JP2010529646A - n型炭化ケイ素基板を少なくとも部分的に除去することによって炭化ケイ素パワーデバイスを作製する方法、およびそのように作製された炭化ケイ素パワーデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (36)
- 炭化ケイ素パワーデバイスを作製する方法であって、
n型炭化ケイ素基板上でp型炭化ケイ素エピタキシャル層を形成すること、
前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上で炭化ケイ素パワーデバイス構造を形成すること、
前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を少なくとも部分的に除去すること、および、
露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上でオーミック接触部を形成すること
を含むことを特徴とする方法。 - 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を少なくとも部分的に除去することは、ビア内で前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を貫通して少なくとも1つのビアをエッチングすることを含み、
露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上でオーミック接触部を形成することは、前記少なくとも1つのビア内でオーミック接触部を形成することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を少なくとも部分的に除去することは、n型炭化ケイ素基板全体を除去することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ビア内で前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を貫通して少なくとも1つのビアをエッチングすることの前に、前記n型炭化ケイ素基板を薄くすることが先行し、ビア内で前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を貫通して少なくとも1つのビアをエッチングすることは、ビア内で前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、薄くされた前記n型炭化ケイ素基板を貫通して少なくとも1つのビアをエッチングすることを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上でオーミック接触部を形成することは、
露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部をメタライゼーションすること、および、
前記メタライゼーションの少なくとも一部をレーザアニールすること
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部をメタライゼーションすることは、露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上で、アルミニウムを含む第1の層と、チタンを含む第2の層と、ニッケルを含む第3の層とを順次形成することを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部をメタライゼーションすることは、露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上で、アルミニウムを含む層を形成することを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上で炭化ケイ素パワーデバイス構造を形成することは、前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上でnチャネル炭化ケイ素DMOSFET構造を形成し、それにより、前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上の前記nチャネル炭化ケイ素DMOSFET構造がnチャネル炭化ケイ素IGBT構造をもたらすことを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上で炭化ケイ素パワーデバイス構造を形成することは、前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上でp型炭化ケイ素パワーデバイス構造を形成することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- n型炭化ケイ素基板全体を除去することの前に、前記炭化ケイ素パワーデバイス構造をキャリア基板に接着することが先行し、n型炭化ケイ素基板全体を除去することの後に、前記炭化ケイ素パワーデバイス構造を前記キャリア基板から剥離することが続くことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記n型炭化ケイ素基板を薄くすることの前に、前記炭化ケイ素パワーデバイス構造をキャリア基板に接着することが先行し、前記n型炭化ケイ素基板を薄くすることの後に、前記炭化ケイ素パワーデバイス構造を前記キャリア基板から剥離することが続くことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を少なくとも部分的に除去することは、前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上で炭化ケイ素パワーデバイス構造を形成している間に、かつ/または形成する前に実施されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を少なくとも部分的に除去することは、ビア内で前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を貫通して少なくとも1つのビアをエッチングすることを含み、
露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上でオーミック接触部を形成することは、前記少なくとも1つのビア内でオーミック接触部を形成することを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を少なくとも部分的に除去することは、前記n型炭化ケイ素基板全体を除去することを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- ビア内で前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を貫通して少なくとも1つのビアをエッチングすることの前に、前記n型炭化ケイ素基板を薄くすることが先行し、ビア内で前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を貫通して少なくとも1つのビアをエッチングすることは、ビア内で前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、薄くされた前記n型炭化ケイ素基板を貫通して少なくとも1つのビアをエッチングすることを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上でオーミック接触部を形成することは、
露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部をメタライゼーションすること、および、
前記メタライゼーションの少なくとも一部をレーザアニールすること
を含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部をメタライゼーションすることは、露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上で、アルミニウムを含む第1の層と、チタンを含む第2の層と、ニッケルを含む第3の層とを順次形成することを含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部をメタライゼーションすることは、露出されている前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の少なくとも一部の上で、アルミニウムを含む層を形成することを含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- n型炭化ケイ素基板全体を除去することの前に、前記炭化ケイ素パワーデバイスをキャリア基板に接着することが先行し、n型炭化ケイ素基板全体を除去することの後に、前記炭化ケイ素パワーデバイスを前記キャリア基板から剥離することが続くことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記n型炭化ケイ素基板を薄くすることの前に、前記炭化ケイ素パワーデバイスをキャリア基板に接着することが先行し、前記n型炭化ケイ素基板を薄くすることの後に、前記炭化ケイ素パワーデバイスを前記キャリア基板から剥離することが続くことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層を露出するように、前記n型炭化ケイ素基板を少なくとも部分的に除去することは、前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上で炭化ケイ素DMOSFET構造を形成した後で実施されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上で炭化ケイ素パワーデバイスを形成することは、間にp−n接合を形成するように前記p型エピタキシャル炭化ケイ素層上でn型炭化ケイ素層を直接エピタキシャル形成することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 第1および第2の反対側の面を含むp型炭化ケイ素エピタキシャル層と、
前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の前記第2の面上の炭化ケイ素パワーデバイス構造と、
前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の前記第1の面の少なくとも一部分の上に直接あるオーミック接触部と
を備えることを特徴とする炭化ケイ素パワーデバイス。 - 前記p型炭化ケイ素層の前記第1の面の少なくとも前記一部分を露出するように基板を通って延びる少なくとも1つのビアを含む、前記第1の面上のn型炭化ケイ素基板をさらに備え、
前記オーミック接触部は、前記少なくとも1つのビア内で、また露出されている前記p型炭化ケイ素層の前記第1の面の少なくとも前記一部分の上に直接延びることを特徴とする請求項23に記載のデバイス。 - 前記オーミック接触部は金属接点を含むことを特徴とする請求項23に記載のデバイス。
- 前記金属接点は、レーザアニールされた部分をその中に含むことを特徴とする請求項25に記載のデバイス。
- レーザアニールされた部分をその中に含む前記金属接点は、前記p型炭化ケイ素層の前記第1の面上に直接あるアルミニウムを含む第1の層と、前記第1の層上のチタンを含む第2の層と、前記第2の層上のニッケルを含む第3の層とを含むことを特徴とする請求項26に記載のデバイス。
- レーザアニールされた部分をその中に含む前記金属接点は、前記p型炭化ケイ素層の前記第1の面上に直接あるアルミニウムを含む層を含むことを特徴とする請求項26に記載のデバイス。
- 前記炭化ケイ素パワーデバイス構造は、前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層の前記第2の面上に直接、nチャネル炭化ケイ素DMOSFET構造を備え、その結果、前記nチャネル炭化ケイ素DMOSFET構造およびp型炭化ケイ素エピタキシャル層がnチャネル炭化ケイ素IGBT構造をもたらすことを特徴とする請求項23に記載のデバイス。
- 前記炭化ケイ素パワーデバイス構造は、前記p型炭化ケイ素エピタキシャル層上のp型炭化ケイ素パワーデバイス構造を備えることを特徴とする請求項24に記載のデバイス。
- 前記p型炭化ケイ素層の前記第1の面の少なくとも前記一部分を露出するように基板を貫通して延びる少なくとも1つのビアを含む、前記第1の面上のn型炭化ケイ素基板をさらに備え、
前記オーミック接触部は、前記少なくとも1つのビア内で、また露出されている前記p型炭化ケイ素層の前記第1の面の少なくとも前記一部分の上に直接延びることを特徴とする請求項29に記載のデバイス。 - 前記オーミック接触部は金属接点を含むことを特徴とする請求項29に記載のデバイス。
- 前記金属接点は、レーザアニールされた部分をその中に含むことを特徴とする請求項32に記載のデバイス。
- レーザアニールされた部分をその中に含む前記金属接点は、前記p型炭化ケイ素層の前記第1の面上に直接あるアルミニウムを含む第1の層と、前記第1の層上のチタンを含む第2の層と、前記第2の層上のニッケルを含む第3の層とを含むことを特徴とする請求項33に記載のデバイス。
- レーザアニールされた部分をその中に含む前記金属接点は、前記p型炭化ケイ素層の前記第1の面上に直接あるアルミニウムを含む層を含むことを特徴とする請求項33に記載のデバイス。
- 前記炭化ケイ素パワーデバイス構造は、間にp−n接合を形成するように前記p型エピタキシャル炭化ケイ素層の前記第2の面上に直接あるn型炭化ケイ素エピタキシャル層を備えることを特徴とする請求項23に記載のデバイス。
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