SE533082C2 - Process for producing silicon carbide semiconductor device - Google Patents
Process for producing silicon carbide semiconductor deviceInfo
- Publication number
- SE533082C2 SE533082C2 SE0900734A SE0900734A SE533082C2 SE 533082 C2 SE533082 C2 SE 533082C2 SE 0900734 A SE0900734 A SE 0900734A SE 0900734 A SE0900734 A SE 0900734A SE 533082 C2 SE533082 C2 SE 533082C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- epitaxial layer
- silicon carbide
- grinding
- carbide substrate
- sic substrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 73
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 18
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 17
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 98
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 54
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 52
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/02167—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon carbide not containing oxygen, e.g. SiC, SiC:H or silicon carbonitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/0445—Manufacture 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
- H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
- H01L21/2015—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate the substrate being of crystalline semiconductor material, e.g. lattice adaptation, heteroepitaxy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/314—Inorganic layers
- H01L21/3148—Silicon Carbide layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
25 30 35 533 082 2 vilket ett epitaxialt skikt kan utplanas parallellt med en fronyta hos ett SiC-substrat efter utfyllning av ett dike med det epitaxiala skiktet. 533 082 2 which an epitaxial layer can be flattened parallel to a fron surface of a SiC substrate after filling a ditch with the epitaxial layer.
Enligt en betraktelse av uppfinningen innefattar ett förfarande för framställning av en SiC-halvledaranordning ett steg för tillhandahållande av ett dike på en första yta av ett SiC- substrat, ett steg för bildande av ett epitaxialt skikt framställt av SiC på den första ytan av SiC-substratet för utfyllnad av diket och ett steg för utplaning av en yta av det epitaxiala skiktet genom avlägsnande av ett onödigt eller överflödigt parti eller del av det epitaxiala skiktet, så att endast en del av det epitaxiala skiktet utfyllt i diket återstår och frontytan av SiC-substratet exponeras. Utplaningssteget innefattar ett steg för pressning av ytan av det epitaxiala skiktet mot ett poleringsorgan genom anbringande av tryck mot en andra yta av SiC-substratet i ett variabelt tillstànd och avlägsnande av en framskjutande produkt som alstras på ytan av det epitaxiala skiktet under steget för bildande av det epitaxiala skiktet ' genom polering användande av den andra ytan av SiC-substratet såsom ett referensplan. ett steg för slipning av den andra ytan av SiC-substratet genom användning av ytan av det epitaxiala skiktet såsom ett referensplan efter avlägsnande av den framskjutande produkten från ytan från det epitaxiala skiktet, och ett steg för avlägsnande av det onödiga partiet av det epitaxiala skiktet genom slipning med användande av den andra ytan av SiC-substratet efter att ha blivit slipad såsom ett referensplan.According to a consideration of the invention, a method of manufacturing a SiC semiconductor device comprises a step of providing a ditch on a first surface of a SiC substrate, a step of forming an epitaxial layer made of SiC on the first surface of a SiC the substrate for filling the trench and a step for flattening a surface of the epitaxial layer by removing an unnecessary or superfluous portion or part of the epitaxial layer, so that only a part of the epitaxial layer filled in the trench remains and the front surface of the SiC the substrate is exposed. The flattening step comprises a step of pressing the surface of the epitaxial layer against a polishing means by applying pressure to a second surface of the SiC substrate in a variable state and removing a protruding product generated on the surface of the epitaxial layer during the step of forming the epitaxial layer 'by polishing using the second surface of the SiC substrate as a reference plane. a step of grinding the second surface of the SiC substrate by using the surface of the epitaxial layer as a reference plane after removing the protruding product from the surface of the epitaxial layer, and a step of removing the unnecessary portion of the epitaxial layer by grinding using the second surface of the SiC substrate after being ground as a reference plane.
I föreliggande förfarande kan det epitaxiala skiktet utplanas parallellt med den första ytan hos SiC-substratet.In the present method, the epitaxial layer can be flattened parallel to the first surface of the SiC substrate.
Ytterligare ändamål och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå tydigare av följande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer tillsammans med bifogade ritningar, på vilka FIG. 1 är en schematisk tvärsnittsvy visande användning av en poleringsapparat med luftkuddetryck i ett förfarande för framställning av en SiC-halvledaranordning enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning; FIG. 2A - FIG. 2C är schematiska tvärsnittsvyer visande respektive delar av en process för framställning av SiC-halvledaranordning; FIG. 3A och FIG. 3B är schematiska tvärsnittsvyer visande respektive delar av en framställningsprocess vid ett fall där en onödig del av ett epitaxialt skikt avlägsnas genom användning av poleringsapparaten; FIG. 4A - FIG. 4D är schematiska tvärsnittsvyer visande respektive delar av en process av framställning av en SiC-halvledaranordning enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning; FIG. 5A och FIG. 5B är schematiska tvärsnittsvyer visande respektive delar där en process visad i FIG. 4D genomförs på ett sådant sätt att en mest slipad del och en minst 10 15 20 25 30 35 533 082 3 slipad del när en bakre yta av ett SiC-substrat slipas under en process visad i FIG. 4C är anordnade vid respektive lika lägen; FIG. 6A och FIG. 68 är schematiska tvärsnittsvyer visande respektive delar där processen visad i FIG. 4D genomförs på ett sådant sätt att den mest slipade delen och den minst slipade delen när en bakre yta av ett SiC-substrat slipas under processen visas i FIG. 4C är anordnade vid respektive motsatta lägen; FIG. 7 är en schematisk tvärsnittsvy visande en del av en process för framställning av en SiC-halvledaranordning enligt ett exempel av den kända tekniken; FIG. 8A och FIG. 8B är schematiska tvärsnittsvyer visande respektive delar av en process för framställning av en SiC-halvledaranordning enligt ett annat exempel av den kända tekniken.Additional objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the use of an air cushion pressure polisher in a method of manufacturing a SiC semiconductor device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2A - FIG. 2C are schematic cross-sectional views showing respective parts of a process for manufacturing a SiC semiconductor device; FIG. 3A and FIG. 3B are schematic cross-sectional views showing respective parts of a manufacturing process in a case where an unnecessary part of an epitaxial layer is removed by using the polishing apparatus; FIG. 4A - FIG. 4D are schematic cross-sectional views showing respective parts of a process of manufacturing a SiC semiconductor device according to a second embodiment of the present invention; FIG. 5A and FIG. 5B are schematic cross-sectional views showing respective parts where a process shown in FIG. 4D is performed in such a way that a most ground part and a at least ground part when a rear surface of a SiC substrate is ground during a process shown in FIG. 4C are arranged at respective equal positions; FIG. 6A and FIG. 68 are schematic cross-sectional views showing respective parts where the process shown in FIG. 4D is performed in such a way that the most ground part and the least ground part when a rear surface of a SiC substrate is ground during the process are shown in FIG. 4C are arranged at respective opposite positions; FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a part of a process for manufacturing a SiC semiconductor device according to an example of the prior art; FIG. 8A and FIG. 8B are schematic cross-sectional views showing respective parts of a process for manufacturing a SiC semiconductor device according to another example of the prior art.
