JP3860717B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体装置の製造方法に関し、より詳しくは、階段状構造の要素である段差面を有機絶縁体で被覆する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体素子は、その表面を保護(パッシベーション)して信頼性を高めるために、有機絶縁体で被覆されることが多い。例えば図9に示すヘテロ接合バイポーラトランジスタは、表面側(図9において上面側を指す。)が有機絶縁体508で被覆されている(特開平11−186278号公報)。具体的には、半導体基板501上にエピタキシャル成長されたサブコレクタ層502、コレクタ/ベース層(コレクタ層を下側、ベース層を上側に含む)503、エミッタ層504が下層ほど広いパターンを有するようにエッチングされて、階段状の断面をもつメサ構造が形成されている。エミッタ層504、コレクタ/ベース層503、サブコレクタ層502の表面には、それぞれエミッタオーミック電極505、ベースオーミック電極506、コレクタオーミック電極507が形成されている。同公報によれば、このウエハ上に全面に、有機絶縁体に変化すべき前駆体としてサイクロテン樹脂(商品名)を、この前駆体の表面側が平坦になるようにメサ段差に比して十分厚く塗布(スピンコーティング)している。続いて、250℃の熱処理を行ってその前駆体を硬化して、目的の有機絶縁体508に変化させている。その後、有機絶縁体508の表面上に全面に酸化珪素からなる絶縁膜509を形成し、反応性イオンエッチングを行ってコンタクトホールを形成し、下部の電極505、506、507に達する配線510を形成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、有機絶縁体508は、半導体表面に成膜される際、つまり前駆体が硬化される時、それ自体でストレスを持つ場合が多い。また、有機絶縁体508は、半導体501,502,503,504や半導体表面に形成される無機絶縁膜509、金属510との間で熱膨張率が異なるため、引き続いて行われるプロセスで、熱膨張によるストレスを持つ場合がある。
【0004】
そのため、上述のようにウエハ上に全面に有機絶縁体508を厚く形成した場合、ウエハプロセス中にウエハが反って、パターン形成等が正確に行えなかったり、部分的にストレスが集中して有機絶縁体508等が割れるという問題が生じる。また、ウエハプロセス終了後にウエハがスクライブライン部で素子毎に分離されると、分離された個々の素子(チップ)が反って、後に続く実装工程が行えない、あるいは実装時の歩留りを低下させるという問題が生じる。
【0005】
そこで、この発明の目的は、半導体装置の信頼性を高められる上、有機絶縁体に起因した反りを抑制してウエハプロセス中やウエハプロセス終了後の問題を解消できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の半導体装置の製造方法は、表面側に、段差面と、前記段差面の下縁に連なる第1平坦面と、前記段差面の上縁に連なる第2平坦面とを含む階段状構造と、上記第2平坦面から上記段差面の上縁を越えて側方へ突起したひさし要素を有する半導体基板上に、所定の粘性を有し所定の有機絶縁体に変化すべき前駆体を塗布する工程と、上記前駆体を硬化して上記有機絶縁体に変化させる工程と、反応性イオンエッチングを行って、上記有機絶縁体のうち上記第1および第2平坦面上に存する部分を除去する一方、上記有機絶縁体のうち上記ひさし要素の下部に、上記段差面を覆う上記前駆体を残したサイドウォールを形成する工程とを含むことを特徴とする。
【0007】
この発明の半導体装置の製造方法によれば、階段状構造の要素である段差面が有機絶縁体からなるサイドウォールで覆われた状態となるので、作製された半導体装置の信頼性が高まる。しかも、段差面の下縁、上縁に連なる第1、第2平坦面上では上記ひさし要素の直下の部分以外には実質的に有機絶縁体が存在しない状態となるので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。つまり、平面方向のストレスがないので、プロセス中にウエハの反りが生じたり、有機絶縁体その他の部分に割れが生じたり、スクライブライン部で素子(チップ)毎に分離した際にも素子に反りが生じたりすることがない。したがって、歩留りを向上でき、製造コストを低減できる。しかも、この半導体装置の製造方法では、上記前駆体を塗布したとき、その前駆体の表面張力のお蔭で、上記ひさし要素、段差面および第1平坦面で囲まれた空間に上記前駆体が溜まる。この結果、上記サイドウォールが上記ひさし要素の突起量に応じて厚く形成される。したがって、半導体装置の信頼性がさらに高まる。
【0008】
また、別の局面では、この発明の半導体装置の製造方法は、表面側に、段差面と、前記段差面の下縁に連なる第1平坦面と、前記段差面の上縁に連なる第2平坦面とを含む階段状構造と、上記第2平坦面から上記段差面の上縁を越えて側方へ突起したひさし要素を有する半導体基板上に、所定の粘性を有し所定の有機絶縁体に変化すべき前駆体を塗布する工程と、反応性イオンエッチングを行って、上記前駆体のうち上記第1および第2平坦面上に存する部分を除去する一方、上記有機絶縁体のうち上記ひさし要素の下部に、上記段差面を覆う上記前駆体を残したサイドウォールを形成する工程と、上記サイドウォールをなす前駆体を硬化して上記有機絶縁体に変化させる工程とを含むことを特徴とする。
【0009】
この発明の半導体装置の製造方法によれば、階段状構造の要素である段差面が有機絶縁体からなるサイドウォールで覆われた状態となるので、作製された半導体装置の信頼性が高まる。しかも、段差面の下縁、上縁に連なる第1、第2平坦面上では上記ひさし要素の直下の部分以外には実質的に有機絶縁体が存在しない状態となるので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。しかも、この製造方法では前駆体を完全に硬化する前に反応性イオンエッチングを行っているので、前駆体を完全に硬化した後に反応性イオンエッチングを行う場合に比して、前駆体をエッチングする速度を大きくすることができる。したがって、下地の基板、あるいは配線材料等とのエッチング速度比を相対的に大きくすることができる。この結果、エッチング条件、エッチング時間を調整することによって、下地への損傷を小さく抑えることができる。したがって、歩留りを向上でき、製造コストを低減できる。しかも、この半導体装置の製造方法では、上記前駆体を塗布したとき、その前駆体の表面張力のお蔭で、上記ひさし要素、段差面および第1平坦面で囲まれた空間に上記前駆体が溜まる。この結果、上記サイドウォールが上記ひさし要素の突起量に応じて厚く形成される。したがって、半導体装置の信頼性がさらに高まる。
【0010】
また、別の局面では、この発明の半導体装置の製造方法は、表面側に、段差面と、前記段差面の下縁に連なる第1平坦面と、前記段差面の上縁に連なる第2平坦面とを含む階段状構造と、上記第2平坦面から上記段差面の上縁を越えて側方へ突起したひさし要素を有する半導体基板上に、所定の粘性を有し所定の有機絶縁体に変化すべき前駆体を塗布する工程と、溶剤による溶解を行って、上記前駆体のうち上記第1および第2平坦面上に存する部分を除去する一方、上記有機絶縁体のうち上記ひさし要素の下部に、上記段差面を覆う上記前駆体を残したサイドウォールを形成する工程と、上記サイドウォールをなす前駆体を硬化して上記有機絶縁体に変化させる工程とを含むことを特徴とする。
【0011】
この発明の半導体装置の製造方法によれば、階段状構造の要素である段差面が有機絶縁体からなるサイドウォールで覆われた状態となるので、作製された半導体装置の信頼性が高まる。しかも、段差面の下縁、上縁に連なる第1、第2平坦面上では上記ひさし要素の直下の部分以外には実質的に有機絶縁体が存在しない状態となるので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。しかも、この製造方法では、前駆体を溶剤で溶解しているので、反応性イオンエッチングを行う場合に比して、下地への損傷を小さく抑えることができる。また、反応性イオンエッチングを行った場合は前駆体(有機絶縁体)自身もその表面が変質して、導電性や誘電率などの電気的特性が劣化するおそれがある。これに対して、この製造方法では、前駆体を溶剤で溶解しているので、反応性イオンエッチングを行う場合に比して、前駆体(有機絶縁体)の電気的特性の劣化を抑えることができる。したがって、歩留りを向上でき、製造コストを低減できる。しかも、この半導体装置の製造方法では、上記前駆体を塗布したとき、その前駆体の表面張力のお蔭で、上記ひさし要素、段差面および第1平坦面で囲まれた空間に上記前駆体が溜まる。この結果、上記サイドウォールが上記ひさし要素の突起量に応じて厚く形成される。したがって、半導体装置の信頼性がさらに高まる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を詳細に説明する。
【0013】
(実施の形態1)
本実施の形態では、メサ構造を有するショットキーダイオードの段差面を有機絶縁体からなるサイドウォールで被覆する例について説明する。
【0014】
i) まず図1(a)に示すように、半絶縁性基板101上に、高不純物濃度のオーミック接合形成用半導体層102と低不純物濃度のショットキー接合形成用半導体層103とを階段状に有する2段のメサ構造を形成し、オーミック接合形成用半導体層102上の所定の位置に所定の厚さのオーミック電極104を形成する。
【0015】
詳しくは、本工程では、基板101上の全域に、オーミック接合形成用半導体層102とショットキー接合形成用半導体層103をエピタキシャル成長によりこの順に形成する。この上に、窒化珪素からなる無機絶縁膜をマスクとして形成し、公知の手法によりエピタキシャル層をエッチングする工程を2回行って、上層103よりも下層102の方が広くなるようにパターン加工する。これにより、半導体層103の平坦面103a、半導体層103の段差面111、半導体層102の平坦面102a、半導体層102の段差面107、基板101の平坦面101aがなす上記2段のメサ構造を形成する。このとき、オーミック接合形成用半導体層102をエッチングするためのマスクとして用いた無機絶縁膜105を残し、この無機絶縁膜105のうちオーミック接合形成用半導体層102の平坦面102a上に相当する位置に開口150を形成する。この上に、オーミック電極材料を所定の厚さに蒸着し、パターン加工および熱処理を行って、下地のオーミック接合形成用半導体層102とオーミック接触するオーミック電極104を形成する。
【0016】
この例では、無機絶縁膜105を、半導体層102の平坦面102aから段差面107の上縁を越えて側方へ突起したひさし要素114を形成するように残している。
【0017】
また、この例では、オーミック電極104の側面と半導体層103の段差面111との間の距離115(図1(b)参照)を比較的短く設定するとともに、半導体層103の平坦面103aに対するオーミック電極104の平坦面104aの高さ116(図1(b)参照)を高く設定している。
【0018】
ii) 次に図1(b)に示すように、基板101上の全域に、所定の有機絶縁体に変化すべき前駆体106をスピンコーティング法によって膜状に塗布する。
【0019】
詳しくは、本工程では、前駆体106を、粘度が低くなるよう溶媒で適度に薄めておくことによって、基板101、半導体層102,103、電極104の平坦面101a,102a,103a,104a上では薄くなる一方、半導体層102,103の段差面107,111や電極104の側面140,141の上部から下部にかけてそれぞれ次第に厚くなるように塗布する。本例では、前駆体106として、ベンゾシクロブテン(BCB:benzocyclobutene)基含有化合物として市販されているサイクロテン(商品名、ダウケミカル社製)を用いた。それを約5%の溶液とし、基板101上の平坦面101a上で、約0.1μmの膜厚となるようスピンコーティングの条件を設定した。
【0020】
この例では、無機絶縁膜105を、半導体層102の平坦面102aから段差面107の上縁を越えて側方へ突起したひさし要素114を形成するように残しているので、前駆体106を塗布したとき、その前駆体の表面張力のお蔭で、ひさし要素114、段差面107および基板101の平坦面101aで囲まれた空間に前駆体106が厚く溜まる。したがって、半導体層102の段差面107を前駆体106で確実に覆うことができる。
【0021】
また、既述のように、オーミック電極104の側面140と半導体層103の段差面111との間の距離115を短く設定する一方、半導体層103の平坦面103aに対するオーミック電極104の平坦面104aの高さ116を高く設定しているので、電極104の側面140と半導体層103の段差面111を覆う前駆体106が共通に重なっている。したがって、半導体層103の段差面111、特にその段差面の上部を、前駆体106で確実に覆うことができる。
【0022】
iii) 次に、250℃で熱処理を行って、前駆体106を完全に硬化して有機絶縁体に変化させる。この後、六フッ化硫黄(SF6)と酸素(O2)の混合ガスを用いて異方性の反応性イオンエッチングを行う。このとき、エッチング条件、エッチング時間を調整することによって、図1(c)に示すように、有機絶縁体106のうち基板101、半導体層102,103、電極104の平坦面上に存する部分を除去する一方、有機絶縁体106のうち半導体層102の段差面107、半導体層103の段差面111、電極104の側面140,141を覆う部分を残す。これにより、半導体層102の段差面107、電極104の側面140,141にそれぞれ自己整合的に有機絶縁体からなるサイドウォール108,109,110を形成する。このとき、半導体層103の段差面111は、電極104の側面140と共通にサイドウォール109によって覆われる。
【0023】
ここで、有機絶縁体106がエッチングで除去される領域を無機絶縁膜105が覆っているので、反応性イオンエッチングによる下地の半導体活性層(オーミック接合形成用半導体層102,103)に対する損傷を防止することができる。また、反応性イオンエッチングによるエッチング時間を必要最小限に短く設定することによって、基板101への損傷を少なくすることができる。
【0024】
iv) 最後に、図2(a)に示すように、基板101上の全域に、窒化珪素からなる無機絶縁膜112を形成し、この無機絶縁膜112のうちショットキー接合形成用半導体層103の平坦面103a上に相当する位置に開口151を形成する。この上に、ショットキー電極材料を所定の厚さに蒸着し、パターン加工および熱処理を行って、所定の厚さを有し下地のショットキー接合形成用半導体層103とショットキー接触するショットキー電極113を形成する。
【0025】
このようにして作製されたショットキーダイオードでは、半導体層102の段差面107、半導体層103の段差面111がそれぞれ有機絶縁体からなるサイドウォール108,109で覆われているので、信頼性が高まる。しかも、基板101や半導体層102,103の平坦面101a,102a,103a上では上記ひさし要素114の直下の部分以外には実質的に有機絶縁体が存在しないので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。つまり、平面方向のストレスがないので、プロセス中にウエハの反りが生じたり、有機絶縁体その他の部分に割れが生じたり、スクライブライン部で素子(チップ)毎に分離した際にも素子に反りが生じたりすることがない。
【0026】
なお、半導体層103の段差面111は有機絶縁体によって被覆される前に窒化珪素からなる無機絶縁膜105で覆われているが、無機絶縁膜105は段差面では膜質が疎になりやすいため、無機絶縁膜105だけでは素子の耐水性を向上させることができない場合が多い。したがって、本実施形態のように半導体層103の段差面111を有機絶縁体で被覆することは、素子の信頼性向上に有効となる。
【0027】
作製されたショットキーダイオードの平面的パターンレイアウトは、図2(b)に示すようになっている(なお、上述の図2(a)は図2(b)における線117での断面に相当する。)。この図2(b)から分かるように、ショットキー接合形成用半導体層103とオーミック接合形成用半導体層102のパターンはそれぞれ矩形状になっている。そして、無機絶縁膜105のひさし要素114は、半導体層103の段差面111の全周にわたって設けられている。したがって、前駆体106を塗布したとき、その前駆体の表面張力のお蔭で、半導体層103の段差面111が全周にわたって前駆体106で厚く覆われる。したがって、半導体層103の段差面111の全周にわたってサイドウォール108が厚く形成されて、素子の信頼性を確実に高めることができる。なお、図2(b)では、サイドウォール108のうちひさし要素114の直下に存在する部分は描かれず、ひさし要素114から側方へはみ出した部分108aのみが斜線で表されている。
【0028】
また、オーミック電極104のパターンは、矩形状パターンの半導体層103を一定間隔で囲むようにロの字形に設定されている。したがって、半導体層103の段差面111の全周をサイドウォール109で確実に覆うことができ、素子の信頼性を確実に高めることができる。
【0029】
さらに、上述の製造方法によれば、半導体層102の段差面107、半導体層103の段差面111にサイドウォール108,109がそれぞれ自己整合的に形成されるので、サイドウォールが均一な幅に仕上がる。したがって、有機絶縁体からなるサイドウォール108,109の強度を大きく、安定したものにできる。
【0030】
本実施の形態では、有機絶縁体からなるサイドウォールでショットキーダイオードのメサ構造の段差面を保護するものとしたが、当然ながらこれに限定されるものではない。本発明は、様々な種類の半導体素子の段差面の保護に適用することができる。
【0031】
たとえば、本実施の形態の有機絶縁体からなるサイドウォールを段差面に沿って形成して段差面を保護する構成、あるいは、半導体段差の上部にひさし状の突起を利用してより確実に保護を行う構成は、上記のショットキー接合形成用半導体層からなるメサ構造の半導体段差に対して行うことも可能であるし、ヘテロ接合バイポーラトランジスタや、電界効果トランジスタのメサ構造の半導体段差、さらには、メサ構造によって形成された抵抗素子の半導体段差に対しても同様に適用することができる。
【0032】
特に、この構成では、段差の近傍に配線を形成する必要がないので工程の早い時期に形成し、プロセス中における有機絶縁膜の損傷を避けられる利点を有する。
【0033】
また、段差の周辺に電極を配置する必要がないため構造の自由度が高い利点を有する。
【0034】
そのため、メサ構造の両端にオーミック電極を形成した構成の抵抗素子や、素子の異なる配線電極の間の部分に位置する半導体段差に特に有効である。
【0035】
一方、本実施の形態の半導体段差の下部に位置する電極の側壁に沿って形成された有機絶縁体からなるサイドウォールが、段差面を保護する構成も、上記のコンタクト層からなるメサ段差に対して行うことも可能であるし、ヘテロ接合バイポーラトランジスタや、電界効果トランジスタのメサ構造の半導体段差、さらには、メサ構造によって形成された抵抗素子にも同様に適用することができる。
【0036】
本構成は特に電極がメサ構造の半導体段差に近接する場合の多い縦形構造のデバイス(本構成のダイオードやヘテロ接合バイポーラトランジスタ等)においてより有効である。
【0037】
(実施の形態2)
本実施の形態では、メサ構造を有するショットキーダイオードの段差面を有機絶縁体からなるサイドウォールで被覆する例について、実施の形態1とは異なる方法を挙げて説明する。
【0038】
i) まず図1(a)に示したのと同様に、半絶縁性基板101上に、高不純物濃度のオーミック接合形成用半導体層102と低不純物濃度のショットキー接合形成用半導体層103とを階段状に有する2段のメサ構造を形成し、オーミック接合形成用半導体層102上の所定の位置に所定の厚さのオーミック電極104を形成する。
【0039】
ii) 次に図1(b)に示したのと同様に、基板101上の全域に、所定の有機絶縁体に変化すべき前駆体106をスピンコーティング法によって膜状に塗布する。ここまでの工程は、実施の形態1と全く同じである。
【0040】
iii) 次に、この実施形態では、六フッ化硫黄(SF6)と酸素(O2)の混合ガスを用いて異方性の反応性イオンエッチングを行う。このとき、エッチング条件、エッチング時間を調整することによって、図1(c)に示したのと同様に、前駆体106のうち基板101、半導体層102,103、電極104の平坦面上に存する部分を除去する一方、前駆体106のうち半導体層102の段差面107、半導体層103の段差面111、電極104の側面140,141を覆う部分を残す。
【0041】
この後、250℃で熱処理を行って、前駆体106を完全に硬化して有機絶縁体に変化させる。これにより、半導体層102の段差面107、電極104の側面140,141にそれぞれ自己整合的に有機絶縁体からなるサイドウォール108,109,110を形成する。このとき、半導体層103の段差面111は、電極104の側面140と共通にサイドウォール109によって覆われる。
【0042】
iv) 最後に、図2(a)に示したのと同様に、基板101上の全域に、窒化珪素からなる無機絶縁膜112を形成し、この無機絶縁膜112のうちショットキー接合形成用半導体層103の平坦面103a上に相当する位置に開口151を形成する。この上に、ショットキー電極材料を所定の厚さに蒸着し、パターン加工および熱処理を行って、所定の厚さを有し下地のショットキー接合形成用半導体層103とショットキー接触するショットキー電極113を形成する。
【0043】
このようにして作製されたショットキーダイオードでは、半導体層102の段差面107、半導体層103の段差面111がそれぞれ有機絶縁体からなるサイドウォール108,109で覆われているので、信頼性が高まる。しかも、基板101や半導体層102,103の平坦面101a,102a,103a上には有機絶縁体が存在しないので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。
【0044】
しかも、この実施形態では、前駆体106を完全に硬化する前に反応性イオンエッチングを行っているので、前駆体106を完全に硬化した後に反応性イオンエッチングを行う場合に比して、前駆体106をエッチングする速度を大きくすることができる。したがって、下地の基板101、基板101上の無機絶縁膜105、あるいは配線104の材料等とのエッチング速度比を相対的に大きくすることができる。この結果、エッチング条件、エッチング時間を調整することによって、下地への損傷を小さく抑えることができる。
【0045】
(実施の形態3)
本実施の形態では、メサ構造を有するショットキーダイオードの段差面を有機絶縁体からなるサイドウォールで被覆する例について、実施の形態1、実施の形態2とは異なる方法を挙げて説明する。
【0046】
i) まず図1(a)に示したのと同様に、半絶縁性基板101上に、高不純物濃度のオーミック接合形成用半導体層102と低不純物濃度のショットキー接合形成用半導体層103とを階段状に有する2段のメサ構造を形成し、オーミック接合形成用半導体層102上の所定の位置に所定の厚さのオーミック電極104を形成する。
【0047】
ii) 次に図1(b)に示したのと同様に、基板101上の全域に、所定の有機絶縁体に変化すべき前駆体106をスピンコーティング法によって膜状に塗布する。ここまでの工程は、実施の形態1、実施の形態2と全く同じである。
【0048】
iii) 次に、溶剤による溶解を行う。このとき、溶剤の組成、溶解時間を調整することによって、図1(c)に示したのと同様に、前駆体106のうち基板101、半導体層102,103、電極104の平坦面上に存する部分を除去する一方、前駆体106のうち半導体層102の段差面107、半導体層103の段差面111、電極104の側面140,141を覆う部分を残す。
【0049】
この後、250℃で熱処理を行って、前駆体106を完全に硬化して有機絶縁体に変化させる。これにより、半導体層102の段差面107、電極104の側面140,141にそれぞれ自己整合的に有機絶縁体からなるサイドウォール108,109,110を形成する。このとき、半導体層103の段差面111は、電極104の側面140と共通にサイドウォール109によって覆われる。
【0050】
iv) 最後に、図2(a)に示したのと同様に、基板101上の全域に、窒化珪素からなる無機絶縁膜112を形成し、この無機絶縁膜112のうちショットキー接合形成用半導体層103の平坦面103a上に相当する位置に開口151を形成する。この上に、ショットキー電極材料を所定の厚さに蒸着し、パターン加工および熱処理を行って、所定の厚さを有し下地のショットキー接合形成用半導体層103とショットキー接触するショットキー電極113を形成する。
【0051】
このようにして作製されたショットキーダイオードでは、半導体層102の段差面107、半導体層103の段差面111がそれぞれ有機絶縁体からなるサイドウォール108,109で覆われているので、信頼性が高まる。しかも、基板101や半導体層102,103の平坦面101a,102a,103a上には有機絶縁体が存在しないので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。
【0052】
しかも、この実施形態では、前駆体106を溶剤で溶解しているので、反応性イオンエッチングを行う場合に比して、下地への損傷を小さく抑えることができる。
【0053】
また、反応性イオンエッチングを行った場合は前駆体(有機絶縁体)106自身もその表面が変質して、導電性や誘電率などの電気的特性が劣化するおそれがある。これに対して、この実施形態では、前駆体106を溶剤で溶解しているので、反応性イオンエッチングを行う場合に比して、前駆体(有機絶縁体)106の電気的特性の劣化を抑えることができる。
【0054】
なお、上述の前駆体106を塗布した後、溶剤で溶解する工程の前に、その前駆体106が完全には硬化しない温度で予備の熱処理を行っても良い。これにより、前駆体106の溶剤に対する溶解力を適度に落とすことができ、溶解時間の制御を容易にすることができる。
【0055】
また、前駆体106を溶剤で溶解した後、250℃の本来の熱処理を行う前に、溶解力の低い別の溶剤(洗浄剤)によって洗浄を行うのが望ましい。これにより、基板101上から一旦離脱した前駆体106の片が基板101上の要素に再付着するのを低減することができる。なお、基板101上から一旦離脱した前駆体106の片が基板101上の要素に再付着した場合、再付着したものを除去するために反応性イオンエッチングを行っても良いが、この場合は本格的にエッチングを行うわけではないので、酸素プラズマによるアッシング(灰化)を採用しても良い。これにより、下地への損傷を小さく抑えることができる。
【0056】
(実施の形態4)
本実施の形態では、メサ構造を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタの段差面を有機絶縁体からなるサイドウォールで被覆する例について説明する。
【0057】
i) まず図3(a)に示すように、半絶縁性基板201上に、サブコレクタ層203、コレクタ層205、ベース層206、エミッタ層208を階段状に有する3段のメサ構造を形成する。詳しくは、本工程では、基板201上の全域に、サブコレクタ層203、コレクタ層205、ベース層206、エミッタ層208をエピタキシャル成長によりこの順に形成する。この上に、窒化珪素からなる無機絶縁膜をマスクとして形成し、公知の手法によりエピタキシャル層をエッチングする工程を3回行って、上層のエミッタ層208、その下層のベース層206およびコレクタ層205、さらに下層のサブコレクタ層203の順に次第に広くなるようにパターン加工する。これにより、エミッタ層208の平坦面208a、エミッタ層208の段差面209、ベース層206の平坦面206a、ベース層206およびコレクタ層205の段差面207、サブコレクタ層203の平坦面203a、サブコレクタ層203の段差面204、基板201の平坦面201aがなす上記3段のメサ構造を形成する。なお、ベース層206とコレクタ層205とは同じパターンで加工されている。
【0058】
次に、エミッタ層208、ベース層206、サブコレクタ層203上の所定の位置にそれぞれ所定の厚さのエミッタオーミック電極210、ベースオーミック電極211、コレクタオーミック電極212を形成し、さらに各オーミック電極210,211,212上の所定の位置にそれぞれ所定の厚さのエミッタ配線電極213、ベース配線電極214、コレクタ配線電極215を形成する。この例では、各配線電極213,214,215の厚みを1.5μmに設定するとともに、各オーミック電極210,211,212の厚みをそれよりも十分に薄く設定した。詳しくは後述するが、エミッタオーミック電極210とエミッタ配線電極213は、エミッタ層208の平坦面208a上の全域を占めている。
【0059】
この後、基板201上の全域に、窒化珪素からなる無機絶縁膜202を形成する。なお、実施の形態1に関して述べたとおり、この窒化珪素からなる無機絶縁膜202だけでは、素子の耐水性を向上させることができない場合が多い。
【0060】
ii) 次に、図3(b)に示すように、基板201上の全域に、所定の有機絶縁体に変化すべき前駆体216をスピンコーティング法によって膜状に塗布する。
【0061】
詳しくは、本工程では、前駆体216を、粘度が低くなるよう溶媒で適度に薄めておくことによって、基板201、半導体層203,206、電極213,214,215の平坦面201a,203a,206a,213a,214a,215a上では薄くなる一方、半導体層203,205,206,208の段差面204,207,209や電極213,214,215の側面240,241,242,243,244の上部から下部にかけてそれぞれ次第に厚くなるように塗布する。本例では、前駆体216として、実施の形態1と同様に、ベンゾシクロブテン(BCB:benzocyclobutene)基含有化合物として市販されているサイクロテン(商品名、ダウケミカル社製)を用いた。それを約5%の溶液とし、基板201上の平坦面201a上で、約0.1μmの膜厚となるようスピンコーティングの条件を設定した。
【0062】
この例では、エミッタ配線電極213の側面244がエミッタ層208の段差面209の直上に位置しているので、エミッタ配線電極213の側面244とエミッタ層208の段差面209とを前駆体216が連なって覆っている。また、ベース配線電極214の側面243とベース層206、コレクタ層205の段差面207との間の距離227を短く設定する一方、ベース配線電極214の高さを高く設定しているので、ベース配線電極214の側面243とベース層206、コレクタ層205の段差面207とを前駆体216が連なって覆っている。同様に、コレクタ配線電極215の側面241とサブコレクタ層203の段差面204との間の距離229を短く設定する一方、コレクタ配線電極215の高さを高く設定しているので、コレクタ配線電極215の側面241とサブコレクタ層203の段差面204とを前駆体216が連なって覆っている。したがって、エミッタ層208の段差面209、ベース層206、コレクタ層205の段差面207、サブコレクタ層203の段差面204、特にそれらの段差面の上部を、前駆体216で確実に覆うことができる。
【0063】
iii) 次に、250℃で熱処理を行って、前駆体216を完全に硬化して有機絶縁体に変化させる。この後、六フッ化硫黄(SF6)と酸素(O2)の混合ガスを用いて異方性の反応性イオンエッチングを行う。このとき、エッチング条件、エッチング時間を調整することによって、図4に示すように、有機絶縁体216のうち基板201、半導体層203,206、電極213,214,215の平坦面上に存する部分を除去する一方、有機絶縁体216のうちエミッタ配線電極213の側面244とエミッタ層208の段差面209とを連なって覆う部分、ベース配線電極214の側面242を覆う部分、ベース配線電極214の側面243とベース層206、コレクタ層205の段差面207とを連なって覆う部分、コレクタ配線電極215の側面241とサブコレクタ層203の段差面204とを連なって覆う部分を残す。これにより、該当箇所にそれぞれ自己整合的に有機絶縁体からなるサイドウォール218,220,219,221を形成する。
【0064】
ここで、有機絶縁体216がエッチングで除去される領域を無機絶縁膜202が覆っているので、反応性イオンエッチングによる下地の半導体活性層(エミッタ層208、ベース層206、コレクタ層205、サブコレクタ層203)に対する損傷を防止することができる。また、反応性イオンエッチングによるエッチング時間を必要最小限に短く設定することによって、基板201への損傷を少なくすることができる。
【0065】
iv) 最後に、基板201上の全域に、窒化珪素からなる無機絶縁膜217を形成する。
【0066】
このようにして作製されたヘテロ接合バイポーラトランジスタでは、エミッタ層208の段差面209、ベース層206、コレクタ層205の段差面207、サブコレクタ層203の段差面204がそれぞれ有機絶縁体からなるサイドウォール218,219,221で覆われているので、信頼性が高まる。しかも、基板201や半導体層203,206、電極213,214,215の平坦面201a,203a,206a,213a,214a,215a上には有機絶縁体が存在しないので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。つまり、平面方向のストレスがないので、プロセス中にウエハの反りが生じたり、有機絶縁体その他の部分に割れが生じたり、スクライブライン部で素子(チップ)毎に分離した際にも素子に反りが生じたりすることがない。
【0067】
さらに、上述の製造方法によれば、エミッタ層208の段差面209、ベース層206、コレクタ層205の段差面207、サブコレクタ層203の段差面204にサイドウォール218,219,221がそれぞれ自己整合的に形成されるので、サイドウォールが均一な幅に仕上がる。したがって、有機絶縁体からなるサイドウォール218,219,221の強度を大きく、安定したものにできる。
【0068】
なお、前駆体216を塗布した時、コレクタ配線電極215の側面240とベース層206、コレクタ層205の段差面207とを前駆体216が連なって覆っていても良い。その場合、コレクタ配線電極215の側面240もまた、有機絶縁体からなるサイドウォールで覆われた状態になる。
【0069】
作製されたショットキーダイオードの平面的パターンレイアウトは、図5に示すようになっている(なお、上述の図4は図5における線222での断面に相当する。)。エミッタ層208およびその上のエミッタ配線電極213(およびエミッタオーミック電極210)のパターンは、図5における縦方向に細長い矩形状のものとされている。エミッタ配線電極213の端部(図5における下端)からエミッタ配線224Eが、エミッタ配線電極213の幅よりも広い一定の幅で図5における左右両側へ連続して延びて、素子周辺部223Eに至っている。
【0070】
ベース層206(およびコレクタ層205)のパターンはエミッタ層208のパターンよりも幅広の矩形状のものとされている。ベース配線電極214(およびベースオーミック電極210)のパターンは、ベース層206のうちエミッタ層208の両側にはみ出した部分の表面を、それぞれエミッタ配線電極213と平行に延びる細長い矩形状のものとされている。一対のベース配線電極214の端部(図5における上端)からベース配線224Bが、ベース配線電極214の幅よりも広い一定の幅で図5における上方向へ連続して延びて、素子周辺部223Bに至っている。
【0071】
サブコレクタ層203のパターンはベース層206よりも幅広の矩形状のものとされている。コレクタ配線電極215(およびコレクタオーミック電極212)のパターンは、サブコレクタ層203のうちベース層206の両側にはみ出した部分の表面を、それぞれベース配線電極214と平行に延びる細長い略矩形状のものとされている。一対のコレクタ配線電極215の端部(図5における下端)からコレクタ配線224Cが、コレクタ配線電極215の幅よりも広い一定の幅で図5における下方向へ連続して延びて、素子周辺部223Cに至っている。
【0072】
なお、エミッタ配線224E、ベース配線224B、コレクタ配線224Cのうちメサ構造をなす段差面209,207,204を越える部分は空中配線となっている。したがって、前駆体216を塗布した時、その部分の直下にも前駆体(有機絶縁体)216が充填される。しかも、空中配線が存在するので、前駆体216の表面張力のお蔭で、前駆体216が確実に段差面209,207,204、特に段差面の上部を覆う。したがって、メサ構造をなす段差面209,207,204の全周をサイドウォール218,219,221で確実に覆うことができ、素子の信頼性を確実に高めることができる。
【0073】
本実施の形態では、有機絶縁体からなるサイドウォールでヘテロ接合バイポーラトランジスタのメサ構造の段差面を保護するものとしたが、当然ながらこれに限定されるものではない。本発明は、様々な種類の半導体素子の段差面の保護に適用することができる。
【0074】
たとえば、本実施の形態の、段差面の上縁に連なる平坦面上に電極を形成して、その電極の側面と上記段差面とを前駆体が連なって覆うようにした構成は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ以外にも、ダイオード、あるいは、電界効果トランジスタの半導体段差、さらには、メサ構造によって形成された抵抗素子に対しても同様に適用することができる。
【0075】
特に、本構成では、メサ段差に近接してメサ段差上に電極を形成するため、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのように微細な素子領域に段差と配線電極が平行に形成された構造において、より有効に効果を発揮する。
【0076】
(実施の形態5)
本実施の形態では、メサ構造を有する電界効果トランジスタの段差面を有機絶縁体からなるサイドウォールで被覆する例について説明する。
【0077】
i) まず図6(a)の断面図に示すように、半絶縁性基板301上に、電界効果トランジスタのチャネル層を含む1段のメサ構造を形成する。
【0078】
詳しくは、基板301上の全域に、バッファ層、2次元電子ガスチャネルを生成するチャネル層、ドナー層、ショットキー層、キャップ層の多層構造を有する、エピタキシャル成長により形成する。公知の手法により、この半導体層302をエッチングしてパターン加工する。これにより、基板301の平坦面301a、半導体層302の段差面305、半導体層302の平坦面302aがなす上記1段のメサ構造を形成する。
【0079】
平面的に見た場合、半導体層302のパターンは、図6(b)中に示すように、図において下方へ開いたコの字状になっている(なお、図6(a)は図6(b)における線303での断面に相当する。)。
【0080】
次に図6(b)中に示すように、基板301上に、一対のソース電極306と、ドレイン電極307と、ゲート電極308と、ゲート電極引き出し配線310を形成する。
【0081】
詳しくは、まずソース電極306とドレイン電極307を形成する。ソース電極306のパターンは、それぞれ半導体層302の辺部分320上を覆っている。ドレイン電極307のパターンは、半導体層302の中央部分321を覆い、ソース電極306に対して一定の距離だけ離間している。次に、半導体層302の2辺に相当する部分(辺部分)320のうちソース電極306とドレイン電極307との隙間に相当する領域に、リセス溝330を形成する(図示しないキャップ層をリセスエッチングしてショットキー層を露出させる。)。このリセス溝330上に、ショットキー接合をなすゲート電極材料を蒸着してゲート電極308を形成する。ゲート電極308のパターンは、ソース電極306とドレイン電極307に対して微小距離だけ離間して、図6(b)において横方向に細長く延びている。この結果、図6(c)(図6(b)のものを右側方から見たもの)に示すように、ソース電極306とドレイン電極307との間の隙間は、リセス溝330によって窪んだ状態になっている。つまり、そこに半導体層302の段差面315(図7(b)参照)が生じている。
【0082】
ii) 次に図1(b)に示したのと同様に、基板301上の全域に、所定の有機絶縁体に変化すべき前駆体309をスピンコーティング法によって膜状に塗布する。
【0083】
詳しくは、本工程では、前駆体309を、粘度が低くなるよう溶媒で適度に薄めておくことによって、基板301、半導体層302、電極306,307,310の平坦面301a,302a,306a,307a,310a上では薄くなる一方、半導体層302の段差面305や電極306,307,310の側面341,342,343の上部から下部にかけてそれぞれ次第に厚くなるように塗布する。このとき、リセス溝330内も前駆体309によって完全に埋められる。本例では、前駆体309として、実施の形態1と同様に、ベンゾシクロブテン(BCB:benzocyclobutene)基含有化合物として市販されているサイクロテン(商品名、ダウケミカル社製)を用いた。それを約5%の溶液とし、基板301上の平坦面301a上で、約0.1μmの膜厚となるようスピンコーティングの条件を設定した。
【0084】
iii) 次に、250℃で熱処理を行って、前駆体309を完全に硬化して有機絶縁体に変化させる。この後、六フッ化硫黄(SF6)と酸素(O2)の混合ガスを用いて異方性の反応性イオンエッチングを行う。このとき、エッチング条件、エッチング時間を調整することによって、図7(a)(b)(c)に示すように、有機絶縁体309のうち基板301、半導体層302、電極306,307,310の平坦面上に存する部分を除去する一方、有機絶縁体309のうち半導体層302の段差面305、電極306,307,310の側面341,342,343、リセス溝330内の段差面315を覆う部分を残す。これにより、半導体層302の段差面305、電極306,307,310の側面341,342,343、リセス溝330内の段差面315にそれぞれ自己整合的に有機絶縁体からなるサイドウォール312,313,314,319,312′を形成する。なお、図7(b)では、リセス溝330内の段差面315を表すために、ゲート電極308の図示が省略されている。
【0085】
iv) 最後に、基板301上の全域に、窒化珪素からなる無機絶縁膜311を形成する。
【0086】
このようにして作製された電界効果トランジスタでは、半導体層302の段差面305、電極306,307,310の側面341,342,343、リセス溝330内の段差面315がそれぞれ有機絶縁体からなるサイドウォール312,313,314,319,312′で覆われているので、信頼性が高まる。特に、半導体層302の段差面305のうちソース電極306とドレイン電極307との間に露出した部分や、リセス溝330内の段差面315を有機絶縁体で覆うことができるので、確実に信頼性を高めることができる。
【0087】
しかも、基板301や半導体層302、電極306,307,310の平坦面301a,302a,306a,307a,310a上には有機絶縁体が存在しないので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。つまり、平面方向のストレスがないので、プロセス中にウエハの反りが生じたり、有機絶縁体その他の部分に割れが生じたり、スクライブライン部で素子(チップ)毎に分離した際にも素子に反りが生じたりすることがない。
【0088】
さらに、上述の製造方法によれば、半導体層302の段差面305、電極306,307,310の側面341,342,343、リセス溝330内の段差面315にサイドウォール312,313,314,319,312′がそれぞれ自己整合的に形成されるので、サイドウォールが均一な幅に仕上がる。したがって、有機絶縁体からなるサイドウォール312,313,314,319,312′の強度を大きく、安定したものにできる。
【0089】
本実施の形態では、有機絶縁体からなるサイドウォールで電界効果トランジスタのメサ構造の段差面を保護するものとしたが、当然ながらこれに限定されるものではない。本発明は、様々な種類の半導体素子の段差面の保護に適用することができる。
【0090】
たとえば、本実施の形態の、半導体段差の上部から下部に連続して形成された電極の側壁に沿って有機絶縁体からなるサイドウォールを形成し、そのサイドウォールにより段差面を保護する構成は、電界効果トランジスタ以外にも、ダイオードやヘテロ接合バイポーラトランジスタのメサ構造の半導体段差、あるいは、メサ構造によって形成された抵抗素子にも同様に適用することができる。また、電極が空中配線形状であっても良く、実施の形態4での空中配線部分224の側壁のメサ段差を横切る部分がそれに相当している。
【0091】
特に、本構成では、段差の上下に電極を配置できない部分の段差面をより確実に保護できる利点を有する。したがって、異なる複数の配線間の間隙から露出する半導体段差に有効に適用することができる。この場合、本構成のように電極を対向させると、その間の段差面をより確実に保護できる利点を有する。
また、実施の形態2乃至実施の形態4では、図1(b)や図2(b)中に示したひさし要素114について言及していないが、当然ながら、各実施の形態でもひさし要素114を設けることができ、そのひさし要素の直下に上記前駆体を溜めることができる。この結果、上記ひさし要素の突起量に応じて厚くサイドウォールを形成でき、したがって、半導体装置の信頼性をさらに高めることができる。
【0092】
(実施の形態1乃至実施の形態5に共通の変形)
上述の実施の形態1乃至実施の形態5では、有機絶縁体として、ベンゾシクロブテン基含有化合物を含有する樹脂組成物の硬化体を用いた。このベンゾシクロブテン基含有化合物としては、分子中にベンゾシクロブテン基を有するモノマータイプや、オリゴマーないしポリマー等の部分反応物タイプなどの様々な化合物を用いることができる。
【0093】
また、これらの材料は、分子内にオルガノシロキサン架橋や、ナフタレン環を有することで耐熱性が向上するので、半導体工程に使用しやすく、かつ保護効果をより高くすることができる。なかでも、ポリオルガノシロキサン架橋ビスベンゾシクロブテン単量体(特開平1−197491号公報)、アリールシクロブテンを含んでなる組成物およびそれから製造された重合体組成物(特開昭63−501157号公報)あるいは、そのオリゴマーなどがより好ましい。
【0094】
また、ベンゾシクロブテン樹脂(ポリマー)は、低誘電率有機材料であり、誘電率が2.7程度と低い。
【0095】
本発明では、半導体素子部や配線部等、電解が集中する部分の側壁に有機絶縁体を形成するので、有機絶縁体は低誘電率であることが好ましい。
【0096】
その面では、ベンゾシクロブテン樹脂(ポリマー)以外に、低誘電率絶縁体の材料の使用が可能であり、有機SOG(Spin On Glass、比誘電率約3〜3.5)、ポリアリールエーテルやポリイミド(比誘電率約3〜3.5)等の耐熱性樹脂、フッ化ポリイミド(比誘電率約2.7)、フレア(Flear、商標名)、フッ化パリレン(AF―4、商標名、比誘電率約2.4)、サイトップ(商標名、比誘電率2.1)、フッ化ポリアリールエーテル(比誘電率2.6)、テフロン(商標名、比誘電率2.1〜1.9)、フッ化アモルファスカーボン等のフロロカーボン樹脂等も利用できる。
【0097】
しかし、ベンゾシクロブテン樹脂(ポリマー)は、ポリイミド樹脂に比較して吸水率が10分の1程度と低いため、表面保護膜として使用した際、半導体装置の耐湿性の向上効果が大きくより好ましい。
【0098】
また、上記の実施の形態では、熱硬化により前駆体から有機絶縁膜を形成する材料の例をあげたが、熱硬化以外に、紫外線照射などにより硬化する性質の有機絶縁体材料を使用することもできる。
【0099】
一般に、有機絶縁体の多くは、酸素に対して耐性が低く、空気中で加熱された場合、100℃から200℃の温度でも顕著に劣化し、誘電率や電気伝導率などの電気的な特性に変化を生じる場合がある。特に半導体工程で通常使用する酸素プラズマによるレジスト除去の工程を行うと有機絶縁体の表面に著しい凹凸を生じる場合がある。従来の構造では、素子、あるいはウエハの全面に有機絶縁体を形成するため、どうしても有機絶縁体が露出する工程が生じてしまい、仕方なく通常より処理温度を下げたり、上記の酸素プラズマによるレジストの残さ除去を省いたりするため、素子の製造歩留りを低下させる要因となっていた。あるいは、有機絶縁膜の酸素による劣化を防ぐため、全面に形成した有機絶縁体の表面に無機絶縁膜を形成すると、有機絶縁体と無機絶縁膜の熱膨張率の差によるストレスが局所に集中して無機絶縁膜が割れる場合が多くやはり製品歩留りの低下の要因となっていた。
【0100】
それに対し、本発明では、図4に示したように、無機絶縁膜で全体を被覆することで有機絶縁体を被覆して次のショットキー電極の形成でも有機絶縁体が露出することなく行えている。つまり、有機絶縁体を段差面のみに形成していることで、配線上のほとんどの場所に有機絶縁膜が存在しないため、無機絶縁膜で被覆した後、有機絶縁体を露出させることなく次の工程を行うことができる。
【0101】
上記の説明では触れていないが、実際には、ショットキー電極やオーミック電極から配線を引き出す工程、あるいは、配線上にさらに厚い配線を形成し配線抵抗を低減させる構造とする工程、配線電極をさらに接続して回路を構成する工程、スクライブラインを形成する工程、さらにはウエハから切り出し、素子毎に分離し、パッケージ等に実装する工程が行われる。これらの工程においても、本発明の構造では、同じように有機絶縁体を露出させることなく行うことができる。
【0102】
(実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態1から実施の形態5の半導体装置を用いて構成したアンテナ一体型の無線通信回路装置の例について説明する。
【0103】
本実施の形態の無線通信回路装置は、図8に示すように、セラミック基板402上に並べて搭載された無線送信回路装置を構成するIC(集積回路チップ)401Aと、無線受信回路装置を構成するIC401Bとを備えている。これらのIC401A,401Bは、セラミック基板402に樹脂接着剤406で貼り付けられた金属カバー405によって覆われている。基板裏面にはアンテナ407が一体に設けられている。特に30GHzから90GHzの超高周波の通信では、ケーブルを介することによる伝送損失を避けるために、このようなアンテナ一体型の構成が必要とされる。
【0104】
無線送信回路装置を構成するIC401Aは、ローカル信号を逓倍し、ミキサに入力し、1GHzから3GHzの入力信号を60GHzから64GHzのミリ波帯域に周波数変換し、増幅回路で増幅し、基板裏面のアンテナ407から送信する。無線受信回路装置を構成するIC401Bは、60GHzから64GHzのミリ波帯域の無線信号を基板裏面のアンテナ407によって受信し、増幅回路で増幅し、同じく逓倍されたローカル信号が入力されたミキサ回路で1GHzから3GHzの信号に周波数変換して出力する。
【0105】
IC401A,401Bは、それぞれ実施の形態1から実施の形態5で作製された半導体装置を含んでいる。これらのIC401A,401Bの作製に当たっては、半導体基板上にそれらの半導体装置の各電極につながる入出力回路を形成し、HBTやFETによる増幅回路と、ローカル発振器、ローカル信号周波数を逓倍する信号逓倍回路、ダイオードによるミキサ回路をそれぞれ構成する。そのような半導体基板を50μmの厚さに研磨し、裏面に金錫合金403A,403Bを蒸着し、スクライブラインで切断する。このようにして、チップの形態のIC401A,401Bが得られる。
【0106】
IC401A,401Bの実装に当たっては、セラミック基板402上の金からなる回路パターン(図示せず)に、各IC裏面の金錫合金403A,403Bを接触させ、250℃以上の加熱を加えて両者を接合する。次に、IC401A,401Bの表面の電極パッド(図示せず)とセラミック基板402上の金からなる回路パターンとをボンディングワイヤ404により配線する。その後、セラミック基板402に金属カバー405を樹脂接着剤406で貼り付けて、IC401A,401Bを封止する。
【0107】
このアンテナ一体型の無線通信回路装置では、実施の形態1から実施の形態5の半導体装置を用いてIC401A,401Bを構成しているので、IC401A,401Bの耐水性が高まっている。したがって、上述のような樹脂接着剤406による封止や、樹脂パッケージを用いることが可能となる。したがって、製造コストを低減できる。なお、従来は、素子の耐水性が不十分であったため、溶融金属によるパッケージの気密封止を行う必要があり、高コストとなっていた。
【0108】
また、IC401A,401Bとセラミック基板402との接合に金錫合金を使用しているので、IC401A,401Bからセラミック基板402へ熱が伝わり易い。したがって、IC401A,401Bの温度上昇を抑えることができ、装置が長時間故障せず動作することができる。
【0109】
また、このアンテナ一体型の無線通信回路装置では、実施の形態1から実施の形態5の半導体装置を用いてIC401A,401Bを構成しているので、IC401A,401Bをセラミック基板402に金錫合金403A,403Bで250℃以上の加熱を加えて接合する時、有機絶縁体のせいで素子が劣化することがない。したがって、実装時の歩留りを向上でき、製造コストをさらに低減できる。これに対して、従来技術のように素子の全面に有機絶縁体を形成した構成では、有機絶縁体の熱膨張のせいで無機絶縁膜にクラックが入って劣化する場合があり、実装時の歩留りが低下し、製造コストを上昇させる要因となっていた。
【0110】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体装置の製造方法によれば、階段状構造の要素である段差面が有機絶縁体からなるサイドウォールで覆われた状態となるので、作製された半導体装置の信頼性が高まる。しかも、段差面の下縁、上縁に連なる第1、第2平坦面上では上記ひさし要素の直下の部分以外には実質的に有機絶縁体が存在しない状態となるので、有機絶縁体に起因した反りを抑制できる。したがって、ウエハプロセス中やウエハプロセス終了後に問題が生じない。したがって、歩留りを向上でき、製造コストを低減できる。しかも、この半導体装置の製造方法では、上記前駆体を塗布したとき、その前駆体の表面張力のお蔭で、上記ひさし要素、段差面および第1平坦面で囲まれた空間に上記前駆体が溜まる。この結果、上記サイドウォールが上記ひさし要素の突起量に応じて厚く形成される。したがって、半導体装置の信頼性がさらに高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態のショットキーダイオードの製造方法を説明する工程断面図である。
【図2】 上記製造方法により作製されたショットキーダイオードの断面と平面パターンレイアウトを示す図である。
【図3】 この発明の一実施形態のヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。
【図4】 上記製造方法により作製されたヘテロ接合バイポーラトランジスタの断面図である。
【図5】 上記製造方法により作製されたヘテロ接合バイポーラトランジスタの平面パターンレイアウトを示す図である。
【図6】 この発明の一実施形態の電界効果トランジスタの製造方法を説明する図である。
【図7】 上記製造方法により作製された電界効果トランジスタを示す図である。
【図8】 上記各製造方法により作製された半導体装置を用いて構成された無線通信回路装置の構造を示す図である。
【図9】 半導体素子を有機絶縁体で被覆する従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
102 オーミック接合形成用半導体層
103 ショットキー接合形成用半導体層
104 オーミック電極
106,216,309 前駆体
107,111,204,207,209,305,315 段差面
108,109,110,218,219,220,221,312,312′,313,314 有機絶縁体からなるサイドウォール
114 ひさし要素
203 サブコレクタ層
205 コレクタ層
206 ベース層
208 エミッタ層
213 エミッタ配線電極
214 ベース配線電極
215 コレクタ配線電極
302 半導体層
401A,401B IC[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for coating a step surface, which is an element of a stepped structure, with an organic insulator.
[0002]
[Prior art]
Semiconductor elements are often coated with an organic insulator in order to protect (passivate) the surface and increase reliability. For example, the heterojunction bipolar transistor shown in FIG. 9 is covered with an
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the
[0004]
Therefore, when the
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of improving the reliability of a semiconductor device and suppressing problems caused by an organic insulator to solve problems during and after the wafer process. There is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention has A stepped surface, A stepped structure including a first flat surface continuous with the lower edge of the step surface and a second flat surface continuous with the upper edge of the step surface; and a side beyond the upper edge of the step surface from the second flat surface. A step of applying a precursor having a predetermined viscosity and changing to a predetermined organic insulator on a semiconductor substrate having an eaves element projecting in the direction; and curing the precursor to change it to the organic insulator And step of reactive ion etching to remove portions of the organic insulator existing on the first and second flat surfaces, while the stepped surface is formed below the eaves element of the organic insulator. Forming a sidewall leaving the precursor covering the substrate.
[0007]
According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the stepped surface, which is an element of the staircase structure, is covered with the sidewall made of an organic insulator, so that the reliability of the manufactured semiconductor device is improved. Moreover, on the first and second flat surfaces connected to the lower edge and the upper edge of the step surface, there is substantially no organic insulator except for the portion immediately below the eaves element. Warping can be suppressed. Therefore, no problem occurs during or after the wafer process. In other words, since there is no stress in the planar direction, the wafer warps during the process, the organic insulator and other parts crack, and the element warps even when it is separated for each element (chip) at the scribe line part. Will not occur. Therefore, the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, in this method of manufacturing a semiconductor device, when the precursor is applied, the precursor accumulates in a space surrounded by the eaves element, the step surface, and the first flat surface due to the surface tension of the precursor. . As a result, the sidewall is formed thick according to the projection amount of the eaves element. Therefore, the reliability of the semiconductor device is further increased.
[0008]
In another aspect, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is provided on the surface side. A stepped surface, A stepped structure including a first flat surface continuous with the lower edge of the step surface and a second flat surface continuous with the upper edge of the step surface; and a side beyond the upper edge of the step surface from the second flat surface. A step of applying a precursor having a predetermined viscosity and changing to a predetermined organic insulator on a semiconductor substrate having an eaves element protruding in the direction, and performing reactive ion etching, Removing a portion existing on the first and second flat surfaces, and forming a sidewall leaving the precursor covering the stepped surface under the eaves element of the organic insulator; And a step of curing the precursor forming the wall to change to the organic insulator.
[0009]
According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the stepped surface, which is an element of the staircase structure, is covered with the sidewall made of an organic insulator, so that the reliability of the manufactured semiconductor device is improved. Moreover, on the first and second flat surfaces connected to the lower edge and the upper edge of the step surface, there is substantially no organic insulator except for the portion immediately below the eaves element. Warping can be suppressed. Therefore, no problem occurs during or after the wafer process. In addition, in this manufacturing method, the reactive ion etching is performed before the precursor is completely cured. Therefore, the precursor is etched as compared with the case where the reactive ion etching is performed after the precursor is completely cured. The speed can be increased. Therefore, the etching rate ratio with the underlying substrate or wiring material can be relatively increased. As a result, by adjusting the etching conditions and the etching time, damage to the base can be suppressed to a low level. Therefore, the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, in this method of manufacturing a semiconductor device, when the precursor is applied, the precursor accumulates in a space surrounded by the eaves element, the step surface, and the first flat surface due to the surface tension of the precursor. . As a result, the sidewall is formed thick according to the projection amount of the eaves element. Therefore, the reliability of the semiconductor device is further increased.
[0010]
In another aspect, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is provided on the surface side. A stepped surface, A stepped structure including a first flat surface continuous with the lower edge of the step surface and a second flat surface continuous with the upper edge of the step surface; and a side beyond the upper edge of the step surface from the second flat surface. A step of applying a precursor having a predetermined viscosity and changing to a predetermined organic insulator on a semiconductor substrate having an eaves element protruding in the direction, and dissolving with a solvent, and the first of the precursors Removing a portion existing on the first and second flat surfaces, and forming a sidewall leaving the precursor covering the stepped surface under the eaves element of the organic insulator; and the sidewall And a step of curing the precursor to form the organic insulator.
[0011]
According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the stepped surface, which is an element of the staircase structure, is covered with the sidewall made of an organic insulator, so that the reliability of the manufactured semiconductor device is improved. Moreover, on the first and second flat surfaces connected to the lower edge and the upper edge of the step surface, there is substantially no organic insulator except for the portion immediately below the eaves element. Warping can be suppressed. Therefore, no problem occurs during or after the wafer process. In addition, in this manufacturing method, since the precursor is dissolved in the solvent, damage to the base can be suppressed as compared with the case where reactive ion etching is performed. In addition, when reactive ion etching is performed, the surface of the precursor (organic insulator) itself may change, and electrical characteristics such as conductivity and dielectric constant may be deteriorated. On the other hand, in this manufacturing method, since the precursor is dissolved in a solvent, it is possible to suppress deterioration of the electrical characteristics of the precursor (organic insulator) as compared with the case where reactive ion etching is performed. it can. Therefore, the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, in this method of manufacturing a semiconductor device, when the precursor is applied, the precursor accumulates in a space surrounded by the eaves element, the step surface, and the first flat surface due to the surface tension of the precursor. . As a result, the sidewall is formed thick according to the projection amount of the eaves element. Therefore, the reliability of the semiconductor device is further increased.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0013]
(Embodiment 1)
In this embodiment, an example in which a step surface of a Schottky diode having a mesa structure is covered with a sidewall made of an organic insulator will be described.
[0014]
i) First, as shown in FIG. 1A, a high impurity concentration ohmic junction forming
[0015]
Specifically, in this step, the ohmic junction forming
[0016]
In this example, the inorganic
[0017]
In this example, the distance 115 (see FIG. 1B) between the side surface of the
[0018]
ii) Next, as shown in FIG. 1B, a
[0019]
Specifically, in this step, the
[0020]
In this example, since the inorganic
[0021]
Further, as described above, the distance 115 between the
[0022]
iii) Next, heat treatment is performed at 250 ° C. to completely cure the
[0023]
Here, since the inorganic
[0024]
iv) Finally, as shown in FIG. 2A, an inorganic
[0025]
In the Schottky diode manufactured as described above, the stepped
[0026]
Note that the
[0027]
The planar pattern layout of the manufactured Schottky diode is as shown in FIG. 2B (note that FIG. 2A described above corresponds to a cross section taken along
[0028]
In addition, the pattern of the
[0029]
Furthermore, according to the manufacturing method described above, the
[0030]
In the present embodiment, the stepped surface of the mesa structure of the Schottky diode is protected by the side wall made of an organic insulator. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to the protection of step surfaces of various types of semiconductor elements.
[0031]
For example, the sidewall made of the organic insulator according to the present embodiment is formed along the step surface to protect the step surface, or more reliably protected by using an eave-like protrusion on the upper portion of the semiconductor step. The configuration to be performed can be performed on the semiconductor step of the mesa structure formed of the semiconductor layer for forming the Schottky junction, the semiconductor step of the mesa structure of the heterojunction bipolar transistor or the field effect transistor, The same can be applied to the semiconductor step of the resistance element formed by the mesa structure.
[0032]
In particular, this configuration has an advantage that it is not necessary to form a wiring in the vicinity of the step, so that it is formed at an early stage of the process, and damage to the organic insulating film during the process can be avoided.
[0033]
In addition, there is an advantage that the degree of freedom of structure is high because it is not necessary to arrange electrodes around the steps.
[0034]
Therefore, it is particularly effective for a resistance element having a configuration in which ohmic electrodes are formed at both ends of the mesa structure and a semiconductor step located in a portion between different wiring electrodes of the element.
[0035]
On the other hand, the configuration in which the side wall made of an organic insulator formed along the side wall of the electrode located under the semiconductor step of the present embodiment protects the step surface is also in contrast to the mesa step made of the contact layer. The present invention can also be applied to a semiconductor step of a mesa structure of a heterojunction bipolar transistor or a field effect transistor, and further to a resistance element formed by a mesa structure.
[0036]
This configuration is particularly effective in a vertical structure device (such as a diode or a heterojunction bipolar transistor of this configuration) in which the electrodes are often close to a mesa semiconductor step.
[0037]
(Embodiment 2)
In this embodiment, an example in which a step surface of a Schottky diode having a mesa structure is covered with a sidewall made of an organic insulator will be described with reference to a method different from that in Embodiment 1.
[0038]
i) First, as shown in FIG. 1A, a high impurity concentration ohmic junction forming
[0039]
ii) Next, as shown in FIG. 1B, the
[0040]
iii) Next, in this embodiment, sulfur hexafluoride (SF) 6 ) And oxygen (O 2 Anisotropic reactive ion etching is performed using a mixed gas. At this time, by adjusting the etching conditions and the etching time, a portion of the
[0041]
Thereafter, heat treatment is performed at 250 ° C. to completely cure the
[0042]
iv) Finally, as shown in FIG. 2A, an inorganic
[0043]
In the Schottky diode manufactured as described above, the stepped
[0044]
In addition, in this embodiment, since the reactive ion etching is performed before the
[0045]
(Embodiment 3)
In this embodiment, an example in which a stepped surface of a Schottky diode having a mesa structure is covered with a sidewall made of an organic insulator will be described using a method different from that in Embodiments 1 and 2.
[0046]
i) First, as shown in FIG. 1A, a high impurity concentration ohmic junction forming
[0047]
ii) Next, as shown in FIG. 1B, the
[0048]
iii) Next, dissolution with a solvent is performed. At this time, by adjusting the composition of the solvent and the dissolution time, the
[0049]
Thereafter, heat treatment is performed at 250 ° C. to completely cure the
[0050]
iv) Finally, as shown in FIG. 2A, an inorganic
[0051]
In the Schottky diode manufactured as described above, the stepped
[0052]
In addition, in this embodiment, since the
[0053]
In addition, when reactive ion etching is performed, the surface of the precursor (organic insulator) 106 itself may be altered, and electrical characteristics such as conductivity and dielectric constant may be deteriorated. In contrast, in this embodiment, since the
[0054]
In addition, after apply | coating the above-mentioned
[0055]
In addition, after the
[0056]
(Embodiment 4)
In this embodiment, an example in which a step surface of a heterojunction bipolar transistor having a mesa structure is covered with a sidewall made of an organic insulator will be described.
[0057]
i) First, as shown in FIG. 3A, a three-step mesa structure having a
[0058]
Next, an
[0059]
Thereafter, an inorganic
[0060]
ii) Next, as shown in FIG. 3B, a
[0061]
Specifically, in this step, the
[0062]
In this example, since the
[0063]
iii) Next, a heat treatment is performed at 250 ° C. to completely cure the
[0064]
Here, since the inorganic
[0065]
iv) Finally, an inorganic
[0066]
In the heterojunction bipolar transistor thus fabricated, the
[0067]
Furthermore, according to the manufacturing method described above, the
[0068]
When the
[0069]
The planar pattern layout of the manufactured Schottky diode is as shown in FIG. 5 (note that FIG. 4 described above corresponds to a cross section taken along
[0070]
The pattern of the base layer 206 (and the collector layer 205) is a rectangular shape wider than the pattern of the
[0071]
The pattern of the
[0072]
Note that portions of the
[0073]
In the present embodiment, the stepped surface of the mesa structure of the heterojunction bipolar transistor is protected by the side wall made of an organic insulator. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to the protection of step surfaces of various types of semiconductor elements.
[0074]
For example, the structure of the present embodiment in which an electrode is formed on a flat surface continuous with the upper edge of the step surface and the precursor is continuously covered with the side surface of the electrode and the step surface is a heterojunction bipolar. In addition to a transistor, the present invention can be similarly applied to a diode or a semiconductor step of a field effect transistor, and further to a resistance element formed by a mesa structure.
[0075]
In particular, in this configuration, since the electrode is formed on the mesa step close to the mesa step, the structure is more effective in a structure in which the step and the wiring electrode are formed in parallel in a fine element region like a heterojunction bipolar transistor. Demonstrate the effect.
[0076]
(Embodiment 5)
In this embodiment, an example in which a step surface of a field effect transistor having a mesa structure is covered with a sidewall made of an organic insulator will be described.
[0077]
i) First, as shown in the cross-sectional view of FIG. 6A, a one-stage mesa structure including a channel layer of a field effect transistor is formed on a
[0078]
Specifically, it is formed by epitaxial growth having a multilayer structure of a buffer layer, a channel layer for generating a two-dimensional electron gas channel, a donor layer, a Schottky layer, and a cap layer over the entire region of the
[0079]
When viewed in a plan view, the pattern of the
[0080]
Next, as shown in FIG. 6B, a pair of
[0081]
Specifically, first, a
[0082]
ii) Next, as shown in FIG. 1B, a
[0083]
Specifically, in this step, the
[0084]
iii) Next, heat treatment is performed at 250 ° C. to completely cure the
[0085]
iv) Finally, an inorganic
[0086]
In the field effect transistor thus fabricated, the
[0087]
In addition, since there is no organic insulator on the
[0088]
Furthermore, according to the manufacturing method described above, the side surfaces 312, 313, 314, 319 are formed on the
[0089]
In this embodiment, the step surface of the mesa structure of the field effect transistor is protected by the side wall made of an organic insulator, but the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to the protection of step surfaces of various types of semiconductor elements.
[0090]
For example, in the present embodiment, a configuration in which a side wall made of an organic insulator is formed along the side wall of an electrode formed continuously from the upper part to the lower part of the semiconductor step, and the step surface is protected by the side wall, In addition to the field effect transistor, the present invention can be similarly applied to a semiconductor step of a mesa structure of a diode or a heterojunction bipolar transistor or a resistance element formed by a mesa structure. In addition, the electrode may have an aerial wiring shape, and a portion crossing a mesa step on the side wall of the aerial wiring portion 224 in the fourth embodiment corresponds to that.
[0091]
In particular, this configuration has an advantage that the stepped surface of the portion where the electrode cannot be disposed above and below the step can be more reliably protected. Therefore, the present invention can be effectively applied to a semiconductor step exposed from a gap between a plurality of different wirings. In this case, when the electrodes are opposed to each other as in the present configuration, there is an advantage that the stepped surface therebetween can be protected more reliably.
In Embodiments 2 to 4, reference is not made to the
[0092]
(Modification common to Embodiments 1 to 5)
In Embodiments 1 to 5 described above, a cured product of a resin composition containing a benzocyclobutene group-containing compound is used as the organic insulator. As this benzocyclobutene group-containing compound, various compounds such as a monomer type having a benzocyclobutene group in the molecule and a partial reactant type such as an oligomer or a polymer can be used.
[0093]
In addition, since these materials have organosiloxane crosslinks and naphthalene rings in the molecule, the heat resistance is improved, so that they can be easily used in a semiconductor process and have a higher protective effect. Among them, a polyorganosiloxane crosslinked bisbenzocyclobutene monomer (Japanese Patent Laid-Open No. 1-197491), a composition comprising arylcyclobutene, and a polymer composition produced therefrom (Japanese Patent Laid-Open No. 63-501157). Gazette) or oligomers thereof are more preferred.
[0094]
Benzocyclobutene resin (polymer) is an organic material having a low dielectric constant, and has a low dielectric constant of about 2.7.
[0095]
In the present invention, since the organic insulator is formed on the side wall of the portion where electrolysis concentrates, such as the semiconductor element portion and the wiring portion, the organic insulator preferably has a low dielectric constant.
[0096]
In that aspect, in addition to benzocyclobutene resin (polymer), it is possible to use a material having a low dielectric constant, such as organic SOG (Spin On Glass, relative dielectric constant of about 3 to 3.5), polyaryl ether, Heat-resistant resin such as polyimide (relative dielectric constant of about 3 to 3.5), fluorinated polyimide (relative dielectric constant of about 2.7), flare (Flear, trade name), parylene fluoride (AF-4, trade name, Relative permittivity about 2.4), Cytop (trade name, relative permittivity 2.1), fluorinated polyaryl ether (relative permittivity 2.6), Teflon (trade name, relative permittivity 2.1-1) .9), fluorocarbon resins such as fluorinated amorphous carbon can also be used.
[0097]
However, benzocyclobutene resin (polymer) has a low water absorption of about one-tenth compared to polyimide resin, so that when used as a surface protective film, the effect of improving the moisture resistance of the semiconductor device is large and more preferable.
[0098]
In the above embodiment, an example of a material that forms an organic insulating film from a precursor by thermal curing is given. However, in addition to thermal curing, an organic insulating material that is cured by ultraviolet irradiation or the like should be used. You can also.
[0099]
In general, many organic insulators have low resistance to oxygen, and when heated in the air, they are significantly deteriorated even at a temperature of 100 ° C. to 200 ° C., and electrical characteristics such as dielectric constant and electrical conductivity. May change. In particular, when a resist removal process using oxygen plasma, which is usually used in a semiconductor process, is performed, significant unevenness may occur on the surface of the organic insulator. In the conventional structure, since the organic insulator is formed on the entire surface of the element or wafer, a process of exposing the organic insulator inevitably occurs, and the processing temperature is inevitably lowered than usual, or the resist of the above-described oxygen plasma is used. Since removal of the residue is omitted, it has been a factor of reducing the manufacturing yield of the element. Alternatively, in order to prevent deterioration of the organic insulating film due to oxygen, when an inorganic insulating film is formed on the surface of the organic insulating film formed on the entire surface, stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the organic insulating film and the inorganic insulating film is locally concentrated. In many cases, the inorganic insulating film breaks, and this is also a factor in reducing the product yield.
[0100]
On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 4, the organic insulator is covered by covering the whole with an inorganic insulating film, and the next formation of the Schottky electrode can be performed without exposing the organic insulator. Yes. In other words, by forming the organic insulator only on the stepped surface, there is no organic insulating film in most places on the wiring. Therefore, after coating with the inorganic insulating film, the organic insulator is not exposed and the next A process can be performed.
[0101]
Although not mentioned in the above description, actually, a process of drawing a wiring from a Schottky electrode or an ohmic electrode, or a process of forming a thicker wiring on the wiring to reduce the wiring resistance, A step of connecting and configuring a circuit, a step of forming a scribe line, a step of cutting out from a wafer, separating each element, and mounting on a package or the like are performed. In these steps, the structure of the present invention can be similarly performed without exposing the organic insulator.
[0102]
(Embodiment 6)
In this embodiment, an example of an antenna-integrated radio communication circuit device including the semiconductor devices of Embodiments 1 to 5 will be described.
[0103]
As shown in FIG. 8, the wireless communication circuit device of the present embodiment forms an IC (integrated circuit chip) 401A constituting a wireless transmission circuit device mounted side by side on a
[0104]
The
[0105]
The
[0106]
When mounting the
[0107]
In this antenna-integrated wireless communication circuit device, since the
[0108]
Further, since the gold-tin alloy is used for joining the
[0109]
Further, in this wireless communication circuit device integrated with an antenna, the
[0110]
【The invention's effect】
As is clear from the above, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the stepped surface, which is an element of the stepped structure, is covered with the sidewall made of an organic insulator. Increased reliability. Moreover, on the first and second flat surfaces connected to the lower edge and the upper edge of the step surface, there is substantially no organic insulator except for the portion immediately below the eaves element. Warping can be suppressed. Therefore, no problem occurs during or after the wafer process. Therefore, the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, in this method of manufacturing a semiconductor device, when the precursor is applied, the precursor accumulates in a space surrounded by the eaves element, the step surface, and the first flat surface due to the surface tension of the precursor. . As a result, the sidewall is formed thick according to the projection amount of the eaves element. Therefore, the reliability of the semiconductor device is further increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a Schottky diode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross section and a planar pattern layout of a Schottky diode manufactured by the above manufacturing method.
FIG. 3 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a heterojunction bipolar transistor manufactured by the above manufacturing method.
FIG. 5 is a diagram showing a planar pattern layout of a heterojunction bipolar transistor manufactured by the above manufacturing method.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for manufacturing a field effect transistor according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a field effect transistor manufactured by the above manufacturing method.
[Fig. 8] Consists of semiconductor devices manufactured by the above manufacturing methods It is a figure which shows the structure of a radio | wireless communication circuit apparatus.
FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional technique for coating a semiconductor element with an organic insulator.
[Explanation of symbols]
102 Semiconductor layer for forming ohmic junction
103 Semiconductor layer for forming a Schottky junction
104 Ohmic electrode
106,216,309 precursor
107, 111, 204, 207, 209, 305, 315 Step surface
108, 109, 110, 218, 219, 220, 221, 312, 312 ', 313, 314 Sidewall made of organic insulator
114 eaves element
203 Subcollector layer
205 Collector layer
206 Base layer
208 Emitter layer
213 Emitter wiring electrode
214 Base wiring electrode
215 Collector wiring electrode
302 Semiconductor layer
401A, 401B IC
Claims (3)
上記前駆体を硬化して上記有機絶縁体に変化させる工程と、
反応性イオンエッチングを行って、上記有機絶縁体のうち上記第1および第2平坦面上に存する部分を除去する一方、上記有機絶縁体のうち上記ひさし要素の下部に、上記段差面を覆う上記前駆体を残したサイドウォールを形成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。On the surface side, a stepped structure including a step surface, a first flat surface continuing to the lower edge of the step surface, and a second flat surface continuing to the upper edge of the step surface, and the step from the second flat surface Applying a precursor to a predetermined organic insulator having a predetermined viscosity on a semiconductor substrate having an eaves element protruding laterally beyond the upper edge of the surface;
Curing the precursor to change to the organic insulator;
Reactive ion etching is performed to remove portions of the organic insulator that are present on the first and second flat surfaces, while covering the stepped surface under the eaves element of the organic insulator. Forming a sidewall that leaves a precursor, and a method for manufacturing a semiconductor device.
反応性イオンエッチングを行って、上記前駆体のうち上記第1および第2平坦面上に存する部分を除去する一方、上記有機絶縁体のうち上記ひさし要素の下部に、上記段差面を覆う上記前駆体を残したサイドウォールを形成する工程と、
上記サイドウォールをなす前駆体を硬化して上記有機絶縁体に変化させ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。On the surface side, a stepped structure including a step surface, a first flat surface continuing to the lower edge of the step surface, and a second flat surface continuing to the upper edge of the step surface, and the step from the second flat surface Applying a precursor to a predetermined organic insulator having a predetermined viscosity on a semiconductor substrate having an eaves element protruding laterally beyond the upper edge of the surface;
Reactive ion etching is performed to remove portions of the precursor existing on the first and second flat surfaces, and the precursor covering the stepped surface under the eaves element of the organic insulator. Forming a sidewall that leaves a body;
And a step of curing the precursor forming the sidewall to change to the organic insulator.
溶剤による溶解を行って、上記前駆体のうち上記第1および第2平坦面上に存する部分を除去する一方、上記有機絶縁体のうち上記ひさし要素の下部に、上記段差面を覆う上記前駆体を残したサイドウォールを形成する工程と、
上記サイドウォールをなす前駆体を硬化して上記有機絶縁体に変化させ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。On the surface side, a stepped structure including a step surface, a first flat surface continuing to the lower edge of the step surface, and a second flat surface continuing to the upper edge of the step surface, and the step from the second flat surface Applying a precursor to a predetermined organic insulator having a predetermined viscosity on a semiconductor substrate having an eaves element protruding laterally beyond the upper edge of the surface;
Dissolving with a solvent to remove portions of the precursor existing on the first and second flat surfaces, while covering the stepped surface under the eaves element of the organic insulator. Forming a sidewall that leaves
And a step of curing the precursor forming the sidewall to change to the organic insulator.
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