(57)【要約】【課題】スループットを向上させることができ、かつ良品率を向上させることができる炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置を提供すること。【解決手段】まず、外周端部がベベル形状のＳｉＣウェハ１を用意する。次に、ＳｉＣウェハ１のおもて面２の表面層に、耐圧構造６を形成する。次に、ＳｉＣウェハ１のおもて面２上に堆積酸化膜１２を形成し、ＳｉＣウェハ１のおもて面２を保護する。次に、ＳｉＣウェハ１を裏面側から研削していき、ＳｉＣウェハ１の厚さを１５０μｍまで薄くする。次に、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４にレーザー１３を照射してＳｉＣを蒸発させることにより、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４を除去する。このとき、レーザー加工により除去されるＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４には、ＳｉＣウェハ１の側面から内側に５００μｍ以内の領域が含まれる。【選択図】図３
2014229843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素からなる半導体基板の裏面を研削し、前記半導体基板の厚さを薄くする研削工程と、
前記半導体基板の研削後の裏面の外周端部にレーザーを照射し、前記半導体基板の研削後の裏面の外周端部を蒸発させて選択的に除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記除去工程では、前記半導体基板の研削後の裏面に対して３０度以上６０度以下の角度で前記レーザーを照射す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。
【請求項３】
前記除去工程では、前記半導体基板の側面から内側に５００μｍ以内の領域に前記レーザーを照射することを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記レーザーの波長は、１０３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザーのスポット径は、１０μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記研削工程では、前記半導体基板の厚さを１５０μｍ以下の厚さまで薄くすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法を用いて製造された炭化珪素半導体装置であって、
炭化珪素からなる半導体基板の裏面の外周端部は面取り加工されていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。
【請求項８】
前記半導体基板の裏面の外周端部は、前記半導体基板の側面から内側に５００μｍ以内の領域を面取り加工した形状となっていることを特徴とする請求項７に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項９】
前記半導体基板の厚さは、１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項７または８に記載の炭化珪素半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）を半導体材料に用いた半導体素子は、シリコン（Ｓｉ）を半導体材料に用いた半導体素子の次世代の半導体素子として期待されている。その理由は、ＳｉＣ半導体素子がＳｉ半導体素子と比較して、オン状態における素子の抵抗を数百分の１に低減可能であること、より高温（例えば２００℃以上）の環境下で使用可能であることなど、様々な利点があるからである。これらの利点は、ＳｉＣのバンドギャップがＳｉに対して３倍程度大きく、ＳｉＣの絶縁破壊電界強度がＳｉよりも１桁近く大きいというＳｉＣ自体の特長により得られるものである。
【０００３】
ＳｉＣデバイス（炭化珪素半導体装置）としては、現在までに、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）、プレーナー構造の縦型ＭＯＳＦＥＴ（絶縁ゲート型電界効果トランジスタ）などが製品化されている。近年、ＳｉＣデバイスのさらなる低抵抗化を図る方法として、ＳｉＣを半導体材料に用いたＳＢＤ（以下、ＳｉＣ−ＳＢＤとする）において、従来３５０μｍ程度の厚さとしていた半導体基板を薄化し、１５０μｍ以下の厚さにまで薄くする方法が提案されている（例えば、下記非特許文献１参照）。
【０００４】
また、ＳｉＣデバイスの製造する別の方法として、炭化珪素の一部分の一表面に、照射対象の炭化珪素を気化させてカットするのに十分なレーザー光のビームを向けることと、炭化珪素の一部分をレーザー光がカットする際に生成された副産物を取り除くために炭化珪素の一部分に対してドライエッチングを行う方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。下記特許文献１では、カットされた半導体物質の表面、特にデバイス前駆体で満たされたウェハの表面に残ったスラグ状物質などの副産物をドライエッチングによって取り除いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５０５６６６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】アール・ラップ（Ｒ．Ｒｕｐｐ）、外４名、パフォーマンス  オブ  ア  ６５０Ｖ  ＳｉＣ  ダイオード  ウィズ  リデュースト  チップ  シックネス（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ａ  ６５０Ｖ  ＳｉＣ  Ｄｉｏｄｅ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｃｈｉｐ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）、マテリアルズ  サイエンス  フォーラム  ボリュームス  ７１７−７２０（２０１２）（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｆｏｒｕｍ  Ｖｏｌｕｍｅｓ  ７１７−７２０（２０１２））、（スイス）、トランス  テック  パブリケーションズ（Ｔｒａｎｓ  Ｔｅｃｈ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、２０１２年５月、ｐ．９２１−９２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＳｉＣウェハの裏面を研削した際に、裏面研削によりＳｉＣウェハの外周端部がウェハ裏面に対して外向きに尖形状に突出する虞がある。この尖形状の突出部は、例えば、ＳｉＣウェハの厚さが１５０μｍ程度になるまでＳｉＣウェハの裏面を研削した際に生じる虞がある。このようにウェハ外周端部に生じた尖形状の突出部がＳｉＣウェハの収納時にウェハカセットに接触した場合、ウェハカセットが削れることにより塵が発生したり、ウェハ外周端部の尖形状の突出部がウェハカセットに接触した際の衝撃により半導体ウェハが破損（クラックや欠けなど）するという問題がある。
【０００８】
従来、Ｓｉウェハを用いる場合には、Ｓｉウェハの裏面研削前または後に、エッジグラインダー等でＳｉウェハの外周端部を研削加工して滑らかな所定形状にし、その後、Ｓｉウェハの外周端部に生じた研削ダメージをウェットエッチングにより除去する。このため、Ｓｉウェハを用いる場合には、裏面研削によりＳｉウェハの外周端部に生じた尖形状の突出部を除去することができる。しかしながら、この方法をＳｉＣウェハに適用した場合、ＳｉＣは硬い材料であるため、外周端部の研削加工に時間がかかるという問題がある。
【０００９】
また、ＳｉＣは化学的に安定した材料であるため、ウェットエッチングが困難であり、ＳｉＣウェハの外周端部の研削加工により生じた研削ダメージを除去することができないという問題がある。ＳｉＣウェハの外周端部に研削ダメージが残った場合、その後のプロセス工程において、例えば熱処理の昇温・降温時にＳｉＣウェハの外周端部の研削ダメージが起点となりＳｉＣウェハが割れる虞がある。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、良品率を向上させることができる炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置を提供することを目的とする。また、この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、スループットを向上させることができる炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、ＳｉＣウェハの主面を研削した後、レーザー照射によりＳｉＣウェハの研削面の外周端部のＳｉＣを蒸発させて角を取る（面取りする）ことによって、スループットを向上させることができ、かつ塵やウェハ割れを防止して良品率を向上させることができることを見出した。また、ＳｉＣウェハの研削面の外周端部を面取りする程度の微小領域の加工であれば、デブリ（加工により生じる微細な屑）がデバイス構造を形成した領域にまで飛散せず、良品率が低下しないことを見出した。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１２】
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、次の特徴を有する。まず、炭化珪素からなる半導体基板の裏面を研削し、前記半導体基板の厚さを薄くする研削工程を行う。次に、前記半導体基板の研削後の裏面の外周端部にレーザーを照射し、前記半導体基板の研削後の裏面の外周端部を蒸発させて選択的に除去する除去工程を行う。
【００１３】
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記除去工程では、前記半導体基板の研削後の裏面に対して３０度以上６０度以下の角度で前記レーザーを照射することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記除去工程では、前記半導体基板の側面から内側に５００μｍ以内の領域に前記レーザーを照射することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記レーザーの波長は、１０３０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記レーザーのスポット径は、１０μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、上述した発明において、前記研削工程では、前記半導体基板の厚さを１５０μｍ以下の厚さまで薄くすることを特徴とする。
【００１８】
また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる炭化珪素半導体装置は、上述した炭化珪素半導体装置の製造方法を用いて製造された炭化珪素半導体装置であって、炭化珪素からなる半導体基板の裏面の外周端部は面取り加工されていることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置は、上述した発明において、前記半導体基板の裏面の外周端部は、前記半導体基板の側面から内側に５００μｍ以内の領域を面取り加工した形状となっていることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明にかかる炭化珪素半導体装置は、上述した発明において、前記半導体基板の厚さは、１５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