(Första utföringsform) En poleringsapparat 1 med luftkuddetryck använd i en utplaningsprocess hos ett förfarande för framställning av en SiC-halvledaranordning enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning kommer att beskrivas med hänvisning till FIG. 1.(First Embodiment) An air cushion pressure polishing apparatus 1 used in a planing process of a method of manufacturing a SiC semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
Poleringsapparaten 1 innefattar en polerduk 3, en luftkudde 4, en styrning 5 och en ram 6. Poleringsduken 3 används som ett poleringsorgan för polering av en yta av ett föremål 2 som ska poleras. Luftkudden 4 är anordnad att anbringa ett tryck på föremålet 2 för att pressa föremålet 2 mot poleringsduken 3. Styrningen 5 har en ihålig form och håller föremålet 2 i ett förutbestämt arrangerat läge. Ramen 6 håller styrningen 5 och luftkudden 4.The polishing apparatus 1 comprises a polishing cloth 3, an air cushion 4, a guide 5 and a frame 6. The polishing cloth 3 is used as a polishing means for polishing a surface of an object 2 to be polished. The air cushion 4 is arranged to apply a pressure to the object 2 to press the object 2 against the polishing cloth 3. The guide 5 has a hollow shape and keeps the object 2 in a predetermined arranged position. The frame 6 holds the guide 5 and the air cushion 4.
Poleringsapparaten 1 med ovan beskrivna konfiguration polerar föremålet 2 genom införande av gas i luftkudden 4 som visas genom pilen la. Föremålet 2 trycks mot poleringsduken 3 av ett gastryck i luftkudden 4. Ramen 6 och styrningen 5 roterar med avseende på poleringsduken 3 som visas genom pilen lb, medan ett slam innefattande diamantkorn tillförs mellan poleringsduken 3 och föremålet 2. Vid rådande tidpunkt kan föremålet 2 poleras i ett tillstånd där det arrangerade läget för föremålet 2 bibehålls vid det förutbestämda läget genom styrningen 5. Genom användning av en yta av föremålet 2 i kontakt med luftkudden 4 som ett referensplan, kan dessutom poleras den motsatta ytan av föremålet 2. Eftersom föremålet 2 är tryckpåverkat av luftkudden 4 är referensplanet variabelt.The polishing apparatus 1 with the above-described configuration polishes the object 2 by introducing gas into the air cushion 4 shown by the arrow 1a. The object 2 is pressed against the polishing cloth 3 by a gas pressure in the air cushion 4. The frame 6 and the guide 5 rotate with respect to the polishing cloth 3 shown by the arrow 1b, while a sludge comprising diamond grains is supplied between the polishing cloth 3 and the object 2. At the present time the object 2 can be polished in a state where the arranged position of the object 2 is maintained at the predetermined position by the guide 5. By using a surface of the object 2 in contact with the air cushion 4 as a reference plane, the opposite surface of the object 2 can also be polished. under the pressure of the airbag 4, the reference plane is variable.
Härefter kommer ett förfarande för framställning av SiC-halvledaranordning innefattande poleringsprocessen genom användning av poleringsapparaten 1 att beskrivas med hänvisning till FIG. 2A - FIG. 2C.Hereinafter, a method of manufacturing a SiC semiconductor device comprising the polishing process using the polishing apparatus 1 will be described with reference to FIG. 2A - FIG. 2C.
Först förbereds eller bereds ett SiC-substrat 10. En mask (ej visad) uppvisande öppningar vid delar där diken kommer att bildas anordnas vid frontytan av SiC-substratet 10.First, a SiC substrate 10 is prepared or prepared. A mask (not shown) having openings at portions where the ditches will be formed is provided at the front surface of the SiC substrate 10.
SiC-substratet 10 kan innefatta ett halvledarsubstrat hos vilket ett orenhetsskikt framställt av 10 15 20 25 30 35 533 082 4 SiC tillväxer epitaxialt på en yta såsom en basdel. Med masken genomförs en torretsning såsom RIE (Reactive lon Etching). Därigenom bildas diken 11 vilka vardera har ett djup av exempelvis 4 pm och en bredd av 2 um.The SiC substrate 10 may comprise a semiconductor substrate in which an impurity layer made of SiC grows epitaxially on a surface such as a base moiety. With the mask, a dry etching such as RIE (Reactive lon Etching) is performed. As a result, the ditches 11 are formed, each of which has a depth of, for example, 4 μm and a width of 2 μm.
Därefter bildas det epitaxiala skiktet 12 framställt av SiC genom ett CVD-förfarande, så att dikena 11 anordnade i SiC-substratet ifylls. Genom den epitaxiala tillväxten alstras på oväntat sätt en framskjutande produkt 13 uppvisande en dimension av mellan ett fåtal um och ett fåtal tiotals pm på en yta hos det epitaxiala skiktet 12. Det är svårt att helt hindra -alstrandet av den framskjutande produkten 13 i det konventionella förfarandet för epitaxial SiC-tillväxt. När det epitaxiala skiktet 12 framställs genom det epitaxiala tillväxten alstras oundvikligen den framskjutande produkten 13. Dessutom alstras på den bakre ytan av SiC- substratet 10 en bakytedeposition 14 uppvisande en tjocklek av ett fåtal pm vid ett periferiellt ändomràde av SiC-substratet 10. Bakytedepositionen 14 alstras eftersom källgas (source gas) som används under den epitaxiala tillväxten genom nämnda CVD strömmar mot den bakre ytan av SiC-substratet 10 och deponeras.Thereafter, the epitaxial layer 12 produced by SiC is formed by a CVD process, so that the ditches 11 arranged in the SiC substrate are filled. Due to the epitaxial growth, a protruding product 13 is unexpectedly generated having a dimension of between a few μm and a few tens of μm on a surface of the epitaxial layer 12. It is difficult to completely prevent the generation of the protruding product 13 in the conventional the process of epitaxial SiC growth. When the epitaxial layer 12 is produced by the epitaxial growth, the protruding product 13 is inevitably generated. is generated because source gas used during the epitaxial growth through said CVD flows towards the rear surface of the SiC substrate 10 and is deposited.
SiC-substratet 10, på vilket den framskjutande produkten 13 och bakytedepositionen 14 alstras, behandlas genom en utplaningsprocess under användning av poleringsapparaten 1 visad i FIG. 1 för avlägsnande av det onödiga partiet av det epitaxiala skiktet 12 skilt från den del av det epitaxiala skiktet 12 som utfylls i dikena 11.The SiC substrate 10, on which the protruding product 13 and the back surface deposition 14 are generated, is processed by a planing process using the polishing apparatus 1 shown in FIG. 1 for removing the unnecessary portion of the epitaxial layer 12 separate from the part of the epitaxial layer 12 which is filled in the ditches 11.
Speciellt poleras ytan av det epitaxiala skiktet 12 som bildas på frontytesidan av SiC-substratet 10. Vid denna tidpunkt används poleringsapparaten 1 med luftkuddetryck visad i FIG. 1 för polering. Som ovan beskrivits är ett referensplan variabelt i xpoleringsapparaten 1. Poleringen genomförs genom användning av poleringsduken 3 framställd av ett diamantark av typ #30000 med ett tryck av 5x102 Pa under exempelvis en minut. Därigenom poleras företrädesvis den framskjutande delen och därefter bildas en felfri (sound) yta hos det epitaxiala skiktet 12. Den felfria ytan hos det epitaxiala skiktet 12 kan utplanas parallellt med frontytan av SiC-substratet 10.In particular, the surface of the epitaxial layer 12 formed on the front surface side of the SiC substrate 10 is polished. At this time, the air cushion polisher 1 shown in FIG. 1 for polishing. As described above, a reference plane is variable in the polishing apparatus 1. The polishing is carried out by using the polishing cloth 3 made of a diamond sheet of type # 30000 with a pressure of 5x102 Pa for, for example, one minute. Thereby, the protruding part is preferably polished and then a flawless (sound) surface of the epitaxial layer 12 is formed. The flawless surface of the epitaxial layer 12 can be flattened parallel to the front surface of the SiC substrate 10.
