DE112013007745B3 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst:
einen ersten Schritt des Anfertigens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs aufweist, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; und
einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei
in dem zweiten Schritt die Glasschicht mittels einer Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ausgebildet wird, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand gewonnen werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das zumindest SiO2, B2O3, Al2O3 und Oxide von Erdalkali-Metallen umfasst und im Wesentlichen kein Pb, As, Sb, Li, Na, K und Zn und kein Füllmaterial umfasst.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung.
  • HINTERGRUND
  • Es ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bekannt, in dem eine Glasschicht zur Passivierung so ausgebildet wird, dass die Glasschicht einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs in einem Herstellungsverfahren einer Mesa-Halbleitervorrichtung bedeckt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
  • 15A bis 15D und 16A bis 16D sind Ansichten zur Beschreibung eines solchen herkömmlichen Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung. 15A bis 15D und 16A bis 16D sind Ansichten, die entsprechende Schritte des herkömmlichen Verfahrens zeigen. Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung umfasst, wie in 15A bis 15D und 16A bis 16D gezeigt ist, einen „Halbleiterbasis-Ausbildungsschritt”, einen „Graben-Ausbildungsschritt”, einen „Glasschicht-Ausbildungsschritt”, einen „Photoresist-Ausbildungsschritt”, einen „Oxidfilm-Entfernungsschritt”, einen „Ausbildungsschritt eines Bereichs mit aufgerauter Oberfläche”, einen „Elektroden-Ausbildungsschritt” und einen „Halbleiterbasis-Schneideschritt” in dieser Reihenfolge. Im Folgenden wird das herkömmliche Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung in der Reihenfolge dieser Schritte beschrieben.
  • (a) Halbleiterbasis-Ausbildungsschritt
  • Zuerst wird eine p+-Diffusionsschicht 912 ausgebildet, indem eine p-Unreinheit von einer Oberfläche eines n–-Halbleitersubstrats (eines n–-Siliziumsubstrats) 910 diffundiert wird, und eine n+-Diffusionsschicht 914 wird ausgebildet, indem eine n-Unreinheit von der anderen Oberfläche des n–-Halbleitersubstrats 910 diffundiert wird, wodurch eine Halbleiterbasis ausgebildet wird, in der ein pn-Übergang, der parallel zu der Hauptfläche der Halbleiterbasis angeordnet ist, ausgebildet wird. Danach werden Oxidfilme 916, 918 durch thermische Oxidation auf einer Oberfläche der p+-Diffusionsschicht 912 bzw. einer Oberfläche der n+-Diffusionsschicht 914 ausgebildet (siehe 15A).
  • (b) Graben-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes werden vorbestimmte Öffnungsabschnitte auf dem Oxidfilm 916 an vorbestimmten Orten durch Photoätzen ausgebildet. Nach dem Ätzen des Oxidfilms wird nachfolgend die Halbleiterbasis geätzt, wodurch Gräben 920 ausgebildet werden, die eine Tiefe haben, die über den pn-Übergang von einer Oberfläche der Halbleiterbasis hinaus reicht (siehe 15B).
  • (c) Glasschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird eine Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf Innenflächen der Gräben 920 und einer Oberfläche der Halbleiterbasis in der Umgebung der Gräben 920 durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet und die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, wird ausgehärtet, so dass eine Glasschicht 924 zur Passivierung auf Oberflächen der Gräben 920 ausgebildet wird (siehe 15C).
  • (d) Photoresist-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird ein Photoresist 926 so ausgebildet, dass das Photoresist 926 eine Oberfläche der Glasschicht 924 bedeckt (siehe 15D).
  • (e) Oxidfilm-Entfernungsschritt
  • Als nächstes wird der Oxidfilm 916 mittels des Photoresist 926 als Maske geätzt, so dass der Oxidfilm 916 in einem Abschnitt 930, in dem ein Ni-plattierter Elektrodenfilm ausgebildet wird, entfernt wird (siehe 16A).
  • (f) Ausbildungsschritt eines Bereichs mit aufgerauter Oberfläche
  • Als nächstes wird eine Behandlung zum Aufrauen einer Oberfläche auf eine Oberfläche der Halbleiterbasis in dem Abschnitt 930 angewendet, in dem ein Ni-plattierter Elektrodenfilm ausgebildet wird, wodurch ein Bereich mit aufgerauter Oberfläche 932 ausgebildet wird, um die Haftung zwischen der Ni-plattierten Elektrode und der Halbleiterbasis zu erhöhen (siehe 16B).
  • (g) Elektroden-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird eine Ni-Plattierung auf die Halbleiterbasis angewendet, wodurch eine Anode 934 auf dem Bereich mit aufgerauter Oberfläche 932 ausgebildet wird und eine Kathode 936 auf der anderen Oberfläche der Halbleiterbasis ausgebildet wird (siehe 16C).
  • (h) Halbleiterbasis-Schneideschritt
  • Als nächstes wird die Halbleiterbasis geschnitten, indem der mittlere Abschnitt der Glasschicht 924 zerschnitten wird oder Ähnliches, wodurch die Halbleiterbasis in eine Mehrzahl von Chips geteilt wird, wodurch Mesa-Halbleitervorrichtungen (pn-Dioden) 900 ausgebildet werden (siehe 16D).
  • Wie oben beschrieben wurde, umfasst das herkömmliche Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung den Schritt des Ausbildens der Gräben 920, die über den pn-Übergang von einer Oberfläche der Halbleiterbasis, wo der pn-Übergang, der parallel zu der Hauptfläche angeordnet ist, ausgebildet wird (siehe 15A und 15B), hinaus reicht 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 15C). Somit können bei dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, indem die Halbleiterbasis nach dem Ausbilden der Glasschicht 924 zur Passivierung im Inneren des Grabens 920 geschnitten wird, Mesa-Halbleitervorrichtungen mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden.
  • LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
  • PATENTLITERATUR
    • Patentliteratur 1 JP 2004-87 955 A
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHE AUFGABE
  • Ein Glasmaterial, das verwendet wird, um eine Glasschicht zur Passivierung auszubilden, ist nötig, um die folgenden Bedingungen (a) bis (d) zu erfüllen, das heißt die Bedingung (a), dass das Glasmaterial bei einer geeigneten Temperatur ausgehärtet werden kann, die Bedingung (b), dass das Glasmaterial Chemikalien widersteht (Königswasser, Plattierflüssigkeit, Flusssäure), die in verschiedenen Schritten verwendet werden, die Bedingung (c), dass das Glasmaterial einen linearen Expansionskoeffizienten hat, der nahe an dem linearen Expansionskoeffizienten von Silizium liegt, um das Verkrümmen eines Wafers in verschiedenen Schritten zu verhindern (insbesondere einen durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe bei dem linearen Expansionskoeffizienten von Silizium liegt), und die Bedingung (d), dass das Glasmaterial exzellente Isoliereigenschaften hat. In Hinsicht auf das Obige wurde herkömmlicherweise „ein Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst”, allgemein verwendet.
  • Das „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst”, enthält jedoch Blei, was der Umwelt schwere Lasten aufbürdet, so dass erwartet wird, dass die Verwendung des „Glasmaterials, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst”, in naher Zukunft verboten wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Umstände gemacht und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung bereitzustellen, das eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit mittels eines Glasmaterials herstellen kann, das kein Blei enthält, so wie im herkömmlichen Fall, wo ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst”, verwendet wird.
  • LÖSUNG DER AUFGABE
    • [1] Eine Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs wird aus feinen Glaspartikeln hergestellt, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand gewonnen werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das zumindest SiO2, B2O3, Al2O3 und Oxid von Erdalkali-Metallen umfasst und im Wesentlichen kein Pb, As, Sb, Li, Na, K und Zn umfasst und kein Füllmaterial umfasst.
    • [2] Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, dass das Rohmaterial als Oxid von Erdalkali-Metallen ein Oxid von Erdalkali-Metallen umfasst, das aus einer Menge ausgewählt ist, die aus CaO und BaO besteht.
    • [3] Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, dass das Rohmaterial als Oxid von Erdalkali-Metallen zwei Oxide von Erdalkali-Metallen umfasst, die aus einer Menge ausgewählt sind, die aus CaO, BaO und MgO besteht.
    • [4] Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, dass das Rohmaterial als Oxid von Erdalkali-Metallen alle Oxide von Erdalkali-Metallen umfasst, die aus CaO, BaO und MgO bestehen.
    • [5] Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, dass das Rohmaterial im Wesentlichen kein P umfasst.
    • [6] Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, dass das Rohmaterial im Wesentlichen kein Bi umfasst.
    • [7] Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, dass das Rohmaterial weiter zumindest ein Metalloxid umfasst, das aus einer Menge ausgewählt ist, die aus Nickeloxid, Kupferoxid, Manganoxid und Zirkoniumoxid besteht.
    • [8] Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, dass ein durchschnittlicher linearer Expansionskoeffizient in einem Temperaturbereich von 50°C bis 550°C in einen Bereich von 3,3·10–6 bis 4,5·10–6 fällt.
    • [9] Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist es vorzuziehen, dass der Gehalt von SiO2 in einen Bereich von 50,0 Mol-% bis 68,0 Mol-% fällt, der Gehalt von B2O3 in einen Bereich von 6,0 Mol-% bis 18,0 Mol-% fällt, der Gehalt von Al2O3 in einen Bereich von 7,0 Mol-% bis 18,0 Mol-% fällt und der Gehalt des Oxids von Erdalkali-Metallen in einen Bereich von 7,0 Mol-% bis 18,0 Mol-% fällt.
    • [10] Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung vorgesehen, das in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt des Anfertigen eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Bereich eines pn-Übergangs aufweist, wobei der pn-Übergang freigelegt ist; und einen zweiten Schritt des Ausbilden einer Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Bereich des pn-Übergangs bedeckt, wobei in dem zweiten Schritt die Glasschicht mittels einer Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ausgebildet wird, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt wird, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand gewonnen werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das zumindest SiO2, B2O3, Al2O3 und Oxid von Erdalkali-Metallen umfasst und im Wesentlichen kein Pb, As, Sb, Li, Na, K und Zn umfasst und kein Füllmaterial umfasst.
    • [11] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung ist es vorzuziehen, dass der erste Schritt Folgendes umfasst: einen Schritt des Anfertigen einer Halbleiterbasis, die einen pn-Übergang parallel zu einer Hauptfläche von ihr aufweist; und einen Schritt des Ausbilden des freiliegenden Abschnitts des pn-Übergangs im Inneren eines Grabens, indem der Graben von einer Oberfläche der Halbleiterbasis mit einer Tiefe ausgebildet wird, die den pn-Übergang übersteigt, und der zweite Schritt umfasst einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht so, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens bedeckt.
    • [12] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung ist es vorzuziehen, dass der zweite Schritt einen Schritt zum Ausbilden der Glasschicht so umfasst, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens direkt bedeckt.
    • [13] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung ist es vorzuziehen, dass der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht oder einer halbisolierenden Schicht mit hohem Widerstand auf dem freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens umfasst und einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht so, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Isolierschicht oder eine halbisolierende Schicht mit hohem Widerstand dazwischen angeordnet ist.
    • [14] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung ist es vorzuziehen, dass der erste Schritt einen Schritt des Ausbildens des freiliegenden Abschnitts des pn-Übergangs auf einer Oberfläche der Halbleiterbasis umfasst und der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht so umfasst, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs auf der Oberfläche der Halbleiterbasis bedeckt.
    • [15] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung ist es vorzuziehen, dass der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht so umfasst, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs auf der Oberfläche der Halbleiterbasis direkt bedeckt.
    • [16] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung ist es vorzuziehen, dass der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht oder einer halbisolierenden Schicht mit hohem Widerstand auf dem freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs auf einer Oberfläche der Halbleiterbasis umfasst und einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht so umfasst, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Isolierschicht oder eine halbisolierenden Schicht mit hohem Widerstand dazwischen angeordnet ist.
    • [17] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eine Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist, die im Wesentlichen kein multivalentes Element als Entschäumungsmittel enthält.
    • [18] Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegende Erfindung ist es vorzuziehen, dass das multivalente Element V, Mn, Sn, Ce, Nb und Ta enthält.
    • [19] Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung vorgesehen, die Folgendes umfasst: ein Halbleiterelement, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs aufweist, wobei der pn-Übergang freigelegt ist; und eine Glasschicht, die so ausgebildet ist, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Glasschicht mittels einer Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ausgebildet ist, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt wird, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand gewonnen werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das zumindest SiO2, B2O3, Al2O3 und Oxid von Erdalkali-Metallen umfasst und im Wesentlichen kein Pb, As, Sb, Li, Na, K und Zn umfasst, wobei die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs kein Füllmaterial umfasst.
  • In der vorliegende Erfindung betrifft „enthält zumindest manche speziellen Komponenten (SiO2, B2O3 und Ähnliches)” nicht nur den Fall, in dem die Glaszusammensetzung nur solche speziellen Komponenten enthält, sondern auch den Fall, in dem die Glaszusammensetzung auch andere Komponenten enthält, die üblicherweise in der Glaszusammensetzung neben solchen speziellen Komponenten enthalten sein können.
  • In der vorliegende Erfindung bedeutet „enthält im Wesentlichen kein spezielles Element (Pb, As oder Ähnliches)”, dass die Glaszusammensetzung kein solches Element als spezielle Komponente enthält, und schließt Glaszusammensetzungen nicht aus, in denen das oben erwähnte spezielle Element als Unreinheit in den Glasmaterialien beigemischt ist, die entsprechende Komponenten von Glas bilden.
  • Wenn die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eine so genannte Glaszusammensetzung eines Oxidsystems ist, bedeutet „enthält kein spezielles Element (Pb, As oder Ähnliches)”, dass die Glaszusammensetzung kein Oxid des speziellen Elements, kein Nitrid des speziellen Elements oder Ähnliches enthält.
  • In der vorliegenden Erfindung bedeutet die halbisolierende Schicht mit hohem Widerstand eine halbisolierende Schicht, die einen hohen Widerstand hat, beispielsweise ein SIPOS (halbisolierendes polykristallines Silizium), und kann auch als Schicht mit hohem Widerstand oder als halbisolierende Schicht bezeichnet werden.
  • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Gemäß des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann, wie aus später beschriebenen Beispielen klar ersehen werden kann, eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei enthält wie im herkömmlichen Fall, wo ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, verwendet wird.
  • Des Weiteren enthält, gemäß des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs im Wesentlichen kein Zn, und daher wird, wie man klar aus Beispielen ersehen kann, die später beschrieben sind, der Widerstand gegenüber Chemikalien (insbesondere der Flusssäure-Widerstand) erhöht, was somit die Herstellung einer sehr zuverlässigen Halbleitervorrichtung ermöglicht. In diesem Fall ist es unnötig, wenn der Widerstand gegenüber Flusssäure erhöht wird, die Glasschicht in dem Schritt des Entfernen eines Siliziumoxid-Films durch Ätzen während mancher Schritte durch ein Resist zu schützen (siehe 1D, die später beschrieben ist), und daher ist es möglich, den Vorteil zu realisieren, dass manche Schritte vereinfacht werden können.
  • Weiter enthält, gemäß des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs Oxid von Erdalkali-Metallen und im Wesentlichen kein Zn, und daher wird die Glasschicht im Vorgang der Vitrifizierung kaum kristallisiert, wie man klar aus der Ausführungsform ersehen kann, die später beschrieben ist.
  • Des Weiteren enthält, gemäß des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs Oxid von Erdalkali-Metallen und im Wesentlichen kein Zn. Somit ist es möglich, wie man klar aus der Ausführungsform ersehen kann, die später beschrieben ist, einen durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs in einem Temperaturbereich von 50°C bis 550°C auf einen Wert festzulegen (beispielsweise 3,3·10–6 bis 4,5·10–6), der nahe an einem linearen Expansionskoeffizienten von Silizium in einem Bereich liegt, in dem die Kristallisierung im Prozess der Vitrifizierung nicht erzeugt wird. Somit kann, selbst wenn ein dünner Wafer verwendet wird, die Krümmung des Wafers während mancher Schritte verhindert werden. Weiter kann, selbst wenn die Glasschicht auf eine hohe Dicke gestapelt ist, die Krümmung des Wafers während mancher Schritte verhindert werden, und daher kann eine zuverlässigere Halbleitervorrichtung hergestellt werden.
  • Wenn die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs, die ein Füllmaterial enthält, als Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs verwendet wird, kann bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung ein Fall auftreten, bei dem es zum Zeitpunkt des Ausbilden einer Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, so dass die Schicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, schwierig ist, die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, gleichmäßig auszubilden. Das bedeutet, dass es dann, wenn eine Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet wird, schwierig ist, die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergang hergestellt ist, aufgrund nicht gleichmäßiger Elektrophorese gleichmäßig auszubilden. Auf der anderen Seite kann, wenn eine Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Siebdruckverfahren oder ein Rakel-Verfahren (engl. „doctor blade method”) ausgebildet wird, ein Fall auftreten, bei dem es schwierig ist, eine Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, aufgrund von Unterschieden bei der Partikelgröße, relativer Dichte oder Ähnlichem gleichmäßig auszubilden.
  • Im Gegenteil wird, gemäß des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die Schicht verwendet, in der die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs, die kein Füllmaterial enthält, ausgebildet wird, und daher ist es bei dem Ausbilden der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, so dass die Schicht den pn-Übergang bedeckt, möglich, die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, gleichmäßig auszubilden.
  • Die Glaszusammensetzung enthält im Wesentlichen kein Pb, weil das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Halbleitervorrichtung, die eine hohe Zuverlässigkeit hat, herzustellen, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei enthält wie in dem herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, verwendet wird.
  • Die Glaszusammensetzung enthält im Wesentlichen weder As noch Sb, weil diese Komponenten giftig sind und es daher das Vorhaben gibt, die Verwendung dieser Komponenten einzuschränken.
  • Die Glaszusammensetzung enthält im Wesentlichen kein Li, Na und K, weil dann, wenn die Glaszusammensetzung diese Komponenten enthält, obwohl die Glaszusammensetzung vorteilhafte Eigenschaften mit Bezug auf einen durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten und Aushärtetemperatur erlangen kann, der Fall auftreten kann, dass die Isoliereigenschaften der Halbleitervorrichtung sich verschlechtern.
  • Als Ergebnis der umfangreichen Studien, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführt haben, haben die Erfinder herausgefunden, dass die Glaszusammensetzung, die zumindest SiO2, B2O3, Al2O3, CaO und Oxid von Erdalkali-Metallen enthält, als Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs verwendet werden kann, selbst wenn die Glaszusammensetzung im Wesentlichen keine der genannten Komponenten enthält (das heißt, Pb, As, Sb, Li, Na, K und Zn). Das bedeutet, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei enthält, so wie im herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, verwendet wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A bis 1D sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, gemäß einer Ausführungsform 4.
  • 2A bis 2D sind Ansichten zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, gemäß der Ausführungsform 4.
  • 3A bis 3C sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, gemäß einer Ausführungsform 5.
  • 4A bis 4C sind Ansichten zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, gemäß der Ausführungsform 5.
  • 5A bis 5D sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, gemäß einer Ausführungsform 6.
  • 6A bis 6D sind Ansichten zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, gemäß der Ausführungsform 6.
  • 7A bis 7D sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, gemäß einer Ausführungsform 7.
  • 8A bis 8D sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, gemäß einer Ausführungsform 8.
  • 9 ist eine Tabelle, die Bedingungen und Ergebnisse von Beispielen zeigt.
  • 10 ist eine Ansicht, die einen abgestuften Abschnitt zwischen einem geätzten Abschnitt und einem nicht geätzten Abschnitt zeigt.
  • 11 ist eine Tabelle, die das Ergebnis eines Testverfahrens 1 und das Ergebnis eines Testverfahrens 2 zeigt.
  • 12A bis 12C sind Ansichten, die eine Durchschlagspannungs-Charakteristik in Sperrrichtung der Halbleitervorrichtung zeigt.
  • 13A bis 13B sind Ansichten zur Beschreibung von Blasen b, die im Inneren einer Glasschicht in einer vorläufigen Evaluation und einer vorläufigen Evaluation (Referenz) erzeugt werden.
  • 14A und 14B sind Photographien zur Beschreibung von Blasen b, die im Inneren einer Glasschicht in einer nachfolgenden Evaluation und einer nachfolgenden Evaluation (Referenz) erzeugt werden.
  • 15A bis 15D sind Ansichten zur Beschreibung eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
  • 16A bis 16D sind Ansichten zur Beschreibung eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
  • ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
  • Im Folgenden sind eine Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, zusammen mit Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt sind.
  • Die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eines ersten Beispiels ist aus feinen Glaspartikeln hergestellt, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand gewonnen werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das zumindest SiO2, B2O3, Al2O3 und Oxid von Erdalkali-Metallen umfasst und im Wesentlichen kein Pb, As, Sb, Li, Na, K und Zn umfasst und kein Füllmaterial umfasst. Das Rohmaterial enthält als Oxid von Erdalkali-Metallen ein Oxid, das aus einer Menge ausgewählt ist, die aus CaO und BaO besteht.
  • Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels fällt der Gehalt von SiO2 in einen Bereich von 50,0 Mol-% bis 68,0 Mol-%, der Gehalt von B2O3 fällt in einen Bereich von 6,0 Mol-% bis 18,0 Mol-%, der Gehalt von Al2O3 fällt in einen Bereich von 7,0 Mol-% bis 18,0 Mol-%, der Gehalt des Oxids von Erdalkali-Metallen fällt in einen Bereich von 7,0 Mol-% bis 18,0 Mol-% und der Gehalt von Nickeloxid fällt in einen Bereich von 0,01 Mol-% bis 3,0 Mol-%.
  • Das oben erwähnte Rohmaterial enthält im Wesentlichen kein P. Weiter enthält das oben erwähnte Rohmaterial im Wesentlichen kein Bi.
  • Bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispielsfällt ein durchschnittlicher linearer Expansionskoeffizient der Glaszusammensetzung in einem Temperaturbereich von 50°C bis 550°C in einen Bereich von 3,3·10–6 bis 4,5·10–6.
  • Gemäß dem ersten Beispiel der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs kann, wie aus später beschriebenen Beispielen klar ersehen werden kann, eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei in der selben Weise enthält wie im herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, verwendet wird.
  • Gemäß dem ersten Beispiel der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs im Wesentlichen kein Zn und daher wird, wie man klar aus Beispielen ersehen kann, die später beschrieben sind, der Widerstand gegenüber Chemikalien (insbesondere der Flusssäure-Widerstand) erhöht, was somit die Herstellung einer sehr zuverlässigen Halbleitervorrichtung ermöglicht. In diesem Fall ist es unnötig, wenn der Widerstand gegenüber Flusssäure erhöht wird, die Glasschicht durch ein Resist in dem Schritt des Entfernens eines Siliziumoxid-Films durch Ätzen während mancher Schritte zu schützen (siehe 1D, die später beschrieben ist) und daher ist es möglich, den Vorteil zu realisieren, dass manche Schritte vereinfacht werden können.
  • Gemäß dem ersten Beispiel der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs Oxid von Erdalkali-Metallen und enthält im Wesentlichen kein Zn und daher wird die Glasschicht im Vorgang der Vitrifizierung kaum kristallisiert, wie man klar aus den Beispielen ersehen kann, die später beschrieben sind.
  • Gemäß dem ersten Beispiel der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs Oxid von Erdalkali-Metallen und enthält im Wesentlichen kein Zn. Somit ist es möglich, wie man klar aus dem Beispiel ersehen kann, das später beschrieben ist, einen durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs in einem Temperaturbereich von 50°C bis 550°C auf einen Wert nahe an einem linearen Expansionskoeffizienten von Silizium in einem Bereich festzulegen, in dem die Glaszusammensetzung im Prozess der Vitrifizierung nicht kristallisiert. Somit kann, selbst wenn ein dünner Wafer verwendet wird, die Krümmung des Wafers während mancher Schritte verhindert werden. Weiter kann, selbst wenn die Glasschicht auf eine hohe Dicke gestapelt ist, die Krümmung des Wafers während mancher Schritte verhindert werden und daher kann eine zuverlässigere Halbleitervorrichtung hergestellt werden.
  • Gemäß dem ersten Beispiel der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs kein Füllmaterial und daher ist es bei dem Ausbilden der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, so dass die Schicht den pn-Übergang bedeckt, möglich, die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, gleichmäßig auszubilden.
  • Gemäß dem ersten Beispiel der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs Nickeloxid und daher ist es möglich, wie klar aus später beschriebenen Beispielen ersehen werden kann, die Erzeugung von Blasen zu unterdrücken, die aus einer Grenzfläche zwischen einer „Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist”, die durch ein Elektrophoreseverfahren und einer Halbleiterbasis (Silizium oder Isolierschicht) ausgebildet ist, während eines Aushärteverfahrens der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, erzeugt werden können, wobei das Auftreten eines Zustands, in dem ein umgekehrtes Durchschlagsspannungs-Charakteristikum der Halbleitervorrichtung sich verschlechtert, unterdrückt werden kann.
  • Der Grund, warum der Gehalt von SiO2 auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 50,0 Mol-% bis 68,0 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von SiO2 kleiner als 50,0 Mol-% ist, ein Fall eintreten kann, in dem der Widerstand gegenüber Chemikalien gesenkt wird oder die Isoliereigenschaften gesenkt werden, während wenn der Gehalt von SiO2 68,0 Mol-% übersteigt, eine Neigung besteht, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es weiter vorzuziehen, dass der Gehalt von SiO2 auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 58,0 Mol-% bis 66,0 Mol-% fällt.
  • Der Grund, warum der Gehalt von B2O3 auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 6,0 Mol-% bis 18,0 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von B2O3 kleiner als 6,0 Mol-% ist, eine Neigung besteht, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von B2O3 18,0 Mol-% übersteigt, eine Neigung besteht, dass der durchschnittliche lineare Expansionskoeffizient erhöht wird. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es weiter vorzuziehen, dass der Gehalt von B2O3 auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 9,0 Mol-% bis 15,0 Mol-% fällt.
  • Der Grund, warum der Gehalt von Al2O3 auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 7,0 Mol-% bis 18,0 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von Al2O3 kleiner als 7,0 Mol-% ist, eine Neigung besteht, dass die Glaszusammensetzung im Prozess der Vitrifizierung dazu neigt, kristallisiert zu werden, während wenn der Gehalt von Al2O3 18,0 Mol-% übersteigt, eine Neigung besteht, dass die Isoliereigenschaften sich verschlechtern. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es weiter vorzuziehen, dass der Gehalt von Al2O3 auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 9,0 Mol-% bis 15,0 Mol-% fällt.
  • Der Grund, warum der Gehalt von Oxid von Erdalkali-Metallen auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 7,0 Mol-% bis 18,0 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von Oxiden von Erdalkali-Metallen kleiner als 7,0 Mol-% ist, die Neigung besteht, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von Oxid von Erdalkali-Metallen 18,0 Mol-% übersteigt, ein Fall eintreten kann, in dem der Widerstand gegenüber Chemikalien gesenkt wird oder die Isoliereigenschaften gesenkt werden. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es weiter vorzuziehen, dass der Gehalt von Oxid von Erdalkali-Metallen auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 9,0 Mol-% bis 15,0 Mol-% fällt.
  • Der Grund, warum die Glaszusammensetzung entweder CaO oder BaO als Oxid von Erdalkali-Metallen enthält, liegt darin, dass ein Fall eintreten kann, in dem die Glaszusammensetzung im Prozess der Vitrifizierung dazu neigt, kristallisiert zu werden, wenn die Glaszusammensetzung nur MgO als Oxid von Erdalkali-Metallen enthält, und daher kann ein Fall eintreten, in dem die Verwendung von Mg als einzige Form eines Oxids von Erdalkali-Metallen schwierig ist.
  • Der Grund, warum der Gehalt von Nickeloxid auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 0,01 Mol-% bis 3,0 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von Nickeloxid kleiner als 0,01 Mol-% ist, ein Fall eintreten kann, in dem es schwierig wird, die Erzeugung von Blasen zu unterdrücken, die von einer Grenzfläche zwischen einer „Schicht, die aus einer Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist”, die durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet ist, und einer Halbleiterbasis (Silizium) in einem Verfahren zum Aushärten der „Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist”, erzeugt werden können, während wenn der Gehalt von Nickeloxid 3,0 Mol-% übersteigt, eine Neigung besteht, dass die Glaszusammensetzung im Prozess der Vitrifizierung dazu neigt, kristallisiert zu werden. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es weiter vorzuziehen, dass der Gehalt von Nickeloxid auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 0,1 Mol-% bis 1,5 Mol-% fällt.
  • Die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs nach dem ersten Beispiel kann wie folgt hergestellt werden. Insbesondere werden Rohmaterialien (SiO2, H3BO3, Al2O3, ein Oxid von Erdalkali-Metallen aus CaCO3 und BaCO3, MgO und NiO) in dem oben erwähnten Zusammensetzungsverhältnis (Molverhältnis) vorbereitet, diese Rohmaterialien werden ausreichend zusammen durch einen Mischer gemischt und gerührt und dann wird das gemischte Rohmaterial in einen Platintiegel gelegt; die Temperatur des gemischten Rohmaterials wird auf eine vorbestimmte Temperatur (1550°C) in einem elektrischen Ofen erhöht und für 2 Stunden geschmolzen. Dann wird das Material in geschmolzenem Zustand veranlasst, aus dem Tiegel zu fließen, und wird in wassergekühlte Rollen gefüllt, so dass Glasflocken in Flockenform erhalten werden. Daraufhin werden die Glasflocken durch eine Kugelmühle oder Ähnliches pulverisiert, bis die Glasflocken eine vorbestimmte durchschnittliche Partikelgröße annehmen, wodurch die pulverförmige Glaszusammensetzung hergestellt wird.
  • Die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eines zweiten Beispielsenthält im Grunde die im Wesentlichen gleichen Komponenten wie die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels. Die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels unterscheidet sich jedoch von der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels mit Bezug auf die Zusammensetzung von Oxid von Erdalkali-Metallen. Das heißt, dass die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels zwei Oxide von Erdalkali-Metallen enthält, die aus einer Menge ausgewählt sind, die aus CaO, BaO und MgO als Oxid von Erdalkali-Metallen besteht.
  • Mit Bezug auf den Gehalt von SiO2, den Gehalt von B2O3, den Gehalt von Al2O3, den Gehalt von Oxid von Erdalkali-Metallen und den Gehalt von Nickeloxid hat die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels die gleichen Inhaltsstoffe wie die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels.
  • Wenn die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels CaO und BaO als Oxide von Erdalkali-Metallen enthält, ist es vorzuziehen, dass der Gehalt von CaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 3,0 Mol-% bis 10,0 Mol-% fällt, und der Gehalt von BaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 3,0 Mol-% bis 10,0 Mol-% fällt. Wenn die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels CaO und MgO als Oxide von Erdalkali-Metallen enthält, ist es vorzuziehen, dass der Gehalt von CaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 3,0 Mol-% bis 10,0 Mol-% fällt, und der Gehalt von MgO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 1,0 Mol-% bis 5,0 Mol-% fällt. Wenn die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels BaO und MgO als zwei Oxide von Erdalkali-Metallen enthält, ist es vorzuziehen, dass der Gehalt von BaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 3,0 Mol-% bis 10,0 Mol-% fällt, und der Gehalt von MgO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 1,0 Mol-% bis 5,0 Mol-% fällt.
  • Auf diese Weise unterscheidet sich die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels von der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels mit Bezug auf die Zusammensetzung von Oxid von Erdalkali-Metallen. Auf die gleiche Weise wie die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels kann, gemäß der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels, eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei in der Weise enthält wie im herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, verwendet wird.
  • Weiter enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels im Wesentlichen kein Zn. Somit wird, in der gleichen Weise wie bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels, der Widerstand gegenüber Chemikalien (insbesondere der Flusssäure-Widerstand) erhöht, so dass eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann. In diesem Fall ist es unnötig, wenn der Widerstand gegenüber Flusssäure erhöht wird, die Glasschicht durch ein Resist in dem Schritt des Entfernens eines Siliziumoxid-Films durch Ätzen oder Ähnliches zu schützen und daher ist es möglich, den Vorteil zu realisieren, dass manche Schritte vereinfacht werden können.
  • Weiter enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels Oxid von Erdalkali-Metallen und im Wesentlichen kein Zn. Somit wird, in der gleichen Weise wie bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels, die Glaszusammensetzung bei dem Prozess der Vitrifizierung kaum kristallisiert.
  • Weiter enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels Oxid von Erdalkali-Metallen und im Wesentlichen kein Zn. Somit ist es möglich, in der gleichen Weise wie bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels, einen durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs in einem Temperaturbereich von 50°C bis 550°C auf einen Wert nahe an einem linearen Expansionskoeffizienten von Silizium in einem Bereich festzulegen, in dem die Glaszusammensetzung im Vitrifizierungsschritt kaum kristallisiert. Somit kann, selbst wenn ein dünner Wafer verwendet wird, die Krümmung des Wafers während mancher Schritte verhindert werden. Weiter kann, selbst wenn die Glasschicht auf eine hohe Dicke gestapelt ist, die Krümmung des Wafers während mancher Schritte verhindert werden und daher kann eine zuverlässigere Halbleitervorrichtung hergestellt werden.
  • Gemäß der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs Nickeloxid. Somit ist es möglich, in der gleichen Weise wie bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs nach dem ersten Beispiel, die Erzeugung von Blasen zu unterdrücken, die aus einer Grenzfläche zwischen einer „Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist”, die durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet ist, und einer Halbleiterbasis (Silizium oder Isolierschicht), während eines Aushärteverfahrens der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, erzeugt werden können, wobei das Auftreten eines Zustands, in dem ein umgekehrtes Durchschlagsspannungs-Charakteristikum der Halbleitervorrichtung sich verschlechtert, unterdrückt werden kann.
  • Weiter enthält gemäß der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels das Rohmaterial zwei Oxide von Erdalkali-Metallen, die aus einer Menge ausgewählt sind, die aus CaO, BaO und MgO besteht. Somit kann, verglichen mit der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels, die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels auch eine vorteilhafte Eigenschaft erlangen, indem es möglich ist, das Glas leicht so herzustellen, dass es erstrebenswerte Eigenschaften hat (Glas mit niedriger Aushärtetemperatur, hohem Widerstand gegenüber Chemikalien, einem durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten, der in einen vorbestimmten Bereich fällt, kaum Kristallisierung und kaum Erzeugung von Blasen).
  • Die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels kann wie folgt hergestellt werden. Insbesondere werden Rohmaterialien (SiO2, H3BO3, Al2O3, zwei Oxide von Erdalkali-Metallen aus CaCO3 und BaCO3, MgO und NiO) in dem oben erwähnten Zusammensetzungsverhältnis (Molverhältnis) vorbereitet, diese Rohmaterialien werden ausreichend zusammen durch einen Mischer gemischt und gerührt und dann wird das gemischte Rohmaterial in einen Platintiegel gelegt; die Temperatur des gemischten Rohmaterials wird auf eine vorbestimmte Temperatur (1550°C) in einem elektrischen Ofen erhöht und für 2 Stunden geschmolzen. Dann wird das Material in geschmolzenem Zustand veranlasst, aus dem Tiegel zu fließen, und wird in wassergekühlte Rollen gefüllt, so dass Glasflocken in Flockenform erhalten werden. Daraufhin werden die Glasflocken durch eine Kugelmühle oder Ähnliches pulverisiert, bis die Glasflocken eine vorbestimmte durchschnittliche Partikelgröße annehmen, wodurch die pulverförmige Glaszusammensetzung hergestellt wird.
  • Die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels enthält im Grunde die wesentlich gleichen Komponenten wie die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs der Ausführungsform 1. Die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels unterscheidet sich jedoch von der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels mit Bezug auf die Zusammensetzung von Oxid von Erdalkali-Metallen. Das heißt, dass die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs der Ausführungsform 3 sowohl CaO, BaO als auch MgO als Oxide von Erdalkali-Metallen enthält.
  • Mit Bezug auf den Gehalt von SiO2, den Gehalt von B2O3, den Gehalt von Al2O3, den Gehalt von Oxid von Erdalkali-Metallen und den Gehalt von Nickeloxid hat die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels die gleichen Inhaltsstoffe wie die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels. Weiter ist es bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels vorzuziehen, dass mit Bezug auf Oxide von Erdalkali-Metallen der Gehalt von CaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 2,8 Mol-% bis 7,8 Mol-% fällt, der Gehalt von BaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 1,7 Mol-% bis 4,7 Mol-% fällt und der Gehalt von MgO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 1,1 Mol-% bis 3,1 Mol-% fällt.
  • Mit Bezug auf die oben erwähnten Oxide von Erdalkali-Metallen liegt der Grund, warum der Gehalt von CaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 2,8 Mol-% bis 7,8 Mol-% fällt, darin, dass wenn der Gehalt von CaO kleiner als 2,8 Mol-% ist, die Neigung besteht, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von CaO 7,8 Mol-% übersteigt, ein Fall eintreten kann, in dem der Widerstand gegenüber Chemikalien gesenkt wird oder die Isoliereigenschaften gesenkt werden. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es weiter vorzuziehen, dass der Gehalt von CaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 3,3 Mol-% bis 7,3 Mol-% fällt.
  • Der Grund, warum der Gehalt von BaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 1,7 Mol-% bis 4,7 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von BaO kleiner als 1,7 Mol-% ist, die Neigung besteht, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von BaO 4,7 Mol-% übersteigt, ein Fall eintreten kann, in dem der Widerstand gegenüber Chemikalien gesenkt wird oder die Isoliereigenschaften gesenkt werden. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es weiter vorzuziehen, dass der Gehalt von BaO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 2,2 Mol-% bis 4,2 Mol-% fällt.
  • Der Grund, warum der Gehalt von MgO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 1,1 Mol-% bis 3,1 Mol-% fällt, liegt darin, dass wenn der Gehalt von MgO kleiner als 1,1 Mol-% ist, die Neigung besteht, dass die Aushärtetemperatur erhöht werden muss, während wenn der Gehalt von MgO 3,1 Mol-% übersteigt, ein Fall eintreten kann, in dem der Widerstand gegenüber Chemikalien gesenkt wird oder die Isoliereigenschaften gesenkt werden. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist es weiter vorzuziehen, dass der Gehalt von MgO auf einen Wert gesetzt wird, der in einen Bereich von 1,6 Mol-% bis 2,6 Mol-% fällt.
  • Auf diese Weise unterscheidet sich die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels von der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs der Ausführungsform 1 mit Bezug auf die Zusammensetzung von Oxid von Erdalkali-Metallen. Auf die gleiche Weise wie die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels kann jedoch, gemäß der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels, eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei in der Weise enthält wie im herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, verwendet wird.
  • Weiter enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels im Wesentlichen kein Zn. Somit wird, in der gleichen Weise wie bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels, der Widerstand gegenüber Chemikalien (insbesondere der Flusssäure-Widerstand) erhöht, so dass eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann. In diesem Fall ist es unnötig, wenn der Widerstand gegenüber Flusssäure erhöht wird, die Glasschicht durch ein Resist in dem Schritt des Entfernens eines Siliziumoxid-Films durch Ätzen oder Ähnliches zu schützen und daher ist es möglich, den Vorteil zu realisieren, dass manche Schritte vereinfacht werden können.
  • Weiter enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels Oxid von Erdalkali-Metallen und enthält im Wesentlichen kein Zn. Somit wird, in der gleichen Weise wie bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels, die Glaszusammensetzung bei dem Prozess der Vitrifizierung kaum kristallisiert.
  • Weiter enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels Oxid von Erdalkali-Metallen und enthält im Wesentlichen kein Zn. Somit ist es möglich, in der gleichen Weise wie bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels, einen durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs in einem Temperaturbereich von 50°C bis 550°C auf einen Wert nahe an einem linearen Expansionskoeffizienten von Silizium in einem Bereich festzulegen, in dem die Glaszusammensetzung im Vitrifizierungsschritt kaum kristallisiert. Somit kann, selbst wenn ein dünner Wafer verwendet wird, die Krümmung des Wafers während mancher Schritte verhindert werden. Weiter kann, selbst wenn die Glasschicht auf eine hohe Dicke gestapelt ist, die Krümmung des Wafers während mancher Schritte verhindert werden und daher kann eine zuverlässigere Halbleitervorrichtung hergestellt werden.
  • Gemäß der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels enthält die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs Nickeloxid. Somit ist es möglich, in der gleichen Weise wie bei der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs nach dem ersten Beispiel, die Erzeugung von Blasen zu unterdrücken, die aus einer Grenzfläche zwischen einer „Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist”, die durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet ist, und einer Halbleiterbasis (Silizium oder Isolierschicht), während eines Aushärteverfahrens der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, erzeugt werden können, wobei das Auftreten eines Zustands, in dem ein umgekehrtes Durchschlagsspannungs-Charakteristikum der Halbleitervorrichtung sich verschlechtert, unterdrückt werden kann.
  • Weiter enthält gemäß der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels das Rohmaterial sowohl CaO, BaO als auch MgO als Oxide von Erdalkali-Metallen. Somit kann, verglichen mit der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des zweiten Beispiels, die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels auch eine vorteilhafte Eigenschaft erlangen, indem es möglich ist, das Glas leicht so herzustellen, dass es erstrebenswerte Eigenschaften hat (Glas mit niedriger Aushärtetemperatur, hohem Widerstand gegenüber Chemikalien, einem durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten, der in einen vorbestimmten Bereich fällt, kaum Kristallisierung und kaum Erzeugung von Blasen).
  • Die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des dritten Beispiels kann wie folgt hergestellt werden. Insbesondere werden Rohmaterialien (SiO2, H3BO3, Al2O3, CaCO3, BaCO3, MgO und NiO) in dem oben erwähnten Zusammensetzungsverhältnis (Molverhältnis) vorbereitet, diese Rohmaterialien werden ausreichend zusammen durch einen Mischer gemischt und gerührt und dann wird das gemischte Rohmaterial in einen Platintiegel gelegt; die Temperatur des gemischten Rohmaterials wird auf eine vorbestimmte Temperatur (1550°C) in einem elektrischen Ofen erhöht und für 2 Stunden geschmolzen. Dann wird das Material in geschmolzenem Zustand veranlasst, aus dem Tiegel zu fließen, und wird in wassergekühlte Rollen gefüllt, so dass Glasflocken in Flockenform erhalten werden. Daraufhin werden die Glasflocken durch eine Kugelmühle oder Ähnliches pulverisiert, bis die Glasflocken eine vorbestimmte durchschnittliche Partikelgröße annehmen, wodurch die pulverförmige Glaszusammensetzung hergestellt wird.
  • [Ausführungsform 4]
  • Die Ausführungsform 4 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 umfasst, in der folgenden Reihenfolge, Folgendes: einen ersten Schritt des Anfertigens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; und einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt. In dem zweiten Schritt wird die Glasschicht mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels ausgebildet. Der erste Schritt umfasst Folgendes: einen Schritt des Anfertigens einer Halbleiterbasis, in dem ein pn-Übergang, der parallel zu einer Hauptfläche der Halbleiterbasis angeordnet ist, ausgebildet wird; und einen Schritt des Ausbildens von Gräben, die eine Tiefe haben, die den pn-Übergang von einer Oberfläche einer Halbleiterbasis übersteigt, wodurch ein freiliegender Abschnitt eines pn-Übergangs in den Gräben ausgebildet wird, und der zweite Schritt umfasst einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens direkt bedeckt.
  • 1A bis 1D und 2A bis 2D sind Ansichten zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4. 1A bis 1D und 2A bis 2D sind Ansichten, die entsprechende Schritte des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zeigen. In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4, wie es in 1A bis 1D und 2A bis 2D gezeigt ist, werden ein „Halbleiterbasis-Ausbildungsschritt”, ein „Graben-Ausbildungsschritt”, ein „Glasschicht-Ausbildungsschritt”, ein „Photoresist-Ausbildungsschritt”, ein „Oxidfilm-Entfernungsschritt”, ein „Ausbildungsschritt eines Bereichs mit aufgerauter Oberfläche”, ein „Elektroden-Ausbildungsschritt” und ein „Halbleiterbasis-Schneideschritt” in dieser Reihenfolge ausgeführt. Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 in der Reihenfolge dieser Schritte beschrieben.
  • (a) Halbleiterbasis-Ausbildungsschritt
  • Zuerst wird eine p+-Diffusionsschicht 112 ausgebildet, indem eine p-Unreinheit von einer Oberfläche eines n–-Halbleitersubstrats (eines n–-Siliziumsubstrats) 110 diffundiert wird, und eine n+-Diffusionsschicht 114 wird ausgebildet, indem eine n-Unreinheit von der anderen Oberfläche des n–-Halbleitersubstrats 110 diffundiert wird, wodurch eine Halbleiterbasis ausgebildet wird, in der ein pn-Übergang, der parallel zu der Hauptfläche der Halbleiterbasis angeordnet ist, ausgebildet wird. Danach werden Oxidfilme 116, 118 durch thermische Oxidation auf einer Oberfläche der p+-Diffusionsschicht 112 bzw. einer Oberfläche der n+-Diffusionsschicht 114 ausgebildet (siehe 1A).
  • (b) Graben-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes werden vorbestimmte Öffnungsabschnitte auf dem Oxidfilm 116 an vorbestimmten Orten durch Photoätzen ausgebildet. Nach dem Ätzen des Oxidfilms wird nachfolgend die Halbleiterbasis geätzt, wodurch Gräben 120 ausgebildet werden, die eine Tiefe haben, die über den pn-Übergang von einer Oberfläche der Halbleiterbasis hinaus reicht (siehe 1B). Zusammen mit einem solchen Ausbilden der Gräben wird ein freiliegender Abschnitt des pn-Übergangs A auf Innenflächen der Gräben ausgebildet.
  • (c) Glasschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird eine Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels hergestellt ist, auf Innenflächen der Gräben 120 und einer Oberfläche der Halbleiterbasis in der Umgebung der Gräben 120 durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet und die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, wird ausgehärtet, so dass eine Glasschicht 124 zur Passivierung auf Oberflächen der Gräben 120 ausgebildet wird (siehe 1C). Somit wird der freiliegende Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens 120 in einen Zustand versetzt, in dem der freiliegende Abschnitt des pn-Übergangs direkt von der Glasschicht 124 bedeckt ist.
  • (d) Photoresist-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird ein Photoresist 126 so ausgebildet, dass das Photoresist 126 eine Oberfläche der Glasschicht 124 bedeckt (siehe 1D).
  • (e) Oxidfilm-Entfernungsschritt
  • Als nächstes wird der Oxidfilm 116 mittels des Photoresist 126 als Maske geätzt, so dass der Oxidfilm 116 in einem Abschnitt 130, in dem ein Ni-plattierter Elektrodenfilm ausgebildet werden soll, entfernt wird (siehe 2A).
  • (f) Ausbildungsschritt eines Bereichs mit aufgerauter Oberfläche
  • Als nächstes wird eine Oberfläche der Halbleiterbasis an der Position 130, an der der Ni-plattierte Elektrodenfilm ausgebildet werden soll, einer Behandlung zum Aufrauen der Oberfläche ausgesetzt, wodurch ein Bereich mit aufgerauter Oberfläche 132 für eine erhöhte Haftung zwischen der Ni-plattierten Elektrode und der Halbleiterbasis ausgebildet wird (siehe 2B).
  • (g) Elektroden-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird eine Ni-Plattierung auf die Halbleiterbasis angewendet, wodurch eine Anode 134 auf dem Bereich mit aufgerauter Oberfläche 132 ausgebildet wird und eine Kathode 136 auf der anderen Oberfläche der Halbleiterbasis ausgebildet wird (siehe 2C).
  • (h) Halbleiterbasis-Schneideschritt
  • Als nächstes wird die Halbleiterbasis geschnitten, indem der mittlere Abschnitt der Glasschicht 124 zerschnitten wird oder Ähnliches, wodurch die Halbleiterbasis in Chips geteilt wird, wodurch Mesa-Halbleitervorrichtungen (pn-Dioden) hergestellt werden (siehe 2D).
  • Durch die oben erwähnten Schritte kann die sehr zuverlässige Mesa-Halbleitervorrichtung (die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4) 100 hergestellt werden.
  • Gemäß des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 wird die Halbleitervorrichtung mittels des Glasmaterials zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels hergestellt und daher kann eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei enthält, auf die selbe Weise wie im herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst”, verwendet wird.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 stellt eine Halbleitervorrichtung mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels her. Somit nimmt, mit Bezug auf die vorteilhaften Eigenschaften, die die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels annimmt, die Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 hergestellt wird, die genau gleichen vorteilhaften Eigenschaften an wie die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels mit Bezug auf die grundsätzlichen Merkmale der Ausführungsform 4, die gleich den grundsätzlichen Merkmalen des ersten Beispiels sind.
  • [Ausführungsform 5]
  • Die Ausführungsform 5 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
  • In der gleichen Weise wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 in der folgenden Reihenfolge Folgendes: einen ersten Schritt des Anfertigens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; und einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt.
  • In dem zweiten Schritt wird die Glasschicht mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels ausgebildet. Anders als bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 umfasst bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 der erste Schritt einen Schritt des Ausbildens des freiliegenden Abschnitts des pn-Übergangs auf einer Oberfläche der Halbleiterbasis und der zweite Schritt umfasst einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs auf der Oberfläche der Halbleiterbasis direkt bedeckt.
  • 3A bis 3C und 4A bis 4C sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5. Das heißt, 3A bis 3C und 4A bis 4C sind Ansichten, die entsprechende Schritte des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zeigen. In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5, wie es in 3A bis 3C und 4A bis 4C gezeigt ist, werden ein „Halbleiterbasis-Ausbildungsschritt”, ein „p+-Diffusionsschicht-Ausbildungsschritt”, ein Diffusionsschicht-Ausbildungsschritt” ein „Glasschicht-Ausbildungsschritt”, ein „Glasschicht-Ätzschritt” und ein „Elektroden-Ausbildungsschritt” in dieser Reihenfolge ausgeführt. Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 in der Reihenfolge dieser Schritte beschrieben.
  • (a) Halbleiterbasis-Ausbildungsschritt
  • Zuerst wird eine Halbleiterbasis, in der eine n–-Epitaxieschicht 212 auf ein n+-Siliziumsubstrat 210 laminiert wird, angefertigt (siehe 3A).
  • (b) p+-Diffusionsschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird, nachdem eine Maske M1 auf der n–-Epitaxieschicht 212 ausgebildet wurde, eine p-Unreinheit (beispielsweise Bor-Ionen) in einen vorbestimmten Bereich auf einer Oberfläche der n–-Epitaxieschicht 212 durch ein Ionen-Implantationsverfahren mittels der Maske M1 eingeführt. Dann wird eine p+-Diffusionsschicht 214 durch thermische Diffusion ausgebildet (siehe 3B). In diesem Schritt wird ein freiliegender Abschnitt des pn-Übergangs A auf einer Oberfläche der Halbleiterbasis ausgebildet.
  • (c) n+-Diffusionsschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird die Maske M1 von der n–-Epitaxieschicht 212 entfernt und eine Maske M2 wird auf der n–-Epitaxieschicht 212 ausgebildet. Danach wird eine n-Unreinheit (beispielsweise Arsen-Ionen) in einen vorbestimmten Bereich auf der Oberfläche der n–-Epitaxieschicht 212 durch ein Ionen-Implantationsverfahren mittels der Maske M2 eingeführt. Dann wird eine n+-Diffusionsschicht 216 durch thermische Diffusion ausgebildet (siehe 3C).
  • (d) Glasschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird die Maske M2 von der n–-Epitaxieschicht 212 entfernt. Dann wird eine Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels hergestellt ist, auf der Oberfläche der n–-Epitaxieschicht 212 durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren ausgebildet, worauf die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird, wodurch eine Glasschicht 220 zur Passivierung ausgebildet wird (siehe 4A).
  • (e) Glasschicht-Ätzschritt
  • Als nächstes wird eine Maske M3 auf einer Oberfläche der Glasschicht 220 ausgebildet und dann die Glasschicht 220 geätzt (siehe 4B). Aufgrund dieser Ätzung wird eine Glasschicht 220 auf einem vorbestimmten Bereich auf der Oberfläche der n–-Epitaxieschicht 212 ausgebildet.
  • Elektroden-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird die Maske M3 von der Oberfläche der Glasschicht 220 entfernt und nachfolgend wird eine Anode 222 auf einem Bereich der Oberfläche der Halbleiterbasis, umgeben von der Glasschicht 220, ausgebildet und eine Kathode 224 wird auf einer rückseitigen Fläche der Halbleiterbasis ausgebildet (siehe 4C).
  • Durch die oben erwähnten Schritte kann eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung vom planaren Typ (die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5) 200 hergestellt werden.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 gleicht im Wesentlichen dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4, außer der Festlegung, dass das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 die Halbleitervorrichtung vom planaren Typ herstellt. Somit nimmt, mit Bezug auf die vorteilhaften Eigenschaften, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 annimmt, die Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 hergestellt wird, die genau gleichen vorteilhaften Eigenschaften an wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 mit Bezug auf die grundsätzlichen Merkmale der Ausführungsform 5, die gleich den grundsätzlichen Merkmalen der Ausführungsform 4 sind.
  • [Ausführungsform 6]
  • In der gleichen Weise wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 in der folgenden Reihenfolge Folgendes: einen ersten Schritt des Anfertigens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; und einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt. In dem zweiten Schritt wird die Glasschicht mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels ausgebildet. Anders als bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 umfasst bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 der zweite Schritt jedoch Folgendes: einen Schritt zum Ausbilden einer Isolierschicht auf dem freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs in dem Graben; und einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Isolierschicht dazwischen angeordnet ist. Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 wird eine Mesa-pn-Diode als die Halbleitervorrichtung hergestellt.
  • 5A bis 5D und 6A bis 6D sind Ansichten zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6. 5A bis 5D und 6A bis 6D sind Ansichten, die entsprechende Schritte des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zeigen. In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6, wie es in 5A bis 5D und 6A bis 6D gezeigt ist, werden ein „Halbleiterbasis-Ausbildungsschritt”, ein „Graben-Ausbildungsschritt”, ein „Isolierschicht-Ausbildungsschritt”, ein „Glasschicht-Ausbildungsschritt”, ein „Photoresist-Ausbildungsschritt”, ein „Oxidfilm-Entfernungsschritt”, ein „Ausbildungsschritt eines Bereichs mit aufgerauter Oberfläche”, ein „Elektroden-Ausbildungsschritt” und ein „Halbleiterbasis-Schneideschritt” in dieser Reihenfolge ausgeführt. Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 in der Reihenfolge dieser Schritte beschrieben.
  • (a) Halbleiterbasis-Ausbildungsschritt
  • Zuerst wird eine p+-Diffusionsschicht 112 ausgebildet, indem eine p-Unreinheit von einer Oberfläche eines n–-Halbleitersubstrats (eines n–-Siliziumsubstrats) 110 diffundiert wird, und eine n+-Diffusionsschicht 114 wird ausgebildet, indem eine n-Unreinheit von der anderen Oberfläche des n–-Halbleitersubstrats 110 diffundiert wird, wodurch eine Halbleiterbasis ausgebildet wird, in der ein pn-Übergang, der parallel zu der Hauptfläche der Halbleiterbasis angeordnet ist, ausgebildet wird. Danach werden Oxidfilme 116, 118 durch thermische Oxidation auf einer Oberfläche der p+-Diffusionsschicht 112 bzw. einer Oberfläche der n+-Diffusionsschicht 114 ausgebildet (siehe 5A).
  • (b) Graben-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes werden vorbestimmte Öffnungsabschnitte auf dem Oxidfilm 116 an vorbestimmten Orten durch Photoätzen ausgebildet. Nach dem Ätzen des Oxidfilms wird nachfolgend die Halbleiterbasis geätzt, wodurch Gräben 120 ausgebildet werden, die eine Tiefe haben, die über den pn-Übergang von einer Oberfläche der Halbleiterbasis hinaus reicht (siehe 5B). Zusammen mit einem solchen Ausbilden der Gräben wird ein freiliegender Abschnitt des pn-Übergangs A auf Innenflächen der Gräben ausgebildet.
  • (c) Isolierschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird eine Isolierschicht 121, die aus einem Siliziumoxid-Film ausgebildet ist, auf Innenflächen der Gräben 120 durch ein thermisches Oxidationsverfahren mittels trockenem Sauerstoff (DryO2) ausgebildet (siehe 5C). Die Dicke der Isolierschicht 121 wird auf einen Wert gesetzt, der in einen Bereich zwischen 5 nm und 60 nm fällt (beispielsweise 20 nm). Die Isolierschicht wird so ausgebildet, dass eine Halbleiterbasis in einen Diffusionsofen eingeführt wird und dann eine thermische Oxidationsbehandlung bei einer Temperatur von 900°C für 10 Minuten ausgeführt wird, während ein Sauerstoffgas in den Diffusionsofen zugeführt wird. Wenn die Dicke der Isolierschicht 121 kleiner als 5 nm ist, kann ein Fall eintreten, bei dem ein Sperrstrom-Verringerungseffekt nicht erreicht werden kann. Auf der anderen Seite kann, wenn die Dicke der Isolierschicht 121 60 nm übersteigt, ein Fall eintreten, bei dem die Schicht, die aus einer Glaszusammensetzung hergestellt ist, im nächsten Glasschicht-Ausbildungsschritt nicht durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet werden kann.
  • (d) Glasschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird eine Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels hergestellt ist, auf Innenflächen der Gräben 120 und einer Oberfläche der Halbleiterbasis in der Umgebung der Gräben 120 durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet und dann die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet, so dass eine Glasschicht 124 zur Passivierung ausgebildet wird (siehe 5D). Durch das Ausbilden der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, auf den Innenflächen der Gräben 120 wird die Glasschicht 124 so ausgebildet, dass die Glasschicht 124 die Innenflächen der Gräben 120 mit einer Isolierschicht 121 bedeckt, die dazwischen angeordnet ist. Somit wird der freiliegende Abschnitt des pn-Übergangs in dem Graben 120 in einen Zustand gebracht, in dem der freiliegende Abschnitt des pn-Übergangs durch die Glasschicht 124 bedeckt ist, wobei die Isolierschicht 121 dazwischen angeordnet ist.
  • Oxidfilm-Entfernungsschritt
  • Als nächstes wird ein Photoresist 126 so ausgebildet, dass das Photoresist 126 die Oberfläche der Glasschicht 124 bedeckt, und dann wird der Oxidfilm 116 mittels des Photoresist 126 als Maske geätzt, so dass der Oxidfilm 116, der an einer Position 130, an der ein Ni-plattierter Elektrodenfilm ausgebildet werden soll, ausgebildet ist, entfernt wird (siehe 6A).
  • (f) Ausbildungsschritt eines Bereichs mit aufgerauter Oberfläche
  • Als nächstes wird eine Oberfläche der Halbleiterbasis an einer Position 130, an der der Ni-plattierte Elektrodenfilm ausgebildet werden soll, einer Behandlung zum Aufrauen der Oberfläche ausgesetzt, wodurch ein Bereich mit aufgerauter Oberfläche 132 für eine erhöhte Haftung zwischen der Ni-plattierten Elektrode und der Halbleiterbasis ausgebildet wird (siehe 6B).
  • (g) Elektroden-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird eine Ni-Plattierung auf die Halbleiterbasis angewendet, wodurch eine Anode 134 auf dem Bereich mit aufgerauter Oberfläche 132 ausgebildet wird und eine Kathode 136 auf der anderen Oberfläche der Halbleiterbasis ausgebildet wird (siehe 6C).
  • (h) Halbleiterbasis-Schneideschritt
  • Als nächstes wird die Halbleiterbasis geschnitten, indem der mittlere Abschnitt der Glasschicht 124 zerschnitten wird oder Ähnliches, wodurch die Halbleiterbasis in Chips geteilt wird, wodurch Halbleitervorrichtungen (Mesa-pn-Dioden) 102 hergestellt werden (siehe 6D).
  • Durch die oben erwähnten Schritte kann die sehr zuverlässige Mesa-Halbleitervorrichtung 102 (die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6) hergestellt werden.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 wird die Halbleitervorrichtung mittels des Glasmaterials zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels auf die gleiche Weise hergestellt, wie in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4. Daher kann eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei enthält, auf die selbe Weise wie im herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst”, verwendet wird.
  • Weiter ist gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 die Isolierschicht 121 zwischen der Halbleiterbasis und der Glasschicht 124 angeordnet. Somit werden die Isoliereigenschaften der Halbleitervorrichtung verbessert. Weiter wird die Halbleitervorrichtung kaum durch die Zusammensetzung der Glasschicht oder die Aushärtebedingungen des Glases beeinflusst und daher kann eine Halbleitervorrichtung mit niedrigem Sperrstrom auf eine stabile Weise hergestellt werden.
  • Weiter kann das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 auch die folgende vorteilhafte Eigenschaft erlangen. Insbesondere kann, wenn eine harzgekapselte Halbleitervorrichtung hergestellt wird, indem eine Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 erhalten wird, mit einem Harz gegossen wird, eine solche harzgekapselte Halbleitervorrichtung einen höheren Widerstand gegenüber einer Sperrvorspannung bei einer hohen Temperatur zeigen als eine harzgekapselte Halbleitervorrichtung, die hergestellt wird, indem eine Halbleitervorrichtung mit einem Harz mittels eines herkömmlichen „Glasmaterials, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, gegossen wird.
  • Weiter wird, gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6, die Glasschicht 124 in Kontakt mit der Isolierschicht 121 gebracht, die eine höhere Benetzungsfähigkeit als die Halbleiterbasis hat, und daher werden Blasen kaum von einer Grenzfläche zwischen der Halbleiterbasis und der Glasschicht in einem Verfahren des Ausbildens der Glasschicht durch Aushärten der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung hergestellt ist, erzeugt. Somit ist es möglich, die Erzeugung von solchen Blasen zu unterdrücken, ohne eine Komponente mit einem Entschäumungsmittel wie Nickeloxid oder mit einer kleinen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, selbst wenn die Komponente hinzugefügt wird, hinzuzufügen.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 gleicht im Wesentlichen dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4, außer dass der zweite Schritt Folgendes umfasst: den Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht auf dem freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs in dem Graben; und den Schritt des Ausbildens der Glasschicht so, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Isolierschicht dazwischen angeordnet ist. Somit nimmt, mit Bezug auf die vorteilhaften Eigenschaften, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 annimmt, das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 die genau gleichen vorteilhaften Eigenschaften an wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 mit Bezug auf die grundsätzlichen Merkmale der Ausführungsform 6, die gleich den grundsätzlichen Merkmalen der Ausführungsform 4 sind.
  • [Ausführungsform 7]
  • In der gleichen Weise wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 in der folgenden Reihenfolge Folgendes: einen ersten Schritt des Anfertigens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs umfasst, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; und einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt. In dem zweiten Schritt wird die Glasschicht mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels ausgebildet. Anders als bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 umfasst bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 der zweite Schritt Folgendes: einen Schritt zum Ausbilden einer Isolierschicht auf dem freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs in einem Halbleiterelement; und einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Isolierschicht dazwischen angeordnet ist. Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 wird eine planare pn-Diode als die Halbleitervorrichtung hergestellt.
  • 7A bis 7D und 8A bis 8D sind Ansichten zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7. 7A bis 7D und 8A bis 8D sind Ansichten, die entsprechende Schritte des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zeigen. In dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7, wie es in 7A bis 7D und 8A bis 8D gezeigt ist, werden ein „Halbleiterbasis-Anfertigungsschritt”, ein „p+-Diffusionsschicht-Ausbildungsschritt”, ein „n+-Diffusionsschicht-Ausbildungsschritt”, ein „Isolierschicht-Ausbildungsschritt”, ein „Glasschicht-Ausbildungsschritt”, ein „Ätzschritt” und ein „Elektroden-Ausbildungsschritt” in dieser Reihenfolge ausgeführt. Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 in der Reihenfolge dieser Schritte beschrieben.
  • Halbleiterbasis-Anfertigungsschritt
  • Zuerst wird eine Halbleiterbasis, in der eine n–-Epitaxieschicht 212 auf ein n+-Siliziumsubstrat 210 laminiert wird, angefertigt (siehe 7A).
  • (b) p+-Diffusionsschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird, nachdem eine Maske M1 auf der n–-Epitaxieschicht 212 ausgebildet wurde, eine p-Unreinheit (beispielsweise Bor-Ionen) in einen vorbestimmten Bereich auf einer Oberfläche der n–-Epitaxieschicht 212 durch ein Ionen-Implantationsverfahren mittels der Maske M1 eingeführt. Dann wird eine p+-Diffusionsschicht 214 durch thermische Diffusion ausgebildet (siehe 7B). In diesem Schritt wird ein freiliegender Abschnitt des pn-Übergangs A auf einer Oberfläche der Halbleiterbasis ausgebildet.
  • (c) n+-Diffusionsschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird die Maske M1 von der n–-Epitaxieschicht 212 entfernt und eine Maske M2 wird auf der n–-Epitaxieschicht 212 ausgebildet. Danach wird eine n-Unreinheit (beispielsweise Arsen-Ionen) in einen vorbestimmten Bereich auf der Oberfläche der n–-Epitaxieschicht 212 durch ein Ionen-Implantationsverfahren mittels der Maske M2 eingeführt. Dann wird eine n+-Diffusionsschicht 216 durch thermische Diffusion ausgebildet (siehe 7C).
  • (d) Isolierschicht-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird die Maske M2 von der n–-Epitaxieschicht 212 entfernt. Dann wird eine Isolierschicht 218 aus einem Siliziumoxid-Film auf der Oberfläche der n–-Epitaxieschicht 212 (und auf einer Rückseite des n+-Siliziumsubstrats 210) durch ein thermisches Oxidationsverfahren mittels trockenem Sauerstoff (DryO2) ausgebildet (siehe 7D). Die Dicke der Isolierschicht 218 wird auf einen Wert gesetzt, der in einen Bereich zwischen 5 nm und 60 nm fällt (beispielsweise 20 nm). Die Isolierschicht 218 wird so ausgebildet, dass eine Halbleiterbasis in einen Diffusionsofen eingeführt wird und dann eine thermische Oxidationsbehandlung bei einer Temperatur von 900°C für 10 Minuten ausgeführt wird, während ein Sauerstoffgas in den Diffusionsofen zugeführt wird. Wenn die Dicke der Isolierschicht 218 kleiner als 5 nm ist, kann ein Fall eintreten, bei dem ein Sperrstrom-Verringerungseffekt nicht erreicht werden kann. Auf der anderen Seite kann, wenn die Dicke der Isolierschicht 218 60 nm übersteigt, ein Fall eintreten, bei dem die Schicht, die aus einer Glaszusammensetzung hergestellt ist, im nächsten Glasschicht-Ausbildungsschritt nicht durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet werden kann.
  • (e) Glasschicht-Ausbildungsschritt
  • Dann wird eine Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels hergestellt ist, auf der Oberfläche der Isolierschicht 218 durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet, worauf die Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, ausgehärtet wird, wodurch eine Glasschicht 220 zur Passivierung ausgebildet wird (siehe 8A).
  • (f) Ätzschritt
  • Als nächstes wird, nachdem eine Maske M3 auf einer Oberfläche der Glasschicht 220 ausgebildet wurde, die Glasschicht 220 geätzt (siehe 8B). Nachfolgend wird die Isolierschicht 218 geätzt (siehe 8C). Aufgrund dieser Ätzung wird die Isolierschicht 218 und die Glasschicht 220 auf einem vorbestimmten Bereich auf der Oberfläche der n–-Epitaxieschicht 212 ausgebildet.
  • Elektroden-Ausbildungsschritt
  • Als nächstes wird die Maske M3 von der Oberfläche der Glasschicht 220 entfernt und nachfolgend wird eine Anode 222 auf einem Bereich der Oberfläche der Halbleiterbasis, umgeben von der Glasschicht 220, ausgebildet und eine Kathode 224 wird auf einer rückseitigen Fläche der Halbleiterbasis ausgebildet (siehe 8D).
  • Halbleiterbasis-Schneideschritt
  • Als nächstes wird die Halbleiterbasis geschnitten, indem die Halbleiterbasis zerschnitten wird oder Ähnliches, wodurch Halbleitervorrichtungen (planare pn-Dioden) 202 hergestellt werden.
  • Durch die oben erwähnten Schritte kann eine sehr zuverlässige planare Halbleitervorrichtung (die Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7) hergestellt werden.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 wird, auf die gleiche Weise, wie in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5, die Halbleitervorrichtung mittels des Glasmaterials zum Schutz eines Halbleiterübergangs des ersten Beispiels hergestellt. Daher kann eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei enthält, auf die selbe Weise wie im herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente umfasst”, verwendet wird.
  • Weiter ist gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 die Isolierschicht 218 zwischen der Halbleiterbasis und der Glasschicht 220 angeordnet. Somit werden die Isoliereigenschaften der Halbleitervorrichtung verbessert und die Halbleitervorrichtung wird kaum durch die Zusammensetzung der Glasschicht oder die Aushärtebedingungen des Glases beeinflusst und daher kann eine Halbleitervorrichtung mit niedrigem Sperrstrom auf eine stabile Weise hergestellt werden.
  • Weiter kann das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 auch die folgende vorteilhafte Eigenschaft annehmen. Insbesondere kann, wenn eine harzgekapselte Halbleitervorrichtung hergestellt wird, indem eine Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 erhalten wird, mit einem Harz gegossen wird, eine solche harzgekapselte Halbleitervorrichtung einen höheren Widerstand gegenüber einer Sperrvorspannung bei einer hohen Temperatur zeigen als eine harzgekapselte Halbleitervorrichtung, die hergestellt wird, indem eine Halbleitervorrichtung mit einem Harz mittels eines herkömmlichen „Glasmaterials, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, gegossen wird.
  • Weiter wird, gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7, die Glasschicht 220 in Kontakt mit der Isolierschicht 218 gebracht, die eine höhere Benetzungsfähigkeit als die Halbleiterbasis hat, und daher werden Blasen kaum von einer Grenzfläche zwischen der Halbleiterbasis und der Glasschicht in dem Schritt des Ausbildens der Glasschicht durch Aushärten der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung hergestellt ist, erzeugt. Somit ist es möglich, die Erzeugung von solchen Blasen zu unterdrücken, ohne eine Komponente mit einem Entschäumungsmittel wie Nickeloxid oder mit einer kleinen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, selbst wenn die Komponente hinzugefügt wird, hinzuzufügen.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 gleicht im Wesentlichen dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5, außer dass der zweite Schritt Folgendes umfasst: den Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht auf dem freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs in einem Halbleiterelement; und den Schritt des Ausbildens der Glasschicht so, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Isolierschicht dazwischen angeordnet ist. Somit nimmt, mit Bezug auf die vorteilhaften Eigenschaften, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 annimmt, das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 7 die genau gleichen vorteilhaften Eigenschaften an wie das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 5 mit Bezug auf die grundsätzlichen Merkmale der Ausführungsform 7, die gleich den grundsätzlichen Merkmalen der Ausführungsform 5 sind.
  • [Beispiele]
  • 1. Anfertigung der Proben
  • 9 ist eine Tabelle, die Bedingungen und Ergebnisse von Beispielen zeigt. Rohmaterialien werden in Zusammensetzungsverhältnissen angefertigt, die in Beispielen 1 bis 5 und Vergleichsbeispielen 1 bis 9 angegeben sind (siehe 9). Die Rohmaterialien werden ausreichend zusammen durch einen Mischer gemischt und gerührt und dann wird das gemischte Rohmaterial in einen Platintiegel gefühlt und in einem elektrischen Ofen geschmolzen, indem die Temperatur auf eine vorbestimmte Temperatur (1350°C bis 1550°C) angehoben wird und die Temperatur für zwei Stunden gehalten wird. Dann wird das Material in geschmolzenem Zustand veranlasst, aus dem Tiegel zu fließen, und wird in wassergekühlte Rollen gefüllt, so dass Glasflocken in Flockenform erhalten werden. Die Glasflocken werden durch eine Kugelmühle pulverisiert, bis die Glasflocken eine durchschnittliche Partikelgröße von 5 μm annehmen, wodurch eine pulverförmige Glaszusammensetzung erhalten wird.
  • Die Rohmaterialien, die in den Beispielen verwendet werden, sind SiO2, H3BO3, Al2O3, ZnO, CaCO3, BaCO3, MgO, NiO, ZrO2 und PbO.
  • 2. Evaluation
  • Die entsprechenden Glaszusammensetzungen, die durch die oben erwähnten Verfahren erhalten werden, werden in Übereinstimmung mit den folgenden Evaluationsaspekten evaluiert.
  • (1) Evaluationsaspekt 1 (Umweltbelastung)
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass eine „sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann, indem ein Glasmaterial verwendet wird, das kein Blei in der Weise enthält wie im herkömmlichen Fall, in dem ein „Glasmaterial, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, verwendet wird” und daher wird das Ergebnis „gut” vergeben, wenn die Glaszusammensetzung keine Bleikomponente enthält, und das Ergebnis „schlecht”, wenn die Glaszusammensetzung eine Bleikomponente enthält.
  • (2) Evaluationsaspekt 2 (Aushärtetemperatur)
  • Wenn die Aushärtetemperatur zu hoch ist, beeinflusst die Aushärtetemperatur eine Halbleitervorrichtung in einem Herstellungsverfahren stark. Somit wird das Ergebnis „gut” vergeben, wenn die Aushärtetemperatur kleiner oder gleich 1000°C ist, und das Ergebnis „schlecht”, wenn die Aushärtetemperatur 1000°C übersteigt. In Spalten des Evaluationsaspekts 2 in 9 zeigen Zahlen in Klammern Aushärtetemperaturen an.
  • (3) Evaluationsaspekt 3 (Widerstand gegenüber Chemikalien)
  • Das Ergebnis „gut” wird vergeben, wenn die Glaszusammensetzung Unlöslichkeit mit Bezug auf Flusssäure zeigt, und das Ergebnis „schlecht” wird vergeben, wenn die Glaszusammensetzung Löslichkeit gegenüber Flusssäure zeigt. Ein Test, um zu evaluieren, ob die Glaszusammensetzung Unlöslichkeit gegenüber Flusssäure zeigt, wird mittels der folgenden beiden Testverfahren (Testverfahren 1 und 2) ausgeführt.
  • (3-1) Testverfahren 1
  • Glasschichten werden auf Oberflächen von hochglanzpolierten Siliziumwafern durch ein Elektrophoreseverfahren mittels der entsprechenden Glaszusammensetzungen ausgebildet. Nach dem Aushärten wird der Siliziumwafer aufgeteilt, indem er in Proben geschnitten wird, die eine Größe von 10 mm × 10 mm haben. Danach wird jede Probe in Flusssäure-Lösung (6%) für 5 Minuten getaucht und eine Änderung des Gewichts der Proben vor und nach dem Eintauchen wird gemessen. Als Ergebnis wird das Ergebnis „gut” vergeben, wenn die Änderung des Gewichts der Probe kleiner oder gleich 2,0 mg ist, und das Ergebnis „schlecht” wird vergeben, wenn die Änderung des Gewichts der Probe größer als 2,0 mg ist.
  • (3-2) Testverfahren 2
  • Glasschichten werden auf Oberflächen von hochglanzpolierten Siliziumwafern durch ein Elektrophoreseverfahren mittels der entsprechenden Glaszusammensetzungen ausgebildet. Nach dem Aushärten wird der Siliziumwafer aufgeteilt, indem er in Proben geschnitten wird, die eine Größe von 10 mm × 10 mm haben. Danach wird ein Resist mit einer Öffnung von 4 mm ϕ auf der Oberfläche der Probe ausgebildet, auf der die Glasschicht ausgebildet wird, wodurch die Probe angefertigt ist. Dann wird jede Probe in Flusssäure-Lösung (6%) für 5 Minuten getaucht, worauf das Resist entfernt wird. Dann wird eine Höhe der Stufe zwischen einem geätzten Abschnitt und einem nicht geätzten Abschnitt (an 4 Positionen) mittels eines Schärfentiefe-Verfahrens gemessen. 10 ist eine Photographie, die die Höhe der Stufe zwischen dem geätzten Abschnitt und dem nicht geätzten Abschnitt zeigt. Als Ergebnis wird das Ergebnis „gut” vergeben, wenn der Durchschnittswert der Höhe der Stufen an 4 Messpunkten 6,0 μm oder weniger beträgt, und das Ergebnis „schlecht” wird vergeben, wenn der Durchschnittswert der Höhe der Stufen an 4 Messpunkten 6,0 μm übersteigt.
  • (3-3) Zusammenfassende Evaluation des Evaluationsaspekts 3
  • Das Ergebnis „gut” wird in der zusammenfassenden Evaluation vergeben, wenn das Ergebnis „gut” mit Bezug auf alle Elemente vergeben wurde, die in beiden Testverfahren 1 und 2 ausgewertet wurden. Das Ergebnis „schlecht” wird in der zusammenfassenden Evaluation vergeben, wenn das Ergebnis „schlecht” mit Bezug auf mindestens eines der Testverfahren 1 und 2 vergeben wurde. 11 zeigt die Ergebnisse der Testverfahren 1 und 2. Wie man aus 9 ersehen kann, werden die Glaszusammensetzungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs gemäß den Vergleichsbeispielen 7 bis 9 in dem Vorgang der Vitrifizierung kristallisiert und daher kann die Evaluation des Evaluationsaspekts 3 nicht ausgeführt werden. Somit ist „–” in den Spalten des Evaluationsaspekts 3 in 9 angegeben.
  • (4) Evaluationsaspekt 4 (durchschnittlicher linearer Expansionskoeffizient)
  • Glasplatten in Flockenform werden aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand angefertigt, die in dem oben erwähnten Schritt „1. Anfertigen der Proben” erhalten werden, und ein durchschnittlicher linearer Expansionskoeffizient der Glaszusammensetzung bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C wird gemessen, indem die Glasplatten in Flockenform verwendet werden. Der durchschnittliche lineare Expansionskoeffizient wird durch ein Gesamtexpansions-Messverfahren (Temperatur-Anstiegsgeschwindigkeit: 10°C/Min.) mittels thermomechanischer Analysatoren TMA-50, die von Shimadzu Corp. hergestellt werden, gemessen, wobei ein Silizium-Einkristall mit einer Länge von 20 mm als Standardprobe verwendet wird. Als Ergebnis der Messung wird das Ergebnis „gut” vergeben, wenn der durchschnittliche lineare Expansionskoeffizient bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C kleiner oder gleich 4,5·10–6 ist, und das Ergebnis „schlecht” wird vergeben, wenn der durchschnittliche lineare Expansionskoeffizient 4,5·10–6 übersteigt. In der Spalte des Evaluationsaspekts 4 in 9 zeigen Zahlen in Klammern durchschnittliche lineare Expansionskoeffizienten der Glaszusammensetzung in einem Temperaturbereich von 50°C bis 550°C·10+6 an. Der lineare Expansionskoeffizient von Silizium ist 3,73·10–6.
  • Evaluationsaspekt 5 (Isoliereigenschaften)
  • Eine Halbleitervorrichtung (pn-Diode), die eine Durchschlagspannungs-Stärke der 600 V-Klasse hat, wird durch ein Verfahren hergestellt, das im Wesentlichen gleich dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 ist, und eine Durchschlagspannungs-Charakteristik in Sperrrichtung einer Halbleitervorrichtung, die durch das Verfahren hergestellt wird, wird gemessen. 12A bis 12C sind Graphen, die Durchschlagspannungs-Charakteristika in Sperrrichtung von Halbleitervorrichtungen zeigen. 12A ist ein Graph, der eine Durchschlagspannungs-Charakteristik in Sperrrichtung einer Halbleitervorrichtung zeigt, die mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs gemäß Beispiel 1 hergestellt ist. 12B ist ein Graph, der eine Durchschlagspannungs-Charakteristik in Sperrrichtung einer Halbleitervorrichtung zeigt, die mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs gemäß Beispiel 3 hergestellt ist. 12C ist ein Graph, der eine Durchschlagspannungs-Charakteristik in Sperrrichtung einer Halbleitervorrichtung zeigt, die mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs gemäß Beispiel 5 hergestellt ist. Als Ergebnis wird das Ergebnis „gut” vergeben, wenn die Durchschlagspannungs-Charakteristik in Sperrrichtung einer Halbleitervorrichtung in einen normalen Bereich fällt, und das Ergebnis „schlecht” wird vergeben, wenn die Durchschlagspannungs-Charakteristik einer Halbleitervorrichtung außerhalb eines normalen Bereichs fällt. Wie man aus 9 ersehen kann, werden die Glaszusammensetzungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs gemäß den Vergleichsbeispielen 7 bis 9 in dem Vorgang der Vitrifizierung kristallisiert und daher kann die Evaluation des Evaluationsaspekts 5 nicht ausgeführt werden. Somit ist „–” in den Spalten des Evaluationsaspekts 5 in 9 angegeben.
