JP4355909B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、メサ状のpn接合部またはpin接合部の1つの端面が劈開により形成される半導体素子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor element in which one end face of a mesa-like pn junction or pin junction is formed by cleavage, and a method for manufacturing the same.

pn接合層またはpin接合層をメサ状に形成した半導体素子が知られている(例えば特許文献1参照)。この種の半導体素子としては、例えばpnホトダイオードやpinホトダイオードに代表される半導体受光素子がある。pinホトダイオードを例に、その構造を以下に簡単に説明する。   A semiconductor element in which a pn junction layer or a pin junction layer is formed in a mesa shape is known (see, for example, Patent Document 1). Examples of this type of semiconductor element include a semiconductor light receiving element represented by a pn photodiode and a pin photodiode. Taking a pin photodiode as an example, its structure will be briefly described below.

pinホトダイオードは、半導体基板上に不純物を導入して形成されたp型、i型及びn型の3つの導電型の接合層(pin接合層)を有する。これらp型層、i型層、n型層は、その機能別にクラッド層、光吸収層、コンタクト層に分けられる。また、電圧を印加してダイオードとして動作させる場合の、電界のかかる部分を空乏層と呼ぶ。光吸収層は、受光しようとする光のエネルギーに比較して十分に小さなバンドギャップを持つ半導体材料より形成されており、電界がかかる部分(=空乏層)に配置されることが多い。pin接合層は所定の大きさのメサ状に形成されており、メサ全体が絶縁体材料よりなる保護膜で覆われている。p型層及びn型層は互いに電気的に分離されており、それぞれの層にp、n電極が形成されている。このような構成のpinホトダイオードでは、適切な電圧が印加されると、光吸収層にて入射した光により電子とホールの対が生成される。そして、その生成された電子およびホールがそれぞれn型層、p型層へと移動し、n電極及びp電極を通して外部へ光電流として取り出される。   A pin photodiode has a p-type, i-type, and n-type junction layer (pin junction layer) formed by introducing impurities on a semiconductor substrate. These p-type layer, i-type layer, and n-type layer are divided into a clad layer, a light absorption layer, and a contact layer according to their functions. A portion where an electric field is applied when a voltage is applied to operate as a diode is called a depletion layer. The light absorption layer is formed of a semiconductor material having a sufficiently small band gap as compared with the energy of light to be received, and is often disposed in a portion to which an electric field is applied (= depletion layer). The pin junction layer is formed in a mesa shape having a predetermined size, and the entire mesa is covered with a protective film made of an insulating material. The p-type layer and the n-type layer are electrically separated from each other, and p and n electrodes are formed in each layer. In the pin photodiode having such a configuration, when an appropriate voltage is applied, a pair of electrons and holes is generated by light incident on the light absorption layer. Then, the generated electrons and holes move to the n-type layer and the p-type layer, respectively, and are taken out as photocurrents through the n-electrode and the p-electrode.

上述したようなメサ構造を有する半導体受光素子は、光が基板面に垂直な方向から接合層に入射する面入射型のものと、光が基板面に平行な方向から接合層に入射する導波路型のものとに大別される。導波路型の受光素子は、さらに端面劈開形成型と非端面劈開形成型に分けられる。通常、半導体受光素子の製造では、劈開線(スクライブ線)の切り込みが入ったウェーハをバー状に分割し(1次劈開)、さらにそれをチップに分割する(2次劈開)、といった劈開工程を経る。こうして劈開されたチップの劈開端面の面内に、pn接合部またはpin接合部もしくはその空乏層が含まれるものを端面劈開形成型といい、そうでないものを非端面劈開形成型という。   The semiconductor light receiving element having the mesa structure as described above includes a surface incident type in which light is incident on the bonding layer from a direction perpendicular to the substrate surface, and a waveguide in which light is incident on the bonding layer from a direction parallel to the substrate surface. Broadly divided into types. The waveguide type light receiving element is further divided into an end face cleavage formation type and a non-end face cleavage formation type. Usually, in the manufacture of semiconductor light-receiving elements, a cleavage process is performed in which a wafer with a cut of a cleavage line (scribe line) is divided into bars (primary cleavage) and further divided into chips (secondary cleavage). It passes. A chip having a pn junction, a pin junction, or a depletion layer in the cleaved end face of the chip thus cleaved is called an end face cleave formation type, and a chip other than that is called a non-end face cleave formation type.

以下、従来の端面劈開形成型の半導体受光素子の構造について図5〜図7を参照して説明する。図5は、従来の端面劈開形成型の半導体受光素子の劈開面における断面構造図、図6は、2次劈開前のバー状基板の一部を示す平面図である。図7は、図6に示すバー状基板の斜視図である。   Hereinafter, the structure of a conventional end face cleavage type semiconductor light-receiving element will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of a conventional edge-cleavage type semiconductor light-receiving element, and FIG. 6 is a plan view showing a part of a bar-shaped substrate before secondary cleavage. FIG. 7 is a perspective view of the bar-shaped substrate shown in FIG.

図5に示すように、従来の半導体受光素子は、半導体基板1上にn型層2、i型層3、p型層4を順次形成したpin接合層を周知のエッチング処理によりメサ状に形成した構造になっている。メサ状の部分はメサ部100、101の2段構造になっている。メサ部101は、n型層2(n電極)と周辺部を絶縁するために設けたものであり、n型層2を基板上面から見た形状が方形形状となるように残した部分である。このn型層2の表面はほぼ平坦になっている。メサ部100は、n型層2、i型層3、p型層4からなるpin接合層(または空乏層)を含む受光部であって、メサ部101のほぼ中央に位置する。これらメサ部100、101は、絶縁体膜5により覆われている。また、p型層4の表面の一部とn型層2の表面の一部は露出しており、これら露出面にそれぞれp電極6a、n電極6bが形成されている。   As shown in FIG. 5, in the conventional semiconductor light receiving element, a pin junction layer in which an n-type layer 2, an i-type layer 3, and a p-type layer 4 are sequentially formed on a semiconductor substrate 1 is formed in a mesa shape by a known etching process. It has a structure. The mesa portion has a two-stage structure of mesa portions 100 and 101. The mesa portion 101 is provided to insulate the n-type layer 2 (n electrode) from the peripheral portion, and is a portion where the n-type layer 2 is left in a square shape when viewed from the top surface of the substrate. . The surface of the n-type layer 2 is almost flat. The mesa unit 100 is a light receiving unit including a pin junction layer (or a depletion layer) composed of the n-type layer 2, the i-type layer 3, and the p-type layer 4, and is located at the approximate center of the mesa unit 101. These mesa portions 100 and 101 are covered with the insulator film 5. A part of the surface of the p-type layer 4 and a part of the surface of the n-type layer 2 are exposed, and a p-electrode 6a and an n-electrode 6b are formed on these exposed surfaces, respectively.

図5に示した構造の半導体受光素子(チップ)は、図6および図7に示すようなバー状基板200を劈開することで作製される。バー状基板200は、劈開線A−A’を境に2つのチップ部201、202に分割されるように構成されている。バー状基板200上の中央部分には、図5に示したメサ部100、101がチップ部201、202を跨ぐように形成されており、さらにこれを挟むように劈開線A−A’に沿って劈開用V溝103が設けられている。図6中、斜線で示した絶縁膜形成領域104は、図5に示した絶縁膜5の形成可能な範囲である。   The semiconductor light receiving element (chip) having the structure shown in FIG. 5 is manufactured by cleaving the bar-shaped substrate 200 as shown in FIGS. The bar-shaped substrate 200 is configured to be divided into two chip portions 201 and 202 with a cleavage line A-A ′ as a boundary. In the central portion on the bar-shaped substrate 200, the mesa portions 100 and 101 shown in FIG. 5 are formed so as to straddle the chip portions 201 and 202, and further along the cleavage line AA ′ so as to sandwich this. A cleavage V-groove 103 is provided. In FIG. 6, the insulating film forming region 104 indicated by hatching is a range where the insulating film 5 shown in FIG. 5 can be formed.

上記のバー状基板200を劈開用V溝103に沿って劈開することで、2つのチップ部201、202に分割する。これらチップ部は、劈開端面における断面構造が図5に示した構造となる。こうして、1つのバー状基板から同一構造の2つの半導体受光素子を得る。なお、劈開によりpin接合層(空乏層)が外部に露出する劈開端面には、通常は、誘電体膜などよりなる保護膜が設けられる。   The bar-shaped substrate 200 is cleaved along the cleavage V-groove 103 to be divided into two chip portions 201 and 202. These chip portions have the cross-sectional structure shown in FIG. 5 at the cleavage end face. Thus, two semiconductor light receiving elements having the same structure are obtained from one bar-shaped substrate. Note that a protective film made of a dielectric film or the like is usually provided on the cleavage end face where the pin junction layer (depletion layer) is exposed to the outside by cleavage.

以上のような構造の端面劈開形成型の半導体受光素子としては、例えば非特許文献1、2に記載されているようなものがある。
特開2002−324911号公報 ”10 Gbit/s high sensitivity, low-voltage-operation avalanche photodiodes withth in InAlAS multiplication layer and waveguide structure”Nakata, T.; Takeuchi, T. ; Watanabe, I; Makita, K.; Torikai, T.;Electronics letters, Vol. 36, pp.2033-2034, 24, 24 Nov. 2000 "Waveguide photodiodes for 2.5-40 Gbps applications"Takeuchi, T.; Nakata, T.; Makita, K.; Tachigori, M.; Fukuchi, K.; Taguchi, K.;Lasers and Electro-Optics Society 1999 12th Annual Meeting. LEOS '99. IEEE, Vol. 2, pp.870-871, 8-11 Nov. 1999
As the end face cleavage type semiconductor light receiving element having the above-described structure, for example, there are those described in Non-Patent Documents 1 and 2.
JP 2002-324911 A “10 Gbit / s high sensitivity, low-voltage-operation avalanche photodiodes withth in InAlAS multiplication layer and waveguide structure” Nakata, T .; Takeuchi, T.; Watanabe, I; Makita, K .; Torikai, T.; Electronics letters , Vol. 36, pp.2033-2034, 24, 24 Nov. 2000 "Waveguide photodiodes for 2.5-40 Gbps applications" Takeuchi, T .; Nakata, T .; Makita, K .; Tachigori, M .; Fukuchi, K .; Taguchi, K .; Lasers and Electro-Optics Society 1999 12th Annual Meeting LEOS '99. IEEE, Vol. 2, pp.870-871, 8-11 Nov. 1999

しかしながら、上述した従来の端面劈開形成型の半導体受光素子には、以下のような問題がある。   However, the conventional end face cleavage type semiconductor light receiving element described above has the following problems.

メサ部100は、劈開時にその下方の劈開線A−A’に対応する部分を支点にして折れ曲がるような変形(歪み応力)を生じる。このような歪み応力が素子の特性劣化の原因の1つになっていることが、これまでの解析結果から得られている。特に、図5に示したメサ部100の高さMhと幅Mwの比(Mh/Mw)が大きい素子においては、劈開時の歪み応力が大きくなるため、劈開による素子特性への影響はより大きなものとなる。   The mesa portion 100 is deformed (strain stress) so as to be bent at a portion corresponding to a cleavage line A-A ′ below the mesa portion 100 as a fulcrum. It has been obtained from the analysis results so far that such strain stress is one of the causes of the characteristic deterioration of the element. In particular, in an element in which the ratio of the height Mh to the width Mw (Mh / Mw) of the mesa unit 100 shown in FIG. 5 is large, the strain stress at the time of cleavage increases, so that the influence on the element characteristics by cleavage is larger. It will be a thing.

なお、メサ部を覆う絶縁膜を厚くして劈開時にメサ部100が受ける歪み応力を小さくすることが考えられる。しかし、絶縁膜は、その目的から、電気的絶縁特性が良好であること、半導体との良好な接合界面を形成できること、といった絶縁特性を重視した成膜条件で形成する必要があるため、ほとんどの場合、その材料にSiO2やSiNxが用いられる。これらSiO2やSiNxを用いて絶縁特性を重視した成膜条件で厚い絶縁膜を形成した場合には、劈開時の歪み応力によって絶縁膜自体に割れや剥がれが起きてしまう。特に、メサ高さとメサ幅の比(Mh/Mw)が大きな場合には、そのような絶縁膜の割れや剥がれが生じ易い。このように、通常用いられている絶縁膜を厚くしてメサ部100が受ける歪み応力を小さくすることは非常に困難であり、劈開による素子の特性劣化を避けられない。実験的には、Mh/Mw≧0.1の条件で、SiNxよりなる絶縁膜を厚さ300nmで形成した場合に、劈開により内部の結晶欠陥が増加したことに起因すると推定される素子の特性劣化として、素子のI−V特性における暗電流の増加が見られた。 It is conceivable to reduce the strain stress that the mesa unit 100 receives during cleavage by increasing the thickness of the insulating film covering the mesa unit. However, since an insulating film needs to be formed under film-forming conditions that place importance on the insulating characteristics such as good electrical insulating characteristics and good bonding interface with a semiconductor for that purpose, In this case, SiO 2 or SiN x is used as the material. When a thick insulating film is formed by using these SiO 2 and SiN x under film forming conditions that place importance on insulating characteristics, the insulating film itself is cracked or peeled off due to the strain stress at the time of cleavage. In particular, when the ratio of the mesa height to the mesa width (Mh / Mw) is large, such a crack or peeling of the insulating film is likely to occur. As described above, it is very difficult to reduce the strain stress received by the mesa unit 100 by increasing the thickness of the normally used insulating film, and the deterioration of the characteristics of the element due to cleavage is inevitable. Experimentally, when an insulating film made of SiN x is formed with a thickness of 300 nm under the condition of Mh / Mw ≧ 0.1, the element is estimated to be caused by an increase in internal crystal defects due to cleavage. As the characteristic deterioration, an increase in dark current was observed in the IV characteristics of the device.

本発明の目的は、上記問題を解決し、劈開による素子の特性劣化を低減することのできる半導体素子およびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can solve the above-described problems and can reduce deterioration of device characteristics due to cleavage.

上記目的を達成するため、本発明の半導体素子および製造方法は、メサ状接合部を覆う絶縁膜上に、そのメサ状接合部の劈開に対する強度を補強するための補強膜を設けることを主な特徴とする。補強膜を設けたことでメサ状接合部における劈開に対する強度が増加するので、劈開時にメサ状接合部が受ける歪み応力は従来のものに比べて小さくなり、劈開による素子の特性劣化が従来に比べて低減する。   In order to achieve the above object, the semiconductor device and the manufacturing method of the present invention are mainly provided with a reinforcing film for reinforcing the strength against cleavage of the mesa joint on the insulating film covering the mesa joint. Features. Since the strength against cleavage at the mesa joint is increased by providing the reinforcing film, the strain stress received by the mesa joint at the time of cleavage is smaller than the conventional one, and the characteristic deterioration of the element due to the cleavage is lower than the conventional one. Reduce.

また、本発明の半導体素子および製造方法は、前記補強膜を、前記メサ状接合部の前記劈開された端面の側の縁から所定の距離だけ離れた位置に、前記縁に沿って設けることをさらなる特徴とする。このように構成することで、メサ状接合部の壁開線上における強度が他の部分に比べて低くなり、その結果、劈開における応力がメサ状接合部の劈開部近傍に集中することになる。これにより、より小さな力で劈開を行うことが可能になり、劈開による素子特性への影響(ダメージ)もより小さいものとなる。   Further, in the semiconductor element and the manufacturing method of the present invention, the reinforcing film is provided along the edge at a position separated from the edge on the cleaved end face side of the mesa joint by a predetermined distance. Further features. With such a configuration, the strength of the mesa-shaped joint on the wall open line is lower than that of other portions, and as a result, the stress in cleavage is concentrated in the vicinity of the cleaved portion of the mesa-shaped joint. As a result, it is possible to perform cleavage with a smaller force, and the influence (damage) on the element characteristics due to cleavage is smaller.

上述のように、本発明によれば、劈開による素子の特性劣化を低減することができるので、信頼性および安定性に優れた半導体素子を提供することができる。   As described above, according to the present invention, deterioration of element characteristics due to cleavage can be reduced, so that a semiconductor element excellent in reliability and stability can be provided.

加えて、素子の特性劣化を起こす確率を減少させることができるので、素子作製工程における歩留まりを向上させることができる。   In addition, since the probability of device characteristic deterioration can be reduced, the yield in the device manufacturing process can be improved.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1に、本発明の第1の実施形態である半導体受光素子の劈開部分における断面構造を示す。この半導体受光素子は、絶縁膜5上にメサ部100を覆うように補強膜7を設けた以外は、基本的には図5に示したものと同様の構成になっている。この補強膜7を設けたことで、メサ部100の強度が増加し、これにより劈開時のメサ部100が受ける歪み応力を小さくすることが可能となっている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a cleaved portion of the semiconductor light receiving element according to the first embodiment of the present invention. This semiconductor light receiving element has basically the same configuration as that shown in FIG. 5 except that the reinforcing film 7 is provided on the insulating film 5 so as to cover the mesa portion 100. Providing this reinforcing film 7 increases the strength of the mesa unit 100, thereby reducing the strain stress received by the mesa unit 100 during cleavage.

以下、本実施形態の半導体受光素子の具体的な構造をその製造手順とともに説明する。なお、以下の説明において、絶縁膜5及び補強膜7によるメサ部100の補強効果は、それら膜の成膜工程で、メサ部101の平坦部(n型層2の表面)上での厚さがメサ部100の側壁での厚さを制限することになるため、平坦部での成膜条件を中心に述べる。   Hereinafter, a specific structure of the semiconductor light receiving element of this embodiment will be described together with a manufacturing procedure thereof. In the following description, the effect of reinforcing the mesa unit 100 by the insulating film 5 and the reinforcing film 7 is the thickness of the mesa unit 101 on the flat part (the surface of the n-type layer 2) in the film forming process. However, since the thickness at the side wall of the mesa portion 100 is limited, the film forming conditions at the flat portion will be mainly described.

まず、半導体基板1であるSi基板上に、n型層2、i型層3、p型層4を順次形成し、これら層を周知のエッチング処理により所定の大きさのメサ状に加工することで、メサ部100、101を得る。メサ部100は、その高さMhと幅Mwの比をMα(=Mh/Mw)とすると、Mα≧0.1となるように形成される。   First, an n-type layer 2, an i-type layer 3, and a p-type layer 4 are sequentially formed on a Si substrate that is a semiconductor substrate 1, and these layers are processed into a mesa shape having a predetermined size by a known etching process. Thus, the mesa parts 100 and 101 are obtained. The mesa unit 100 is formed so that Mα ≧ 0.1, where Mα (= Mh / Mw) is the ratio of the height Mh to the width Mw.

次に、メサ部100、101を覆うように絶縁体膜5を設ける。この絶縁体膜5は、例えば誘電体膜、樹脂膜等からなるパッシベーション膜であり、前述の絶縁特性を重視した成膜条件で形成される。具体的には、SiN又はSiO2により絶縁体膜5を形成する場合は、絶縁体膜5は、メサ部101の平坦部(n型層2の表面)上での厚みDhが、
10nm≦Dh≦300nm
の条件を満たし、メサ100の側壁部分での厚みDsが、
Ds<Dh
の条件を満たすように形成される。ここでは、厚みDsがDh/2程度となる成膜条件で形成されるものとするが、その値は特に限定されるものではなく、メサ形状、膜材料、成膜装置などによって適宜変更される。厚みDsの範囲は、例えばDh×(1/4〜2/3)の範囲である。このようにして形成された絶縁体膜5は、絶縁特性を重視した構造であるため、メサ部100の強度の補強効果は小さい。よって、この絶縁体膜5だけでは、劈開による素子の特性劣化を抑えることはできない。
Next, the insulator film 5 is provided so as to cover the mesa portions 100 and 101. This insulator film 5 is a passivation film made of, for example, a dielectric film, a resin film, or the like, and is formed under film forming conditions that place importance on the above-described insulating characteristics. Specifically, when the insulator film 5 is formed of SiN or SiO 2 , the insulator film 5 has a thickness Dh on the flat portion (the surface of the n-type layer 2) of the mesa portion 101.
10 nm ≦ Dh ≦ 300 nm
The thickness Ds at the side wall portion of the mesa 100 is
Ds <Dh
It is formed to satisfy the following conditions. Here, it is assumed that the film is formed under a film forming condition in which the thickness Ds is about Dh / 2, but the value is not particularly limited, and is appropriately changed depending on a mesa shape, a film material, a film forming apparatus, and the like. . The range of the thickness Ds is, for example, a range of Dh × (1/4 to 2/3). Since the insulating film 5 formed in this way has a structure that places importance on insulating characteristics, the strength reinforcing effect of the mesa portion 100 is small. Therefore, only the insulator film 5 cannot suppress the deterioration of the element characteristics due to cleavage.

次に、絶縁体膜5上に、メサ部100を覆うように補強膜7を形成する。ここでは、補強膜7の形成範囲を、メサ部100の上面および側面とメサ部101の上面とするが、これに限定されるものではない。補強膜7の形成範囲は、素子形成の妨げとなることがなく、メサ部100の強度を高めて劈開時にメサ部100が受ける歪み応力を小さくすることができるのであれば、どのような範囲であってもよい。補強膜7の平坦部における幅をFw、厚さをFdとすると、幅Fwは、
Fw≧5×Fd
の条件とすることが望ましい。なお、幅Fwは、素子全体幅(〜150μm程度)に広げてもよい。膜厚Fdは、膜の材料の強度にもよるが、0.5μm以上とすることで、劈開時における、素子特性を維持可能な強度を確保できる。また、膜厚Fdを1.0μm以上とすることで、劈開による素子の特性劣化が生じる確率をより少なくすることができ、これにより、製造の歩留まりが向上する。補強膜7の材料としては、半導体膜、樹脂膜(ポリイミドや熱硬化性樹脂であるベンゾシクロブテン(BCB)等)、誘電体膜等がある。特に、膜材料として半導体又はSiONを用いる場合は、膜厚0.5μm以上で安定した膜質で成膜することができることから、この点においても有効である。
Next, the reinforcing film 7 is formed on the insulator film 5 so as to cover the mesa unit 100. Here, the formation range of the reinforcing film 7 is the upper surface and side surfaces of the mesa unit 100 and the upper surface of the mesa unit 101, but is not limited thereto. The reinforcing film 7 can be formed in any range as long as it does not hinder element formation and can increase the strength of the mesa unit 100 and reduce the strain stress received by the mesa unit 100 during cleavage. There may be. When the width of the flat portion of the reinforcing film 7 is Fw and the thickness is Fd, the width Fw is
Fw ≧ 5 × Fd
It is desirable to satisfy the following conditions. The width Fw may be increased to the entire element width (about 150 μm). Although the film thickness Fd depends on the strength of the material of the film, by setting it to 0.5 μm or more, it is possible to ensure the strength capable of maintaining the element characteristics at the time of cleavage. Further, by setting the film thickness Fd to be 1.0 μm or more, the probability that the characteristics of the element are deteriorated due to cleavage can be further reduced, thereby improving the manufacturing yield. Examples of the material of the reinforcing film 7 include a semiconductor film, a resin film (such as polyimide and thermosetting resin benzocyclobutene (BCB)), and a dielectric film. In particular, when a semiconductor or SiON is used as the film material, the film can be formed with a stable film quality with a film thickness of 0.5 μm or more, which is also effective in this respect.

最後に、絶縁膜5および補強膜7にn型層2の一部およびp型層4の一部がそれぞれ露出するように開口を設け、それぞれの開口にp電極6a、n電極6bを形成した後、チップ外部との接続を行うための端子及びこの端子と電極6a、6bとの間の配線を形成する。   Finally, openings were formed in the insulating film 5 and the reinforcing film 7 so that a part of the n-type layer 2 and a part of the p-type layer 4 were exposed, and a p-electrode 6a and an n-electrode 6b were formed in the openings. Thereafter, terminals for connection to the outside of the chip and wirings between the terminals and the electrodes 6a and 6b are formed.

以上の工程は、実際は、ウェーハ上の各チップ部の全体において行われる。ウェーハ上では、図1に示したメサ部100、101を2つのチップに跨って形成したものがウェーハ全体にわたって複数形成される。図2に、1次劈開(ウェーハをバー状に分割すること)後のバー状基板の一部を示す。図2中、絶縁膜、電極は便宜上省略している。   The above steps are actually performed on the entire chip portion on the wafer. On the wafer, a plurality of mesa portions 100 and 101 shown in FIG. 1 formed over two chips are formed over the entire wafer. FIG. 2 shows a part of the bar-shaped substrate after the primary cleavage (dividing the wafer into bars). In FIG. 2, the insulating film and the electrode are omitted for convenience.

図2を参照すると、バー状基板20は、劈開線A−A’を境に2つのチップ部21、22に分割されるように構成されている。バー状基板20上の中央部分に、図1に示したメサ部100、101が劈開線A−A’を跨ぐように形成されており、さらにこれらメサ部100、101を挟むように劈開線A−A’に沿って劈開用V溝103が設けられている。図2中、斜線で示した補強膜形成領域105は、図1に示した補強膜7の形成可能な範囲である。   Referring to FIG. 2, the bar-shaped substrate 20 is configured to be divided into two chip portions 21 and 22 with a cleavage line A-A ′ as a boundary. The mesa portions 100 and 101 shown in FIG. 1 are formed in the central portion on the bar-shaped substrate 20 so as to straddle the cleavage lines AA ′, and further, the cleavage lines A so as to sandwich the mesa portions 100 and 101. A cleavage V-groove 103 is provided along -A ′. In FIG. 2, the reinforcing film forming region 105 indicated by oblique lines is a range where the reinforcing film 7 shown in FIG. 1 can be formed.

上記のバー状基板20を劈開用V溝103に沿って劈開することで、2つのチップ部21、22に分割する(2次劈開)。補強膜7によりメサ部100の強度が増加しているので、2次劈開によりメサ部100が受ける歪み応力は従来のものに比べて小さくなり、この結果、2次劈開による素子の特性劣化を抑制することができる。こうして分割されたチップ部21、22の劈開端面における断面構造は図1に示した構造となる。このようにして、1つのバー状基板から同一構造の2つの半導体受光素子(実際は複数の半導体受光素子)を得る。なお、劈開を行う際は、通常は、バー状基板の裏面側を研磨して劈開しやすい厚みにする。また、劈開によりpin接合層(空乏層)が外部に露出するため、各チップ21、22の劈開端面に誘電体膜などよりなる保護膜を形成する。   The bar-shaped substrate 20 is cleaved along the cleavage V-groove 103 to be divided into two chip portions 21 and 22 (secondary cleavage). Since the strength of the mesa unit 100 is increased by the reinforcing film 7, the strain stress applied to the mesa unit 100 by the secondary cleavage is smaller than that of the conventional one, and as a result, the deterioration of the element characteristics due to the secondary cleavage is suppressed. can do. The sectional structure of the cleaved end faces of the chip parts 21 and 22 thus divided is the structure shown in FIG. In this way, two semiconductor light receiving elements (actually a plurality of semiconductor light receiving elements) having the same structure are obtained from one bar-shaped substrate. When cleaving, the back surface side of the bar-shaped substrate is usually polished to a thickness that facilitates cleavage. Further, since the pin junction layer (depletion layer) is exposed to the outside by cleavage, a protective film made of a dielectric film or the like is formed on the cleavage end surfaces of the chips 21 and 22.

上述した本実施形態の半導体受光素子において、絶縁膜5および補強膜7をそれぞれ単層で積層する場合は、例えば、絶縁膜5をSiNx膜とした場合は、補強膜7をSiO2膜とし、反対に絶縁膜5をSiO2膜とした場合は、補強膜7をSiNx膜とすることで、これら絶縁膜5および補強膜7の双方で歪み応力を低減させることができる。同様な組み合せとしては、絶縁膜/補強膜の順に書くと、SiNx/SiON、SiO2/SiONなどがある。 In the semiconductor light receiving element of the present embodiment described above, when the insulating film 5 and the reinforcing film 7 are each laminated as a single layer, for example, when the insulating film 5 is an SiN x film, the reinforcing film 7 is an SiO 2 film. On the contrary, when the insulating film 5 is an SiO 2 film, the reinforcing film 7 is an SiN x film, so that strain stress can be reduced in both the insulating film 5 and the reinforcing film 7. Similar combinations include SiN x / SiON, SiO 2 / SiON, etc. when written in the order of insulating film / reinforcing film.

また、補強膜7を多層構造にして厚みを増すようにしてもよい。そのような多層構造としては、例えばSiNx/SiO2/SiONがある。 Further, the reinforcing film 7 may have a multilayer structure to increase the thickness. An example of such a multilayer structure is SiN x / SiO 2 / SiON.

補強膜7は、電気的特性について絶縁膜5と比較すると、要求される膜特性、特に絶縁特性についての制限は緩くなる。このため、その成膜条件も、絶縁膜5の成膜条件より広い範囲で条件出しが可能である。よって、補強膜7は、容易に絶縁膜5より厚く形成することができる。例えば、上記のような多層構造においては、合計で1μmを超える誘電体膜を補強膜7として形成可能である。補強膜をより厚くすることでより大きな補強効果を得られるが、素子の厚さや形状および大きさを考慮すると、その厚さは(絶縁膜+補強膜)合計厚みでメサ部100の高さと同程度にすることが望ましい。   Compared with the insulating film 5, the reinforcing film 7 has less restrictions on the required film characteristics, particularly the insulating characteristics. Therefore, the film forming conditions can be set in a wider range than the film forming conditions for the insulating film 5. Therefore, the reinforcing film 7 can be easily formed thicker than the insulating film 5. For example, in the multilayer structure as described above, a dielectric film exceeding 1 μm in total can be formed as the reinforcing film 7. A greater reinforcing effect can be obtained by making the reinforcing film thicker, but considering the thickness, shape and size of the element, the thickness is the same as the height of the mesa portion 100 in terms of the total thickness (insulating film + reinforcing film). It is desirable to make it about.

なお、上述した製造手順は一例であり、その順序は適宜変更可能である。例えば、絶縁膜5を形成した後にp電極6a、n電極6b、端子及び配線を形成し、この後に、補強膜7を形成するようにしてもよい。また、劈開工程の後に補強膜7を除去してもよい。   In addition, the manufacturing procedure mentioned above is an example, The order can be changed suitably. For example, the p-electrode 6a, the n-electrode 6b, the terminal and the wiring may be formed after the insulating film 5 is formed, and then the reinforcing film 7 may be formed. Further, the reinforcing film 7 may be removed after the cleavage step.

(実施例)
以下、上述した本発明の第1の実施形態の半導体受光素子の実施例について説明する。
(Example)
Examples of the semiconductor light receiving element according to the first embodiment of the present invention will be described below.

まず、半導体基板1上に、厚さ2μmのn型層2、厚さ0.5μmのi型層3、厚さ2μmのp型層4をこの順番で積層する。次に、この積層部分をウェットエッチング又はドライエッチング等の方法を用いてメサ状に形成する。このとき、メサ部100は、高さMhが5μm、幅Mwが3〜10μm、縦横比Mαが0.1以上となるように形成する。この後、全体にPCVD法又は熱CVD法により、絶縁膜5となるSiN膜(又はSiO2膜)を形成する。このとき、絶縁膜5は、平坦部における層厚Dhが250nmとなるように形成する。 First, an n-type layer 2 having a thickness of 2 μm, an i-type layer 3 having a thickness of 0.5 μm, and a p-type layer 4 having a thickness of 2 μm are stacked on the semiconductor substrate 1 in this order. Next, this laminated portion is formed in a mesa shape using a method such as wet etching or dry etching. At this time, the mesa unit 100 is formed so that the height Mh is 5 μm, the width Mw is 3 to 10 μm, and the aspect ratio Mα is 0.1 or more. Thereafter, a SiN film (or SiO 2 film) to be the insulating film 5 is formed on the entire surface by PCVD or thermal CVD. At this time, the insulating film 5 is formed so that the layer thickness Dh in the flat portion is 250 nm.

次に、絶縁膜5にn型層2の一部およびp型層4の一部がそれぞれ露出するように開口を設け、それぞれの開口にp電極6a、n電極6bを形成した後、金メッキにより、チップ外部との接続を行うための端子及び配線を形成する。そして、メサ部100を覆うようにSiONよりなる補強膜7を形成する。このとき、補強膜7は、平坦部における膜厚Fdが2μmとなるように形成する。補強膜7をSiNにより形成した場合は、膜厚Fdを800nmとする。   Next, an opening is provided in the insulating film 5 so that a part of the n-type layer 2 and a part of the p-type layer 4 are exposed. After forming the p-electrode 6a and the n-electrode 6b in each opening, gold plating is performed. Then, terminals and wirings for connection to the outside of the chip are formed. Then, a reinforcing film 7 made of SiON is formed so as to cover the mesa unit 100. At this time, the reinforcing film 7 is formed so that the film thickness Fd in the flat portion is 2 μm. When the reinforcing film 7 is formed of SiN, the film thickness Fd is set to 800 nm.

以上のような手順で、ウェーハ上の各チップ部に図1に示した素子構造が形成される。このウェーハを1次劈開して図2に示したバー状基板とし、これをさらに2次劈開して複数のチップに分割する。そして、分割したチップの劈開端面に誘電体を蒸着する。この誘電体の蒸着により、劈開端面を保護するともに入力光の反射を防止する。   With the above procedure, the element structure shown in FIG. 1 is formed on each chip portion on the wafer. This wafer is first cleaved to obtain the bar-shaped substrate shown in FIG. 2, and this is further cleaved to be divided into a plurality of chips. Then, a dielectric is deposited on the cleaved end face of the divided chip. This dielectric deposition protects the cleaved end face and prevents reflection of input light.

本実施例で作製した半導体受光素子と、補強膜7を持たない従来の半導体受光素子とを比較したところ、本実施例の素子においては、ショート故障を起こした素子が全体の5%以下で、逆バイアス2V印加時の暗電流が10nA以上となる暗電流劣化を起こした素子の数は全体の15%以下であったのに対して、従来の素子では、20%以上の確率でショート故障し、暗電流劣化を起こした素子の数が全体の30%以上であった。このように、本実施例の構造を採用することで、従来に比べて、劈開工程における、ショート故障や暗電流劣化を起こす素子の発生率を低く抑えることができ、素子製造の歩留まりを向上させることができた。   When comparing the semiconductor light-receiving element manufactured in this example and a conventional semiconductor light-receiving element not having the reinforcing film 7, in the element of this example, the number of elements that caused a short failure was 5% or less of the total, The number of devices that caused dark current degradation with dark current of 10 nA or more when reverse bias 2 V was applied was 15% or less of the total, whereas in conventional devices, a short failure occurred with a probability of 20% or more. The number of elements that caused dark current deterioration was 30% or more of the whole. As described above, by adopting the structure of this embodiment, it is possible to suppress the occurrence rate of elements that cause a short circuit failure or dark current degradation in the cleavage process compared to the conventional case, and improve the yield of element manufacturing. I was able to.

(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態のものでは、メサ部100、101を覆うように補強膜7を形成することで、メサ部100の全体の強度を増加し、これにより劈開時にメサ部100が受ける歪み応力を小さくするように構成していたが、本実施形態の半導体受光素子では、メサ部100の劈開される端面の側の縁に沿った所定の幅の領域を除く部分を補強するように補強膜7を設ける。このように構成することで、メサ部100の壁開線上における強度が他の部分に比べて低くなり、劈開における応力がメサ部100の劈開部近傍に集中することになるので、より小さな力で劈開が始まるようになり、劈開による素子特性への影響をより小さいものにすることができる。なお、製造手順については、基本的には上述した第1の実施形態の半導体受光素子の場合と同様であるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the reinforcement film 7 is formed so as to cover the mesa portions 100 and 101, thereby increasing the overall strength of the mesa portion 100, and thereby the strain received by the mesa portion 100 during cleavage. In the semiconductor light receiving device according to the present embodiment, the stress is reduced, but the mesa portion 100 is reinforced so as to reinforce a portion excluding a region having a predetermined width along the edge on the end face side to be cleaved. A membrane 7 is provided. With this configuration, the strength of the mesa unit 100 on the wall open line is lower than that of other portions, and the stress in cleavage is concentrated in the vicinity of the cleaved portion of the mesa unit 100. Cleaving begins, and the influence on the device characteristics by cleavage can be made smaller. The manufacturing procedure is basically the same as in the case of the semiconductor light receiving element of the first embodiment described above, and therefore detailed description thereof is omitted here.

図3は、本発明の第2の実施形態の半導体受光素子を形成した、2次劈開前のバー状基板の一部を示す平面図、図4はその斜視図である。図3および図4中、絶縁膜、電極は便宜上省略している。   FIG. 3 is a plan view showing a part of a bar-shaped substrate before the secondary cleavage, in which the semiconductor light receiving element of the second embodiment of the present invention is formed, and FIG. 4 is a perspective view thereof. In FIG. 3 and FIG. 4, the insulating film and the electrode are omitted for convenience.

バー状基板30は、補強膜形成領域106のパターン形状が異なる以外は、図2に示したバー状基板20と同様の構造のものである。補強膜形成領域106は、メサ部100の長手方向に沿ってその両縁を覆うとともに、劈開線A−A’に沿ってメサ部100を跨ぐように形成されており、劈開線A−A’上の部分では所定の幅でメサ部100の上面(実際は、絶縁膜5が存在する)が露出するようになっている。また、補強膜形成領域106は、劈開線A−A’を境界にして左右対称な構成になっており、劈開線A−A’から一方の側の補強膜形成領域106の縁までは距離d1だけ離れている。   The bar-shaped substrate 30 has the same structure as the bar-shaped substrate 20 shown in FIG. 2 except that the pattern shape of the reinforcing film forming region 106 is different. The reinforcing film forming region 106 covers both edges along the longitudinal direction of the mesa unit 100 and is formed so as to straddle the mesa unit 100 along the cleavage line AA ′. In the upper part, the upper surface of the mesa unit 100 (in fact, the insulating film 5 exists) is exposed with a predetermined width. Further, the reinforcing film forming region 106 has a symmetrical configuration with respect to the cleavage line AA ′ as a boundary, and a distance d1 from the cleavage line AA ′ to the edge of the reinforcing film forming region 106 on one side. Just away.

上記のような形状の補強膜形成領域106は:
(1)樹脂の材料として感光性のものを選び現像処理によりパターンを形成する方法;
(2)樹脂膜を塗布あるいは蒸着形成後、レジスト、誘電体膜等を樹脂上面にパターニングして、ドライエッチングによりパターン形成工程を取り入れる方法;
などの手法を適宜採用して劈開線上の樹脂膜を除去することで形成することができる。
The reinforcing film forming region 106 having the above shape is:
(1) A method of selecting a photosensitive material as a resin material and forming a pattern by development processing;
(2) A method of applying a pattern forming process by dry etching after patterning a resist, a dielectric film or the like on the resin upper surface after applying or vapor-depositing a resin film;
Such a method can be appropriately employed to remove the resin film on the cleavage line.

上述した本実施形態のものでは、劈開線上においてメサ部の強度を下げることが可能であるので、より少ない力で劈開を簡単に行うことができる。加えて、次のような効果もある。   In the above-described embodiment, since the strength of the mesa portion can be lowered on the cleavage line, the cleavage can be easily performed with less force. In addition, there are the following effects.

前述した第1の実施形態のもののように、劈開線A−A’上に補強膜を有するものにおいては、補強膜の材料に樹脂を用いた場合、樹脂の種類によっては、劈開端面がその樹脂部分で光学的に十分な平坦面を得られないことがある。このため、劈開端面を光学的に利用する受光素子においては、素子特性が劣化する場合がある。これに対して、図3に示したように、劈開線A−A’上に補強膜を持たないものにおいては、劈開端面に補強膜(樹脂部分)が含まれることがないので、光学的に十分な平坦面を有する劈開端面を形成することができる。よって、樹脂部分の断面が光学的に平坦とならないことに起因するデバイス特性(光学特性、外観など)の劣化を避けることができる。   In the case of using a resin as the material of the reinforcing film in the case of having a reinforcing film on the cleavage line AA ′ as in the first embodiment described above, the cleaved end face may be the resin depending on the type of resin. An optically sufficient flat surface may not be obtained at the portion. For this reason, in the light receiving element that optically utilizes the cleaved end face, the element characteristics may deteriorate. On the other hand, as shown in FIG. 3, in the case where the reinforcing film is not provided on the cleavage line AA ′, since the reinforcing film (resin portion) is not included in the cleavage end surface, optically. A cleaved end surface having a sufficiently flat surface can be formed. Therefore, it is possible to avoid deterioration of device characteristics (optical characteristics, appearance, etc.) caused by the cross section of the resin portion not being optically flat.

本実施形態において、距離d1は、劈開されるメサ部100の長さd2(劈開面から計って最も劈開面から遠い部分までの距離)と比較して十分に小さくすることが望ましい。こうすることで、補強膜によるメサ部100の強度を維持しながら、メサ部100を容易に劈開することが可能となる。この場合の距離d1は、例えば、メサ部100の長さd2の2割程度である。すなわち、距離d1は、
d1≦0.2×d2
の条件を満たすように設計することが望ましい。ただし、加工性を考慮すると、距離d1は少なくとも3μmは必要とされる。このことから、例えば長さd2が10〜50μmの範囲の場合、d1は3μm〜10μmの範囲で設計することが望ましい。
In the present embodiment, it is desirable that the distance d1 be sufficiently smaller than the length d2 of the mesa unit 100 to be cleaved (the distance from the cleaved surface to the portion farthest from the cleaved surface). By doing so, it is possible to easily cleave the mesa unit 100 while maintaining the strength of the mesa unit 100 by the reinforcing film. The distance d1 in this case is about 20% of the length d2 of the mesa unit 100, for example. That is, the distance d1 is
d1 ≦ 0.2 × d2
It is desirable to design such that the above condition is satisfied. However, in consideration of workability, the distance d1 is required to be at least 3 μm. Therefore, for example, when the length d2 is in the range of 10 to 50 μm, it is desirable to design d1 in the range of 3 to 10 μm.

以上説明した本実施形態の構成は一例であり、その構成は適宜変更可能である。例えば、補強膜形成領域106は、上述したメサ部100の強度および劈開の容易さを実現できるのであれば、どのようなパターンにしてもよい。具体的には、図3において、補強膜形成領域106は、メサ部100の、劈開線A−A’上の所定の範囲を除く領域を全て覆うようにしてもよい。   The configuration of the present embodiment described above is an example, and the configuration can be changed as appropriate. For example, the reinforcing film forming region 106 may have any pattern as long as the strength of the mesa unit 100 and the ease of cleavage described above can be realized. Specifically, in FIG. 3, the reinforcing film forming region 106 may cover the entire region of the mesa unit 100 excluding a predetermined range on the cleavage line A-A ′.

本実施形態では、補強膜として樹脂を用いた例を挙げて説明したが、この樹脂に替えて、半導体や誘電体を用いても、劈開に対する補強および劈開の容易さの両面から有効な素子の製造が可能である。また、補強膜は劈開工程の後に除去してもよい。   In the present embodiment, an example in which a resin is used as the reinforcing film has been described. However, in place of the resin, a semiconductor or a dielectric is used, and an effective element can be obtained from both aspects of reinforcement against cleavage and ease of cleavage. Manufacturing is possible. Further, the reinforcing film may be removed after the cleavage step.

(実施例)
以下、上述した本発明の第2の実施形態の半導体受光素子の実施例について説明する。
(Example)
Examples of the semiconductor light receiving element according to the second embodiment of the present invention will be described below.

まず、半導体基板1上に、厚さ2μmのn型層2、厚さ0.5μmのi型層3、厚さ2μmのp型層4をこの順番で積層する。次に、この積層部分をウェットエッチング又はドライエッチング等の方法を用いてメサ状に形成する。このとき、メサ部100は、高さMhが5μm、幅Mwが3〜10μm、縦横比Mαが0.1以上となるように形成する。この後、全体にPCVD法又は熱CVD法により、絶縁膜5となるSiN膜(又はSiO2膜)を形成する。このとき、絶縁膜5は、平坦部における層厚Dhが250nmとなるように形成する。 First, an n-type layer 2 having a thickness of 2 μm, an i-type layer 3 having a thickness of 0.5 μm, and a p-type layer 4 having a thickness of 2 μm are stacked on the semiconductor substrate 1 in this order. Next, this laminated portion is formed in a mesa shape using a method such as wet etching or dry etching. At this time, the mesa unit 100 is formed so that the height Mh is 5 μm, the width Mw is 3 to 10 μm, and the aspect ratio Mα is 0.1 or more. Thereafter, a SiN film (or SiO 2 film) to be the insulating film 5 is formed on the entire surface by PCVD or thermal CVD. At this time, the insulating film 5 is formed so that the layer thickness Dh in the flat portion is 250 nm.

次に、絶縁膜5にn型層2の一部およびp型層4の一部がそれぞれ露出するように開口を設け、それぞれの開口にp電極6a、n電極6bを形成した後、金メッキにより、チップ外部との接続を行うための端子及び配線を形成する。そして、メサ部100を覆うように樹脂を塗布することで補強膜を形成する。このとき、補強膜の強度を保持するために、樹脂塗布後(ベーキングしょりが必要なものはその処理後)の平坦部における膜厚Fdが1.5μmとなるようにする。そして、感光性の樹脂を用いて、劈開線から両側に距離d1の幅だけ樹脂を除去する。こうして、図3に示した補強膜形成領域106に似たパターンを得る。   Next, an opening is provided in the insulating film 5 so that a part of the n-type layer 2 and a part of the p-type layer 4 are exposed. After forming the p-electrode 6a and the n-electrode 6b in each opening, gold plating is performed. Then, terminals and wirings for connection to the outside of the chip are formed. Then, a reinforcing film is formed by applying a resin so as to cover the mesa unit 100. At this time, in order to maintain the strength of the reinforcing film, the film thickness Fd in the flat portion after application of the resin (after treatment for those requiring baking) is set to 1.5 μm. Then, the photosensitive resin is used to remove the resin by a distance d1 on both sides from the cleavage line. Thus, a pattern similar to the reinforcing film forming region 106 shown in FIG. 3 is obtained.

以上のような手順で、ウェーハ上の各チップ部に素子構造が形成される。このウェーハを1次劈開して図3に示したバー状基板とし、これをさらに2次劈開して複数のチップに分割する。そして、分割したチップの劈開端面に誘電体を蒸着する。この誘電体の蒸着により、劈開端面を保護するともに入力光の反射を防止する。   The element structure is formed in each chip portion on the wafer by the procedure as described above. The wafer is first cleaved to form the bar-shaped substrate shown in FIG. 3, and this is further cleaved to be divided into a plurality of chips. Then, a dielectric is deposited on the cleaved end face of the divided chip. This dielectric deposition protects the cleaved end face and prevents reflection of input light.

本実施例で作製した半導体受光素子においても、前述した第1の実施形態の実施例の場合と同様、ショート故障を起こした素子が全体の5%以下で、逆バイアス2V印加時の暗電流が10nA以上となる暗電流劣化を起こした素子の数は全体の15%以下であった。よって、本実施例の素子においても、従来に比べて、劈開工程における、ショート故障や暗電流劣化を起こす素子の発生率を低く抑えることができ、素子製造の歩留まりを向上させることができた。   Also in the semiconductor light-receiving element manufactured in this example, as in the case of the example of the first embodiment described above, the number of elements that caused a short failure was 5% or less of the whole, and the dark current when a reverse bias of 2 V was applied was The number of elements that caused dark current degradation of 10 nA or more was 15% or less of the total. Therefore, also in the device of this example, it was possible to suppress the occurrence rate of devices causing short circuit failure and dark current degradation in the cleavage process, and to improve the yield of device manufacture.

本発明の第1の実施形態である半導体受光素子の断面構造図である。1 is a cross-sectional structure diagram of a semiconductor light receiving element according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す半導体受光素子を有するバー状基板の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of bar-shaped board | substrate which has the semiconductor light receiving element shown in FIG. 本発明の第2の実施形態である半導体受光素子を有するバー状基板の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of bar-shaped board | substrate which has a semiconductor light receiving element which is the 2nd Embodiment of this invention. 図3に示すバー状基板の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the bar-shaped substrate shown in FIG. 3. 従来の端面劈開形成型の半導体受光素子の断面構造図である。It is a cross-sectional structure diagram of a conventional end face cleaving formation type semiconductor light receiving element. 図5に示す半導体受光素子を有するバー状基板の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of bar-shaped board | substrate which has the semiconductor light receiving element shown in FIG. 図6に示すバー状基板の斜視図である。It is a perspective view of the bar-shaped board | substrate shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2 n型層
3 i型層
4 p型層
5 絶縁膜
6a p電極
6b n電極
7 補強膜
20、30、200 バー状基板
21、22 チップ部
100、101 メサ部
103 劈開用V溝
104 絶縁膜形成領域
105、106 補強膜形成領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 n-type layer 3 i-type layer 4 p-type layer 5 Insulating film 6a p-electrode 6b n-electrode 7 Reinforcing film 20, 30, 200 Bar-shaped substrate 21, 22 Chip part 100, 101 Mesa part 103 V groove for cleavage 104 Insulating film forming region 105, 106 Reinforcing film forming region

Claims (19)

半導体基板上に導電型の異なる複数の層を積層したメサ状接合部を有し、該メサ状接合部の1つの端面が劈開により形成される半導体素子であって、
前記メサ状接合部を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜と異なる組成を有する第1の膜と、を有し、
前記第1の膜は、少なくとも、前記メサ状接合部の上面の一部に形成された前記絶縁膜上と、前記メサ状接合部の側面上に形成された前記絶縁膜上とに形成されており、前記メサ状接合部の前記劈開された端面の側の縁から所定の距離だけ離れた位置に、前記縁に沿って設けられていることを特徴とする半導体素子。
A semiconductor element having a mesa-like joint part in which a plurality of layers having different conductivity types are stacked on a semiconductor substrate, wherein one end face of the mesa-like joint part is formed by cleavage,
An insulating film covering the mesa joint,
A first film formed on the insulating film and having a composition different from that of the insulating film;
The first film is at least, the a on the insulating film formed on a part of the upper surface of the mesa-shaped junction is formed and on the insulating film formed on the side surface of the mesa-shaped joint cage, the position apart a distance from the edge of the side of a given said cleaved end face of the mesa-shaped joint portion, provided along the edge semiconductor element characterized Rukoto.
前記第1の膜は、前記メサ状接合部の前記劈開に対する強度を補強するための補強膜であることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。   2. The semiconductor element according to claim 1, wherein the first film is a reinforcing film for reinforcing strength against the cleavage of the mesa joint. 前記第1の膜は、絶縁体材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体素子。   The semiconductor element according to claim 1, wherein the first film is made of an insulating material. 前記メサ状接合部は、幅に対する高さの比が0.1以上となるように構成されている、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体素子。   4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the mesa junction is configured such that a ratio of height to width is 0.1 or more. 5. 前記メサ状接合部は平坦部上に形成され、前記第1の膜は前記メサ状接合部および前記平坦部を覆うように設けられており、前記第1の膜の前記平坦部上における厚さが0.5μm以上である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体素子。   The mesa junction is formed on a flat portion, the first film is provided so as to cover the mesa junction and the flat portion, and the thickness of the first film on the flat portion is The semiconductor element according to claim 1, wherein is 0.5 μm or more. 前記第1の膜がSiONよりなる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体素子。   The semiconductor element according to claim 1, wherein the first film is made of SiON. 前記絶縁膜がSiO2よりなり、前記第1の膜がSiON又はSiNxよりなる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体素子。 6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film is made of SiO 2 , and the first film is made of SiON or SiN x. 前記絶縁膜がSiNxよりなり、前記第1の膜がSiON又はSiO2よりなる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体素子。 The insulating film is made of SiNx, the first film is made of SiON or SiO 2, the semiconductor device according to any one of claims 1 to 5. 前記第1の膜が樹脂よりなる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体素子。   The semiconductor element according to claim 1, wherein the first film is made of a resin. 前記所定の距離が少なくとも3μmである、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体素子。 Wherein the predetermined distance is at least 3 [mu] m, the semiconductor device according to any one of claims 1 to 9. 劈開が行われる劈開線により隔てられた2つのチップ領域に跨って、導電型の異なる複数の層を積層したメサ状接合部を形成する工程と、
前記メサ状接合部を、絶縁膜で覆う工程と、
前記絶縁膜上に、前記絶縁膜の組成と異なる組成を有する第1の膜を形成する工程と、
前記第1の膜を設けた2つのチップ領域を前記劈開線に沿って劈開する工程と、を含み、
前記第1の膜は、少なくとも、前記メサ状接合部の上面の一部の上部と、前記メサ状接合部の側面の上部とに形成されており、前記メサ状接合部の前記劈開された端面の側の縁から所定の距離だけ離れた位置に、前記縁に沿って設けられることを特徴とする半導体素子の製造方法。
A step of forming a mesa-shaped joint in which a plurality of layers having different conductivity types are stacked across two chip regions separated by a cleavage line where cleavage is performed;
Covering the mesa joint with an insulating film;
Forming a first film having a composition different from the composition of the insulating film on the insulating film;
Cleaving two chip regions provided with the first film along the cleavage line,
The first film is formed on at least a part of the upper surface of the mesa-shaped joint and an upper part of the side surface of the mesa-shaped joint , and the cleaved end surface of the mesa-shaped joint A method of manufacturing a semiconductor device , comprising: a predetermined distance from a side edge of the semiconductor element along the edge .
前記第1の膜は、前記メサ状接合部の前記劈開に対する強度を補強するための補強膜であることを特徴とする請求項11に記載の半導体素子の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11 , wherein the first film is a reinforcing film for reinforcing strength against the cleavage of the mesa joint. 前記第1の膜は、絶縁体材料からなることを特徴とする請求項11または12に記載の半導体素子の製造方法。 The first film is a method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11 or 12, characterized in that it consists of insulating material. 前記メサ状接合部を平坦部上に形成し、前記第1の膜を、前記メサ状接合部および前記平坦部を覆い、かつ、前記平坦部上における厚さが0.5μm以上となるように設ける、請求項11乃至13のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。 The mesa junction is formed on a flat portion, the first film covers the mesa junction and the flat portion, and the thickness on the flat portion is 0.5 μm or more. providing method as claimed in any one of claims 11 to 13. 前記第1の膜にSiONを用いる、請求項11乃至14のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。 Using SiON on the first film, The method according to any one of claims 11 to 14. 前記絶縁膜にSiO2を用い、前記第1の膜にSiON又はSiNxを用いる、請求項11乃至14のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。 Said SiO 2 used for the insulating film, the first film using a SiON or SiNx, a method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 11 to 14. 前記絶縁膜にSiNxを用い、前記第1の膜にSiON又はSiO2を用いる、請求項11乃至14のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。 The insulating film using the SiNx on the first film using a SiON or SiO 2, the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 11 to 14. 前記第1の膜に樹脂を用いる、請求項11乃至14のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。 A resin in the first layer, The method according to any one of claims 11 to 14. 前記所定の距離が少なくとも3μmである、請求項11乃至18のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor element according to claim 11 , wherein the predetermined distance is at least 3 μm.
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