JP5464192B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5464192B2
JP5464192B2 JP2011214899A JP2011214899A JP5464192B2 JP 5464192 B2 JP5464192 B2 JP 5464192B2 JP 2011214899 A JP2011214899 A JP 2011214899A JP 2011214899 A JP2011214899 A JP 2011214899A JP 5464192 B2 JP5464192 B2 JP 5464192B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
dicing
semiconductor substrate
thin film
metal thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011214899A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013077593A (ja
Inventor
潤 河合
徹次 近藤
和彦 杉浦
信之 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2011214899A priority Critical patent/JP5464192B2/ja
Priority to US13/626,072 priority patent/US8728923B2/en
Publication of JP2013077593A publication Critical patent/JP2013077593A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5464192B2 publication Critical patent/JP5464192B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/8213Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using SiC technology
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/0445Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
    • H01L21/048Making electrodes
    • H01L21/0485Ohmic electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L21/6836Wafer tapes, e.g. grinding or dicing support tapes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66053Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
    • H01L29/66068Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7827Vertical transistors
    • H01L29/7828Vertical transistors without inversion channel, e.g. vertical ACCUFETs, normally-on vertical MISFETs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608Silicon carbide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45Ohmic electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Dicing (AREA)

Description

本発明は、オーミック電極を有する半導体装置の製造方法に関するものであり、特に半導体材料として炭化珪素(以下、SiCという)を用いたSiC半導体装置の製造方法に適用すると好適である。
従来より、SiC基板に縦型パワーデバイスを形成した場合、基板の厚さ方向の抵抗を低減するために、当該デバイスを薄膜化してドレイン電極を形成することが望まれている。このドレイン電極を形成するに際し、SiC基板とドレイン電極との接触抵抗を低減させたオーミック電極を形成するようにしている。ドレイン電極をオーミック電極とする方法としては、レーザアニールを適用することができる(例えば特許文献1、2参照)。
特開2008−135611号公報 特表2009−509339号公報
レーザアニールによってドレイン電極をオーミック電極とする場合、レーザのビーム径がドレイン電極の面積に比べて小さく、例えばドレイン電極が5mm□であるのに対してレーザのビーム径が200μmφとなる。このため、レーザをX−Y平面上においてスキャンしながら移動させ、ドレイン電極の全域にレーザ光照射が行われるようにすることが必要になる。しかしながら、レーザアニールを行った後にSiC基板をチップ単位に分割するダイシングを行ったところ、チップが欠けるというチッピングが発生するという問題が生じることが確認された。
