JPH05304190A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05304190A
JPH05304190A JP4108190A JP10819092A JPH05304190A JP H05304190 A JPH05304190 A JP H05304190A JP 4108190 A JP4108190 A JP 4108190A JP 10819092 A JP10819092 A JP 10819092A JP H05304190 A JPH05304190 A JP H05304190A
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JP
Japan
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electrode
substrate
diffusion layer
semiconductor device
back surface
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JP4108190A
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English (en)
Inventor
Shuzo Ito
修三 伊藤
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】チップの表面及び裏面に電極を有する半導体装
置において、組立後の小型軽量化を実現できる半導体装
置を提供する。 【構成】(a)に示すように、ダイオードチップ20の裏
面には、N型基板から取り出されたカソード用電極21
と、P型拡散層22から取り出されたアノード用の表面電
極23からバイパス用拡散層24を介して裏面側に取り出さ
れた電極25が形成されている。このようなダイオードチ
ップ20を実装する場合、(b)及び(c)に示すよう
に、リードフレーム13及び14に裏面の電極21及び25をそ
れぞれ接続すればよい。リードフレーム13と14の距離は
非常に小さくでき、ワイヤーを使用しないのでワイヤー
のループの高さは不要となる。従って、小型軽量化が可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
にチップの表面及び裏面に電極を有する半導体装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図4に、従来のダイオードの構造とその
実装方法を示す。(a)はダイオードチップ10の断面図
である。N型基板にP型の拡散層を形成し、このN型及
びP型領域に電気的に導通するように、アルミニウム等
の金属でカソード用裏面電極11及びアノード用表面電極
12を形成している。このように、従来のダイオードチッ
プ10は、表面と裏面に電極11及び12が形成されているた
め、(b)に示すような方法で実装が行なわれていた。
即ち、リードフレーム13上にダイオードチップ10を半田
等により接着することによって裏面電極11をリードフレ
ーム13に接続し、表面電極12とリードフレーム14を金等
のワイヤー15によって接続していた。同図(c)に平面
図、(d)に正面図を示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のような表面及び
裏面に電極を有する構造のダイオードの実装は、図4に
示すように、ワイヤーボンディングによらなければなら
なかった。しかしながら、ワイヤーボンディングは、ワ
イヤーをループ状に形成しなければならないため、その
ループの高さと距離が必要となる。図4(d)の正面図
に示すように、ダイオードチップ10の表面電極12とリー
ドフレーム14を接続する場合、ワイヤー15は距離Aと高
さhを要することになる。この高さhや距離Aはある程
度以上に小さくしようとすると、ワイヤー切れやボール
はずれが生じて不良が発生してしまう。近年、半導体素
子の小型軽量化が要望されているが、上述のようにワイ
ヤーボンディングによる実装では、チップそのものの小
型化が実現しても、組立後は小型化が図れないという不
具合が生じていた。本発明は、このような問題を解決
し、組立後の小型軽量化を実現できる半導体装置を提供
することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、半導体基板表面に形成され
た半導体導電領域を、前記基板上に設けられた導体と前
記基板を貫通する拡散層とを介して前記基板裏面に設け
られた電極に接続している。また、本発明の半導体装置
は、半導体基板表面に形成された半導体導電領域を、前
記基板上に設けられた導体と前記基板を貫通する拡散層
とを介して前記基板裏面に設けられた電極に接続し、前
記基板裏面に設けられた電極をそれぞれ所定のリードフ
レームにボンディングしている。
【0005】
【作用】このようにすると、表面及び裏面に電極が形成
されている半導体装置においても電極が裏面側のみから
取り出せる。これにより、実装においてワイヤーボンデ
ィングによる接続を行なわなくても済み、パッケージ組
立後の小型軽量化が可能になる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ、
説明する。図1に、本発明を実施したダイオードの構造
を示す。(a)はダイオードチップ20の断面図、(b)
及び(c)はダイオードチップ20を実装した場合の平面
図及び正面図である。第1導電型の基板の表面に第2導
電型領域が形成され、前記基板の裏面に第1電極及び第
2電極が離間して設けられ、前記第2導電型領域は前記
基板表面上に設けられた導体と前記基板を貫通する拡散
層を介して第2電極に接続される。具体的には、同図
(a)に示すように、ダイオードチップ20の裏面には、
N型基板から取り出されたカソード用の電極21と、P型
拡散層22から取り出されたアノード用の表面電極23から
バイパス用拡散層24を介して裏面側に取り出された電極
25が形成されている。詳細な製造方法は後述する。この
ようなダイオードチップ20を実装する場合、(b)及び
(c)に示すように、リードフレーム13及び14に裏面の
電極21及び25をそれぞれ接続すればよい。前記第1電極
及び第2電極を、リードフレームに接続するのである。
このようにすると、リードフレーム13と14の距離は非常
に小さくでき、ワイヤーのループの高さは不要となる。
【0007】図2に、本発明を実施した半導体装置の製
造方法を示す。工程は、(a)から(f)へと進行す
る。(a)で、N型基板の表面及び裏面にSiO2 等の
酸化膜26、27を形成する。この場合、酸化膜はH2とO2
をバーニングすることにより得られる1150°Cのス
チームで6〜8時間処理し、その厚さを2±0.3μm
位の厚めの膜厚とする。このように、膜厚を通常より厚
めに形成する理由は後述する絶縁拡散層24のドライビ
ングを長時間(120〜160時間)行なうためダイオ
ードの一部を成すN型領域に不純物が酸化膜を通して入
っていくのを防止するためである。
【0008】次に(b)においてボロン等のイオンを打
ち込み拡散させて、バイパス用拡散層24と、バイパスに
は使用しないが工程上拡散層24と同様にできる拡散層28
を形成する。この場合、前もって酸化膜26、27には
拡散用の窓50A、50Bをフォトリソグラフィ法で形
成する。目合わせずれを考慮して下部の窓50Bは上部
の窓50Aよりも20〜30%大きめに形成する。これ
らの窓を通してボロン等のイオンを拡散する。その拡散
条件は、まずデポジション条件としては1050〜11
50°Cで20〜40分とし、シート抵抗値は4〜5Ω
位とする。ドライビング条件としては、窒素雰囲気中で
1280°Cで、120〜160時間かけて押し込みを
行なうものとする。尚、拡散層の深さは上下のP層の貫
通を完全にするため200μm厚のウエハであれば片側
で120μくらい(約20%)深めに押し込むとよい。
【0009】(b)において、窓50A、50Bの部分
に酸化膜が薄く残っているが、これはドライビングに伴
って生じたエピタキシャル成長層である。(c)では、
チップ表面の中心部の酸化膜を薄くして、ボロン等のイ
オンを打ち込み、ダイオードのアノードとなるP型拡散
層22を形成する。(d)では、表面の酸化膜26のうち、
バイパス用拡散層24とアノード用拡散層22との表面部分
をエッチングで除去し、裏面の酸化膜27は全て除去す
る。
【0010】(e)では、表面及び裏面にアルミニウム
等の金属層を形成する。ここで、アノード22とバイパ
ス用拡散層24とを結ぶ配線は、電子ビーム蒸着又はス
パッターで上面全体に層を形成し、その後エッチングで
パターン形成する。配線としてはアルミニウム層だけの
1層構造と、チタン層とアルミニウム層の2層構造のも
のが考えられる。アルミニウム層のエッチングはホット
リン酸溶液に少量の硝酸をいれたものを使用し、85°
Cで行なう。チタン層については2〜3%のHF(フッ
化水素)溶液でエッチングする。裏面の金属層29はエッ
チングを行なわない。
【0011】(f)では、レーザー光を用いて、裏面の
金属層29を、N型基板からのカソード用電極21とバイパ
ス用拡散層24を介して裏面に取り出されたアノード用電
極25に分離する。この場合レーザー光を用いて分離する
方法以外の方法として、両面アライナー法で目合わせし
(即ち上面の位置情報を光学系で下方にもたらして上方
の位置と下方の位置とを合わせ)エッチングして溝を形
成する方法やダイシングソーで行なう(即ち上方から作
用させて半導体基板をチップに切断する刃を利用し、こ
れを下方にもたらして溝を形成する)方法等が考えられ
る。
【0012】図3に、本発明を実施したトランジスタ30
の構造を示す。(a)はトランジスタチップ30の断面
図、(b)及び(c)はトランジスタチップ30を実装し
た場合の平面図及び正面図である。
【0013】第1導電型の基板の表面に第2導電型領域
が形成され、さらに前記第2導電型領域内に第1導電型
領域が形成されている。また、前記基板の裏面に第1電
極、第2電極及び第3電極が離間して設けられ、前記第
2導電型領域は前記基板表面上に設けられた導体と前記
基板を貫通する拡散層を介して第2電極に接続され、前
記第2導電型領域内の第1導電型領域は、前記基板表面
上に設けられた導体と前記基板を貫通し基板領域を分離
する拡散層によって分離された第1導電型領域を介して
第3電極と接続している。
【0014】具体的には、同図(a)に示すように、ト
ランジスタチップ30の裏面には、ベース電極31、コレク
タ電極32及びエミッタ電極33が形成されている。ベース
電極31は、ベースのP型拡散領域34から表面電極35及び
バイパス用拡散層36を介して裏面に取り出されている。
コレクタ電極32は、電極32と接する部分の基板のN型拡
散層から取り出されている。エミッタ電極33は、エミッ
タのN型拡散層37から表面電極38及び基板のN型拡散層
39を介して裏面に取り出されている。43は、コレクタ領
域とリミッタ取り出し用N型拡散層39を分離するために
設けられたP型拡散層である。このトランジスタの製造
も図2に示す方法に準じて行なわれる。
【0015】このようなトランジスタチップ30を実装す
る場合、(b)及び(c)に示すように、リードフレー
ム40、41及び42に裏面の電極31、32及び33をそれぞれ接
続すればよい。前記第1電極、第2電極及び第3電極
を、リードフレームに接続するのである。
【0016】図2に示したような方法で製造されたダイ
オードは、図1のように実装され、樹脂でモールドされ
る。このようなワイヤーボンディングによらない実装で
は、ワイヤーのループ分の距離Aと高さh(図4)が不
要となるが、これにより、ダイオードの場合、パッケー
ジの一辺と高さがそれぞれ約1/2に小さくできた。体
積比では約1/4になり、大幅な小型化が図れる。図3
のトランジスタについても同様に大幅な小型化が図れ
る。
【0017】尚、本実施例では、ダイオードとトランジ
スタで説明したが、IC等においても、バイパス用の電
極や拡散層を使用することにより、チップ内の電極の位
置を変えることができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面と裏面双方に電極を有している半導体装置におい
て、表面電極を裏面側から取り出すことができるように
なる。従って、ワイヤーを使用せずに、リードフレーム
上に半導体装置を載置するだけで実装が行なえる。ワイ
ヤーボンディングによらない実装のため、ワイヤーのル
ープ分の高さやリードフレーム間の距離が不要となり、
大幅な小型軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実施したダイオードの構造と実装方
法を示す図。
【図2】 本発明を実施したダイオードの製造方法を示
す図。
【図3】 本発明を実施したトランジスタの構造と実装
方法を示す図。
【図4】 従来のダイオードの構造と実装方法を示す
図。
【符号の説明】
10、20 ダイオードチップ 11 裏面電極 12 表面電極 13、14、40、41、42 リードフレーム 15 ワイヤー 21、23、25、35、38 電極 22 アノード用拡散層 24、36 バイパス用拡散層 26、27 酸化膜 28 拡散層 29 金属層 30 トランジスタチップ 31 ベース電極 32 コレクタ電極 33 エミッタ電極 34 ベース拡散領域 37 エミッタ拡散領域 39 N型拡散層 43 P型拡散層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板表面に形成された半導体導電
    領域を、前記基板上に設けられた導体と前記基板を貫通
    する拡散層とを介して前記基板裏面に設けられた電極に
    接続してなることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板表面に形成された半導体導電
    領域を、前記基板上に設けられた導体と前記基板を貫通
    する拡散層とを介して前記基板裏面に設けられた電極に
    接続し、前記基板裏面に設けられた電極をそれぞれ所定
    のリードフレームにボンディングしてなることを特徴と
    する半導体装置。
JP4108190A 1992-04-28 1992-04-28 半導体装置 Pending JPH05304190A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003258194A (ja) * 2002-02-27 2003-09-12 Sanyo Electric Co Ltd 半導体回路収納装置
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