(57)【要約】  炭化珪素半導体装置（１００）の製造方法は、炭化珪素ウエハ（１０）の表面側に表面電極（３０）を形成する工程と、炭化珪素ウエハ（１０）を裏面側から薄くして、炭化珪素ウエハ（１０）を薄板化する工程と、薄板化された炭化珪素ウエハ（１０）の裏面に金属層（２１）を設ける工程と、炭化珪素ウエハ（１０）及び金属層（２１）が平坦化するように外力を加えた状態で、金属層（２１）にレーザ光を照射して炭化珪素ウエハ（１０）中の炭素と反応したカーバイド層（２０）を金属層（２１）の裏面側に形成する工程と、カーバイド層（２０）の裏面側に裏面電極（４０）を形成する工程と、を備える。
2017098659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する工程と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の高い高密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項３】
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ光は第一方向に沿って照射され、
前記第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、間隔をあけた別の位置から前記第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記外力は真空吸着部による吸着力又は前記レーザ光を透過する部材で形成された押圧部による押圧力によることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記金属層の材料は、チタン、モリブデン、又は、チタン及びモリブデンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記レーザ光はグリーンレーザであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体基体の製造方法。
【請求項９】
炭化珪素ウエハと、
前記炭化珪素ウエハの表面側に設けられた表面電極と、
前記炭化珪素ウエハの薄板化された後の裏面に設けられたカーバイド層と、
前記カーバイド層の裏面側に設けられた裏面電極と、を備え、
前記カーバイド層は、カーバイド密度の高い高密度部と、カーバイド密度の低い低密度部とを有し、
前記カーバイド層の面内方向であって異なる２方向に沿って前記高密度部が設けられていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。
【請求項１０】
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する第一電極形成部と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する薄板加工部と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける金属層形成部と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加える外力付与部と、
前記外力付与部によって外力が付与された状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成するレーザ光照射部と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する第二電極形成部と、
を備えたことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造装置。
【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、半導体基体の製造方法、炭化珪素半導体装置及び炭化珪素半導体装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から炭化珪素半導体素子を薄くするために炭化珪素ウエハを薄くすること（薄板化）が試みられている。炭化珪素ウエハを薄くする際には、例えば研削する手法が用いられる。他方、炭化珪素ウエハを薄くすると反りが発生することがある。このような反りを解消する手法としては、例えばＷＯ２０１２／０４９７９２号公報（段落［００３８］）において、以下のような手法が提案されている。（１）薄板化を行った後で裏面にＮｉ膜を成膜し、このＮｉ膜にレーザアニールを行うことで、シリサイド層を形成する。（２）このように基板（ウエハ）を薄板化することで大きな反りが発生するが、薄板化後に研削面に形成した加工変質層の少なくとも一部を除去（表面処理）することで基板（ウエハ）の反り量を調節する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、薄板化された炭化珪素ウエハにおいて、従来のＷＯ２０１２／０４９７９２号公報とは異なり加工変質層を除去することなく簡便な手法で反りをなくす又は反りを小さくする炭化珪素半導体装置の製造方法、半導体基体の製造方法、炭化珪素半導体装置及び炭化珪素半導体装置の製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法は、