本発明は上記点に鑑みて、縦型パワーデバイスなどの縦型素子を形成した半導体装置の製造方法において、オーミック電極をレーザアニールによって形成する場合にチッピングの発生を抑制できるようにすることを目的とする。
上記問題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、チッピングの発生がレーザアニールを行ったときに筋状に残るレーザ跡(もしくはレーザ跡の間に残る凸部)が原因となっている可能性があることを見出した。本発明者らの試作検討によると、ダイシング方向とスキャン方向、つまりレーザ跡の長手方向とが略平行になるとチッピングが発生し易くなることが確認された。
そこで、請求項1に記載の発明では、半導体基板(1)を用意し、当該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して金属薄膜(110)を形成する金属薄膜形成工程と、金属薄膜形成工程の後、金属薄膜(110)にレーザ光照射を行ってレーザアニールを行うことで、オーミック電極からなる第1の電極(11)を形成する電極形成工程と、電極形成工程の後、ダイシング領域においてダイシングを行うことで第1の電極(11)が形成された半導体基板(1)をチップ単位に分割するダイシング工程と、を含み、電極形成工程では、金属薄膜(110)へのレーザ光照射をチップ単位で行い、ダイシング領域にはレーザ光照射が行われないようにすることを特徴としている。
このように、半導体基板(1)の裏面(1b)側に第1の電極(11)を形成する際のレーザアニールをチップ内でのみ行い、ダイシング領域では行われないようにしている。このため、ダイシングを行うときに、レーザ跡が残っていない場所をダイシングすることになるため、レーザ跡の影響を受けることなくダイシングが行え、チッピングが発生することを抑制することが可能となる。
例えば、請求項2に記載したように、半導体基板(1)に対して縦型デバイスを形成し、第1の電極として縦型デバイスの電極(11)を形成する工程として金属薄膜形成工程と電極形成工程とを行う場合、電極形成工程では、金属薄膜(110)へのレーザ光照射を縦型デバイスの電極(11)となる領域にのみ行い、ダイシング領域にはレーザ光照射が行われないようにすれば良い。
請求項3に記載の発明では、電極形成工程では、金属薄膜(110)へのレーザ光照射をダイシング工程におけるダイシング方向に対して傾斜させて行い、ダイシング工程では、レーザ光照射によるレーザ跡を跨ぐようにダイシングを行うことを特徴としている。
このように、レーザアニールをダイシング方向に対して傾斜させるようにしている。これにより、レーザ跡の長手方向に対してダイシング方向をずらし、レーザ跡を跨ぐようにダイシングを行うことが可能となり、ダイシング方向をレーザ跡に対して略平行にする場合のようなチッピングが発生することを抑制することができる。
具体的には、請求項4に記載したように、電極形成工程では、金属薄膜(110)へのレーザ光照射をダイシング工程におけるダイシング方向に対して15〜75°傾斜させて行うことにより、チッピングを良好に抑制できる。
請求項5に記載の発明では、電極形成工程では、金属薄膜(110)へのレーザ光照射を少なくとも交差する二方向において行うことで、チップ内において交差する複数のレーザ跡を形成し、レーザ跡が形成されていない領域に残る凸部を分断することを特徴としている。
このように交差する複数のレーザ跡が形成されるようにし、レーザ跡が形成されていない領域に残る凸部を分断するようにしている。このため、レーザ跡の長手方向が一方向だけの場合において、ダイシング方向をレーザ跡に対して略平行にする場合のようなチッピングが発生することを抑制することができる。このようにしても、レーザ跡の影響をあまり受けないようにダイシングが行え、チッピングが発生することを抑制することが可能となる。
請求項6に記載の発明では、ダイシング工程では、ダイシング前に、第1の電極(11)に対してレーザ光照射によるレーザ跡とレーザ跡が形成されていない部分とによる凹凸の段差以上の厚みの接着層(112a)を有するダイシングテープ(112)を貼り付け、その後、ダイシングを行うことを特徴としている。
このように、ダイシングテープ(112)を貼り付けると、レーザ跡とレーザ跡が形成されていない部分とによる凹凸を接着層(112a)によって埋めた状態にできる。この状態でダイシングを行うことにより、レーザ跡の影響をあまり受けないようにダイシングが行え、チッピングが発生することを抑制することが可能となる。
これら請求項1ないし6に記載の半導体装置の製造方法は、請求項7に記載したように、SiC半導体基板を用いてSiC半導体装置を製造する場合に適用すると好適である。すなわち、SiC半導体装置では、高い温度でのアニールが要求されるが、基板全部を高温にすると素子に影響を与える可能性がある。このため、レーザアニールような局所的なアニールを行うことで、低温プロセスによって第1の電極(11)をオーミック電極とすることが可能となり、素子への影響を抑制することが可能となる。
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。
本発明の第1実施形態にかかるSiC半導体装置の製造方法により製造した縦型パワーMOSFETの断面図である。 図1に示した縦型パワーMOSFETにおけるドレイン電極11の製造工程を示した図である。 ダイシング前のn+型基板1上でのアニールの様子を示した図であり、(a)はn+型基板1の全体図、(b)は(a)の部分拡大図である。 本発明の第2実施形態の製造方法にてSiC半導体装置を製造するときのダイシング前のn+型基板1上でのアニールの様子を示した図であり、(a)はn+型基板1の全体図、(b)は(a)の部分拡大図である。 本発明の第3実施形態の製造方法にてSiC半導体装置を製造するときのダイシング前のn+型基板1上でのアニールの様子を示した図であり、(a)はn+型基板1の全体図、(b)は(a)の部分拡大図である。 本発明の第4実施形態の製造方法にてSiC半導体装置を製造するときのダイシング時の様子を示した断面図である。
