JPS582033A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体装置に係り、特に詳しくいえば、互
いに分離された複数の半導体素子をすることができる半
導体装置に関する。

単一基板に複数の素子が形成されてなるＩ　Ｃ等におい
て、それらの各素子間を分離する方法の−らとして１例
えば半導体基板を構成している導電型と同じ導電型の高
不純物を各素子間に拡散して、それぞれの素子を島状に
孤立させる方法がある。これは比′較的簡易な分離法で
あるが、特に各素子間の耐−圧が必要とされるような場
合には、浮遊容量その他の寄生パラメータにより特性に
悪影響をおよぼすことがあり好ましくない。このような
場合には、素子のまわりに腐蝕みぞを設け、そのみそ内
に例えば二酸化珪素を主体とする低融点ガラス粉末を埋
込み、それを４００〜５００°（：に加熱して溶融固着
する方法。

あるいは選択的に酸化膜を形成したりする方法が用いら
れる。しかしながら、これらの方法では、高温雰囲気内
においての処理工程が避けられず、高温にさらすことに
より配線その他に悪影響がでてしまい作業工程上温度を
上げられないものについては利用することができないと
いう制約がある。また、！圧を必要とする場合の別の方
法として、素子のまわりに設けた腐蝕み゛ぞにポリイミ
ドなどの樹脂を注入して固着する方法も提案されている
が、腐蝕みぞが浅いときは良いが、ポリイミド樹脂と半
導体基板との熱膨張係数が大幅に異なるため、みぞの深
さが例えば５μ以上と深くなるとポリイミド樹脂にクラ
スフが入り、信頼性が良くないため実用的でない。

一方、高周波用半導体装置など動作領域を狭くしたい場
合にメサ型構造がよく使用されているが、メサ型構造で
は製造工程や使用時に、突出した半導体領域を破損し易
く、また、非常に小さな素子では突出した成長層が剥離
し易く。

これら小さな動作領域の一部１を破損することは特性に
致命的な欠陥を招くことになり、取扱いが非常に難かし
いと共に信頼性に欠けるという欠点がある。

この発明は、上記した欠点に鑑みなされたも、ので、そ
の目的は、半導体ｔＣにおいてはそのＩＣ素子間を電気
的かつ機械的に十分分離する゛ことができ、また、メサ
型半導体装置においては突出部分の周囲を埋めて擬プレ
ーナ化し、その機械的強度、特性および信頼性を高める
ことができる半導体装置を提供することにある。

この発明は、半導体素子のまわりに腐蝕みぞを設け、そ
の腐蝕みぞ内に例えば８１０．２＋　Ａ？１２０３ＢＮ
などの絶縁粉末を充填し、その絶縁粉末にポリイミドな
どの耐熱性樹脂を含浸させて結合することを特徴として
いる。

以下、この発明の丸施例な添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図には、この発明の最も簡素な実施例である発光ダ
イオードの断面が示されている。この発光ダイオードは
１例えばｎ型ＧａＡ：Ａｓよりな表 る結晶層１と、その片面にエビタキシャ々成＋により析
出されたＰ型ＧａＡ４ＡＳ結晶層２とを備えているが、
この場合、結晶層１の予定された領域に設けられる発光
面３のまわりには、その表蓼 面から結晶層１と２とのＰＮ接合面を→りとるように形
成された腐蝕みぞ４が設けられている。

そして、この腐蝕みぞ４内には、ポリイミドなどの耐熱
性樹脂により固められた非導電性金属酸化物よりなる絶
縁粉末５（例えばアルミナ粉末）が充填されている。こ
の実施例においては。

結晶層１の発光面３を除く表面に前記した絶縁粉末５を
固着する際に腐蝕みぞ４内から浸み出た耐熱性樹脂から
なる薄膜６が形成されており。

結晶層１側にはこの薄膜６を介して一方の電極７が形成
され、また結晶層２側には他方の電極８がそれぞれ形成
されている。

この種の発光ダイオードは、ＰＮ接合をエピタキシャル
成表により形成すれば発光効率がよべ高出力が得られる
が９発光面を小面積にするのにプレーナ型では困難でメ
サ型にしている。

第１図に示されたこの発明による発光ダイオードも基本
的にはメサ型でありながら、これを擬プレーナ化するこ
とにより、前述したメサ型のもつ欠点を解消している。

次に、第２図を参照してこの発明による発光ダイオード
の製造工程を説明する。まず、第２図（ａ）に示すよう
にｎ型ＧａＡｓの基板ｌＯを準備す！ る。次に、　　ＧａとＡ◆の融液中に微量のＳｉを加え
ておいて液相エピタキシャル成長をさせると。

同図（ｂｌに示すように最初の高温時にはｎ型のＧａＡ
會Ａｓ結晶層ｌが形成され、低温になるとＰ型のＧａＡ
ｅＡｓ結晶層２が成表し、その界面にＰＮ接合が形成さ
れる。そして、このＰ型ＧａＡｖＡｓ結晶層２上にＣｒ
−Ａｕ合金、　　Ａｕ−Ｚｕ金合金どに代表されるＰ型
ＧａＡ嗜Ａｓにオーム性接触し得る合金をメタライズし
て前記した他方の電極８を形成する。

しかるのち、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と　アンモニア（
ＮＨ４０Ｈ）の混合液によりＧａＡｓ基板ＩＯをすべて
除去する（同図ｄ参照）。この場合、アンモニア濃度を
調整することにより、　ＧａＡｓ基板１０のみがきれい
に腐蝕され、　ＧａＡ嗜Ａｓ結晶層１，２は腐蝕されず
に残る。このようＫ　ＧａＡｓ基板ｌＯを除を 去して露出したｎ型Ｇａ　Ａｍ　Ａｓ結晶層１の表面上
において、同図（ｅｌに示すように必要とする発光面３
の１わりにＣｒ−Ａｕ合金などをリング状に形成して電
極７′とする。そして、この電極７′の外周次に、　　
Ａ４！！ｚｏ３の絶縁粉末５を水で泥状にしてそれを腐
蝕みぞ４内に練り込む（同図（ｇｌ参照）。

この充填法としては、このほかに公知の電着法。

沈澱法、印刷法もしくは遠心分離法などがあるせたのち
、有機溶剤に浴かしたポリイミドなどの耐熱性樹脂をＡ
ｅ２０３粉末５上に滴下してその中に含浸させる。その
際、スピンナによりこの半導体結晶全体を回転させ、余
亦なところに付着している耐熱性樹脂を吹き飛ばす。し
かるのち、　　１００−１５０°Ｃ位に加熱してＡｅ２
０３粉末５を耐熱性樹脂により固着する。なお、耐熱性
樹脂の滴下から加熱までを数回繰返せは、かなり深い腐
蝕みぞでもＡゼ２０３粉末をほぼ完全に固着することが
できる。この実施例においては、スピンナにより余分な
耐熱性樹脂を吹き飛ばしているが、実際にはｎ型ＧａＡ
＠Ａｓ結晶層ｌ上に耐熱性樹脂の薄膜６ができる。その
ため、写真蝕刻およびエツチング技術により、中心の発
光面３とその周囲端面の耐熱性樹脂を除去する。この場
合。

際にＡｔ２０３粉末５を固着している耐熱性樹脂も同時
に腐蝕される虞れがあることと、耐熱性樹脂が電気的な
絶縁材料ヤめり電極形成の容易さを考慮すれば、同図（
ｂ）のように耐熱性樹脂からなる薄膜６を残しておいた
方が好ましい。次に。

リング状の電極７′と耐熱性樹脂からなる薄膜６の上Ｋ
Ａｕ−Ｃｒ合金などの電極材料を蒸着１〜で。

前記した一方の電極７を形成する。（同図（ｉ）参照）
。

このようにして製造した発光ダイオードは。

その表面がほぼ同一面となり、しかも発光面および動作
領域を充分狭くできるため１発光効率の良い狭いビーム
の発光ダイオードを得ることができ、また１機械的強度
は充分で製造工程や　　４使用上も簡便となる。

なお、上記実施例では絶縁粉末としてＡ／２ｏ３の例で
説明したが、　　Ａ／２０３以外でも５ｉ０２など非導
電性である金属酸化物の粉末は殆んどの場合適用できる
。昔だ、耐熱性樹脂もポリイミｔ゛の例で説明したが、
ポリアミドなど他の樹脂でも。

写真蝕刻のできる耐熱性樹脂であれば良い。

さらに、上記実施例ではメサ型半導体素子のプレーナ化
で説明したが、前述の如く通常のＩＣで素子間の耐圧を
必要とする場合にも、この発明を適用すれば抜群の効果
が出ることは言う迄もない。特に高温にさらすことを好
１ない化合物半導体装置に於ては効果は著しいものがあ
る。

以上説明したようにこの発明によれば、　　ＩＣの素子
間に高耐圧を必要とし、しかも作業工程上高温処理を７
避けたい場合のアイソレーションに向−Ｌできるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるメサ型発光ダイオー
ドの断面図、第２図（ａｌ〜０１はその製造工程を順に
示した断面図である。 １） １はｎ型ＧａＡ傘Ａｓ結晶層、２はＰ型ＧａＡ番Ａｓ結
晶層、３は発光面、４は腐蝕みぞ、５は絶縁粉末。 ６は耐熱性樹脂の薄膜、７．８１ｄ電極である。 特許出願人　　新日本無線株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に形成された少な（とも一つのｆ）
   　Ｎ接合を有する半導体素子と、該半導体素子のまわり
   に設けられた前記ＰＮ接合を貫通する深さを有する腐蝕
   みぞと、該腐蝕みぞ内に充填された電気絶縁物とを備え
   た半導体装置において。 前記絶縁物は、ポリイミド等からなる耐熱性樹脂により
   結合された絶縁粉末からなることを特徴とする半導体装
   置。 （２、特許請求の範囲（１）において、前記絶縁物は。 その表面が前記半導体素子の表面とほぼ同一平面になる
   ように前記腐蝕みぞ内に充填されていることを特徴とす
   る半導体装置。