JP2002353227A - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子Info
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- JP2002353227A JP2002353227A JP2001159258A JP2001159258A JP2002353227A JP 2002353227 A JP2002353227 A JP 2002353227A JP 2001159258 A JP2001159258 A JP 2001159258A JP 2001159258 A JP2001159258 A JP 2001159258A JP 2002353227 A JP2002353227 A JP 2002353227A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子の保護膜を鉛系ガラスで形成する
と焼成温度が高くなった。 【解決手段】 ｎ＋形半導体領域７とｎ形半導体領域８
とｐ形半導体領域９とから成る半導体基板１の傾斜側面
１０に、負電荷を有する樹脂から成る保護膜６を形成す
る。樹脂として例えばカルボキシル基、スルフォン酸基
等のアニオン性の強い官能基を有するものを使用する。
と焼成温度が高くなった。 【解決手段】 ｎ＋形半導体領域７とｎ形半導体領域８
とｐ形半導体領域９とから成る半導体基板１の傾斜側面
１０に、負電荷を有する樹脂から成る保護膜６を形成す
る。樹脂として例えばカルボキシル基、スルフォン酸基
等のアニオン性の強い官能基を有するものを使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子に関
し、詳細にはメサ構造を有する半導体素子に最適な保護
膜に関する。
し、詳細にはメサ構造を有する半導体素子に最適な保護
膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板の外周面を傾斜させたダイオ
ード、トランジスタ等の半導体素子、即ちベベル構造あ
るいはメサ構造と呼ばれる半導体素子のｐｎ接合が露出
している傾斜面を保護膜で被覆した半導体素子（以下、
ベベル形半導体素子という）は公知である。この種のベ
ベル形半導体素子では、傾斜面を鉛系ガラスや亜鉛系ガ
ラスから成る保護膜で被覆して、半導体表面の安定化を
図っている。これらの保護膜は、周知の電気泳動法、ス
クリーン印刷方法等でガラス材料をベベル溝に印刷し、
その後にガラス材料を７００℃以上の高温で焼成するこ
とでこれをガラス化して形成される。
ード、トランジスタ等の半導体素子、即ちベベル構造あ
るいはメサ構造と呼ばれる半導体素子のｐｎ接合が露出
している傾斜面を保護膜で被覆した半導体素子（以下、
ベベル形半導体素子という）は公知である。この種のベ
ベル形半導体素子では、傾斜面を鉛系ガラスや亜鉛系ガ
ラスから成る保護膜で被覆して、半導体表面の安定化を
図っている。これらの保護膜は、周知の電気泳動法、ス
クリーン印刷方法等でガラス材料をベベル溝に印刷し、
その後にガラス材料を７００℃以上の高温で焼成するこ
とでこれをガラス化して形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のベベ
ル形半導体素子では、次のような問題があった。 （１） ガラス材料を７００℃以上の高温で焼成する必
要があるため、製造工程上の制約が多い。即ち、焼成温
度が高いため、ガラス保護膜を最終工程で形成すること
ができない。 （２） ガラス形成後の応力により、半導体ウエハの反
りが発生し易く、このウエハの反りによって後工程にお
いて種々の不都合が生じる。即ち、ウエハが反ると、例
えばウエハを真空チャック式のステージに良好に吸着す
ることができない等の工程上の問題が生じる。また、ウ
エハの反りの程度が大きいと、露光機の焦点深度に追従
できず、ウエハ面内において均一なパターンプロファイ
ルが得られない等の問題も生じる。
ル形半導体素子では、次のような問題があった。 （１） ガラス材料を７００℃以上の高温で焼成する必
要があるため、製造工程上の制約が多い。即ち、焼成温
度が高いため、ガラス保護膜を最終工程で形成すること
ができない。 （２） ガラス形成後の応力により、半導体ウエハの反
りが発生し易く、このウエハの反りによって後工程にお
いて種々の不都合が生じる。即ち、ウエハが反ると、例
えばウエハを真空チャック式のステージに良好に吸着す
ることができない等の工程上の問題が生じる。また、ウ
エハの反りの程度が大きいと、露光機の焦点深度に追従
