JPH0210576B2 - - Google Patents

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JPH0210576B2
JPH0210576B2 JP56132217A JP13221781A JPH0210576B2 JP H0210576 B2 JPH0210576 B2 JP H0210576B2 JP 56132217 A JP56132217 A JP 56132217A JP 13221781 A JP13221781 A JP 13221781A JP H0210576 B2 JPH0210576 B2 JP H0210576B2
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JP
Japan
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semiconductor substrate
semiconductor
substrate
damaging
step comprises
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JP56132217A
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Jooji Tefutsuto Edowaado
Robaato Tsufuto Baanaado
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Publication of JPH0210576B2 publication Critical patent/JPH0210576B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/20Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H10P50/24Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials
    • H10P50/242Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials of Group IV materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P36/00Gettering within semiconductor bodies
    • H10P36/03Gettering within semiconductor bodies within silicon bodies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P54/00Cutting or separating of wafers, substrates or parts of devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H10W74/10Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
    • H10W74/131Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition the semiconductor body being only partially enclosed
    • H10W74/134Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition the semiconductor body being only partially enclosed the encapsulations being in grooves in the semiconductor body
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/084Ion implantation of compound devices

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Dicing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体素子におけるシリコンの加工方
法に関するもので、更に詳しく言えば、半導体基
板を分割すると共に厚い半導体基板中に伸びる半
導体領域を迅速に形成するための方法に関する。
半導体基板の一方の表面から他方の表面まで基
板本体を貫通して伸びる特定導電形の領域を形成
することは、様々な理由からしばしば所望され
る。かかる領域は、単一のウエーハ上において半
