(57)【要約】【課題】メサ型半導体素子の製造効率向上、及び、歩留まりの向上を図れるようにする。【解決手段】半導体基板２の一方の主面２ａにメサ溝７が形成され、該メサ溝７の内面にガラス膜８を形成した半導体素子形成用基板１０において、前記ガラス膜８のうち少なくとも一部に、レーザーエネルギーを吸収可能なレーザー光吸収部９Ａを形成した半導体素子形成用基板１０を提供する。また、前記レーザー光吸収部９Ａが、前記半導体基板２と同一波長のレーザー光Ｌのレーザーエネルギーを吸収可能である半導体素子形成用基板１０を提供する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一方の主面にメサ溝が形成され、該メサ溝の内面にガラス膜を形成した半導体素子形成用基板であって、
前記ガラス膜のうち少なくとも一部に、レーザーエネルギーを吸収可能なレーザー光吸収部が形成されていることを特徴とする半導体素子形成用基板。
【請求項２】
前記レーザー光吸収部が、前記半導体基板と同一波長のレーザー光のレーザーエネルギーを吸収可能であることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子形成用基板。
【請求項３】
前記レーザー光吸収部が、色彩を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体素子形成用基板。
【請求項４】
前記レーザー光吸収部が、ガラスに重金属を添加して構成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子形成用基板。
【請求項５】
前記レーザー光吸収部が、少なくとも前記メサ溝の底部と前記半導体基板の厚さ方向に重なるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体素子形成用基板。
【請求項６】
前記レーザー光吸収部が、少なくとも前記メサ溝の底部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子形成用基板。
【請求項７】
前記ガラス膜の表面に、前記メサ溝の内面形状に倣う窪み部が形成され、
前記レーザー光吸収部が、少なくとも前記窪み部の底部に形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の半導体素子形成用基板。
【請求項８】
前記レーザー光吸収部が、前記ガラス膜の厚さ方向全域に形成されていることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の半導体素子形成用基板。
【請求項９】
前記レーザー光吸収部が、前記ガラス膜の表面全体に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の半導体素子形成用基板。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体素子形成用基板の製造方法であって、
前記半導体基板の一方の主面に前記メサ溝を形成する溝形成工程と、前記ガラス膜を前記メサ溝の内面に形成するガラス膜形成工程と、を備え、
当該ガラス膜形成工程において、前記レーザー光吸収部が形成されることを特徴とする半導体素子形成用基板の製造方法。
【請求項１１】
前記ガラス膜形成工程が、ガラス粉末を前記メサ溝の内面に付着させる粉末付着工程と、前記ガラス粉末を焼成して前記ガラス膜とする焼成工程と、を備え、
前記粉末付着工程の前に、前記レーザー光吸収部を形成するための添加物質を前記ガラス粉末に添加することを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子形成用基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体素子形成用基板を用いてメサ型半導体素子を製造するメサ型半導体素子の製造方法であって、
メサ溝に沿って前記半導体素子形成用基板を切断する切断工程を備え、
該切断工程において、レーザー光を前記半導体基板の一方の主面側から前記レーザー光吸収部に照射することを特徴とするメサ型半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の製造方法によって製造されるメサ型半導体素子であって、前記ガラス膜における切断面の表面粗さが、前記ガラス膜の他の面よりも粗いことを特徴とするメサ型半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子形成用基板、その製造方法、メサ型半導体素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ダイオードやバイポーラトランジスタ、サイリスタ等のメサ型半導体素子には、例えば特許文献１，２のように、半導体基板（素子本体）の一方の主面の外周部にメサ溝を形成し、さらに、メサ溝にガラスからなるパッシベーション膜（ガラス膜）を形成したものがある。このようなメサ型半導体素子を製造する場合には、半導体基板（シリコンウェハ）の一方の主面に複数のメサ溝を形成することで一方の主面を複数の領域に区画し、次いで、メサ溝の内面にガラス膜を形成する。その後、メサ溝の底部に沿って半導体基板及びガラス膜を切断することにより、複数のメサ型半導体素子を同時に得ることができる。
