JPWO2013021786A1 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態における半導体装置100の構成を示す断面図である。半導体装置100は、本発明の第1の実施の形態の半導体装置の製造方法によって製造される。半導体装置100は、炭化珪素半導体素子(以下、単に「半導体素子」という場合がある)1を備える。本実施の形態では、半導体素子1は、炭化珪素(SiC)を用いたショットキバリアダイオード(Schottky Barrier Diode;略称:SBD)である。SBDでは、金属と半導体との接触が大きな役割を果たす。
(B)YLFレーザ素子のレーザ光。
(C)YVO4レーザ素子のレーザ光のうち、(a)波長が1064nmである基本波、(b)波長が532nmである2倍波、(c)波長が355nmである3倍波、(d)波長が266nmである4倍波。
(D)ArFエキシマレーザ素子の波長が193nmであるレーザ光。
(E)KrFエキシマレーザ素子の波長が248nmであるレーザ光。
(F)XeClエキシマレーザ素子の波長が308nmであるレーザ光。
(G)XeFエキシマレーザ素子の波長が351nmであるレーザ光。
次に、本発明の第2の実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態の半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成は、SiC基板11の厚みが異なること以外は、前述の図1に示す第1の実施の形態の半導体装置100と同一であるので、対応する部分には同一の参照符を付して、図示および説明を省略する。
y=0.0347x2−0.8212x+21.286 …(4)
y≦0.0347x2−0.8212x+21.286 …(5)
前述の第2の実施の形態では、薄板化したSiC基板11について、図1に示すような半導体装置の製造方法について説明した。前述のように、金属ナノ粒子21によって形成されるナノ粒子薄膜22が厚いと、レーザ光を照射した後に形成される合金層の厚みが大きくなり、合金層の応力が大きくなる。これによって、SiC基板11の反りが増大する。また、SiC基板11として円板状のウエハを用いた場合、ウエハの割れが発生することがある。
図11は、本発明の第4の実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面加工工程の手順を示すフローチャートである。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図11に示す裏面加工工程を備えること以外は、前述の第2の実施の形態と同様であるので、同様の工程については説明を省略する。
z≦(0.0347x2−0.8212x+21.286) …(6)
図1は、参考形態における半導体装置100の構成を示す断面図である。半導体装置100は、参考形態の半導体装置の製造方法によって製造される。半導体装置100は、炭化珪素半導体素子(以下、単に「半導体素子」という場合がある)1を備える。本参考形態では、半導体素子1は、炭化珪素(SiC)を用いたショットキバリアダイオード(Schottky Barrier Diode;略称:SBD)である。SBDでは、金属と半導体との接触が大きな役割を果たす。
次に、本発明の第1の実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態の半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成は、SiC基板11の厚みが異なること以外は、前述の図1に示す参考形態の半導体装置100と同一であるので、対応する部分には同一の参照符を付して、図示および説明を省略する。
前述の第1の実施の形態では、薄板化したSiC基板11について、図1に示すような半導体装置の製造方法について説明した。前述のように、金属ナノ粒子21によって形成されるナノ粒子薄膜22が厚いと、レーザ光を照射した後に形成される合金層の厚みが大きくなり、合金層の応力が大きくなる。これによって、SiC基板11の反りが増大する。また、SiC基板11として円板状のウエハを用いた場合、ウエハの割れが発生することがある。
図11は、本発明の第3の実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面加工工程の手順を示すフローチャートである。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図11に示す裏面加工工程を備えること以外は、前述の第1の実施の形態と同様であるので、同様の工程については説明を省略する。
Claims (12)
- 炭化珪素基板(11,41)の厚み方向の一表面上に、金属ナノ粒子(21)によって、金属薄膜であるナノ粒子薄膜(22)を形成するナノ薄膜形成工程と、
前記ナノ薄膜形成工程で形成された前記ナノ粒子薄膜(22)にレーザ光を照射することによってオーミック電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記金属ナノ粒子(21)の粒径は、1nm以上100nm以下であ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。
- 前記ナノ粒子薄膜(22)の膜厚は、10nm以上500nm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ナノ薄膜形成工程の前に、
前記炭化珪素基板(11,41)を、板厚が200μm以下になるように薄板化する薄板化工程を備え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。 - 前記薄板化工程では、前記炭化珪素基板(11,41)の厚み方向の一表面を、算術平均粗さRaが10nm以下になるように研削することによって、前記炭化珪素基板(11,41)を薄板化し、
前記ナノ薄膜形成工程では、前記炭化珪素基板(11,41)の厚み方向の一表面であって前記薄板化工程で研削された表面上に、前記ナノ粒子薄膜(22)を形成することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記薄板化工程では、
前記炭化珪素基板(11,41)の厚み方向の一表面を、平均砥粒径が20μm以下である砥石で研削することによって、前記算術平均粗さRaが10nm以下になるように研削することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記ナノ粒子薄膜(22)の膜厚をy(nm)とし、前記炭化珪素基板(11,41)の板厚をx(μm)としたとき、以下の関係式:
y≦(0.0347x2−0.8212x+21.286)
を満足することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記金属ナノ粒子(21)の材料は、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、モリブデン(Mo)およびタングステン(W)から選ばれる1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1または4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ナノ薄膜形成工程は、
前記炭化珪素基板(11,41)の厚み方向の一表面上に、前記金属ナノ粒子(21)を含む溶媒を塗布する塗布段階と、
前記塗布段階で塗布された前記金属ナノ粒子(21)を焼結させることによって、前記ナノ粒子薄膜(22)を形成する焼結段階とを備えることを特徴とする請求項1または4に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記金属ナノ粒子(21)は、粒径分布のピークを2つ以上有し、前記粒径分布のピークのうち、少なくとも1つは、1nm以上50nm未満の粒径の範囲内に存在し、かつ他の少なくとも1つは、50nm以上100nm未満の粒径の範囲内に存在することを特徴とする請求項1または4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ナノ薄膜形成工程の前に、前記炭化珪素基板(41)の厚み方向の一表面に、前記ナノ粒子薄膜(22)の下地となる金属薄膜である下地金属薄膜(61)を、スパッタまたは蒸着によって成膜する成膜工程を備え、
前記ナノ薄膜形成工程では、前記成膜工程で成膜された前記下地金属薄膜(61)の厚み方向の一表面上に、前記ナノ粒子薄膜(22)を形成することを特徴とする請求項1または4に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記下地金属薄膜(61)の膜厚は、1nm以上50nm以下であり、
前記ナノ粒子薄膜(22)の膜厚と前記下地金属薄膜(61)の膜厚との合計をz(nm)とし、前記炭化珪素基板(41)の板厚をx(μm)としたとき、以下の関係式:
z≦(0.0347x2−0.8212x+21.286)
を満足することを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
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