JP2018170306A - Method for manufacturing gallium oxide semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a damage to a cut section of a gallium oxide substrate.SOLUTION: A method for manufacturing a gallium oxide semiconductor device comprises the steps of: (S2) forming, by dry etching, a plurality of slits 60 in a first electrode formation face 20a of a gallium oxide substrate; (S4) forming an anode electrode 40 in a region surrounded by the plurality of slits 60 in the first electrode formation face 20a; and (S6) dicing the gallium oxide substrate into individual pieces by grinding a lower face of the gallium oxide substrate, which is located on a side opposite to the first electrode formation face 20a until reaching the plurality of slits 60. According to the present invention, the gallium oxide substrate is diced into individual pieces by grinding the gallium oxide substrate from the backside thereof after slit formation by dry etching and thus a side face of the substrate is not damaged mechanically. Hence, the cracking, chipping, cleavage and the like which can be caused in the side face of the gallium oxide substrate can be prevented unlike the dicing by use of a dicing blade or the like.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は酸化ガリウム半導体装置の製造方法に関し、特に、酸化ガリウム基板を個片化する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a gallium oxide semiconductor device, and more particularly to a method for separating a gallium oxide substrate.

パワーデバイス用の半導体装置は、一般的な半導体装置と比べて十分な逆方向耐圧を確保する必要があることから、シリコン(Si)の代わりに、よりバンドギャップの大きい炭化シリコン(SiC)、窒化ガリウム(GaN)、酸化ガリウム(Ga)などが用いられることがある。中でも、酸化ガリウムは、バンドギャップが4.8〜4.9eVと非常に大きく、絶縁破壊電界も7〜8MV/cmと大きいことから、酸化ガリウムを用いた半導体装置は、パワーデバイス用の半導体装置として非常に有望である。 A semiconductor device for a power device needs to secure a sufficient reverse breakdown voltage as compared with a general semiconductor device. Therefore, instead of silicon (Si), silicon carbide (SiC) having a larger band gap, nitriding Gallium (GaN), gallium oxide (Ga 2 O 3 ), or the like may be used. Among them, gallium oxide has a very large band gap of 4.8 to 4.9 eV and a dielectric breakdown electric field of 7 to 8 MV / cm. Therefore, a semiconductor device using gallium oxide is a semiconductor device for power devices. As very promising.

通常、半導体装置はウェハ上に多数の素子を作製し、ウェハの切断分離による個片化を行った後、個片化された半導体装置をパッケージに搭載する。個片化は、シリコン(Si)などからなる基板の場合、ダイヤモンドブレードを用いたブレードダイシングにより切断分離を行うが、酸化ガリウムからなる半導体基板は劈開性が高いため、ブレードダイシングを行うと、切断面のダメージによって劈開が生じることがあった。   In general, a semiconductor device is manufactured by manufacturing a large number of elements on a wafer, separating the wafer by cutting and separating, and then mounting the separated semiconductor device on a package. In the case of a substrate made of silicon (Si) or the like, cutting and separation are performed by blade dicing using a diamond blade. However, a semiconductor substrate made of gallium oxide has high cleaving properties. Cleavage could occur due to surface damage.

半導体装置を個片化する別の方法として、半導体基板を表面側からハーフカットした後、裏面側から研削研磨を行う、いわゆる先ダイシング法が提案されている。例えば、特許文献1及び2には、ウェハのダイシングラインに沿って、最終チップ厚みより深いスリットを半導体基板に形成した後、裏面側からウェハを研削研磨することにより個片化する方法が提案されている。   As another method for dividing a semiconductor device into pieces, a so-called tip dicing method is proposed in which a semiconductor substrate is half-cut from the front surface side and then ground and polished from the back surface side. For example, Patent Documents 1 and 2 propose a method of dividing the wafer by grinding and polishing the wafer from the back side after forming a slit deeper than the final chip thickness in the semiconductor substrate along the dicing line of the wafer. ing.

特開平5−335411号公報JP-A-5-335411 特開平11−40520号公報JP 11-40520 A

しかしながら、特許文献1及び2に記載された方法は、いずれもダイシング装置を用いたブレードダイシングによってスリットを形成していることから、上述の通り、切断面にダメージが加わり、劈開が生じるという問題があった。   However, since the methods described in Patent Documents 1 and 2 both form slits by blade dicing using a dicing apparatus, there is a problem that the cut surface is damaged and cleaved as described above. there were.

したがって、本発明は、切断面に与えられるダメージを低減することによって、酸化ガリウム基板の劈開を防止することが可能な酸化ガリウム半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a gallium oxide semiconductor device capable of preventing the gallium oxide substrate from being cleaved by reducing damage given to the cut surface.

本発明による半導体装置の製造方法は、ドライエッチングにより酸化ガリウム基板の第1の電極形成面に複数のスリットを形成する工程と、前記第1の電極形成面のうち前記複数のスリットに囲まれた領域に第1の電極を形成する工程と、前記酸化ガリウム基板の前記第1の電極形成面の反対側に位置する下面を前記スリットに達するまで研磨することにより、前記酸化ガリウム基板を個片化する工程とを備えることを特徴とする。   A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a plurality of slits on a first electrode formation surface of a gallium oxide substrate by dry etching, and the first electrode formation surface surrounded by the plurality of slits. Forming the first electrode in a region, and polishing the lower surface of the gallium oxide substrate opposite to the first electrode formation surface until the slit is reached, thereby separating the gallium oxide substrate into individual pieces. And a step of performing.

本発明によれば、ドライエッチングによってスリットを形成した後、裏面側から研磨することによって酸化ガリウム基板を個片化していることから、基板の側面が機械的ダメージを受けない。このため、ダイシングブレードなどを用いて個片化する場合とは異なり、酸化ガリウム基板の側面に生じる割れ、欠け、劈開などを防止することができる。   According to the present invention, after the slit is formed by dry etching, the gallium oxide substrate is separated into pieces by polishing from the back side, so that the side surface of the substrate is not mechanically damaged. For this reason, unlike the case of dividing into pieces using a dicing blade or the like, it is possible to prevent cracking, chipping, cleavage and the like occurring on the side surface of the gallium oxide substrate.

本発明による半導体装置の製造方法は、前記酸化ガリウム基板を個片化する前に、前記スリットの内壁に絶縁膜を形成する工程をさらに備えることが好ましい。これによれば、個片化された半導体装置の側面が絶縁膜で覆われることから、側面に沿ったリーク電流が低減される。また、絶縁膜によって側面が保護されることから、側面の割れ、欠け、劈開などが生じにくくなる。   The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention preferably further includes a step of forming an insulating film on the inner wall of the slit before the gallium oxide substrate is separated. According to this, since the side surface of the separated semiconductor device is covered with the insulating film, the leakage current along the side surface is reduced. Further, since the side surface is protected by the insulating film, the side surface is less likely to be cracked, chipped, cleaved, or the like.

この場合、前記スリットを形成する工程においては、深さ方向に幅が狭くなる順テーパー状のスリットを形成することが好ましい。これによれば、スリットの内壁に絶縁膜を形成し易くなる。   In this case, in the step of forming the slit, it is preferable to form a forward tapered slit whose width is narrowed in the depth direction. According to this, it becomes easy to form an insulating film on the inner wall of the slit.

前記絶縁膜を形成する工程は、前記第1の電極を形成する前に行い、前記絶縁膜を形成する工程においては、前記第1の電極形成面及び前記スリットの内壁に前記絶縁膜を同時に形成し、前記第1の電極を形成する工程においては、前記第1の電極の一部を前記第1の電極形成面に形成された前記絶縁膜上に形成することが好ましい。これによれば、製造工程を増やすことなく、いわゆるフィールドプレート構造を得ることができる。   The step of forming the insulating film is performed before forming the first electrode. In the step of forming the insulating film, the insulating film is simultaneously formed on the first electrode forming surface and the inner wall of the slit. In the step of forming the first electrode, it is preferable that a part of the first electrode is formed on the insulating film formed on the first electrode formation surface. According to this, a so-called field plate structure can be obtained without increasing the number of manufacturing steps.

この場合、前記酸化ガリウム基板を個片化した後、前記酸化ガリウム基板の前記第1の電極形成面の反対側に位置する第2の電極形成面に第2の電極を形成する工程をさらに備えることが好ましい。これによれば、基板の厚み方向に電流が流れる縦型デバイス構造を得ることが可能となる。   In this case, the method further includes the step of forming the second electrode on the second electrode formation surface located on the opposite side of the first electrode formation surface of the gallium oxide substrate after the gallium oxide substrate is separated into pieces. It is preferable. This makes it possible to obtain a vertical device structure in which current flows in the thickness direction of the substrate.

さらにこの場合、酸化ガリウムウェーハ上にエピタキシャル層を形成することによって前記酸化ガリウム基板を形成する工程をさらに備えることが好ましい。これによれば、酸化ガリウム基板を用いたショットキーバリアダイオードを構成することが可能となる。   In this case, it is preferable that the method further includes a step of forming the gallium oxide substrate by forming an epitaxial layer on the gallium oxide wafer. According to this, a Schottky barrier diode using a gallium oxide substrate can be configured.

本発明による半導体装置の製造方法は、前記第2の電極を形成する前に、前記スリットに保護部材を埋め込む工程をさらに備えることが好ましい。これによれば、第2の電極を形成する際に、第2の電極を構成する電極材料がスリットを介して第1の電極に回り込むことが無くなる。   The semiconductor device manufacturing method according to the present invention preferably further comprises a step of embedding a protective member in the slit before forming the second electrode. According to this, when forming the second electrode, the electrode material constituting the second electrode does not wrap around the first electrode through the slit.

この場合、前記酸化ガリウム基板を個片化する前に、前記酸化ガリウム基板の前記第1の電極形成面側に可撓性を有する支持部材を貼り付ける工程をさらに備え、前記保護部材は、前記支持部材の一部からなることが好ましい。これによれば、工程数を増やすことなく、簡単な方法で電極材料の回り込みを防止することが可能となる。   In this case, before separating the gallium oxide substrate into individual pieces, the method further comprises a step of attaching a flexible support member to the first electrode formation surface side of the gallium oxide substrate, It preferably consists of a part of the support member. According to this, it becomes possible to prevent the electrode material from wrapping around by a simple method without increasing the number of steps.

本発明において、前記第2の電極を形成する工程は、前記スリットをマスクで覆った状態で薄膜工法により行うことが好ましい。これによれば、第2の電極を構成する電極材料がスリット内に侵入しにくくなる。   In the present invention, the step of forming the second electrode is preferably performed by a thin film method with the slit covered with a mask. According to this, it becomes difficult for the electrode material which comprises a 2nd electrode to penetrate | invade in a slit.

本発明において、前記酸化ガリウム基板はβ−Gaからなり、前記第1の電極形成面が(001)面であっても構わない。この場合、側面から水平方向に劈開が生じやすくなるが、本発明においては側面へのダメージが大幅に低減されることから、このような水平方向の劈開を防止することが可能となる。 In the present invention, the gallium oxide substrate may be made of β-Ga 2 O 3 and the first electrode formation surface may be a (001) surface. In this case, cleavage from the side surface tends to occur in the horizontal direction. However, in the present invention, since the damage to the side surface is greatly reduced, it is possible to prevent such cleavage in the horizontal direction.

このように、本発明によれば、切断面に与えられるダメージが大幅に低減されることから、酸化ガリウム基板に生じる劈開を防止することが可能となる。   As described above, according to the present invention, since the damage given to the cut surface is greatly reduced, it is possible to prevent cleavage generated in the gallium oxide substrate.

図1は、本発明の実施形態による半導体装置10の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device 10 according to an embodiment of the present invention. 図2は、半導体装置10の上面図である。FIG. 2 is a top view of the semiconductor device 10. 図3は、半導体装置10の製造プロセスを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process of the semiconductor device 10. 図4は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor device 10 during manufacture. 図5は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view in the course of manufacturing the semiconductor device 10. 図6(a)は半導体装置10の製造途中における平面図であり、図6(b)はB−B線に沿った断面図である。FIG. 6A is a plan view in the middle of manufacturing the semiconductor device 10, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB. 図7は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view in the middle of manufacturing the semiconductor device 10. 図8は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view in the middle of manufacturing the semiconductor device 10. 図9は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view in the middle of manufacturing the semiconductor device 10. 図10は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the semiconductor device 10 during manufacture. 図11は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the semiconductor device 10 during manufacture. 図12は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view in the middle of manufacturing the semiconductor device 10. 図13は、半導体装置10の製造途中における断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the semiconductor device 10 during manufacture. 図14は、半導体装置10の変形例による製造方法を説明するための断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing method according to a modification of the semiconductor device 10. 図15は、半導体装置10の変形例による製造方法を説明するための断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing method according to a modification of the semiconductor device 10. 図16は、断面がテーパー状である半導体装置10を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the semiconductor device 10 having a tapered cross section.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施形態による半導体装置10の構成を示す断面図である。また、図2は、半導体装置10の上面図である。尚、図1に示す断面は、図2のA−A線に沿った断面に相当する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a top view of the semiconductor device 10. The cross section shown in FIG. 1 corresponds to the cross section along the line AA in FIG.

本実施形態による半導体装置10はショットキーバリアダイオードであり、図1に示すように、いずれも酸化ガリウム(β−Ga)からなる酸化ガリウム基板21及びエピタキシャル層22を含む半導体層20を備える。本発明においては、半導体層20を「酸化ガリウム基板」と総称することがある。酸化ガリウム基板21及びエピタキシャル層22には、n型ドーパントとしてシリコン(Si)又はスズ(Sn)が導入されている。ドーパントの濃度は、エピタキシャル層22よりも酸化ガリウム基板21の方が高く、これにより酸化ガリウム基板21はn層、エピタキシャル層22はn層として機能する。 The semiconductor device 10 according to the present embodiment is a Schottky barrier diode, and as shown in FIG. 1, each includes a semiconductor layer 20 including a gallium oxide substrate 21 made of gallium oxide (β-Ga 2 O 3 ) and an epitaxial layer 22. Prepare. In the present invention, the semiconductor layer 20 may be collectively referred to as a “gallium oxide substrate”. Silicon (Si) or tin (Sn) is introduced into the gallium oxide substrate 21 and the epitaxial layer 22 as an n-type dopant. The dopant concentration is higher in the gallium oxide substrate 21 than in the epitaxial layer 22, whereby the gallium oxide substrate 21 functions as an n + layer and the epitaxial layer 22 functions as an n layer.

半導体層20は、XY面を構成する第1の電極形成面20aと、第1の電極形成面20aの反対側に位置しXY面を構成する第2の電極形成面20bと、XZ面又はYZ面を構成する4つの側面20cを有する。第1及び第2の電極形成面20a,20bは、β−Gaの(001)面である。第1の電極形成面20aはエピタキシャル層22の上面によって構成され、第2の電極形成面20bは酸化ガリウム基板21の下面によって構成される。第1の電極形成面20aと側面20cの境界は第1のエッジE1を構成し、第2の電極形成面20bと側面20cの境界は第2のエッジE2を構成する。 The semiconductor layer 20 includes a first electrode formation surface 20a constituting an XY plane, a second electrode formation surface 20b constituting an XY plane located on the opposite side of the first electrode formation surface 20a, and an XZ plane or a YZ plane. It has four side surfaces 20c constituting the surface. The first and second electrode formation surfaces 20a and 20b are (001) surfaces of β-Ga 2 O 3 . The first electrode formation surface 20 a is constituted by the upper surface of the epitaxial layer 22, and the second electrode formation surface 20 b is constituted by the lower surface of the gallium oxide substrate 21. The boundary between the first electrode formation surface 20a and the side surface 20c constitutes the first edge E1, and the boundary between the second electrode formation surface 20b and the side surface 20c constitutes the second edge E2.

図1及び図2に示すように、第1の電極形成面20a及び側面20cには、SiO、Si、Al、HfOなどからなる絶縁膜30が形成されている。絶縁膜30は、第1の電極形成面20aを覆う第1の部分31と、側面20cを覆う第2の部分32を含み、第1のエッジE1を覆うよう、第1の電極形成面20aから側面20cに亘って連続的に形成されている。絶縁膜30は例えば酸化シリコン(SiO)からなり、その膜厚は300nm程度である。 As shown in FIGS. 1 and 2, an insulating film 30 made of SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , HfO 2 or the like is formed on the first electrode formation surface 20a and the side surface 20c. The insulating film 30 includes a first portion 31 that covers the first electrode formation surface 20a and a second portion 32 that covers the side surface 20c, and extends from the first electrode formation surface 20a so as to cover the first edge E1. It is formed continuously over the side surface 20c. The insulating film 30 is made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ) and has a thickness of about 300 nm.

絶縁膜30の第1の部分31は、第1の電極形成面20aを露出させる開口部30aを有している。そして、第1の電極形成面20a上には、開口部30aを介して第1の電極であるアノード電極40が形成されている。これにより、アノード電極40は、エピタキシャル層22とショットキー接触する。アノード電極40は、例えば白金(Pt)、チタン(Ti)及びアルミニウム(Al)の積層膜からなり、その膜厚は、例えば、白金層が50nm程度、チタン層が5nm程度、アルミニウム層が1μm程度である。   The first portion 31 of the insulating film 30 has an opening 30a that exposes the first electrode formation surface 20a. An anode electrode 40 as a first electrode is formed on the first electrode formation surface 20a through the opening 30a. As a result, the anode electrode 40 is in Schottky contact with the epitaxial layer 22. The anode electrode 40 is made of, for example, a laminated film of platinum (Pt), titanium (Ti), and aluminum (Al). The film thickness is, for example, about 50 nm for the platinum layer, about 5 nm for the titanium layer, and about 1 μm for the aluminum layer. It is.

アノード電極40の大部分はエピタキシャル層22とショットキー接触するが、他の一部は絶縁膜30の第1の部分31を覆っている。これにより、いわゆるフィールドプレート構造が得られる。一般的に、ショットーバリアダイオードではアノード電極の端部に電界が集中するため、この部分が絶縁破壊電界強度を超えると素子が破壊されてしまう。しかしながら、本実施形態のようにアノード電極40の端部を絶縁膜30上に形成すれば、端部における電流集中が緩和されるため、逆方向耐圧を高めることができる。   Most of the anode electrode 40 is in Schottky contact with the epitaxial layer 22, but the other part covers the first portion 31 of the insulating film 30. Thereby, a so-called field plate structure is obtained. In general, in a shot barrier diode, an electric field concentrates on the end portion of an anode electrode. Therefore, if this portion exceeds the breakdown electric field strength, the element is destroyed. However, if the end portion of the anode electrode 40 is formed on the insulating film 30 as in this embodiment, the current concentration at the end portion is alleviated, so that the reverse breakdown voltage can be increased.

一方、半導体層20の第2の電極形成面20bには、第2の電極であるカソード電極50が設けられる。カソード電極50はチタン(Ti)、ニッケル(Ni)及び金(Au)の積層膜などからなり、酸化ガリウム基板21とオーミック接触している。例えば、チタン層の厚さは50nm程度、ニッケル層の厚さは0.2μm程度、金層の厚さは0.2μm程度である。   On the other hand, a cathode electrode 50 as a second electrode is provided on the second electrode formation surface 20 b of the semiconductor layer 20. The cathode electrode 50 is made of a laminated film of titanium (Ti), nickel (Ni), and gold (Au), and is in ohmic contact with the gallium oxide substrate 21. For example, the thickness of the titanium layer is about 50 nm, the thickness of the nickel layer is about 0.2 μm, and the thickness of the gold layer is about 0.2 μm.

以上の構成により、本実施形態による半導体装置10は、ショットキーバリアダイオードを構成する。ショットキーバリアダイオードはスイッチング素子に用いられ、アノード電極40とカソード電極50との間に順方向バイアスを印加することにより、アノード電極40とエピタキシャル層22の界面におけるショットキー障壁が低下し、アノード電極40からカソード電極50へ電流が流れる。一方、アノード電極40とカソード電極50間に逆方向バイアスを印加すると、アノード電極40とエピタキシャル層22の界面におけるショットキー障壁が高くなり、電流はほとんど流れない。   With the above configuration, the semiconductor device 10 according to the present embodiment forms a Schottky barrier diode. The Schottky barrier diode is used as a switching element. By applying a forward bias between the anode electrode 40 and the cathode electrode 50, the Schottky barrier at the interface between the anode electrode 40 and the epitaxial layer 22 is lowered, and the anode electrode A current flows from 40 to the cathode electrode 50. On the other hand, when a reverse bias is applied between the anode electrode 40 and the cathode electrode 50, the Schottky barrier at the interface between the anode electrode 40 and the epitaxial layer 22 becomes high, and almost no current flows.

そして、本実施形態による半導体装置10は、半導体層20の側面20cが絶縁膜で覆われていることから、側面20cに沿ったリーク電流が低減されるとともに、側面20cの割れ、欠け、劈開などが生じにくくなる。しかも、第1のエッジE1を覆うよう第1の電極形成面20aから側面20cに亘って絶縁膜30が連続的に形成されていることから、第1の電極形成面20aを覆う絶縁膜と側面20cを覆う絶縁膜をそれぞれ別個に形成する場合と比べて、上記の効果がより高められる。また、第1のエッジE1における酸化ガリウム基板の割れや欠けなども防止される。   In the semiconductor device 10 according to the present embodiment, since the side surface 20c of the semiconductor layer 20 is covered with the insulating film, the leakage current along the side surface 20c is reduced, and the side surface 20c is cracked, chipped, cleaved, and the like. Is less likely to occur. Moreover, since the insulating film 30 is continuously formed from the first electrode forming surface 20a to the side surface 20c so as to cover the first edge E1, the insulating film and the side surface covering the first electrode forming surface 20a The above effect is further enhanced as compared with the case where the insulating films covering 20c are formed separately. In addition, cracking or chipping of the gallium oxide substrate at the first edge E1 is prevented.

次に、本実施形態による半導体装置10の製造方法について説明する。   Next, the method for manufacturing the semiconductor device 10 according to the present embodiment will be explained.

図3は、本実施形態による半導体装置10の製造プロセスを示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing the manufacturing process of the semiconductor device 10 according to the present embodiment.

まず、図4に示すように、融液成長法などを用いて育成されたバルク結晶をスライスしてなる酸化ガリウムウェーハWを用意し、その表面にエピタキシャル層22を形成する。エピタキシャル層22は、酸化ガリウムウェーハWの表面に反応性スパッタリング、PLD法、MBE法、MOCVD法、HVPE法などを用いて酸化ガリウムをエピタキシャル成長させることにより形成することができる。エピタキシャル層22のキャリア濃度と膜厚は、設計に応じた耐圧を確保するよう調整される。一例として、600V程度の逆方向耐圧を得るためには、厚みを7〜8μm、キャリア濃度を1×1016cm−3程度とすればよい。キャリア濃度の制御は、Si、Snなどn型のキャリアとして機能するドーパントを所望の量だけ成膜時に導入することにより行う。これにより、酸化ガリウムウェーハWの表面にエピタキシャル層22が形成された酸化ガリウム基板が完成する(ステップS1)。 First, as shown in FIG. 4, a gallium oxide wafer W formed by slicing a bulk crystal grown using a melt growth method or the like is prepared, and an epitaxial layer 22 is formed on the surface thereof. The epitaxial layer 22 can be formed by epitaxially growing gallium oxide on the surface of the gallium oxide wafer W using reactive sputtering, PLD method, MBE method, MOCVD method, HVPE method or the like. The carrier concentration and film thickness of the epitaxial layer 22 are adjusted to ensure a breakdown voltage according to the design. As an example, in order to obtain a reverse breakdown voltage of about 600 V, the thickness may be 7 to 8 μm and the carrier concentration may be about 1 × 10 16 cm −3 . The carrier concentration is controlled by introducing a desired amount of a dopant that functions as an n-type carrier such as Si or Sn during film formation. Thereby, a gallium oxide substrate having the epitaxial layer 22 formed on the surface of the gallium oxide wafer W is completed (step S1).

次に、図5に示すように、エピタキシャル層22の表面である第1の電極形成面20aのうち、素子が形成される素子形成領域をエッチング用マスクM1で覆った状態でドライエッチングを行うことにより、酸化ガリウム基板に複数のスリット60を形成する(ステップS2)。スリット60は、エピタキシャル層22を貫通し、酸化ガリウムウェーハWに達する深さに設定する。具体的には、最終的な半導体層20の厚みよりも、スリット60の深さをやや深く設定する。例えば、最終的な半導体層20の厚みが50μmであれば、スリット60の深さを55μm程度に設定すればよい。   Next, as shown in FIG. 5, dry etching is performed in a state where the element formation region where the element is formed is covered with the etching mask M <b> 1 in the first electrode formation surface 20 a which is the surface of the epitaxial layer 22. Thus, a plurality of slits 60 are formed in the gallium oxide substrate (step S2). The slit 60 is set to a depth that penetrates the epitaxial layer 22 and reaches the gallium oxide wafer W. Specifically, the depth of the slit 60 is set slightly deeper than the final thickness of the semiconductor layer 20. For example, if the final thickness of the semiconductor layer 20 is 50 μm, the depth of the slit 60 may be set to about 55 μm.

スリット60の形成は、BCl等の塩素系ガスを用いたRIE法によって行うことができる。特に、エッチング時間を短縮するためには、高速エッチングが可能なICP−RIE法を用いることが好ましい。エッチング用マスクM1としては、例えばGaに対して選択性をもたせるため、塩素系ガスでエッチングされないニッケル(Ni)などの金属膜を使用することが好ましい。この場合、エッチング用マスクM1である金属膜は、EB蒸着法、スパッタ法などを用いて100nm程度形成すれば良く、エピタキシャル層22の全面にエッチング用マスクM1を形成した後、フォトリソグラフィー法によってパターニングすればよい。そして、パターニングされたエッチング用マスクM1をマスクとしてドライエッチングを行うことにより、酸化ガリウム基板に複数のスリット60が形成される。 The slit 60 can be formed by an RIE method using a chlorine-based gas such as BCl 3 . In particular, in order to shorten the etching time, it is preferable to use an ICP-RIE method capable of high-speed etching. As the etching mask M1, for example, it is preferable to use a metal film such as nickel (Ni) that is not etched with a chlorine-based gas in order to have selectivity with respect to Ga 2 O 3 . In this case, the metal film as the etching mask M1 may be formed to about 100 nm by using an EB vapor deposition method, a sputtering method, or the like. After forming the etching mask M1 on the entire surface of the epitaxial layer 22, patterning is performed by a photolithography method. do it. A plurality of slits 60 are formed in the gallium oxide substrate by performing dry etching using the patterned etching mask M1 as a mask.

スリット60は、平面図である図6(a)に示すようにX方向及びY方向に複数形成され、平面視でスリット60に囲まれた矩形領域が最終的に素子となる部分である。図6(b)は、図6(a)に示すB−B線に沿った略断面図である。一例として、素子サイズを1mm×1mmとする場合、幅が20μmであるスリット60を1.02mmピッチでX方向及びY方向に形成すればよい。スリット60を形成した後は、一般的な酸系エッチング液を用いてエッチング用マスクM1を除去し、基板洗浄を行う。   As shown in FIG. 6A, which is a plan view, a plurality of slits 60 are formed in the X direction and the Y direction, and a rectangular region surrounded by the slits 60 in plan view is a portion that finally becomes an element. FIG. 6B is a schematic cross-sectional view along the line BB shown in FIG. As an example, when the element size is 1 mm × 1 mm, slits 60 having a width of 20 μm may be formed in the X direction and the Y direction at a pitch of 1.02 mm. After the slit 60 is formed, the etching mask M1 is removed using a general acid-based etching solution, and the substrate is cleaned.

このようにして形成されたスリット60は、ダイシングブレードなどを用いた機械加工によるものとは異なり、内壁61にほとんどダメージが生じない。また、内壁61の平坦性も非常に高く、具体的には凹凸が1μm以下であり、その表面性もほぼ均一となる。   The slit 60 formed in this way hardly causes damage to the inner wall 61, unlike the case of machining using a dicing blade or the like. Further, the flatness of the inner wall 61 is very high. Specifically, the unevenness is 1 μm or less, and the surface property is almost uniform.

次に、図7に示すように、エピタキシャル層22の表面及びスリット60の内壁61に、SiO、Si、Al、HfOなどからなる絶縁膜30を形成する(ステップS3)。絶縁膜30の形成方法は、ALD法やCVD法などのカバレッジに優れた成膜方法を用いることが好ましく、これによりエピタキシャル層22の表面だけでなく、スリット60の内壁61のほぼ全面が絶縁膜30で覆われる。また、スリット60の開口部である第1のエッジE1部分も絶縁膜30で覆われる。絶縁膜30は複数の成膜方法を組み合わせて積層してもよい。 Next, as shown in FIG. 7, the insulating film 30 made of SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , HfO 2 or the like is formed on the surface of the epitaxial layer 22 and the inner wall 61 of the slit 60 (step S3). ). As a method for forming the insulating film 30, it is preferable to use a film forming method having excellent coverage, such as an ALD method or a CVD method, so that not only the surface of the epitaxial layer 22 but also almost the entire inner wall 61 of the slit 60 is formed on the insulating film. 30. Further, the first edge E <b> 1 portion that is the opening of the slit 60 is also covered with the insulating film 30. The insulating film 30 may be stacked by combining a plurality of deposition methods.

次に、図8に示すように、絶縁膜30に開口部30aを形成した後、図9に示すように、アノード電極40を形成する(ステップS4)。開口部30aの形成は、通常のフォトリソグラフィー法によってレジストをパターニングした後、レジストをマスクとして絶縁膜30をドライエッチング又はウェットエッチングすればよい。但し、この時点で酸化ガリウム基板には複数のスリット60が形成されていることから、レジストとしては塗布型の液体レジストよりも、フィルムタイプの固体レジストを用いることが好ましい。   Next, after forming an opening 30a in the insulating film 30 as shown in FIG. 8, the anode electrode 40 is formed as shown in FIG. 9 (step S4). The opening 30a may be formed by patterning a resist by a normal photolithography method and then dry etching or wet etching the insulating film 30 using the resist as a mask. However, since a plurality of slits 60 are formed in the gallium oxide substrate at this time, it is preferable to use a film type solid resist as the resist rather than a coating type liquid resist.

アノード電極40は蒸着法によって形成することができ、リフトオフ工程を用いてパターニングすることができる。つまり、まず絶縁膜30の開口部30aよりも平面サイズが5μm程度大きいレジストパターンを形成した後、蒸着法により白金(Pt)を50nm、チタン(Ti)を5nm、アルミニウム(Al)を1μm程度形成する。そして、レジストパターンを除去すれば、レジストパターン上の金属層をレジストパターンごと除去することができる。ここで、スリット60内への金属膜の付着を抑えるためには、フィルムタイプの固体レジストを用いることが好ましい。或いは、全面に形成したアノード電極40をパターニングするのではなく、格子状の金属マスクなどを介して蒸着を行うことにより、アノード電極40を選択的に成膜しても構わない。但し、本実施形態においては、スリット60の内壁61が絶縁膜30で覆われていることから、僅かな金属材料がスリット60内に侵入しても、これが酸化ガリウム基板と接することはない。   The anode electrode 40 can be formed by an evaporation method, and can be patterned using a lift-off process. That is, first, after forming a resist pattern whose planar size is about 5 μm larger than the opening 30 a of the insulating film 30, platinum (Pt) is formed by 50 nm, titanium (Ti) is formed by 5 nm, and aluminum (Al) is formed by about 1 μm by vapor deposition. To do. If the resist pattern is removed, the metal layer on the resist pattern can be removed together with the resist pattern. Here, in order to suppress adhesion of the metal film into the slit 60, it is preferable to use a film-type solid resist. Alternatively, instead of patterning the anode electrode 40 formed on the entire surface, the anode electrode 40 may be selectively formed by vapor deposition through a lattice-shaped metal mask or the like. However, in this embodiment, since the inner wall 61 of the slit 60 is covered with the insulating film 30, even if a small amount of metal material enters the slit 60, it does not contact the gallium oxide substrate.

次に、図10に示すように、酸化ガリウム基板の表面に可撓性を有する支持部材70を貼り付ける(ステップS5)。可撓性を有する支持部材70としては、厚手の樹脂フィルムのような柔軟性の高い部材を用いることが好ましい。このような柔軟性の高い支持部材70を酸化ガリウム基板の表面に貼り付けた後、ある程度の圧力を加えれば、支持部材70が変形し、その一部がスリット60に埋め込まれた保護部材80となる。この保護部材80により、アノード電極40がスリット60から空間的に遮蔽される。   Next, as shown in FIG. 10, a flexible support member 70 is attached to the surface of the gallium oxide substrate (step S5). As the support member 70 having flexibility, it is preferable to use a highly flexible member such as a thick resin film. After affixing such a highly flexible support member 70 to the surface of the gallium oxide substrate, if a certain amount of pressure is applied, the support member 70 is deformed, and the protective member 80 partially embedded in the slit 60 and Become. The anode electrode 40 is spatially shielded from the slit 60 by the protective member 80.

次に、図11に示すように、酸化ガリウム基板を支持部材70によって支持した状態で、裏面側、つまり酸化ガリウムウェーハWの下面の研削及び研磨を行う(ステップS6)。研削及び研磨は、通常のシリコン基板の研削及び研磨と同様の方法で行うことができる。酸化ガリウムウェーハWの研削及び研磨はスリット60に達するまで行い、これにより、酸化ガリウム基板21及びエピタキシャル層22からなる酸化ガリウム基板が複数個に個片化される。研削及び研磨を行った後は、洗浄を行うことにより研磨面を清浄化する。尚、研削を行うことなく、研磨のみによって個片化しても構わない。   Next, as shown in FIG. 11, with the gallium oxide substrate supported by the support member 70, the back side, that is, the lower surface of the gallium oxide wafer W is ground and polished (step S6). Grinding and polishing can be performed in the same manner as ordinary silicon substrate grinding and polishing. The grinding and polishing of the gallium oxide wafer W is performed until the slit 60 is reached, whereby the gallium oxide substrate including the gallium oxide substrate 21 and the epitaxial layer 22 is separated into a plurality of pieces. After grinding and polishing, the polished surface is cleaned by cleaning. In addition, you may divide into pieces only by grinding | polishing, without performing grinding.

次に、図12に示すように、酸化ガリウム基板21の下面にカソード電極50を形成する(ステップS7)。カソード電極50は、蒸着法やスパッタ法など、カバレッジ性の低い薄膜工法を用いて形成することが好ましい。これによれば、酸化ガリウム基板21の下面にはカソード電極50が正しく成膜される一方、スリット60の内壁61には電極材料がほとんど回り込まないため、内壁61にはほとんど電極が形成されない。カソード電極50の電極材料は、一部がスリット60内に侵入するが、図12に示すように、スリット60の上部は支持部材70の一部からなる保護部材80で埋め込まれていることから、カソード電極50の電極材料がアノード電極40に達することはない。スリット60内への電極材料の侵入を防止するためには、格子状の金属マスクなどによってスリット60を覆った状態で蒸着などを行うことにより、カソード電極50を酸化ガリウム基板21の下面に選択的に成膜することが好ましい。   Next, as shown in FIG. 12, the cathode electrode 50 is formed on the lower surface of the gallium oxide substrate 21 (step S7). The cathode electrode 50 is preferably formed using a thin film method with low coverage, such as a vapor deposition method or a sputtering method. According to this, while the cathode electrode 50 is correctly formed on the lower surface of the gallium oxide substrate 21, the electrode material hardly wraps around the inner wall 61 of the slit 60, so that almost no electrode is formed on the inner wall 61. Part of the electrode material of the cathode electrode 50 penetrates into the slit 60, but as shown in FIG. 12, the upper portion of the slit 60 is embedded with a protective member 80 made of a part of the support member 70. The electrode material of the cathode electrode 50 does not reach the anode electrode 40. In order to prevent intrusion of the electrode material into the slit 60, the cathode electrode 50 is selectively applied to the lower surface of the gallium oxide substrate 21 by performing vapor deposition or the like while covering the slit 60 with a lattice-like metal mask or the like. It is preferable to form a film.

そして、図13に示すように、支持部材70を剥離すれば複数の半導体装置10の作製が完了する(ステップS8)。個片化された半導体装置10は、必要に応じてパッケージに搭載される。パッケージは銅(Cu)などからなるベースプレートを有しており、半田を介してベースプレートと半導体装置10のカソード電極50が接続される。半導体装置10のアノード電極40は、ボンディングワイヤを介してパッケージのリードフレームに接続される。   And as shown in FIG. 13, if the support member 70 is peeled, the production of the plurality of semiconductor devices 10 is completed (step S8). The separated semiconductor device 10 is mounted on a package as necessary. The package has a base plate made of copper (Cu) or the like, and the base plate and the cathode electrode 50 of the semiconductor device 10 are connected via solder. The anode electrode 40 of the semiconductor device 10 is connected to the lead frame of the package via a bonding wire.

このように、本実施形態による半導体装置10の製造方法によれば、ドライエッチングによって酸化ガリウム基板の上面側に複数のスリット60を形成した後、酸化ガリウム基板の下面側を研削及び研磨することによって個片化していることから、半導体層20の側面20cが機械的ダメージを受けない。このため、ダイシングブレードなどを用いて個片化する場合とは異なり、側面20cに割れ、欠け、劈開などが生じない。特に、β−Gaは、(100)面と(001)面が劈開性を有しているため、電極形成面20a,20bがβ−Gaの(001)面である場合、ダイシングブレードなどを用いて個片化すると、側面20cには水平方向に多数の劈開が生じることがある。このような劈開が生じると、デバイス特性が変化するおそれがあるだけでなく、劈開によって生じた酸化ガリウム粉が飛散するおそれがある。しかしながら、本実施形態による半導体装置10の製造方法によれば、側面20cがドライエッチングによって形成された面であることから、このような劈開はほとんど生じない。仮に僅かな劈開などが生じても、側面20cが絶縁膜30で覆われていることから、酸化ガリウム粉が飛散することもない。また、酸化ガリウムは熱伝導率が低いため、順方向電流による発熱が素子の外部に効率的に放熱されず、素子が劣化しやすいという問題がある。しかしながら、本実施形態においては、酸化ガリウムウェーハWの裏面を研磨することによって半導体層20を薄型化していることから、放熱性を高めることも可能となる。 As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device 10 according to the present embodiment, after forming the plurality of slits 60 on the upper surface side of the gallium oxide substrate by dry etching, the lower surface side of the gallium oxide substrate is ground and polished. Since it is separated into pieces, the side surface 20c of the semiconductor layer 20 is not mechanically damaged. For this reason, unlike the case of dividing into pieces using a dicing blade or the like, the side surface 20c is not cracked, chipped or cleaved. In particular, since β-Ga 2 O 3 has a (100) plane and a (001) plane that are cleaved, electrode formation surfaces 20a and 20b are β-Ga 2 O 3 (001) planes. When separated into pieces by using a dicing blade or the like, a large number of cleavages may occur on the side surface 20c in the horizontal direction. When such cleavage occurs, not only device characteristics may be changed, but also gallium oxide powder produced by cleavage may be scattered. However, according to the method for manufacturing the semiconductor device 10 according to the present embodiment, since the side surface 20c is a surface formed by dry etching, such a cleavage hardly occurs. Even if slight cleaving or the like occurs, the gallium oxide powder is not scattered because the side surface 20c is covered with the insulating film 30. In addition, since gallium oxide has low thermal conductivity, heat generated by a forward current is not efficiently radiated to the outside of the device, and the device is liable to deteriorate. However, in this embodiment, since the semiconductor layer 20 is thinned by polishing the back surface of the gallium oxide wafer W, it is also possible to improve heat dissipation.

しかも、フィールドプレート構造を得るための絶縁膜30を形成する際、スリット60の内壁61にも絶縁膜30が同時に形成されることから、工程数を増やすことなく、第1の電極形成面20aとスリット60の内壁61の両方に絶縁膜30を形成することができる。このように、第1の電極形成面20aに形成される絶縁膜30(第1の部分31)と側面20cに形成される絶縁膜30(第2の部分32)は同時に形成されることから、両者間に継ぎ目などが無い。このため、側面20cに沿ったリーク電流を効果的に抑制することが可能となる。   In addition, when the insulating film 30 for obtaining the field plate structure is formed, since the insulating film 30 is also formed on the inner wall 61 of the slit 60 at the same time, the first electrode forming surface 20a and The insulating film 30 can be formed on both the inner walls 61 of the slit 60. Thus, since the insulating film 30 (first portion 31) formed on the first electrode formation surface 20a and the insulating film 30 (second portion 32) formed on the side surface 20c are formed simultaneously, There are no joints between the two. For this reason, the leakage current along the side surface 20c can be effectively suppressed.

尚、上述した製造方法では、可撓性を有する支持部材70を用いることによって、支持部材70の一部からなる保護部材80をスリット60の上部に埋め込んでいるが、リジッドな支持部材70や可撓性の低い支持部材70を用いる場合には、図14に示すように、スリット60を形成した後、酸化ガリウム基板を個片化する前に、支持部材70とは別の保護部材80をスリット60に埋め込んでも構わない。また、保護部材80の埋め込みは、酸化ガリウム基板を個片化した後、カソード電極50を形成する前に行っても構わない。いずれにしても、カソード電極50を形成する際に保護部材80がスリット60に埋め込まれていれば、カソード電極50の電極材料がスリット60に侵入しても、この電極材料がアノード電極40に達することはない。   In the manufacturing method described above, the protective member 80, which is a part of the support member 70, is embedded in the upper portion of the slit 60 by using the flexible support member 70. When the support member 70 with low flexibility is used, as shown in FIG. 14, after the slit 60 is formed, the protective member 80 different from the support member 70 is slit before the gallium oxide substrate is separated. 60 may be embedded. Further, the protective member 80 may be embedded after the gallium oxide substrate is separated and before the cathode electrode 50 is formed. In any case, if the protective member 80 is embedded in the slit 60 when the cathode electrode 50 is formed, the electrode material reaches the anode electrode 40 even if the electrode material of the cathode electrode 50 enters the slit 60. There is nothing.

また、スリット60を形成する工程(ステップS2)においては、ドライエッチングの条件を調整することによって、図15に示すように順テーパー状のスリット60を形成しても構わない。順テーパーとは、スリット幅が深さ方向に徐々に狭くなる形状を指す。これによれば、絶縁膜30を形成する工程(ステップS3)において、絶縁膜30がスリット60の内壁61に形成され易くなるという利点が得られる。このような順テーパー状のスリット60を形成した場合、最終的に得られる半導体装置10の形状は、図16に示すように、半導体層20のXY断面が第1の電極形成面20aから第2の電極形成面20bに向かって拡大するテーパー形状となる。このような形状は、パッケージ上における搭載安定性に寄与する。   Further, in the step of forming the slit 60 (step S2), the forward tapered slit 60 may be formed as shown in FIG. 15 by adjusting the dry etching conditions. A forward taper refers to a shape in which the slit width gradually narrows in the depth direction. According to this, in the process of forming the insulating film 30 (step S3), there is an advantage that the insulating film 30 is easily formed on the inner wall 61 of the slit 60. When such a forward tapered slit 60 is formed, the shape of the finally obtained semiconductor device 10 is such that the XY cross section of the semiconductor layer 20 is second from the first electrode forming surface 20a as shown in FIG. The taper shape expands toward the electrode forming surface 20b. Such a shape contributes to mounting stability on the package.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.

例えば、上記実施形態では、本発明をショットキーバリアダイオードに適用した場合を例に説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、酸化ガリウム基板を用いた半導体装置であれば、他の種類の半導体装置に応用することも可能である。   For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a Schottky barrier diode has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and any other semiconductor device using a gallium oxide substrate may be used. It is also possible to apply to this kind of semiconductor device.

また、上記実施形態では、スリット60を形成した後、スリット60の内壁61に絶縁膜30を形成しているが、本発明においてこの点は必須でない。   Moreover, in the said embodiment, after forming the slit 60, although the insulating film 30 is formed in the inner wall 61 of the slit 60, this point is not essential in this invention.

10 半導体装置
20 半導体層
20a 第1の電極形成面
20b 第2の電極形成面
20c 側面
21 酸化ガリウム基板
22 エピタキシャル層
30 絶縁膜
30a 開口部
31 第1の部分
32 第2の部分
40 アノード電極
50 カソード電極
60 スリット
61 内壁
70 支持部材
80 保護部材
E1 第1のエッジ
E2 第2のエッジ
M1 エッチング用マスク
W 酸化ガリウムウェーハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor device 20 Semiconductor layer 20a 1st electrode formation surface 20b 2nd electrode formation surface 20c Side surface 21 Gallium oxide substrate 22 Epitaxial layer 30 Insulating film 30a Opening part 31 1st part 32 2nd part 40 Anode electrode 50 Cathode Electrode 60 Slit 61 Inner wall 70 Support member 80 Protective member E1 First edge E2 Second edge M1 Etching mask W Gallium oxide wafer

Claims (10)

ドライエッチングにより酸化ガリウム基板の第1の電極形成面に複数のスリットを形成する工程と、
前記第1の電極形成面のうち前記複数のスリットに囲まれた領域に第1の電極を形成する工程と、
前記酸化ガリウム基板の前記第1の電極形成面の反対側に位置する下面を前記スリットに達するまで研磨することにより、前記酸化ガリウム基板を個片化する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of slits in the first electrode formation surface of the gallium oxide substrate by dry etching;
Forming a first electrode in a region surrounded by the plurality of slits in the first electrode formation surface;
Polishing the lower surface of the gallium oxide substrate opposite to the first electrode formation surface until the slit is reached, thereby dividing the gallium oxide substrate into pieces. Device manufacturing method.
前記酸化ガリウム基板を個片化する前に、前記スリットの内壁に絶縁膜を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming an insulating film on an inner wall of the slit before dividing the gallium oxide substrate into pieces. 前記スリットを形成する工程においては、深さ方向に幅が狭くなる順テーパー状のスリットを形成することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein in the step of forming the slit, a forward tapered slit whose width is narrowed in the depth direction is formed. 前記絶縁膜を形成する工程は、前記第1の電極を形成する前に行い、
前記絶縁膜を形成する工程においては、前記第1の電極形成面及び前記スリットの内壁に前記絶縁膜を同時に形成し、
前記第1の電極を形成する工程においては、前記第1の電極の一部を前記第1の電極形成面に形成された前記絶縁膜上に形成することを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置の製造方法。
The step of forming the insulating film is performed before forming the first electrode,
In the step of forming the insulating film, the insulating film is simultaneously formed on the first electrode formation surface and the inner wall of the slit,
4. The method according to claim 2, wherein in the step of forming the first electrode, a part of the first electrode is formed on the insulating film formed on the first electrode formation surface. The manufacturing method of the semiconductor device of description.
前記酸化ガリウム基板を個片化した後、前記酸化ガリウム基板の前記第1の電極形成面の反対側に位置する第2の電極形成面に第2の電極を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。   The method further comprises the step of forming a second electrode on a second electrode formation surface located on the opposite side of the first electrode formation surface of the gallium oxide substrate after separating the gallium oxide substrate into pieces. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4. 酸化ガリウムウェーハ上にエピタキシャル層を形成することによって前記酸化ガリウム基板を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising a step of forming the gallium oxide substrate by forming an epitaxial layer on the gallium oxide wafer. 前記第2の電極を形成する前に、前記スリットに保護部材を埋め込む工程をさらに備えることを特徴とする請求項5又は6に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising a step of embedding a protective member in the slit before forming the second electrode. 前記酸化ガリウム基板を個片化する前に、前記酸化ガリウム基板の前記第1の電極形成面側に可撓性を有する支持部材を貼り付ける工程をさらに備え、
前記保護部材は、前記支持部材の一部からなることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
Before separating the gallium oxide substrate into individual pieces, further comprising a step of attaching a flexible support member to the first electrode forming surface side of the gallium oxide substrate;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the protection member is formed of a part of the support member.
前記第2の電極を形成する工程は、前記スリットをマスクで覆った状態で薄膜工法により行うことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the step of forming the second electrode is performed by a thin film method with the slit covered with a mask. 前記酸化ガリウム基板はβ−Gaからなり、前記第1の電極形成面が(001)面であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the gallium oxide substrate is made of β-Ga 2 O 3 , and the first electrode formation surface is a (001) surface. Method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110783413A (en) * 2019-11-08 2020-02-11 中国电子科技集团公司第十三研究所 Preparation method of gallium oxide with transverse structure and gallium oxide with transverse structure
WO2021095474A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 株式会社Flosfia Method for etching crystalline oxide, method for forming trench, and method for producing semiconductor device
WO2022202074A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 Tdk株式会社 Method for dividing gallium oxide substrate

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007234902A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Toyoda Gosei Co Ltd Light-emitting element, and manufacturing method thereof
JP2008227284A (en) * 2007-03-14 2008-09-25 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2013054917A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-18 株式会社タムラ製作所 Semiconductor element and manufacturing method thereof
JP2014049514A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Hamamatsu Photonics Kk Manufacturing method of side incident photodiode, and semiconductor wafer
JP2015141937A (en) * 2014-01-27 2015-08-03 株式会社ディスコ Optical device and processing method of optical device
JP2017045969A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 株式会社タムラ製作所 Schottky barrier diode

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007234902A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Toyoda Gosei Co Ltd Light-emitting element, and manufacturing method thereof
JP2008227284A (en) * 2007-03-14 2008-09-25 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2013054917A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-18 株式会社タムラ製作所 Semiconductor element and manufacturing method thereof
JP2014049514A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Hamamatsu Photonics Kk Manufacturing method of side incident photodiode, and semiconductor wafer
JP2015141937A (en) * 2014-01-27 2015-08-03 株式会社ディスコ Optical device and processing method of optical device
JP2017045969A (en) * 2015-08-28 2017-03-02 株式会社タムラ製作所 Schottky barrier diode

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110783413A (en) * 2019-11-08 2020-02-11 中国电子科技集团公司第十三研究所 Preparation method of gallium oxide with transverse structure and gallium oxide with transverse structure
CN110783413B (en) * 2019-11-08 2023-05-09 中国电子科技集团公司第十三研究所 Preparation method of gallium oxide with transverse structure and gallium oxide with transverse structure
WO2021095474A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 株式会社Flosfia Method for etching crystalline oxide, method for forming trench, and method for producing semiconductor device
WO2022202074A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 Tdk株式会社 Method for dividing gallium oxide substrate

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