(57)【要約】  本発明の樹脂封止型半導体装置１０は、メサ領域を囲む外周テーパ領域にｐｎ接合露出部を有するメサ型半導体基体及び少なくとも外周テーパ領域を被覆するガラス層を有するメサ型半導体素子１００と、メサ型半導体素子１００を封止するモールド用樹脂４０とを備え、ガラス層は、Ｐｂを実質的に含有しない所定の半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を外周テーパ領域を被覆するように形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものである樹脂封止型半導体装置である。  本発明の樹脂封止型半導体装置は、従来の樹脂封止型半導体装置と同様にメサ型半導体素子を樹脂でモールドした構造を有するものでありながら、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。
2013168521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メサ領域を囲む外周テーパ領域にｐｎ接合露出部を有するメサ型半導体基体及び少なくとも前記外周テーパ領域を被覆するガラス層を有するメサ型半導体素子と、
前記メサ型半導体素子を封止するモールド用樹脂とを備え、
前記ガラス層は、前記外周テーパ領域を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものである樹脂封止型半導体装置であって、
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、
少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを以下の含有量で含有し、かつ、Ｐｂと、Ａｓと、Ｓｂと、Ｌｉと、Ｎａと、Ｋとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、前記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
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ＳｉＯ２の含有量：４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％
Ａｌ２Ｏ３の含有量：３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％
Ｂ２Ｏ３の含有量：８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％
ＺｎＯの含有量：３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％
アルカリ土類金属の酸化物の含有量：７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％
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【請求項２】
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨率が３．３３×１０−６〜４．１３×１０−６の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３の含有量とを合計した値が、６５ｍｏｌ％〜７５ｍｏｌ％の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
前記原料は、Ｐを実質的に含有しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項５】
前記原料は、Ｂｉを実質的に含有しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項６】
前記ガラス層は、９００℃以下の温度で前記半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項７】
前記外周テーパ領域は、前記ガラス層により直接被覆されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項８】
前記外周テーパ領域は、絶縁層を介して前記ガラス層により被覆されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項９】
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、脱泡剤としての多価元素を実質的に含有しない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする請求項８に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１０】
前記多価元素は、Ｖ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｎｂ及びＴａを含むことを特徴とする請求項９に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項１１】
主面に平行なｐｎ接合を備える半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
前記半導体基板の一方の表面から前記ｐｎ接合を超える深さの溝を形成する溝形成工程と、
少なくとも前記溝の内面を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するガラス層形成工程と、
前記溝に沿って前記半導体基板を切断することにより、メサ型半導体素子を作製する半導体基板切断工程と、
前記メサ型半導体素子をモールド用樹脂で封止する樹脂封止工程とをこの順序で含む樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを以下の含有量で含有し、かつ、Ｐｂと、Ａｓと、Ｓｂと、Ｌｉと、Ｎａと、Ｋとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、前記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
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ＳｉＯ２の含有量：４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％
Ａｌ２Ｏ３の含有量：３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％
Ｂ２Ｏ３の含有量：８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％
ＺｎＯの含有量：３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％
アルカリ土類金属の酸化物の含有量：７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止型半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メサ領域を囲む外周テーパ領域にｐｎ接合が露出した構造を有するメサ型半導体素子が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。図１８は、従来のメサ型半導体素子９００を説明するために示す図である。【０００３】
従来のメサ型半導体素子９００は、図１８に示すように、メサ領域Ａを囲む外周テーパ領域Ｂにｐｎ接合露出部Ｃを有するメサ型半導体基体９０８と、少なくとも外周テーパ領域Ｂを被覆するガラス層９２４とを有する。ガラス層９２４は、「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」からなるパッシベーション用のガラス層である。なお、図１８中、符号９１０はｎ−型半導体層を示し、符号９１２はｐ＋型半導体層を示し、符号９１４はｎ＋半導体層を示し、符号９１６ａはシリコン酸化膜を示し、符号９３４はアノード電極層を示し、符号９３６はカソード電極層を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１６８２８号公報
【特許文献２】特開２００４−８７９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明の発明者らの研究により、従来のメサ型半導体素子９００においては、これを樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置（従来の樹脂封止型半導体装置）としたときに高温逆バイアス耐量が低下するという問題があることが明らかになった。【０００６】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、メサ型半導体素子を樹脂でモールドして製造された樹脂封止型半導体装置であって、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。また、このような樹脂封止型半導体装置を製造可能な樹脂封止型半導体装置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】
本発明の発明者らは、従来のメサ型半導体素子を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたときに高温逆バイアス耐量が低下する原因について研究を重ねた結果、その原因は、「ガラス層を構成する鉛含有ガラスが高い誘電率を有することからガラス層に大きな分極が生じ（後述する図３（ｂ）参照。）、その結果、高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起され、この影響により、ガラス層と半導体層との界面に反転層によるチャネルが形成され、リーク電流が増大する」ことにあるという知見を得た。【０００８】
そこで、本発明の発明者らは、この知見に基づき、「ガラス層として、鉛含有ガラスよりも誘電率の低い鉛フリーガラス（Ｐｂの酸化物を含有しないガラス）からなるガラス層を用いれば、高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起され難くなり（後述する図３（ａ）参照。）、その結果、高温逆バイアス試験中に増大するリーク電流を従来よりも低減することが可能となる」ことに想到し、本発明を完成させるに至った。【０００９】
［１］本発明の樹脂封止型半導体装置は、メサ領域を囲む外周テーパ領域にｐｎ接合露出部を有するメサ型半導体基体及び少なくとも前記外周テーパ領域を被覆するガラス層を有するメサ型半導体素子と、前記メサ型半導体素子を封止するモールド用樹脂とを備え、
前記ガラス層は、前記外周テーパ領域を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものである樹脂封止型半導体装置であって、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを以下の含有量で含有し、かつ、Ｐｂと、Ａｓと、Ｓｂと、Ｌｉと、Ｎａと、Ｋとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、前記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
ＳｉＯ２の含有量：４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％
Ａｌ２Ｏ３の含有量：３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％
Ｂ２Ｏ３の含有量：８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％
ＺｎＯの含有量：３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％
アルカリ土類金属の酸化物の含有量：７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−【００１０】
［２］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨率が３．３３×１０−６〜４．１３×１０−６の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物であることが好ましい。【００１１】
［３］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３の含有量とを合計した値が、６５ｍｏｌ％〜７５ｍｏｌ％の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物であることが好ましい。【００１２】
［４］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記原料は、Ｐを実質的に含有しないことが好ましい。【００１３】
［５］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記原料は、Ｂｉを実質的に含有しないことが好ましい。【００１４】
［６］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記ガラス層は、９００℃以下の温度で前記半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものであることが好ましい。【００１５】
［７］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記外周テーパ領域は、前記ガラス層により直接被覆されていることが好ましい。【００１６】
［８］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記外周テーパ領域は、絶縁層を介して前記ガラス層により被覆されていることが好ましい。【００１７】
［９］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、脱泡剤としての多価元素を実質的に含有しない半導体接合保護用ガラス組成物であることが好ましい。【００１８】
［１０］本発明の樹脂封止型半導体装置においては、前記多価元素は、Ｖ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｎｂ及びＴａを含むことが好ましい。【００１９】
［１１］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、主面に平行なｐｎ接合を備える半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、前記半導体基板の一方の表面から前記ｐｎ接合を超える深さの溝を形成する溝形成工程と、少なくとも前記溝の内面を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するガラス層形成工程と、前記溝に沿って前記半導体基板を切断することにより、メサ型半導体素子を作製する半導体基板切断工程と、前記メサ型半導体素子をモールド用樹脂で封止する樹脂封止工程とをこの順序で含む樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを以下の含有量で含有し、かつ、Ｐｂと、Ａｓと、Ｓｂと、Ｌｉと、Ｎａと、Ｋとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、前記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする。
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ＳｉＯ２の含有量：４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％
Ａｌ２Ｏ３の含有量：３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％
Ｂ２Ｏ３の含有量：８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％
ＺｎＯの含有量：３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％
アルカリ土類金属の酸化物の含有量：７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−【００２０】
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法は、本発明の樹脂封止型半導体装置の場合と同様に、下記［１２］〜［２０］の特徴を有することが好ましい。【００２１】
［１２］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨率が３．３３×１０−６〜４．１３×１０−６の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物であることが好ましい。【００２２】
［１３］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３の含有量とを合計した値が、６５ｍｏｌ％〜７５ｍｏｌ％の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物であることが好ましい。【００２３】
［１４］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記原料は、Ｐを実質的に含有しないことが好ましい。【００２４】
［１５］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記原料は、Ｂｉを実質的に含有しないことが好ましい。【００２５】
［１６］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記ガラス層は、９００℃以下の温度で前記半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものであることが好ましい。【００２６】
［１７］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記外周テーパ領域は、前記ガラス層により直接被覆されていることが好ましい。【００２７】
［１８］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記外周テーパ領域は、絶縁層を介して前記ガラス層により被覆されていることが好ましい。【００２８】
［１９］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記半導体接合保護用ガラス組成物は、脱泡剤としての多価元素を実質的に含有しない半導体接合保護用ガラス組成物であることが好ましい。【００２９】
［２０］本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法においては、前記多価元素は、Ｖ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｎｂ及びＴａを含むことが好ましい。【００３０】
なお、本発明において、少なくともある特定成分（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３等）を含有するとは、当該ある特定成分のみを含有する場合のほか、当該ある特定成分に加えて、ガラス組成物に通常含有可能な成分をさらに含有する場合も含む。【００３１】
また、本発明において、ある特定元素（Ｐｂ、Ａｓ，Ｓｂ等）を実質的に含有しないとは、当該ある特定元素を成分として含有しないという意味であり、ガラスを構成する各成分の原料中に不純物として上記特定元素が混入したガラス組成物を排除するものではない。【００３２】
また、本発明において、ある特定元素（Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ等）を含有しないとは、当該ある特定元素の酸化物、当該ある特定元素の窒化物などを含有しないことをいう。【００３３】
また、本発明において、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まないとは、例えば成分がＳｉＯ２である場合には、成分ＳｉＯ２をＳｉＯ２微粒子からなる埋設物、詰め物、充填材、添加材などとして含まないことをいう。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の樹脂封止型半導体装置によれば、メサ型半導体素子が、ガラス層として、鉛含有ガラスよりも誘電率の低い鉛フリーガラス（Ｐｂを含有しないガラス）からなるガラス層を有することから、高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起され難くなり（後述する図３参照。）、その結果、高温逆バイアス試験中に増大するリーク電流を従来よりも低減することが可能となり、ひいては、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いて得られる半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたものよりも、高温逆バイアス耐量を高くすることが可能となる。【００３５】
その結果、本発明の樹脂封止型半導体装置及び本願発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法により製造された樹脂封止型半導体装置は、従来の樹脂封止型半導体装置と同様にメサ型半導体素子を樹脂でモールドした構造を有するものでありながら、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。すなわち、本発明の樹脂封止型半導体装置は、メサ型半導体素子を樹脂でモールドして製造された樹脂封止型半導体装置であって、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。【００３６】
なお、樹脂封止型半導体装置の高温逆バイアス耐量を高くするには、（１）メサ型半導体素子を製造する過程で幅の広い溝（メサ溝）を形成する方法、（２）メサ型半導体素子を製造する過程で拡散ウェーハを使用し、深い溝（メサ溝）を形成する方法、（３）比抵抗の低いウェーハを使用する方法及び（４）ガラス層を厚く形成する方法も考えられる。しかしながら、上記（１）の方法においては、チップ面積が大きくなることに起因して、製品の製造コストが高くなってしまうという問題がある。また、上記（２）の方法においては、拡散ウェーハを使用することでウェーハの価格が高くなること及び深い溝を形成することで工程が難しくなったりすることに起因して、製品の製造コストが高くなってしまうという問題がある。また、上記（３）の方法においては、逆方向耐圧を確保することが難しくなるという問題がある。また、上記（４）の方法においては、工程中にウェーハが反ったり割れやすくなったりするという問題がある。これに対して、本発明の樹脂封止型半導体装置によれば、上記した問題を発生させることなく、高温逆バイアス耐量を高くすることが可能となる。【００３７】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置及びその製造方法によれば、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを上記の含有量で含有する原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、後述する実施例（評価項目４）からも明らかなように、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨張率をシリコンの線膨張率に近い線膨張率（例えば３．３３×１０−６〜４．１３×１０−６）にすることができる。このため、工程中におけるウェーハの反りを極めて小さくできることから、薄型ウェーハを使用して順方向特性に優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となり、また、ガラス層の厚さを厚くして逆方向特性に優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となる。【００３８】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置及びその製造方法によれば、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを上記の含有量で含有する原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、後述する実施例（評価項目２）からも明らかなように、比較的低い温度でガラス層の焼成を行うことが可能となるため、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流が低く、ひいては高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置を安定して製造することが可能となる。【００３９】
ところで、樹脂封止型半導体装置を製造する過程で、半導体接合保護用ガラス組成物として、フィラーを含む半導体接合保護用ガラス組成物を用いた場合には、溝の内面を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する際に当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を均一に形成することが困難となる場合がある。すなわち、電気泳動法により半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する場合には、電気泳動の不均一により半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を均一に形成することが困難となり、スピンコート法、スクリーン印刷法、ドクターブレード法により半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する場合には、粒径や比重などの違いにより半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を均一に形成することが困難となる場合である。【００４０】
これに対して、本発明の樹脂封止型半導体装置及びその製造方法によれば、半導体接合保護用ガラス組成物として、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を用いたことから、溝の内面を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する際に当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を均一に形成することが可能となる。【００４１】
また、本発明の樹脂封止型半導体装置及びその製造方法によれば、Ｌｉ、Ｎａ及びＫを実質的に含有しないガラス組成物を用いることから、後述する実施例（評価項目９）からも明らかなように、ガラス組成物中にたとえＢ（ボロン）が含まれていたとしても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にＢ（ボロン）が拡散することがなくなり、高信頼性の樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となる。【００４２】
本発明の樹脂封止型半導体装置の製造方法によれば、上記したように高い高温逆バイアス耐量を有する優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０を説明するために示す図である。
【図２】実施形態１におけるメサ型半導体素子１００を説明するために示す図である。
【図３】実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の効果を説明するために示す図である。
【図４】実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図５】実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図６】実施形態２におけるメサ型半導体素子１０２を説明するために示す図である。
【図７】実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図８】実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図９】実施例の条件及び結果を示す図表である。
【図１０】平均線膨張率の測定結果の一例を示す図である。
【図１１】予備評価においてガラス層１２４の内部に発生する泡ｂを説明するために示す図である。
【図１２】本評価においてガラス層１２４の内部に発生する泡ｂを説明するために示す写真である。
【図１３】実施例における逆方向電流を示す図である。
【図１４】高温逆バイアス試験の結果を示す図である。
【図１５】シリコン表面からの深さ方向に沿った不純物濃度を示す図である。
【図１６】１８水準の組成及び結果を示す図表である。
【図１７】変形例におけるメサ型半導体素子２００を説明するために示す図である。
【図１８】従来のメサ型半導体素子９００を説明するために示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の樹脂封止型半導体装置及びその製造方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００４５】
［実施形態１］
１．樹脂封止型半導体装置
図１は、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０を説明するために示す図である。図１（ａ）は樹脂封止型半導体装置１０の斜視図であり、図１（ｂ）は樹脂封止型半導体装置１０から樹脂を取り除いたものの平面図であり、図１（ｃ）は樹脂封止型半導体装置１０から樹脂を取り除いたものの側面図である。
図２は、実施形態１におけるメサ型半導体素子１００を説明するために示す図である。
【００４６】
実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０は、図１に示すように、メサ型半導体素子１００と、メサ型半導体素子１００を封止するモールド用樹脂４０とを備える。メサ型半導体素子１００は、リード２１、リード２２及びダイパッド２３からなるリードフレーム２０におけるダイパッド２３上に載置されている。メサ型半導体素子１００の一方の電極はダイパッド２３を介してリード２１に接続されており、メサ型半導体素子１００の他方の電極はＡｌワイヤー３０を介してリード２２に接続されている。
【００４７】
メサ型半導体素子１００は、図２に示すように、メサ領域Ａを囲む外周テーパ領域Ｂにｐｎ接合露出部Ｃを有するメサ型半導体基体１０８及び少なくとも外周テーパ領域Ｂを被覆するガラス層１２４を有する。外周テーパ領域Ｂは、ガラス層１２４により直接被覆されている。
【００４８】
メサ型半導体基体１０８は、ｎ−型半導体層１１０と、ｎ−型半導体層１１０の一方の表面からのｐ型不純物の拡散により形成されたｐ＋型半導体層１１２と、ｎ−型半導体層１１０の他方の表面からのｎ型不純物の拡散により形成されたｎ＋型半導体層１１４とを有する。メサ型半導体素子１００は、ｐｎダイオードである。なお、図２中、符号１３４はアノード電極層を示し、符号１３６はカソード電極層を示す。
【００４９】
実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０においては、メサ型半導体素子１００が、ガラス層１２４として、Ｐｂを実質的に含有しないガラス層を有することを特徴としている。そして、そのようなガラス層としては、外周テーパ領域を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものを用いる。
【００５０】
実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０においては、そのような半導体接合保護用ガラス組成物として、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを以下の含有量で含有し、かつ、Ｐｂと、Ａｓと、Ｓｂと、Ｌｉと、Ｎａと、Ｋとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、上記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物を用いる。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
ＳｉＯ２の含有量：４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％
Ａｌ２Ｏ３の含有量：３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％
Ｂ２Ｏ３の含有量：８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％
ＺｎＯの含有量：３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％
