JPS5896772A - 半導体構造及び半導体デバイス製造方法 - 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】 （技術背景） 本発明は、半導体デバイスに関し、更に詳細には高レベ
ルのマイクロ波電力で動作し得る半導体デバイスに関す
る。

当該技術分野において周知の如く、各種の高電力装置に
マイクロ波ダイオードを使用することがしばしば必要と
なる。そのような装置に使用する場合、ダイオードは該
ダイオードから熱を引き出すために使用するペデスタル
形ヒートシンクに搭載される。更に、個々のメサ形ダイ
オードの組立において、ウェハを各ダイオードに切断す
る前に、ダイオードを形成するのに使用されるウェハは
裏面全体に厚くメッキしたヒートシンクを設ける。

ダイオードに分割した後、この厚くメッキしたヒートシ
ンクはペデスタル形ヒートシンクに取す付けられる。ペ
デスタル形ヒートシンクの材Ｒがメサ形ダイオードの一
部を形成する厚くメッキしたヒートシンクの材料よりも
熱伝導度が高いときは、ダイオードの熱抵抗を最小にす
るために厚くメッキしたヒートシンクの厚さを最小にす
ることが望ましい。しかし、厚くメッキしたヒートシン
クは、ダイオードがメサ形に形成されてしまった後は、
ウェハに対し構造上完全である必要がある。その理由は
、メサ形状が決まった後はメサ形ダイオードのウェハは
金メッキ・ヒートシンク構造によってのみ支持され、更
にメサ形状確定後にホトリソグラフ工程及び処理工程が
必要となる。従って、ヒートシンクが薄すぎると、メサ
形ダイオードを支持する構造がたわみをおこしたり、曲
ったり、あるいは折れたりして、ホトリングラフ工程や
処理工程で取り扱いが難しくなって歩留りが低下する。

これも当該技術分野で周知であるが、マイクロ波パワー
・ダイオードの組立で危険をはらんだ工程は、ダイオー
ドをマイクロ波パッケージに取り付ける工程及びその後
のダイオードとパッケージ端子との相互接続である。一
般に、前記相互接続はメッキ・ヒートシンクをパッケー
ジにはんだ利けして第１接点とし、メサ形ダイオードの
頂部に前もって取り付けられたワイヤを第２接点として
使用する。前もって取り付けるワイヤは一般にはメサ形
ダイオードの頂部に超音波ボンディングに゛　よって接
着される。しかし、このパッケージ技術はいくつかの欠
点を有し、特にミリ波ダイオードに適用するとき不都合
がある。メサ形ミＩＪ波ダイオードは比較的小さくＸ帯
ダイオードに比較してこわれやすい。これによって、ボ
ンディング操作及びリード・ワイヤを前もって形成する
ことについていくつかの制限がつげられる。その制限と
は、ボンディング力及び超音波電力を最小限に維持する
こと（これはしばしば不充分な接着となる）、メサの頂
部に過度の力がかかったり中心がずれた接着による損傷
を回避するためポンディング器具の直径を小さくしなけ
ればならないこと、リードを予め精度を高く形成するこ
とが困難であること（パッケージに予測し難い弱点を作
る）等であり、これらはデバイスの品質を低下させてし
捷う。更に、リード・ボンディングはコストが高くそし
て時間のかかる工程で高度のボンディング技術を要する
。

捷だ、等価の単一のメサ形ダイオードと等しい全面積を
有する複数のメサ形ダイオードを使用することもしばし
ば必要となる。Ｘ線帯で作動し得る複数のダイオードは
個別にパッケージに取り伺けられる。しかし、ダイオー
ドがマルチメータの波長で動作するように設剖された場
合、これらの大きさは非常に小さいので複数のダイオー
ドをパッケージに個別に取り付けることは困難となる。

（発明の概要） 本発明によれば、複数のメサ形ダイオードであって、各
々が１つの表面に取り付けられた薄くメンキされたヒー
トシンクを含むウニ・・が、複数の開口を有するより厚
い支持構造によって金属化工程の間支持される。その開
口は薄くメッキされたヒートシンクの領域を画定する。

