JP6963195B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る半導体素子の製造方法は、第1ウェーハ10上に窒化物半導体からなる半導体層20を形成する工程(ステップS2)と、第1ウェーハ10に、半導体層20を介して、第2ウェーハ30を貼り合わせる工程(ステップS3)と、を備える。
図1は、本実施形態に係る半導体素子の製造方法を示すフローチャートである。
先ず、図1のステップS1に示すように、第1ウェーハ10を準備する。
図2Aは、本実施形態の第1ウェーハ10を示す平面図である。
図2Bは、図2Aに示す第1方向V1に沿った部分端面図である。
図2Cは、図2Aに示す第2方向V2に沿った部分端面図である。
次に、図1のステップS2に示すように、第1ウェーハ10上に窒化物半導体からなる半導体層20を形成する。
図3Bは、図3Aに示す第1方向V1に沿った部分端面図である。
図3Cは、図3Aに示す第2方向V2に沿った部分端面図である。
図4Aは、半導体層20の結晶方位を示す平面図である。
図4Bは、六方晶構造をした半導体層20の結晶方位を示す斜視図である。
次に、図1のステップS3に示すように、第1ウェーハ10に、半導体層20を介して、第2ウェーハ30を貼り合わせる。第2ウェーハ30は、例えば、シリコンウェーハである。
図6Aは、本実施形態における第1ウェーハ10、半導体層20及び第2ウェーハ30を示す平面図である。
図6Bは、図6Aに示す第1方向V1に沿った部分端面図である。
図6Cは、図6Aに示す第2方向V2に沿った部分端面図である。
本実施形態に係る半導体素子の製造方法においては、第1ウェーハ10の上面15に第1領域11と第2領域12を設ける。これにより、上面15上に半導体層20を形成したときに、半導体層20の端部は第2領域12に形成される。第1領域11と第2領域12との間には段差16が形成されているため、半導体層20の端部において発生したクラックは、段差16によって進行を阻止されて、半導体層20における第1領域11に形成された部分には進入しにくい。これにより、半導体層20におけるクラック密度を低減し、半導体素子を歩留まり良く形成することができる。
したがって、本実施形態によれば、半導体素子の歩留まりを向上させるとともに、工程を安定して行うことができるため、半導体素子の生産性が向上する。
次に、比較例について説明する。
図7Aは、本比較例に係る半導体素子の製造方法を示す平面図である。
図7Bは、本比較例に係る半導体素子の製造方法を示す部分端面図である。
次に、参考例について説明する。
図8Aは、本参考例に係る半導体素子の製造方法を示す平面図である。
図8Bは、本参考例に係る半導体素子の製造方法を示す部分端面図である。
次に、試験例について説明する。
図9Aは、本試験例における第1ウェーハ110及び半導体層120を示す平面図である。
図9Bは、横軸に半径方向の位置をとり、縦軸に半導体層120の上面の高さをとって、図9Aに示す線分A−A’に沿った半導体層120の形状を示すグラフである。
図9Cは、横軸に角度θをとり、縦軸に凸量Hをとって、図9Aに示す円Bに沿った半導体層120の形状を示すグラフである。
図9Cに示すように、半導体層120の端部の膜厚には角度依存性があり、中心Cから見て、第2方向V2に位置する部分では凸量Hが1.5〜3μm程度であり、第1方向V1に位置する部分では凸量Hは4〜5μm程度であった。すなわち、第1方向V1側の端部は、第2方向V2側の端部よりも厚くなった。
11:第1領域
12:第2領域
13:円形部分
14:延出部
15:上面
16:段差
17:端縁
18:ベベル部
19:オリエンテーションフラット
20:半導体層
20a:厚膜部分
30:第2ウェーハ
31:下面
32:平坦部
33:傾斜部
35:上面
36:平坦部
37:傾斜部
110:第1ウェーハ
115:上面
120:半導体層
120a:厚膜部分
121:クラック
210:第1ウェーハ
211:第1領域
212:第2領域
215:上面
216:段差
220:半導体層
220a:厚膜部分
C:第1ウェーハの中心
D1:第1距離
D2:第2距離
G:段差16の高さ
H:凸量
V1:第1方向
V2:第2方向
t1、t2:膜厚
θ:角度
Claims (4)
- サファイアからなる第1ウェーハ上に窒化物半導体からなる半導体層をエピタキシャル成長により形成する工程と、
前記第1ウェーハに、前記半導体層を介して、第2ウェーハを貼り合わせる工程と、
を備え、
前記第1ウェーハの上面は、第1領域と、前記第1領域の周囲に設けられ、前記第1領域よりも低い位置にある第2領域と、を含み、
前記第1ウェーハの上面視において、前記第1ウェーハの中心を通り、かつ前記半導体層のm軸に平行な第1方向における前記第1ウェーハの端縁と前記第1領域との第1距離は、前記第1ウェーハの中心を通り、かつ前記半導体層のa軸に平行な第2方向における前記第1ウェーハの端縁と前記第1領域との第2距離よりも短く、
前記第2ウェーハの下面は、平坦部と、前記平坦部の周囲に設けられ、前記平坦部から上面に向かって傾斜した傾斜部と、を含み、
前記第2ウェーハを貼り合わせる工程において、前記第1領域に形成された前記半導体層のうち前記第1方向に位置する端部を、前記第2ウェーハの前記傾斜部に対向させて貼り合わせる半導体素子の製造方法。 - 前記第1領域の前記半導体層における前記第1方向に位置する端縁の膜厚は、前記第1領域の前記半導体層における前記第2方向に位置する端縁の膜厚よりも厚い請求項1記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第2領域は前記第1領域よりも2μm以上低い位置にある請求項1または2に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記第2距離は、1mm以上10mm以下である請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体素子の製造方法。
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