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する工程と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する工程と、
を備える。【０００５】
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の高い高密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部が形成されてもよい。【０００６】
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部が形成され、
前記レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部が形成されてもよい。【０００７】
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記レーザ光は第一方向に沿って照射され、
前記第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、間隔をあけた別の位置から前記第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われてもよい。【０００８】
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記外力は真空吸着部による吸着力又は前記レーザ光を透過する部材で形成された押圧部による押圧力によってもよい。【０００９】
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記金属層の材料は、チタン、モリブデン、又は、チタン及びモリブデンであってもよい。【００１０】
本発明による炭化珪素半導体装置の製造方法において、
前記レーザ光はグリーンレーザであってもよい。【００１１】
本発明による半導体基体の製造方法は、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
を備える。【００１２】
本発明による炭化珪素半導体装置は、
炭化珪素ウエハと、
前記炭化珪素ウエハの表面側に設けられた表面電極と、
前記炭化珪素ウエハの薄板化された後の裏面に設けられたカーバイド層と、
前記カーバイド層の裏面側に設けられた裏面電極と、を備え、
前記カーバイド層は、カーバイド密度の高い高密度部と、カーバイド密度の低い低密度部とを有し、
前記カーバイド層の面内方向であって異なる２方向に沿って前記高密度部が設けられている。              【００１３】
本発明による炭化珪素半導体装置の製造装置は、
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する第一電極形成部と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する薄板加工部と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける金属層形成部と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加える外力付与部と、
前記外力付与部によって外力が付与された状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成するレーザ光照射部と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する第二電極形成部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、炭化珪素ウエハ及び金属層が平坦化するように外力を加えつつ、金属層にレーザ光を照射してシリサイド層ではなくカーバイド層を形成することで、薄板化された炭化珪素ウエハの反りをなくす又は反りを小さくすることができる。このため、ＷＯ２０１２／０４９７９２号公報で提供される従来の手法とは異なり、加工変質層を除去することなく簡便な手法によって、薄板化された炭化珪素ウエハの反りをなくす又は小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による炭化珪素半導体装置の製造方法の工程を示した図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態によるカーバイド層形成工程に含まれる工程を示した図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態による炭化珪素半導体装置の層構成を示した断面図である。
