制造碳化硅半导体装置的方法制造方法及图纸

按照一种制造MOSFET(2)的方法的以下步骤：进行沿着与{11‑20}面实质上平行的面切割碳化硅晶片(1)的第一切割步骤。在所述第一切割步骤之后，进行沿着与{11‑20}面实质上垂直并且与所述第一主表面实质上垂直的面切割所述碳化硅晶片(1)的第二切割步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造碳化硅半导体装置的方法
本专利技术涉及制造碳化硅半导体装置的方法。
技术介绍
近年来，为了使半导体装置具有较高的击穿电压、较低的损失以及可在高温环境下使用等，越来越多地采用碳化硅作为形成半导体装置的材料。例如，日本特开2014-86446号公报(专利文献1)描述了一种切割碳化硅晶片的方法。根据该切割碳化硅晶片的方法，沿着与由{1-210}面在c面上形成的直线垂直的方向切割碳化硅晶片，然后再沿着与c面上的{1-210}面平行的方向切割碳化硅晶片。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-86446号公报。
技术实现思路
技术问题然而，即使在这种切割碳化硅晶片的方法的情况下，也难以抑制崩边(チッピング)的发生。本专利技术的一个实施方式的目的在于提供能够抑制崩边的发生的制造碳化硅半导体装置的方法。解决技术问题的技术方案本专利技术的一个实施方式的制造碳化硅半导体装置的方法包括以下步骤。准备具有第一主表面和所述第一主表面相反侧的第二主表面的碳化硅晶片。进行沿着与{11-20}面实质上平行的面切割碳化硅晶片的第一切割步骤。在所述第一切割步骤之后，进行沿着与{11-20}面实质上垂直并且与所述第一主表面实质上垂直的面切割所述碳化硅晶片的第二切割步骤。专利技术的有益效果根据本专利技术的实施方式，可以提供能够抑制崩边的发生的制造碳化硅半导体装置的方法。附图说明图1为示意性显示本专利技术的实施方式的制造碳化硅半导体装置的方法的流程图。图2为显示本专利技术的实施方式的制造碳化硅半导体装置的方法的第一步骤的示意立体图。图3为显示半导体元件的构造的示意剖视图。图4为显示本专利技术的实施方式的制造碳化硅半导体装置的方法的第二步骤的示意剖视图。图5为在沿着与切割面平行的方向观察时本专利技术的实施方式的制造碳化硅半导体装置的方法的第三步骤的局部示意剖视图。图6为在沿着与切割面垂直的方向观察时本专利技术的实施方式的制造碳化硅半导体装置的方法的第三步骤的局部示意剖视图。图7为显示完成第一切割步骤之后的碳化硅晶片的构造的示意平面图。图8为显示完成第一切割步骤之后的碳化硅晶片的构造的示意剖视图。图9为显示完成第二切割步骤之后的碳化硅晶片的构造的示意俯视图。图10为显示完成第二切割步骤之后的碳化硅晶片的构造的示意剖视图。图11为用于说明偏离方向的碳化硅基板的示意侧视图。图12为显示碳化硅半导体装置的构造的示意立体图。图13为显示本专利技术的实施方式的制造碳化硅半导体装置的方法的变体的示意俯视图。图14为显示比较例的制造碳化硅半导体装置的方法的示意俯视图。具体实施方式[本专利技术的实施方式的说明]本专利技术人对崩边的原因进行了如下所述的研究。首先，通过使用类似于日本特开2014-86446号公报中所述的方法来切割碳化硅晶片而形成多个芯片。具体地，首先，将粘合带粘贴于碳化硅晶片的整个背面。然后，如图14所示，在第一切割步骤中，使用刀片4沿着[11-20]方向CH1以规定间隔切割整个碳化硅晶片，以形成多个条状片断1c。然后，在第二切割步骤中，使用刀片4沿着与[11-20]方向垂直的[1-100]方向CH2以规定间隔切割多个条状片断1c中的各个条状片断，以形成多个芯片1d。需要说明的是，在第二切割步骤中的碳化硅晶片的切割面为作为六方晶系碳化硅的解理面的{11-20}面。在第一切割步骤和第二切割步骤的各个切割步骤中，在碳化硅晶片的厚度方向上用刀片将碳化硅晶片完全切割，但在厚度方向上并不完全切割粘合带，而是仅部分地切割。粘合带保持通过切割碳化硅晶片而形成的各个芯片以防止芯片飞散。在光学显微镜下检查发生崩边的多个芯片以具体研究在所述多个芯片的各个芯片中发生崩边的位置。结果发现，存在在所述多个芯片的各个芯片的相同位置处发生崩边的倾向。具体地，当使用刀片4从碳化硅晶片的主表面的一侧向另一侧切割碳化硅晶片时，在芯片1d的另一侧的角部处趋于发生崩边。当在第二切割步骤中沿着作为六方晶系碳化硅的解理面的{11-20}面切割碳化硅晶片时，在用刀片4机械地切割片断1c来形成四边形芯片1d之前，碳化硅晶片的片断1c就在解理面裂开并形成四边形芯片1d。据认为，该芯片1d因被卷入旋转的刀片4中而转动，造成在芯片1d的另一侧的角部处发生崩边。在第一切割步骤中碳化硅晶片被分离成多个条状片断，并且在第二切割步骤中多个条状片断中的各个条状片断被分离成多个芯片。在第一切割步骤中，条状片断在具有与粘合带的大的接触面积的同时得到保持。因此，在碳化硅晶片的切割期间，条状片断即使在被卷入刀片中时也不容易转动。另一方面，在第二切割步骤中，通过分割条状片断获得的芯片在具有比条状片断小的与粘合带的接触面积的同时得到保持。因此，芯片不像条状片断那样被牢固地固定至粘合带。因此认为，在切割碳化硅晶片期间，芯片更容易因被卷入刀片中而转动。因此，本专利技术人设想，在第二切割步骤中，通过沿着与作为解理面的{11-20}面实质上垂直的面切割碳化硅晶片，从而不是利用碳化硅晶片的解理性来切割碳化硅晶片，而是用刀片机械地切割碳化硅晶片。由此，在用刀片切割碳化硅晶片期间，能够防止芯片因被卷入刀片中转动而在芯片中造成崩边。下面，将列举并说明本专利技术的实施方式。(1)本专利技术的一个实施方式的制造碳化硅半导体装置的方法包括以下步骤。准备具有第一主表面和所述第一主表面相反侧的第二主表面的碳化硅晶片。进行沿着与{11-20}面实质上平行的面切割碳化硅晶片的第一切割步骤。在所述第一切割步骤之后，进行沿着与{11-20}面实质上垂直并且与所述第一主表面实质上垂直的面切割所述碳化硅晶片的第二切割步骤。需要说明的是，与{11-20}面实质上平行的面对应于例如相对于{11-20}面仅以5°以内的角度倾斜的面。与{11-20}面实质上垂直的面对应于例如仅以5°以内的角度倾斜的、垂直于{11-20}面的面。与第一主表面实质上垂直的面对应于例如仅以5°以内的角度倾斜的、垂直于第一主表面的面。由此，在第二切割步骤中，通过用刀片机械地切割碳化硅晶片而不是通过利用解理面切割碳化硅晶片来形成芯片，从而防止芯片被卷入刀片中而造成崩边。(2)优选地，在根据上述(1)的制造碳化硅半导体装置的方法中，第一主表面为相对于{0001}面朝向偏离方向偏离3°以上且5°以下的面。在第二切割步骤中，实质上朝向偏离方向切割碳化硅晶片。需要说明的是，实质上偏离方向对应于例如从偏离方向仅以5°以内的角度倾斜的方向。由此，能够避免刀片因表面台阶而造成磨损，从而进一步抑制因与刀片磨损相关联的刀片的变形或毛刺而造成的崩边的发生。(3)优选地，在根据上述(1)或(2)的制造碳化硅半导体装置的方法中，在第一切割步骤和第二切割步骤的各个切割步骤中，在与第一主表面平行的方向上的碳化硅晶片的切割速度为1mm/秒以上且40mm/秒以下。通过将碳化硅晶片的切割速度设置成1mm/秒以上，能够减小作用于碳化硅晶片的力，从而防止芯片被卷入刀片中。通过将碳化硅晶片的切割速度设置成40mm/秒以下，能够抑制刀片的劣化。(4)优选地，在根据上述(1)至(3)中任一项的制造碳化硅半导体装置的方法中，在第一切割步骤和第二切割步骤的各个切割步骤中，用旋转的刀片切割碳化硅晶片。刀片的旋转速度为5000rpm以上且50000rpm以下。通过将刀片的旋转速度设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造碳化硅半导体装置的方法，其包括：准备具有第一主表面和所述第一主表面相反侧的第二主表面的碳化硅晶片的步骤；沿着与{11‑20}面实质上平行的面切割所述碳化硅晶片的第一切割步骤；以及在所述第一切割步骤之后，沿着与{11‑20}面实质上垂直并且与所述第一主表面实质上垂直的面切割所述碳化硅晶片的第二切割步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.19 JP 2014-2348401.一种制造碳化硅半导体装置的方法，其包括：准备具有第一主表面和所述第一主表面相反侧的第二主表面的碳化硅晶片的步骤；沿着与{11-20}面实质上平行的面切割所述碳化硅晶片的第一切割步骤；以及在所述第一切割步骤之后，沿着与{11-20}面实质上垂直并且与所述第一主表面实质上垂直的面切割所述碳化硅晶片的第二切割步骤。2.根据权利要求1所述的制造碳化硅半导体装置的方法，其中，所述第一主表面为相对于{0001}面朝向偏离方向偏离3°以上且5°以下的面，且在所述第二切割步骤中，实质上朝向所述偏离方向切割所述碳化硅晶片。3.根据权利要求1或2所述的制造碳化硅半导体装置的方法，其中，在所述第一切割步骤和所述第二切割步骤的各个切割步骤中，在与所述第一主表面平行的方向上的所述碳化硅晶片的切割速度为1mm/秒以上且40mm/秒以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造碳化硅半导体装置的方法，其中，在所述第一切割步骤和所述第二切割步...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井光彦，北林弘之，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP