(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において膜構造を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程と、
（ｂ）前記炭化珪素半導体基板の裏面において熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程とを備え、
前記工程（ａ）は、前記炭化珪素半導体基板の裏面において金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であり、
前記工程（ｂ）が、前記金属膜を用いて熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程であり、
前記工程（ａ）が、環状にパターニングされた前記金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であることを特徴とする、
炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
（ａ）炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において膜構造を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程と、
（ｂ）前記炭化珪素半導体基板の裏面において熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程とを備え、
前記工程（ａ）は、前記炭化珪素半導体基板の裏面において金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であり、
前記工程（ｂ）が、前記金属膜を用いて熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程であり、
前記工程（ａ）が、不連続部分を有する環状にパターニングされた前記金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であることを特徴とする、
炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項３】
（ａ）炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において膜構造を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程と、
（ｂ）前記炭化珪素半導体基板の裏面において熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程とを備え、
前記工程（ａ）は、前記炭化珪素半導体基板の裏面において金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であり、
前記工程（ｂ）が、前記金属膜を用いて熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程であり、
（ｃ）前記工程（ｂ）の前に、前記炭化珪素半導体基板の端部をべべリングする工程をさらに備えることを特徴とする、
炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記工程（ｂ）の前に、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部において犠牲酸化膜を形成し、当該犠牲酸化膜を除去する工程をさらに備えることを特徴とする、
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
（ａ）炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において膜構造を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程と、
（ｂ）前記炭化珪素半導体基板の裏面において熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程とを備え、
前記工程（ａ）は、前記炭化珪素半導体基板のおもて面において、絶縁膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であり、
（ｃ）前記工程（ａ）の後、前記工程（ｂ）の前に、前記炭化珪素半導体基板の裏面において、金属膜を形成する工程をさらに備えることを特徴とする、
炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｃ）が、環状にパターニングされた前記金属膜を形成する工程であることを特徴とする、
請求項５に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｃ）が、不連続部分を有する環状にパターニングされた前記金属膜を形成する工程であることを特徴とする、
請求項５または請求項６に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
（ｄ）前記工程（ｂ）の前に、前記炭化珪素半導体基板の端部をべべリングする工程とをさらに備えることを特徴とする、
請求項５から請求項７のうちのいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）が、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部に形成された前記膜構造を除去して、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であることを特徴とする、
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）が、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において、前記炭化珪素半導体基板の当該面の端部を除く領域に前記膜構造を形成する工程であることを特徴とする、
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（以下ＳｉＣとも記載する）半導体は、シリコン半導体と比べて、破壊電界、バンドギャップおよび熱伝導率が大きい。バンドギャップおよび熱伝導率が大きいため耐熱性に優れており、高温動作および簡易冷却が可能となる。また、破壊電界が大きいため薄型化が容易であり、低損失および高温動作が可能となる。
【０００３】
ＳｉＣショットキーバリアダイオード（以下ＳｉＣ−ＳＢＤ）、または、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の設計においては、シリコンの破壊電界が０．３ＭＶ／ｃｍであるのに対しＳｉＣの破壊電界が２．８ＭＶ／ｃｍである特長を活かして、活性層であるドリフトエピタキシャル層の厚みおよび終端構造を決定されている。
【０００４】
破壊電界がシリコンの約１０倍大きいＳｉＣでは、形成すべきドリフトエピタキシャル層の厚さはシリコンの場合の１／１０程度で良い。ただし、ＳｉＣ基板プロセスにおいて基板の機械的強度を維持するために、例えば２インチ〜４インチの基板径の場合に３５０μｍ程度の厚さのｎ型４Ｈ−ＳｉＣ基板が用いられており、その上に、厚さ数μｍ〜数十μｍのエピタキシャル層が形成されて活性層とされる。
【０００５】
例えばｋＶ級高耐圧のＳｉＣ−ＳＢＤでは、ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層上にショットキー電極が形成されている。当該構造では、エピタキシャル層とショットキー電極との間の接合面周縁に電界が集中し易くなるので、その接合面（ショットキー接合面）周縁の表層に、電界集中緩和のためのｐ型終端構造を形成する必要がある。
【０００６】
当該ｐ型終端構造の形成には、一般に、Ａｌ（アルミニウム）またはＢ（ボロン）等のｐ型不純物をｎ型エピタキシャル層にイオン注入し、１５００℃程度以上の高温熱処理で活性化アニールする方法が用いられる。
【０００７】
続いて基板裏面を研磨し、その後、Ｎｉ等のオーミック材料を用いた１０００℃程度の熱処理により裏面オーミックを形成する。一方で、基板おもて面にはショットキー接合を形成する。さらに基板おもて面には、ワイヤボンド時のパッドとしてＡｌを厚さ５μｍ程度で形成するのが一般的である。
【０００８】
１５００℃程度以上の高温熱処理である活性化アニール、および、１０００℃程度の熱処理である裏面オーミック形成については、いずれも加熱プログラムの詳細、雰囲気ガスに関する事項、および、基板面内の温度均一性等のプロセス詳細を最適化することにより、基板割れを防止することが重要となる。
【０００９】
プロセス上流の活性化アニール時は、ｎ型エピタキシャル層にイオン注入された程度であり、他に酸化膜および金属膜等は形成されていない。しかし、１０００℃程度の熱処理である裏面オーミック形成時には、酸化膜および金属膜等が形成されており、基板反りおよび内部ストレスが発生する原因となる。基板反りおよび内部ストレスが増加しその限界を越えた場合、基板割れの問題が生じてしまう。
【００１０】
ここで、基板割れを抑制さらには防止するためには、ＳｉＣ基板のエッジに関しては、特に熱プロセスで割れの原因にならないように留意することが重要である。また、基板のおもて面および裏面に関しては、基板反りおよび内部ストレスを低減するように留意することが重要である。
【００１１】
これらに関する技術としては、例えば特許文献１および特許文献２に記載された技術が知られている。
【００１２】
特許文献１には、ＧａＮ等の窒化物半導体基板をエッジ研磨（以下ベベリング）することによって、基板の欠け、割れおよびクラックの発生を防止する方法が記載されている。
【００１３】
特許文献２には、基板反りを低減するために、基板裏面をパターニングする方法が記載されている。パターニング形状としては格子状パターンおよびドット状パターンが示されており、具体的なパターン形状としては繰り返し連続パターンが想定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−３１９９５１号公報
【特許文献２】特許第４９０４６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のとおり、シリコンの破壊電界が０．３ＭＶ／ｃｍであるのに対しＳｉＣの破壊電界が２．８ＭＶ／ｃｍである特長を活かせば、活性層であるドリフトエピタキシャル層の厚みはシリコンの場合の１／１０程度で十分である。このときＳｉＣ基板は、その上に形成されるエピタキシャル層を機械的に保持する機能を担う。
【００１６】
シリコン半導体基板の場合は、エピタキシャル層の形成、基板の薄板化プロセス、基板プロセス途中または最終的な膜形成、さらには、研磨による基板厚みの減少も考慮して、基板品質が管理されている。具体的には、インゴットから切り出した、基板プロセス前の基板のエッジ形状管理、さらには、ベベリングの管理により、基板品質が管理されている。
【００１７】
一方で、ＳｉＣ半導体基板の場合は、そのような管理が十分でなく、また、より高温での動作が可能となることに関連して、シリコンの場合と同等のレベルで品質を管理することが容易でない場合が多い。特に裏面オーミック形成時には、基板割れの発生を十分に抑制することができていなかった。
【００１８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、裏面オーミックを形成する際の基板割れを抑制することができる炭化珪素半導体装置の製造方法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】
【００１９】
本発明の一態様に関する炭化珪素半導体装置の製造方法は、（ａ）炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において膜構造を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程と、（ｂ）前記炭化珪素半導体基板の裏面において熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程とを備え、前記工程（ａ）は、前記炭化珪素半導体基板の裏面において金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であり、前記工程（ｂ）が、前記金属膜を用いて熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程であり、前記工程（ａ）が、環状にパターニングされた前記金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であることを特徴とする。
また、本発明の別の態様に関する炭化珪素半導体装置の製造方法は、（ａ）炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において膜構造を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程と、（ｂ）前記炭化珪素半導体基板の裏面において熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程とを備え、前記工程（ａ）は、前記炭化珪素半導体基板の裏面において金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であり、前記工程（ｂ）が、前記金属膜を用いて熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程であり、前記工程（ａ）が、不連続部分を有する環状にパターニングされた前記金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であることを特徴とする。
また、本発明の別の態様に関する炭化珪素半導体装置の製造方法は、（ａ）炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において膜構造を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程と、（ｂ）前記炭化珪素半導体基板の裏面において熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程とを備え、前記工程（ａ）は、前記炭化珪素半導体基板の裏面において金属膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であり、前記工程（ｂ）が、前記金属膜を用いて熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程であり、（ｃ）前記工程（ｂ）の前に、前記炭化珪素半導体基板の端部をべべリングする工程をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の別の態様に関する炭化珪素半導体装置の製造方法は、（ａ）炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方において膜構造を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程と、（ｂ）前記炭化珪素半導体基板の裏面において熱処理を行い、オーミック接合を形成する工程とを備え、前記工程（ａ）は、前記炭化珪素半導体基板のおもて面において、絶縁膜を形成し、かつ、前記炭化珪素半導体基板のおもて面および裏面の少なくとも一方の端部を露出させる工程であり、（ｃ）前記工程（ａ）の後、前記工程（ｂ）の前に、前記炭化珪素半導体基板の裏面において、金属膜を形成する工程をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の上記態様によれば、炭化珪素半導体基板の端部を露出させた状態で、裏面オーミックを形成することができるため、裏面オーミックを形成する際の基板割れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に関する炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための図である。
【図２】第２実施形態に関する炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための図である。
【図３】第３実施形態に関する炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための図である。
【図４】第５実施形態に関する炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための図である。
【図５】第５実施形態に関する金属膜の他のパターニング例を示した図である。
【図６】前提技術に関する構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照しながら実施形態について説明する。
【００２３】
図６は、前提技術に関する構造を示した断面図であり、裏面オーミック形成のための熱処理直前の、基板の一般的な断面構造を示した図である。特にＳｉＣ基板の端部（エッジ）においては、ｎ＋基板１のおもて面に形成された保護絶縁膜３０と、ｎ＋基板１の裏面に形成された金属膜２０とがそれぞれ延在しており、基板のエッジを覆っている。ここで、基板割れを抑制さらには防止するためには、ＳｉＣ基板のエッジに関しては、特に熱プロセスで割れの原因にならないように留意することが重要である。また、基板のおもて面および裏面に関しては、基板反りおよび内部ストレスを低減するように留意することが重要である。
【００２４】
以下に説明する実施形態は、上記のような問題を解決する炭化珪素半導体装置の製造方法に関するものである。
【００２５】
＜第１実施形態＞
＜構成＞
以下、本発明の炭化珪素半導体装置およびその製造方法の概要は、ＳｉＣ−ＳＢＤを例として説明する。
【００２６】
例えば、口径４インチ４°オフ角のｎ型４Ｈ−ＳｉＣ基板のシリコン面（０００１）に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりｎ型ＳｉＣ層をエピタキシャル成長させる。
【００２７】
ｎ型エピタキシャル層の濃度および厚みについては、所望の耐圧を実現するよう調整する。
【００２８】
その後、写真製版工程で必要となる基板内の位置合わせ基準のためのマーク形成を行い、以降、ｐ型終端構造形成、裏面研磨および裏面オーミック形成、おもて面におけるショットキー接合形成、ワイヤボンド用の表面パッド形成、裏面におけるダイボンド用の裏面メタライズを順次行う。ここで、裏面研磨工程および裏面オーミック形成工程と、基板割れに関して大きく影響を及ぼす工程について、以下で詳しく説明する。
【００２９】
図１は、第１実施形態に関する炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための図である。具体的には、ＳｉＣ−ＳＢＤの製造工程における、裏面オーミック形成時の熱処理直前の断面図である。
【００３０】
図１においては、ＳｉＣ基板の裏面オーミックを形成するため熱処理する際、少なくとも基板エッジのべべリング加工が施された部分に関して金属または酸化膜等が除膜され、あるいは膜が形成されず、ＳｉＣ基板が露出している状態が示されている。なお、基板エッジには、べべリング加工が施されなくてもよい。
【００３１】
図１においてはｎ型エピタキシャル層がその上面に形成されたｎ＋基板１が示されており、ｎ＋基板１の裏面にはオーミック電極となるべき金属膜２が形成され、ｎ＋基板１のおもて面には保護絶縁膜３が形成されている。しかし、少なくともＳｉＣ基板のエッジ、正確にはベベリング加工が施された部分に関してＳｉＣが露出していれば、基板エッジを除く基板おもて面および裏面についての構造および仕様は限定されない。
【００３２】
＜第２実施形態＞
＜構成＞
図２は、第２実施形態に関する炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための図である。具体的には、ＳｉＣ−ＳＢＤの製造工程における、裏面オーミック形成時の熱処理直前の断面図である。
【００３３】
第１実施形態では、裏面オーミック形成時の熱処理直前の基板断面構造に関して、ＳｉＣ基板のエッジについてＳｉＣが露出していることに着目して説明されているが、図２においては、基板裏面の金属膜２に関して、ベベリング加工が施された部分には形成されないように、あるいはいったん形成された後除去された状態とする。
【００３４】
このことにより、熱処理する際の基板ストレスを低減し、基板割れを防止することができる。
【００３５】
なお第２実施形態では、基板おもて面に保護絶縁膜が形成されない製造方法も想定しており、例えば、Ｔｉ成膜によりショットキー接合形成する直前に、酸ウエット処理またはスパッタエッチング等のドライ処理を実施することで、ＳｉＣおもて面を清浄化し良好な接合形成が可能である。
【００３６】
＜第３実施形態＞
＜構成＞
図３は、第３実施形態に関する炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための図である。具体的には、ＳｉＣ−ＳＢＤの製造工程における、裏面オーミック形成時の熱処理直前の断面図である。
【００３７】
第２実施形態では、オーミック面となる裏面に形成された金属膜２についても着目した熱処理直前の基板構造について説明されているが、図３においては、ショットキー面となるおもて面の構造について着目した熱処理直前の基板構造について説明される。
【００３８】
図３に示されるように、基板裏面に関してはオーミック電極用の金属膜は示されていない。基板裏面の構造については、この後、図６に示されるような、基板裏面のエッジ部分にまでオーミック電極用の金属膜２０が形成されてもよいし、図４および図５に示されるような、裏面オーミック電極用の金属膜が裏面にパターニングされていてもよい。
【００３９】
オーミック形成のための熱処理を実施する際、ショットキー面となるおもて面に保護絶縁膜３を形成する理由は、オーミック形成のための熱処理の後にショットキーメタルを成膜する場合に、それ以前の工程の影響でショットキー形成予定面であるＳｉＣおもて面が汚染されることを防ぐためである。
【００４０】
保護絶縁膜３としては、ＣＶＤ法によって形成される、一般にデポ膜と呼ばれるＳｉＯ２酸化絶縁膜、あるいは、熱酸化によって形成される、一般に犠牲酸化膜と呼ばれるＳｉＯ２酸化絶縁膜を想定している。
【００４１】
塗布膜または常圧ＣＶＤ膜等のように基板の片面だけに成膜可能な場合と、熱酸化または減圧ＣＶＤ等のように基板のおもて面および裏面、さらには基板エッジを含む基板全体を覆い尽くす場合とで、除去すべき箇所は異なる。しかし、いずれの場合でも基板のエッジ、正確にはベベリング加工が施された部分に関してＳｉＣが露出するように、湿式または乾式のエッチング、または研削等の機械的手法により不要な箇所を除去する。
【００４２】
こうしてオーミック形成のための熱処理時にＳｉＣ基板に加わるストレスを最小限に抑制しつつ、ＳｉＣショットキー面に１０００℃程度の加熱処理を行ってもＳｉＣショットキー面が汚染されないよう保護することができる。
【００４３】
裏面オーミックが完成した後、Ｔｉ等のショットキーメタルを成膜する直前に、フッ酸により酸化膜（保護絶縁膜３）を除去すれば、清浄なＳｉＣ面が再現性よく形成できる。
【００４４】
＜第４実施形態＞
＜構成＞
第１または第３実施形態において説明されたように保護絶縁膜３を犠牲酸化膜を用いて形成する場合、基板エッジはベベリング後に少なくとも１回の犠牲酸化膜形成、およびその除去を実施することで、ベベリングによる基板エッジ部最表面の機械的ダメージ層を除去することができる。ダメージ層が厚い場合は完全に除去することはできないが、その厚みを薄くするだけでも機械的ダメージを受けた脆弱層を低減させることができるため、熱処理時に亀裂およびクラックに進展することによる基板割れを抑制することができる。
【００４５】
＜第５実施形態＞
＜構成＞
図４および図５は、第５実施形態に関する炭化珪素半導体装置の製造工程を説明するための図である。図４は、ＳｉＣ−ＳＢＤの製造工程における、裏面オーミック形成時の熱処理直前の断面図である。図５は、金属膜の他のパターニング例を示した図である。
【００４６】
第１または第２実施形態では、裏面オーミック形成時の熱処理直前の基板断面構造に関して、ベベリング加工が施された部分に金属膜が形成されないことが熱処理時の基板割れ防止に効果的であることが説明されている。
【００４７】
ここで裏面における金属膜を裏面全面に形成せず、環状に（例えば同心円環状）に配置（パターニング）することで、基板中心から外縁方向に向かって金属膜が不連続に形成されるため、オーミック電極によるストレスを効果的に低減できる（図４の金属膜２ａを参照）。よって、基板割れを効果的に防ぐことができる。
【００４８】
より望ましくは、図５に示されるように、各環状パターニングを１周の連続パターンとせず、不連続部分を有する環状パターン（金属膜２ｂ）とすることで、環状パターンの周方向においても金属膜が不連続に形成されるため、より効果的にストレスを低減できる。よって、基板割れを効果的に防ぐことができる。
【００４９】
以下、寸法等の詳細について説明する。
【００５０】
裏面メタルを同心円環状に配置すると、基板割れ防止に有効である。同心円環状に配置された各金属膜２ｂの間隔は２０μｍ〜１００μｍ程度が望ましい。２０μｍ未満の狭い開口幅になると、加熱時にＮｉシリサイドの凝集現象により各金属膜２ｂ間が完全な非連続とならず、内部ストレスおよび基板の反りを低減する効果が弱まる。逆に、各金属膜２ｂの間隔が１００μｍ以上になると、アセンブリのダイボンド工程でのボイド発生の要因になる場合がある。
【００５１】
同心円環状に配置された金属膜２ｂ幅については、内部ストレスおよび基板の反りを低減する目的からは、細い（狭い）ほど効果は大きい。しかし、上記の各金属膜２ｂの間隔における場合と同様に、実際のパターニングプロセス、および、ダイボンド工程でのボイド発生防止の観点から、およそ１ｍｍ以上が望ましい。
【００５２】
同心円環状に配置された金属膜２ｂ幅を太く（広く）することは、内部ストレスおよび基板の反りを低減させる効果が減少することを意味するが、実際のデバイス構造により、オーミック接合形成するための急峻加熱時（１０００℃程度）における内部ストレスおよび基板の反り量はそれぞれ異なるので、必要に応じてメタル幅、または、同心円環状に配置された金属膜２ｂの本数を決定すればよい。
【００５３】
裏面オーミック形成後、裏面にはダイボンド用の裏面メタライズが形成されるが、これに関しては数百℃以上の加熱は不要である。よって、オーミック形成されていない開口部も含む裏面全面にダイボンド用の裏面メタライズが形成されても、基板割れを起こすようなストレスは発生しない。
【００５４】
また図５におけるオーミック形成されていない開口部に関して、オーミック電極が極薄で形成される場合であっても、内部ストレスの低減には効果がある。例えば、図５に示されるパターンに対応する金属マスクを用いた蒸着法による選択成膜によれば、実際にはマスク箇所への回り込みが生じる。そのため、マスク下に形成された極薄のオーミック電極を利用した内部ストレスの低減を実現することができる。
【００５５】
＜効果＞
オーミック接合形成する１０００℃程度で行う急峻加熱時の基板割れを防止するには、基板おもて面、基板エッジ、基板裏面全ての領域において対策することでその顕著な効果を期待できる。
【００５６】
おもて面に関しては、例えば、熱酸化膜等の絶縁膜で被覆保護されている場合が想定される。ＳｉＣ基板を熱酸化する場合、形成される膜の膜厚に関し、おもて面の（０００１）シリコン面において形成される膜の膜厚に対し、裏面の（０００＿１）カーボン面では２０倍程度厚い酸化膜が形成される。基板エッジについては明確でないが、ベベリングおよび裏面研磨後の仕上がり形状ばらつきにより、酸化膜の厚みを含む膜質についてもばらつきが大きいと考えられる。
【００５７】
このような熱酸化膜で被覆された状態で１０００℃程度の急峻加熱をすると、基板エッジにおける、ＳｉＣ基板と熱酸化膜とによるストレスが局所的に不安定な状態となり、熱酸化膜に亀裂が入ることも予想される。
【００５８】
これを抑制するためには、基板エッジ部に形成された熱酸化膜を除去した状態で加熱することが望ましい。なお、熱酸化による酸化膜形成の場合、基板おもて面、基板エッジおよび基板裏面全てを覆い尽くすように酸化膜が形成される。裏面については、オーミック接合形成のためのメタルを形成する前までに酸化膜等が形成されていれば、エッチングまたは研磨等の方法により除去する。
【００５９】
裏面に関しては、通常、オーミック材料として例えばＮｉをスパッタ法により全面に形成し、熱処理によりＮｉシリサイドを形成しオーミック接合としている。
【００６０】
この場合は、自己犠牲酸化である熱酸化膜のような極端な厚みばらつきが生じることはないと考えられるが、Ｎｉシリサイド化の反応は犠牲酸化同様、ＳｉＣ基板のＳｉ元素を自己犠牲消費してＮｉ等のメタルと結合する反応であるため、基板周辺部、特にベベリングされた領域において、Ｎｉのシリサイド化反応の際、消費されるＮｉ量および反応の程度にばらつきが発生する。
【００６１】
よって、少なくとも基板エッジのべべリング加工が施された部分については、Ｎｉ除去状態で加熱することが望ましい。特に、ベベリングおよび裏面研磨後の仕上がり形状ばらつきにより、加熱時に形成されるＮｉシリサイドまたは局所的な残留Ｎｉが発生すると、熱膨張係数の違いによりクラックまたは亀裂を誘発し、基板割れが生じることが考えられる。
【００６２】
以上の通り、少なくとも基板エッジのべべリング加工が施された部分については、酸化膜等の絶縁膜、オーミック材料となる金属膜等の一切の被覆膜が除去され、ＳｉＣが露出している状態が望ましい。
【００６３】
さらに、裏面オーミックに関しては、要求される電気的特性からは全面に形成されることが必須ではないので、裏面メタルによる加熱前後の内部ストレスおよび基板反りを低減するために、オーミック未形成領域を設けることも基板割れ防止に有効である。
【００６４】
基板の反りはほとんどの場合、凹面または凸面の椀状になるので、内部ストレスおよび基板反りを低減するためには基板中心から円周方向に、不連続な裏面メタルが形成されていることが効果的である。さらに望ましくは、各円環を１周連続パターンとせず不連続にすることにより、各円環がＳｉＣ基板にもたらすストレスをより低減することができる。
【００６５】
上記実施形態では、各構成要素の材質、材料、実施の条件等についても記載しているが、これらは例示であって記載したものに限られるものではない。
【００６６】
なお本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ｎ＋基板、２，２ａ，２ｂ，２０  金属膜、３，３０  保護絶縁膜。
【図１】
0005975940.tif 000002
【図２】
0005975940.tif 000003
【図３】
0005975940.tif 000004
【図４】
0005975940.tif 000005
【図５】
0005975940.tif 000006
【図６】
0005975940.tif 000007