【図４】図４（ａ）−図４（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態による炭化珪素半導体装置を製造する工程の一部について、層構成を示した断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態による炭化珪素半導体装置を製造するための製造装置の一部の概略を示した側方図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態によるレーザ照射工程において、レーザ光を照射する態様を示した平面図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態によるレーザ照射工程において、レーザ光が一部で重複する態様を示した平面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第１の実施の形態で形成されたカーバイド層において、レーザ光が重複した部分が高密度部となり、重複しなかった部分が低密度部となった態様を示した平面図であり、図８（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態で形成されたカーバイド層において、レーザ光が重複した部分が低密度部となり、重複しなかった部分が高密度部となった態様を示した平面図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態で形成されたカーバイド層において、高密度部が格子状になって形成されている態様を示した平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施の形態による炭化珪素半導体装置を製造するための製造装置の一部を示したブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態による炭化珪素半導体装置を製造するための製造装置の一部の概略を示した側方図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の実施の形態
《構成》
本実施の形態における炭化珪素半導体装置の製造方法は、図１に示すように、炭化珪素ウエハ１０の表面側に金属等からなる表面電極３０を形成する工程（表面電極形成工程Ｓ１５、図４（ｂ）参照）と、炭化珪素ウエハ１０を裏面側から薄くして、炭化珪素ウエハ１０を薄板化する工程（薄板化工程Ｓ１６）と、を有している。図４（ａ）で準備される炭化珪素ウエハ１０は、例えば、炭化ケイ素基板１１と、炭化ケイ素基板１１上に例えばエピタキシャル成長によって形成された炭化ケイ素層１２とを有している。
【００１７】
図１に示すように、炭化珪素半導体装置１００の製造方法は、カーバイド層２０を形成する工程（カーバイド層形成工程Ｓ２０）を有している。このカーバイド層形成工程Ｓ２０は、図２に示すように、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の裏面に金属層２１を設ける工程（金属層形成工程Ｓ２５、図４（ｃ）参照）と、炭化珪素ウエハ１０及び金属層２１が平坦化するように外力を加えた状態で、金属層２１にレーザ光を照射して炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層２０を金属層２１の裏面側に形成する工程（レーザ照射工程Ｓ２６、図４（ｄ）参照）と、を有している。
【００１８】
本実施の形態では、金属層２１の全てがカーバイド層２０に変わった態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、例えば金属層２１の裏面側の部分（図４（ｃ）の金属層２１のうち下側の部分）だけがカーバイド層２０となり、金属層２１の表面側の部分（図４（ｃ）の金属層２１のうち上側の部分）は金属層２１のままとなっていてもよい。但し、金属層２１の全てをカーバイド層２０とすることで、薄板化された炭化珪素ウエハ１０（又は後述する表面電極付き炭化珪素基体５１）の反りをより確実に抑えることはできる。また、反りをより確実に抑える効果を得る観点からは、面内方向において部分的にカーバイド層２０とするのではなく、金属層２１の面全体をカーバイド層２０とする方がよい。
【００１９】
図１に示すように、炭化珪素半導体装置１００の製造方法は、カーバイド層２０の裏面側に金属等からなる裏面電極４０を形成する工程（裏面電極形成工程Ｓ３１、図４（ｅ）参照）を有している。本実施の形態では、一例として、表面電極形成工程Ｓ１５、薄板化工程Ｓ１６、金属層形成工程Ｓ２５、レーザ照射工程Ｓ２６及び裏面電極形成工程Ｓ３１を順に形成する態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、これらの工程の順番は適宜変更することができる。但し、表面電極形成工程Ｓ１５を薄板化工程Ｓ１６よりも先に行うことで、薄板化工程Ｓ１６で発生する炭化珪素ウエハ１０の反りを抑えることができるので、この観点からは表面電極形成工程Ｓ１５を薄板化工程Ｓ１６よりも先に行う方がよい。
【００２０】
図２に示すように、カーバイド層形成工程Ｓ２０は、薄板化工程Ｓ１６を経た炭化珪素ウエハ１０の少なくとも裏面を洗浄する工程（第一洗浄工程Ｓ２１）と、第一洗浄工程Ｓ２１を経た炭化珪素ウエハ１０の乾燥を行う工程（第一乾燥工程Ｓ２２）と、を有している。また、カーバイド層形成工程Ｓ２０は、レーザ照射工程Ｓ２６を経てカーバイド層２０が形成された炭化珪素基体５０を洗浄する工程（第二洗浄工程Ｓ２８）と、第二洗浄工程Ｓ２８を経た炭化珪素ウエハ１０の乾燥を行う工程（第二乾燥工程Ｓ２９）と、を有している。第一乾燥工程Ｓ２２及び第二乾燥工程Ｓ２９は、炭化珪素ウエハ１０又は炭化珪素基体５０を回転させて乾燥させる態様（スピンドライ）を採用してもよい。なお、本実施の形態において「炭化珪素基体５０」とは、炭化珪素ウエハ１０の裏面側にカーバイド層２０が形成されたものを意味している（図３参照）。本実施の形態では、炭化珪素ウエハ１０、カーバイド層２０及び表面電極３０を含んだものを表面電極付き炭化珪素基体５１として示す（図４（ｄ）参照）。
【００２１】
一般的には、薄板化工程Ｓ１６によって炭化珪素ウエハ１０が薄くなることで、炭化珪素ウエハ１０に反りが発生する。一例としては、この際に１００μｍ以上の反りが発生する。また、カーバイド層形成工程Ｓ２０におけるレーザ照射工程Ｓ２６は、例えば、真空条件下、かつ、１０００℃の温度の下で行われてもよい。
【００２２】
その他、本実施の形態における炭化珪素半導体装置１００の製造方法は、図１に示すように、アライメントマークを形成する工程（アライメントマーク形成工程Ｓ１１）と、ガードリングを形成する工程（ガードリング形成工程Ｓ１２）と、不純物を活性化する工程（不純物活性化工程Ｓ１３）と、パッシベーション膜を形成する工程（パッシベーション膜形成工程Ｓ１４）と、を有している。これらの工程は、一例として、前述した表面電極形成工程Ｓ１５に先立ち行われる。また、本実施の形態における炭化珪素半導体装置１００の製造方法は、裏面電極形成工程Ｓ３１の後に、電気的な特性をプローバで測定する工程（プローバ測定工程Ｓ３２）と、炭化珪素基体５０をダイシングする工程（ダイシング工程）と、炭化珪素基体５０の表面に実装する（実装工程）と、を有している。なお、図１では、ダイシング工程及び実装工程をまとめて「Ｓ３３」として示している。
【００２３】
金属層２１を設ける際には、様々な方法を採用することができ、例えば蒸着やスパッタによって金属層２１を設けることができる。なお、設けられる金属層２１の厚みは、一例として、５０〜５００ｎｍ程度である。
【００２４】
カーバイド層形成工程Ｓ２０においては、図７に示すように、既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射されてもよい。そして、図８（ａ）に示すように、レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の高い高密度部１１０が形成され、レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部１２０が形成されてもよい。逆に、図８（ｂ）に示すように、レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部１２１が形成され、レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部１１１が形成されてもよい。レーザ光が照射された箇所が重複することで高密度部が形成されるか又は低密度部が形成されるかは、層を構成する材料、照射されるレーザ光の強度、カーバイド層２０を形成する際の雰囲気（ガス雰囲気、圧力、温度等）等の要素によって決定される。
【００２５】
図６に示すように、カーバイド層形成工程Ｓ２０において、レーザ光は第一方向に沿って照射されてもよい。図６における「上下方向」が第一方向となる。そして、第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、移動間隔Ｇをあけた別の位置から第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われてもよい。「第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了する」とは、ウエハのある一端から第一方向に沿ってレーザ光を照射した場合において、他端までレーザ光を照射したときのことを意味する。上記「移動間隔Ｇ」は適宜決定することができ、例えば、ウエハの直径の１／４〜１／１００の間隔であってもよい。
【００２６】
移動間隔Ｇだけずれてレーザ光を照射することが第一方向に直交する第二方向において一端から他端まで終了すると（図６における「１周期目」が終了すると）、次の周期（図６における「２周期目」）におけるレーザ光照射が行われる。この際、前回の周期目（１周期目）においてレーザ光が照射された部分の間（例えば中間位置）でレーザ光が照射されてもよいし（図６参照）、前回の周期目（１周期目）においてレーザ光が照射された部分に重複するようにしてレーザ光が照射されてもよい（図７参照）。
【００２７】
カーバイド層形成工程Ｓ２０で加えられる外力は、図５に示すような真空吸着部２７０による吸着力によって与えられてもよい。真空吸着部２７０による吸着は、例えば３０ｃｍＨｇ以上とすることができ、一例としては、３０ｃｍＨｇ以上６０ｃｍｃｍＨｇ以下とすることできる。
【００２８】
図５に示すように、真空吸着部２７０は、表面電極付き炭化珪素基体５１を支持するとともに、表面に複数の吸引穴２７３が設けられた載置台２７１と、載置台２７１に載置された炭化珪素ウエハ１０に対して吸引穴２７３を介して吸引力を付与するための吸引ポンプ等からなる吸引部２７２と、を有している。図５では示されていないが、吸引部２７２からの吸引力を吸引穴２７３に伝えるために、載置台２７１は内空形状となった内空部を有している。複数の吸引穴２７３は、第一方向に沿って直線状に連続して設けられてもよいし、第一方向に直交する第二方向に沿って直線状に連続して設けられてもよい。また、複数の吸引穴２７３は、直線状には設けられず、載置台２７１の表面に同心円状に均等な間隔で載置されてもよい。第一方向に沿って直線状に連続して設けられる場合には、上記「移動間隔Ｇ」に対応した間隔、例えば「移動間隔Ｇ」の０．５倍〜２倍の間隔で並行して、複数の吸引穴２７３が連続的に設けられてもよい。
