JP2008235436A - Semiconductor element, method for manufacturing the same, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、電飾装置、案内表示板装置や照明器具等に使用される半導体素子、この半導体素子の製造方法、および、この半導体素子を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor element used in, for example, an electric decoration device, a guidance display board device, a lighting fixture, and the like, a method for manufacturing the semiconductor element, and a semiconductor device having the semiconductor element.
近年、半導体素子の一つである半導体発光ダイオード(以下、「LED」と言う。)の製造技術が急速に進歩し、特に青色のLEDが開発されて以降は、光の3原色のLEDが揃ったことから、その3原色のLEDの組み合わせによりあらゆる波長の光を作り出すことが可能となった。それゆえ、屋外用の電飾への普及も目覚しく、最近は一般家庭でも広く楽しまれている。 In recent years, manufacturing technology of a semiconductor light-emitting diode (hereinafter referred to as “LED”), which is one of semiconductor elements, has advanced rapidly, and since the development of blue LEDs in particular, LEDs of three primary colors of light have been prepared. Therefore, it became possible to produce light of all wavelengths by the combination of the three primary color LEDs. Therefore, it has been widely used in outdoor lighting, and recently it has been widely enjoyed in general households.
赤色、緑色、青色の3色のLEDは、一般的には、各々、同電流を流すために要する電圧が異なり、それは、材料に拠るところが大きい。そのため、3色のLEDを同一基板に載置するには不都合である。 In general, LEDs of three colors, red, green, and blue, each have different voltages required to pass the same current, which largely depends on the material. Therefore, it is inconvenient to place three color LEDs on the same substrate.
例えば、同一基板上に、AlGaInP系の赤色LED、InGaN系の緑色LED、および、InGaN系の青色LEDを載置した単純な並列回路を作って、定電圧駆動で、3色一斉点灯する場合、電流は、その抵抗値の比率と半比例して流れるので、2〜2.5Vの電圧では、赤色LEDだけが光る一方、3V以上の電圧では、赤色LEDに絶対最大定格以上の電流が流れて、赤色LEDが破壊する。 For example, when a simple parallel circuit in which an AlGaInP red LED, an InGaN green LED, and an InGaN blue LED are mounted on the same substrate and the three colors are lit at a constant voltage drive, Since the current flows in proportion to the ratio of the resistance values, only the red LED shines at a voltage of 2 to 2.5V, while the current exceeding the absolute maximum rating flows to the red LED at a voltage of 3V or more. The red LED is destroyed.
そこで、従来、定電圧動作する定電圧素子(ツェナーダイオード)をLEDに並列に接続して、各LEDに均一な電圧を印加可能にして、光源を均等に発光させていた(特開2004−281279号公報:特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の半導体素子では、3色のLEDを点灯させる場合、低抵抗のLEDに、抵抗部品を別途接続する必要があり、回路が複雑になり、コストアップとなる問題があった。 However, in the conventional semiconductor device, when three color LEDs are lit, it is necessary to separately connect a resistance component to the low resistance LED, which causes a problem that the circuit becomes complicated and the cost is increased.
そこで、この発明の課題は、複数の種類の異なる半導体素子を使用するとき、複数の半導体素子の抵抗値を、部品数を増加することなく、揃えることができて、回路を単純化できる半導体素子を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can simplify the circuit by aligning the resistance values of the plurality of semiconductor devices without increasing the number of components when using a plurality of different types of semiconductor devices. Is to provide.
上記課題を解決するため、この発明の半導体素子は、
互いにウエハボンディングにより接合されている第1のウエハおよび第2のウエハを有し、
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのボンディング界面は、抵抗を有し、
上記ボンディング界面の抵抗の値が制御されて、全体の駆動電圧が、上記第1のウエハの固有の電圧と上記第2のウエハの固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the semiconductor element of the present invention is
Having a first wafer and a second wafer bonded together by wafer bonding;
The bonding interface between the first wafer and the second wafer has a resistance;
The resistance value of the bonding interface is controlled so that the overall driving voltage becomes larger than the value obtained by adding the intrinsic voltage of the first wafer and the intrinsic voltage of the second wafer. It is characterized by being.
この発明の半導体素子によれば、互いにウエハボンディングにより接合されている第1のウエハおよび第2のウエハを有し、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのボンディング界面は、抵抗を有するので、上記半導体素子は抵抗を含み、上記半導体素子に別途、抵抗部品を接続する必要がない。 According to the semiconductor element of the present invention, the first wafer and the second wafer are bonded to each other by wafer bonding, and the bonding interface between the first wafer and the second wafer has resistance. The semiconductor element includes a resistor, and there is no need to separately connect a resistance component to the semiconductor element.
また、上記ボンディング界面の抵抗の値が制御されて、全体の駆動電圧が、上記第1のウエハの固有の電圧と上記第2のウエハの固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整されているので、簡単な構成で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。 In addition, the resistance value of the bonding interface is controlled so that the entire driving voltage becomes larger than the value obtained by adding the intrinsic voltage of the first wafer and the intrinsic voltage of the second wafer. Therefore, the driving voltage of the semiconductor element can be adjusted with a simple configuration.
したがって、複数の種類の異なる半導体素子を使用するとき、複数の半導体素子の抵抗値を、ボンディング界面の抵抗をコントロールすることで、揃えることができて、回路を単純化できる。 Therefore, when a plurality of different types of semiconductor elements are used, the resistance values of the plurality of semiconductor elements can be made uniform by controlling the resistance at the bonding interface, and the circuit can be simplified.
また、一実施形態の半導体素子では、上記第1のウエハは、発光層を有する。 In one embodiment, the first wafer has a light emitting layer.
この実施形態の半導体素子によれば、上記第1のウエハは、発光層を有するので、半導体発光素子に適用できる。 According to the semiconductor device of this embodiment, since the first wafer has the light emitting layer, it can be applied to the semiconductor light emitting device.