従来、半導体基板及びガラス膜を切断する工程として、特許文献１には、ブレーキング（劈開）により半導体基板及びガラス膜を切断する手法が開示されている。また、特許文献２には、ブレードダイシングにより半導体基板及びガラス膜を切断する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２０４２３２号公報
【特許文献２】特開平１１−２９７９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のように半導体基板及びガラス膜を切断する場合、メサ型半導体素子の製造効率が低いという問題がある。例えば、半導体基板及びガラス膜をブレードダイシングにより切断する場合、切断時間が長いという問題がある。また、例えば半導体基板及びガラス膜を劈開により切断する場合には、予め半導体基板の他方の主面に、劈開の起点となる切り込みをレーザー光の照射あるいはダイシングにより形成する必要があり、さらに切り込みを形成する前にシリコン酸化膜等からなる切り込み形成用のガイドパターンを形成する必要もあるため、工程数が多いという問題がある。
【０００５】
また、半導体基板及びガラス膜を劈開により切断する場合には、ガラス膜にクラックが発生する可能性があり、歩留まりが低下する虞もある。さらに、切り込みの底部を起点として半導体基板を劈開する際には、半導体基板がその結晶方位に沿って割れるため、切断位置の制御が困難であり、その結果として歩留まりが低下する、という問題もある。なお、上記切り込みやガイドパターンはメサ溝と重なる位置に形成されることが好ましいが、実際にはメサ溝の形成位置に対してずれることが多いため、これに起因した歩留まり低下を招くこともある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、メサ型半導体素子の製造効率向上、及び、歩留まりの向上を図ることが可能な半導体素子形成用基板、その製造方法、メサ型半導体素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明の半導体素子形成用基板は、半導体基板の一方の主面にメサ溝が形成され、該メサ溝の内面にガラス膜を形成した半導体素子形成用基板であって、前記ガラス膜のうち少なくとも一部に、レーザーエネルギーを吸収可能なレーザー光吸収部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のメサ型半導体素子の製造方法は、前記半導体素子形成用基板を用いてメサ型半導体素子を製造する方法であって、メサ溝に沿って前記半導体素子形成用基板を切断する切断工程を備え、該切断工程において、レーザー光を前記半導体基板の一方の主面側から前記レーザー光吸収部に照射することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明のメサ型半導体素子は、前記製造方法によって製造されるものであり、前記ガラス膜における切断面の表面粗さが、前記ガラス膜の他の面よりも粗いことを特徴とする。
【００１０】
上記半導体素子形成用基板を用いて上記メサ型半導体素子を製造する際には、上記切断工程においてレーザー光を半導体基板の一方の主面側からガラス膜のレーザー光吸収部に照射することで、ガラス膜を焼き切ることができる。なお、レーザー光吸収部がガラス膜の一部だけに形成されていても、レーザー光吸収部の熱がガラス膜のうち光学的に透明な部分にも伝わるため、ガラス膜を焼き切ることができる。そして、ガラス膜が焼き切れた後は、半導体基板（メサ溝の内面）にレーザー光が照射されるため、半導体基板をメサ溝に沿って切断できる。
【００１１】
以上のように半導体素子形成用基板を容易に切断できるため、従来のように半導体基板の他方の主面に処理を施す必要がなくなり、半導体基板の一方の主面側からの処理のみでメサ型半導体素子を製造できる。すなわち、メサ型半導体素子を製造する工程数を削減し、製造効率の向上を図ることができる。
また、ガラス膜をレーザー光により焼き切るため、ガラス膜にクラックが発生することを防ぐことができる。さらに、半導体素子形成用基板の切断位置がずれることも防止できるため、メサ型半導体素子の歩留まり向上を図ることもできる。
【００１２】
そして、前記半導体素子形成用基板では、前記レーザー光吸収部が、前記半導体基板と同一波長のレーザー光のレーザーエネルギーを吸収可能であると好ましい。
上記半導体素子形成用基板によれば、前述した切断工程において同一のレーザー光によりガラス膜及び半導体基板の両方を効率よく焼き切ることが可能となるため、メサ型半導体素子の製造効率向上をさらに図ることができる。
【００１３】
また、前記半導体素子形成用基板では、前記レーザー光吸収部が色彩を有しているとよい。
さらに、前記半導体素子形成用基板では、前記レーザー光吸収部が、ガラスに重金属を添加して構成されているとよい。
上記半導体素子形成用基板によれば、レーザー光吸収部においてレーザー光のレーザーエネルギーが効率よく吸収されるため、レーザー光によりガラス膜を効率よく焼き切ることが可能となる。
【００１４】
また、前記半導体素子形成用基板では、前記レーザー光吸収部が、少なくとも前記メサ溝の底部と前記半導体基板の厚さ方向に重なるように形成されているとよい。
さらに、前記半導体素子形成用基板では、前記レーザー光吸収部が、少なくとも前記メサ溝の底部に形成されていると、さらによい。
また、前記半導体素子形成用基板では、前記ガラス膜の表面に、前記メサ溝の内面形状に倣う窪み部が形成され、前記レーザー光吸収部が、少なくとも前記窪み部の底部に形成されているとよい。
【００１５】
これら半導体素子形成用基板のように、レーザー光吸収部がメサ溝の底部と半導体基板の厚さ方向に重なるように形成されていれば、半導体素子形成用基板の切断位置が明確となるため、レーザー光によりガラス膜及び半導体基板を確実にメサ溝の底部に沿って切断することができる。
【００１６】
さらに、前記半導体素子形成用基板では、前記レーザー光吸収部が、前記ガラス膜の厚さ方向全域に形成されているとよい。
この場合には、ガラス膜の表面からメサ溝の底部に至るまでレーザー光吸収部がレーザーエネルギーを吸収し続けるため、仮にガラス膜の厚みが大きくても容易かつ確実にガラス膜を切断することができる。
【００１７】
また、前記半導体素子形成用基板では、前記レーザー光吸収部が、前記ガラス膜の表面全体に形成されていてもよい。
【００１８】
そして、本発明の半導体素子形成用基板の製造方法は、前記半導体素子形成用基板を製造する方法であって、前記半導体基板の一方の主面に前記メサ溝を形成する溝形成工程と、前記ガラス膜を前記メサ溝の内面に形成するガラス膜形成工程と、を備え、当該ガラス膜形成工程において、前記レーザー光吸収部が形成されることを特徴とする。
【００１９】
上記製造方法によれば、ガラス膜の形成時にレーザー光吸収部を形成するため、半導体素子形成用基板の製造工程数を増やすことなく、レーザー光吸収部を形成することができる。すなわち、レーザー光吸収部の形成に基づくメサ型半導体素子の製造効率低下を招くことを防止できる。
【００２０】
そして、前記半導体素子形成用基板の製造方法では、前記ガラス膜形成工程が、ガラス粉末を前記メサ溝の内面に付着させる粉末付着工程と、前記ガラス粉末を焼成して前記ガラス膜とする焼成工程と、を備え、前記粉末付着工程の前に、前記レーザー光吸収部を形成するための添加物質を前記ガラス粉末に添加するとよい。
上記製造方法では、焼成工程において添加物質が溶融したガラスに拡散するため、ガラス膜全体にレーザー光吸収部を形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、メサ型半導体素子の製造効率向上、及び、歩留まり向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に係るメサ型半導体素子を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る半導体素子形成用基板の製造方法において、溝形成工程後の状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る半導体素子形成用基板の製造方法において、ガラス膜形成工程後の状態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る半導体素子形成用基板の製造方法において、電極層形成工程後の状態を示す概略断面図である。
【図５】図４に示す半導体素子形成用基板を用いたメサ型半導体素子の製造方法において、切断工程後の状態を示す概略断面図である。
【図６】図４に示す半導体素子形成用基板の要部拡大断面図であって、切断工程を説明する図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る半導体素子形成用基板の要部を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る半導体素子形成用基板の要部を示す拡大断面図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る半導体素子形成用基板の変形例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第一実施形態〕
以下、図１〜６を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、この実施形態に係るメサ型半導体素子１はメサ型ダイオードであり、半導体基板２と、半導体基板２の両主面２ａ，２ｂに形成された電極層３，４と、を備えて大略構成されている。また、各電極層３，４上には、例えば半田層（不図示）が形成されていてもよい。
本実施形態の半導体基板２は、第一導電型（ｎ型及びｐ型の一方の導電型）及び第一導電型とは反対の第二導電型（ｎ型及びｐ型の他方の導電型）の半導体層（不図示）を半導体基板２の厚さ方向（図１において上下方向）に適宜重ねて構成されている。
【００２４】
また、半導体基板２は例えば平面視矩形状に形成され、その一方の主面２ａの外周縁にはメサ溝７が形成されている。メサ溝７の面（内面）は、半導体基板２の一方の主面２ａから側面２ｃに向けて凹状に湾曲して傾斜している。そして、メサ溝７の面には、第一導電型の半導体層と第二導電型の半導体層との接合界面（ＰＮ接合界面）が露出している。言い換えれば、メサ溝７は、ＰＮ接合界面よりも深く形成されている。
【００２５】
また、メサ溝７の面は、ガラス膜８によって覆われている。ガラス膜８の厚さは、ほぼ均一となっている。本実施形態では、ガラス膜８が半導体基板２の一方の主面２ａ上まで延び、一方の主面２ａの外周縁領域も覆っている。言い換えれば、半導体基板２の一方の主面２ａに重ねて形成された第一電極層３は、ガラス膜８によって囲まれている。一方、半導体基板２の他方の主面２ｂに重ねて形成された第二電極層４は、他方の主面２ｂ全体を覆っている。
【００２６】
各電極層３，４は、例えば、半導体基板２の各主面２ａ，２ｂ上にニッケル・シリサイド膜（Ｎｉ−Ｓｉ膜）とニッケルめっき層とを順番に積層して構成されている。なお、図示例では、第一電極層３の厚みが、半導体基板２の一方の主面２ａにおけるガラス膜８の厚みよりも大きく設定されているが、例えばガラス膜８と同等あるいは小さく設定されてもよい。
【００２７】
さらに、本実施形態のメサ型半導体素子１では、ガラス膜８にレーザーエネルギーを吸収可能なレーザー光吸収部９Ａが形成されている。特に、本実施形態では、ガラス膜８全体がレーザー光吸収部９Ａとなっている。本実施形態のレーザー光吸収部９Ａは、例えばＡｕ（金）、Ｐｔ（白金）等の重金属をガラスに添加することでガラス膜８を着色したものであり、色彩を有している。なお、メサ型半導体素子１ではガラス膜８に電気的な絶縁性が求められるが、本実施形態のガラス膜８における上記重金属の含有率は１％以下とされており、これによって、ガラス膜８の電気的な絶縁性を確保できる。
【００２８】
このようなレーザー光吸収部９Ａは、半導体基板２と同一波長のレーザー光のレーザーエネルギーを吸収可能であると好ましい。半導体基板２をなすシリコンにエネルギーを吸収されやすいレーザーとしては、例えばＹＡＧレーザーが挙げられる。そして、ＹＡＧレーザーのエネルギーを好適に吸収できるレーザー光吸収部９Ａの色彩としては、例えば青色が挙げられる。また、ＹＡＧレーザーのエネルギーを吸収できるレーザー光吸収部９Ａとするための重金属としては、例えばネオジウム（Ｎｄ）が挙げられる。
【００２９】
次に、上記構成のメサ型半導体素子１の製造方法について説明する。
メサ型半導体素子１を製造するためには、予め図４に示す半導体素子形成用基板１０を製造しておく必要がある。半導体素子形成用基板１０を製造する際には、はじめに、半導体基板２の一方の主面２ａ側や他方の主面２ｂ側に、第一導電型や第二導電型の不純物を拡散して、第一導電型や第二導電型の半導体層を形成する拡散工程を適宜実施した上で、図２に示すように、半導体基板２の一方の主面２ａにメサ溝７を形成する溝形成工程を実施する。
【００３０】
溝形成工程では、ドライエッチングやウェットエッチングなどの任意のエッチング法を実施することで、半導体基板２の一方の主面２ａにメサ溝７を形成することができる。
メサ溝７は、半導体基板２の一方の主面２ａから窪んで形成され、半導体基板２をなす第一導電型の半導体層と第二導電型の半導体層との接合界面（ＰＮ接合界面）よりも深くなるように形成される。すなわち、上記工程後の状態では、メサ溝７の内面にＰＮ接合界面が露出することになる。このメサ溝７は、一方の主面２ａを複数の領域に区画するように複数形成されている。
【００３１】
その後、図３に示すように、メサ溝７の内面にガラス膜８を形成するガラス膜形成工程を実施する。本実施形態のガラス膜形成工程においては、ガラス膜８全体がレーザーエネルギーを吸収可能なレーザー光吸収部９Ａとなるように、ガラス膜８が例えば以下の手順で形成される。
はじめに、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）等の重金属（添加物質）をガラス粉末に添加する添加工程を行い、次いで、重金属を含んだガラス粉末を例えば電着によりメサ溝７の内面に付着させる粉末付着工程を実施する。その後、ガラス粉末を焼成してガラス膜８とする焼成工程を実施することで、重金属が溶融したガラスに拡散され、全体を着色したガラス膜８が得られる。
【００３２】
また、本実施形態のガラス膜形成工程では、例えば上記添加工程を行わずに上記粉末付着工程を実施した後に、メサ溝７の内面に付着されたガラス粉末に重金属を塗布してもよい。また、本実施形態のガラス膜形成工程では、例えば上記添加工程を行わずに、予め重金属をメサ溝７の内面に塗布した後に上記粉末付着工程を実施してもよい。これらの場合でも、重金属の塗布及び粉末付着工程の終了後の焼成工程において重金属が溶融したガラスに拡散することでガラス膜８全体を着色させることができる。
【００３３】
さらに、本実施形態のガラス膜形成工程では、例えば、予め上記粉末付着工程においてガラス粉末をメサ溝７の内面に電着させるための電解液に重金属を添加しておいてもよい。この場合には、上記添加工程を行わずに粉末付着工程を実施するだけで、メサ溝７の内面に付着したガラス粉末に重金属を添加することができる。その後、上記焼成工程において重金属が溶融したガラスに拡散することでガラス膜８全体を着色させることができる。
【００３４】
また、本実施形態のガラス膜形成工程では、例えば、予め重金属が添加されたガラス粉末を形成した上で、上記粉末付着工程及び焼成工程を順番に実施してもよい。この場合でも、重金属によって全体が着色されたガラス膜８を得ることができる。
なお、このガラス膜形成工程において使用する重金属の量は、ガラス膜８の電気的な絶縁性能が損なわれないように、ガラス膜８全体の１％程度に抑えることが好ましい。
【００３５】
そして、上記ガラス膜形成工程において形成されるガラス膜８のうち外部に露出する表面には、メサ溝７の内面形状に倣う窪み部８ａが形成されている。すなわち、メサ溝７の窪み形状はガラス膜形成工程後であっても維持されている。なお、図示例では、ガラス膜８がメサ溝７の内面全体に加え、半導体基板２の一方の主面２ａのうちメサ溝７の開口部周縁にまで形成されているが、少なくともメサ溝７の内面に形成されればよい。
【００３６】
最後に、図４に示すように、メサ溝７によって区画された半導体基板２の一方の主面２ａの複数の領域にそれぞれ第一電極層３を形成すると共に、他方の主面２ｂ全体に第二電極層４を形成する電極層形成工程を実施することで、半導体素子形成用基板１０の製造が完了する。なお、上記電極層形成工程において形成される電極層３，４は、例えば各種めっき法や焼鈍処理、焼結処理などを実施することで形成することが可能である。
【００３７】
以上のように製造される本実施形態の半導体素子形成用基板１０は、図４，６に示すように、一方の主面２ａにメサ溝７を形成した半導体基板２と、メサ溝７の内面に形成されたガラス膜８とを備えている。また、本実施形態の半導体素子形成用基板１０は、半導体基板２の両主面２ａ，２ｂに形成された電極層３，４も備えている。
本実施形態の半導体基板２は、第一導電型（ｎ型及びｐ型の一方の導電型）及び第一導電型とは反対の第二導電型（ｎ型及びｐ型の他方の導電型）の半導体層（不図示）を半導体基板２の厚さ方向（図４において上下方向）に適宜重ねて構成されている。
電極層３，４は、例えば、半導体基板２の各主面２ａ，２ｂ上にニッケル・シリサイド膜（Ｎｉ−Ｓｉ膜）とニッケルめっき層とを順番に積層して構成されている。
【００３８】
メサ溝７の内面には、半導体基板２を構成する第一導電型の半導体層と第二導電型の半導体層との接合界面（ＰＮ接合界面）が露出している。言い換えれば、メサ溝７は、ＰＮ接合界面よりも深く形成されている。また、メサ溝７は、半導体基板２の一方の主面２ａに沿って延びる線状に形成され、半導体基板２の一方の主面２ａを複数の領域に区画するように複数形成されている。
【００３９】
このメサ溝７の内面にはガラス膜８が形成されており、外部に露出するガラス膜８の表面には、メサ溝７の内面形状に倣う窪み部８ａが形成されている。
このガラス膜８の厚み（特に半導体基板の厚さ方向に沿うガラス膜８の厚み）は、後述する切断工程を考慮して例えば５０μｍ以下に設定されることが好ましい。また、ガラス膜８の厚みは、メサ溝７の内面に露出する第一導電型及び第二導電型の半導体層間での電気的な絶縁性をガラス膜８によって確保できるように、例えば３０μｍ程度に設定されることがより好ましい。
【００４０】
このガラス膜８には、レーザーエネルギーを吸収可能なレーザー光吸収部９Ａが形成されている。本実施形態では、ガラス膜８全体がレーザー光吸収部９Ａとなっている。本実施形態のレーザー光吸収部９Ａは、例えばＡｕ（金）、Ｐｔ（白金）等の重金属をガラスに添加することでガラス膜８を着色したものであり、色彩を有している。
このレーザー光吸収部９Ａは、半導体基板２と同一波長のレーザー光のレーザーエネルギーを吸収可能であることが好ましい。半導体基板２をなすシリコンにエネルギーを吸収されやすいレーザーとしては、例えばＹＡＧレーザーが挙げられる。そして、ＹＡＧレーザーのエネルギーを好適に吸収できるレーザー光吸収部９Ａの色彩としては、例えば青色が挙げられる。また、ＹＡＧレーザーのエネルギーを吸収できるレーザー光吸収部９Ａとするための重金属としては、例えばネオジウム（Ｎｄ）が挙げられる。
【００４１】
そして、上記のように構成される半導体素子形成用基板１０を用いて図１に示すメサ型半導体素子１を製造する場合には、図５，６に示すように、メサ溝７に沿って半導体素子形成用基板１０を切断し、半導体基板２を素子単位に分割する切断工程を実施すればよい。
この切断工程においては、図６に示すように、レーザー光Ｌを半導体基板２の一方の主面２ａ側からレーザー光吸収部９Ａに照射する。この際、レーザー光吸収部９Ａがレーザーエネルギーを吸収して溶融するため、ガラス膜８を焼き切ることができる。さらに、ガラス膜８が焼き切れた後は、半導体基板２（メサ溝７の内面）にレーザー光Ｌが照射されるため、半導体基板２をメサ溝７に沿って切断することができる。さらに、本実施形態ではレーザー光Ｌの照射によって第二電極層４も切断される。なお、図６において二点鎖線で囲まれる領域ＣＡは、レーザー光Ｌによる半導体素子形成用基板１０の切断部分の一例を示している。
【００４２】
本実施形態の半導体素子形成用基板１０において、レーザー光吸収部９Ａが半導体基板２と同一波長のレーザー光Ｌのレーザーエネルギーを吸収可能である場合には、上記切断工程において例えばＹＡＧレーザーを使用することが好ましい。
また、上記切断工程においては、レーザー光Ｌによる半導体素子形成用基板１０の切断部分の外側に位置するガラス膜８が過剰に溶けたり変性しないように、また、半導体基板２全体が過剰に加熱されないように、メサ溝７の長手方向に移動するレーザー光Ｌの移動速度を調整するとよい。
【００４３】
以上のように製造される本実施形態のメサ型半導体素子１は、上述したようにレーザー光Ｌのみにより半導体素子形成用基板１０を切断して得られるため、ガラス膜８の切断面８ｃ（図１参照）の表面粗さは、ガラス膜８の他の面よりも粗く、また、従来のように半導体素子形成用基板１０を劈開により切断した場合のガラス膜８の切断面よりも粗い。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の半導体素子形成用基板１０、及び、これを用いたメサ型半導体素子１の製造方法によれば、ガラス膜８にレーザー光吸収部９Ａが形成されることで、レーザー光Ｌを半導体基板２の一方の主面２ａ側から照射するだけで半導体素子形成用基板１０を容易に切断できるため、従来のように半導体基板２の他方の主面２ｂに処理を施す必要がなくなる。すなわち、半導体基板２の一方の主面２ａ側からの処理のみでメサ型半導体素子１を製造できる。したがって、メサ型半導体素子１を製造する工程数を削減し、製造効率の向上を図ることができる。
また、ガラス膜８をレーザー光Ｌにより焼き切るため、ガラス膜８にクラックが発生することを防ぐことができる。さらに、劈開の場合と比較して半導体素子形成用基板１０の切断位置がずれることも抑制できるため、メサ型半導体素子１の歩留まり向上を図ることもできる。
【００４５】
さらに、本実施形態の半導体素子形成用基板１０において、レーザー光吸収部９Ａが半導体基板２と同一波長のレーザー光Ｌのレーザーエネルギーを吸収可能である場合には、同一のレーザー光Ｌ（例えばＹＡＧレーザーのみ）によりガラス膜８及び半導体基板２の両方を効率よく焼き切ることができるため、メサ型半導体素子１の製造効率向上をさらに図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態の半導体素子形成用基板１０では、レーザー光吸収部９Ａが、ガラスに重金属を添加することで構成され、これによって色彩を有するため、レーザー光吸収部９Ａにおいてレーザー光Ｌのレーザーエネルギーが効率よく吸収することができ、その結果として、レーザー光Ｌによりガラス膜８を効率よく焼き切ることが可能となる。
【００４７】
さらに、本実施形態の半導体素子形成用基板１０では、レーザー光吸収部９Ａがガラス膜８の全域（特にガラス膜８の厚さ方向の全域）に形成されているため、切断工程において、ガラス膜８の表面からメサ溝７の底部に至るまでレーザー光吸収部９Ａがレーザー光Ｌのレーザーエネルギーを吸収し続けるため、仮にガラス膜８の厚みが大きくても容易かつ確実にガラス膜８を切断することができる。
【００４８】
また、本実施形態の半導体素子形成用基板１０の製造方法では、ガラス膜形成工程においてガラス膜８を形成する際にレーザー光吸収部９Ａも形成するため、半導体素子形成用基板１０の製造工程数を増やすことなく、レーザー光吸収部９Ａを形成することができる。すなわち、レーザー光吸収部９Ａの形成に基づくメサ型半導体素子１の製造効率低下を招くことを防止できる。
【００４９】
〔第二実施形態〕
次に、図７を参照して本発明の第二実施形態について説明する。
この実施形態では、第一実施形態の半導体素子形成用基板１０と比較して、ガラス膜８の構成のみが異なっており、その他の構成については、第一実施形態と同様である。本実施形態では、第一実施形態と同様の構成については同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態の半導体素子形成用基板２０では、第一実施形態と同様に、メサ溝７の内面にガラス膜８が形成されているが、本実施形態では、ガラス膜８の一部のみにレーザーエネルギーを吸収可能なレーザー光吸収部９Ｂが形成されている。具体的に説明すれば、本実施形態のレーザー光吸収部９Ｂは、メサ溝７の底部のみに形成されている。すなわち、ガラス膜８のうちメサ溝７の底部を除く部分は、レーザー光等の光を透過可能な光透過部分となっている。
このレーザー光吸収部９Ｂは、第一実施形態のレーザー光吸収部９Ａと同様の重金属（添加物質）をガラスに添加して着色したものであり、色彩を有している。また、レーザー光吸収部９Ｂは、第一実施形態の場合と同様に、半導体基板２と同一波長のレーザー光のレーザーエネルギーを吸収可能であると好ましい。
【００５１】
以上のように構成される本実施形態の半導体素子形成用基板２０を製造する際には、第一実施形態と同様の拡散工程、溝形成工程、ガラス膜形成工程及び電極形成工程を順番に実施すればよい。
ただし、ガラス膜形成工程においては、レーザー光吸収部９Ｂがメサ溝７の底部のみに形成されるように、例えば以下の手順でガラス膜８を形成するとよい。
はじめに、重金属をメサ溝７の内面のうち底部のみに塗布する、次いで、ガラス粉末を例えば電着によりメサ溝７の内面に付着させる粉末付着工程を実施する。その後、ガラス粉末を焼成してガラス膜８とする焼成工程を実施することで、メサ溝７の底部に配された重金属が溶融したガラスと混ざり合う。これにより、メサ溝７の底部のみにレーザー光吸収部９Ｂを形成したガラス膜８が得られる。
【００５２】
また、本実施形態の半導体素子形成用基板２０を用いてメサ型半導体素子を製造する際には、第一実施形態と同様の切断工程を実施すればよい。すなわち、レーザー光Ｌ（図６参照）を半導体基板２の一方の主面２ａ側からレーザー光吸収部９Ｂに照射することで、ガラス膜８及び半導体基板２、さらに第二電極層４を焼き切ることができる。
そして、本実施形態の場合には、レーザー光Ｌがガラス膜８の光透過部分を透過した上でレーザー光吸収部９Ｂに照射される。このため、レーザー光吸収部９Ｂがレーザーエネルギーを吸収することで、レーザーエネルギーによる熱がレーザー光吸収部９Ｂからガラス膜８の光透過部分に伝わることで、ガラス膜８を焼き切ることができる。また、上記レーザーエネルギーによる熱は半導体基板２側にも伝わるため、ガラス膜８の光透過部分及び半導体基板２の両方を同時に切断することができる。
【００５３】
上記切断工程を経て得られる本実施形態のメサ型半導体素子は、第一実施形態と同様の半導体基板２、メサ溝７及びガラス膜８を備えて構成される（図１参照）。ただし、本実施形態のメサ型半導体素子を構成するガラス膜８の構成は、切断工程におけるレーザー光吸収部９Ｂの溶融度合いによって異なる。
例えば、切断工程においてレーザー光吸収部９Ｂが全て溶融された場合には、メサ型半導体素子におけるガラス膜８全体が光透過部分となる。また、例えば、切断工程においてレーザー光吸収部９Ｂの一部だけが溶融された場合、メサ型半導体素子におけるガラス膜８は、その切断面８ｃの部分のみにレーザー光吸収部９Ｂを形成して構成される。
【００５４】
第二実施形態の半導体素子形成用基板２０、これを用いたメサ型半導体素子の製造方法、及び、半導体素子形成用基板２０の製造方法によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の半導体素子形成用基板２０によれば、切断工程においてガラス膜８の光透過部分及び半導体基板２の両方を同時に切断することができるため、半導体素子形成用基板２０を効率よく切断することができる。
さらに、本実施形態の半導体素子形成用基板２０では、レーザー光吸収部９Ｂがメサ溝７の底部と半導体基板２の厚さ方向に重なるように形成されているため、半導体素子形成用基板２０の切断位置が明確となり、レーザー光Ｌによりガラス膜８及び半導体基板２を確実にメサ溝７の底部に沿って切断することができる。
【００５５】
なお、上記第二実施形態では、レーザー光吸収部９Ｂがメサ溝７の底部のみに形成されているが、例えばメサ溝７の内面全体に形成されてもよい。すなわち、ガラス膜８は、例えばメサ溝７の内面にレーザー光吸収部９Ｂと光透過部分とを順番に積層して構成されてもよい。
【００５６】
〔第三実施形態〕
次に、図８を参照して本発明の第三実施形態について説明する。
この実施形態では、第一実施形態の半導体素子形成用基板１０と比較して、ガラス膜８の構成のみが異なっており、その他の構成については、第一実施形態と同様である。本実施形態では、第一実施形態と同様の構成については同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００５７】
図８に示すように、本実施形態の半導体素子形成用基板３０では、第一実施形態と同様に、メサ溝７の内面にガラス膜８が形成されているが、本実施形態では、ガラス膜８の一部のみにレーザーエネルギーを吸収可能なレーザー光吸収部９Ｃが形成されている。具体的に説明すれば、本実施形態のレーザー光吸収部９Ｃは、ガラス膜８の表面に形成された窪み部８ａの底部のみに形成されている。すなわち、ガラス膜８のうち窪み部８ａの底部を除く部分は、レーザー光等の光を透過可能な光透過部分となっている。
このレーザー光吸収部９Ｃは、第一実施形態のレーザー光吸収部９Ａと同様の重金属（添加物質）をガラスに添加して着色したものであり、色彩を有している。また、レーザー光吸収部９Ｃは、第一実施形態の場合と同様に、半導体基板２と同一波長のレーザー光のレーザーエネルギーを吸収可能であると好ましい。
【００５８】
以上のように構成される本実施形態の半導体素子形成用基板３０を製造する際には、第一実施形態と同様の拡散工程、溝形成工程、ガラス膜形成工程及び電極形成工程を順番に実施すればよい。
ただし、ガラス膜形成工程においては、レーザー光吸収部９Ｃが窪み部８ａの底部のみに形成されるように、例えば以下の手順でガラス膜８を形成するとよい。
はじめに、ガラス粉末を例えば電着によりメサ溝７の内面に付着させる粉末付着工程を実施し、次いで、メサ溝７の内面に付着されたガラス粉末の表面に重金属を塗布する。特に本実施形態では、ガラス粉末の表面のうちメサ溝７の底部と半導体基板２の厚さ方向に重なり合う領域に重金属を塗布する。その後、ガラス粉末を焼成してガラス膜８とする焼成工程を実施することで、重金属が溶融したガラスと混ざり合う。これにより、ガラス膜８のうち窪み部８ａの底部のみにレーザー光吸収部９Ｃを形成したガラス膜８が得られる。
【００５９】
また、本実施形態の半導体素子形成用基板３０を用いてメサ型半導体素子を製造する際には、第一実施形態と同様の切断工程を実施すればよい。すなわち、レーザー光Ｌ（図６参照）を半導体基板２の一方の主面２ａ側からレーザー光吸収部９Ｃに照射することで、ガラス膜８及び半導体基板２、さらに第二電極層４を焼き切ることができる。
そして、本実施形態の場合には、レーザー光吸収部９Ｃがレーザー光Ｌのレーザーエネルギーを吸収することで、レーザーエネルギーによる熱がレーザー光吸収部９Ｃから半導体基板２側（メサ溝７の底部側）に位置するガラス膜８の光透過部分に伝わることで、ガラス膜８を焼き切ることができる。その後、レーザー光Ｌが半導体基板２（メサ溝７の底部）に照射されることで、半導体基板２を切断することができる。
【００６０】
上記切断工程を経て得られる本実施形態のメサ型半導体素子は、第一実施形態と同様の半導体基板２、メサ溝７及びガラス膜８を備えて構成される（図１参照）。ただし、本実施形態のメサ型半導体素子を構成するガラス膜８の構成は、切断工程におけるレーザー光吸収部９Ｃの溶融度合いによって異なる。
例えば、切断工程においてレーザー光吸収部９Ｃが全て溶融された場合には、メサ型半導体素子におけるガラス膜８全体が光透過部分となる。また、例えば、切断工程においてレーザー光吸収部９Ｃの一部だけが溶融された場合、メサ型半導体素子におけるガラス膜８は、その切断面８ｃの部分のみにレーザー光吸収部９Ｃを形成して構成される。
【００６１】
第三実施形態の半導体素子形成用基板３０、これを用いたメサ型半導体素子の製造方法、及び、半導体素子形成用基板３０の製造方法によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の半導体素子形成用基板３０では、レーザー光吸収部９Ｃがメサ溝７の底部と半導体基板２の厚さ方向に重なるように形成されているため、半導体素子形成用基板３０の切断位置が明確となり、レーザー光Ｌによりガラス膜８及び半導体基板２を確実にメサ溝７の底部に沿って切断することができる。
【００６２】
なお、上記第三実施形態では、レーザー光吸収部９Ｃが窪み部８ａの底部のみに形成されているが、例えば図９に示すように、窪み部８ａを含むガラス膜８の表面全体に形成されてもよい。すなわち、ガラス膜８は、例えばメサ溝７の内面に光透過部分とレーザー光吸収部９Ｃとを順番に積層して構成されてもよい。
【００６３】
以上、三つの実施形態により本発明の詳細を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、レーザー光吸収部は、上述した三つの実施形態のように形成されることに限らず、少なくとも半導体素子形成用基板１０，２０，３０の切断部分に含まれるようにガラス膜８の一部に形成されていればよい。例えば切断工程において半導体素子形成用基板１０，２０，３０がメサ溝７の底部を通るように切断される場合、レーザー光吸収部はガラス膜８のうち少なくともメサ溝７の底部と半導体基板２の厚さ方向に重なるように形成されていればよい。したがって、この場合のレーザー光吸収部は、例えばメサ溝７の底部からガラス膜８の窪み部８ａの底部に至るまで、ガラス膜８の厚さ方向全域に形成されてもよい。このようにレーザー光吸収部が形成される場合には、第一実施形態でも述べたように、ガラス膜８の表面からメサ溝７の底部に至るまでレーザー光吸収部がレーザーエネルギーを吸収し続けるため、仮にガラス膜８の厚みが大きくても容易かつ確実にガラス膜８を切断することができる。
【００６４】
また、上記三つの実施形態では、レーザー光吸収部９Ａ，９Ｂ，９Ｃの色彩が、重金属の添加により得られているが、これに限ることはなく、例えばカーボン（Ｃ）等の添加によって得られてもよい。
さらに、上記三つの実施形態の半導体素子形成用基板１０，２０，３０及びメサ型半導体素子１は、電極層３，４を備えているが、例えば備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  メサ型半導体素子
２  半導体基板
２ａ  一方の主面
２ｂ  他方の主面
７  メサ溝
８  ガラス膜
８ａ  窪み部
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ  レーザー光吸収部
１０，２０，３０  半導体素子形成用基板
Ｌ  レーザー光
【図１】
2014187143.tif 000003
【図２】
2014187143.tif 000004
【図３】
2014187143.tif 000005
【図４】
2014187143.tif 000006
【図５】
2014187143.tif 000007
【図６】
2014187143.tif 000008
【図７】
2014187143.tif 000009
【図８】
2014187143.tif 000010
【図９】
2014187143.tif 000011