DE112012003178B4 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst:einen ersten Schritt des Bereitens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt wird;einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht (121; 218), wobei die Isolierschicht (121) den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; undeinen dritten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht (124; 220; 924) auf der Isolierschicht (121), wobei eine Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt wird, auf der Isolierschicht (121; 218) ausgebildet wird und daraufhin die Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird,wobei die Glasverbindung aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst,wobei die Glasverbindung keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst;wobei in der Glasverbindung:- der Gehalt von SiO2in den Bereich von 41,1 Mol-% bis 61,1 Mol-% fällt,- der Gehalt von Al2O3in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 17,4 Mol-% fällt,- der Gehalt von B2O3in den Bereich von 5,8 Mol-% bis 15,8 Mol-% fällt,- der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,0 Mol-% bis 24,8 Mol-% fällt,- der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 5,5 Mol-% bis 15,5 Mol-% fällt, und- der Gehalt von Nickeloxid in den Bereich von 0,01 Mol-% bis 2,0 Mol-% fällt;wobei, mit Bezug auf Oxide eines Erdalkalimetalls:- der Gehalt von CaO in den Bereich von 2,8 Mol-% bis 7,8 Mol-% fällt,- der Gehalt von MgO in den Bereich von 1,1 Mol-% bis 3,1 Mol-% fällt und- der Gehalt von BaO in den Bereich von 1,7 Mol-% bis 4,7 Mol-% fällt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine Halbleitervorrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Es ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bekannt, in dem eine Glasschicht zur Passivierung so ausgebildet ist, dass die Glasschicht einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs in einem Verfahren zur Herstellung einer Mesa-Halbleitervorrichtung bedeckt (siehe beispielsweise JP 2004 – 087 955 A).
  • Die 12A bis 12D und die 13A bis 13D sind Ansichten zur Erklärung eines solchen herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung. Die 12A bis 12D und die 13A bis 13D sind Ansichten, die entsprechende Schritte zeigen.
  • Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung umfasst, wie in den 12 und 13 gezeigt ist, einen „Schritt zum Ausbilden des Halbleiterträgers“, einen „Schritt zum Ausbilden des Grabens“, einen „Schritt zum Ausbilden der Glasschicht“, einen „Schritt zum Ausbilden des Photoresist“, einen „Schritt zum Entfernen der Oxidschicht“, einen „Schritt zum Ausbilden des Bereichs mit aufgerauter Oberfläche“, einen „Schritt zum Ausbilden der Elektrode“ und einen „Schritt zum Schneiden des Halbleiterträgers“ in dieser Reihenfolge. Im Folgenden wird das herkömmliche Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung in der Reihenfolge der Schritte erklärt.
  • (a) Schritt zum Ausbilden des Halbleiterträgers
  • Zuerst wird eine p+-Diffusionsschicht 912 durch Diffusion eines p-Fremdstoffs von einer Oberfläche eines n--Halbleitersubstrats (eines n--Siliziumsubstrats) 910 ausgebildet und eine n+-Diffusionsschicht 914 wird durch Diffusion eines n-Fremdstoffs von der anderen Oberfläche des n--Halbleitersubstrats 910 ausgebildet, wodurch ein Halbleiterträger ausgebildet wird, in dem ein pn-Übergang, der parallel zu einer Hauptoberfläche des Halbleiterträgers angeordnet ist, ausgebildet wird. Daraufhin werden Oxidschichten 916, 918 durch thermische Oxidation auf einer Oberfläche der p+-Diffusionsschicht 912 bzw. einer Oberfläche der n+-Diffusionsschicht 914 ausgebildet (siehe 12A).
  • (b) Schritt zum Ausbilden des Grabens
  • Als nächstes wird ein vorbestimmter Öffnungsabschnitt auf der Oxidschicht 916 an einer vorbestimmten Position durch Photoätzen ausgebildet. Nachdem die Oxidschicht geätzt wurde, wird nachfolgend der Halbleiterträger geätzt, wodurch ein Graben 920 ausgebildet wird, der eine Tiefe aufweist, die den pn-Übergang von einer Oberfläche des Halbleiterträgers übersteigt (siehe 12B).
  • (c) Schritt zum Ausbilden der Glasschicht
  • Daraufhin wird eine Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf einer inneren Fläche des Grabens 920 und einer Oberfläche des Halbleiterträgers in der Nähe des Grabens 920 durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet und die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, wird gehärtet, so dass eine Glasschicht 924 zur Passivierung auf einer Oberfläche des Grabens 920 ausgebildet wird (siehe 12C).
  • (d) Schritt zum Ausbilden des Photoresist
  • Als nächstes wird ein Photoresist 926 so ausgebildet, dass das Photoresist 926 eine Oberfläche der Glasschicht 924 bedeckt (siehe 12D).
  • (e) Schritt zum Entfernen der Oxidschicht
  • Daraufhin wird die Oxidschicht 916 mittels des Photoresist 926 als Maske geätzt, so dass die Oxidschicht 916 in einem Abschnitt 930, in dem eine Ni-plattierte Elektrodenschicht ausgebildet werden soll, entfernt wird (siehe 13A).
  • (f) Schritt zum Ausbilden eines Bereichs mit aufgerauter Oberfläche
  • Als nächstes wird eine Oberfläche des Halbleiterträgers in dem Abschnitt 930, in dem eine Ni-plattierte Elektrodenschicht ausgebildet werden soll, einem Verfahren zum Aufrauen der Oberfläche ausgesetzt, wodurch ein Bereich mit aufgerauter Oberfläche 932 ausgebildet wird, um die Haftung zwischen einer Ni-plattierten Elektrode und dem Halbleiterträger zu verbessern (siehe 13B).
  • (g) Schritt zum Ausbilden der Elektrode
  • Daraufhin wird eine Ni-Plattierung auf den Halbleiterträger angewendet, wodurch eine positive Elektrode 934 auf dem Bereich mit aufgerauter Oberfläche 932 ausgebildet wird und eine negative Elektrode 936 auf der anderen Oberfläche des Halbleiterträgers ausgebildet wird (siehe 13C). Es wird beispielsweise ein Tempern der positiven Elektrode 934 und der negativen Elektrode 936 bei einer Temperatur von 600 Grad unter einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt.
  • (h) Schritt zum Schneiden des Halbleiterträgers
  • Als nächstes wird der Halbleiterträger durch Vereinzeln oder Ähnliches an einem zentralen Abschnitt der Glasschicht 924 geschnitten, wodurch der Halbleiterträger in eine Mehrzahl von Chips aufgeteilt wird, wodurch Mesa-Halbleitervorrichtungen (pn-Dioden) hergestellt werden (siehe 13D).
  • Wie im Vorangegangenen erklärt wurde, umfasst das herkömmliche Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung den Schritt des Ausbildens des Grabens 920, der den pn-Übergang auf einer Oberfläche des Halbleiterträgers übersteigt, wo der pn-Übergang, der parallel zu der Hauptoberfläche angeordnet ist, ausgebildet wird (siehe 12A und 12B), und den Schritt des Ausbildens der Glasschicht 924 zur Passivierung im Inneren des Grabens 920, so dass die Glasschicht 924 einen freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt (siehe 12C). Somit können bei dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, indem der Halbleiterträger geschnitten wird, nachdem die Glasschicht 924 zur Passivierung im Inneren des Grabens 920 ausgebildet wurde, Mesa-Halbleitervorrichtungen hergestellt werden, die eine hohe Durchschlagfestigkeit (Durchschlagspannung) aufweisen.
  • AUFGABE UND ABRISS DER ERFINDUNG
  • Aufgabe
  • Es wird ein Glasmaterial benötigt, das verwendet wird, um eine Glasschicht zur Passivierung auszubilden, um alle folgenden Bedingungen (a) bis (d) zu erfüllen, das heißt, die Bedingung (a), dass das Glasmaterial bei einer geeigneten Temperatur gehärtet werden kann, die Bedingung (b), dass das Glasmaterial Chemikalien widerstehen kann, die in manchen Schritten verwendet werden, die Bedingung (c), dass das Glasmaterial einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe an einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium liegt (insbesondere einen durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe bei einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C liegt), um die Verwerfung eines Wafers während mancher Schritte zu verhindern, und die Bedingung (d), dass das Glasmaterial hervorragende Isoliereigenschaften aufweist. In Hinsicht auf das Vorangegangene wurde herkömmlicherweise „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, allgemein verwendet.
  • Das „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, umfasst jedoch Blei, was eine große Belastung für die Umwelt mit sich bringt, und daher nimmt man an, dass die Verwendung von „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, in naher Zukunft verboten wird.
  • Im Hinblick auf die obigen Umstände wird das Ausbilden einer Glasschicht zur Passivierung mittels eines Glasmaterials, das kein Blei umfasst, erwogen. Es ist jedoch schwierig, dass ein solches Glasmaterial, das kein Blei umfasst, alle der folgenden Bedingungen (a) bis (d) erfüllt, das heißt, die Bedingung (a), dass das Glasmaterial bei einer geeigneten Temperatur gehärtet werden kann, die Bedingung (b), dass das Glasmaterial Chemikalien widerstehen kann, die in manchen Schritten verwendet werden, die Bedingung (c), dass das Glasmaterial einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe an einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium liegt (insbesondere einen durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe bei einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C liegt), um die Verwerfung eines Wafers während mancher Schritte zu verhindern, und die Bedingung (d), dass das Glasmaterial hervorragende Isoliereigenschaften aufweist. Somit ist die Faktenlage, dass das Ausbilden einer Glasschicht zur Passivierung mittels eines Glasmaterials, das kein Blei umfasst, noch nicht auf ein Massenproduktionsverfahren für Leistungshalbleitervorrichtungen angewendet wurde.
  • Ferner wurde, gemäß den Studien, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurden, herausgefunden, dass in dem Fall, in dem eine Glasschicht zur Passivierung mittels eines Glasmaterials, das kein Blei umfasst, ausgebildet wird, abhängig von der Zusammensetzung der Glasschicht und den Aushärtebedingungen der Glasschicht, der Nachteil auftritt, dass häufig Blasen von einer Randfläche zwischen einem Halbleiterträger und der Glasschicht in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch das Aushärten der Schicht, die aus einer Glasverbindung hergestellt ist, auftreten. Um einen solchen Nachteil zu vermeiden, ist es nötig, eine Komponente hinzuzufügen, die eine Entschäumungseigenschaft gegenüber der Glasverbindung aufweist (beispielsweise Nickeloxid, Zirkoniumoxid oder Ähnliches). Es kann jedoch der Fall auftreten, dass eine solche Komponente zu der Glasverbindung nicht hinzugefügt werden kann, abhängig von der Kombination von Komponenten der Glasverbindung. Somit ist das Hinzufügen der Komponente, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, nicht wünschenswert.
  • Darüber hinaus wurde gemäß den Studien, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurden, herausgefunden, dass in dem Fall, in dem eine Glasschicht zur Passivierung mittels eines Glasmaterials, das kein Blei umfasst, ausgebildet wird, abhängig von der Zusammensetzung der Glasschicht und den Aushärtebedingungen der Glasschicht (Zusammensetzung des Glases: Zusammensetzung, die einen großen Anteil von Si02 umfasst; Aushärtebedingung: Ausführung in einem kurzen Zeitintervall), ein Nachteil auftritt, dass der Leckstrom in Gegenrichtung verstärkt wird. Das heißt, es zeigt sich, dass der Leckstrom in Gegenrichtung verstärkt wird, wenn die Aushärtung nicht für einen langen Zeitraum (beispielsweise drei Stunden) ausgeführt wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter den vorgenannten Umständen gemacht, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bereitzustellen, das eine Halbleitervorrichtung herstellen kann, die eine hohe Durchschlagfestigkeit hat, wobei ein Glasmaterial, das kein Blei umfasst, in der gleichen Art verwendet wird wie in dem herkömmlichen Fall, in dem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, verwendet wird, und eine solche Halbleitervorrichtung bereitzustellen.
  • Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bereitzustellen, in dem es möglich ist, das Erzeugen von Blasen zu verhindern, die von einer Grenzfläche zwischen einem Halbleiterträger und einer Glasschicht in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch das Aushärten einer Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist, erzeugt werden, unabhängig von der Zusammensetzung der Glasschicht und den Aushärtebedingungen der Glasschicht, ohne eine Komponente hinzuzufügen, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, wie etwa Nickeloxid, oder unter Hinzufügen einer geringen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, und eine solche Halbleitervorrichtung bereitzustellen.
  • Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bereitzustellen, das eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Art und Weise herstellen kann, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist, unabhängig von der Zusammensetzung der Glasschicht und den Aushärtebedingung der Glasschicht, und eine solche Halbleitervorrichtung bereitzustellen.
  • Mittel zum Lösen der Aufgabe
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt zur Bereitung eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, in dem ein pn-Übergang freigelegt wird; einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht, so dass die Isolierschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und einen dritten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht auf der Isolierschicht, in dem eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf der Isolierschicht ausgebildet wird, und daraufhin die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, gehärtet wird, wobei die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eine Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst, und die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei der Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs der Gehalt von Si02 in den Bereich von 41,1 Mol-% bis 61,1 Mol-% fällt, der Gehalt von Al2O3 in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 17,4 Mol-% fällt, der Gehalt von B2O3 in den Bereich von 5,8 Mol-% bis 15,8 Mol-% fällt, der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,0 Mol-% bis 24,8 Mol-% fällt und der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 5,5 Mol-% bis 15,5 Mol-% fällt.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei der Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs der Gehalt von Si02 in den Bereich von 49,5 Mol-% bis 64,3 Mol-% fällt, der Gehalt von B2O3 in den Bereich von 8,4 Mol-% bis 17,9 Mol-% fällt, der Gehalt von Al2O3 in den Bereich von 3,7 Mol-% bis 14,8 Mol-% fällt, der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,9 Mol-% bis 14,2 Mol-% fällt und der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 12,9 Mol-% fällt.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs im Wesentlichen kein mehrwertiges Element als Entschäumungsmittel umfasst.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass weder V, Mn, Sn, Ce, Nb noch Ta in der Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs als mehrwertiges Element umfasst sind.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Rohmaterial im Wesentlichen kein P umfasst.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Rohmaterial im Wesentlichen kein Bi umfasst.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs im Wesentlichen kein organisches Bindemittel umfasst.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, bei einer Temperatur von 900°C oder darunter in dem dritten Schritt ausgehärtet wird.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht aus Siliziumoxid hergestellt wird.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht in dem zweiten Schritt mit einer Dicke ausgebildet ist, die in den Bereich von 5 nm bis 100 nm fällt.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist, in dem dritten Schritt durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet wird.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht in dem zweiten Schritt mit einer Dicke ausgebildet wird, die in den Bereich von 5 nm bis 60 nm fällt.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Schritt Folgendes umfasst: einen Schritt des Bereitens eines Halbleiterträgers, der einen pn-Übergang aufweist, der parallel zu einer Hauptoberfläche des Halbleiterträgers angeordnet ist; und einen Schritt des Ausbildens eines Grabens, der eine Tiefe aufweist, die von einer Oberfläche des Halbleiterträgers über den pn-Übergang hinausragt, wodurch der freiliegende Abschnitt des pn-Übergangs auf einer Innenfläche des Grabens ausgebildet wird, wobei der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Isolierschicht auf der Innenfläche des Grabens umfasst, so dass die Isolierschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, und der dritte Schritt umfasst einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht auf der Isolierschicht.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht in dem zweiten Schritt durch ein thermisches Oxidationsverfahren ausgebildet wird.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht in dem zweiten Schritt durch ein Ablagerungsverfahren ausgebildet wird.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Schritt einen Schritt des Ausbildens des freiliegenden Abschnitts des pn-Übergangs auf einer Oberfläche des Halbleiterträgers umfasst, der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Isolierschicht auf der Oberfläche des Halbleiterträgers umfasst, so dass die Isolierschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, und der dritte Schritt einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht auf der Isolierschicht umfasst.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht in dem zweiten Schritt durch ein thermisches Oxidationsverfahren ausgebildet wird.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht in dem zweiten Schritt durch ein Ablagerungsverfahren ausgebildet wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Halbleitervorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Halbleiterelement, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; eine Isolierschicht, die so ausgebildet ist, dass die Isolierschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und eine Glasschicht, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist, wobei die Glasschicht so ausgebildet ist, dass eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf der Isolierschicht ausgebildet ist, und daraufhin die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird, wobei die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eine Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand hergestellt werden, das erhalten werden, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst, und die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird es möglich, wie man klar aus den nachfolgend beschriebenen Beispielen ersehen kann, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die eine hohe Durchschlagfestigkeit aufweist, mittels eines Glasmaterials, das kein Blei umfasst und gleichwertig ist zu dem herkömmlichen Fall, in dem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, verwendet wird.
  • Das bedeutet, dass das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung alle folgenden Bedingungen (a) bis (d) erfüllen kann, das heißt, die Bedingung (a), dass das Glasmaterial bei einer geeigneten Temperatur gehärtet werden kann, die Bedingung (b), dass das Glasmaterial Chemikalien widerstehen kann, die in manchen Schritten verwendet werden, die Bedingung (c), dass das Glasmaterial einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe an einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium liegt (insbesondere einen durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe bei einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C liegt), um die Verwerfung eines Wafers während mancher Schritte zu verhindern, und die Bedingung (d), dass das Glasmaterial hervorragende Isoliereigenschaften aufweist.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung liegt die Isolierschicht, die eine höhere Benetzbarkeit als der Halbleiterträger aufweist, zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht, und es ist daher möglich, dass Blasen in einer Grenzfläche zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch das Aushärten der Schicht, die aus einer Glasverbindung hergestellt ist, kaum erzeugt werden. Somit ist es möglich, die Erzeugung von Blasen zu verhindern, ohne eine Komponente hinzuzufügen, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, wie etwa Nickeloxid, oder durch das Hinzufügen einer geringen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, also selbst wenn die Komponente hinzugefügt wird.
  • Weiter liegt gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung die Isolierschicht zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht und daher wird die Isoliereigenschaft verbessert, wodurch, wie man klar aus den nachfolgend beschriebenen Beispielen ersehen kann, es möglich ist, eine Halbleitervorrichtung, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist, in einer stabilen Weise herzustellen, unabhängig von der Zusammensetzung der Glasschicht und den Aushärtebedingungen der Glasschicht. Das heißt, selbst wenn der Gehalt von SiO2 55 Mol-% oder mehr beträgt und selbst wenn die Aushärtezeit auf etwa 15 Minuten festgesetzt wird, ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Weise herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Des Weiteren wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Glasschicht ausgebildet, indem die Schicht aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs ausgehärtet wird, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst. Somit kann, wie auch klar aus den unten beschriebenen Beispielen ersehen werden kann, das Aushärten der Glasschicht bei einer relativ niedrigen Temperatur ausgeführt werden und daher erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht kaum eine Kristallisation der Glasschicht. Es ist aufgrund eines solchen technischen Merkmals auch möglich, eine Halbleitervorrichtung auf eine stabile Weise herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Darüber hinaus wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung die Glasschicht ausgebildet, indem die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird, die keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst. Somit erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht kaum eine Kristallisation der Glasschicht. Es ist auch aufgrund dieses technischen Merkmals möglich, eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Weise herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Weiter ist es gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich, eine Halbleitervorrichtung herzustellen, die eine Glasschicht aufweist, die aus bleifreiem Glas (Glas, das kein Pb enthält) hergestellt ist, das eine niedrigere dielektrische Konstante aufweist als bleienthaltendes Glas. Somit gibt es, wenn eine mit Harz gekapselte Halbleitervorrichtung ausgebildet wird, indem die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einem Harz geformt wird, keine Möglichkeit, dass während der Durchführung eines Tests mit einer Sperrvorspannung bei hoher Temperatur hochkonzentrierte Ionen in einer Zwischenschicht zwischen dem Formharz und der Glasschicht und einer Zwischenschicht zwischen der Glasschicht und der Halbleiterschicht eingeführt werden. Im Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung einen vorteilhaften Effekt erreichen, indem der Widerstand gegen eine Sperrvorspannung bei hoher Temperatur erhöht wird, verglichen mit der herkömmlichen mit Harz gekapselten Halbleitervorrichtung, die ausgebildet wird, indem eine Halbleitervorrichtung geformt wird, die erhalten wird, indem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, mit einem Harz verwendet wird.
  • Weiter wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung die Glasverbindung, die im Wesentlichen weder Li, Na noch K umfasst, verwendet, und daher gibt es, wie klar aus den unten beschriebenen Beispielen ersehen werden kann (Evaluationsaspekt 10), selbst wenn die Glasverbindung B (Bor) umfasst, keine Möglichkeit, dass B (Bor) während des Aushärtens der Glasverbindung aus der Glasschicht in das Silizium diffundiert, wodurch eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung bezeichnet „umfasst mindestens spezielle Komponenten (Si02, Al2O3, B2O3 und Ähnliches)“ nicht nur den Fall, in dem nur die speziellen Komponenten umfasst sind, sondern auch den Fall, in dem Komponenten, die üblicherweise in der Glasverbindung umfasst sind, weiter zusätzlich zu den speziellen Komponenten umfasst sind.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung bedeutet „umfasst im Wesentlichen keines der speziellen Elemente (Pb, As, Sb und Ähnliches)“ „umfasst im Wesentlichen keines der speziellen Elemente als Komponenten“ und schließt Glasverbindungen nicht aus, in denen die oben erwähnten speziellen Elemente als Unreinheiten in Rohmaterialien für die entsprechenden Komponenten gemischt werden, die Glas bilden.
  • Weiter bedeutet bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung „umfasst im Wesentlichen keines der speziellen Elemente (Pb, As, Sb und Ähnliches)“ „umfasst im Wesentlichen keines der Oxide der speziellen Elemente, Nitride der speziellen Elemente und Ähnliches“.
  • Weiter bedeutet bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und dieser Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung „umfasst keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials“, dass dann, wenn die Komponente beispielsweise Si02 ist, die Komponente Si02 nicht in Form eines eingebetteten Materials, eines Kapselungsmaterials, eines Füllmaterials, eines zusätzlichen Materials oder Ähnlichem, das aus feinen Si02-Partikeln ausgebildet ist, umfasst ist.
  • Figurenliste
    • 1A bis 1D sind Ansichten zur Erklärung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1.
    • 2A bis 2D sind Ansichten zur Erklärung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1.
    • 3A bis 3D sind Ansichten zur Erklärung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung einer Ausführungsform 2.
    • 4A bis 4D sind Ansichten zur Erklärung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2.
    • 5 ist eine Tabelle, die Bedingungen und Ergebnisse von Beispielen zeigt.
    • 6A und 6B sind Ansichten zur Erklärung von Blasen b, die im Inneren einer Glasschicht 124 in einer vorläufigen Evaluation erzeugt werden.
    • 7A und 7B sind Fotografien zur Erklärung von Blasen b, die im Inneren der Glasschicht 124 in einer nachfolgenden Evaluation erzeugt werden.
    • 8 ist eine TEM-Fotografie (Transmissionselektronenmikroskop-Fotografie), die einen Querschnitt eines Abschnitts einschließlich einer Grenzfläche zwischen einem Halbleiterträger und einer Glasschicht zeigt.
    • 9A und 9B sind Graphen, die einen Strom in Gegenrichtung in den Beispielen zeigen.
    • 10 ist ein Graph, der ein Ergebnis eines Tests der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur zeigt.
    • 11 ist ein Graph, der die Verteilung der Fremdstoffkonzentration in der Tiefe-Richtung von einer Oberfläche eines Siliziumsubstrats zeigt.
    • 12A bis 12D sind Ansichten zur Erklärung eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
    • 13A bis 13D sind Ansichten zur Erklärung des herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung.
  • ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
  • Im Folgenden werden ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt, zusammen mit Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt sind.
  • Ausführungsform 1
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt des Bereitens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt wird; einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht, so dass die Isolierschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und einen dritten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht auf der Isolierschicht, in dem eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf der Isolierschicht ausgebildet wird, und daraufhin die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, gehärtet wird. In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 werden pn-Dioden vom Mesa-Typ als Halbleitervorrichtungen hergestellt.
  • 1A bis 1D und 2A bis 2D sind Ansichten zur Erklärung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1. 1A bis 1D und 2A bis 2D sind Ansichten, die entsprechende Schritte zeigen.
  • In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung von Ausführungsform 1, wie es in 1A bis 1D und 2A bis 2D gezeigt ist, werden ein „Schritt zum Bereiten des Halbleiterträgers“, ein „Schritt zum Ausbilden des Grabens“, ein „Schritt zum Ausbilden der Isolierschicht“, ein „Schritt zum Ausbilden der Glasschicht“, ein „Schritt zum Ausbilden des Photoresist“, ein „Schritt zum Entfernen der Oxidschicht“, ein „Schritt zum Ausbilden des Bereichs mit aufgerauter Oberfläche“, ein „Schritt zum Ausbilden der Elektrode“ und ein „Schritt zum Schneiden des Halbleiterträgers“ in dieser Reihenfolge ausgeführt. Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung von Ausführungsform 1 in der Reihenfolge der Schritte erklärt.
  • (a) Schritt zum Bereiten des Halbleiterträgers
  • Zuerst wird eine p+-Diffusionsschicht 112 durch Diffusion eines p-Fremdstoffs von einer Oberfläche eines n--Halbleitersubstrats 110 (eines n--Siliziumsubstrats) ausgebildet und eine n+-Diffusionsschicht 114 wird durch Diffusion eines n-Fremdstoffs von der anderen Oberfläche des n--Halbleitersubstrats 110 ausgebildet, wodurch ein Halbleiterträger ausgebildet wird, in dem ein pn-Übergang, der parallel zu einer Hauptoberfläche des Halbleiterträgers angeordnet ist, ausgebildet wird. Daraufhin werden Oxidschichten 116, 118 durch thermische Oxidation auf einer Oberfläche der p+-Diffusionsschicht 112 bzw. einer Oberfläche der n+-Diffusionsschicht 114 ausgebildet (siehe 1A).
  • (b) Schritt zum Ausbilden des Grabens
  • Als nächstes wird ein vorbestimmter Öffnungsabschnitt auf der Oxidschicht 116 an einer vorbestimmten Position durch ein Photoätzverfahren ausgebildet. Nachdem die Oxidschicht geätzt wurde, wird nachfolgend der Halbleiterträger geätzt, wodurch ein Graben 120 ausgebildet wird, der eine Tiefe aufweist, die den pn-Übergang von einer Oberfläche des Halbleiterträgers übersteigt (siehe 1B). Hier wird ein freiliegender Abschnitt des pn-Übergangs A auf einer Innenfläche des Grabens ausgebildet.
  • (c) Schritt zum Ausbilden der Isolierschicht
  • Daraufhin wird eine Isolierschicht 121 aus einer Siliziumoxidschicht auf einer Innenfläche des Grabens 120 durch ein thermisches Oxidationsverfahren mittels Trockenoxidation (DryO2) ausgebildet (siehe 1C). Die Dicke der Isolierschicht 121 wird auf einen Wert festgesetzt, der in den Bereich von 5 nm bis 60 nm (beispielsweise 20 nm) fällt. Die Isolierschicht 121 wird so ausgebildet, dass der Halbleiterträger in einen Diffusionsofen eingebracht wird und danach wird eine thermische Oxidationsbehandlung bei einer Temperatur von 900° C 10 Minuten lang ausgeführt, während Sauerstoffgas in den Diffusionsofen eingeführt wird. Wenn die Dicke der Isolierschicht 121 weniger als 5 nm beträgt, gibt es eine Möglichkeit, dass ein Verringerungseffekt des Stroms in Gegenrichtung nicht erreicht werden kann. Auf der anderen Seite gibt es, wenn die Dicke der Isolierschicht 121 60 nm übersteigt, eine Möglichkeit, dass eine Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist, in dem nächsten Schritt zum Ausbilden der Glasschicht nicht durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet werden kann.
  • (d) Schritt zum Ausbilden der Glasschicht
  • Daraufhin wird eine Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf einer inneren Fläche des Grabens 120 und einer Oberfläche des Halbleiterträgers in der Nähe des Grabens 120 durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet und die Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, wird gehärtet, so dass eine Glasschicht 124 zur Passivierung ausgebildet wird (siehe 1D). Die Aushärtetemperatur wird beispielsweise auf 900°C festgesetzt. Hier wird, indem die Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf den Innenfläche des Grabens 120 ausgebildet wird, die Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, so ausgebildet, dass sie die Innenfläche des Grabens 120 durch die Isolierschicht 121 bedeckt. Somit ist der freiliegende Abschnitt des pn-Übergangs A in dem Graben 120 mit der Glasschicht 124 durch die Isolierschicht 121 bedeckt.
  • Als Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs wird eine Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs verwendet, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens SiO2, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst, und die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst.
  • Als solche Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs, wird eine Glasverbindung vorzugsweise verwendet, bei der der Gehalt von Si02 in den Bereich von 41,1 Mol-% bis 61,1 Mol-% fällt, der Gehalt von Al2O3 in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 17,4 Mol-% fällt, der Gehalt von B2O3 in den Bereich von 5,8 Mol-% bis 15,8 Mol-% fällt, der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,0 Mol-% bis 24,8 Mol-% fällt und der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 5,5 Mol-% bis 15,5 Mol-% fällt und der Gehalt von Nickeloxid in den Bereich von 0,01 Mol-% bis 2,0 Mol-% fällt. Weiter wird vorzugsweise eine Glasverbindung verwendet, bei der mit Bezug auf Oxide eines Erdalkalimetalls der Gehalt von CaO in den Bereich von 2,8 Mol- % bis 7,8 Mol-% fällt, der Gehalt von MgO in den Bereich von 1,1 Mol-% bis 3,1 Mol-% fällt und der Gehalt von BaO in den Bereich von 1,7 Mol-% bis 4,7 Mol-% fällt.
  • Als Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs wird eine Glasverbindung verwendet, die im Wesentlichen kein mehrwertiges Element (beispielsweise V, Mn, Sn, Ce, Nb und Ta) als Entschäumungsmittel umfasst. Weiter wird als Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eine Glasverbindung verwendet, die kein organisches Bindemittel umfasst.
  • Als Rohmaterial für die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, ein Rohmaterial zu verwenden, das kein P umfasst. Weiter ist es vorzuziehen, ein Rohmaterial zu verwenden, das im Wesentlichen kein Bi umfasst.
  • In diesem Fall bedeutet „umfasst spezielle Komponenten (Si02, Al2O3, B2O3 und Ähnliches)“ nicht nur den Fall, in dem nur die speziellen Komponenten umfasst sind, sondern auch den Fall, in dem Komponenten, die üblicherweise in dem Glasverbindung umfasst sein können, weiter zusätzlich zu den speziellen Komponenten umfasst sind. Darüber hinaus bedeutet „umfasst im Wesentlichen keines der speziellen Elemente (Pb, As, Sb oder Ähnliches)“ „umfasst im Wesentlichen keines der speziellen Elemente als Komponenten“ und schließt Glasverbindungen nicht aus, in denen die oben erwähnten speziellen Elemente als Unreinheiten in Rohmaterialien für die entsprechenden Komponenten, die das Glas bilden, gemischt sind. Des Weiteren bedeutet „umfasst im Wesentlichen keines der speziellen Elemente (Pb, As, Sb und Ähnliches)“ „umfasst im Wesentlichen keine Oxide von speziellen Elementen, Nitride von speziellen Elementen und Ähnliches“. Weiter bedeutet „umfasst keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials“, dass wenn die Komponente beispielsweise Si02 ist, die Komponente Si02 nicht in Form eines eingebetteten Materials, eines Kapselungsmaterials, eines Füllmaterials, eines zusätzlichen Materials oder Ähnlichem, das aus feinen Si02-Partikeln ausgebildet ist, umfasst ist.
  • Der Grund, warum der Gehalt des Si02 auf einen Wert festgesetzt ist, der in den Bereich von 41,1 Mol-% bis 61,1 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von Si02 kleiner als 41,1 Mol- % ist, ein Fall auftreten kann, bei dem der chemische Widerstand verschlechtert wird oder die Isoliereigenschaft abnimmt, während wenn der Gehalt von Si02 61,1 Mol-% übersteigt, es dazu kommen kann, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss.
  • Der Grund, warum der Gehalt von Al2O3 auf einen Wert festgesetzt wird, der in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 17,4 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von Al2O3 kleiner als 7,4 Mol-% ist, ein Fall auftreten kann, in dem sich der chemische Widerstand verschlechtert oder die Isoliereigenschaft verringert, während wenn der Gehalt von Al2O3 17,4 Mol-% übersteigt, es dazu kommen kann, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss.
  • Der Grund, warum der Gehalt von B2O3 auf einen Wert festgesetzt wird, der in den Bereich von 5,8 Mol-% bis 15,8 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von B2O3 kleiner als 5,8 Mol- % ist, eine Tendenz auftritt, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von B2O3 15,8 Mol-% übersteigt, ein Fall auftreten kann, in dem Bor in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht in der Halbleiterträger diffundiert, wodurch die Isoliereigenschaft verringert wird.
  • Der Grund, warum der Gehalt von ZnO auf einen Wert festgesetzt wird, der in den Bereich von 3,0 Mol-% bis 24,8 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von ZnO kleiner als 3,0 Mol- % ist, eine Tendenz auftritt, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von ZnO 24,8 Mol-% übersteigt, ein Fall auftreten kann, in dem sich der chemische Widerstand verschlechtert oder die Isoliereigenschaft verringert.
  • Der Grund, warum der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls auf einen Wert festgesetzt wird, der in den Bereich von 5,5 Mol-% bis 15,5 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls kleiner als 5,5 Mol-% ist, eine Tendenz auftritt, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls 15,5 Mol-% übersteigt, ein Fall auftreten kann, in dem sich der chemische Widerstand verschlechtert oder die Isoliereigenschaft verringert.
  • Bei den Oxiden von Erdalkalimetallen liegt der Grund, warum der Gehalt von CaO auf einen Wert festgesetzt wird, der in den Bereich von 2,8 Mol-% bis 7,8 Mol-% fällt, darin, dass wenn der Gehalt von CaO kleiner als 2,8 Mol-% ist, eine Tendenz auftritt, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von CaO 7,8 Mol-% übersteigt, ein Fall auftreten kann, in dem sich der chemische Widerstand verschlechtert oder die Isoliereigenschaft verringert.
  • Der Grund, warum der Gehalt von MgO auf einen Wert festgesetzt wird, der in den Bereich von 1,1 Mol-% bis 3,1 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von MgO kleiner als 1,1 Mol-% ist, ein Fall auftreten kann, in dem sich der chemische Widerstand verschlechtert oder die Isoliereigenschaft verringert, während wenn der Gehalt von MgO 3,1 Mol-% übersteigt, eine Tendenz auftritt, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss.
  • Der Grund, warum der Gehalt von BaO auf einen Wert festgesetzt wird, der in den Bereich von 1,7 Mol-% bis 4,7 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von BaO kleiner als 1,7 Mol-% ist, eine Tendenz auftritt, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von BaO 4,7 Mol-% übersteigt, ein Fall auftreten kann, in dem sich der chemische Widerstand verschlechtert oder die Isoliereigenschaft verringert.
  • Der Grund, warum der Gehalt von Nickeloxid auf einen Wert festgesetzt wird, der in den Bereich von 0,01 Mol-% bis 2,0 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von Nickeloxid kleiner als 0,01 Mol-% ist, ein Fall auftritt, in dem es schwierig wird, das Erzeugen von Blasen zu verhindern, die in einer Grenzfläche zwischen einer „Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist“, die durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet wird, und einem Halbleiterträger (Silizium) in dem Schritt des Aushärtens der Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, erzeugt werden, während wenn der Gehalt von Nickeloxid 2,0 Mol-% übersteigt, ein Fall auftreten kann, in dem es schwierig wird, ein homogenes Glas herzustellen.
  • Die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs gemäß der Ausführungsform 1 kann wie folgt hergestellt werden. Speziell werden Rohmaterialien (Si02, Al(OH)3, H3BO3, ZnO, CaCO3, Mg(OH)2, BaO und NiO (Nickeloxid)) in den oben erwähnten Zusammensetzungsverhältnissen (Molverhältnissen) bereitet, diese Rohmaterialien werden ausreichend durch einen Mischer gemischt und daraufhin wird das gemischte Rohmaterial in einen Platintiegel gefüllt, dessen Temperatur in einem elektrischen Ofen auf eine vorbestimmte Temperatur erhöht wird (beispielsweise 1550 °C) und für eine vorbestimmte Zeit geschmolzen wird. Daraufhin wird das Material in geschmolzenem Zustand veranlasst, aus dem Tiegel herauszuströmen und wird in wassergekühlte Rollen gefüllt, so dass Glasflocken in einer Flockenform erhalten werden. Danach werden die Glasflocken durch eine Kugelmühle oder Ähnliches pulverisiert, bis die Glasflocken eine vorbestimmte durchschnittliche Partikelgröße annehmen, wodurch die pulverförmige Glasverbindung erhalten wird. Die erhaltene pulverförmige Glasverbindung wird direkt als die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs verwendet.
