(57)【要約】【課題】安定して読取可能な二次元コードを有する半導体装置、及びかかる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板７上に二次元配列した複数のドット部１０及び非ドット部１１が形成する二次元コード６を有する半導体装置１００であって、ドット部１０は、半導体基板７上に設けられた凹部の底面に平坦面状に形成され、非ドット部１１は、非平坦面状に形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に二次元配列した複数のドット部及び非ドット部が構成する二次元コードを有する半導体装置であって、
ドット部は、半導体基板上に設けられた凹部の底面に平坦面状に形成され、
非ドット部は、非平坦面状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
凹部が設けられる領域は、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、Ａｌ膜及びＡｌＳｉ膜から成る群から選択される複数の膜を含むことを特徴とする、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
各ドット部は略円状に形成され、各円の中心は、半径の１〜２倍の間隔を隔てて設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
二次元コードは、ウエハロット番号、ウエハ番号及びチップアドレスから成る群から選択される情報を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体基板には電力用半導体素子が形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
パルスレーザを用いて凹部を設けるステップを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハロット番号、ウエハ番号及びチップアドレス等から成る個体識別情報を有する半導体装置、及びかかる半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置では、例えば特許文献１で開示されているように、半導体チップに別途設けられた情報記録領域に個体識別情報が付与されている。
【０００３】
また、半導体分野外の類似な技術として、例えば特許文献２で開示されているように、Ｘレイフィルム等のベース層と乳剤層とからなるフィルムにレーザを照射して個体識別情報を付与する技術がある。この技術では、レーザ照射により乳剤層に微細な気泡が発生し、発生した気泡により表面が凸状に突出し、個体識別に必要なドットが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３１５２０７
【特許文献２】特開平２００４−８６０９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、半導体装置は、ベアシリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、Ａｌ膜、ＡｌＳｉ膜等の複数の膜で構成される。半導体装置のどの位置にどのような膜種が露出しているかは、所望の電気特性により品種毎に異なる。しかし、特許文献１で開示された半導体装置においては、ウエハロット番号、ウエハ番号、チップアドレス等の個体識別情報を付与する対象の膜種が考慮されていない。それゆえ、個体識別情報を付与するためだけに、情報記録領域を形成する必要がある。
【０００６】
また、付与した個体識別情報の読取性を向上させるためには、特定の膜種を情報記録領域に露出させる必要がある。それゆえ、そのための工程の追加や、新規マスクの追加の必要性が生じ、コスト高となる上、生産性が低下するという問題がある。さらに、工程の追加やマスクの追加を行わない場合には、読取性が著しく低下する、或いは、特定の品種にしか適用できないという問題があった。
【０００７】
また特許文献２で開示されている技術は、加工対象が特定の膜種に限定されるフィルムに対しては適用可能であるが、複数の膜種が露出する半導体装置には適用できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、安定して読取可能な二次元コードを有する半導体装置、及びかかる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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、半導体基板上に二次元配列した複数のドット部及び非ドット部が形成する二次元コードを有する半導体装置であって、ドット部は、半導体基板上に設けられた凹部の底面に平坦面状に形成され、非ドット部は、非平坦面状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、非ドット部が平坦面状に形成されていることにより、ドット部のみが平坦面となるため、ドット部が非ドット部と誤認識されて読取エラーが生じる可能性を極めて低減させることができ、二次元コードの読取性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による半導体装置を示す模式図を示す。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施の形態１による半導体装置が有する二次元コードの模式図を示し、図２（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図を示す。
【図３】図３（ａ）は、比較例の半導体装置が有する二次元コードの模式図を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ’断面図を示す。
【図４】図４（ａ）は、本発明の実施の形態２による半導体装置が有する二次元コードの模式図を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＤ−Ｄ’断面図を示す。
【図５】レーザ加工時に発生する結晶粒界の説明図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の一実施形態による半導体装置を示す模式図を示す。本発明の一実施形態よる半導体装置が備える半導体基板には、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、トライアック等の電力用半導体素子が形成されている。以下では、ＩＧＢＴを例に、二次元コードが形成された半導体装置について説明する。
【００１３】
図１に示すように、ＩＧＢＴ１００の上面には、エミッタ電極１、ゲート電極２及び終端領域３が設けられている。ＩＧＢＴ１００は、四角形状を有し、４辺はウエハのダイシングライン４に一致する。終端領域３とダイシングライン４との間にある領域は、電気特性上は無効領域５である。一般に終端領域３は、絶縁耐圧を確保するために設けられる構造である。また一般に、角部には電界集中が生じやすい。それゆえ、電界集中を回避する目的で、ＩＧＢＴ１００の四隅は図１のように曲線状に形成されている。従って、構造上の理由により、無効領域５が生じる。該無効領域５に二次元コード６を形成することにより、無駄なスペースを省くことができる。
【００１４】
図２（ａ）は、本発明の実施の形態１による半導体装置が有する二次元コードの模式図を示す。また、図２（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図を示す。図２（ａ）に示すように、二次元コード６は、複数のドット部１０及び非ドット部１１の配列によって構成される。非ドット部１１は、二次元コード６においてドット部１０が形成されない部分であり、図２（ａ）においては、ドット部１０ａ〜１０ｈに包囲された部分を指す。二次元コード６は、例えばドットマトリクスやＱＲコード（登録商標）であり、ウエハロット番号、ウエハ番号、チップアドレス等の個体識別情報を含む。
【００１５】
図２（ｂ），（ｃ）に示すように、二次元コード６が形成されるＩＧＢＴ１００の無効領域５は、シリコン基板７、及び該シリコン基板７上に設けられる多層膜構造で構成される。多層膜構造は、下地となる膜及び下地と異なる材料から成る膜を含む。本実施形態において、多層膜構造は、下地となるシリコン酸化膜８及び最上面に設けられるシリコン窒化膜９を含む。
【００１６】
ドット部１０は、パルスレーザを用いてシリコン窒化膜９を加工することにより形成する。図２（ｂ）に示すような多層膜をレーザで加工した場合、シリコン酸化膜８とシリコン窒化膜９との境界で反射が生じる。それゆえ、最上面のシリコン窒化膜９のみが加工され、ドット部１０は略平坦面状に形成される。また、各ドット部１０は略円状に形成され、各円の中心は、半径の１〜２倍の距離隔てて設けられる。
【００１７】
また、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、略平坦面状のドット部１０と無効領域５との間には、加工時にパルスレーザの熱エネルギーが拡散し、二次曲線状に傾斜した傾斜面が形成される。これと同様に、図２（ｂ）に示すように、ドット部１０同士の間には、パルスレーザの熱エネルギーの拡散により傾斜面が形成される。この際、パルスレーザの照射条件が調整され、隣接するドット部１０同士の間は非平坦面状に形成される。ここで、パルスレーザの照射条件とは、パルスレーザの波長、出力値、パルス間隔及び照射範囲等をいう。
【００１８】
さらに、図２（ｃ）に示すように、ドット部１０ａ〜１０ｈに周囲を包囲された非ドット部１１にもパルスレーザが照射され、熱エネルギーの拡散によりドット部１０と非ドット部１１との間に傾斜面が形成される。この際、パルスレーザの照射条件が調整され、非ドット部１１は非平坦面状に形成される。それゆえ、二次元コード６内でドット部１０のみが平坦面となる。
【００１９】
図３（ａ）は、比較例の半導体装置が有する二次元コードの模式図を示す。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ’断面図を示す。図３（ａ），（ｂ）を用いて、本実施形態による半導体装置の効果を説明する。尚、図３（ａ），（ｂ）において、本実施形態と同様の構成には同一の符号を付している。
図３（ａ）に示す二次元コードでは、図３（ｂ）に示すように、非ドット部２１は非平坦面状に形成されておらず平坦面を維持している。例えば、平坦面に対して垂直に二次元コード１６の読取光を照射した場合、非ドット部２１とドット部２０とで読取光が同程度反射される。それゆえ、非ドット部２１がドット部２０と誤認識され、読取エラーが生じる場合がある。
【００２０】
一方、本実施形態による半導体装置の二次元コード６では、ドット部１０のみが平坦面となる。それゆえ、非ドット部１１の読取光に対する反射率は、ドット部１０よりも小さくなる。その結果、非ドット部１１がドット部１０と誤認識されて読取エラーが生じる可能性を極めて低減させることができる。また、これと同時に斜光照明を用いた読取りを行うことにより、ドット部１０と非ドット部１１との分離はより容易になり、さらに優れた読取性を得ることができる。
【００２１】
また、二次元コード６が形成される無効領域５は、下地となる膜及び下地と異なる材料から成る膜を含む多層膜構造で構成される。それゆえ、既に完成しているプロセスフローに特別な前処理等を施すことなく、新規マスクも追加することなく二次元コード６を形成することができるため、コスト高とならず、生産性も向上する。
【００２２】
また、各ドット部１０の円の中心は、半径の１〜２倍の距離隔てて設けられる。それゆえ、ドット部１０の加工と同時に非ドット部１１の加工が可能になるため、生産性が向上する。
【００２３】
本実施形態では、パルスレーザを用いて二次元コード６を形成している。それゆえ、レーザ出力及びパルス間隔を制御することにより、容易かつ迅速にドット部１０及び非ドット部１１の加工を進めることができ、生産性が向上する。
【００２４】
本実施形態による半導体装置の製造方法は、パルスレーザを用いて二次元コード１６を設けるステップを含む。以下、かかるステップの一実施例として、パルスレーザを用いて１６セル×１６セルのデータマトリクスを設ける場合について説明する。無効領域５の大きさは半導体装置の大きさによって異なるが、充分小さなサイズにドット部１０を収めることができるように、ドット部１０の直径はφ３μｍとする。非ドット部１１を挟んだドット部１０ｄ，１０ｈのドットピッチ（ドット部の中心間隔の距離）及びブランク領域を５μｍ幅とし、約１００μｍ角の正方形となるようにドット部１０を形成する。
【００２５】
ドット部１０の形成には波長５３３ｎｍのレーザを用い、１００ｍＷの出力で加工を行った。また、非ドット部１１を非平坦面状に形成し、かつ、非ドット部１１を挟んで隣接するドット部１０ｄ，１０ｈの間で影響を及ぼさない範囲に熱エネルギーの拡散を抑えるために、パルス幅は３０ｎｓｅｃとした。
【００２６】
この方法により、ドット部１０の直径はφ３μｍ、非ドット部１１を挟んだドット部１０ｄ，１０ｈのドットピッチは１０μｍ、ドット部１０を中心とする二次曲線状に傾斜した傾斜面の幅は約５μｍ〜約６μｍとなった。これにより、非ドット部１１の反射率を低減させ、優れた読取性を有する二次元コード６を形成することができた。
【００２７】
尚、本実施形態では、非ドット部１１が隣接しない場合について説明した。これと同様に、パルスレーザの照射条件を調整して複数の非ドット部１１を非平坦面状に形成し、ドット部１０のみが平坦面であるようにすれば、複数の非ドット部１１が隣接する場合でも、読取エラーが生じる可能性を極めて低減させることができる。
【００２８】
実施の形態２．
図４（ａ）は、本発明の実施の形態２による半導体装置が有する二次元コードの模式図を示す。また、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ’断面図を示す。本実施形態においては、多層膜構造は、下地となるシリコン酸化膜８及び最上面に設けられるＡｌＳｉ膜１９を含む。また、ＡｌＳｉ膜１９の代替としてＡｌ膜を含んでもよい。その他の構成は実施形態１と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
無効領域５の最上面がＡｌ膜やＡｌＳｉ膜等であった場合、図５に示すような結晶粒界１２が表面に発生しやすい。その場合、ドット部１０が、非ドット部１１とだけでなく、結晶粒界１２とも誤認識され、読取エラーが発生することがある。
【００３０】
本実施形態においても、パルスレーザの照射条件が調整され、隣接するドット部２０の間及び非ドット部２１が非平坦面状に形成される。その際、パルスレーザの照射によりＡｌＳｉ粒１２が溶融するように照射条件を調整する。それゆえ、図４（ｂ）に示すように、本実施形態においても、二次元コード１６においてドット部２０のみが平坦面となる。その結果、非ドット部２１及びＡｌＳｉ粒１２がドット部２０と誤認識されて読取エラーが生じる可能性を極めて低減させることができる。
【００３１】
本実施形態による半導体装置の製造方法も、実施形態１と同様に、パルスレーザを用いて二次元コード１６を設けるステップを含む。以下、かかるステップの一実施例について、実施形態１と異なる部分のみを説明する。
ＡｌＳｉ粒１２を溶融するのに充分なエネルギーを供給するために、波長５３３ｎｍのレーザを用いて、１５０ｍＷの出力でドット部２０の加工を行った。また、パルス幅は４５ｎｓｅｃとした。この方法により、ドット部２０それぞれと、ドット部２０ａ〜２０ｈに包囲される非ドット部２１のＡｌＳｉ粒１２を溶融し、優れた読取性を有する二次元コード１６を形成することができた。
【符号の説明】
【００３２】
１  エミッタ電極、  ２  ゲート電極、  ３  終端領域、  ４  ダイシングライン、  ５，１５  無効領域、  ６，１６  二次元コード、  ７  シリコン基板、  ８  シリコン酸化膜、  ９  シリコン窒化膜、  １０，２０  ドット部、  １１，２１  非ドット部、  １２  結晶粒界（ＡｌＳｉ粒）、  １９  ＡｌＳｉ膜
【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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