JP2017509136A5

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Publication number: JP2017509136A5
Application number: JP2016538542A
Authority: JP
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2034-12-10

Claims

半導体デバイスの製造方法であって
半導体塊の第１の面上の第１の領域に第１導電型ドーパントを導入することと、前記第１の面上の第２の領域に第２導電型ドーパントを導入することと、
前記第１の面に高温ハンドルウエハを取り付けることと、
前記第１の面に平行な前記半導体塊の第２の面上の第３の領域に第１導電型ドーパントを導入することと、前記第２の面上の第４の領域に第２導電型ドーパントを導入することと、
前記半導体塊の所望の深さまで第１導電型ドーパントおよび第２導電型ドーパントを拡散させる高温拡散工程を行うことと、
前記第２の面上で中温製造工程を行うことと、
前記第２の面に中温ハンドルウエハを取り付けることと、
前記高温ハンドルウエハを除去することと、
前記第１の面上で中温製造工程を行うことと、を含む方法。
前記ハンドルウエハのそれぞれと前記半導体塊との間の接続が、それぞれの前記取り付ける工程の後に使用される温度による影響を実質的に受けない請求項１に記載の方法。
前記中温製造工程が、約４５０°Ｃ未満の温度で行われる請求項１に記載の方法。
前記拡散工程が、約６００°Ｃを超える温度を使用する請求項１に記載の方法。
前記半導体塊がシリコンから形成される請求項１に記載の方法。
半導体デバイスを製造する方法であって、
半導体ウエハの第１の面で高温製造工程を行うことと、
前記第１の面上の第１の領域に第１導電型ドーパントを導入することと、前記第１の面上の第２の領域に第２導電型ドーパントを導入することと、
前記第１の面に高温ハンドルウエハを接合することと、
前記第１の面に平行な前記半導体ウエハの第２の面で高温製造工程を行うことと、
前記第２の面上の第３の領域に第１導電型ドーパントを導入することと、前記第２の面上の第４の領域に第２導電型ドーパントを導入することと、
前記半導体ウエハの所望の深さまで前記第１導電型ドーパントおよび第２導電型ドーパントを拡散させる拡散工程を、約６００°Ｃを超える温度で行うことと、
約４５０°Ｃ未満の温度で、前記第２の面上で中温製造工程を行うことと、
前記第２の面に中温ハンドルウエハを接合することと、
前記第１の面から前記高温ハンドルウエハを除去することと、
約４５０°Ｃ未満の温度で、前記第１の面上で中温製造工程を行うことと、
前記第２の面から前記中温ハンドルウエハを除去することと、
約２４０°Ｃ未満の温度で、前記半導体ウエハ上で低温処理工程を行うことと、
を含み、少なくとも前記高温製造工程のいくつかが、約６００°Ｃを超える温度で行われる方法。
前記拡散工程が、約１０００°Ｃを超える温度で行われる請求項６に記載の方法。
半導体デバイスを製造する方法であって、
半導体ウエハの第１の面で高温製造工程を行うことと、
前記半導体ウエハの第１の面上の第１の領域に第１導電型ドーパントを導入することと、前記第１の面上の第２の領域に第２導電型ドーパントを導入することと、
前記第１の面上に保護層を形成することと、
前記第１の面上の前記保護層に高温ハンドルウエハを接合することと、
前記第１の面と平行な前記半導体ウエハの第２の面から、前記半導体ウエハを所望の厚さに薄化することと、
前記第２の面上で高温製造工程を行うことと、
前記第２の面上の第３の領域に第１導電型ドーパントを導入することと、前記第２の面上の第４の領域に第２導電型ドーパントを導入することと、
前記半導体ウエハの所望の深さまで前記第１導電型ドーパントおよび第２導電型ドーパントを拡散させる拡散工程を行うことと、
前記第２の面上で中温製造工程を行うことと、前記第２の面上にパターン化された金属被覆を形成することと、
前記パターン化された金属被覆上で、中温ハンドルウエハを前記第２の面に接合することと、
前記第１の面から前記高温ハンドルウエハを除去することと、
前記第１の面から前記保護層を除去することと、
前記第１の面上で中温製造工程を行うことと、前記第１の面に追加のパターン化された金属被覆を形成することと、
前記第２の面から前記中温ハンドルウエハを除去することと、
約２４０°Ｃ未満の温度で、前記半導体ウエハ上で低温処理工程を行うことと、
を含み、
前記ハンドルウエハのそれぞれと前記半導体ウエハとの間の接合が、それぞれの前記接合する工程後に使用される温度による影響を実質的に受けず、
前記拡散工程と少なくとも前記高温製造工程のいくつかとが、約６００°Ｃ超える温度で行われ、
前記中温製造工程が、約４５０°Ｃ未満の温度で行われる方法。
化学機械研磨を用いて前記保護層を平坦化することをさらに含む請求項８に記載の方法。
前記高温製造工程が、熱酸化、化学蒸着、高温アニール、および、１以上のトレンチゲート形成、のうちの少なくとも１つを含む請求項８に記載の方法。
前記中温製造工程が、コンタクトマスキング工程の実施、パッシベーション層堆積、パッドエッチング、ならびに、金属堆積およびマスキング、の少なくとも１つを含む請求項８に記載の方法。
前記低温処理工程が、前記面の少なくとも１つをメッキすることと、前記半導体ウエハをチップにダイシングすることと、を含む請求項８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハを除去する工程の前に、前記第１の面をめっきすることを更に含む請求項８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハを除去する工程の前に、前記第１の面にテープを貼付することを更に含む請求項８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハを除去する工程の前に、前記半導体ウエハを基板上にマウントすることを更に含む請求項８に記載の方法。
前記拡散工程が、約１１００°Ｃを超える温度で行われる請求項８に記載の方法。
前記拡散工程が、金属被覆形成後のいずれの工程よりも高い持続した温度を使用する請求項８に記載の方法。
前記中温製造工程が、前記第１の面および第２の面の両方で実質的に同じように行われる請求項１、６、または８に記載の方法。
前記第１の面上に追加の金属被覆を形成する工程が、前記第２の面上にパターン化された金属被覆を形成する工程とほぼ同じパターンを使用する請求項８に記載の方法。
ｐ型およびｎ型ドーパントの両方が、前記ウエハの前記第１および第２の面の両方の面上に、全体的でないそれぞれのパターンで導入される請求項１、６、または８に記載の方法。
前記半導体ウエハがシリコンウエハである請求項８に記載の方法。
前記パターン化された金属被覆のそれぞれが形成される際、追加の誘電体およびコンタクト要素も形成される請求項８に記載の方法。
前記パターン化された金属被覆はアルミニウムを含む請求項８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハが前記高温ハンドルウエハとは異なる組成を有する請求項１、６、または８に記載の方法。
前記拡散工程が、その後のいずれの工程よりも高い持続した温度を使用する請求項１、６、または８に記載の方法。
前記第１の面上の前記第１および第２の領域にドーパントを導入する工程が、それぞれ、前記第２の面上の前記第３および第４の領域にドーパントを導入する工程と同じパターンを使用する請求項１、６、または８に記載の方法。
前記面のそれぞれに前記ドーパントを導入する前に、それぞれの前記面にトレンチゲートを形成することをさらに含む請求項１、６、または８に記載の方法。
前記第１導電型がＮ型である請求項１、６、または８に記載の方法。
前記ハンドルウエハのそれぞれと前記半導体ウエハとの間の接合が、それぞれの前記接合する工程の後に使用される温度による影響を実質的に受けない請求項６または８に記載の方法。
前記高温ハンドルウエハがシリコンである請求項１、６、または８に記載の方法。
前記高温ハンドルウエハが二酸化ケイ素である請求項１、６、または８に記載の方法。
前記高温ハンドルウエハが炭化ケイ素である請求項１、６、または８に記載の方法。
前記高温ハンドルウエハがサファイアである請求項１、６、または８に記載の方法。
前記高温ハンドルウエハが窒化ガリウムである請求項１、６、または８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハが石英である請求項１、６、または８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハがガラスである請求項１、６、または８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハがシリコンである請求項１、６、または８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハが二酸化ケイ素である請求項１、６、または８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハが炭化ケイ素である請求項１、６、または８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハがサファイアである請求項１、６、または８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハが窒化ガリウムである請求項１、６、または８に記載の方法。
前記中温ハンドルウエハが高融点金属である請求項１、６、または８に記載の方法。
半導体ウエハの両面にパターン化された通電コンタクト領域を有する両面半導体デバイスの製造方法であって、
ａ）前記ウエハの第１の面に２つのそれぞれのパターンでドーパントを導入することと、その後、
ｂ）前記ウエハの第１の面に第１のハンドルウエハを取り付けることと、
ｃ）前記ウエハの第２の面に２つのそれぞれのパターンでドーパントを導入することと、
ｄ）前記ウエハを加熱することによって、前記ウエハの前記第１および第２の面の両方でドーパントを拡散し、活性化することと、
ｅ）前記ウエハの第２の面上にパターン化された金属被覆を形成し、次に、パターン化された金属被覆上に第２のハンドルウエハを取り付けることと、
ｆ）前記第１のハンドルウエハを除去し、その後、前記ウエハの前記第１の面に追加のパターン化された金属被覆を形成することと、その後、
ｇ）前記第２のハンドルウエハを除去し、両面半導体デバイスの製造を完了することと、を指定した場合を除き任意順序で含む方法。
半導体ウエハの両面にパターン化された通電コンタクト領域を有する両面半導体デバイスの製造方法であって、
ａ）前記ウエハの第１の面に一定のパターンでドーパントを導入することと、その後、
ｂ）前記ウエハの第１の面に第１のハンドルウエハを取り付けることと、
ｃ）前記ウエハの第２の面に一定のパターンでドーパントを導入することと、
ｄ）前記ウエハを加熱することによって、前記ウエハの前記第１および第２の面の両方で前記ドーパントを拡散し、活性化することと、
ｅ）前記ウエハの前記第２の面上にパターン化された金属被覆を形成し、次に、パターン化された金属被覆上に前記第１のハンドルウエハとは異なる組成を有する第２のハンドルウエハを取り付けることと、
ｆ）前記第１のハンドルウエハを除去し、その後、前記ウエハの前記第１の面に追加のパターン化された金属被覆を形成することと、その後、
ｇ）前記第２のハンドルウエハを除去し、両面半導体デバイスの製造を完了することと、を指定した場合を除き任意の順序で含む方法。
前記ハンドルウエハのそれぞれと前記半導体ウエハとの間の接合が、それぞれ前記加熱する工程の後に使用される温度による影響を実質的に受けない請求項４３または４４に記載の方法。
半導体ウエハの両面に制御端子接続部およびパターン化された通電接続部の両方を有する両面パワー半導体デバイスの製造方法であって、
ａ）ｐ型およびｎ型ドーパントの両方を、前記ウエハの第１の面に、全体的でない一定のパターンで導入することと、
ｂ）前記ウエハの前記第１の面に第１のハンドルウエハを取り付けることと、
ｃ）前記ｐ型およびｎ型ドーパントの両方を、前記ウエハの第２の面に、全体的でない一定のパターンで導入することと、
ｄ）前記ウエハを加熱することによって、前記ウエハの前記第１および第２の面の両方で前記ドーパントを拡散し、活性化することと、
ｅ）前記ウエハの前記第２の面上にパターン化された金属被覆を形成し、次に、前記パターン化された金属被覆上に第２のハンドルウエハを取り付けることと、
ｆ）前記第１のハンドルウエハを除去し、その後、前記ウエハの前記第１の面に追加のパターン化された金属被覆を形成することと、その後、
ｇ）前記第２のハンドルウエハを除去し、両面半導体デバイスの製造を完了することと、を指定した場合を除き任意の順序で含む方法。
半導体ウエハの両面に制御端子接続部およびパターン化された通電接続部の両方を有する両面パワー半導体デバイスの製造方法であって、
ａ）通電接続部が形成される位置で、更にはまた、通電接続部が形成されない両面上の位置で、前記ウエハの第１の面にドーパントを一定のパターンで導入することと、
ｂ）前記ウエハの前記第１の面に、第１のハンドルウエハを取り付けることと、
ｃ）通電接続部が形成される位置で、更にはまた、通電接続部が形成されない両面上の位置で、前記ウエハの第２の面にドーパントを一定のパターンで導入することと、
ｄ）前記ウエハを加熱することによって、前記ウエハの前記第１および第２の面の両方で前記ドーパントを拡散し、活性化することと、
ｅ）前記ウエハの前記第２の面上にパターン化された金属被覆を形成し、次に、前記パターン化された金属被覆上に第２のハンドルウエハを取り付けることと、
ｆ）前記第１のハンドルウエハを除去し、その後、前記ウエハの前記第１の面に追加のパターン化された金属被覆を形成することと、その後、
ｇ）前記第２のハンドルウエハを除去し、両面半導体デバイスの製造を完了することと、を指定した場合を除き任意の順序で含む方法。
ｐ型およびｎ型ドーパントの両方が、前記ウエハの前記第１および第２の面の両方の面上に、全体的でないそれぞれのパターンで導入される請求項４３、４４、または４７に記載の方法。
半導体ウエハの両面に制御端子接続部およびパターン化された通電接続部の両方を有する両面パワー半導体デバイスの製造方法であって、
ａ）ｐ型およびｎ型ドーパントの両方を、２つのそれぞれのパターンで前記ウエハの第１の面に導入することと、
ｂ）前記ウエハの前記第１の面に第１のハンドルウエハを取り付けることと、
ｃ）ｐ型およびｎ型ドーパントの両方を、２つのそれぞれのパターンで前記ウエハの第２の面にを導入することと、
ｄ）前記ウエハを加熱することによって、前記ウエハの前記第１および第２の面の両方でドーパントを拡散し、活性化することと、
ｅ）前記ウエハの前記第２の面上にパターン化された金属被覆を形成し、次に、前記パターン化された金属被覆上に第２のハンドルウエハを取り付けることと、
ｆ）前記第１のハンドルウエハを除去し、その後、前記ウエハの前記第１の面に追加のパターン化された金属被覆を形成することと、その後、
ｇ）前記第２のハンドルウエハを除去し、両面半導体デバイスの製造を完了することと、
を指定した場合を除き任意の順序で含み、さらに、前記ｂ）の工程の前に、前記ウエハに初期ハンドルウエハを取り付ける初期工程を含む方法。
前記ｂ）の工程の前に、前記ウエハに初期ハンドルウエハを取り付ける初期工程をさらに含む請求項４３、４４、４６、４７、または４９に記載の方法。
前記ｂ）の工程の前に、前記ウエハをその幅の２０％未満に薄くし、前記ウエハに初期ハンドルウエハを取り付ける初期工程をさらに含む請求項４３、４４、４６、４７、または４９に記載の方法。
前記ｂ）の工程の前に、前記ウエハを８０ミクロン未満に薄くし、前記ウエハに初期ハンドルウエハを取り付ける初期工程をさらに含む請求項４３、４４、４６、４７、または４９に記載の方法。
前記ｃ）の工程が、前記ｂ）の工程の後に行われる請求項４３、４４、４６、４７、または４９に記載の方法。
半導体ウエハの両面にパターン化された通電コンタクト領域を有する両面半導体デバイスの製造方法であって、
前記ウエハの両面にトレンチゲートを形成することと、前記ウエハの両面に一定のパターンでドーパントを導入することと、前記ウエハの第１の面に第１のハンドルウエハを取り付けることと、
前記ウエハを加熱することによって、前記ドーパントを拡散し、活性化することと、
前記ウエハの第２の面上にパターン化された金属被覆を形成し、その後、前記パターン化された金属被覆上に第２のハンドルウエハを取り付けることと、
前記第１のハンドルウエハを除去し、その後、前記ウエハの前記第１の面に追加のパターン化された金属被覆を形成することと、その後、
前記第２のハンドルウエハを除去し、両面半導体デバイスの製造を完了することと、
を含み、各面上の１つの前記パターン化された金属被覆が、それぞれの面上のトレンチゲートに接触する方法。
前記半導体ウエハがシリコンウエハである請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
それぞれの前記パターン化された金属被覆が形成される際、追加の誘電体およびコンタクト要素も形成される請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記パターン化された金属被覆はアルミニウムを含む請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハが、前記第１のハンドルウエハとは異なる組成を有する請求項４３、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記加熱する工程が、その後のいずれの工程よりも高い持続した温度を使用する請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記加熱する工程が、金属被覆形成後のいずれの工程よりも高い持続した温度を使用する請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記ドーパントを導入する工程が、前記第１および第２の面の両方で同じパターンを使用する請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第１の面に追加の金属被覆を形成する工程が、前記第２の面上にパターン化された金属被覆を形成する工程とほぼ同じパターンを使用する請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第１導電型がＮ型である請求項４３、４４、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記ハンドルウエハのそれぞれと前記半導体ウエハとの間の接合が、それぞれの前記接合する工程の後に使用される温度による影響を実質的に受けない請求項４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第１のハンドルウエハがシリコンである請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第１のハンドルウエハが二酸化ケイ素である請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第１のハンドルウエハが炭化ケイ素である請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第１のハンドルウエハがサファイアである請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第１のハンドルウエハが窒化ガリウムである請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハが石英である請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハがガラスである請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハがシリコンである請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハが二酸化ケイ素である請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハが炭化ケイ素である請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハがサファイアである請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハが窒化ガリウムである請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。
前記第２のハンドルウエハが高融点金属である請求項４３、４４、４６、４７、４９、または５４に記載の方法。