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公開番号2024164575
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023080167
出願日2023-05-15
発明の名称半導体装置およびその製造方法
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,国立大学法人東海国立大学機構
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H01L 29/78 20060101AFI20241120BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電極が変形することを抑制する。
【解決手段】半導体基板10の一面10a上には、絶縁膜20が配置され、絶縁膜20および半導体基板10には、絶縁膜20側から半導体基板10側に向かって幅が狭くなるテーパ状のコンタクトホール20aが形成されており、電極31、32は、絶縁膜上に配置される部分と、コンタクトホールに配置されて半導体基板と電気的に接続される接続部32bと、を有しており、隣合う接続部32bの間には、絶縁膜が配置されるようにする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体装置であって、
半導体素子が形成され、一面（１０ａ）および前記一面と反対側の他面（１０ｂ）を有し、窒化ガリウムで構成される半導体基板（１０）と、
前記半導体基板の一面側に配置され、前記半導体素子を駆動するための電極（３１、３２）と、を備え、
前記半導体基板の一面上には、絶縁膜（２０）が配置され、
前記絶縁膜および前記半導体基板には、前記絶縁膜側から前記半導体基板側に向かって幅が狭くなるテーパ状のコンタクトホール（２０ａ）が形成されており、
前記電極は、前記絶縁膜上に配置される部分と、前記コンタクトホールに配置されて前記半導体基板と電気的に接続される接続部（３２ｂ）と、を有しており、
隣合う前記接続部の間には、前記絶縁膜が配置されている半導体装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記コンタクトホールの側面と直交する仮想線（Ｋ１）と、前記一面の法線方向に沿った仮想線（Ｋ２）との間の成す角度（θ）は、前記半導体基板の他面側から照射されたレーザ光（Ｌ２）に対する反射率が８０％以上となる角度とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
半導体素子が形成され、一面（１０ａ）および前記一面と反対側の他面（１０ｂ）を有し、窒化ガリウムで構成される半導体基板（１０）と、
前記半導体基板の一面側に配置され、前記半導体素子を駆動するための電極（３１、３２）と、を備え、
前記半導体基板の一面上には、絶縁膜（２０）が配置され、
前記絶縁膜および前記半導体基板には、前記絶縁膜側から前記半導体基板側に向かって幅が狭くなるテーパ状のコンタクトホール（２０ａ）が形成されており、
前記電極は、前記絶縁膜上に配置される部分と、前記コンタクトホールに配置されて前記半導体基板と電気的に接続される接続部（３２ｂ）と、を有しており、
隣合う前記接続部の間には、前記絶縁膜が配置されている半導体装置の製造方法であって、
一面（２００ａ）および前記一面と反対側の他面（２００ｂ）を有し、窒化ガリウムで構成される加工ウェハ（２００）を用意することと、
前記加工ウェハの一面側に前記半導体素子を形成することと、
前記加工ウェハの一面上に前記絶縁膜および前記電極を形成することと、
前記加工ウェハの他面側から当該加工ウェハの内部にレーザ光（Ｌ１）を照射することにより、前記加工ウェハの内部に、前記加工ウェハの面方向に沿った変質層（１５）を形成することと、
前記変質層を境界として前記加工ウェハを分割することにより、前記加工ウェハを、前記加工ウェハの一面側の装置構成ウェハ（２３０）と、前記加工ウェハの他面側のリサイクルウェハ（２４０）とに分割することと、
前記装置構成ウェハを個片化することと、を行い、
前記絶縁膜および前記電極を形成することでは、前記絶縁膜に前記コンタクトホールを形成することと、前記コンタクトホールに配置されて前記半導体基板と電気的に接続される前記接続部を有する前記電極を形成することと、を行う半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁膜および前記電極を形成することでは、前記変質層を形成することの際、前記半導体基板の他面側から照射した前記レーザ光に対し、前記コンタクトホールに配置された前記接続部の前記レーザ光に対する前記反射率が８０％以上となるように、前記コンタクトホールの側面と直交する仮想線（Ｋ１）と、前記一面の法線方向に沿った仮想線（Ｋ２）との間の成す角度（θ）が調整されている請求項３に記載の半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ガリウム（以下では、ＧａＮともいう）で構成される半導体装置、およびその製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、ＧａＮで構成される加工ウェハを分割する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この方法では、加工ウェハを用意した後、レーザ光を照射して加工ウェハの内部に面方向に沿った変質層を形成する。そして、この方法では、変質層を分割の起点として加工ウェハを２つのウェハに分割している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－０４３８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者らは、加工ウェハに複数の半導体素子を形成した状態で加工ウェハを分割し、半導体素子が形成された側のウェハを半導体装置を構成するための装置構成ウェハとすることを検討している。なお、半導体素子は、例えば、ベース層やソース領域等を有するＭＯＳＦＥＴ等であり、装置構成ウェハには、ベース層やソース領域等と電気的に接続される電極が形成されている。ＭＯＳＦＥＴは、metal oxide semiconductor field effect transistorの略である。この場合、本発明者らの検討によれば、変質層を形成するためのレーザ光を照射する際、電極がレーザ光で加熱されて変形する場合があることが確認された。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、電極が変形することを抑制できる半導体装置およびその製造方法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】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１は、半導体装置であって、半導体素子が形成され、一面（１０ａ）および一面と反対側の他面（１０ｂ）を有し、窒化ガリウムで構成される半導体基板（１０）と、半導体基板の一面側に配置され、半導体素子を駆動するための電極（３１、３２）と、を備え、半導体基板の一面上には、絶縁膜（２０）が配置され、絶縁膜および半導体基板には、絶縁膜側から半導体基板側に向かって幅が狭くなるテーパ状のコンタクトホール（２０ａ）が形成されており、電極は、絶縁膜上に配置される部分と、コンタクトホールに配置されて半導体基板と電気的に接続される接続部（３２ｂ）と、を有しており、隣合う接続部の間には、絶縁膜が配置されている。
【０００７】
これによれば、半導体装置を製造する際、電極のうちの絶縁膜上に配置されている部分は、絶縁膜にてレーザ光が吸収されるため、加熱されて変形することが抑制される。また、コンタクトホールに配置された接続部は、レーザ光がテーパ状とされた部分で反射するため、加熱されて変形することが抑制される。そして、隣合う接続部の間には絶縁膜が配置されているため、反射したレーザ光が別の接続部に達することを抑制できる。
【０００８】
請求項３は、請求項１に記載の半導体装置に関する製造方法であって、一面（２００ａ）および一面と反対側の他面（２００ｂ）を有し、窒化ガリウムで構成される加工ウェハ（２００）を用意することと、加工ウェハの一面側に半導体素子を形成することと、加工ウェハの一面上に絶縁膜および電極を形成することと、加工ウェハの他面側から当該加工ウェハの内部にレーザ光（Ｌ１）を照射することにより、加工ウェハの内部に、加工ウェハの面方向に沿った変質層（１５）を形成することと、変質層を境界として加工ウェハを分割することにより、加工ウェハを、加工ウェハの一面側の装置構成ウェハ（２３０）と、加工ウェハの他面側のリサイクルウェハ（２４０）とに分割することと、装置構成ウェハを個片化することと、を行い、絶縁膜および電極を形成することでは、絶縁膜にコンタクトホールを形成することと、コンタクトホールに配置されて半導体基板と電気的に接続される接続部を有する電極を形成することと、を行う。
【０００９】
これによれば、電極のうちの絶縁膜上に配置されている部分は、絶縁膜にて変質層を形成する際のレーザ光が吸収されるため、加熱されて変形することが抑制される。また、コンタクトホールに配置された接続部は、変質層を形成する際のレーザ光がテーパ状とされた部分で反射するため、加熱されて変形することが抑制される。そして、隣合う接続部の間には絶縁膜が配置されているため、反射したレーザ光が別の接続部に達することを抑制できる。
【００１０】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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