また、一実施形態の半導体素子では、上記第2のウエハは、透光性を有する。 In one embodiment, the second wafer has translucency.
この実施形態の半導体素子によれば、上記第2のウエハは、透光性を有するので、上記第2のウエハは、上記第1のウエハの発光光を透過して、光取り出し効率が向上する。 According to the semiconductor element of this embodiment, since the second wafer has translucency, the second wafer transmits the light emitted from the first wafer and the light extraction efficiency is improved. .
また、一実施形態の半導体素子では、上記第1のウエハは、ガリウム、アルミニウム、インジウム、リン、砒素、窒素を組み合わせたIII−V族半導体層を含む。 In one embodiment, the first wafer includes a group III-V semiconductor layer in which gallium, aluminum, indium, phosphorus, arsenic, and nitrogen are combined.
この実施形態の半導体素子によれば、上記第1のウエハは、III−V族半導体層を含むので、上記発光層の発光波長を赤外領域から近紫外領域までの広い範囲から選択できる。 According to the semiconductor element of this embodiment, since the first wafer includes the III-V group semiconductor layer, the emission wavelength of the light emitting layer can be selected from a wide range from the infrared region to the near ultraviolet region.
また、一実施形態の半導体素子では、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハは、ドーパントとして、亜鉛、テルル、硫黄、窒素、シリコン、炭素、酸素の少なくとも2つを含む。 In one embodiment, the first wafer and the second wafer contain at least two of zinc, tellurium, sulfur, nitrogen, silicon, carbon, and oxygen as dopants.
また、この発明の半導体素子の製造方法は、第1のウエハおよび第2のウエハのボンディング界面が、抵抗を有するように、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハを、互いにウエハボンディングにより接合することを特徴としている。 Also, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the first wafer and the second wafer are bonded to each other by wafer bonding so that the bonding interface between the first wafer and the second wafer has a resistance. It is characterized by doing.
この発明の半導体素子の製造方法によれば、第1のウエハおよび第2のウエハのボンディング界面が、抵抗を有するように、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハを、互いにウエハボンディングにより接合するので、上記半導体素子は抵抗を含み、上記半導体素子に別途、抵抗部品を接続する必要がない。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the first wafer and the second wafer are bonded to each other by wafer bonding so that the bonding interface between the first wafer and the second wafer has a resistance. Therefore, the semiconductor element includes a resistor, and it is not necessary to separately connect a resistance component to the semiconductor element.
したがって、複数の種類の異なる半導体素子を使用するとき、複数の半導体素子の抵抗値を、ボンディング界面の抵抗をコントロールすることで、揃えることができて、回路を単純化できる。 Therefore, when a plurality of different types of semiconductor elements are used, the resistance values of the plurality of semiconductor elements can be made uniform by controlling the resistance at the bonding interface, and the circuit can be simplified.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、全体の駆動電圧を、上記第1のウエハの固有の電圧と上記第2のウエハの固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整する。 In one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device, the resistance value of the bonding interface is controlled, and the overall drive voltage is determined as the specific voltage of the first wafer and the specific voltage of the second wafer. Adjust so that it is larger than the value obtained by adding and.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、全体の駆動電圧を、上記第1のウエハの固有の電圧と上記第2のウエハの固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device of this embodiment, the resistance value of the bonding interface is controlled so that the overall driving voltage is determined as the intrinsic voltage of the first wafer and the intrinsic voltage of the second wafer. Therefore, the driving voltage of the semiconductor device can be adjusted by a simple method.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層のキャリアの種類によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御する。 In one embodiment of the semiconductor device manufacturing method, the resistance value of the bonding interface is controlled according to the type of carrier of each bonding layer of the first wafer and the second wafer.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層のキャリアの種類によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。 According to the semiconductor element manufacturing method of this embodiment, the resistance value of the bonding interface is controlled by the type of carrier of each bonding layer of the first wafer and the second wafer. Thus, the driving voltage of the semiconductor element can be adjusted.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハの少なくとも一方のボンディング層は、MgまたはZnをドープしたGaPのエピタキシャル層である。 In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device, at least one bonding layer of the first wafer and the second wafer is a GaP epitaxial layer doped with Mg or Zn.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、上記エピタキシャル層のドーパントであるMgおよびZnの組み合わせにより、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を調整する。 In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device, the driving voltage is adjusted by controlling the resistance value of the bonding interface by a combination of Mg and Zn, which are dopants of the epitaxial layer.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記エピタキシャル層のドーパントであるMgおよびZnの組み合わせにより、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を調整するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device of this embodiment, the driving voltage is adjusted by controlling the resistance value of the bonding interface by a combination of Mg and Zn which are dopants of the epitaxial layer. Thus, the driving voltage of the semiconductor element can be adjusted.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハの少なくとも一方のボンディング層は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有する。 In one embodiment, at least one bonding layer of the first wafer and the second wafer has a surface doped with Mg or Zn by ion implantation or diffusion.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハの少なくとも一方のボンディング層は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有するので、上記ボンディング層のキャリア濃度最適化によって、上記ボンディング界面の抵抗を制御できる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device of this embodiment, at least one bonding layer of the first wafer and the second wafer has a surface doped with Mg or Zn by ion implantation or diffusion. The bonding interface resistance can be controlled by optimizing the carrier concentration of the bonding layer.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有し、
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層のキャリアの濃度によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を調整する。
In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device,
Each bonding layer of the first wafer and the second wafer has a surface doped with Mg or Zn by ion implantation or diffusion,
The drive voltage is adjusted by controlling the resistance value of the bonding interface according to the carrier concentration of the bonding layer of each of the first wafer and the second wafer.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有し、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層のキャリアの濃度によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を調整するので、上記ボンディング層のキャリア濃度最適化によって、上記ボンディング界面の抵抗を制御できる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment, each bonding layer of the first wafer and the second wafer has a surface doped with Mg or Zn by ion implantation or diffusion. According to the carrier concentration of the bonding layer of each of the first wafer and the second wafer, the resistance value of the bonding interface is controlled and the driving voltage is adjusted. Therefore, by optimizing the carrier concentration of the bonding layer, The resistance of the bonding interface can be controlled.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、
上記第1のウエハのボンディング層を、濃度が2.5〜3.5×1018cm−3のZnをドープしたGaP層とし、
上記第2のウエハのボンディング層を、濃度が0.5〜1.5×1018cm−3のZnをドープしたGaP層として、
上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を3〜3.5Vにする。
In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device,
The bonding layer of the first wafer is a GaP layer doped with Zn having a concentration of 2.5 to 3.5 × 10 18 cm −3 ,
The bonding layer of the second wafer is a GaP layer doped with Zn having a concentration of 0.5 to 1.5 × 10 18 cm −3 .
