JPWO2017098659A1 - 炭化珪素半導体装置の製造方法、半導体基体の製造方法、炭化珪素半導体装置及び炭化珪素半導体装置の製造装置 - Google Patents
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Abstract
炭化珪素半導体装置(100)の製造方法は、炭化珪素ウエハ(10)の表面側に表面電極(30)を形成する工程と、炭化珪素ウエハ(10)を裏面側から薄くして、炭化珪素ウエハ(10)を薄板化する工程と、薄板化された炭化珪素ウエハ(10)の裏面に金属層(21)を設ける工程と、炭化珪素ウエハ(10)及び金属層(21)が平坦化するように外力を加えた状態で、金属層(21)にレーザ光を照射して炭化珪素ウエハ(10)中の炭素と反応したカーバイド層(20)を金属層(21)の裏面側に形成する工程と、カーバイド層(20)の裏面側に裏面電極(40)を形成する工程と、を備える。
Description
本発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法、半導体基体の製造方法、炭化珪素半導体装置及び炭化珪素半導体装置の製造装置に関する。
従来から炭化珪素半導体素子を薄くするために炭化珪素ウエハを薄くすること(薄板化)が試みられている。炭化珪素ウエハを薄くする際には、例えば研削する手法が用いられる。他方、炭化珪素ウエハを薄くすると反りが発生することがある。このような反りを解消する手法としては、例えばWO2012/049792号公報(段落[0038])において、以下のような手法が提案されている。(1)薄板化を行った後で裏面にNi膜を成膜し、このNi膜にレーザアニールを行うことで、シリサイド層を形成する。(2)このように基板(ウエハ)を薄板化することで大きな反りが発生するが、薄板化後に研削面に形成した加工変質層の少なくとも一部を除去(表面処理)することで基板(ウエハ)の反り量を調節する。
本発明は、薄板化された炭化珪素ウエハにおいて、従来のWO2012/049792号公報とは異なり加工変質層を除去することなく簡便な手法で反りをなくす又は反りを小さくする炭化珪素半導体装置の製造方法、半導体基体の製造方法、炭化珪素半導体装置及び炭化珪素半導体装置の製造装置を提供する。
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法は、
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する工程と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する工程と、
を備える。
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する工程と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する工程と、
を備える。
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の高い高密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部が形成されてもよい。
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の高い高密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部が形成されてもよい。
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部が形成されてもよい。
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部が形成されてもよい。
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記レーザ光は第一方向に沿って照射され、
前記第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、間隔をあけた別の位置から前記第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われてもよい。
前記レーザ光は第一方向に沿って照射され、
前記第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、間隔をあけた別の位置から前記第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われてもよい。
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記外力は真空吸着部による吸着力又は前記レーザ光を透過する部材で形成された押圧部による押圧力によってもよい。
前記外力は真空吸着部による吸着力又は前記レーザ光を透過する部材で形成された押圧部による押圧力によってもよい。
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記金属層の材料は、チタン、モリブデン、又は、チタン及びモリブデンであってもよい。
前記金属層の材料は、チタン、モリブデン、又は、チタン及びモリブデンであってもよい。
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記レーザ光はグリーンレーザであってもよい。
前記レーザ光はグリーンレーザであってもよい。
本発明による半導体基体の製造方法は、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
を備える。
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
を備える。
本発明による炭化珪素半導体装置は、
炭化珪素ウエハと、
前記炭化珪素ウエハの表面側に設けられた表面電極と、
前記炭化珪素ウエハの薄板化された後の裏面に設けられたカーバイド層と、
前記カーバイド層の裏面側に設けられた裏面電極と、を備え、
前記カーバイド層は、カーバイド密度の高い高密度部と、カーバイド密度の低い低密度部とを有し、
前記カーバイド層の面内方向であって異なる2方向に沿って前記高密度部が設けられている。
炭化珪素ウエハと、
前記炭化珪素ウエハの表面側に設けられた表面電極と、
前記炭化珪素ウエハの薄板化された後の裏面に設けられたカーバイド層と、
前記カーバイド層の裏面側に設けられた裏面電極と、を備え、
前記カーバイド層は、カーバイド密度の高い高密度部と、カーバイド密度の低い低密度部とを有し、
前記カーバイド層の面内方向であって異なる2方向に沿って前記高密度部が設けられている。
本発明による炭化珪素半導体装置の製造装置は、
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する第一電極形成部と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する薄板加工部と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける金属層形成部と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加える外力付与部と、
前記外力付与部によって外力が付与された状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成するレーザ光照射部と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する第二電極形成部と、
を備える。
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する第一電極形成部と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する薄板加工部と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける金属層形成部と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加える外力付与部と、
前記外力付与部によって外力が付与された状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成するレーザ光照射部と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する第二電極形成部と、
を備える。
本発明によれば、炭化珪素ウエハ及び金属層が平坦化するように外力を加えつつ、金属層にレーザ光を照射してシリサイド層ではなくカーバイド層を形成することで、薄板化された炭化珪素ウエハの反りをなくす又は反りを小さくすることができる。このため、WO2012/049792号公報で提供される従来の手法とは異なり、加工変質層を除去することなく簡便な手法によって、薄板化された炭化珪素ウエハの反りをなくす又は小さくすることができる。
第1の実施の形態
《構成》
本実施の形態における炭化珪素半導体装置の製造方法は、図1に示すように、炭化珪素ウエハ10の表面側に金属等からなる表面電極30を形成する工程(表面電極形成工程S15、図4(b)参照)と、炭化珪素ウエハ10を裏面側から薄くして、炭化珪素ウエハ10を薄板化する工程(薄板化工程S16)と、を有している。図4(a)で準備される炭化珪素ウエハ10は、例えば、炭化ケイ素基板11と、炭化ケイ素基板11上に例えばエピタキシャル成長によって形成された炭化ケイ素層12とを有している。
《構成》
本実施の形態における炭化珪素半導体装置の製造方法は、図1に示すように、炭化珪素ウエハ10の表面側に金属等からなる表面電極30を形成する工程(表面電極形成工程S15、図4(b)参照)と、炭化珪素ウエハ10を裏面側から薄くして、炭化珪素ウエハ10を薄板化する工程(薄板化工程S16)と、を有している。図4(a)で準備される炭化珪素ウエハ10は、例えば、炭化ケイ素基板11と、炭化ケイ素基板11上に例えばエピタキシャル成長によって形成された炭化ケイ素層12とを有している。
図1に示すように、炭化珪素半導体装置100の製造方法は、カーバイド層20を形成する工程(カーバイド層形成工程S20)を有している。このカーバイド層形成工程S20は、図2に示すように、薄板化された炭化珪素ウエハ10の裏面に金属層21を設ける工程(金属層形成工程S25、図4(c)参照)と、炭化珪素ウエハ10及び金属層21が平坦化するように外力を加えた状態で、金属層21にレーザ光を照射して炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層20を金属層21の裏面側に形成する工程(レーザ照射工程S26、図4(d)参照)と、を有している。
本実施の形態では、金属層21の全てがカーバイド層20に変わった態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、例えば金属層21の裏面側の部分(図4(c)の金属層21のうち下側の部分)だけがカーバイド層20となり、金属層21の表面側の部分(図4(c)の金属層21のうち上側の部分)は金属層21のままとなっていてもよい。但し、金属層21の全てをカーバイド層20とすることで、薄板化された炭化珪素ウエハ10(又は後述する表面電極付き炭化珪素基体51)の反りをより確実に抑えることはできる。また、反りをより確実に抑える効果を得る観点からは、面内方向において部分的にカーバイド層20とするのではなく、金属層21の面全体をカーバイド層20とする方がよい。
図1に示すように、炭化珪素半導体装置100の製造方法は、カーバイド層20の裏面側に金属等からなる裏面電極40を形成する工程(裏面電極形成工程S31、図4(e)参照)を有している。本実施の形態では、一例として、表面電極形成工程S15、薄板化工程S16、金属層形成工程S25、レーザ照射工程S26及び裏面電極形成工程S31を順に形成する態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、これらの工程の順番は適宜変更することができる。但し、表面電極形成工程S15を薄板化工程S16よりも先に行うことで、薄板化工程S16で発生する炭化珪素ウエハ10の反りを抑えることができるので、この観点からは表面電極形成工程S15を薄板化工程S16よりも先に行う方がよい。
図2に示すように、カーバイド層形成工程S20は、薄板化工程S16を経た炭化珪素ウエハ10の少なくとも裏面を洗浄する工程(第一洗浄工程S21)と、第一洗浄工程S21を経た炭化珪素ウエハ10の乾燥を行う工程(第一乾燥工程S22)と、を有している。また、カーバイド層形成工程S20は、レーザ照射工程S26を経てカーバイド層20が形成された炭化珪素基体50を洗浄する工程(第二洗浄工程S28)と、第二洗浄工程S28を経た炭化珪素ウエハ10の乾燥を行う工程(第二乾燥工程S29)と、を有している。第一乾燥工程S22及び第二乾燥工程S29は、炭化珪素ウエハ10又は炭化珪素基体50を回転させて乾燥させる態様(スピンドライ)を採用してもよい。なお、本実施の形態において「炭化珪素基体50」とは、炭化珪素ウエハ10の裏面側にカーバイド層20が形成されたものを意味している(図3参照)。本実施の形態では、炭化珪素ウエハ10、カーバイド層20及び表面電極30を含んだものを表面電極付き炭化珪素基体51として示す(図4(d)参照)。
一般的には、薄板化工程S16によって炭化珪素ウエハ10が薄くなることで、炭化珪素ウエハ10に反りが発生する。一例としては、この際に100μm以上の反りが発生する。また、カーバイド層形成工程S20におけるレーザ照射工程S26は、例えば、真空条件下、かつ、1000℃の温度の下で行われてもよい。
その他、本実施の形態における炭化珪素半導体装置100の製造方法は、図1に示すように、アライメントマークを形成する工程(アライメントマーク形成工程S11)と、ガードリングを形成する工程(ガードリング形成工程S12)と、不純物を活性化する工程(不純物活性化工程S13)と、パッシベーション膜を形成する工程(パッシベーション膜形成工程S14)と、を有している。これらの工程は、一例として、前述した表面電極形成工程S15に先立ち行われる。また、本実施の形態における炭化珪素半導体装置100の製造方法は、裏面電極形成工程S31の後に、電気的な特性をプローバで測定する工程(プローバ測定工程S32)と、炭化珪素基体50をダイシングする工程(ダイシング工程)と、炭化珪素基体50の表面に実装する(実装工程)と、を有している。なお、図1では、ダイシング工程及び実装工程をまとめて「S33」として示している。
金属層21を設ける際には、様々な方法を採用することができ、例えば蒸着やスパッタによって金属層21を設けることができる。なお、設けられる金属層21の厚みは、一例として、50〜500nm程度である。
カーバイド層形成工程S20においては、図7に示すように、既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射されてもよい。そして、図8(a)に示すように、レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の高い高密度部110が形成され、レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部120が形成されてもよい。逆に、図8(b)に示すように、レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部121が形成され、レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部111が形成されてもよい。レーザ光が照射された箇所が重複することで高密度部が形成されるか又は低密度部が形成されるかは、層を構成する材料、照射されるレーザ光の強度、カーバイド層20を形成する際の雰囲気(ガス雰囲気、圧力、温度等)等の要素によって決定される。
図6に示すように、カーバイド層形成工程S20において、レーザ光は第一方向に沿って照射されてもよい。図6における「上下方向」が第一方向となる。そして、第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、移動間隔Gをあけた別の位置から第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われてもよい。「第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了する」とは、ウエハのある一端から第一方向に沿ってレーザ光を照射した場合において、他端までレーザ光を照射したときのことを意味する。上記「移動間隔G」は適宜決定することができ、例えば、ウエハの直径の1/4〜1/100の間隔であってもよい。
移動間隔Gだけずれてレーザ光を照射することが第一方向に直交する第二方向において一端から他端まで終了すると(図6における「1周期目」が終了すると)、次の周期(図6における「2周期目」)におけるレーザ光照射が行われる。この際、前回の周期目(1周期目)においてレーザ光が照射された部分の間(例えば中間位置)でレーザ光が照射されてもよいし(図6参照)、前回の周期目(1周期目)においてレーザ光が照射された部分に重複するようにしてレーザ光が照射されてもよい(図7参照)。
カーバイド層形成工程S20で加えられる外力は、図5に示すような真空吸着部270による吸着力によって与えられてもよい。真空吸着部270による吸着は、例えば30cmHg以上とすることができ、一例としては、30cmHg以上60cmcmHg以下とすることできる。
図5に示すように、真空吸着部270は、表面電極付き炭化珪素基体51を支持するとともに、表面に複数の吸引穴273が設けられた載置台271と、載置台271に載置された炭化珪素ウエハ10に対して吸引穴273を介して吸引力を付与するための吸引ポンプ等からなる吸引部272と、を有している。図5では示されていないが、吸引部272からの吸引力を吸引穴273に伝えるために、載置台271は内空形状となった内空部を有している。複数の吸引穴273は、第一方向に沿って直線状に連続して設けられてもよいし、第一方向に直交する第二方向に沿って直線状に連続して設けられてもよい。また、複数の吸引穴273は、直線状には設けられず、載置台271の表面に同心円状に均等な間隔で載置されてもよい。第一方向に沿って直線状に連続して設けられる場合には、上記「移動間隔G」に対応した間隔、例えば「移動間隔G」の0.5倍〜2倍の間隔で並行して、複数の吸引穴273が連続的に設けられてもよい。
金属層形成工程S25で形成される金属層21は、チタン、モリブデン等を含む層としてもよい。この金属層21は、チタンのみ、モリブデンのみ、又は、チタン及びモリブデンのみからなってもよい。「チタンのみ」というのは、チタン以外にも不純物レベルで別の成分を含む場合も意味する。同様に、「モリブデンのみ」というのは、モリブデン以外にも不純物レベルで別の成分を含む場合も意味する。金属層21としてチタンのみを用いた場合にはカーバイド層20はチタンカーバイドから形成され、金属層21としてモリブデンのみを用いた場合にはカーバイド層20はモリブデンカーバイドから形成される。
カーバイド層形成工程S20で用いられるレーザ光としてはグリーンレーザを用いてもよい。レーザ光の出力は10kHZで0.5W以上とすることができ、例えば0.5W以上1.0W以下とすることができる。レーザ総エネルギー量は、例えば0.7J/cm2以上とすることができ、例えば0.7J/cm2以上1.4J/cm2以下とすることができる。レーザスキャン速度は、例えば200mm/sec以上とすることができ、例えば200mm/sec以上300mm/sec以下とすることができる。
本実施の形態による炭化珪素半導体装置100の製造方法によって製造された炭化珪素半導体装置100は、図3に示すように、炭化珪素ウエハ10と、炭化珪素ウエハ10の表面側に設けられた表面電極30と、炭化珪素ウエハ10の薄板化された後の裏面に設けられたカーバイド層20と、カーバイド層20の裏面側に設けられた裏面電極40と、を備えてもよい。そして、カーバイド層20は、図9に示すように、カーバイド密度の高い高密度部115と、カーバイド密度の低い低密度部125とを有してもよい。さらに、カーバイド層20の面内方向であって異なる2方向に沿って高密度部115が設けられてもよい。異なる2方向とは、一例として図9に示すように、炭化珪素ウエハ10の面内において直交する2方向を挙げることができる。このように格子状に高密度部115が形成されることで、薄板化された炭化珪素ウエハ10(又は表面電極付き炭化珪素基体51)の反りをより確実に抑えることはできる。
本実施の形態による炭化珪素半導体装置100の製造方法で用いられる製造装置200としては、一例として図10のブロック図で示されるように、炭化珪素ウエハ10の表面側に表面電極30を形成する第一電極形成部210と、炭化珪素ウエハ10を裏面側から薄くして炭化珪素ウエハ10を薄板化する薄板加工部230と、薄板化された炭化珪素ウエハ10の裏面に金属層21を設ける金属層形成部250と、炭化珪素ウエハ10及び金属層21が平坦化するように外力を加える外力付与部(本実施の形態では真空吸着部270)と、外力付与部によって外力が付与された状態で、金属層21にレーザ光を照射して炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層20を金属層21の裏面側に形成するレーザ光照射部260と、カーバイド層20の裏面側に裏面電極40を形成する第二電極形成部220と、を有するものを用いることができる。本実施の形態では、表面電極付き炭化珪素基体51に外力付与部によって外力が付与されることで、炭化珪素ウエハ10に対して外力が付与されることになる。
図10のブロック図に示すように、製造装置200は、図2に示した第一乾燥工程S22及び第二乾燥工程S29を行う乾燥部281と、図2に示した第一洗浄工程S21及び第二洗浄工程S28を行う洗浄部282とを有してもよい。
第一電極形成部210及び第二電極形成部220としては、電極を形成する装置として既に知られている物を用いることができる。第一電極形成部210と第二電極形成部220とは別の装置であってもよいし、同じ装置であってもよい。
薄板加工部230としては、例えば、炭化珪素ウエハ10を削って薄くする研削装置を用いてもよいし、化学反応を用いて炭化珪素ウエハ10を薄くする反応装置を用いてもよい。
金属層形成部250としては、例えば、金属層21を蒸着させる蒸着装置を用いてもよいし、金属層21をスパッタによって設けるスパッタ装置を用いてもよい。
外力付与部としては、前述した真空吸着部270、第2の実施の形態で用いる押圧部290等を用いることができる。乾燥部281としては、例えばスピンドライ装置等を用いることができる。洗浄部282としては、従前から知られているウエハ洗浄装置を用いることができる。
《作用・効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果について説明する。
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果について説明する。
本実施の形態によれば、炭化珪素ウエハ10及び金属層21が平坦化するように外力を加えつつ、金属層21にレーザ光を照射してシリサイド層ではなくカーバイド層20を形成することで、薄板化された炭化珪素ウエハ10の反りをなくす又は反りを小さくすることができる。このため、WO2012/049792号公報で提供される従来の手法とは異なり、加工変質層を除去することなく簡便な手法によって、薄板化された炭化珪素ウエハ10の反りをなくす又は小さくすることができる。
また、本実施の形態において、既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射される態様を採用した場合には、図8(a)に示すように、レーザ光が照射された箇所が重複することで高密度部を形成するとともに、レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部を形成したり、図8(b)に示すように、レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部を形成するとともに、レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部が形成したりすることができる。この結果、低密度部と高密度部とを炭化珪素ウエハ10の面内において一定のパターンで形成することができる(図9参照)。このような態様とすることで、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ10の反りをなくす又は小さくすることができる。
本実施の形態において、図6に示すように、第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、移動間隔Gをあけた別の位置から第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われる態様を採用した場合には、レーザ光の強度のゆれによる影響を小さくすることができ、カーバイド層20をより均一なものにすることができる。レーザ光を常に一定の強度で照射できない場合がある。このような場合であっても、この態様を採用する場合には、レーザ光の強度のゆれによる影響を小さくすることができる。その結果、炭化珪素ウエハ10に形成されるカーバイド層20の性質(厚み、密度等)をより均一なものとすることができ、ひいては、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ10の反りをなくす又は小さくすることができる。
図5に示すように、外力付与部として真空吸着部270を採用する場合には、均一に外力を付与することができる。また、レーザ光が照射される箇所に他の部材を位置づけないことから、当該「他の部材」による影響も受けない。したがって、均一な力で外力を付与しつつ、レーザ光の強度等を均一なものとして、カーバイド層20を形成することができる。このため、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ10の反りをなくす又は小さくすることができる。
金属層21としてチタン、モリブデンを用いることで、炭化珪素ウエハ10に確実にカーバイド層20を形成することができる。金属層21の材料として、チタンのみ、モリブデンのみ、又は、チタン及びモリブデンのみを用いた場合には、確実に純度の高いカーバイド層20を形成することができる。その結果、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ10の反りをなくす又は小さくすることができる。
レーザ光としてグリーンレーザを用いた場合には、レーザ光照射部260(図5参照)として安価な装置を採用することができる。このため、高価な導入コストや高価な維持コストをかけることなく、製品を製造することができる。
第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
第1の実施の形態では、カーバイド層形成工程S20で加えられる外力が真空吸着部270による吸着力によって与えられていた。これに対して、第2の実施の形態では、図11に示すように、レーザ光を透過する部材で形成された押圧部290による押圧力によって、カーバイド層形成工程S20で加えられる外力が与えられる態様となっている。本実施の形態では、真空吸着部270の代わりに押圧部290が用いられる態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、真空吸着部270とともに押圧部290が用いられてもよい。
本実施の形態の押圧部290は、レーザ光を透過する材料から形成されていればよい。押圧部290は、炭化珪素ウエハ10の概ね全体を押圧する態様となっていてもよいし、炭化珪素ウエハ10の一部のみ、例えば端部4点と中心部のみを押圧する態様となっていてもよい。押圧部290は、押圧力を付与する駆動部292と、駆動部292に連結され、駆動部からの押圧力を炭化珪素ウエハ10に伝える押圧体291とを有してもよい。図11に示すように、駆動部292は、載置台275に連結されるか載置台275内に設けられてもよい。そして、駆動部292が載置台275に向かって押圧体291を引き付けることで炭化珪素ウエハ10に対して押圧力を付与してもよい。駆動部292としては、例えば油圧式のものを用いることもできる。
第2の実施の形態において、その他の構成は、第1の実施の形態と略同一の態様となっている。
本実施の形態でも、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、外力付与部として押圧部290を採用しているので、物理的に炭化珪素ウエハ10を平坦なものとすることができる。このため、半ば強制的に炭化珪素ウエハ10を平坦な形状にしつつ、カーバイド層20を形成することができる。この結果、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ10の反りをなくす又は小さくすることができる。
最後になったが、上述した各実施の形態の記載、変形例の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。
10 炭化珪素ウエハ
20 カーバイド層
21 金属層
30 表面電極
40 裏面電極
100 炭化珪素半導体装置
110,111,115 高密度部
120,121,125 低密度部
200 炭化珪素半導体装置の製造装置
210 第一電極形成部
220 第二電極形成部
230 薄板加工部
250 金属層形成部
260 レーザ光照射部
270 真空吸着部
290 押圧部
20 カーバイド層
21 金属層
30 表面電極
40 裏面電極
100 炭化珪素半導体装置
110,111,115 高密度部
120,121,125 低密度部
200 炭化珪素半導体装置の製造装置
210 第一電極形成部
220 第二電極形成部
230 薄板加工部
250 金属層形成部
260 レーザ光照射部
270 真空吸着部
290 押圧部
Claims (10)
- 炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する工程と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の高い高密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部が形成されることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部が形成されることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 前記レーザ光は第一方向に沿って照射され、
前記第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、間隔をあけた別の位置から前記第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 前記外力は真空吸着部による吸着力又は前記レーザ光を透過する部材で形成された押圧部による押圧力によることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記金属層の材料は、チタン、モリブデン、又は、チタン及びモリブデンであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記レーザ光はグリーンレーザであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体基体の製造方法。 - 炭化珪素ウエハと、
前記炭化珪素ウエハの表面側に設けられた表面電極と、
前記炭化珪素ウエハの薄板化された後の裏面に設けられたカーバイド層と、
前記カーバイド層の裏面側に設けられた裏面電極と、を備え、
前記カーバイド層は、カーバイド密度の高い高密度部と、カーバイド密度の低い低密度部とを有し、
前記カーバイド層の面内方向であって異なる2方向に沿って前記高密度部が設けられていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。 - 炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する第一電極形成部と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する薄板加工部と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける金属層形成部と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加える外力付与部と、
前記外力付与部によって外力が付与された状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成するレーザ光照射部と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する第二電極形成部と、
を備えたことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造装置。
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