JP5340511B1 - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5340511B1 JP5340511B1 JP2013516886A JP2013516886A JP5340511B1 JP 5340511 B1 JP5340511 B1 JP 5340511B1 JP 2013516886 A JP2013516886 A JP 2013516886A JP 2013516886 A JP2013516886 A JP 2013516886A JP 5340511 B1 JP5340511 B1 JP 5340511B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- semiconductor
- glass
- manufacturing
- junction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 458
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 174
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 372
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 169
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 60
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 137
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 91
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 claims description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 32
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 66
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 description 38
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 38
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 38
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 25
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 24
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 24
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 8
- -1 and B 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007572 expansion measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3157—Partial encapsulation or coating
- H01L23/3178—Coating or filling in grooves made in the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
- H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
- H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/6609—Diodes
- H01L29/66136—PN junction diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
pn接合露出部を有する半導体素子を準備する第1工程と、pn接合露出部を覆うように絶縁層を形成する第2工程と、絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより絶縁層上にガラス層を形成する第3工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法。半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物である。
鉛を含まないガラス材料を用いて、従来と同様に高耐圧の半導体装置を提供することが可能となる。A first step of preparing a semiconductor element having a pn junction exposed portion, a second step of forming an insulating layer so as to cover the pn junction exposed portion, and forming a layer made of a glass composition for protecting a semiconductor junction on the insulating layer And a third step of forming a glass layer on the insulating layer by firing the layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction, in this order. Glass composition for protecting a semiconductor junction contains at least SiO 2, and Al 2 O 3, and B 2 O 3, and ZnO, CaO, and at least two oxides of alkaline earth metals of MgO and BaO And glass fine particles made from a melt obtained by melting a raw material that does not substantially contain Pb, As, Sb, Li, Na, and K, and any of the raw materials This is a glass composition for protecting a semiconductor junction which does not contain the above component as a filler.
Using a glass material that does not contain lead, it is possible to provide a semiconductor device with a high breakdown voltage as in the conventional case.
Description
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device.
メサ型の半導体装置を製造する過程でpn接合露出部を覆うようにパッシベーション用のガラス層を形成する半導体装置の製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art A method for manufacturing a semiconductor device is known in which a passivation glass layer is formed so as to cover a pn junction exposed portion in the process of manufacturing a mesa type semiconductor device (see, for example, Patent Document 1).
図12及び図13は、そのような従来の半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図12(a)〜図12(d)及び図13(a)〜図13(d)は各工程図である。
従来の半導体装置の製造方法は、図12及び図13に示すように、「半導体基体形成工程」、「溝形成工程」、「ガラス層形成工程」、「フォトレジスト形成工程」、「酸化膜除去工程」、「粗面化領域形成工程」、「電極形成工程」及び「半導体基体切断工程」をこの順序で含む。以下、従来の半導体装置の製造方法を工程順に説明する。12 and 13 are views for explaining a method of manufacturing such a conventional semiconductor device. 12 (a) to 12 (d) and FIGS. 13 (a) to 13 (d) are process diagrams.
As shown in FIGS. 12 and 13, the conventional semiconductor device manufacturing method includes a “semiconductor substrate forming step”, a “groove forming step”, a “glass layer forming step”, a “photoresist forming step”, and an “oxide removal”. Step, “roughened region forming step”, “electrode forming step” and “semiconductor substrate cutting step” are included in this order. Hereinafter, a conventional method for manufacturing a semiconductor device will be described in the order of steps.
(a)半導体基体形成工程
まず、n−型半導体基板(n−型シリコン基板)910の一方の表面からのp型不純物の拡散によりp+型拡散層912、他方の表面からのn型不純物の拡散によりn+型拡散層914を形成して、主面に平行なpn接合が形成された半導体基体を形成する。その後、熱酸化によりp+型拡散層912及びn+型拡散層914の表面に酸化膜916,918を形成する(図12(a)参照。)。(A) Semiconductor Base Formation Step First, p + -
(b)溝形成工程
次に、フォトエッチング法によって、酸化膜916の所定部位に所定の開口部を形成する。酸化膜のエッチング後、引き続いて半導体基体のエッチングを行い、半導体基体の一方の表面からpn接合を超える深さの溝920を形成する(図12(b)参照。)。(B) Groove Formation Step Next, a predetermined opening is formed at a predetermined portion of the
(c)ガラス層形成工程
次に、溝920の表面に、電気泳動法により溝920の内面及びその近傍の半導体基体表面に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成するとともに、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより、パッシベーション用のガラス層924を形成する(図12(c)参照。)。(C) Glass layer forming step Next, a layer composed of a glass composition for protecting a semiconductor junction is formed on the inner surface of the
(d)フォトレジスト形成工程
次に、ガラス層924の表面を覆うようにフォトレジスト926を形成する(図12(d)参照。)。(D) Photoresist Formation Step Next, a
(e)酸化膜除去工程
次に、フォトレジスト926をマスクとして酸化膜916のエッチングを行い、Niめっき電極膜を形成する部位930における酸化膜916を除去する(図13(a)参照。)。(E) Oxide Film Removal Step Next, the
(f)粗面化領域形成工程
次に、Niめっき電極膜を形成する部位930における半導体基体表面の粗面化処理を行い、Niめっき電極と半導体基体との密着性を高くするための粗面化領域932を形成する(図13(b)参照。)。(F) Roughened region forming step Next, a roughened surface for increasing the adhesion between the Ni-plated electrode and the semiconductor substrate by performing a roughening treatment on the surface of the semiconductor substrate in the
(g)電極形成工程
次に、半導体基体にNiめっきを行い、粗面化領域932上にアノード電極934を形成するとともに、半導体基体の他方の表面にカソード電極936を形成する(図13(c)参照。)。アノード電極934及びカソード電極936のアニールは、窒素雰囲気下、例えば600度の温度で行う。(G) Electrode formation step Next, Ni plating is performed on the semiconductor substrate to form an
(h)半導体基体切断工程
次に、ダイシング等により、ガラス層924の中央部において半導体基体を切断して半導体基体をチップ化して、メサ型半導体装置(pnダイオード)を作成する(図13(d)参照。)。(H) Semiconductor Substrate Cutting Step Next, the semiconductor substrate is cut at the center of the
以上説明したように、従来の半導体装置の製造方法は、主面に平行なpn接合が形成された半導体基体の一方の表面からpn接合を超える溝920を形成する工程(図12(a)及び図12(b)参照。)と、当該溝920の内部にpn接合露出部を覆うようにパッシベーション用のガラス層924を形成する工程(図12(c)参照。)とを含む。このため、従来の半導体装置の製造方法によれば、溝920の内部にパッシベーション用のガラス層924を形成した後半導体基体を切断することにより、高耐圧のメサ型半導体装置を製造することができる。
As described above, in the conventional method for manufacturing a semiconductor device, the step of forming the
ところで、パッシベーション用のガラス層に用いるガラス材料としては、(a)適正な温度で焼成できること、(b)工程で使用する薬品に耐えること、(c)工程中におけるウェーハの反りを防止するためシリコンの線膨張率に近い線膨張率を有すること(特に50℃〜550℃における平均線膨張率がシリコンの線膨張率に近いこと)、及び、(d)優れた絶縁性を有することという条件をすべて満たす必要があることから、従来より「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」が広く用いられている。 By the way, as a glass material used for the glass layer for passivation, (a) it can be fired at an appropriate temperature, (b) can withstand chemicals used in the process, and (c) silicon to prevent warping of the wafer during the process. (The average linear expansion coefficient at 50 ° C. to 550 ° C. is close to the linear expansion coefficient of silicon) and (d) excellent insulation properties. Since it is necessary to satisfy all of them, conventionally, “glass materials mainly composed of lead silicate” have been widely used.
しかしながら、「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」には環境負荷の大きい鉛が含まれており、近未来にはそのような「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」の使用が禁止されていくことになると考えられる。 However, “glass material based on lead silicate” contains lead with a large environmental impact, and in the near future, the use of such “glass material based on lead silicate” is prohibited. It is thought that it will go.
そこで、鉛を含まないガラス材料を用いてパッシベーション用のガラス層を形成することが考えられるが、(a)適正な温度で焼成できること、(b)工程で使用する薬品に耐えること、(c)工程中におけるウェーハの反りを防止するためシリコンの線膨張率に近い線膨張率を有すること(特に50℃〜550℃における平均線膨張率がシリコンの線膨張率に近いこと)、及び、(d)優れた絶縁性を有することという条件をすべて満たすのは難しく、鉛を含まないガラス材料を用いてパッシベーション用のガラス層を形成することは、パワー用半導体装置の量産プロセスにおいてはまだ適用されていない、というのが実情である。 Therefore, it is conceivable to form a glass layer for passivation using a glass material not containing lead. (A) It can be fired at an appropriate temperature, (b) It can withstand chemicals used in the process, (c) In order to prevent wafer warpage during the process, it has a linear expansion coefficient close to that of silicon (in particular, the average linear expansion coefficient at 50 ° C. to 550 ° C. is close to the linear expansion coefficient of silicon), and (d ) It is difficult to satisfy all the conditions of having excellent insulating properties, and forming a passivation glass layer using a lead-free glass material has not yet been applied in the mass production process of power semiconductor devices. The fact is that there is no.
また、本発明の発明者らの研究により、鉛を含まないガラス材料を用いて、パッシベーション用のガラス層を形成した場合には、ガラス層の組成や焼成条件によっては、ガラス組成物からなる層を焼成してガラス層を形成する過程で半導体基体とガラス層との境界面から泡が発生し易くなるという問題があることが判明した。そして、このような問題を解決するためには脱泡作用のある成分(例えば、ニッケル酸化物、ジルコニウム酸化物など。)を添加する必要があるが、ガラス組成の組み合わせによっては添加することができない場合があるため、好ましくない。 In addition, when a glass layer for passivation is formed using a glass material that does not contain lead by the research of the inventors of the present invention, depending on the composition of the glass layer and the firing conditions, a layer made of the glass composition It has been found that there is a problem that bubbles are likely to be generated from the interface between the semiconductor substrate and the glass layer in the process of baking and forming a glass layer. In order to solve such problems, it is necessary to add a defoaming component (for example, nickel oxide, zirconium oxide, etc.), but depending on the combination of glass compositions, it cannot be added. Since there is a case, it is not preferable.
また、本発明の発明者らの研究により、鉛を含まないガラス材料を用いてパッシベーション用のガラス層を形成した場合には、ガラス層の組成や焼成条件によっては(ガラスの組成:SiO2高含有ガラスの場合、焼成条件:短時間で行う場合)、逆方向リーク電流が増大してしまうという問題があることが判明した。換言すると、長時間(例えば3時間)の焼成を行わなければ逆方向リーク電流が増大してしまう問題があることが判明した。Moreover, when the glass layer for passivation is formed using the glass material which does not contain lead by the research of the inventors of the present invention, depending on the composition of the glass layer and the firing conditions (the glass composition: SiO 2 high In the case of containing glass, it has been found that there is a problem in that the reverse leakage current increases when firing conditions (when performed in a short time). In other words, it has been found that there is a problem that the reverse leakage current increases unless firing is performed for a long time (for example, 3 hours).
そこで、本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、鉛を含まないガラス材料を用いて、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いた場合と同様に、高耐圧の半導体装置を製造することを可能とする半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and uses a glass material that does not contain lead, as in the case of using the conventional “glass material mainly composed of lead silicate”. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device that can manufacture the semiconductor device.
また、本発明は、ガラス層の組成や焼成条件によらず、ガラス組成物からなる層を焼成してガラス層を形成する過程で半導体基体とガラス層との境界面から発生することがある泡の発生を、ニッケル酸化物等の脱泡作用のある成分を添加することなく又は添加するとしても少ない添加量(例えば2.0mol%以下)で、抑制することが可能な、半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention also relates to bubbles that may be generated from the interface between the semiconductor substrate and the glass layer in the process of firing the glass composition layer to form the glass layer regardless of the glass layer composition and firing conditions. Can be suppressed without adding a component having a defoaming action such as nickel oxide or with a small addition amount (for example, 2.0 mol% or less). Another object is to provide a semiconductor device.
また、本発明は、ガラス層の組成や焼成条件によらず、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device capable of stably manufacturing a semiconductor device having a low reverse leakage current regardless of the composition of the glass layer and the baking conditions. To do.
[1]本発明の半導体装置の製造方法は、pn接合が露出するpn接合露出部を有する半導体素子を準備する第1工程と、前記pn接合露出部を覆うように絶縁層を形成する第2工程と、前記絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより前記絶縁層上にガラス層を形成する第3工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法であって、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、前記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする。[1] A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first step of preparing a semiconductor element having a pn junction exposed portion where a pn junction is exposed, and a second step of forming an insulating layer so as to cover the pn junction exposed portion. Forming a glass layer on the insulating layer by firing a layer comprising the glass composition for protecting a semiconductor junction, and forming a layer comprising the glass composition for protecting a semiconductor junction on the insulating layer; The semiconductor device manufacturing method includes three steps in this order, and the glass composition for protecting a semiconductor junction includes at least SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO, CaO, and MgO. And a raw material containing at least two alkaline earth metal oxides of BaO and substantially free of Pb, As, Sb, Li, Na, and K. From melt It is a glass composition for protecting a semiconductor junction, which is made of the produced glass fine particles and does not contain any of the components as a filler.
[2]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、SiO2の含有量が41.1mol%〜61.1mol%の範囲内にあり、Al2O3の含有量が7.4mol%〜17.4mol%の範囲内にあり、B2O3の含有量が5.8mol%〜15.8mol%の範囲内にあり、ZnOの含有量が3.0mol%〜24.8mol%の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が5.5mol%〜15.5mol%の範囲内にあることが好ましい。[2] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the glass composition for protecting a semiconductor junction has a SiO 2 content in the range of 41.1 mol% to 61.1 mol%, and Al 2 O 3 The content is in the range of 7.4 mol% to 17.4 mol%, the content of B 2 O 3 is in the range of 5.8 mol% to 15.8 mol%, and the content of ZnO is 3.0 mol% It is preferable that the alkaline earth metal oxide content is in the range of 5.5 mol% to 15.5 mol%.