できず、ウエハ面内において均一なパターンプロファイ
ルが得られない等の問題も生じる。
【０００４】そこで、本発明の目的は、このような問題
点を解消することができる半導体素子を提供することに
ある。
点を解消することができる半導体素子を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、半導体基板の表面に、
負電荷を有する樹脂から成る保護膜が形成されているこ
とを特徴とする半導体素子に係わるものである。
目的を達成するための本発明は、半導体基板の表面に、
負電荷を有する樹脂から成る保護膜が形成されているこ
とを特徴とする半導体素子に係わるものである。
【０００６】
【発明の効果】本発明は次の効果を有する。 （イ） 保護膜は、鉛系又は亜鉛系ガラスではなく、負
電荷を有する樹脂から成るので、保護膜の形成時に高温
焼成が不要になり、比較的低い温度（例えば２００℃）
の熱処理で保護膜を形成することができる。この結果、
半導体素子の製造工程上の制約が少なくなり、例えば、
保護膜を最終工程で形成することもできる。 （ロ） 負電荷を有する樹脂から成る保護膜は、ガラス
から成る保護膜に比較して低応力である。このため、保
護膜の形成後に半導体基板又はウエハの反りが生ぜず、
基板の反りによる不都合を解消できる。即ち。基板が反
り難いので、例えば基板を真空チャック式のステージに
良好に吸着することができるし、露光機の焦点深度に追
従でき基板又はウエハ面内において均一なパターンプロ
ファイルを得ることができる。 （ハ） 鉛や亜鉛など、環境的に問題となる有害元素を
含まない製造プロセスを構築できる。 （ニ） 保護膜が負電荷を有しているため、負電荷が半
導体基板表面の可動性イオンを捕獲し、可動性プラスイ
オンの減少をもたらす。このため、可動性プラスイオン
による耐圧の不安定化を防止することができる。 （ホ） 保護膜が負電荷を有する樹脂から成るので、こ
の保護膜と接触したｎ形半導体領域の表面近傍の電子を
バルク内部に反発させることができ、ｎ形半導体領域に
空乏層が広がりやすくなる。この結果、素子の耐圧を向
上することができる。
電荷を有する樹脂から成るので、保護膜の形成時に高温
焼成が不要になり、比較的低い温度（例えば２００℃）
の熱処理で保護膜を形成することができる。この結果、
半導体素子の製造工程上の制約が少なくなり、例えば、
保護膜を最終工程で形成することもできる。 （ロ） 負電荷を有する樹脂から成る保護膜は、ガラス
から成る保護膜に比較して低応力である。このため、保
護膜の形成後に半導体基板又はウエハの反りが生ぜず、
基板の反りによる不都合を解消できる。即ち。基板が反
り難いので、例えば基板を真空チャック式のステージに
良好に吸着することができるし、露光機の焦点深度に追
従でき基板又はウエハ面内において均一なパターンプロ
ファイルを得ることができる。 （ハ） 鉛や亜鉛など、環境的に問題となる有害元素を
含まない製造プロセスを構築できる。 （ニ） 保護膜が負電荷を有しているため、負電荷が半
導体基板表面の可動性イオンを捕獲し、可動性プラスイ
オンの減少をもたらす。このため、可動性プラスイオン
による耐圧の不安定化を防止することができる。 （ホ） 保護膜が負電荷を有する樹脂から成るので、こ
の保護膜と接触したｎ形半導体領域の表面近傍の電子を
バルク内部に反発させることができ、ｎ形半導体領域に
空乏層が広がりやすくなる。この結果、素子の耐圧を向
上することができる。
【０００７】
【実施形態】次に、本発明の一実施形態に係わる半導体
素子としてのベベル形ダイオードについて図１及び図２
を参照して説明する。本実施形態のベベル形ダイオード
は、シリコン半導体から成る半導体基板１と、この半導
体基板１の一方の主面２に形成された第１の電極として
のアノード電極３と、半導体基板１の他方の主面４に形
成された第２の電極としてのカソード電極５と、本発明
に従う保護膜６とを有している。
素子としてのベベル形ダイオードについて図１及び図２
を参照して説明する。本実施形態のベベル形ダイオード
は、シリコン半導体から成る半導体基板１と、この半導
体基板１の一方の主面２に形成された第１の電極として
のアノード電極３と、半導体基板１の他方の主面４に形
成された第２の電極としてのカソード電極５と、本発明
に従う保護膜６とを有している。
【０００８】シリコン半導体基板１は、ｎ＋形半導体領
域７と、このｎ＋形半導体領域７の上面に形成されたｎ
形半導体領域８と、ｎ形半導体領域８の上に形成された
ｐ形半導体領域９とを有している。
域７と、このｎ＋形半導体領域７の上面に形成されたｎ
形半導体領域８と、ｎ形半導体領域８の上に形成された
