JP3272766B2 - ガンダイオードの製造方法 - Google Patents
ガンダイオードの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車載用ミリ波帯の発振
源として用されるガンダイオードの製造方法に関するも
のである。
源として用されるガンダイオードの製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】車載用ミリ波帯レーダの発振源などとし
て利用されるガンダイオードは、ほぼ平行に向き合う２
個の電極間の半導体層内に動作層を形成しこの動作層に
電流を流して動作させる縦型半導体素子の構造（あるい
はサンドイッチ構造）を呈している。具体的には、図３
に断面図で示すように、ｎ+ ＧａＡｓ層２１とその上に
エピタキシャル成長により順次形成されたｎＧａＡｓの
動作層２２と、ｎ+ ＧａＡｓのコンタクト層と、上下の
ｎ+ ＧａＡｓの表面に形成された電極２４，２５とから
成る構造の素子を動作層２２側が下側になるように転倒
（アップサイドダウン）状態で熱伝導性の良好なヒート
シンク２３上にメタライズ層などを介在させながら熱圧
着し、金のビームリード２７とメタライズ層との間に電
流を流して動作させるようになっている。
て利用されるガンダイオードは、ほぼ平行に向き合う２
個の電極間の半導体層内に動作層を形成しこの動作層に
電流を流して動作させる縦型半導体素子の構造（あるい
はサンドイッチ構造）を呈している。具体的には、図３
に断面図で示すように、ｎ+ ＧａＡｓ層２１とその上に
エピタキシャル成長により順次形成されたｎＧａＡｓの
動作層２２と、ｎ+ ＧａＡｓのコンタクト層と、上下の
ｎ+ ＧａＡｓの表面に形成された電極２４，２５とから
成る構造の素子を動作層２２側が下側になるように転倒
（アップサイドダウン）状態で熱伝導性の良好なヒート
シンク２３上にメタライズ層などを介在させながら熱圧
着し、金のビームリード２７とメタライズ層との間に電
流を流して動作させるようになっている。
【０００３】図３に示した構造のガンダイオードを量産
する方法として、まずＧａＡｓ基板に上記縦型構造を作
成し、次にこの基板を所望のサイズに細分割することに
より所望個数の小面積のガンダイオードを得る方法が採
用される。この細分割の方法として種々のものが知られ
ているが、概ね次のような３種類に大別される。
する方法として、まずＧａＡｓ基板に上記縦型構造を作
成し、次にこの基板を所望のサイズに細分割することに
より所望個数の小面積のガンダイオードを得る方法が採
用される。この細分割の方法として種々のものが知られ
ているが、概ね次のような３種類に大別される。
【０００４】Ａ．ガンダイオードの縦型構造が形成され
た半導体基板を保持体上に固定し、ダイヤモンドカッタ
ーなどを用いて素子の厚みに満たない深さの溝を形成し
たのちクラッキングを行って複数の小片のガンダイオー
ドに分離する方法（特開昭５１ー２８２８４号等） Ｂ．ガンダイオードの縦型構成が形成された基板をダミ
ーウェーハ等の剛体の保持体上に固定し、ダイヤモンド
カッターなどを用いて保持体に達する深さの溝を形成
（いわゆるフルカットすることにより複数の小片のガン
ダイオードに分離する方法（特開昭５７ー１５４３９号
等）。 Ｃ．両面に離散的な電極を形成したガンダイオードの縦
型構造が形成された基板を保持体上に固定し、まず、一
方の主面側をこの主面に形成されている離散的な電極を
マスクとしてメサエッチし、次に他方の主面側をこの主
面に形成されている離散的な電極をマスクとしてメサエ
ッチすることにより複数の小片のガンダイオードに分離
する方法（特開昭５７ー２１８７０号等）。
た半導体基板を保持体上に固定し、ダイヤモンドカッタ
ーなどを用いて素子の厚みに満たない深さの溝を形成し
たのちクラッキングを行って複数の小片のガンダイオー
ドに分離する方法（特開昭５１ー２８２８４号等） Ｂ．ガンダイオードの縦型構成が形成された基板をダミ
ーウェーハ等の剛体の保持体上に固定し、ダイヤモンド
カッターなどを用いて保持体に達する深さの溝を形成
（いわゆるフルカットすることにより複数の小片のガン
ダイオードに分離する方法（特開昭５７ー１５４３９号
等）。 Ｃ．両面に離散的な電極を形成したガンダイオードの縦
型構造が形成された基板を保持体上に固定し、まず、一
方の主面側をこの主面に形成されている離散的な電極を
マスクとしてメサエッチし、次に他方の主面側をこの主
面に形成されている離散的な電極をマスクとしてメサエ
ッチすることにより複数の小片のガンダイオードに分離
する方法（特開昭５７ー２１８７０号等）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来方法ＡもＢ
も、機械的な切断やクラッキングに伴いクラックや格子
欠陥の生じた側面の表面層をエッチングによって除去す
る工程が必要になる。これは、ガンダイオードのように
高周波で動作する縦型半導体素子では、表皮効果によっ
て大部分の電流が素子周辺部を流れることから、側面の
表面層の良否が特性を大きく左右するからである。しか
しながら、従来方法ＡもＢも、クラッキングやフルカッ
トによって素子が既に分離されてしまっているため、こ
のエッチング工程を分離された多数の素子のそれぞれに
ついて行わなければならず、労力と時間がかさむだけで
なくエッチング時間などの処理条件が素子ごとにばらつ
きやすいというという欠点がある。
も、機械的な切断やクラッキングに伴いクラックや格子
欠陥の生じた側面の表面層をエッチングによって除去す
る工程が必要になる。これは、ガンダイオードのように
高周波で動作する縦型半導体素子では、表皮効果によっ
て大部分の電流が素子周辺部を流れることから、側面の
表面層の良否が特性を大きく左右するからである。しか
しながら、従来方法ＡもＢも、クラッキングやフルカッ
トによって素子が既に分離されてしまっているため、こ
のエッチング工程を分離された多数の素子のそれぞれに
ついて行わなければならず、労力と時間がかさむだけで
なくエッチング時間などの処理条件が素子ごとにばらつ
きやすいというという欠点がある。
【０００６】また、上記Ｃの方法は、縦型構造が形成さ
れた基板の表裏両面側からメサエッチを行う構成である
から、図４に示すように、分離された各ガンダイオード
の側面が湾曲すると共に厚み方向の中間部分に尖った部
分が形成され、ここに電界が集中して特性の劣化を招く
おそれが大きいという欠点がある。なお、図４におい
て、３１は元の半導体基板、３２は動作層、３３はコン
タクト層、３４，３５は電極である。
れた基板の表裏両面側からメサエッチを行う構成である
から、図４に示すように、分離された各ガンダイオード
の側面が湾曲すると共に厚み方向の中間部分に尖った部
分が形成され、ここに電界が集中して特性の劣化を招く
おそれが大きいという欠点がある。なお、図４におい
て、３１は元の半導体基板、３２は動作層、３３はコン
タクト層、３４，３５は電極である。
【０００７】さらに、上記Ｃの方法は、基板の表裏を反
転させながら表面側と裏面側について２度にわたってメ
サエッチを繰り返す必要があるため、製造工程が増加す
るという欠点もある。また、この方法では、電極をエッ
チング時のマスクとして利用するため、予めパターン化
した電極を両面に形成する必要があり、この点からも製
造工程が増加するという欠点もある。
転させながら表面側と裏面側について２度にわたってメ
サエッチを繰り返す必要があるため、製造工程が増加す
るという欠点もある。また、この方法では、電極をエッ
チング時のマスクとして利用するため、予めパターン化
した電極を両面に形成する必要があり、この点からも製
造工程が増加するという欠点もある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるガンダイ
オードの製造方法は、ガンダイオードを形成した半導体
基板の表面をレジスト層で被覆すると共にその裏面を接
着剤層を介して剛体の保持体上に接着固定し、このレジ
スト層と共に接着材層までフルカットすることにより保
持体上への接着固定状態を保ったままガンダイオード素
子群に分離し、この分離されたガンダイオード素子群を
保持体上への接着固定状態を保ったままエッチング液に
浸すことにより機械的切断によって形成されたそれぞれ
の側面をエッチングし、このエッチングの終了後にガン
ダイオード素子群を保持体から取り外すことにより所望
サイズ・所望個数のガンダイオードを得るように構成さ
れている。
オードの製造方法は、ガンダイオードを形成した半導体
基板の表面をレジスト層で被覆すると共にその裏面を接
着剤層を介して剛体の保持体上に接着固定し、このレジ
スト層と共に接着材層までフルカットすることにより保
持体上への接着固定状態を保ったままガンダイオード素
子群に分離し、この分離されたガンダイオード素子群を
保持体上への接着固定状態を保ったままエッチング液に
浸すことにより機械的切断によって形成されたそれぞれ
の側面をエッチングし、このエッチングの終了後にガン
ダイオード素子群を保持体から取り外すことにより所望
サイズ・所望個数のガンダイオードを得るように構成さ
れている。
【０００９】
【作用】本発明によれば、まず、ガンダイオードが形成
された半導体基板がワックスなどの接着剤層を介してガ
ラス板などの剛体の保持体上に固定されると共に表面が
レジスト層で被覆される。次に、この基板が表面側のレ
ジスト層から裏面側の接着材層にかけてフルカットさ
れ、保持体上への接着固定状態を保ったまま小面積のガ
ンダイオード素子群に分離される。続いて、この分離さ
れたガンダイオード素子群の全体を保持体上への接着固
定状態を保ったままエッチング液に浸すことにより機械
的切断によって形成されたそれぞれの側面がエッチング
され、切断の際に生じたクラックや格子欠陥を含む側方
の表面層が除去される。このエッチングの終了後に、接
着剤層を融解させるなどの方法によりガンダイオード素
子群が保持体から取り外され、所望個数のガンダイオー
ドが得られる。
された半導体基板がワックスなどの接着剤層を介してガ
ラス板などの剛体の保持体上に固定されると共に表面が
レジスト層で被覆される。次に、この基板が表面側のレ
ジスト層から裏面側の接着材層にかけてフルカットさ
れ、保持体上への接着固定状態を保ったまま小面積のガ
ンダイオード素子群に分離される。続いて、この分離さ
れたガンダイオード素子群の全体を保持体上への接着固
定状態を保ったままエッチング液に浸すことにより機械
的切断によって形成されたそれぞれの側面がエッチング
され、切断の際に生じたクラックや格子欠陥を含む側方
の表面層が除去される。このエッチングの終了後に、接
着剤層を融解させるなどの方法によりガンダイオード素
子群が保持体から取り外され、所望個数のガンダイオー
ドが得られる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の一実施例に係わるガンダイ
オードの製造方法を説明するための断面図である。
オードの製造方法を説明するための断面図である。
【００１１】まず、ほぼ均一な厚みを有するＧａＡｓ基
板の内部にその表面とほぼ平行に動作層を形成しかつこ
の基板の表面と裏面のそれぞれに１対の電極の一方と他
方とを形成することにより基板の表面及び内部にガンダ
イオードの縦型構造を形成する。すなわち、図１（Ａ）
に示すように、ｎ+ ＧａＡｓ層１１上にエピタキシャル
成長によりｎＧａＡｓの動作層１２とｎ+ ＧａＡｓのコ
ンタクト層１３とを順次形成し、上下のｎ+ ＧａＡｓ層
の表面にそれぞれ電極１４，１５を形成する。
板の内部にその表面とほぼ平行に動作層を形成しかつこ
の基板の表面と裏面のそれぞれに１対の電極の一方と他
方とを形成することにより基板の表面及び内部にガンダ
イオードの縦型構造を形成する。すなわち、図１（Ａ）
に示すように、ｎ+ ＧａＡｓ層１１上にエピタキシャル
成長によりｎＧａＡｓの動作層１２とｎ+ ＧａＡｓのコ
ンタクト層１３とを順次形成し、上下のｎ+ ＧａＡｓ層
の表面にそれぞれ電極１４，１５を形成する。
【００１２】次に、図１（Ｂ）に示すように、縦型構造
が形成された基板をワックス層１６によってガラスの保
持体１７上に接着固定し、上面側にエッチングに対する
レジスト層１８を形成する。このワックス層１６として
は適宜なものを使用できるが、例えば、日化精工社から
「ＣＢワックス」の商品名で市販されているものなどが
好適である。
が形成された基板をワックス層１６によってガラスの保
持体１７上に接着固定し、上面側にエッチングに対する
レジスト層１８を形成する。このワックス層１６として
は適宜なものを使用できるが、例えば、日化精工社から
「ＣＢワックス」の商品名で市販されているものなどが
好適である。
【００１３】続いて、図１（Ｃ）に示すように、ガラス
の保持体１７上に接着固定された基板をその表面のレジ
スト層１８と共に接着剤層１６まで回転式のダイヤモン
ドカッタ１９を用いて所定の間隔で機械的に切断してゆ
く。なお、この機械的な切断は、紙面と垂直な方向につ
いても所定の間隔で行われる。これにより、保持体１７
上への接着固定状態を保ったまま矩形状の断面形状を有
するガンダイオード群に分離される。
の保持体１７上に接着固定された基板をその表面のレジ
スト層１８と共に接着剤層１６まで回転式のダイヤモン
ドカッタ１９を用いて所定の間隔で機械的に切断してゆ
く。なお、この機械的な切断は、紙面と垂直な方向につ
いても所定の間隔で行われる。これにより、保持体１７
上への接着固定状態を保ったまま矩形状の断面形状を有
するガンダイオード群に分離される。
【００１４】次に、図１（Ｄ）に示すように、分離され
たガンダイオード群を保持体１７上に固定したままエッ
チング液（ＥＣ）に浸してそれぞれの側面をエッチング
することにより、機械的切断によって生じた側方表面の
ダメージ層を除去する。この際使用するエッチング液と
しては、結晶面による異方性を生じにくいもの、例え
ば、燐酸と過酸化水素と水の混合系などが使用される。
たガンダイオード群を保持体１７上に固定したままエッ
チング液（ＥＣ）に浸してそれぞれの側面をエッチング
することにより、機械的切断によって生じた側方表面の
ダメージ層を除去する。この際使用するエッチング液と
しては、結晶面による異方性を生じにくいもの、例え
ば、燐酸と過酸化水素と水の混合系などが使用される。
【００１５】このエッチングの終了後にワックス層１６
を融解除去するなどの方法によりガンダイオード群を保
持体１７上から取り外すと、図２に断面図（Ａ）と平面
図（Ｂ）で示すような、電流の流路に直交する断面形状
が矩形状を呈する所望サイズのガンダイオードを得る。
また、メサエッチングの場合とは異なり、エッチングの
対象となる面が側面だけのため、元の切断面にほぼ平行
にエッチングが進行し、ほぼ垂直な側面が得られる。
を融解除去するなどの方法によりガンダイオード群を保
持体１７上から取り外すと、図２に断面図（Ａ）と平面
図（Ｂ）で示すような、電流の流路に直交する断面形状
が矩形状を呈する所望サイズのガンダイオードを得る。
また、メサエッチングの場合とは異なり、エッチングの
対象となる面が側面だけのため、元の切断面にほぼ平行
にエッチングが進行し、ほぼ垂直な側面が得られる。
【００１６】以上、基板内の動作層を上側にして保持体
上に接着固定して切断し、エッチングする構成を例示し
た。しかしながら、これとは逆に、基板内の動作層を下
側にして保持体上に接着固定して切断し、エッチングす
る構成としてもよい。
上に接着固定して切断し、エッチングする構成を例示し
た。しかしながら、これとは逆に、基板内の動作層を下
側にして保持体上に接着固定して切断し、エッチングす
る構成としてもよい。
【００１７】また、機械的切断をダイヤモンドカッター
を用いて行う構成を例示したが、超音波カッターなど他
の適宜な工具を用いて行ってもよい。
を用いて行う構成を例示したが、超音波カッターなど他
の適宜な工具を用いて行ってもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わるガンダイオードの製造方法は、機械的にフルカット
したガンダイオード素子群を保持体上への接着固定状態
を保ったままエッチングすることにより機械的切断によ
って生じた側方のダメージ層を除去する構成であるか
ら、分離した素子群のそれぞれについてエッチングを行
う従来方法と比べて、労力と時間が大幅に節減できると
共に、寸法がそろった素子群を量産できるという効果が
奏される。
わるガンダイオードの製造方法は、機械的にフルカット
したガンダイオード素子群を保持体上への接着固定状態
を保ったままエッチングすることにより機械的切断によ
って生じた側方のダメージ層を除去する構成であるか
ら、分離した素子群のそれぞれについてエッチングを行
う従来方法と比べて、労力と時間が大幅に節減できると
共に、寸法がそろった素子群を量産できるという効果が
奏される。
【００１９】また、両面からメサエッチを行う従来方法
と異なり、ほぼ垂直な側面を形成でき、厚み方向に均一
な電流分布を実現できるという効果が奏される。
と異なり、ほぼ垂直な側面を形成でき、厚み方向に均一
な電流分布を実現できるという効果が奏される。
【００２０】
【図１】本発明の一実施例に係わるガンダイオードの製
造方法の各工程を説明するための断面図である。
造方法の各工程を説明するための断面図である。
【図２】図１の工程によって製造されるガンダイオード
の構造を示す断面図（Ａ）と平面図（Ｂ）である。
の構造を示す断面図（Ａ）と平面図（Ｂ）である。
【図３】上記実施例の製造方法を適用する縦型半導体素
子の代表例であるガンダイオードの構造を説明するため
の断面図である。
子の代表例であるガンダイオードの構造を説明するため
の断面図である。
【図４】従来方法の一つによって製造される素子の形状
を例示する断面図である。
を例示する断面図である。
１１ ｎ+ ＧａＡｓ層 １２ ｎＧａＡｓ動作層 １３ ｎ+ ＧａＡｓコンタクト層 １４，１５ 電極 １６ 接着固定用のワックス層 １７ ガラスなどの保持体 １８ エッチング液（ＥＣ）に対するレジスト層
Claims (2)
- 【請求項１】ほぼ均一な厚みを有する半導体基板にガン
ダイオードを形成し、 このガンダイオードが形成された半導体基板の表面をレ
ジスト層で覆うと共にその裏面を接着剤層を介して剛体
の保持体上に接着固定し、 前記保持体上に接着固定された半導体基板を前記レジス
ト層と共に前記半導体基板の厚み方向に前記接着材層ま
で機械的に切断することにより前記保持体上への接着固
定状態を保ったままガンダイオード素子群に分離し、 前記分離されたガンダイオード素子群を前記保持体上へ
の接着固定状態を保ったまま前記エッチング液に浸すこ
とにより前記機械的切断によって形成されたそれぞれの
側面をエッチングし、 このエッチングの終了後に前記ガンダイオード素子群を
前記保持体から取り外すことにより所望個数のガンダイ
オードを得ることを特徴とするガンダイオードの製造方
法。 - 【請求項２】前記保持体はガラス板であり接着剤層はワ
ックス層であることを特徴とする請求項１記載のガンダ
イオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11687292A JP3272766B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | ガンダイオードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11687292A JP3272766B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | ガンダイオードの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291399A JPH05291399A (ja) | 1993-11-05 |
| JP3272766B2 true JP3272766B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=14697723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11687292A Expired - Fee Related JP3272766B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | ガンダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272766B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7041579B2 (en) * | 2003-10-22 | 2006-05-09 | Northrop Grumman Corporation | Hard substrate wafer sawing process |
-
1992
- 1992-04-09 JP JP11687292A patent/JP3272766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05291399A (ja) | 1993-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |