(57)【要約】【課題】光学センサを用いてＳｉＣウエハを検出して半導体装置を製造することができる半導体装置の製造方法を開示する。【解決手段】まず、ＳｉＣウエハ１０の裏面にカーボン層１２を形成する。次いで、裏面にカーボン層１２が形成されたＳｉＣウエハ１０を、光学センサによって検出し、ＳｉＣウエハ１０を認識する。その後、ＳｉＣウエハ１０に半導体素子を形成する。カーボンは遮光性を有するため、裏面にカーボン層１２が形成されたＳｉＣウエハ１０は、光学センサによって認識可能である。そのため、本実施例の方法によると、光学センサでＳｉＣウエハ１０を認識して半導体装置３０を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣウエハの裏面にカーボン層を形成するカーボン層形成工程と、
光学センサで前記カーボン層を検出することによって前記ＳｉＣウエハを認識する認識工程と、
認識後の前記ＳｉＣウエハに半導体素子を形成する素子形成工程と、
前記カーボン層の表面に金属層を形成する金属層形成工程、
を備える、
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
ＳｉＣウエハの両面にカーボン層を形成するカーボン層形成工程と、
前記ＳｉＣウエハの表面に形成された前記カーボン層のうちの一部を除去する除去工程と、
光学センサで前記除去工程の後の前記裏面の前記カーボン層を検出することによって前記ＳｉＣウエハを認識する認識工程と、
認識後の前記ＳｉＣウエハに半導体素子を形成する素子形成工程と、
前記カーボン層の表面に金属層を形成する金属層形成工程、
を備える、
半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｉウエハを利用して半導体装置を製造するための半導体プロセス装置が知られている。この半導体プロセス装置は、Ｓｉウエハ検出用のセンサを有している。Ｓｉウエハ検出用のセンサには、遮光部分をＳｉウエハと認識する光学センサが用いられている。
【０００３】
一方で、半導体装置の基板としてＳｉＣウエハが利用される場合もある。ＳｉＣウエハは透明であるため、光を透過してしまう。そのため、光学センサを用いて検出を行うことができない。
【０００４】
特許文献１には、ＳｉＣウエハの表面に半導体素子の拡散層を形成した後に、ＳｉＣウエハの表面に導電体製の遮光膜を形成する技術が開示されている。遮光膜が形成されたＳｉＣウエハは、光学センサを用いて検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８１３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、ＳｉＣウエハの表面に半導体素子の拡散層を形成するまでの工程において、光学センサを用いてＳｉＣウエハを検出することができない。そのため、特許文献１の技術では、ＳｉＣウエハの表面に拡散層を形成するまでの各工程のために、別の検出方式でウエハ検出を行わなければならなかった。
【０００７】
本明細書では、光学センサを用いてＳｉＣウエハを認識して半導体装置を製造することができる半導体装置の製造方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示する一つの半導体装置の製造方法は、ＳｉＣウエハの裏面にカーボン層を形成するカーボン層形成工程と、光学センサでカーボン層を検出することによってＳｉＣウエハを認識する認識工程と、認識後のＳｉＣウエハに半導体素子を形成する素子形成工程と、カーボン層の表面に金属層を形成する金属層形成工程、を備える。
【０００９】
上記の方法では、光学センサでカーボン層を検出することによってＳｉＣウエハを認識する。一般的にカーボンは遮光性を有する。そのため、上記の方法によると、光学センサでＳｉＣウエハを検出することによってＳｉＣを認識した後に、ＳｉＣウエハに半導体素子を形成することができる。従って、光学センサでＳｉＣウエハを認識して半導体装置を製造することができる。
【００１０】
また、上記の方法では、カーボン層をオーミック層として利用して、ＳｉＣウエハの裏面に金属層を形成することができる。このため、形成されたカーボン層を除去する必要がない。従って、この方法によれば、効率的に半導体装置を製造することができる。なお、オーミック層として利用されるカーボン層と、カーボン層の表面に形成された金属層とを合わせて裏面電極と言ってもよい。
【００１１】
本明細書で開示する他の一つの半導体装置の製造方法は、ＳｉＣウエハの両面にカーボン層を形成するカーボン層形成工程と、ＳｉＣウエハの表面に形成されたカーボン層のうちの一部を除去する除去工程と、光学センサで除去工程の後の裏面のカーボン層を検出することによってＳｉＣウエハを認識する認識工程と、認識後のＳｉＣウエハに半導体素子を形成する素子形成工程と、カーボン層の表面に金属層を形成する金属層形成工程、を備える。
【００１２】
この方法でも、光学センサでＳｉＣウエハの裏面のカーボン層を検出することによってＳｉＣウエハを認識する。そのため、光学センサでＳｉＣウエハを認識して半導体装置を製造することができる。また、この方法によると、除去工程で表面のカーボン層の一部が除去された後に、ＳｉＣウエハの表面に残存したカーボン層の残りの一部をアライメントマークとして利用することもできる。
【００１３】
また、この方法による場合も、カーボン層をオーミック層として利用して、ＳｉＣウエハの裏面に金属層を形成することができる。このため、カーボン層を除去する必要がなく、効率的に半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】半導体装置の断面図。
【図２】第１実施例の半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図３】第１実施例の半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図４】第１実施例の半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図５】第２実施例の半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図６】第２実施例の半導体装置の製造方法を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施例）
本実施例の半導体装置の製造方法では、図１に示す半導体装置３０を製造する。図１の半導体装置３０は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。他の例では、半導体装置３０は、他の任意の縦型の半導体装置であってもよい。半導体装置３０は、ＳｉＣからなるＳｉＣウエハ１０を有している。ＳｉＣウエハ１０自体は透明であり、光を透過する。ＳｉＣウエハ１０の表面側には、拡散層１４が形成されている。ＳｉＣウエハ１０の表面には、絶縁層１６、及び、表面電極１８が形成されている。ＳｉＣウエハ１０の裏面には、カーボン層１２を介して裏面電極２０が形成されている。裏面電極２０は、カーボン層１２をオーミック層として利用して、ＳｉＣウエハ１０の裏面と接合されている。なお、他の例では、オーミック層として利用されるカーボン層１２と裏面電極２０とを合わせて裏面電極と呼んでもよい。
【００１６】
図１〜図４を参照して、本実施例の半導体装置３０（図１参照）の製造方法を説明する。まず、図２に示すように、ＳｉＣからなるＳｉＣウエハ１０の裏面にカーボン層１２を形成する。この例では、カーボン層１２は、ＣＶＤ（Cemical Vapor Deposition）法によって形成される。
【００１７】
次いで、裏面にカーボン層１２が形成されたＳｉＣウエハ１０を、光学センサ（図示省略）によって検出する。光学センサは、遮光部分をウエハと認識する光透過型のセンサである。カーボンは遮光性を有するため、裏面にカーボン層１２が形成されたＳｉＣウエハ１０は、光学センサによって検出可能である。光学センサで検出することにより、ＳｉＣウエハを認識することができる。図３に示すように、ＳｉＣウエハ１０を光学センサによって認識した後で、ＳｉＣウエハ１０の表面に拡散層１４を形成する。
【００１８】
拡散層１４は、例えば、リン、ボロン等の不純物イオンをＳｉＣウエハ１０にイオン注入し、その後ＳｉＣウエハ１０をアニール処理することで形成される。アニール処理が行われることで、注入された不純物イオンが拡散する。このような処理を繰り返して実行することにより、拡散層１４が形成される。拡散層１４の形成に伴うアニール処理によって、カーボン層１２も熱処理される。
【００１９】
次いで、図４に示すように、ＳｉＣウエハ１０（即ち、カーボン層１２）を光学センサで検出することによって認識した後で、ＳｉＣウエハ１０の表面に絶縁層１６及び表面電極１８を形成する。絶縁層１６、表面電極１８は、例えばＣＶＤ法によって形成する。
【００２０】
その後、図１に示すように、ＳｉＣウエハ１０を光学センサで検出することによって認識した後で、ＳｉＣウエハ１０の裏面に裏面電極２０（金属層）を形成する。この際、ＳｉＣウエハ１０の裏面に形成されているカーボン層１２がオーミック層として利用される。即ち、裏面電極２０は、カーボン層１２を介してＳｉＣウエハ１０の裏面にオーミック接合される。以上の各工程を実行することにより、図１の半導体装置３０が形成される。
【００２１】
上記の通り、本実施例の製造方法では、裏面にカーボン層１２が形成されたＳｉＣウエハ１０を、光学センサによって検出することによって認識する。ＳｉＣウエハ１０を認識した後で、ＳｉＣウエハ１０に半導体素子を形成する。従って、本実施例の製造方法によると、カーボン層１２が形成されることで、光学センサでＳｉＣウエハ１０を検出して、半導体装置３０を製造することができる。ＳｉＣウエハ１０に拡散層を形成するために、光学センサによる検出とは別の検出方式でウエハ検出を行う必要がない。光学センサによる検出とは別の検出方式でウエハ検出を行うための設備を設ける必要もない。
【００２２】
また、本実施例の製造方法によると、カーボン層をオーミック層として利用して、ＳｉＣウエハ１０の裏面に裏面電極２０（金属層）を形成することができる。このため、形成されたカーボン層１２を除去する必要がない。従って、本実施例の製造方法によれば、効率的に半導体装置３０を製造することができる。
【００２３】
上記の拡散層１４を形成する工程（イオン注入及び熱処理）、及び、絶縁層１６及び表面電極１８を形成する工程が、「素子形成工程」の一例である。上記の素子形成工程はあくまで一例であり、半導体素子を形成するための他の任意の工程を含んでいてもよい。
【００２４】
（第１実施例の変形例１）
上記の第１実施例では、ＣＶＤ法によって、ＳｉＣウエハ１０の裏面にカーボン層１２を形成しているが、カーボン層１２の形成手法はこれには限られない。例えば、スパッタ法によってカーボン層１２を形成してもよい。また、ＳｉＣウエハ１０を高温で熱処理して、ＳｉＣウエハ１０の表面及び裏面に含まれるシリコンをＳｉＣウエハ１０から脱離させることによって、ＳｉＣウエハ１０の両面にカーボン層を形成してもよい。この場合、ＳｉＣウエハ１０の両面にカーボン層を形成した後、ＳｉＣウエハ１０の表面に形成されたカーボン層をアッシングによって除去する。
【００２５】
（第１実施例の変形例２）
ＳｉＣウエハ１０の表面に絶縁層１６及び表面電極１８を形成（図４参照）した後であって、ＳｉＣウエハ１０の裏面に裏面電極２０を形成（図１参照）する前に、ＳｉＣ１０の裏面側に不純物イオン（例えば、リン）を注入してもよい。この場合、不純物イオンの注入は、カーボン層１２を貫通可能な大きさのエネルギーで行う。
【００２６】
（第２実施例）
第２実施例の製造方法について、図５、図６を参照して、第１実施例と異なる点を中心に説明する。本実施例の製造方法も、図４の半導体装置３０を製造する方法である点は第１実施例と共通する。
【００２７】
本実施例では、まず、図５に示すように、ＳｉＣウエハ１０の両面にカーボン層１２、１３を形成する。カーボン層１２、１３は、ＳｉＣウエハ１０を高温で熱処理することによって形成される。ＳｉＣウエハ１０を高温で熱処理すると、ＳｉＣウエハ１０の表面及び裏面に含まれるシリコンがＳｉＣウエハ１０から脱離し、ＳｉＣウエハ１０の両面にカーボン層１２、１３が形成される。
【００２８】
次いで、図６に示すように、ＳｉＣウエハ１０の表面に形成されたカーボン層１３の一部を除去する。カーボン層１３の一部の除去は、ドライエッチングによって行う。これにより、ＳｉＣウエハ１０の表面には、カーボン層１３の残りの一部１３ａ、１３ｂが残存する。以後の各工程において、ＳｉＣウエハ１０の表面に残存したカーボン層１３の一部１３ａ、１３ｂは、アライメントマークとして利用される。
【００２９】
ＳｉＣウエハ１０の表面のカーボン層１３の一部を除去した後は、第１実施例と同様に、ＳｉＣウエハ１０の裏面のカーボン層１２を光学センサで検出し、ＳｉＣウエハ１０を認識する。その後、ＳｉＣウエハ１０の表面に拡散層１４を形成する（図３参照）。この際、アライメントマーク１３ａ、１３ｂを所定の認識手段で認識することによって、ＳｉＣウエハ１０の位置合わせを行うことができる。アライメントマーク１３ａ、１３ｂを用いてＳｉＣウエハ１０の位置合わせを行った上で、拡散層１４を形成することができる。
【００３０】
その後の各工程は、第１実施例と同様である。即ち、ＳｉＣウエハ１０の表面に絶縁層１６及び表面電極１８を形成し（図４参照）、その後、ＳｉＣウエハ１０の裏面に裏面電極２０を形成する（図１参照）。これらの各工程を実行する場合も、ＳｉＣウエハ１０の裏面のカーボン層１２を光学センサで検出してＳｉＣウエハ１０を認識するとともに、アライメントマーク１３ａ、１３ｂを用いてＳｉＣウエハ１０の位置合わせを行った上で、各工程を実行することができる。
【００３１】
以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０：ＳｉＣウエハ
１２：カーボン層（裏面）
１３：カーボン層（表面）
１３ａ、１３ｂ：アライメントマーク
１４：拡散層
１６：絶縁層
１８：表面電極
２０：裏面電極
３０：半導体装置
【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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