ｐ形半導体領域９とを有している。
【０００９】アルミニウム等の金属材料から成るアノー
ド電極３は、半導体基板１の一方の主面２上に形成され
て、ｐ形半導体領域９に低抵抗性接触している。アルミ
ニウム等の金属材料から成るカソード電極５は、半導体
基板１の他方の主面４に形成されて、ｎ＋形半導体領域
７に低抵抗性接触している。
ド電極３は、半導体基板１の一方の主面２上に形成され
て、ｐ形半導体領域９に低抵抗性接触している。アルミ
ニウム等の金属材料から成るカソード電極５は、半導体
基板１の他方の主面４に形成されて、ｎ＋形半導体領域
７に低抵抗性接触している。
【００１０】半導体基板１は、傾斜側面１０を有する。
この傾斜側面１０は半導体基板１の一方の主面２から他
方の主面４に向かって末広がりに形成されており、この
傾斜側面（ベベル溝）１０にｎ形半導体領域８とｐ形半
導体領域９の界面に形成されたｐｎ接合１１の端が露出
している。
この傾斜側面１０は半導体基板１の一方の主面２から他
方の主面４に向かって末広がりに形成されており、この
傾斜側面（ベベル溝）１０にｎ形半導体領域８とｐ形半
導体領域９の界面に形成されたｐｎ接合１１の端が露出
している。
【００１１】本発明に従う保護膜６は、負電荷を有する
樹脂から成り、半導体基板１のｐｎ接合１１の端が露出
している傾斜側面１０を覆うように設けられており、且
つその一方の端は半導体基板１の一方の主面２にまで延
在して半導体基板１の一方の主面２の外周側を被覆して
いる。この保護膜は鉛系ガラス及び亜鉛系ガラスの焼成
温度よりも低い温度で固化させることができるものであ
り、且つ鉛系ガラス及び亜鉛系ガラスの保護膜よりも半
導体基板１に対して小さい応力を有するものである。
樹脂から成り、半導体基板１のｐｎ接合１１の端が露出
している傾斜側面１０を覆うように設けられており、且
つその一方の端は半導体基板１の一方の主面２にまで延
在して半導体基板１の一方の主面２の外周側を被覆して
いる。この保護膜は鉛系ガラス及び亜鉛系ガラスの焼成
温度よりも低い温度で固化させることができるものであ
り、且つ鉛系ガラス及び亜鉛系ガラスの保護膜よりも半
導体基板１に対して小さい応力を有するものである。
【００１２】負電荷を有する樹脂として、樹脂を構成す
る高分子中に側鎖としてカルボキシル基（−ＣＯＯ
Ｈ）、スルフォン酸基（−ＳＯ3 Ｈ）、ハロゲン基、酸
無水物の基等のアニオン性の強い官能基を有する構造の
樹脂を使用することができる。なお、酸無水物の基は次
の化１の化学式（構造式）で示すことができる。カルボ
キシル基を有する樹脂としては例えばポリアクリル酸、
スルフォン酸基を有する負電荷樹脂としては例えばリア
クリルアミドスルフォン酸、ハロゲン基を有する樹脂と
しては例えば含フッ素芳香族ポリイミド、酸無水物の基
を有する樹脂としては例えばポリアクリル酸無水物であ
る。
る高分子中に側鎖としてカルボキシル基（−ＣＯＯ
Ｈ）、スルフォン酸基（−ＳＯ3 Ｈ）、ハロゲン基、酸
無水物の基等のアニオン性の強い官能基を有する構造の
樹脂を使用することができる。なお、酸無水物の基は次
の化１の化学式（構造式）で示すことができる。カルボ
キシル基を有する樹脂としては例えばポリアクリル酸、
スルフォン酸基を有する負電荷樹脂としては例えばリア
クリルアミドスルフォン酸、ハロゲン基を有する樹脂と
しては例えば含フッ素芳香族ポリイミド、酸無水物の基
を有する樹脂としては例えばポリアクリル酸無水物であ
る。
【００１３】
【化１】
【００１４】本実施形態では、保護膜６の樹脂としてカ
ルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する樹脂としてポリア
クリル酸を選択した。
ルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する樹脂としてポリア
クリル酸を選択した。
【００１５】図１のダイオードを製造する時には、図２
に示すように半導体ウエハ１ａに複数のダイオード形式
領域１２を設け、これ等の相互間に傾斜側面１０が得ら
れるようにメサ溝１０ａを設け、ポリアクリル酸から成
る樹脂を溝１０ａの表面に塗布し、しかる後、塗布樹脂
に１８０℃（好ましくは２００℃以下）の熱処理を施し
て保護膜６を形成する。しかる後、図２で点線で示す位
置でウエハ１ａを切断し、複数のダイオードを得る。ポ
リアクリル酸膜から成る保護膜６のゼータ電圧を、非対
称電気泳動法で測定したところ、−３６ｍＶ（ＰＨ＝
７．１）を示し、保護膜６がその表面に負電荷を有して
いること即ち表面が負に帯電していることが確認され
た。
に示すように半導体ウエハ１ａに複数のダイオード形式
領域１２を設け、これ等の相互間に傾斜側面１０が得ら
れるようにメサ溝１０ａを設け、ポリアクリル酸から成
る樹脂を溝１０ａの表面に塗布し、しかる後、塗布樹脂
に１８０℃（好ましくは２００℃以下）の熱処理を施し
て保護膜６を形成する。しかる後、図２で点線で示す位
置でウエハ１ａを切断し、複数のダイオードを得る。ポ
リアクリル酸膜から成る保護膜６のゼータ電圧を、非対
称電気泳動法で測定したところ、−３６ｍＶ（ＰＨ＝
７．１）を示し、保護膜６がその表面に負電荷を有して
いること即ち表面が負に帯電していることが確認され
た。
【００１６】本実施形態によれば、前述の発明の効果の
欄に示した（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）の効果を得
ることができる。
欄に示した（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）の効果を得
ることができる。
【００１７】
【変形例】本発明は上述の実施形態に限定されるもので
なく、例えば次の変形が可能なものである。 （１） ダイオードに限ることなく、トランジスタ等の
半導体素子にも本発明を適用することができる。トラン
ジスタを製造する時には、例えば図３のｐ形半導体領域
９の中にエミッタとしてのｎ+形半導体領域２０を設け
る。図３において、ｎ+形半導体領域７とｎ形半導体領
域８とはコレクタ領域として機能し、ｐ形半導体領域９
はベ−ス領域として機能する。電極５がコレクタ電極、
電極３がエミッタ電極、電極２１がベ−ス電極として機
能する。なお、一方の主面２の外周側には酸化膜又は窒
化膜等の絶縁膜２２が設けられ、この絶縁膜２２の上に
図１と同一の保護膜６が延在している。図１のダイオ−
ドにおいても、図３の絶縁膜２２に相当するものを図３
と同様に形成することができる。 （２） アノード電極３の形成は、保護膜６の形成前で
あってもよいし、後であってもよい。アノード電極３を
保護膜６よりも後に形成する時にはアノード電極３を保
護膜６の上に延在させることができる。ただし、アノ−
ド電極３を形成した後には、アノ−ド電極を構成する金
属とシリコン半導体とを合金化するための熱処理（400
〜500℃）を施す必要があるが、負電荷樹脂によっては
この熱に耐えられないものがあるため、この場合には、
アノ−ド電極３の形成を保護膜６の形成前に行うにが良
い。 （３） 保護膜６の熱処理温度を、従来のガラス材料の
焼成温度約７００℃よりも低い温度範囲例えば１５０〜
５００℃内の任意の温度にすることができる。
なく、例えば次の変形が可能なものである。 （１） ダイオードに限ることなく、トランジスタ等の
半導体素子にも本発明を適用することができる。トラン
ジスタを製造する時には、例えば図３のｐ形半導体領域
９の中にエミッタとしてのｎ+形半導体領域２０を設け
る。図３において、ｎ+形半導体領域７とｎ形半導体領
域８とはコレクタ領域として機能し、ｐ形半導体領域９
はベ−ス領域として機能する。電極５がコレクタ電極、
電極３がエミッタ電極、電極２１がベ−ス電極として機
能する。なお、一方の主面２の外周側には酸化膜又は窒
化膜等の絶縁膜２２が設けられ、この絶縁膜２２の上に
図１と同一の保護膜６が延在している。図１のダイオ−
ドにおいても、図３の絶縁膜２２に相当するものを図３
と同様に形成することができる。 （２） アノード電極３の形成は、保護膜６の形成前で
あってもよいし、後であってもよい。アノード電極３を
保護膜６よりも後に形成する時にはアノード電極３を保
護膜６の上に延在させることができる。ただし、アノ−
ド電極３を形成した後には、アノ−ド電極を構成する金
属とシリコン半導体とを合金化するための熱処理（400
〜500℃）を施す必要があるが、負電荷樹脂によっては
この熱に耐えられないものがあるため、この場合には、
アノ−ド電極３の形成を保護膜６の形成前に行うにが良
い。 （３） 保護膜６の熱処理温度を、従来のガラス材料の
焼成温度約７００℃よりも低い温度範囲例えば１５０〜
５００℃内の任意の温度にすることができる。
【図１】本発明の実施形態に従うダイオードを示す断面
図である。
図である。
【図２】図１のダイオードをウエハの状態で示す断面図
である。
である。
【図３】本発明を適用したとトランジスタを示す断面図
である。
である。
１ 半導体基板 ３ アノード電極 ５ カソード電極 ６ 保護膜
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板の表面に、負電荷を有する樹
脂から成る保護膜が形成されていることを特徴とする半