  • (e) Schritt zum Entfernen der Oxidschicht
  • Als nächstes wird das Photoresist 126 ausgebildet, um die Oberfläche der Glasschicht 124 zu bedecken und daraufhin wird die Oxidschicht 116 mittels des Photoresist 126 als Maske geätzt, so dass die Oxidschicht 116 in einem Abschnitt 130, in dem eine Ni-plattierte Elektrodenschicht ausgebildet werden soll, entfernt wird (siehe 2A).
  • (f) Schritt zum Ausbilden eines Bereichs mit aufgerauter Oberfläche
  • Daraufhin wird die Oberfläche des Halbleiterträgers in dem Abschnitt, in dem eine Ni-plattierte Elektrodenschicht ausgebildet werden soll, einer Behandlung zur Aufrauung der Oberfläche ausgesetzt, wodurch ein Bereich mit aufgerauter Oberfläche 132 ausgebildet wird, um die Haftung zwischen der Ni-plattierten Elektrode und dem Halbleiterträger verbessert wird (siehe 2B).
  • (g) Schritt zum Ausbilden der Elektrode
  • Als nächstes wird eine Ni-Plattierung auf den Halbleiterträger angewendet, wodurch eine positive Elektrode 134 in dem Bereich mit aufgerauter Oberfläche 132 ausgebildet wird und eine negative Elektrode 136 auf der anderen Oberfläche des Halbleiterträgers ausgebildet wird (siehe 2C). Ein Tempern der positiven Elektrode 134 und der negativen Elektrode 136 wird beispielsweise bei einer Temperatur von 600 Grad unter einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt.
  • (h) Schritt zum Schneiden des Halbleiterträgers
  • Daraufhin wird der Halbleiterträger durch Vereinzeln oder Ähnliches in einem zentralen Bereich der Glasschicht 124 geschnitten, wodurch der Halbleiterträger in Chips aufgeteilt wird, wodurch Halbleitervorrichtungen (pn-Dioden vom Mesa-Typ) 100 hergestellt werden (siehe 2D).
  • Durch die oben beschriebenen Schritte können die Halbleitervorrichtungen 100 gemäß der Ausführungsform 1 hergestellt werden.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 wird es möglich, wie man klar aus später beschriebenen Beispielen ersehen kann, eine Halbleitervorrichtung, die eine hohe Durchschlagfestigkeit aufweist, mittels eines Glasmaterials, das kein Blei umfasst, auf die gleiche Art, wie in dem herkömmlichen Fall, in dem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, verwendet wird, bereitzustellen.
  • Das bedeutet, dass das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung von Ausführungsform 1 alle folgenden Bedingungen (a) bis (d) erfüllen kann, das heißt, die Bedingung (a), dass das Glasmaterial bei einer geeigneten Temperatur gehärtet werden kann (beispielsweise bei 900° oder darunter), die Bedingung (b), dass das Glasmaterial Chemikalien widerstehen kann, die in manchen Schritten verwendet werden, die Bedingung (c), dass das Glasmaterial einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe an einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium liegt (insbesondere einen durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe bei einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C liegt), um die Verwerfung eines Wafers während mancher Schritte zu verhindern, und die Bedingung (d), dass das Glasmaterial hervorragende Isoliereigenschaften aufweist. In diesem Fall kann, in dem eine Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs verwendet wird, die 55 Mol-% oder mehr von Si02 und B2O3 in Summe als Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs umfasst, der chemische Widerstand der Glasverbindung verbessert werden.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung von Ausführungsform 1 liegt die Isolierschicht 121, die eine höhere Benetzbarkeit als der Halbleiterträger aufweist, zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht 124 und es ist daher möglich, dass in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch das Aushärten der Schicht kaum Blasen von einer Grenzfläche zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht 124, die aus der Glasverbindung hergestellt ist, erzeugt werden. Demnach ist es möglich, das Erzeugen von Blasen zu unterdrücken, ohne eine Komponente hinzuzufügen, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, wie etwa Nickeloxid, oder unter Hinzufügen einer kleinen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, also selbst wenn die Komponente hinzugefügt wird.
  • Weiter liegt gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 die Isolierschicht 121 zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht 124 und daher wird die Isoliereigenschaft verbessert, wodurch es möglich ist, wie man klar aus den unten beschriebenen Beispielen ersehen kann, eine Halbleitervorrichtung, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist, auf eine stabile Weise herzustellen, unabhängig von der Zusammensetzung der Glasschicht und den Aushärtebedingungen der Glasschicht. Das heißt, selbst wenn der Gehalt von Si02 55 Mol-% oder mehr beträgt oder selbst wenn die Aushärtezeit auf etwa 15 Minuten festgesetzt wird, ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist, auf eine stabile Art herzustellen.
  • Weiter wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 eine Glasschicht ausgebildet, indem die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst. Somit kann, wie auch klar aus den unten beschriebenen Beispielen ersehen werden kann, das Aushärten der Glasschicht bei einer relativ niedrigen Temperatur ausgeführt werden und daher erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht kaum eine Kristallisation der Glasschicht. Aufgrund eines solchen technischen Merkmals ist es auch möglich, eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Art herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Des Weiteren wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 die Glasschicht ausgebildet, indem die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, die keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst, ausgehärtet wird. Demnach erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht kaum eine Kristallisation der Glasschicht. Aufgrund eines solchen technischen Merkmals ist es auch möglich, eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Art herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Darüber hinaus ist es gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 möglich, eine Halbleitervorrichtung herzustellen, die eine Glasschicht aufweist, die aus bleifreiem Glas (Glas, das kein Pb umfasst) hergestellt ist, die eine niedrigere dielektrische Konstante aufweist als bleienthaltendes Glas. Somit gibt es, wenn eine mit Harz gekapselte Halbleitervorrichtung ausgebildet wird, indem die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 mit einem Harz geformt wird, keine Möglichkeit, dass während eines Tests mit einer Sperrvorspannung bei hoher Temperatur hochkonzentrierte Ionen in einer Grenzfläche zwischen dem Formharz und der Glasschicht und einer Grenzfläche zwischen der Glasschicht und der Halbleiterschicht eingeführt werden. Im Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung einen vorteilhaften Effekt erhalten, indem Widerstand gegen eine Sperrvorspannung bei hoher Temperatur erhöht wird, verglichen mit der herkömmlichen mit Harz gekapselten Halbleitervorrichtung, die ausgebildet wird, indem eine Halbleitervorrichtung, die erhalten wird, indem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, mit einem Harz verwendet wird.
  • Weiter wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 die Glasverbindung, die im Wesentlichen weder Li, Na noch K umfasst, verwendet, und daher gibt es, wie auch klar aus den unten beschriebenen Beispielen ersehen werden kann (Evaluationsaspekt 10), selbst wenn die Glasverbindung B (Bor) umfasst, keine Möglichkeit, dass während des Aushärtens der Glasverbindung B (Bor) aus der Glasschicht in das Silizium diffundiert, wodurch eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann.
  • Ausführungsform 2
  • In der gleichen Art wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 ist das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt zur Bereitung eines aus Silizium hergestellten Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, in dem ein pn-Übergang freigelegt wird; einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht, so dass die Isolierschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und einen dritten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht auf der Isolierschicht, in dem eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf der Isolierschicht ausgebildet wird, und daraufhin die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, gehärtet wird. Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 wird jedoch eine planare pn-Diode als eine Halbleitervorrichtung, die sich von dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 unterscheidet, hergestellt.
  • 3A bis 3D und 4A bis 4D sind Ansichten zur Erklärung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2. 3A bis 3D und 4A bis 4D sind Ansichten, die entsprechende Schritte zeigen.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 werden, wie in 3A bis 3D und 4A bis 4D gezeigt ist, ein „Schritt zum Bereiten des Halbleiterträgers“, ein „Schritt zum Ausbilden der p+-Diffusionsschicht“, ein „Schritt zum Ausbilden der n+-Diffusionsschicht“, ein „Schritt zum Ausbilden der Isolierschicht“, ein „Schritt zum Ausbilden der Glasschicht“, ein „Ätzschritt“ und ein „Schritt zum Ausbilden der Elektrode“ in dieser Reihenfolge ausgeführt. Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 in der Reihenfolge der Schritte erklärt.
  • (a) Schritt zum Bereiten des Halbleiterträgers
  • Zuerst wird ein Halbleiterträger, in der eine n--epitaktische Schicht 212 auf ein n+-Halbleitersubstrat 210 laminiert wird, bereitet (siehe 3A).
  • (b) Schritt zum Ausbilden der p+-Diffusionsschicht
  • Als nächstes wird, nachdem eine Maske M1 auf der n--epitaktischen Schicht 212 ausgebildet wurde, ein p-Fremdstoff (beispielsweise Bor-Ionen) in einem vorbestimmten Bereich einer Oberfläche der n--epitaktischen Schicht 212 durch ein Ionen-Implantationsverfahren mittels der Maske M1 implantiert. Daraufhin wird eine p+-Diffusionsschicht 214 durch thermische Diffusion ausgebildet (siehe 3B).
  • (c) Schritt zum Ausbilden der n+-Diffusionsschicht
  • Dann wird die Maske M1 von der n--epitaktischen Schicht 212 entfernt und eine Maske M2 wird auf der n--epitaktischen Schicht 212 ausgebildet. Nachfolgend wird ein n-Fremdstoff (beispielsweise Arsenionen) in einem vorbestimmten Bereich der Oberfläche der n - epitaktischen Schicht 212 durch ein Ionen-Implantationsverfahren mittels der Maske M2 implantiert. Daraufhin wird eine n+-Diffusionsschicht 216 durch thermische Diffusion ausgebildet (siehe 3C). Hier wird ein freiliegender Abschnitt eines pn-Übergangs auf einer Oberfläche des Halbleiterträgers ausgebildet.
  • (d) Schritt zum Ausbilden der Isolierschicht
  • Als nächstes wird die Maske M2 entfernt und daraufhin wird eine Isolierschicht 218, die aus einer Siliziumoxidschicht ausgebildet ist, auf einer Oberfläche der n--epitaktischen Schicht 212 (und einer Rückseite des n+-Siliziumsubstrats 210) durch ein thermisches Oxidationsverfahren mittels Trockenoxidation (Dry02) ausgebildet (siehe 3D). Die Dicke der Isolierschicht 218 wird auf einen Wert festgesetzt, der in einen Bereich von 5 nm bis 60 nm fällt (beispielsweise 20 nm). Die Isolierschicht 218 wird so ausgebildet, dass der Halbleiterträger in einen Diffusionsofen eingebracht wird und daraufhin eine thermische Oxidationsbehandlung bei einer Temperatur von 900°C für 10 Minuten ausgeführt wird, indem Sauerstoffgas in den Diffusionsofen eingeführt wird. Wenn die Dicke der Isolierschicht 218 weniger als 5 nm beträgt, gibt es eine Möglichkeit, dass ein Verringerungseffekt des Stroms in Gegenrichtung nicht erreicht werden kann. Auf der anderen Seite gibt es, wenn die Dicke der Isolierschicht 218 60 nm übersteigt, eine Möglichkeit, dass eine Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist, in dem nächsten Schritt zum Ausbilden der Glasschicht nicht durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet werden kann.
  • (e) Schritt zum Ausbilden der Glasschicht
  • Als nächstes wird eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt wird, auf einer Oberfläche der Isolierschicht 218 durch ein Elektrophoreseverfahren auf die gleiche Art wie in der Ausführungsform 1 ausgebildet und daraufhin wird die Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist, ausgehärtet, so dass eine Glasschicht 220 zur Passivierung ausgebildet wird (siehe 4A). Die Aushärtetemperatur wird beispielsweise auf 900°C festgesetzt.
  • (f) Ätzschritt
  • Dann wird eine Maske M3 auf einer Oberfläche der Glasschicht 220 ausgebildet und daraufhin wird die Glasschicht 220 geätzt (siehe 4B) und nachfolgend wird die Isolierschicht 218 geätzt (siehe 4C). Aufgrund einer solchen Ätzung werden die Isolierschicht 218 und die Glasschicht 220 in einem vorbestimmten Bereich auf der Oberfläche der n--epitaktischen Schicht 212 ausgebildet.
  • (g) Schritt zum Ausbilden der Elektrode
  • Als nächstes wird die Maske M3 von der Oberfläche der Glasschicht 220 entfernt und nachfolgend wird eine positive Elektrode 222 in einem Bereich der Oberfläche des Halbleiterträgers, umgeben von der Glasschicht 220, ausgebildet und eine negative Elektrode 224 wird auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleiterträgers ausgebildet. Tempern der positiven Elektrode 222 und der negativen Elektrode 224 wird beispielsweise bei einer Temperatur von 600 Grad unter einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt.
  • (h) Schritt zum Schneiden des Halbleiterträgers
  • Daraufhin wird der Halbleiterträger durch Vereinzeln oder Ähnliches geschnitten, wodurch der Halbleiterträger in Chips geteilt wird, wodurch Halbleitervorrichtungen (planare pn-Dioden) 200 hergestellt werden (siehe 4D).
  • Durch die oben beschriebenen Schritte können die Halbleitervorrichtungen 200 der Ausführungsform 2 hergestellt werden.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 wird es, wie man auch klar aus den nachfolgend beschriebenen Beispielen ersehen kann, möglich, eine Halbleitervorrichtung, die eine hohe Durchschlagfestigkeit aufweist, mittels eines Glasmaterials, das kein Blei umfasst, in der gleichen Art wie ein herkömmlicher Fall, in dem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, verwendet wird, bereitzustellen.
  • Das heißt, dass das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2, in der gleichen Art wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, alle folgenden Bedingungen (a) bis (d) erfüllen kann, das heißt, die Bedingung (a), dass das Glasmaterial bei einer geeigneten Temperatur gehärtet werden kann (beispielsweise bei 900° oder darunter), die Bedingung (b), dass das Glasmaterial Chemikalien widerstehen kann, die in manchen Schritten verwendet werden, die Bedingung (c), dass das Glasmaterial einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe an einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium liegt (insbesondere einen durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe bei einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C liegt), um die Verwerfung eines Wafers während mancher Schritte zu verhindern, und die Bedingung (d), dass das Glasmaterial hervorragende Isoliereigenschaften aufweist.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung von Ausführungsform 2 liegt die Isolierschicht 218, die eine höhere Benetzbarkeit als der Halbleiterträger aufweist, zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht 220 und es ist daher, auf die gleiche Art wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung von Ausführungsform 1, möglich, dass in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch das Aushärten der Schicht, die aus der Glasverbindung hergestellt ist, kaum Blasen von einer Grenzfläche zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht 220 erzeugt werden. Demnach ist es möglich, das Erzeugen von Blasen zu unterdrücken, ohne eine Komponente hinzuzufügen, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, wie etwa Nickeloxid, oder unter Hinzufügen einer kleinen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, also selbst wenn die Komponente hinzugefügt wird.
  • Weiter liegt gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 die Isolierschicht 218 zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht 220 und daher wird, in der gleichen Art wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, die Isoliereigenschaft verbessert, wodurch es möglich ist, eine Halbleitervorrichtung, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist, auf eine stabile Weise herzustellen, unabhängig von der Zusammensetzung der Glasschicht und den Aushärtebedingungen der Glasschicht. Das heißt, selbst wenn der Gehalt von Si02 55 Mol-% oder mehr beträgt oder selbst wenn die Aushärtezeit auf etwa 15 Minuten festgesetzt wird, ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist, auf eine stabile Art herzustellen.
  • Weiter wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 die Glasschicht 220 ausgebildet, indem die Schicht ausgehärtet wird, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst. Somit kann, in der gleichen Art wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, das Aushärten der Glasschicht bei einer relativ niedrigen Temperatur ausgeführt werden und daher erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht kaum eine Kristallisation der Glasschicht. Aufgrund eines solchen technischen Merkmals ist es auch möglich, eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Art herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Des Weiteren wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 die Glasschicht 220 ausgebildet, indem die Schicht ausgehärtet wird, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, die keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst. Demnach erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht, in der gleichen Art wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, kaum eine Kristallisation der Glasschicht. Aufgrund eines solchen technischen Merkmals ist es auch möglich, eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Art herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Darüber hinaus gibt es gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2, in der gleichen Art wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, wenn eine mit Harz gekapselte Halbleitervorrichtung ausgebildet wird, indem die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 mit einem Harz geformt wird, keine Möglichkeit, dass während eines Tests mit einer Sperrvorspannung bei hoher Temperatur hochkonzentrierte Ionen in einer Grenzfläche zwischen dem Formharz und der Glasschicht und einer Grenzfläche zwischen der Glasschicht und der Halbleiterschicht eingeführt werden. Im Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung einen vorteilhaften Effekt erhalten, indem der Widerstand gegen eine Sperrvorspannung bei hoher Temperatur erhöht wird, verglichen mit der herkömmlichen mit Harz gekapselten Halbleitervorrichtung, die ausgebildet wird, indem eine Halbleitervorrichtung geformt wird, die erhalten wird, indem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, mit einem Harz verwendet wird.
  • Weiter wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 2 die Glasverbindung, die im Wesentlichen weder Li, Na noch K umfasst, verwendet, und daher gibt es, wie auch klar aus den unten beschriebenen Beispielen ersehen werden kann (Evaluationsaspekt 10), selbst wenn die Glasverbindung B (Bor) umfasst, während des Aushärtens der Glasverbindung keine Möglichkeit, dass B (Bor) aus der Glasschicht in das Silizium diffundiert, wodurch eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann.
  • Ausführungsform 3
  • Auf die gleiche Art wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung von Ausführungsform 1 ist das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung von Ausführungsform 3 ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt zur Bereitung eines aus Silizium hergestellten Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, in dem ein pn-Übergang freigelegt wird; einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht, so dass die Isolierschicht den freiliegenden Abschnitt für den pn-Übergang bedeckt; und einen dritten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht auf der Isolierschicht, in dem eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf der Isolierschicht ausgebildet wird, und daraufhin die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird. Weiter wird, in der gleiche Art wie in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, als die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eine Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs verwendet, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na oder K umfasst, und die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs umfasst keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials. Die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 ist eine Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 hergestellt wird.
  • Hier unterscheiden sich das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 von dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 in Bezug auf die Zusammensetzung des Rohmaterials für die feinen Glaspartikel.
  • Das bedeutet, dass in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 als Rohmaterial zum Ausbilden der feinen Glaspartikel ein Rohmaterial verwendet wird, in dem der Gehalt von Si02 in den Bereich von 49,5 Mol-% bis 64,3 Mol-% fällt, der Gehalt von B2O3 in den Bereich von 8,4 Mol-% bis 17,9 Mol-% fällt, der Gehalt von Al2O3 in den Bereich von 3,7 Mol-% bis 14,8 Mol-% fällt, der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,9 Mol-% bis 14,2 Mol-% fällt und der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 12,9 Mol-% fällt.
  • Das Rohmaterial umfasst sowohl CaO, MgO als auch BaO als Oxide des Erdalkalimetalls. Der Gehalt von CaO fällt in den Bereich von 2,0 Mol-% bis 5,3 Mol-%, der Gehalt von MgO fällt in den Bereich von 1,0 Mol-% bis 2,3 Mol-% und der Gehalt von BaO fällt in den Bereich von 2,6 Mol-% bis 5,3 Mol-%. In dem Rohmaterial fällt die Summe des Gehalts von Si02 und des Gehalts von B2O3 fällt in den Bereich von 65 Mol-% bis 75 Mol-%. Ein durchschnittlicher linearer Ausdehnungskoeffizient der Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs in dem Temperaturbereich von 50°C bis 550°C fällt in den Bereich von 3,33*10-6 bis 4,08*10-6.
  • Auf diese Weise unterscheidet sich das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 von dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 in Bezug auf die Zusammensetzung des Rohmaterials für die feinen Glaspartikel. Auf die gleiche Art jedoch wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 ist das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt des Bereitens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt wird; einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht, so dass die Isolierschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und einen dritten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht auf der Isolierschicht, in dem eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf der Isolierschicht ausgebildet wird, und daraufhin die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, gehärtet wird. Weiter wird als die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eine Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs verwendet, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst, und die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs umfasst keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials. Somit weist das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Effekte auf wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1.
  • Das heißt, dass es gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3, wie man auch klar aus unten beschriebenen Beispielen ersehen kann, möglich wird, eine Halbleitervorrichtung, die eine hohe Durchschlagfestigkeit aufweist, mittels eines Glasmaterials, das kein Blei wie in herkömmlichen Lösungen umfasst, in denen „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, verwendet wird, bereitzustellen. Mit anderen Worten kann das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3, in der gleichen Art wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, alle folgenden Bedingungen (a) bis (d) erfüllen, das heißt, die Bedingung (a), dass das Glasmaterial bei einer geeigneten Temperatur gehärtet werden kann (beispielsweise 900°C oder darunter), die Bedingung (b), dass das Glasmaterial Chemikalien widerstehen kann, die in manchen Schritten verwendet werden, die Bedingung (c), dass das Glasmaterial einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe an einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium liegt (insbesondere einen durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe bei einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C liegt), um die Verwerfung eines Wafers während mancher Schritte zu verhindern, und die Bedingung (d), dass das Glasmaterial hervorragende Isoliereigenschaften aufweist.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 liegt die Isolierschicht, die eine höhere Benetzbarkeit als der Halbleiterträger aufweist, zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht und es ist daher, in der gleichen Art wie in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, möglich, dass kaum Blasen in einer Grenzfläche zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch das Aushärten der Schicht, die aus einer Glasverbindung hergestellt ist, erzeugt werden. Somit ist es möglich, die Erzeugung von Blasen zu verhindern, ohne eine Komponente hinzuzufügen, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, wie etwa Nickeloxid, oder durch das Hinzufügen einer geringen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, also selbst wenn die Komponente hinzugefügt wird.
  • Weiter liegt gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 die Isolierschicht zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht und daher wird, in der gleichen Art wie in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, die Isoliereigenschaft verbessert, wodurch es möglich ist, eine Halbleitervorrichtung, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist, in einer stabilen Weise herzustellen, unabhängig von der Zusammensetzung der Glasschicht und den Aushärtebedingungen der Glasschicht. Das heißt, selbst wenn der Gehalt von SiO2 55 Mol-% oder mehr beträgt und selbst wenn die Aushärtezeit auf etwa 15 Minuten festgesetzt wird, ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Weise herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Darüber hinaus wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 eine Glasschicht ausgebildet, indem die Schicht ausgehärtet wird, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens SiO2, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und im Wesentlichen weder Pb, As, Sb, Li, Na oder K umfasst. Somit kann, in der gleichen Art wie in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, das Aushärten der Glasschicht bei einer relativ niedrigen Temperatur ausgeführt werden und daher erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht kaum eine Kristallisation der Glasschicht. Es ist aufgrund eines solchen technischen Merkmals auch möglich, eine Halbleitervorrichtung auf eine stabile Weise herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Darüber hinaus wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 die Glasschicht 124 ausgebildet, indem die Schicht aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs ausgehärtet wird, die keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst. Somit erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Glasschicht, in der gleichen Art wie in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, kaum eine Kristallisation der Glasschicht. Es ist auch aufgrund eines solchen technischen Merkmals möglich, eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Weise herzustellen, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist.
  • Darüber hinaus gibt es gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3, in der gleichen Art wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1, wenn eine mit Harz gekapselte Halbleitervorrichtung ausgebildet wird, indem die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 mit einem Harz geformt wird, keine Möglichkeit, dass während eines Tests mit einer Sperrvorspannung bei hoher Temperatur hochkonzentrierte Ionen in einer Grenzfläche zwischen dem Formharz und der Glasschicht und einer Grenzfläche zwischen der Glasschicht und der Halbleiterschicht eingeführt werden. Im Ergebnis kann die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung einen vorteilhaften Effekt erzielen, indem der Widerstand gegen eine Sperrvorspannung bei hoher Temperatur erhöht wird, verglichen mit der herkömmlichen mit Harz gekapselten Halbleitervorrichtung, die ausgebildet wird, indem eine Halbleitervorrichtung geformt wird, die erhalten wird, indem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, mit einem Harz verwendet wird.
  • Weiter wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und einer solchen Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 3 die Glasverbindung, die im Wesentlichen weder Li, Na noch K umfasst, verwendet, und daher gibt es, wie auch klar aus den unten beschriebenen Beispielen ersehen werden kann (Evaluationsaspekt 10), selbst wenn die Glasverbindung B (Bor) umfasst, keine Möglichkeit, dass während des Aushärtens der Glasverbindung B (Bor) aus der Glasschicht in das Silizium diffundiert, wodurch eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann.
  • Beispiele
  • 1. Bereitung der Prüfobjekte
  • 5 ist eine Tabelle, die Bedingungen und Ergebnisse von Beispielen zeigt. In den Beispielen werden Rohmaterialien bereitet, damit sie Zusammensetzungsverhältnisse aufweisen, die in den Beispielen 1 bis 11 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 (siehe 5) beschrieben sind; diese Rohmaterialien werden ausreichend durch einen Mischer gemischt, daraufhin wird das gemischte Rohmaterial in einen Platintiegel gefüllt, dessen Temperatur in einem elektrischen Ofen auf eine vorbestimmte Temperatur erhöht wird (1350°C bis 1550°C) und zwei Stunden lang geschmolzen wird. Daraufhin wird das Material in geschmolzenem Zustand veranlasst, aus dem Tiegel herauszuströmen und in wassergekühlte Rollen gefüllt, so dass Glasflocken in einer Flockenform erhalten werden. Danach werden die Glasflocken durch eine Kugelmühle pulverisiert, bis die Glasflocken eine durchschnittliche Partikelgröße von 5µm annehmen, wodurch die pulverförmige Glasverbindung erhalten wird.
  • Die Rohmaterialien, die in den Beispielen verwendet werden, sind SiO2, Al2O3, H3BO3, ZnO, CaCO3, MgO, BaCO3, NiO (Nickeloxid), ZrO2, PbO, K2O und Na2O.
  • 2. Evaluation
  • Die entsprechenden Glasverbindungen, die durch die oben beschriebenen Verfahren erhalten werden, werden mit Bezug auf die folgenden Evaluationsaspekte evaluiert. Mit Bezug auf die Evaluationsaspekte 5, 6, 8 und 9 wird eine Glasschicht auf einer Isolierschicht in den Beispielen 1 bis 11 ausgebildet, während eine Glasschicht direkt auf einem Halbleiterträger in den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 ausgebildet wird. Das Aushärten der Glasschichten wird bei einer Temperatur von 800°C bis 900°C für 15 Minuten ausgeführt. Die Glasverbindungen in den Beispielen 1 bis 3 sind Glasverbindungen, die in den Glasverbindungen umfasst sind, die in Ausführungsform 1 verwendet werden, und die Glasverbindungen in den Beispielen 4 bis 11 sind Glasverbindungen, die in Glasverbindungen umfasst sind, die in Ausführungsform 3 verwendet werden. Die Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 1 ist die herkömmliche „Glasverbindung, die Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“. Weiter ist die Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 2 die herkömmlich bekannte „bleifreie Glasverbindung (Zink-basiertes Passivierungsglas GPo14, das von Nippon Electric Glass Co. Ltd. hergestellt wird)“. Die Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 3 ist gleich der Glasverbindung von Beispiel 6. Die Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 4 weist die Glasverbindung des Beispiels 6 als Basisverbindung auf und umfasst weiter 3,0 Mol-% NiO (Nickeloxid). Die Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 5 gleicht der Glasverbindung von Beispiel 1. Die Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 6 ist die Glasverbindung, die auch B und Erdalkalimetall umfasst (eine SiO2-B2O3-K2O-Na2O-gestützte Glasverbindung).
  • Evaluationsaspekt 1 (Umwelteinfluss)
  • Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Halbleitervorrichtung, die eine hohe Durchschlagfestigkeit aufweist, hergestellt werden kann, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei umfasst, in der gleichen Art wie der herkömmliche Fall, in dem „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst“, verwendet wird, und daher wird das Ergebnis „gut“ (good) vergeben, wenn die Glasverbindung keine Bleikomponente umfasst, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn die Glasverbindung eine Bleikomponente umfasst.
  • Evaluationsaspekt 2 (Aushärtetemperatur)
  • Wenn die Aushärtetemperatur zu hoch ist, beeinflusst die Aushärtetemperatur deutlich eine herzustellende Halbleitervorrichtung. Somit wird das Ergebnis „gut“ (good) vergeben, wenn die Aushärtetemperatur gleich 900°C oder darunter ist, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn die Aushärtetemperatur über 900°C liegt.
  • Evaluationsaspekt 3 (chemischer Widerstand)
  • Das Ergebnis „gut“ (good) wird vergeben, wenn die Glasverbindung eine Unlöslichkeit gegenüber Königswasser und einer Plattierlösung aufweist, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn die Glasverbindung eine Löslichkeit gegenüber Königswasser und/oder einer Plattierlösung aufweist.
  • Evaluationsaspekt 4 (durchschnittlicher linearer Ausdehnungskoeffizient)
  • Flockenförmige Glaschips werden aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet, der in „1. Bereitung der Prüfobjekte“ erhalten wird, die oben beschrieben ist, und ein durchschnittlicher linearer Ausdehnungskoeffizient der Glasverbindung bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C wird unter Verwendung solcher flockenförmigen Glaschips gemessen. Im Ergebnis wird das Ergebnis „gut“ (good) vergeben, wenn der Unterschied zwischen dem durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizient der Glasverbindung und dem linearen Ausdehnungskoeffizient von Silizium (3,73*10-6) bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C kleiner oder gleich „0,7*10-6“ ist, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn der Unterschied „0,7*10-6“ übersteigt. Die Messung des durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten wird durch ein Gesamtausdehnungs-Messverfahren (Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung: 10°C/Min) mittels einer Vorrichtung zur thermischen mechanischen Analyse TMA-60, das von der Shimadzu Corp. hergestellt wird, ausgeführt, wobei ein monokristallines Siliziumelement, das eine Länge von 20 mm aufweist, als Referenz-Prüfobjekt verwendet wird.
  • Evaluationsaspekt 5 (Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Kristallisation)
  • Bei dem Schritt des Bereitens einer Halbleitervorrichtung (pn-Diode) durch ein Verfahren, das im Wesentlichen dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 gleicht, wird das Ergebnis „gut“ (good) vergeben, wenn die Vitrifizierung möglich ist, ohne dass eine Kristallisation hervorgerufen wird, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn die Vitrifizierung aufgrund von Kristallisation nicht möglich ist.
  • Evaluationsaspekt 6 (Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Erzeugung von Blasen)
  • Eine Halbleitervorrichtung (pn-Diode) wird durch das gleiche Verfahren wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 hergestellt und es wird beobachtet, ob Blasen im Inneren der Glasschicht 124 (insbesondere in der Umgebung der Grenzfläche zwischen der Glasschicht 124 und des Halbleiterträgers) erzeugt werden (vorläufige Evaluation). Weiter wird eine Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist, ausgebildet, indem durch Beschichtung die Glasverbindung gemäß den Beispielen 1 bis 11 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 auf den Halbleiterträger, der eine Größe von 10 mm im Quadrat aufweist, angewendet wird, und die Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist, wird ausgehärtet, wodurch die Glasschicht ausgebildet wird. Daraufhin wird beobachtet, ob Blasen im Inneren der Glasschicht (insbesondere in der Umgebung der Grenzfläche zwischen der Glasschicht und dem Halbleiterträger) erzeugt werden (nachfolgende Evaluation).
  • 6A und 6B sind Ansichten zur Erklärung von Blasen b, die im Inneren der Glasschicht 124 in der vorläufigen Evaluation erzeugt werden. 6A ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung, wenn die Blasen b nicht erzeugt werden, während 6B eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung ist, wenn die Blasen b erzeugt werden. 7A und 7B sind Fotografien zur Erklärung der Blasen b, die im Inneren der Glasschicht 124 in der nachfolgenden Evaluation erzeugt werden. 7A ist eine Fotografie, die eine Grenzfläche zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht zeigt, wenn die Blasen b nicht in einer vorherrschenden Weise erzeugt werden, während 7B eine Fotografie ist, die eine Grenzfläche zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht zeigt, wenn die Blasen b in einer vorherrschenden Weise erzeugt werden. Im Ergebnis des Experiments wurde herausgefunden, dass es einen vorteilhaften entsprechenden Zusammenhang zwischen dem Ergebnis der vorläufigen Evaluation und dem Ergebnis der nachfolgenden Evaluation der vorliegenden Erfindung gibt. In der nachfolgenden Evaluation wird das Ergebnis „gut“ (good) vergeben, wenn keine Blase, die einen Durchmesser von 50µm oder mehr aufweist, erzeugt wird, das Ergebnis „mittel“ (medium) wird vergeben, wenn eine bis zwanzig Blasen, die einen Durchmesser von 50µm oder mehr aufweisen, im Inneren der Glasschicht erzeugt werden, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn einundzwanzig oder mehr Blasen, die einen Durchmesser von 50µm oder mehr aufweisen, im Inneren der Glasschicht erzeugt werden.
  • 8 ist eine TEM-Fotografie, die einen Querschnitt eines Abschnitts zeigt, der eine Grenzfläche zwischen einem Halbleiterträger und einer Glasschicht umfasst. Wie man auch aus der 8 ersehen kann, wird klar bestätigt, dass eine Isolierschicht (Dicke der Schicht: etwa 20nm) zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht vorhanden ist.
  • Evaluationsaspekt 7 (Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Zusätzen von Nickeloxid)
  • Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung besteht in dem „Unterdrücken des Erzeugens von Blasen, die von einer Grenzfläche zwischen einem Halbleiterträger und der Glasschicht in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch das Aushärten einer Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist, erzeugt werden können, ohne eine Komponente hinzuzufügen, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, wie etwa Nickeloxid, oder unter Hinzufügen einer geringen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, die eine Entschäumungseigenschaft aufweist, also selbst wenn die Komponente hinzugefügt wird.“ Somit wird das Ergebnis „sehr gut“ (very good) vergeben, wenn das Nickeloxid nicht hinzugefügt wird, das Ergebnis „gut“ (good) wird vergeben, wenn Nickeloxid hinzugefügt wird, aber eine hinzugefügte Menge von Nickeloxid 2,0 Mol-% oder weniger beträgt, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn der Gehalt von Nickeloxid 2,0 Mol-% übersteigt.
  • Evaluationsaspekt 8 (Leckstrom in Gegenrichtung)
  • Eine Halbleitervorrichtung (pn-Diode) wird in der gleichen Weise bereitet wie in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 und ein Leckstrom in Gegenrichtung der bereiteten Halbleitervorrichtung wird gemessen. 9 ist eine Ansicht, die Leckstrom in Gegenrichtung in den Beispielen zeigt. In 9 ist 9A eine Ansicht, die einen Leckstrom in Gegenrichtung in dem Beispiel 1 zeigt, und 9B ist eine Ansicht, die einen Leckstrom in Gegenrichtung in dem Vergleichsbeispiel 5 zeigt. Als Ergebnis der Evaluation wird das Ergebnis „gut“ (good) vergeben, wenn ein Leckstrom in Gegenrichtung 1µA oder weniger beträgt, wenn eine Spannung in Gegenrichtung VR von 600V angelegt wird, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn der Leckstrom in Gegenrichtung IR 1µA übersteigt, wenn die Spannung in Gegenrichtung VR von 600V angelegt wird.
  • Evaluationsaspekt 9 (Widerstand gegen eine Sperrvorspannung bei hoher Temperatur)
  • Eine mit Harz gekapselte Halbleitervorrichtung wird ausgebildet, indem eine Halbleitervorrichtung geformt wird, die durch ein Verfahren bereitet wird, das im Wesentlichen dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 1 gleicht. Die mit Harz gekapselte Halbleitervorrichtung wird einem Test des Widerstands gegen eine Sperrvorspannung bei hoher Temperatur ausgesetzt und der Widerstand gegen eine Sperrvorspannung bei hoher Temperatur wird gemessen. Der Test des Widerstands gegen eine Sperrvorspannung bei hoher Temperatur wird so ausgeführt, dass ein Prüfobjekt in ein Bad bei konstanter Temperatur/in ein Vorspannungsprüfgerät bei hoher Temperatur gesetzt wird, bei dem eine Temperaturumgebung auf 175°C festgesetzt wird, und ein Strom in Gegenrichtung wird alle 5 Minuten über 20 Stunden in einem Zustand gemessen, in dem eine Spannung von 600V zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angelegt wird.
  • 10 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis des Tests der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur zeigt. In 10 zeigt eine durchgängige Linie einen Leckstrom in Gegenrichtung mit Bezug auf ein Prüfobjekt an, das mittels der Glasverbindung des Beispiels 1 bereitet wurde, und eine gestrichelte Linie zeigt einen Leckstrom in Gegenrichtung mit Bezug auf ein Prüfobjekt an, das mittels der Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 1 bereitet wurde. Wie in 10 gezeigt ist, zeigt sich, dass mit Bezug auf das Prüfobjekt, das mittels der Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 1 bereitet wurde, der Leckstrom in Gegenrichtung sich zusammen mit der Temperatursteigerung erhöht, unmittelbar nachdem der Test der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur gestartet wurde und der Leckstrom in Gegenrichtung sich danach mit der Zeit weiter erhöht und einen vorbestimmten Wert des Leckstroms in Gegenrichtung nach 3 Stunden ab dem Start des Tests der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur erreicht, so dass der Test der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur gestoppt wurde. Im Gegenteil wurde herausgefunden, dass mit Bezug auf das Prüfobjekt, das mittels der Glasverbindung des Beispiels 1 bereitet wurde, obwohl der Leckstrom in Gegenrichtung mit der Temperaturerhöhung angestiegen ist, unmittelbar nachdem der Test der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur gestartet wurde, der Leckstrom in Gegenrichtung sich nach einem solchen Anstieg des Leckstroms in Gegenrichtung kaum erhöht hat. Das Ergebnis „gut“ (good) wird vergeben, wenn sich der Leckstrom in Gegenrichtung zusammen mit dem Anstieg der Temperatur erhöht, unmittelbar nachdem der Test der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur gestartet wurde, aber der Leckstrom in Gegenrichtung nach einem solchen Anstieg des Leckstroms in Gegenrichtung kaum ansteigt, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn sich der Leckstrom in Gegenrichtung zusammen mit dem Anstieg der Temperatur erhöht, unmittelbar nachdem der Test der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur gestartet wurde, und der Leckstrom in Gegenrichtung danach weiter mit der Zeit ansteigt.
  • Evaluationsaspekt 10 (Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Diffusion von B aus der Glasschicht)
  • Eine Schicht aus Glasverbindungen wird auf einer Oberfläche eines n-Siliziumsubstrats (Fremdstoffkonzentration 2,0*1014cm-3) durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet und daraufhin wird eine Glasschicht ausgebildet, indem die Glasverbindung bei einer Temperatur von 800°C in einer nassen Sauerstoffatmosphäre ausgehärtet wird. Als Glasverbindung werden die Glasverbindung des Beispiels 1 und die Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 6 verwendet. Dann wird eine Oberfläche des n-Siliziumsubstrats freigelegt, indem die Glasschicht mittels Fluor entfernt wird. Nachfolgend wird die SRP-Verteilung (Spreading Resistence Profiler, Ausbreitungswiderstands-Messgerät) mittels eines Ausbreitungswiderstands-Messgeräts (SSM2000, hergestellt von Japan SSM Co. Ltd.) in der Tiefen-Richtung von einer Oberfläche des n-Siliziumsubstrats gemessen und die Fremdstoffkonzentration wird berechnet, gestützt auf den erhaltenen Ausbreitungswiderstand.
  • 11 ist eine Ansicht, die die Verteilung der Fremdstoffkonzentration in der Tiefen-Richtung von einer Oberfläche eines Siliziumsubstrats zeigt. In 11 zeigt eine durchgängige Linie die Verteilung der Fremdstoffkonzentration mit Bezug auf ein Prüfobjekt an, das mittels der Glasverbindung des Beispiels 1 bereitet wurde, und eine gestrichelte Linie zeigt die Verteilung der Fremdstoffkonzentration mit Bezug auf ein Prüfobjekt an, das mittels der Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 6 bereitet wurde. Wie in 11 gezeigt ist, fand man heraus, dass bei dem Prüfobjekt, das mittels der Glasverbindung des Vergleichsbeispiels 6 bereitet wurde, eine p-Fremdstoffschicht mit einer Dicke von 10 nm auf einer Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildet wird. Daraus folgt, dass in der Glasverbindung, die sowohl B (Bor) als auch Erdalkalimetall umfasst, B (Bor) in das Siliziumsubstrat von der Glasschicht während des Aushärtens der Glasverbindung diffundiert. Im Gegensatz dazu wurde herausgefunden, dass bei dem Prüfobjekt, das mittels der Glasverbindung von Beispiel 1 bereitet wurde, eine p-Fremdstoffschicht nicht auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildet wird. Daraus folgt, dass bei der Glasverbindung, die kein Erdalkalimetall umfasst, selbst wenn die Glasverbindung B (Bor) umfasst, B (Bor) während des Aushärtens der Glasverbindung nicht von der Glasschicht in das Siliziumsubstrat diffundiert. Somit wird das Ergebnis „gut“ (good) vergeben, wenn die Glasverbindung die Glasverbindung ist, die B (Bor) umfasst, aber es nicht ermöglicht, dass B (Bor) aus der Glasschicht in das Siliziumsubstrat während des Aushärtens der Glasverbindung diffundiert, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn die Glasverbindung die Glasverbindung ist, in der B (Bor) von der Glasschicht in das Siliziumsubstrat während des Aushärtens der Glasverbindung diffundiert.
  • Umfassende Evaluation
  • Das Ergebnis „gut“ (good) wird vergeben, wenn „mittel“ (medium) oder „schlecht“ (bad) mit Bezug auf keinen der oben beschriebenen Evaluationsaspekte 1 bis 10 vergeben wurde, und das Ergebnis „schlecht“ (bad) wird vergeben, wenn „mittel“ (medium) oder „schlecht“ (bad) mit Bezug auf mindestens einen der oben beschriebenen Evaluationsaspekte 1 bis 10 vergeben wurde.
  • 3. Ergebnis der Evaluation
  • Wie man aus 5 ersehen kann, wurde das Ergebnis „schlecht“ (bad) allen Vergleichsbeispielen 1 bis 6 mit Bezug auf irgendeinen der Evaluationsaspekte vergeben, so dass die umfassende Evaluation „schlecht“ (bad) allen Vergleichsbeispielen 1 bis 6 vergeben wurden. Das heißt, dass das Ergebnis „schlecht“ (bad) dem Vergleichsbeispiel 1 mit Bezug auf die Evaluationsaspekte 1 und 9 vergeben wurde. Das Ergebnis „schlecht“ (bad) wurde dem Vergleichsbeispiel 2 mit Bezug auf den Evaluationsaspekt 3 vergeben. Das Ergebnis „schlecht“ (bad) wurde dem Vergleichsbeispiel 3 mit Bezug auf den Evaluationsaspekt 6 vergeben. Das Ergebnis „schlecht“ (bad) wurde dem Vergleichsbeispiel 4 mit Bezug auf die Evaluationsaspekte 5 und 7 vergeben. Das Ergebnis „schlecht“ (bad) wurde dem Vergleichsbeispiel 5 mit Bezug auf den Evaluationsaspekt 8 vergeben. Das Ergebnis „schlecht“ (bad) wurde dem Vergleichsbeispiel 6 mit Bezug auf die Evaluationsaspekte 8 und 10 vergeben.
  • Im Gegensatz dazu wurde das Ergebnis „gut“ (good) dem Beispiel 1 mit Bezug auf alle Evaluationsaspekte (Evaluationsaspekte 1 bis 10) vergeben und das Ergebnis „gut“ (good) oder „sehr gut“ (very good) wurden den Beispielen 2 bis 11 mit Bezug auf die Evaluationsaspekte 1 bis 9 vergeben. Im Ergebnis wurde herausgefunden, dass alle Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Beispiele 1 bis 11 Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung sind, die eine Halbleitervorrichtung herstellen können, die dazu in der Lage ist, alle folgenden Bedingungen (a) bis (d) mittels Glasmaterialien zu erfüllen, die kein Blei umfassen, das heißt, die Bedingung (a), dass das Glasmaterial bei einer geeigneten Temperatur gehärtet werden kann (beispielsweise bei 900° oder darunter), die Bedingung (b), dass das Glasmaterial Chemikalien widerstehen kann, die in manchen Schritten verwendet werden, die Bedingung (c), dass das Glasmaterial einen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe an einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium liegt (insbesondere einen durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe bei einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von Silizium bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C liegt), und die Bedingung (d), dass das Glasmaterial hervorragende Isoliereigenschaften aufweist.
  • Es wurde herausgefunden, dass alle Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Beispiele 1 bis 11 Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung sind, die eine Halbleitervorrichtung herstellen können, die auch dazu in der Lage ist, alle folgenden Bedingungen (e) bis (i) mittels Glasmaterialien zu erfüllen, die kein Blei umfassen, das heißt, die Bedingung (e), dass das Glasmaterial in dem Vitrifizierungsschritt nicht kristallisiert wird, die Bedingung (f), dass das Auftreten eines Zustands, in dem ein Charakteristikum der Durchschlagfestigkeit in Gegenrichtung der Halbleitervorrichtung sich verschlechtert, unterdrückt wird, indem die Erzeugung von Blasen unterdrückt wird, die an einer Grenzfläche zwischen dem Halbleiterträger und der Glasschicht in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch das Aushärten „einer Schicht, die aus Glasverbindungen hergestellt ist“, die durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet wird, erzeugt werden, die Bedingung (g), dass eine hinzugefügte Menge von NiO (Nickeloxid) auf 2,0 Mol-% oder weniger gesenkt werden kann, als Ergebnis dessen, dass die Verschlechterung des Charakteristikums der Durchschlagfestigkeit in Gegenrichtung der Halbleitervorrichtung vermieden wird, die Bedingung (h), dass ein Leckstrom in Gegenrichtung niedrig ist und die Bedingung (i), dass das Glasmaterial einen hohen Widerstand der Sperrvorspannung bei hoher Temperatur aufweist.
  • Wie in 9(b) gezeigt ist, zeigt, obwohl die Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels 5 hergestellt ist, einen höheren Strom in Gegenrichtung zeigt als die Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung des Beispiels 1 hergestellt ist, die Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels 5 hergestellt ist, einen Strom in Gegenrichtung von etwa 4,0 µA, wenn eine Spannung in Gegenrichtung VR von 600V angelegt wird, und daher weist die Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung des Vergleichsbeispiels 5 hergestellt ist, eine ausreichende Brauchbarkeit abhängig von der Nutzung auf.
  • Obwohl das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Vorangegangenen zusammen mit den oben beschriebenen Ausführungsformen erklärt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifikationen der vorliegenden Erfindung können ausgeführt werden, die beispielsweise die folgenden Modifikationen einschließen, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • In den oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wird die Glasschicht mittels der Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs, die in der Ausführungsform 1 beschrieben ist, ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf so einen Fall eingeschränkt. Die Glasschicht kann mittels der Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ausgebildet werden, die kein NiO (Nickeloxid) umfasst.
  • In den oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wird die Glasschicht durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Fall beschränkt. Die Glasschicht kann beispielsweise durch ein Aufschleuderverfahren, ein Siebdruckverfahren oder andere Verfahren zum Ausbilden einer Glasschicht ausgebildet werden.
  • In den oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wird die Glasschicht durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet, während die Dicke der Isolierschicht in einem Bereich von 5 nm bis 60 nm festgelegt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Fall beschränkt. Die Glasschicht kann beispielsweise durch ein Aufschleuderverfahren, ein Siebdruckverfahren oder ein anderes Verfahren zum Ausbilden einer Glasschicht ausgebildet werden, während die Dicke der Isolierschicht in einem Bereich von 5 nm bis 100 nm festgelegt wird. In diesem Fall besteht, wenn die Dicke der Isolierschicht kleiner als 5 nm ist, die Möglichkeit, dass ein Effekt der Verringerung des Stroms in Gegenrichtung nicht erhalten werden kann. Auf der anderen Seite gibt es, wenn die Dicke der Isolierschicht 100 nm übersteigt, die Möglichkeit, dass eine Schicht, die aus der Glasverbindung hoher Qualität hergestellt ist, nicht durch ein Aufschleuderverfahren, ein Siebdruckverfahren oder andere Verfahren zum Ausbilden einer Glasschicht in dem nächsten Schritt zum Ausbilden einer Glasschicht ausgebildet werden kann.
  • In den oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wird eine Isolierschicht, die aus einer Siliziumoxidschicht ausgebildet ist, durch ein thermisches Oxidationsverfahren ausgebildet, das Trockenoxidation (DryO2) verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Fall beschränkt. Eine Isolierschicht, die aus einer Siliziumoxidschicht ausgebildet ist, kann beispielsweise durch ein thermisches Oxidationsverfahren ausgebildet werden, das Trockenoxidation und Stickstoff (DryO2 + N2) verwendet. Eine Isolierschicht, die durch eine Siliziumoxidschicht ausgebildet ist, kann durch ein thermisches Oxidationsverfahren ausgebildet werden, das Nassoxidation (Wet02) verwendet. Eine Isolierschicht, die aus einer Siliziumoxidschicht ausgebildet ist, kann durch ein thermisches Oxidationsverfahren ausgebildet werden, das Nassoxidation und Stickstoff (Wet02 + N2) verwendet. Eine Isolierschicht, die aus einer Siliziumoxidschicht ausgebildet ist, kann durch ein CVD-Verfahren ausgebildet werden. Weiter kann eine Isolierschicht, die aus einer Schicht ausgebildet ist, die sich von einer Siliziumoxidschicht unterscheidet (beispielsweise eine Isolierschicht, die aus einer Siliziumnitridschicht ausgebildet ist), ausgebildet werden.
  • In den oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wurde die vorliegende Erfindung erklärt, indem eine Diode (eine pn-Diode vom Mesa-Typ, eine planare pn-Diode) als Beispiel verwendet wurde. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Fall beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch auf alle Arten von Halbleitervorrichtungen anwendbar, bei denen ein pn-Übergang freigelegt ist (beispielsweise ein Thyristor, ein Leistungs-MOSFET, ein IGBT oder Ähnliches).
  • In den oben beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wird ein Substrat, das aus Silizium hergestellt ist, als das Halbleitersubstrat verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Fall beschränkt. Es kann beispielsweise auch ein Halbleitersubstrat, wie etwa ein SiC-Substrat, ein GaN-Substrat oder ein GaO-Substrat, verwendet werden.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, die Glasverbindung zu verwenden, die in dem Schritt des Aushärtens der Schicht aus Glasverbindungen kaum kristallisiert wird. Durch die Verwendung einer solchen Glasverbindung kann eine Halbleitervorrichtung in einer stabilen Weise hergestellt werden, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der Technik, die in JP S63 - 117 929 A offenbart ist, in der die Glasverbindung in einen Glas-Keramik-Träger überführt wurde, der eine hohe Kristallinität in dem Schritt des Aushärtens einer Glasschicht aufweist.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, ein Rohmaterial zu verwenden, das im Wesentlichen kein Bi umfasst. Durch die Verwendung eines solchen Rohmaterials erfolgt die Kristallisation der Glasschicht kaum in dem Schritt des Aushärtens der Schicht aus Glasverbindungen und daher kann eine Halbleitervorrichtung auf eine stabile Weise hergestellt werden, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der Technik, die in JP 2005 - 525 287 A offenbart ist, in der ein Material verwendet wird, das Bi umfasst.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, ein Rohmaterial zu verwenden, das im Wesentlichen kein Cu umfasst. Durch die Verwendung eines solchen Rohmaterials erfolgt in dem Schritt des Aushärtens der Schicht aus Glasverbindungen kaum eine Kristallisation der Glasschicht. In diesem Fall kann auch eine Halbleitervorrichtung auf eine stabile Weise hergestellt werden, die einen niedrigen Leckstrom in Gegenrichtung aufweist. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der Technik, die in JP 2001 - 287 984 A offenbart ist, in der ein Rohmaterial verwendet wird, das Cu umfasst.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Rohmaterial verwendet, das im Wesentlichen weder Li noch Pb umfasst. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der Technik, die in JP 2002 – 016 272 A offenbart ist, in der ein Material verwendet wird, das Li und Pb umfasst.
  • In JP S53 - 36 463 A ist eine Technik offenbart, in der ein Zink-basiertes Glas (Glas, das eine große Menge Zinkoxid umfasst) als eine Glasschicht zur Passivierung verwendet wird. Zink-basiertes Glas zeigt jedoch einen niedrigen chemischen Widerstand (siehe das Vergleichsbeispiel 2 in den oben beschriebenen Beispielen) und daher kann Zink-basiertes Glas nicht leicht in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, ein Rohmaterial zu verwenden, das im Wesentlichen kein P umfasst. Durch die Verwendung eines solchen Rohmaterials ist es möglich, die Diffusion von Phosphor (P) von der Glasschicht in den Halbleiterträger in dem Schritt des Aushärtens der Schicht aus Glasverbindungen zu verhindern, und daher kann eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100, 200, 900
    Halbleitervorrichtung,
    110, 910
    n--Halbleitersubstrat
    112, 912
    p+-Diffusionsschicht,
    114, 914
    n--Diffusionsschicht,
    116, 118, 916, 918
    Oxidschicht,
    120, 920
    Graben,
    121, 218
    Isolierschicht,
    124, 220, 924
    Glasschicht,
    126, 926:
    Photoresist,
    130, 930
    Abschnitt, in dem eine Ni-plattierte Elektrodenschicht ausgebildet wird,
    132, 932
    Bereich mit aufgerauter Oberfläche,
    134, 934
    positive Elektrode,
    136, 936
    negative Elektrode,
    210
    n+-Halbleitersubstrat,
    212
    n-Epitaxieschicht,
    214
    p+-Diffusionsschicht,
    216
    n+-Diffusionsschicht,
    222
    positive Elektrodenschicht,
    224
    negative Elektrodenschicht,
    b:
    Blasen.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt des Bereitens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt wird; einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht (121; 218), wobei die Isolierschicht (121) den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und einen dritten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht (124; 220; 924) auf der Isolierschicht (121), wobei eine Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt wird, auf der Isolierschicht (121; 218) ausgebildet wird und daraufhin die Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird, wobei die Glasverbindung aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens Si02, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst, wobei die Glasverbindung keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst; wobei in der Glasverbindung: - der Gehalt von SiO2 in den Bereich von 41,1 Mol-% bis 61,1 Mol-% fällt, - der Gehalt von Al2O3 in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 17,4 Mol-% fällt, - der Gehalt von B2O3 in den Bereich von 5,8 Mol-% bis 15,8 Mol-% fällt, - der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,0 Mol-% bis 24,8 Mol-% fällt, - der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 5,5 Mol-% bis 15,5 Mol-% fällt, und - der Gehalt von Nickeloxid in den Bereich von 0,01 Mol-% bis 2,0 Mol-% fällt; wobei, mit Bezug auf Oxide eines Erdalkalimetalls: - der Gehalt von CaO in den Bereich von 2,8 Mol-% bis 7,8 Mol-% fällt, - der Gehalt von MgO in den Bereich von 1,1 Mol-% bis 3,1 Mol-% fällt und - der Gehalt von BaO in den Bereich von 1,7 Mol-% bis 4,7 Mol-% fällt.
  2. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt des Bereitens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt wird; einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht (121; 218), wobei die Isolierschicht (121; 218) den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und einen dritten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht (124; 220; 924) auf der Isolierschicht (121; 218), wobei eine Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt wird, auf der Isolierschicht (121; 218) ausgebildet wird und daraufhin die Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird, wobei die Glasverbindung aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens SiO2, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst, wobei die Glasverbindung keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst, wobei in der Glasverbindung: - der Gehalt von Si02 in den Bereich von 49,5 Mol-% bis 64,3 Mol-% fällt, - der Gehalt von B2O3 in den Bereich von 8,4 Mol-% bis 17,9 Mol-% fällt, - der Gehalt von Al2O3 in den Bereich von 3,7 Mol-% bis 14,8 Mol-% fällt, - der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,9 Mol-% bis 14,2 Mol-% fällt und - der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 12,9 Mol-% fällt.
  3. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs kein mehrwertiges Element als ein Entschäumungsmittel umfasst.
  4. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei weder V, Mn, Sn, Ce, Nb noch Ta in der Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs als mehrwertiges Element umfasst ist.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Rohmaterial kein P umfasst.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Rohmaterial kein Bi umfasst.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs kein organisches Bindemittel umfasst.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schicht, die aus einer Glasverbindung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, bei einer Temperatur von 900°C oder darunter in dem dritten Schritt ausgehärtet wird.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Isolierschicht (121; 218) aus Siliziumoxid hergestellt wird.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Isolierschicht (121; 218) in dem zweiten Schritt mit einer Dicke ausgebildet wird, die in den Bereich von 5 nm bis 100 nm fällt.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Schicht, die aus einer Glasverbindung hergestellt wird, in dem dritten Schritt durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet wird.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Isolierschicht (121) im zweiten Schritt mit einer Dicke ausgebildet wird, die in den Bereich von 5 nm bis 60 nm fällt.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der erste Schritt Folgendes umfasst: einen Schritt des Bereitens eines Halbleiterträgers (110; 210; 910), der einen pn-Übergang aufweist, der parallel zu einer Hauptoberfläche des Halbleiterträgers (110; 210; 910) angeordnet ist; und einen Schritt des Ausbildens eines Grabens (120; 920), der eine Tiefe aufweist, die von einer Oberfläche des Halbleiterträgers (110; 210; 910) über den pn-Übergang hinausragt, wodurch der freiliegende Abschnitt des pn-Übergangs auf einer Innenfläche des Grabens (120; 920) ausgebildet wird, wobei der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Isolierschicht (121; 218) auf der Innenfläche des Grabens umfasst, so dass die Isolierschicht (121; 218) den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, und der dritte Schritt einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht (124; 220; 924) auf der Isolierschicht (121; 218) umfasst.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Isolierschicht (121; 218) in dem zweiten Schritt durch ein thermisches Oxidationsverfahren ausgebildet wird.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Isolierschicht (121; 218) in dem zweiten Schritt durch ein Ablagerungsverfahren ausgebildet wird.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der erste Schritt einen Schritt des Ausbildens des freiliegenden Abschnitts des pn-Übergangs auf einer Oberfläche eines Halbleiterträgers (110; 210; 910) umfasst, der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Isolierschicht (121; 218) auf der Oberfläche des Halbleiterträgers (110; 210; 910) umfasst, so dass die Isolierschicht (121; 218) den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, und der dritte Schritt einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht (124; 220; 924) auf der Isolierschicht (121; 218) umfasst.
  17. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Isolierschicht (121; 218) in dem zweiten Schritt durch ein thermisches Oxidationsverfahren ausgebildet wird.
  18. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Isolierschicht (121; 218) in dem zweiten Schritt durch ein Ablagerungsverfahren ausgebildet wird.
  19. Halbleitervorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Halbleiterelement, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; eine Isolierschicht (121; 218), die so ausgebildet ist, dass die Isolierschicht (121; 218) den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und eine Glasschicht, die auf der Isolierschicht (121; 218) ausgebildet ist, wobei die Glasschicht (124; 220; 924) so ausgebildet ist, dass eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf der Isolierschicht (121; 218) ausgebildet ist, und die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet ist, wobei die Glasverbindung aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens SiO2, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst, wobei die Glasverbindung keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst, wobei in der Glasverbindung: - der Gehalt von SiO2 in den Bereich von 41,1 Mol-% bis 61,1 Mol-% fällt, - der Gehalt von Al2O3 in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 17,4 Mol-% fällt, - der Gehalt von B2O3 in den Bereich von 5,8 Mol-% bis 15,8 Mol-% fällt, - der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,0 Mol-% bis 24,8 Mol-% fällt und - der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 5,5 Mol-% bis 15,5 Mol-% fällt und - der Gehalt von Nickeloxid in den Bereich von 0,01 Mol-% bis 2,0 Mol-% fällt; und wobei, mit Bezug auf Oxide eines Erdalkalimetalls: - der Gehalt von CaO in den Bereich von 2,8 Mol-% bis 7,8 Mol-% fällt, - der Gehalt von MgO in den Bereich von 1,1 Mol-% bis 3,1 Mol-% fällt und - der Gehalt von BaO in den Bereich von 1,7 Mol-% bis 4,7 Mol-% fällt.
  20. Halbleitervorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Halbleiterelement, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; eine Isolierschicht (121; 218), die so ausgebildet ist, dass die Isolierschicht (121; 218) den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt; und eine Glasschicht (124; 220; 924), die auf der Isolierschicht (121; 218) ausgebildet ist, wobei die Glasschicht so ausgebildet ist, dass eine Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf der Isolierschicht (121; 218) ausgebildet ist, und die Schicht, die aus Glasverbindungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet ist, wobei die Glasverbindung aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand bereitet werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das mindestens SiO2, Al2O3, B2O3, ZnO und mindestens zwei Oxide von Erdalkalimetallen umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus CaO, MgO und BaO besteht, und weder Pb, As, Sb, Li, Na noch K umfasst, wobei die Glasverbindung keine der Komponenten, die das Rohmaterial bilden, in Form eines Füllmaterials umfasst, wobei in der Glasverbindung: - der Gehalt von SiO2 in den Bereich von 49,5 Mol-% bis 64,3 Mol-% fällt, - der Gehalt von B2O3 in den Bereich von 8,4 Mol-% bis 17,9 Mol-% fällt, - der Gehalt von Al2O3 in den Bereich von 3,7 Mol-% bis 14,8 Mol-% fällt, - der Gehalt von ZnO in den Bereich von 3,9 Mol-% bis 14,2 Mol-% fällt und - der Gehalt des Oxids eines Erdalkalimetalls in den Bereich von 7,4 Mol-% bis 12,9 Mol-% fällt.
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