(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体ウエハの主面に第２導電型の不純物を拡散して能動領域を形成する第１の工程と、
前記半導体ウエハ主面の所定領域をエッチングして、前記能動領域よりも深いメサ溝を所定ピッチで縦横に形成する第２の工程と、
前記半導体ウエハ主面の縦横に形成された前記メサ溝内にガラスペーストを注入しつつ、注入する位置を前記メサ溝に沿って掃引してガラスペーストを局所的に塗布する第３の工程と、
しかるのち、前記ガラスペーストを焼成処理してメサ溝を覆うようにガラスパッシベーション膜を形成する第４の工程と
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
第３の工程は、
半導体ウエハ主面の縦横に形成されたメサ溝に沿ってディスペンサーを掃引しつつ、前記ディスペンサー内に収納されたガラスペーストを前記メサ溝内に注入して前記ガラスペーストを局所的に塗布することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体ウエハ主面に形成されたメサ溝の深さが１００μｍ以上のものであり、
ガラスペーストが前記メサ溝の肩部からはみ出して３０〜５０μｍの範囲でオーバーラップするように、前記メサ溝に沿って塗布されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特にバイポーラトランジスタ、ダイオード、ＭＯＳＦＥＴ等のメサ構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メサ構造を有する従来の半導体装置の製造方法について、その製造方法を説明するための工程断面図である図３を用いて具体的に説明する。
【０００３】
まず、図３に示すようにＮ型の半導体ウエハ１の主面にＰ型不純物を拡散して能動領域２を形成する。その上に酸化膜３を形成した後、酸化膜３の所定箇所をエッチングして、能動領域２と電極を接続するための開口部４を形成する（図３（１））。
【０００４】
その後、半導体ウエハ１の上にエッチング保護膜５を塗布し、最終的に能動領域を残存させる箇所のみにエッチング保護膜５が残るようにパターン形成する（図３（２））。
【０００５】
次に、エッチング保護膜５が形成されていない箇所をエッチングして、能動領域２よりも深いメサ溝６を形成した後、エッチング保護膜５を有機溶液により除去する（図３（３））。
【０００６】
次に、半導体ウエハ１表面上にスピンコーティング法（回転塗布法）により、ガラス粉末とレジストを混合した混合液９を塗布する（図３（４））。
【０００７】
その後、露光と現像によりパターン形成して、能動領域を残存させる箇所のガラス塗布膜９ｂを除去し、メサ溝６に沿ってそのメサ溝６をオーバーラップして覆うようにガラス塗布膜９ａを残す（図３（５））。
【０００８】
しかるのち、まず温度：５００℃、時間：３０分の雰囲気中でプリベーク処理を行って感光性物質を燃焼させ、メサ溝６内にガラス粉末を残す。ついで減圧炉２Ｔｏｒｒ、８９０℃で６０分間のガラス焼成処理を行い、メサ溝６を覆うようにガラスパッシベーション膜８を形成する。そして、酸化膜３の開口部４を覆うように金属電極１０を形成する（図３（６））。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の半導体装置の製法では、図４に示すようにスピンコーティング法（回転塗布法）によりガラス粉末を含んだ混合液９を塗布する方法が採用されていた。このスピンコーティング法は、ガラス粉末とレジストを混合した混合液９を収納したディスペンサー１１を準備し、その混合液９をディスペンサー１１の注入口１１ａを通じて半導体ウエハ１の中央部に滴下する。その後、半導体ウエハ１をＡ方向に回転させて、半導体ウエハ１の中央部に溜まった混合液９を遠心力によって半導体ウエハ１周辺部に向けて拡がらせる。このようにして、混合液９が半導体ウエハ１全体に行き渡るように塗布する方法が従来より採用されている。
【００１０】
しかしながら、ガラス粉末とレジストを含んだ混合液９の粘度が高いため、半導体ウエハ１の中央部と周辺部とで混合液９による塗布膜の膜厚が異なり、中央部では膜厚が厚く、周辺部では膜厚が薄くなる傾向がある。また、その混合液９の粘度との関係もあるが、膜厚が波（図４中の混合液の波９ａを参照）を打つ傾向もあり、混合液９を均一に塗布することが困難であった。
【００１１】
また、メサ溝６の深さが深いと、混合液９を塗布後に行う加熱処理の段階で、膜厚の厚くなる部分の収縮力でその周辺の感光性のガラス塗布膜（混合液を塗布してできた膜）９がメサ溝６の方向に引っ張られる。このことから、感光性のガラス塗布膜（混合液を塗布してできた膜）９を焼成すると、感光性のガラス塗布膜９を焼成後の厚みが焼成前の厚みと比べて薄くなり、メサ溝６の上端部付近でガラスパッシベーション膜８の欠陥が生じ易くなる。そのガラスパッシベーション膜８の欠陥は、半導体ウエハ１の周辺部で発生する頻度が高く、リーク不良や耐圧不良などの不良品が多発して、歩留まりを低下させる要因となっていた。
【００１２】
この発明は、メサ溝内のガラス塗布を均一に行って高耐圧を維持しつつ高信頼性の半導体装置を製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明にかかる半導体装置の製造方法は、第１導電型の半導体ウエハの主面に第２導電型の不純物を拡散して能動領域を形成する第１の工程と、前記半導体ウエハ主面の所定領域をエッチングして、前記能動領域よりも深いメサ溝を所定ピッチで縦横に形成する第２の工程と、前記半導体ウエハ主面の縦横に形成された前記メサ溝内にガラスペーストを注入しつつ、注入する位置を前記メサ溝に沿って掃引してガラスペーストを局所的に塗布する第３の工程と、しかるのち、前記ガラスペーストを焼成処理してメサ溝を覆うようにガラスパッシベーション膜を形成する第４の工程とを含むものである。
【００１４】
また、別の構成の半導体装置の製造方法では、第３の工程は、半導体ウエハ主面の縦横に形成されたメサ溝に沿ってディスペンサーを掃引しつつ、前記ディスペンサー内に収納されたガラスペーストを前記メサ溝内に注入して前記ガラスペーストを局所的に塗布するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１及び図２を用いて具体的に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図であり、図２はガラスペーストの塗布方法を説明するための図である。この実施形態では１５００Ｖ以上の耐圧を得る接合ダイオードを製造する方法について説明する。
【００１６】
図１に示すように、先ず比抵抗６０Ωｃｍ程度の低濃度Ｎ型不純物（リン）が導入された厚さ３００μｍの半導体ウエハ１を準備し、半導体ウエハ１の主面側よりボロン等の不純物を熱拡散させて拡散深さ５０μｍ、表面濃度１×１０17ｃｍ3 のＰ型半導体層となる能動領域２を形成する。次に、ＣＶＤ法を用いて半導体ウエハ１の主面上に酸化膜（二酸化珪素膜）３を堆積した後、酸化膜３の所定箇所に窓開けを行って開口部４を形成する（図１（１））。
【００１７】
次に、エッチング保護膜５を塗布形成した後、エッチングを行ってメサ溝６の形成予定領域を開口したエッチング保護膜５を形成する（図１（２））。
【００１８】
その後、半導体ウエハ１の主面をエッチングして、能動領域２よりも深いメサ溝６を所定ピッチで縦横に形成する。そして、メサ溝６で包囲された島状の能動領域を半導体ウエハ１の主面に数多く形成する。接合ダイオードの耐圧を１５００Ｖ以上確保するためには、深さ１００μｍ以上の深いメサ溝６を形成する（図１（３））。
【００１９】
その後、ガラスなどの粉末、有機溶剤、アルコール類などを混合したガラスペースト７をディスペンサー（図示せず）内に収納して、そのディスペンサーの注入口（図２中の１１ａ）を半導体ウエハ１のメサ溝６に沿って縦横の方向（図２中のＢ方向およびＣ方向）に掃引しながら、ガラスペースト７を滴下してメサ溝６内に注入する。この時、ガラスペースト７はメサ溝６から少し溢れる程度に滴下して、メサ溝６の肩部から３０〜５０μｍほどオーバーラップするように塗布する。そのオーバーラップ部分のガラスペースト７の厚みは３０μｍ程度にする（図１（４））。但し、ガラスペースト７が周囲に広がらないように、アルコール類の分量を調節してガラスペースト７の粘度を予め調節しておく必要がある。
【００２０】
なお、上述したガラスペースト７には、従来例と違ってレジストが含まれていないため、レジストを含む感光性のガラス塗布膜９を焼成するためのプリベーク処理（５００℃、３０分）が不要となり、更には感光性のガラス塗布膜９をパターン形成するためのマスク合わせ工程や露光工程が不要であり、従来に比べて工程を簡略化することができる。
【００２１】
しかるのち、図１（５）に示すように、減圧炉２Ｔｏｒｒ、８９０℃で６０分間のガラス焼成処理を行って、メサ溝６部に露出するｐｎ接合部を覆うようにガラスパッシベーション膜８を形成する。その後、アルミニウムなどの金属電極１０を形成して、能動領域２と金属電極１０とのコンタクトをとる。最終的には、レーザーカッター又はダイヤモンドカッターによって、メサ溝６の中央部がその中央部に沿って切断されて、島状の能動領域２はそれぞれ分断され、それぞれ独立の半導体チップ（接合ダイオード）として完成される。
【００２２】
この製造方法により、半導体ウエハ１のメサ溝６に形成するガラスパッシベーション膜８の膜厚がほぼ均一にでき、ガラスパッシベーション膜８の欠陥が生じにくくなる。これにより、高耐圧特性のバラツキが少なく高信頼性の半導体装置を製造することができる。また、スピンコーティング法のようにガラスペースト７を半導体ウエハ１の全面に塗布するのではなく、メサ溝６に沿って塗布するため、ガラスペースト７の使用量が削減され、トータルコストが抑えられる。
【００２３】
なお、上述の実施形態は、接合ダイオードの製造方法について説明したが、バイポーラトランジスタ、サイリスタ、縦形ＭＯＳトランジスタ等の半導体装置にも適用可能であり、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体装置の製造方法は、メサ溝に沿ってガラスペーストを塗布するため、半導体ウエハ内の位置に拘わらずガラスパッシベーション膜を均一に厚く形成できるため、高耐圧特性のバラツキが少ない高信頼性の半導体装置を高歩留で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図であって、
（１）は能動領域２上の酸化膜３に開口部４を形成する工程の断面図
（２）はエッチング保護膜５を形成する工程の断面図
（３）はメサ溝６を形成する工程の断面図
（４）はガラスペースト７を塗布する工程の断面図
（５）はガラスペーストの焼成工程の断面図
【図２】本実施形態の製造方法で採用されたガラスペーストの塗布方法を説明するための図
【図３】従来の半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図であって、
（１）は能動領域２上の酸化膜３に開口部４を形成する工程の断面図
（２）はエッチング保護膜５を形成する工程の断面図
（３）はメサ溝６を形成する工程の断面図
（４）はガラス塗布膜９を形成する工程の断面構造図
（５）はメサ溝６にガラス塗布膜９ａを残すようにマスク合せと現像とを行う工程の断面図
（６）はガラス塗布膜９ａを焼成する工程の断面図
【図４】従来の製造方法で採用されたスピンコーティング法を説明するための図
【符号の説明】
１  半導体ウエハ
２  能動領域
３  酸化膜
４  開口部
５  エッチング保護膜
６  メサ溝
７  ガラス塗布膜
８  ガラスパッシベーション膜
９  感光性のガラス塗布膜
９ａ  メサ溝部のパターンガラス
９ｂ  ガラス除去部
１０  金属電極
１１  ディスペンサー
１１ａ  ディスペンサーの注入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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