The driving voltage is set to 3 to 3.5 V by controlling the resistance value of the bonding interface.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記第1のウエハのボンディング層を、濃度が2.5〜3.5×1018cm−3のZnをドープしたGaP層とし、上記第2のウエハのボンディング層を、濃度が0.5〜1.5×1018cm−3のZnをドープしたGaP層として、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を3〜3.5Vにするので、この半導体素子を赤色の発光素子としたときに、この赤色の発光素子を、青色や緑色の他の色の発光素子の駆動電圧に、ほぼ揃えることができて、赤色、青色、緑色を同時点灯できる。 According to the method for manufacturing a semiconductor element of this embodiment, the bonding layer of the first wafer is a GaP layer doped with Zn having a concentration of 2.5 to 3.5 × 10 18 cm −3 , and the second The bonding layer of the wafer is a GaP layer doped with Zn having a concentration of 0.5 to 1.5 × 10 18 cm −3 , the resistance value of the bonding interface is controlled, and the driving voltage is set to 3 to 3 Therefore, when the semiconductor element is a red light emitting element, the red light emitting element can be substantially matched to the driving voltage of the light emitting elements of other colors such as blue and green. Blue and green can be lit simultaneously.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の圧力によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御する。 In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device, the resistance value at the bonding interface is controlled by the pressure at the time of wafer bonding between the first wafer and the second wafer.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の圧力によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。 According to the semiconductor element manufacturing method of this embodiment, the resistance value of the bonding interface is controlled by the pressure at the time of wafer bonding between the first wafer and the second wafer. The drive voltage of the semiconductor element can be adjusted.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の温度によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御する。 In one embodiment of the semiconductor device manufacturing method, the resistance value of the bonding interface is controlled by the temperature at the time of wafer bonding between the first wafer and the second wafer.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の温度によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。 According to the semiconductor element manufacturing method of this embodiment, the resistance value of the bonding interface is controlled by the temperature at the time of wafer bonding between the first wafer and the second wafer. The drive voltage of the semiconductor element can be adjusted.
また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の時間によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御する。 In one embodiment of the semiconductor device manufacturing method, the resistance value of the bonding interface is controlled according to the time of wafer bonding between the first wafer and the second wafer.
この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の時間によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。 According to the semiconductor element manufacturing method of this embodiment, the resistance value of the bonding interface is controlled by the time of wafer bonding between the first wafer and the second wafer. The drive voltage of the semiconductor element can be adjusted.
また、この発明の半導体装置は、
互いに並列に配列された複数の半導体素子を有し、
この複数の半導体素子の内の少なくとも一つは、請求項1に記載の半導体素子であり、
この少なくとも一つの半導体素子は、他の上記半導体素子の駆動電圧に略一致するような駆動電圧を有するように、上記ボンディング界面の抵抗の値が制御されていることを特徴としている。
The semiconductor device of the present invention is
Having a plurality of semiconductor elements arranged in parallel with each other;
At least one of the plurality of semiconductor elements is the semiconductor element according to claim 1,
The at least one semiconductor element is characterized in that the resistance value of the bonding interface is controlled so as to have a driving voltage that substantially matches the driving voltage of the other semiconductor elements.
この発明の半導体装置によれば、上記少なくとも一つの半導体素子は、上記他の半導体素子の駆動電圧に略一致するような駆動電圧を有するように、上記ボンディング界面の抵抗の値が制御されているので、上記複数の半導体素子の抵抗値を、上記ボンディング界面の抵抗をコントロールすることで、揃えることができて、回路を単純化できる。 According to the semiconductor device of the present invention, the resistance value of the bonding interface is controlled so that the at least one semiconductor element has a driving voltage that substantially matches the driving voltage of the other semiconductor element. Therefore, the resistance values of the plurality of semiconductor elements can be made uniform by controlling the resistance of the bonding interface, and the circuit can be simplified.
つまり、上記ボンディング界面の抵抗の値を、上記他の半導体素子の高い抵抗値に合わせるように、制御することで、別途、抵抗部品を設けることなく、上記半導体素子の駆動電圧を揃えることができる。 In other words, by controlling the resistance value of the bonding interface so as to match the high resistance value of the other semiconductor element, the driving voltage of the semiconductor element can be made uniform without providing a separate resistance component. .
この発明の半導体素子によれば、互いにウエハボンディングにより接合されている第1のウエハおよび第2のウエハを有し、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのボンディング界面は、抵抗を有し、上記ボンディング界面の抵抗の値が制御されて、全体の駆動電圧が、上記第1のウエハの固有の電圧と上記第2のウエハの固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整されているので、複数の種類の異なる半導体素子を使用するとき、複数の半導体素子の抵抗値を、部品数を増加することなく、揃えることができて、回路を単純化できる。 According to the semiconductor device of the present invention, the first wafer and the second wafer are bonded to each other by wafer bonding, and the bonding interface between the first wafer and the second wafer has a resistance. The resistance value of the bonding interface is controlled so that the entire driving voltage is larger than the value obtained by adding the intrinsic voltage of the first wafer and the intrinsic voltage of the second wafer. Since it is adjusted, when a plurality of different types of semiconductor elements are used, the resistance values of the plurality of semiconductor elements can be aligned without increasing the number of components, and the circuit can be simplified.
この発明の半導体素子の製造方法によれば、第1のウエハおよび第2のウエハのボンディング界面が、抵抗を有するように、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハを、互いにウエハボンディングにより接合するので、複数の種類の異なる半導体素子を使用するとき、複数の半導体素子の抵抗値を、部品数を増加することなく、揃えることができて、回路を単純化できる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the first wafer and the second wafer are bonded to each other by wafer bonding so that the bonding interface between the first wafer and the second wafer has a resistance. Therefore, when a plurality of different types of semiconductor elements are used, the resistance values of the plurality of semiconductor elements can be aligned without increasing the number of components, and the circuit can be simplified.
この発明の半導体装置によれば、上記少なくとも一つの半導体素子は、上記他の半導体素子の駆動電圧に略一致するような駆動電圧を有するように、上記ボンディング界面の抵抗の値が制御されているので、複数の種類の異なる半導体素子を使用するとき、複数の半導体素子の抵抗値を、部品数を増加することなく、揃えることができて、回路を単純化できる。 According to the semiconductor device of the present invention, the resistance value of the bonding interface is controlled so that the at least one semiconductor element has a driving voltage that substantially matches the driving voltage of the other semiconductor element. Therefore, when a plurality of different types of semiconductor elements are used, the resistance values of the plurality of semiconductor elements can be made uniform without increasing the number of components, and the circuit can be simplified.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、この発明の半導体素子の一実施形態である簡略構成図を示している。本発明の半導体素子1(以下、ウエハボンディング型半導体素子1という。)は、第1のウエハ10および第2のウエハ20を有し、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20は、互いにウエハボンディングにより接合されている。
FIG. 1 is a simplified configuration diagram showing an embodiment of a semiconductor device according to the present invention. A semiconductor element 1 of the present invention (hereinafter referred to as a wafer bonding type semiconductor element 1) has a
上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20は、それぞれ、ボンディング層11,21を有する。上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20のボンディング界面30は、抵抗を有する。
The
上記第1のウエハ10は、発光層を有する。上記第2のウエハ20は、透光性を有する。つまり、上記ウエハボンディング型半導体素子1は、半導体発光素子である。
The
上記第1のウエハ10は、ガリウム、アルミニウム、インジウム、リン、砒素、窒素を組み合わせたIII−V族半導体層を含む。
The
上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20は、ドーパントとして、亜鉛、テルル、硫黄、窒素、シリコン、炭素、酸素の少なくとも2つを含む。
The
上記ボンディング界面30の抵抗の値が制御されて、全体の駆動電圧が、上記第1のウエハ10の固有の電圧と上記第2のウエハ20の固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整されている。
The resistance value of the
上記ウエハボンディング型半導体素子1の抵抗値Rは、R=(第1のウエハ10の抵抗値)+(第2のウエハ20の抵抗値)+(ボンディング界面30の抵抗)となる。 The resistance value R of the wafer bonding type semiconductor element 1 is R = (resistance value of the first wafer 10) + (resistance value of the second wafer 20) + (resistance of the bonding interface 30).
上記第1のウエハ10の電圧をE10とし、上記第2のウエハ20の電圧をE20とし、上記ボンディング界面30の電圧をE30としたとき、トータル電圧Eは、E=E10+E20+E30となり、電圧E30を調整することで(つまり、抵抗値Rを調整することで)、トータル電圧Eが、E>E10+E20となるように、調整される。なお、電圧E10、E20は、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20の材料や構造による固有の値である。
The voltage of the
ここで、図2に示すように、従来では、ウエハボンディング型でない第1の半導体素子2と、ウエハボンディング型でない第2の半導体素子3とを、互いに並列に配列して、半導体装置を作成したとき、上記第1の半導体素子2の抵抗値R2が、上記第2の半導体素子3の抵抗値R3よりも大きいと、上記第1の半導体素子2が光らず、また、上記第2の半導体素子3に大電流が流れたりしていた。
Here, as shown in FIG. 2, conventionally, a semiconductor device is manufactured by arranging a
そこで、図3に示すように、上記第2の半導体素子3に変えて、上記ウエハボンディング型半導体素子1を用いることで、上記第1の半導体素子2の抵抗値R2に、上記ウエハボンディング型半導体素子1の抵抗値R1を合わせることができる。つまり、上記ウエハボンディング型半導体素子1の抵抗値R1は、上記第2の半導体素子3の抵抗値R3に、上記ボンディング界面30の抵抗値を加えた値に等しくなる。
Therefore, as shown in FIG. 3, by using the wafer bonding type semiconductor element 1 instead of the
要するに、上記ウエハボンディング型半導体素子1は、上記第1の半導体素子2の駆動電圧に略一致するような駆動電圧を有するように、上記ボンディング界面30の抵抗の値が制御されている。
In short, the resistance value of the
したがって、上記ウエハボンディング型半導体素子1と上記第1の半導体素子2とに、電流が等分されて流れるため、図2で説明した問題は、解決される。
Therefore, since the current flows equally between the wafer bonding type semiconductor element 1 and the
例えば、上記第1の半導体素子2に、InGaN系の青色LEDチップもしくはランプを使用するとき、上記ウエハボンディング型半導体素子1に、AlGaInP系のウエハボンディング型赤色LEDチップもしくはランプを使用する。
For example, when an InGaN blue LED chip or lamp is used for the
上記第1の半導体素子2の使用電流域の駆動電圧に合わせて、上記ウエハボンディング型半導体素子1を選択する。
The wafer bonding type semiconductor element 1 is selected in accordance with the driving voltage in the operating current range of the
例えば、使用電流IFを20mAで使用したい場合、上記第1の半導体素子2の駆動電圧VFが3.2Vであるならば、上記ウエハボンディング型半導体素子1を、使用電流IFが20mA時の駆動電圧VFが3.2Vに近い素子にする。
For example, when it is desired to use the operating current IF at 20 mA, if the driving voltage VF of the
なお、3つ以上の半導体素子を並列につなぐ場合、駆動電圧が一番高くなる半導体素子にあわせて、その他の半導体素子にウエハボンディング型半導体素子を使用すれば、抵抗用の部品は不要となる。 When three or more semiconductor elements are connected in parallel, if a wafer bonding type semiconductor element is used for the other semiconductor elements in accordance with the semiconductor element having the highest driving voltage, no resistance component is required. .
次に、上記ウエハボンディング型半導体素子1の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the wafer bonding semiconductor element 1 will be described.
まず、上記第1のウエハ10を作成する。図4に示すように、MOCVD法によりn型GaAs基板12上に、n型GaAsバッファ層13、Al0.6Ga0.4As電流拡散層14、n型Al0.5In0.5Pクラッド層15、AlGaInP活性層16、p型Al0.5In0.5Pクラッド層17、p型GaInP中間層18、および、p型GaPコンタクト層19を、この順次で積層して、上記第1のウエハ10としてのLED構造ウエハを作成する。
First, the
上記AlGaInP活性層16は、量子井戸構造を有している。より詳しくは、上記AlGaInP活性層16は、(Al0.05Ga0.95)0.5In0.5P井戸層と、(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5Pバリア層とを、交互に積層することで形成される。そして、上記井戸層と上記バリア層とのペア数は、例えば4ペアとする。
The AlGaInP
上記n型GaAs基板12の厚みは、250μmであり、上記n型GaAsバッファ層13の厚みは、1.0μmであり、上記Al0.6Ga0.4As電流拡散層14の厚みは、5.0μmであり、上記n型AlGaInPクラッド層15の厚みは、1.0μmであり、上記AlGaInP活性層16の厚みは、0.5μmであり、上記p型Al0.5In0.5Pクラッド層17の厚みは、1.0μmであり、上記p型GaInP中間層18の厚みは、1.0μmであり、上記p型GaPコンタクト層19の厚みは、4.0μmである。
The n-
上記各層12〜19において、n型ドーパントとしてSiを用いている。一方、上記GaPコンタクト層19を除いた他の層のp型ドーパントとして、MgやZnを用いている。
In each of the
その後、図5に示すように、ウエハボンディング用治具50を用いて、上記第1のウエハ10に、上記第2のウエハ20を直接接合する。上記第2のウエハ20としては、p型GaP透光性基板を用いる。
Thereafter, as shown in FIG. 5, the
上記ウエハボンディング用治具50は、例えば石英製であり、上記ウエハ10,20を支持する下台51と、上記第2のウエハ20の上側の面を覆う押さえ板52と、所定の大きさの力を受けて上記押さえ板52を押圧する押圧部53とを有している。
The
上記押圧部53は、正面から見て概略コ字状に形成された枠体54によって、上下方向に案内されるようになっている。上記枠体54は、上記下台51に係合して、上記下台51と上記押圧部53との間に位置する押さえ板52に力を適切に伝達するようになっている。
The
上記下台51の上に、上記第1のウエハ10を、この第1のウエハ10のボンディング層が上向きになるように、載置し、この第1のウエハ10のボンディング層に、上記第2のウエハ20のボンディング層が接するように、上記第2のウエハ20を上記第1のウエハ10に重ねる。
The
なお、図1と図4に示すように、上記第1のウエハ10において、p型GaPコンタクト層19は、ボンディング層11を含む。一方、上記第2のウエハ20において、p型GaP透光性基板は、ボンディング層21を含む。
As shown in FIGS. 1 and 4, in the
このウエハボンディング用治具50を用いて、上記第1のウエハ10と上記第2のウエハ20とを接触させ、上記押圧部53に力を加えて、上記第1のウエハ10と上記第2のウエハ20との接触面に圧縮力を作用させる。なお、上記押さえ板52と上記第2のウエハ20との間には、カーボン板29が配置されている。
Using the
この状態で、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20を、上記ウエハボンディング用治具50と共に加熱炉にセットして、水素雰囲気下において加熱する。これにより、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20を、互いにウエハボンディングにより接合する。
In this state, the
その後、p型用電極の材料として、AnBe/Auを選択し、n型用電極の材料として、AuSi/Auを選択し、これらの材料を積層して、フォトリソグラフィ法およびウェットエッチングにより、任意の形状に加工する。そして、上記第1のウエハ10の上記n型GaAs基板12にn型用電極を形成し、上記第2のウエハ20にp型用電極を形成した後、所望のチップサイズに、ダイシング等で分割して、チップ分割を行って、上記ウエハボンディング型半導体素子1としての半導体発光素子を製造する。
Thereafter, AnBe / Au is selected as the material for the p-type electrode, AuSi / Au is selected as the material for the n-type electrode, and these materials are stacked, and an arbitrary photolithography method and wet etching are performed. Process into shape. Then, an n-type electrode is formed on the n-
このウエハボンディング型半導体素子1では、上記第2のウエハ20として、透光性基板を用いているので、上記ウエハボンディング型半導体素子1として、赤色LEDを使用したとき、上記透光性基板をボンディングする前では、吸収基板型素子の発光出力が0.8mWとなることに対して、上記透光性基板をボンディングした後では、発光出力が約8mWと10倍になって、発光の外部取り出し効率が改善されることが確認された。
In this wafer bonding type semiconductor element 1, a light transmitting substrate is used as the
ここで、上記ウエハボンディング型半導体素子1の発光効率をさらに上げるためには、吸収基板除去工程を加える。つまり、直接接合された上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20を冷却した後、加熱炉から上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20を取り出して、アンモニア水、過酸化水素および水の混合液により、上記n型GaAs基板12および上記n型GaAsバッファ層13を溶解除去する。その後、上記第1のウエハ10の上記Al0.6Ga0.4As電流拡散層14にn型用電極を形成し、上記第2のウエハ20にp型用電極を形成する。
Here, in order to further increase the light emission efficiency of the wafer bonding type semiconductor element 1, an absorption substrate removing step is added. That is, after the
なお、上記n型GaAs基板12および上記n型GaAsバッファ層13が、上記AlGaInP活性層16からの光を吸収するため、上記n型GaAs基板12および上記n型GaAsバッファ層13を除去したが、上記AlGaInP活性層16からの光を吸収しない材料からなるn型基板およびn型バッファ層であれば除去しなくてもよい。
Although the n-
本発明では、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20の上記ボンディング界面30が、抵抗を有するように、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20を、互いにウエハボンディングにより接合する。
In the present invention, the
上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御して、全体の駆動電圧を、上記第1のウエハ10の固有の電圧と上記第2のウエハ20の固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整する。
The resistance value of the
具体的に述べると、上記第1のウエハ10のボンディング層11および上記第2のウエハ20のボンディング層21のキャリアの種類によって、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御する。
More specifically, the resistance value of the
上記第1のウエハ10のボンディング層11および上記第2のウエハ20のボンディング層21は、MgまたはZnをドープしたGaPのエピタキシャル層である。上記エピタキシャル層のドーパントであるMgおよびZnの組み合わせにより、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御して、駆動電圧を調整する。
The
なお、上記第1のウエハ10のボンディング層11および上記第2のウエハ20のボンディング層21は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有するようにしてもよい。
The
例えば、図6Aと図6Bに示すように、上記第2のウエハ20をZnドープのGaP単結晶基板とし、上記第1のウエハ10のボンディング層をp型GaPコンタクト層19としたとき、図6Aに示すように、上記第1のウエハ10のボンディング層へのドーパントがZnの場合に、上記ボンディング界面の抵抗値が小さくなる一方、図6Bに示すように、上記第1のウエハ10のボンディング層へのドーパントがMgの場合に、上記ボンディング界面の抵抗値が大きくなる傾向が確認された。このとき、上記第2のウエハ20のZnのドーパントの濃度は、5×1017cm−3であり、上記第1のウエハ10のZnのドーパントの濃度は、3×1018cm−3であり、上記第1のウエハ10のMgのドーパントの濃度は、3×1018cm−3である。
For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the
図7に、上記第1のウエハ10のボンディング層へのドーパントの種類および濃度と、20mAでの半導体素子の駆動電圧VF(V)と、の関係を示す。なお、図7では、図5に示す上記押圧部53の圧力(締め付けトルク)を、0.5Nm−1としている。
FIG. 7 shows the relationship between the type and concentration of dopant in the bonding layer of the
図7から分かるように、ドーパント濃度が同じ場合、Mgのドーパントが、Znのドーパントよりも、駆動電圧(つまり、ボンディング界面の抵抗値)が大きくなる。また、Znのドーパントにおいて、ドーパント濃度が、大きくなるにつれて、駆動電圧(つまり、ボンディング界面の抵抗値)が小さくなる。 As can be seen from FIG. 7, when the dopant concentration is the same, the Mg dopant has a higher driving voltage (that is, the resistance value at the bonding interface) than the Zn dopant. In the Zn dopant, the driving voltage (that is, the resistance value of the bonding interface) decreases as the dopant concentration increases.
つまり、上記第1のウエハ10のボンディング層11および上記第2のウエハ20のボンディング層21のキャリアの濃度によって、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御して、駆動電圧を調整することで、駆動電圧を一層細かく設定できる。
That is, by adjusting the driving voltage by controlling the resistance value of the
例えば、上記第1のウエハ10のボンディング層を、濃度が2.5〜3.5×1018cm−3のZnをドープしたGaP層とし、上記第2のウエハ20のボンディング層を、濃度が0.5〜1.5×1018cm−3のZnをドープしたGaP層として、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御して、駆動電圧を3〜3.5Vにする。
For example, the bonding layer of the
したがって、この半導体素子を赤色の発光素子としたときに、この赤色の発光素子を、青色や緑色の他の色の発光素子の駆動電圧に、ほぼ揃えることができて、赤色、青色、緑色を同時点灯できる。 Therefore, when this semiconductor element is a red light emitting element, the red light emitting element can be substantially aligned with the driving voltage of the light emitting elements of other colors such as blue and green, and red, blue and green can be obtained. Can be lit simultaneously.
具体的に述べると、赤色、青色、緑色の発光素子を同時点灯させるのに、青色、緑色の発光素子は、InGaN系がよく使われ、使用電流Ifが20mAで、駆動電圧VFが3〜3.5V程度のものが一般的である。 More specifically, in order to simultaneously turn on the red, blue and green light emitting elements, the blue and green light emitting elements are often InGaN-based, the use current If is 20 mA, and the driving voltage VF is 3 to 3. About 5V is common.
このとき、赤色の発光素子には、InGaAlP系が明るいので組み合わせて使用されることが多いが、この場合、InGaAlP系は、通常、使用電流Ifが20mAで、駆動電圧VFが1.9〜2.0V程度であるので、ここで、赤色の発光素子にウエハボンディング型半導体素子を使うことで、この駆動電圧を、使用電流Ifが20mAで、3〜3.5Vにできる。 At this time, the red light emitting element is often used in combination because the InGaAlP system is bright. In this case, the InGaAlP system usually has a use current If of 20 mA and a drive voltage VF of 1.9 to 2. Since the voltage is about 0.0 V, the driving voltage can be set to 3 to 3.5 V when the operating current If is 20 mA by using a wafer bonding type semiconductor element for the red light emitting element.
図8に、図5に示す上記押圧部53の圧力(Nm−1)と、20mAでの半導体素子の駆動電圧VF(V)と、の関係を示す。なお、図8では、上記第2のウエハ20のZnのドーパントの濃度は、5×1017cm−3であり、上記第1のウエハ10のMgのドーパントの濃度は、3×1018cm−3である。
FIG. 8 shows a relationship between the pressure (Nm −1 ) of the
図8から分かるように、上記押圧部53の圧力が大きくなるにしたがい、半導体素子の駆動電圧(つまり、ボンディング界面の抵抗値)が小さくなる。
As can be seen from FIG. 8, the driving voltage of the semiconductor element (that is, the resistance value of the bonding interface) decreases as the pressure of the
このように、上記第1のウエハ10と上記第2のウエハ20とのウエハボンディング時の圧力によって、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御することができて、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。
As described above, the resistance value of the
なお、上記第1のウエハ10と上記第2のウエハ20とのウエハボンディング時の温度によって、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御してもよく、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。
Note that the resistance value of the
また、上記第1のウエハ10と上記第2のウエハ20とのウエハボンディング時の時間によって、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御してもよく、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。
Further, the resistance value of the
上記構成の半導体素子によれば、互いにウエハボンディングにより接合されている第1のウエハ10および第1のウエハ20を有し、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20のボンディング界面30は、抵抗を有するので、上記半導体素子は抵抗を含み、上記半導体素子に別途、抵抗部品を接続する必要がない。
According to the semiconductor element having the above configuration, the
また、上記ボンディング界面30の抵抗の値が制御されて、全体の駆動電圧が、上記第1のウエハ10の固有の電圧と上記第2のウエハ20の固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整されているので、簡単な構成で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。
Further, the resistance value of the
したがって、複数の種類の異なる半導体素子を使用するとき、複数の半導体素子の抵抗値を、ボンディング界面30の抵抗をコントロールすることで、揃えることができて、回路を単純化できる。
Therefore, when a plurality of different types of semiconductor elements are used, the resistance values of the plurality of semiconductor elements can be made uniform by controlling the resistance of the
また、上記第1のウエハ10は、発光層を有するので、半導体発光素子に適用できる。
Further, since the
また、上記第2のウエハ20は、透光性を有するので、上記第2のウエハ20は、上記第1のウエハ10の発光光を透過して、光取り出し効率が向上する。
Further, since the
また、上記第1のウエハ10は、III−V族半導体層を含むので、上記発光層の発光波長を赤外領域から近紫外領域までの広い範囲から選択できる。
In addition, since the
上記構成の半導体素子の製造方法によれば、第1のウエハ10および第2のウエハ20のボンディング界面30が、抵抗を有するように、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20を、互いにウエハボンディングにより接合するので、上記半導体素子は抵抗を含み、上記半導体素子に別途、抵抗部品を接続する必要がない。
According to the method for manufacturing a semiconductor device having the above-described configuration, the
したがって、複数の種類の異なる半導体素子を使用するとき、複数の半導体素子の抵抗値を、ボンディング界面30の抵抗をコントロールすることで、揃えることができて、回路を単純化できる。
Therefore, when a plurality of different types of semiconductor elements are used, the resistance values of the plurality of semiconductor elements can be made uniform by controlling the resistance of the
また、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御して、全体の駆動電圧を、上記第1のウエハ10の固有の電圧と上記第2のウエハ20の固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。
Further, the resistance value of the
また、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20のそれぞれのボンディング層11,21のキャリアの種類によって、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。
In addition, since the resistance value of the
また、上記エピタキシャル層のドーパントであるMgおよびZnの組み合わせにより、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御して、駆動電圧を調整するので、簡単な方法で、半導体素子の駆動電圧を調整できる。
Further, since the driving voltage is adjusted by controlling the resistance value of the
また、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20の少なくとも一方のボンディング層11,21は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有するので、上記ボンディング層11,21のキャリア濃度最適化によって、上記ボンディング界面30の抵抗を制御できる。
Since at least one of the bonding layers 11 and 21 of the
また、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20のそれぞれのボンディング層11,21は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有し、上記第1のウエハ10および上記第2のウエハ20のそれぞれのボンディング層11,21のキャリアの濃度によって、上記ボンディング界面30の抵抗の値を制御して、駆動電圧を調整するので、上記ボンディング層11,21のキャリア濃度最適化によって、上記ボンディング界面30の抵抗を制御できる。
The bonding layers 11 and 21 of the
上記構成の半導体装置によれば、上記少なくとも一つの半導体素子は、上記他の半導体素子の駆動電圧に略一致するような駆動電圧を有するように、上記ボンディング界面30の抵抗の値が制御されているので、上記複数の半導体素子の抵抗値を、上記ボンディング界面30の抵抗をコントロールすることで、揃えることができて、回路を単純化できる。
According to the semiconductor device having the above configuration, the resistance value of the
つまり、上記ボンディング界面30の抵抗の値を、上記他の半導体素子の高い抵抗値に合わせるように、制御することで、別途、抵抗部品を設けることなく、上記半導体素子の駆動電圧を揃えることができる。
In other words, by controlling the resistance value of the
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第1のウエハおよび上記第2のウエハは、単層でも多層構造でもよい。また、4元系のAlGaInP発光層を有する発光ダイオードに限ったものではなく、半導体結晶によりなる発光層を有する半導体発光素子であれば適用できることは言うまでもない。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the first wafer and the second wafer may have a single layer or a multilayer structure. Needless to say, the present invention is not limited to a light emitting diode having a quaternary AlGaInP light emitting layer, but can be applied to any semiconductor light emitting element having a light emitting layer made of a semiconductor crystal.
1 (本発明の)ウエハボンディング型半導体素子
2 ウエハボンディング型でない第1の半導体素子
3 ウエハボンディング型でない第2の半導体素子
10 第1のウエハ
11 ボンディング層
20 第2のウエハ
21 ボンディング層
30 ボンディング界面
50 ウエハボンディング用治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (Wafer bonding type semiconductor element of this invention) 2 1st semiconductor element which is not
Claims (17)
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのボンディング界面は、抵抗を有し、
上記ボンディング界面の抵抗の値が制御されて、全体の駆動電圧が、上記第1のウエハの固有の電圧と上記第2のウエハの固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整されていることを特徴とする半導体素子。 Having a first wafer and a second wafer bonded together by wafer bonding;
The bonding interface between the first wafer and the second wafer has a resistance;
The resistance value of the bonding interface is controlled so that the overall driving voltage becomes larger than the value obtained by adding the intrinsic voltage of the first wafer and the intrinsic voltage of the second wafer. A semiconductor element characterized by being made.
上記第1のウエハは、発光層を有することを特徴とする半導体素子。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor element, wherein the first wafer has a light emitting layer.
上記第2のウエハは、透光性を有することを特徴とする半導体素子。 The semiconductor device according to claim 2,
The semiconductor element, wherein the second wafer has translucency.
上記第1のウエハは、ガリウム、アルミニウム、インジウム、リン、砒素、窒素を組み合わせたIII−V族半導体層を含むことを特徴とする半導体素子。 The semiconductor device according to claim 2,
The first wafer includes a group III-V semiconductor layer in which gallium, aluminum, indium, phosphorus, arsenic, and nitrogen are combined.
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハは、ドーパントとして、亜鉛、テルル、硫黄、窒素、シリコン、炭素、酸素の少なくとも2つを含むことを特徴とする半導体素子。 The semiconductor device according to claim 1,
The first and second wafers contain at least two of zinc, tellurium, sulfur, nitrogen, silicon, carbon, and oxygen as dopants.
上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、全体の駆動電圧を、上記第1のウエハの固有の電圧と上記第2のウエハの固有の電圧とを加えた値よりも大きくなるように、調整することを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6,
By controlling the resistance value of the bonding interface, the overall drive voltage is adjusted to be larger than the sum of the unique voltage of the first wafer and the unique voltage of the second wafer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層のキャリアの種類によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御することを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 7,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: controlling a resistance value of the bonding interface according to a carrier type of each bonding layer of the first wafer and the second wafer.
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハの少なくとも一方のボンディング層は、MgまたはZnをドープしたGaPのエピタキシャル層であることを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein at least one bonding layer of the first wafer and the second wafer is an epitaxial layer of GaP doped with Mg or Zn.
上記エピタキシャル層のドーパントであるMgおよびZnの組み合わせにより、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を調整することを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 9,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the driving voltage is adjusted by controlling a resistance value of the bonding interface by a combination of Mg and Zn as dopants of the epitaxial layer.
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハの少なくとも一方のボンディング層は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有することを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein at least one bonding layer of the first wafer and the second wafer has a surface doped with Mg or Zn by ion implantation or diffusion.
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層は、MgまたはZnをイオン注入または拡散によりドープされた表面を有し、
上記第1のウエハおよび上記第2のウエハのそれぞれのボンディング層のキャリアの濃度によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を調整することを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6,
Each bonding layer of the first wafer and the second wafer has a surface doped with Mg or Zn by ion implantation or diffusion,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the driving voltage is adjusted by controlling the resistance value of the bonding interface according to the carrier concentration of each bonding layer of the first wafer and the second wafer. .
上記第1のウエハのボンディング層を、濃度が2.5〜3.5×1018cm−3のZnをドープしたGaP層とし、
上記第2のウエハのボンディング層を、濃度が0.5〜1.5×1018cm−3のZnをドープしたGaP層として、
上記ボンディング界面の抵抗の値を制御して、上記駆動電圧を3〜3.5Vにすることを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6,
The bonding layer of the first wafer is a GaP layer doped with Zn having a concentration of 2.5 to 3.5 × 10 18 cm −3 ,
The bonding layer of the second wafer is a GaP layer doped with Zn having a concentration of 0.5 to 1.5 × 10 18 cm −3 .
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the driving voltage is set to 3 to 3.5 V by controlling a resistance value of the bonding interface.
上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の圧力によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御することを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 7,
A method of manufacturing a semiconductor element, wherein a resistance value of the bonding interface is controlled by a pressure at the time of wafer bonding between the first wafer and the second wafer.
上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の温度によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御することを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 7,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: controlling a resistance value of the bonding interface according to a temperature at the time of wafer bonding between the first wafer and the second wafer.
上記第1のウエハと上記第2のウエハとのウエハボンディング時の時間によって、上記ボンディング界面の抵抗の値を制御することを特徴とする半導体素子の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 7,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: controlling a resistance value of the bonding interface according to a wafer bonding time between the first wafer and the second wafer.
この複数の半導体素子の内の少なくとも一つは、請求項1に記載の半導体素子であり、
この少なくとも一つの半導体素子は、他の上記半導体素子の駆動電圧に略一致するような駆動電圧を有するように、上記ボンディング界面の抵抗の値が制御されていることを特徴とする半導体装置。 Having a plurality of semiconductor elements arranged in parallel with each other;
At least one of the plurality of semiconductor elements is the semiconductor element according to claim 1,
A semiconductor device, wherein the resistance value of the bonding interface is controlled so that the at least one semiconductor element has a driving voltage that substantially matches the driving voltage of the other semiconductor element.
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