JPH0644623B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0644623B2 JPH0644623B2 JP59176086A JP17608684A JPH0644623B2 JP H0644623 B2 JPH0644623 B2 JP H0644623B2 JP 59176086 A JP59176086 A JP 59176086A JP 17608684 A JP17608684 A JP 17608684A JP H0644623 B2 JPH0644623 B2 JP H0644623B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
- H10D62/104—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices having particular shapes of the bodies at or near reverse-biased junctions, e.g. having bevels or moats
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体装置の製造方法に係るもので、特に
サイリスタなどの電力用半導体装置の高耐圧化のための
ベベル面形成の改良に関するものである。
サイリスタなどの電力用半導体装置の高耐圧化のための
ベベル面形成の改良に関するものである。
［従来の技術］ 第１図は電力用サイリスタの電極形成後、メサ表面を加
工する前の断面図を示したものである。この図におい
て、１はＰ型エミッタPE、Ｎ型ベースNB、Ｐ型ベースPB
およびＮ型エミッタNEの４層構造からなるベーシックエ
レメント、２はＮ型ベースNBの両面にＰ型不純物を拡散
させる時に生じるＰ型周縁部、３はＰ型ベースPB上に形
成されたゲート電極、４はカソード電極、５はＰ型エミ
ッタPE上に形成されたアルミ−シリコン合金層、６はサ
イリスタ素子の通電時の熱歪緩和のためアルミ−シリコ
ン合金層５によりシリコンウエハと合金接合された導電
体で、モリブデン等からなる。
工する前の断面図を示したものである。この図におい
て、１はＰ型エミッタPE、Ｎ型ベースNB、Ｐ型ベースPB
およびＮ型エミッタNEの４層構造からなるベーシックエ
レメント、２はＮ型ベースNBの両面にＰ型不純物を拡散
させる時に生じるＰ型周縁部、３はＰ型ベースPB上に形
成されたゲート電極、４はカソード電極、５はＰ型エミ
ッタPE上に形成されたアルミ−シリコン合金層、６はサ
イリスタ素子の通電時の熱歪緩和のためアルミ−シリコ
ン合金層５によりシリコンウエハと合金接合された導電
体で、モリブデン等からなる。
このような電力用半導体装置の電圧阻止能力は、主に電
子なだれ降伏により決まるが、ＰＮ接合が露出したメサ
部分は表面状態が不安定なため、ウエハバルク中よりも
なだれ降伏が起りやすい。したがって、メサ表面を化学
的に安定にするとともに表面での電界強度をできるだけ
小さくしてなだれ降伏を起こりにくくするためのベベル
形状に加工している。これはメサ断面に傾斜をつけるこ
とによりＰＮ接合面の両側に拡がる空乏層幅を見かけ上
大きくして表面の電界強度を小さくさせる方法である。
逆阻止形のサイリスタでは順方向、逆方向ともに同程度
の電圧阻止能力が必要なため、順方向、逆方向各々にベ
ベル加工をするが、大電流高耐圧素子では電流容量が電
極面積に依存するため、電極面積の有効利用上ＰＮＰ構
造のＮ型ベース部分が凹型となるような傾斜のダブルポ
ジティブベベルを採用している。
子なだれ降伏により決まるが、ＰＮ接合が露出したメサ
部分は表面状態が不安定なため、ウエハバルク中よりも
なだれ降伏が起りやすい。したがって、メサ表面を化学
的に安定にするとともに表面での電界強度をできるだけ
小さくしてなだれ降伏を起こりにくくするためのベベル
形状に加工している。これはメサ断面に傾斜をつけるこ
とによりＰＮ接合面の両側に拡がる空乏層幅を見かけ上
大きくして表面の電界強度を小さくさせる方法である。
逆阻止形のサイリスタでは順方向、逆方向ともに同程度
の電圧阻止能力が必要なため、順方向、逆方向各々にベ
ベル加工をするが、大電流高耐圧素子では電流容量が電
極面積に依存するため、電極面積の有効利用上ＰＮＰ構
造のＮ型ベース部分が凹型となるような傾斜のダブルポ
ジティブベベルを採用している。
次にダブルポジティブベベルを形成する一手段として、
サンドブラスト工程を説明する。これは回転している素
子に粉末砂をノズルにより吹き付けることによりシリコ
ンを切削加工する方法である。最初にサイリスタ素子表
面に垂直にノズルを設け、Ｐ型周縁部２を除去する。第
２図はこの時のメサ面を示す部分断面図である。このア
ルミ−シリコン合金層５はシリコンに比べて軟らかいた
め、Ｐ型周縁部２が切削された後でもその外周部分は５
ａで示すようにそのまま残る。ダブルポジティブベベル
加工時には砂の流れを一様にするためにカッタなどでこ
れを取り除いてベベル面の加工を行なう。これには第３
図に示すように、サンドブラストのノズル７をサイリス
タ素子表面に対して水平にして砂を吹き付け、加工状況
を確認しながらベベル形状に仕上げる。
サンドブラスト工程を説明する。これは回転している素
子に粉末砂をノズルにより吹き付けることによりシリコ
ンを切削加工する方法である。最初にサイリスタ素子表
面に垂直にノズルを設け、Ｐ型周縁部２を除去する。第
２図はこの時のメサ面を示す部分断面図である。このア
ルミ−シリコン合金層５はシリコンに比べて軟らかいた
め、Ｐ型周縁部２が切削された後でもその外周部分は５
ａで示すようにそのまま残る。ダブルポジティブベベル
加工時には砂の流れを一様にするためにカッタなどでこ
れを取り除いてベベル面の加工を行なう。これには第３
図に示すように、サンドブラストのノズル７をサイリス
タ素子表面に対して水平にして砂を吹き付け、加工状況
を確認しながらベベル形状に仕上げる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、吹き付けられた砂のうち第３図に示すＡ
−Ａ′の下側では砂の逃げ場が導電体６の水平面６ａに
よって妨げられるため、矢印で示したような砂の流れと
なり、Ａ−Ａ′の上部の一部分のみが大きく切削された
り、Ｐ型ベース層のエッジが湾曲したりしてシリコンの
加工が上下で異なる。また、Ｐ型周縁部２の除去が不均
一で導電体６の水平面６ａに凹凸が生じていると、砂の
はね返りが変わって加工角度が部分的に変化したり、加
工表面が波打ったりしてダブルポジティブベベルの形状
が不安定となり、特に順方向阻止能力が得られないこと
がある。これらの影響を少なくするためには加工具合に
合わせてノズルの先端を上下、左右に移動させる必要が
あり、加工作業にかなりの熟練を要し、作業効率が悪く
なる。また、Ｐ型周縁部２の除去の際に導電体６の水平
面６ａに凹凸が生じないよう精度良く加工する作業が必
要となり、ダブルポジティブベベルの加工工程が複雑な
ものになっていた。
−Ａ′の下側では砂の逃げ場が導電体６の水平面６ａに
よって妨げられるため、矢印で示したような砂の流れと
なり、Ａ−Ａ′の上部の一部分のみが大きく切削された
り、Ｐ型ベース層のエッジが湾曲したりしてシリコンの
加工が上下で異なる。また、Ｐ型周縁部２の除去が不均
一で導電体６の水平面６ａに凹凸が生じていると、砂の
はね返りが変わって加工角度が部分的に変化したり、加
工表面が波打ったりしてダブルポジティブベベルの形状
が不安定となり、特に順方向阻止能力が得られないこと
がある。これらの影響を少なくするためには加工具合に
合わせてノズルの先端を上下、左右に移動させる必要が
あり、加工作業にかなりの熟練を要し、作業効率が悪く
なる。また、Ｐ型周縁部２の除去の際に導電体６の水平
面６ａに凹凸が生じないよう精度良く加工する作業が必
要となり、ダブルポジティブベベルの加工工程が複雑な
ものになっていた。
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
ので導電体の外周部を切削して逃げ部を形成することに
よってダブルポジティブベベルの形状を安定させ電圧阻
止能力を向上させた、半導体装置の加工方法を提供する
ことを目的としている。
ので導電体の外周部を切削して逃げ部を形成することに
よってダブルポジティブベベルの形状を安定させ電圧阻
止能力を向上させた、半導体装置の加工方法を提供する
ことを目的としている。
［課題を解決するため手段］ この発明に係る半導体装置の製造方法は、ＰＮＰＮ４層
構造のベーシックエレメントのＰ型層表面にほぼ同じ径
のアルミ−シリコン合金層を接合し、このアルミ−シリ
コン合金層を介してベーシックエレメントとこのベーシ
ックエレメントより径が大きい導電体の主面とを合金接
合する工程と、ベーシックエレメントのＰ型周縁部およ
びアルミ−シリコン合金層の周縁部を導電体が残るよう
にＰ型層表面にほぼ垂直に除去するとともに、アルミ−
シリコン合金層の外周面より外側に導電体の主面の延長
部を残し、導電体の主面側周縁部に階段状に切り欠かれ
た逃げ部を構成する工程と、次いで、ベーシックエレメ
ントの外周側面に粉末砂を吹き付けて切削加工し、ダブ
ルポジティブベベルを形成する工程とを備えたものであ
る。
構造のベーシックエレメントのＰ型層表面にほぼ同じ径
のアルミ−シリコン合金層を接合し、このアルミ−シリ
コン合金層を介してベーシックエレメントとこのベーシ
ックエレメントより径が大きい導電体の主面とを合金接
合する工程と、ベーシックエレメントのＰ型周縁部およ
びアルミ−シリコン合金層の周縁部を導電体が残るよう
にＰ型層表面にほぼ垂直に除去するとともに、アルミ−
シリコン合金層の外周面より外側に導電体の主面の延長
部を残し、導電体の主面側周縁部に階段状に切り欠かれ
た逃げ部を構成する工程と、次いで、ベーシックエレメ
ントの外周側面に粉末砂を吹き付けて切削加工し、ダブ
ルポジティブベベルを形成する工程とを備えたものであ
る。
［作用］ この発明の係る半導体装置の製造方法は、ダブルポジテ
ィブベベルを形成する際に導電体周縁部の逃げ部によっ
て粉末砂の流れが上下方向で均等になり、ダブルポジテ
ィブベベルの形状不良が発生し難い。さらにベーシック
エレメントのＰ型周縁部を残したまま、ベーシックエレ
メントをそれより径が大きい導電体の主面と合金接合で
きるから合金接合の際に発生する熱応力によるアルミ−
シリコン合金層やベーシックエレメントの周縁部の損傷
が発生し難い。加えて合金接合後ベーシックエレメント
のＰ型周縁部を取り去り、導電体の主面側周縁部に逃げ
部を形成する際に、導電体の主面の延長部を残して逃げ
部の加工を行うので、アルミ−シリコン合金層やベーシ
ックエレメントの周縁部に切削力に伴う損傷が発生し難
い。
ィブベベルを形成する際に導電体周縁部の逃げ部によっ
て粉末砂の流れが上下方向で均等になり、ダブルポジテ
ィブベベルの形状不良が発生し難い。さらにベーシック
エレメントのＰ型周縁部を残したまま、ベーシックエレ
メントをそれより径が大きい導電体の主面と合金接合で
きるから合金接合の際に発生する熱応力によるアルミ−
シリコン合金層やベーシックエレメントの周縁部の損傷
が発生し難い。加えて合金接合後ベーシックエレメント
のＰ型周縁部を取り去り、導電体の主面側周縁部に逃げ
部を形成する際に、導電体の主面の延長部を残して逃げ
部の加工を行うので、アルミ−シリコン合金層やベーシ
ックエレメントの周縁部に切削力に伴う損傷が発生し難
い。
［実施例］ この発明の半導体装置の製造方法の一実施例について説
明する。
明する。
第１図及び第２図により従来技術において説明したのと
同様に、４層構造からなるベーシックエレメント１のＰ
型エミッタPE上にアルミ−シリコン合金層を形成し、ア
ルミ−シリコン合金層５によりベーシックエレメント１
とそれより径が大きい導電体６の主面６２とが合金接合
され、次いでベーシックエレメント１のＰ型ベースPB層
に垂直にノズルを設け、Ｐ型周縁部２およびアルミ−シ
リコン合金層５の周縁部を導電体６が残るように除去す
る。ここまでは従来技術と同様である。
同様に、４層構造からなるベーシックエレメント１のＰ
型エミッタPE上にアルミ−シリコン合金層を形成し、ア
ルミ−シリコン合金層５によりベーシックエレメント１
とそれより径が大きい導電体６の主面６２とが合金接合
され、次いでベーシックエレメント１のＰ型ベースPB層
に垂直にノズルを設け、Ｐ型周縁部２およびアルミ−シ
リコン合金層５の周縁部を導電体６が残るように除去す
る。ここまでは従来技術と同様である。
第４図はＰ型周縁部除去後、導電体６を切削加工してベ
ベル加工を行う場合の部分断面図で、６０は前記導電体
６の切削表面である。６１は砂の逃げ部を示す。
ベル加工を行う場合の部分断面図で、６０は前記導電体
６の切削表面である。６１は砂の逃げ部を示す。
第４図に示されるように、導電体６の主面６２側周縁部
は延長部６３を残して切削加工され、第２図で示された
Ｐ型周縁部２の外周部分５ａの除去と同時に導電体６の
主面６２側周縁部に階段状に切り欠かれた逃げ部６１が
形成される。その後ベーシックエレメント１の外周側面
に粉末砂を吹き付けて切削加工し、ダブルポジティブベ
ベルを形成する。
は延長部６３を残して切削加工され、第２図で示された
Ｐ型周縁部２の外周部分５ａの除去と同時に導電体６の
主面６２側周縁部に階段状に切り欠かれた逃げ部６１が
形成される。その後ベーシックエレメント１の外周側面
に粉末砂を吹き付けて切削加工し、ダブルポジティブベ
ベルを形成する。
このような逃げ部６１を備えた導電体６を有するサイリ
スタ素子のベベル加工においては、上方にはもともと砂
が逃げられ、下方には逃げ部６１が形成され、第３図に
示した導電体６の水平面６ａの凹凸部分もなくなるか
ら、ダブルポジティブベベル形成時に吹き付けられた砂
は上下とも第４図の矢印で示したほぼ上下で均等な流れ
が実現できるため、加工角度が変化したり加工表面が波
打ったりすることもなく、砂によりシリコン面への切削
能力は上下で変わることなく発揮される。したがって、
ノズルの先端を上下、左右に移動させる必要がなくな
る。これによりダブルポジティブベベルは均一で安定な
形状が得られ、サンドブラスト工程が容易で効率良く行
える。
スタ素子のベベル加工においては、上方にはもともと砂
が逃げられ、下方には逃げ部６１が形成され、第３図に
示した導電体６の水平面６ａの凹凸部分もなくなるか
ら、ダブルポジティブベベル形成時に吹き付けられた砂
は上下とも第４図の矢印で示したほぼ上下で均等な流れ
が実現できるため、加工角度が変化したり加工表面が波
打ったりすることもなく、砂によりシリコン面への切削
能力は上下で変わることなく発揮される。したがって、
ノズルの先端を上下、左右に移動させる必要がなくな
る。これによりダブルポジティブベベルは均一で安定な
形状が得られ、サンドブラスト工程が容易で効率良く行
える。
なお、上記実施例ではダブルポジティブベベルの加工を
サンドブラストにより行う場合について説明したが、こ
の他ベベル形状に合わせた形状を有するダイヤモンドカ
ッタ等で加工する場合についても適用できる。この場合
には、逃げ部６１の存在によってカッタ（図示せず）と
導電体６との接触を考慮する必要がないため、アルミ−
シリコン合金層５近傍でのシリコンの加工精度の向上が
期待できる。
サンドブラストにより行う場合について説明したが、こ
の他ベベル形状に合わせた形状を有するダイヤモンドカ
ッタ等で加工する場合についても適用できる。この場合
には、逃げ部６１の存在によってカッタ（図示せず）と
導電体６との接触を考慮する必要がないため、アルミ−
シリコン合金層５近傍でのシリコンの加工精度の向上が
期待できる。
［発明の効果］ この発明は、以上説明したように構成されているので、
この発明に係る半導体装置の製造方法は以下に記載され
るような効果を奏する。
この発明に係る半導体装置の製造方法は以下に記載され
るような効果を奏する。
ダブルポジティブベベルを形成する際に導電体周縁部の
逃げ部によって粉末砂の流れが上下方向で均等になり、
ダブルポジティブベベルの形状不良が発生し難く、加工
工程も容易で効率良く行える。
逃げ部によって粉末砂の流れが上下方向で均等になり、
ダブルポジティブベベルの形状不良が発生し難く、加工
工程も容易で効率良く行える。
さらにベーシックエレメントのＰ型周縁部を残したま
ま、ベーシックエレメントをそれより径が大きい導電体
の主面と合金接合できるから合金接合の際に発生する熱
応力によるアルミ−シリコン合金層やベーシックエレメ
ントの周縁部の損傷を防止できる。加えて合金接合後ベ
ーシックエレメントのＰ型周縁部を取り去り、導電体の
主面側周縁部に逃げ部を形成する際に、導電体の主面の
延長部を残して逃げ部の加工を行うので、アルミ−シリ
コン合金層やベーシックエレメントの周縁部に切削力に
伴う損傷が発生することを防止できる。延いては耐電圧
特性が低下せず、信頼性の高い半導体装置を提供するこ
とが出来る。
ま、ベーシックエレメントをそれより径が大きい導電体
の主面と合金接合できるから合金接合の際に発生する熱
応力によるアルミ−シリコン合金層やベーシックエレメ
ントの周縁部の損傷を防止できる。加えて合金接合後ベ
ーシックエレメントのＰ型周縁部を取り去り、導電体の
主面側周縁部に逃げ部を形成する際に、導電体の主面の
延長部を残して逃げ部の加工を行うので、アルミ−シリ
コン合金層やベーシックエレメントの周縁部に切削力に
伴う損傷が発生することを防止できる。延いては耐電圧
特性が低下せず、信頼性の高い半導体装置を提供するこ
とが出来る。
第１図は半導体装置のメサ表面加工前の断面図、第２図
はＰ型周縁部を除去した時のメサ部の部分断面図、第３
図は従来のダブルポジティブベベル加工時の部分断面
図、第４図はこの発明の一実施例を示すダブルポジティ
ブベベル加工時の部分断面図である。 図中、１はベーシックエレメント、２はＰ型周縁部、５
はアルミ−シリコン合金層、６は導電体、６１は逃げ
部、６２は主面、６３は延長部である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
はＰ型周縁部を除去した時のメサ部の部分断面図、第３
図は従来のダブルポジティブベベル加工時の部分断面
図、第４図はこの発明の一実施例を示すダブルポジティ
ブベベル加工時の部分断面図である。 図中、１はベーシックエレメント、２はＰ型周縁部、５
はアルミ−シリコン合金層、６は導電体、６１は逃げ
部、６２は主面、６３は延長部である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 勉 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (56)参考文献 特公 昭50−10103（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】ＰＮＰＮ４層構造のベーシックエレメント
のＰ型層表面にほぼ同じ径のアルミ−シリコン合金層を
接合し、このアルミ−シリコン合金層を介して前記ベー
シックエレメントとこのベーシックエレメントより径が
大きい導電体の主面とを合金接合する工程と、 前記ベーシックエレメントのＰ型周縁部および前記アル
ミ−シリコン合金層の周縁部を前記導電体が残るように
前記Ｐ型層表面にほぼ垂直に除去するとともに、アルミ
−シリコン合金層の外周面より外側に導電体の前記主面
の延長部を残し、前記導電体の主面側周縁部に階段状に
切り欠かれた逃げ部を構成する工程と、 次いで、ベーシックエレメントの外周側面に粉末砂を吹
き付けて切削加工し、ダブルポジティブベベルを形成す
る工程と、 を備えた半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59176086A JPH0644623B2 (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59176086A JPH0644623B2 (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6151970A JPS6151970A (ja) | 1986-03-14 |
| JPH0644623B2 true JPH0644623B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=16007469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59176086A Expired - Lifetime JPH0644623B2 (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644623B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0725110B2 (ja) * | 1989-02-28 | 1995-03-22 | 株式会社名機製作所 | 可塑物の射出成形方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4940679A (ja) * | 1972-08-23 | 1974-04-16 | ||
| JPS5010103A (ja) * | 1973-05-25 | 1975-02-01 | ||
| JPS552740A (en) * | 1978-06-20 | 1980-01-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Continuous preheating or reducing method for raw material to be refined |
| JPS56126968A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
| JPS5776874A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-14 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Semiconductor element |
-
1984
- 1984-08-22 JP JP59176086A patent/JPH0644623B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6151970A (ja) | 1986-03-14 |
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