導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001159258A JP2002353227A (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001159258A JP2002353227A (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | 半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002353227A true JP2002353227A (ja) | 2002-12-06 |
Family
ID=19002871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001159258A Pending JP2002353227A (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | 半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002353227A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009152457A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | メサ型半導体装置及びその製造方法 |
| WO2018179768A1 (ja) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Tdk株式会社 | 半導体装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07219225A (ja) * | 1994-02-03 | 1995-08-18 | Hitachi Ltd | 感光性樹脂組成物 |
| JP2000247958A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd | ヘキサアリールビイミダゾール化合物、これを用いた感光性組成物及びパターンの製造法並びに電子部品 |
| JP2001110799A (ja) * | 1999-10-04 | 2001-04-20 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体素子及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-05-28 JP JP2001159258A patent/JP2002353227A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07219225A (ja) * | 1994-02-03 | 1995-08-18 | Hitachi Ltd | 感光性樹脂組成物 |
| JP2000247958A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd | ヘキサアリールビイミダゾール化合物、これを用いた感光性組成物及びパターンの製造法並びに電子部品 |
| JP2001110799A (ja) * | 1999-10-04 | 2001-04-20 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体素子及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009152457A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | メサ型半導体装置及びその製造方法 |
| WO2018179768A1 (ja) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Tdk株式会社 | 半導体装置 |
| US11164953B2 (en) | 2017-03-29 | 2021-11-02 | Tdk Corporation | Semiconductor device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040602 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040723 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050330 |