JPH07335913A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、電力用半導体素子において、半導体
基体の端面を化学的エッチングするときの電極の溶融に
よる素子端面の汚染を防止して、耐圧歩留まりを向上す
ることを目的とする。 【構成】ｐｎ接合を有する半導体基体１の主表面に溝５
を形成し、溝５内にカソード側主電極７を設ける。この
とき、電極の厚みは、溝の深さ以下とする。 【効果】端面エッチング時において、エッチング液によ
り溶融した電極の金属が、端面に流れ出しにくい。この
ため、端面の汚染が防止されるので、耐圧歩留が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に係り、特
に素子端面の汚染防止を施した電力用半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ダイオード等の電力用半導体装置におい
ては、拡散によって形成されたｐｎ接合に、カソード及
びアノード電極が設けられている。このような接合構造
の半導体装置は、半導体基体の端面にｐｎ接合が露出し
ている。そこでｐｎ接合露出部の表面電界強度を低減さ
せ、端面の耐圧向上を図るため、端面に角度をもたせる
ベベリング加工がなされている。この構造を表すもの
に、特開昭50−135988号公報がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電力用半導体装置で
は、半導体基体にｐｎ接合を形成し、ｐ層及びｎ層にそ
れぞれ金属電極を設けた後、ｐｎ接合端部の表面電界強
度を抑えるために、端面をベベリング加工している。ベ
ベリング加工により、加工部分に機械的な歪が発生す
る。この歪を除去するため、端面を化学的にエッチング
する。この際に、エッチング液により金属電極が溶融す
ると、溶融した金属が端面に再付着して端面を汚染す
る。このような汚染により、半導体装置の耐圧が劣化す
る。

【０００４】本発明の目的は、上で述べたような問題を
解決することである。すなわち、本発明は、金属電極の
溶融，再付着による端面汚染を防止し、耐圧歩留を向上
させうる構造を持った半導体装置を提供することを目的
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、ｐｎ接合を
有する半導体装置において、半導体基体の主表面に溝を
設ける。そして、この溝内に、その厚みが溝の深さ以下
である主電極を形成する。

【０００６】

【作用】本発明によれば、主電極の周りが溝の縁により
囲まれている。このため、半導体装置の端面をエッチン
グするときに、エッチング液が電極に着きにくくなる。
さらに、エッチング液により電極の金属が溶融しても、
溶融物が半導体装置の端面に流れ出したりしみ出したり
することを防止できる。従って、端面をベベリング加工
した後に端面を化学的にエッチングするときにおける、
電極の溶融そして端面への再付着による端面の汚染を防
ぐことができる。その結果、半導体装置の耐圧歩留が向
上する。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の実施例であるダイオードの断
面を示す。シリコンからなる半導体基体１は、拡散によ
りｎ型層２の一方にｎ型層２よりも低比抵抗のｐ型層３
を、もう一方にｎ型層２よりも低比抵抗のｎ型層４を形
成した３層からなっている。ｎ型層２上には、半導体基
体１の主表面において、その主表面の中央部よりも縁部
が厚くなるように溝５を設ける。この溝５内のｎ型層２
の表面に、ｎ型層４を形成する。溝内のｎ型層４の表面
にはｎ型層２の縁部よりも高くならないようにカソード
側主電極６を設け、ｐ型層３にはアノード側主電極７を
設ける。すなわち、カソード側主電極６の厚みは、溝５
の深さ以下とする。さらに、半導体基体１の端面には、
ベベリング加工を施す。

【０００８】本実施例によれば、半導体基体の端面を化
学的にエッチングする際に、溝の縁により、エッチング
液が電極に着くのがさえぎられる。また、溝部にはめ込
むような治具により電極を覆えば、エッチング液に対し
て電極を確実にシールすることができる。さらに、エッ
チング液が電極に着いて、電極の金属が溶融した場合
に、溝の縁により、溶融物が端面に流れ出したりしみ出
したりすることが妨げられる。従って、溶融した電極の
金属が端面に再付着しにくくなるので、耐圧歩留まりが
向上する。。