上述した発明によれば、裏面研削後にＳｉＣウェハ（半導体基板）の研削面の外周端部の角部をレーザーアブレーション加工によって除去することにより、ダメージを生じさせることなく、かつ短時間でＳｉＣウェハの研削面の外周端部を所定形状に加工することができる。また、その後の工程において塵やウェハ割れを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置によれば、良品率を向上させることができるという効果を奏する。また、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置によれば、スループットを向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。
【図２】実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。
【図３】実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。
【図４】実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。
【図５】実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。
【図６】実施例２におけるレーザーアブレーション加工後の炭化珪素表面を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。本明細書および添付図面においては、ｎまたはｐを冠記した層や領域では、それぞれ電子または正孔が多数キャリアであることを意味する。また、ｎやｐに付す＋および−は、それぞれそれが付されていない層や領域よりも高不純物濃度および低不純物濃度であることを意味する。また、本明細書では、ミラー指数の表記において、“−”はその直後の指数につくバーを意味しており、指数の前に“−”を付けることで負の指数を表している。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
（実施の形態）
実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法について、ＳｉＣを半導体材料に用いたショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を作製（製造）する場合を例に説明する。図１〜５は、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。まず、図１に示すように、ｎ型半導体ウェハ（半導体基板）１として、例えば、直径３インチのｎ型４Ｈ−ＳｉＣ単結晶のエピタキシャルウェハを用意する（以下、ＳｉＣウェハとする）。ＳｉＣウェハ１の初期（薄化前）の厚さは、例えば３５０μｍであってもよい。ＳｉＣウェハ１の初期の厚さとは、ＳｉＣウェハ１を製造工程に投入する前の状態におけるＳｉＣウェハ１の厚さである。
【００２６】
また、ＳｉＣウェハ１のおもて面２の外周端部３および裏面４の外周端部５は面取り（ベベリング）加工されており、例えば中央部側から外周端部に向かって厚さが薄くなる形状となっている。具体的には、ＳｉＣウェハ１の外周端部３，５は、例えばベベル形状としてもよい。ＳｉＣウェハ１のおもて面２は、例えば（０００１）面（いわゆるＳｉ面）であってもよい。次に、ＳｉＣウェハ１のおもて面２上に形成したレジスト膜や酸化膜をパターニングしてイオン注入用マスク（不図示）を形成する工程と、このイオン注入用マスクをマスクとして不純物をイオン注入１１する工程と、を繰り返し行い、ＳｉＣウェハ１のおもて面２の表面層に選択的に耐圧構造６を形成する。
【００２７】
耐圧構造６は、ＳｉＣウェハ１のおもて面２側の電界を緩和し耐圧を保持する領域であり、オン状態のときに電流が流れる活性領域の外周を囲む。耐圧構造６として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などのｐ型不純物を注入してｐ型領域のガードリングを形成してもよいし、さらにリン（Ｐ）などのｎ型不純物を注入してｐ型領域のガードリングの内部にｎ型領域を形成しダブルガードリングとしてもよい。次に、熱処理を行い、ＳｉＣウェハ１にイオン注入１１した不純物を活性化させる。
【００２８】
次に、ＳｉＣウェハ１のおもて面２上に、後述する裏面研削時にＳｉＣウェハ１のおもて面２を保護する表面保護膜として例えば１．０μｍの厚さの堆積酸化膜１２を形成する。次に、図２に示すように、おもて面２を下にしてＳｉＣウェハ１を例えばステージ（不図示）に載置し、ＳｉＣウェハ１を裏面４側から研削していき、ＳｉＣ−ＳＢＤとして用いる製品厚さの位置まで研削する。以降、製品厚さの位置まで研削した後のＳｉＣ基板の裏面を研削面４ａとする。ＳｉＣウェハ１の裏面研削は、ホイールの砥粒の粒径を徐々に小さくして複数回行うことにより、ＳｉＣウェハ１の薄化とともに、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａに生じた研削ダメージを低減することができるため好ましい。
【００２９】
具体的には、例えば、第１ホイール（不図示）を用いてＳｉＣウェハ１の裏面４を第１研削することにより、ＳｉＣウェハ１の厚さを例えば１５５μｍ程度まで薄くする。そして、第１ホイールよりも砥粒の細かい第２ホイールを用いてＳｉＣウェハ１の裏面４を第２研削することによって、ＳｉＣウェハ１の厚さをさらに５μｍ程度研削することにより、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａに第１研削によって生じた研削ダメージを除去する。第１ホイールとして、例えば粒径（直径）が５μｍ〜１０μｍ程度の範囲内の砥粒の砥石からなるダイヤモンドホイールを用いてもよい。第２ホイールとして、例えば粒径が２μｍ〜４μｍ程度の範囲内の砥粒の砥石からなるダイヤモンドホイールを用いてもよい。
【００３０】
次に、図３に示すように、ＳｉＣウェハ１の研削後の裏面（研削面４ａ）の外周端部の角部１４にレーザー１３を照射してＳｉＣを蒸発（気化）させることにより、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４を除去する（レーザーアブレーション加工）。これによって、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部を滑らかな所定形状に加工する。ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４とは、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａと、ＳｉＣウェハ１の側面との連結部である。レーザー１３の入射角度（ＳｉＣウェハ１の研削面４ａとレーザー１３とのなす角度）θは、処理装置（不図示）の位置合わせ精度（アライメント精度）を考慮して、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａに対して例えば３０度以上６０度以下程度であるのが好ましい。その理由は、次のとおりである。
【００３１】
レーザー１３の入射角度θを上記範囲内（４５±１５度程度）とした場合、レーザー１３の照射面積は、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａへのレーザー１３の投影面積となる。このため、後述するレーザー１３の入射角度θがＳｉＣウェハ１の研削面４ａに対して垂直な角度θVに近い場合（θ≒θV）よりも、レーザー１３の照射面積を広くすることができる。また、後述するレーザー１３の入射角度θがＳｉＣウェハ１の研削面４ａに対して水平な角度θHに近い場合（θ≒θH）よりも、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａから深さ方向へのレーザー１３の到達深さを深くすることができる。したがって、レーザー１３の照射範囲を、処理装置の位置合わせ精度を考慮した許容範囲内とすることができ、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４に安定してレーザー１３を照射することができる。
【００３２】
一方、レーザー１３の入射角度θ≒θVである場合、レーザー１３の照射面積は、レーザー１３のスポット径（直径）Ｒを直径とする円の面積（＝π・（Ｒ／２）2）程度となる。このため、上記範囲内の斜めの入射角度θでのレーザー照射よりもレーザー１３の照射面積が狭く、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａに水平な方向の位置合わせ精度が悪い場合、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４にレーザー１３が照射されない虞がある。また、レーザー１３の入射角度θ≒θHに近いほど、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａからのレーザー１３の到達深さは浅くなる。このため、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａに水平な方向の位置合わせ精度が悪い場合、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４の、研削面４ａから深い位置にレーザー１３が到達しない虞がある。したがって、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部を所定形状に加工することができない虞がある。
【００３３】
レーザー１３の波長は、例えば１０３０ｎｍ以下であればよい。好ましくは、レーザー１３の波長は、ＳｉＣのバンドギャップ以上のエネルギーをもつ波長以下であるのがよく、例えばＳｉＣ化合物（ＳｉＣポリタイプ）のうちパワー半導体材料として主に用いられている４Ｈ−ＳｉＣのバンドギャップ（３．２６ｅＶ）以上のエネルギーをもつ３８０ｎｍ以下であるのがよい。その理由は、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４をより短時間で除去することができるからである。
【００３４】
レーザー１３のスポット径Ｒは、例えば１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内であるのがよい。その理由は、次のとおりである。レーザー１３のスポット径Ｒが６０μｍより大きい場合、レーザー１３の照射範囲が広くなりすぎて、レーザー１３の照射により生じるデブリ（微細な屑）の飛散範囲が広がってしまうからである。また、スポット径Ｒが大きくなるほどレーザー１３のエネルギー密度が下がるため、レーザー１３の照射範囲が広くなるほどレーザー１３の照射エネルギーを高める必要がある。これにより、処理装置が大型化してしまうからである。一方、レーザー１３のスポット径Ｒが１０μｍよりも小さい場合、レーザー１３がＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４に照射されない虞があるからである。
【００３５】
ここまでの工程により、図４に示すように、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの加工後の外周端部５ａは、例えば中央部側から外周端部５ａに向かって厚さが薄くなる形状となる。具体的には、レーザーアブレーション加工により除去するＳｉＣの幅ｗ（すなわち、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４の幅）は、ＳｉＣウェハ１の側面から内側に例えば５００μｍ以内であるのがよい。レーザーアブレーション加工により除去するＳｉＣの深さｄ（すなわち、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４の厚さ）は、ＳｉＣウェハ１の厚さ以下である。その理由は、ＳｉＣの除去範囲が上記幅ｗおよび深さｄで規定される範囲を超える場合、レーザーアブレーション加工により生じたデブリが活性領域にまで飛散し、素子特性が劣化する虞があるからである。ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの加工後の外周端部５ａの形状は、ＳｉＣウェハ１のおもて面２の外周端部３の形状と同様であってもよい。
【００３６】
次に、堆積酸化膜１２を除去する。次に、図５に示すように、一般的な方法により、ＳｉＣウェハ１のおもて面２に層間絶縁膜７およびおもて面電極８を形成し、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａに裏面電極９を形成する。おもて面電極８は、アノード電極（ショットキー電極）であり、活性領域においてＳｉＣウェハ１のおもて面２および耐圧構造６に接する。おもて面電極８の端部は、層間絶縁膜７上に延在させてもよい。裏面電極９は、カソード電極（オーミック電極）であり、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａ全体に接する。このようにして、実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置が完成する。
【００３７】
（実施例１）
次に、上述した実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法に従い、例示した上記諸条件でＳｉＣ−ＳＢＤ（以下、実施例１とする）を作製した。すなわち、実施例１は、レーザー１３を用いたレーザーアブレーション加工によりＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４を除去している。実施例１において、レーザー１３の照射条件は次のとおりである。レーザー１３のスポット径Ｒを６０μｍとし、入射角度θを４５度とした。レーザー１３の波長を１０３０ｎｍとし、パルス幅を８００ｎｍとした。レーザー１３の繰り返し周波数を１０ｋＨｚとし、平均出力を３５Ｗとした。比較として、エッジグラインダーを用いた研削加工によりＳｉＣウェハの研削面の外周端部の角部を除去したＳｉＣ−ＳＢＤ（以下、従来例とする）を作製した。従来例の、ＳｉＣウェハの研削面の外周端部の加工方法以外の製造方法は、実施例１と同様である。
【００３８】
そして、実施例１および従来例について、ＳｉＣウェハの研削面の外周端部の加工時間と、良品率とについて検証した。その結果、実施例１においては、レーザー１３のスキャン速度は１００ｍｍ／秒であり、直径３インチの１枚のＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部（オリエンテーションフラットを含む）のレーザーアブレーション加工時間は５秒間であった。一方、従来例では、ＳｉＣウェハの研削面の外周端部の研削加工時間は２分間であった。
【００３９】
さらに、実施例１および従来例について、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によりＳｉＣウェハの研削面の加工後の外周端部の断面を観察した。その結果、実施例１においては、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの加工後の外周端部５ａにクラックは生じていないことが確認された。一方、従来例では、ＳｉＣウェハの研削面の加工後の外周端部に最大で１００μｍのクラックが生じていることが確認された。したがって、実施例１においては、従来ＳｉＣウェハの外周端部の研削加工後に行われていたダメージ除去のためのウェットエッチング工程を省くことができる。
【００４０】
したがって、実施例１のようにＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４をレーザーアブレーション加工によって除去することにより、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの加工後の外周端部５ａにダメージを残さずに、かつＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の加工時間を従来例よりも大幅に短縮することができることが確認された。
【００４１】
また、実施例１においては、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部のレーザーアブレーション加工工程以降の工程において、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの加工後の外周端部５ａに起因する塵や、ＳｉＣウェハ１の割れが発生せず、良品率を向上させることができることが確認された。その理由は、従来例と同様にＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部５ａを滑らかな所定形状に加工することができたため、製造工程中にＳｉＣウェハ１の外周端部が例えばウェハカセットなどに接触する確率を低減することができたからであると推測される。
【００４２】
この実施例１は、上述した実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法に記載したレーザー１３の入射角度θ、波長およびスポット径Ｒの最適な範囲内のレーザー条件で作製された一例であり、当該範囲内の他のレーザー条件とした場合においても実施例１と同様の効果を奏する。
【００４３】
（実施例２）
ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４をレーザーアブレーション加工により除去したときに飛散するデブリの飛散範囲について検証した。上記特許文献１には、従来、ＳｉＣウェハをレーザーダイシング加工する際に飛散するデブリによってＳｉＣデバイスの良品率が低下することが開示されている。そこで、４Ｈ−ＳｉＣをレーザーアブレーション加工して、デブリの飛散範囲を調べた。具体的には、実施例２として、実施例１と同様のレーザー条件によるレーザーアブレーション加工により４Ｈ−ＳｉＣ２１に溝２２を形成し、４Ｈ−ＳｉＣ２１の溝２２付近の状態を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。４Ｈ−ＳｉＣ２１の厚さは１５０μｍであり、溝２２の幅ｔ１を６０μｍ程度とした。ＳＥＭの電子線の加速電圧を１５ｋＶとし、１００倍の倍率で溝２２付近を観察した。その結果を図６に示す。図６は、実施例２におけるレーザーアブレーション加工後の炭化珪素表面を示す平面図である。
【００４４】
図６に示す結果より、溝２２を形成するためのレーザーアブレーション加工により生じたデブリは、加工端（溝２２の側壁上部）から溝２２よりも外側へ５０μｍ程度の範囲（符号２３の矢印で示す溝２２の側壁上部から点線で示す範囲）に分布していることが確認された。図６において、２本の点線に囲まれた部分において、符号２３の矢印で示す幅の領域内の白い部分がデブリである。この結果より、上述した実施の形態にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法に示すように、ＳｉＣウェハ１の研削面４ａの外周端部の角部１４のような微小領域（上述したＳｉＣウェハ１の側面から幅ｗおよび深さｄのＳｉＣ除去範囲）のレーザーアブレーション加工であれば、デバイス構造が形成される活性領域（ＳｉＣウェハ１の外周端部３，５ａから２０００μｍより内側の領域）にまでデブリが飛散せず、素子特性に悪影響が及ばないことが確認された。
【００４５】
以上、説明したように、実施の形態によれば、裏面研削後にＳｉＣウェハの研削面の外周端部の角部をレーザーアブレーション加工によって除去することにより、例えば裏面研削によりＳｉＣウェハの外周端部がウェハ裏面に対して外向きに尖形状に突出することを防止することができる。このため、その後の工程において塵やウェハ割れを防止することができ、良品率を向上させることができる。また、実施の形態によれば、裏面研削後にＳｉＣウェハの研削面の外周端部の角部をレーザーアブレーション加工によって除去することにより、ダメージを生じさせることなく、かつ短時間でＳｉＣウェハの研削面の外周端部を所定形状に加工することができる。このように、ＳｉＣウェハの外周端部にダメージが生じないため、ＳｉＣウェハの外周端部のダメージが起点となりＳｉＣウェハが割れることを防止することができる。これにより、良品率を向上させることができる。また、実施の形態によれば、ＳｉＣウェハの研削面の外周端部の加工時に、ＳｉＣウェハの研削面の外周端部にダメージが生じないため、ＳｉＣウェハの研削面の外周端部のダメージを除去するための工程を省くことができる。したがって、スループットを向上させることができる。
【００４６】
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、実施の形態では、ＳｉＣ−ＳＢＤを作製する場合を例に説明しているが、例えばＳｉＣを半導体材料として用いたＭＯＳ（金属−酸化膜−半導体）型半導体装置など他の構成のＳｉＣデバイスに適用可能である。また、実施の形態では、ＳｉＣウェハの（０００１）面をおもて面とし、裏面となる（０００−１）面（いわゆるＣ面）を研削する場合について説明しているが、本発明は他の結晶面をおもて面とする場合にも適用可能である。
【００４７】
また、実施の形態では、ＳｉＣウェハの外周端部側に耐圧構造を形成し、この耐圧構造に囲まれた領域にデバイス構造を形成する場合を例に説明しているが、ダイシング後にチップとなる領域にそれぞれデバイス構造や耐圧構造を形成してもよい。また、ＳｉＣウェハのおもて面を保護する保護膜は、堆積酸化膜に限らず例えばレジスト膜であってもよい。また、本発明は、ＳｉＣを半導体材料として用いた場合を例に説明しているが、これに限らず、Ｓｉよりもバンドギャップが大きい他の材料を半導体材料として用いた場合や、Ｓｉを半導体材料として用いた場合にも適用可能である。また、本発明は、導電型を反転させても同様に成り立つ。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置は、研削により半導体基板を薄化して低抵抗化を図った炭化珪素半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ＳｉＣウェハ
２  ＳｉＣウェハのおもて面
３  ＳｉＣウェハのおもて面の外周端部
４  ＳｉＣウェハの裏面
４ａ  ＳｉＣウェハの製品厚さの位置（ＳｉＣウェハの研削面）
５  ＳｉＣウェハの裏面の外周端部
５ａ  ＳｉＣウェハの研削面の加工後の外周端部
６  耐圧構造
７  層間絶縁膜
８  おもて面電極
９  裏面電極
１１  イオン注入
１２  堆積酸化膜
１３  レーザー
１４  ＳｉＣウェハの研削面の外周端部の角部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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