(57)【要約】      （修正有）【課題】ジェナーダイオード、その製造方法及びパッケージング方法を提供する。【解決手段】第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成する段階と、前記基板の上部に存するマスク層と絶縁膜それぞれの一部を順次に食刻して、前記基板が露出される一つの開口を形成する段階と、前記基板に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行なって前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成する段階と、前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、相互離隔された拡散層を前記絶縁膜の開口に露出させる段階と、前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成する段階とを含む。【選択図】図４ａ
2006186354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成する段階と、
前記基板の上部に存するマスク層と絶縁膜それぞれの一部を順次に食刻して、前記基板が露出される一つの開口を形成する段階と、
前記基板に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行なって前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成する段階と、
前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、相互離隔された拡散層を前記絶縁膜の開口に露出させる段階と、
前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成する段階とを含んで構成されるジェナーダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記拡散層を形成する工程により、
前記マスク層には変成された膜が形成され、前記拡散層の表面には絶縁層が形成され、
前記マスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、前記拡散層を絶縁膜の開口に露出させる工程は、
前記マスク層及び変成された膜を除去し、
前記拡散層の上部の絶縁層を除去することを特徴とする請求項１に記載のジェナーダイオードの製造方法。
【請求項３】
第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成する段階と、
前記基板の上部に存するマスク層と絶縁膜それぞれの一部を順次に食刻して、前記基板が露出される開口を形成する段階と、
前記基板に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行なって、前記開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成する段階と、
前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、前記拡散層を絶縁膜の開口に露出させる段階と、
前記開口と離隔される絶縁膜領域を食刻して前記基板が露出される他の開口を形成する段階と、
前記開口に露出された拡散層及び基板とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを前記絶縁膜の上部に形成する段階と、
前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成する段階とを含んで構成されるジェナーダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記拡散層を形成する工程により、
前記マスク層には変成された膜が形成され、前記拡散層の表面には絶縁層が形成され、前記マスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、前記拡散層を絶縁膜の開口に露出させる工程は、
前記マスク層及び変成された膜を除去し、
前記拡散層の上部の絶縁層を除去することを特徴とする請求項３に記載のジェナーダイオードの製造方法。
【請求項５】
第１極性を有する基板の上下部にマスク層を順次に形成する段階と、
前記基板の上部に存するマスク層の一部を食刻して、前記基板が露出される一対の開口を形成する段階と、
前記基板の上部と下部に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行い、前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成し、前記上部及び下部マスク層に変成された膜を形成し、前記拡散層の表面に絶縁層を形成する段階と、
前記上部マスク層の上部に形成された変成された膜と前記拡散層の表面に形成された絶縁層を除去する段階と、
前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを前記絶縁膜の上部に形成する段階とを含んで構成されるジェナーダイオードの製造方法。
【請求項６】
前記基板は、 
シリコン基板であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のジェナーダイオードの製造方法。
【請求項７】
前記第１極性はＮ型であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のジェナーダイオードの製造方法。
【請求項８】
前記第１極性はＰ型であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のジェナーダイオード製造方法。
【請求項９】
第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成し、前記基板の上部に存するマスク層と絶縁膜それぞれの一部を食刻して、前記基板が露出される一対の開口を形成し、前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成し、前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、相互離隔された拡散層を前記絶縁膜の開口に露出させ、前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成して素子を作る段階と、
上部に第１と第２電極端子が形成されており、上部に発光素子が実装された印刷回路基板を用意する段階と、 
前記印刷回路基板の上部に前記素子をボンディングする段階と、
前記印刷回路基板の第１電極端子と素子の一つの電極ライン、前記素子の一つの電極ラインと前記発光素子の一つの電極端子、 前記印刷回路基板の第２電極端子と発光素子の他の電極端子、発光素子の他の電極端子と前記素子の他の電極ラインをワイヤボンディングする段階とを含むジェナーダイオードのパッケージング方法。
【請求項１０】
第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成し、前記基板の上部に存するマスク層と絶縁膜それぞれの一部を食刻して、前記基板が露出される一対の開口を形成し、前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成し、前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、前記拡散層を絶縁膜の開口に露出させ、前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成して素子を作る段階と、
上部に第１と第２電極端子が形成されている印刷回路基板に前記素子を実装する段階と、前記素子の２本の電極ラインに発光素子をフリップチップボンディングする段階と、
前記素子の一つの電極ラインと印刷回路基板の第１電極端子、前記素子の他の電極ラインと印刷回路基板の第２電極端子をワイヤボンディングする段階とを含むジェナーダイオードのパッケージング方法。
【請求項１１】
前記基板は、
シリコン基板であることを特徴とする請求項９または１０に記載のジェナーダイオードのパッケージング方法。
【請求項１２】
前記第１極性がＮ型であることを特徴とする請求項９または１０に記載のジェナーダイオードのパッケージング方法。
【請求項１３】
前記第１極性がＮ型であることを特徴とする請求項９または１０に記載のジェナーダイオードのパッケージング方法。
【請求項１４】
第１極性を有する基板と、
該基板の上部から基板の内側に形成され、第２極性を有する拡散層と、
該拡散層を露出させる第１開口及び前記基板の上部一部を露出させる第２開口を有するマスク層と、
前記第１開口を通して拡散層に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第１電極ラインと、
前記第２開口を通して基板に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第２電極ラインとを含んで構成されるジェナーダイオード。
【請求項１５】
第１極性を有する基板と、
該基板の上部から基板の内側に形成され相互離隔されており、第２極性を有する一対の拡散層と、
該一対の拡散層をそれぞれ露出させる開口を有するマスク層と、
前記開口それぞれを通して拡散層に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第１及び第２電極ラインとを含んで構成されるジェナーダイオード。
【請求項１６】
前記基板とマスク層との間に、絶縁膜がさらに備えられることを特徴とする請求項１５に記載のジェナーダイオード。
【請求項１７】
前記第１電極ライン及び第２電極ラインに発光素子がフリップチップボンディングされていることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載のジェナーダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はジェナーダイオード、その製造方法及びパッケージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子のうち耐電圧特性に弱い素子は測定やパッケージング工程を行なう時発生する静電気やサージ電圧で素子の寿命が尽きる問題点を抱えるので、この耐電圧特性に弱い素子を保護するための素子としてジェナーダイオードを使う。
【０００３】
このようなジェナーダイオードは逆方向降伏電圧(Breakdown voltage)を用いる素子であって、ＰＮジェナーダイオードの逆方向降伏電圧は低い臨界電圧から発生するジェナー降伏電圧と高い臨界電圧で発生するアバランチ(avalanche)降伏電圧がある。 
【０００４】
このうち、ジェナー降伏電圧は半導体膜に高濃度の不純物を添加すれば、狭幅の電荷空乏層が形成され低い電圧でも高い電気場を形成するようになる。
【０００５】
すなわち、高濃度の不純物を添加すれば逆方向にバイアスされた場合低い電圧でもエネルギー帯域がずれて、Ｐ型半導体層の価電子帯域のエネルギー帯域がＮ型半導体層の導電帯層より高いエネルギー準位を形成するようになる。
【０００６】
この際、電荷空乏層の幅が狭ければＰ型の価電子帯域にいっぱいになった電子はＮ型の導電帯域に量子逆学的なトンネリング現象が発生して、ダイオード素子の抵抗値が極めて低く大きい電流が流れるようになる。
【０００７】
このような原理を用いてジェナー降伏が発生するように製造された素子をジェナーダイオードと称し、ダイオードに印加される逆方向電圧がジェナー降伏電圧に至ると突然逆方向電流が大きく増加するが、端子電圧はほぼ不変なので定電圧素子として使用するようになる。
【０００８】
一方、耐電圧特性に脆弱な素子の一例として発光ダイオードに逆方向のサージ電圧が発生するようになると、過渡な電荷が半導体層に流れ込んで発光素子を破壊するようになる。このような問題点は絶縁性基板の上部に素子を製造する場合問題がさらに深刻になるが、サージ電圧が発生する場合数千ボルトまで上がる場合もあるので、素子の耐電圧(許容電圧)が小さい場合保護素子を別に装着すべきである。
【０００９】
このような耐電圧特性に弱い素子に使用されるジェナーダイオードは、ＰＮジェナーダイオード(逆方向でだけジェナー降伏発生)の形態で使用したり、二つのジェナーダイオードを同じ極性同士に直列で連結(ＰＮＰまたはＮＰＮ)して順方向と逆方向の両領域でジェナー降伏を発生させる両方向スレショルド電圧特性を有するジェナーダイオードを用いることができる。
【００１０】
両方向スレショルド電圧特性を有するジェナーダイオードを発光ダイオードのような素子に連結する場合はジェナーダイオードの二つの端子の極性が同じなので耐電圧を向上させようとする素子と並列に極性を問わず連結することができる。
【００１１】
従って、ジェナーダイオードが連結された耐電圧特性に脆弱な素子にサージ電圧が発生するようになると、過電流が静電気に脆弱な素子側に流れずジェナー電圧近傍でジェナー降伏が発生して抵抗値が小さくなったジェナーダイオード側に過電流がバイパスするようになって素子を保護する。
【００１２】
図１ａないし図１ｅは従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明する断面図である。まずＮ型半導体基板１０の上下部に上部及び下部マスク層１１、１２を形成し、前記上部マスク層１１を選択的に食刻して相互離隔され、前記Ｎ型半導体基板１０が露出される一対の開口１１ａ、１１ｂを形成する(図１ａ)。
【００１３】
その後、図１ｂに示したように、前記基板１０の上部と下部にＰ型不純物を注入し拡散工程を行なうと、前記上部マスク層１１の開口１１ａ、１１ｂに露出されたＮ型半導体基板１０領域にＰ型拡散層１０ａ、１０ｂが形成される。
【００１４】
そして、前記拡散工程によって前記上部及び下部マスク層１１、１２には変成された膜１１ａ、１２ａが形成され、前記拡散層１０ａ、１０ｂの表面には絶縁層１０ａＡ、１０ｂＢが形成される。
【００１５】
例えば、前記拡散工程のためのソースがボロン(Ｂ)の場合、前記絶縁層１０ａＡ、１０ｂＢにボロンガラス膜が形成される。
【００１６】
引き続き、前記マスク層１１、１２、変成された膜１１ａ、１２ａと絶縁層１０ａＡ、１０ｂＢを除去する(図１ｃ)。
【００１７】
その後、前記拡散層１０ａ、１０ｂを露出させるコンタクトホール１５ａ、１５ｂが形成された絶縁膜１５を基板１０の上部に形成する(図１ｄ)。
【００１８】
最後に、前記コンタクトホール１５ａ、１５ｂを通して拡散層１０ａ、１０ｂとそれぞれ電気的に連結される一対の電極ライン１６ａ、１６ｂを形成する(図１ｅ)。前述した方法で、両方向スレショルド電圧特性を有するジェナーダイオードを形成する際、層間絶縁膜を蒸着し、この層間絶縁膜を食刻して拡散層と電極ラインを連結するためのコンタクトホールを形成すべきであるが、このコンタクトホール形成工程で望まない領域にコンタクトホールが形成される場合、両方向スレショルド電圧特性を有するジェナーダイオードでなく、ＰＮジェナーダイオードまたは抵抗体が形成され収率が低下する問題点がある。
【００１９】
また、電流は一つの電極ラインから拡散層と基板に流れ、他の拡散層と他の電極ラインを通して流れるようになるが、電流は長い拡散層を横切って流れるしかなくてジェナーインピーダンス値が大きくなる問題点がある。
【００２０】
そして、コンタクトホール形成工程の限界によって電極ラインに接触されない拡散層領域が存在するようになるなど拡散層と電極ラインが自己整列(Self alignment)されず素子の信頼性が低下する問題点がある。
【００２１】
また、乾式食刻を用いてコンタクトホールを形成すれば、乾式食刻によって拡散層が損傷してジェナーダイオードの特性が低下する問題点がある。
【００２２】
図２は図１ａないし図１ｅの従来の技術においてジェナーインピーダンス値が大きくなる現象を説明するための概念図である。前述したように拡散層１０ａが形成された後絶縁膜１１を形成し、その絶縁膜１１を選択的に食刻して拡散層１０ａの上部が露出されるコンタクトホール１５ａを形成するためには、前記コンタクトホール１５ａの幅(Ｗ１)は拡散層１０ａの幅(Ｗ２)より小さくすべきであり、コンタクトホール１５ａの側壁で拡散層１０ａの縁部の付近と間隔‘ｄ'を維持すべきである。この‘ｄ'値は作業誤差及び拡散層１０ａ分布を勘案するため、設定された値は大きくなる。
【００２３】
従って、前記間隔‘ｄ'が大きくなることによって拡散層における電流の流れを長くして従来のジェナーダイオード製造工程ではジェナーインピーダンス値が大きくなる。
【００２４】
・    図３ａないし図３ｄは従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明する断面図である。Ｐ型半導体基板１０の上下部に上部及び下部マスク層１１、１２を形成し、前記上部マスク層１１を選択的に食刻して相互離隔され、前記Ｐ型半導体基板１０が露出される一対の開口１１ａ、１１ｂを形成する(図３ａ)。
【００２５】
その後、図３ｂのように前記基板１０の上部と下部にＮ型不純物を注入し拡散工程を行なって、前記上部マスク層１１の開口１１ａ、１１ｂに露出されたＰ型半導体基板１０領域にＮ型拡散層１０ａ、１０ｂを形成する。
【００２６】
この際、図１ａと図１ｂのように、前記拡散工程で前記上部及び下部マスク層１１、１２には変成された膜１１ａ、１２ａが形成され、前記拡散層１０ａ、１０ｂの表面には絶縁層１０ａＡ、１０ｂＢが形成される。
【００２７】
次いで、前記絶縁層１０ａＡ、１０ｂＢの中心領域を除去して前記拡散層１０ａ、１０ｂを露出させる(図３ｃ)。
【００２８】
最後に、前記露出された拡散層１０ａ、１０ｂとそれぞれ電気的に連結される一対の電極ライン１６ａ、１６ｂを形成する(図３ｄ)。
【００２９】
このような従来の技術の工程では層間絶縁膜蒸着工程がないが、層間絶縁膜として使用する拡散マスクで変成された膜が電極ラインで漏れ電流が発生する原因になって特性が劣化する問題点がある。
【００３０】
また、図１の製造方法で言及されたことと同じく、電流が長い拡散層を横切って流れるしかないためジェナーインピーダンス値が大きくなり、乾式食刻を用いてコンタクトホールを形成すれば、乾式食刻によって拡散層に損傷が加わってジェナーダイオードの特性が低下する問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的は拡散層を露出させるコンタクトホール(Contact hole)形成工程を除去して工程を単純化することができ、横方向への不純物が拡散される長さで電極ラインに接触されない拡散層の長さを決定することによって、ジェナーインピーダンス値を減らすことができるジェナーダイオード、その製造方法及びパッケージング方法を提供するところにある。
【００３２】
本発明の他の目的は、拡散後、湿式食刻を用いて拡散マスクを除去することによって、拡散層に損傷を与えずジェナーダイオードの特性を向上させられるジェナーダイオード、その製造方法及びパッケージング方法を提供するところにある。
【００３３】
本発明のさらに他の目的は、拡散マスクを層間絶縁膜として使用することによって、拡散層と金属ラインとの電気的絶縁特性を向上させ、拡散マスクと拡散層が自己整列できるジェナーダイオード、その製造方法及びパッケージング方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第１様態は、第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成する段階と、前記基板の上部に存するマスク層と絶縁膜それぞれの一部を順次に食刻して、前記基板が露出される一対の開口を形成する段階と、前記基板に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行なって、前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成する段階と、前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、相互離隔された拡散層を前記絶縁膜の開口に露出させる段階と、前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成する段階とを含んで構成されたジェナーダイオードの製造方法が提供される。
【００３５】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第２様態は、第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成する段階と、前記基板の上部に存するマスク層と絶縁膜それぞれの一部を順次に食刻して、前記基板が露出される開口を形成する段階と、前記基板に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行なって、前記開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成する段階と、前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、前記拡散層を絶縁膜の開口に露出させる段階と、前記開口と離隔される絶縁膜領域を食刻して前記基板が露出される他の開口を形成する段階と、前記開口に露出された拡散層及び基板とそれぞえ電気的に連結される一対の電極ラインを前記絶縁膜の上部に形成する段階と、前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成する段階とを含んで構成されるジェナーダイオードの製造方法が提供される。
【００３６】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第３様態は、第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成し、前記マスク層と絶縁膜それぞれの一部を食刻して、前記基板が露出される一対の開口を形成し、前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成し、前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、相互離隔された拡散層を前記絶縁膜の開口に露出させ、前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成して素子を作る段階と、上部に第１と第２電極端子が形成されており、上部に発光素子が実装された印刷回路基板を用意する段階と、前記印刷回路基板の上部に前記素子をボンディングする段階と、前記印刷回路基板の第１電極端子と素子の一つの電極ライン、前記素子の一つの電極ラインと前記発光素子の一つの電極端子、前記印刷回路基板の第２電極端子と発光素子の他の電極端子、発光素子の他の電極端子と前記素子の他の電極ラインをワイヤボンディングする段階とを含むジェナーダイオードのパッケージング方法が提供される。
【００３７】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第４様態は、第１極性を有する基板の上下部に絶縁膜とマスク層を順次に形成し、前記マスク層と絶縁膜それぞれの一部を食刻して、前記基板が露出される一対の開口を形成し、前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成し、前記基板の上部に存するマスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、前記拡散層を絶縁膜の開口に露出させ、前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを形成して素子を作る段階と、上部に第１と第２電極端子が形成されている印刷回路基板に前記素子を実装する段階と、前記素子の２本の電極ラインに発光素子をフリップチップ(Flip chip)ボンディングする段階と、前記素子の一つの電極ラインと印刷回路基板の第１電極端子、前記素子の他の電極ラインと印刷回路基板の第２電極端子をワイヤボンディングする段階とを含むジェナーダイオードのパッケージング方法が提供される。
【００３８】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第５様態は、第１極性を有する基板の上下部にマスク層を順次に形成する段階と、前記基板の上部に存するマスク層の一部を食刻して、前記基板が露出される一対の開口を形成する段階と、前記基板の上部と下部に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行なって、前記一対の開口に露出された基板領域に第２極性を有する拡散層を形成し、前記上部及び下部マスク層に変成された膜を形成し、前記拡散層表面に絶縁層を形成する段階と、前記上部マスク層の上部に形成された変成された膜と前記拡散層表面に形成された絶縁層を除去する段階と、前記露出された拡散層とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ラインを前記絶縁膜の上部に形成する段階とを含んで構成されたジェナーダイオードの製造方法が提供される。
【００３９】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第６様態は、第１極性を有する基板と、前記基板の上部から基板内側に形成され、第２極性を有する拡散層と、前記拡散層を露出させる第１開口及び前記基板の上部一部を露出させる第２開口を有するマスク層と、前記第１開口を通して拡散層に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第１電極ラインと、前記第２開口を通して基板に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第２電極ラインとを含んで構成されたジェナーダイオードが提供される。
【００４０】
前述した本発明の目的を達成するための第７様態は、第１極性を有する基板と、該基板の上部から基板内側に形成され相互離隔されており、第２極性を有する一対の拡散層と、該一対の拡散層をそれぞれ露出させる開口を有するマスク層と、前記開口それぞれを通して拡散層に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第１と第２電極ラインを含んで構成されたジェナーダイオードが提供される。
【発明の効果】
【００４１】
以上述べたように、本発明は拡散層を露出させるコンタクトホール(Contact  hole)形成工程を除去して工程を単純化することができ、横方向への不純物が拡散される長さで電極ラインに接触されない拡散層の長さを決定することによって、ジェナーインピーダンス値を減らせる効果がある。
【００４２】
また、本発明は拡散後、湿式食刻を用いて拡散マスクを除去することによって、拡散層に損傷を与えずジェナーダイオードの特性を向上させられる効果がある。
【００４３】
さらに、本発明は拡散層にだけ電極ラインが連結され、拡散がなされない基板はマスク層により電気的に絶縁されることによって拡散層と電極ラインは自己整列されて素子の信頼性を向上させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施例を詳述する。
【００４５】
図４ａないし図４ｄは本発明の第１実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。第１極性を有する基板１００の上下部に上部及び下部絶縁膜１１０、１２０を形成し、前記上部及び下部絶縁膜１１０、１２０の上下部に上部及び下部マスク層１３０、１４０を形成し、前記上部マスク層１３０と上部絶縁膜１１０それぞれの一部を食刻して、前記基板１００が露出される一対の開口１３５ａ、１３５ｂを形成する(図４ａ)。
【００４６】
ここで、前記基板１００はシリコン基板が望ましい。
【００４７】
その後、前記基板１００の上部と下部に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行って、前記一対の開口１３５ａ、１３５ｂに露出された基板１００領域に第２極性を有する拡散層１００ａ、１００ｂを形成する(図４ｂ)。
【００４８】
ここで、前記拡散工程によって前記上部及び下部マスク層１３０、１４０には変成された膜１３０ａ、１４０ａが形成され、前記拡散層１００ａ、１００ｂの表面には絶縁層１００ａＡ、１００ｂＢが形成される。
【００４９】
次いで、前記上部及び下部マスク層１３０、１４０、変成された膜１３０ａ、１４０ａおよび絶縁層１００ａＡ、１００ｂＢを除去する(図４ｃ)。
【００５０】
ここで、前記上部及び下部マスク層１３０、１４０、変成された膜１３０ａ、１４０ａおよび絶縁層１００ａＡ、１００ｂＢは湿式食刻工程を行なって除去するのが望ましい。
【００５１】
この工程で、前記基板１００には絶縁膜１１０に形成された開口１３５ａ、１３５ｂにより相互離隔された拡散層１００ａ、１００ｂを露出させる。
【００５２】
従って、この工程は前記マスク層を除去して前記絶縁膜を露出させ、相互離隔された拡散層を前記絶縁膜の開口に露出させる工程になる。
【００５３】
すなわち、相互離隔された拡散層を前記絶縁膜の開口に露出させる工程は前記変成膜を除去する工程を意味する。
【００５４】
最後に、前記露出された拡散層１００ａ、１００ｂとそれぞれ電気的に連結される一対の電極ライン１５０ａ、１５０ｂを前記絶縁膜１１０の上部に形成する(図４ｄ)。
【００５５】
前述された第１極性がＮ型ならば前記第２極性はＰ型である。
【００５６】
従って、前記拡散層がＰ型ならば、基板はＮ型なので、ＰＮＰ両方向スレショルド電圧特性を有するジェナーダイオードを具現することができる。
【００５７】
図５は本発明の第１実施例によるジェナーダイオードにおいてジェナーインピーダンス値を減らすことができる概念を説明するための概念図である。拡散層１００ａの拡散された幅(Ｗ４)の縁部から前記開口１３５ａの縁部までの距離(ｄ１)は絶縁膜１３０に形成された開口１３５ａの縁部から横方向に拡散されることに依存する。
【００５８】
従って、本発明の拡散層は従来の技術のように、コンタクトホール形成の整列誤差及び拡散層分布を勘案して設定された長い距離よりは遥かに短くなるので、活性層における電流の流れが短くなってジェナーインピーダンス値が減る。
【００５９】
すなわち、本発明は電極ラインに接触されない拡散層の長さを不純物拡散中横方向への拡散長さとして決定することによって、ジェナーインピーダンス値を減らすことができる。
【００６０】
また、拡散後湿式食刻を用いて拡散マスクを除去すれば、拡散層に損傷を与えなくてジェナーダイオードの特性を向上させられる。
【００６１】
図６ａないし図６ｅは本発明の第２実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。まず第１極性を有する基板１００の上下部に上部及び下部絶縁膜１１０、１２０を形成し、前記上部及び下部絶縁膜１１０、１２０の上下部に上部及び下部マスク層１３０、１４０を形成し、前記上部マスク層１３０と上部絶縁膜１１０それぞれの一部を食刻して、前記基板１００が露出される一対の開口１３５ａ、１３５ｂを形成する(図６ａ)。
【００６２】
その後、前記基板１００の上部と下部に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行って、前記基板１００領域に第２極性を有する拡散層１００ａを形成する(図６ｂ)。
【００６３】
この工程において、前記第１実施例と同様に、拡散工程によって前記上部及び下部マスク層１３０、１４０には変成された膜１３０ａ、１４０ａが形成され、前記拡散層１００ａの表面には絶縁層１００ａＡが形成される。
【００６４】
次いで、前記上部及び下部マスク層１３０、１４０、変成された膜１３０ａ、１４０ａと絶縁層１００ａＡを除去する(図６ｃ)。
【００６５】
すなわち、前記上部及び下部マスク層１３０、１４０を除去して前記絶縁膜１１０を露出させ、前記拡散層１００ａを絶縁膜１１０の開口１３５ａに露出させる。
【００６６】
引き続き、前記開口１３５ａと離隔される絶縁膜１１０領域を食刻して前記基板１００が露出される他の開口１３５ｂを形成する(図６ｄ)。
【００６７】
最後に、前記開口１３５ａ、１３５ｂに露出された拡散層１００ａ及び基板１００とそれぞれ電気的に連結される一対の電極ライン１５０ａ、１５０ｂを前記絶縁膜１１０の上部に形成する(図６ｅ)。
【００６８】
このような工程を行うと、極性が異なる拡散層と基板よりなるＰＮまたはＮＰジェナーダイオードを製造できるようになる。
【００６９】
従って、本発明の第２実施例によるジェナーダイオードは、第１極性を有する基板と、該基板の上部から基板内側に形成され、第２極性を有する拡散層と、前記拡散層を露出させる第１開口及び前記基板の上部一部を露出させる第２開口を有するマスク層と、前記第１開口を通して拡散層に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第１電極ラインと、前記第２開口を通して基板に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第２電極ラインとを含んで構成される。
【００７０】
図７ａないし図７ｄは本発明の第３実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。図７ａに示したように、第１極性を有する基板１００の上下部に上部及び下部マスク層１３０、１４０を形成し、前記上部マスク層１３０の一部を食刻して、前記基板１００が露出される一対の開口１３５ａ、１３５ｂを形成する。
【００７１】
引き続き、前記基板１００の上部と下部に第１極性と反対の第２極性を有する不純物を注入し拡散工程を行って、前記一対の開口１３５ａ、１３５ｂに露出された基板１００領域に第２極性を有する拡散層１００ａ１、１００ｂ１を形成する(図７ｂ)。
【００７２】
この拡散工程においても前記上部及び下部マスク層１３０、１４０には変成された膜１３０ａ、１４０ａが形成され、前記拡散層１００ａ、１００ｂの表面には絶縁層１００ａＡ、１００ｂＢが形成される。
【００７３】
引き続き、前記上部マスク層１３０の上部に形成された変成された膜１３０ａ、１４０ａと前記拡散層１００ａ、１００ｂの表面に形成された絶縁層１００ａＡ、１００ｂＢを除去する(図７ｃ)。
【００７４】
最後に、前記露出された拡散層１００ａ、１００ｂとそれぞれ電気的に連結される一対の電極ライン１５０ａ、１５０ｂを前記絶縁膜１１０の上部に形成する(図７ｄ)。
【００７５】
これにより、拡散層にだけ電極ラインが連結され、拡散されない基板はマスク層により電気的に絶縁されるので、拡散層と電極ラインは自己整列されて素子の信頼性を向上させる。
【００７６】
従って、前述した工程を行うと、第１極性を有する基板と、該基板の上部から基板の内側に形成され相互離隔されており、第２極性を有する一対の拡散層と、前記一対の拡散層をそれぞれ露出させる開口を有するマスク層と、前記開口それぞれを通して拡散層に電気的に連結され、前記マスク層の上部に形成された第１と第２電極ラインを含んで構成されるジェナーダイオードが製造される。
【００７７】
そして、本発明の第１実施例のジェナーダイオードは、第２実施例によるジェナーダイオードの前記基板とマスク層との間に絶縁膜をさらに備えることによって具現することができる。
【００７８】
図８は本発明によって製造されたジェナーダイオードを発光素子と電気的に連結して印刷回路基板に実装された状態の断面図である。上部に第１と第２電極端子３１０、３２０が形成されており、上部に発光素子３５０が実装された印刷回路基板３００を用意し、前記印刷回路基板３００の上部にジェナーダイオード３７０を実装し、前記印刷回路基板３００の第１電極端子３１０とジェナーダイオード３７０の一つの電極ライン３７１、前記ジェナーダイオード３７０の一つの電極ライン３７１と前記発光素子３５０の一つの電極端子３５１、前記印刷回路基板３００の第２電極端子３２０と発光素子３５０の他の電極端子３５２、発光素子３５０の他の電極端子３５２と前記ジェナーダイオード３７０の他の電極ライン３７２をワイヤボンディングする。
【００７９】
このように印刷回路基板に発光素子とジェナーダイオードを実装するパッケージを構成することができる。
【００８０】
図９は本発明により製造されたジェナーダイオードの上部に発光素子がフリップチップ(Flip chip)ボンディングされ印刷回路基板に実装された状態の断面図である。上部に第１と第２電極端子３１０、３２０が形成されている印刷回路基板３００にジェナーダイオード３７０を実装し、前記ジェナーダイオード３７０の２本の電極ライン３７１、３７２に発光素子３５１、３５２をフリップチップボンディングし、前記ジェナーダイオード３７０の一つの電極ライン３７１と印刷回路基板３００の第１電極端子３１０、前記ジェナーダイオード３７０の他の電極ライン３７２と印刷回路基板３００の第２電極端子３２０をワイヤボンディングする。
【００８１】
このように本発明の第１ないし第３実施例によるジェナーダイオードの電極ラインの上部に発光素子をフリップチップボンディングしてパッケージを具現することができる。
【００８２】
本発明は具体的な例についてだけ詳述してきたが、本発明の技術思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能なことは当業者にとって明らかであり、このような変形及び修正が特許請求の範囲に属することは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１ａ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図１ｂ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図１ｃ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図１ｄ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図１ｅ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図２】図１ａないし図１ｅの従来の技術においてジェナーインピーダンス値が大きくなる現象を説明するための概念図である。
【図３ａ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明する断面図である。
【図３ｂ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明する断面図である。
【図３ｃ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明する断面図である。
【図３ｄ】従来の技術に係るジェナーダイオードの製造工程を説明する断面図である。
【図４ａ】本発明の第１実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図４ｂ】本発明の第１実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図４ｃ】本発明の第１実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図４ｄ】本発明の第１実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第１実施例によるジェナーダイオードにおいてジェナーインピーダンス値を減らすことができる概念を説明するための概念図である。
【図６ａ】本発明の第２実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図６ｂ】本発明の第２実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図６ｃ】本発明の第２実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図６ｄ】本発明の第２実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図６ｅ】本発明の第２実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図７ａ】本発明の第３実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図７ｂ】本発明の第３実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図７ｃ】本発明の第３実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図７ｄ】本発明の第３実施例によるジェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図である。
【図８】本発明により製造されたジェナーダイオードを発光素子と電気的に連結して印刷回路基板に実装された状態の断面図である。
【図９】本発明により製造されたジェナーダイオードの上部に発光素子がフリップチップボンディングされ印刷回路基板に実装された状態の断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１００:基板
１００ａ、１００ｂ:拡散層
１１０、１２０:絶縁膜
１３０、１４０:マスク層 
１３０ａ、１４０ａ:変成膜
１５０ａ、１５０ｂ、３７１、３７２:電極ライン
３００:印刷回路基板
３１０、３２０、３５１、３５２:電極端子
３５０:発光素子
３７０:ジェナーダイオード
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
2006186354.tif 000006
【図１ｅ】
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【図２】
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【図３ａ】
2006186354.tif 000009
【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
2006186354.tif 000019
【図６ｃ】
2006186354.tif 000020
【図６ｄ】
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【図６ｅ】
2006186354.tif 000022
【図７ａ】
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【図７ｂ】
2006186354.tif 000024
【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８】
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【図９】
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