JPS58178B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、感光性
樹脂を用いたリフトオフ電極形成法に関する。

従来、半導体装置の選択電極形成方法には、金属マスク
を用いる方法、感光性樹脂をマスクとして用いる方法が
ある。

感光性樹脂をマスクとして選択内に電極を形成する方法
は、高精度なパターンの電極を形成できることから半導
体装置製造技術に多用されている。

感光性樹脂を用いて電極を形成する方法には、感光性樹
脂をマスクとして電極金属をエツチングして選択的に形
成する方法、感光性樹脂を分解炭化して選択的に形成す
るリフトオフ方法等がある。

前者は後者に比較して工程が複雑になる等の欠点がある
。

特に、リフトオフ方法は半導体素子のＰｎ接合がガラス
でパシベーションされている場合に有効である。

第１図はリフトオフ方法による電極の形成工程を示す。

ａはＰｎ接合を有するシリコンウェハ１を示す。

シリコンウェハ１の両面は酸化膜２が施されている。

ｂはシリコンウェハ１の一生表面に感光性樹脂３が塗布
されているものを示す。

Ｃは通常の半導体装置製造技術により、コンタクトの窓
部４を形成したものを示す。

ｄは金属蒸着膜５をシリコンウェハ１の一生表面に形成
したものを示す。

ｅは金属蒸着膜５とシリコンの合金温度以下の非酸化性
ガス中で加熱し、感光性樹脂３を分解炭化させ、この上
の金属蒸着膜を除去し、シリコンウェハ上に金属電極６
を選択的に形成したものを示す。

この場合、Ｐｎ接合は酸化膜２でパシベーションされて
いる。

しかし、この方法によると、感光性樹脂３は金属蒸着膜
５で密閉されている状態にあり、加熱した場合感光性樹
脂３の分解飛散が困難になるため、酸化膜２上に感光性
樹脂３の分解物が残留される。

この分解物は通常の半導体製造技術の洗浄プロセスでは
除去が困難であり、感光性樹脂３の分解物は半導体素子
の電気特性に悪影響を及ぼし、歩留の低下、信頼性の低
下などの問題があった。

本発明は、感光性樹脂を用いてリフトオフ法により電極
を形成した後、感光性樹脂の分解物を除去するため低温
ガスプラズマを施したことを特徴とする。

以下、本発明を適用したプレーナサイリスタの製造工程
に従い、本発明の詳細な説明する。

第２図はプレーナサイリスタの製造工程を示す。

ａは不純物拡散の終えたシリコンウェハ１０を示す。

拡散は１枚のシリコンウェハから多数の半導体素子が得
られるように形成されている。

シリコンウェハ１０の両面には酸化膜１１が施されてい
る。

ｂは酸化膜１１上面に感光性樹脂１２０ＭＲ８３（商品
名：東京応化（株）製）を塗布し、所定のパターンを通
して一部露光し、現像処理して、不要部を溶解し、感光
性樹脂１２の窓穴１３を形成したものを示す。

Ｃは弗酸系エツチング液を用いて、酸化膜１１をエツチ
ングして所要とする部分の窓穴１４を形成したものを示
す。

ｄはシリコンウェハ１０を真空蒸着装置に入れ、シリコ
ンウェハ１０の上面にアルミニウム１５を蒸着したもの
を示す。

ｅは不活性ガス中で加熱して、感光性樹脂１２を分解炭
化させ、粘着テープ等を用いて酸化膜１１上アルミニウ
ム１５を除去して、窓穴１４にアルミニウム電極１６を
形成したものを示す。

この時の加熱温度は、感光性樹脂が分解炭化され、粘着
テープ等による不要電極材の除去が可能で、シリコンと
電極材料が電気的にオーミックコンタクトが得られる範
囲での温度が選ばれる。

通常、シリコンにアルミニウム電極を形成する場合、合
金温度（５７７℃）以下が用いられる。

また、０ＭＲ８３は４００℃前後で分解炭化される。

本発明の実施例では４５０℃で加熱して、感光性樹脂１
２を分解炭化させアルミニウム電極１６を形成した。

しかし、この場合、感光性樹脂１２はアルミニウム蒸着
膜１５で全面が覆われているため、密閉された状態で分
解が起る。

このため、感光性樹脂１２は十分な分解炭化が起らず、
分解物１７が残存する。

この分解物１７が半導体素子のＰｎ接合のパシベーショ
ン役割を果している酸化物１１上に残存した場合、半導
体素子の電気特性の歩留低下、信頼性の低下に著しく影
響を及ぼす。

ｆは低温ガスプラズマを施して、分解物１７を除去した
ものを示す。

このガスプラズマを行うための装置を第３図に示す。

横長円筒状の石英からなる反応管２０を設置し、ガスを
供給する供給口２１、排気用の排気口２２を設け、反応
管２０の両湾曲側両外部にこれと相対する形の湾曲した
電極２３ ａ 、２３ｂを設置し、反応管２０内部に石
英製治具２４を設けたものである。

この反応管２０内の治具２４に、第２図ｅに示す状態の
シリコンウェハ１０を載せ、供給口２１よりガスを供給
し、両電極間２３ａ、２３ｂにＲＦ発振器２５により周
波数数ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ、電圧数百ＶのＲＦを印加
して放電させると、反応管２０内に供給されガスは放電
によりガスプラズマになり、このガスプラズマにより分
解物１７は除去される。

プラズマ処理は、電極金属の酸化を防止するため、不活
性ガス中で行うのが望ましい。

本発明の実施例ではアルゴンガス単独、あるいは酸素と
の混合ガスを用いた。

アルゴンはイオンエツチング等に用いられており、処理
時間が長いとシリコンウェハに損傷を与える必配がある
。

しかし、発明者はアルゴンガスに５％以下の酸素を混合
すれば、処理時間が大幅に改善され、しかも電極金属は
酸化されないことを実験により確認した。

第２図ｇはウェハの下面に電極を形成し、切断分離させ
た半導体素子の組立てたものを示す。

半導体素子はステム１８にマウントされ、ゲート、カソ
ードは金線１９で熱圧着によって接続され、樹脂２０で
モールドされ組立られる。

以上のようにして製作したプレーナサイリスク（４００
Ｖ級）の耐圧の良好な歩留は９５％以上であった。

第４図はプレーナサイリスクの高温印加試験の結果であ
る。

本発明を適用したものは１０００時間で安定な特性を示
している。

また、熱サイクル試験等全ての信頼性試験でまったく問
題はなかった。

感光性樹脂を用いたリフトオフ法による電極形成はＰｎ
接合がガラスでパシベーションされている半導体素子に
特に有効である。

第５図は本発明を適用したモート型グラシベーションサ
イリスクの断面図である。

通常の半導体装置製造技術を用い不純物拡散を行いＰｎ
接合を形成する。

モートエツチングして、Ｐｎ接合を露出させ、ガラスパ
シベーション３０を施し、電極３１．３２を形成し、前
記した本発明のプラズマ処理を施し、電極３３を形成し
、一点鎖線位置で個々の半導体素子に分離し組立てる。

この半導体素子に関して耐圧の良好な歩留は９５％以上
であり、１０００時間の高温印加試験でも全く問題はな
かった。

以上のように、感光性樹脂の分解物を低温ガスプラズマ
処理をすることにより除去でき、信頼性の高い半導体装
置が歩留よく得られることがわかった。

本発明では電極材料にアルミニウム、感光性樹脂に０Ｍ
Ｒ８３（商品名）を用いたが、他の電極材料、感光性樹
脂においても効果は同様である。

以上のように、本発明によれば電極形成後、感光性樹脂
の分解物を低温ガスプラズマ処理を施こすことにより除
去でき、信頼性の高い半導体装置が歩留よく得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電極形成方法を示す断面図、第２図は本
発明の一実施例を示す半導体装置の製作工程を示す図、
第３図はガスプラズマ装置の断面図、第４図は高温印加
試験の結果、第５図はモート型グラシベーションサイリ
スクの断面図である。 １．１０・・・・・・シリコンウェハ、３，１２・・・
・・・感光性樹脂、１６・・・・・・アルミニウム電極
、１７・・・・・・分解物、２０・・・・・・ガラスパ
シベーション。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体ウェハ上に感光性樹脂を部分的に形成し、該
   半導体ウェハ上の所要部を露呈する工程、前記感光性樹
   脂をマスクとして電極材料を蒸着する工程、前記感光性
   樹脂を加熱して分解せしめ、感光性樹脂上の電極材料を
   除去せしめる工程を具備した、半導体ウェハ上の所要部
   に選択的に電極を形成する半導体装置の製造方法におい
   て、上記の電極形成後に、さらに半導体ウェハにガスプ
   ラズマ処理を施すことを特徴とする半導体装置の製造方
   法。 ２ 上記特許請求の範囲第１項において、ガスプラズマ
   は不活性ガス単独、あるいは不活性ガスと５％以下の酸
   素ガスとの混合ガス雰囲気中で行うことを特徴とする半
   導体装置の製造方法。 ３ 上記特許請求の範泊第１項において、半導体装置の
   Ｐｎ接合がガラスまた酸化膜でパシベーションされてい
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。