【０００９】図２は、図１の実施例のダイオードの製造
プロセスを示す。まず（ａ）のように、ｎ型の半導体基
体にｐ型層３を拡散することにより、ｐｎ接合をつく
る。そして（ｂ）に示すように、ｎ型層２の表面に、半
導体基体の中心部より縁部が厚くなるように溝５を形成
する。この溝の深さは、電極を金属の蒸着及びホトエッ
チングによるパターンニングにより形成する際には、金
属の蒸着厚さ以上とする。溝５の形成方法は、ｎ形層２
の表面に酸化膜を形成し、溝を形成する場所以外の場所
にホトレジストを塗布し、ホトエッチングプロセスによ
り溝を形成する。溝の周りの酸化膜は、残ったレジスト
を除去した後、溝内にホトレジストを塗布し、ホトエッ
チングプロセスにより除去する。次に（ｃ）のように、
溝５を形成した半導体基体にｎ型不純物を拡散し、ｎ型
層２の表面に、ｎ型層２よりも低比抵抗でかつ浅いｎ型
層４を形成する。これにより、後に設けるカソード側主
電極６とｎ型層２とをオーミック接触する。ｎ型層４は
ｎ型層２の表面に沿って形成されているので、（ｄ）の
ように、ｎ型層４の、溝の周りのｎ型層２の表面縁部に
形成された部分を取り除き、ｎ型層４の形成箇所を溝内
のみとする。ここで、ｐ型層３の表面に拡散されたｎ型
不純物は、化学的エッチングや研削または研磨により除
去する。この後、ｐ型層３側にアノード側主電極７を設
け、溝内にはカソード側主電極６を設ける。ここで、カ
ソード側主電極がｎ型層２の縁部よりも高くならないよ
うにする。すなわち、カソード電極の厚さは、溝の深さ
以下とする。このようにして作製したダイオードを高耐
圧化するため、（ｅ）に示すように半導体基体の端面を
ベベリング加工し、半導体装置のｎ型層２側よりｐ型層
３側が広くなるように角度をつける。ベベリング加工を
実施すると加工部分に歪が発生し、この歪は耐圧の低下
をもたらす。そこで歪を除去するために、ベベリング加
工部分を化学的にエッチングする。本実施例では（ｅ）
のように、半導体基体に対して水平方向から、端面へエ
ッチング液を噴射する。

【００１０】以上のような製造方法で半導体装置を形成
することにより、ベベリング加工部分を化学的にエッチ
ングするときに、電極の金属が溶融し、端面に再付着す
ることを防止できる。

【００１１】図３は、図１の実施例の変形例を示す。本
実施例は、溝内全体にカソード側主電極６を設ける点に
おいて、図１の実施例と異なる。その他の構成は、図１
の実施例と同様である。本実施例においても、エッチン
グ液により電極が溶融した場合に、溶融物が端面に流れ
出しにくいので、耐圧歩留まりを向上できる。さらに、
本実施例では、カソード側主電極６が溝内全体に設けて
あることから、電極面積を広く取ることができるので、
大電流を流すことができる。

【００１２】図４は、図１の実施例の他の変形例を示
す。本実施例は、図１の実施例とは半導体基体の形成方
法が違う。まず、図１のようにｎ型層２に溝５を形成し
た後ｎ型層４を形成するのではなく、ｎ型層４を形成し
た後、溝５を形成する。このとき、ｎ型層４の厚みは溝
５の深さよりも厚くする。そして、図２のプロセスと同
様に、ｐ型層３側に拡散されたｎ型不純物層を除去し、
ｐ型層３側にアノード側主電極７、溝内にカソード側主
電極６をそれぞれ設ける。従って、ｎ型層４を形成する
際に、ホトエッチングプロセスが不要になる。このよう
に、図４の構成によれば、製造プロセスの工程数が削減
できる。

【００１３】なお、本発明は、ダイオードのみならず、
サイリスタやゲートターンオフサイリスタにも適用でき
る。その際には、カソード側主電極とゲート電極を溝内
に形成する。また、半導体基体の各半導体層の導電型を
逆極性にしてもよい。すなわちｐ型をｎ型にして、ｎ型
をｐ型にしてもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力用半導体装置の耐圧歩留を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるダイオードの断面図。

【図２】本発明の実施例であるダイオードの製造プロセ
スを示す図。

【図３】図１の実施例の変形例の断面図。

【図４】図１の実施例の他の変形例の断面図。

【符号の説明】

１…半導体基体、２…ｎ型層、３…ｐ型層、４…ｎ型
層、５…溝、６…カソード側主電極、７…アノード側主
電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｐｎ接合を有する半導体装置において、半
   導体基体の主表面に溝を設け、この溝内に主電極を設
   け、主電極の厚みを溝の深さ以下にすることを特徴とす
   る半導体装置。