JP2010080633A - Semiconductor device, wafer structure, and method for manufacturing the semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device, wafer structure, and method for manufacturing the semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2010080633A
JP2010080633A JP2008246376A JP2008246376A JP2010080633A JP 2010080633 A JP2010080633 A JP 2010080633A JP 2008246376 A JP2008246376 A JP 2008246376A JP 2008246376 A JP2008246376 A JP 2008246376A JP 2010080633 A JP2010080633 A JP 2010080633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
semiconductor device
layer
support substrate
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008246376A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5468761B2 (en
Inventor
Takehiko Nomura
剛彦 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP2008246376A priority Critical patent/JP5468761B2/en
Publication of JP2010080633A publication Critical patent/JP2010080633A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5468761B2 publication Critical patent/JP5468761B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device which can enhance heat dissipation efficiency and can prevent yield reduction and reliability. <P>SOLUTION: This semiconductor device includes: a silicon substrate 101 with a recess part DP1 formed at the back thereof; a p-type semiconductor layer 103 grown on the back and on a top face on the opposite side in the silicon substrate 101; and a MOSFET including a source electrode 108s and a drain electrode 108d, which are formed separately upward or sideward of the p-type semiconductor layer 103. In the p-type semiconductor layer 103, at least one of a lattice constant and a coefficient of thermal expansion differs from that of the silicon substrate 101. The recess part DP1 is formed in a region involving at least a region sandwiched between the source electrode 108s and the drain electrode 108d when viewed from a thickness direction of the silicon substrate 101. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置、ウエハ構造体および半導体装置の製造方法に関し、特にIII族窒化物半導体を用いた半導体装置、ウエハ構造体および半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, a wafer structure, and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device using a group III nitride semiconductor, a wafer structure, and a method for manufacturing the semiconductor device.

従来、AlInGa1−x−yAs1−u−v(ただし、0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1、0≦u≦1、0≦v≦1、u+v<1)で表される窒化物系化合物半導体、例えばGaN系化合物半導体を用いた電界効果トランジスタ等の電子デバイスは、400℃近い高温環境下においても安定して動作することが可能な固体デバイスとして注目されている。 Conventionally, Al x In y Ga 1- x-y As u P v N 1-u-v ( however, 0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1, x + y ≦ 1,0 ≦ u ≦ 1,0 ≦ v An electronic device such as a field effect transistor using a nitride compound semiconductor represented by ≦ 1, u + v <1), for example, a GaN compound semiconductor, can operate stably even in a high temperature environment close to 400 ° C. Is attracting attention as a solid device.

ただし、GaN系化合物半導体は、シリコン(Si)やヒ化ガリウム(GaAs)などとは異なり、比較的大口径の単結晶基板を作製することが困難である。そこで近年では、例えばシリコンカーバイト(SiC)、サファイア、ZnOまたはSiなどのような材料からなる基板(以下、これを支持基板という)にGaN系化合物半導体層をエピタキシャル成長し、これにより作製された積層基板を用いて電子デバイスを製造する技術が用いられている。特にSiを材料とした基板は、比較的大口径の基板を安価で入手できるため、GaN系化合物半導体層を用いた電子デバイス用の支持基板として広く用いられている。   However, unlike silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs), it is difficult for a GaN-based compound semiconductor to produce a single crystal substrate having a relatively large diameter. Therefore, in recent years, for example, a GaN-based compound semiconductor layer is epitaxially grown on a substrate made of a material such as silicon carbide (SiC), sapphire, ZnO, or Si (hereinafter referred to as a support substrate), and a laminate formed thereby. A technique for manufacturing an electronic device using a substrate is used. In particular, a substrate made of Si is widely used as a support substrate for an electronic device using a GaN-based compound semiconductor layer because a substrate having a relatively large diameter can be obtained at a low cost.

しかしながら、SiとGaNとでは、格子定数および熱膨張係数に非常に大きな差がある。このため、Si基板上にGaN層を直接エピタキシャル成長させると、GaN層に比較的大きな引っ張り歪みが内在してしまう。この引っ張り歪みは、GaN層をエピタキシャル成長させたSi基板全体に凹形状の反りを発生させたり結晶性を悪化させたりなどの不具合を生じさせる要因となる。また、内在する引っ張り歪みが大きいと、GaN層にクラックを生じさせる場合もある。そこで従来では、Si基板とGaN層との間に歪み緩和層としてのバッファ層を設けることで、内在する引っ張り歪みの低減を図っていた(例えば以下に示す特許文献1または2参照)。   However, Si and GaN have very large differences in lattice constants and thermal expansion coefficients. For this reason, when the GaN layer is directly epitaxially grown on the Si substrate, a relatively large tensile strain is inherent in the GaN layer. This tensile strain becomes a factor that causes problems such as generation of concave warpage and deterioration of crystallinity in the entire Si substrate on which the GaN layer is epitaxially grown. Further, if the inherent tensile strain is large, a crack may be generated in the GaN layer. Therefore, conventionally, a buffer layer as a strain relaxation layer is provided between the Si substrate and the GaN layer to reduce the inherent tensile strain (for example, see Patent Document 1 or 2 shown below).

特開2003−59948号公報JP 2003-59948 A 特開2007−88426号公報JP 2007-88426 A

ところで、近年では、高温環境下で安定した動作が可能なことや高速動作が可能なことなどの理由から、エピタキシャル成長したGaN系化合物半導体層を活性層として用いた電子デバイスを利用して電源デバイスを作製する技術が注目されている。ここで、電子デバイスを利用して電源デバイスを作製する上で重要となるファクタの1つとして、電子デバイスの高耐圧化が存在する。   By the way, in recent years, a power supply device has been developed using an electronic device using an epitaxially grown GaN-based compound semiconductor layer as an active layer for reasons such as being capable of stable operation at high temperatures and capable of high-speed operation. The technology to produce is drawing attention. Here, as one of the important factors in manufacturing a power supply device using an electronic device, there is an increase in the withstand voltage of the electronic device.

しかしながら、格子定数やコスト面などから使い勝手のよいSi基板は、例えばサファイア基板などと比較して抵抗が低い。このため、Si基板を用いた電子デバイスを高耐圧化するためには、Si基板上に形成するエピタキシャル層の総層厚を大きくして電界集中を緩和する必要がある。ただし、このエピタキシャル層の総層厚を大きくすると、エピタキシャル層全体の剛性が高くなるため、Si基板とエピタキシャル層とからなる積層基板に内在する引っ張り歪みが増加してしまうという問題が発生する。   However, a Si substrate that is easy to use in terms of lattice constant and cost has a lower resistance than, for example, a sapphire substrate. For this reason, in order to increase the withstand voltage of an electronic device using a Si substrate, it is necessary to increase the total thickness of the epitaxial layers formed on the Si substrate to alleviate electric field concentration. However, when the total thickness of the epitaxial layer is increased, the rigidity of the entire epitaxial layer is increased, which causes a problem that the tensile strain inherent in the laminated substrate composed of the Si substrate and the epitaxial layer increases.

一方で、電子デバイスにおいては、動作時に素子が発熱するため、この熱を効率的に外部に逃がすことで素子温度が過剰に上昇しないようにする必要がある。そこで従来では、ウエハプロセス終了後、ウエハの基板を研磨して薄くすることで、デバイスの熱抵抗を下げて放熱効率を向上することが行なわれている。   On the other hand, in an electronic device, since an element generates heat during operation, it is necessary to prevent the element temperature from excessively rising by efficiently releasing this heat to the outside. Therefore, conventionally, after the wafer process is completed, the substrate of the wafer is polished and thinned to reduce the thermal resistance of the device and improve the heat dissipation efficiency.

しかしながら、Si基板上にGaN系化合物半導体層をエピタキシャル成長した半導体ウエハでは、上述したように内在する引っ張り歪みが大きい。このため、基板を薄く研磨するとエピタキシャル層とSi基板との応力のバランスが崩れてしまい、ウエハにクラックが発生してしまうという問題を引き起こす場合がある。このような問題は、個片化後のデバイスの歩留りや信頼性を大きく低下させる要因となるため、解決する必要がある。   However, in a semiconductor wafer obtained by epitaxially growing a GaN-based compound semiconductor layer on a Si substrate, the inherent tensile strain is large as described above. For this reason, when the substrate is thinly polished, the balance of stress between the epitaxial layer and the Si substrate is lost, which may cause a problem that a crack occurs in the wafer. Such a problem is a factor that greatly lowers the yield and reliability of the device after singulation, and needs to be solved.

このように、Si基板上にGaN系化合物半導体層をエピタキシャル成長した積層基板を用いて作製された電子デバイスでは、積層基板に内在する引っ張り歪みによるクラック等の発生防止と放熱効率の向上とがトレードオフの関係にあるため、従来技術では両者を両立させることが困難であるという問題が存在した。   As described above, in an electronic device manufactured using a multilayer substrate in which a GaN-based compound semiconductor layer is epitaxially grown on a Si substrate, there is a trade-off between prevention of cracks due to tensile strain inherent in the multilayer substrate and improvement of heat dissipation efficiency. Therefore, the conventional technique has a problem that it is difficult to make both compatible.

また、このような問題は、Si基板に限らず、SiCやサファイアやZnOなど、エピタキシャル成長させる層と異なる格子定数及び/又は熱膨張係数を持つ材料よりなる基板(以下、異種基板という)を用いた場合でも、同様に発生する問題である。   In addition, such a problem is not limited to the Si substrate, but a substrate made of a material having a lattice constant and / or a thermal expansion coefficient different from that of the layer to be epitaxially grown, such as SiC, sapphire, or ZnO (hereinafter referred to as a heterogeneous substrate) is used. Even in this case, the problem occurs in the same manner.

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、異種基板を用いた半導体装置および半導体装置の製造方法であって、放熱効率を向上し且つ歩留りや信頼性の低下を防止することが可能な半導体装置、ウエハ構造体および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and is a semiconductor device using a heterogeneous substrate and a method for manufacturing the semiconductor device, which improves heat dissipation efficiency and prevents a decrease in yield and reliability. An object of the present invention is to provide a semiconductor device, a wafer structure, and a method for manufacturing the semiconductor device.

かかる目的を達成するために、本発明による半導体装置は、裏面に凹部が形成された支持基板と、前記支持基板における前記裏面と反対側の上面上に成長された化合物半導体層と、該化合物半導体層の上方または側方に互いに離間して形成された2つの電極と、を含む半導体素子と、を備え、前記化合物半導体層が、前記支持基板に対して格子定数および熱膨張係数のうち少なくとも1つが異なり、前記凹部が、前記支持基板の厚み方向から見て少なくとも前記2つの電極で挟まれた領域を内包する領域に形成されていることを特徴としている。   In order to achieve such an object, a semiconductor device according to the present invention includes a support substrate having a recess formed on the back surface, a compound semiconductor layer grown on the top surface of the support substrate opposite to the back surface, and the compound semiconductor. A semiconductor element including two electrodes formed above or laterally apart from each other, wherein the compound semiconductor layer has at least one of a lattice constant and a thermal expansion coefficient with respect to the support substrate. In other words, the recess is formed in a region including at least a region sandwiched between the two electrodes when viewed from the thickness direction of the support substrate.

上記した本発明による半導体装置は、前記凹部が、前記支持基板における個片化面が形成された部分の厚み方向の厚さに対して8割以上の深さを有することを特徴としている。   The semiconductor device according to the present invention described above is characterized in that the concave portion has a depth of 80% or more with respect to the thickness in the thickness direction of the portion where the singulated surface is formed in the support substrate.

上記した本発明による半導体装置は、前記支持基板の下面に設けられ、前記凹部に嵌合する凸部を有するリードフレームを備えたことを特徴としている。   The semiconductor device according to the present invention described above includes a lead frame provided on the lower surface of the support substrate and having a convex portion that fits into the concave portion.

上記した本発明による半導体装置は、前記半導体素子が、MOSFET、HEMTおよびSBDのうち少なくとも1つを含むことを特徴としている。   The semiconductor device according to the present invention described above is characterized in that the semiconductor element includes at least one of MOSFET, HEMT, and SBD.

上記した本発明による半導体装置は、前記化合物半導体層が、GaN、AlGaN、BAlGaN、InGaN、GaAs、InPおよびSeGeのうち少なくとも1つを含むことを特徴としている。   The semiconductor device according to the present invention described above is characterized in that the compound semiconductor layer contains at least one of GaN, AlGaN, BAlGaN, InGaN, GaAs, InP, and SeGe.

また、本発明によるウエハ構造体は、化合物半導体層と該化合物半導体層の上方または側方に互いに離間して形成された2つの電極とを含む半導体素子がそれぞれ1以上形成された素子形成領域と、前記素子形成領域間に配置された素子分離領域と、を備えたウエハ構造体であって、前記素子形成領域における前記半導体素子が形成された素子形成面と反対側の面に、該素子形成面上から見て少なくとも前記2つの電極で挟まれた領域を内包する領域に凹部が形成されていることを特徴としている。   In addition, the wafer structure according to the present invention includes an element formation region in which one or more semiconductor elements each including a compound semiconductor layer and two electrodes formed apart from each other above or on the side of the compound semiconductor layer are formed. And an element isolation region disposed between the element formation regions, wherein the element formation is formed on a surface of the element formation region opposite to the element formation surface on which the semiconductor element is formed. A recess is formed in a region including at least a region sandwiched between the two electrodes when viewed from above.

上記した本発明によるウエハ構造体は、前記凹部が、前記素子分離領域下以外に形成されていることを特徴としている。   The above-described wafer structure according to the present invention is characterized in that the concave portion is formed other than under the element isolation region.

また、本発明による半導体装置の製造方法は、複数の素子形成領域と前記各素子形成領域を区画する素子分離領域とを含む支持基板を前記素子分離領域で切断することで半導体装置を個片化する個片化工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記支持基板の上面上に成長された化合物半導体層と該化合物半導体層の上方または側方に互いに離間して形成された2つの電極とを含む半導体素子を前記素子形成領域に形成する素子形成工程と、前記支持基板の裏面における前記素子分離領域下以外の領域に、該支持基板の厚み方向から見て少なくとも前記2つの電極で挟まれた領域を内包する凹部を形成する凹部形成工程と、を含むことを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a semiconductor substrate is divided into pieces by cutting a support substrate including a plurality of element formation regions and element isolation regions partitioning each element formation region at the element isolation regions. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of dividing a semiconductor device, wherein the compound semiconductor layer grown on the upper surface of the support substrate and two electrodes formed on or apart from the compound semiconductor layer are spaced apart from each other An element forming step of forming a semiconductor element including the element in the element forming region and a region other than under the element isolation region on the back surface of the support substrate between at least the two electrodes when viewed from the thickness direction of the support substrate. A recess forming step of forming a recess containing the region formed.

また、本発明による半導体装置の製造方法は、複数の素子形成領域と前記各素子形成領域を区画する素子分離領域とを含む支持基板を前記素子分離領域で切断することで半導体装置を個片化する個片化工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記支持基板の裏面における前記素子分離領域下以外の領域に凹部を形成する凹部形成工程と、前記支持基板の上面上に成長された化合物半導体層と該化合物半導体層の上方または側方に互いに離間して形成された2つの電極とを含む半導体素子を前記素子形成領域に形成する素子形成工程と、を含み、前記2つの電極が、前記支持基板の厚み方向から見て前記凹部に内包される領域に形成されることを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a semiconductor substrate is divided into pieces by cutting a support substrate including a plurality of element formation regions and element isolation regions partitioning each element formation region at the element isolation regions. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a concave portion in a region other than under the element isolation region on the back surface of the support substrate; and a step of growing on the upper surface of the support substrate. Forming a semiconductor element in the element formation region, the semiconductor element including a compound semiconductor layer and two electrodes formed on or above the side of the compound semiconductor layer so as to be spaced apart from each other, the two electrodes comprising: The support substrate is formed in a region included in the recess as viewed from the thickness direction of the support substrate.

上記した本発明による前記凹部の深さが、前記支持基板における個片化面が形成された部分の厚み方向の厚さの8割以上であることを特徴としている。   The depth of the concave portion according to the present invention is 80% or more of the thickness in the thickness direction of the portion where the individualized surface is formed on the support substrate.

本発明によれば、化合物半導体層におけるチャネル形成領域として機能する2つの電極で挟まれた領域下に支持基板を薄くする凹部が形成されるため、動作時にチャネル形成領域で発生した熱を支持基板裏面から効率的に放熱することが可能となる。また、この凹部が形成されていない領域は、支持基板の厚さが確保されているため、エピタキシャル層である化合物半導体層と異種基板である支持基板との応力のバランスが崩れることを防止できる。これにより、放熱効率を向上し且つ歩留りや信頼性の低下を防止することが可能な半導体装置および半導体装置の製造方法を実現することができる。   According to the present invention, since the recess for thinning the support substrate is formed under the region between the two electrodes functioning as the channel formation region in the compound semiconductor layer, the heat generated in the channel formation region during operation is supported by the support substrate. It is possible to efficiently dissipate heat from the back surface. In addition, since the thickness of the support substrate is secured in the region where the recess is not formed, it is possible to prevent the balance of stress between the compound semiconductor layer that is an epitaxial layer and the support substrate that is a different substrate from being lost. As a result, it is possible to realize a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that can improve heat dissipation efficiency and prevent a decrease in yield and reliability.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, each drawing only schematically shows the shape, size, and positional relationship to the extent that the contents of the present invention can be understood. Therefore, the present invention is illustrated in each drawing. It is not limited to only the shape, size, and positional relationship. Moreover, in each figure, a part of hatching in a cross section is abbreviate | omitted for clarification of a structure. Furthermore, the numerical values exemplified below are merely preferred examples of the present invention, and therefore the present invention is not limited to the illustrated numerical values.

<実施の形態1>
以下、本発明の実施の形態1による半導体装置100を、図面を用いて詳細に説明する。
<Embodiment 1>
Hereinafter, the semiconductor device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(構成)
図1Aは本実施の形態による半導体装置100を個片化する前のウエハ1の概略構成を示す上視図であり、図1Bは図1Aに示すウエハ1に作り込まれた個片化前の複数の半導体装置100の1つの概略構成を拡大した拡大図である。また、図2は、図1BにおけるA−A’断面の層構造を示す模式図である。図3は、チップに個片化した半導体装置100をリードフレーム120に実装したものの断面図である。なお、図3では図2に対応する断面を示す。
(Constitution)
FIG. 1A is a top view showing a schematic configuration of a wafer 1 before the semiconductor device 100 according to the present embodiment is singulated, and FIG. 1B is a state before the singulation formed on the wafer 1 shown in FIG. 1A. 4 is an enlarged view of one schematic configuration of a plurality of semiconductor devices 100. FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing the layer structure of the AA ′ cross section in FIG. 1B. FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device 100 separated into chips and mounted on the lead frame 120. 3 shows a cross section corresponding to FIG.

図1Aに示すように、ウエハ1には、ウエハプロセス技術を用いて複数の半導体装置100が2次元的に配列した状態で形成されている。各半導体装置100は、これに含まれるMOSFETなどの半導体素子が形成される素子形成領域AR1と、隣接する素子形成領域AR1を電気的に分離する素子分離領域FR1と、を備える。   As shown in FIG. 1A, a plurality of semiconductor devices 100 are formed on a wafer 1 in a two-dimensional array using a wafer process technique. Each semiconductor device 100 includes an element formation region AR1 in which a semiconductor element such as a MOSFET included therein is formed, and an element isolation region FR1 that electrically isolates the adjacent element formation region AR1.

また、図1Bに示すように、ウエハ1において、縦または横に隣接する素子形成領域AR1間の素子分離領域FR1には、各半導体装置100を個片化する際の切断部分となるスクライブ領域SRが設定されている。本実施の形態では、スクライブ領域SRを所定のダイシングラインDLに沿って例えばダイシングブレードやレーザカッターなどを用いて切断することで、各半導体装置100をチップに個片化する。   Further, as shown in FIG. 1B, in the wafer 1, in the element isolation region FR1 between the element formation regions AR1 that are adjacent vertically or horizontally, a scribe region SR that becomes a cut portion when each semiconductor device 100 is separated into pieces. Is set. In the present embodiment, each semiconductor device 100 is divided into chips by cutting the scribe region SR along a predetermined dicing line DL using, for example, a dicing blade or a laser cutter.

本実施の形態では、例として、素子分離領域FR1の幅を300μm程度とし、スクライブ領域SRの幅を50〜100μm程度とする。また、素子形成領域AR1の長手方向(例えば形成される素子のチャネル長方向)の長さを7mm程度とし、短手方向の長さを3.5mm程度とする。ただし、これに限定されるものではない。例えばスクライブ領域SRは、素子分離領域FR1と同一の領域であってもよい。また、ダイシングにより除去される幅、すなわちダイシングブレードの幅やレーザカッターのスポット径などは、スクライブ領域SRと同一の幅である必要はなく、スクライブ領域SRよりも小さければよい。   In the present embodiment, as an example, the width of the element isolation region FR1 is about 300 μm, and the width of the scribe region SR is about 50 to 100 μm. The length of the element formation region AR1 in the longitudinal direction (for example, the channel length direction of the element to be formed) is about 7 mm, and the length in the short direction is about 3.5 mm. However, it is not limited to this. For example, the scribe region SR may be the same region as the element isolation region FR1. In addition, the width removed by dicing, that is, the width of the dicing blade, the spot diameter of the laser cutter, and the like do not have to be the same width as the scribe region SR, but may be smaller than the scribe region SR.

また、少なくとも半導体装置100の駆動部分であるチャネル形成領域CR1の下の領域には、後述するシリコン基板101(図2参照)を基板裏面(素子形成面と反対側の面)から彫り込むことで形成された凹部DP1が存在する。すなわち、本実施の形態では、少なくともチャネル形成領域CR1下のシリコン基板101が、個片化時の切断部分であるスクライブ領域SRのシリコン基板101よりも薄厚化されている。半導体装置100の駆動部分であるチャネル形成領域CR1は、半導体装置100の動作時に発熱する部分である。そこで、本実施の形態のようにチャネル形成領域CR1下のシリコン基板101を薄厚化する。これにより、薄厚化された部分におけるシリコン基板101の熱抵抗を低減することが可能となるため、チャネル形成領域CR1で発生した熱をシリコン基板101を介して基板裏面から効率良く放熱することが可能となる。   Further, a silicon substrate 101 (see FIG. 2), which will be described later, is engraved from the back surface of the substrate (the surface opposite to the element formation surface) in at least the region below the channel formation region CR1, which is the drive portion of the semiconductor device 100. There is a recess DP1 formed. That is, in the present embodiment, at least the silicon substrate 101 below the channel formation region CR1 is thinner than the silicon substrate 101 in the scribe region SR that is a cut portion at the time of singulation. The channel formation region CR <b> 1 that is a driving portion of the semiconductor device 100 is a portion that generates heat during the operation of the semiconductor device 100. Therefore, the silicon substrate 101 under the channel formation region CR1 is thinned as in this embodiment. As a result, the thermal resistance of the silicon substrate 101 in the thinned portion can be reduced, so that the heat generated in the channel formation region CR1 can be efficiently radiated from the back surface of the substrate through the silicon substrate 101. It becomes.

この凹部DP1は、必ずしもチャネル形成領域CR1下の領域全体に形成されている必要はなく、チャネル形成領域CR1下の一部にでも形成されていれば、チャネル形成領域CR1で発生した熱の放熱効果を向上することが可能である。   The recess DP1 does not necessarily have to be formed in the entire region under the channel formation region CR1, and if it is also formed in a part under the channel formation region CR1, the heat dissipation effect of the heat generated in the channel formation region CR1. It is possible to improve.

ここで、1つの素子形成領域AR1に形成される半導体素子(本説明ではMOSFET100A)は、1つに限られるものではない。例えば図1Bに示すように、共通のソース電極パッドPSに接続された櫛歯状に連なる複数のソース電極108sと、同じく共通のドレイン電極パッドPDに接続された櫛歯状に連なる複数のドレイン電極108dと、が噛み合うように対向することで、並列に接続された複数のMOSFETが1つの素子形成領域AR1に形成されてもよい。この場合、各MOSFETのソース・ドレイン間上には、共通又は独立したゲート電極パッドPGに接続されたゲートが形成される。なお、各パッド(PS、PD、PG)の長手方向の幅は、例えば200μ程度とすることができる。   Here, the number of semiconductor elements (MOSFET 100A in this description) formed in one element formation region AR1 is not limited to one. For example, as shown in FIG. 1B, a plurality of source electrodes 108s connected in a comb shape connected to a common source electrode pad PS and a plurality of drain electrodes connected in a comb shape connected to a common drain electrode pad PD. A plurality of MOSFETs connected in parallel may be formed in one element formation region AR1 by facing each other so as to mesh with 108d. In this case, a gate connected to a common or independent gate electrode pad PG is formed between the source and drain of each MOSFET. Note that the width in the longitudinal direction of each pad (PS, PD, PG) can be, for example, about 200 μm.

このように複数の半導体素子が1つの素子形成領域AR1に形成される場合、例えば配列する複数の半導体素子のうち最外に配置された半導体素子のチャネル形成領域の外側を結んでなる領域を1つのチャネル形成領域と見なし、このチャネル形成領域下に凹部DP1を形成することが好ましい。なお、以下では、説明の簡略化のため、1つのMOSFET100Aが形成された半導体装置100を例に挙げる。   When a plurality of semiconductor elements are formed in one element formation region AR1 as described above, for example, a region formed by connecting the outside of the channel formation region of the semiconductor element arranged at the outermost position among the plurality of arranged semiconductor elements is 1 It is preferable to consider the two channel forming regions and form the recess DP1 under the channel forming region. In the following, for simplicity of explanation, the semiconductor device 100 in which one MOSFET 100A is formed is taken as an example.

各素子形成領域AR1の層構造は、図2に示すように、例えば、シリコン基板101に形成されたバッファ層102上に、動作時にチャネル層として機能するp型半導体層103と、ヘテロ接合界面を形成することでキャリアとして利用することができる2次元電子ガスを発生させるキャリア走行層104およびキャリア供給層105と、MOS(Metal Oxide Semiconductor)構造を構成するp型半導体層103上のゲート絶縁膜106およびゲート電極107と、ゲート電極107を挟む2つの領域に形成されたソース電極108sおよびドレイン電極108dと、を含み、これにより、各素子形成領域AR1に1つのMOSFET100Aが形成される。   As shown in FIG. 2, the layer structure of each element formation region AR1 includes, for example, a p-type semiconductor layer 103 that functions as a channel layer during operation and a heterojunction interface on a buffer layer 102 formed on a silicon substrate 101. The gate insulating film 106 on the p-type semiconductor layer 103 constituting a MOS (Metal Oxide Semiconductor) structure, and a carrier traveling layer 104 and a carrier supply layer 105 that generate a two-dimensional electron gas that can be used as carriers by forming. And a gate electrode 107, and a source electrode 108s and a drain electrode 108d formed in two regions sandwiching the gate electrode 107, whereby one MOSFET 100A is formed in each element formation region AR1.

また、隣接する半導体装置100間、すなわち素子分離領域FR1には、MOSFET100Aを電気的に分離するための構成としてトレンチTR1が形成されている。このトレンチTR1は、例えばシリコン基板101の上層にまで到達する。さらに、MOSFET100Aが形成された素子形成領域AR1には、素子分離領域FR1のトレンチTR1内部にまで延在する層間絶縁膜109が形成される。層間絶縁膜109には、ゲート電極107、ソース電極108s及びドレイン電極108dをそれぞれ露出させる開口が形成され、この開口内から層間絶縁膜109上の一部にかけて、各電極(107、108s及び108d)をそれぞれ層間絶縁膜109上に電気的に引き出すメタル層110が形成される。さらにまた、メタル層110が形成された層間絶縁膜109上には、下層のMOSFET100A等を保護するためのパッシベーション膜111が形成される。   A trench TR1 is formed between the adjacent semiconductor devices 100, that is, in the element isolation region FR1, as a structure for electrically isolating the MOSFET 100A. The trench TR1 reaches, for example, the upper layer of the silicon substrate 101. Further, in the element formation region AR1 where the MOSFET 100A is formed, an interlayer insulating film 109 extending to the inside of the trench TR1 of the element isolation region FR1 is formed. In the interlayer insulating film 109, openings for exposing the gate electrode 107, the source electrode 108s, and the drain electrode 108d are formed, and each electrode (107, 108s, and 108d) extends from the opening to a part on the interlayer insulating film 109. Is formed on the interlayer insulating film 109 to form a metal layer 110. Further, a passivation film 111 for protecting the underlying MOSFET 100A and the like is formed on the interlayer insulating film 109 on which the metal layer 110 is formed.

上記のような構成を備える半導体装置100において、チャネル形成領域CR1として機能する領域は、図2に示すように、主として、MOSFET100Aのソース電極108sとドレイン電極108dとに挟まれた領域下に位置するp型半導体層103、キャリア走行層104および/またはキャリア供給層105である。この領域は、言い換えれば、ソース電極108sからドレイン電極108dにかけての電流パスが形成される領域であって、半導体装置100の駆動部分である。したがって、本実施の形態では、シリコン基板101の厚み方向から見て少なくともソース電極108sおよびドレイン電極108dで挟まれた領域を内包する領域にシリコン基板101を薄厚化する凹部DP1を形成する。   In the semiconductor device 100 having the above configuration, the region functioning as the channel formation region CR1 is mainly located below the region sandwiched between the source electrode 108s and the drain electrode 108d of the MOSFET 100A as shown in FIG. The p-type semiconductor layer 103, the carrier traveling layer 104 and / or the carrier supply layer 105. In other words, this region is a region where a current path from the source electrode 108 s to the drain electrode 108 d is formed, and is a drive portion of the semiconductor device 100. Therefore, in the present embodiment, the concave portion DP1 for thinning the silicon substrate 101 is formed in a region including at least a region sandwiched between the source electrode 108s and the drain electrode 108d when viewed from the thickness direction of the silicon substrate 101.

ただし、このシリコン基板101を薄厚化する凹部DP1は、図示されているように、凹部の底部から凹部の開口部に向けて拡大しているので、凹部の形成が容易である。また、少なくともダイシング時に除去される部分には形成されない。これは例えば、ダイシング時にダイシングブレード等が押し付けられる切断部分を支持しておくためや、ダイシングの際に発生する振動や熱などのストレスに対するウエハ1の剛性又は耐性を確保するためや、ダイシング時にウエハ1を固定しておくダイシングシートDSとの接着面(ウエハ1裏面)を確保するため、などである。なお、ダイシング時に除去される切断部分は、ウエハ1のダイシングテーブル上における位置ずれや、ダイシングブレードの位置ずれ又はレーザカッターの光軸ずれなどの要因から、ウエハ1における確約された領域とはならない。そこで、本実施の形態では、スクライブ領域SRを切断予定部分よりも幅広に設定しておき、凹部DP1がスクライブ領域SRに形成されないようにする。これにより、切断部分が予定しておいた切断部分と多少ずれた場合でも、切断部分が凹部DP1に達してウエハ1の剛性やダイシングテープとの接着性などが低下してしまうことを防止できる。   However, since the recess DP1 for thinning the silicon substrate 101 is enlarged from the bottom of the recess toward the opening of the recess as shown in the drawing, the recess can be easily formed. Further, it is not formed at least in a portion removed during dicing. This is because, for example, to support a cutting portion to which a dicing blade or the like is pressed during dicing, to ensure rigidity or resistance of the wafer 1 against stress such as vibration or heat generated during dicing, In order to secure a bonding surface (back surface of the wafer 1) with the dicing sheet DS to which 1 is fixed. Note that the cut portion that is removed during dicing does not become a committed region on the wafer 1 due to factors such as positional deviation of the wafer 1 on the dicing table, positional deviation of the dicing blade, or optical axis deviation of the laser cutter. Therefore, in the present embodiment, the scribe region SR is set wider than the portion to be cut, so that the concave portion DP1 is not formed in the scribe region SR. Thereby, even when the cut portion is slightly deviated from the planned cut portion, it is possible to prevent the cut portion from reaching the recess DP1 and the rigidity of the wafer 1 and the adhesiveness to the dicing tape from being lowered.

このように、本実施の形態による個片化前のウエハ1は、半導体装置100の活性領域(チャネル形成領域CR1)の下に、シリコン基板101を薄厚化する溝状の凹部DP1を備える。個片化時には、凹部DP1の外側かつMOSFET100Aの外側の部分に設定されたスクライブ領域SRを切断する。この結果、個片化された半導体装置100は、外周部分においては厚いシリコン基板101のままであり、活性領域(チャネル形成領域CR1)下においてはシリコン基板101が薄くされた構成を備える。これにより、エピタキシャル層であるp型半導体層103、キャリア走行層104及び/またはキャリア供給層105と異種基板であるシリコン基板101との応力のバランスの崩れを低減することが可能となるため、ウエハ1にクラック等が発生して半導体装置100の歩留まりや信頼性が劣化することを防止できる。   As described above, the wafer 1 before being singulated according to the present embodiment includes the groove-shaped recess DP1 for thinning the silicon substrate 101 under the active region (channel formation region CR1) of the semiconductor device 100. At the time of singulation, the scribe region SR set outside the recess DP1 and outside the MOSFET 100A is cut. As a result, the separated semiconductor device 100 has a configuration in which the thick silicon substrate 101 remains in the outer peripheral portion and the silicon substrate 101 is thinned under the active region (channel formation region CR1). As a result, it is possible to reduce the balance of stress balance between the epitaxial layer p-type semiconductor layer 103, the carrier traveling layer 104 and / or the carrier supply layer 105, and the silicon substrate 101, which is a heterogeneous substrate. It is possible to prevent the yield and reliability of the semiconductor device 100 from deteriorating due to cracks or the like in the semiconductor device 100.

チップに個片化された半導体装置100の裏面には、図3に示すように、銅(Cu)などの金属製のリードフレーム120が半田などによってボンディングされる。また、リードフレーム120がボンディングされた半導体装置100は、必要な配線を施された後に樹脂130によってモールドされる。リードフレーム120は、突起状の凸部121を備え、この凸部121が凹部DP1と嵌合するように半導体装置100裏面に貼り合わされる。このリードフレーム120は放熱板としても機能する。従って、本実施の形態では、半導体装置100の発熱部分であるチャネル形成領域CR1下の薄くなったシリコン基板101直下に放熱板を備えることになり、熱抵抗を大きく低減することが可能である。   As shown in FIG. 3, a lead frame 120 made of metal such as copper (Cu) is bonded to the back surface of the semiconductor device 100 separated into chips by solder or the like. The semiconductor device 100 to which the lead frame 120 is bonded is molded with a resin 130 after necessary wiring is applied. The lead frame 120 includes a protruding convex portion 121, and is bonded to the back surface of the semiconductor device 100 so that the convex portion 121 fits into the concave portion DP1. The lead frame 120 also functions as a heat sink. Therefore, in the present embodiment, a heat sink is provided directly below the thinned silicon substrate 101 under the channel formation region CR1, which is a heat generating portion of the semiconductor device 100, and the thermal resistance can be greatly reduced.

上記において、支持基板には、上記したシリコン(111)基板101の他に、例えばサファイア基板やSiC基板やZnO基板など、種々の基板を適用することができる。また、シリコン基板101上のバッファ層102は、上層に成長させるp型半導体層103とシリコン基板101との特性差による相互作用を緩衝し、両者の接合強度を向上するための層である。このようなバッファ層102は、シリコン基板101上に膜厚が例えば50nm程度のAlN(窒化アルミニウム)層を形成し、これの上に膜厚が例えば5〜100nm程度のGaN層と膜厚が例えば1〜10nm程度のAlN層とよりなる積層膜を例えば20〜80層程度重ねることで形成することができる。ただし、本発明ではこの構成に限定されず、バッファ層102の上に形成する半導体層(本実施の形態ではp型半導体層103)の材料等によって種々変形されるものである。   In the above description, various substrates such as a sapphire substrate, a SiC substrate, and a ZnO substrate can be applied to the support substrate in addition to the silicon (111) substrate 101 described above. Further, the buffer layer 102 on the silicon substrate 101 is a layer for buffering the interaction due to the characteristic difference between the p-type semiconductor layer 103 grown on the upper layer and the silicon substrate 101 and improving the bonding strength between them. For such a buffer layer 102, an AlN (aluminum nitride) layer having a thickness of, for example, about 50 nm is formed on the silicon substrate 101, and a GaN layer having a thickness of, for example, about 5 to 100 nm is formed on the AlN (aluminum nitride) layer. It can be formed by stacking, for example, about 20 to 80 layers of a laminated film composed of an AlN layer of about 1 to 10 nm. However, the present invention is not limited to this structure, and various modifications may be made depending on the material of the semiconductor layer (p-type semiconductor layer 103 in this embodiment) formed over the buffer layer 102.

バッファ層102上のp型半導体層103は、例えばp型の不純物を含む半導体層であり、上述したように動作時にチャネルが形成されるチャネル形成領域CR1を含む層である。このようなp型半導体層103は、例えばGaNやAlGaNやBAlGaNやInGaNなどのIII族窒化物半導体や、その他GaAsやInPやSeGeなどのような化合物半導体など、支持基板として用いたシリコン基板101に対して格子定数および熱膨張係数のうち少なくとも1つが異なる種々の半導体を用いて形成することができる。本実施の形態では、GaN層を用いてp型半導体層を形成した場合を例に挙げる。また、本実施の形態では、p型の不純物としてマグネシウム(Mg)を用いた場合を例に挙げ、その濃度(Mg濃度)を例えば1×1017/cm程度とする。 The p-type semiconductor layer 103 on the buffer layer 102 is, for example, a semiconductor layer containing p-type impurities, and includes the channel formation region CR1 in which a channel is formed during operation as described above. Such a p-type semiconductor layer 103 is formed on a silicon substrate 101 used as a support substrate, for example, a group III nitride semiconductor such as GaN, AlGaN, BAlGaN, or InGaN, or a compound semiconductor such as GaAs, InP, or SeGe. On the other hand, it can be formed using various semiconductors having at least one of a lattice constant and a thermal expansion coefficient different. In this embodiment, a case where a p-type semiconductor layer is formed using a GaN layer is taken as an example. In this embodiment, the case where magnesium (Mg) is used as a p-type impurity is taken as an example, and the concentration (Mg concentration) is set to about 1 × 10 17 / cm 3, for example.

p型半導体層103上のキャリア走行層104およびキャリア供給層105は、いわゆるHEMT構造を形成する層であり、上述したように、ヘテロ接合界面を形成することで界面近傍であるキャリア走行層104上層に動作時にキャリアとして利用することが可能な2次元電子ガスを発生させる。本実施の形態では、キャリア走行層104として例えばアンドープのGaN(以下、un−GaNという)層を用い、キャリア供給層105として例えばアンドープのAlGaN(以下、un−AlGaNという)層を用いる。ただし、本発明はこれらに限定されず、ヘテロ接合界面を形成して2次元電子ガスを発生させることが可能な種々の化合物半導体積層膜を適用することが可能である。   The carrier running layer 104 and the carrier supply layer 105 on the p-type semiconductor layer 103 are layers that form a so-called HEMT structure, and as described above, the upper layer of the carrier running layer 104 that is in the vicinity of the interface by forming a heterojunction interface. A two-dimensional electron gas that can be used as a carrier during operation is generated. In this embodiment, for example, an undoped GaN (hereinafter referred to as un-GaN) layer is used as the carrier traveling layer 104, and an undoped AlGaN (hereinafter referred to as un-AlGaN) layer is used as the carrier supply layer 105. However, the present invention is not limited to these, and various compound semiconductor laminated films capable of generating a two-dimensional electron gas by forming a heterojunction interface can be applied.

p型半導体層103上のHEMT構造の一部(キャリア走行層104およびキャリア供給層105の一部)は除去されており、この除去部分におけるp型半導体層103上にゲート絶縁膜106およびゲート電極107が形成されている。この構成により、本実施の形態によるMOSFET100Aが、p型半導体層103とゲート絶縁膜106とゲート電極107とよりなるMOS構造を備える。本実施の形態では、ゲート絶縁膜106として例えばシリコン酸化膜を用い、また、ゲート電極107として例えばアルミニウム(Al)膜をチタニウム(Ti)膜で上下層からサンドウィッチした積層構造の金属膜を用いる。ただし、本発明はこれに限定されず、半導体装置100に組み込まれる半導体素子が例えばMIS(Metal Insulator Semiconductor)構造のFETであってもよい。したがって、ゲート絶縁膜106およびゲート電極107についても、種々の絶縁膜および導電体膜を用いることが可能である。   A part of the HEMT structure on the p-type semiconductor layer 103 (a part of the carrier traveling layer 104 and the carrier supply layer 105) is removed, and the gate insulating film 106 and the gate electrode are formed on the p-type semiconductor layer 103 in the removed part. 107 is formed. With this configuration, MOSFET 100A according to the present embodiment has a MOS structure including p-type semiconductor layer 103, gate insulating film 106, and gate electrode 107. In this embodiment, for example, a silicon oxide film is used as the gate insulating film 106, and a metal film having a stacked structure in which, for example, an aluminum (Al) film is sandwiched from upper and lower layers by a titanium (Ti) film is used as the gate electrode 107. However, the present invention is not limited to this, and the semiconductor element incorporated in the semiconductor device 100 may be, for example, a MIS (Metal Insulator Semiconductor) FET. Therefore, various insulating films and conductor films can be used for the gate insulating film 106 and the gate electrode 107.

キャリア供給層105上には、上述したように、ゲート電極107を挟む2つの領域に対をなすソース電極108sおよびドレイン電極108dが形成されている。本実施の形態において、ソース電極108sおよびドレイン電極108dには、例えば下層のTi膜と上層のAl膜とよりなる積層構造の金属膜を用いることができる。ただし、本発明ではこれに限定されず、例えば下層のキャリア供給層105とオーミック接合することが可能な種々の導電体を用いて形成することが可能である。   On the carrier supply layer 105, as described above, the source electrode 108s and the drain electrode 108d that are paired with two regions sandwiching the gate electrode 107 are formed. In the present embodiment, for the source electrode 108s and the drain electrode 108d, for example, a metal film having a laminated structure including a lower Ti film and an upper Al film can be used. However, the present invention is not limited to this, and for example, various conductors capable of ohmic contact with the lower carrier supply layer 105 can be used.

また、半導体素子を覆う層間絶縁膜109は、例えばシリコン酸化膜などの絶縁膜を用いて形成することができる。さらに、層間絶縁膜109上およびこれのコンタクトホール内のメタル層110は、例えばTi膜とAl膜との積層構造を有する金属膜などを用いて形成することができる。さらにまた、これらを覆うパッシベーション膜111は、例えばシリコン窒化膜などの絶縁膜を用いて形成することができる。   The interlayer insulating film 109 covering the semiconductor element can be formed using an insulating film such as a silicon oxide film. Furthermore, the metal layer 110 on the interlayer insulating film 109 and in the contact hole thereof can be formed using, for example, a metal film having a laminated structure of a Ti film and an Al film. Furthermore, the passivation film 111 covering these can be formed using an insulating film such as a silicon nitride film.

また、チャネル形成領域CR1下の凹部DP1は、上記したMOSFET100Aを形成するためのウエハプロセス終了後に、両面リソグラフィ装置を用いて凹部DP1の開口形状が転写されたマスク膜をシリコン基板101裏面に形成し、次にマスク膜が形成されたシリコン基板101裏面をICP(Inductively Coupled Plasma)装置などを用いてドライエッチングを行うことによって形成される。凹部DP1の深さは、例えば許容される熱抵抗と加工の容易さとから決定することができる。本実施の形態では、例えばチャネル形成領域CR1下に残すシリコン基板101の厚さを100μm程度とする。これにより、熱抵抗の低減と加工の容易さとを両立させることができる。通常、1000V以上の耐圧を持つGaN系化合物半導体電界効果トランジスタの場合は、1mm程度の厚さを持つSi基板上にGaN層をエピタキシャル成長させることが多い。したがって、この場合のエッチング深さは、略900μmとなる。ただし、これに限定されるものではない。例えばシリコン基板101の厚さの6割以上の深さの凹部でも、熱抵抗の低減効果はある程度認められるが、8割以上の深さを有する凹部DP1を形成することで、十分に熱抵抗の低減と加工の容易さとを両立させることが可能である。なお、ウエハ1における隣接する半導体装置100間で素子を分離するためのトレンチTR1は、各半導体装置100の外周部における基板エッチングを施されていない部分に形成される。   The recess DP1 under the channel formation region CR1 is formed on the back surface of the silicon substrate 101 by using a double-side lithography apparatus to transfer the opening shape of the recess DP1 after the wafer process for forming the MOSFET 100A is completed. Next, the back surface of the silicon substrate 101 on which the mask film is formed is formed by performing dry etching using an ICP (Inductively Coupled Plasma) apparatus or the like. The depth of the recess DP1 can be determined from, for example, the allowable thermal resistance and the ease of processing. In the present embodiment, for example, the thickness of the silicon substrate 101 remaining under the channel formation region CR1 is set to about 100 μm. Thereby, both reduction in thermal resistance and ease of processing can be achieved. Usually, in the case of a GaN-based compound semiconductor field effect transistor having a breakdown voltage of 1000 V or more, a GaN layer is often epitaxially grown on a Si substrate having a thickness of about 1 mm. Therefore, the etching depth in this case is approximately 900 μm. However, it is not limited to this. For example, even in a recess having a depth of 60% or more of the thickness of the silicon substrate 101, the effect of reducing the thermal resistance is recognized to some extent, but by forming the recess DP1 having a depth of 80% or more, the thermal resistance is sufficiently reduced. It is possible to achieve both reduction and ease of processing. A trench TR1 for separating elements between adjacent semiconductor devices 100 in the wafer 1 is formed in a portion of the outer peripheral portion of each semiconductor device 100 where substrate etching is not performed.

なお、ここまでは、説明の簡略化のため、各半導体装置100が1つのMOSFET100Aを備える場合を例に挙げたが、実際には半導体装置100に流れる電流量を大きくするために、例えば図1Bに示したように、ウエハ1上のメタル層を利用して1つの半導体装置が並列に接続された複数の半導体素子を備えるように構成することが一般的である。この場合の断面図を図4に示す。図4に示すように、複数のMOSFET100A(半導体素子)が形成された半導体装置150では、例えば配列する複数のMOSFET100Aのうち最外に配置されたMOSFET100Aのチャネル形成領域CR1の外側を結んでなる領域を1つのチャネル形成領域CR11と見なし、このチャネル形成領域CR11下に凹部DP1を形成する。   Heretofore, for simplification of explanation, the case where each semiconductor device 100 includes one MOSFET 100A has been described as an example. However, in order to increase the amount of current flowing through the semiconductor device 100 in practice, for example, FIG. As shown in FIG. 2, it is common to use a metal layer on the wafer 1 so that one semiconductor device is provided with a plurality of semiconductor elements connected in parallel. A cross-sectional view in this case is shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the semiconductor device 150 in which a plurality of MOSFETs 100A (semiconductor elements) are formed, for example, a region formed by connecting the outside of the channel formation region CR1 of the MOSFET 100A arranged on the outermost side among the plurality of MOSFETs 100A arranged. Is regarded as one channel formation region CR11, and a recess DP1 is formed under the channel formation region CR11.

(製造方法)
次に、本実施の形態による半導体装置100の製造方法を、詳細に説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 100 according to the present embodiment will be described in detail.

本製造方法では、まず、図5(a)に示すように、シリコン基板101上に、バッファ層102Aを形成し、その上にp−GaN層103Aとun−GaN層104Aとun−AlGaN層105Aとを順次形成する。   In this manufacturing method, first, as shown in FIG. 5A, a buffer layer 102A is formed on a silicon substrate 101, and a p-GaN layer 103A, an un-GaN layer 104A, and an un-AlGaN layer 105A are formed thereon. Are sequentially formed.

具体的には、まず、例えばMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置のチャンバ内にシリコン基板101を設置した状態で、シリコン基板101上に例えばトリメチルアルミニウム(TMA)とアンモニア(NH)とをそれぞれ例えば100μmol/分程度、12リットル/分程度の流量で導入する。これにより、膜厚が例えば100nm程度のAlN層がシリコン基板101上にエピタキシャル成長する。次に、成長したAlN層上に例えばトリメチルガリウム(TMG)とアンモニアとをそれぞれ例えば58μmol/分程度、12リットル/分程度の流量で導入することで、膜厚が例えば200nm程度のGaN層をエピタキシャル成長し、続いて、GaN層上に例えばTMAとアンモニアとを上記と同様の流量で導入することで、膜厚が例えば20nm程度のAlN層をエピタキシャル成長する。その後、膜厚が200nm程度のGaN層と膜厚が20nm程度のAlN層とよりなる積層膜を例えば8層程度重ねることで、最下層のAlN層からの合計の膜厚が例えば1860nm程度の積層構造を有するバッファ層102をシリコン基板101上に形成する。 Specifically, first, for example, in a state where the silicon substrate 101 is installed in a chamber of a MOCVD (Metal Organic Chemical Deposition) apparatus, for example, trimethylaluminum (TMA) and ammonia (NH 3 ) are respectively formed on the silicon substrate 101. For example, the introduction is performed at a flow rate of about 100 μmol / min and about 12 liter / min. Thereby, an AlN layer having a film thickness of, for example, about 100 nm is epitaxially grown on the silicon substrate 101. Next, for example, trimethylgallium (TMG) and ammonia are introduced onto the grown AlN layer at a flow rate of, for example, about 58 μmol / min and about 12 liter / min, respectively, thereby epitaxially growing a GaN layer having a thickness of, for example, about 200 nm. Subsequently, by introducing TMA and ammonia, for example, on the GaN layer at the same flow rate as described above, an AlN layer having a thickness of, for example, about 20 nm is epitaxially grown. Thereafter, a laminated film composed of a GaN layer having a film thickness of about 200 nm and an AlN layer having a film thickness of about 20 nm is stacked, for example, about 8 layers, so that the total film thickness from the lowermost AlN layer is, for example, about 1860 nm. A buffer layer 102 having a structure is formed on the silicon substrate 101.

続いて、バッファ層102上に例えばTMGとアンモニアとの他にビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Bis(Cyclopentadienyl)Magnesium:CP2Mg)を導入する。これにより、p型の不純物としてMgがドーピングされたGaN層(p−GaN層)103Aがバッファ層102A上にエピタキシャル成長する。なお、p−GaN層103Aの膜厚は、例えば500nm程度とすることができる。また、この際のTMGとアンモニアとの流量は、それぞれ例えば19μmol/分程度、12リットル/分程度とすることができる。さらに、CP2Mgの流量は、例えば成長したp−GaN層103AにおけるMg濃度が1×1017/cm程度となるような流量とすることができる。ただし、Mg濃度は、例えば2次イオン質量分析法(SIMS)により測定した結果である。 Subsequently, for example, biscyclopentadienyl magnesium (Bis (Cyclopentadienyl) Magnesium: CP2Mg) is introduced onto the buffer layer 102 in addition to TMG and ammonia. Thereby, a GaN layer (p-GaN layer) 103A doped with Mg as a p-type impurity is epitaxially grown on the buffer layer 102A. The film thickness of the p-GaN layer 103A can be about 500 nm, for example. In addition, the flow rates of TMG and ammonia at this time can be set to, for example, about 19 μmol / min and about 12 liter / min, respectively. Furthermore, the flow rate of CP2Mg can be set such that the Mg concentration in the grown p-GaN layer 103A is about 1 × 10 17 / cm 3, for example. However, the Mg concentration is a result of measurement by, for example, secondary ion mass spectrometry (SIMS).

続いて、p−GaN層103A上に例えばTMGとアンモニアとをそれぞれ例えば19μmol/分程度、12リットル/分程度の流量で導入することで、膜厚が例えば100nm程度のun−GaN層104Aをエピタキシャル成長する。続いて、un−GaN層104A上に例えばTMAとTMGとアンモニアとをそれぞれ例えば125μmol/分程度、19μmol/分程度、12リットル/分程度の流量で導入することで、膜厚が例えば20nm程度のun−AlGaN層105Aをエピタキシャル成長する。なお、un−AlGaN層105Aの組成は、例えばAl0.25Ga0.75Nとすることができる。また、上記工程における各層(バッファ層102A、p−GaN層103A、un−GaN層104Aおよびun−AlGaN層105A)の成長温度は、例えば1050℃程度とすることができる。 Subsequently, for example, TMG and ammonia are introduced onto the p-GaN layer 103A at a flow rate of, for example, about 19 μmol / min and about 12 liter / min, thereby epitaxially growing the un-GaN layer 104A having a thickness of, for example, about 100 nm. To do. Subsequently, for example, TMA, TMG, and ammonia are introduced onto the un-GaN layer 104A at a flow rate of, for example, about 125 μmol / min, about 19 μmol / min, and about 12 liter / min, so that the film thickness is about 20 nm, for example. The un-AlGaN layer 105A is epitaxially grown. The composition of the un-AlGaN layer 105A can be, for example, Al 0.25 Ga 0.75 N. In addition, the growth temperature of each layer (buffer layer 102A, p-GaN layer 103A, un-GaN layer 104A, and un-AlGaN layer 105A) in the above process can be set to about 1050 ° C., for example.

以上のようにしてバッファ層102とp−GaN層103Aとun−GaN層104Aとun−AlGaN層105Aとよりなる積層膜をシリコン基板101上に形成すると、次に、例えばフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いることで、図5(b)に示すように、素子形成領域AR1におけるun−AlGaN層105Aおよびun−GaN層104Aの一部を除去し、下層のp−GaN層103Aの一部を露出させる。具体的には、例えばCVD法を用いることでun−AlGaN層105A上に膜厚が例えば300nm程度のシリコン酸化膜を形成し、次いで例えばフォトリソグラフィ技術を用いることで、シリコン酸化膜上にun−AlGaN層105Aおよびun−GaN層104Aの除去パターンが転写されたフォトレジストを形成する。続いて、該フォトレジストをマスクとして用いつつ、例えば緩衝フッ酸(BHF)を用いたウェットエッチングまたはフッ素系ガスを用いたドライエッチングによりシリコン酸化膜を加工することで、シリコン酸化膜に上記除去パターンを転写する。これにより、除去パターンとしての開口ap1を備えたシリコン酸化膜M1が形成される。続いて、上記のフォトレジストを除去した後、開口ap1を有するシリコン酸化膜M1をマスクとして用いつつ、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによりun−AlGaN層105Aおよびun−GaN層104Aを順次エッチングすることで、開口ap1下のun−AlGaN層105Aおよびun−GaN層104Aを除去し、この部分のp−GaN層103A上面を露出させる。この際、オーバエッチング気味に処理することで、開口ap1下のun−GaN層104Aを完全に除去することが好ましい。また、本工程において、半導体素子として使用しない領域に位置するun−GaN層104Aおよびun−AlGaN層105Aを除去してもよい。   When the laminated film including the buffer layer 102, the p-GaN layer 103A, the un-GaN layer 104A, and the un-AlGaN layer 105A is formed on the silicon substrate 101 as described above, then, for example, a photolithography technique and an etching technique. As shown in FIG. 5B, a part of the un-AlGaN layer 105A and the un-GaN layer 104A in the element formation region AR1 is removed, and a part of the lower p-GaN layer 103A is exposed. Let Specifically, for example, a CVD method is used to form a silicon oxide film having a film thickness of, for example, about 300 nm on the un-AlGaN layer 105A, and then, for example, photolithography is used to form an un- on the silicon oxide film. A photoresist to which the removal pattern of the AlGaN layer 105A and the un-GaN layer 104A is transferred is formed. Subsequently, the removal pattern is formed on the silicon oxide film by processing the silicon oxide film by wet etching using buffered hydrofluoric acid (BHF) or dry etching using fluorine-based gas while using the photoresist as a mask. Transcript. Thus, a silicon oxide film M1 having an opening ap1 as a removal pattern is formed. Subsequently, after removing the photoresist, the un-AlGaN layer 105A and the un-GaN layer 104A are sequentially etched by dry etching using, for example, a chlorine-based gas, using the silicon oxide film M1 having the opening ap1 as a mask. Thus, the un-AlGaN layer 105A and the un-GaN layer 104A under the opening ap1 are removed, and the upper surface of the p-GaN layer 103A in this portion is exposed. At this time, it is preferable to completely remove the un-GaN layer 104 </ b> A under the opening ap <b> 1 by performing an over-etching process. In this step, the un-GaN layer 104A and the un-AlGaN layer 105A located in a region not used as a semiconductor element may be removed.

次に、マスクとして用いたシリコン酸化膜M1を除去した後、例えばフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いることで、図5(c)に示すように、各素子形成領域AR1間に素子分離のためのトレンチTR1を形成する。具体的には、例えば図5(b)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、un−AlGaN層105Aおよび露出したp−GaN層103A上に、トレンチTR1形成用の開口ap2を有するシリコン酸化膜M2を形成する。なお、シリコン酸化膜M2の膜厚は例えば1000nm程度とすることができる。続いて、シリコン酸化膜M2をマスクとして用いつつ、例えば塩素系ガスを用いたRIE(Reactive Ion Etching)やICP−RIE(Inductive Coupled Plasma−RIE)などのドライエッチングによりun−AlGaN層105Aとun−GaN層104Aとp−GaN層103Aとバッファ層102Aとシリコン基板101の上層部分とを順次エッチングすることで、スクライブ領域SRに半導体素子間を電気的に分離するトレンチTR1を形成する。なお、上記した実施の形態においては、p−GaN層103Aを露出させる工程の後にトレンチTR1を形成しているが、トレンチTR1形成後にp−GaN層103Aを露出させる工程を行っても良い。   Next, after the silicon oxide film M1 used as a mask is removed, for example, by using a photolithography technique and an etching technique, as shown in FIG. A trench TR1 is formed. Specifically, for example, by using a process similar to the process described with reference to FIG. 5B, the opening ap2 for forming the trench TR1 is formed on the un-AlGaN layer 105A and the exposed p-GaN layer 103A. A silicon oxide film M2 is formed. The film thickness of the silicon oxide film M2 can be about 1000 nm, for example. Subsequently, using the silicon oxide film M2 as a mask, the un-AlGaN layer 105A and the un-AlGaN layer 105A and un- are formed by dry etching such as RIE (Reactive Ion Etching) or ICP-RIE (Inductive Coupled Plasma-RIE) using a chlorine-based gas, for example. By sequentially etching the GaN layer 104A, the p-GaN layer 103A, the buffer layer 102A, and the upper layer portion of the silicon substrate 101, the trench TR1 that electrically isolates the semiconductor elements from each other is formed in the scribe region SR. In the above-described embodiment, the trench TR1 is formed after the step of exposing the p-GaN layer 103A. However, the step of exposing the p-GaN layer 103A may be performed after the formation of the trench TR1.

次に、マスクとして用いたシリコン酸化膜M2を除去した後、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることで、上記各層が形成されたシリコン基板101上面全体を覆う、膜厚が例えば60nm程度のシリコン酸化膜よりなるゲート絶縁膜106を形成する。続いて、該シリコン酸化膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて加工することで、図6(a)に示すように、キャリア供給層105上の少なくとも一部のゲート絶縁膜106を除去して、ソース電極108sおよびドレイン電極108dとのコンタクト用の開口ap3をそれぞれ形成する。   Next, after removing the silicon oxide film M2 used as a mask, a film thickness of about 60 nm, for example, covers the entire top surface of the silicon substrate 101 on which each of the above layers is formed by using, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. A gate insulating film 106 made of a silicon oxide film is formed. Subsequently, by processing the silicon oxide film using a photolithography technique and an etching technique, at least a part of the gate insulating film 106 on the carrier supply layer 105 is removed as shown in FIG. Then, an opening ap3 for contact with the source electrode 108s and the drain electrode 108d is formed.

次に、例えばリフトオフ法を用いることで、図6(b)に示すように、ゲート絶縁膜106の開口ap3により露出されたキャリア供給層105上に、これとオーミック接触するソース電極108sおよびドレイン電極108dを形成する。具体的には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いることで、ソース電極108sおよびドレイン電極108dの形成領域に開口ap3を含む開口ap4を有するフォトレジストR1を形成する。続いて、例えばスパッタ法または真空蒸着法を用いることで、フォトレジストR1上および開口ap4により露出されたキャリア供給層105上に、TiとAlとを順次堆積する。これにより、フォトレジスト上R1にTi膜とAl膜との積層膜よりなる金属膜1008が形成されると共に、開口ap4により露出されたキャリア供給層105上にソース電極108sおよびドレイン電極108dが形成される。なお、Ti膜およびAl膜の膜厚は、それぞれ例えば25nm程度、300nm程度とすることができる。続いて、例えばアセトンなどの剥離液を用いてフォトレジストR1を除去することで、フォトレジストR1上の金属膜1008をリフトオフにより除去する。その後、例えば600℃のアニール処理を10分間程度行なうことで、ソース側のキャリア供給層105とソース電極108sと、並びに、ドレイン側のキャリア供給層105とドレイン電極108dとを、それぞれオーミック接触させる。   Next, by using, for example, a lift-off method, as shown in FIG. 6B, the source electrode 108s and the drain electrode that are in ohmic contact with the carrier supply layer 105 exposed through the opening ap3 of the gate insulating film 106 are formed. 108d is formed. Specifically, for example, by using a photolithography technique, the photoresist R1 having the opening ap4 including the opening ap3 in the formation region of the source electrode 108s and the drain electrode 108d is formed. Subsequently, Ti and Al are sequentially deposited on the photoresist R1 and the carrier supply layer 105 exposed by the opening ap4 by using, for example, a sputtering method or a vacuum evaporation method. As a result, a metal film 1008 made of a laminated film of a Ti film and an Al film is formed on the photoresist R1, and a source electrode 108s and a drain electrode 108d are formed on the carrier supply layer 105 exposed through the opening ap4. The The film thicknesses of the Ti film and the Al film can be set to, for example, about 25 nm and about 300 nm, respectively. Subsequently, the metal film 1008 on the photoresist R1 is removed by lift-off by removing the photoresist R1 using a stripping solution such as acetone. Thereafter, for example, annealing at 600 ° C. is performed for about 10 minutes, so that the source-side carrier supply layer 105 and the source electrode 108s and the drain-side carrier supply layer 105 and the drain electrode 108d are brought into ohmic contact with each other.

次に、例えばリフトオフ法を用いることで、図7(a)に示すように、ゲート絶縁膜106上にゲート電極107を形成する。具体的には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いることで、ゲート絶縁膜106上におけるゲート電極107の形成領域に開口ap5を有するフォトレジストR2を形成する。続いて、例えばスパッタ法または真空蒸着法を用いることで、フォトレジストR2上および開口ap5により露出されたゲート絶縁膜106上に、TiとAlとTiとを順次堆積する。これにより、フォトレジストR2上にTi膜とAl膜とTi膜との積層膜よりなる金属膜1007が形成されると共に、開口ap5により露出されたゲート絶縁膜106上にゲート電極107が形成される。なお、下層のTi膜とAl膜と上層のTi膜との膜厚は、それぞれ例えば25nm程度、300nm程度、25nm程度とすることができる。続いて、例えばアセトンなどの剥離液を用いてフォトレジストR2を除去することで、フォトレジストR2上の金属膜1007をリフトオフにより除去する。   Next, a gate electrode 107 is formed on the gate insulating film 106 as shown in FIG. 7A by using, for example, a lift-off method. Specifically, for example, by using a photolithography technique, a photoresist R2 having an opening ap5 in the formation region of the gate electrode 107 on the gate insulating film 106 is formed. Subsequently, Ti, Al, and Ti are sequentially deposited on the photoresist R2 and the gate insulating film 106 exposed by the opening ap5 by using, for example, a sputtering method or a vacuum evaporation method. As a result, a metal film 1007 made of a laminated film of a Ti film, an Al film, and a Ti film is formed on the photoresist R2, and a gate electrode 107 is formed on the gate insulating film 106 exposed through the opening ap5. . The film thicknesses of the lower Ti film, the Al film, and the upper Ti film can be set to, for example, about 25 nm, about 300 nm, and about 25 nm, respectively. Subsequently, the metal film 1007 on the photoresist R2 is removed by lift-off by removing the photoresist R2 using a stripping solution such as acetone.

以上までの工程が、ウエハ1の上面上に成長された化合物半導体層(p型半導体層103、キャリア走行層104及びキャリア供給層105の少なくとも1つ)と化合物半導体層の上方(側方であってもよい)に互いに離間して形成された2つの電極(ソース電極108s及びドレイン電極108d)とを含む半導体素子(MOSFET100A)を素子形成領域AR1に形成する素子形成工程に相当する。   The above steps are performed on the compound semiconductor layer (at least one of the p-type semiconductor layer 103, the carrier traveling layer 104, and the carrier supply layer 105) grown on the upper surface of the wafer 1 and above (on the side of) the compound semiconductor layer. This corresponds to an element formation step in which a semiconductor element (MOSFET 100A) including two electrodes (source electrode 108s and drain electrode 108d) formed apart from each other is formed in the element formation region AR1.

以上のようにしてMOSFET100Aを含む半導体素子を形成すると、次に、例えばCVD法を用いて酸化シリコンを堆積させることで、上記各層が形成されたシリコン基板101上面全体を覆う、膜厚が例えば3000nm程度の層間絶縁膜109を形成する。続いて、例えばフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いることで、ソース電極108sおよびドレイン電極108d並びにゲート電極107の一部をそれぞれ露出させるコンタクトホールを層間絶縁膜109に形成し、次いで例えばスパッタ法または真空蒸着法を用いることで、図7(b)に示すように、層間絶縁膜109上の上層配線とコンタクトホール内のコンタクト内線とを含むメタル層110を形成する。なお、層間絶縁膜109およびメタル層110は、それぞれ一層に限らず、複数層形成してもよい。   When the semiconductor element including the MOSFET 100A is formed as described above, the film thickness is, for example, 3000 nm, covering the entire upper surface of the silicon substrate 101 on which each of the above layers is formed by depositing silicon oxide using, for example, a CVD method. An interlayer insulating film 109 is formed to a certain extent. Subsequently, by using, for example, a photolithography technique and an etching technique, contact holes that expose portions of the source electrode 108s, the drain electrode 108d, and the gate electrode 107 are formed in the interlayer insulating film 109, and then, for example, a sputtering method or a vacuum is used. By using the vapor deposition method, as shown in FIG. 7B, the metal layer 110 including the upper layer wiring on the interlayer insulating film 109 and the contact extension in the contact hole is formed. Note that the interlayer insulating film 109 and the metal layer 110 are not limited to one layer, and a plurality of layers may be formed.

次に、例えばCVD法を用いて窒化シリコンを堆積させることで、図8(a)に示すように、層間絶縁膜109およびメタル層110上に、膜厚が例えば800nm程度のパッシベーション膜111を形成する。   Next, a passivation film 111 having a thickness of, for example, about 800 nm is formed on the interlayer insulating film 109 and the metal layer 110 as shown in FIG. To do.

次に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いることで、チャネル形成領域CR1下の凹部DP1が形成される部分に開口を有するフォトレジストを形成する。続いて、形成されたフォトレジストをマスクとして用いつつ、例えばICP装置などを用いてドライエッチングを行うことで、図8(b)に示すように、シリコン基板101裏面に凹部DP1を形成する(凹部形成工程)。凹部DP1の深さは、上述したように、許容される熱抵抗と加工の容易さから決定される。そこで本実施の形態では、シリコン基板101の厚さを1mm程度とし、チャネル形成領域CR1下の基板残し厚さを例えば100μm程度とする。したがって、シリコン基板101を彫り込む深さは、900μm程度となる。なお、この工程の結果、図1A〜図2に示すウエハ1が製造される。次に、リードフレーム120との接合のために、シリコン基板101裏面の全面に、スパッタ法または蒸着法などを用いて、膜厚が100nm程度のニッケル(Ni)膜と、膜厚が500nm程度の金(Au)膜と、からなる裏面電極を形成する。   Next, for example, a photolithography technique is used to form a photoresist having an opening in a portion where the recess DP1 under the channel formation region CR1 is to be formed. Subsequently, by using the formed photoresist as a mask and performing dry etching using, for example, an ICP apparatus, a recess DP1 is formed on the back surface of the silicon substrate 101 as shown in FIG. Forming step). As described above, the depth of the recess DP1 is determined from the allowable thermal resistance and the ease of processing. Therefore, in this embodiment, the thickness of the silicon substrate 101 is about 1 mm, and the remaining thickness of the substrate under the channel formation region CR1 is about 100 μm, for example. Therefore, the depth for engraving the silicon substrate 101 is about 900 μm. As a result of this step, the wafer 1 shown in FIGS. 1A to 2 is manufactured. Next, for bonding to the lead frame 120, a nickel (Ni) film having a thickness of about 100 nm and a film thickness of about 500 nm are formed on the entire back surface of the silicon substrate 101 by sputtering or vapor deposition. A back electrode composed of a gold (Au) film is formed.

次に、凹部DP1が形成されたシリコン基板101裏面に例えば粘着面を備えたダイシングシートDSを貼り付け、これをダイシングテーブル上に固定した後、図9に示すように、シリコン基板101のスクライブ領域SRを例えばダイシングブレードDBを用いて切断する(個片化工程)。この際、シリコン基板101上面側から切断する。これにより、図1A〜図2に示すウエハ1が個々の半導体装置100に個片化される。なお、本実施の形態では、上記したようにダイシングブレードDBを用いて半導体装置100を個片化するが、本発明はこれに限定されず、例えばレーザカッターを用いたステルスカットにて半導体装置100を個片化してもよい。これにより、個片化された半導体装置100は、外周部分においては厚いシリコン基板101のままであり、発熱部分であるチャネル形成領域CR1下のシリコン基板101のみ薄くされた状態になる。これにより、エピタキシャル成長により形成されたp型半導体層103とシリコン基板101の応力のバランスが崩れることがないため、ウエハ1にクラックが発生することを回避でき、結果、半導体装置100の歩留まりや信頼性が劣化することを防止できる。   Next, for example, a dicing sheet DS having an adhesive surface is attached to the back surface of the silicon substrate 101 on which the recess DP1 is formed, and this is fixed on a dicing table, and then, as shown in FIG. The SR is cut using, for example, a dicing blade DB (dividing step). At this time, the silicon substrate 101 is cut from the upper surface side. As a result, the wafer 1 shown in FIGS. 1A to 2 is separated into individual semiconductor devices 100. In the present embodiment, the semiconductor device 100 is divided into pieces using the dicing blade DB as described above, but the present invention is not limited to this, and the semiconductor device 100 is stealth cut using a laser cutter, for example. May be singulated. As a result, the separated semiconductor device 100 remains the thick silicon substrate 101 at the outer peripheral portion, and only the silicon substrate 101 under the channel forming region CR1 that is the heat generating portion is thinned. Thereby, since the balance of stress between the p-type semiconductor layer 103 and the silicon substrate 101 formed by epitaxial growth is not lost, it is possible to avoid the occurrence of cracks in the wafer 1, and as a result, the yield and reliability of the semiconductor device 100 can be avoided. Can be prevented from deteriorating.

また、チップに個片化された半導体装置100は、図3に示すようにリードフレーム120に半田などによってボンディングされ、必要な配線を施された後に樹脂130によってモールドされる。この際、半導体装置100の凹部DP1に凸部121が嵌合するように、リードフレーム120が半導体装置100裏面にボンディングされる。また、リードフレーム120は、半導体装置100を個片化する前にウエハ1の裏面にボンディングされてもよい。この場合、図10に示すように、ウエハ1における半導体装置100の配列と同様に複数のリードフレーム120が配列された一体のリードフレームがシリコン基板101裏面にボンディングされた状態で、ダイシングブレードDB等を用いて半導体装置100が個片化される。   Further, as shown in FIG. 3, the semiconductor device 100 separated into chips is bonded to the lead frame 120 with solder or the like, and after necessary wiring is formed, it is molded with a resin 130. At this time, the lead frame 120 is bonded to the back surface of the semiconductor device 100 so that the convex portion 121 fits into the concave portion DP1 of the semiconductor device 100. Further, the lead frame 120 may be bonded to the back surface of the wafer 1 before the semiconductor device 100 is singulated. In this case, as shown in FIG. 10, a dicing blade DB or the like in a state where an integrated lead frame in which a plurality of lead frames 120 are arranged is bonded to the back surface of the silicon substrate 101 in the same manner as the arrangement of the semiconductor devices 100 on the wafer 1. The semiconductor device 100 is divided into pieces using

以上のような工程を用いて半導体装置100を製造することで、図3に示すようなリードフレーム120を備えた半導体装置100が製造される。この半導体装置100は、シリコン基板101裏面の凹部DP1に放熱板として機能するリードフレーム120の凸部121が嵌合しているため、上述したように、駆動時にチャネル形成領域CR1で発生した熱を効率よく放熱することが可能である。   By manufacturing the semiconductor device 100 using the processes as described above, the semiconductor device 100 including the lead frame 120 as shown in FIG. 3 is manufactured. In this semiconductor device 100, since the convex portion 121 of the lead frame 120 functioning as a heat sink is fitted in the concave portion DP1 on the back surface of the silicon substrate 101, as described above, the heat generated in the channel forming region CR1 during driving is generated. It is possible to dissipate heat efficiently.

以上のように、本実施の形態によれば、化合物半導体層であるp型半導体層103(キャリア走行層104またはキャリア供給層105を含んでもよい)におけるチャネル形成領域CR1として機能するソース電極108sおよびドレイン電極108dで挟まれた領域下に支持基板であるシリコン基板101を薄くする凹部DP1が形成されるため、動作時にチャネル形成領域CR1で発生した熱をシリコン基板101裏面から効率的に放熱することが可能となる。また、この凹部DP1が形成されていない領域は、シリコン基板101の厚さが確保されているため、エピタキシャル層であるp型半導体層103と異種基板であるシリコン基板101との応力のバランスが崩れることを防止できる。これにより、放熱効率を向上し且つ歩留りや信頼性の低下を防止することが可能な半導体装置100を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, the source electrode 108s functioning as the channel formation region CR1 in the p-type semiconductor layer 103 (which may include the carrier traveling layer 104 or the carrier supply layer 105) that is a compound semiconductor layer and Since the recess DP1 for thinning the silicon substrate 101 as the support substrate is formed under the region sandwiched between the drain electrodes 108d, heat generated in the channel formation region CR1 during operation can be efficiently radiated from the back surface of the silicon substrate 101. Is possible. Further, since the thickness of the silicon substrate 101 is secured in the region where the recess DP1 is not formed, the stress balance between the p-type semiconductor layer 103 which is an epitaxial layer and the silicon substrate 101 which is a different substrate is lost. Can be prevented. Thereby, it is possible to realize the semiconductor device 100 capable of improving the heat dissipation efficiency and preventing the yield and the reliability from being lowered.

なお、上記した実施の形態では、半導体素子(MOSFET100A)を形成するウエハプロセスが終了した後にシリコン基板101裏面に凹部DP1を形成しているが、本発明はこれに限定されず、例えばシリコン基板101にp型半導体層103などの膜をエピタキシャル成長させた直後(図5(a)参照)に、シリコン基板101裏面に凹部DP1を形成し、凹部DP1の直上にMOSFET100Aのチャネル形成領域CR1が配置されるように、後のウエハ加工を行うように構成してもよい。さらに、あらかじめ凹部DP1が形成されたシリコン基板101を用いて半導体装置100を製造してもよい。   In the above-described embodiment, the concave portion DP1 is formed on the back surface of the silicon substrate 101 after the completion of the wafer process for forming the semiconductor element (MOSFET 100A). However, the present invention is not limited to this, and for example, the silicon substrate 101 Immediately after the epitaxial growth of a film such as the p-type semiconductor layer 103 (see FIG. 5A), the recess DP1 is formed on the back surface of the silicon substrate 101, and the channel formation region CR1 of the MOSFET 100A is disposed immediately above the recess DP1. As described above, it may be configured to perform subsequent wafer processing. Further, the semiconductor device 100 may be manufactured using the silicon substrate 101 in which the concave portion DP1 is formed in advance.

また、上記した実施の形態1では、シリコン基板101に貼り合わされる面と反対側の面(これを裏面とする)が同一平面、いわゆる面一となるような面を備えたリードフレーム120を用いた場合を例示した。このように裏面側が面一のリードフレーム120を用いることで、リードフレーム120下に設けられる放熱板とリードフレーム120との接触面を大きくすることが可能となるため、放熱効率を向上させることができる。さらに、リードフレーム120が貼り付けられた半導体装置100のピックアップ性を向上することができるという効果も得られる。ただし、本発明はこれに限定されず、例えば図11に示すように、裏面側にシリコン基板101の裏面に形成された凹部DP1と同様の凹部122を備えたリードフレーム120Aを用いてもよい。なお、上記のようなリードフレーム120及び120Aは、例えばプレス加工やエッチング加工により形成することが可能である。   In the first embodiment described above, the lead frame 120 having a surface opposite to the surface to be bonded to the silicon substrate 101 (this is the back surface) is the same plane, so-called flush. Exemplified case. By using the lead frame 120 having the same back surface side in this way, it is possible to increase the contact surface between the heat dissipation plate provided under the lead frame 120 and the lead frame 120, so that the heat dissipation efficiency can be improved. it can. Furthermore, the effect that the pick-up property of the semiconductor device 100 to which the lead frame 120 is attached can be improved. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, a lead frame 120A having a recess 122 similar to the recess DP1 formed on the back surface of the silicon substrate 101 on the back surface side may be used. The lead frames 120 and 120A as described above can be formed by, for example, pressing or etching.

<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2による半導体装置200を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、半導体素子として1つ以上のHEMT200Aが形成された半導体装置200を例に挙げる。なお、以下の説明において、本発明の実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<Embodiment 2>
Next, the semiconductor device 200 according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that in this embodiment, the semiconductor device 200 in which one or more HEMTs 200A are formed as semiconductor elements is taken as an example. In the following description, the same components as those in Embodiment 1 of the present invention are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

(構成)
本実施の形態において、半導体装置200を個片化する前のウエハ2の上方からの概略構成は、図1Aおよび図1Bに示す概略構成と同様であるため、ここではこれを引用することで詳細な説明を省略する。また、図12は、本実施の形態によるウエハ2の層構造を示す模式図である。なお、図12では、図1BにおけるA−A’断面と対応する断面の層構造を示す。
(Constitution)
In the present embodiment, the schematic configuration from above of the wafer 2 before the semiconductor device 200 is singulated is the same as the schematic configuration shown in FIGS. 1A and 1B, and here, the details are given by quoting this. The detailed explanation is omitted. FIG. 12 is a schematic diagram showing the layer structure of the wafer 2 according to the present embodiment. FIG. 12 shows a layer structure of a cross section corresponding to the cross section AA ′ in FIG. 1B.

図12と図2とを比較すると明らかなように、本実施の形態において各素子形成領域AR1に形成されるHEMT200Aは、本発明の実施の形態1によるMOSFET100Aと同様の構成において、キャリア走行層204およびキャリア供給層205がゲート電極207の形成領域において除去されていない構成を有している。また、MOSFET100Aにおけるゲート絶縁膜106が省かれ、且つ、ゲート電極107がキャリア供給層205とショットキー接触するゲート電極207に置き換えられた構成を有している。また、他の構成は、本発明の実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付し、その詳細な説明を省く。   As is clear from comparison between FIG. 12 and FIG. 2, the HEMT 200A formed in each element formation region AR1 in the present embodiment has the same configuration as the MOSFET 100A according to the first embodiment of the present invention, and the carrier traveling layer 204. In addition, the carrier supply layer 205 is not removed in the formation region of the gate electrode 207. Further, the gate insulating film 106 in the MOSFET 100A is omitted, and the gate electrode 107 is replaced with a gate electrode 207 that is in Schottky contact with the carrier supply layer 205. Other configurations are the same as those of the first embodiment of the present invention, and thus the same reference numerals are given and detailed description thereof is omitted.

さらに、本実施の形態における凹部DP2は、半導体装置200の駆動部分であって発熱部分であるチャネル形成領域CR2の下の領域に、シリコン基板101を基板裏面から彫り込むことで形成される。これにより、本発明の実施の形態1と同様に、薄厚化された部分におけるシリコン基板101の熱抵抗を低減することが可能となるため、ソース電極108s及びドレイン電極108dに挟まれた領域下のチャネル形成領域CR2で発生した熱をシリコン基板101を介して基板裏面から効率良く放熱することが可能となる。   Further, the recess DP2 in the present embodiment is formed by engraving the silicon substrate 101 from the back side of the substrate in a region below the channel formation region CR2 which is a driving portion of the semiconductor device 200 and is a heat generating portion. As a result, as in the first embodiment of the present invention, the thermal resistance of the silicon substrate 101 in the thinned portion can be reduced, so that the region under the region sandwiched between the source electrode 108s and the drain electrode 108d can be reduced. Heat generated in the channel formation region CR2 can be efficiently radiated from the back surface of the substrate through the silicon substrate 101.

また、ゲート電極207は、上述したようにキャリア供給層205上に形成され、これとショットキー接触する。本実施の形態において、ゲート電極207には、例えば下層のニッケル(Ni)膜と上層の金(Au)膜とよりなる積層構造の金属膜を用いることができる。ただし、本発明ではこれに限定されず、例えば下層のキャリア供給層205とショットキー接触することが可能な種々の導電体を用いて形成することが可能である。   The gate electrode 207 is formed on the carrier supply layer 205 as described above, and is in Schottky contact therewith. In this embodiment, the gate electrode 207 can be a metal film having a stacked structure including, for example, a lower nickel (Ni) film and an upper gold (Au) film. However, the present invention is not limited to this, and for example, various conductors capable of making Schottky contact with the lower carrier supply layer 205 can be used.

キャリア走行層204およびキャリア供給層205は、本発明の実施の形態1におけるキャリア走行層104およびキャリア供給層105と同様の材料を用いて形成することが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Since the carrier travel layer 204 and the carrier supply layer 205 can be formed using the same material as that of the carrier travel layer 104 and the carrier supply layer 105 in the first embodiment of the present invention, a detailed description will be given here. Omitted.

(製造方法)
次に、本実施の形態による半導体装置200の製造方法を、図面を用いて詳細に説明する。図13(a)から図13(c)は、本実施の形態による半導体装置200の製造方法を示すプロセス図である。なお、以下の説明において、本発明の実施の形態1と同様の工程については、それを引用することで説明を簡略化する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 200 according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 13A to FIG. 13C are process diagrams showing a method for manufacturing the semiconductor device 200 according to the present embodiment. In the following description, the same steps as those of the first embodiment of the present invention will be simplified by quoting them.

本製造方法では、まず、本発明の実施の形態1において図5(a)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、シリコン基板101上に、バッファ層102Aとp−GaN層103Aとun−GaN層104Aとun−AlGaN層105Aとを順次形成する。   In this manufacturing method, first, the buffer layer 102A and the p-GaN layer 103A are formed on the silicon substrate 101 by using the same process as that described with reference to FIG. 5A in the first embodiment of the present invention. Then, an un-GaN layer 104A and an un-AlGaN layer 105A are sequentially formed.

次に、本発明の実施の形態1において図5(c)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、図13(a)に示すように、各素子形成領域AR1間に素子分離のためのトレンチTR1を形成する。なお、この工程の結果、素子形成領域AR1におけるバッファ層102A、p−GaN層103A、un−GaN層104Aおよびun−AlGaN層105Aがそれぞれバッファ層102、p型半導体層103、キャリア走行層204およびキャリア供給層205に整形されると共に、各素子形成領域AR1間が素子分離される。   Next, by using the same process as that described with reference to FIG. 5C in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13A, element isolation is performed between the element formation regions AR1. A trench TR1 is formed. As a result of this step, the buffer layer 102A, the p-GaN layer 103A, the un-GaN layer 104A, and the un-AlGaN layer 105A in the element formation region AR1 are converted into the buffer layer 102, the p-type semiconductor layer 103, the carrier traveling layer 204, and While being shaped into the carrier supply layer 205, the element formation regions AR1 are separated from each other.

次に、マスクとして用いたシリコン酸化膜M22を除去した後、本発明の実施の形態1において図6(a)を用いて説明したリフトオフ工程と同様の工程を用いることで、図13(b)に示すように、キャリア供給層205上に、これとオーミック接触するソース電極108sおよびドレイン電極108dを形成する。なお、マスクとして用いたフォトレジストR21を例えばアセトンなどの剥離液を用いて除去することで、フォトレジストR21上の金属膜1008がリフトオフにより除去され、開口ap21内に形成されたソース電極108sおよびドレイン電極108dが残る。   Next, after removing the silicon oxide film M22 used as a mask, a step similar to the lift-off step described with reference to FIG. 6A in the first embodiment of the present invention is used, so that FIG. As shown in FIG. 5, the source electrode 108s and the drain electrode 108d that are in ohmic contact with the carrier supply layer 205 are formed. Note that the metal film 1008 on the photoresist R21 is removed by lift-off by removing the photoresist R21 used as a mask using a stripping solution such as acetone, and the source electrode 108s and the drain formed in the opening ap21. The electrode 108d remains.

次に、例えばリフトオフ法を用いることで、図13(c)に示すように、キャリア供給層205上におけるソース電極108sおよびドレイン電極108dで挟まれた領域にゲート電極207を形成する。具体的には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いることで、ソース電極108sおよびドレイン電極108dで挟まれた領域上に開口ap22を有するフォトレジストR22を形成する。続いて、例えばスパッタ法または真空蒸着法を用いることで、フォトレジストR22上および開口ap22により露出されたキャリア供給層205上に、NiとAuとを順次堆積する。これにより、フォトレジストR22上にNi膜とAu膜との積層膜よりなる金属膜2007が形成されると共に、開口ap22により露出されたキャリア供給層205上にこれとショットキー接合するゲート電極207が形成される。なお、Ni膜およびAu膜の膜厚は、それぞれ例えば100nm程度、200nm程度とすることができる。なお、マスクとして用いたフォトレジストR22を例えばアセトンなどの剥離液を用いて除去することで、フォトレジストR22上の金属膜2007がリフトオフにより除去され、開口ap22内に形成されたゲート電極207が残る。また、以上までの工程が、素子形成工程に相当する。   Next, by using, for example, a lift-off method, a gate electrode 207 is formed in a region sandwiched between the source electrode 108s and the drain electrode 108d on the carrier supply layer 205 as illustrated in FIG. Specifically, for example, by using a photolithography technique, a photoresist R22 having an opening ap22 is formed on a region sandwiched between the source electrode 108s and the drain electrode 108d. Subsequently, Ni and Au are sequentially deposited on the photoresist R22 and the carrier supply layer 205 exposed by the opening ap22 by using, for example, a sputtering method or a vacuum evaporation method. As a result, a metal film 2007 made of a laminated film of a Ni film and an Au film is formed on the photoresist R22, and a gate electrode 207 that forms a Schottky junction with the carrier supply layer 205 exposed through the opening ap22. It is formed. The film thicknesses of the Ni film and the Au film can be set to, for example, about 100 nm and about 200 nm, respectively. Note that by removing the photoresist R22 used as a mask using a stripping solution such as acetone, the metal film 2007 on the photoresist R22 is removed by lift-off, and the gate electrode 207 formed in the opening ap22 remains. . Moreover, the process up to the above corresponds to the element forming process.

その後、本発明の実施の形態1において図7(b)から図8(a)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、層間絶縁膜109、メタル層110およびパッシベーション膜111を順次形成し、続いて同実施の形態1において図8(b)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、少なくともチャネル形成領域CR2下にシリコン基板101裏面から彫り込まれた凹部DP2を形成する(凹部形成工程)。   Thereafter, by using the same process as that described with reference to FIGS. 7B to 8A in the first embodiment of the present invention, the interlayer insulating film 109, the metal layer 110, and the passivation film 111 are sequentially formed. Then, by using a process similar to the process described with reference to FIG. 8B in the first embodiment, the recess DP2 carved from the back surface of the silicon substrate 101 is formed at least under the channel formation region CR2. (Recess forming step).

その後、同実施の形態1において図9を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、上記各層が形成されたウエハ2(図12参照)を個々の半導体装置200に個片化する(個片化工程)。   Thereafter, by using a process similar to that described with reference to FIG. 9 in the first embodiment, the wafer 2 (see FIG. 12) on which the respective layers are formed is separated into individual semiconductor devices 200 (see FIG. 12). Individualization step).

以上のように、本実施の形態によれば、化合物半導体層であるp型半導体層103(キャリア走行層204またはキャリア供給層205を含んでもよい)におけるチャネル形成領域CR2として機能するソース電極108sおよびドレイン電極108dで挟まれた領域下に支持基板であるシリコン基板101を薄くする凹部DP2が形成されるため、動作時にチャネル形成領域CR2で発生した熱をシリコン基板101裏面から効率的に放熱することが可能となる。また、この凹部DP2が形成されていない領域は、シリコン基板101の厚さが確保されているため、エピタキシャル層であるp型半導体層103と異種基板であるシリコン基板101との応力のバランスが崩れることを防止できる。これにより、放熱効率を向上し且つ歩留りや信頼性の低下を防止することが可能な半導体装置200を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, the source electrode 108s functioning as the channel formation region CR2 in the p-type semiconductor layer 103 (which may include the carrier traveling layer 204 or the carrier supply layer 205) that is a compound semiconductor layer and Since the recess DP2 for thinning the silicon substrate 101 as the support substrate is formed under the region sandwiched between the drain electrodes 108d, heat generated in the channel formation region CR2 during operation can be efficiently radiated from the back surface of the silicon substrate 101. Is possible. Further, since the thickness of the silicon substrate 101 is secured in the region where the recess DP2 is not formed, the stress balance between the p-type semiconductor layer 103 which is an epitaxial layer and the silicon substrate 101 which is a different substrate is lost. Can be prevented. Thereby, the semiconductor device 200 capable of improving the heat dissipation efficiency and preventing the yield and the reliability from being lowered can be realized.

<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3による半導体装置300を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、半導体素子として1つ以上のSBD300Aが形成された半導体装置300を例に挙げる。なお、以下の説明において、本発明の実施の形態1または2と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<Embodiment 3>
Next, the semiconductor device 300 according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that in this embodiment, a semiconductor device 300 in which one or more SBDs 300A are formed as semiconductor elements is described as an example. In the following description, the same components as those in the first or second embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

(構成)
本実施の形態において、半導体装置300を個片化する前のウエハ3の上方からの概略構成は、図1Aおよび図1Bに示す概略構成と同様であるため、ここではこれを引用することで詳細な説明を省略する。また、図14は、本実施の形態によるウエハ3の層構造を示す模式図である。なお、図14では、図1BにおけるA−A’断面と対応する断面の層構造を示す。
(Constitution)
In the present embodiment, the schematic configuration from above of the wafer 3 before the semiconductor device 300 is singulated is the same as the schematic configuration shown in FIGS. 1A and 1B, and therefore, this is referred to here for details. The detailed explanation is omitted. FIG. 14 is a schematic diagram showing the layer structure of the wafer 3 according to the present embodiment. FIG. 14 shows a layer structure of a cross section corresponding to the cross section AA ′ in FIG. 1B.

図14と図2および図12とを比較すると明らかなように、本実施の形態において、各素子形成領域AR1に形成されるSBD300Aは、本発明の実施の形態2によるHEMT200Aと同様の構成において、キャリア供給層205上のゲート電極207が省かれ、キャリア供給層205上のソース電極108sおよびドレイン電極108dがそれぞれカソード電極308cおよびアノード電極308aに置き換えられた構成を有している。他の構成は、本発明の実施の形態1または2と同様であるため、同一の符号を付し、その詳細な説明を省く。   As is apparent from a comparison between FIG. 14, FIG. 2 and FIG. 12, in the present embodiment, the SBD 300A formed in each element formation region AR1 has the same configuration as the HEMT 200A according to the second embodiment of the present invention. The gate electrode 207 on the carrier supply layer 205 is omitted, and the source electrode 108s and the drain electrode 108d on the carrier supply layer 205 are replaced with the cathode electrode 308c and the anode electrode 308a, respectively. Since other configurations are the same as those of the first or second embodiment of the present invention, the same reference numerals are given and detailed description thereof is omitted.

さらに、本実施の形態における凹部DP3は、半導体装置300の駆動部分であって発熱部分であるチャネル形成領域CR3の下の領域に、シリコン基板101を基板裏面から彫り込むことで形成される。これにより、本発明の実施の形態1または2と同様に、薄厚化された部分におけるシリコン基板101の熱抵抗を低減することが可能となるため、アノード電極308a及びカソード電極308cに挟まれた領域下のチャネル形成領域CR3で発生した熱をシリコン基板101を介して基板裏面から効率良く放熱することが可能となる。   Furthermore, the recess DP3 in the present embodiment is formed by carving the silicon substrate 101 from the back surface of the substrate in the region under the channel formation region CR3 that is a driving portion of the semiconductor device 300 and is a heat generating portion. As a result, as in the first or second embodiment of the present invention, the thermal resistance of the silicon substrate 101 in the thinned portion can be reduced, so that the region sandwiched between the anode electrode 308a and the cathode electrode 308c. Heat generated in the lower channel formation region CR3 can be efficiently radiated from the back surface of the substrate through the silicon substrate 101.

また、カソード電極308cは、キャリア供給層205とオーミック接触する金属膜よりなる電極である。本実施の形態では、例えば下層のTi膜と上層のAl膜とよりなる積層構造の金属膜を用いる。ただし、本発明はこれに限定されず、下層のキャリア供給層205とオーミック接触することが可能な種々の導電体を用いて形成することが可能である。   The cathode electrode 308 c is an electrode made of a metal film that is in ohmic contact with the carrier supply layer 205. In this embodiment, for example, a metal film having a laminated structure including a lower Ti film and an upper Al film is used. However, the present invention is not limited to this, and various conductors that can make ohmic contact with the lower carrier supply layer 205 can be used.

アノード電極308aは、キャリア供給層205とショットキー接触する金属膜よりなる電極である。本実施の形態では、例えば下層のNi膜と上層のAl膜とよりなる積層構造の金属膜を用いる。ただし、本発明ではこれに限定されず、下層のキャリア供給層205とショットキー接触することが可能な種々の導電体を用いて形成することが可能である。   The anode electrode 308 a is an electrode made of a metal film that is in Schottky contact with the carrier supply layer 205. In this embodiment, for example, a metal film having a laminated structure including a lower Ni film and an upper Al film is used. However, the present invention is not limited to this, and various conductors capable of making Schottky contact with the lower carrier supply layer 205 can be used.

(製造方法)
次に、本実施の形態による半導体装置300の製造方法を、図面を用いて詳細に説明する。図15(a)および図15(b)は、本実施の形態による半導体装置300の製造方法を示すプロセス図である。なお、以下の説明において、本発明の実施の形態1または2と同様の工程については、それを引用することで説明を簡略化する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 300 according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 15A and FIG. 15B are process diagrams showing a method for manufacturing the semiconductor device 300 according to the present embodiment. In the following description, the same steps as those in the first or second embodiment of the present invention will be simplified by quoting them.

本製造方法では、まず、本発明の実施の形態1において図5(a)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、シリコン基板101上に、バッファ層102Aとp−GaN層103Aとun−GaN層104Aとun−AlGaN層105Aとを順次形成する。   In this manufacturing method, first, the buffer layer 102A and the p-GaN layer 103A are formed on the silicon substrate 101 by using the same process as that described with reference to FIG. 5A in the first embodiment of the present invention. Then, an un-GaN layer 104A and an un-AlGaN layer 105A are sequentially formed.

次に、本発明の実施の形態1において図5(c)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、本発明の実施の形態2において図13(a)に示すように、各素子形成領域AR1間に素子分離のためのトレンチTR1を形成する。なお、この工程の結果、素子形成領域AR1におけるバッファ層102A、p−GaN層103A、un−GaN層104Aおよびun−AlGaN層105Aがそれぞれバッファ層102、p型半導体層103、キャリア走行層204およびキャリア供給層205に整形されると共に、各素子形成領域AR1間が素子分離される。   Next, as shown in FIG. 13 (a) in the second embodiment of the present invention by using the same process as that described with reference to FIG. 5 (c) in the first embodiment of the present invention, A trench TR1 for element isolation is formed between the element formation regions AR1. As a result of this step, the buffer layer 102A, the p-GaN layer 103A, the un-GaN layer 104A, and the un-AlGaN layer 105A in the element formation region AR1 are converted into the buffer layer 102, the p-type semiconductor layer 103, the carrier traveling layer 204, and While being shaped into the carrier supply layer 205, the element formation regions AR1 are separated from each other.

次に、本発明の実施の形態1において図6(a)を用いて説明したリフトオフ工程と同様の工程をもちいることで、図15(a)に示すように、キャリア供給層205上に、これとオーミック接触するカソード電極308cを形成する。なお、マスクとして用いたフォトレジストR31を例えばアセトンなどの剥離液を用いて除去することで、フォトレジストR31上の金属膜3008がリフトオフにより除去され、開口ap31内に形成されたカソード電極308cが残る。   Next, by using a process similar to the lift-off process described with reference to FIG. 6A in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. A cathode electrode 308c is formed in ohmic contact therewith. Note that the metal film 3008 on the photoresist R31 is removed by lift-off by removing the photoresist R31 used as a mask using a stripping solution such as acetone, and the cathode electrode 308c formed in the opening ap31 remains. .

次に、本発明の実施の形態2において図13(c)を用いて説明したリフトオフ工程と同様の工程を用いることで、図15(b)に示すように、キャリア供給層205上に、これとショットキー接触するアノード電極308aを形成する。なお、マスクとして用いたフォトレジストR32を例えばアセトンなどの剥離液を用いて除去することで、フォトレジストR32上の金属膜3018がリフトオフにより除去され、開口ap32内に形成されたアノード電極308aが残る。なお、以上までの工程が、素子形成工程に相当する。   Next, by using a process similar to the lift-off process described with reference to FIG. 13C in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. An anode electrode 308a that is in Schottky contact is formed. Note that by removing the photoresist R32 used as a mask using a stripping solution such as acetone, the metal film 3018 on the photoresist R32 is removed by lift-off, and the anode electrode 308a formed in the opening ap32 remains. . Note that the steps described above correspond to an element formation step.

その後、本発明の実施の形態1において図5(b)から図6(a)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、層間絶縁膜109、メタル層110およびパッシベーション膜111を順次形成し、続いて同実施の形態1において図8(b)を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、少なくともチャネル形成領域CR3下にシリコン基板101裏面から彫り込まれた凹部DP3を形成する(凹部形成工程)。   Thereafter, by using the same process as that described with reference to FIGS. 5B to 6A in the first embodiment of the present invention, the interlayer insulating film 109, the metal layer 110, and the passivation film 111 are sequentially formed. Then, by using a process similar to the process described with reference to FIG. 8B in the first embodiment, the recessed part DP3 carved from the back surface of the silicon substrate 101 is formed at least under the channel formation region CR3. (Recess forming step).

その後、同実施の形態1において図9を用いて説明した工程と同様の工程を用いることで、上記各層が形成されたウエハ3(図14参照)を個々の半導体装置300に個片化する(個片化工程)。   Thereafter, by using a process similar to that described with reference to FIG. 9 in the first embodiment, the wafer 3 (see FIG. 14) on which each of the layers is formed is divided into individual semiconductor devices 300 (see FIG. 14). Individualization step).

以上のように、本実施の形態によれば、化合物半導体層であるp型半導体層103(キャリア走行層204またはキャリア供給層205を含んでもよい)におけるチャネル形成領域CR3として機能するアノード電極308aおよびカソード電極308cで挟まれた領域下に支持基板であるシリコン基板101を薄くする凹部DP3が形成されるため、動作時にチャネル形成領域CR3で発生した熱をシリコン基板101裏面から効率的に放熱することが可能となる。また、この凹部DP3が形成されていない領域は、シリコン基板101の厚さが確保されているため、エピタキシャル層であるp型半導体層103と異種基板であるシリコン基板101との応力のバランスが崩れることを防止できる。これにより、放熱効率を向上し且つ歩留りや信頼性の低下を防止することが可能な半導体装置300を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, the anode electrode 308a functioning as the channel formation region CR3 in the p-type semiconductor layer 103 (which may include the carrier traveling layer 204 or the carrier supply layer 205) that is a compound semiconductor layer and Since the concave portion DP3 for thinning the silicon substrate 101 as the support substrate is formed under the region sandwiched between the cathode electrodes 308c, heat generated in the channel formation region CR3 during operation can be efficiently radiated from the back surface of the silicon substrate 101. Is possible. In addition, since the thickness of the silicon substrate 101 is secured in the region where the recess DP3 is not formed, the stress balance between the p-type semiconductor layer 103 which is an epitaxial layer and the silicon substrate 101 which is a different substrate is lost. Can be prevented. Accordingly, it is possible to realize the semiconductor device 300 that can improve the heat dissipation efficiency and prevent the yield and the reliability from being lowered.

なお、上記各実施の形態においては、半導体素子として半導体電子デバイスがMOSFET、HEMT、SBD等の素子を例示した電子デバイスであったが、本発明はこれに限定されず、ショットキーゲート型(MES型)トランジスタや、pn接合ダイオード等、種々の半導体素子電子デバイスに対して適用することが可能である。また、本発明の実施の形態1においては、耐圧維持層にAlGaN/GaN構造を用いたリセス型MOSFETを例にとって説明しているが、本発明はこれに限定されず、耐圧維持層にn−GaNエピタキシャル層を用いたリセス型MOSFETや、イオン注入によって耐圧維持層を形成したプレーナ型MOSFETや、縦型トレンチMOSFETなど、他種のMOSFETに適用することも可能である。   In each of the above embodiments, the semiconductor electronic device is an electronic device exemplified by an element such as a MOSFET, HEMT, SBD or the like as the semiconductor element. However, the present invention is not limited to this, and is not limited to this. The present invention can be applied to various semiconductor element electronic devices such as type) transistors and pn junction diodes. In the first embodiment of the present invention, a recess type MOSFET using an AlGaN / GaN structure as the breakdown voltage maintaining layer has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the breakdown voltage maintaining layer includes n− The present invention can also be applied to other types of MOSFETs such as a recess type MOSFET using a GaN epitaxial layer, a planar type MOSFET having a breakdown voltage maintaining layer formed by ion implantation, and a vertical trench MOSFET.

また、上記実施の形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。   Further, the above embodiment is merely an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these, and various modifications according to specifications and the like are within the scope of the present invention. It is obvious from the above description that various other embodiments are possible within the scope of the present invention.

本発明の実施の形態1による半導体装置を個片化する前のウエハの概略構成を示す上視図である。It is a top view which shows schematic structure of the wafer before dividing the semiconductor device by Embodiment 1 of this invention into pieces. 図1Aに示すウエハに作り込まれた個片化前の複数の半導体装置の1つの概略構成を拡大した拡大図である。FIG. 1B is an enlarged view of an enlarged schematic configuration of one of a plurality of semiconductor devices formed on the wafer shown in FIG. 1A before singulation. 図1BにおけるA−A’断面の層構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the layer structure of the A-A 'cross section in FIG. 1B. 本発明の実施の形態1によるチップに個片化した半導体装置をリードフレームに実装したものの断面図である。It is sectional drawing of what mounted the semiconductor device separated into the chip | tip by Embodiment 1 of this invention on the lead frame. 本発明の実施の形態1において1つの素子形成領域に複数の半導体素子を形成した場合のウエハの断面構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross-sectional structure of a wafer at the time of forming several semiconductor element in one element formation area in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である(その1)。FIG. 6 is a process diagram (part 1) illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention; 本発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である(その2)。FIG. 7 is a process diagram (part 2) illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である(その3)。FIG. 6 is a process diagram (part 3) illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である(その4)。FIG. 6 is a process diagram (part 4) illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態1による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である(その5)。FIG. 6 is a process diagram (No. 5) showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention; 本発明の実施の形態1による半導体装置の他の製造方法を示すプロセス図である。It is a process diagram which shows the other manufacturing method of the semiconductor device by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるリードフレームの変形例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the lead frame according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2によるウエハの層構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the layer structure of the wafer by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である。It is a process diagram which shows the manufacturing method of the semiconductor device by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3によるウエハの層構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the layer structure of the wafer by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である。It is a process diagram which shows the manufacturing method of the semiconductor device by Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3 ウエハ
100、150、200、300 半導体装置
100A MOSFET
101 シリコン基板
102、102A バッファ層
103 p型半導体層
104、204 キャリア走行層
105、205 キャリア供給層
106 ゲート絶縁膜
107、207 ゲート電極
108d ドレイン電極
108s ソース電極
109 層間絶縁膜
110 メタル層
111 パッシベーション膜
120 リードフレーム
121 凸部
130 樹脂
200A HEMT
300A SBD
308a アノード電極
308c カソード電極
AR1 素子形成領域
CR1、CR2、CR3、CR11 チャネル形成領域
DP1、DP2、DP3 凹部
FR1 素子分離領域
SR スクライブ領域
1, 2, 3 Wafer 100, 150, 200, 300 Semiconductor device 100A MOSFET
101 silicon substrate 102, 102A buffer layer 103 p-type semiconductor layer 104, 204 carrier traveling layer 105, 205 carrier supply layer 106 gate insulating film 107, 207 gate electrode 108d drain electrode 108s source electrode 109 interlayer insulating film 110 metal layer 111 passivation film 120 Lead frame 121 Convex 130 Resin 200A HEMT
300A SBD
308a Anode electrode 308c Cathode electrode AR1 Element formation region CR1, CR2, CR3, CR11 Channel formation region DP1, DP2, DP3 Recess FR1 Element isolation region SR Scribe region

Claims (10)

裏面に凹部が形成された支持基板と、
前記支持基板における前記裏面と反対側の上面上に成長された化合物半導体層と、該化合物半導体層の上方または側方に互いに離間して形成された2つの電極と、を含む半導体素子と、
を備え、
前記化合物半導体層は、前記支持基板に対して格子定数および熱膨張係数のうち少なくとも1つが異なり、
前記凹部は、前記支持基板の厚み方向から見て少なくとも前記2つの電極で挟まれた領域を内包する領域に形成されていることを特徴とする半導体装置。
A support substrate having a recess formed on the back surface;
A semiconductor element comprising: a compound semiconductor layer grown on an upper surface opposite to the back surface of the support substrate; and two electrodes formed on or apart from the compound semiconductor layer and spaced apart from each other;
With
The compound semiconductor layer is different from the support substrate in at least one of a lattice constant and a thermal expansion coefficient,
The recess is formed in a region including at least a region sandwiched between the two electrodes when viewed from the thickness direction of the support substrate.
前記凹部は、前記支持基板における個片化面が形成された部分の厚み方向の厚さに対して8割以上の深さを有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the recess has a depth of 80% or more with respect to a thickness in a thickness direction of a portion of the support substrate where the singulated surface is formed. 前記支持基板の下面に設けられ、前記凹部に嵌合する凸部を有するリードフレームを備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, further comprising a lead frame provided on a lower surface of the support substrate and having a convex portion that fits into the concave portion. 前記半導体素子は、MOSFET、HEMTおよびSBDのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor element includes at least one of a MOSFET, a HEMT, and an SBD. 前記化合物半導体層は、GaN、AlGaN、BAlGaN、InGaN、GaAs、InPおよびSeGeのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the compound semiconductor layer includes at least one of GaN, AlGaN, BAlGaN, InGaN, GaAs, InP, and SeGe. 化合物半導体層と該化合物半導体層の上方または側方に互いに離間して形成された2つの電極とを含む半導体素子がそれぞれ1以上形成された素子形成領域と、前記素子形成領域間に配置された素子分離領域と、を備えたウエハ構造体であって、
前記素子形成領域における前記半導体素子が形成された素子形成面と反対側の面に、該素子形成面上から見て少なくとも前記2つの電極で挟まれた領域を内包する領域に凹部が形成されていることを特徴とするウエハ構造体。
An element formation region in which one or more semiconductor elements each including a compound semiconductor layer and two electrodes formed on or above the side of the compound semiconductor layer are spaced apart from each other is disposed between the element formation region An element isolation region, and a wafer structure comprising:
A concave portion is formed on a surface of the element formation region opposite to the element formation surface on which the semiconductor element is formed, in a region including at least the region sandwiched between the two electrodes when viewed from the element formation surface. A wafer structure characterized by comprising:
前記凹部は、前記素子分離領域下以外に形成されていることを特徴とする請求項6記載のウエハ構造体。   The wafer structure according to claim 6, wherein the concave portion is formed in a region other than under the element isolation region. 複数の素子形成領域と前記各素子形成領域を区画する素子分離領域とを含む支持基板を前記素子分離領域で切断することで半導体装置を個片化する個片化工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記支持基板の上面上に成長された化合物半導体層と該化合物半導体層の上方または側方に互いに離間して形成された2つの電極とを含む半導体素子を前記素子形成領域に形成する素子形成工程と、
前記支持基板の裏面における前記素子分離領域下以外の領域に、該支持基板の厚み方向から見て少なくとも前記2つの電極で挟まれた領域を内包する凹部を形成する凹部形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a singulation step of dividing a semiconductor device into pieces by cutting a support substrate including a plurality of element formation regions and element isolation regions partitioning each element formation region at the element isolation regions. Because
An element forming step of forming in the element forming region a semiconductor element including a compound semiconductor layer grown on the upper surface of the support substrate and two electrodes formed on or above the compound semiconductor layer and spaced apart from each other When,
A recess forming step of forming a recess including at least a region sandwiched between the two electrodes when viewed from the thickness direction of the support substrate, in a region other than under the element isolation region on the back surface of the support substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
複数の素子形成領域と前記各素子形成領域を区画する素子分離領域とを含む支持基板を前記素子分離領域で切断することで半導体装置を個片化する個片化工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記支持基板の裏面における前記素子分離領域下以外の領域に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記支持基板の上面上に成長された化合物半導体層と該化合物半導体層の上方または側方に互いに離間して形成された2つの電極とを含む半導体素子を前記素子形成領域に形成する素子形成工程と、
を含み、
前記2つの電極は、前記支持基板の厚み方向から見て前記凹部に内包される領域に形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a singulation step of dividing a semiconductor device into pieces by cutting a support substrate including a plurality of element formation regions and element isolation regions partitioning each element formation region at the element isolation regions. Because
A recess forming step of forming a recess in a region other than under the element isolation region on the back surface of the support substrate;
An element forming step of forming in the element forming region a semiconductor element including a compound semiconductor layer grown on the upper surface of the support substrate and two electrodes formed on or above the compound semiconductor layer and spaced apart from each other When,
Including
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the two electrodes are formed in a region included in the recess as viewed from the thickness direction of the support substrate.
前記凹部の深さは、前記支持基板における個片化面が形成された部分の厚み方向の厚さの8割以上であることを特徴とする請求項8または9記載の半導体装置の製造方法。   10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein a depth of the concave portion is 80% or more of a thickness in a thickness direction of a portion of the support substrate where the singulated surface is formed.
JP2008246376A 2008-09-25 2008-09-25 Semiconductor device, wafer structure, and method of manufacturing semiconductor device Active JP5468761B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008246376A JP5468761B2 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Semiconductor device, wafer structure, and method of manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008246376A JP5468761B2 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Semiconductor device, wafer structure, and method of manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010080633A true JP2010080633A (en) 2010-04-08
JP5468761B2 JP5468761B2 (en) 2014-04-09

Family

ID=42210756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008246376A Active JP5468761B2 (en) 2008-09-25 2008-09-25 Semiconductor device, wafer structure, and method of manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5468761B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012089677A (en) * 2010-10-19 2012-05-10 Fujitsu Ltd Semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device
JP2012222354A (en) * 2011-04-05 2012-11-12 Imec Semiconductor device and method
JP2013232639A (en) * 2012-04-27 2013-11-14 Ultratech Inc Laser annealing scanning methods with reduced annealing non-uniformity
JP2016163017A (en) * 2015-03-05 2016-09-05 富士通株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of the same, power supply device and high-frequency amplifier
JP2017169196A (en) * 2016-03-09 2017-09-21 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device, display device, and electronic apparatus
KR20180012917A (en) * 2016-07-27 2018-02-07 한국전자통신연구원 A semiconductor device and a method for manufacturing the same
EP3876267A4 (en) * 2018-11-01 2022-05-04 Air Water Inc. Compound semiconductor device, compound semiconductor substrate, and method for manufacturing compound semiconductor device
WO2023042617A1 (en) * 2021-09-14 2023-03-23 ローム株式会社 Semiconductor device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09266215A (en) * 1996-03-27 1997-10-07 Nippon Steel Corp Semiconductor device for high frequency high output and manufacture thereof
JP2001093914A (en) * 1999-09-20 2001-04-06 Toshiba Corp Semiconductor active element and semiconductor integrated circuit
JP2004532513A (en) * 2001-02-23 2004-10-21 ニトロネックス・コーポレーション Gallium nitride material containing a thermally conductive region
JP2009206142A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Rohm Co Ltd Field-effect transistor
JP2010067662A (en) * 2008-09-09 2010-03-25 Nec Corp Semiconductor device and manufacturing method for the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09266215A (en) * 1996-03-27 1997-10-07 Nippon Steel Corp Semiconductor device for high frequency high output and manufacture thereof
JP2001093914A (en) * 1999-09-20 2001-04-06 Toshiba Corp Semiconductor active element and semiconductor integrated circuit
JP2004532513A (en) * 2001-02-23 2004-10-21 ニトロネックス・コーポレーション Gallium nitride material containing a thermally conductive region
JP2009206142A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Rohm Co Ltd Field-effect transistor
JP2010067662A (en) * 2008-09-09 2010-03-25 Nec Corp Semiconductor device and manufacturing method for the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012089677A (en) * 2010-10-19 2012-05-10 Fujitsu Ltd Semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device
US9608083B2 (en) 2010-10-19 2017-03-28 Fujitsu Limited Semiconductor device
JP2012222354A (en) * 2011-04-05 2012-11-12 Imec Semiconductor device and method
JP2013232639A (en) * 2012-04-27 2013-11-14 Ultratech Inc Laser annealing scanning methods with reduced annealing non-uniformity
JP2016163017A (en) * 2015-03-05 2016-09-05 富士通株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of the same, power supply device and high-frequency amplifier
JP2017169196A (en) * 2016-03-09 2017-09-21 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device, display device, and electronic apparatus
KR20180012917A (en) * 2016-07-27 2018-02-07 한국전자통신연구원 A semiconductor device and a method for manufacturing the same
KR102152195B1 (en) * 2016-07-27 2020-09-07 한국전자통신연구원 A semiconductor device and a method for manufacturing the same
EP3876267A4 (en) * 2018-11-01 2022-05-04 Air Water Inc. Compound semiconductor device, compound semiconductor substrate, and method for manufacturing compound semiconductor device
WO2023042617A1 (en) * 2021-09-14 2023-03-23 ローム株式会社 Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5468761B2 (en) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5503113B2 (en) Semiconductor device, wafer structure, and method of manufacturing semiconductor device
US9177938B2 (en) Method for manufacturing semiconductor apparatus
JP5468761B2 (en) Semiconductor device, wafer structure, and method of manufacturing semiconductor device
EP1705714B1 (en) Field effect transistor and method of manufacturing the same
JP4650224B2 (en) Field effect transistor
US7838906B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2006269939A5 (en)
JP2008078486A (en) Semiconductor device
JP2007305954A (en) Field-effect transistor and its device
JP2010067662A (en) Semiconductor device and manufacturing method for the same
CN105826252A (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
JPWO2020255259A1 (en) Semiconductor devices and their manufacturing methods
JP2012169452A (en) Compound semiconductor device and manufacturing method of the same
US8358005B2 (en) Packaged gallium nitride material transistors and methods associated with the same
JP5608969B2 (en) Compound semiconductor device and manufacturing method thereof
US20160211225A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR102152195B1 (en) A semiconductor device and a method for manufacturing the same
TWI487075B (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
KR101402147B1 (en) Gallium nitride-based semiconductor device, method of manufacturing the same, and power module including the same
JP2010010412A (en) Semiconductor element, and manufacturing method thereof
KR101392398B1 (en) Gallium nitride-based semiconductor device, method of manufacturing the same, and power module including the same
JP2015119028A (en) Semiconductor device, field effect transistor and diode
KR102526716B1 (en) Galliumnitride-based junction field effect transistor and manufacturing method thereof
US20230268431A1 (en) GaN-Based High Electron Mobility Transistors and Fabrication Method Thereof
WO2023201697A1 (en) Semiconductor packaged device and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130730

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130930

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140130

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5468761

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350