Vid exempelvis ett poleringsförfarande där en polering genomförs vid ett tillstànd där den bakre ytan av föremålet 2 är fixerad, vid exempelvis en sockel eller piedestal genomförs poleringen med användning av den fixerade eller fasta ytan som ett referensplan. Den felfria ytan hos det epitaxiala skiktet 12 kan följaktligen inte överensstämma med den polerade ytan. I jämförelse med ett poleringsförfarande är den bakre ytan av föremålet 2 inte fixerad vid exempelvis en piedestal, såsom ett förfarande med luftkuddetryck, är poleringens referensplan variabelt under poleringen. Följaktligen kan den framskjutande produkten 13 företrädesvis poleras medan poleringsgraden hos en yta parallell med frontytan av SiC- substratet 10 minimeras, och slutligen tillhandhålls den felfria ytan utan den framskjutande produkten 13. 10 15 20 25 30 35 533 0852 5 Därefter anordnas, som visas i FIG. 2B, frontytesidan av det polerade epitaxiala skiktet 12 på ett sliparrangemang 21 i en slipapparat 20, och den bakre ytan av SiC- substratet 10 slipas genom användning av ytan av det epitaxiala skiktet 12 som referensplan.For example, in a polishing process where a polishing is performed in a state where the rear surface of the object 2 is axed, in the case of, for example, a base or pedestal, the polishing is performed using the axed or solid surface as a reference plane. Accordingly, the flawless surface of the epitaxial layer 12 may not conform to the polished surface. In comparison with a polishing method, the rear surface of the object 2 is not fixed to, for example, a pedestal, such as a method with air cushion pressure, the reference plane of the polishing is variable during the polishing. Accordingly, the protruding product 13 can be preferably polished while the degree of polishing of a surface parallel to the front surface of the SiC substrate 10 is minimized, and finally the defect-free surface is provided without the protruding product 13. Then arranged as shown in FIG. 2B, the front surface side of the polished epitaxial layer 12 on an abrasive arrangement 21 in an abrasive apparatus 20, and the rear surface of the SiC substrate 10 is ground using the surface of the epitaxial layer 12 as a reference plane.
Speciellt fasthàlls det epitaxiala skiktet 12 av den adsorptiva slipplattformen eller -ställningen eller sliparrangemanget (grinding stage) 21, och den bakre ytan av SiC-substratet 10 slipas av en diamantslipsten av typ #8000 eller #3000. Exempelvis genomförs slipningen med användning av en skälformad slipsten (whetstone) för mellan 5 pm och 10 pm tills hela den bakre ytan av SiC-substratet 10 blir en plan yta. Därigenom kan tillhandahållas den plana bakre ytan från vilken bakytedepositionen 14 har avlägsnats.In particular, the epitaxial layer 12 is held by the adsorptive grinding platform or stand or grinding stage 21, and the rear surface of the SiC substrate 10 is ground by a # 8000 or # 3000 diamond grindstone. For example, the grinding is performed using a whetstone for between 5 μm and 10 μm until the entire rear surface of the SiC substrate 10 becomes a flat surface. Thereby, the flat rear surface from which the rear surface deposition 14 has been removed can be provided.
Därefter, som visas i FlG. 2C, anordnas bakytesidan av SiC-substratet 10 på sliparrangemanget 21 och en slipning av frontytesidan av det epitaxiala skiktet 12 genomförs åter. Speciellt fasthålls den bakre ytan av SiC-substratet 10 av en absorptiv piedestal och .slipningen genomförs med användning av en diamantslipsten av typ #8000 eller #3000 på ett sätt liknande slipningen av den bakre ytan till ett förutbestämt läge (portion), exempelvis till ett främre ytläge hos SiC-substratet 10.Then, as shown in FlG. 2C, the back surface side of the SiC substrate 10 is arranged on the grinding arrangement 21 and a grinding of the front surface side of the epitaxial layer 12 is performed again. In particular, the rear surface of the SiC substrate 10 is held by an absorbent pedestal and the grinding is performed using a diamond grindstone of type # 8000 or # 3000 in a manner similar to the grinding of the rear surface to a predetermined position (portion), for example to a front surface position of the SiC substrate 10.
Denna process kan genomföras genom polering med användning av ovan beskrivna poleringsapparat 1 med luftkuddetryck istället för slipningen. Som visas i FIG. 3A genomförs emellertid poleringen av poleringsapparaten 10 genom användning av poleringsduken 3 och ett slam innefattande korn 7. När det epitaxiala skiktet 12 poleras med ett tryck som visas genom pilen llla i FlG. 3A, inträder kornen 7 i urtagspartier pà ytan av det epitaxiala skiktet 12 som sträcker sig över en dikesform och urtagspartierna poleras mer än övriga partier.This process can be carried out by polishing using the above-described polishing apparatus 1 with air cushion pressure instead of grinding. As shown in FIG. 3A, however, the polishing of the polishing apparatus 10 is performed by using the polishing cloth 3 and a sludge comprising grains 7. When the epitaxial layer 12 is polished with a pressure shown by the arrow 11a in F1G. 3A, the grains 7 enter recess portions on the surface of the epitaxial layer 12 extending over a ditch shape and the recess portions are polished more than other portions.
Följaktligen får ett dikesbildande parti en konkav form som visas genom den streckade linjen i lllb i FlG. SB, och ovan beskrivna process kan inte genomföras genom poleringen. Därför hindras, som beskrivits ovan, det dikesbildande partiet från att få en konkav form genom att bli utplanat genom slipningen i vilken endast en del i kontakt med slipstenen blir mekaniskt slipad.Consequently, a ditch-forming portion acquires a concave shape shown by the dashed line in lllb in F1G. SB, and the process described above can not be performed by polishing. Therefore, as described above, the ditch-forming portion is prevented from acquiring a concave shape by being flattened by the grinding in which only a part in contact with the grinding stone is mechanically ground.
Följande process är inte illustrerad. Efter formning eller bildning av ett I halvledarelement med användning av SiC-substratet 10 uppvisande dikena 11 fyllda med det epitaxiala skiktet 12 uppdelas halvledarelementet i halvledaranordningen framställd. mindre delar. Därigenom är SiC-substratet 10, som har dikena 11 fyllda med det epitaxiala skiktet 12 som beskrivits ovan, skärs längs ett tvärsnitt som sträcker sig genom dikena 11. Därefter mäts ett djup hos vart och ett av dikena 11, och en planvariation i djup hos dikena 11 inom en diameter av 2 tum uppmäts. och planvariationen befinns vara 0,5 pm. l ovan beskrivna tillverkningsförfarande för SiC-halvledaranordningen kan, efter fyllning av dikena 11 med det epitaxiala skiktet 12, det epitaxiala skiktet utplanas parallellt med frontytan av SiC-substratet 10. 10 15 20 25 30 35 533 D82 (Andra utföringsform) En andra utföringsform av föreliggande uppfinning kommer att beskrivas. Jämfört med den första utföringsformen hindrar föreliggande utföringsform den felfria ytan hos det felfria epitaxiala skiktet 12 fràn att blir skadad när den framskjutande produkten 13 avlägsnas. Resterande del av föreliggande utföringsform är lika med den hos den första utföringsformen. Därför kommer endast en del avvikande fràn den första utföringsformen att huvudsakligen beskrivas med hänvisning till FIG. 4A - FIG. 4D.The following process is not illustrated. After forming or forming a semiconductor element I using the SiC substrate 10 having the grooves 11 filled with the epitaxial layer 12, the semiconductor element is divided into the semiconductor device produced. smaller parts. Thereby, the SiC substrate 10, having the ditches 11 filled with the epitaxial layer 12 described above, is cut along a cross-section extending through the ditches 11. Then a depth of each of the ditches 11 is measured, and a plane variation in depth of the ditches 11 within a diameter of 2 inches are measured. and the plane variation is estimated to be 0.5 μm. In the above-described manufacturing method of the SiC semiconductor device, after filling the ditches 11 with the epitaxial layer 12, the epitaxial layer can be flattened parallel to the front surface of the SiC substrate 10. (Second embodiment) A second embodiment of the present invention will be described. Compared with the first embodiment, the present embodiment prevents the defect-free surface of the defect-free epitaxial layer 12 from being damaged when the protruding product 13 is removed. The remaining part of the present embodiment is equal to that of the first embodiment. Therefore, only a part deviating from the first embodiment will be mainly described with reference to FIG. 4A - FIG. 4D.
Först, under en process illustrerad i FIG. 4A, genomförs en process före genomförande av processen i FIG. 2A beskriven i den första utföringsformen, dvs. processen för tillhandahållande av dikena 11 i SiC-substratet 10 och fyllningen av dikena 11 med det epitaxiala skiktet 12. Dessutom bildas en skyddande film 30, framställd av exempelvis Si02 på ytan av det epitaxiala skiktet 12 genom CVD. Exempelvis kan den skyddande filmen 30 uppvisande en tjocklek av 0,5 pm bildas. Tjockleken hos den skyddande filmen 30 kan emellertid optimalt inställas för att vara en tjocklek tillräcklig för att hindra en situation innebärande att den skyddande filmen 30 försvinner när den framskjutande produkten 13 avlägsnas i följande process, och den felfria ytan av det epitaxiala skiktet 12 poleras. Till följd av en variation i tjockleken av den skyddande fllmen 30, kan den felfria ytan hos det :epitaxiala skiktet 12 luta. Det föredrages följaktligen att tjockleken hos den skyddande filmen 30 är inställd så tunn som möjligt. Mot bakgrund av en sådan omständighet är det följaktligen önskvärt att bilda den skyddande filmen 30 till att ha en tjocklek mellan 0,1 pm och 1,0 um.First, during a process illustrated in FIG. 4A, a process is performed before carrying out the process of FIG. 2A described in the first embodiment, i.e. the process of providing the ditches 11 in the SiC substrate 10 and filling the ditches 11 with the epitaxial layer 12. In addition, a protective film 30, made of, for example, SiO 2, is formed on the surface of the epitaxial layer 12 by CVD. For example, the protective film 30 having a thickness of 0.5 μm can be formed. However, the thickness of the protective film 30 can be optimally adjusted to be a thickness sufficient to prevent a situation whereby the protective film 30 disappears when the protruding product 13 is removed in the following process, and the defect-free surface of the epitaxial layer 12 is polished. Due to a variation in the thickness of the protective film 30, the flawless surface of the epitaxial layer 12 may tilt. Accordingly, it is preferred that the thickness of the protective film 30 be set as thin as possible. Accordingly, in view of such a circumstance, it is desirable to form the protective film 30 to have a thickness between 0.1 μm and 1.0 μm.
Därefter, under processen illustrerad i FIG. 4B, genomförs poleringsprocessen såsom förfarandet med luftkuddetryck liknande processen illustrerad i FIG. 2A vid ett tillstànd där ytan av det epitaxiala skiktet 12 är övertäckt med den skyddande filmen 30, så att den framskjutande produkten 13 avlägsnas till ett ytläge för den skyddande filmen 30. Därigenom föredras att den framskjutande produkten 13 avlägsnas. Vid denna tidpunkt är den felfria ytan av det epitaxiala skiktet 12 belagd med den skyddande filmen 30. Den felfria ytan hos det epitaxiala skiktet 12 kan följaktligen hindras från att bli skadad när den framskjutande produkten 13 avlägsnas.Then, during the process illustrated in FIG. 4B, the polishing process is performed as the airbag pressure method similar to the process illustrated in FIG. 2A in a state where the surface of the epitaxial layer 12 is covered with the protective film 30, so that the protruding product 13 is removed to a surface position of the protective film 30. Thereby, it is preferred that the protruding product 13 be removed. At this time, the defect-free surface of the epitaxial layer 12 is coated with the protective film 30. Accordingly, the defect-free surface of the epitaxial layer 12 can be prevented from being damaged when the protruding product 13 is removed.
Därefter, under processen illustrerad i FIG. 4C, anordnas en främre ytsida av den skyddande filmen 30 på sliparrangemanget 21 och den bakre ytan av SiC-substratet 10 slipas med användning av den främre ytan av den skyddande filmen 30 som ett 'referensplan Denna process genomförs på ett sätt liknande processen visad i FIG. 2B.Then, during the process illustrated in FIG. 4C, a front surface of the protective film 30 is arranged on the grinding arrangement 21 and the rear surface of the SiC substrate 10 is ground using the front surface of the protective film 30 as a reference plane. This process is carried out in a manner similar to the process shown in FIG. . 2B.
Därefter avlägsnas SiC-substratet 10 från sliparrangemanget 21 och den skyddande filmen 30 som finns kvar på ytan av det epitaxiala skiktet 12 avlägsnas. När exempelvis den skyddande filmen 30 är framställd av S102, avlägsnas den skyddande filmen 30 genom vätetsning under användning av flourinnehällande syra. Genom genomförande av denna 10 15 20 25 30 35 533 082 7 process blir det att lätt att identifiera mängden eller graden av polering när den onödiga delen av det epitaxiala skiktet 12 avlägsnas och utplanas i följande process. Dvs. om den skyddande filmen 30 framställd av Si02 finns kvar, kan uppskattning av en tjocklek av den kvarvarande skyddande filmen 30 orsaka ett fel. Genom avlägsnande av den skyddande filmen 30 kan emellertid felet inte uppträda. Denna process kan naturligtvis undanröjas när det är möjligt att uppskatta tjockleken av den skyddande filmen 30 eller det inte är nödvändigt att uppskatta tjockleken av den skyddande filmen 30. När den skyddande filmen 30 är framställd av SiO2, kan observeras en färg hos den skyddande filmen 30. Eftersom 'poleringen kan genomföras med användning av en färgändring som indikator, är detta effektivt för detektering av ett läge fràn vilket poleringen av det epitaxiala skiktet 12 börjar.Thereafter, the SiC substrate 10 is removed from the abrasive arrangement 21 and the protective film 30 remaining on the surface of the epitaxial layer 12 is removed. For example, when the protective film 30 is made of S102, the protective film 30 is removed by hydrogen etching using fluorine-containing acid. By performing this process, it becomes easy to identify the amount or degree of polishing when the unnecessary portion of the epitaxial layer 12 is removed and flattened in the following process. Ie. if the protective film 30 made of SiO 2 remains, estimating a thickness of the remaining protective film 30 can cause an error. However, by removing the protective film 30, the error cannot occur. This process can, of course, be eliminated when it is possible to estimate the thickness of the protective film 30 or it is not necessary to estimate the thickness of the protective film 30. When the protective film 30 is made of SiO 2, a color of the protective film 30 can be observed Since the polishing can be performed using a color change as an indicator, this is effective for detecting a position from which the polishing of the epitaxial layer 12 begins.
Under processen illustrerad i FIG. 4D genomförs en prooess liknande ovan beskrivna process illustrerad i FIG. 2C, och en slipning av den främre ytsidan av det epitaxiala skiktet 12 genomförs åter. Vid rådande tidpunkt föredras att omkasta den främre ytan och den bakre ytan hos SiC-substratet 10, så att ett processfel som möjligen kan uppträda till följd av lutning av sliparrangemanget 21 under processen illustrerad i FIG. 4C kompenseras, och det mest slipade partiet och det minst slipade partiet när den bakre ytan av SiC-substratet 10 slipas är anordnade vid respektive lika positioner under den rådande processen. Detta kommer att beskrivas med hänvisning till FIG. 5A - FIG. GB.During the process illustrated in FIG. 4D, a process similar to the process described above illustrated in FIG. 2C, and a grinding of the front surface of the epitaxial layer 12 is performed again. At the present time, it is preferable to invert the front surface and the rear surface of the SiC substrate 10, so that a process error that may possibly occur due to inclination of the grinding arrangement 21 during the process illustrated in FIG. 4C is compensated, and the most ground portion and the least ground portion when the rear surface of the SiC substrate 10 is ground are arranged at respective equal positions during the prevailing process. This will be described with reference to FIG. 5A - FIG. GB.
FIG. 5A och FIG. 5B är schematiska tvärsnittsvyer illustrerande ett fall där processen illustrerad i FIG. 4D genomförs på sådant sätt, att det mest slipade partiet och det minst slipade partiet när den bakre ytan av SIC-substratet 10 slipas under processen illustrerad i FIG. 4C är anordnade vid respektive lika lägen. Om exempelvis en del eller ett parti av SiC-substratet 10 lokaliserat på den högra delen av sliparrangemanget 21 är det Vminst slipade partiet och ett parti av SiC-substratet 10 lokaliserat på den vänstra delen av sliparrangemanget 20 är det mest slipade partiet när den bakre ytan av SiC-substratet 10 slipas som illustreras i FIG. 5A, omkastas SiC-substratet 10 på sådant sätt, att det minst slipade partiet lokaliseras på den högra delen av sliparrangemanget 21 och det mest slipade partiet lokaliseras på den vänstra delen av sliparrangemanget 21, som visas i FIG. 5B. I detta fall motsvarar lutningen av sliparrangemanget 21 felet i mängden eller graden av slipning av den bakre ytan av SiC-substratet 10. Som visas i FIG. 58 är följaktligen den främre ytan hos SiC-substratet 10 och den felfria ytan av det epitaxiala skiktet 12 anordnade parallella med en processbehandlad yta. Därför kan processfelet under processen illustrerad i FIG. 4C och processfelet under processen illustrerad i FIG. 4D kompenseras. Å andra sidan är FIG. 6A och FIG. 6B schematiska tvärsnittsvyer illustrerande ett tillstånd där processen illustrerad I FIG. 4D genomförs på sådant sätt, att det mest slipade partiet och det minst slipade partiet när den bakre ytan av SiC-substratet 10 slipas under processen illustrerad i FIG. 4C är anordnade vid respektive motsatta lägen. Om exempelvis 10 15 20 25 30 35 533 082 8 ett parti av SiC-substratet 10 beläget på en del till höger hos sliparrangemanget 21 är det minst slipade partiet och ett parti av SiC-substratet 10 beläget på en del till vänster hos sliparrangemanget 21 är det mest slipade partiet när den bakre ytan av SiC-substratet 10 slipas, såsom visas i FlG. 6A, är SiC-substratet omkastat på sådant sätt, att det minst slipade partiet är beläget på den vänstra delen av sliparrangemanget 21 och det mest slipade partiet är beläget på den högre delen av sliparrangemanget 21, som visas i FlG. 6B. l detta fall är lutningen av sliparrangemanget 21 och felet i graden av eller andelen slipning av den bakre ytan av SiC-substratet 10 motsatta. Följaktligen, som visas i FIG. 6B, är frontytan av SiC-substratet 10 och den felfria ytan av det epitaxiala skiktet 12 inte anordnade parallella med en behandlad eller processad yta. Därför kan inte processfelet under processen visad i FlG. 4C och processfelet under processen visad i FIG. 4D bli kompenserat.FIG. 5A and FIG. 5B are schematic cross-sectional views illustrating a case where the process illustrated in FIG. 4D is performed in such a way that the most ground portion and the least ground portion when the rear surface of the SIC substrate 10 is ground during the process illustrated in FIG. 4C are arranged at respective equal positions. For example, if a portion or a portion of the SiC substrate 10 located on the right portion of the abrasive arrangement 21 is the least ground portion and a portion of the SiC substrate 10 located on the left portion of the abrasive arrangement 20 is the most ground portion when the rear surface of the SiC substrate 10 is ground as illustrated in FIG. 5A, the SiC substrate 10 is inverted in such a way that the least ground portion is located on the right part of the grinding arrangement 21 and the most ground portion is located on the left part of the grinding arrangement 21, as shown in FIG. 5B. In this case, the inclination of the grinding arrangement 21 corresponds to the error in the amount or degree of grinding of the rear surface of the SiC substrate 10. As shown in FIG. 58, accordingly, the front surface of the SiC substrate 10 and the defect-free surface of the epitaxial layer 12 are arranged parallel to a process-treated surface. Therefore, the process error during the process illustrated in FIG. 4C and the process error during the process illustrated in FIG. 4D is compensated. On the other hand, FIG. 6A and FIG. 6B are schematic cross-sectional views illustrating a state in which the process illustrated in FIG. 4D is performed in such a way that the most ground portion and the least ground portion when the rear surface of the SiC substrate 10 is ground during the process illustrated in FIG. 4C are arranged at respective opposite positions. For example, if a portion of the SiC substrate 10 located on a portion to the right of the abrasive arrangement 21 is the least ground portion and a portion of the SiC substrate 10 located on a portion to the left of the abrasive arrangement 21 is the most ground portion when the rear surface of the SiC substrate 10 is ground, as shown in Figs. 6A, the SiC substrate is inverted in such a way that the least ground portion is located on the left part of the grinding arrangement 21 and the most ground portion is located on the higher part of the grinding arrangement 21, as shown in Figs. 6B. In this case, the inclination of the grinding arrangement 21 and the error in the degree or proportion of grinding of the rear surface of the SiC substrate 10 are opposite. Accordingly, as shown in FIG. 6B, the front surface of the SiC substrate 10 and the defect-free surface of the epitaxial layer 12 are not arranged parallel to a treated or processed surface. Therefore, the process error during the process cannot be shown in FlG. 4C and the process error during the process shown in FIG. 4D be compensated.
Det föredras därför att genomföra processen visad i FIG. 4D på sådant sätt, att det mest slipade partiet och det minst slipade partiet när den bakre ytan av SiC-substratet 10 -slipas är anordnade i respektive lika lägen.It is therefore preferred to carry out the process shown in FIG. 4D in such a way that the most ground portion and the least ground portion when the rear surface of the SiC substrate 10 is ground are arranged in respective equal positions.
Följande process visas inte. Efter bildandet av halvledarelementet med användning av SiC-substratet 10 uppvisande dikena 11 fyllda med det epitaxiala skiktet 12, uppdelas halvledarelementet i mindre delar . Därigenom framställs SiC-halvledaranordningen_ SiC-substratet 10 uppvisande dikena 11 fyllda med det epitaxiala skiktet 12 som beskrivits ovan skärs längs ett tvärsnitt som sträcker sig genom dikena 11. Därefter mäts ett djup hos vart och ett av dikena 11 och mäts även en variation av planet i djup hos dikena 11 inom en diameter om tvä tum, och variationen i planet befinns vara 0,5 pm. Även i ett fall vid användning av förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan utplaningen genomföras parallellt med frontytan hos SiC-substratet 10 efter fyllning av dikena 11 med det epitaxiala skiktet 12. Dessutom hindras den felfria ytan hos det epitaxiala skiktet 12 frän att skadas när den framskjutande produkten 13 avlägsnas.The following process is not displayed. After the formation of the semiconductor element using the SiC substrate 10 having the ditches 11 filled with the epitaxial layer 12, the semiconductor element is divided into smaller parts. Thereby, the SiC semiconductor device-SiC substrate 10 having the ditches 11 filled with the epitaxial layer 12 described above is cut along a cross section extending through the ditches 11. in depth of the ditches 11 within a diameter of two inches, and the variation in the plane is estimated to be 0.5 μm. Also in a case using the method of the present invention, the flattening can be performed parallel to the front surface of the SiC substrate 10 after filling the ditches 11 with the epitaxial layer 12. In addition, the flawless surface of the epitaxial layer 12 is prevented from being damaged when the protruding product 13 is removed.
Variationen i planet av djupet hos dikena 11 uppmäts vidare i ett fall där processen visad i FIG. 4D genomförs på sådant sätt att det mest slipande partiet och det minst slipade partiet, när den bakre ytan av SiC-substratet 10 avlägsnas, är anordnade vid respektive motsatta lägen, och variationen befinns vara 1,5 um. Fastän processerna visade i FlG. 4C och FlG. 4D kan genomföras på sådant sätt, att det mest slipade partiet och det minst slipade partiet är anordnade vid respektive motsatta lägen, kan följaktligen variationen i plan av djupet av dikena 11 i planet reduceras genom anordnande av det mest slipade partiet och det minst slipade partiet vid respektive lika lägen.The variation in the plane of the depth of the ditches 11 is further measured in a case where the process shown in FIG. 4D is performed in such a way that the most abrasive portion and the least abraded portion, when the rear surface of the SiC substrate 10 is removed, are arranged at respective opposite positions, and the variation is found to be 1.5 μm. Although the processes showed in FlG. 4C and FlG. 4D can be carried out in such a way that the most ground portion and the least ground portion are arranged at respective opposite positions, consequently the variation in plane of the depth of the ditches 11 in the plane can be reduced by arranging the most ground portion and the least ground portion at respectively equal positions.
Dessutom mäts vidare variationen i planet hos djupet av dikena 11 i ett fall där processen visad i FlG. 4C och processen visad i FlG. 4D genomförs med användning av en slipningsapparat 20 som skiljer sig fràn den tidigare nämnda slipningsapparaten 20, och variationen i planet befinns vara ett 1,5 pm. Följaktligen kan variationen i planet hos djupet 10 15 20 25 30 35 533 082 9 av vart och ett av dikena 11 ytterligare reduceras genom genomförande av processerna visade i FIG. 4C och FIG. 4D med användning av samma slipningsapparat 20 på sådant sätt att det mest slipade partiet och det minst slipade partiet är anordnade vid respektive lika lägen.In addition, the variation in the plane of the depth of the ditches 11 is further measured in a case where the process shown in FlG. 4C and the process shown in FlG. 4D is performed using a grinding apparatus 20 different from the aforementioned grinding apparatus 20, and the variation in the plane is found to be a 1.5 μm. Accordingly, the variation in the plane of the depth 10 of each of the ditches 11 can be further reduced by carrying out the processes shown in FIG. 4C and FIG. 4D using the same grinding apparatus 20 in such a way that the most ground portion and the least ground portion are arranged at respective equal positions.
(Första jämförande exempel) Ett första jämförande exempel av föreliggande uppfinning kommer att beskrivas. I det första jämförande exemplet beskrivs en process för polering av den bakre ytsidan av SIG-substratet 10 efter avlägsnande av den framskjutande produkten hos ytan av det epitaxiala skiktet 12 och slipning av ytan av det epitaxiala skiktet 12 med användning av den bakre ytan av SIC-substratet 10 som ett referensplan som beskrivits i den första utföringsformen genomförs inte, och utplaningen genom avlägsnande av det onödiga partiet av det epitaxiala skiktet 12 genomförs endast med användning av poleringsapparaten 1.(First Comparative Example) A first comparative example of the present invention will be described. The first comparative example describes a process for polishing the back surface of the SIG substrate 10 after removing the protruding product from the surface of the epitaxial layer 12 and grinding the surface of the epitaxial layer 12 using the back surface of the SIC. the substrate 10 as a reference plane described in the first embodiment is not performed, and the flattening by removing the unnecessary portion of the epitaxial layer 12 is performed only using the polishing apparatus 1.
Speciellt är diken 11, vart och ett uppvisande exempelvis ett djup av 4 pm och en bredd av 2 pm anordnande i SIG-substratet 10 genom torretsning, såsom RIE, på ett sätt liknande den första utföringsformen. Därefter fylls dikena 11 med det epitaxiala skiktet 12 genom ett CVD-förfarande. Därigenom alstras den framskjutande produkten 13 på ytan av det epitaxiala skiktet 12 och bakytedepositionen 14 alstras pä den bakre ytan av SiC- ' substratet 10.In particular, the ditches 11, each having, for example, a depth of 4 μm and a width of 2 μm are arranged in the SIG substrate 10 by dry etching, such as RIE, in a manner similar to the first embodiment. Thereafter, the ditches 11 are filled with the epitaxial layer 12 by a CVD method. Thereby, the protruding product 13 is generated on the surface of the epitaxial layer 12 and the back surface deposition 14 is generated on the rear surface of the SiC substrate 10.
Därefter genomförs en polering med diamantkorn eller en kemisk mekanisk polering med användning av poleringsapparaten 1, där ett referensplan är variabelt under poleringen liksom typen av luftkuddetryck använd i processen visad i FIG. 2A, och en förutbestämd grad eller mängd (exempelvis omkring 4 pm) poleras från ytan av det epitaxiala skiktet 12 endast genom poleringsapparaten 1. Därigenom avlägsnas det onödiga partiet av det epitaxiala skiktet 12. Till följd härav, som visas i FIG. 3, tvingas dlkespartiet att bli konkavt vid den dikesformande delen och djupet av konkaviteten är 1,0 pm. Dessutom mäts ett djup hos dikena 11 fyllda med det epitaxiala skiktet 12 samt mäts en variation I planet och djupet hos dikena 11 inom en diameter av 2 tum, och variationen i planet befinns vara 2,0 pm.Thereafter, a diamond grain polishing or a chemical mechanical polishing is performed using the polishing apparatus 1, where a reference plane is variable during the polishing as well as the type of air cushion pressure used in the process shown in FIG. 2A, and a predetermined degree or amount (e.g., about 4 μm) is polished from the surface of the epitaxial layer 12 only through the polisher 1. Thereby, the unnecessary portion of the epitaxial layer 12 is removed. Consequently, as shown in FIG. 3, the diving portion is forced to become concave at the ditch-forming portion and the depth of the concavity is 1.0 μm. In addition, a depth of the ditches 11 filled with the epitaxial layer 12 is measured and a variation in the plane and the depth of the ditches 11 within a diameter of 2 inches are measured, and the variation in the plane is found to be 2.0 μm.
Följaktligen, i ett fall där poleringsapparaten 1 används, eftersom referensplanet under poleringen är variabelt, kan den framskjutande produkten 13 företrädesvis avlägsnas.Accordingly, in a case where the polishing apparatus 1 is used, since the reference plane during the polishing is variable, the protruding product 13 can preferably be removed.
Om emellertid det onödiga partiet av det epitaxiala skiktet 12 avlägsnas med användning av endast poleringsapparaten 1, ökas en poleringsgrad eller -mängd vid ett periferiellt parti hos ett substrat. Följaktligen ökar variationen i planet av djupet hos dikena 11 och utplaningen kan inte genomföras parallellt med frontytan av SIG-substratet 10, eftersom den dikesformande delen bringas att bli konkav under utplaningen efter fyllning i dikena 11 av det epitaxiala skiktet 12. 10 15 20 25 30 35 533 082 10 (Andra jämförande exempel) Ett andra jämförande exempel kommer att beskrivas. l det andra jämförande exemplet genomförs inte en process för slipning av den bakre ytsidan av SiC-substratet efter avlägsnande av den framskjutande produkten 13 på ytan av det epitaxiabla skiktet 12 som beskrivs i den första utföringsformen. l det andra jämförande exemplet genomförs utplaningen genom avlägsnande av det onödiga partiet av det epitaxiala skiktet genom slipning från den främre ytsidan av det epitaxiala skiktet 12 med användning av den bakre ytan av SiC-substratet 10 som ett referensplan efter bildande av endast det epitaxiala skiktet 12.However, if the unnecessary portion of the epitaxial layer 12 is removed using only the polisher 1, a degree of polishing or amount at a peripheral portion of a substrate is increased. Consequently, the variation in the plane of the depth of the ditches 11 increases and the flattening can not be carried out parallel to the front surface of the SIG substrate 10, since the ditch-forming part is made concave during the flattening after filling in the ditches 11 of the epitaxial layer 12. 533 082 10 (Other comparative examples) A second comparative example will be described. In the second comparative example, a process is not performed for grinding the back surface of the SiC substrate after removing the protruding product 13 on the surface of the epitaxial layer 12 described in the first embodiment. In the second comparative example, the flattening is performed by removing the unnecessary portion of the epitaxial layer by grinding from the front surface of the epitaxial layer 12 using the rear surface of the SiC substrate 10 as a reference plane after forming only the epitaxial layer 12. .
Speciellt, på ett sätt motsvarande ett i det första jämförande exemplet, är diken 11 anordnade i SiC-substratet 10 och dikena 11 är fyllda med det epitaxiala skiktet 12. Vid rådande tidpunkt alstras den framskjutande produkten 13 på ytan av det epitaxiala skiktet 12 och bakytedepositionen 14 alstras på den bakre ytan av SiC-substratet 10.In particular, in a manner corresponding to one in the first comparative example, the ditches 11 are arranged in the SiC substrate 10 and the ditches 11 are filled with the epitaxial layer 12. At the present time, the protruding product 13 is generated on the surface of the epitaxial layer 12 and the back surface deposition. 14 is generated on the rear surface of the SiC substrate 10.
Därefter, som visas i FIG. 7, anordnas SiC-substratet 10 på sliparrangemanget 21 och den främre ytsidan slipas med användning av den bakre ytan hos SiC-substratet 10 som referensplan. l föreliggande fall, till följd av tjockleksfördelningen i substratet och bakytedepositionen 14, kan inte den främre ytan av SiC-substratet 10 anordnas parallellt med sliparrangemanget 21. Följaktligen blir slipningsmängden eller -graden ojämn. Ett djup hos vart och ett av dikena 11 och en variation i planet av djupet hos djupet av dikena 11 uppmäts inom en diameter av 2 tum, och variationen i planet befinns vara 3,0 um.Then, as shown in FIG. 7, the SiC substrate 10 is arranged on the grinding arrangement 21 and the front surface side is ground using the rear surface of the SiC substrate 10 as a reference plane. In the present case, due to the thickness distribution in the substrate and the back surface deposition 14, the front surface of the SiC substrate 10 can not be arranged parallel to the grinding arrangement 21. Consequently, the amount or degree of grinding becomes uneven. A depth of each of the ditches 11 and a variation in the plane of the depth of the depth of the ditches 11 are measured within a diameter of 2 inches, and the variation in the plane is estimated to be 3.0 μm.
När utplaningen genom avlägsnande av den onödiga delen eller det onödiga partiet av det epitaxiala skiktet 12 genomförs genom slipning frän frontytesidan av det epitaxiala 'skiktet 12 med användning av den bakre ytan av SiC-substratet 10 som referensplan efter bitdande av endast det epitaxiala skiktet 12, ökas följaktligen variationen i planet hos djupet av dikena 11. Till följd härav kan utplaningen inte genomföras parallellt med den främre ytan av SiC-substratet 10.When the flattening by removing the unnecessary part or the unnecessary portion of the epitaxial layer 12 is performed by grinding from the front surface side of the epitaxial layer 12 using the rear surface of the SiC substrate 10 as a reference plane after biting only the epitaxial layer 12, consequently, the variation in the plane of the depth of the ditches 11 is increased. As a result, the flattening cannot be carried out parallel to the front surface of the SiC substrate 10.
(Tredje jämförande exempel) Ett tredje jämförande exempel av föreliggande uppfinning kommer att beskrivas. l det tredje jämförande exemplet genomförs inte en process för avlägsnande av den framskjutande produkten 13 på ytan av det epitaxiala skiktet som beskrivs i den första utföringsformen. l det tredje jämförande exemplet slipas bakytesidan av SiC-substratet 10 efter bildande av det epitaxiala skiktet 12, och därefter genomförs utplaningen genom avlägsnande det onödiga partiet av det epitaxiala skiktet 12 genom slipning från frontytesidan av det epitaxiala skiktet 12 med användning av den bakre ytan av SiC- substratet 10 efter att ha slipats som referensplan. 10 15 20 25 30 533 082 11 Speciellt, pà ett sätt liknande det för det första jämförande exemplet, anordnas dikena 11 i SiC-substratet 10 och dikena 11 fylls med det epitaxiala skiktet 12. Vid rådande tidpunkt alstras den framskjutande produkten 13 pà ytan av det epitaxiala skiktet 12 och bakytedepositionen 14 alstras pà den bakre ytan av SiC-substratet 10.(Third Comparative Example) A third comparative example of the present invention will be described. In the third comparative example, a process for removing the protruding product 13 on the surface of the epitaxial layer described in the first embodiment is not performed. In the third comparative example, the back surface of the SiC substrate 10 is ground after forming the epitaxial layer 12, and then the planing is performed by removing the unnecessary portion of the epitaxial layer 12 by grinding from the front surface of the epitaxial layer 12 using the back surface of the epitaxial layer 12. The SiC substrate 10 after grinding as a reference plane. In particular, in a manner similar to that of the first comparative example, the ditches 11 are arranged in the SiC substrate 10 and the ditches 11 are filled with the epitaxial layer 12. At the present time, the protruding product 13 is generated on the surface of the epitaxial layer 12 and the back surface deposition 14 are generated on the rear surface of the SiC substrate 10.
Därefter, som visas i FIG. 8A, anordnas SiC-substratet 10 på SiC-substratet 10 på sådant sätt att ytan av det epitaxiala skiktet 12 är vänd mot sliparrangemanget 21, och bakytedepositionen 14 avlägsnas genom slipning av bakytesidan av SiC-substratet 10 genom användning av ytan av det epitaxiala skiktet 12 som referens. Därefter, som visas i FIG. 8B, anordnas bakytesidan av SiC-substratet 10, efter att ha slipats, på sliparrangemanget 21, och det onödiga partiet av frontytesidan av det epitaxiala skiktet 12 avlägsnas och utplaningen genomförs med användning av den bakre ytan av SiC-substratet som referensplan. Ej heller i detta fall är frontytan av SiC-substratet 10 anordnad parallell med sliparrangemanget 21. Till följd härav blir slipningsgraden eller -mängden avverkad frän _frontytan ojämn. Ett djup hos vart och ett av dikena 11 och en variation i planet hos djupet av dikena 11 uppmäts inom en diameter av 2 tum, och variationen i planet befinns vara 5,0 um.Then, as shown in FIG. 8A, the SiC substrate 10 is arranged on the SiC substrate 10 in such a way that the surface of the epitaxial layer 12 faces the grinding arrangement 21, and the back surface deposition 14 is removed by grinding the back surface side of the SiC substrate 10 by using the surface of the epitaxial layer 12. as reference. Then, as shown in FIG. 8B, the back surface of the SiC substrate 10, after grinding, is arranged on the grinder arrangement 21, and the unnecessary portion of the front surface of the epitaxial layer 12 is removed and the planarization is performed using the rear surface of the SiC substrate as a reference plane. Also in this case, the front surface of the SiC substrate 10 is arranged parallel to the grinding arrangement 21. As a result, the degree or amount of grinding is removed from the front surface unevenly. A depth of each of the ditches 11 and a variation in the plane of the depth of the ditches 11 are measured within a diameter of 2 inches, and the variation in the plane is found to be 5.0 μm.
Följaktligen, även när utplaningen genomförs genom en process av slipning av den bakre ytan av SiC-substratet 10 efter formningen av det epitaxiala skiktet 12, och därefter slipning av frontytesidan av det epitaxiala skiktet 12 med användning av den bakre ytan av SiC-substratet 10 efter slipning som referensyta, kan inte utplaningen inte genomföras parallellt med frontytan av SiC-substratet 10.Accordingly, even when the flattening is performed by a process of grinding the rear surface of the SiC substrate 10 after the formation of the epitaxial layer 12, and then grinding the front surface side of the epitaxial layer 12 using the rear surface of the SiC substrate 10 after grinding as a reference surface, the flattening cannot be carried out parallel to the front surface of the SiC substrate 10.
(Andra utföringsformer) Fastän föreliggande uppflnning har fullständigt beskrivits i samband med de exemplifierade utföringsformerna därav med hänvisning till bifogade ritningar, bör noteras att olika ändringar och modifikationer kommer att bli uppenbara för en fackman på området. l ovan beskrivna utföringsformer används poleringsapparaten 1 med luftkuddetryck som ett exempel pà poleringsapparat 1 där ett referensplan är variabelt under en polering.(Other embodiments) Although the present invention has been fully described in connection with the exemplary embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it should be noted that various changes and modifications will become apparent to one skilled in the art. In the embodiments described above, the polishing apparatus 1 with air cushion pressure is used as an example of polishing apparatus 1 where a reference plane is variable during a polishing.
Emellertid kan även någon annan poleringsapparat användas så länge som referensplanet 1 är variabelt under en polering.However, another polishing apparatus can also be used as long as the reference plane 1 is variable during a polishing.
Ovan angivna andra utföringsform beskriver ett fall där processen visad i FlG. 4D genomförs på sådant sätt, att det mest slipade partiet och det minst slipade partiet när den bakre ytan av SiC-substratet 10 slipas under processen visad i FlG. 4C är anordnade i respektive lika lägen. Ett liknande förfarande kan tillämpas på den första utföringsformen.The above second embodiment describes a case where the process shown in FlG. 4D is performed in such a way that the most ground portion and the least ground portion when the rear surface of the SiC substrate 10 is ground during the process shown in F1G. 4C are arranged in respective equal positions. A similar method can be applied to the first embodiment.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008142347A JP5040814B2 (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0900734L SE0900734L (en) | 2009-12-01 |
SE533082C2 true SE533082C2 (en) | 2010-06-22 |
Family
ID=41435162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0900734A SE533082C2 (en) | 2008-05-30 | 2009-05-29 | Process for producing silicon carbide semiconductor device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5040814B2 (en) |
SE (1) | SE533082C2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5780828B2 (en) * | 2011-05-18 | 2015-09-16 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
JPWO2018070263A1 (en) * | 2016-10-13 | 2019-04-11 | 三菱電機株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
CN108624236B (en) * | 2018-06-21 | 2019-12-20 | 北京工业大学 | SiCp/Al composite material grinding and polishing liquid and preparation method thereof |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2759594B2 (en) * | 1993-01-30 | 1998-05-28 | 信越半導体株式会社 | Manufacturing method of epitaxial substrate |
JP3737021B2 (en) * | 2000-07-27 | 2006-01-18 | 信越半導体株式会社 | Manufacturing method of silicon epitaxial wafer |
JP4719991B2 (en) * | 2001-03-12 | 2011-07-06 | 株式会社デンソー | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
JP2002355753A (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Retainer ring of high performance and long life, and polishing device comprising the same |
JP2006190703A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Method of manufacturing epitaxial wafer and epitaxial wafer |
-
2008
- 2008-05-30 JP JP2008142347A patent/JP5040814B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-05-29 SE SE0900734A patent/SE533082C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009290062A (en) | 2009-12-10 |
JP5040814B2 (en) | 2012-10-03 |
SE0900734L (en) | 2009-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5571409B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP4732423B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
TWI353006B (en) | Method for manufacturing epitaxial wafer | |
JP6244962B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor wafer | |
JP2800802B2 (en) | Semiconductor wafer CMP equipment | |
CN108475627B (en) | Wafer polishing method | |
KR20130091350A (en) | Method of producing epitaxial wafer and the epitaxial wafer | |
US11948789B2 (en) | Wafer production method | |
JPWO2002005337A1 (en) | Mirror chamfering wafer, polishing cloth for mirror chamfering, mirror chamfering polishing apparatus and method | |
JP5326888B2 (en) | Epitaxial wafer manufacturing method | |
TW201107102A (en) | Method for producing a semiconductor wafer | |
KR101752986B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING SiC SUBSTRATE | |
SE533082C2 (en) | Process for producing silicon carbide semiconductor device | |
JP4374038B2 (en) | Substrate processing method | |
JP2008226935A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JPH10256203A (en) | Manufacturing method of mirror-finished thin sheet-like wafer | |
US20040166780A1 (en) | Polishing pad apparatus and methods | |
EP3503166B1 (en) | Plate trimming method | |
WO2001072471A1 (en) | Work holding panel for polishing, and device and method for polishing | |
JP2006080329A (en) | Chemical mechanical polishing equipment | |
JP4178821B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP4681970B2 (en) | Polishing pad and polishing machine | |
JP2002025950A (en) | Manufacturing method for semiconductor wafer | |
JP7528964B2 (en) | Method for manufacturing SiC epitaxial substrate | |
TW200908120A (en) | Manufacturing method of semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |