【手続補正書】
【提出日】平成16年8月30日(2004.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  ガラスパッシベーション膜の除去方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  酸化シリコン膜とＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜とが形成
されたシリコン基板上から、前記ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜のみをエッ
チング液によって選択的に除去するにあたり、前記エッチング液が、少なくとも
クエン酸を含むものであると共に、所定温度に加温した前記エッチング液に浸す
ことによって除去することを特徴とするガラスパッシベーション膜の除去方法。
【請求項２】  ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜が、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−Ｓ
ｉＯ２であることを特徴とする請求項１記載のガラスパッシベーション膜の除去
方法。
【請求項３】  エッチング液が、クエン酸を５％〜２０％、硝酸を０．１％〜
１．０％含む水溶液であることを特徴とする請求項１記載のガラスパッシベーシ
ョン膜の除去方法。
【請求項４】  エッチング液の温度が、６０℃〜１００℃であることを特徴と
する請求項１記載のガラスパッシベーション膜の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシリコン基板上に形成された酸化シリコン膜とＺｎＯ系ガラ
スパッシベーション膜のうち、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜を選択的に除
去するガラスパッシベーション膜の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、例えば半導体装置の表面安定化のために、製造過程のパッシベー
ション工程において、シリコン基板上にＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜を設
けるように構成することがある。そして、そのＺｎＯ系ガラスパッシベーション
膜は、電気泳動法等により直径数μｍのガラス微粒粉末を、例えばシリコン基板
上の酸化シリコン膜に開口部分が形成された溝内に露出するＰＮ接合の露出部分
に選択的に付着させ、その後、６００℃程度の温度で焼成処理することによって
形成される。こうしたＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜を選択的に設ける電着
工程は自動化が難しく、一般には手作業に頼って膜付着の作業を行っている。
【０００３】
このため、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜の付着状態のばらつきが大きく
、半導体装置に要求される特性からみて、それに適合する付着状態が得られない
場合には、ガラス粉末を電着後、あるいはガラス焼成後に、電着あるいは焼成さ
れたＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜を一度剥離、除去する。その後、改めて
ガラス粉末の電着を行い、焼成を行ってＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜を、
装置特性が所定の特性となるよう設けるようにしている。
【０００４】
そして、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜の剥離、除去には、ＺｎＯ系の低
融点ガラスが各種の酸に弱いことから、弗化アンモニウム、または５％前後の弗
化水素水溶液のエッチング液が用いられる。しかし、例えば弗化アンモニウムは
、酸化シリコンに対するエッチング速度が７４ｎｍ／分前後であるのに対し、Ｚ
ｎＯ系のガラスに対するエッチング速度が５００ｎｍ／分前後となっており、エ
ッチング速度に約７倍の差がある。
【０００５】
一方、半導体装置のシリコン基板上に形成される酸化シリコン膜と、手作業に
よって膜付着作業が行われるＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜とでは、自ずと
その膜厚に大きな差があり、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜の膜厚のほうが
酸化シリコンよりも厚い。このため、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜の剥離
、除去を、例えば弗化アンモニウムで行った場合には、ＺｎＯ系ガラスパッシベ
ーション膜が完全に除去できた時には、エッチングを開始した時点での酸化シリ
コン膜の厚さが非常に薄いものとなってしまう。そして、ガラス粉末を電着し焼
成する際のマスクとなっていた酸化シリコン膜にはピンホールが増加し、再びガ
ラス粉末の電着を行ったときに不要な部分にも付着してしまい、装置特性等に対
して好ましくない結果、すなわち、所定の特性が得られないこととなって、装置
の製造歩留が低いものとなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜の剥離、除去が、ガラス粉末を電着する時の
マスクとなっている酸化シリコン膜にダメージを与えることなく行えて、再電着
を行った際に不要な部分にガラス粉末が電着することなく、良好な電着を行うこ
とができるようにし、装置の製造歩留を向上させることができるガラスパッシベ
ーション膜の除去方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラスパッシベーション膜の除去方法は、酸化シリコン膜とＺｎＯ系
ガラスパッシベーション膜とが形成されたシリコン基板上から、ＺｎＯ系ガラス
パッシベーション膜のみをエッチング液によって選択的に除去するにあたり、エ
ッチング液が、少なくともクエン酸を含むものであると共に、所定温度に加温し
たエッチング液に浸すことによって除去することを特徴とする方法であり、
さらに、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜が、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２
であることを特徴とする方法であり、
さらに、エッチング液が、クエン酸を５％〜２０％、硝酸を０．１％〜１．０
％含む水溶液であることを特徴とする方法であり、
さらに、エッチング液の温度が、６０℃〜１００℃であることを特徴とする方
法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、ガラスパッシベーション膜の電着から剥離、除去
までの各工程を示す図１乃至図５を参照して説明する。図１は第１の工程を示す
断面図であり、図２は第２の工程を示す断面図であり、図３は第３の工程を示す
断面図であり、図４は第４の工程を示す断面図であり、図５はエッチング時間に
対するエッチング量を示す図である。
【０００９】
先ず、図１に示す第１の工程において、１は半導体装置のシリコン基板で、こ
れはコレクタ領域を構成するＮ型基板２上に成層されたベース領域となるＰ型層
３を設けている。さらに、Ｐ型層３の上にエミッタ領域となるＮ型領域４が形成
されている。またさらに、Ｎ型領域４の上面を覆うように１μｍ〜２μｍ程度の
膜厚ｔを有するように酸化シリコン膜５が設けられている。このように構成され
たシリコン基板１に対し、酸化シリコン膜５を開口するようにして、ＰＮ接合の
表面安定化のためにＮ型基板２の上部に底部が至り、側壁部分にＰＮ接合が露出
する深さが１００μｍ〜１５０μｍのメサ溝６を削設する。
【００１０】
次に、図２に示す第２の工程で、電気泳動法によりメサ溝６内を埋め込み、側
壁部分に露出するＰＮ接合を覆うようにＺｎＯ系ガラス７を電着する。すなわち
、例えばＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２の組成を有するＺｎＯ系ガラスの直径数μ
ｍのガラス微粒粉末をコロイド粒子としたコロイド溶液に電位差をかけることに
より、ＺｎＯ系ガラス７をメサ溝６内及び溝縁部分を覆うように電着する。
【００１１】
次に、図３に示す第３の工程で、メサ溝６内がＺｎＯ系ガラス７で埋め込まれ
たシリコン基板１を焼成炉に入れ、約６００℃の温度で焼成し、透明なガラス状
態にしてＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜８をメサ溝６内に設け、また溝縁部
分を覆い、ＰＮ接合が露出しないようにし、電気的に接続されないようにする。
【００１２】
次に、図４に示す第４の工程で、メサ溝６部分に付着されたＺｎＯ系ガラスパ
ッシベーション膜８の検査し、付着量や付着状態が所定の装置特性が得られない
付着不良状態である場合には、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜８の剥離、除
去を行う。剥離、除去のためのエッチング液としてクエン酸を１０％、硝酸を０
．１％〜１．０％含む水溶液を準備し、このエッチング液を加温して液温を６０
℃〜１００℃に保持する。続いて加温されたエッチング液に、除去膜の膜厚に応
じて数分から３０分乃至４０分間浸漬する。
【００１３】
エッチング液に浸す時間、すなわちエッチング時間は、上記のエッチング液で
のエッチング時間に対するＺｎＯ系ガラスのエッチング量の関係が、図５のエッ
チング特性線Ａに示す通り、エッチング時間に対して略直線的にエッチング量が
増えるものであるから、除去する膜の膜厚に応じて適宜設定する。一方、同じエ
ッチング液における酸化シリコンの浸漬時間に対するエッチング量の関係は、エ
ッチング特性線Ｂに示す通り、エッチング時間に対してエッチング量が６０分経
過した後でもゼロで、エッチングがなされていない。
【００１４】
このため、例えば１００μｍの膜厚を有するＺｎＯ系ガラスパッシベーション
膜８の剥離、除去には、５分間乃至６分間のエッチング時間を要する。しかし、
この間において酸化シリコン膜５は、エッチングされずにそのまま残り、メサ溝
６内を埋め込んでいたＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜８が除去される。
【００１５】
こうしてＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜８が除去されたメサ溝６に対して
は、再び第１の工程以降を繰り返すことによって、適正に形成されたＺｎＯ系ガ
ラスパッシベーション膜８を付着する。
【００１６】
以上の通り行うことで、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜８が完全に除去で
きた時においても、エッチングを開始した時点と酸化シリコン膜５の膜厚が変わ
らないため、再びガラス粉末を電着し焼成する際にガラス粉末が不要な部分にも
付着してしまうことがない。この結果、ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜８の
付着状態が所定の装置特性が得られない不良な状態のものでも、再度のＺｎＯ系
ガラスパッシベーション膜８の電着等を行うことで良品とすることができ、装置
の製造歩留を向上させることができる。
【００１７】
なお、上記の実施形態において、エッチング液がクエン酸を１０％、硝酸を０
．１％〜１．０％含む水溶液としたが、これに限るものではなく、クエン酸を５
％〜２０％、硝酸を０．１％〜１．０％含む水溶液であっても、実用的には同様
の効果がある。またクエン酸のみを５％〜２０％含む水溶液であってもよく、さ
らにＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜８、酸化シリコン膜５の膜厚等が種々異
なる構成のものでも、それぞれにおいて所要の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＺｎＯ系ガラスパッシベー
ション膜の剥離、除去時に、酸化シリコン膜にダメージを与えることなく、再度
電着を行った際に不要な部分にガラス粉末が電着せず良好な電着を行うことがで
き、装置の製造歩留を向上させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態における第１の工程を示す断面図である。
【図２】
本発明の一実施形態における第２の工程を示す断面図である。
【図３】
本発明の一実施形態における第３の工程を示す断面図である。
【図４】
本発明の一実施形態における第４の工程を示す断面図である。
【図５】
本発明の一実施形態に係るエッチング液におけるエッチング時間に対するエッ
チング量を示す図である。
【符号の説明】
１…シリコン基板
５…酸化シリコン膜
６…メサ溝
７…ＺｎＯ系ガラス
８…ＺｎＯ系ガラスパッシベーション膜