JPS58177B2 - 半導体装置の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置の製造法に係り、特に、感光性樹
脂を用いたリフトオフ電極形成法に関する。

従来、半導体装置の選択的電極形成法には、金属マスク
を用いる方法、感光性樹脂をマスクとして用いる方法が
ある。

感光性樹脂をマスクとして選択的に電極を形成する方法
は、高精度なパターンの電極を形成できることから半導
体装置製造技術に多用されている。

感光性樹脂を用いて電極を形成せる方法には、感光性樹
脂をマスクとして電極金属をエツチングして選択的に形
成する方法、感光性樹脂を分解炭化して選択的に形成す
るリフトオフ法等がある。

前者は、後者に比較して工程が複雑なる等の欠点がある
。

特に、リフトオフ法は半導体素子のＰＮ接合がガラスで
パシベーションされている半導体素子に有効である。

第１図は従来のリフトオフ法を示す。

ａはｐｎ接合を有するシリコンウェハ１を示す。

ウェハの両面は酸化膜２が設けられている。

ｂはシリコンウェハ１の一生表面に感光性樹脂３が塗布
された状態を示す。

ｃは通常の半導体装置製造技術により、コンタクトの窓
穴４を形成した状態を示す。

ｄは真空蒸着により金属蒸着膜５をシリコンウェハ１の
一生表面に形成した状態を示す。

ｅは金属蒸着膜５とシリコンの合金温度以下の不活性ガ
ス中で加熱し、感光性樹脂３を分解炭化させ、この上の
金属蒸着膜５を除去し、シリコンウェハ１上に金属電極
６を選択的に形成したものを示す。

この場合ｐｎ接合は酸化膜２でパシベーションされてい
る。

しかし、この方法によると、感光性樹脂３は金属蒸着膜
５で密閉されている状態にあり、加熱した場合に感光性
樹脂３の分解飛散が困難になるため、酸化膜２上に感光
性樹脂３の分解物が残留される。

この分解物は通常の半導体製造技術の洗浄プロセスでは
除去困難であり、感光性樹脂３の分解物は半導体装置の
電気特性に悪影響を及ぼし、歩留の低下、信頼性の低下
などの問題があった。

本発明は上記した感光性樹脂の分解物を除去せしめ、信
頼性の高い半導体装置の製造法を提供することにある。

本発明は、感光性樹脂を用いてリフトオフ法により電極
を形成した後、感光性樹脂の分解物を除去するため非酸
化性ガス中で熱処理を施すことを特徴とする。

以下、本発明を実施例に基づき、第２図に従って説明す
る。

ａは本発明の実施例に用いた、プレーナサイリスタの不
純物拡散の終えたシリコンウェハ１０を示す。

拡散は１枚のシリコンウェハから多数の半導体素子が得
られるように形成されている。

シリコンウェハ１０の両面には酸化膜１１が施されてい
る。

ｂは酸化膜１１の上面に感光性樹脂１２、例えば０ＭＲ
８３（商品名：東京応化（株）製）を形成し、所定のパ
ターンを通して一部を露光し、現像処理して、不要部を
溶解し、感光性樹脂の穴１３を形成した状態を示す。

Ｃは弗酸系エツチング液を用いて、酸化膜１１をエッチ
して所要とする部分の窓穴１４を形成した状態を示す。

ｄはシリコンウェハ１０を真空蒸着装置に入れ、シリコ
ンウェハ１０の上面にアルミニウム１５を蒸着した状態
を示す。

ｅは不活性ガス中で加熱して、感光性樹脂１２を分解さ
せ、粘着テープ等を用いて酸化膜１１上のアルミニウム
１５を除去して、窓穴１４にアルミニウム電極１６を形
成した状態を示す。

この時の加熱温度は、感光性樹脂１２が分解炭化され、
粘着テープ等による不要電極材の除去が可能で、シリコ
ンと電極材料が電気的にオーミックコンタクトが得られ
る範囲での温度が選ばれる。

通常、シリコンウェハにアルミニウム電極を形成する場
合、合金温度（５７７℃）以下が用いられている。

また０ＭＲ８３は４００℃前後で分解炭化される。

本発明では４５０℃で加熱して、感光性樹脂１２を分解
炭化させアルミニウム電極１６を形成した。

しかし、この場合感光性樹脂１２はアルミニウム１５で
全面が覆われているため、密閉された状態で分解が起る
。

このため、感光性樹脂１２は十分な分解炭化が起らず、
分解物１７が接合のパシベーションの役割を果している
、酸化膜１１上に残存する。

ｆは窒素ガス中で、４５０℃１０分間加熱して、分解物
１７を飛散させて除去した状態を示す。

ｇはシリコンウェハ１０の下面に電極１６を形成し、切
断分離させた半導体素子を組立てたものを示す。

即ちペレット半導体素子１８はステム１９にマウントさ
れ、ゲート、カソードは金線２０で熱圧着によって接線
され、樹脂２１でモールドし、組立られる。

第３図は、本発明のアルミニウム電極を形成した後、窒
素中での加熱温度と半導体素子の耐圧の歩留を示す。

４００℃の加熱温度から歩留は向上してゆき５００℃以
上になるとほとんど劣化品が見られなくなる。

感光性樹脂は熱天秤を用いて分解温度を調べた結果、４
００℃以上で分解することがわかった。

第４図は本発明により製作したプレーナサイリスタ（４
００Ｖ級）の高温印加試験の結果である。

１０００時間で安定な特性を示している。

また、熱サイクル試験など全ての信頼性試験で全く問題
はなかった。

本発明の加熱温度は感光性樹脂が分解する温度以上が有
効であり、電気的にオーミックコンタクトが得られる温
度、すなわちシリコンと電極金属の合金温度以下が最適
である。

第５図は本発明を適用したモート型グラシベーションサ
イリスタの断面図である。

ガラスでパシベーションされた半導体素子の電極形成は
感光性樹脂を用いたリフトオフ法が特に有効である。

通常の半導体装置製造技術を用い拡散を行いｐｎ接合を
形成する。

モートエツチングをして、ｐｎ接合を露出させ、ガラス
パシベーション２０を施し、前記した本発明を適用し電
極２１，２２を形成する。

その後、電極２３を形成し個々のペレットに分離し組立
てる。

この素子に関しての高温印加試験は１０００ｈで安定な
特性を示し全ての信頼性試験で全く問題はなかった。

以上のように、感光性樹脂の分解温度以上で加熱するこ
とにより、半導体素子の特性に影響を及ぼす分解物、特
に影響の大きいパシベーション上の分解物を除去でき、
信頼性の高い半導体装置が得られた。

本発明では電極材料にアルミニウム、感光性樹脂に０Ｍ
Ｒ８３を用いたが、他の電極材料、感光性樹脂において
も効果は同様である。

以上のように、本発明によれば、電極形成後、感光性樹
脂の分解物を非酸化性ガス中で加熱し除去できるため、
信頼性の高い半導体装置が歩留よく得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電極形成法を示す断面図、第２図は本発
明を説明するシリコン半導体装置の製作工程、第３図は
本発明の耐圧歩留加熱温度の関係を示す図、第４図は本
発明のシリコン半導体装置の高温印加試験結果を示す図
、第５図は本発明を適用したモート型グラシベーション
サイリスタの断面図である。 １．１０・・・・・・シリコンウェハ、３，１２・・・
・・・感光性樹脂、１６，２１〜２３・・・・・・電極
、１７・・・・・・分解物、２０・・・・・・ガラスパ
シベーション。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリコンウェハ上に感光性樹脂を部分的に形成し、
   シリコンウェハ上の所要部を露呈し、前記感光性樹脂を
   マスクとして電極材料を蒸着し、加熱し前記感光性樹脂
   を分解炭化せしめる、然る後感光性樹脂上の電極材料を
   除去し、シリコンウェハ上の所要部に電極を形成する方
   法において、上記の電極形成後に、さらにシリコンウェ
   ハを非酸化性ガス中で加熱することを特徴とする半導体
   装置の製造法。 ２、特許請求の範囲第１項において、非酸化性ガス中の
   加熱温度はシリコンと電極材料の合金温度以下、感光性
   樹脂の分解温度以上とすることを特徴とするシリコン半
   導体装置の製造法。 ３ 特許請求の範囲第１項においがシリコンのｐｎ接合
   がガラスまた酸化膜でパシベーションされていることを
   特徴とする半導体装置の製造法。