【００２９】
金属層形成工程Ｓ２５で形成される金属層２１は、チタン、モリブデン等を含む層としてもよい。この金属層２１は、チタンのみ、モリブデンのみ、又は、チタン及びモリブデンのみからなってもよい。「チタンのみ」というのは、チタン以外にも不純物レベルで別の成分を含む場合も意味する。同様に、「モリブデンのみ」というのは、モリブデン以外にも不純物レベルで別の成分を含む場合も意味する。金属層２１としてチタンのみを用いた場合にはカーバイド層２０はチタンカーバイドから形成され、金属層２１としてモリブデンのみを用いた場合にはカーバイド層２０はモリブデンカーバイドから形成される。
【００３０】
カーバイド層形成工程Ｓ２０で用いられるレーザ光としてはグリーンレーザを用いてもよい。レーザ光の出力は１０ｋＨＺで０．５Ｗ以上とすることができ、例えば０．５Ｗ以上１．０Ｗ以下とすることができる。レーザ総エネルギー量は、例えば０．７Ｊ／ｃｍ２以上とすることができ、例えば０．７Ｊ／ｃｍ２以上１．４Ｊ／ｃｍ２以下とすることができる。レーザスキャン速度は、例えば２００ｍｍ／ｓｅｃ以上とすることができ、例えば２００ｍｍ／ｓｅｃ以上３００ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることができる。
【００３１】
本実施の形態による炭化珪素半導体装置１００の製造方法によって製造された炭化珪素半導体装置１００は、図３に示すように、炭化珪素ウエハ１０と、炭化珪素ウエハ１０の表面側に設けられた表面電極３０と、炭化珪素ウエハ１０の薄板化された後の裏面に設けられたカーバイド層２０と、カーバイド層２０の裏面側に設けられた裏面電極４０と、を備えてもよい。そして、カーバイド層２０は、図９に示すように、カーバイド密度の高い高密度部１１５と、カーバイド密度の低い低密度部１２５とを有してもよい。さらに、カーバイド層２０の面内方向であって異なる２方向に沿って高密度部１１５が設けられてもよい。異なる２方向とは、一例として図９に示すように、炭化珪素ウエハ１０の面内において直交する２方向を挙げることができる。このように格子状に高密度部１１５が形成されることで、薄板化された炭化珪素ウエハ１０（又は表面電極付き炭化珪素基体５１）の反りをより確実に抑えることはできる。
【００３２】
本実施の形態による炭化珪素半導体装置１００の製造方法で用いられる製造装置２００としては、一例として図１０のブロック図で示されるように、炭化珪素ウエハ１０の表面側に表面電極３０を形成する第一電極形成部２１０と、炭化珪素ウエハ１０を裏面側から薄くして炭化珪素ウエハ１０を薄板化する薄板加工部２３０と、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の裏面に金属層２１を設ける金属層形成部２５０と、炭化珪素ウエハ１０及び金属層２１が平坦化するように外力を加える外力付与部（本実施の形態では真空吸着部２７０）と、外力付与部によって外力が付与された状態で、金属層２１にレーザ光を照射して炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層２０を金属層２１の裏面側に形成するレーザ光照射部２６０と、カーバイド層２０の裏面側に裏面電極４０を形成する第二電極形成部２２０と、を有するものを用いることができる。本実施の形態では、表面電極付き炭化珪素基体５１に外力付与部によって外力が付与されることで、炭化珪素ウエハ１０に対して外力が付与されることになる。
【００３３】
図１０のブロック図に示すように、製造装置２００は、図２に示した第一乾燥工程Ｓ２２及び第二乾燥工程Ｓ２９を行う乾燥部２８１と、図２に示した第一洗浄工程Ｓ２１及び第二洗浄工程Ｓ２８を行う洗浄部２８２とを有してもよい。
【００３４】
第一電極形成部２１０及び第二電極形成部２２０としては、電極を形成する装置として既に知られている物を用いることができる。第一電極形成部２１０と第二電極形成部２２０とは別の装置であってもよいし、同じ装置であってもよい。
【００３５】
薄板加工部２３０としては、例えば、炭化珪素ウエハ１０を削って薄くする研削装置を用いてもよいし、化学反応を用いて炭化珪素ウエハ１０を薄くする反応装置を用いてもよい。
【００３６】
金属層形成部２５０としては、例えば、金属層２１を蒸着させる蒸着装置を用いてもよいし、金属層２１をスパッタによって設けるスパッタ装置を用いてもよい。
【００３７】
外力付与部としては、前述した真空吸着部２７０、第２の実施の形態で用いる押圧部２９０等を用いることができる。乾燥部２８１としては、例えばスピンドライ装置等を用いることができる。洗浄部２８２としては、従前から知られているウエハ洗浄装置を用いることができる。
【００３８】
《作用・効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果について説明する。
【００３９】
本実施の形態によれば、炭化珪素ウエハ１０及び金属層２１が平坦化するように外力を加えつつ、金属層２１にレーザ光を照射してシリサイド層ではなくカーバイド層２０を形成することで、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の反りをなくす又は反りを小さくすることができる。このため、ＷＯ２０１２／０４９７９２号公報で提供される従来の手法とは異なり、加工変質層を除去することなく簡便な手法によって、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の反りをなくす又は小さくすることができる。
【００４０】
また、本実施の形態において、既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射される態様を採用した場合には、図８（ａ）に示すように、レーザ光が照射された箇所が重複することで高密度部を形成するとともに、レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の低い低密度部を形成したり、図８（ｂ）に示すように、レーザ光が照射された箇所が重複することでカーバイド密度の低い低密度部を形成するとともに、レーザ光が照射された箇所が重複しないことでカーバイド密度の高い高密度部が形成したりすることができる。この結果、低密度部と高密度部とを炭化珪素ウエハ１０の面内において一定のパターンで形成することができる（図９参照）。このような態様とすることで、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の反りをなくす又は小さくすることができる。
【００４１】
本実施の形態において、図６に示すように、第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、移動間隔Ｇをあけた別の位置から第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われる態様を採用した場合には、レーザ光の強度のゆれによる影響を小さくすることができ、カーバイド層２０をより均一なものにすることができる。レーザ光を常に一定の強度で照射できない場合がある。このような場合であっても、この態様を採用する場合には、レーザ光の強度のゆれによる影響を小さくすることができる。その結果、炭化珪素ウエハ１０に形成されるカーバイド層２０の性質（厚み、密度等）をより均一なものとすることができ、ひいては、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の反りをなくす又は小さくすることができる。
【００４２】
図５に示すように、外力付与部として真空吸着部２７０を採用する場合には、均一に外力を付与することができる。また、レーザ光が照射される箇所に他の部材を位置づけないことから、当該「他の部材」による影響も受けない。したがって、均一な力で外力を付与しつつ、レーザ光の強度等を均一なものとして、カーバイド層２０を形成することができる。このため、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の反りをなくす又は小さくすることができる。
【００４３】
金属層２１としてチタン、モリブデンを用いることで、炭化珪素ウエハ１０に確実にカーバイド層２０を形成することができる。金属層２１の材料として、チタンのみ、モリブデンのみ、又は、チタン及びモリブデンのみを用いた場合には、確実に純度の高いカーバイド層２０を形成することができる。その結果、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の反りをなくす又は小さくすることができる。
【００４４】
レーザ光としてグリーンレーザを用いた場合には、レーザ光照射部２６０（図５参照）として安価な装置を採用することができる。このため、高価な導入コストや高価な維持コストをかけることなく、製品を製造することができる。
【００４５】
第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４６】
第１の実施の形態では、カーバイド層形成工程Ｓ２０で加えられる外力が真空吸着部２７０による吸着力によって与えられていた。これに対して、第２の実施の形態では、図１１に示すように、レーザ光を透過する部材で形成された押圧部２９０による押圧力によって、カーバイド層形成工程Ｓ２０で加えられる外力が与えられる態様となっている。本実施の形態では、真空吸着部２７０の代わりに押圧部２９０が用いられる態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、真空吸着部２７０とともに押圧部２９０が用いられてもよい。
【００４７】
本実施の形態の押圧部２９０は、レーザ光を透過する材料から形成されていればよい。押圧部２９０は、炭化珪素ウエハ１０の概ね全体を押圧する態様となっていてもよいし、炭化珪素ウエハ１０の一部のみ、例えば端部４点と中心部のみを押圧する態様となっていてもよい。押圧部２９０は、押圧力を付与する駆動部２９２と、駆動部２９２に連結され、駆動部からの押圧力を炭化珪素ウエハ１０に伝える押圧体２９１とを有してもよい。図１１に示すように、駆動部２９２は、載置台２７５に連結されるか載置台２７５内に設けられてもよい。そして、駆動部２９２が載置台２７５に向かって押圧体２９１を引き付けることで炭化珪素ウエハ１０に対して押圧力を付与してもよい。駆動部２９２としては、例えば油圧式のものを用いることもできる。
【００４８】
第２の実施の形態において、その他の構成は、第１の実施の形態と略同一の態様となっている。
【００４９】
本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、外力付与部として押圧部２９０を採用しているので、物理的に炭化珪素ウエハ１０を平坦なものとすることができる。このため、半ば強制的に炭化珪素ウエハ１０を平坦な形状にしつつ、カーバイド層２０を形成することができる。この結果、より確実に、薄板化された炭化珪素ウエハ１０の反りをなくす又は小さくすることができる。
【００５０】
最後になったが、上述した各実施の形態の記載、変形例の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。
【符号の説明】
【００５１】
１０        炭化珪素ウエハ
２０        カーバイド層
２１        金属層
３０        表面電極
４０        裏面電極
１００      炭化珪素半導体装置
１１０，１１１，１１５  高密度部
１２０，１２１，１２５  低密度部
２００      炭化珪素半導体装置の製造装置
２１０      第一電極形成部
２２０      第二電極形成部
２３０      薄板加工部
２５０      金属層形成部
２６０      レーザ光照射部
２７０      真空吸着部
２９０      押圧部
【図１】
2017098659.tif 000003
【図２】
2017098659.tif 000004
【図３】
2017098659.tif 000005
【図４】
2017098659.tif 000006
【図５】
2017098659.tif 000007
【図６】
2017098659.tif 000008
【図７】
2017098659.tif 000009
【図８】
2017098659.tif 000010
【図９】
2017098659.tif 000011
【図１０】
2017098659.tif 000012
【図１１】
2017098659.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月7日(2016.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素ウエハの表面側に表面電極を形成する工程と、
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
前記カーバイド層の裏面側に裏面電極を形成する工程と、
を備え、
前記カーバイド層は、カーバイド密度の高い高密度部と、カーバイド密度の低い低密度部とを有し、
前記カーバイド層の面内方向であって異なる２方向に沿って前記高密度部が設けられていることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
既にレーザ光が照射された箇所と一部で重複するようにレーザ光が照射される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】
前記レーザ光は第一方向に沿って照射され、
前記第一方向に沿ったあるレーザ光照射が終了すると、間隔をあけた別の位置から前記第一方向に沿った別のレーザ光照射が行われることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記外力は真空吸着部による吸着力又は前記レーザ光を透過する部材で形成された押圧部による押圧力によることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記金属層の材料は、チタン、モリブデン、又は、チタン及びモリブデンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ光はグリーンレーザであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記炭化珪素ウエハを裏面側から薄くして、前記炭化珪素ウエハを薄板化する工程と、
薄板化された前記炭化珪素ウエハの前記裏面に金属層を設ける工程と、
前記炭化珪素ウエハ及び前記金属層が平坦化するように外力を加えた状態で、前記金属層にレーザ光を照射して前記炭化珪素ウエハ中の炭素と反応したカーバイド層を前記金属層の裏面側に形成する工程と、
を備えた、
前記カーバイド層は、カーバイド密度の高い高密度部と、カーバイド密度の低い低密度部とを有し、
前記カーバイド層の面内方向であって異なる２方向に沿って前記高密度部が設けられていることを特徴とする半導体基体の製造方法。
【請求項８】
炭化珪素ウエハと、
前記炭化珪素ウエハの表面側に設けられた表面電極と、
前記炭化珪素ウエハの薄板化された後の裏面に設けられたカーバイド層と、
前記カーバイド層の裏面側に設けられた裏面電極と、を備え、
前記カーバイド層は、カーバイド密度の高い高密度部と、カーバイド密度の低い低密度部とを有し、
前記カーバイド層の面内方向であって異なる２方向に沿って前記高密度部が設けられていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。
【国際調査報告】
2017098659.tif 000014
2017098659.tif 000015
2017098659.tif 000016
2017098659.tif 000017