(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メサ構造を持つ半導体チップの製造方法であって、ウェハの第一および第二の面に平行なプレーナｐ−ｎ接合を持つシリコンのウェハを供給するステップと、前記第一の面を窒化シリコン・マスク層で覆うステップと、前記ウェハの一部だけを貫通する溝をのこ引きすることにより、前記ｐ−ｎ接合と交差する傾斜壁部を持つメサを形成するステップと、前記メサ傾斜壁部と前記壁部により中断している前記ｐ−ｎ接合の一部とをガラスの第一のパッシベーション化材料の一つの層で封入するステップと、その後で、前記ガラス層の少なくとも一部を正しい位置に維持しながら、前記メサの頂面としての前記ウェハの第一の面を露出するために、前記マスク層を除去するステップと、その後で、前記メサの頂面および前記ウェハの第二の面を金属メッキするステップとを含み、
前記のこ引きステップの後、および前記封入ステップの前に、前記溝の面を平滑にし、前記のこ引きした溝の深さを深くするために、前記溝の面のエッチングを行い、および
前記封入ステップの前に、前記メサの傾斜壁部と前記マスク層を前記第二のパッシベーション化層に覆うために、前記ウェハの溝付き面上に、第二のパッシベーション化材料の層を付着させるプロセスを含み、前記封入ステップが、それが前記メサ傾斜壁部を前記ガラス層が覆っている場合に、前記第二のパッシベーション化層を選択的に覆うプロセスを含み、前記ガラス層が、前記マスク層および前記マスク層を被覆する前記第二のパッシベーション化材料の層の両方の深さより厚い厚さの持つ部分を含み、前記除去ステップが、前記ガラス層の一部の深さの一部だけを除去しながら、前記マスク層および前記マスク層を被覆する前記第二のパッシベーション化材料の層の両方の厚さを除去するために、前記ウェハの前記溝付き面のプラズマ・エッチングを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記ｐ−ｎ接合が、前記ウェハの前記第一の面から第一の距離のところに位置していて、前記溝が前記第一の面から前記第一の距離とほぼ等しい深さにのこ引きされ、前記溝エッチング・ステップが、前記溝の深さを前記ｐ−ｎ接合のところで電圧破壊を引き起こす、半導体装置内の前記チップの電気的動作状態の間に、前記ｐ−ｎ接合から広がる空乏層の最大幅に少なくとも等しい、前記ｐ−ｎ接合を越える距離に深くする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記ウェハののこ引きステップにより、前記ウェハ上の複数の同一のメサを供給するステップと、すべての前記メサを同じ方法で処理するステップと、個々の半導体チップを供給するために、前記ウェハ第一および第二の面に垂直な面に沿って、前記溝の底面を通して、前記ウェハをダイシングするステップとを含む方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記封入ステップの前に、前記メサの傾斜壁部上に二酸化シリコンの層を熱により成長させる方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記封入ステップが、前記溝のこ引きステップの後で前記マスク層上のガラス・スラリーを塗布するステップと、前記マスク層からスラリーをほぼ完全に除去しながら、前記スラリーを前記溝内に強制的に充填するために、前記マスク層の面上で前記スラリーをドクター・ブレードにより広げるステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メサ構造の半導体チップに関し、特に機械的のこ引きプロセスにより切り離される前記チップの製造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
特に整流装置用に使用される、ほぼ平らな半導体基板の形をしていて、前記基板から上に向かって延びるメサを持つ半導体チップは周知である。前記メサ内のｐ−ｎ接合は、前記メサの傾斜した壁部を遮断するので、前記ｐ−ｎ接合に隣接する電界強度は、前記メサ内と比較するとメサ表面の方が低くなる。それ故、前記装置の電圧破壊を招く条件の下では、前記破壊はメサ表面に沿って起こるのでなく、メサ内部で起こる。周知のように、前記内部破壊は、表面に沿った破壊と比較するとその破壊力は遙かに小さく、表面破壊を回避することによって、前記装置は破壊を起こす前に遙かに大きなエネルギーのパルスに耐えることができる。
【０００３】
表面電圧破壊に関する理論が発表されたのは、１９６４年７月付けの「電子装置に対するＩＥＥＥ講演」の３１３〜３２３ページに掲載された「Ｐ−Ｎ接合の表面における電界の制御」に記載された、Ｒ.Ｌ.デーヴィスおよびＦ.Ｅ.ジェントリーによる報告および分析がおそらく最初であろう。前記著者が実験した装置においては、傾斜した壁部は研磨により形成された。近年より一般的に行われる方法は、例えば、Ｗ.Ｇ.アイントホーフェン他の米国特許第４,７４０,４７７号；第４,８９１,６８５号；第５,０１０,０２３号および第５,３９９,９０１号が開示しているように、傾斜壁部を異方性エッチングにより形成する方法である。（これら特許の主題は、引用によって本明細書の記載に援用する。）前記異方性エッチング・プロセスは、窒化シリコンのマスク層でコーティングされたシリコン・ウェハを提供するステップと、前記マスク層上にホトレジスト層を塗布するステップと、ホトマスクを使用して前記ホトレジスト層にパターンを形成するメサを形成するステップとを含む。その後、前記ウェハの表面上に複数のメサを形成するために、前記パターン形成されたホトレジスト層を通して、その下に位置するマスク層までエッチングが行われる。メサが形成された後で、さらに、これから形成されるメサを含む各チップのパラメータを指定するために、後続の処理ステップが行われる。その後、メサの壁部の表面をパッシベーション化するために、メサの側壁部の酸化が行われる。メサ頂部のところでシリコン面を露出するために、（通常、ホトマスクを使用する写真製版プロセスにより）前記メサを覆っている前記マスク層が除去され、チップ電極を形成するために露出した表面およびウェハの底面が金属メッキされ、例えば、機械的のこ引きのようなウェハ・ダイシング作業により、基本的に完成したチップ構造体が切り離される。
【０００４】
前記プロセスは非常に満足すべきものであり、広く使用されているが、このプロセスは、例えば、プロセス中にホトマスクを製作し、使用する等、比較的プロセスが複雑であり、また使用する材料が高価であるために、コストが比較的高い。それ故、本明細書において本発明者が提案しているように、もっとコストの安いメサ形成プロセスはないものだろうかという疑問がわいてくる。ほぼ完成したウェハをダイシングするための周知の機械的のこ引きは、メサを形成するための初期のステップ用のものであると見なされ、以下に説明するように、チップ製造プロセスの一部として使用された。
【０００５】
今説明したように、ウェハをダイシングするための機械的のこ引きは周知である。また、前記のこ引きは、個々のチップが必要とするほぼすべての処理が終了した後で通常行われるが、場合によっては、ウェハをチップにダイスするのに使用するのこ引きプロセスが、各チップの側面を形成し、パッシベーション化するのにも使用される場合がある。
【０００６】
例えば、シルの米国特許第４,９０４,６１０号は、（コラム４の２３〜２４行に）のこ引きによるウェハ・ダイシングを行うと、その結果、「溝が斜めになり（溝がウェハ全体を通してのこ引きされ、各チップの側面が形成され）、整流装置または他の最終製品に対して高い降伏電圧が生じる」と開示している。
【０００７】
より詳しく説明すると、前記シルの特許が開示している前記プロセスにおいては、ほぼ完全に処理され、対向する主要面上に金属電極を持つシリコン半導体ウェハは、ワックス層を通して硬質の支持基板に接着される。その後、傾斜側面を持つ複数の直交溝が、前記ウェハの厚さ全体を通してのこ引きされ、下のワックス層の一部ものこ引きされる。溝がのこ引きにより形成された表面を平滑にするために、エッチング・プロセスが使用され、その後、前記複数の溝を充填するために、シリコン樹脂が前記ウェハの溝付き表面上に付着される。前記樹脂は、硬化後、前記溝の壁部にしっかりと接着するが、前記ウェハの金属メッキした表面にはしっかりと接着しない。その後、前記樹脂は、バフ作業により、前記ウェハのメッキ面から容易に除去されるが、前記溝内からは前記樹脂は除去されない。前記ウェハは、その後、前記支持基板から切り離される。前記ウェハは、のこ引きにより個々のチップに切り離されるが、これら個々のチップは、それらチップの間またはこれらチップにくっついている硬化樹脂により、相互にくっついたままである。その後、半田が、前記チップ上の前記金属電極の表面に選択的に半田付けされ、前記チップは、最終的に、前記チップ間の樹脂層をスライスすることにより切り離される。前記チップの側面は、依然として硬化した樹脂でコーティングされていて、この硬化した樹脂は前記チップ側面をパッシベーション化する。
【０００８】
シルのプロセスの場合には、チップは、高い電圧破壊特性用のパッシベーション化した斜めの側面を持っているが、シルのプロセスは、基本的には、プリカーサチップのすべての基本的な処理が終了した後で通常行われる、周知のダイシング・プロセスを修正したものである。より詳しく説明すると、シルのダイシング・プロセスが行われるウェハ製造段階においては、プリカーサチップのすべての高温処理が終了し、それ以降高温処理は行われない。それ故、シルのプロセスの場合には、（好適には、例えば、４００℃以上の高温処理ステップで形成することが好ましい）金属電極は、すでに設置されていて、使用チップ・パッシベーション化材料、すなわち、開示のシリコン樹脂が、例えば、約２００℃で塗布され、硬化される。
【０００９】
逆に、すでに説明したように、また以下に説明するように、本発明は、以前に使用した異方性エッチング・プロセスおよびチップ製造スケジュールの比較的早期に、直接の代替方法としての機械的のこ引きの使用を含む。シルの特許には、前記直接の代替方法またはその実行方法に触れてもいないし、示唆もしていない。
【００１０】
（本発明者の一人である）アイントホーフェンの、前記米国特許第４,７４０,４７７号および第４,８９１,６８５号は、メサを形成するための「機械的切断」の使用を開示している。しかし、本発明者の知る限り、前記特許により製造したすべての装置は、メサを形成するのに異方性エッチングを使用する。「機械的切断」、すなわち、のこ引きは、本発明が行われるまでは、実際に使用されたこともなければ、詳細に検討されたこともない。また、前記「実際の」装置は、メサの形成および前記メサの頂部上の金属電極の設置の両方に、写真製版プロセスを使用して製造される。前記写真製版プロセスのコストは高い。以下に説明するように、本発明は、写真製版プロセスを全然使用しないで、メサを形成するために、メサの側壁部をパッシベーション化し、メサの頂面の金属化を行う。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
半導体チップの製造方法は、メサ構造のチップを製造するのに今まで使用されてきた周知のタイプの半導体ウェハの提供を含む。前記ウェハは、その主要な面に対して平行な面内に設けられているｐ−ｎ接合を含み、前記ウェハの前記半導体材料の上面は、好適には、窒化シリコンであることが好ましいマスク層で覆われている。その後、メサが、前記マスク層を通して、前記ウェハ内に複数の溝をのこ引きすることにより、間隔を置いて前記ウェハの上部に形成される。のこ引きされた溝は傾斜壁部を持ち、前記メサの側壁部において、前記接合の縁部と交差し、露出させるために、（前記ウェハののこ引きした表面を平滑にするための、後続のエッチング・プロセスを行った後、触れることができる）ある深さを持つ。好適には、ガラスであることが好ましいパッシベーション化材料が、前記溝内に充填され、前記メサの側壁部をガラスで覆うために加熱される。ガラスによる被覆プロセス中、各メサの頂部の窒化シリコンのマスク層が、下の半導体材料を酸化から保護し、前記パッシベーション・ガラスと接触するのを防止する。その後、前記マスク層は、下のメサ半導体材料を露出させるために、（エッチングにより、およびホトマスクを使用しないで）除去される。このように露出されたメサの頂面および前記ウェハの底面は、その後、金属化され、これにより前記ウェハの処理はほぼ完了し、このウェハは、その後、例えば、機械的のこ引きにより、メサを含む個々のチップに切断される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
例えば、接着テープ１２のシートのような支持構造体上に装着された、シリコンであることが好ましい半導体ウェハ１０が図１に示される。（別の方法としては、前記ウェハを、周知の真空チャック上に装着することもできる。）前記テープ１２は、簡単に説明したように、のこ引きによる溝の形成が行われている間に前記ウェハを支持する働きをする。ウェハののこ引き（通常は、前記ウェハはダイシングされる）、およびのこ引きの際のテープの使用方法は周知である。
【００１３】
以下の説明を除いて、前記ウェハ１０は、個々の整流装置、ＴＶＳ（過渡電圧サプレッサ）、トランジスタ、ある種のタイプのサイリスタ等のような半導体装置で使用するための、チップを製造するために使用する周知のウェハと同じものであっても良い。
【００１４】
例を挙げて説明すると、本実施形態の前記ウェハ１０は、ｎ+ 層２０により覆われている上のｎ- 層１８と一緒に、プレーナｐ−ｎ接合１６を形成している底部ｐ+ 層１４を含む。（用語「プレーナ接合」は、単に平らな接合を意味する。用語「プレーナ」は、周知の「プレーナ接合プロセス」を意味するものではない。）
【００１５】
前記底部層１４は、個々の基板として形成することができ、前記層１８および２０がエピタキシャル法により逐次その上に成長する。別の方法としては、前記頂面２０を、エピタキシャル法により成長したｎ- 層１８に、ｎタイプのドーピング用の不純物を拡散させることにより、形成することもできる。さらに別の方法としては、上部ｎ+ 層２０を形成するために、ｎ- の個々の層１８の基板を、一方の側面を通してｎドーピングし、前記底部ｐ+ 層１４を形成するために、他方の側面を通してｐドーピングすることもできる。
【００１６】
（前記シリコン・ウェハ１０の上面を形成している）前記層２０の上面２４は、マスク層２２により覆われている。前記マスク層は、以下に説明するように、前記ウェハの局部的エッチングおよび高温処理を行うために、また形成されるメサの層２０の頂面の汚染を防止するために使用される。前記層２２の好適な材料としては、少なくとも部分的に窒化されているシリコンがある。何故なら、窒化シリコンは、後で形成されるガラスのパッシベーション化層に対して、選択的にエッチングすることができるからである。半導体装置の製造の際に窒化シリコンを使用することは周知である。
【００１７】
その後、（図１のウェハ１０の小さな部分だけを示す）図２および図３に示すように、複数の直交溝２８が、前記ウェハの上部に形成される。前記複数の溝２８は、前記ウェハ１０の全長にわたって延びていないで、前記ウェハを共通な下の基板１４から上に向かって延びる複数の同一のメサ３４に分割している。（図２および図３には、完全なメサを一つだけ示す。）
【００１８】
前記メサ３４の断面は正方形で、各メサの頂部のところの窒化シリコン層２２の頂面３０から前記基板１４の方向に、下に行くに従ってその面積が増大している。この実施形態の場合、前記メサの側壁部３６は、まっすぐで同じ角度で傾斜している。各メサは前記ウェハ１０に元から存在していたプレーナｐ−ｎ接合１６の一部を含み、各メサ接合の縁部１６ａは、前記メサの側壁部３６のところで露出している。周知のように、またデーヴィスおよびジェントリーの前記論文に記載されているように、メサのｐ−ｎ接合とメサの傾斜壁部との交点により、半導体チップの必要な電圧破壊特性が得られる。
【００１９】
本発明の場合には、前記ウェハ１０の複数の前記直交溝２８は、例えば、ダイヤモンドのブレードを持つ円形鋸３８（図４参照）によるのこ引きにより形成される。前記ブレードの刃は、予め定めた角度φで斜めになっていて、前記ブレードの斜めの側面４０は平らな面４２のところで合流している。前記ウェハ１０内でのこ引きされた前記複数の溝２８（図２参照）の形は、前記ブレードの刃の溝の形に正確に対応する。（すでに説明したように、通常はウェハのダイシング用の）シリコン・ウェハののこ引きは周知であり、選択した形および寸法のダイヤモンドのブレードは、受注製造の形で市販されている。通常、ブレードの傾斜角度φ（および、対応する溝壁部の傾斜角度φ）は、３０〜７５度の範囲である。また、湾曲した側壁部を持つブレードは、湾曲した壁部を持つ複数の溝を形成するのに使用することができる。
【００２０】
必要な溝の壁部の傾斜および形の選択は、周知の技術により行われ、パッシベーション化用の材料および本発明により製造されたチップを後で内蔵するための、特定の半導体装置の定格により異なる。
【００２１】
比較的多数の溝２８は、（例えば、直径１００ミリのダイヤモンド・ウェハに４０×４０の溝というように）各ウェハ１０内にのこ引きされるが、好適には、一本のブレードにより、一度に一本ずつ形成するのが好ましい。組み合わせブレードを使用することにより、複数の溝を同時に形成することができるが、この場合には、一般的にいって、寸法上の変動が非常に大きくなる。
【００２２】
すでに説明したように、各メサ３４内の前記プレーナｐ−ｎ接合１６は、メサ壁部３６と交差しなければならない。それ故、溝２８を形成している前記メサは、最初のウェハ１０に存在するプレーナｐ−ｎ接合１６と交差するだけの十分な深さを持っていなければならないし、露出したｐ−ｎ接合の縁部１６ａの少し下を延びていなければならない。（上記の論文に記載されていて）周知のように、前記ｐ−ｎ接合１６の向こうの溝の深さは、電圧破壊条件の下で、少なくとも、前記ｐ−ｎ接合１６から下に向かって広がる空乏層の最大幅と同じくらいのものでなければならない。前記ｐ+ 層１４の導電率は比較的高いので、前記層１４内の空乏層の広がりは、比較的小さい。それ故、一般的にいって、前記溝２８の深さは、各メサ内のｐ−ｎ接合１６の深さより少し深いだけでよい。前記深さは、製造される特定の半導体の関数である。
【００２３】
例を挙げて説明すると、（図１のウェハの）前記ｐ−ｎ接合１６は、前記ウェハ頂面３０の４〜７ミル下に存在し、最初にのこ引きにより形成された前記溝の深さは、前記ｐ−ｎ接合１６の深さとほぼ等しい。（図２に示すように）前記溝の最終的な深さは、のこ引きプロセス中に形成される前記溝側壁部を平滑にするために行われる次のエッチング・プロセスにより決まる。
【００２４】
シリコン表面のエッチングによる平滑処理は周知であり、例えば、前記シルの特許が開示している。本発明の好適なエッチング溶液は、３：１：１の比率で混合している硝酸、酢酸およびフッ化水素酸からなる。前記エッチングは、８〜１２℃の温度で約３０〜６０秒間の間、前記溶液に漬けることによって行われる。特定の例を挙げて説明すると、深さ４ミルのｐ−ｎ接合１６の場合には、前記溝２８は４．５ミルの深さにのこ引きされ、エッチング後の最終的な深さ（図２参照）は５ミルになる。（図２は、エッチング・ステップ後の前記ウェハ１０である。図１のテープ１２は、前記ウェハののこ引き作業の間は使用されるが、前記エッチングを行う前には除去される。）
【００２５】
重要なことは、前記のこ引きプロセスも、前記エッチングによる平滑化プロセスも、各メサ上に存在する窒化シリコンの層２２の、残りの部分に影響を与えないことである。前記窒化シリコン層２２は、実行される高温プロセスに耐えるものである。前記高温プロセスについて以下に説明する。
【００２６】
すでに説明したように、各メサ３４の前記ｐ−ｎ接合１６の縁部１６ａは、前記メサ側壁部３６のところで露出していて、前記メサ側壁部３６を適当な「パッシベーション化」材料により覆う必要がある。パッシベーション化層の使用は、半導体装置では周知であり、通常、二酸化シリコンのパッシベーション化層が、前記メサの壁部上に熱により成長する。しかし、本発明の場合には、パッシベーション化材料は、以下に説明するように後で実行される以降のプロセスの際に、ホトマスクを使用しないですむようにするために選択される。好適には、使用するパッシベーション化材料は、例えば、亜鉛（または鉛）−ホウケイ酸ガラスのような半導体装置での封入のために通常使用される、（以下に説明するような）周知のガラスの比較的厚い層である。最も簡単なのは、選択したガラスの粒子のスラリー４６（図５参照）を、前記ウェハの溝付きの面３０上に塗り、前記複数の溝の間のウェハ面の平らな部分３０から、ほぼすべての前記スラリーを同時に拭き取りながら、前記スラリーを前記溝内に強制的に充填するために、前記面を横切って、（例えば、スキージ４７により）ドクター・ブレードを使って塗布する方法である。
【００２７】
前記作業片に前記ガラス層を形成するための他の方法は、電気泳動およびスクリーン印刷法を含む。電気泳動を使用する場合には、前記ガラスは、導電性面上だけに形成される。すなわち、前記シリコン・メサ側壁部３６上だけに形成され、前記メサの頂部を覆っている窒化シリコン層２２上には形成されない。
【００２８】
図６に示すように、前記ガラスのスラリーを最初塗布し（その後で、前記メサの頂面から除去すると）、前記ガラス・スラリー４６は溝２８をほぼ充填する。その後、前記ガラスは、例えば、作業片を８３０℃程度の温度にゆっくりと加熱するというような、周知の焼成プロセスにより、平滑な封入層にガラス化される。この場合、溶解と流動が起こり、その後で、前記ガラスをアニール化するために、前記ガラス層を、均等に、よりゆっくりと冷却する。
【００２９】
図７は、ガラス化した層４６ａである。前記ガラス化したガラスは、成形され、前記メサ側壁部３６を密封状態に封入する。前記ガラス層４６ａの厚さは、図に示すように、均一ではないが、前記層４６ａの最小の厚さは、（前記メサ頂面２４に近い縁部領域を除いて）約５０，０００オングストロームである。この厚さは、各メサ上の窒化シリコンの層２２の、例えば、約２，０００オングストロームよりかなり厚い。（また、前記ガラス層の最小の厚さは、前記ウェハ上に非選択的に形成した（以下に説明する）パッシベーション化材料の他の任意の層の厚さよりかなり厚い。）
【００３０】
重要なことは、ガラスは、（例えば、前記のシルの特許が開示しているプロセスで使用されるシリコン樹脂のパッシベーション化材料より優れている）好適なパッシベーション化材料であることと、前記ガラスの正しい使用法は、前記作業片の前記の８３０℃までの加熱を含むことである。前記窒化シリコン層２２が存在する場合には、前記作業片の前記加熱を実際に行うことができる。前記窒化シリコン層２２は、前記ガラスの焼成プロセス中、前記窒化シリコン２２により覆われている前記ｎ+ シリコン層２０の前記頂面２４の汚染または酸化を防止する。
【００３１】
前記窒化シリコン層２２が存在する場合には、製造中の特定のチップにより、さらに他の高温プロセスを行うことができる。例えば、前記溝壁部の選択的な酸化を、例えば、パッシベーション化をよりよく行うために、１１００℃の蒸気で、ガラス化が起こる前に実行することができる。それ故、前記パッシベーション化材料は、ガラス層により覆われた、（図５だけに例示として示した）（例えば、５，０００〜２０，０００オングストロームの幅のある厚さの）二酸化シリコン層２５を含む。また、ここでも、前記ガラス化が起こる前に、前記メサに他のドーピング用の不純物を加え、前記メサ内で前記不純物を拡散することができる。
【００３２】
二酸化シリコンの層が、前記シリコン・メサの側壁部上に熱により成長しているこの例の場合、今説明したように、電気泳動によるガラスの形成はできない。好適なプロセスは、前記のスラリー付着 − ドクター・ブレードによる塗布プロセスである。
【００３３】
前記ガラス壁部３６上に酸化層を熱により成長させる代わりに、それ単体または種々の組み合わせで他の材料を使用することができる。それ故、また前記ガラス化プロセスの前に、二酸化シリコンの層２５ａ（図６だけに例示として示した）を、周知の「低温酸化物」プロセスにより、前記ウェハの溝付き面全体に直接付着することができる。または類似の周知のプロセスにより、比較的高温で付着させることができる。前記の付着した酸化物の層は、例えば、前記の熱により成長した酸化物のような、直接または前に付着されたパッシベーション化材料と一緒になって、前記メサのシリコン側壁部３６をパッシベーション化する働きをする。
【００３４】
前記の付着酸化物は、また前記メサの頂部上の前記窒化シリコン層２２をカバーするが、前記層２２は、前記の付着した酸化物の層が、前記窒化物の層２２の下の前記メサのシリコン面２４と接触するのを防止する。
【００３５】
他のパッシベーション化材料としては、多結晶シリコンおよび窒化シリコンがある。基板上に前記材料を付着させるための技術は周知である。
【００３６】
すでに説明したように、前記ガラス層４６ａ（図７参照）は、その後、前記メサの頂部が、前記ガラス層で覆われないようにするプロセスの際に形成される。それ故、パッシベーション化材料層が、全ウェハ（例えば、付着材料である、二酸化シリコン、多結晶シリコンおよび／または窒化シリコン）上に付着しているような場合には、前記の付着パッシベーション化材料は、前記窒化シリコン層２２の頂部上に露出したままの状態になっている。前記材料は、窒化シリコン層２２（以下に説明する）と一緒に後で除去されるので、好適には、すべての前記の付着層は、（例えば、約５０，０００オングストロームの前記最小の厚さを持つ）ガラスの遙かに厚い層４６ａと比較した場合、例えば、約３００〜５００オングストロームのような比較的薄いものであることが好ましい。
【００３７】
前記処理ステップの一つまたはそれ以上の終わりに、またガラス化プロセスの後で、窒化シリコン層２２および任意の被覆層が除去される。前記窒化シリコン層２２が被覆されていない場合には、前記層２２を、二酸化シリコンおよびガラスをほんの少ししかエッチングしない燐酸のような窒化シリコン選択性エッチング剤で除去することができる。
【００３８】
その上のすべての層を含めて、前記窒化シリコン２２を除去するための好適なプロセスとしては、プラズマ・エッチング・プロセスがある。このプロセスは、すべての露出した表面材料（すなわち、前記ガラス層４６ａ、前記窒化シリコン層２２および／または任意の付着二酸化シリコン、多結晶シリコンおよび窒化シリコンパッシベーション化層）有効に、しかし注意深く制御した速度で除去する。それ故、前記プラズマ・エッチング・プロセスの場合には、メサを覆っている窒化シリコン層２２が、（任意の被覆付着層と一緒に）同じ厚さの前記ガラス層４６ａと一緒に除去される場合、（周知のプラズマ組成監視を使用して）前記プロセスは直ちに中止する。前記ガラス層の最小の厚さは、窒化シリコン層（プラス任意の複数の被覆付着パッシベーション化層）の厚さよりかなり厚いので、前記ガラス層４６ａ（プラスすべての下の複数のパッシベーション化層）の残りの厚さで、前記メサの傾斜壁部を有効にパッシベーション化するのに十分である。（図８は、窒化シリコン層２２を含まないウェハ１０である。）
【００３９】
前記メサの前記ｎ+ 層２０上で、後で電極（図８の層５０）の金属メッキを行うには、前記窒化シリコン層２２を除去する必要がある。しかし、ガラス・パッシベーション化層４６ａおよび窒化シリコンの前記メサ被覆層（およびすべての付着パッシベーション化層）の組み合わせは、前記メサを被覆している層の、エッチングによる選択的除去を有意に可能にするが、写真製版エッチング・プロセスを使用する必要はない。すなわち、すでに説明したように、選択的除去は、材料および前記パッシベーション化層および前記マスク層の深さを選択することにより自動的に行われる。写真製版プロセスを使用しないので、従来技術のプロセスと比較すると、コストをかなり節減することができる。
【００４０】
前記窒化シリコン層２２を除去し、現在前記メサ頂部を形成している前記ｎ+ 層２０を露出することにより、前記ウェハは基本的には直ちに金属化を行うことができる。すなわち、すでに説明したように、前記窒化シリコン２２を除去した場合に、前記窒化シリコン層２２が、前記シリコン層２０の上面２４の酸化または他の汚染を防止していたので、露出したシリコン面２４は、（前記面２４上の「元からあった酸化物」を除去するためのに、弱いＨＦエッチング剤に短時間漬けた後で）、金属化プロセスを行うのに十分クリーンな状態になっている。前記溝２８内の前記ガラス層４６ａは、導電性を持たず、周知の無電解プロセスを使用することにより、例えば、ニッケルおよび金のような金属の種々の層５０（図８参照）が、前記ウェハのメサ・シリコン面２４および底面１４ａに選択的にメッキされる。通常、ニッケルの層は、前記シリコン面に無電解でメッキされ、その後けい酸ニッケルを形成するために焼成される。前記ケイ化物の面は、その後、清掃され、ニッケルの他の層が追加され、その後で金張りが行われる。
【００４１】
図８は、前記のように製造したウェハの一部である。それぞれが個々の半導体チップを封入するためのものである。個々のチップ１０ａは、図８の点線５２に沿って、前記溝２８を通って垂直にのこ引きする等の方法で、前記ウェハをダイシングすることにより作ることができる。各メサ３４を取り巻く前記ガラス層４６ａは、このようにスライスされるが、前記ガラス層は、ひび割れを起こさないでメサの側壁部にしっかりと付着している。
【００４２】
製造のこの段階においては、切り離されたチップ１０ａは、周知のエッチング・プロセスにより形成されたメサを持つチップとほぼ同じものである。それ故、半導体装置を最終的な形にするための前記チップの後続の処理は、本明細書に記載しない周知の手順で行うことができる。
【００４３】
要するに、本発明の有意な利点は、写真製版プロセスを使用しないで、すなわち、ホトレジスト層および最初に前記ホトレジスト層のパターンを形成するための、対応するホトマスクおよび前記パターン形成した層を通してエッチングを全然必要としないで、半導体ウェハを処理して装置にすることができることである。機械的のこ引き（その後の、窒化シリコンの被覆層２２により、前記メサ・シリコン頂面２４を侵食しないエッチング・プロセスにより、平滑処理および溝を深くする処理）により、種々のメサが形成され、前記メサ・シリコン面を準備するためのステップ、およびメサ・シリコン面の金属メッキが、写真製版プロセスを必要としない「選択的」プロセスにより行われる。
【００４４】
もちろん、前記ウェハの選択した部分のドーピングを含む、幾分より複雑な装置を製造するために本発明を使用する場合には、写真製版プロセスを必要とする場合もある。しかし、本明細書に記載したとおり、メサ形成、メサ・パッシベーション化、およびメサ金属メッキの複数のプロセスは、写真製版プロセスを使用しないで行われる。
【図面の簡単な説明】
各図は略図であり、縮尺は正確なものではない。
【図１】下の支持テープに接着している本発明の半導体ウェハの側面図である。
【図２】前記ウェハ内に複数の溝がのこ引きされ、図１の前記テープを除去し、溝の壁部を平滑にするために、前記ウェハを化学的にエッチングした後の、図１のウェハの部分拡大図である。
【図３】図２のウェハ部分の平面図である。
【図４】図２および図３に示す複数の溝をのこ引きするために使用するブレードの刃の正面図である。
【図５】図２の類似の図であるが、本発明の異なる特徴による連続処理ステップにおけるウェハ部分を示す。（熱により選択的に成長したパッシベーション化層の一例を示す。）
【図６】図２の類似の図であるが、本発明の異なる特徴による連続処理ステップにおけるウェハ部分を示す。（前記ウェハの全表面上に非選択的に形成されたパッシベーション化層の一例を示す。）
【図７】図２の類似の図であるが、本発明の異なる特徴による連続処理ステップにおけるウェハ部分を示す。
【図８】図２の類似の図であるが、本発明の異なる特徴による連続処理ステップにおけるウェハ部分を示す。
【図１】
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【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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