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公開番号2024100715
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-26
出願番号2024001479
出願日2024-01-09
発明の名称半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人あい特許事務所
主分類H01L 29/872 20060101AFI20240719BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】素子構造とは反対側の主面において低抵抗なオーミックコンタクトを形成可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置1Aは、第1主面3および第2主面4を有するSiCチップ2と、第1主面3に形成された素子構造Dと、第2主面4に形成され、素子構造Dに電気的に接続された電極19とを含み、第2主面4の算術平均粗さ(Ra)が30nm以上である。これにより、素子構造Dとは反対側の第2主面4において、低抵抗なオーミックコンタクトを形成することができる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１主面および第２主面を有するＳｉＣチップと、
前記第１主面に形成された素子構造と、
前記第２主面に形成され、前記素子構造に電気的に接続され、前記第２主面に接合した金属層を含む電極とを含み、
前記第２主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍ以上であり、
前記第２主面には、それぞれが平面視四角形状または円形状に形成された複数の加工単位が互いにオーバーラップすることにより形成されたレーザ痕が形成されている、半導体装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記ＳｉＣチップの厚さが５０μｍ以上３５０μｍ以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ＳｉＣチップの厚さが１００μｍ以上３５０μｍ以下である、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２主面の前記Ｒａが１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
各前記加工単位は、短辺および長辺を含む平面視長方形状に形成されており、
前記長辺の長さは、前記短辺の長さの５倍以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
各前記加工単位の前記短辺の長さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、各前記加工単位の前記長辺の長さが１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記金属層は、シリサイド層である、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記シリサイド層がニッケルシリサイド層であり、
前記電極は、Ｎｉを含む金属により形成されている、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１主面がシリコン面であり、前記第２主面がカーボン面である、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記素子構造は、前記第１主面に形成され、前記第１主面にショットキー接合を形成するショットキーメタルを有するショットキーバリアダイオードを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１は、ＳｉＣ半導体基板およびＳｉＣエピタキシャル層を含む積層構造を有し、ＳｉＣエピタキシャル層によって形成された第１主面（素子形成面）、ならびに、ＳｉＣ半導体基板およびＳｉＣエピタキシャル層によって形成された側面を有するＳｉＣ半導体層と、側面においてＳｉＣエピタキシャル層から間隔を空けてＳｉＣ半導体基板からなる部分に形成され、ＳｉＣ半導体基板とは異なる性質に改質された改質ラインとを含む、ＳｉＣ半導体装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１６６２６５号公報
【０００４】
［概要］
本開示の一実施形態に係る半導体装置は、第１主面および第２主面を有するＳｉＣチップと、前記第１主面に形成された素子構造と、前記第２主面に形成され、前記素子構造に電気的に接続された電極とを含み、前記第２主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍ以上である。
【０００５】
本開示の一実施形態に係る半導体装置によれば、ＳｉＣチップの第２主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍ以上であるため、ＳｉＣチップと電極とのコンタクト面積を大きくすることができる。その結果、素子構造とは反対側の第２主面において低抵抗なオーミックコンタクトを形成可能な半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、本開示の実施形態に適用される４Ｈ－ＳｉＣ単結晶の単位セルを示す図である。
図２は、図１の４Ｈ－ＳｉＣ単結晶の単位セルのシリコン面を示す平面図である。
図３は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置の模式的な斜視図である。
図４は、図３の半導体装置の模式的な平面図である。
図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。
図６は、図５に示す領域ＶＩの拡大図である。
図７は、本開示の第２実施形態に係る半導体装置の模式的な平面図である。
図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
図９は、本開示の第３実施形態に係る半導体装置の模式的な断面図である。
図１０は、本開示の第４実施形態に係る半導体装置の模式的な断面図である。
図１１は、本開示の第５実施形態に係る半導体装置の模式的な断面図である。
図１２は、前記半導体装置の製造に使用される半導体ウエハを示す斜視図である。
図１３Ａは、前記半導体装置の製造工程の一部を示す図である。
図１３Ｂは、図１３Ａの次の工程を示す図である。
図１３Ｃは、図１３Ｂの次の工程を示す図である。
図１３Ｄは、図１３Ｃの次の工程を示す図である。
図１３Ｅは、図１３Ｄの次の工程を示す図である。
図１４は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第１形状（四角形）を示す図である。
図１５は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第２形状（円形）を示す図である。
図１６は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第１形状（四角形）を示す写真画像である。
図１７は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第２形状（円形）を示す写真画像である。
図１８は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第１形状（四角形）の変形例を示す写真画像である。
図１９は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第２形状（円形）の変形例を示す写真画像である。
図２０は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第３形状（四角形）を示す図である。
図２１は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第４形状（四角形）を示す図である。
図２２は、チップの裏面に形成されたレーザ痕の第５形状（円形）を示す図である。
図２３は、サンプル１に係るウエハ裏面のコンタクト抵抗分布と、ウエハ裏面の状態を示す図である。
図２４は、サンプル２に係るウエハ裏面のコンタクト抵抗分布と、ウエハ裏面の状態を示す図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下では、本開示の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
[ＳｉＣ単結晶の結晶構造]
本開示の実施形態では、六方晶からなるＳｉＣ（炭化シリコン）単結晶が適用される。六方晶からなるＳｉＣ単結晶は、原子配列の周期に応じて、２Ｈ（Hexagonal）－ＳｉＣ単結晶、４Ｈ－ＳｉＣ単結晶および６Ｈ－ＳｉＣ単結晶を含む複数種のポリタイプを有している。本開示の実施形態では、４Ｈ－ＳｉＣ単結晶が適用された例について説明するが、他のポリタイプを本開示から除外するものではない。
【０００９】
以下、４Ｈ－ＳｉＣ単結晶の結晶構造について説明する。図１は、本開示の実施形態に適用される４Ｈ－ＳｉＣ単結晶の単位セル（以下、単に「単位セル」という。）を示す図である。図２は、図１に示す単位セルのシリコン面を示す平面図である。
【００１０】
図１および図２を参照して、単位セルは、１つのＳｉ原子に対して４つのＣ原子が四面体配列（正四面体配列）の関係で結合された四面体構造を含む。単位セルは、四面体構造が４周期積層された原子配列を有している。単位セルは、正六角形のシリコン面、正六角形のカーボン面、ならびに、シリコン面およびカーボン面を接続する６つの側面を有する六角柱構造を有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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