碳化硅半导体装置及其制造方法与流程

本公开涉及碳化硅(以下称为“sic”)半导体装置和sic半导体装置的制造方法。

背景技术：

1、jp2020-27855a公开了一种隐形切割方法，该方法是用于sic晶片的切割方法之一。在隐形切割方法中，通过用激光束沿着待切直线照射sic晶片，在sic晶片内部形成改性层。当向sic晶片施加外力时，裂纹从改性层沿sic晶片的厚度方向传播。因此，sic晶片被分割为多个芯片。

技术实现思路

1、本发明人已经研究了作为切割sic晶片的方法的划线和断裂方法。在划线和断裂方法中，沿着sic晶片后表面上的划线形成沟槽以形成裂纹。之后，向sic晶片施加外力，使得裂纹在sic晶片的厚度方向上传播。因此，sic晶片被划分为多个芯片(即sic半导体装置)。

2、在这种方法中，当在sic晶片中形成沟槽时，绕沟槽产生改性层。在切割sic晶片之后，改性层被暴露在sic半导体层的侧表面的靠近后表面的部分上。即，改性层形成sic半导体层的侧表面的靠近后表面的一部分。本发明人发现，在安装有sic半导体装置的装置中，当诸如热应力之类的应力施加到sic半导体装置时，在sic半导体层的侧表面上的改性层中发生裂纹，并且裂纹在sic半导体层内传播。

3、鉴于上述各点，本公开的目的是提供一种能够抑制sic半导体层的侧表面上裂纹发生的sic半导体装置，并提供一种sic半导体装置的制造方法。

4、根据本公开的第一方面的sic半导体装置包括sic半导体层和侧硅化物层。所述sic半导体层包括sic单晶，并且具有主表面、与主表面相反的后表面以及连接主表面与后表面并由解理面形成的侧表面。sic半导体层还包括改性层。改性层形成侧表面的靠近后表面的一部分，并且具有不同于sic单晶的原子排列结构的sic原子排列结构。侧硅化物层包括金属硅化物，其是金属元素和硅的化合物。侧硅化物层设置在碳化硅半导体层的侧表面上并覆盖改性层。

5、根据第一方面，侧硅化物层覆盖sic半导体层侧表面上的改性层。因此，当应力施加到sic半导体装置时，施加到改性层的应力被缓和。因此，与sic半导体装置不包括侧硅化物层的情况相比，可以抑制在sic半导体层的侧表面上出现裂纹。

6、根据本公开的第二方面的sic半导体装置包括sic半导体层和侧硅化物层。sic半导体层包括由sic单晶制成的部分，并且具有主表面、与主表面相反的后表面以及连接主表面与后表面并由解理面形成的侧表面。sic半导体层还包括改性层。改性层形成侧表面的靠近后表面的一部分，并且具有不同于sic单晶的原子排列结构的sic原子排列结构。侧硅化物层包括金属硅化物，其是金属元素和硅的化合物。侧硅化物层设置在碳化硅半导体层的侧表面上，并且与改性层的靠近后表面的一侧相邻。侧硅化物层在平行于主表面的方向上面向碳化硅半导体层的由sic单晶制成的部分并与该部分接触。

7、根据第二方面，由于侧硅化物层形成在sic半导体层的侧表面上，与未形成侧硅化物层的情况相比，存在于sic半导体层的侧表面上的改性层减少。结果，与不设置侧硅化物层的情况相比，可以抑制sic半导体层的侧表面上出现裂纹。

8、根据本公开第三方面的sic半导体装置的制造方法包括：制备包括sic半导体层的sic晶片，所述sic半导体层包括sic单晶并具有主表面和与主表面相反的后表面；沿着待切割直线在sic半导体层的后表面上形成沟槽以产生裂纹；在形成所述沟槽的壁面上形成金属膜；通过热处理使包含在sic半导体层中的硅与包含在金属膜中的金属元素起反应，在sic半导体层的靠近壁面的一部分上形成包括金属硅化物的硅化物层；以及向sic晶片施加应力以沿着与主表面正交的方向传播裂纹以及将sic晶片切割成多个芯片。

9、根据上述制造方法，可以制造根据第一方面或第二方面的sic半导体装置。因此，可以获得与根据第一方面或第二方面的sic半导体装置相同的效果。

技术特征：

1.一种碳化硅半导体装置，包括：

2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置，进一步包括：

3.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置，其中

4.根据权利要求1-3中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中

5.一种碳化硅半导体装置，包括：

6.根据权利要求5所述的碳化硅半导体装置，进一步包括：

7.根据权利要求5所述的碳化硅半导体装置，其中

8.根据权利要求5-7中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中

9.一种碳化硅半导体装置的制造方法，包括：

10.根据权利要求9所述的制造方法，其中

技术总结
碳化硅半导体装置包括碳化硅半导体层(2)和侧硅化物层(42)。碳化硅半导体层包括碳化硅单晶，并且具有主表面(2a)、与主表面相反的后表面(2b)以及连接主表面与后表面并由解理面形成的侧表面(2c)。碳化硅半导体层还包括改性层(21)。改性层形成侧表面的位于后表面附近的一部分，并且具有与碳化硅单晶的原子排列结构不同的碳化硅原子排列结构。侧硅化物层包括金属硅化物，其是金属元素和硅的化合物。侧硅化物层设置在碳化硅半导体层的侧表面上并且与改性层相邻。

技术研发人员：津间博基,南云裕司,植茶雅史,熊泽辉显
受保护的技术使用者：株式会社电装
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12