JP2023089810A - Semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法及び電子装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a method for manufacturing a semiconductor device, and an electronic device.
窒化ガリウム(GaN)系高電子移動度トランジスタ(High Electron Mobility Transistor;HEMT)の、上面に金属コンタクトが設けられる活性層の下面に、核形成層を設け、化学気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)法を用いてダイヤモンド層を設ける技術が知られている。この技術に関し、更に、ダイヤモンド層の背面に設けられる背面コンタクト金属から活性層の途中まで延びるビア、又は背面コンタクト金属から活性層の上面の金属コンタクトまで延びるビアを設ける技術が知られている。 A gallium nitride (GaN)-based high electron mobility transistor (HEMT) is provided with a nucleation layer on the lower surface of the active layer, the upper surface of which is provided with a metal contact, and chemical vapor deposition (CVD). ) method is known to provide a diamond layer. Further known in the art is the provision of vias extending part way into the active layer from the back contact metal provided on the back side of the diamond layer, or vias extending from the back contact metal to metal contacts on the top surface of the active layer.
半導体装置に関し、動作に伴って発熱する半導体層に高熱伝導率のダイヤモンド層をヒートスプレッダとして接合する技術、そのダイヤモンド層を貫通して当該半導体層内に延びるビア配線を設ける技術が知られている。 As for semiconductor devices, a technique of bonding a highly thermally conductive diamond layer as a heat spreader to a semiconductor layer that generates heat during operation, and a technique of providing a via wiring extending through the diamond layer and extending into the semiconductor layer are known.
ところで、ダイヤモンド層が用いられるこのような半導体装置の製造では、ウェハ状態で形成される複数個分の半導体装置の半導体層をダイヤモンド層と一体で分割し、個片化することが考えられる。一般的な個片化の手法の1つとして、ブレードを用いてダイシングする手法があるが、ダイヤモンド層が用いられる半導体装置では、ダイヤモンド層が硬く、採用することが難しい。個片化の別の手法として、レーザーを用いてダイシングする手法もある。しかし、この手法では、レーザー照射時の熱で半導体装置にダメージが生じたり、レーザーアブレーションにより発生する塵に起因してショートが生じたりする恐れがある。 By the way, in the manufacture of such a semiconductor device using a diamond layer, it is conceivable to separate the semiconductor layers of a plurality of semiconductor devices formed in a wafer state together with the diamond layer into individual pieces. One of the common singulation methods is dicing using a blade, but it is difficult to employ a diamond layer in a semiconductor device using a diamond layer because the diamond layer is hard. As another method of singulation, there is also a method of dicing using a laser. However, with this method, there is a risk that the semiconductor device will be damaged by the heat generated during laser irradiation, or that dust generated by laser ablation will cause a short circuit.
個片化の更に別の手法として、ダイヤモンド層及び半導体層を貫通するビア配線のためのビアホール形成と同時に、ダイシングラインに対応する領域のダイヤモンド層及び半導体層をエッチングにより除去してトレンチを形成し、ダイシングする手法も考えられる。しかし、この手法では、ビア配線を形成する際、ビアホール内と同時にトレンチ内に形成されるビア配線の金属材料が、ダイシング時に塵を発生させてショートを引き起こす恐れがある。 As yet another method of singulation, via holes for via wiring that penetrates the diamond layer and the semiconductor layer are formed, and at the same time, the diamond layer and the semiconductor layer in the regions corresponding to the dicing lines are removed by etching to form trenches. , a method of dicing is also conceivable. However, in this method, when the via wiring is formed, the metal material of the via wiring, which is formed in the trench as well as in the via hole, may generate dust during dicing and cause a short circuit.
1つの側面では、本発明は、ダイヤモンド層を含む高品質の半導体装置を実現することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect, the present invention aims to provide a high quality semiconductor device including a diamond layer.
1つの態様では、半導体層と、前記半導体層の主面における外周領域よりも内側の内側領域に設けられるダイヤモンド層と、前記半導体層の前記主面における前記外周領域に設けられる保護膜と、前記ダイヤモンド層を貫通して前記半導体層内に延びるビアホールと、前記ビアホールに設けられるビア配線とを含む半導体装置が提供される。 In one aspect, a semiconductor layer, a diamond layer provided in an inner region inside an outer peripheral region on the main surface of the semiconductor layer, a protective film provided in the outer peripheral region on the main surface of the semiconductor layer, A semiconductor device is provided that includes a via hole that penetrates a diamond layer and extends into the semiconductor layer, and a via wiring that is provided in the via hole.
また、1つの態様では、半導体層の主面にダイヤモンド層を形成する工程と、前記半導体層を個片に分割するダイシングラインに対応する第1領域の前記ダイヤモンド層と、分割される各個片の前記半導体層に形成される第1ビアホールに対応する第2領域の前記ダイヤモンド層とをエッチングし、前記第1領域に前記ダイヤモンド層を貫通するトレンチを形成すると共に、前記第2領域に前記ダイヤモンド層を貫通する第2ビアホールを形成する工程と、前記トレンチ内の前記半導体層の前記主面を覆う保護膜を形成する工程と、前記保護膜をマスクに用いて前記第2ビアホール内の前記半導体層をエッチングし、前記第2ビアホールと連通し前記半導体層内に延びる前記第1ビアホールを形成する工程と、連通する前記第1ビアホール及び前記第2ビアホールにビア配線を形成する工程と、前記トレンチが形成された前記第1領域の位置で、前記半導体層と、前記トレンチ内の前記主面を覆う前記保護膜とをダイシングする工程とを含む半導体装置の製造方法が提供される。 In one aspect, the step of forming a diamond layer on the main surface of a semiconductor layer, the diamond layer in a first region corresponding to a dicing line for dividing the semiconductor layer into individual pieces, and the individual pieces to be divided. etching the diamond layer in a second region corresponding to a first via hole formed in the semiconductor layer to form a trench penetrating the diamond layer in the first region and the diamond layer in the second region; forming a second via hole penetrating through the trench; forming a protective film covering the main surface of the semiconductor layer in the trench; and using the protective film as a mask, the semiconductor layer in the second via hole to form the first via hole communicating with the second via hole and extending into the semiconductor layer; forming via wiring in the communicating first via hole and the second via hole; A method of manufacturing a semiconductor device is provided, including a step of dicing the semiconductor layer and the protective film covering the main surface in the trench at the position of the formed first region.
また、1つの態様では、上記のような半導体装置を備える電子装置が提供される。 In one aspect, an electronic device including the semiconductor device as described above is provided.
1つの側面では、ダイヤモンド層を含む高品質の半導体装置を実現することが可能になる。 In one aspect, it enables the realization of high quality semiconductor devices containing diamond layers.
まず、半導体装置の例について述べる。
図1は半導体装置の例について説明する図である。図1(A)には、半導体装置の第1の例の要部断面図を模式的に示している。図1(B)には、半導体装置の第2の例の要部断面図を模式的に示している。
First, an example of a semiconductor device will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a semiconductor device. FIG. 1A schematically shows a fragmentary cross-sectional view of a first example of a semiconductor device. FIG. 1B schematically shows a fragmentary cross-sectional view of a second example of a semiconductor device.
図1(A)に示す半導体装置1Aは、HEMTを備える半導体装置の一例である。半導体装置1Aは、第1半導体層11及び第2半導体層12の積層構造を含む半導体層10を有する。例えば、第1半導体層11には、SiC(シリコンカーバイド)が用いられ、第2半導体層12には、GaNやAlGaN(窒化アルミニウムガリウム)等の窒化物半導体が用いられる。第2半導体層12には、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50が設けられ、トランジスタ、一例として、二次元電子ガス(Two Dimensional Electron Gas;2DEG)の電子をキャリアとしソース電極40とドレイン電極50との間に電流経路を形成するHEMTが形成される。第2半導体層12には更に、配線70を通じてソース電極40と接続されるエッチングストッパ60が設けられる。ゲート電極30、ソース電極40、ドレイン電極50、エッチングストッパ60及び配線70には、例えば、金属材料が用いられる。配線70には、絶縁膜(図示せず)の上に形成される金属層のほか、金属ワイヤ等が用いられる。
A
半導体装置1Aには、半導体層10(第1半導体層11及び第2半導体層12)を貫通してエッチングストッパ60に達するビアホール80が設けられる。エッチングストッパ60は、ビアホール80をエッチングにより形成する際の、マスク層120をマスクとした半導体層10の主面10a側からのエッチングを停止させる機能のほか、配線70を通じてソース電極40と接続される電極層としての機能を有する。ビアホール80内には、ビア配線90が設けられる。ビア配線90は、ビアホール80内から半導体層10の主面10aに延びる。ビア配線90には、例えば、金属材料が用いられる。
The
半導体装置1Aにおいて、ビア配線90は、グランド(GND)電位に設定される。ソース電極40は、配線70、エッチングストッパ60及びビア配線90を通じて、GND接続される。ビア配線90を通じてソース電極40をGND接続する構造は、ソースインダクタンスを小さくすることが可能な構造の1つであり、特性面で有利となる。
In
ところで、半導体装置は、動作に伴い発熱し、その熱によってトランジスタの特性劣化が生じる場合がある。これまで、そのような熱の影響を抑えてトランジスタを動作させるための各種放熱技術が提案されている。放熱技術の1つとして、熱伝導率の高いダイヤモンド層をヒートスプレッダとして用いる技術が知られている。 By the way, a semiconductor device generates heat during operation, and the heat may deteriorate the characteristics of a transistor. Until now, various heat dissipation techniques have been proposed for suppressing the influence of such heat and operating transistors. As one of heat dissipation techniques, a technique using a diamond layer with high thermal conductivity as a heat spreader is known.
図1(B)に示す半導体装置1Bは、ダイヤモンド層20をヒートスプレッダとして用いた半導体装置の一例である。
例えば、半導体装置1Bでは、半導体層10(その第1半導体層11)が薄化され、その薄化された半導体層10の主面10aに、ダイヤモンド層20が接合される。半導体層10が薄化されると、動作に伴い発熱するトランジスタとダイヤモンド層20との間の熱抵抗が低減され、放熱性に有利となる。ここで、半導体層10とダイヤモンド層20との接合界面の熱抵抗が大きいと、半導体層10からダイヤモンド層20への熱伝導効率が低下し、ヒートスプレッダとしてダイヤモンド層20を用いる効果が弱まってしまう。そのため、半導体層10とダイヤモンド層20との接合には、表面活性化接合や原子拡散接合といった、比較的界面熱抵抗が小さくなる手法が採用される。
A
For example, in the
半導体装置1Bでは、マスク層120をマスクとしたエッチングにより形成され、ダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通してエッチングストッパ60に達するビアホール80が設けられる。そのビアホール80内に、ビア配線90が設けられる。ビア配線90は、ビアホール80内からダイヤモンド層20の半導体層10側とは反対側の主面20aに延びる。
In the
図1(B)に示す半導体装置1Bは、このような構成を有する点で、上記図1(A)に示した半導体装置1Aと相違する。
半導体装置1Bでは、半導体層10に接合される高熱伝導率のダイヤモンド層20をヒートスプレッダとして機能させる。これにより、半導体層10に形成されて動作に伴い発熱するトランジスタの放熱性が高められ、熱によるその特性劣化が抑えられる。
The
In the
ところで、上記のようなダイヤモンド層20が用いられる半導体装置1Bの製造においては、ウェハ状態で形成される複数個分の半導体装置1Bの半導体層10とそれに接合されたダイヤモンド層20とを一体で分割し、個片化することが考えられる。
By the way, in manufacturing the
一般的な個片化の手法の1つとして、ブレードを用いてダイシングする手法があるが、ダイヤモンド層20が用いられる半導体装置1Bでは、ダイヤモンド層20が硬く、採用することが難しい。個片化の別の手法として、レーザーを用いてダイシングする手法もある。しかし、この手法では、レーザー照射時の熱で半導体装置1Bにダメージが生じたり、レーザーアブレーションにより発生する塵に起因してショートが生じたりする恐れがある。
As one of the general singulation techniques, there is a technique of dicing using a blade, but in the
個片化の更に別の手法として、次のような手法も考えられる。即ち、ダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するビア配線90のためのビアホール80の形成と同時に、ダイシングラインに対応する領域のダイヤモンド層20及び半導体層10をエッチングにより除去してトレンチを形成し、ダイシングする手法である。このような手法について、図2~図7を参照して説明する。
As still another method of singulation, the following method is also conceivable. That is, simultaneously with the formation of the via
図2~図7は半導体装置の製造方法の一例について説明する図である。図2~図7には、半導体装置の製造方法の一例の、各工程の要部断面図を模式的に示している。以下、各工程について順に説明する。 2 to 7 are diagrams for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device. 2 to 7 schematically show cross-sectional views of essential parts of each step of an example of a method of manufacturing a semiconductor device. Each step will be described below in order.
図2は積層体への支持体貼付及びマスク層形成工程の一例を示す図である。図2(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図2(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図2(A)は図2(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図2(B)は図2(A)のII-II断面模式図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a process of attaching a support to a laminate and forming a mask layer. FIG. 2A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 2B schematically shows a cross-sectional view of the relevant part of the process. 2(A) is a schematic plan view of the
図2(A)及び図2(B)に示すような積層体2、即ち、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられた半導体層10(第1半導体層11及び第2半導体層12)と、半導体層10に接合されたダイヤモンド層20とを含む積層体2が準備される。積層体2には、ウェハ状態で形成される複数個分の半導体装置の半導体層10とダイヤモンド層20とが含まれる。図2(A)及び図2(B)(並びに図3(A)及び図3(B)、図4(A)及び図4(B)、図5(A)及び図5(B)、図6(A)及び図6(B)、図7(A)及び図7(B))には、このようなウェハ状態の積層体2の一部を図示している。
2A and 2B, that is, the semiconductor layer 10 (the
例えば、SiC等の下地の第1半導体層11に、GaN等のチャネル層及びAlGaN等のバリア層を含む第2半導体層12が積層された半導体層10が形成される。その半導体層10における第2半導体層12の所定の位置にゲート電極30、ソース電極40、ドレイン電極50、エッチングストッパ60及び配線70が形成される。これにより、半導体層10の第2半導体層12内に電流経路が形成されるHEMTを備えた構造体が形成される。形成された構造体における半導体層10の、その第1半導体層11側の主面10aに、表面活性化接合や原子拡散接合といった手法により、ダイヤモンド層20が接合される。例えば、このような方法が用いられ、図2(B)に示すような積層構造を有する積層体2が得られる。
For example, the
得られた積層体2の、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられる主面側に、図2(B)に示すように、接着剤100を用いて支持体110が貼付される。積層体2の、半導体層10に接合されたダイヤモンド層20の主面20aには、所定の領域に開口部121を有するマスク層120が形成される。マスク層120の開口部121は、積層体2のダイシングライン領域2a(第1領域)と、ビア形成領域2b(第2領域)とに設けられる。ダイシングライン領域2aは、積層体2をダイシングによって各個片の半導体装置(その半導体層10)に分割するためのダイシングラインに対応する領域である。ビア形成領域2bは、積層体2のダイシングによって分割される各個片の半導体装置(その半導体層10)に形成されるビアに対応する領域である。
As shown in FIG. 2B, a
マスク層120には、後述のような酸素を含むガス(O系ガス)を用いたダイヤモンド層20のドライエッチング、及び、フッ素を含むガス(F系ガス)又は塩素を含むガス(Cl系ガス)を用いた半導体層10のドライエッチングに対して耐性を有する材料が用いられる。例えば、マスク層120には、SiO2(酸化シリコン)等の絶縁材料、Ni(ニッケル)やAl(アルミニウム)等の金属材料が用いられる。尚、マスク層120にSiO2等の絶縁材料を用いる場合、その厚さは、例えば10μm以上に設定される。マスク層120にNiやAl等の金属材料を用いる場合、その厚さは、例えば数μmオーダーに設定される。
The
図3はダイヤモンド層エッチング工程の一例を示す図である。図3(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図3(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図3(A)は図3(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図3(B)は図3(A)のIII-III断面模式図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the diamond layer etching process. FIG. 3A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 3B schematically shows a cross-sectional view of a main part of the process. 3(A) is a schematic plan view of the
半導体層10側に接着剤100を用いて支持体110が貼付され、ダイヤモンド層20側にマスク層120が形成された積層体2の準備後、そのマスク層120をマスクとしてダイヤモンド層20のドライエッチングが行われる。ダイヤモンド層20のドライエッチングには、O系ガスが用いられる。マスク層120をマスクとしたドライエッチングにより、図3(A)及び図3(B)に示すように、積層体2のダイシングライン領域2a及びビア形成領域2bのダイヤモンド層20が除去される。半導体層10(その第1半導体層11)は、このダイヤモンド層20のドライエッチングの際のエッチングストッパとして機能する。
After preparing the
マスク層120を用いたダイヤモンド層20のドライエッチングにより、積層体2のダイシングライン領域2aには、図3(A)及び図3(B)に示すように、ダイヤモンド層20を貫通し半導体層10に達するトレンチ21が形成される。マスク層120を用いたダイヤモンド層20のドライエッチングにより、積層体2のビア形成領域2bには、図3(A)及び図3(B)に示すように、ダイヤモンド層20を貫通し半導体層10に達するビアホール22が形成される。
By dry-etching the
トレンチ21は、積層体2に複数個分含まれる半導体装置の各々のダイヤモンド層20の周囲を囲むように(或いは各々のダイヤモンド層20を分離するように)形成される。ビアホール22は、積層体2に複数個分含まれる半導体装置の各々のダイヤモンド層20に形成される。
The
図4は半導体層エッチング工程の一例を示す図である。図4(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図4(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図4(A)は図4(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図4(B)は図4(A)のIV-IV断面模式図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the semiconductor layer etching process. FIG. 4A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 4B schematically shows a cross-sectional view of a main part of the process. 4(A) is a schematic plan view of the
ダイヤモンド層20のドライエッチングによるトレンチ21及びビアホール22の形成後、更にマスク層120をマスクとしてトレンチ21内及びビアホール22内の半導体層10のドライエッチングが行われる。半導体層10のドライエッチングには、F系ガス、或いは、F系ガス及びCl系ガスが用いられる。例えば、F系ガスが用いられ、半導体層10におけるSiCの第1半導体層11、及びGaNやAlGaN等の窒化物半導体の第2半導体層12が、共にドライエッチングされる。或いは、F系ガスが用いられ、半導体層10におけるSiCの第1半導体層11がドライエッチングされ、Cl系ガスが用いられ、GaNやAlGaN等の窒化物半導体の第2半導体層12がドライエッチングされる。
After forming the
マスク層120をマスクとした半導体層10のドライエッチングにより、積層体2のダイシングライン領域2aには、図4(A)及び図4(B)に示すように、ダイヤモンド層20のトレンチ21と連通し半導体層10を貫通するトレンチ13が形成される。これにより、積層体2のダイシングライン領域2aには、ダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するように延び、接着剤100に達するトレンチ81が形成される。マスク層120をマスクとした半導体層10のドライエッチングにより、積層体2のビア形成領域2bには、図4(A)及び図4(B)に示すように、ダイヤモンド層20のビアホール22と連通し半導体層10を貫通するビアホール14が形成される。これにより、積層体2のビア形成領域2bには、ダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するように延び、エッチングストッパ60に達するビアホール80が形成される。
By dry etching the
尚、半導体層10のトレンチ13及びビアホール14の形成には、ドライエッチングのほか、ウェットエッチングを用いることもできる。この場合、マスク層120には、ウェットエッチングに対して耐性を有する材料が用いられる。
For the formation of the
トレンチ81は、積層体2に複数個分含まれる半導体装置の各々のダイヤモンド層20及び半導体層10の周囲を囲むように(或いは各々のダイヤモンド層20及び半導体層10を分離するように)形成される。ビアホール80は、積層体2に複数個分含まれる半導体装置の各々のダイヤモンド層20及び半導体層10に形成される。
The
図5はビア配線形成工程の一例を示す図である。図5(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図5(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図5(A)は図5(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図5(B)は図5(A)のV-V断面模式図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a via wiring forming process. FIG. 5A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 5B schematically shows a cross-sectional view of a main part of the process. 5(A) is a schematic plan view of the
積層体2の、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するトレンチ81、並びにビア形成領域2bのダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するビアホール80の形成後、図5(A)及び図5(B)に示すように、ビア配線90の形成が行われる。例えば、積層体2のトレンチ81内及びビアホール80内並びにマスク層120上に、スパッタ法を用いてTi(チタン)及びAu(金)の積層構造がシード層として形成され、それを給電層に用いたAuの電解めっきにより、ビア配線90が形成される。
After forming
ビア配線90は、マスク層120上から、ダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するように設けられたビアホール80内に連続して形成され、ビアホール80の底のエッチングストッパ60と接続される。ビア配線90は、このようにビアホール80内に形成されるほか、ダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するように設けられたトレンチ81内にも、マスク層120上から連続して形成される。トレンチ81内に形成されるビア配線90は、トレンチ81の底の接着剤100上に設けられる。
The via
図6は支持体分離工程の一例を示す図である。図6(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図6(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図6(A)は図6(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図6(B)は図6(A)のVI-VI断面模式図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the support separation process. FIG. 6A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 6B schematically shows a cross-sectional view of the relevant part of the process. 6(A) is a schematic plan view of the
ビア配線90の形成後、図6(A)及び図6(B)に示すように、支持体110が接着剤100と共に積層体2から剥離され、分離される。支持体110及び接着剤100の分離後の積層体2は、図6(B)のP1部に示すように、トレンチ81の領域、即ち、ダイシングライン領域2aに、ビア配線90が露出した状態で存在する構造となる。
After the via
図7はダイシング工程の一例を示す図である。図7(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図7(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図7(A)は図7(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図7(A)では図7(B)に示すダイシングテープ150の図示は省略している。図7(B)は図7(A)のVII-VII断面模式図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the dicing process. FIG. 7A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 7B schematically shows a cross-sectional view of the relevant part of the process. 7(A) is a schematic plan view of the
支持体110及び接着剤100の分離後、積層体2は、図7(A)及び図7(B)に示すように、ダイヤモンド層20側がダイシングテープ150に貼付され、ダイシングライン領域2aの位置でダイシングが行われ、個片に分割される。ダイシングにより分割される各個片が、それぞれ半導体装置1Baとして得られる。
After the
ここで、積層体2のダイシングには、例えば、図7(B)に示すようなブレード130を用いてダイシングする手法を用いることができる。積層体2では、ダイシングライン領域2aに存在する要素がビア配線90であり、ダイヤモンド層20が存在しないため、ブレード130を用いてダイシングライン領域2aの位置で比較的容易にダイシングし、個片化することができる。
Here, for dicing the
ダイシングライン領域2aにダイヤモンド層20が存在していると、ダイヤモンド層20が硬く、ブレード130によるダイシングが難しいが、この積層体2のように、ダイシングライン領域2aがビア配線90であれば、ブレード130によるダイシングが可能である。また、ダイシングにレーザーを用いないことで、レーザー照射時の熱で半導体装置1Baにダメージが生じたり、レーザーアブレーションにより発生する塵に起因してショートが生じたりすることが抑えられる。切断する部分にレーザー透過性を持たせるために半導体装置1Baの構造や製造工程に制約が生じることも抑えられる。
If the
しかし、ダイシングライン領域2aのビア配線90をブレード130によってダイシングする手法では、ビア配線90がダイシングされる際、そのダイシングされるP2部の比較的脆弱なビア配線90の金属材料から塵が発生し得る。このような金属材料の塵が、ゲート電極30、ソース電極40、ドレイン電極50、エッチングストッパ60、配線70等の導体部分に付着すると、ショートを引き起こす恐れがある。そのため、上記図2~図7に示すような方法では、ダイヤモンド層を含む高品質の半導体装置1Baが実現されないことが起こり得る。
However, in the method of dicing the via
以上のような点に鑑み、ここでは以下の第1の実施の形態に示すような構成及び手法を採用し、ダイヤモンド層を含む高品質の半導体装置を実現する。
[第1の実施の形態]
図8は第1の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図である。図8には、第1の実施の形態に係る半導体装置の一例の要部断面図を模式的に示している。
In view of the above points, a configuration and method as described in the following first embodiment are adopted to realize a high-quality semiconductor device including a diamond layer.
[First embodiment]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 8 schematically shows a fragmentary cross-sectional view of an example of the semiconductor device according to the first embodiment.
図8に示す半導体装置1は、HEMTを備える半導体装置の一例である。半導体装置1は、第1半導体層11及び第2半導体層12の積層構造を含む半導体層10を有する。例えば、第1半導体層11には、SiCが用いられ、第2半導体層12には、GaNやAlGaN等の窒化物半導体が用いられる。第2半導体層12には、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50が設けられ、トランジスタ、一例として、2DEGの電子をキャリアとしソース電極40とドレイン電極50との間に電流経路を形成するHEMTが形成される。第2半導体層12には更に、配線70を通じてソース電極40と接続されるエッチングストッパ60(電極層)が設けられる。ゲート電極30、ソース電極40、ドレイン電極50、エッチングストッパ60及び配線70には、例えば、金属材料が用いられる。配線70には、絶縁膜(図示せず)の上に形成される金属層のほか、金属ワイヤ等が用いられる。
A
半導体装置1において、半導体層10の、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられる主面側とは反対側の主面10aには、ヒートスプレッダとして機能するダイヤモンド層20が設けられる。例えば、半導体層10(その第1半導体層11)が薄化されることで、動作に伴い発熱するHEMTとダイヤモンド層20との間の熱抵抗が低減される。半導体装置1において、ダイヤモンド層20は、半導体層10の主面10aの、外周領域AR1よりも内側の内側領域AR2に設けられる。ここで、内側領域AR2は、その周囲を外周領域AR1によって囲まれる領域である。ダイヤモンド層20は、表面活性化接合や原子拡散接合といった、比較的半導体層10との間の界面熱抵抗が小さくなる手法により、半導体層10の主面10aの内側領域AR2に接合される。
In the
半導体装置1において、ダイヤモンド層20の、半導体層10側とは反対側の主面20aには、外周領域AR1に対応する領域、及び内側領域AR2に設けられるビアホール80に対応する領域に開口部121を有するマスク層120が設けられる。マスク層120には、O系ガスを用いたダイヤモンド層20のドライエッチング、及び、F系ガス又はCl系ガスを用いた半導体層10のドライエッチングに対して耐性を有する材料が用いられる。例えば、マスク層120には、SiO2等の絶縁材料(例えば厚さが10μm以上)、NiやAl等の金属材料(例えば厚さが数μmオーダー)が用いられる。
In the
半導体装置1において、半導体層10の主面10aにおける外周領域AR1、即ち、半導体層10の主面10aの、ダイヤモンド層20で覆われない外周領域AR1には、保護膜140が設けられる。保護膜140は、半導体層10の主面10aにおける外周領域AR1を覆い、その外周領域AR1から、ダイヤモンド層20の側面20b(後述のトレンチ21の内側の側面に相当)、更にダイヤモンド層20の主面20aに設けられたマスク層120上に延びるように、設けられる。保護膜140には、F系ガス又はCl系ガスを用いた半導体層10のドライエッチングに対して耐性を有する材料が用いられる。例えば、保護膜140には、厚さが1μm~5μmのNiやAl等の金属材料が用いられる。
In the
半導体装置1には、ダイヤモンド層20を貫通して半導体層10内に延びるビアホール80が設けられる。ビアホール80は、半導体層10の主面10aの内側領域AR2に設けられるダイヤモンド層20、及び半導体層10(第1半導体層11及び第2半導体層12)を貫通してエッチングストッパ60に達するように設けられる。エッチングストッパ60は、ビアホール80をエッチングにより形成する際のダイヤモンド層20の主面20a側からのエッチングを停止させる機能のほか、配線70を通じてソース電極40と接続される電極層としての機能を有する。
The
保護膜140は、ダイヤモンド層20の、ビアホール80を除く表面上、即ち、主面20a上及び側面20b上に、外周領域AR1から連続して設けられる。尚、この図8の例では、半導体層10の主面10aの外周領域AR1からダイヤモンド層20の側面20bに延び、更に、ダイヤモンド層20の主面20aに設けられたマスク層120上(主面20a上)の一部に延びる保護膜140を示している。このほか、保護膜140は、ダイヤモンド層20の、ビアホール80を除く表面上に設けられるものであれば、マスク層120上の全体に延びるように設けられてもよい。
The
半導体装置1において、ビアホール80内には、ビア配線90が設けられる。ビア配線90は、ビアホール80内からダイヤモンド層20の主面20aに設けられるマスク層120上に延びる。ビア配線90は更に、マスク層120上、ダイヤモンド層20の側面20b、及び半導体層10の主面10aにおける外周領域AR1に設けられる保護膜140上にも延びるように設けられる。ビア配線90は、保護膜140とダイヤモンド層20とを覆うように設けられ、一部がビアホール80に設けられる。ビア配線90には、例えば、金属材料が用いられる。
In the
上記のような構成を有する半導体装置1の製造においては、ウェハ状態で形成される複数個分の半導体装置1の半導体層10が、それと接合されるダイヤモンド層20と一体で分割され、個片化される。図8に示す半導体装置1の場合には、その半導体層10の側面10bの位置でダイシングされて個片化される。半導体装置1では、ダイシングされる位置に半導体層10、保護膜140、ビア配線90が存在する一方、硬いダイヤモンド層20が存在しない。そのため、半導体装置1は、ブレードを用いたダイシングにより個片化される。
In the manufacture of the
半導体装置1では、上記図2~図7に示した方法のように、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられる主面にビア配線90が存在しないので、当該主面側からブレードでダイシングしても、ビア配線90の金属材料の塵の発生が抑えられる。半導体装置1では、このようにダイシング時の金属材料の塵の発生が抑えられるため、ゲート電極30、ソース電極40、ドレイン電極50、エッチングストッパ60、配線70等の導体部分への塵の付着、それによるショートの発生が抑えられる。従って、ダイヤモンド層20を含む高品質の半導体装置1が実現される。
In the
続いて、上記のような構成を有する半導体装置1の製造方法の一例について、図9~図14を参照して説明する。
図9~図14は第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例について説明する図である。第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法において、上記図2及び図3に示した工程までは同じとすることができる。上記図2及び図3に示した工程より後の工程について、以下、図9~図14を参照して順に説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the
9 to 14 are diagrams for explaining an example of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. In the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment, the steps up to the steps shown in FIGS. 2 and 3 can be the same. Processes subsequent to the processes shown in FIGS. 2 and 3 will be sequentially described below with reference to FIGS. 9 to 14. FIG.
図9は第1の実施の形態に係る保護膜形成工程の一例を示す図である。図9(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図9(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図9(A)は図9(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図9(B)は図9(A)のIX-IX断面模式図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a protective film forming process according to the first embodiment. FIG. 9A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 9B schematically shows a cross-sectional view of the relevant part of the process. 9A is a schematic plan view of the
半導体装置1の製造では、上記のように、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられた半導体層10(第1半導体層11及び第2半導体層12)と、半導体層10に接合されたダイヤモンド層20とを含む積層体2が準備される(図2)。積層体2には、ウェハ状態で形成される複数個分の半導体装置1の半導体層10とダイヤモンド層20とが含まれる。図2(A)及び図2(B)(並びに図3(A)及び図3(B)、図9(A)及び図9(B)、図10(A)及び図10(B)、図11(A)及び図11(B)、図12(A)及び図12(B)、図13(A)及び図13(B)、図14)には、このようなウェハ状態の積層体2の一部を図示している。
In manufacturing the
このような積層体2の、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられる主面側に、接着剤100を用いて支持体110が貼付され、ダイヤモンド層20の主面20aに、所定の領域に開口部121を有するマスク層120が形成される(図2)。マスク層120の開口部121は、ダイシングライン領域2aと、ビア形成領域2bとに設けられる(図2)。ダイシングライン領域2aは、積層体2をダイシングによって各個片の半導体装置1(その半導体層10)に分割するためのダイシングラインに対応する領域である。ビア形成領域2bは、積層体2のダイシングによって分割される各個片の半導体装置1(その半導体層10)に形成されるビアに対応する領域である。
A
次いで、マスク層120をマスクとして、O系ガスを用いたダイヤモンド層20のドライエッチングが行われる(図3)。このドライエッチングにより、積層体2のダイシングライン領域2aには、ダイヤモンド層20を貫通して半導体層10に達するトレンチ21が形成され、ビア形成領域2bには、ダイヤモンド層20を貫通して半導体層10に達するビアホール22が形成される(図3)。
Then, using the
トレンチ21は、積層体2に複数個分含まれる半導体装置1の各々のダイヤモンド層20の周囲を囲むように(或いは各々のダイヤモンド層20を分離するように)形成される。ビアホール22は、積層体2に複数個分含まれる半導体装置1の各々のダイヤモンド層20に形成される。
The
ダイヤモンド層20のドライエッチングによるトレンチ21及びビアホール22の形成後、図9(A)及び図9(B)に示すように、ダイシングライン領域2aのトレンチ21に保護膜140が形成される。保護膜140は、半導体層10のドライエッチングに用いられるF系ガス又はCl系ガスに対して耐性を有する、NiやAl等の金属材料を用いて形成される。保護膜140は、トレンチ21の内面、即ち、トレンチ21の底の半導体層10の主面10a及びトレンチ21の内側の側面を覆い、ダイヤモンド層20の主面20aに設けられたマスク層120上に延びるように、形成される。
After forming
保護膜140は、図9(A)及び図9(B)に示すように、ダイヤモンド層20の、ビアホール22を除く表面を覆うように、トレンチ21の底の半導体層10の主面10aから連続して形成される。保護膜140は、ビアホール22内には形成されない。即ち、ビア形成領域2bでは、ビアホール22の底の半導体層10の主面10a及びビアホール22の内側の側面が露出した状態となっている。尚、この図9(A)及び図9(B)の例では、トレンチ21の内面からマスク層120上の一部に延びるように形成された保護膜140を示している。このほか、保護膜140は、ダイヤモンド層20の、ビアホール22を除く表面上に形成されるものであれば、マスク層120上の全体に延びるように形成されてもよい。ここでは、図9(A)及び図9(B)に示すように保護膜140が形成された場合を例に、以降の工程を説明する。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
図10は第1の実施の形態に係る半導体層エッチング工程の一例を示す図である。図10(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図10(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図10(A)は図10(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図10(B)は図10(A)のX-X断面模式図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the semiconductor layer etching process according to the first embodiment. FIG. 10A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 10B schematically shows a fragmentary cross-sectional view of the process. 10(A) is a schematic plan view of the
保護膜140の形成後、図10(A)及び図10(B)に示すように、マスク層120及び保護膜140をマスクとして半導体層10のドライエッチングが行われる。尚、マスク層120上の全体に保護膜140が形成された場合には、そのマスク層120を覆う保護膜140をマスクとして半導体層10のドライエッチングが行われる。半導体層10のドライエッチングには、F系ガス、或いは、F系ガス及びCl系ガスが用いられる。例えば、F系ガスが用いられ、半導体層10におけるSiCの第1半導体層11、及びGaNやAlGaN等の窒化物半導体の第2半導体層12が、共にドライエッチングされる。或いは、F系ガスが用いられ、半導体層10におけるSiCの第1半導体層11がドライエッチングされ、Cl系ガスが用いられ、GaNやAlGaN等の窒化物半導体の第2半導体層12がドライエッチングされる。
After forming the
マスク層120及び保護膜140をマスクとした半導体層10のドライエッチングにより、積層体2のビア形成領域2bには、図10(A)及び図10(B)に示すように、ダイヤモンド層20のビアホール22と連通し半導体層10を貫通するビアホール14が形成される。これにより、積層体2のビア形成領域2bには、ダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するように延び、エッチングストッパ60に達するビアホール80が形成される。
By dry etching the
尚、半導体層10のビアホール14の形成には、ドライエッチングのほか、ウェットエッチングを用いることもできる。この場合、マスク層120及び保護膜140には、ウェットエッチングに対して耐性を有する材料が用いられる。
In addition to dry etching, wet etching can also be used to form the via holes 14 in the
ビアホール80は、積層体2に複数個分含まれる半導体装置1の各々のダイヤモンド層20及び半導体層10に形成される。
一方、このビア形成領域2bの半導体層10のドライエッチングの際、積層体2のダイシングライン領域2aでは、そこに形成されたダイヤモンド層20のトレンチ21が、半導体層10のドライエッチングに対して耐性を有する保護膜140で覆われている。そのため、ダイシングライン領域2aでは、半導体層10がエッチングされず、ダイヤモンド層20のトレンチ21が保護膜140で覆われた状態で残る。
The via holes 80 are formed in the
On the other hand, during the dry etching of the
図11は第1の実施の形態に係るビア配線形成工程の一例を示す図である。図11(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図11(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図11(A)は図11(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図11(B)は図11(A)のXI-XI断面模式図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a via wiring formation process according to the first embodiment. FIG. 11A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 11B schematically shows a fragmentary cross-sectional view of the process. 11(A) is a schematic plan view of the
積層体2の、ビア形成領域2bのダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通するビアホール80の形成後、図11(A)及び図11(B)に示すように、ビア配線90の形成が行われる。ビア配線90は、ビアホール80の内面、即ち、ビアホール80の底のエッチングストッパ60及びビアホール80の内側の側面を覆い、ダイヤモンド層20の主面20aに設けられたマスク層120上に延びるように、形成される。ビア配線90は、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20のトレンチ21、即ち、ダイヤモンド層20は貫通するが半導体層10内には延びないトレンチ21の内面を覆ってマスク層120上に延びる、保護膜140上にも形成される。ビア配線90は、マスク層120が設けられたダイヤモンド層20及びトレンチ21の保護膜140を覆い、一部がビアホール80(ビアホール22,14)に設けられるように形成される。
After forming the via
例えば、積層体2のビアホール80内、マスク層120上、並びにトレンチ21を覆う保護膜140上に、スパッタ法を用いてTi及びAuの積層構造がシード層として形成され、それを給電層に用いたAuの電解めっきにより、ビア配線90が形成される。
For example, a stack structure of Ti and Au is formed as a seed layer in the via
図12は第1の実施の形態に係る支持体分離工程の一例を示す図である。図12(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図12(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図12(A)は図12(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図12(B)は図12(A)のXII-XII断面模式図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the support separating process according to the first embodiment. FIG. 12A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 12B schematically shows a fragmentary cross-sectional view of the process. 12(A) is a schematic plan view of the
ビア配線90の形成後、図12(A)及び図12(B)に示すように、支持体110が接着剤100と共に積層体2から剥離され、分離される。支持体110及び接着剤100の分離後の積層体2では、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられる主面にビア配線90が露出せず、当該主面側のダイシングライン領域2aにビア配線90が露出しない構造となる。
After the via
図13は第1の実施の形態に係るダイシング工程の一例を示す図である。図13(A)には、当該工程の要部平面図を模式的に示している。図13(B)には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。尚、図13(A)は図13(B)に示す積層体2のダイヤモンド層20側から見た時の平面模式図である。図13(A)では図13(B)に示すダイシングテープ150の図示は省略している。図13(B)は図13(A)のXIII-XIII断面模式図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the dicing process according to the first embodiment. FIG. 13A schematically shows a plan view of the relevant part of the process. FIG. 13B schematically shows a fragmentary cross-sectional view of the process. 13(A) is a schematic plan view of the
支持体110及び接着剤100の分離後、積層体2は、図13(A)及び図13(B)に示すように、ダイヤモンド層20側がダイシングテープ150に貼付され、ダイシングライン領域2aの位置でダイシングが行われ、個片に分割される。ダイシングにより分割される各個片が、それぞれ半導体装置1となる。積層体2のダイシングには、例えば、図13(B)に示すようなブレード130を用いてダイシングする手法が用いられる。積層体2では、ダイシングされる位置に半導体層10、保護膜140、ビア配線90が存在する一方、硬いダイヤモンド層20が存在しない。そのため、半導体装置1は、ブレード130を用いたダイシングにより個片化される。
After separating the
ブレード130を用いたダイシングにおいて、積層体2は、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられる主面側から、半導体層10、保護膜140及びビア配線90がブレード130でダイシングされる。ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられる主面にビア配線90が存在しないので、当該主面側からブレード130でダイシングしても、ビア配線90の金属材料からの塵の発生が抑えられる。このようにダイシング時の金属材料の塵の発生が抑えられるため、ゲート電極30、ソース電極40、ドレイン電極50、エッチングストッパ60、配線70等の導体部分への金属材料の塵の付着、それによるショートの発生が抑えられる。
In the dicing using the
尚、ダイシングによって個片化された各半導体装置1において、半導体層10の主面10aのうち、ダイヤモンド層20のトレンチ21(ダイシングにより切断されたトレンチ21)が形成された領域(トレンチ21の切断された底面)が、上記図8に示した外周領域AR1に相当する。ダイシングによって個片化された各半導体装置1において、半導体層10の主面10aのうち、ダイヤモンド層20のトレンチ21(ダイシングにより切断されたトレンチ21)が形成された領域(トレンチ21の切断された底面)よりも内側の領域が、上記図8に示した内側領域AR2に相当する。
In each
図14は第1の実施の形態に係るピックアップ工程の一例を示す図である。図14には、当該工程の要部断面図を模式的に示している。
ブレード130を用いたダイシング後、図14に示すように、ダイシングされた各個片がダイシングテープ150からピックアップされる。これにより、図14及び上記図8に示したような構成を有する半導体装置1が得られる。
FIG. 14 is a diagram showing an example of the pick-up process according to the first embodiment. FIG. 14 schematically shows a cross-sectional view of the relevant part of the process.
After dicing with the
半導体装置1の製造(図9~図14)では、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20にトレンチ21が形成され、そのトレンチ21が保護膜140で覆われる。そして、ダイシングライン領域2aに沿ってダイシングが行われ、保護膜140で覆われたダイヤモンド層20のトレンチ21の位置で半導体層10が切断される。その結果、ダイシングにより得られる各半導体装置1(図8)は、半導体層10の主面10aの、トレンチ21の底面に相当する外周領域AR1よりも内側の内側領域AR2に、ダイヤモンド層20が形成され、且つ、外周領域AR1が保護膜140で覆われる構造になる。
In manufacturing the semiconductor device 1 (FIGS. 9 to 14), a
或いは、ダイシングにより得られる各半導体装置1(図8)は、ダイヤモンド層20の側面20bよりも外側に半導体層10の側面10bが張り出しているとも言える。得られる各半導体装置1は、半導体層10の主面10aの、その張り出した部分に相当する外周領域AR1よりも内側の内側領域AR2に、ダイヤモンド層20が形成され、且つ、外周領域AR1が保護膜140で覆われる構造になるとも言える。
Alternatively, it can be said that each semiconductor device 1 ( FIG. 8 ) obtained by dicing has the
ダイシングにより得られる各半導体装置1(図8)は、外周領域AR1及びそこに設けられる保護膜140で周囲を囲まれるダイヤモンド層20を貫通して半導体層10内に延びるようにビアホール80が設けられ、そこにビア配線90が設けられる構造になる。
Each semiconductor device 1 (FIG. 8) obtained by dicing is provided with a via
半導体装置1の製造(図9~図14)では、上記のように、ダイシングライン領域2aの半導体層10、保護膜140及びビア配線90のダイシングに、ブレード130が用いられる。ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50等が設けられる主面側からのブレード130を用いたダイシングにおいて、当該主面にビア配線90が存在しないため、ビア配線90の金属材料の塵の発生が抑えられる。そのため、ゲート電極30、ソース電極40、ドレイン電極50、エッチングストッパ60、配線70等の導体部分への金属材料の塵の付着、それによるショートの発生が抑えられる。これにより、歩留まりの低下を抑えて半導体装置1を製造することが可能になる。
In manufacturing the semiconductor device 1 (FIGS. 9 to 14), the
半導体装置1の製造(図9~図14)では、ブレード130を用いたダイシングが可能であるため、レーザーを用いてダイシングを行うことを要しない。ダイシングにレーザーを用いないことで、レーザー照射時の熱で半導体装置1にダメージが生じたり、レーザーアブレーションにより発生する塵に起因してショートが生じたりすることが抑えられる。切断する部分にレーザー透過性を持たせるために半導体装置1の構造や製造工程に制約が生じることも抑えられる。
In the manufacture of the semiconductor device 1 (FIGS. 9 to 14), dicing using a
第1の実施の形態で述べたような構成及び手法によれば、ダイヤモンド層20を含む高品質の半導体装置1が実現され、そのような高品質の半導体装置1が歩留まりの低下を抑えて実現される。
According to the configuration and method described in the first embodiment, a high-
尚、以上述べた半導体装置1において、その半導体層10の第1半導体層11には、SiCのほか、シリコン(Si)、GaN、窒化アルミニウム(AlN)、SOI(Semiconductor On Insulator)等が用いられてもよい。半導体層10の第2半導体層12には、GaN、AlGaNのほか、InGaN(窒化インジウムガリウム)、InAlGaN(窒化インジウムアルミニウムガリウム)、AlN等の窒化物半導体が用いられてもよい。第2半導体層12には、このような窒化物半導体が1種又は2種以上含まれてもよい。また、第2半導体層12には、Si等の半導体、SiC、GaAs(ガリウムヒ素)、InP(インジウムリン)、SiGe(シリコンゲルマニウム)等の化合物半導体が用いられてもよく、このような化合物半導体が1種又は2種以上含まれてもよい。このような各種材料を半導体層10に用いる場合も、上記の例に従い、半導体装置1を形成することが可能である。
In the
また、以上述べた半導体装置1において、半導体層10には、2DEGの電子をキャリアとするHEMTのほか、二次元正孔ガス(Two Dimensional Hole Gas;2DHG)の正孔をキャリアとするトランジスタ、MIS(Metal Insulator Semiconductor)構造を有する絶縁ゲート型トランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor;IGBT)、ダイオード等、各種半導体素子が設けられてもよい。半導体層10には、同種又は異種の複数の半導体素子が混載されてもよい。
In the
また、以上述べた半導体装置1において、ビアホール80の数及びエッチングストッパ60の数はそれぞれ1つに限定されるものではない。半導体装置1には、ダイヤモンド層20及び半導体層10を貫通し、1つ又は複数のエッチングストッパ60に接続される、複数のビアホール80が設けられてもよい。
In the
以上、第1の実施の形態について説明した。第1の実施の形態で述べたような構成を有する半導体装置1は、各種電子装置に適用することができる。一例として、上記のような構成を有する半導体装置1を、半導体パッケージ、力率改善回路、電源装置及び増幅器に適用する場合について、以下に説明する。
The first embodiment has been described above. The
[第2の実施の形態]
ここでは、上記のような構成を有する半導体装置1の、半導体パッケージへの適用例を、第2の実施の形態として説明する。
[Second embodiment]
Here, an application example of the
図15は第2の実施の形態に係る半導体パッケージの一例について説明する図である。図15には第2の実施の形態に係る半導体パッケージの一例の要部平面図を模式的に示している。 FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a semiconductor package according to the second embodiment. FIG. 15 schematically shows a plan view of essential parts of an example of a semiconductor package according to the second embodiment.
図15に示す半導体パッケージ200は、ディスクリートパッケージの一例である。半導体パッケージ200は、上記第1の実施の形態で述べたような半導体装置1(図8等)、半導体装置1が搭載されたリードフレーム210、及びそれらを封止する樹脂220を含む。
A
HEMT等のトランジスタを含む半導体装置1は、リードフレーム210のダイパッド210a上にダイアタッチ材等(図示せず)を用いて搭載される。半導体装置1には、上記ゲート電極30と接続されるパッド30a、ソース電極40と接続されるパッド40a及びドレイン電極50と接続されるパッド50aが設けられる。パッド30a、パッド40a及びパッド50aはそれぞれ、Al等のワイヤ230を用いてリードフレーム210のゲートリード211、ソースリード212及びドレインリード213に接続される。上記ソース電極40に繋がるビア配線90が、ソースリード212に繋がるダイパッド210aに半田等の導電性接合材を用いて接続されてもよい。ゲートリード211、ソースリード212及びドレインリード213の各一部が露出するように、リードフレーム210とそれに搭載された半導体装置1及びそれらを接続するワイヤ230が、樹脂220で封止される。
A
上記第1の実施の形態で述べた半導体装置1が用いられ、このような構成を有する半導体パッケージ200が得られる。
上記のように、半導体装置1の製造では、半導体層10とその主面10aに接合されるダイヤモンド層20とを含むウェハ状態の積層体2の、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20に、それを貫通するトレンチ21がエッチングで形成される。そして、そのトレンチ21が保護膜140で覆われて半導体層10にビアホール80がエッチングで形成され、そこにビア配線90が形成され、保護膜140で覆われたトレンチ21の位置でダイシングが行われる。ダイシングにより、半導体層10のダイヤモンド層20が接合される側の主面10aにおける、外周領域AR1よりも内側の内側領域AR2にダイヤモンド層20が設けられ、その外周領域AR1に保護膜140が設けられた半導体装置1が得られる。半導体装置1の製造では、ダイシングにブレード130が用いられ、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20が除去されて半導体層10が残される構造上、ビア配線90の金属材料の塵の発生が抑えられ、その塵に起因したショートの発生が抑えられる。これにより、ダイヤモンド層20を含む高品質の半導体装置1が実現される。このような半導体装置1が用いられ、高品質の半導体パッケージ200が実現される。
A
As described above, in the manufacture of the
[第3の実施の形態]
ここでは、上記のような構成を有する半導体装置1の、力率改善回路への適用例を、第3の実施の形態として説明する。
[Third embodiment]
Here, an application example of the
図16は第3の実施の形態に係る力率改善回路の一例について説明する図である。図16には第3の実施の形態に係る力率改善回路の一例の等価回路図を示している。
図16に示す力率改善(Power Factor Correction;PFC)回路300は、スイッチ素子310、ダイオード320、チョークコイル330、コンデンサ340、コンデンサ350、ダイオードブリッジ360及び交流電源370(AC)を含む。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a power factor correction circuit according to the third embodiment. FIG. 16 shows an equivalent circuit diagram of an example of the power factor correction circuit according to the third embodiment.
A power factor correction (PFC)
PFC回路300において、スイッチ素子310のドレイン電極と、ダイオード320のアノード端子及びチョークコイル330の一端子とが接続される。スイッチ素子310のソース電極と、コンデンサ340の一端子及びコンデンサ350の一端子とが接続される。コンデンサ340の他端子とチョークコイル330の他端子とが接続される。コンデンサ350の他端子とダイオード320のカソード端子とが接続される。また、スイッチ素子310のゲート電極には、ゲートドライバが接続される。コンデンサ340の両端子間には、ダイオードブリッジ360を介して交流電源370が接続され、コンデンサ350の両端子間から直流電源(DC)が取り出される。
In the
例えば、このような構成を有するPFC回路300のスイッチ素子310に、HEMT等のトランジスタを含む上記半導体装置1が用いられる。
上記のように、半導体装置1の製造では、半導体層10とその主面10aに接合されるダイヤモンド層20とを含むウェハ状態の積層体2の、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20に、それを貫通するトレンチ21がエッチングで形成される。そして、そのトレンチ21が保護膜140で覆われて半導体層10にビアホール80がエッチングで形成され、そこにビア配線90が形成され、保護膜140で覆われたトレンチ21の位置でダイシングが行われる。ダイシングにより、半導体層10のダイヤモンド層20が接合される側の主面10aにおける、外周領域AR1よりも内側の内側領域AR2にダイヤモンド層20が設けられ、その外周領域AR1に保護膜140が設けられた半導体装置1が得られる。半導体装置1の製造では、ダイシングにブレード130が用いられ、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20が除去されて半導体層10が残される構造上、ビア配線90の金属材料の塵の発生が抑えられ、その塵に起因したショートの発生が抑えられる。これにより、ダイヤモンド層20を含む高品質の半導体装置1が実現される。このような半導体装置1が用いられ、高品質のPFC回路300が実現される。
For example, the
As described above, in the manufacture of the
[第4の実施の形態]
ここでは、上記のような構成を有する半導体装置1の、電源装置への適用例を、第4の実施の形態として説明する。
[Fourth embodiment]
Here, an application example of the
図17は第4の実施の形態に係る電源装置の一例について説明する図である。図17には第4の実施の形態に係る電源装置の一例の等価回路図を示している。
図17に示す電源装置400は、一次側回路410及び二次側回路420、並びに一次側回路410と二次側回路420との間に設けられるトランス430を含む。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a power supply device according to the fourth embodiment. FIG. 17 shows an equivalent circuit diagram of an example of the power supply device according to the fourth embodiment.
A
一次側回路410には、上記第3の実施の形態で述べたようなPFC回路300、及びPFC回路300のコンデンサ350の両端子間に接続されたインバータ回路、例えば、フルブリッジインバータ回路440が含まれる。フルブリッジインバータ回路440には、複数(ここでは一例として4つ)のスイッチ素子441、スイッチ素子442、スイッチ素子443及びスイッチ素子444が含まれる。
The
二次側回路420には、複数(ここでは一例として3つ)のスイッチ素子421、スイッチ素子422及びスイッチ素子423が含まれる。
例えば、このような構成を有する電源装置400の、一次側回路410に含まれるPFC回路300のスイッチ素子310、及びフルブリッジインバータ回路440のスイッチ素子441~444に、HEMT等のトランジスタを含む上記半導体装置1が用いられる。例えば、電源装置400の、二次側回路420のスイッチ素子421~423には、Siを用いた通常のMIS型トランジスタが用いられる。
The
For example, in the
上記のように、半導体装置1の製造では、半導体層10とその主面10aに接合されるダイヤモンド層20とを含むウェハ状態の積層体2の、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20に、それを貫通するトレンチ21がエッチングで形成される。そして、そのトレンチ21が保護膜140で覆われて半導体層10にビアホール80がエッチングで形成され、そこにビア配線90が形成され、保護膜140で覆われたトレンチ21の位置でダイシングが行われる。ダイシングにより、半導体層10のダイヤモンド層20が接合される側の主面10aにおける、外周領域AR1よりも内側の内側領域AR2にダイヤモンド層20が設けられ、その外周領域AR1に保護膜140が設けられた半導体装置1が得られる。半導体装置1の製造では、ダイシングにブレード130が用いられ、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20が除去されて半導体層10が残される構造上、ビア配線90の金属材料の塵の発生が抑えられ、その塵に起因したショートの発生が抑えられる。これにより、ダイヤモンド層20を含む高品質の半導体装置1が実現される。このような半導体装置1が用いられ、高品質の電源装置400が実現される。
As described above, in the manufacture of the
[第5の実施の形態]
ここでは、上記のような構成を有する半導体装置1の、増幅器への適用例を、第5の実施の形態として説明する。
[Fifth embodiment]
Here, an application example of the
図18は第5の実施の形態に係る増幅器の一例について説明する図である。図18には第5の実施の形態に係る増幅器の一例の等価回路図を示している。
図18に示す増幅器500は、デジタルプレディストーション回路510、ミキサー520、ミキサー530及びパワーアンプ540を含む。
FIG. 18 is a diagram explaining an example of an amplifier according to the fifth embodiment. FIG. 18 shows an equivalent circuit diagram of an example of the amplifier according to the fifth embodiment.
デジタルプレディストーション回路510は、入力信号の非線形歪みを補償する。ミキサー520は、非線形歪みが補償された入力信号SIと交流信号とをミキシングする。パワーアンプ540は、入力信号SIが交流信号とミキシングされた信号を増幅する。増幅器500では、例えば、スイッチの切り替えにより、出力信号SOをミキサー530で交流信号とミキシングしてデジタルプレディストーション回路510に送出することができる。増幅器500は、高周波増幅器、高出力増幅器として使用することができる。
このような構成を有する増幅器500のパワーアンプ540に、HEMT等のトランジスタを含む上記半導体装置1が用いられる。
上記のように、半導体装置1の製造では、半導体層10とその主面10aに接合されるダイヤモンド層20とを含むウェハ状態の積層体2の、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20に、それを貫通するトレンチ21がエッチングで形成される。そして、そのトレンチ21が保護膜140で覆われて半導体層10にビアホール80がエッチングで形成され、そこにビア配線90が形成され、保護膜140で覆われたトレンチ21の位置でダイシングが行われる。ダイシングにより、半導体層10のダイヤモンド層20が接合される側の主面10aにおける、外周領域AR1よりも内側の内側領域AR2にダイヤモンド層20が設けられ、その外周領域AR1に保護膜140が設けられた半導体装置1が得られる。半導体装置1の製造では、ダイシングにブレード130が用いられ、ダイシングライン領域2aのダイヤモンド層20が除去されて半導体層10が残される構造上、ビア配線90の金属材料の塵の発生が抑えられ、その塵に起因したショートの発生が抑えられる。これにより、ダイヤモンド層20を含む高品質の半導体装置1が実現される。このような半導体装置1が用いられ、高品質の増幅器500が実現される。
The
As described above, in the manufacture of the
上記半導体装置1を適用した各種電子装置(上記第2~第5の実施の形態で述べた半導体パッケージ200、PFC回路300、電源装置400及び増幅器500等)は、各種電子機器又は電子装置に搭載することができる。例えば、コンピュータ(パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等)、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器又は電子装置に搭載することが可能である。
Various electronic devices to which the
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 半導体層と、
前記半導体層の主面における外周領域よりも内側の内側領域に設けられるダイヤモンド層と、
前記半導体層の前記主面における前記外周領域に設けられる保護膜と、
前記ダイヤモンド層を貫通して前記半導体層内に延びるビアホールと、
前記ビアホールに設けられるビア配線と
を含むことを特徴とする半導体装置。
The following supplementary remarks are disclosed with respect to the embodiment described above.
(Appendix 1) A semiconductor layer;
a diamond layer provided in an inner region inside the outer peripheral region on the main surface of the semiconductor layer;
a protective film provided in the peripheral region on the main surface of the semiconductor layer;
a via hole extending through the diamond layer and into the semiconductor layer;
and a via wiring provided in the via hole.
(付記2) 前記保護膜に金属材料が用いられることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記3) 前記保護膜は、前記ダイヤモンド層の、前記ビアホールを除く表面上に、前記外周領域から連続して設けられることを特徴とする付記1又は2に記載の半導体装置。
(Appendix 2) The semiconductor device according to
(Supplementary note 3) The semiconductor device according to
(付記4) 前記ビア配線は、前記保護膜と前記ダイヤモンド層とを覆うように設けられ、一部が前記ビアホールに設けられることを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。
(Appendix 4) The semiconductor device according to any one of
(付記5) 前記半導体層の、前記ダイヤモンド層側とは反対側に設けられる電極層を含み、
前記ビアホールは、前記半導体層を貫通して前記電極層に達し、
前記ビア配線は、前記電極層と接続されることを特徴とする付記1乃至4のいずれかに記載の半導体装置。
(Appendix 5) including an electrode layer provided on a side of the semiconductor layer opposite to the diamond layer,
the via hole penetrates the semiconductor layer and reaches the electrode layer;
5. The semiconductor device according to any one of
(付記6) 前記半導体層は、
前記ダイヤモンド層側の第1半導体層と、
前記第1半導体層の、前記ダイヤモンド層側とは反対側に積層され、電流経路が形成される第2半導体層と
を有することを特徴とする付記1乃至5のいずれかに記載の半導体装置。
(Appendix 6) The semiconductor layer is
a first semiconductor layer on the diamond layer side;
6. The semiconductor device according to any one of
(付記7) 半導体層の主面にダイヤモンド層を形成する工程と、
前記半導体層を個片に分割するダイシングラインに対応する第1領域の前記ダイヤモンド層と、分割される各個片の前記半導体層に形成される第1ビアホールに対応する第2領域の前記ダイヤモンド層とをエッチングし、前記第1領域に前記ダイヤモンド層を貫通するトレンチを形成すると共に、前記第2領域に前記ダイヤモンド層を貫通する第2ビアホールを形成する工程と、
前記トレンチ内の前記半導体層の前記主面を覆う保護膜を形成する工程と、
前記保護膜をマスクに用いて前記第2ビアホール内の前記半導体層をエッチングし、前記第2ビアホールと連通し前記半導体層内に延びる前記第1ビアホールを形成する工程と、
連通する前記第1ビアホール及び前記第2ビアホールにビア配線を形成する工程と、
前記トレンチが形成された前記第1領域の位置で、前記半導体層と、前記トレンチ内の前記主面を覆う前記保護膜とをダイシングする工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 7) forming a diamond layer on the main surface of the semiconductor layer;
the diamond layer in a first region corresponding to a dicing line for dividing the semiconductor layer into pieces; and the diamond layer in a second region corresponding to a first via hole formed in each piece of the semiconductor layer to be divided. to form a trench penetrating the diamond layer in the first region and forming a second via hole penetrating the diamond layer in the second region;
forming a protective film covering the main surface of the semiconductor layer in the trench;
etching the semiconductor layer in the second via hole using the protective film as a mask to form the first via hole communicating with the second via hole and extending into the semiconductor layer;
forming a via wiring in the communicating first via hole and the second via hole;
a step of dicing the semiconductor layer and the protective film covering the main surface in the trench at the position of the first region where the trench is formed.
(付記8) 前記保護膜に金属材料が用いられることを特徴とする付記7に記載の半導体装置の製造方法。
(付記9) 前記保護膜を形成する工程は、前記ダイヤモンド層の、前記第2ビアホールを除く表面上に、前記トレンチ内の前記半導体層の前記主面から連続して設けられる前記保護膜を形成する工程を有することを特徴とする付記7又は8に記載の半導体装置の製造方法。
(Appendix 8) The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 7, wherein a metal material is used for the protective film.
(Supplementary Note 9) The step of forming the protective film includes forming the protective film continuously from the main surface of the semiconductor layer in the trench on the surface of the diamond layer excluding the second via hole. 9. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 7 or 8, characterized by comprising a step of:
(付記10) 前記ダイヤモンド層の前記第1領域と前記第2領域とをエッチングして前記トレンチと前記第2ビアホールとを形成する工程は、酸素を含むガスを用いて前記ダイヤモンド層の前記第1領域と前記第2領域とをドライエッチングする工程を有し、
前記保護膜をマスクに用いて前記第2ビアホール内の前記半導体層をエッチングして前記第1ビアホールを形成する工程は、フッ素又は塩素を含むガスを用いて前記第2ビアホール内の前記半導体層をドライエッチングする工程を有することを特徴とする付記7乃至9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 10) The step of etching the first region and the second region of the diamond layer to form the trench and the second via hole may include etching the first region of the diamond layer using a gas containing oxygen. a step of dry etching the region and the second region;
The step of etching the semiconductor layer in the second via hole using the protective film as a mask to form the first via hole includes etching the semiconductor layer in the second via hole using a gas containing fluorine or chlorine. 10. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Appendices 7 to 9, further comprising a step of dry etching.
(付記11) 前記ビア配線を形成する工程は、前記保護膜と前記ダイヤモンド層とを覆い、一部が前記第1ビアホール及び前記第2ビアホールに設けられるように前記ビア配線を形成する工程を有することを特徴とする付記7乃至10のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 (Supplementary Note 11) The step of forming the via wiring includes forming the via wiring so as to cover the protective film and the diamond layer and to be partially provided in the first via hole and the second via hole. 11. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Supplements 7 to 10, characterized by:
(付記12) 前記半導体層の、前記ダイヤモンド層側とは反対側に電極層を形成する工程を含み、
前記第1ビアホールを形成する工程は、前記電極層に達する前記第1ビアホールを形成する工程を有し、
前記ビア配線を形成する工程は、前記電極層と接続される前記ビア配線を形成する工程を有することを特徴とする付記7乃至11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(Appendix 12) including a step of forming an electrode layer on a side of the semiconductor layer opposite to the diamond layer,
forming the first via hole includes forming the first via hole reaching the electrode layer;
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Supplements 7 to 11, wherein the step of forming the via wiring includes a step of forming the via wiring connected to the electrode layer.
(付記13) 前記半導体層は、
前記ダイヤモンド層側の第1半導体層と、
前記第1半導体層の、前記ダイヤモンド層側とは反対側に積層され、電流経路が形成される第2半導体層と
を有することを特徴とする付記7乃至12のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(Appendix 13) The semiconductor layer is
a first semiconductor layer on the diamond layer side;
13. The semiconductor device according to any one of Appendices 7 to 12, further comprising a second semiconductor layer laminated on the side opposite to the diamond layer side of the first semiconductor layer and forming a current path. Production method.
(付記14) 半導体層と、
前記半導体層の主面における外周領域よりも内側の内側領域に設けられるダイヤモンド層と、
前記半導体層の前記主面における前記外周領域に設けられる保護膜と、
前記ダイヤモンド層を貫通して前記半導体層内に延びるビアホールと、
前記ビアホールに設けられるビア配線と
を含む半導体装置を備えることを特徴とする電子装置。
(Appendix 14) A semiconductor layer;
a diamond layer provided in an inner region inside the outer peripheral region on the main surface of the semiconductor layer;
a protective film provided in the peripheral region on the main surface of the semiconductor layer;
a via hole extending through the diamond layer and into the semiconductor layer;
and a via wiring provided in the via hole. An electronic device comprising: a semiconductor device.
1,1A,1B,1Ba 半導体装置
2 積層体
2a ダイシングライン領域
2b ビア形成領域
10 半導体層
10a,20a 主面
10b,20b 側面
11 第1半導体層
12 第2半導体層
13,21,81 トレンチ
14,22,80 ビアホール
20 ダイヤモンド層
30 ゲート電極
30a,40a,50a パッド
40 ソース電極
50 ドレイン電極
60 エッチングストッパ
70 配線
90 ビア配線
100 接着剤
110 支持体
120 マスク層
121 開口部
130 ブレード
140 保護膜
150 ダイシングテープ
200 半導体パッケージ
210 リードフレーム
210a ダイパッド
211 ゲートリード
212 ソースリード
213 ドレインリード
220 樹脂
230 ワイヤ
300 PFC回路
310,421,422,423,441,442,443,444 スイッチ素子
320 ダイオード
330 チョークコイル
340,350 コンデンサ
360 ダイオードブリッジ
370 交流電源
400 電源装置
410 一次側回路
420 二次側回路
430 トランス
440 フルブリッジインバータ回路
500 増幅器
510 デジタルプレディストーション回路
520,530 ミキサー
540 パワーアンプ
AR1 外周領域
AR2 内側領域
Claims (10)
前記半導体層の主面における外周領域よりも内側の内側領域に設けられるダイヤモンド層と、
前記半導体層の前記主面における前記外周領域に設けられる保護膜と、
前記ダイヤモンド層を貫通して前記半導体層内に延びるビアホールと、
前記ビアホールに設けられるビア配線と
を含むことを特徴とする半導体装置。 a semiconductor layer;
a diamond layer provided in an inner region inside the outer peripheral region on the main surface of the semiconductor layer;
a protective film provided in the peripheral region on the main surface of the semiconductor layer;
a via hole extending through the diamond layer and into the semiconductor layer;
and a via wiring provided in the via hole.
前記ビアホールは、前記半導体層を貫通して前記電極層に達し、
前記ビア配線は、前記電極層と接続されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置。 An electrode layer provided on the side of the semiconductor layer opposite to the diamond layer,
the via hole penetrates the semiconductor layer and reaches the electrode layer;
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said via wiring is connected to said electrode layer.
前記半導体層を個片に分割するダイシングラインに対応する第1領域の前記ダイヤモンド層と、分割される各個片の前記半導体層に形成される第1ビアホールに対応する第2領域の前記ダイヤモンド層とをエッチングし、前記第1領域に前記ダイヤモンド層を貫通するトレンチを形成すると共に、前記第2領域に前記ダイヤモンド層を貫通する第2ビアホールを形成する工程と、
前記トレンチ内の前記半導体層の前記主面を覆う保護膜を形成する工程と、
前記保護膜をマスクに用いて前記第2ビアホール内の前記半導体層をエッチングし、前記第2ビアホールと連通し前記半導体層内に延びる前記第1ビアホールを形成する工程と、
連通する前記第1ビアホール及び前記第2ビアホールにビア配線を形成する工程と、
前記トレンチが形成された前記第1領域の位置で、前記半導体層と、前記トレンチ内の前記主面を覆う前記保護膜とをダイシングする工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 forming a diamond layer on the main surface of the semiconductor layer;
the diamond layer in a first region corresponding to a dicing line for dividing the semiconductor layer into pieces; and the diamond layer in a second region corresponding to a first via hole formed in each piece of the semiconductor layer to be divided. to form a trench penetrating the diamond layer in the first region and forming a second via hole penetrating the diamond layer in the second region;
forming a protective film covering the main surface of the semiconductor layer in the trench;
etching the semiconductor layer in the second via hole using the protective film as a mask to form the first via hole communicating with the second via hole and extending into the semiconductor layer;
forming a via wiring in the communicating first via hole and the second via hole;
a step of dicing the semiconductor layer and the protective film covering the main surface in the trench at the position of the first region where the trench is formed.
前記第1ビアホールを形成する工程は、前記電極層に達する前記第1ビアホールを形成する工程を有し、
前記ビア配線を形成する工程は、前記電極層と接続される前記ビア配線を形成する工程を有することを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 forming an electrode layer on a side of the semiconductor layer opposite to the diamond layer;
forming the first via hole includes forming the first via hole reaching the electrode layer;
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the step of forming said via wiring has a step of forming said via wiring connected to said electrode layer.
前記半導体層の主面における外周領域よりも内側の内側領域に設けられるダイヤモンド層と、
前記半導体層の前記主面における前記外周領域に設けられる保護膜と、
前記ダイヤモンド層を貫通して前記半導体層内に延びるビアホールと、
前記ビアホールに設けられるビア配線と
を含む半導体装置を備えることを特徴とする電子装置。 a semiconductor layer;
a diamond layer provided in an inner region inside the outer peripheral region on the main surface of the semiconductor layer;
a protective film provided in the peripheral region on the main surface of the semiconductor layer;
a via hole extending through the diamond layer and into the semiconductor layer;
and a via wiring provided in the via hole. An electronic device comprising: a semiconductor device.
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