アルカリ土類金属の酸化物の含有量：７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００５１】
そして、そのような半導体接合保護用ガラス組成物としては、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨率が３．３３×１０−６〜４．１３×１０−６の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物を用いることが好ましく、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨率が３．３８×１０−６〜４．０８×１０−６の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物を用いることがより一層好ましい。
【００５２】
また、そのような半導体接合保護用ガラス組成物としては、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３の含有量とを合計した値が、６５ｍｏｌ％〜７５ｍｏｌ％の範囲内にある半導体接合保護用ガラス組成物を用いることが好ましい。
【００５３】
原料としては、Ｐを実質的に含有しない原料を用いることが好ましい。
【００５４】
また、原料としては、Ｂｉを実質的に含有しない原料を用いることが好ましい。
【００５５】
ガラス層は、９００℃以下の温度で前記半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたガラス層であることが好ましい。
【００５６】
後者の場合、半導体接合保護用ガラス組成物として、脱泡剤としての多価元素（例えばＶ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｎｂ及びＴａ）を実質的に含有しない半導体接合保護用ガラス組成物を用いることが好ましい。
【００５７】
アルカリ土類金属の酸化物としてＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのすべてを含有する場合には、ＣａＯ含有量が２．０ｍｏｌ％〜５．３ｍｏｌ％の範囲内にあり、ＢａＯ含有量が２．６ｍｏｌ％〜５．３ｍｏｌ％の範囲内にあり、ＭｇＯ含有量が１．０ｍｏｌ％〜２．３ｍｏｌ％の範囲内にあることが好ましい。
【００５８】
アルカリ土類金属の酸化物としてＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうちＣａＯ及びＢａＯのみを含有する場合には、ＣａＯ含有量が２．０ｍｏｌ％〜７．６ｍｏｌ％の範囲内にあり、ＢａＯ含有量が３．７ｍｏｌ％〜５．９ｍｏｌ％の範囲内にあることが好ましい。
【００５９】
半導体接合保護用ガラス組成物としては、ニッケル酸化物、銅酸化物、マンガン酸化物及びジルコニウム酸化物よりなる群から選択された少なくとも１つの金属酸化物をさらに含有する半導体接合保護用ガラス組成物を用いてもよい。
【００６０】
この場合、ニッケル酸化物、銅酸化物、マンガン酸化物及びジルコニウム酸化物よりなる群から選択された少なくとも１つの金属酸化物の含有量は、０．０１ｍｏｌ％〜２．０ｍｏｌ％の範囲内にあることが好ましい。
【００６１】
２．樹脂封止型半導体装置の効果
図３は、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の効果を説明するために示す図である。図３（ａ）は実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０に逆方向電圧を印加したときの様子を示す図であり、図３（ｂ）は比較例に係る樹脂封止型半導体装置に逆方向電圧を印加したときの様子を示す図である。なお、図３中、破線は空乏層の先端部を示す。比較例に係る樹脂封止型半導体装置は、従来のメサ型半導体素子９００を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたものである。また、図３（ｂ）におけるＢＴ試験後とは、高温逆バイアス試験後のことである。
【００６２】
実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０によれば、メサ型半導体素子１００が、ガラス層１２４として、鉛含有ガラスよりも誘電率の低い鉛フリーガラス（Ｐｂを含有しないガラス）からなるガラス層を有することから、比較例に係る樹脂封止型半導体装置の場合のように高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起され難くなり（図３参照。）、その結果、高温逆バイアス試験中に増大するリーク電流を従来よりも低減することが可能となり、ひいては、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス材料」を用いて得られる半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置としたものよりも、高温逆バイアス耐量を高くすることが可能となる。
【００６３】
その結果、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０は、従来の樹脂封止型半導体装置と同様にメサ型半導体素子を樹脂でモールドした構造を有するものでありながら、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。すなわち、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０は、メサ型半導体素子を樹脂でモールドして製造された樹脂封止型半導体装置であって、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。
【００６４】
また、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０によれば、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを上記の含有量で含有する原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、後述する実施例（評価項目４）からも明らかなように、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨張率をシリコンの線膨張率に近い線膨張率（例えば３．３３×１０−６〜４．１３×１０−６）にすることができる。このため、工程中におけるウェーハの反りを極めて小さくできることから、薄型ウェーハを使用して順方向特性に優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となり、また、ガラス層の厚さを厚くして逆方向特性に優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となる。
【００６５】
また、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０によれば、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを上記の含有量で含有する原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、後述する実施例（評価項目２）からも明らかなように、比較的低い温度でガラス層の焼成を行うことが可能となるため、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流が低く、ひいては高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置を安定して製造することが可能となる。
【００６６】
また、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０によれば、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、溝の内面を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する際に当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を均一に形成することが可能となる。
【００６７】
また、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０によれば、Ｌｉ、Ｎａ及びＫを実質的に含有しないガラス組成物を用いることから、後述する実施例（評価項目９）からも明らかなように、ガラス組成物中にたとえＢ（ボロン）が含まれていたとしても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にＢ（ボロン）が拡散することがなくなり、高信頼性の樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となる。
【００６８】
３．樹脂封止型半導体装置の製造方法
実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０は、以下のような方法（実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法）によって製造することができる。
図４及び図５は、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）及び図５（ａ）〜図５（ｄ）は各工程図である。
実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、図４及び図５に示すように、「半導体基板準備工程」、「溝形成工程」、「ガラス層形成工程」、「フォトレジスト形成工程」、「酸化膜除去工程」、「粗面化領域形成工程」、「電極形成工程」、「半導体基板切断工程」及び「樹脂封止工程」をこの順序で実施する。以下、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を工程順に説明する。
【００６９】
（ａ）半導体基板準備工程
まず、ｎ−型半導体基板（ｎ−型シリコン基板）１１０の一方の表面からのｐ型不純物の拡散によりｐ＋型半導体層１１２、他方の表面からのｎ型不純物の拡散によりｎ＋型半導体層１１４を形成して、主面に平行なｐｎ接合が形成された半導体基板を形成する。その後、熱酸化によりｐ＋型半導体層１１２及びｎ＋型半導体層１１４の表面に酸化膜１１６，１１８を形成する（図４（ａ）参照。）。
【００７０】
（ｂ）溝形成工程
次に、フォトエッチング法によって、酸化膜１１６の所定部位に所定の開口部を形成する。酸化膜のエッチング後、引き続いて半導体基板のエッチングを行い、半導体基板の一方の表面からｐｎ接合を超える深さの溝１２０を形成する（図４（ｂ）参照。）。
【００７１】
（ｃ）ガラス層形成工程
次に、溝１２０の表面に、電気泳動法により溝１２０の内面及びその近傍の半導体基板表面に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成するとともに、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより、パッシベーション用のガラス層１２４を形成する（図４（ｃ）参照。）。従って、溝１２０の内部におけるｐｎ接合露出部はガラス層１２４により直接被覆された状態となる。なお、半導体接合保護用ガラス組成物としては、Ｐｂを実質的に含有しない半導体接合保護用ガラス組成物を用いる。
【００７２】
そして、そのような半導体接合保護用ガラス組成物としては、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを以下の含有量で含有し、かつ、Ｐｂと、Ａｓと、Ｓｂと、Ｌｉと、Ｎａと、Ｋとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなり、かつ、上記原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物を用いる。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
ＳｉＯ２の含有量：４９．５ｍｏｌ％〜６４．３ｍｏｌ％
Ａｌ２Ｏ３の含有量：３．７ｍｏｌ％〜１４．８ｍｏｌ％
Ｂ２Ｏ３の含有量：８．４ｍｏｌ％〜１７．９ｍｏｌ％
ＺｎＯの含有量：３．９ｍｏｌ％〜１４．２ｍｏｌ％
アルカリ土類金属の酸化物の含有量：７．４ｍｏｌ％〜１２．９ｍｏｌ％
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００７３】
（ｄ）フォトレジスト形成工程
次に、ガラス層１２４の表面を覆うようにフォトレジスト１２６を形成する（図４（ｄ）参照。）。
【００７４】
（ｅ）酸化膜除去工程
次に、フォトレジスト１２６をマスクとして酸化膜１１６のエッチングを行い、Ｎｉめっき電極膜を形成する部位１３０における酸化膜１１６を除去する（図５（ａ）参照。）。
【００７５】
（ｆ）粗面化領域形成工程
次に、Ｎｉめっき電極膜を形成する部位１３０における半導体基体表面の粗面化処理を行い、Ｎｉめっき電極と半導体基板との密着性を高くするための粗面化領域１３２を形成する（図５（ｂ）参照。）。
【００７６】
（ｇ）電極形成工程
次に、半導体基板にＮｉめっきを行い、粗面化領域１３２上にアノード電極１３４を形成するとともに、半導体基板の他方の表面にカソード電極１３６を形成する（図５（ｃ）参照。）。
【００７７】
（ｈ）半導体基板切断工程
次に、ダイシング等により、ガラス層１２４の中央部において半導体基板を切断して半導体基板をチップ化して、メサ型半導体素子（ｐｎダイオード）１００を製造する（図５（ｄ）参照。）。
【００７８】
（ｉ）樹脂封止工程
次に、図示しないリードフレーム（図１参照。）におけるダイパッド２３上にメサ型半導体素子１００を実装することによりメサ型半導体素子１００の一方の電極とリード２１とを接続するとともに、メサ型半導体素子１００の他方の電極とリード２２とをＡｌワイヤー３０で接続する。その後、これらを図示しない樹脂封止用金型に入れた後、モールド用樹脂を金型内に注入して硬化させることにより、樹脂封止型半導体装置を製造する。この樹脂封止型半導体装置を金型から取り出せば、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０となる。
【００７９】
以上のようにして、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０を製造することができる。
【００８０】
［実施形態２］
図６は、実施形態２におけるメサ型半導体素子１０２を説明するために示す図である。
【００８１】
実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２（図示せず。）は、基本的には実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０と同様の構成を有するが、メサ型半導体素子の構成が実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合とは異なる。すなわち、実施形態２におけるメサ型半導体素子１０２においては、図６に示すように、外周テーパ領域Ｂが、絶縁層１２１を介してガラス層１２４により被覆されている。
【００８２】
このように、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２は、メサ型半導体素子の構成が実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合とは異なるが、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、メサ型半導体素子１０２が、ガラス層１２４として、鉛含有ガラスよりも誘電率の低い鉛フリーガラス（Ｐｂを含有しないガラス）からなるガラス層を有することから、高温逆バイアス試験を行っている最中にモールド樹脂とガラス層との界面及びガラス層と半導体層との界面に高密度のイオンが誘起され難くなり、その結果、高温逆バイアス試験中に増大するリーク電流を従来よりも低減することが可能となる。
【００８３】
その結果、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２は、従来の樹脂封止型半導体装置と同様にメサ型半導体素子を樹脂でモールドした構造を有するものでありながら、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。すなわち、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２は、メサ型半導体素子を樹脂でモールドして製造された樹脂封止型半導体装置であって、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。
【００８４】
また、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２によれば、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを上記の含有量で含有する原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨張率をシリコンの線膨張率に近い線膨張率（例えば３．３３×１０−６〜４．１３×１０−６）にすることができる。このため、工程中におけるウェーハの反りを極めて小さくできることから、薄型ウェーハを使用して順方向特性に優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となり、また、ガラス層の厚さを厚くして逆方向特性に優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となる。
【００８５】
また、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２によれば、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを上記の含有量で含有する原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、比較的低い温度でガラス層の焼成を行うことが可能となるため、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流が低く、ひいては高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置を安定して製造することが可能となる。
【００８６】
また、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２によれば、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、溝の内面を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する際に当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を均一に形成することが可能となる。
【００８７】
また、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２によれば、Ｌｉ、Ｎａ及びＫを実質的に含有しないガラス組成物を用いることから、後述する実施例（評価項目９）からも明らかなように、ガラス組成物中にたとえＢ（ボロン）が含まれていたとしても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にＢ（ボロン）が拡散することがなくなり、高信頼性の樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となる。
【００８８】
また、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２によれば、外周テーパ領域Ｂが、絶縁層１２１を介してガラス層１２４により被覆されていることから、焼結工程において気泡が発生し難くなるという効果及び樹脂封止型半導体装置の逆方向リーク電流をより一層低減することができるという効果も得られる。
【００８９】
実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２は、以下のような方法（実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法）によって製造することができる。
図７及び図８は、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図７（ａ）〜図７（ｄ）及び図８（ａ）〜図８（ｄ）は各工程図である。
実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法は、図７及び図８に示すように、「半導体基板形成工程」、「溝形成工程」、「絶縁層形成工程」、「ガラス層形成工程」、「フォトレジスト形成工程」、「酸化膜除去工程」、「粗面化領域形成工程」、「電極形成工程」、「半導体基板切断工程」及び「樹脂封止工程」をこの順序で実施する。以下、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置の製造方法を工程順に説明する。
【００９０】
（ａ）半導体基板準備工程
まず、ｎ−型半導体基板（ｎ−型シリコン基板）１１０の一方の表面からのｐ型不純物の拡散によりｐ＋型半導体層１１２、他方の表面からのｎ型不純物の拡散によりｎ＋型半導体層１１４を形成して、主面に平行なｐｎ接合が形成された半導体基板を形成する。その後、熱酸化によりｐ＋型半導体層１１２及びｎ＋型半導体層１１４の表面に酸化膜１１６，１１８を形成する。
【００９１】
（ｂ）溝形成工程
次に、フォトエッチング法によって、酸化膜１１６の所定部位に所定の開口部を形成する。酸化膜のエッチング後、引き続いて半導体基板のエッチングを行い、半導体基板の一方の表面からｐｎ接合を超える深さの溝１２０を形成する（図７（ａ）参照。）。
【００９２】
（ｃ）絶縁層形成工程
次に、ドライ酸素（ＤｒｙＯ２）を用いた熱酸化法によって、溝１２０の内面にシリコン酸化膜からなる絶縁層１２１を形成する（図７（ｂ）参照。）。絶縁層１２１の厚さは、５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲内（例えば２０ｎｍ）とする。絶縁層の形成は、半導体基体を拡散炉に入れた後、酸素ガスを流しながら９００℃の温度で１０分処理することにより行う。絶縁層１２１の厚さが５ｎｍ未満であると逆方向電流低減の効果が得られなくなる場合がある。一方、絶縁層１２１の厚さが６０ｎｍを超えると次のガラス層形成工程で電気泳動法によりガラス組成物からなる層を形成することができなくなる場合がある。
【００９３】
（ｄ）ガラス層形成工程
次に、電気泳動法により溝１２０の内面及びその近傍の半導体基板表面に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成するとともに、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより、パッシベーション用のガラス層１２４を形成する（図７（ｃ）参照。）。半導体接合保護用ガラス組成物としては、実施形態１の場合と同様の半導体接合保護用ガラス組成物を用いる。
【００９４】
なお、溝１２０の内面に半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する際には、溝１２０の内面を絶縁層１２１を介して被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する。従って、溝１２０の内部におけるｐｎ接合露出部は絶縁層１２１を介してガラス層１２４により被覆された状態となる。
【００９５】
（ｅ）フォトレジスト形成工程
次に、ガラス層１２４の表面を覆うようにフォトレジスト１２６を形成する（図７（ｄ）参照。）。
【００９６】
（ｆ）酸化膜除去工程
次に、フォトレジスト１２６をマスクとして酸化膜１１６のエッチングを行い、Ｎｉめっき電極膜を形成する部位１３０における酸化膜１１６を除去する（図８（ａ）参照。）。
【００９７】
（ｇ）粗面化領域形成工程
次に、Ｎｉめっき電極膜を形成する部位１３０における半導体基板表面の粗面化処理を行い、Ｎｉめっき電極と半導体基板との密着性を高くするための粗面化領域１３２を形成する（図８（ｂ）参照。）。
【００９８】
（ｈ）電極形成工程
次に、半導体基板にＮｉめっきを行い、粗面化領域１３２上にアノード電極１３４を形成するとともに、半導体基板の他方の表面にカソード電極１３６を形成する（図８（ｃ）参照。）。
【００９９】
（ｉ）半導体基板切断工程
次に、ダイシング等により、ガラス層１２４の中央部において半導体基体を切断して半導体基体をチップ化して、メサ型半導体素子（ｐｎダイオード）１０２を製造する（図８（ｄ）参照。）。
【０１００】
（ｊ）樹脂封止工程
次に、図示しないリードフレーム（図１参照。）におけるダイパッド２３上にメサ型半導体素子１０２を実装することによりメサ型半導体素子１０２の一方の電極とリード２１とを接続するとともに、メサ型半導体素子１０２の他方の電極とリード２２とをＡｌワイヤー３０で接続する。その後、これらを図示しない樹脂封止用金型に入れた後、モールド用樹脂を金型内に注入して硬化させることにより、樹脂封止型半導体装置を製造する。この樹脂封止型半導体装置を金型から取り出せば、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２となる。
【０１０１】
以上のようにして、実施形態２に係る樹脂封止型半導体装置１２を製造することができる。
【０１０２】
［実施例］
１．試料の調整
図９は、実施例の条件及び結果を示す図表である。実施例１〜８及び比較例１〜４に示す組成比（図９参照。）になるように原料を調合し、混合機でよく攪拌した後、その混合した原料を電気炉中で所定温度（１３５０℃〜１５５０℃）まで上昇させた白金ルツボに入れ、２時間溶融させた。その後、融液を水冷ロールに流し出して薄片状のガラスフレークを得た。このガラスフレークをボールミルで平均粒径が５μｍとなるまで粉砕して、粉末状のガラス組成物を得た。
【０１０３】
なお、実施例において使用した原料は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｈ３ＢＯ３、ＺｎＯ、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＭｇＯ、ＮｉＯ（ニッケル酸化物）、ＺｒＯ２、ＰｂＯ、Ｋ２ＣＯ３及びＮａ２ＣＯ３である。
【０１０４】
２．評価
上記方法により得た各ガラス組成物を用いて以下の評価項目により評価した。なお、評価項目１〜９のうち評価項目５，７，８については、実施例１〜６は、半導体基体上に絶縁層を介してガラス層を形成し、実施例７〜８及び比較例１〜４は、半導体基体上に直接ガラス層を形成した。ガラス層の焼成は８００℃〜９００℃の温度で行い、焼成時間は１５分間とした。なお、比較例１のガラス組成物は、従来の「珪酸鉛を主成分としたガラス組成物」である。また、比較例２のガラス組成物は、従来知られている「鉛フリーのガラス組成物（パッシベーション用として市販されている鉛フリーガラス）」である。また、比較例３のガラス組成物は実施例３のガラス組成物と同じものである。また、比較例４のガラス組成物は、Ｂとアルカリ金属とをともに含有するガラス組成物（ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ系ガラス組成物）である。
【０１０５】
（１）評価項目１（環境負荷）
環境負荷の点に鑑みて、鉛成分を含まない場合に「○」の評価を与え、鉛成分を含む場合に「×」の評価を与えた。
【０１０６】
（２）評価項目２（焼成温度）
焼成温度が高すぎると製造中の半導体装置に与える影響が大きくなるため、９００℃以下の温度で焼成できる場合に「○」の評価を与え、９００℃以下の温度で焼成できないる場合に「×」の評価を与えた。
【０１０７】
（３）評価項目３（耐薬品性）
ガラス組成物が王水及びめっき液の両方に対して難溶性を示す場合に「○」の評価を与え、王水及びめっき液の少なくとも一方に対して溶解性を示す場合に「×」の評価を与えた。
【０１０８】
（４）評価項目４（平均線膨張率）
上記した「１．試料の調整」の欄で得られた融液から薄片状のガラス板を作製し、当該薄片状のガラス板を用いて、５０℃〜５５０℃におけるガラス組成物の平均線膨張率を測定した。平均線膨張率の測定は、島津製作所製の熱機械分析装置ＴＭＡ−６０を用いて、長さ２０ｍｍのシリコン単結晶を標準試料として、全膨張測定法（昇温速度１０℃／分）により行った。
【０１０９】
図１０は、平均線膨張率の測定結果の一例を示す図である。図１０（ａ）は実施例３に係る半導体接合保護用ガラス組成物における測定結果を示す図であり、図１０（ｂ）は比較例１に係る半導体接合保護用ガラス組成物における測定結果を示す図である。５０℃〜５５０℃におけるガラス組成物の平均線膨張率とシリコンの線膨張率（３．７３×１０−６）との差が「０．４×１０−６」以下の場合に「○」の評価を与え、当該差が「０．４×１０−６」を超える場合に「×」の評価を与えた。なお、図９の評価項目４の欄中、括弧内の数字は、５０℃〜５５０℃におけるガラス組成物の平均線膨張率×１０＋６の値を示す。
【０１１０】
（５）評価項目５（結晶化の有無）
実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の方法によって半導体装置（ｐｎダイオード）を作製した。そして、その作製過程で、結晶化することなくガラス化できた場合に「○」の評価を与え、結晶化によりガラス化できなかった場合に「×」の評価を与えた。
【０１１１】
（６）評価項目６（泡発生の有無）
実施形態１（実施例７及び８及び比較例１〜４の場合）及び実施形態２（実施例１〜６の場合）に係る半導体装置の製造方法と同様の方法によって半導体装置（ｐｎダイオード）を作製し、ガラス層１２４の内部（特に半導体基体との境界面近傍）に泡が発生しているかどうかを観察した（予備評価）。また、１０ｍｍ角の半導体基体上に実施例１〜８及び比較例１〜４に係るガラス組成物を塗布してガラス組成物からなる層を形成するとともに当該ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成し、ガラス層の内部（特に、半導体基体との境界面近傍）に泡が発生しているかどうかを観察した（本評価）。
【０１１２】
図１１は、予備評価においてガラス層１２４の内部に発生する泡ｂを説明するために示す図である。図１１（ａ）は泡ｂが発生しなかった場合の半導体装置の断面図であり、図１１（ｂ）は泡ｂが発生した場合の半導体装置の断面図である。図１２は、本評価においてガラス層１２４の内部に発生する泡ｂを説明するために示す写真である。図１２（ａ）は泡ｂが発生しなかった場合における半導体基体とガラス層との境界面を拡大して示す写真であり、図１２（ｂ）は泡ｂが発生した場合における半導体基体とガラス層との境界面を拡大して示す写真である。実験の結果、予備評価の結果と本発明の評価結果には良好な対応関係があることがわかった。また、本評価において、ガラス層の内部に直径５０μｍ以上の泡が１個も発生しなかった場合に「○」の評価を与え、ガラス層の内部に直径５０μｍ以上の泡が１個〜２０個発生した場合に「△」の評価を与え、ガラス層の内部に直径５０μｍ以上の泡が２１個以上発生した場合に「×」の評価を与えた。
【０１１３】
（７）評価項目７（逆方向リーク電流）
実施形態１（実施例７及び８及び比較例１〜４の場合）及び実施形態２（実施例１〜６の場合）に係る半導体装置の製造方法と同様の方法によって半導体装置（ｐｎダイオード）を作製し、作製した半導体装置の逆方向電流を測定した。図１３は、実施例における逆方向リーク電流を示す図である。このうち、図１３（ａ）は実施例３における逆方向リーク電流を示す図であり、図１３（ｂ）は実施例８における逆方向リーク電流を示す図である。その結果、半導体基板上に絶縁層を介してガラス層を形成した実施例３の樹脂封止型半導体装置においては、図１３（ａ）に示すように、逆方向電圧ＶＲを６００Ｖ印加したとき、逆方向リーク電流が１μＡ以下であった。また、半導体基板上に直接ガラス層を形成した実施例８の樹脂封止型半導体装置においては、図１３（ｂ）に示すように、逆方向電圧ＶＲを６００Ｖ印加したとき、逆方向リーク電流が１０μＡ以下であった。逆方向電圧ＶＲを６００Ｖ印加したとき、逆方向リーク電流が１０μＡ以下の場合に「○」の評価を与え、逆方向リーク電流ＩＲが１０μＡを超える場合に「×」の評価を与えた。
【０１１４】
（８）評価項目８（高温逆バイアス耐量）
実施形態１（実施例７及び８及び比較例１〜４の場合）及び実施形態２（実施例１〜６の場合）に係る半導体装置の製造方法と同様の方法によって作製した半導体装置を樹脂でモールドして樹脂封止型半導体装置とし、この樹脂封止型半導体装置について高温逆バイアス試験を行い、高温逆バイアス耐量を測定した。高温逆バイアス耐量は、温度１７５℃に条件設定された恒温槽・高温バイアス試験機に試料を投入して、アノード電極・カソード電極間に６００Ｖの電位を印加した状態で２０時間にわたって５分毎に逆方向電流を測定することにより行った。
【０１１５】
図１４は、高温逆バイアス試験の結果を示す図である。図１４中、実線は実施例４のガラス組成物を用いて作製した試料についての逆方向リーク電流を示し、破線は比較例１のガラス組成物を用いて作製した試料についての逆方向リーク電流を示す。図１４に示すように、比較例１のガラス組成物を用いて作製した試料は、高温逆バイアス試験開始直後に温度上昇に伴って逆方向リーク電流が増大した後も時間経過とともに逆方向リーク電流が増大し高温逆バイアス試験開始後３時間で所定の逆方向リーク電流の値に達したため高温逆バイアス試験を打ち切った。これに対して、実施例４に係るガラス組成物を用いて作製した試料は、高温逆バイアス試験開始直後に温度上昇に伴って逆方向リーク電流が増大した後は逆方向リーク電流がほとんど増大しないことが分かった。このように、高温逆バイアス試験開始直後に温度上昇に伴って逆方向リーク電流が増大した後、逆方向リーク電流がほとんど増大しない場合に「○」の評価を与え、高温逆バイアス試験開始直後に温度上昇に伴って逆方向リーク電流が増大した後も時間経過とともに逆方向リーク電流が増大する場合に「×」の評価を与えた。
【０１１６】
（８）評価項目９（ガラス層からのＢの拡散の有無）
ｎ型シリコン基板（不純物濃度：２．０×１０１４ｃｍ−３）の表面に電気泳動法によりガラス組成物層を形成した後、８００℃の湿潤酸素雰囲気で焼成しガラス層を形成した。ガラス組成物としては、実施例１のガラス組成物と、比較例４のガラス組成物を用いた。その後、フッ酸によりガラス層を除去してｎ型シリコン基板の表面を露出させた。その後、ｎ型シリコンの表面からの深さ方向において、拡がり抵抗測定装置（日本エス・エス・エム株式会社製：ＳＳＭ２０００）を用いてＳＲＰ分布（Spreading Resistance Profiler）を測定し、得られた拡がり抵抗から不純物濃度を算出した。
【０１１７】
図１５は、シリコン表面からの深さ方向に沿った不純物濃度分布を示す図である。図１５中、実線は実施例１のガラス組成物を用いて作製した試料についての不純物濃度分布を示し、破線は比較例４のガラス組成物を用いて作製した試料についての不純物濃度分布を示す。図１５に示すように、比較例４のガラス組成物を用いて作製した試料は、シリコン表面に１０ｎｍ深さのｐ型不純物層が形成されていることが分かった。このことは、Ｂ（ボロン）とアルカリ金属とをともに含有するガラス組成物においては、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にＢ（ボロン）が拡散することを示す。これに対して、実施例１のガラス組成物を用いて作製した試料は、シリコン表面にｐ型不純物層が形成されていないことが分かった。このことは、アルカリ金属を含有しないガラス組成物においては、たとえＢ（ボロン）が含まれる場合であっても、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にＢ（ボロン）が拡散しないことを示す。従って、Ｂ（ボロン）を含有するガラス組成物でありながら、ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にＢ（ボロン）が拡散することがないガラス組成物である場合に「○」の評価を与え、組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にＢ（ボロン）が拡散するガラス組成物である場合に「×」の評価を与えた。
【０１１８】
（１０）総合評価
上記した評価項目１〜９のうち１つも「△」又は「×」がない場合に「○」の評価を与え、各評価のうち１つでも「△」又は「×」がある場合に「×」の評価を与えた。
【０１１９】
３．評価結果
図９からも分かるように、比較例１〜４はいずれも、いずれかの評価項目で「×」の評価があり、「×」の総合評価が得られた。すなわち、比較例１は、評価項目１，４，８で「×」の評価が得られた。また、比較例２は、評価項目３，４で「×」の評価が得られた。また、比較例３は、評価項目６で「×」の評価が得られた。また、比較例４は、評価項目４，７，９で「×」の評価が得られた。
【０１２０】
これに対して、実施例１〜８に係るガラス組成物はいずれも、すべての評価項目（評価項目１〜９）について「○」の評価が得られた。その結果、実施例１〜８に係るガラス組成物はいずれも、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置を製造可能であることが分かった。また、（ａ）適正な温度（例えば９００℃以下）で焼成できること、（ｂ）工程で使用する薬品（王水やめっき液）に耐えること、（ｃ）シリコンの線膨張率に近い線膨張率を有すること（特に５０℃〜５５０℃における平均線膨張率がシリコンの線膨張率に近いこと）、（ｄ）ガラス化の過程で結晶化しないこと、（ｅ）ガラス組成物からなる層を焼成する過程で半導体基体との境界面から発生することがある泡の発生を抑制して、半導体装置の逆方向耐圧特性が劣化するという事態の発生を抑制すること、（ｆ）その結果、ＮｉＯ（ニッケル酸化物）の添加量を２．０ｍｏｌ％以下に抑制できること、（ｇ）逆方向リーク電流が低いこと、及び、（ｈ）Ｂ（ボロン）を含有する半導体接合保護用ガラス組成物を用いながら、半導体接合保護用ガラス組成物の焼成中にガラス層からシリコン中にＢ（ボロン）が拡散しないことという条件を満たす樹脂封止型半導体装置を製造可能であることが分かった。
【０１２１】
なお、別の実験により、実施例１〜６に係るガラス組成物を用いて実施形態２の製造方法により作製した樹脂封止型半導体装置は、実施例７〜８に係るガラス組成物を用いて実施形態２の製造方法により作製した樹脂封止型半導体装置よりも、幅広い焼成条件で逆方向電流の低い樹脂封止型半導体装置を構成可能であることも分かった。
【０１２２】
また、別の実験により、実施例１〜６に係るガラス組成物は、実施例７〜８に係るガラス組成物の場合よりも、ガラス組成物からなる層を焼成してガラス層を形成する過程でシリコン基板とガラス層との境界面から泡が発生し難いガラス組成物であることも分かった。
【０１２３】
［予備実験］
なお、上記の実施例１〜８の組成を決定するにあたっては、１８水準による予備実験を行い、この結果を参考にした。図１６は、１８水準の組成及び結果を示す図表である。図１６から以下の（１）〜（４）の事項が分かった。
【０１２４】
（１）ガラス化の過程での結晶化のし難さの観点から言えば、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３の含有量とを合計した値が小さい方が結晶化し難くなる傾向にあり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が大きい方が結晶化し難くなる傾向にあり、ＺｎＯの含有量が小さい方が結晶化し難くなる傾向にあり、アルカリ土類金属酸化物の含有量が大きい方が結晶化し難くなる傾向にあることが分かった。
【０１２５】
（２）５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨率αの観点から言えば、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３の含有量とを合計した値が大きい方がαが小さくなる傾向にあり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が大きい方がαが小さくなる傾向にあることが分かった。なお、ＺｎＯに関して言えば、ＺｎＯの含有量が大きい方がαが小さくなる傾向にあることが分かったが、これは結晶化によりαが小さくなっているためで、ガラス化のためにはＺｎＯの含有量が小さい方がよいと考えられる。
【０１２６】
（３）ガラス転移温度Ｔｇの観点から言えば、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３の含有量とを合計した値が小さい方がＴｇが低くなる傾向にあり、ＳｉＯ２の含有量に対するＢ２Ｏ３の含有量の比率が大きい方がＴｇが低くなる傾向にあり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が小さい方がＴｇが低くなる傾向にあり、ＺｎＯの含有量が大きい方がＴｇが低くなる傾向にあることが分かった。
【０１２７】
（４）屈伏点（軟化温度）Ｔｓの観点から言えば、ＳｉＯ２の含有量とＢ２Ｏ３の含有量とを合計した値が小さい方がＴｓが低くなる傾向にあり、ＳｉＯ２の含有量に対するＢ２Ｏ３の含有量の比率が大きい方がＴｓが低くなる傾向にあり、ＢａＯの含有量が大きい方がＴｓが低くなる傾向にあることが分かった。
【０１２８】
以上、本発明の樹脂封止型半導体装置及びその製造方法を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０１２９】
（１）上記の実施形態１及び２においては、ダイオード（ｐｎダイオード）からなるメサ型半導体素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、サイリスターからなるメサ型半導体素子を用いてもよい。また、サイリスターからなるメサ型半導体素子のほか、ｐｎ接合が露出する半導体装置全般（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなど。）に本発明を適用することもできる。
【０１３０】
図１７は、変形例におけるメサ型半導体素子２００を説明するために示す図である。
変形例に係る樹脂封止型半導体装置１４（図示せず。）は、基本的には実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０と同様の構成を有するが、サイリスターからなるメサ型半導体素子を用いる点が実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合とは異なる。
【０１３１】
すなわち、変形例に係る樹脂封止型半導体装置１４は、メサ領域を囲む外周テーパ領域にｐｎ接合露出部を有するメサ型半導体基体及び少なくとも外周テーパ領域を被覆するガラス層２２４を有するメサ型半導体素子２００と、メサ型半導体素子２００を封止するモールド用樹脂とを備える樹脂封止型半導体装置であって、メサ型半導体素子２００は、ガラス層２２４として、Ｐｂを実質的に含有しないガラス層を有する樹脂封止型半導体装置である。
【０１３２】
変形例におけるメサ型半導体素子２００は、サイリスターであって、図１７に示すように、ｎ−型半導体層２１０と、ｎ−型半導体層２１０に接して配置された第１のｐ＋型半導体層２１２と、ｎ−型半導体層２１０に接して配置された第２のｐ＋型半導体層２１４と、第２のｐ＋型半導体層２１４の表面に形成されたｎ＋型半導体領域２１６と、第１のｐ＋型半導体層２１２に接続されたアノード電極２３４と、ｎ＋型半導体領域２１６に接続されたカソード電極２３６と、第２のｐ＋型半導体層２１４に接続されたゲート電極２３８とを備える。
【０１３３】
このように、変形例に係る樹脂封止型半導体装置１４は、サイリスターからなるメサ型半導体素子を用いる点が実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合とは異なるが、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、メサ型半導体素子が、ガラス層として、鉛含有ガラスよりも誘電率の低い鉛フリーガラス（Ｐｂを含有しないガラス）からなるガラス層を有することから、従来の樹脂封止型半導体装置と同様にメサ型半導体素子を樹脂でモールドした構造を有するものでありながら、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。すなわち、変形例に係る樹脂封止型半導体装置１４は、メサ型半導体素子を樹脂でモールドして製造された樹脂封止型半導体装置であって、従来の樹脂封止型半導体装置よりも高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置となる。
【０１３４】
また、変形例に係る樹脂封止型半導体装置１４によれば、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを上記の含有量で含有する原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、５０℃〜５５０℃の温度範囲における平均線膨張率をシリコンの線膨張率に近い線膨張率（例えば３．３３×１０−６〜４．１３×１０−６）にすることができる。このため、工程中におけるウェーハの反りを極めて小さくできることから、薄型ウェーハを使用して順方向特性に優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となり、また、ガラス層の厚さを厚くして逆方向特性に優れた樹脂封止型半導体装置を製造することが可能となる。
【０１３５】
また、変形例に係る樹脂封止型半導体装置１４によれば、少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを上記の含有量で含有する原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、比較的低い温度でガラス層の焼成を行うことが可能となるため、ガラス層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流が低く、ひいては高い高温逆バイアス耐量を有する樹脂封止型半導体装置を安定して製造することが可能となる。
【０１３６】
また、変形例に係る樹脂封止型半導体装置１４によれば、原料のうちいずれの成分もフィラーとして含まない半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するようにしたことから、実施形態１に係る樹脂封止型半導体装置１０の場合と同様に、溝の内面を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成する際に当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を均一に形成することが可能となる。
【０１３７】
（２）上記の実施形態２においては、ドライ酸素（ＤｒｙＯ２）を用いた熱酸化法によって絶縁層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ドライ酸素及び窒素（ＤｒｙＯ２＋Ｎ２）を用いた熱酸化法によって絶縁層を形成してもよいし、ウェット酸素（ＷｅｔＯ２）を用いた熱酸化法によって絶縁層を形成してもよいし、ウェット酸素及び窒素（ＷｅｔＯ２＋Ｎ２）を用いた熱酸化法によって絶縁層を形成してもよい。また、ＣＶＤによりシリコン酸化膜からなる絶縁層を形成してもよい。さらにまた、シリコン酸化膜以外の絶縁層（例えば、シリコン窒化膜からなる絶縁層）を形成してもよい。
【０１３８】
（３）上記の各実施形態においては、酸化膜１１６ｂのエッチングを行う際のマスクとしてフォトマスクを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ピッチ系ガラス保護膜を用いてもよい。
【０１３９】
（４）上記の各実施形態においては、電気泳動法により半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スピンコート法、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、その他のガラス層形成方法により半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成してもよい。この場合、半導体接合保護用ガラス組成物として、例えば、実施形態１で用いた半導体接合保護用ガラス組成物に有機バインダを添加した半導体接合保護用ガラス組成物を用いるのことが好ましい。
【０１４０】
（５）本発明の半導体装置及びその製造方法においては、ガラス組成物層の焼成過程で結晶化を起こし難いガラス組成物を用いることが好ましい。このようにすることで、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。この点で、本発明は、ガラス層の焼成過程でガラス組成物を高い結晶化度のガラスセラミック体に変化させる、特開昭６３−１１７９２９号公報に記載の技術とは異なる。
【０１４１】
（６）本発明の半導体装置及びその製造方法においては、Ｂｉを実質的に含有しない原料を用いることが好ましい。このようにすることで、ガラス組成物層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。この点で、本発明は、Ｂｉを含有する原料を用いる、特表２００５−５２５２８７号公報に記載の技術とは異なる。
【０１４２】
（７）本発明の半導体装置及びその製造方法においては、Ｃｕを実質的に含有しない原料を用いることが好ましい。このようにすることで、ガラス組成物層の焼成過程でガラス層が結晶化を起こし難くなり、このことによっても、逆方向リーク電流の低い半導体装置を安定して製造することが可能となる。この点で、本発明は、Ｃｕを含有する原料を用いる、特開２００１−２８７９８４号公報に記載の技術とは異なる。
【０１４３】
（８）本発明の半導体装置及びその製造方法においては、Ｌｉ及びＰｂを実質的に含有しない原料を用いることとしている。この点で、本発明は、ＬｉやＰｂを含有する原料を用いる、特開２００２−１６２７２号公報に記載の技術とは異なる。
【０１４４】
（９）特開昭５３−３６４６３号公報には、パッシベーション用のガラス層として、亜鉛系ガラス（酸化亜鉛の含有量が最も高いガラス）を用いることが記載されている。しかしながら、亜鉛系ガラスは耐薬品性が低く（上記実施例の比較例２参照。）、本発明には容易には用いることができない。
【０１４５】
（１０）本発明の半導体装置及びその製造方法においては、Ｐを実質的に含有しない原料を用いることが好ましい。このようにすることで、ガラス組成物層の焼成過程でガラス層から半導体基体にＰ（リン）が拡散されることが防止され、高信頼性の半導体装置を製造することが可能となる。
【符号の説明】
【０１４６】
１０…樹脂封止型半導体装置、２０…リードフレーム、２１，２２…リード、２３…ダイパッド、３０…Ａｌワイヤー、４０…樹脂、１００，１０２，２００…メサ型半導体素子、１１０，９１０…ｎ−型半導体層、１１２，９１２…ｐ＋型半導体層、１１４，９１４…ｎ−型半導体層、１１６，１１８，９１６，９１８…酸化膜、１２０，９２０…溝、１２１…絶縁膜、１２４，９２４…ガラス層、１２６，９２６…フォトレジスト、１３０，９３０…Ｎｉめっき電極膜を形成する部位、１３２，９３２…粗面化領域、１３４，２３４，９３４，２３４…アノード電極、１３６，２３６，９３６…カソード電極、２１０…ｎ−型半導体層、２１２…第１のｐ＋型半導体層２１２、２１４…第２のｐ＋型半導体層、２１６…ｎ＋型半導体領域、２３８…ゲート電極層
【図１】
2013168521.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月1日(2015.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メサ領域を囲む外周テーパ領域にｐｎ接合露出部を有するメサ型半導体基体及び少なくとも前記外周テーパ領域を被覆するガラス層を有するメサ型半導体素子と、
前記メサ型半導体素子を封止するモールド用樹脂とを備え、
前記ガラス層は、前記外周テーパ領域を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することにより形成されたものである樹脂封止型半導体装置であって、
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、
少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Ｐｂと、Ｐと、Ａｓと、Ｓｂと、Ｌｉと、Ｎａと、Ｋとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
前記外周テーパ領域は、前記ガラス層により直接被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記外周テーパ領域は、絶縁層を介して前記ガラス層により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
主面に平行なｐｎ接合を備える半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
前記半導体基板の一方の表面から前記ｐｎ接合を超える深さの溝を形成する溝形成工程と、
少なくとも前記溝の内面を被覆するように半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を形成した後、当該半導体接合保護用ガラス組成物からなる層を焼成することによりガラス層を形成するガラス層形成工程と、
前記溝に沿って前記半導体基板を切断することにより、メサ型半導体素子を作製する半導体基板切断工程と、
前記メサ型半導体素子をモールド用樹脂で封止する樹脂封止工程とをこの順序で含む樹脂封止型半導体装置の製造方法であって、
前記半導体接合保護用ガラス組成物は、
少なくともＳｉＯ２と、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３と、ＺｎＯと、ＣａＯ、ＢａＯ及びＭｇＯのうち少なくとも２つのアルカリ土類金属の酸化物とを含有し、かつ、Ｐｂと、Ｐと、Ａｓと、Ｓｂと、Ｌｉと、Ｎａと、Ｋとを実質的に含有しない原料を溶融させて得られる融液から作製されたガラス微粒子からなる半導体接合保護用ガラス組成物であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス層形成工程は、前記溝の内面を直接被覆するようにガラス層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス層形成工程は、前記溝の内面に絶縁層を形成する工程と、前記溝の内面を前記絶縁層を介して被覆するようにガラス層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項４に記載の樹脂封止型半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
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2013168521.tif 000022
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