  • (6) Evaluationsaspekt 6 (Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Kristallisierung)
  • Eine Halbleitervorrichtung (pn-Diode) wird durch ein Verfahren hergestellt, das im Wesentlichen dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 gleicht. Als Ergebnis wird das Ergebnis „gut” vergeben, wenn Vitrifizierung ausgeführt werden kann, ohne die Kristallisierung der Glaszusammensetzung in einem Herstellungsschritt hervorzurufen, und das Ergebnis „schlecht” wird vergeben, wenn Vitrifizierung aufgrund der Kristallisierung nicht ausgeführt werden kann.
  • Evaluationsaspekt 7 (Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Erzeugung von Blasen)
  • Das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Erzeugung von Blasen in einer Glasschicht wird in einem Zustand beobachtet, in dem die Glasschicht auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist, wobei eine Isolierschicht dazwischen angeordnet ist. Das heißt, dass eine Halbleitervorrichtung (pn-Diode) durch ein Verfahren hergestellt wird, das im Wesentlichen gleich dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 6 ist, und die Beobachtung wird durchgeführt, ob Blasen im Inneren der Glasschicht 124 (insbesondere in der Umgebung einer Grenzfläche zwischen der Isolierschicht 121 und der Glasschicht 124) erzeugt werden (vorläufige Evaluation). Dann werden Glasschichten auf hochglanzpolierten Oberflächen von Siliziumwafern durch ein Elektrophoreseverfahren mittels entsprechender Glaszusammensetzungen ausgebildet, wobei eine Isolierschicht dazwischen angeordnet ist. Nach dem Aushärten wird der Siliziumwafer aufgeteilt, indem er in Proben mit einer Größe von 10 mm × 10 mm geschnitten wird. Dann wird durch ein metallurgisches Mikroskop die Beobachtung gemacht, ob Blasen im Inneren der Glasschichten der Proben erzeugt wurden (nachfolgende Evaluation).
  • Für die Referenz wird das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Erzeugung von Blasen mit Bezug auf einen Fall beobachtet, in dem eine Glasschicht auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist, ohne dass eine Isolierschicht dazwischen angeordnet ist, in der gleichen Weise wie den Fall, in dem die Glasschicht auf dem Siliziumsubstrat ausgebildet ist, wobei die Isolierschicht dazwischen angeordnet ist. Das heißt, dass eine Halbleitervorrichtung (pn-Diode) durch ein Verfahren hergestellt wird, das im Wesentlichen einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsform 4 gleicht, und die Beobachtung wird gemacht, ob Blasen im Inneren der Glasschicht 124 (insbesondere in der Umgebung einer Grenzfläche zwischen dem Siliziumsubstrat und der Glasschicht 124) erzeugt werden oder nicht (vorläufige Evaluation (Referenz)). Dann werden Glasschichten auf hochglanzpolierten Oberflächen des Siliziumwafers durch ein Elektrophoreseverfahren mittels entsprechender Glaszusammensetzungen ausgebildet. Nach dem Aushärten wird der Siliziumwafer aufgeteilt, indem er in Proben geschnitten wird, die eine Größe von 10 mm × 10 mm haben. Dann wird mittels eines metallurgischen Mikroskops die Beobachtung gemacht, ob Blasen in der Glasschicht der Proben erzeugt werden oder nicht (nachfolgende Evaluation (Referenz)).
  • 13A und 13B sind Ansichten zur Beschreibung davon, ob Blasen b im Inneren der Glasschicht 124 in der vorläufigen Evaluation und der vorläufigen Evaluation (Referenz) erzeugt werden. 13A ist eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung, wenn keine Blasen b in der vorläufigen Evaluation erzeugt werden, während 13B eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung ist, wenn Blasen b in der vorläufigen Evaluation (Referenz) erzeugt werden. 14A und 14B sind Photographien zur Beschreibung dessen, dass Blasen b im Inneren der Glasschicht in der nachfolgenden Evaluation und der nachfolgenden Evaluation (Referenz) erzeugt werden. 14A ist eine Photographie, die eine Grenzfläche zwischen dem Siliziumsubstrat und der Glasschicht in einer vergrößerten Form zeigt, wenn keine Blasen in der nachfolgenden Evaluation erzeugt werden, und 14B ist eine Photographie, die eine Grenzfläche zwischen dem Siliziumsubstrat und der Glasschicht in einer vergrößerten Form zeigt, wenn Blasen b in der nachfolgenden Evaluation (Referenz) erzeugt werden. Als Ergebnis des Experiments wurde herausgefunden, dass es eine ausreichend starke Korrelation zwischen dem Ergebnis der vorläufigen Evaluation der vorliegenden Erfindung und der vorläufigen Evaluation (Referenz) und dem Ergebnis der nachfolgenden Evaluation der vorliegenden Erfindung und der nachfolgenden Evaluation (Referenz) gibt. In der nachfolgenden Evaluation und der nachfolgenden Evaluation (Referenz) wird das Ergebnis „gut” vergeben, wenn keine Blasen mit einem Durchmesser von 50 μm oder mehr im Inneren der Glasschicht erzeugt werden, das Ergebnis „durchschnittlich” wird vergeben, wenn eine bis zwanzig Blasen mit einem Durchmesser von 50 μm oder mehr im Inneren der Glasschicht erzeugt werden, und das Ergebnis „schlecht” wird vergeben, wenn zwanzig oder mehr Blasen mit einem Durchmesser von 50 μm oder mehr im Inneren der Glasschicht erzeugt werden. Wie man aus 9 ersehen kann, werden die Glaszusammensetzungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs gemäß den Vergleichsbeispielen 7 bis 9 in dem Vorgang der Vitrifizierung kristallisiert und daher kann die Evaluation des Evaluationsaspekts 7 nicht ausgeführt werden. Somit ist „–” in den Spalten des Evaluationsaspekts 3 in 9 angegeben.
  • (8) Zusammenfassende Evaluation
  • Das Ergebnis „gut” wird vergeben, wenn das Ergebnis „gut” mit Bezug auf alle der oben erwähnten Evaluationsaspekte 1 bis 7 vergeben wurde, und das Ergebnis „schlecht” wird vergeben, wenn das Ergebnis „durchschnittlich” oder „schlecht” mit Bezug auf mindestens einen der entsprechenden Evaluationsaspekte vergeben wurde.
  • 3. Evaluationsergebnis
  • Wie man aus 9 ersehen kann, wurde in allen Glaszusammensetzungen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 9 das Ergebnis „schlecht” mit Bezug auf mindestens einen der Evaluationsaspekte vergeben, so dass das Ergebnis „schlecht” mit Bezug auf die zusammenfassende Evaluation vergeben wird. Das heißt, dass bei der Glaszusammensetzung gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 das Ergebnis „schlecht” mit Bezug auf den Evaluationsaspekt 3 vergeben wurde. Weiter wurde bei den Glaszusammensetzungen gemäß den Vergleichsbeispielen 7 bis 9 das Ergebnis „schlecht” mit Bezug auf den Evaluationsaspekt 6 vergeben.
  • Im Gegensatz dazu wurde bei allen Glaszusammensetzungen gemäß den Beispielen 1 bis 5 das Ergebnis „gut” mit Bezug auf alle Evaluationsaspekte (Evaluationsaspekte 1 bis 7) vergeben. Im Ergebnis wurde herausgefunden, dass, obwohl alle Glaszusammensetzungen gemäß den Beispielen 1 bis 5 kein Blei enthalten, diese Glaszusammensetzungen alle folgenden Bedingungen (a) bis (d) erfüllen, das heißt, die Bedingung (a), dass die Glaszusammensetzung bei einer angemessenen Temperatur ausgehärtet werden kann (beispielsweise bei 1000°C oder weniger), die Bedingung (b), dass die Glaszusammensetzung Chemikalien (Flusssäure) widersteht, die in manchen Schritten verwendet werden, der Bedingung (c), dass die Glaszusammensetzung einen linearen Expansionskoeffizient hat, der nahe an dem linearen Expansionskoeffizienten von Silizium liegt (insbesondere einem durchschnittlichen linearen Expansionskoeffizienten bei einer Temperatur von 50°C bis 550°C, der nahe an einem linearen Expansionskoeffizienten von Silizium liegt), und der Bedingung (d), dass die Glaszusammensetzung sehr gute Isoliereigenschaften hat. Es wurde auch herausgefunden, dass diese Glaszusammensetzungen die Bedingung (e) erfüllen, dass die Glaszusammensetzung im Vorgang der Vitrifizierung nicht kristallisiert, und die Bedingung (f), dass das Auftreten eines Zustands, bei dem eine Durchschlagspannungs-Charakteristik in Sperrrichtung der Halbleitervorrichtung sich verschlechtert, unterdrückt werden kann, indem die Erzeugung von Blasen unterdrückt wird, die an einer Grenzfläche zwischen der Halbleiterbasis (Silizium) und der Isolierschicht, die auf der Halbleiterbasis ausgebildet ist, in einem Verfahren des Aushärtens „einer Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist”, die durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet wurde, erzeugt werden können.
  • Gemäß den Beispielen 1 bis 5 wird, wenn die Glasschicht auf dem Siliziumsubstrat ausgebildet wird, wobei die Isolierschicht dazwischen angeordnet ist, die Glasschicht 124 in Kontakt mit der Isolierschicht gebracht, die eine höhere Benetzungsfähigkeit als die Halbleiterbasis hat, und daher werden Blasen kaum von einer Grenzfläche zwischen der Halbleiterbasis (Isolierschicht) und der Glasschicht in einem Verfahren des Ausbildens der Glasschicht durch Aushärten der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung hergestellt ist, erzeugt. Daher ist es möglich, die Erzeugung solcher Blasen zu unterdrücken, ohne eine Komponente hinzuzufügen, die ein Entschäumungsmittel wie Nickeloxid enthält, oder mit einer kleinen Menge (beispielsweise 2,0 Mol-% oder weniger) einer solchen Komponente, selbst wenn die Komponente hinzugefügt wurde.
  • Das Folgende wurde auch herausgefunden. Insbesondere zeigt, wenn eine harzgekapselte Halbleitervorrichtung hergestellt wird, indem eine Halbleitervorrichtung, die wie oben hergestellt ist, mit einem Harz gegossen wird, eine solche harzgekapselte Halbleitervorrichtung einen höheren Widerstand gegenüber einer Sperrvorspannung bei einer hohen Temperatur als eine harzgekapselte Halbleitervorrichtung, die hergestellt wird, indem eine Halbleitervorrichtung mit einem Harz mittels eines herkömmlichen „Glasmaterials, das Bleisilikat als Hauptkomponente enthält”, gegossen wird.
  • Obwohl die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs, das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und eine solche Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Vorangegangenen zusammen mit den oben erwähnten Ausführungsformen beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann ausgeführt werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgenden Modifikationen sind beispielsweise denkbar.
    • (1) In den oben erwähnten Ausführungsformen 4 bis 7 ist, obwohl die Glasschicht mittels der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs der Ausführungsform 1 ausgebildet wird, die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Glaszusammensetzung beschränkt. Die Glasschicht kann beispielsweise mittels anderer Glaszusammensetzungen zum Schutz eines Halbleiterübergangs im Schutzumfang des Anspruchs 1 ausgebildet werden.
    • (2) In den oben erwähnten Beispielen ist, obwohl Nickeloxid als das „mindestens eine Metalloxid, das aus einer Menge ausgewählt ist, die aus Nickeloxid, Kupferoxid, Manganoxid und Zirkoniumoxid besteht”, verwendet wird, die vorliegende Erfindung nicht auf Nickeloxid beschränkt. Statt Nickeloxid kann beispielsweise Kupferoxid, Manganoxid oder Zirkoniumoxid verwendet werden. Weiter muss die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs nicht „mindestens ein Metalloxid, das aus einer Menge ausgewählt ist, die aus Nickeloxid, Kupferoxid, Manganoxid und Zirkoniumoxid besteht”, verwenden.
    • (3) In den oben erwähnten Ausführungsformen 4 und 6 wird die Glasschicht durch ein Elektrophoreseverfahren ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Verfahren eingeschränkt. Die Glasschicht kann beispielsweise durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Siebdruckverfahren, ein Rakel-Verfahren oder ein anderes Verfahren zum Ausbilden einer Glasschicht ausgebildet werden.
    • (4) In den oben erwähnten Ausführungsformen 5 und 7 wird die Glasschicht durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Verfahren eingeschränkt. Die Glasschicht kann beispielsweise durch ein Elektrophoreseverfahren, ein Siebdruckverfahren, ein Rakel-Verfahren oder ein anderes Verfahren zum Ausbilden einer Glasschicht ausgebildet werden. In den oben erwähnten Zusammensetzungen (3) und (4) ist es vorzuziehen, wenn die Glasschicht durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Siebdruckverfahren oder ein Rakel-Verfahren ausgebildet wird, die Glasschicht mittels einer Mischung auszubilden, die erhalten wird, indem ein organisches Bindemittel zu der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hinzugefügt wird. Indem beispielsweise eine Mischung, die hergestellt wird, indem ein organisches Bindemittel zu der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hinzugefügt wird, durch Beschichtung mittels eines vorbestimmten Verfahrens auf eine Halbleiterbasis angewendet wird, wird das organische Bindemittel während des Zeitraums des Aushärtens des Glases verteilt, so dass eine angestrebte Glasschicht ausgebildet werden kann.
