[发明专利]碳化硅半导体装置及碳化硅半导体装置的制造方法

说明书

本发明提供一种通过抑制在切断面的内部方向上产生变形，从而即使长时间使用，可靠性也不降低的碳化硅半导体装置以及碳化硅半导体装置的制造方法。本发明的碳化硅半导体装置具备：有源区(211)，其设置于第一导电型的半导体基板(1)，并且有源区中有主电流流通；终端区域(210)，其配置于有源区(211)的外侧，且形成有耐压结构；以及损伤区(22)，其配置于终端区域(210)的外侧，且与单片化时形成的切断面接触，且结晶性受到损伤。

技术领域

本发明涉及碳化硅半导体装置及碳化硅半导体装置的制造方法。

背景技术

以往，作为控制高电压、大电流的功率半导体装置的构成材料而使用硅(Si)。功率半导体装置有双极型晶体管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:绝缘栅型场效应晶体管)等多个种类，将这些半导体装置结合用途而区别使用。

例如，双极型晶体管、IGBT与MOSFET相比，电流密度高，能够进行大电流化，但不能高速地进行开关。具体地，双极型晶体管以数kHz程度的开关频率为使用极限，IGBT以数十kHz程度的开关频率为使用极限。另一方面，功率MOSFET与双极型晶体管、IGBT相比虽然电流密度低，难以大电流化，但能够进行高达数MHz程度的高速开关动作。

然而，市场上，对兼备大电流和高速性的功率半导体装置的需求强劲，对于IGBT、功率MOSFET而言，致力于其改良，当前正在进行几乎接近材料极限的程度的开发。从功率半导体装置的观点出发，进行代替硅的半导体材料的研究，碳化硅(SiC)作为在低导通电压、高速特性、高温特性方面优异的、能够制作(制造)下一代功率半导体装置的半导体材料而引人注目。

其背景是因为SiC是化学性能非常稳定的材料，带隙宽达3eV，并且在高温下也能够作为半导体而非常稳定地使用。另外，最大电场强度也比硅大一个数量级以上。由于SiC有很大可能超越硅中的材料极限，因此在功率半导体用途，尤其是对MOSFET来说，今后的拓展受到很大期待。尤其是，对其低导通电阻给予期望而能够期望在维持高耐压特性不变的状态下具有更低的导通电阻的纵型SiC-MOSFET。

在此，图16是示出碳化硅半导体晶片上的碳化硅半导体元件的俯视图。碳化硅半导体装置通过将形成于碳化硅半导体晶片110上的多个碳化硅半导体元件(碳化硅半导体芯片)100切分(dicing:切割)、芯片化(单片化)而制造。从碳化硅半导体晶片110切分是利用金刚石制的圆形旋转刀刃的切割刀片、激光或者超声波对例如图16的虚线部分进行切削来进行。

在从半导体晶片110切分时，具有控制在碳化硅半导体元件100产生裂纹的技术。例如，公知有如下半导体装置，所述半导体装置具备：包括元件区域和包围元件区域的外周的外周区域的半导体层；形成于外周区域并包围元件区域的外周的阶梯部；以及沿着阶梯部形成的金属层(例如，参照专利文献1)。该半导体装置的阶梯部具有比元件区域的主表面更向下方后退的侧壁，半导体装置的金属层延伸以覆盖侧壁的至少一部分。在半导体装置的制造方法中，通过在比阶梯部更靠外侧的位置按照每元件区域来分割半导体层，从而抑制在元件区域导致损伤的裂纹、碎屑的产生。

另外，公知有利用划线轮来进行划线的技术，即所述划线轮在沿相对于SiC基板的晶轴垂直的方向进行划线时，使左右的刀峰角度相对于刀峰的棱线不同，从晶轴观察时，位于高处的刀峰角度大，而另一侧的刀峰角度小(例如，参见专利文献2)。据此，能够避免水平裂纹的产生，能够使中断时的端面精度提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-18952号公报

专利文献2：日本特开2017-22422号公报

发明内容