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。
(第1実施形態)
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図1に、本実施形態に示すSiC半導体装置の製造方法により製造したプレーナ型MOSFET(縦型パワーMOSFET)の断面図を示す。本デバイスは、例えばインバータに適用すると好適なものである。図1に基づいて縦型パワーMOSFETの構造について説明する。
縦型パワーMOSFETは、n+型半導体基板(以下、n+型基板という)1を用いて形成されている。n+型半導体基板1は、厚さは350μmとされ、上面を主表面1aとし、主表面1aの反対面である下面を裏面1bとしており、単結晶SiCからなるものである。このn+型基板1の主表面1a上には、n+型基板1よりも低いドーパント濃度を有するSiCにて構成されたn-型エピタキシャル層(以下、n-型エピ層という)2が積層されている。
-型エピ層2の表層部における所定領域には、所定深さを有するp-型ベース領域3aおよびp-型ベース領域3b(以下、p-型ベース領域3a、3bという)が離間して形成されている。また、ベース領域3a、3bにおいて、一部厚さが厚くなったディープベース層30a、30bが形成されている。このディープベース層30a、30bは、n+型ソース領域4a、4bに重ならない部分に形成されており、p-型ベース領域3a、3bのうちディープベース層30a、30bが形成された厚みが厚くなった部分が、ディープベース層30aが形成されていない厚みの薄い部分よりも不純物濃度が濃くなっている。
このようなディープベース層30a、30bによって、ディープベース層30a、30b下のn-型エピ層2における厚さが薄くなり(n+型半導体n+型基板1とディープベース層30a、30bとの距離が短くなり)電界強度を高くすることができ、アバランシェブレークダウンさせ易くすることができる。
また、p-型ベース領域3aの表層部における所定領域には、当該p-型ベース領域3aよりも浅いn+型ソース領域4aが形成され、p-型ベース領域3bの表層部における所定領域には、当該p-型ベース領域3bよりも浅いn+型ソース領域4bがそれぞれ形成されている。
さらに、n+型ソース領域4aとn+型ソース領域4bとの間におけるn-型エピ層2およびp-型ベース領域3a、3bの表面部にはn-型層5aおよびn+型層5bからなるn-型SiC層5が延設されている。つまり、p-型ベース領域3a、3bの表面部においてソース領域4a、4bとn-型エピ層2とを繋ぐようにn-型SiC層5が配置されている。このn-型SiC層5は、デバイスの動作時にデバイス表面においてチャネル形成層として機能する。以下、n-型SiC層5を表面チャネル層という。
表面チャネル層5は、例えばn-型エピ層2およびp-型ベース領域3a、3bの表面部にn型不純物をイオン注入することで形成されている。表面チャネル層5のうちp-型ベース領域3a、3bの上部に配置されたn-型層5aのドーパント濃度は、1×1015cm-3〜1×1017cm-3程度の低濃度となっており、かつ、n-型エピ層2およびp-型ベース領域3a、3bのドーパント濃度以下となっている。また、n-型エピ層2の表面部に形成されたn+型層5bのドーパント濃度は、n-型エピ層2よりも高濃度とされている。これにより、低オン抵抗化が図られている。
また、p-型ベース領域3a、3b、n+型ソース領域4a、4bの表面部には凹部6a、6bが形成されており、凹部6a、6bの底部からp型不純物濃度が濃いディープベース層30a、30bが露出させられている。
表面チャネル層5の上面およびn+型ソース領域4a、4bの上面にはゲート絶縁膜(シリコン酸化膜)7が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜7の上にはゲート電極8が形成されており、ゲート電極8は絶縁膜9にて覆われている。当該絶縁膜9としては、シリコン酸化膜が用いられている。その上にはソース電極10が形成され、ソース電極10はn+型ソース領域4a、4bおよびp-型ベース領域3a、3bと接している。また、n+型基板1の裏面1bには、ドレイン電極11が形成されている。このドレイン電極11は、n+型基板1の裏面1bに対してオーミック接合されたオーミック電極によって構成されている。
なお、上記構造において、ソース電極10が本発明の第2の電極に相当し、ドレイン電極11が本発明の第1の電極に相当する。
次に、図1に示す縦型パワーMOSFETの製造方法について説明する。ただし、本実施形態にかかる縦型パワーMOSFETの基本的な製造方法に関しては従来と同様であるため、従来と異なるドレイン電極11の形成方法についてのみ説明する。
図2は、図1に示した縦型パワーMOSFETにおけるドレイン電極11の製造工程を示した図である。なお、図2では、簡略化のため縦型パワーMOSFETの素子構造については図示を省略してある。
まず、図2(a)に示すように、n+型基板1の表面側に図1に示されるデバイスを形成したもの、すなわちドレイン電極11を除くソース電極10まで形成したものを用意したのち、n+型基板1を薄膜化し、n+型基板1の厚さを例えば350μmとする。
次に、図2(b)に示す工程では、n+型基板1の裏面1b上に金属薄膜110を形成する(金属薄膜形成工程)。例えば、n+型基板1の裏面1b上にNiを蒸着させることにより、n+型基板1の裏面1b上に金属薄膜110を形成する。
続く、図2(c)に示す工程では、金属薄膜110にレーザ光照射を行うことによりレーザアニールを行う(電極形成工程)。例えば、LD励起固体レーザを用いて、スキャニングしながらX−Y平面上においてレーザ光50をn+型基板1の裏面1b上で走査し、チップ単位でレーザ光照射が行われ、ダイシング領域にはレーザ光照射が行われないようにする。これにより、金属薄膜110を構成する金属(本実施形態ではNi)とn+型基板1を構成するSiとを反応させてシリサイド化させることで、図2(d)に示される合金層111を生成することができる。この合金層111によってオーミック電極からなるドレイン電極11を構成することができる。このように、レーザアニールのような局所的なアニールを行うことで、低温プロセスによってドレイン電極11をオーミック電極とすることが可能となり、素子への影響を抑制することが可能となる。
この後、図2(d)に示す工程では、ダイシングブレード60を用いて、ダイシング領域においてn+型基板1をダイシングすることで、チップ単位に分割する(ダイシング工程)。これにより、図1に示した縦型パワーMOSFETを備えたSiC半導体装置が完成する。
このようなSiC半導体装置の製造方法では、図2(d)の工程において、レーザアニール時に、チップ単位でレーザ光照射が行われ、ダイシング領域にはレーザ光照射が行われないようにしている。このため、図3に示すような状態でアニールが行われることになる。
図3は、ダイシング前のn+型基板1上でのアニールの様子を示した図であり、(a)はn+型基板1の全体図、(b)は(a)の部分拡大図であり、ダイシングラインとの関係についても示してある。図3(b)中の太線はレーザアニールによるレーザ跡を示している。この図に示されるように、チップ単位でレーザ光照射を行っているため、ダイシング領域にはレーザ光照射が行われていないようにしてある。
上記したように、レーザアニール後にダイシングを行うとき、筋状にレーザ跡が残った状態になっている。本発明者らが鋭意検討によると、この筋状のレーザ跡、具体的にはレーザ跡とスキャンされていない領域とによる凹凸形状がチッピングの発生要因になっている可能性があることが確認された。本発明者らの試作検討によると、ダイシング方向とスキャン方向、つまりレーザ跡の長手方向とが略平行になるとチッピングが発生し易くなることが確認された。
このため、本実施形態では、ダイシングブレード60が通過するダイシング領域には、レーザ跡が形成されないようにしている。このようにすることで、ダイシングブレード60によってダイシングを行うときに、レーザ跡が残っていない場所をダイシングすることになるため、レーザ跡の影響を受けることなくダイシングが行え、チッピングが発生することを抑制することが可能となる。
以上説明したように、本実施形態では、n+型基板1の裏面1b側にドレイン電極11を形成する際のレーザアニールをチップ内でのみ行い、ダイシング領域では行われないようにしている。このため、ダイシングブレード60によってダイシングを行うときに、レーザ跡が残っていない場所をダイシングすることになるため、レーザ跡の影響を受けることなくダイシングが行え、チッピングが発生することを抑制することが可能となる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してレーザアニール方法を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図4は、本実施形態の製造方法にてSiC半導体装置を製造するときのダイシング前のn+型基板1上でのアニールの様子を示した図であり、(a)はn+型基板1の全体図、(b)は(a)の部分拡大図であり、ダイシングラインとの関係についても示してある。図4(b)中の太線はレーザアニールによるレーザ跡を示している。この図に示されるように、本実施形態では、レーザアニールをダイシングブレード60によるダイシング方向に対して傾斜させるようにしている。これにより、レーザ跡の長手方向に対してダイシング方向をずらし、レーザ跡を跨ぐようにダイシングを行うことが可能となり、ダイシング方向をレーザ跡に対して略平行にする場合のようなチッピングが発生することを抑制することができる。実験によると、レーザ光照射をダイシング方向に対して15〜75°傾斜させて行うと好ましいという結果が得られた。このようにしても、レーザ跡の影響をあまり受けないようにダイシングが行え、チッピングが発生することを抑制することが可能となる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してレーザアニール方法を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図5は、本実施形態の製造方法にてSiC半導体装置を製造するときのダイシング前のn+型基板1上でのアニールの様子を示した図であり、(a)はn+型基板1の全体図、(b)は(a)の部分拡大図であり、ダイシングラインとの関係についても示してある。図5(b)中の太線はレーザアニールによるレーザ跡を示している。この図に示されるように、角度を変えて二方向にスキャンすることでレーザアニールを行っている。具体的には、本実施形態では、レーザアニールを互いに直交する二方向に行っている。各レーザアニールの間隔はチップの間隔よりも小さくされており、チップ内において交差する複数のレーザ跡が形成された状態となっている。このように交差する複数のレーザ跡が形成されたものでは、レーザ跡が形成されていない領域に残る凸部を分断することが可能となる。このため、レーザ跡の長手方向が一方向だけの場合において、ダイシング方向をレーザ跡に対して略平行にする場合のようなチッピングが発生することを抑制することができる。このようにしても、レーザ跡の影響をあまり受けないようにダイシングが行え、チッピングが発生することを抑制することが可能となる。
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態のようにレーザアニール方法を従来に対して変更するのではなく、レーザアニール後のダイシング時の前処理を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図6は、本実施形態の製造方法にてSiC半導体装置を製造するときのダイシング時の様子を示した断面図である。この図に示す工程は、第1実施形態で説明した図2(d)の工程に代えて行われる。
図6に示すように、ダイシング前に合金層111の表面にダイシングテープ112を貼り付けておく。ダイシングテープ112は、レーザアニールによって形成されるレーザ跡とレーザ跡が形成されていない部分とによる凹凸の段差(高低差)以上の接着層112aを有するものとされている。このため、ダイシングテープ112を貼り付けた状態において、レーザ跡とレーザ跡が形成されていない部分とによる凹凸を接着層112aによって埋めた状態にできる。この状態でダイシングを行うことにより、レーザ跡の影響をあまり受けないようにダイシングが行え、チッピングが発生することを抑制することが可能となる。
(他の実施形態)
上記各実施形態では、レーザ跡の影響をあまり受けないようにダイシングが行えるレーザアニール工程の一例を示したが、各実施形態相互間において適宜組み合わせたレーザアニール工程を行うようにしても良い。例えば、第1実施形態のよにダイシング領域にレーザ光照射が行われないようにしつつ、第2実施形態のようにスキャン方向をダイシング方向に対して傾斜させるようにしたり、第3実施形態のように交差する異なる二方向にスキャンするようにしたり、第4実施形態のようにダイシングテープを貼り付けたりすることを組み合わせて行うようにしても良い。
また、上記各実施形態では、縦型パワーMOSFETを例に挙げて説明したが、これは単なる一例であり、ダイオードやIGBTなどの他の縦型素子を備えたSiC半導体装置の製造方法についても本発明を適用することが可能である。ダイオードの場合、アノード電極やカソード電極が第1、第2の電極となり、IGBTの場合には、コレクタ電極エミッタ電極が第1、第2の電極となる。なお、第1実施形態では、ダイシング領域にレーザ光照射が行われないようにしており、縦型パワーMOSFETのドレイン電極11となる領域にのみレーザ光照射が行われるようにしたが、縦型素子としてダイオードやIGBTを形成する場合にも、裏面電極(例えばカソード電極やコレクタ電極)となる領域にのみレーザ光照射が行われるようにすれば良い。
さらに、上記各実施形態では、半導体装置としてSiC半導体装置を例に挙げて説明したが、シリコンなどの他の半導体材料によって構成される半導体装置についても、本発明を適用することができる。
1 n+型基板
1a 主表面
1b 裏面
10 ソース電極(第2の電極)
11 ドレイン電極(第1の電極)
50 レーザ光
60 ダイシング
110 金属薄膜
111 合金層
112 ダイシングテープ
112a 接着層

Claims (7)

  1. 主表面(1a)および当該主表面の反対面である裏面(1b)を有する単結晶からなる半導体基板(1)と、該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して形成されるオーミック電極からなる第1の電極(11)と、前記半導体基板(2)の主表面(1a)に形成される第2の電極(10)と、を有する半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体基板(1)を用意し、当該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して金属薄膜(110)を形成する金属薄膜形成工程と、
    前記金属薄膜形成工程の後、前記金属薄膜(110)にレーザ光照射を行ってレーザアニールを行うことで、オーミック電極からなる前記第1の電極(11)を形成する電極形成工程と、
    前記電極形成工程の後、ダイシング領域においてダイシングを行うことで前記第1の電極(11)が形成された前記半導体基板(1)をチップ単位に分割するダイシング工程と、を含み、
    前記電極形成工程では、前記金属薄膜(110)へのレーザ光照射をチップ単位で行い、前記ダイシング領域にはレーザ光照射が行われないようにすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記半導体基板(1)に対して縦型デバイスを形成し、前記第1の電極として前記縦型デバイスの電極(11)を形成する工程として前記金属薄膜形成工程と前記電極形成工程とを行い、
    前記電極形成工程では、前記金属薄膜(110)へのレーザ光照射を前記縦型デバイスの前記電極(11)となる領域にのみ行い、前記ダイシング領域にはレーザ光照射が行われないようにすることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 主表面(1a)および当該主表面の反対面である裏面(1b)を有する単結晶からなる半導体基板(1)と、該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して形成されるオーミック電極からなる第1の電極(11)と、前記半導体基板(2)の主表面(1a)に形成される第2の電極(10)と、を有する半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体基板(1)を用意し、当該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して金属薄膜(110)を形成する金属薄膜形成工程と、
    前記金属薄膜形成工程の後、前記金属薄膜(110)にレーザ光照射を行ってレーザアニールを行うことで、オーミック電極からなる前記第1の電極(11)を形成する電極形成工程と、
    前記電極形成工程の後、ダイシング領域においてダイシングを行うことで前記第1の電極(11)が形成された前記半導体基板(1)をチップ単位に分割するダイシング工程と、を含み、
    前記電極形成工程では、前記金属薄膜(110)へのレーザ光照射を前記ダイシング工程におけるダイシング方向に対して傾斜させて行い、
    前記ダイシング工程では、前記レーザ光照射によるレーザ跡を跨ぐように前記ダイシングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 前記電極形成工程では、前記金属薄膜(110)へのレーザ光照射を前記ダイシング工程におけるダイシング方向に対して15〜75°傾斜させて行うことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 主表面(1a)および当該主表面の反対面である裏面(1b)を有する単結晶からなる半導体基板(1)と、該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して形成されるオーミック電極からなる第1の電極(11)と、前記半導体基板(2)の主表面(1a)に形成される第2の電極(10)と、を有する半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体基板(1)を用意し、当該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して金属薄膜(110)を形成する金属薄膜形成工程と、
    前記金属薄膜形成工程の後、前記金属薄膜(110)にレーザ光照射を行ってレーザアニールを行うことで、オーミック電極からなる前記第1の電極(11)を形成する電極形成工程と、
    前記電極形成工程の後、ダイシング領域においてダイシングを行うことで前記第1の電極(11)が形成された前記半導体基板(1)をチップ単位に分割するダイシング工程と、を含み、
    前記電極形成工程では、前記金属薄膜(110)へのレーザ光照射を少なくとも交差する二方向において行うことで、チップ内において交差する複数のレーザ跡を形成し、レーザ跡が形成されていない領域に残る凸部を分断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 主表面(1a)および当該主表面の反対面である裏面(1b)を有する単結晶からなる半導体基板(1)と、該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して形成されるオーミック電極からなる第1の電極(11)と、前記半導体基板(2)の主表面(1a)に形成される第2の電極(10)と、を有する半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体基板(1)を用意し、当該半導体基板(1)の裏面(1b)に対して金属薄膜(110)を形成する金属薄膜形成工程と、
    前記金属薄膜形成工程の後、前記金属薄膜(110)にレーザ光照射を行ってレーザアニールを行うことで、オーミック電極からなる前記第1の電極(11)を形成する電極形成工程と、
    前記電極形成工程の後、ダイシング領域においてダイシングを行うことで前記第1の電極(11)が形成された前記半導体基板(1)をチップ単位に分割するダイシング工程と、を含み、
    前記ダイシング工程では、前記ダイシング前に、前記第1の電極(11)に対して前記レーザ光照射によるレーザ跡とレーザ跡が形成されていない部分とによる凹凸の段差以上の厚みの接着層(112a)を有するダイシングテープ(112)を貼り付け、その後、前記ダイシングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 前記半導体基板(1)として炭化珪素半導体基板を用いることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
JP2011214899A 2011-09-29 2011-09-29 半導体装置の製造方法 Active JP5464192B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011214899A JP5464192B2 (ja) 2011-09-29 2011-09-29 半導体装置の製造方法
US13/626,072 US8728923B2 (en) 2011-09-29 2012-09-25 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011214899A JP5464192B2 (ja) 2011-09-29 2011-09-29 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013077593A JP2013077593A (ja) 2013-04-25
JP5464192B2 true JP5464192B2 (ja) 2014-04-09

Family

ID=48136300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011214899A Active JP5464192B2 (ja) 2011-09-29 2011-09-29 半導体装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8728923B2 (ja)
JP (1) JP5464192B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026068A1 (ja) * 2015-08-12 2017-02-16 新電元工業株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法及び炭化珪素半導体装置
JP6904122B2 (ja) * 2017-07-12 2021-07-14 株式会社デンソー 半導体装置の製造方法
JP6862381B2 (ja) * 2018-03-02 2021-04-21 株式会社東芝 半導体装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6194290B1 (en) * 1998-03-09 2001-02-27 Intersil Corporation Methods for making semiconductor devices by low temperature direct bonding
US6365942B1 (en) * 2000-12-06 2002-04-02 Fairchild Semiconductor Corporation MOS-gated power device with doped polysilicon body and process for forming same
US20050104072A1 (en) * 2003-08-14 2005-05-19 Slater David B.Jr. Localized annealing of metal-silicon carbide ohmic contacts and devices so formed
JP4525048B2 (ja) * 2003-10-22 2010-08-18 富士電機システムズ株式会社 半導体装置の製造方法
JP4838982B2 (ja) * 2004-01-30 2011-12-14 株式会社 日立ディスプレイズ レーザアニール方法およびレーザアニール装置
DE102005017814B4 (de) * 2004-04-19 2016-08-11 Denso Corporation Siliziumkarbid-Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
JP3910603B2 (ja) 2004-06-07 2007-04-25 株式会社東芝 熱処理装置、熱処理方法及び半導体装置の製造方法
EP2546865B1 (en) * 2005-09-16 2023-12-06 Wolfspeed, Inc. Methods of processing semiconductor wafers having silicon carbide power devices thereon
JP5560519B2 (ja) * 2006-04-11 2014-07-30 日産自動車株式会社 半導体装置及びその製造方法
DE102006050360B4 (de) * 2006-10-25 2014-05-15 Infineon Technologies Austria Ag Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Kontakts auf SiC
JP2008135611A (ja) 2006-11-29 2008-06-12 Denso Corp 半導体装置の製造方法
US9209281B2 (en) * 2007-04-23 2015-12-08 Infineon Technologies Ag Method of manufacturing a device by locally heating one or more metallization layers and by means of selective etching
JP4483900B2 (ja) * 2007-06-21 2010-06-16 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP2009054718A (ja) 2007-08-24 2009-03-12 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2009135453A (ja) * 2007-10-30 2009-06-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法、半導体装置及び電子機器
JP5503876B2 (ja) * 2008-01-24 2014-05-28 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体基板の製造方法
JP2010118573A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JP5436231B2 (ja) * 2009-01-16 2014-03-05 昭和電工株式会社 半導体素子の製造方法及び半導体素子、並びに半導体装置
JP5431777B2 (ja) * 2009-04-20 2014-03-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP4858791B2 (ja) * 2009-05-22 2012-01-18 住友電気工業株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP4924690B2 (ja) * 2009-10-20 2012-04-25 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP5543758B2 (ja) * 2009-11-19 2014-07-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2011171551A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Toyota Motor Corp 半導体装置の製造方法
JP2011243859A (ja) * 2010-05-20 2011-12-01 Renesas Electronics Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2012004185A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Denso Corp 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP2012069798A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Toyota Motor Corp 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013077593A (ja) 2013-04-25
US20130102127A1 (en) 2013-04-25
US8728923B2 (en) 2014-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8912623B2 (en) Fast recovery diode
JP2006269720A (ja) 半導体素子及びその製造方法
JP5809596B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP7243744B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP6399228B2 (ja) 半導体装置
JP2020077674A (ja) 半導体装置および製造方法
US20160027867A1 (en) Semiconductor device
JP5464192B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP5533202B2 (ja) 絶縁ゲート型半導体装置及びその製造方法
JP6911373B2 (ja) 半導体装置
JP2011071161A (ja) 半導体素子及びその製造方法
JP6068918B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPWO2020217683A1 (ja) 半導体装置および製造方法
JP2014241345A (ja) 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP2014187200A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2017055046A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2019102773A (ja) 半導体装置の製造方法
JP6102171B2 (ja) 炭化珪素mos型半導体装置の製造方法
JP2010171259A (ja) 半導体装置の製造方法
JP6953876B2 (ja) 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法
JP2017135273A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2015002259A (ja) 炭化ケイ素半導体装置及び炭化ケイ素半導体装置の製造方法
JP6309211B2 (ja) 炭化ケイ素半導体装置
JP2019033128A (ja) 半導体装置の製造方法
EP3142143A1 (en) Method for manufacturing a power semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131008

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140106

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5464192

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250