    • (5) In den oben erwähnten entsprechenden Ausführungsformen 6 und 7 wird eine Isolierschicht, die aus Siliziumoxid-Film ausgebildet ist, durch ein thermisches Oxidationsverfahren mittels trockenem Sauerstoff (DryO2) ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Isolierfilm eingeschränkt. Eine Isolierschicht, die aus einem Siliziumoxid-Film ausgebildet ist, kann beispielsweise durch ein thermisches Oxidationsverfahren mittels trockenem Sauerstoff und Stickstoff (DryO2 + N2) ausgebildet werden, eine Isolierschicht, die aus einem Siliziumoxid-Film ausgebildet ist, kann durch ein thermisches Oxidationsverfahren mittels nassem Sauerstoff (WetO2) ausgebildet werden oder eine Isolierschicht, die aus einem Siliziumoxid-Film ausgebildet ist, kann durch ein thermisches Oxidationsverfahren mittels nassem Sauerstoff und Stickstoff (WetO2 + N2) ausgebildet werden. Weiter kann eine Isolierschicht, die aus einem Siliziumoxid-Film ausgebildet ist, durch CVD ausgebildet werden. Darüber hinaus kann eine Isolierschicht, die aus einem Film, der sich von einem Siliziumoxid-Film unterscheidet (beispielsweise eine Isolierschicht, die aus einem Siliziumnitrid-Film ausgebildet ist, eine halbisolierende Schicht mit hohem Widerstand (beispielsweise SIPOS) oder Ähnliches), ausgebildet werden.
    • (6) In den oben erwähnten Ausführungsformen 4 und 6 wird das Photoresist 126 als Maske verwendet, wenn der Oxidfilm 116 geätzt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das Photoresist 126 eingeschränkt. Ein abstandsbasierter Glas-Schutzfilm kann beispielsweise als die Maske verwendet werden.
    • (7) In den oben erwähnten Ausführungsformen 5 und 7 wird die Halbleiterbasis verwendet, bei der die n–-Epitaxieschicht 212 auf das n+-Siliziumsubstrat 210 laminiert wird. Es kann jedoch eine Halbleiterbasis verwendet werden, bei der eine n+-Schicht ausgebildet wird, indem eine p-Unreinheit wie Phosphor in ein n–-Siliziumsubstrat diffundiert wird.
    • (8) In der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Glaszusammensetzung verwendet wird, die in einem Verfahren des Aushärtens der Glaszusammensetzungsschicht kaum kristallisiert. Mit der Verwendung einer solchen Glaszusammensetzung ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung auf eine stabile Weise herzustellen, die einen niedrigen Sperrableitstrom aufweist. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der Technik, die in JP S63-117 929 A offenbart ist, wo die Glaszusammensetzung in einen Glas-Keramik-Körper umgewandelt wird, der einen hohen Grad an Kristallinität beim Vorgang des Aushärtens einer Glasschicht aufweist.
    • (9) In der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, ein Rohmaterial zu verwenden, das im Wesentlichen kein Bi enthält. Mit der Verwendung eines solchen Rohmaterials wird die Glasschicht im Vorgang des Aushärten der Glaszusammensetzungsschicht kaum kristallisiert, so dass eine Halbleitervorrichtung auf eine stabile Weise hergestellt werden kann, die einen niedrigen Sperrableitstrom aufweist. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der Technik, die in JP 2005-525 287 A offenbart ist, wo ein Rohmaterial, das Bi enthält, verwendet wird.
    • (10) In der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, ein Rohmaterial zu verwenden, das im Wesentlichen kein Cu enthält. Mit der Verwendung eines solchen Rohmaterials wird die Glasschicht im Vorgang des Aushärtens der Glaszusammensetzungsschicht kaum kristallisiert. Somit kann eine Halbleitervorrichtung auf eine stabile Weise hergestellt werden, die einen niedrigen Sperrableitstrom aufweist. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der Technik, die in JP 2001-287 984 A offenbart ist, wo ein Rohmaterial, das Cu enthält, verwendet wird.
    • (11) In der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, ein Rohmaterial zu verwenden, das im Wesentlichen weder Li noch Pb enthält. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der Technik, die in JP 2002-16 272 A offenbart ist, wo ein Rohmaterial, das Li und Pb enthält, verwendet wird.
    • (12) In der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, ein Rohmaterial zu verwenden, das im Wesentlichen kein P enthält. Mit der Verwendung eines solchen Rohmaterials ist es möglich, die Diffusion von P (Phosphor) von der Glasschicht in die Halbleiterbasis im Vorgang des Aushärtens der Schicht, die aus der Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs hergestellt ist, zu verhindern, und somit kann eine sehr zuverlässige Halbleitervorrichtung hergestellt werden.
    • (13) In den oben erwähnten Ausführungsformen 4 bis 7 wurde die vorliegende Erfindung beschrieben, indem Dioden (Mesa-pn-Dioden, planare pn-Dioden) als Beispiel verwendet wurden. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf solche Dioden eingeschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch auf alle Arten von Halbleitervorrichtungen anwendbar, bei denen ein pn-Übergang freiliegt (beispielsweise ein Thyristor, ein Power-MOSFET, ein IGBT und Ähnliches).
    • (14) In den oben erwähnten Ausführungsformen 4 bis 7 wird ein Substrat als Halbleitersubstrat verwendet, das aus Silizium hergestellt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein Siliziumsubstrat eingeschränkt. Andere Halbleitersubstrate können verwendet werden, beispielsweise ein SiC-Substrat, eine GaN-Substrat und ein GaO-Substrat.
  • Bezugszeichenliste
    • 100, 102, 200, 202, 900
    Halbleitervorrichtung
    110, 910
    n–-Halbleitersubstrat
    112, 912
    p+-Diffusionsschicht
    114, 914
    n–-Diffusionsschicht
    116, 118, 916, 918
    Oxidfilm
    120, 920
    Graben
    121, 218
    Isolierschicht
    124, 220, 924
    Glasschicht
    126, 926
    Photoresist
    130, 930
    Abschnitt, an dem ein Ni-plattierter Elektrodenfilm ausgebildet werden soll
    132, 932
    Bereich mit aufgerauter Oberfläche
    134, 222, 934
    Anode
    136, 224, 936
    Kathode
    210
    n+-Halbleitersubstrat
    212
    n–-Epitaxieschicht
    214
    p+-Diffusionsschicht
    216
    n+-Diffusionsschicht
    b
    Blasen

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das in der folgenden Reihenfolge Folgendes umfasst: einen ersten Schritt des Anfertigens eines Halbleiterelements, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs aufweist, wobei ein pn-Übergang freigelegt ist; und einen zweiten Schritt des Ausbildens einer Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei in dem zweiten Schritt die Glasschicht mittels einer Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ausgebildet wird, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand gewonnen werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das zumindest SiO2, B2O3, Al2O3 und Oxide von Erdalkali-Metallen umfasst und im Wesentlichen kein Pb, As, Sb, Li, Na, K und Zn und kein Füllmaterial umfasst.
  2. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Schritt Folgendes umfasst: einen Schritt des Anfertigen einer Halbleiterbasis, die einen pn-Übergang parallel zu einer ihrer Hauptflächen aufweist; und einen Schritt des Ausbildens des freiliegenden Abschnitts des pn-Übergangs im Inneren eines Grabens, indem der Graben von einer Oberfläche der Halbleiterbasis mit einer Tiefe ausgebildet wird, die den pn-Übergang übersteigt, und der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht umfasst, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens bedeckt.
  3. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der zweite Schritt einen Schritt zum Ausbilden der Glasschicht umfasst, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens direkt bedeckt.
  4. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht oder einer halbisolierenden Schicht mit hohem Widerstand auf dem freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens umfasst und einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht so, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Isolierschicht oder eine halbisolierenden Schicht mit hohem Widerstand dazwischen angeordnet ist.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Schritt einen Schritt des Ausbildens des freiliegenden Abschnitts des pn-Übergangs auf einer Oberfläche der Halbleiterbasis umfasst und der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht umfasst, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs auf der Oberfläche der Halbleiterbasis bedeckt.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht umfasst, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs auf der Oberfläche der Halbleiterbasis direkt bedeckt.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der zweite Schritt einen Schritt des Ausbildens einer Isolierschicht oder einer halbisolierenden Schicht mit hohem Widerstand auf dem freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs auf einer Oberfläche der Halbleiterbasis umfasst und einen Schritt des Ausbildens der Glasschicht, so dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Isolierschicht oder eine halbisolierenden Schicht mit hohem Widerstand dazwischen angeordnet ist.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, wobei die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs eine Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ist, die im Wesentlichen kein multivalentes Element als Entschäumungsmittel enthält.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das multivalente Element V, Mn, Sn, Ce, Nb und Ta enthält.
  10. Halbleitervorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Halbleiterelement, das einen freiliegenden Abschnitt eines pn-Übergangs aufweist, wobei der pn-Übergang freigelegt ist; und eine Glasschicht, die so ausgebildet ist, dass die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs bedeckt, wobei die Glasschicht mittels einer Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs ausgebildet ist, die aus feinen Glaspartikeln hergestellt ist, die aus einem Material in einem geschmolzenen Zustand gewonnen werden, das erhalten wird, indem ein Rohmaterial geschmolzen wird, das zumindest SiO2, B2O3, Al2O3 und Oxide von Erdalkali-Metallen umfasst und im Wesentlichen kein Pb, As, Sb, Li, Na, K und Zn umfasst, und die Glaszusammensetzung zum Schutz eines Halbleiterübergangs kein Füllmaterial umfasst, wobei die Halbleitervorrichtung eine Mesa-Halbleitervorrichtung ist, wobei eine Halbleiterbasis angefertigt ist, die den pn-Übergang parallel zu einer ihrer Hauptflächen aufweist, wobei der freiliegende Abschnitt im Inneren eines Grabens gebildet ist, der von einer Oberfläche der Halbleiterbasis mit einer Tiefe ausgebildet ist, die den pn-Übergang übersteigt, und wobei die Glasschicht den freiliegenden Abschnitt des pn-Übergangs im Inneren des Grabens bedeckt.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6588028B2 (ja) * 2014-10-31 2019-10-09 新電元工業株式会社 半導体装置の製造方法及びレジストガラス
CN104900716B (zh) * 2015-05-18 2018-07-20 杭州士兰集成电路有限公司 单向tvs器件结构及其制作方法
CN110828562A (zh) * 2019-11-29 2020-02-21 力特半导体（无锡）有限公司 晶闸管及其制造方法
CN114783893B (zh) * 2022-06-16 2022-09-20 四川上特科技有限公司 一种gpp二极管芯片生产方法
CN116959979B (zh) * 2023-07-14 2024-02-23 常州银河电器有限公司 耐高温的gpp芯片的生产工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020032117A1 (en) * 2000-01-12 2002-03-14 Ulrich Peuchert Alkali-free aluminoborosilicate glass, and uses thereof

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293659A (en) * 1980-05-01 1981-10-06 Freeman Chemical Corporation Composition for coating molded articles
US4959330A (en) * 1989-06-20 1990-09-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Crystallizable glass and thick film compositions thereof
JPH0692687A (ja) * 1992-09-14 1994-04-05 Denki Kagaku Kogyo Kk 針状誘電体粒子含有結晶化ガラス組成物
DE19934072C2 (de) * 1999-07-23 2001-06-13 Schott Glas Alkalifreies Aluminoborosilicatglas, seine Verwendungen und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2002016272A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Kyocera Corp 光電変換装置
US6620996B2 (en) 2000-05-29 2003-09-16 Kyocera Corporation Photoelectric conversion device
JP4022113B2 (ja) * 2002-08-28 2007-12-12 新電元工業株式会社 半導体装置の製造方法及び半導体装置
WO2004094338A1 (ja) * 2003-04-21 2004-11-04 Asahi Glass Company, Limited 誘電体形成用無鉛ガラス、誘電体形成用ガラスセラミックス組成物、誘電体および積層誘電体製造方法
TW200933899A (en) * 2008-01-29 2009-08-01 Sanyo Electric Co Mesa type semiconductor device and method for making the same
JP5138401B2 (ja) * 2008-01-30 2013-02-06 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子とその製造方法ならびに光学素子ブランクの製造方法
JP5375385B2 (ja) * 2009-07-13 2013-12-25 日本電気硝子株式会社 ガラス基板の製造方法
EP2717299B1 (de) * 2011-05-26 2016-07-27 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Glaszusammensetzung zum schutz einer halbleiterverbindung, herstellungsverfahren für eine halbleitervorrichtung und halbleitervorrichtung
US9006113B2 (en) * 2011-08-29 2015-04-14 Shindengen Electric Manufacturing Co. Ltd. Glass composition for protecting semiconductor junction, method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device
EP2858098B1 (de) * 2012-05-08 2020-12-02 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Verfahren zur herstellung eines harzversiegelten halbleiterbauelements
WO2013168237A1 (ja) * 2012-05-08 2013-11-14 新電元工業株式会社 半導体接合保護用ガラス組成物、半導体装置の製造方法及び半導体装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020032117A1 (en) * 2000-01-12 2002-03-14 Ulrich Peuchert Alkali-free aluminoborosilicate glass, and uses thereof

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