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公開番号2024124838
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023032782
出願日2023-03-03
発明の名称半導体装置の製造方法
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ,浜松ホトニクス株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01L 21/301 20060101AFI20240906BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】歩留まり良く半導体装置を製造することができる技術を提案する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、第1表面と、第2表面とを有する化合物半導体基板にレーザを照射することによって、化合物半導体基板の第1深さ範囲に、第1表面に平行な特定方向に沿って間隔を空けて配置された複数の第1改質層を形成する工程と、化合物半導体基板にレーザを照射することによって、化合物半導体基板の第1深さ範囲とは異なる第2深さ範囲に、特定方向に沿って間隔を空けて配置された複数の第2改質層を形成する工程であって、化合物半導体基板を上から見たときに特定方向に沿って第1改質層と第2改質層が交互に配置され、特定方向における第2改質層の幅が特定方向における第1改質層の幅よりも狭くなるように、第2改質層を形成する工程と、各第1改質層及び各第2改質層に沿って化合物半導体基板を分割する工程、を備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
半導体装置（１０）の製造方法であって、
素子構造（６）が形成された第１表面（２ａ）と、前記第１表面の裏側に位置する第２表面（２ｂ）とを有する化合物半導体基板（２）にレーザ（１１０）を照射することによって、前記化合物半導体基板の第１深さ範囲（Ｒ１）に、前記第１表面に平行な特定方向に沿って間隔を空けて配置された複数の第１改質層（１４）を形成する工程と、
前記化合物半導体基板にレーザ（１１２）を照射することによって、前記化合物半導体基板の前記第１深さ範囲とは異なる第２深さ範囲（Ｒ２）に、前記特定方向に沿って間隔を空けて配置された複数の第２改質層（１６、１９）を形成する工程であって、前記化合物半導体基板を上から見たときに前記特定方向に沿って前記第１改質層と前記第２改質層が交互に配置され、前記特定方向における前記第２改質層の幅（ｗ２）が前記特定方向における前記第１改質層の幅（ｗ１）よりも狭くなるように、前記第２改質層を形成する前記工程と、
前記各第１改質層及び前記各第２改質層に沿って前記化合物半導体基板を前記第１表面側の第１部分（８ａ）と前記第２表面側の第２部分（８ｂ）に分割する工程、
を備える、製造方法。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記第１改質層を形成する前記工程と、前記第２改質層を形成する前記工程では、前記第１表面から前記第１改質層までの距離（ｄ１）と、前記第１表面から前記第２改質層までの距離（ｄ２）が、前記第１改質層と前記第２改質層との間の距離（ｄ３）よりも長くなるように、前記各第１改質層及び前記各第２改質層を形成する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第２改質層を形成する前記工程では、前記化合物半導体基板を上から見たときに前記各第２改質層が隣接する２つの前記第１改質層と重複するように前記各第２改質層（１６）を形成する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記化合物半導体基板を上から見たときに前記化合物半導体基板の前記第１改質層と前記第２改質層とが重複する範囲で、レーザ（１１４）の焦点を前記化合物半導体基板の厚さ方向に沿って移動させることで、前記化合物半導体基板に前記第１改質層と前記第２改質層を接続する第３改質層（１８）を形成する工程をさらに備える、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第１表面から前記第１深さ範囲までの距離は、前記第１表面から前記第２深さ範囲までの距離よりも短く、
前記第１改質層を形成する前記工程と、前記第２改質層を形成する前記工程では、前記第２表面側からレーザを照射し、
前記第１改質層を形成する前記工程を実施した後に、前記第２改質層を形成する前記工程を実施する、請求項３または４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第２改質層を形成する前記工程では、前記化合物半導体基板を上から見たときに前記各第２改質層が隣接する２つの前記第１改質層と重複しないように前記各第２改質層（１９）を形成する、請求項１に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体基板の加工方法が開示されている。特許文献１では、半導体基板の内部に集光するレーザを照射することによって、半導体基板の内部に改質層を形成する。改質層は、半導体基板の表面に沿って広がるように形成される。このような改質層を形成することで、半導体基板を加工することができる。例えば、改質層に沿って半導体基板を分割することで、より薄い半導体基板を得ることができる。
【０００３】
半導体基板の内部に改質層を形成するときに、改質層でガスが発生することがある。発生したガスの圧力によって、半導体基板の意図しない方向にクラックが生じ得る。特許文献１では、改質層を形成した後に改質層を溶融することで、発生したガスをその圧力によって溶融した改質層とともに半導体基板の端面から外部に排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１８３６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体基板の表面と端面の接続部分は曲率を有しているため、半導体基板の外周端近傍では所望の深さにレーザを集光させることが難しい。すなわち、半導体基板の外周端に達するように改質層を形成することが難しい。このため、好適にガスを外部に排出できない場合がある。また、半導体基板の厚さが比較的薄い場合には、半導体基板の内部に形成した改質層と半導体基板の表面との間に位置する部分の距離が短く、当該部分の機械的強度が低くなる。その結果、ガスの圧力によって生じたクラックが半導体基板の表面側へ進展し得る。半導体基板の表面には、半導体装置の機能を実現するための構造（例えば、トレンチゲートや電極等）を形成することがあり、クラックが半導体基板の表面側へ進展すると、当該構造に悪影響を及ぼす。このように、特許文献１の技術では、改質層で発生したガスの圧力によって、半導体基板の意図しない方向（例えば半導体基板の表面側）に向かってクラックが生じ得る。本明細書では、歩留まり良く半導体装置を製造することができる技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する半導体装置（１０）の製造方法は、素子構造（６）が形成された第１表面（２ａ）と、前記第１表面の裏側に位置する第２表面（２ｂ）とを有する化合物半導体基板（２）にレーザ（１１０）を照射することによって、前記化合物半導体基板の第１深さ範囲（Ｒ１）に、前記第１表面に平行な特定方向に沿って間隔を空けて配置された複数の第１改質層（１４）を形成する工程と、前記化合物半導体基板にレーザ（１１２）を照射することによって、前記化合物半導体基板の前記第１深さ範囲とは異なる第２深さ範囲（Ｒ２）に、前記特定方向に沿って間隔を空けて配置された複数の第２改質層（１６、１９）を形成する工程であって、前記化合物半導体基板を上から見たときに前記特定方向に沿って前記第１改質層と前記第２改質層が交互に配置され、前記特定方向における前記第２改質層の幅（ｗ２）が前記特定方向における前記第１改質層の幅（ｗ１）よりも狭くなるように、前記第２改質層を形成する前記工程と、前記各第１改質層及び前記各第２改質層に沿って前記化合物半導体基板を前記第１表面側の第１部分（８ａ）と前記第２表面側の第２部分（８ｂ）に分割する工程、を備える。
【０００７】
上記の製造方法では、化合物半導体基板を上から見たときに、特定方向に沿って第１改質層と第２改質層とが交互に配置されるように、各第１改質層及び各第２改質層を形成する。各改質層が形成されると、各改質層の内部にガスが発生する。このガスにより、各改質層の内圧が上昇する。この状態で、化合物半導体基板を第１改質層及び第２改質層に沿って分割する。第１改質層と第２改質層は特定方向に沿って交互に配置されているので、第１改質層とこの第１改質層に隣接する第２改質層との間の距離は比較的短い。すなわち、隣接する改質層間に位置する半導体領域は、他の半導体領域（例えば、改質層の上側や下側に位置する半導体領域）よりも薄く、機械的な強度が低い。このため、化合物半導体基板を分割するときには、ガスの圧力によって、隣接する改質層の間に位置する半導体領域（すなわち、強度が低い部分）に向かってクラックが生じる。その結果、第１改質層と第２改質層に沿って特定方向に化合物半導体基板を分割することができる。このように、上記の製造方法では、ガスの圧力による意図しない方向へのクラックを抑制することができ、歩留まり良く半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
化合物半導体基板の平面図。
図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図。
実施例１の第１改質層形成工程の説明図。
実施例１の第２改質層形成工程の説明図。
実施例１の分割工程の説明図。
実施例１の研磨、個片化工程の説明図。
実施例２の第３改質層形成工程の説明図。
実施例３の第２改質層形成工程の説明図。
実施例３の分割工程の説明図。
実施例３において第２改質層を形成する範囲を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書が開示する一例の製造方法では、前記第１改質層を形成する前記工程と、前記第２改質層を形成する前記工程では、前記第１表面から前記第１改質層までの距離と、前記第１表面から前記第２改質層までの距離が、前記第１改質層と前記第２改質層との間の距離よりも長くなるように、前記各第１改質層及び前記各第２改質層を形成してもよい。
【００１０】
このような構成では、第１改質層と第２改質層の間に位置する半導体領域の厚さが、第１表面と各改質層の間の半導体領域の厚さよりも薄く、機械的強度が低くなる。したがって、各改質層内で生じるガスの圧力によりクラックが生じる場合、第１改質層と第２改質層の間に位置する半導体領域に向かってクラックをより生じさせ易い。このため、意図しない方向（例えば、素子構造（例えば、トレンチやゲート電極等）が形成された第１表面側）に向かってクラックが生じることがより抑制される。
（【００１１】以降は省略されています）

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