JP2012033576A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent peeling and breaking of a surface layer, in a semiconductor device in which a via hole is formed in a substrate and the surface layer.SOLUTION: A semiconductor device comprises: a substrate 10; a surface layer 20 that is provided on the substrate 10 and is composed of a different material than that of the substrate 10; and an electrode pad 50 provided on the surface layer 20. A via hole 30 is formed in the substrate 10 and the surface layer 20. In the via hole 30, a metal layer 32 electrically connected to the electrode pad 50 is provided. Around the opening of the via hole 30, a groove 22 is formed in the surface layer 20 so as to surround the via hole 30.

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

基板上に表面層(例えば、半導体層または絶縁層)が形成され、基板及び表面層を貫通するビアホールが形成された半導体装置が知られている。表面層上におけるビアホールの開口部には電極パッドが形成され、基板の裏面及びビアホール内には金属層が形成されている。電極パッド及び金属層はビアホールの開口部付近において接触し、互いに電気的に接続されている。(例えば、特許文献1を参照)。   2. Description of the Related Art There is known a semiconductor device in which a surface layer (for example, a semiconductor layer or an insulating layer) is formed on a substrate and a via hole penetrating the substrate and the surface layer is formed. An electrode pad is formed in the opening of the via hole on the surface layer, and a metal layer is formed in the back surface of the substrate and in the via hole. The electrode pad and the metal layer are in contact with each other in the vicinity of the opening of the via hole and are electrically connected to each other. (For example, see Patent Document 1).

特開2005−322811号公報JP 2005-322811 A

上記の電極パッド及び金属層は、熱膨張係数が大きく伸縮しやすいが、基板及び表面層は熱膨張係数が小さく伸縮しにくい。このため、電極パッド及び金属層の伸縮により発生した応力が基板及び表面層に伝達し、表面層の剥離や破壊が生じてしまう場合があった。   The electrode pad and the metal layer have a large thermal expansion coefficient and are easily expanded and contracted, but the substrate and the surface layer have a small thermal expansion coefficient and are difficult to expand and contract. For this reason, the stress generated by the expansion and contraction of the electrode pad and the metal layer is transmitted to the substrate and the surface layer, and the surface layer may be peeled off or broken.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板及び表面層にビアホールが形成された半導体装置において、表面層の剥離及び破壊を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress separation and destruction of a surface layer in a semiconductor device in which via holes are formed in a substrate and a surface layer.

本半導体装置は、基板と、前記基板上に設けられた前記基板と異なる材料からなる表面層と、前記表面層上に設けられた電極パッドと、を備え、前記基板及び前記表面層にはビアホールが形成され、前記ビアホール内には、前記電極パッドと電気的に接続された金属層が設けられ、前記ビアホールの開口部の周囲には、前記ビアホールを囲むように前記表面層に溝が形成されている。   The semiconductor device includes a substrate, a surface layer made of a material different from the substrate provided on the substrate, and an electrode pad provided on the surface layer, and via holes are formed in the substrate and the surface layer. A metal layer electrically connected to the electrode pad is provided in the via hole, and a groove is formed in the surface layer around the via hole so as to surround the via hole. ing.

上記構成において、前記溝は、前記表面層を貫通している構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The said groove | channel can be set as the structure which has penetrated the said surface layer.

上記構成において、前記基板はSiC基板を含み、前記表面層は窒化物半導体層を含む構成とすることができる。   In the above configuration, the substrate may include a SiC substrate, and the surface layer may include a nitride semiconductor layer.

上記構成において、前記基板はGaAs基板を含み、前記表面層は絶縁層を含む構成とすることができる。   In the above configuration, the substrate may include a GaAs substrate, and the surface layer may include an insulating layer.

上記構成において、前記溝は、前記電極パッドが設けられた領域の内側に形成されている構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The said groove | channel can be set as the structure currently formed inside the area | region in which the said electrode pad was provided.

上記構成において、前記溝は、前記電極パッドが設けられた領域の外側に形成されている構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The said groove | channel can be set as the structure currently formed in the outer side of the area | region in which the said electrode pad was provided.

上記構成において、前記表面層上に設けられたソース電極と、前記表面層上に設けられ、前記ソース電極と前記電極パッドとを接続する引き出し配線部と、を備える構成とすることができる。   In the above configuration, a source electrode provided on the surface layer and a lead-out wiring portion provided on the surface layer and connecting the source electrode and the electrode pad may be provided.

上記構成において、前記引き出し配線部は、前記溝上に設けられたエアブリッジを含む構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The said lead-out wiring part can be set as the structure containing the air bridge provided in the said groove | channel.

本半導体装置の製造方法は、基板上に設けられた前記基板と異なる材料の表面層におけるビアホール形成領域を囲むように、前記表面層に溝を形成する工程と、前記表面層における前記ビアホール形成領域上に電極パッドを形成する工程と、前記基板及び前記表面層を貫通し、前記ビアホール形成領域に開口するビアホールを形成する工程と、前記ビアホール内に、前記電極パッドと電気的に接続される金属層を形成する工程と、を有する。   The method of manufacturing the semiconductor device includes a step of forming a groove in the surface layer so as to surround a via hole formation region in a surface layer of a material different from the substrate provided on the substrate, and the via hole formation region in the surface layer. A step of forming an electrode pad thereon, a step of forming a via hole penetrating the substrate and the surface layer and opening in the via hole forming region, and a metal electrically connected to the electrode pad in the via hole Forming a layer.

本発明によれば、基板及び表面層にビアホールが形成された半導体装置において、表面層の剥離及び破壊を抑制することができる。   According to the present invention, in a semiconductor device in which via holes are formed in a substrate and a surface layer, peeling and destruction of the surface layer can be suppressed.

図1は、比較例に係る半導体装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to a comparative example. 図2は、実施例1に係る半導体装置の製造方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 図3は、実施例1に係る半導体装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. 図4は、半導体装置に作用する力を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the force acting on the semiconductor device. 図5は、実施例1の変形例に係る半導体装置の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to a modification of the first embodiment. 図6は、実施例2に係る半導体装置の製造方法を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment. 図7は、実施例2に係る半導体装置の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment. 図8は、実施例2の変形例に係る半導体装置の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to a modification of the second embodiment.

(比較例)
最初に、比較例に係る半導体装置について説明する。
(Comparative example)
First, a semiconductor device according to a comparative example will be described.

図1は、比較例に係る半導体装置の断面模式図である。基板10の上面に表面層20が形成され、基板10及び表面層20を貫通するビアホール30が形成されている。表面層20上におけるビアホール30の開口部には、電極パッド50が形成されている。基板10の下面及びビアホール30の内部はメタライズされ、金属層32が形成されている。電極パッド50及び金属層32は、基板10の上側におけるビアホール30の開口部付近において接触し、互いに電気的に接続されている。以下の説明では、基板10の2つの主面のうち、表面層20が形成された側の主面を上面、反対側の主面を下面と称する。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to a comparative example. A surface layer 20 is formed on the upper surface of the substrate 10, and a via hole 30 penetrating the substrate 10 and the surface layer 20 is formed. An electrode pad 50 is formed in the opening of the via hole 30 on the surface layer 20. The lower surface of the substrate 10 and the inside of the via hole 30 are metallized, and a metal layer 32 is formed. The electrode pad 50 and the metal layer 32 are in contact with each other in the vicinity of the opening of the via hole 30 on the upper side of the substrate 10 and are electrically connected to each other. In the following description, of the two main surfaces of the substrate 10, the main surface on which the surface layer 20 is formed is referred to as an upper surface, and the opposite main surface is referred to as a lower surface.

ここで、電極パッド50及び金属層32は、それぞれ熱膨張係数が大きく伸縮しやすい材料により形成されている。一方、基板10及び表面層20は、それぞれ熱膨張係数が小さく伸縮しにくい材料により形成されている。このため、温度変化に伴い電極パッド50及び金属層32の内部に応力が発生し、その力が基板10及び表面層20に伝達されることで、表面層20の剥離や破壊が生じる場合がある。詳細には、ビアホール30の内部における基板10と表面層20との境界部(A)において剥離が生じやすくなっており、電極パッド50の外周端付近の表面層20(B)において破壊が生じやすくなっている。   Here, each of the electrode pad 50 and the metal layer 32 is formed of a material having a large thermal expansion coefficient and easily expanding and contracting. On the other hand, the substrate 10 and the surface layer 20 are each formed of a material having a small coefficient of thermal expansion and difficult to expand and contract. For this reason, stress is generated inside the electrode pad 50 and the metal layer 32 in accordance with the temperature change, and the force is transmitted to the substrate 10 and the surface layer 20, so that the surface layer 20 may be peeled off or broken. . Specifically, peeling is likely to occur at the boundary portion (A) between the substrate 10 and the surface layer 20 inside the via hole 30, and the surface layer 20 (B) near the outer peripheral edge of the electrode pad 50 is likely to be broken. It has become.

図2(a)〜(e)は、実施例1に係る半導体装置の製造方法を示す図である。図2(a)に示すように、基板10の上面に表面層20が形成されている。基板10には、例えばSiCを材料とする基板を用いることができる。表面層20は、例えば窒化物半導体層を含み、例えば、AlNを材料とする300nmのバッファ層、i−GaNを材料とする1μmのチャネル層(電子走行層)、n−AlGaNを材料とする20nmの電子供給層、及びn−GaNを材料とする5nmのキャップ層が順に積層された構成を有する。窒化物半導体層には、GaN、AlN、InN、InGaN、AlGaN、InAlN、InAlGaN等を用いることができる。   2A to 2E are diagrams illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. As shown in FIG. 2A, a surface layer 20 is formed on the upper surface of the substrate 10. As the substrate 10, for example, a substrate made of SiC can be used. The surface layer 20 includes, for example, a nitride semiconductor layer, and includes, for example, a 300 nm buffer layer made of AlN, a 1 μm channel layer (electron transit layer) made of i-GaN, and 20 nm made of n-AlGaN. The electron supply layer and the 5 nm cap layer made of n-GaN are sequentially stacked. For the nitride semiconductor layer, GaN, AlN, InN, InGaN, AlGaN, InAlN, InAlGaN, or the like can be used.

最初に、図2(b)に示すように、表面層20の一部をエッチングすることにより基板10を露出させ、溝22を形成する。溝22は、表面層20におけるビアホールの形成予定領域26を囲むように形成する。次に、図2(c)に示すように、表面層20上にゲート電極40、ソース電極42、及びドレイン電極44を形成する。電極材料には、例えばTi及びAlの積層体や、Ta及びAlの積層体を用いることができる。続いて、電極及び表面層20を覆うように絶縁層24を形成し、エッチングによりソース電極42、ドレイン電極44、及びビアホール形成領域26の表面を露出させる。絶縁層24としては、例えばSiN絶縁膜を用いることができる。   First, as shown in FIG. 2B, a part of the surface layer 20 is etched to expose the substrate 10 and form a groove 22. The groove 22 is formed so as to surround the planned via hole formation region 26 in the surface layer 20. Next, as illustrated in FIG. 2C, the gate electrode 40, the source electrode 42, and the drain electrode 44 are formed on the surface layer 20. As the electrode material, for example, a laminate of Ti and Al or a laminate of Ta and Al can be used. Subsequently, the insulating layer 24 is formed so as to cover the electrode and the surface layer 20, and the surfaces of the source electrode 42, the drain electrode 44, and the via hole forming region 26 are exposed by etching. As the insulating layer 24, for example, a SiN insulating film can be used.

次に、図2(d)に示すように、ドレイン電極44上と、ソース電極42からビアホール形成領域26に至る領域上に金属層を形成する。金属層は、例えばAuめっきにより形成することができる。ビアホール形成領域26上に形成された金属層は電極パッド50となる。ドレイン電極44上には金属層52が、ソース電極42上には金属層54がそれぞれ形成される。ソース電極42と電極パッド50との間の絶縁層24上に形成された金属層は、ソース電極42と電極パッド50とを電気的に接続する引き出し配線部56となる。   Next, as shown in FIG. 2D, a metal layer is formed on the drain electrode 44 and on the region from the source electrode 42 to the via hole formation region 26. The metal layer can be formed by, for example, Au plating. The metal layer formed on the via hole formation region 26 becomes the electrode pad 50. A metal layer 52 is formed on the drain electrode 44, and a metal layer 54 is formed on the source electrode 42. The metal layer formed on the insulating layer 24 between the source electrode 42 and the electrode pad 50 becomes a lead-out wiring portion 56 that electrically connects the source electrode 42 and the electrode pad 50.

次に、図2(e)に示すように、電極パッド50の下部を基板10の下面からエッチングすることにより、ビアホール30を形成する。ビアホール30の形成は、例えばフッ素系のガスを用いた誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)方式のドライエッチングにより行うことができる。続いて、基板10の下面及びビアホール30の内部にメタライズを施し、金属層32を形成する。金属層32の形成は、最初に例えばNiを含むシード層34を形成し、シード層34上に例えばAuを含むめっき層36を形成することにより行うことができる。以上の工程により、実施例1に係る半導体装置が完成する。   Next, as shown in FIG. 2E, the via hole 30 is formed by etching the lower portion of the electrode pad 50 from the lower surface of the substrate 10. The via hole 30 can be formed by, for example, inductively coupled plasma (ICP) type dry etching using a fluorine-based gas. Subsequently, metallization is performed on the lower surface of the substrate 10 and the inside of the via hole 30 to form a metal layer 32. The metal layer 32 can be formed by first forming a seed layer 34 containing, for example, Ni, and forming a plating layer 36 containing, for example, Au on the seed layer 34. The semiconductor device according to Example 1 is completed through the above steps.

図3(a)は実施例1に係る半導体装置の断面模式図であり、図3(b)は平面模式図である。基板10上に表面層20が設けられ、表面層20上にゲート電極40、ソース電極42、ドレイン電極44、及び電極パッド50が設けられている。基板10及び表面層20を貫通するビアホール30が形成され、ビアホール30の内部には電極パッド50と電気的に接続された金属層32が設けられている。また、表面層20におけるビアホール30の開口部の周囲には、ビアホール30を囲むように溝22が形成されている。図3(b)において、溝22及びビアホール30を点線で示す。図3(b)に示すように、電極パッド50の外周端は溝22の内側に位置する。すなわち、溝22は電極パッド50が設けられた領域の外側に形成されている。   FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment, and FIG. 3B is a schematic plan view. A surface layer 20 is provided on the substrate 10, and a gate electrode 40, a source electrode 42, a drain electrode 44, and an electrode pad 50 are provided on the surface layer 20. A via hole 30 penetrating the substrate 10 and the surface layer 20 is formed, and a metal layer 32 electrically connected to the electrode pad 50 is provided in the via hole 30. A groove 22 is formed around the opening of the via hole 30 in the surface layer 20 so as to surround the via hole 30. In FIG. 3B, the groove 22 and the via hole 30 are indicated by dotted lines. As shown in FIG. 3B, the outer peripheral end of the electrode pad 50 is located inside the groove 22. That is, the groove 22 is formed outside the region where the electrode pad 50 is provided.

図4は、実施例1に係る半導体装置における、力の働きを説明するための図である。比較例と同様に、電極パッド50及び金属層32は熱により伸縮しやすく、基板10及び表面層20は熱により伸縮しにくい。半導体装置の温度が上昇すると、ビアホール30内の金属層32が膨張し、矢印aの方向(基板10の表面に平行な方向)及び矢印bの方向(基板10の表面に垂直な方向)の力を合計した力が、基板10と表面層20との境界部であるA点に対して加わる。また、半導体装置の温度が上昇すると、電極パッド50が膨張し、矢印aの方向及び矢印cの方向(基板10の表面に平行な方向)の力を合計した力が、電極パッド50の外周端付近の表面層20(B点)に対して加わる。   FIG. 4 is a diagram for explaining the action of force in the semiconductor device according to the first embodiment. Similar to the comparative example, the electrode pad 50 and the metal layer 32 are easily expanded and contracted by heat, and the substrate 10 and the surface layer 20 are not easily expanded and contracted by heat. When the temperature of the semiconductor device rises, the metal layer 32 in the via hole 30 expands, and forces in the direction of arrow a (direction parallel to the surface of the substrate 10) and the direction of arrow b (direction perpendicular to the surface of the substrate 10). Is added to the point A which is the boundary between the substrate 10 and the surface layer 20. When the temperature of the semiconductor device rises, the electrode pad 50 expands, and the total force in the direction of arrow a and the direction of arrow c (the direction parallel to the surface of the substrate 10) is the outer peripheral edge of the electrode pad 50. Applied to the nearby surface layer 20 (point B).

ここで、表面層20に溝22が形成されていることにより、基板10の表面に沿った方向の力(図の矢印a及びc)は、表面層20の端部(B点)において開放される。これにより、図中のA点及びB点に対し加わる力が緩和さされるため、A点における表面層20の剥離及びB点における表面層20の破壊を抑制することができる。以上のように、実施例1に係る半導体装置によれば、基板10及び表面層20にビアホール30が形成された半導体装置において、表面層20の剥離及び破壊を抑制することができる。   Here, since the grooves 22 are formed in the surface layer 20, the force in the direction along the surface of the substrate 10 (arrows a and c in the figure) is released at the end (point B) of the surface layer 20. The Thereby, since the force added with respect to A point and B point in a figure is relieve | moderated, peeling of the surface layer 20 in A point and destruction of the surface layer 20 in B point can be suppressed. As described above, according to the semiconductor device according to the first embodiment, peeling and destruction of the surface layer 20 can be suppressed in the semiconductor device in which the via hole 30 is formed in the substrate 10 and the surface layer 20.

図5は、実施例1の変形例に係る半導体装置の構成を示す図である。実施例1(図3(a))と異なり、引き出し配線部56が溝22と交差する領域に、エアブリッジ58が形成されている。エアブリッジ58により、引き出し配線部56は溝22において基板10から浮いた構成となっている。その他の構成は実施例1と同様であり、詳細な説明を省略する。本構成においても、実施例1と同様に表面層20の剥離及び破壊を抑制することができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to a modification of the first embodiment. Unlike the first embodiment (FIG. 3A), an air bridge 58 is formed in a region where the lead-out wiring portion 56 intersects the groove 22. Due to the air bridge 58, the lead-out wiring part 56 is configured to float from the substrate 10 in the groove 22. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. Also in this configuration, peeling and destruction of the surface layer 20 can be suppressed as in the first embodiment.

実施例2は、溝を電極パッドの内側に形成した例である。   Example 2 is an example in which the groove is formed inside the electrode pad.

図6(a)〜(e)は、実施例2に係る半導体装置の製造方法を示す図である。実施例1と共通する部分については、詳細な説明を省略する。図6(a)に示すように、基板10の上面に表面層20が形成されている。   6A to 6E are diagrams illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment. Detailed description of portions common to the first embodiment will be omitted. As shown in FIG. 6A, the surface layer 20 is formed on the upper surface of the substrate 10.

最初に、図6(b)に示すように、表面層20の一部をエッチングすることにより基板10を露出させ、ビアホールの形成予定領域26を囲むように溝22を形成する。次に、図6(c)に示すように、表面層20上にゲート電極40、ソース電極42、及びドレイン電極44を形成する。続いて、電極及び表面層20を覆うように絶縁層24を形成し、その一部をエッチングにより除去する。ここで、実施例1と異なり、絶縁層24のエッチング工程では、ソース電極42、ドレイン電極44、及びビアホール30形成予定領域26の表面を露出させると共に、溝22及びその周辺の表面層20も露出させるようにする。   First, as shown in FIG. 6B, the substrate 10 is exposed by etching a part of the surface layer 20, and a groove 22 is formed so as to surround the via hole formation planned region 26. Next, as shown in FIG. 6C, the gate electrode 40, the source electrode 42, and the drain electrode 44 are formed on the surface layer 20. Subsequently, the insulating layer 24 is formed so as to cover the electrode and the surface layer 20, and a part thereof is removed by etching. Here, unlike the first embodiment, in the etching process of the insulating layer 24, the surfaces of the source electrode 42, the drain electrode 44, and the via hole 30 formation region 26 are exposed, and the groove 22 and the surrounding surface layer 20 are also exposed. Let's make it.

次に、図6(d)に示すように、電極パッド50、金属層52、金属層54、及び引き出し配線部56を形成する。次に、次に、図2(e)に示すように、電極パッド50の下部を基板10の下面からエッチングすることにより、ビアホール30を形成すると共に、基板10の下面及びビアホール30の内部にメタライズを施し、金属層32を形成する。以上の行程により、実施例2に係る半導体装置が完成する。   Next, as shown in FIG. 6D, the electrode pad 50, the metal layer 52, the metal layer 54, and the lead-out wiring portion 56 are formed. Next, as shown in FIG. 2 (e), the lower portion of the electrode pad 50 is etched from the lower surface of the substrate 10 to form a via hole 30, and metallized on the lower surface of the substrate 10 and inside the via hole 30. The metal layer 32 is formed. Through the above process, the semiconductor device according to the second embodiment is completed.

図7(a)は実施例2に係る半導体装置の断面模式図であり、図7(b)は平面模式図である。実施例1(図3(a)〜(b))と異なり、電極パッド50の外周端が溝22の外側に位置する。すなわち、溝22は電極パッド50が設けられた領域の内側に形成されている。その他の構成は実施例1と同様であり、詳細な説明を省略する。   FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment, and FIG. 7B is a schematic plan view. Unlike Example 1 (FIGS. 3A and 3B), the outer peripheral end of the electrode pad 50 is located outside the groove 22. That is, the groove 22 is formed inside the region where the electrode pad 50 is provided. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.

実施例2に係る半導体装置によれば、実施例1と同様に、表面層20に形成された溝22により金属層32及び電極パッド50の伸縮に伴う応力を緩和し、表面層20の剥離及び破壊を抑制することができる。   According to the semiconductor device according to the second embodiment, as in the first embodiment, the stress caused by the expansion and contraction of the metal layer 32 and the electrode pad 50 is relieved by the grooves 22 formed in the surface layer 20, and the peeling of the surface layer 20 and Destruction can be suppressed.

図8は、実施例2の変形例に係る半導体装置の構成を示す図である。実施例2(7(a))と異なり、引き出し配線部56にエアブリッジ58が形成され、その部分が絶縁層24から浮いた構成となっている。その他の構成は実施例1と同様であり、詳細な説明を省略する。本構成においても、実施例2と同様に表面層20の剥離及び破壊を抑制することができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to a modification of the second embodiment. Unlike the second embodiment (7 (a)), an air bridge 58 is formed in the lead-out wiring portion 56, and the portion floats from the insulating layer 24. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. Also in this configuration, peeling and destruction of the surface layer 20 can be suppressed as in the second embodiment.

実施例1〜2では、基板10をSiC基板とし、表面層20を窒化物半導体層とする例について説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、基板10にSi基板やGaAs基板を用いてもよいし、表面層20に窒化物半導体層以外の半導体層や絶縁層を用いてもよい。   In Examples 1 and 2, the example in which the substrate 10 is a SiC substrate and the surface layer 20 is a nitride semiconductor layer has been described. However, the present invention is not limited to the above configuration. For example, a Si substrate or a GaAs substrate may be used for the substrate 10, and a semiconductor layer or an insulating layer other than the nitride semiconductor layer may be used for the surface layer 20.

例えば、基板10にGaAs基板を用いる場合、表面層としてGaAs基板上に形成される絶縁層(例えば、窒化シリコン(SiN)絶縁膜)とGaAs基板との間において剥離が生じやすい。本発明は、このような構成に対しても特に好適である。   For example, when a GaAs substrate is used as the substrate 10, peeling is likely to occur between an insulating layer (for example, a silicon nitride (SiN) insulating film) formed on the GaAs substrate as a surface layer and the GaAs substrate. The present invention is particularly suitable for such a configuration.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

10 基板
20 表面層
22 溝
24 絶縁層
30 ビアホール
32 金属層
40 ゲート電極
42 ソース電極
44 ドレイン電極
50 電極パッド
56 引き出し配線部
58 エアブリッジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 20 Surface layer 22 Groove 24 Insulating layer 30 Via hole 32 Metal layer 40 Gate electrode 42 Source electrode 44 Drain electrode 50 Electrode pad 56 Lead-out wiring part 58 Air bridge

Claims (9)

基板と、
前記基板上に設けられた前記基板と異なる材料からなる表面層と、
前記表面層上に設けられた電極パッドと、を備え、
前記基板及び前記表面層にはビアホールが形成され、
前記ビアホール内には、前記電極パッドと電気的に接続された金属層が設けられ、
前記ビアホールの開口部の周囲には、前記ビアホールを囲むように前記表面層に溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。
A substrate,
A surface layer made of a material different from that of the substrate provided on the substrate;
An electrode pad provided on the surface layer,
Via holes are formed in the substrate and the surface layer,
In the via hole, a metal layer electrically connected to the electrode pad is provided,
A groove is formed in the surface layer around the opening of the via hole so as to surround the via hole.
前記溝は、前記表面層を貫通していることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the groove penetrates the surface layer. 前記基板はSiC基板を含み、前記表面層は窒化物半導体層を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate includes a SiC substrate, and the surface layer includes a nitride semiconductor layer. 前記基板はGaAs基板を含み、前記表面層は絶縁層を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate includes a GaAs substrate, and the surface layer includes an insulating layer. 前記溝は、前記電極パッドが設けられた領域の内側に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the groove is formed inside a region where the electrode pad is provided. 前記溝は、前記電極パッドが設けられた領域の外側に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the groove is formed outside a region where the electrode pad is provided. 前記表面層上に設けられたソース電極と、
前記表面層上に設けられ、前記ソース電極と前記電極パッドとを接続する引き出し配線部と、を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の半導体装置。
A source electrode provided on the surface layer;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising a lead-out wiring portion provided on the surface layer and connecting the source electrode and the electrode pad.
前記引き出し配線部は、前記溝上に設けられたエアブリッジを含むことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 7, wherein the lead-out wiring portion includes an air bridge provided on the groove. 基板上に設けられた前記基板と異なる材料の表面層におけるビアホール形成領域を囲むように、前記表面層に溝を形成する工程と、
前記表面層における前記ビアホール形成領域上に電極パッドを形成する工程と、
前記基板及び前記表面層を貫通し、前記ビアホール形成領域に開口するビアホールを形成する工程と、
前記ビアホール内に、前記電極パッドと電気的に接続される金属層を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a groove in the surface layer so as to surround a via hole forming region in a surface layer of a material different from the substrate provided on the substrate;
Forming an electrode pad on the via hole forming region in the surface layer;
Forming a via hole penetrating through the substrate and the surface layer and opening in the via hole forming region;
Forming a metal layer electrically connected to the electrode pad in the via hole;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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