前記マスク(7)を用いて前記支持ウェハ(20)をイオンビームエッチングすること、
・前記マスク(7)を用いて前記支持ウェハ(20)をプラズマエッチングすること、および、
・前記支持ウェハ(20)の少なくとも一部を機械的に除去すること、
のうち少なくとも1つを含む、
請求項10または11記載の形成方法。 - ウェハ構造体(100,200)であって、
・炭化シリコンウェハ(1,2)と、
・シリコン、炭化シリコン、グラファイトおよびガラスの少なくとも1つを含む支持構造体(20’,25,40)と、
を備えており、
前記支持構造体(20’,25,40)は、上方から見たとき、前記炭化シリコンウェハ(1,2)の素子領域を包囲する前記炭化シリコンウェハ(1,2)の周領域に接着されており、かつ、前記支持構造体(20’,25,40)は前記炭化シリコンウェハ(1,2)の一部のみを覆う、
ことを特徴とするウェハ構造体(100,200)。 - 前記支持構造体(20’,25,40)は、上方から見たとき環状もしくは実質的に環状であり、
および/または、
前記支持構造体(20’,25,40)は、前記周領域のみを、もしくは前記周領域の大部分のみを覆う、
請求項16記載のウェハ構造体。 - 前記炭化シリコンウェハ(1,2)の厚さは100μm未満であり、
および/または、
前記炭化シリコンウェハ(1,2)は、単結晶の分割層(1)と、前記単結晶の分割層(1)に形成された単結晶のSiCエピタキシャル層(2)と、前記単結晶の分割層(1)および/または前記単結晶SiCエピタキシャル層(2)に形成された非単結晶のSiCエピタキシャル層(2)と、のうち少なくとも1つを含む、
請求項16または17記載のウェハ構造体。 - 前記支持構造体(20’,25,40)は、前記炭化シリコンウェハ(1,2)の最大50%を覆い、
および/または、
前記支持構造体(20’,25,40)は、少なくとも1mmの幅の環状構造により区切られた前記周領域の少なくとも大部分を覆う、
請求項16から18までのいずれか1項記載のウェハ構造体。 - 前記支持構造体(20’,25)はグラファイトボディ(20’)を含み、前記支持構造体(20’,25)はセラミック形成ポリマー前駆体を用いて前記周領域に接着されており、および/または、前記炭化シリコンウェハ(1,2)と前記支持構造体(20’,25)との間のボンディング層(42)はn型ドープされている、
請求項16から19までのいずれか1項記載のウェハ構造体。
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