導体素子同士を隔離するため、そしてまた半導体
素子内の接合を安定化の容易な表面上で終端させ
るために広く使用されている。かかる領域を形成
するためには、基板の一方または両方の表面上に
配置された不純物原子供給源からの拡散、イオン
注入、熱移動など幾つかの方法がこれまで採用さ
れてきた。これらの方法は各々の制約の範囲内で
は有効であるが、比較的厚い半導体基板中に上記
のごとき領域を形成することが所望される場合、
そのいずれもが最適とは言えない。たとえば、本
発明の対象の一部を成すような種類の領域を形成
するため、ウエーハ状基板の一方または両方の表
面上に配置された不純物供給源からの拡散が長い
間使用されてきたし、また現在でも広く使用され
ている。しかしながら、選ばれた不純物の種類に
もよるが、かかる領域を形成するために要する時
間は基板の厚さに比例する。拡散係数が小さくな
るような組合せの半導体材料および不純物を使用
する場合には、かかる拡散を達成するため実質的
に長い時間が必要である。更に、数百時間を要す
る極端な場合になると、かかる半導体材料と不純
物との組合せはもはや実用不可能である。
熱移動法は、本発明の対象を成すような種類の
不純物領域を形成する際の所要時間を実質的に短
縮する可能性を提供するものである。しかしなが
ら、適正な経費をもつて利用することのできない
特殊な設備や技術が必要とされる。
米国特許第4137100号明細書中には、直径1.5〜
2.0インチの比較的厚い(0.010インチ)半導体ウ
エーハ中に隔離領域を形成する方法が記載されて
いる。かかる方法は、レーザビームを用いて半導
体基板中に空所を設け、その空所内に不純物を配
置し、次いでその不純物を空所から半導体基板の
内部に拡散させるというものである。上述の寸法
程度の寸法を有する直径の比較的大きな厚いウエ
ーハの場合、この方法は確かに有利であり得る。
しかし3〜5インチまたはそれ以上の実質的に大
きい直径を持つたウエーハが使用される場合に
は、厚さが一層大きくても、現行の加工プロセス
においてこの方法を採用することは本質的に不可
能である。すなわち、レーザビームによる空所の
形成は半導体ウエーハ中に残留応力の大きい領域
を導入し、そのため半導体ウエーハの強度は実質
的に低下する。その結果、極度の注意を払つてウ
エーハを取扱つたとしても、以後の加工工程にお
けるウエーハの破損率の増加は避けられない。こ
のような破損率の増加は使用可能な素子の収率を
低下させ、ひいては加工プロセスの経費を著しく
増加させる。
半導体基板を完全または部分的に貫通して伸び
る半導体領域を迅速に形成することが望まれてい
ると同時に、半導体基板の実質的な弱化をもたら
すことなく基板上に溝、凹所、ベベル面などを迅
速に形成することも望まれている。更にまた、半
導体基板に複数の素子が同時に形成される場合、
個々の素子を独立に使用するために半導体基板を
分割する手段を得ることも望まれている。これら
の目的は、従来、たとえば化学的エツチング、機
械的研磨、けがきおよび破断のような幾つかの操
作を使用することによつて達成されてきた。しか
し、これらの半導体材料加工方法はそれぞれに欠
点を有し、従つてそれらの有用性は何らかの点で
制限を受ける。たとえば、特にエツチング液を使
用する湿式の化学的加工方法は廃棄物を生じると
いう点で望ましくない。かかる廃棄物の適切な処
理には、幾つかの厄介な問題が付きまとう。その
上、それらの材料は寿命に限界があり、使用が困
難であり、しかも使用時に多少の危険性を伴うこ
とがある。最後に述べた理由から、使用に際して
は広範囲の予防策が必要であつて、これは経費の
増加をもたらすことになる。他方、グリツトダス
テイング、グリツトブラステイング、鋸引き、研
削などのような機械的加工方法によつて得られる
表面は前述の場合と同様に残留応力の観点から見
て望ましくないことがある。更にまた、これらの
方法は高い精度をもつて制御するのが容易でな
く、しかも場合によつては環境汚染をもたらすた
めに望ましくない。
さて本発明の好適な実施態様に従つて簡単に述
べれば、半導体基板中に特定導電形の半導体領域
を形成するため、先ず基板の結晶格子構造に損傷
が与えられる。そのためには、たとえば基板の表
面にレーザビームを当てることにより、その表面
から基板内に向かつて伸びるが基板を完全には貫
通しない損傷領域を形成すればよい。損傷領域の
形成後、損傷領域を含む基板表面に対し反応性プ
ラズマ中でエツチングが施される。こうしてレー
ザビームによる再融物や損傷を受けた半導体材料
が除去される結果、基板を完全には貫通しない溝
穴が形成される。かかる溝穴の内面は残留応力が
小さくかつ転位密度が比較的低い。特定導電形の
半導体領域が所望される場合には、所望の半導体
領域を形成しようとする基板の表面上、特に溝穴
の内面上に不純物供給源が配置される。次いで、
かかる基板を拡散に適する環境中に置いて温度を
上昇させれば、溝穴の内面から基板の内部に向か
つて拡散が起こる。
本発明の別の実施態様に従えば、プラズマエツ
チングに先立つて半導体基板の結晶構造に損傷を
与える工程はその他の手段によつて行うこともで
きる。たとえば、損傷を与えるべき部分に電子、
イオンまたは陽子のごとき高エネルギー粒子を照
射すればよい。更にまた、場合によつては、基板
を途中まで鋸引きするなどの機械的手段によつて
溝穴を形成する方が望ましいこともある。いずれ
の場合にも、かかる損傷工程後にはプラズマエツ
チング工程を行つて損傷領域を除去すれば、残留
応力が小さくかつ転位が比較的少ない溝穴が得ら
れるのである。
新規であると信じられる本発明の特徴は、前記
特許請求の範囲中に詳細に記載されている。とは
言え、本発明の構成や実施方法およびその他の目
的や利点は添付の図面を参照しながら以下の説明
を読むことによつて最も良く理解されよう。
先ず第1図を見ると、2つの平坦な接合11お
よび13を含む三層半導体基板10の一部が示さ
れている。一般に、かかる基板中には複数の半導
体素子が同時に形成され、次いでそれを分割する
ことによつて個別の素子が得られる。上記のごと
き基板の形成は、当業者にとつて公知である任意
の方法によつて行うことができる。たとえば、層
12を成す導電形の半導体ウエーハ中に不純物を
拡散させることによつて反対導電形の層14およ
び16を形成すればよい。また、本発明に従え
ば、その他の方法たとえばエピタキシヤル成長な
どによつてかかる構造物を形成することも全く同
様に可能である。
次に、第2図に示されるごとく、基板10の上
面および下面に酸化物層17および18が形成さ
れる。半導体基板がシリコンから成る場合、かか
る酸化物層は酸化シリコン、窒化シリコン、その
他の酸化物や窒化物など、あるいは2種以上の酸
化物の組合せから成るのが好都合である。なお、
酸化物層の形成方法もまた当業者にとつて公知で
ある。
次の第3図には、たとえば光食刻法によつて酸
化物層17にパターン形成を施す工程が示されて
いる。すなわち、酸化物を選択的に除去してたと
えば環状の開口15を形成することにより、半導
体基板の表面の一部が露出されるわけである。た
とえば、ホトジスト層19を設置し、マスクなど
を通しての露光によつてホトレジステ層19にパ
ターン形成を施し、現像し、それからエツチング
を施して不要な酸化物領域を除去することによる
酸化物の選択的な除去方法は公知であるから、本
明細書中ではこれ以上の説明を行わない。
次に、開口15を通して半導体基板10に選択
的なエツチングを施すことにより、第4図に示さ
れた単一の周辺溝のごとき溝20が形成される。
その場合、溝20は層14および12間の接合1
1と一定の角度を成しながらそれを横切ることが
好ましい。かかる角度は接合11の終端にベベル
面を形成し、その後ガラスまたはその他の適当な
材料でそれを安定化した場合には高い降服電圧を
与えるように、溝20の形状および深さを変える
ことによつてそれを適切に決定し得ることは当業
者にとつて自明であろう。この工程に際しては、
当業者にとつて自明の通り、適当な時間で不要な
半導体材料を基板10から効果的に除去し得るも
のであば任意のエツチング液が使用できる。第4
図は溝20を形成した後の半導体基板10を示し
ているが、それはまたエツチングの際にホトレジ
スト層19が除去されたことも示している。かか
る溝20は、半導体基板10を(後に分離して個
別に使用するための)互いに隔離された半導体素
子に分割するために形成された複数の溝の一つで
あつてもよい。
次に第5図を見ると、第4図のエツチング工程
後に残留する酸化物層17および18が除去さ
れ、そして基板10の上面および下面に新しい酸
化物層24および25がそれぞれ形成される。な
お、所望ならば、これらの酸化物層は溝20の形
成後に残留する酸化物層17および18の上に形
成してもよい。酸化物層24および25の上に
は、ホトレジスト層28および29がそれぞれ設
置され乾操される。
次に第6図を見ると、好ましくは基板の表面
(たとえば溝20の底部)にレーザビームを当て
ることによつて損傷領域30が形成される。本発
明の一実施態様に従えば、約1/2J/cm2の最大出力
を持つたYAGレーザが使用される。かかるレー
ザは、約8kHzのパルス繰返数および約4イン
チ/秒の走査速度でパルス方式により動作させる
のが有利である。また、1.5ナノメートルのダイ
バーゼンス(divergence)で1060ナノメートルの
波長を使用することが好ましい。
本発明に従えば、従来技術の場合と異なり、実
質的な量の半導体材料をレーザで除去することは
必要でもなければ望ましくもないことが判明し
た。つまり、半導体材料をほとんど除去すること
なく、シリコン結晶格子が実質的な損傷を受けた
ような領域を生み出すことが必要なのである。な
お、レーザによる損傷は層12の厚さの上方90%
までにすることが好ましい。このようにすれば、
次のエツチングおよび拡散工程は層16にまで到
達することができ、しかも半導体基板を不必要に
弱くすることがない。本発明の場合、レーザ損傷
工程の直後における半導体基板はやや弱くなつて
おり、従つて破損しないように注意深く取扱う必
要のあることが判明した。
損傷領域30の形成に続き、プラズマ中におけ
るエツチングによつて第7図に示されるような溝
穴36が形成される。この場合、筒状または平面
状のプラズマ反応器を使用すればよい。約96%の
CF4と4%のO2との混合ガスを含む反応性プラズ
マを使用すれば満足すべきエツチングを達成し得
ることが判明した。更にまた、本発明方法のプラ
ズマエツチング工程の場合、レーザビームによる
損傷を受けた半導体材料が除去されている時間の
間は食刻速度は比較的早いが、その後は実質的に
遅くなることが判明した。その結果、かかるエツ
チング工程の制御は特に容易である。つまり、損
傷を受けた半導体材料の除去が完了した後におけ
る損傷を受けていない半導体材料の除去速度は早
くないから、エツチング時間は特に正確に制御す
る必要はない。典型的には、約1/2〜1Torrの圧
力および約400Wの電力レベルにおいて、溝穴の
所望の深さに応じ、約1時間以下の時間にわたつ
てエツチング工程を行えば好ましい結果が得られ
る。なお、層12の厚さの約95%にわたつて伸び
る溝穴を形成すれば満足すべき結果の得られるこ
とが判明した。
本発明に基づくレーザ損傷工程の直後に半導体
基板の強度が多少低下することは従来より指摘さ
れていた。しかるに意外にもプラズマエツチング
の後には半導体基板の強度が上昇し、そのため本
発明の方法ではレーザ損傷工程において要求され
かつ従来の方法では以後の全工程を通じて要求さ
れたような特に注意深い取扱いは不要となるので
ある。プラズマエツチングによつて溝穴が形成さ
れる領域における基板の厚さは明らかに減少して
いるにもかかわらず、従来予想されていたほどに
基板の強度が低下することはない。それ故、以後
の加工時における基板の早期破損は従来見られた
ほどに多くはない。
もつぱら溝穴36を形成するためだけに本発明
の方法が使用され、従つて以下に記載する拡散工
程が不要である場合には、基板の加工はこの時点
で終結する。ここでは単純な溝穴を形成するよう
な特定の実施態様に関連して本発明が説明されて
いるが、その他の形状のものも全く同様に形成し
得ることは言うまでもない。たとえば、V字形の
溝穴、逆V字形の溝穴、長方形の溝穴、ベベル面
なども本発明に従えば比較的容易に形成すること
ができる。その理由は、レーザが高度の制御可能
性を有し、かつその結果としてプラズマエツチン
グに先立つ損傷領域の形成時に著しい融通性が得
られるからである。従来ならば形成可能であるに
しても大きな困難が避けられなかつた形状も、本
発明の使用によつてかなり機械的に形成すること
ができる。たとえば頂部よりも底部の方が幅の広
い逆V字形の溝穴は、従来技術に従つて形成する
には著しい困難が伴うが、本発明に従えば比較的
容易に形成できるのである。
本発明に従つてペレツト化(すなわち基板を完
全に分割して複数の個別素子を得る工程)を行う
ことが所望される場合には、第7図中の溝穴36
を更に基板10の下方まで伸ばすことが好まし
い。そうすれば、プラズマエツチングの完了後に
は、溝穴によつて基板が完全またはほぼ完全に分
割される。なお、基板をペレツトに分割すること
が所望される場合には、電子ビームを用いて損傷
領域30を形成することが特に有利である。損傷
領域30が基板10を完全に貫通している場合で
も、基板10は十分な機械的強度を保持すること
を指摘しておこう。その結果、基板10は1個の
単位体としてプラズマ反応器内で加工し得るわけ
で、上記のプラズマエツチング工程の完了後に至
り初めて基板を個々のペレツトに分割することが
可能となるのである。こうして得られた個々のペ
レツトは、残留応力および微小亀裂の有無に関す
る限り、優れた周辺縁端を示す。すなわち、残留
応力は極めて小さく、また微小亀裂は皆無とは言
えないまでもほとんど存在しない。
プラズマエツチング工程に続いてホトレジスト
層およびその下方の酸化物層を除去した後、所望
ならば、第8図に示されるごとく追加の拡散工程
を行つてもよい。本発明の好適な実施態様に従え
ば、溝穴36の内面上に不純物供給源が配置され
る。また、(第8図に示された素子のエミツタ領
域50によつて例示されるごとく)半導体素子の
その他の部分に追加の領域を形成することが所望
される場合には、それらの領域を形成するために
必要な不純物供給源を通常の手段により配置して
もよい。第8図には、たとえばサイリスタのごと
き四層半導体素子が示されている。この場合、領
域12,14および16は上記に説明したように
して形成されるが、追加の領域50はたとえば素
子の表面上に不純物供給源を配置してから拡散を
引起こすのに十分な温度にまで加熱することによ
つて形成される。酸化物層54は、公知のごと
く、領域50形成用のマスクとして役立つ。それ
と同時に、溝穴36の内面上に配置された不純物
供給源から不純物原子を拡散させることによつて
隔離領域52を形成することができる。なお、か
かる拡散は領域50の形成と同時に行つてもよい
し、あるいは領域50の形成とは別途に行つても
よい。通例ならば深い隔離領域を形成するために
は実質的に長い時間を要するが、上記のごとき溝
穴36を使用すれば、実質的に同じ時間でn形エ
ミツタ領域と共に隔離領域を形成することが可能
となる。
上記に記載された本発明の実施態様に従えば、
少なくとも一方の接合の終端を内面に含んだ溝が
形成され、かつ該溝の底部から、基板内に伸びる
隔離領域を形成するための溝穴が伸びるように形
成されるが、溝穴が溝の底部から基板内に伸びる
ことは必ずしも必要でない。たとえば、半導体基
板の表面から内部に向けて溝穴を形成し、それか
ら別途に素子の境界内において安定化用の溝を形
成することも本発明の範囲内にある。更に別の例
を挙げれば、溝が全く所望されない場合には、溝
穴および隔離領域のみを上記のごとくにして形成
することもできる。つまり、溝およびその底部か
ら基板内部に伸びる溝穴の組合せは特に必要な場
合において有利な構造に過ぎないのである。
第9図には、本発明の一実施例を成す実質的に
完成した素子が示されている。詳しく言えば、複
数の半導体素子のエミツタ領域上50には接点用
の金属層58が設置され、またその下面上には金
属層60が設置されている。更にまた、溝20の
内面上にはガラスまたはその他の安定化材料62
が設置され、それによつて層14と層12との間
の接合および層12と領域52との間の接合が安
定化されている。第9図に示された素子は、破
断、切断またはその他の任意適宜な方法により溝
穴40に沿つて基板を分割することによつてペレ
ツト化し、次いで公知のごとくに個々のペレツト
をパツケージ内に封入することができる。かかる
ペレツト化に際しては、基板が例外的な強度を有
し、そのため予想されるごとく溝穴に沿つて割れ
易いという傾向を示さないことを認識すべきであ
る。
本発明の一実施例について述べれば、20〜50
Ω・cmの抵抗率を有するn形ウエーハの各面から
アクセプタ不純物を約1.8ミルの深さまで拡散さ
せることによつてp形表面層が形成される。拡散
工程中に生成する酸化物層に対してホトレジスト
の使用によるパターン形成が施され、次いで通常
の手段によつて溝が形成される。かかる溝は約20
ミルの幅および約2〜3ミルの深さを有するもの
で、少なくともウエーハのp形表面層の一方を貫
通してn形部分の中にまで達する。少なくとも溝
の内部においてウエーハ上に新しいホトレジスト
層が設置され、次いで前述のごとき条件下で溝の
底部からレーザ損傷領域が形成される。かかる損
傷領域はウエーハの内部に約6ミル総合深さまで
伸びるが、この深さはプラズマエツチング後には
下方のp形表面層の近くまで伸びるがそれに接触
することはないような溝穴が得られるように選ば
れる。溝穴の深さは、溝穴の内面上に配置された
不純物供給源からの拡散によつて下方のp形表面
層に到達する領域を形成する際、かかる拡散がや
はり拡散によるカソード領域の形成の所要時間と
ほぼ同じ時間で達成されるように選ぶことが好ま
しい。次いで、前述のごとき方法に従い、レーザ
による損傷を受けたウエーハに対しプラズマ反応
器内でエツチングが施される。その結果、約1/2
ミルの幅および約4ミルの深さを持つた残留応力
の比較的小さい溝穴が形成される。この段階で
は、ウエーハが相対的にこわれ易いという性質は
実質的に改善され、そのため通常の注意を払つて
取扱扱えば破損の危険性は適正レベルにまで低下
する。
プラズマエツチングによつて溝穴を形成した
後、ホトレジス層が除去され、次いで溝穴の中に
ホウ素が配置される。ウエーハの酸化およびパタ
ーン形成に続き、n形カソード領域用の不純物供
給源としてリンが配置される。かかるホウ素およ
びリンを同時に拡散させた後、所望に応じて表面
からリンが除去される。酸化物層の生成およびパ
ターン形成の後、溝の内面上に終端を有する2つ
の接合がガラスによつて選択的に安定化される。
次いで、金属被覆によつて接点が形成され、それ
から公知の技術に従つてペレツト化が行われる。
使用するペレツト化技術の選定にに当つては、
たとえば米国特許第4137100号明細書中に記載の
ごとき従来方法に従つて加工されたウエーハの場
合と異なり、本発明に従つて加工されたウエーハ
は溝穴に沿つて割れ易いという傾向を示さないと
いう事実を考慮に入れる必要がある。それ故、溝
穴を持たないウエーハをペレツト化するための方
法(たとえば機械的手段またはレーザによつてウ
エーハの下面にけがき線を引いた後、そのけがき
線に沿つてウエーハを破断する方法)を使用する
のが適当である。
相交わる平行な隔離領域を用いて複数の素子を
画成する場合でも、あるいは相交わらない堀状の