[3]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、SiO2の含有量が49.5mol%〜64.3mol%の範囲内にあり、B2O3の含有量が8.4mol%〜17.9mol%の範囲内にあり、Al2O3の含有量が3.7mol%〜14.8mol%の範囲内にあり、ZnOの含有量が3.9mol%〜14.2mol%の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が7.4mol%〜12.9mol%の範囲内にあることが好ましい。[3] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the glass composition for protecting a semiconductor junction has a SiO 2 content in the range of 49.5 mol% to 64.3 mol%, and B 2 O 3 in the range content of 8.4mol% ~17.9mol%, in the range the content of Al 2 O 3 is 3.7mol% ~14.8mol%, the content of ZnO is 3.9 mol% It is preferable that the alkaline earth metal oxide content is in the range of 7.4 mol% to 12.9 mol%.
[4]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、脱泡剤としての多価元素を実質的に含有しないことが好ましい。 [4] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the glass composition for protecting a semiconductor junction contains substantially no multivalent element as a defoaming agent.
[5]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記多価元素は、V、Mn、Sn、Ce、Nb及びTaを含むことが好ましい。 [5] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the polyvalent element contains V, Mn, Sn, Ce, Nb, and Ta.
[6]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記原料は、Pを実質的に含有しないことが好ましい。 [6] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the raw material does not substantially contain P.
[7]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記原料は、Biを実質的に含有しないことが好ましい。 [7] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the raw material does not substantially contain Bi.
[8]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、有機バインダを含有しないことが好ましい。 [8] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the glass composition for protecting a semiconductor junction does not contain an organic binder.
[9]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第3工程においては、900℃以下の温度で半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することが好ましい。 [9] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the third step, it is preferable to fire a layer made of a glass composition for protecting a semiconductor junction at a temperature of 900 ° C. or lower.
[10]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記絶縁層は、シリコン酸化物からなることが好ましい。 [10] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the insulating layer is preferably made of silicon oxide.
[11]本発明の半導体装置の製造方法において、前記第2工程においては、前記絶縁層を5nm〜100nmの範囲内の厚さに形成することが好ましい。 [11] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the second step, it is preferable that the insulating layer is formed to a thickness in the range of 5 nm to 100 nm.
[12]本発明の半導体装置の製造方法において、前記第3工程においては、電気泳動法を用いて前記ガラス組成物からなる層を形成することが好ましい。 [12] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the third step, it is preferable to form a layer made of the glass composition by using an electrophoresis method.
[13]本発明の半導体装置の製造方法において、前記第2工程においては、前記絶縁層を5nm〜60nmの範囲内の厚さに形成することが好ましい。 [13] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the second step, it is preferable that the insulating layer is formed to a thickness within a range of 5 nm to 60 nm.
[14]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第1工程は、主面に平行なpn接合を備える半導体基体を準備する工程と、前記半導体基体の一方の表面から前記pn接合を超える深さの溝を形成することにより、前記溝の内面に前記pn接合露出部を形成する工程とを含み、前記第2工程は、前記pn接合露出部を覆うように前記溝の内面に前記絶縁層を形成する工程を含み、前記第3工程においては、前記絶縁層上に前記ガラス層を形成する工程を含むことが好ましい。 [14] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first step includes a step of preparing a semiconductor substrate having a pn junction parallel to a main surface, and the pn junction is exceeded from one surface of the semiconductor substrate. Forming a pn junction exposed portion on the inner surface of the groove by forming a groove having a depth, and the second step includes insulating the inner surface of the groove so as to cover the pn junction exposed portion. Preferably, the method includes a step of forming a layer, and the third step preferably includes a step of forming the glass layer on the insulating layer.
[15]本発明の半導体装置の製造方法において、前記第2工程においては、熱酸化法によって前記絶縁層を形成することが好ましい。 [15] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the second step, the insulating layer is preferably formed by a thermal oxidation method.
[16]本発明の半導体装置の製造方法において、前記第2工程においては、堆積法によって前記絶縁層を形成することが好ましい。 [16] In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the insulating layer is formed by a deposition method in the second step.
[17]本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第1工程は、半導体基体の表面に前記pn接合露出部を形成する工程を含み、前記第2工程は、前記pn接合露出部を覆うように前記半導体基体の表面に前記絶縁層を形成する工程を含み、前記第3工程においては、前記絶縁層上に前記ガラス層を形成する工程とを含むことが好ましい。 [17] In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first step includes a step of forming the pn junction exposed portion on a surface of a semiconductor substrate, and the second step covers the pn junction exposed portion. Thus, it is preferable to include a step of forming the insulating layer on the surface of the semiconductor substrate, and the third step includes a step of forming the glass layer on the insulating layer.
[18]本発明の半導体装置の製造方法において、前記第2工程においては、熱酸化法によって前記絶縁層を形成することが好ましい。 [18] In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the second step, it is preferable that the insulating layer is formed by a thermal oxidation method.
[19]本発明の半導体装置の製造方法において、前記第2工程においては、堆積法によって前記絶縁層を形成することが好ましい。 [19] In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the insulating layer is formed by a deposition method in the second step.
[20]本発明の半導体装置は、pn接合が露出するpn接合露出部を有する半導体素子と、前記pn接合露出部を覆うように形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたガラス層とを備え、前記ガラス層は、前記絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものである半導体装置であって、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、前記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする。[20] A semiconductor device of the present invention includes a semiconductor element having a pn junction exposed portion where a pn junction is exposed, an insulating layer formed so as to cover the pn junction exposed portion, and a glass formed on the insulating layer. The glass layer is formed by forming a layer made of a glass composition for protecting a semiconductor junction on the insulating layer and then firing the layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction. a semiconductor device is, the glass composition for protecting a semiconductor junction, at least a SiO 2, and Al 2 O 3, and
本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、後述する実施例からも明らかなように、鉛を含まないガラス材料を用いて、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いた場合と同様に高耐圧の半導体装置を提供することが可能となる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, as will be apparent from Examples described later, a conventional “glass material mainly composed of lead silicate” is used by using a glass material not containing lead. A high breakdown voltage semiconductor device can be provided as in the case of using it.
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、(a)適正な温度で焼成できること、(b)工程で使用する薬品に耐えること、(c)工程中におけるウェーハの反りを防止するためシリコンの線膨張率に近い線膨張率を有すること(特に50℃〜550℃における平均線膨張率がシリコンの線膨張率に近いこと)、及び、(d)優れた絶縁性を有することという条件をすべて満たすことが可能となる。 That is, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, (a) it can be fired at an appropriate temperature, (b) can withstand chemicals used in the process, and (c) prevents warping of the wafer during the process. Therefore, it has a linear expansion coefficient close to that of silicon (especially, the average linear expansion coefficient at 50 ° C. to 550 ° C. is close to the linear expansion coefficient of silicon), and (d) has an excellent insulating property. It is possible to satisfy all the conditions.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、半導体基体とガラス層との間に半導体基体よりも濡れ性の高い絶縁層が介在するようになることから、ガラス組成物からなる層を焼成してガラス層を形成する過程で半導体基体とガラス層との境界面から泡が発生し難くなる。このため、そのような泡の発生を、ニッケル酸化物等の脱泡作用のある成分を添加することなく又は添加するとしても少ない添加量(例えば2.0mol%以下)で、抑制することが可能となる。 In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, an insulating layer having higher wettability than the semiconductor substrate is interposed between the semiconductor substrate and the glass layer. In the process of baking the layer to form the glass layer, bubbles are less likely to be generated from the interface between the semiconductor substrate and the glass layer. For this reason, generation | occurrence | production of such a bubble can be suppressed with little addition amount (for example, 2.0 mol% or less), without adding the component with defoaming effects, such as nickel oxide, even if it adds. It becomes.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、半導体基体とガラス層との間に絶縁層が介在することになることから、絶縁性が向上し、後述する実施例からも明らかなように、ガラス層の組成や焼成条件によらず、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。すなわち、SiO2の含有量が55mol%以上であっても、焼成時間を15分程度とした場合であっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, since the insulating layer is interposed between the semiconductor substrate and the glass layer, the insulating property is improved, and it is apparent from the examples described later. As described above, it is possible to stably manufacture a semiconductor device having a low reverse leakage current regardless of the composition of the glass layer and the firing conditions. That is, it is possible to stably manufacture a semiconductor device having a low reverse leakage current even when the content of SiO 2 is 55 mol% or more or when the baking time is about 15 minutes.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、後述する実施例からも明らかなように、比較的低い温度でガラス層の焼成を行うことが可能となるため、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, at least two alkaline earth materials among at least SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO, CaO, MgO, and BaO. From glass fine particles prepared from a melt obtained by melting a raw material containing a metal oxide and substantially free of Pb, As, Sb, Li, Na, and K Since a glass layer is formed by firing a layer made of a glass composition for protecting a semiconductor junction, the glass layer is fired at a relatively low temperature, as will be apparent from the examples described later. Therefore, it becomes difficult for the glass layer to be crystallized during the baking process of the glass layer, and this also makes it possible to stably manufacture a semiconductor device having a low reverse leakage current.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。 In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, a glass layer is formed by firing a layer made of a glass composition for protecting a semiconductor junction that does not contain any of the components as a filler. This makes it difficult for the glass layer to crystallize during the firing process of the glass layer, and this also makes it possible to stably manufacture a semiconductor device having a low reverse leakage current.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、鉛含有ガラスよりも誘電率の低い鉛フリーガラス(Pbを含有しないガラス)からなるガラス層を有する半導体装置を製造可能となることから、本発明の半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたときに、高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起されることが無くなり、その結果、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いて得られる半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたものよりも、高温逆バイアス耐量が高くなるという効果も得られる。 In addition, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device of the present invention, it becomes possible to manufacture a semiconductor device having a glass layer made of lead-free glass (glass not containing Pb) having a dielectric constant lower than that of lead-containing glass. Thus, when the semiconductor device of the present invention is molded with resin to form a resin-encapsulated semiconductor device, the interface between the mold resin and the glass layer and the glass layer and the semiconductor layer during the high temperature reverse bias test are performed. As a result, a semiconductor device obtained by using a conventional “glass material mainly composed of lead silicate” is molded with a resin to form a resin-encapsulated semiconductor device. The effect that the high-temperature reverse bias withstand capability is higher than that of the above is also obtained.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、Li、Na及びKを実質的に含有しないガラス組成物を用いることから、後述する実施例(評価項目10)からも明らかなように、ガラス組成物中にたとえB(ボロン)が含まれていたとしても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にB(ボロン)が拡散することがなくなり、高信頼性の半導体装置を製造することが可能となる。 Further, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, since a glass composition that does not substantially contain Li, Na, and K is used, it is apparent from Examples (Evaluation Item 10) described later. Even if B (boron) is contained in the glass composition, B (boron) does not diffuse from the glass layer into the silicon during the firing of the glass composition, and a highly reliable semiconductor device Can be manufactured.
なお、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置において、少なくともある特定成分(SiO2、Al2O3、B2O3等)を含有するとは、当該ある特定成分のみを含有する場合のほか、当該ある特定成分に加えて、ガラス組成物に通常含有可能な成分をさらに含有する場合も含む。In addition, in the manufacturing method of a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, the phrase “containing at least a specific component (SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3, etc.)” includes the case where only the specific component is included. In addition to the specific component, the case where the glass composition further contains a component that can usually be contained is also included.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置において、ある特定元素(Pb、As,Sb等)を実質的に含有しないとは、当該ある特定元素を成分として含有しないという意味であり、ガラスを構成する各成分の原料中に不純物として上記特定元素が混入したガラス組成物を排除するものではない。 Further, in the method of manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, substantially not containing a specific element (Pb, As, Sb, etc.) means that the specific element is not included as a component, and glass It does not exclude a glass composition in which the above-mentioned specific element is mixed as an impurity in the raw material of each component constituting the.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置において、ある特定元素(Pb、As、Sb等)を含有しないとは、当該ある特定元素の酸化物、当該ある特定元素の窒化物などを含有しないことをいう。 In the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, the phrase “not containing a specific element (Pb, As, Sb, etc.)” includes an oxide of the specific element, a nitride of the specific element, and the like. It means not to.
また、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置において、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まないとは、例えば成分がSiO2である場合には、成分SiO2をSiO2微粒子からなる埋設物、詰め物、充填材、添加材などとして含まないことをいう。Further, in the method of manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, the fact that none of the components is included as a filler means that, for example, when the component is SiO 2 , the component SiO 2 is embedded with SiO 2 fine particles. It means not to be included as a product, stuffing, filler, additive, etc.
以下、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device according to the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
[実施形態1]
実施形態1に係る半導体装置の製造方法は、pn接合が露出するpn接合露出部を有する半導体素子を準備する第1工程と、pn接合露出部を覆うように絶縁層を形成する第2工程と、絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより絶縁層上にガラス層を形成する第3工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法である。実施形態1に係る半導体装置の製造方法においては、半導体装置としてメサ型のpnダイオードを製造する。[Embodiment 1]
The method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment includes a first step of preparing a semiconductor element having a pn junction exposed portion where a pn junction is exposed, and a second step of forming an insulating layer so as to cover the pn junction exposed portion. A third step of forming a glass layer on the insulating layer by firing a layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction after the layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction is formed on the insulating layer. It is a manufacturing method of a semiconductor device included in this order. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, a mesa pn diode is manufactured as the semiconductor device.
図1及び図2は、実施形態1に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図1(a)〜図1(d)及び図2(a)〜図2(d)は各工程図である。
実施形態1に係る半導体装置の製造方法は、図1及び図2に示すように、「半導体基体準備工程」、「溝形成工程」、「絶縁層形成工程」、「ガラス層形成工程」、「フォトレジスト形成工程」、「酸化膜除去工程」、「粗面化領域形成工程」、「電極形成工程」及び「半導体基体切断工程」をこの順序で実施する。以下、実施形態1に係る半導体装置の製造方法を工程順に説明する。1 and 2 are views for explaining the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 1A to FIG. 1D and FIG. 2A to FIG. 2D are process diagrams.
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment includes a “semiconductor substrate preparation step”, a “groove formation step”, an “insulating layer formation step”, a “glass layer formation step”, “ The “photoresist forming step”, “oxide film removing step”, “roughened region forming step”, “electrode forming step”, and “semiconductor substrate cutting step” are performed in this order. Hereinafter, the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment will be described in the order of steps.
(a)半導体基体準備工程
まず、n−型半導体基板(n−型シリコン基板)110の一方の表面からのp型不純物の拡散によりp+型拡散層112、他方の表面からのn型不純物の拡散によりn+型拡散層114を形成して、主面に平行なpn接合が形成された半導体基体を準備する。その後、熱酸化によりp+型拡散層112及びn+型拡散層114の表面に酸化膜116,118を形成する(図1(a)参照。)。(A) Semiconductor substrate preparation step First, p + -
(b)溝形成工程
次に、フォトエッチング法によって、酸化膜116の所定部位に所定の開口部を形成する。酸化膜のエッチング後、引き続いて半導体基体のエッチングを行い、半導体基体の一方の表面からpn接合を超える深さの溝120を形成する(図1(b)参照。)。このとき、溝の内面にpn接合露出部Aが形成される。(B) Groove Formation Step Next, a predetermined opening is formed at a predetermined portion of the
(c)絶縁層形成工程
次に、ドライ酸素(DryO2)を用いた熱酸化法によって、溝120の内面にシリコン酸化膜からなる絶縁層121を形成する(図1(c)参照。)。絶縁層121の厚さは、5nm〜60nmの範囲内(例えば20nm)とする。絶縁層121の形成は、半導体基体を拡散炉に入れた後、酸素ガスを流しながら900℃の温度で10分処理することにより行う。絶縁層121の厚さが5nm未満であると逆方向電流低減の効果が得られなくなる場合がある。一方、絶縁層121の厚さが60nmを超えると次のガラス層形成工程で電気泳動法によりガラス組成物からなる層を形成することができなくなる場合がある。(C) Insulating Layer Formation Step Next, an insulating
(d)ガラス層形成工程
次に、電気泳動法により溝120の内面及びその近傍の半導体基体表面に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成するとともに、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより、パッシベーション用のガラス層124を形成する(図1(d)参照。)。焼成温度は例えば900℃とする。なお、溝120の内面に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する際には、溝120の内面を絶縁層121を介して被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する。従って、溝120の内部におけるpn接合露出部Aは絶縁層121を介してガラス層124により覆われた状態となる。(D) Glass layer formation process Next, while forming the layer which consists of a glass composition for semiconductor joint protection on the inner surface of the groove |
半導体接合保護用ガラス組成物としては、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、上記した原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物を用いる。The glass composition for protecting a semiconductor junction, comprising at least SiO 2, and Al 2 O 3, and
そのような半導体接合保護用ガラス組成物としては、SiO2の含有量が41.1mol%〜61.1mol%の範囲内にあり、Al2O3の含有量が7.4mol%〜17.4mol%の範囲内にあり、B2O3の含有量が5.8mol%〜15.8mol%の範囲内にあり、ZnOの含有量が3.0mol%〜24.8mol%の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が5.5mol%〜15.5mol%の範囲内にあり、ニッケル酸化物の含有量が0.01mol%〜2.0mol%の範囲内にあるものを好適に用いることができる。また、アルカリ土類金属の酸化物として、CaO含有量が2.8mol%〜7.8mol%の範囲内にあり、MgO含有量が1.1mol%〜3.1mol%の範囲内にあり、BaO含有量が1.7mol%〜4.7mol%の範囲内にあるものを好適に用いることができる。As such a glass composition for protecting a semiconductor junction, the content of SiO 2 is in the range of 41.1 mol% to 61.1 mol%, and the content of Al 2 O 3 is 7.4 mol% to 17.4 mol. % in the range of, there the content of
半導体接合保護用ガラス組成物としては、脱泡剤としての多価元素(例えば、V、Mn、Sn、Ce、Nb及びTa)を実質的に含有しないものを用いる。また、有機バインダを含有しないものを用いる。 As the glass composition for protecting a semiconductor junction, a glass composition that does not substantially contain a polyvalent element (for example, V, Mn, Sn, Ce, Nb and Ta) as a defoaming agent is used. Moreover, the thing which does not contain an organic binder is used.
半導体接合保護用ガラス組成物の原料としては、Pを実質的に含有しないものを用いることが好ましい。また、Biを実質的に含有しないものを用いることが好ましい。 As a raw material of the glass composition for protecting a semiconductor junction, it is preferable to use a material that does not substantially contain P. Moreover, it is preferable to use what does not contain Bi substantially.
なお、この場合において、ある特定成分(SiO2、Al2O3、B2O3等)を含有するとは、当該ある特定成分のみを含有する場合のほか、当該ある特定成分に加えて、ガラス組成物に通常含有可能な成分をさらに含有する場合も含む。また、ある特定元素(Pb、As,Sb等)を実質的に含有しないとは、当該ある特定元素を成分として含有しないという意味であり、ガラスを構成する各成分の原料中に不純物として上記ある特定元素が混入したガラス組成物を排除するものではない。また、ある特定元素(Pb、As,Sb等)を含有しないとは、当該ある特定元素の酸化物、当該ある特定元素の窒化物などを含有しないことをいう。また、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まないとは、例えば成分がSiO2である場合には、成分SiO2をSiO2微粒子からなる埋設物、詰め物、充填材、添加材などとして含まないことをいう。In addition, in this case, including a certain specific component (SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3, etc.) means that in addition to the certain specific component, in addition to the certain specific component, glass This includes cases where the composition can further contain components that can usually be contained. Further, substantially not containing a specific element (Pb, As, Sb, etc.) means that the specific element is not included as a component, and is present as an impurity in the raw material of each component constituting the glass. It does not exclude a glass composition mixed with a specific element. Further, “not containing a specific element (Pb, As, Sb, etc.)” means not containing an oxide of the specific element, a nitride of the specific element, or the like. In addition, if any component of the raw material is not included as a filler, for example, when the component is SiO 2 , the component SiO 2 is not included as an embedded material, a filling material, a filler, an additive, or the like made of SiO 2 fine particles. That means.
ここで、SiO2の含有量を41.1mol%〜61.1mol%の範囲内としたのは、SiO2の含有量が41.1mol%未満である場合には、耐薬品性が低下したり、絶縁性が低下したりする場合があるからであり、SiO2の含有量が61.1mol%を超える場合には、焼成温度が高くなる傾向にあるからである。Here, the content of SiO 2 is set in the range of 41.1 mol% to 61.1 mol%. When the content of SiO 2 is less than 41.1 mol%, the chemical resistance is reduced. This is because the insulating property may decrease, and when the SiO 2 content exceeds 61.1 mol%, the firing temperature tends to increase.
また、Al2O3の含有量を7.4mol%〜17.4mol%の範囲内としたのは、Al2O3の含有量が7.4mol%未満である場合には、耐薬品性が低下したり、絶縁性が低下したりする場合があるからであり、Al2O3の含有量が17.4mol%を超える場合には、焼成温度が高くなる傾向にあるからである。In addition, the content of Al 2 O 3 is in the range of 7.4 mol% to 17.4 mol% when the content of Al 2 O 3 is less than 7.4 mol%, the chemical resistance is This is because there is a case where the temperature is lowered or the insulating property is lowered. When the content of Al 2 O 3 exceeds 17.4 mol%, the firing temperature tends to increase.
また、B2O3の含有量を5.8mol%〜15.8mol%の範囲内としたのは、B2O3の含有量が5.8mol%未満である場合には、焼成温度が高くなる傾向があるからであり、B2O3の含有量が15.8mol%を超える場合には、ガラス層を焼成する工程でボロンが半導体基体に拡散して絶縁性が低下する場合があるからである。In addition, the content of B 2 O 3 is in the range of 5.8 mol% to 15.8 mol% because the firing temperature is high when the content of B 2 O 3 is less than 5.8 mol%. This is because when the content of B 2 O 3 exceeds 15.8 mol%, boron may diffuse into the semiconductor substrate in the step of firing the glass layer, resulting in a decrease in insulation. It is.
また、ZnOの含有量を3.0mol%〜24.8mol%の範囲内としたのは、ZnOの含有量が3.0mol%未満である場合には、焼成温度が高くなる傾向にあるからであり、ZnOの含有量が24.8mol%を超える場合には、耐薬品性が低下したり、絶縁性が低下したりする場合があるからである。 The reason why the ZnO content is in the range of 3.0 mol% to 24.8 mol% is that the firing temperature tends to increase when the ZnO content is less than 3.0 mol%. In other words, when the ZnO content exceeds 24.8 mol%, the chemical resistance may be lowered or the insulation may be lowered.
また、アルカリ土類金属の酸化物の含有量を5.5mol%〜15.5mol%の範囲内としたのは、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が5.5mol%未満である場合には、焼成温度が高くなる傾向にあるからであり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が15.5mol%を超える場合には、耐薬品性が低下したり、絶縁性が低下したりする場合があるからである。 In addition, the content of the alkaline earth metal oxide is in the range of 5.5 mol% to 15.5 mol% when the content of the alkaline earth metal oxide is less than 5.5 mol%. This is because the firing temperature tends to be high, and when the content of the alkaline earth metal oxide exceeds 15.5 mol%, the chemical resistance is lowered or the insulation is lowered. Because there are cases.
また、アルカリ土類金属の酸化物のうち、CaOの含有量を2.8mol%〜7.8mol%の範囲内としたのは、CaOの含有量が2.8mol%未満である場合には、焼成温度が高くなる傾向にあるからであり、CaOの含有量が7.8mol%を超える場合には、耐薬品性が低下したり、絶縁性が低下したりする場合があるからである。 In addition, among the alkaline earth metal oxides, the CaO content is in the range of 2.8 mol% to 7.8 mol% when the CaO content is less than 2.8 mol%. This is because the firing temperature tends to be high, and when the CaO content exceeds 7.8 mol%, chemical resistance may be lowered or insulation may be lowered.
また、MgOの含有量を1.1mol%〜3.1mol%の範囲内としたのは、MgOの含有量が1.1mol%未満である場合には、耐薬品性が低下したり、絶縁性が低下したりする場合があるからであり、MgOの含有量が3.1mol%を超える場合には、焼成温度が高くなる傾向にあるからである。 In addition, the MgO content is within the range of 1.1 mol% to 3.1 mol% because when the MgO content is less than 1.1 mol%, the chemical resistance is lowered or the insulating property is decreased. This is because the firing temperature tends to increase when the MgO content exceeds 3.1 mol%.
また、BaOの含有量を1.7mol%〜4.7mol%の範囲内としたのは、BaOの含有量が1.7mol%未満である場合には、焼成温度が高くなる傾向にあるからであり、BaOの含有量が4.7mol%を超える場合には、耐薬品性が低下したり、絶縁性が低下したりする場合があるからである。 The reason why the BaO content is in the range of 1.7 mol% to 4.7 mol% is that the firing temperature tends to increase when the BaO content is less than 1.7 mol%. In other words, when the BaO content exceeds 4.7 mol%, the chemical resistance may be lowered or the insulation may be lowered.
また、ニッケル酸化物の含有量を0.01mol%〜2.0mol%の範囲内としたのは、ニッケル酸化物の含有量が0.01mol%未満である場合には、電気泳動法により形成した「半導体接合保護用ガラス組成物からなる層」を焼成する過程で半導体基体(シリコン)との境界面から発生することのある泡の発生を抑制することが困難となる場合があるからであり、ニッケル酸化物の含有量が2.0mol%を超える場合には、均質なガラスを製造することが困難となる場合があるからである。 In addition, the nickel oxide content was in the range of 0.01 mol% to 2.0 mol% when the nickel oxide content was less than 0.01 mol%, formed by electrophoresis. This is because it may be difficult to suppress the generation of bubbles that may be generated from the interface with the semiconductor substrate (silicon) in the process of firing the “layer comprising the glass composition for protecting a semiconductor junction”, This is because when the content of nickel oxide exceeds 2.0 mol%, it may be difficult to produce homogeneous glass.
実施形態1に係る半導体接合保護用ガラス組成物は、以下のようにして製造することができる。すなわち、上記した組成比(モル比)になるように原料(SiO2、Al(OH)3、H3BO3、ZnO、CaCO3、Mg(OH)2、BaO及びNiO(ニッケル酸化物)を調合し、混合機でよく攪拌した後、その混合した原料を電気炉中で所定温度(例えば1550℃)に上昇させた白金ルツボに入れ、所定時間溶融させる。その後、融液を水冷ロールに流し出して薄片状のガラスフレークを得る。その後、このガラスフレークをボールミルなどで所定の平均粒径となるまで粉砕して、粉末状のガラス組成物を得る。そして、得られた粉末状のガラス組成物をそのまま半導体接合保護用ガラス組成物として用いる。The glass composition for protecting a semiconductor junction according to
(e)酸化膜除去工程
次に、ガラス層124の表面を覆うようにフォトレジスト126を形成した後、当該フォトレジスト126をマスクとして酸化膜116のエッチングを行い、Niめっき電極膜を形成する部位130における酸化膜116を除去する(図2(a)参照。)。(E) Oxide Film Removal Step Next, a
(f)粗面化領域形成工程
次に、Niめっき電極膜を形成する部位130における半導体基体表面の粗面化処理を行い、Niめっき電極と半導体基体との密着性を高くするための粗面化領域132を形成する(図2(b)参照。)。(F) Roughened region forming step Next, a roughened surface for increasing the adhesion between the Ni-plated electrode and the semiconductor substrate by performing a roughening treatment on the surface of the semiconductor substrate in the
(g)電極形成工程
次に、半導体基体にNiめっきを行い、粗面化領域132上にアノード電極134を形成するとともに、半導体基体の他方の表面にカソード電極136を形成する(図2(c)参照。)。アノード電極134及びカソード電極136のアニールは、窒素雰囲気下、例えば600度の温度で行う。(G) Electrode forming step Next, Ni plating is performed on the semiconductor substrate to form the
(h)半導体基体切断工程
次に、ダイシング等により、ガラス層124の中央部において半導体基体を切断して半導体基体をチップ化して、半導体装置(メサ型のpnダイオード)100を製造する(図2(d)参照。)。(H) Semiconductor Substrate Cutting Step Next, the semiconductor substrate is cut into chips by dicing or the like at the central portion of the
以上のようにして、実施形態1に係る半導体装置100を製造することができる。
As described above, the
実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、後述する実施例からも明らかなように、鉛を含まないガラス材料を用いて、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いた場合と同様に高耐圧の半導体装置を提供することが可能となる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the first embodiment, as is apparent from the examples described later, a conventional “glass material containing lead silicate as a main component is used, using a glass material that does not contain lead. It is possible to provide a semiconductor device with a high breakdown voltage as in the case of using "."
すなわち、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、(a)適正な温度(例えば900℃以下)で焼成できること、(b)工程で使用する薬品に耐えること、(c)工程中におけるウェーハの反りを防止するためシリコンの線膨張率に近い線膨張率を有すること(特に50℃〜550℃における平均線膨張率がシリコンの線膨張率に近いこと)、及び、(d)優れた絶縁性を有することという条件をすべて満たすことが可能となる。なお、この場合、半導体接合保護用ガラス組成物として、SiO2と、B2O3とを合計で55mol%以上含有する半導体接合保護用ガラス組成物を用いた場合には、耐薬品性が向上する。That is, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the first embodiment, (a) it can be fired at an appropriate temperature (for example, 900 ° C. or less), (b) can withstand chemicals used in the step, (c) In order to prevent wafer warpage during the process, it has a linear expansion coefficient close to that of silicon (in particular, the average linear expansion coefficient at 50 ° C. to 550 ° C. is close to the linear expansion coefficient of silicon), and (d ) It is possible to satisfy all the conditions of having excellent insulating properties. In this case, when a glass composition for protecting a semiconductor junction containing a total of 55 mol% or more of SiO 2 and B 2 O 3 is used as the glass composition for protecting a semiconductor junction, chemical resistance is improved. To do.
また、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、半導体基体とガラス層124との間に半導体基体よりも濡れ性の高い絶縁層121が介在するようになることから、ガラス組成物からなる層を焼成してガラス層を形成する過程で半導体基体とガラス層124との境界面から泡が発生し難くなる。このため、そのような泡の発生を、ニッケル酸化物等の脱泡作用のある成分を添加することなく又は添加するとしても少ない添加量(例えば2.0mol%以下)で、抑制することが可能となる。
In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the first embodiment, the insulating
また、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、半導体基体とガラス層124との間に絶縁層121が介在することになることから、絶縁性が向上し、後述する実施例からも明らかなように、ガラス層の組成や焼成条件によらず、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。すなわち、SiO2の含有量が55mol%以上であっても、焼成時間を15分程度とした場合であっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the first embodiment, since the insulating
また、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、後述する実施例からも明らかなように、比較的低い温度でガラス層の焼成を行うことが可能となるため、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, at least SiO 2, and Al 2 O 3, and
また、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。
Moreover, according to the manufacturing method and semiconductor device of the semiconductor device which concern on
また、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、鉛含有ガラスよりも誘電率の低い鉛フリーガラス(Pbを含有しないガラス)からなるガラス層を有する半導体装置を製造可能となることから、実施形態1に係る半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたときに、高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起されることが無くなり、その結果、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いて得られる半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたものよりも、高温逆バイアス耐量が高くなるという効果も得られる。 In addition, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the first embodiment, it is possible to manufacture a semiconductor device having a glass layer made of lead-free glass (glass not containing Pb) having a dielectric constant lower than that of lead-containing glass. Therefore, when the semiconductor device according to the first embodiment is molded with resin to form a resin-encapsulated semiconductor device, the interface between the mold resin and the glass layer and the glass layer during the high temperature reverse bias test are performed. As a result, high-density ions are not induced at the interface between the semiconductor layer and the semiconductor layer. As a result, a semiconductor device obtained using the conventional “glass material mainly composed of lead silicate” is molded with resin and sealed with resin. There is also an effect that the high temperature reverse bias withstand capability is higher than that of the stationary semiconductor device.
また、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、Li、Na及びKを実質的に含有しないガラス組成物を用いることから、後述する実施例(評価項目10)からも明らかなように、ガラス組成物中にたとえB(ボロン)が含まれていたとしても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にB(ボロン)が拡散することがなくなり、高信頼性の半導体装置を製造することが可能となる。 In addition, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the first embodiment, the glass composition that does not substantially contain Li, Na, and K is used. As described above, even if B (boron) is contained in the glass composition, B (boron) does not diffuse from the glass layer into silicon during the firing of the glass composition, and high reliability is achieved. A semiconductor device can be manufactured.
[実施形態2]
実施形態2に係る半導体装置の製造方法は、実施形態1に係る半導体装置の製造方法と同様に、pn接合が露出するpn接合露出部を有するシリコン製半導体素子を準備する第1工程と、pn接合露出部を覆うように絶縁層を形成する第2工程と、絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより絶縁層上にガラス層を形成する第3工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法である。但し、実施形態2に係る半導体装置の製造方法においては、実施形態1に係る半導体装置の製造方法の場合とは異なり、半導体装置としてプレーナー型のpnダイオードを製造する。[Embodiment 2]
As in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment includes a first step of preparing a silicon semiconductor element having a pn junction exposed portion where a pn junction is exposed, and pn A second step of forming an insulating layer so as to cover the junction exposed portion, and a layer made of a glass composition for protecting a semiconductor junction are formed on the insulating layer, and then a layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction is baked. And a third step of forming a glass layer on the insulating layer in this order. However, in the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment, unlike the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, a planar pn diode is manufactured as the semiconductor device.
図3及び図4は、実施形態2に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図3(a)〜図3(d)及び図4(a)〜図4(d)は各工程図である。
実施形態2に係る半導体装置の製造方法は、図3及び図4に示すように、「半導体基体準備工程」、「p+型拡散層形成工程」、「n+型拡散層形成工程」、「絶縁層形成工程」、「ガラス層形成工程」、「エッチング工程」及び「電極形成工程」をこの順序で実施する。以下、実施形態2に係る半導体装置の製造方法を工程順に説明する。3 and 4 are views for explaining the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment. 3 (a) to 3 (d) and FIGS. 4 (a) to 4 (d) are process diagrams.
As shown in FIGS. 3 and 4, the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment includes a “semiconductor substrate preparation step”, a “p + -type diffusion layer formation step”, an “n + -type diffusion layer formation step”, “ The “insulating layer forming step”, “glass layer forming step”, “etching step”, and “electrode forming step” are performed in this order. The semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment will be described below in the order of steps.
(a)半導体基体準備工程
まず、n+型半導体基板210上にn−型エピタキシャル層212が積層された半導体基体を準備する(図3(a)参照。)。(A) Semiconductor Base Preparation Step First, a semiconductor base in which an n −
(b)p+型拡散層形成工程
次に、マスクM1を形成した後、当該マスクM1を介してn−型エピタキシャル層212の表面における所定領域にイオン注入法によりp型不純物(例えばボロンイオン)を導入する。その後、熱拡散することにより、p+型拡散層214を形成する(図3(b)参照。)。(B) Step of forming p + type diffusion layer Next, after forming the mask M1, a p-type impurity (for example, boron ions) is implanted into a predetermined region on the surface of the n −
(c)n+型拡散層形成工程
次に、マスクM1を除去するとともにマスクM2を形成した後、当該マスクM2を介してn−型エピタキシャル層212の表面における所定領域にイオン注入法によりn型不純物(例えばヒ素イオン)を導入する。その後、熱拡散することにより、n+型拡散層216を形成する(図3(c)参照。)。このとき、半導体基体の表面にpn接合露出部Aが形成される。(C) n + -type diffusion layer forming step Next, after removing the mask M1 and forming the mask M2, an n - type is formed on the surface of the n − -
(d)絶縁層形成工程
次に、マスクM2を除去した後、ドライ酸素(DryO2)を用いた熱酸化法によって、n−型エピタキシャル層212の表面(及びn+型シリコン基板210の裏面)にシリコン酸化膜からなる絶縁層218を形成する(図3(d)参照。)。絶縁層218の厚さは、5nm〜60nmの範囲内(例えば20nm)とする。絶縁層218の形成は、半導体基体を拡散炉に入れた後、酸素ガスを流しながら900℃の温度で10分処理することにより行う。絶縁層218の厚さが5nm未満であると逆方向電流低減の効果が得られなくなる場合がある。一方、絶縁層218の厚さが60nmを超えると次のガラス層形成工程で電気泳動法によりガラス組成物からなる層を形成することができなくなる場合がある。(D) Insulating Layer Formation Step Next, after removing the mask M2, the surface of the n − type epitaxial layer 212 (and the back surface of the n + type silicon substrate 210) is subjected to thermal oxidation using dry oxygen (DryO 2 ). Then, an insulating
(e)ガラス層形成工程
次に、絶縁層218の表面に、電気泳動法により、実施形態1の場合と同様の半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成し、その後、当該ガラス組成物からなる層を焼成することにより、パッシベーション用のガラス層220を形成する(図4(a)参照。)。焼成温度は例えば900℃とする。(E) Glass layer formation process Next, the layer which consists of the glass composition for semiconductor joining protection similar to the case of
(f)エッチング工程
次に、ガラス層220の表面にマスクM3を形成した後、ガラス層220のエッチングを行い(図4(b)参照。)、引き続き、絶縁層218のエッチングを行う(図4(c)参照。)。これにより、n−型エピタキシャル層212の表面における所定領域に絶縁層218及びガラス層220が形成されることとなる。(F) Etching Step Next, after forming a mask M3 on the surface of the
(g)電極形成工程
次に、マスクM3を除去した後、半導体基体の表面におけるガラス層220で囲まれた領域にアノード電極222を形成するとともに、半導体基体の裏面にカソード電極224を形成する。アノード電極222及びカソード電極224のアニールは、窒素雰囲気下、例えば600度の温度で行う。(G) Electrode Formation Step Next, after removing the mask M3, the
(h)半導体基体切断工程
次に、ダイシング等により、半導体基体を切断して半導体基体をチップ化して、半導体装置(プレーナー型のpnダイオード)200を製造する(図4(d)参照。)。(H) Semiconductor Substrate Cutting Step Next, the semiconductor substrate is cut into chips by dicing or the like to produce a semiconductor device (planar pn diode) 200 (see FIG. 4D).
以上のようにして、実施形態2に係る半導体装置200を製造することができる。
As described above, the
実施形態2に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、後述する実施例からも明らかなように、鉛を含まないガラス材料を用いて、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いた場合と同様に高耐圧の半導体装置を提供することが可能となる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the second embodiment, as is clear from the examples described later, a conventional “glass material mainly composed of lead silicate” is used, using a glass material that does not contain lead. It is possible to provide a semiconductor device with a high breakdown voltage as in the case of using "."
すなわち、実施形態2に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、(a)適正な温度(例えば900℃以下)で焼成できること、(b)工程で使用する薬品に耐えること、(c)工程中におけるウェーハの反りを防止するためシリコンの線膨張率に近い線膨張率を有すること(特に50℃〜550℃における平均線膨張率がシリコンの線膨張率に近いこと)、及び、(d)優れた絶縁性を有することという条件をすべて満たすことが可能となる。 That is, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the second embodiment, as in the case of the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the first embodiment, (a) an appropriate temperature (for example, 900 ° C. or less). (B) withstands chemicals used in the step, (c) has a linear expansion coefficient close to that of silicon in order to prevent warpage of the wafer during the process (especially at 50 ° C. to 550 ° C. It is possible to satisfy all of the conditions that the average linear expansion coefficient is close to the linear expansion coefficient of silicon) and (d) excellent insulation.
また、実施形態2に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、半導体基体とガラス層220との間に半導体基体よりも濡れ性の高い絶縁層218が介在するようになることから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、ガラス組成物からなる層を焼成してガラス層を形成する過程で半導体基体とガラス層220との境界面から泡が発生し難くなる。このため、そのような泡の発生を、ニッケル酸化物等の脱泡作用のある成分を添加することなく又は添加するとしても少ない添加量(例えば2.0mol%以下)で、抑制することが可能となる。
Further, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the second embodiment, the insulating
また、実施形態2に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、半導体基体とガラス層220との間に絶縁層218が介在することになることから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、絶縁性が向上し、ガラス層の組成や焼成条件によらず、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。すなわち、SiO2の含有量が55mol%以上であっても、焼成時間を15分程度とした場合であっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。In addition, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the second embodiment, since the insulating
また、実施形態2に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層220を形成するようにしたことから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、比較的低い温度でガラス層の焼成を行うことが可能となるため、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。In addition, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the second embodiment, at least two alkalis of at least SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO, CaO, MgO, and BaO are used. Glass made from a melt obtained by melting a raw material containing an oxide of an earth metal and substantially free of Pb, As, Sb, Li, Na, and K Since the
また、実施形態2に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層220を形成するようにしたことから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。
In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to
また、実施形態2に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、実施形態2に係る半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたときに、高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起されることが無くなり、その結果、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いて得られる半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたものよりも、高温逆バイアス耐量が高くなるという効果も得られる。 In addition, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the second embodiment, the semiconductor device according to the second embodiment is molded with a resin as in the case of the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the first embodiment. When a resin-encapsulated semiconductor device is used, high-density ions are induced at the interface between the mold resin and the glass layer and between the glass layer and the semiconductor layer during the high-temperature reverse bias test. As a result, the high-temperature reverse bias withstand capability is higher than that obtained by molding a semiconductor device obtained by using a conventional “glass material mainly composed of lead silicate” with a resin to form a resin-encapsulated semiconductor device. The effect of becoming is also obtained.
また、実施形態2に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、Li、Na及びKを実質的に含有しないガラス組成物を用いることから、後述する実施例(評価項目10)からも明らかなように、ガラス組成物中にたとえB(ボロン)が含まれていたとしても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にB(ボロン)が拡散することがなくなり、高信頼性の半導体装置を製造することが可能となる。 Further, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the second embodiment, since a glass composition that does not substantially contain Li, Na, and K is used, it is also apparent from an example (evaluation item 10) described later. As described above, even if B (boron) is contained in the glass composition, B (boron) does not diffuse from the glass layer into silicon during the firing of the glass composition, and high reliability is achieved. A semiconductor device can be manufactured.
[実施形態3]
実施形態3に係る半導体装置の製造方法は、実施形態1に係る半導体装置の製造方法と同様に、pn接合が露出するpn接合露出部を有するシリコン製半導体素子を準備する第1工程と、pn接合露出部を覆うように絶縁層を形成する第2工程と、絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより絶縁層上にガラス層を形成する第3工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法である。そして、半導体接合保護用ガラス組成物として、実施形態1に係る半導体装置の製造方法の場合と同様に、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、上記した原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物を用いる。実施形態3に係る半導体装置は、実施形態3に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置である。[Embodiment 3]
As in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment includes a first step of preparing a silicon semiconductor element having a pn junction exposed portion where a pn junction is exposed, and pn A second step of forming an insulating layer so as to cover the junction exposed portion, and a layer made of a glass composition for protecting a semiconductor junction are formed on the insulating layer, and then a layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction is baked. And a third step of forming a glass layer on the insulating layer in this order. And as a glass composition for semiconductor junction protection, at least SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO, CaO, MgO as in the case of the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. And a raw material containing at least two alkaline earth metal oxides of BaO and substantially free of Pb, As, Sb, Li, Na, and K. A glass composition for protecting a semiconductor junction, which is made of glass fine particles prepared from a melt and which does not contain any of the above components as a filler, is used. The semiconductor device according to the third embodiment is a semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment.
但し、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置においては、ガラス微粒子の原料の構成が実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合とは異なる。 However, the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the third embodiment are different from the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the first embodiment in the configuration of the glass fine particles.
すなわち、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置においては、ガラス微粒子の原料として、SiO2の含有量が49.5mol%〜64.3mol%の範囲内にあり、B2O3の含有量が8.4mol%〜17.9mol%の範囲内にあり、Al2O3の含有量が3.7mol%〜14.8mol%の範囲内にあり、ZnOの含有量が3.9mol%〜14.2mol%の範囲内にあり、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が7.4mol%〜12.9mol%の範囲内にある原料を用いる。That is, in the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the third embodiment, the content of SiO 2 is in the range of 49.5 mol% to 64.3 mol% as the raw material for the glass fine particles, and B 2 O 3 in the range content of 8.4mol% ~17.9mol%, in the range the content of Al 2 O 3 is 3.7mol% ~14.8mol%, the content of ZnO is 3.9 mol% A raw material that is in the range of ˜14.2 mol% and whose alkaline earth metal oxide content is in the range of 7.4 mol% to 12.9 mol% is used.
当該原料は、アルカリ土類金属の酸化物として、CaO、MgO及びBaOのすべてを含有する。そして、CaO含有量が2.0mol%〜5.3mol%の範囲内にあり、MgO含有量が1.0mol%〜2.3mol%の範囲内にあり、BaO含有量が2.6mol%〜5.3mol%の範囲内にある。また、当該原料は、SiO2の含有量とB2O3の含有量とを合計した値が、65mol%〜75mol%の範囲内にある。半導体接合保護用ガラス組成物の、50℃〜550℃の温度範囲における平均線膨張率は、3.33×10−6〜4.08×10−6の範囲内にある。The raw material contains all of CaO, MgO and BaO as alkaline earth metal oxides. And CaO content exists in the range of 2.0 mol%-5.3 mol%, MgO content exists in the range of 1.0 mol%-2.3 mol%, and BaO content is 2.6 mol%-5%. Within the range of 3 mol%. Further, the raw material, the value which is the sum of the content of SiO 2 and B 2 O 3 content is in the range of 65mol% ~75mol%. The average linear expansion coefficient in the temperature range of 50 ° C. to 550 ° C. of the glass composition for protecting a semiconductor junction is in the range of 3.33 × 10 −6 to 4.08 × 10 −6 .
このように、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置は、ガラス微粒子の原料の構成が実施形態1に係る半導体装置の製造方法の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体装置の製造方法の場合と同様に、pn接合が露出するpn接合露出部を有する半導体素子を準備する第1工程と、pn接合露出部を覆うように絶縁層を形成する第2工程と、絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより絶縁層上にガラス層を形成する第3工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法であって、半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、上記した原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置と同様の効果を有する。As described above, the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the third embodiment are different from the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment in the configuration of the glass particulate material, but the semiconductor device according to the first embodiment. As in the case of the manufacturing method, a first step of preparing a semiconductor element having a pn junction exposed portion where a pn junction is exposed, a second step of forming an insulating layer so as to cover the pn junction exposed portion, and an insulating layer A third step of forming a glass layer on the insulating layer by firing a layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction after firing a layer made of the glass composition for protecting the semiconductor junction in this order. a method of manufacturing a semiconductor device including a semiconductor junction protective glass composition, at least SiO 2, and Al 2 O 3, and
すなわち、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、後述する実施例からも明らかなように、鉛を含まないガラス材料を用いて、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いた場合と同様に高耐圧の半導体装置を提供することが可能となる。言い換えれば、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、(a)適正な温度(例えば900℃以下)で焼成できること、(b)工程で使用する薬品に耐えること、(c)工程中におけるウェーハの反りを防止するためシリコンの線膨張率に近い線膨張率を有すること(特に50℃〜550℃における平均線膨張率がシリコンの線膨張率に近いこと)、及び、(d)優れた絶縁性を有することという条件をすべて満たすことが可能となる。 That is, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the third embodiment, as is clear from the examples described later, the conventional “lead silicate as a main component is used using a glass material not containing lead. A high breakdown voltage semiconductor device can be provided in the same manner as in the case of using “glass material”. In other words, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the third embodiment, as in the case of the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the first embodiment, (a) an appropriate temperature (for example, 900 ° C. or lower) (B) withstand the chemicals used in the step, (c) have a linear expansion coefficient close to that of silicon in order to prevent warpage of the wafer during the process (especially 50 ° C. to 550 ° C. It is possible to satisfy all the conditions that the average linear expansion coefficient in (1) is close to the linear expansion coefficient of silicon) and (d) that it has excellent insulating properties.
また、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、半導体基体とガラス層との間に半導体基体よりも濡れ性の高い絶縁層が介在するようになることから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、ガラス組成物からなる層を焼成してガラス層を形成する過程で半導体基体とガラス層との境界面から泡が発生し難くなる。このため、そのような泡の発生を、ニッケル酸化物等の脱泡作用のある成分を添加することなく又は添加するとしても少ない添加量(例えば2.0mol%以下)で、抑制することが可能となる。 Further, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the third embodiment, the insulating layer having higher wettability than the semiconductor substrate is interposed between the semiconductor substrate and the glass layer. As in the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the present invention, bubbles are less likely to be generated from the interface between the semiconductor substrate and the glass layer in the process of forming the glass layer by firing the layer made of the glass composition. For this reason, generation | occurrence | production of such a bubble can be suppressed with little addition amount (for example, 2.0 mol% or less), without adding the component with defoaming effects, such as nickel oxide, even if it adds. It becomes.
また、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、半導体基体とガラス層との間に絶縁層が介在することになることから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、絶縁性が向上し、ガラス層の組成や焼成条件によらず、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。すなわち、SiO2の含有量が55mol%以上であっても、焼成時間を15分程度とした場合であっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。Further, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the third embodiment, since the insulating layer is interposed between the semiconductor substrate and the glass layer, the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment and As in the case of the semiconductor device, the insulating property is improved, and it becomes possible to stably manufacture a semiconductor device having a low reverse leakage current regardless of the composition of the glass layer and the baking conditions. That is, it is possible to stably manufacture a semiconductor device having a low reverse leakage current even when the content of SiO 2 is 55 mol% or more or when the baking time is about 15 minutes.
また、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、比較的低い温度でガラス層の焼成を行うことが可能となるため、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, at least SiO 2, and Al 2 O 3, and
また、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層124を形成するようにしたことから、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。
In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the third embodiment, the
また、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、実施形態1に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置の場合と同様に、実施形態3に係る半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたときに、高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起されることが無くなり、その結果、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いて得られる半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたものよりも、高温逆バイアス耐量が高くなるという効果も得られる。 In addition, according to the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the third embodiment, the semiconductor device according to the third embodiment is molded with a resin as in the case of the semiconductor device manufacturing method and the semiconductor device according to the first embodiment. When a resin-encapsulated semiconductor device is used, high-density ions are induced at the interface between the mold resin and the glass layer and between the glass layer and the semiconductor layer during the high-temperature reverse bias test. As a result, the high-temperature reverse bias withstand capability is higher than that obtained by molding a semiconductor device obtained by using a conventional “glass material mainly composed of lead silicate” with a resin to form a resin-encapsulated semiconductor device. The effect of becoming is also obtained.
また、実施形態3に係る半導体装置の製造方法及び半導体装置によれば、Li、Na及びKを実質的に含有しないガラス組成物を用いることから、後述する実施例(評価項目10)からも明らかなように、ガラス組成物中にたとえB(ボロン)が含まれていたとしても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にB(ボロン)が拡散することがなくなり、高信頼性の半導体装置を製造することが可能となる。 Further, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device according to the third embodiment, since a glass composition that does not substantially contain Li, Na, and K is used, it is also apparent from an example (evaluation item 10) described later. As described above, even if B (boron) is contained in the glass composition, B (boron) does not diffuse from the glass layer into silicon during the firing of the glass composition, and high reliability is achieved. A semiconductor device can be manufactured.
[実施例]
1.試料の調整
図5は、実施例の条件及び結果を示す図表である。実施例1〜11及び比較例1〜6に示す組成比(図5参照。)になるように原料を調合し、混合機でよく攪拌した後、その混合した原料を電気炉中で所定温度(1350℃〜1550℃)まで上昇させた白金ルツボに入れ、2時間溶融させた。その後、融液を水冷ロールに流し出して薄片状のガラスフレークを得た。このガラスフレークをボールミルで平均粒径が5μmとなるまで粉砕して、粉末状のガラス組成物を得た。[Example]
1. Preparation of Sample FIG. 5 is a chart showing the conditions and results of the examples. The raw materials were prepared so that the composition ratios shown in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6 (see FIG. 5) were obtained, and after thoroughly stirring with a mixer, the mixed raw materials were heated to a predetermined temperature ( It was put in a platinum crucible raised to 1350 ° C. to 1550 ° C. and melted for 2 hours. Thereafter, the melt was poured into a water-cooled roll to obtain flaky glass flakes. The glass flakes were pulverized with a ball mill until the average particle size became 5 μm to obtain a powdery glass composition.
なお、実施例において使用した原料は、SiO2、Al2O3、H3BO3、ZnO、CaCO3、MgO、BaCO3、NiO(ニッケル酸化物)、ZrO2、PbO、K2O及びNa2Oである。Incidentally, raw materials used in the examples, SiO 2, Al 2 O 3 , H 3 BO 3, ZnO, CaCO 3, MgO, BaCO 3, NiO ( nickel oxide), ZrO 2, PbO, K 2 O and Na 2 O.
2.評価
上記方法により得た各ガラス組成物を用いて以下の評価項目により評価した。なお、評価項目1〜9のうち評価項目5,6,8,9については、実施例1〜11は、絶縁層上にガラス層を形成し、比較例1〜6は、半導体基体上に直接ガラス層を形成した。ガラス層の焼成は800℃〜900℃の温度で行い、焼成時間は15分間とした。なお、実施例1〜3のガラス組成物は、実施形態1で用いたガラス組成物に含まれるガラス組成物であり、実施例4〜11のガラス組成物は、実施形態3で用いたガラス組成物に含まれるガラス組成物である。また、比較例1のガラス組成物は、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス組成物」である。また、比較例2のガラス組成物は、従来知られている「鉛フリーのガラス組成物(日本電気硝子製亜鉛系パッシベーションガラスGP014)」である。また、比較例3のガラス組成物は、実施例6のガラス組成物と同じものである。また、比較例4のガラス組成物は、実施例6のガラス組成物をベースとしつつも3.0mol%のNiO(ニッケル酸化物)を含むものである。また、比較例5のガラス組成物は、実施例1のガラス組成物と同じものである。また、比較例6のガラス組成物は、Bとアルカリ金属とをともに含有するガラス組成物(SiO2−B2O3−K2O−Na2O系ガラス組成物)である。2. Evaluation Each glass composition obtained by the above method was used for evaluation according to the following evaluation items. For
(1)評価項目1(環境負荷)
本発明の目的の一つが「鉛を含まないガラス材料を用いて、従来の『珪酸鉛を主成分としたガラス材料』を用いた場合と同様に高耐圧の半導体装置を製造することを可能とする」ことにあるため、鉛成分を含まない場合に「○」の評価を与え、鉛成分を含む場合に「×」の評価を与えた。(1) Evaluation item 1 (environmental impact)
One of the objects of the present invention is that it is possible to manufacture a semiconductor device with a high withstand voltage as in the case of using a conventional “glass material containing lead silicate as a main component using a glass material not containing lead”. "Yes" was given when the lead component was not included, and "X" was given when the lead component was included.
(2)評価項目2(焼成温度)
焼成温度が高すぎると製造中の半導体装置に与える影響が大きくなるため、焼成温度が900℃以下である場合に「○」の評価を与え、焼成温度が900℃を超える場合に「×」の評価を与えた。(2) Evaluation item 2 (firing temperature)
If the firing temperature is too high, the influence on the semiconductor device being manufactured increases. Therefore, when the firing temperature is 900 ° C. or lower, an evaluation of “O” is given, and when the firing temperature exceeds 900 ° C., Evaluation was given.
(3)評価項目3(耐薬品性)
ガラス組成物が王水及びめっき液の両方に対して難溶性を示す場合に「○」の評価を与え、王水及びめっき液の少なくとも一方に対して溶解性を示す場合に「×」の評価を与えた。(3) Evaluation item 3 (chemical resistance)
When the glass composition shows poor solubility in both aqua regia and plating solution, it is evaluated as “◯”, and when it is soluble in at least one of aqua regia and plating solution, it is evaluated as “x”. Gave.
(4)評価項目4(平均線膨張率)
上記した「1.試料の調整」の欄で得られた融液から薄片状のガラス板を作製し、当該薄片状のガラス板を用いて、50℃〜550℃におけるガラス組成物の平均線膨張率を測定した。その結果、50℃〜550℃におけるガラス組成物の平均線膨張率とシリコンの線膨張率(3.73×10−6)との差が「0.7×10−6」以下の場合に「○」の評価を与え、当該差が「0.7×10−6」を超える場合に「×」の評価を与えた。平均線膨張率の測定は、島津製作所製の熱機械分析装置TMA−60を用いて、長さ20mmのシリコン単結晶を標準試料として、全膨張測定法(昇温速度10℃/分)により行う。(4) Evaluation item 4 (average linear expansion coefficient)
An average linear expansion of the glass composition at 50 ° C. to 550 ° C. is prepared from the melt obtained in the above-mentioned “1. Preparation of sample” from the melt and using the flaky glass plate. The rate was measured. As a result, when the difference between the average linear expansion coefficient of the glass composition at 50 ° C. to 550 ° C. and the linear expansion coefficient of silicon (3.73 × 10 −6 ) is “0.7 × 10 −6 ” or less, “ An evaluation of “O” was given, and an evaluation of “X” was given when the difference exceeded “0.7 × 10 −6 ”. The average linear expansion coefficient is measured by a total expansion measurement method (temperature increase rate: 10 ° C./min) using a thermomechanical analyzer TMA-60 manufactured by Shimadzu Corporation as a standard sample with a 20 mm long silicon single crystal. .
(5)評価項目5(結晶化の有無)
実施形態1に係る半導体装置の製造方法と同様の方法によって半導体装置(pnダイオード)を作製する過程で、結晶化することなくガラス化できた場合に「○」の評価を与え、結晶化によりガラス化できなかった場合に「×」の評価を与えた。(5) Evaluation item 5 (presence / absence of crystallization)
In the process of manufacturing the semiconductor device (pn diode) by the same method as the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, the evaluation is “◯” when it can be vitrified without crystallization. An evaluation of “x” was given when the change could not be made.
(6)評価項目6(泡発生の有無)
実施形態1に係る半導体装置の製造方法と同様の方法によって半導体装置(pnダイオード)を作製し、ガラス層124の内部(特に、半導体基体との境界面近傍)に泡が発生しているかどうかを観察した(予備評価)。また、10mm角の半導体基体上に実施例1〜11及び比較例1〜6に係るガラス組成物を塗布してガラス組成物からなる層を形成するとともに当該ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成し、ガラス層の内部(特に、半導体基体との境界面近傍)に泡が発生しているかどうかを観察した(本評価)。(6) Evaluation item 6 (whether or not bubbles are generated)
A semiconductor device (pn diode) is manufactured by a method similar to the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, and whether or not bubbles are generated inside the glass layer 124 (particularly, near the interface with the semiconductor substrate). Observed (preliminary evaluation). Moreover, while applying the glass composition which concerns on Examples 1-11 and Comparative Examples 1-6 on a 10 mm square semiconductor base | substrate, the layer which consists of a glass composition is formed, and the layer which consists of the said glass composition is baked. Then, a glass layer was formed, and it was observed whether bubbles were generated inside the glass layer (particularly in the vicinity of the interface with the semiconductor substrate) (this evaluation).
図6は、予備評価においてガラス層124の内部に発生する泡bを説明するために示す図である。図6(a)は泡bが発生しなかった場合の半導体装置の断面図であり、図6(b)は泡bが発生した場合の半導体装置の断面図である。図7は、本評価においてガラス層124の内部に発生する泡bを説明するために示す写真である。図7(a)は泡bが発生しなかった場合における半導体基体とガラス層との境界面を拡大して示す写真であり、図7(b)は泡bが発生した場合における半導体基体とガラス層との境界面を拡大して示す写真である。実験の結果、予備評価の結果と本発明の評価結果には良好な対応関係があることがわかった。また、本評価において、ガラス層の内部に直径50μm以上の泡が1個も発生しなかった場合に「○」の評価を与え、ガラス層の内部に直径50μm以上の泡が1個〜20個発生した場合に「△」の評価を与え、ガラス層の内部に直径50μm以上の泡が21個以上発生した場合に「×」の評価を与えた。
FIG. 6 is a diagram for explaining the bubbles b generated in the
図8は、半導体基体とガラス層との境界を含む部分の断面TEM写真である。図8からも分かるように、半導体基体とガラス層との間に絶縁層(層厚:約20nm)が存在していることが明確に確認された。 FIG. 8 is a cross-sectional TEM photograph of a portion including the boundary between the semiconductor substrate and the glass layer. As can be seen from FIG. 8, it was clearly confirmed that an insulating layer (layer thickness: about 20 nm) was present between the semiconductor substrate and the glass layer.
(7)評価項目7(ニッケル酸化物添加の有無)
本発明の目的の一つが「ガラス組成物からなる層を焼成してガラス層を形成する過程で半導体基体とガラス層との境界面から発生することがある泡の発生を、ニッケル酸化物等の脱泡作用のある成分を添加することなく又は添加するとしても少ない添加量(例えば、2.0mol%以下)で、抑制すること」にあるため、ニッケル酸化物を添加しない場合に「◎」の評価を与え、ニッケル酸化物を添加するがその添加量が2.0mol%以下の場合に「○」の評価を与え、ニッケル酸化物の添加量が2.0mol%を超える場合に「×」の評価を与えた。(7) Evaluation item 7 (whether or not nickel oxide is added)
One of the objects of the present invention is “in the process of firing a glass composition layer to form a glass layer, the formation of bubbles that may occur from the interface between the semiconductor substrate and the glass layer, such as nickel oxide. “Additional component” has no defoaming action, or even if it is added, it is “suppressed with a small addition amount (for example, 2.0 mol% or less)”. Evaluation is given, and nickel oxide is added, but when the addition amount is 2.0 mol% or less, an evaluation of “◯” is given, and when the addition amount of nickel oxide exceeds 2.0 mol%, “x” Evaluation was given.
(8)評価項目8(逆方向リーク電流)
実施形態1に係る半導体装置の製造方法と同様の方法によって半導体装置(pnダイオード)を作製し、作製した半導体装置の逆方向電流を測定した。図9は、実施例における逆方向リーク電流を示す図である。このうち、図9(a)は実施例1における逆方向リーク電流を示す図であり、図9(b)は比較例5における逆方向リーク電流を示す図である。その結果、逆方向電圧VRを600V印加したとき、逆方向リーク電流が1μA以下の場合に「○」の評価を与え、逆方向リーク電流IRが1μAを超える場合に「×」の評価を与えた。(8) Evaluation item 8 (reverse leakage current)
A semiconductor device (pn diode) was manufactured by a method similar to the method for manufacturing the semiconductor device according to
(9)評価項目9(高温逆バイアス耐量)
実施形態1に係る半導体装置の製造方法と同様の方法によって作製した半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置とし、この樹脂封止型半導体装置について高温逆バイアス試験を行い、高温逆バイアス耐量を測定した。高温逆バイアス耐量は、温度175℃に条件設定された恒温槽・高温バイアス試験機に試料を投入して、アノード電極・カソード電極間に600Vの電位を印加した状態で20時間にわたって5分毎に逆方向電流を測定することにより行う。(9) Evaluation item 9 (high temperature reverse bias tolerance)
A semiconductor device manufactured by a method similar to the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment is molded with a resin to obtain a resin-encapsulated semiconductor device. Bias tolerance was measured. The high temperature reverse bias tolerance is measured every 5 minutes for 20 hours in a state where a sample is put into a thermostatic chamber / high temperature bias tester set to a temperature of 175 ° C. and a potential of 600 V is applied between the anode electrode and the cathode electrode. This is done by measuring the reverse current.
図10は、高温逆バイアス試験の結果を示す図である。図10中、実線は実施例1のガラス組成物を用いて作製した試料についての逆方向リーク電流を示し、破線は比較例1のガラス組成物を用いて作製した試料についての逆方向リーク電流を示す。図10に示すように、比較例1のガラス組成物を用いて作製した試料は、高温逆バイアス試験開始直後に温度上昇に伴って逆方向リーク電流が増大した後も時間経過とともに逆方向リーク電流が増大し高温逆バイアス試験開始後3時間で所定の逆方向リーク電流の値に達したため高温逆バイアス試験を打ち切った。これに対して、実施例1に係るガラス組成物を用いて作製した試料は、高温逆バイアス試験開始直後に温度上昇に伴って逆方向リーク電流が増大した後は逆方向リーク電流がほとんど増大しないことが分かった。このように、高温逆バイアス試験開始直後に温度上昇に伴って逆方向リーク電流が増大した後、逆方向リーク電流がほとんど増大しない場合に「○」の評価を与え、高温逆バイアス試験開始直後に温度上昇に伴って逆方向リーク電流が増大した後も時間経過とともに逆方向リーク電流が増大する場合に「×」の評価を与えた。 FIG. 10 shows the results of the high temperature reverse bias test. In FIG. 10, the solid line shows the reverse leakage current for the sample prepared using the glass composition of Example 1, and the broken line shows the reverse leakage current for the sample prepared using the glass composition of Comparative Example 1. Show. As shown in FIG. 10, the sample produced using the glass composition of Comparative Example 1 shows that the reverse leakage current increased with time even after the reverse leakage current increased as the temperature increased immediately after the start of the high temperature reverse bias test. Increased and reached a predetermined reverse leakage current value 3 hours after the start of the high temperature reverse bias test, so the high temperature reverse bias test was terminated. On the other hand, the sample manufactured using the glass composition according to Example 1 has little increase in the reverse leakage current after the reverse leakage current increased with the temperature increase immediately after the start of the high temperature reverse bias test. I understood that. In this way, after the reverse leakage current increased with the temperature increase immediately after the start of the high temperature reverse bias test, the evaluation of “◯” was given when the reverse leakage current hardly increased, and immediately after the start of the high temperature reverse bias test. An evaluation of “x” was given when the reverse leakage current increased with time even after the reverse leakage current increased with increasing temperature.
(10)評価項目10(ガラス層からのBの拡散の有無)
n型シリコン基板(不純物濃度:2.0×1014cm−3)の表面に電気泳動法によりガラス組成物層を形成した後、800℃の湿潤酸素雰囲気で焼成しガラス層を形成した。ガラス組成物としては、実施例1のガラス組成物と、比較例6のガラス組成物を用いた。その後、フッ酸によりガラス層を除去してn型シリコン基板の表面を露出させた。その後、n型シリコンの表面からの深さ方向において、拡がり抵抗測定装置(日本エス・エス・エム株式会社製:SSM2000)を用いてSRP分布(Spreading Resistance Profiler)を測定し、得られた拡がり抵抗から不純物濃度を算出した。(10) Evaluation item 10 (presence or absence of diffusion of B from glass layer)
A glass composition layer was formed on the surface of an n-type silicon substrate (impurity concentration: 2.0 × 10 14 cm −3 ) by electrophoresis, and then fired in a wet oxygen atmosphere at 800 ° C. to form a glass layer. As the glass composition, the glass composition of Example 1 and the glass composition of Comparative Example 6 were used. Thereafter, the glass layer was removed with hydrofluoric acid to expose the surface of the n-type silicon substrate. Thereafter, in the depth direction from the surface of the n-type silicon, the SRP distribution (Spreading Resistance Profiler) was measured using a spread resistance measuring device (manufactured by Nippon SSM Co., Ltd .: SSM2000), and the obtained spread resistance was obtained. The impurity concentration was calculated from
図11は、シリコン表面からの深さ方向における不純物濃度分布を示す図である。図11中、実線は実施例1のガラス組成物を用いて作製した試料についての不純物濃度分布を示し、破線は比較例6のガラス組成物を用いて作製した試料についての不純物濃度分布を示す。図11に示すように、比較例6のガラス組成物を用いて作製した試料は、シリコン表面に10nm深さのp型不純物層が形成されていることが分かった。このことは、B(ボロン)とアルカリ金属とをともに含有するガラス組成物においては、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にB(ボロン)が拡散することを示す。これに対して、実施例1のガラス組成物を用いて作製した試料は、シリコン表面にp型不純物層が形成されていないことが分かった。このことは、アルカリ金属を含有しないガラス組成物においては、たとえB(ボロン)が含まれる場合であっても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にB(ボロン)が拡散しないことを示す。従って、B(ボロン)を含有するガラス組成物でありながら、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にB(ボロン)が拡散することがないガラス組成物である場合に「○」の評価を与え、組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にB(ボロン)が拡散するガラス組成物である場合に「×」の評価を与えた。 FIG. 11 is a diagram showing an impurity concentration distribution in the depth direction from the silicon surface. In FIG. 11, the solid line represents the impurity concentration distribution for the sample prepared using the glass composition of Example 1, and the broken line represents the impurity concentration distribution for the sample prepared using the glass composition of Comparative Example 6. As shown in FIG. 11, the sample produced using the glass composition of Comparative Example 6 was found to have a p-type impurity layer having a depth of 10 nm formed on the silicon surface. This indicates that, in a glass composition containing both B (boron) and an alkali metal, B (boron) diffuses from the glass layer into silicon during the firing of the glass composition. On the other hand, the sample produced using the glass composition of Example 1 was found to have no p-type impurity layer formed on the silicon surface. This means that in a glass composition not containing an alkali metal, even if B (boron) is contained, B (boron) does not diffuse from the glass layer into silicon during firing of the glass composition. Indicates. Therefore, when the glass composition contains B (boron) but the glass composition does not diffuse B (boron) into the silicon from the glass layer during the firing of the glass composition, Evaluation was given, and when the composition was a glass composition in which B (boron) diffuses into silicon from the glass layer during firing of the composition, an evaluation of “x” was given.
(10)総合評価
上記した評価項目1〜10のうち1つも「△」又は「×」がない場合に「○」の評価を与え、各評価のうち1つでも「△」又は「×」がある場合に「×」の評価を与えた。(10) Comprehensive evaluation When one of the
3.評価結果
図5からも分かるように、比較例1〜6はいずれも、いずれかの評価項目で「×」の評価があり、「×」の総合評価が得られた。すなわち、比較例1は、評価項目1,9で「×」の評価が得られた。また、比較例2は、評価項目3で「×」の評価が得られた。また、比較例3は、評価項目6で「×」の評価が得られた。また、比較例4は、評価項目5,7で「×」の評価が得られた。また、比較例5は、評価項目8で「×」の評価が得られた。また、比較例6は、評価項目8,10で「×」の評価が得られた。3. Evaluation Results As can be seen from FIG. 5, all of Comparative Examples 1 to 6 had an evaluation of “x” in any evaluation item, and an overall evaluation of “x” was obtained. That is, in Comparative Example 1, an evaluation of “x” was obtained in the
これに対して、実施例1は、すべての評価項目(評価項目1〜10)について「○」の評価が得られ、実施例2〜11は、評価項目1〜9について「○」又は「◎」の評価が得られた。その結果、実施例1〜11に係る半導体装置の製造方法はいずれも、鉛を含まないガラス材料を用いながら、(a)適正な温度(例えば900℃以下)で焼成できること、(b)工程で使用する薬品に耐えること、(c)シリコンの線膨張率に近い線膨張率を有すること(特に50℃〜550℃における平均線膨張率がシリコンの線膨張率に近いこと)及び(d)優れた絶縁性を有することという条件をすべて満たし、さらには、(e)ガラス化の過程で結晶化しないこと、(f)電気泳動法により形成した「ガラス組成物からなる層」を焼成する過程で半導体基体との境界面から発生することがある泡の発生を抑制して、半導体装置の逆方向耐圧特性が劣化するという事態の発生を抑制すること、(g)その結果、NiO(ニッケル酸化物)の添加量を2.0mol%以下に抑制できること、(h)逆方向リーク電流が低いこと、及び、(i)高い高温逆バイアス耐量を有することという条件を満たす半導体装置を製造可能な、半導体装置の製造方法であることが分かった。
On the other hand, in Example 1, an evaluation of “◯” was obtained for all the evaluation items (
なお、比較例5に係る半導体装置の製造方法により製造された半導体装置は、図9(b)に示すように、実施例1に係る半導体装置の製造方法により製造された半導体装置よりも逆方向電流が高いが、逆方向電圧VRを600V印加したときの逆方向電流は4.0μA程度であり、用途によっては十分使用可能なレベルである。 Note that the semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to Comparative Example 5 is in the opposite direction to the semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to Example 1, as shown in FIG. Although the current is high, the reverse current when a reverse voltage VR of 600 V is applied is about 4.0 μA, which is a level that can be sufficiently used depending on the application.
以上、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 As mentioned above, although the manufacturing method and semiconductor device of the semiconductor device of this invention were demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to this, It can implement in the range which does not deviate from the summary. For example, the following modifications are possible.
(1)上記の各実施形態においては、実施形態1に記載の半導体接合保護用ガラス組成物を用いてガラス層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。NiO(ニッケル酸化物)を含有しない半導体接合保護用ガラス組成物を用いてガラス層を形成してもよい。
(1) In each of the above embodiments, the glass layer is formed using the glass composition for protecting a semiconductor junction described in
(2)上記の各実施形態においては、電気泳動法を用いてガラス層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スピンコート法、スクリーン印刷法、その他のガラス層形成方法によりガラス層を形成してもよい。 (2) In each of the above embodiments, the glass layer is formed using electrophoresis, but the present invention is not limited to this. For example, the glass layer may be formed by spin coating, screen printing, or other glass layer forming methods.
(3)上記の各実施形態においては、絶縁層の厚さを5nm〜60nmの範囲内とした上で電気泳動法を用いてガラス層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、絶縁層の厚さを5nm〜100nmの範囲内とした上でスピンコート法、スクリーン印刷法、その他のガラス層形成方法によりガラス層を形成してもよい。この場合、絶縁層の厚さが5nm未満であると逆方向電流低減の効果が得られなくなる場合がある。一方、絶縁層の厚さが100nmを超えると次のガラス層形成工程でスピンコート法、スクリーン印刷法、その他のガラス層形成方法により高品質なガラス組成物からなる層を形成することができなくなる場合がある。 (3) In each of the above embodiments, the glass layer is formed using electrophoresis after the thickness of the insulating layer is in the range of 5 nm to 60 nm. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, the glass layer may be formed by a spin coating method, a screen printing method, or other glass layer forming method after the thickness of the insulating layer is set within a range of 5 nm to 100 nm. In this case, if the thickness of the insulating layer is less than 5 nm, the effect of reducing the reverse current may not be obtained. On the other hand, when the thickness of the insulating layer exceeds 100 nm, a layer made of a high-quality glass composition cannot be formed by the spin coating method, screen printing method, or other glass layer forming method in the next glass layer forming step. There is a case.
(4)上記の各実施形態においては、ドライ酸素(DryO2)を用いた熱酸化法によってシリコン酸化膜からなる絶縁層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ドライ酸素及び窒素(DryO2+N2)を用いた熱酸化法によってシリコン酸化膜からなる絶縁層を形成してもよいし、ウェット酸素(WetO2)を用いた熱酸化法によってシリコン酸化膜からなる絶縁層を形成してもよいし、ウェット酸素及び窒素(WetO2+N2)を用いた熱酸化法によってシリコン酸化膜からなる絶縁層を形成してもよい。また、CVDによりシリコン酸化膜からなる絶縁層を形成してもよい。さらにまた、シリコン酸化膜以外の絶縁層(例えば、シリコン窒化膜からなる絶縁層)を形成してもよい。(4) In each of the above embodiments, the insulating layer made of a silicon oxide film is formed by a thermal oxidation method using dry oxygen (DryO 2 ), but the present invention is not limited to this. For example, an insulating layer made of a silicon oxide film may be formed by a thermal oxidation method using dry oxygen and nitrogen (DryO 2 + N 2 ), or a silicon oxide film may be formed by a thermal oxidation method using wet oxygen (WetO 2 ). An insulating layer made of silicon oxide may be formed, or an insulating layer made of a silicon oxide film may be formed by a thermal oxidation method using wet oxygen and nitrogen (WetO 2 + N 2 ). Further, an insulating layer made of a silicon oxide film may be formed by CVD. Furthermore, an insulating layer other than the silicon oxide film (for example, an insulating layer made of a silicon nitride film) may be formed.
(5)上記の各実施形態においては、ダイオード(メサ型のpnダイオード、プレーナー型のpnダイオード)を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。pn接合が露出する半導体装置全般(例えば、サイリスター、パワーMOSFET、IGBTなど。)に本発明を適用することもできる。 (5) In each of the above embodiments, the present invention has been described by taking a diode (mesa type pn diode, planar type pn diode) as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to all semiconductor devices (for example, thyristors, power MOSFETs, IGBTs, etc.) where the pn junction is exposed.
(6)上記の各実施形態においては、半導体基板としてシリコンからなる基板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、SiC基板、GaN基板、GaO基板などの半導体基板を用いることもできる。 (6) In each of the above embodiments, a substrate made of silicon is used as the semiconductor substrate, but the present invention is not limited to this. For example, a semiconductor substrate such as a SiC substrate, a GaN substrate, or a GaO substrate can be used.
(7)本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置においては、ガラス組成物層の焼成過程で結晶化を起こし難いガラス組成物を用いることが好ましい。このようにすることで、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。この点で、本発明は、ガラス層の焼成過程でガラス組成物を高い結晶化度のガラスセラミック体に変化させる、特開昭63−117929号公報に記載の技術とは異なる。 (7) In the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, it is preferable to use a glass composition that hardly causes crystallization in the firing process of the glass composition layer. By doing so, it becomes possible to stably manufacture a semiconductor device having a low reverse leakage current. In this respect, the present invention is different from the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-117929 in which the glass composition is changed to a glass ceramic body having a high crystallinity during the firing process of the glass layer.
(8)本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置においては、Biを実質的に含有しない原料を用いることが好ましい。このようにすることで、ガラス組成物層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。この点で、本発明は、Biを含有する原料を用いる、特表2005−525287号公報に記載の技術とは異なる。 (8) In the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, it is preferable to use a raw material that does not substantially contain Bi. By doing in this way, it becomes difficult for a glass layer to raise | generate crystallization in the baking process of a glass composition layer, and it becomes possible to manufacture stably the semiconductor device with a low reverse leakage current. In this respect, the present invention is different from the technique described in JP-T-2005-525287 using a Bi-containing raw material.
(9)本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置においては、Cuを実質的に含有しない原料を用いることが好ましい。このようにすることで、ガラス組成物層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。この点で、本発明は、Cuを含有する原料を用いる、特開2001−287984号公報に記載の技術とは異なる。 (9) In the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, it is preferable to use a material that does not substantially contain Cu. By doing so, it becomes difficult for the glass layer to crystallize during the firing process of the glass composition layer, and this also makes it possible to stably manufacture a semiconductor device having a low reverse leakage current. In this respect, the present invention is different from the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-287984 using a raw material containing Cu.
(10)本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置においては、Li及びPbを実質的に含有しない原料を用いることとしている。この点で、本発明は、LiやPbを含有する原料を用いる、特開2002−16272号公報に記載の技術とは異なる。 (10) In the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, a raw material that does not substantially contain Li and Pb is used. In this respect, the present invention is different from the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-16272 using a raw material containing Li or Pb.
(11)特開昭53−36463号公報には、パッシベーション用のガラス層として、亜鉛系ガラス(酸化亜鉛の含有量が最も高いガラス)を用いることが記載されている。しかしながら、亜鉛系ガラスは耐薬品性が低く(上記実施例の比較例2参照。)、本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置には容易には用いることができない。 (11) Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-36463 describes that a zinc-based glass (a glass having the highest zinc oxide content) is used as a glass layer for passivation. However, zinc-based glass has low chemical resistance (see Comparative Example 2 in the above example) and cannot be easily used in the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention.
(12)本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置においては、Pを実質的に含有しない原料を用いることが好ましい。このようにすることで、ガラス組成物層の焼成過程でガラス層から半導体基体にP(リン)が拡散されることが防止され、高信頼性の半導体装置を製造することが可能となる。 (12) In the method for manufacturing a semiconductor device and the semiconductor device of the present invention, it is preferable to use a material that does not substantially contain P. In this way, P (phosphorus) is prevented from diffusing from the glass layer to the semiconductor substrate during the firing of the glass composition layer, and a highly reliable semiconductor device can be manufactured.
100,200,900…半導体装置、110,910…n−型半導体基板、112,912…p+型拡散層、114,914…n−型拡散層、116,118,916,918…酸化膜、120,920…溝、121,218…絶縁層、124,220,924…ガラス層、126,926…フォトレジスト、130,930…Niめっき電極膜を形成する部位、132,932…粗面化領域、134,934…アノード電極、136,936…カソード電極、210…n+型半導体基板、212…n−型エピタキシャル層、214…p+型拡散層、216…n+型拡散層、222…アノード電極層、224…カソード電極層、b…泡100,200,900 ... semiconductor device, 110,910 ... n - -type semiconductor substrate, 112,912 ... p + -type diffusion layer, 114,914 ... n - -type diffusion layer, 116,118,916,918 ... oxide film, 120,920 ... groove, 121,218 ... insulating layer, 124,220,924 ... glass layer, 126,926 ... photoresist, 130,930 ... site for forming Ni plating electrode film, 132,932 ... roughened
Claims (20)
前記pn接合露出部を覆うように絶縁層を形成する第2工程と、
前記絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより前記絶縁層上にガラス層を形成する第3工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法であって、
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、前記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする半導体装置の製造方法。a first step of preparing a semiconductor element having a pn junction exposed portion where a pn junction is exposed;
A second step of forming an insulating layer so as to cover the exposed portion of the pn junction;
A third step of forming a glass layer on the insulating layer by firing a layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction after the layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction is formed on the insulating layer; A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
The glass composition for protecting a semiconductor junction, comprising at least SiO 2, and Al 2 O 3, and B 2 O 3, and ZnO, CaO, and at least two oxides of alkaline earth metals of MgO and BaO And Pb, As, Sb, Li, Na, and K are made of glass fine particles made from a melt obtained by melting a raw material that does not contain K, and A method for producing a semiconductor device, which is a glass composition for protecting a semiconductor junction which does not contain any component as a filler.
SiO2の含有量が41.1mol%〜61.1mol%の範囲内にあり、
Al2O3の含有量が7.4mol%〜17.4mol%の範囲内にあり、
B2O3の含有量が5.8mol%〜15.8mol%の範囲内にあり、
ZnOの含有量が3.0mol%〜24.8mol%の範囲内にあり、
アルカリ土類金属の酸化物の含有量が5.5mol%〜15.5mol%の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。The semiconductor bonding protective glass composition is:
The content of SiO 2 is in the range of 41.1 mol% to 61.1 mol%,
The content of Al 2 O 3 is in the range of 7.4 mol% to 17.4 mol%,
The content of B 2 O 3 is in the range of 5.8 mol% to 15.8 mol%,
The ZnO content is in the range of 3.0 mol% to 24.8 mol%,
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the content of the alkaline earth metal oxide is in a range of 5.5 mol% to 15.5 mol%.
SiO2の含有量が49.5mol%〜64.3mol%の範囲内にあり、
B2O3の含有量が8.4mol%〜17.9mol%の範囲内にあり、
Al2O3の含有量が3.7mol%〜14.8mol%の範囲内にあり、
ZnOの含有量が3.9mol%〜14.2mol%の範囲内にあり、
アルカリ土類金属の酸化物の含有量が7.4mol%〜12.9mol%の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The semiconductor bonding protective glass composition is:
The content of SiO 2 is in the range of 49.5 mol% to 64.3 mol%,
The content of B 2 O 3 is in the range of 8.4 mol% to 17.9 mol%,
The content of Al 2 O 3 is in the range of 3.7mol% ~14.8mol%,
The content of ZnO is in the range of 3.9 mol% to 14.2 mol%,
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the content of the alkaline earth metal oxide is in the range of 7.4 mol% to 12.9 mol%.
前記第2工程は、前記pn接合露出部を覆うように前記溝の内面に前記絶縁層を形成する工程を含み、
前記第3工程においては、前記絶縁層上に前記ガラス層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。The first step includes preparing a semiconductor substrate having a pn junction parallel to the main surface, and forming a groove having a depth exceeding the pn junction from one surface of the semiconductor substrate, thereby forming an inner surface of the groove. Forming the pn junction exposed portion in
The second step includes a step of forming the insulating layer on the inner surface of the groove so as to cover the pn junction exposed portion,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the third step includes a step of forming the glass layer on the insulating layer.
前記第2工程は、前記pn接合露出部を覆うように前記半導体基体の表面に前記絶縁層を形成する工程を含み、
前記第3工程においては、前記絶縁層上に前記ガラス層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。The first step includes a step of forming the pn junction exposed portion on a surface of a semiconductor substrate,
The second step includes a step of forming the insulating layer on the surface of the semiconductor substrate so as to cover the pn junction exposed portion,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the third step includes a step of forming the glass layer on the insulating layer.
前記pn接合露出部を覆うように形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に形成されたガラス層とを備え、
前記ガラス層は、前記絶縁層上に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものである半導体装置であって、
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともSiO2と、Al2O3と、B2O3と、ZnOと、CaO、MgO及びBaOのうち少なくとも2つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Pbと、Asと、Sbと、Liと、Naと、Kとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、前記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする半導体装置。a semiconductor element having a pn junction exposed portion where the pn junction is exposed;
An insulating layer formed to cover the pn junction exposed portion;
A glass layer formed on the insulating layer,
The glass layer is a semiconductor device formed by forming a layer made of a glass composition for protecting a semiconductor junction on the insulating layer and then firing the layer made of the glass composition for protecting a semiconductor junction. There,
The glass composition for protecting a semiconductor junction, comprising at least SiO 2, and Al 2 O 3, and B 2 O 3, and ZnO, CaO, and at least two oxides of alkaline earth metals of MgO and BaO And Pb, As, Sb, Li, Na, and K are made of glass fine particles made from a melt obtained by melting a raw material that does not contain K, and A semiconductor device characterized by being a glass composition for protecting a semiconductor junction which does not contain any component as a filler.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/061780 WO2012160962A1 (en) | 2011-05-23 | 2012-05-08 | Semiconductor device production method and semiconductor device |
JPPCT/JP2012/061780 | 2012-05-08 | ||
JPPCT/JP2012/061779 | 2012-05-08 | ||
PCT/JP2012/061779 WO2012160961A1 (en) | 2011-05-23 | 2012-05-08 | Semiconductor device production method and semiconductor device |
PCT/JP2012/080795 WO2013168314A1 (en) | 2012-05-08 | 2012-11-28 | Semiconductor device production method and semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5340511B1 true JP5340511B1 (en) | 2013-11-13 |
JPWO2013168314A1 JPWO2013168314A1 (en) | 2015-12-24 |
Family
ID=49550943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013516886A Active JP5340511B1 (en) | 2012-05-08 | 2012-11-28 | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5340511B1 (en) |
CN (1) | CN103518254B (en) |
DE (1) | DE112012003178B4 (en) |
FR (1) | FR2990561B1 (en) |
NL (1) | NL2010635C2 (en) |
TW (1) | TWI553738B (en) |
WO (1) | WO2013168314A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013168521A1 (en) * | 2012-05-08 | 2016-01-07 | 新電元工業株式会社 | Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6588028B2 (en) * | 2014-10-31 | 2019-10-09 | 新電元工業株式会社 | Semiconductor device manufacturing method and resist glass |
JP6029771B2 (en) * | 2014-11-13 | 2016-11-24 | 新電元工業株式会社 | Semiconductor device manufacturing method and glass film forming apparatus |
WO2017134808A1 (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 新電元工業株式会社 | Method for producing semiconductor device |
WO2018096643A1 (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 新電元工業株式会社 | Semiconductor device production method, and semiconductor device |
JP6295378B1 (en) * | 2016-11-25 | 2018-03-14 | 新電元工業株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
JP6396598B1 (en) * | 2017-04-19 | 2018-09-26 | 新電元工業株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
FR3079662B1 (en) * | 2018-03-30 | 2020-02-28 | Soitec | SUBSTRATE FOR RADIO FREQUENCY APPLICATIONS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
JP7461210B2 (en) | 2020-05-14 | 2024-04-03 | 株式会社日立製作所 | Manufacturing method of semiconductor device |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5240071A (en) * | 1975-09-26 | 1977-03-28 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPS5393783A (en) * | 1977-01-26 | 1978-08-17 | Nec Home Electronics Ltd | Mesa type semiconductor device |
JPS5526656A (en) * | 1978-08-17 | 1980-02-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor element coverd with glass |
JPS57202742A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-11 | Toshiba Corp | Glass for semiconductor coating |
JPH01186629A (en) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Rohm Co Ltd | Manufacture of mesa-type semiconductor device |
JPH02163938A (en) * | 1988-12-16 | 1990-06-25 | Fuji Electric Co Ltd | Manufacture of semiconductor element |
JP2004087955A (en) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device |
JP2005525287A (en) * | 2002-05-15 | 2005-08-25 | フエロ コーポレーション | Electronic devices coated with lead and cadmium free electronics overglaze |
JP2005298259A (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Murata Mfg Co Ltd | Glass ceramic raw material composition, glass ceramic sintered compact, and glass ceramic multilayer substrate |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1180908A (en) | 1966-11-17 | 1970-02-11 | English Electric Co Ltd | Improvements in or relating to processes for Forming an Insulating Coating on Silicon, and to Coated Silicon |
JPS5951137B2 (en) | 1976-09-16 | 1984-12-12 | 三菱電機株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
FR2458144A1 (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-26 | Thomson Csf | Passivation of flush junction on semiconductor surface - using layer of polycrystalline silicon contg. oxygen, then silicon nitride, silica, and finally glass |
FR2487576A1 (en) * | 1980-07-24 | 1982-01-29 | Thomson Csf | Glass passivated mesa diode mfr. - by forming semiconductor layers, forming furrows, depositing sipox, glass, and nickel then dicing |
US4727048A (en) * | 1981-03-16 | 1988-02-23 | Fairchild Camera & Instrument Corporation | Process for making isolated semiconductor structure |
DE3247938A1 (en) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | SEMIKRON Gesellschaft für Gleichrichterbau u. Elektronik mbH, 8500 Nürnberg | Semiconductor device having high reverse-voltage handling capacity |
US4714687A (en) | 1986-10-27 | 1987-12-22 | Corning Glass Works | Glass-ceramics suitable for dielectric substrates |
JPH05336463A (en) | 1992-06-03 | 1993-12-17 | Sony Corp | Television receiver |
JP3339549B2 (en) | 1996-10-14 | 2002-10-28 | 株式会社日立製作所 | Glass-coated semiconductor device and method of manufacturing the same |
JP2001220230A (en) | 2000-02-09 | 2001-08-14 | Murata Mfg Co Ltd | Dielectric ceramic composition |
JP2002016272A (en) | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Kyocera Corp | Photoelectric conversion device |
JP3943341B2 (en) | 2001-02-23 | 2007-07-11 | 日本電気硝子株式会社 | Glass ceramic composition |
DE102006013077A1 (en) * | 2006-03-22 | 2007-09-27 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg | Power semiconductor component with secondary passivation layer and associated manufacturing method |
US7843302B2 (en) * | 2006-05-08 | 2010-11-30 | Ibiden Co., Ltd. | Inductor and electric power supply using it |
DE102006062428B4 (en) * | 2006-12-27 | 2012-10-18 | Schott Ag | A method of manufacturing a lead-free glass passivated electronic component and an electronic component with lead-free glass applied and the use thereof |
KR101683882B1 (en) * | 2009-12-24 | 2016-12-21 | 엘지이노텍 주식회사 | Paste composition for front electrode of high-efficiency silicon solar cell and Silicon solar cell comprising the same |
JP5416631B2 (en) * | 2010-03-25 | 2014-02-12 | 株式会社日立製作所 | Glass composition and conductive paste for aluminum electrode wiring, electronic component including the aluminum electrode wiring, and method for manufacturing the electronic component |
-
2012
- 2012-11-28 CN CN201280005993.0A patent/CN103518254B/en active Active
- 2012-11-28 WO PCT/JP2012/080795 patent/WO2013168314A1/en active Application Filing
- 2012-11-28 JP JP2013516886A patent/JP5340511B1/en active Active
- 2012-11-28 DE DE112012003178.4T patent/DE112012003178B4/en active Active
-
2013
- 2013-04-15 NL NL2010635A patent/NL2010635C2/en active
- 2013-04-15 TW TW102113292A patent/TWI553738B/en active
- 2013-05-07 FR FR1354172A patent/FR2990561B1/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5240071A (en) * | 1975-09-26 | 1977-03-28 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPS5393783A (en) * | 1977-01-26 | 1978-08-17 | Nec Home Electronics Ltd | Mesa type semiconductor device |
JPS5526656A (en) * | 1978-08-17 | 1980-02-26 | Hitachi Ltd | Semiconductor element coverd with glass |
JPS57202742A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-11 | Toshiba Corp | Glass for semiconductor coating |
JPH01186629A (en) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Rohm Co Ltd | Manufacture of mesa-type semiconductor device |
JPH02163938A (en) * | 1988-12-16 | 1990-06-25 | Fuji Electric Co Ltd | Manufacture of semiconductor element |
JP2005525287A (en) * | 2002-05-15 | 2005-08-25 | フエロ コーポレーション | Electronic devices coated with lead and cadmium free electronics overglaze |
JP2004087955A (en) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device |
JP2005298259A (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Murata Mfg Co Ltd | Glass ceramic raw material composition, glass ceramic sintered compact, and glass ceramic multilayer substrate |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013168521A1 (en) * | 2012-05-08 | 2016-01-07 | 新電元工業株式会社 | Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112012003178T5 (en) | 2014-04-10 |
NL2010635C2 (en) | 2015-04-13 |
CN103518254A (en) | 2014-01-15 |
FR2990561B1 (en) | 2016-09-16 |
FR2990561A1 (en) | 2013-11-15 |
WO2013168314A1 (en) | 2013-11-14 |
JPWO2013168314A1 (en) | 2015-12-24 |
NL2010635A (en) | 2013-11-11 |
TWI553738B (en) | 2016-10-11 |
CN103518254B (en) | 2016-07-20 |
TW201401379A (en) | 2014-01-01 |
DE112012003178B4 (en) | 2022-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5340511B1 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
JP5827398B2 (en) | Method for manufacturing glass composition for protecting semiconductor junction, method for manufacturing semiconductor device, and semiconductor device | |
US9941112B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device | |
JP5631497B1 (en) | Semiconductor junction protecting glass composition, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device | |
WO2013168521A1 (en) | Resin-sealed semiconductor device and production method therefor | |
TW201320332A (en) | Glass composition for semiconductor junction protection, process for producing semiconductor device, and semiconductor device | |
TWI468360B (en) | Semiconductor composite material for semiconductor bonding, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device | |
JP5508547B1 (en) | Semiconductor junction protecting glass composition, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device | |
WO2012160961A1 (en) | Semiconductor device production method and semiconductor device | |
JP5833112B2 (en) | Method for producing glass composition | |
JP5655140B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
JP4993399B1 (en) | Semiconductor junction protecting glass composition, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device | |
JP5655139B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
JP5848821B2 (en) | Semiconductor junction protecting glass composition, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, and semiconductor junction protecting glass composition manufacturing method | |
JPWO2012160632A1 (en) | Semiconductor junction protecting glass composition, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device | |
JPWO2013168521A1 (en) | Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130730 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5340511 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |