JPH04115528A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

半導体素子の製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子の製造方法に関し、特に詳細には
半導体素子を形成しであるＧａＡｓ基板の裏面処理に関
する。
〔従来の技術〕
化合物半導体であるＧ−ａＡｓ基板を用いた半導体素子
ては、ＧａＡｓの熱伝導率がＳｉの１／３と低く、その
ため、その上に形成した素子からの発熱が放散しに＜＜
、素子の特性に悪影響を与えるため基板基板を薄くし、
放熱状態をよくしてお（必要がある。ＧａＡｓはＳｉに
比較して脆性破壊性が強く割れ欠けが発生しゃすい。そ
のため薄化の際に生じる細かなキズ等により容易にチッ
プ割れ等を生じやすい。そこで従来は細がい粒径の砥石
を用いて鏡面研削をしていた（ＩＥＥＥ／ＩＲＰＳの「
チップ強度におけるウェハ裏面仕上げの影響Ｊ　　（Ｔ
）ＩＥ　ＩＭＰＡＣＴ　ＯＦ　ＷＡＦＥＲＢＡＣＫ　５
ＬＩＲＰＡＣＥＦＩＮＩＳＨＯＮ　ＣＨＩＰ　５ＴＲＥ
ＮＧＴＨ）参照）。又、ＧａＡｓ基板はその裏面の仕上
げ面粗さ（Ｒ）が纒ａｘ ０．２μｍ〜０．５μｍ程度のとき、ダイボンディング
後の強度が最大になることが、本件出願人の昭和６１年
１２月５日付は特許出願により知られている。しかし、
研削方法のみにより、Ｒ１ａｘをこの範囲にもっていく
ことか難しい。そこで、従来はＲが０．１μｍ以下にな
るように鏡面ａＸ 研削をし、細かなキズを除去し、チップ割れの発生を防
止していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、先に述べたように鏡面研削をするには、細かい
粒径の砥石を使用しなければならない。そのため単位時
間当たりの研削量が小さく、所定の量研削するのに時間
がかかり、量産に適さず、また、鏡面研削のための設備
が必要となり工程が複雑になっていた。
そこで、上述の事情に鑑み、本発明は、短時間で裏面処
理が可能であり、かつチップ割れの少ない半導体素子を
製造できる半導体素子の製造方法を提供することを目的
としている。
〔課題を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本発明による半導体素子の
製造方法においては、ＧａＡｓ基板の一平面上に半導体
素子を形成する素子形成工程と、ＧａＡｓ基板の裏面を
平均粒径が６μｍ以上の砥石を用いて研削し、ＧａＡｓ
基板を所定の厚さにする研削工程と、研削後、その裏面
に何等の研削処理を施すことなく、その裏面を化学的エ
ツチング法により０．６μｍ以上エツチングする工程を
含むことを特徴としている。
〔作用〕
本発明の製造方法では、６μｍ以上の粒径の砥石を使用
し、半導体素子がその上に形成されているＧａＡｓ基板
を所望の厚さになるまで短時間で研削している。そして
、この研削により基板裏面に生じた加工変質層を化学的
エツチングで除去し、これにより短時間で強度の高いＧ
ａＡｓ基板を製造できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について第１図を参照しつつ、説
明する。
第１図は本発明に従う一実施例の製造方法の特徴部分の
概略工程図である。
第１図に示すように、本実施例の方法の特徴工程では、
ＧａＡｓ基板の一平面上（表面）に半導体素子を形成す
る工程１と、半導体素子が形成されているＧａＡｓ基板
の裏面側を研削する工程２と、上記研削後、化学的エツ
チングで所定の厚さまでエツチングする化学的エツチン
グ工程３とより構成されている。
具体的には、まずＧａＡｓ基板の表面上に半導体素子を
形成する。この形成はホトリソグラフィ技術、イオン注
入技術等を利用して行うが、従来より知られているので
詳細な説明は省略する。
次に、半導体素子がその上に形成されたＧａＡｓ基板を
研削装置にセットしその裏面を研削する。この研削の際
、半導体素子形成面を回転部に固定し、裏面を回転する
研削砥石に対向させて研削していく。研削方法としては
、研削抵抗を一定に保つことができる、ウェハ自転ダウ
ンフィード方式を使用する。そして研削砥石としては、
平均粒径６μｍ以上のダイヤモンド砥石を使用する。
ここで、粒径の平均が６μｍ以上のものを使用するのは
、この粒径以下であると、鏡面研削になってしまい、研
削速度が著しく減少してしまうからである。そして、こ
の粒径の平均が６μｍから２５μｍ程度では、第２図に
示すように仕上げ面粗さ（Ｒ）が、１μｍ程度となり後
に続く化ａＸ 学的エツチング処理で、この研削で生じた仕上げ面粗さ
を所望の値（０，２〜０．５μｍ）に近付けることが可
能になる。
この裏面に何等の研削処理を施すことなく化学的エツチ
ングを行う。この化学的エツチング工程３では、ＧａＡ
ｓ基板の半導体素子が形成されている面を保護膜で覆い
、エツチング速度の非常に遅いアンモニア、過酸化水素
、水の混合液、具体的には、それぞれをＮＨＯＨ：ＨＯ
：Ｈ２０−１：１：１０の比率で混合した混合液で浸し
化学的エツチング（２０秒間エツチング）を行い、Ｇａ
Ａｓ基板の裏面を０．６μｍ以上エツチングする。
ここで、化学的エツチング量を０．６μｍ以上としてい
るのは、先の研削によりＧａＡｓ基板の裏面に生じた加
工変質層が、０．６μｍ程度であり、この加工変質層の
みを取り除くことにより、ＧａＡｓ基板のそり等を十分
取り除くことができるからである。また、第３図に示す
ように、エツチング量と基板裏面における表面状態係数
（Ｋ）（反り量を示すもの）との関係から、その値が０
．６μｍのエツチングにおいてポリシュ面と同等の値に
まで回復することにより、このエツチング量で十分であ
ることが裏付けられる（超精密加工マニュアルの「Ｇａ
Ａｓウェハの鏡面研削加工技術」参照）。尚、この第３
図において横軸の点線かポリッシュ面を示し、白丸が非
鏡面研削、黒丸が鏡面研削の場合を示す。
また、上記方法により半導体素子を製造し、その裏面研
削の仕上げ面粗さＲを０．１μｍのａＸ 鏡面研削とし、０．６μｍエツチングした場合と、仕上
げ面粗さＲを１μｍとし０．６μｍエツａＸ チングした場合とのダイシア強度を比較したところ、い
ずれも１　、　５　ｋｇ　／　ａｍ　２と同じになり、
またＲ　　を１μｍとした場合でも、０．６μｍエツｌ
ａＸ チングを行うことにより、−６５℃〜＋１５０℃で１０
００サイクルの熱衝撃でも、５　Ｘ　５　ａｍのチップ
においてチップ割れは発生しなかった。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、研削速度の高い
研削と化学的エツチングとを組み合わせたことにより、
短時間で、十分な強度を有するＧａＡｓ基板を備えた半
導体素子を製造するが可能になる。
また、鏡面研削処理が省略できるので、製造設備が単純
化し、また、製造時間が短くなり、ひいては半導体素子
の製造コストの低減化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による半導体素子の製造方法の一実施例
の特徴部分の概略工程図、第２図は砥石粒径と仕上げ面
粗さとの関係を示す図及び第３図はエツチング量と裏面
の表面状態係数との関係を示す図である。 特徴工程図 第１図 ａ石粒径（、ｕｍ） 砥す粒径と仕上面粗さとの関係 第２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ＧａＡｓ基板の一平面上に半導体素子を形成する素子形
    成工程と、 前記ＧａＡｓ基板の裏面を平均粒径が６μｍ以上の砥石
    を用いて研削し、ＧａＡｓ基板を所定の厚さにする研削
    工程と、 前記研削工程後、前記裏面に何等の研削処理を施すこと
    なく、その裏面を化学的エッチング法により０．６μｍ
    以上エッチングする工程を含む半導体素子の製造方法。
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