構造を用いて個々の素子を包囲する場合でも、本
発明は等しく有利に実施することができる。とは
言え現時点では、堀状の構造を用いてウエーハ上
に存在する個々の素子を隔離する方が好ましい。
以上、好適な実施態様に従いながら特定の素子
に関連して本発明を説明したが、本発明の精神お
よび範囲から逸脱することなしに様々な変形や変
更を加え得ることは当業者にとつて自明であろ
う。
たとえば、レーザ融解によつてウエーハ中に損
傷領域を形成することが好ましいとは言え、電子
ビームやイオンビームなどのような手段を用いて
損傷領域を形成することも可能である。なお本発
明にとつて不可欠なのは、かかる損傷領域を形成
する工程およびその領域から損傷を受けた半導体
材料を除去して残留応力の小さい溝穴を形成する
ためのエツチング工程だけである。
上記の説明においては隔離拡散の出発部位とし
て連続した溝穴が使用されたが、互いに近接しな
がらも離隔した一列の円柱状損傷領域を形成する
ことも本発明の範囲内に含まれる。次いで、連続
した溝穴状の損傷領域の場合と同様にしてエツチ
ングを施せば、ウエーハの内部に伸びた一列の円
柱状穴が得られる。かかる円柱状の穴同士の間隔
は、穴の底部から下方の表面層に至る縦方向拡散
の所要時間のうちに上記間隔の少なくとも1/2に
等しい距離の横方向拡散が達成されるように選ば
れる。このようにすれば、溝穴を有する構造の場
合に比べて一層大きな強度が得られることにな
る。
【図面の簡単な説明】
第1〜9図は本発明方法の様々な工程における
半導体基板の一部の断面図である。 図中、10は半導体基板、11および13は接
合、12は一導電形の層、4および16は反対導
電形の層、17および18は酸化物層、19はホ
トレジスト層、20は溝、24および25は酸化
物層、28および29はホトレジスト層、30は
損傷領域、36は溝穴、50はエミツタ領域、5
2は隔離領域、54は酸化物層、58および60
は金属層、そして62は安定化材料を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 単一の半導体基板上に複数の半導体素子を形
    成する方法に於て、 相異なる導電形を持ち少なくとも3つの交互区
    域を有し、それらの間に第1および第2の接合を
    形成する成層構造の半導体ウエーハを用意し、 少なくとも1つの半導体素子の活性部分を包囲
    する環状の溝を前記接合の上側の1つと交わるよ
    うに前記半導体基板の第1の表面内に形成し、 前記半導体基板に対して少なくとも前記第2の
    接合に近接した深さまで選択的に損傷を与え、 前記半導体基板に乾式エツチングを施して損傷
    を受けた半導体材料を除去することによつて前記
    第1および第2の接合の間の半導体領域を少なく
    とも部分的に通つて伸びる残留応力の小さい溝穴
    を形成し、 前記溝穴の内面上に不純物供給源を配置し、当
    該拡散によつて形成される領域が少なくとも前記
    第2の接合に到達することによつて前記第2の接
    合の終端が前記溝の内面に位置するような結果を
    もたらすのに十分な距離にわたつて前記不純物を
    前記半導体基板内に拡散させ、 前記溝の内面上に安定化材料の層を設置するこ
    とによつて前記第1および第2の接合の両方を安
    定化し、 次いで前記溝穴に沿つて前記半導体基板を複数
    の個別素子に分割することを特徴とする方法。 2 前記損傷工程がこの工程中に実質的な量の半
    導体材料を除去することなく前記半導体基板に対
    して損傷を与えることから成る特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3 前記損傷工程が前記半導体基板に対しイオン
    の流れを選択的に当ててそれの結晶格子に損傷を
    与えることから成る特許請求の範囲第2項記載の
    方法。 4 前記損傷工程が前記半導体基板を局部的に加
    熱してそれの小部分を融解することから成る特許
    請求の範囲第項記載の方法。 5 前記損傷工程が前記半導体基板の所定部分に
    レーザビームを当てて前記半導体基板を加熱する
    ことから成る特許請求の範囲第4項記載の方法。 6 前記損傷工程が前記半導体基板にレーザビー
    ムを当てて走査することによつて前記半導体基板
    中に連続した損傷経路を形成することから成る特
    許請求の範囲第5項記載の方法。 7 前記損傷工程が複数の互いに離隔した損傷部
    位にレーザビームを当てることから成る特許請求
    の範囲第項記載の方法。 8 前記損傷工程が前記半導体基板の所定部分に
    電子ビームを当ててそれの結晶構造に局部的な損
    傷を与えることから成る特許請求の範囲第4項記
    載の方法。
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