特開2020-181966IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】エピタキシャル層を研削し過ぎることを抑制して炭化珪素半導体装置の歩留まりの向上を図ることができる炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板を提供すること。
【解決手段】エピタキシャル基板10のおもて面側に、トレンチ22とは別の窪みを設けてその窪み内に窒化炭素膜41を形成しておき、p型エピタキシャル層24によりトレンチを埋め込む。次に、p型エピタキシャル層24を研削する。この研削において、研削位置が窒化炭素膜41に達すると研削の進行速度が低下するため、p型エピタキシャル層24を研削し過ぎることを抑制できる。
【選択図】図18

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、上述の従来技術では、p型エピタキシャル層24を研削し過ぎることを抑制することが困難であり、炭化珪素半導体装置の歩留まりが低いという問題がある。 例えば、p型エピタキシャル層24の不要な部分を研削により確実に除去するために、エピタキシャル基板10のおもて面よりわずかに低い高さ位置13を目標として研削が行われる。しかしながら、p型エピタキシャル層24が実際に研削される量は、例えば実験等により求めた研削の実施時間等により制御される。 したがって、p型エピタキシャル層24の不要な部分の堆積状況(例えば炭化珪素の各柱の形状)等が変化すると、研削位置が高さ位置13に達した時点でp型エピタキシャル層24の研削を終了することが困難である。そして、高さ位置13を大幅に超えてp型エピタキシャル層24の研削が行われると、並列pn層が薄くなり過ぎ、エピタキシャル基板10から製造した炭化珪素半導体装置における素子耐圧やオン抵抗などの特性が設計と異なる特性になる。このため、炭化珪素半導体装置の製造における歩留まりが低下する。耐圧とは、素子が誤動作や破壊を起こさない限界の電圧である。 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、エピタキシャル層を研削し過ぎることを抑制して炭化珪素半導体装置の歩留まりの向上を図ることができる炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板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[発明の詳細な説明]から抜粋

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基板の製造方法は、炭化珪素からなる第1導電型の半導体基板に、第1導電型領域と第2導電型領域とが前記半導体基板の一方の主面に平行な方向に交互に繰り返し配置された並列pn層を備えた炭化珪素基板の製造方法であって、次の特徴を有する。まず、前記半導体基板の前記一方の主面の一部から前記半導体基板の主面と直交する厚さ方向へ向かう窪・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明にかかる炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板によれば、エピタキシャル層を研削し過ぎることを抑制して炭化珪素半導体装置の歩留まりの向上を図ることができるという効果を奏する。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図2】図2は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その1)である。

【図3】図3は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その2)である。

【図4】図4は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その3)である。

【図5】図5は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その4)である。

【図6】図6は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その5)である。

【図7】図7は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その6)である。

【図8】図8は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その7)である。

【図9】図9は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その8)である。

【図10】図10は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その9)である。

【図11】図11は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その10)である。

【図12】図12は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その11)である。

【図13】図13は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その12)である。

【図14】図14は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その13)である。

【図15】図15は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その14)である。

【図16】図16は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その15)である。

【図17】図17は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その16)である。

【図18】図18は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その17)である。

【図19】図19は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その18)である。

【図20】図20は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その19)である。

【図21】図21は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造途中の各状態の一例を示す断面図(その20)である。

【図22】図22は、実施の形態にかかる二酸化ケイ素膜のスパッタリングに用いるメタルマスクの一例を示す図である。

【図23】図23は、実施の形態にかかる窒化炭素膜のスパッタリングに用いるメタルマスクの一例を示す図である。

【図24】図24は、実施の形態にかかるエピタキシャル基板の一例を示す図である。

【図25】図25は、実施の形態にかかる炭化珪素基板の製造方法の他の一例を示すフローチャートである。

【図26】図26は、実施の形態にかかる二酸化ケイ素膜のスパッタリングに用いるメタルマスクの他の一例を示す図である。

【図27】図27は、実施の形態にかかる窒化炭素膜のスパッタリングに用いるメタルマスクの他の一例を示す図である。

【図28】図28は、実施の形態にかかるエピタキシャル基板の他の一例を示す図である。

【図29】図29は、従来の並列pn層を有する超接合構造を有する炭化珪素基板の製造途中の状態の一例を示す断面図である。

選択図 図18出願人が指定した本件の代表的な図

1 n+型出発基板   10 エピタキシャル基板   11 窪み   12 炭化珪素多結晶膜   13 高さ位置   14 研削装置   14a 砥石   21 n型エピタキシャル層   22 トレンチ   24 p型エピタキシャル層   30,40 メタルマスク   31,51 二酸化ケイ素膜   32 レジスト膜   41,41a 窒化炭素膜   61 フォトレジスト   221,271 円環部   221a,231 ネジ孔   222,261,262,272 マスク部   223,232,263,274 開口部   241,241a,241b 素子構造形成領域   241c 間隙   242 硬質材料形成領域   243,244 オリエンテーションフラット   273 接続部

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