金属化及びその次のダイシング（切断）の後、各ダイオ
ード°Ｃデバイスは比較的薄くメッキされたヒートシン
クを有する。このようにダイオード・デバイスは、より
厚くメッキされたヒートシンクを有するダイオード・デ
バイスよりも低い熱抵抗を有し、この特徴は、ダイオー
ド・デバイスがメッキされたヒートシンクよりも高い熱
伝導度を有する材料上に取り付けられるとき特に望まし
いものとなる。支持構造は、必要な構造的完全性を複数
のメサ・ダイオードに金属化工程の間与える。更に、厚
い支持体に設けられる開口は、ウエノ・を各メサ形ダイ
オード・デバイスにダイス（切断）するとき使用される
ダイシング・マスクを整列するのに使用することができ
る。

本発明によるメサ形ダイオード・デバイスは。

ダイオードの上側表面にホトレジスト層を堆積して形成
される上側電極を有し、ホトレジスト層に複数の開口を
形成してメサ形ダイオードの上側表面と整列させ、ボト
レジスｌ１ｍをメサ形ダイオードの上側表面とほぼ同じ
高さにし、ホトレジスト層に被着材層を形成し、その層
上に導電性拐層を設ける。メサ形ダイオードの上側表面
の直径よりも小さい直径を有する複数の開口が被着層及
び導電材層に形成される。次に、オーバーレイ又はビー
ムリード・パターン等の上側電極パターンを画定する第
２ホトレジスト層が設けられる。電極パターンは次に、
ダイオードの」二側表面に直接的にメッキされ、上側電
極パターンが形成される。そのような構造によって、個
々のメサ形ダイオードを相互接続する電極パターンを上
側表面に有するマルチ・メサ・ダイオードが実現される
。上側電極パターンは、ダイス後のマルチ・メサ・ダイ
オード構造の支持を強化する。パッケージする間、上部
電極パターンは、超音波ボンディングよりも、厚く、幅
広く、そしてがんじように作ることができるリードパタ
ーンを供給し、ダイオードの直列抵抗及びインダクタン
スを下げることができる。

更に、マルチメータの波長で動作し得るマルチ・ダイオ
ード・デバイスが、複数のダイオードを単一デバイスと
して一体に形成されるので容易にパッケージすることが
できる。

本発明によれば、メサ形ダイオードの１つの表面に取り
付けられる薄いヒートシンクと他の表面に取り付けられ
る上側電極とを有するマルチメサダイオード・デバイス
が、半導体材料ウエノｈの表面にヒートシンク層をメッ
キし、該ヒートシンク層゛の選択された部分をマスクし
、マスクされない部分をメッキして厚さを増加させて支
持層を形成することによって与えられる。複数のマルチ
メサダイオードがメッキされたヒートシンク層のマスク
された部分に配置された半導体材料の領域に形成される
。ウニ・・のダイス後、マルチメサ・ダイオードを支持
するために使用される上側電極が、ヒートシンク層及び
メサ形ダイオードの上にホトレジスト層を堆積し、該ホ
トレジスト層に開口を設け、ホトレジスト層の高さをメ
サの頂部に合せ、ホトレジスト層上に金属化層を設け、
金属化層にメサの頂部と整列して小型の開口を複数設け
ることによって与えられる。次に、第２ホトレジスト層
が金属化層の上に設けられ、金属化層の一部、を露出す
るためパターン化される。次に上側電極がポトレジスト
層によって露出した金属化層の一部に直接メッキされる
。ホトレジスト層及び金属化層は除去され、そしてマル
チメサ・ダイオード・デバイスが切り離される。このよ
うに構成することによって、マルチメサ・ダイオード・
デバイスには、−表面に薄いヒートシンクが、他の表面
に頂部電極が与えられる。マルチメサ・ダイオード・デ
バイスの熱伝導の利点は、個々のダイオードに関連する
パッケージ化及び取り扱いの困難性を除去して実現する
ことができる。

（好適実施例の説明） 本発明を以下実施例に従って詳細に説明する。

本発明による薄いヒートシンク層を有する半導体デバイ
スが第１図乃至第４図の等大断面図に示される。第１図
において、基板２５（ここでは導電性ガリウムひ素（Ｇ
ａＡｓ　）　）はエピタキンヤル成長したＧａ、Ａｓの
能動層２４を含む。能動層２４はダイオードをどのよう
に適用するかによって多くの異なるドーピング濃度プロ
ファイルの中から１つを有することができる。ここでは
米国特許第４．１６０，９９２号に記載されるドーピン
グ濃度プロファイルを使用している。第１釜属層２６（
ここでは白金（Ｐｔ））が能動層２４上に１００Ｘ〜２
００Ａの範囲でスパッタされる。第２金属層２８（ここ
ではチタン（Ｔｉ））がその後に白金層２゛６の上に１
０００Ｘ〜２ｏｏＯＸの厚さでスパッタされる。チタン
が適切であるけれども、タングステン、ハフニウム、又
はイ１０の溶けにくい金属を層２８に使用することがで
きる。層２８の上には、１０００Ａ〜２０００にの厚さ
に置導電性の金の層２９が蒸着され、ダイオードの下側
接点を形成する。次に、熱及び電気的に伝導性のヒート
シンク層３０（ここでは＋４さ１〜２ミクロンの金）が
蒸着された金層２９にメッキされる。ホトレジスト層３
】はメッキされた金層３ｏの士に堆積される。

第２図において、ホトレジスト層３１は、周知のホトレ
ジスト技術によって選択された部分がマスクされ、現像
され、そして化学的にエツチングされてホトレジスト・
パターン３２を残し、他はメッキされた金ヒートシンク
層３０の選択された部分である。

第３図において、支持層３６が薄いヒートシンク層３０
のマスクされなかった部分を金でメッキすることによっ
て、１０ミクロンの厚さに形成される。ホトレジスト層
３１の領域３２（第２図）は除去され開口のある支持層
３６となる。ヒートシンク層３０は最初の厚さに維持さ
れるが、支持層３６は充分な厚さに作られウェハ２１に
形成されるダイオードに対し構造的保全を提供する。こ
の点については後述する。ここでは、支持層３６はホト
レジスト・パターン３２（第２図）の領域に対応して形
成された複数の開口３４を有することを説明しておくに
留める。複数の開口３４は薄くメッキされたヒートシン
ク層３０の領域を画定する。

第４図を参照すると、基板２５が所定の厚さ迄薄くされ
、薄くされた基板２５の上部に複数の頂部接点２２が設
けられ、そして複数のメサ形ダイオード２０が薄くされ
た基板２５及び能動層２４から頂部接点２２と白金層２
６との間に形成される。複数の頂部接点２２は薄くされ
た基板２５上にホトレジスト層（図示せ−ｊ’）を堆積
することによって形成される。ホトレジスト層は所定の
位置に周知のホトレジスト技術を使用してマスクされ、
現像されそして化学的にエツチングされて、ホトレジス
ト層（図示せず）に複数の円形開口を残す。

各円形開口（図示せず）は厚い金メツキ支持層３６内の
複数の開口３４の対応するものと正確に一致する。円形
開口（図示せず）は次に金メッキされ前述した頂部接点
２２を形成する。頂部接点２２を開口３４に整列させる
ことがホトレジスト・パターンを円形全接点２２に対し
設けるのに使用した頂部接点マスク（図示せず）の前後
を整列することによって行なわれる。一般的な前面と後
面との整列手順は前述の米国特許第４，１６９，９９２
号に記載されている。被数のメサ・ダイオード２０は頂
部接点２２と白金層２６との間知形成される。メサ・ダ
イオード２ｏは薄い基板２５上のホトレジストに周知の
ホトレジスト技術を使用してパターンを与えることによ
って形成される。メサ・ダイオード２０のパターンを形
成するのに使用されるメサ形成マスク（図示せず）の整
列は前述の米国特許第４，１６９，９９２号に記載され
る前後整列技術によって達成される。マスク整列後に、
メサ・ダイオード２０は、頂部接点層２２と白金層２６
との間の薄い基板２５及び能動層２４の部分を化学的エ
ツチングによって除去して形成される。このように薄く
された基板２５と能動層２４から形成されたメサ・ダイ
オード２０は支持層３６によって支持される。

第５Ａ及び５Ｂ図において、複数のメサ・ダイオード２
０を有するウェハ２１は不反応ワックス４４をメサ・ダ
イオード２０及び全接点２２の間及び周囲に満してウェ
ハ支持体４０上に取り付けられる。ワックスで保護され
たメサ・ダイオード２０と共にウェハ２１は、支持体４
０の上側表面に対して押し付けられる。ホト・レジスト
層はウェハ２１のメッキされた支持層３６上に被着され
る。ダイシング・マスク（図示せず）がウニ・・２１の
メッキされた支持層３６上に用量され、周知のホトレジ
スト技術を使用してホトレジストのダイシング・パター
ンが与えられる。厚くメッキされた支持層３６内の開口
３４はダイシング・マスクを整列するのに使用される。

ダイオード２０は、ホトレジストのダイシング・パター
ン３８内に与えられた領域３９内のウエノ・２１から切
断される。ウェハ２１は前述の米国特許第４，１６０，
９９２号に記載される型のスプレー・エツチング装置に
配置すれる。スプレー・エツチング装置（図示せｔ’）
は、鳩３０，２９．２８及び２６の露出した部分３９を
介して完全にエツチングするエツチング剤（図示せず）
を与えて、ダイオードを厚い支持層３６から分離する。

切断後の個別ダイオードの一例が第５Ｃ図に示され、こ
れらは周知の技術を使用して集められ洗浄される。

第６図を参照すると、ウエノ・１２１は厚くメンキされ
た支持層３６によって与えられる複数の開口３４に対応
してその上に形成される複数の群又は組のメサ形ダイオ
ード４２（メサ・ダイオード４２の各群は単一のメサ・
ダイオードと等価の全、面積を有する）を含む。メサの
決定中にメサ・ダイオードの複数群に対応するホトレジ
スト層にパターンを発生させるためにマスク群（図示せ
ず）が設けられることを除き、ウエノ・１２１はウエノ
・２１と類似の態様で形成される。このマスク群（図示
せず）は前述の米国・特許第４，１６０，９９２号に説
明されている方法で前後がそろえられる。

複数のメサ・ダイオード４２の群は前述の如くｍ部接点
層２２と白金層２６との間の基板２５の部分を化学的に
エツチングして形成される。

第７図を参照すると、ウェハ１２１はスパッタ・エツチ
ング装置（図示せず）に配置され、ダイオード２０によ
ってマスクされない白金の層２６の部分が除去される。

化学的エツチングは、ここではフッ化水素の２％溶液（
２％ＨＦ　：　Ｈ，、Ｏ）が使用され、ダイオード２０
によってマスクされない７１２８の部分が除去される。

この時点でウエノ・１２１は、メサ・ダイオード４２群
の各ダイオード２０の部分を形成する領域を除き、ウニ
・・１２１のメサ・ダイオード側で露出した金属２９を
その捷まにして、白金の層２６とチタンの層２８が除去
される。ウェハ１２１のメサ・ダイオード１則に金を露
出することによって第８図及び第９図に関連して述べる
ダイシング操作において利点がある。

第８図及び第９図を参照Ｊ−ると、ビーム・リード４８
が第１６〜１７図に関連して述べる理由によってメサ・
ダイオード４２の群に取り付けられる。しかし、ここで
はダイシング操作の間及びその後、取り付けられた金メ
ッキ・ビーム・リード４８が個々のメサ・ダイオード２
０に支持を与える処理段階の間、厚くメンキされた支持
層３６が個々のメサ・ダイオード２０を支持するのに使
用される。第８図に示されるように、金がウエノ・１２
１の上側衣面上に露出される。ワックス４５の層がウェ
ハ１２１の底側上に設けられ、金メッキされた支持層３
６の開口３４に完全に満される。

ウェハ１２１及びワックス層４５はウェハ支持体４１に
よって支持される。金がウェハ１２１の両側に露出され
るので、下方に取り付けられたメツキ・ヒートシンクと
共にウニノーのメサ・ダイオード側からエツチングされ
るように金エツチング溶液が使用される。ここでは、ウ
ェハ１２１は周知のエツチング剤から表に出ている状態
で槽（図示せず）に配置される。エツチング剤はウニノ
１１２１のメサ側上を流れるが、マルチ・メサ・ダイオ
ード・デバイス１２０の頂部以下で、エツチング剤はビ
ーム・リード４８に触れない。この技術はダイシング処
理中メサ形ダイオード２０それ自体をマスクとして使用
する。厚く金メッキされた支持層３６の開口３４内のメ
サ・ダイオード側に露出された金層２９　、３　（ｌは
他の露出した金の領域よりも薄いので、開口３４に被着
された層２９゜３０内の金の部分は、ダイオード群４２
の他の金の部分が第９図に示すように各デバイス１２０
に４つのダイオード群又は組を形成するのを妨げられる
前に、エツチングされる。

第１０図において、ウェハ１２１′は本発明の他の実施
例に従って処理される。第１０図に示すウェハ１２１′
は第７図に示すウニノ・１２１と同等の処理段階にある
が、ウェハ１２１′には第１の厚いホトレジスト層６０
が設けられている。メサ頂部接点２２と整列された複数
の開口６６は周知のホトレジスト技術を使用してホトレ
ジスト６０に形成され、頂部接点２２を露出する。ホト
レジスト層６０は制御光露出又は機械的ラッピング等の
周知技術によって頂部接点２２と同一の高さにされる。

ここで第１１図を参照すると、被着剤層６２（ここでは
、２００λのチタン）がウェハ１２１′の頂部にスパッ
タされる。この被着層６２として、他の金属、例えばモ
リブデン、ニッケル、ニッケルークロムや池の金属性の
ものを便用することができる。導電層６４（ここでは金
の２００大の厚さの層）がチタンの被着層６２の上にス
パッタされる。この導電層６４として他の導電性金属１
例えば白金、銀及び銅を使用することができる。しかし
、好適な組合せは、チタン−金である。それは、この組
合せが実質的に合金とならず、被着が減退することがな
いからである。被着層６２はホトレジスト６０中に形成
される開口６６（第１０図）内でスパッタされる。被着
層６２は各ダイオード群４２の各ダイオード２０（第１
０図）を相互接続する接触層を与える。

第１２図において、ウェハ１２１′には第２のホトレジ
スト層６８が設けられる。ホトレジスト層６８は周知の
ホトレジスト技術を使用して選択した部分がマスクされ
、現像され、そしてエツチングされて、ダイオードの頂
部接点２２と整列する複数の小型円形開口６７がホトレ
ジスト層６８に作られる。

第１３図を参照すると、ホトレジスト層６８内に形成さ
れた各開口６７内で第１層６２及び第２Ｆ＊　６４が選
択的に除去される。複数の開口６９はこのように層６２
及び６４内に形成される。開口６９はメサ・ダイオード
の頂部接点２２よりも小さいので、第１層６２及び第２
層６４の薄い層はメサ・ダイオードの接点２２の端部に
付着する部分が残っている。この段階でのウェハ１２１
′には、第１５図に示すようなオーバーレイ又は第１７
図に示すようなビームリード等の複数の頂部電極接点の
いずれかを設けることができる。金オーバーレイ・パタ
ーン（第１５図）又はビームリード・パターン（第１７
図）についての選択はメサ・ダイオードの物理的大きさ
によって主に決定される。例えば、Ｘ帯４メサ・ダイオ
ードは、メサがミリ波メサに比較して大きく、ビームリ
ード相互接続を使用することは実用的でない。この理由
は、　ＧａＡｓ等の半絶縁材の所定のウェハ上には、メ
サ・ダイオードの大きさに対し比較的長いビームリード
のためＸ帯ダイオードについてほとんどビームリードを
製造することができないからである。ここでは、金オー
バーレイ構造が４メザＸ帯ダイオードを相互接続するた
め利用され、より有効な相互接続が可能となり、ウェハ
１２１′の面積を有効に利用することができる。しかし
、Ｘ帯メサ・ダイオードに比較して比較的小さいメサを
有するミリ波４メサ・ダイオードに対して、密度の高い
ビームリードのパターンがメサ・ダイオードにメッキさ
れてメサ・ダイオードの相互接続が行なわれる。ビーム
リード・ダイオードの組立ては第１６及び１７図に関連
して説明−１−る。

第１４及び１５図を参照すると、本発明によるメサ・ダ
イオード群４２の各メサ・ダイオード２０を相互接続す
るためのオーバーレイ７０（第１５図）の組立てが示さ
れる。最初に第１４図を参照すると、第１３図に示した
ものと同じ組立段階のウェハ１２１′にホトレジスト層
７１が設けられる。ホトレジスト層７１は第２層６４上
に被着され、周知のホトレジスト技術を使用して選択し
た位置をマスクし、現像し、エツチングして複数の開ロ
ア２を形成する。

第１５図を参照すると、金オーバーレイ７０は１刑ロア
２によって露出された］ｌ１ｉｉ域内で４ミクロンの厚
さにメッキされる。これらのオーツく−レイ７０は複数
のダイオード群４２の各々において各ダイオード２０を
相互接続する。更にオーツく−レイは、ダイシングの後
、ダイオード群４２の各ダイオード２０を支持する。オ
ーツζ−レイ・ノ々ター７７０は所望の厚さにメッキす
ることができるが、典型的には４乃至１０ミクロンの範
囲にされる。

チタン層６２をメッキした後、金属６４、厚いホトレジ
スト層６０及びホトレジスト・パターン７２が周知の手
段でウェハから除去される。ウェハ１２１′の両側に金
が露出されるので、金エツチング溶液はウェハ１２１′
のメサ・ダイオード側からエツチングするのに使用され
る。第８図について述べた液面上に突出した状轢でエツ
チングする技術がウェハ１２】′をダイスするのに使用
される。

このように、金オーバーレイ７０によって相互接続され
る４メサ・ダイオードは、ダイス操作中マスクとして使
用される。厚メツキ支持層３６の開口３４の頭域内で露
出された金は他の露出した全領域よりも薄いので、開口
３４の領域の金はメサ・ダイオード群４２又は金オーバ
ーレイ７０の曲の全領域がいちじるしく妨害される前に
エツチングされ、４つのダイオード・デバイスが形成さ
れる（そのうちの１つの例が第１５Ａ図のデバイス５０
で示される）。

メッキされたビームリード８０を有するメサ・ダイオー
ドの組立てについて第１６図及び第１７図を用いて説明
する。最初に第１６図において、第１３図に示すものと
同じ段階のウニノ・２１′＆ま、複数のダイオード素子
２０を含む。ウニノ＼２１′にはホトレジストの第２層
８２が設けられる。このホトレジスト層８２は第２層６
４の上に被着され、周知のホトレジスト技術を使用して
選択した位置をマスクし、現像し、エツチングしてビー
ム１ノードのためのパターン８４を形成する。

第１７図を参照すると、ビームリード・ノぐターン８４
がホトレジスト４Ｓ２内に露出した部分においてダイオ
ード２０にメッキされる。ビームリード・パターンは所
望の厚さにメンキすること力；できるが、典型的には４
乃至１０ミクロンの範囲である。ホトレジスＨ１２，チ
タン層６２、金＠６４及び厚いホトレジスト層６０が周
知・Ｄ技術を使用して除去され、メッキされたビームＩ
Ｊ　−）’４８を有するメサ・ダイオード２０が残る。

金力；ウェハ２１′の両（μ１１に露出されるので、金
エツチング溶液は第８図について前述したようにウニノ
・２１′のメサ・ダイオード１則からエツチングされる
ように使用され、ダイオードを個々のデノくイス５２（
その−例をデバイス５２として；３Ｈ７ｈ図に示す）に
分離する。

また、オーバーレイ７０又はビームリード４８はウェハ
がダイスされてしまった後でダイオード上に形成するこ
とも可能である（第８図についての説明参照）。この場
合、第１５及び１７図に示すように、ダイスされたウニ
ノ・はまだウニノ＼支持体４１及び支持層３６の開口３
４に満されたワックス層４５によって支持される。次に
、ビームリード又はオーバーレイ相互接続ノ（ターンが
前述の如く形成され、メッキされた相互接続を有するダ
イオードが次にワックス層４５から取り出される。

これによって、相互接続）；ターンがウニノ・・ダイス
工程中に現われないので相互接続構造がダイス操作に使
用されるエツチング剤にさらされない。

第１８図を参照すると、ぎっしりノ々ツクされたビーム
リード・パターン８４（これはウニノ・全体に直接メッ
キすることができる）は複数のメサ・ダイオードを提供
することができる。この・々ターンは単一メサ又はマル
チ・メサ・ダイオードを相互接続するために用いること
も可能である。

再び第８，９図を参照すると、メッキされたビームリー
ドを有するビームリード４メサ・ダイオード１２０は、
マルチ・メサ・マスクを使用することを除き、ダイオー
ド・メサを画定するためにメッキされたビームリードを
有する学−メサ・ダイオード・デバイス５２と同様のＭ
Ｗで形成される。第１８図に示すビームリード・ノζタ
ーンは、マルチ・メサ・ダイオードに対して、ホトレジ
スｉ・内にビームリードのパターンを与えるために使用
することができる。

第１９図を参照すると、メッキされたヒ゛−ムリードを
有する単一メサ・ダイオード・テノくイス５２がパッケ
ージ１０内に取りつけられる。ノぐツケージ１０は、パ
ッケージ・マウントのため周知のスタブ支持体１８（こ
こではネジ・スロット１９を有する銅）を含む。スタブ
支Ｉ４体１８は金メッキ・ダイヤモンドから成るペデス
タル１６を支］寺する。ダイヤモンド・ペデスタル１６
上の金メッキの厚さは２ミクロンである。その他に、ペ
デスタル１６はスタブ支持体１８内に埋め込んでもよく
、あるいはスタブ支持体１８から形成してもよい。導電
リング１７（ここでは金メツキ鋼）は絶縁リング・スペ
ーサ１４によっでスタブ１８から離間される。絶縁リン
グ・スペーサ１４は、ここではセラミックであるが、水
晶や曲の適当な絶縁材を使用することができる。ダイオ
ード２０のメッキされたヒートシンク側は、熱圧縮ボン
ドによってペデスタル１６に取り付けられる。ダイオー
ド８８をペデスタル１６に取り付けることによって、ビ
ームリード４８が上方に曲がり導電リング１７の端部に
向って上方に伸びる。熱圧縮ボンドはここではビームリ
ードの各々を導電リング１７に接着するのに使用される
。次に導電リッド１９がパッケージ１０に更に支持を加
えるために用いられる。リッド１９（ここでは金メッキ
銅）は導電リング１７に熱圧縮ボンドで接着され、リン
グ１７とリード１９との間にノ・−メチツク・シールを
形成する。この構造によって、延在したビームリード４
８を頂部電極として有するダイオ−ドラ含むパンケージ
１０が出来、この電極が、メッキしたリード上に熱圧縮
ボンドを使用して、リードをダイオード・メサ自体に接
着することなく、導電リング１７に接着される。ダイオ
ード・ノぐツケージ１０は他のダイオード・ノ々ツケー
ジよりも寄生容量及び寄生インダクタンスを低くしてダ
イオードの電気的特性を向上させる必要がある。

ここで、第２０図を参照すると、オーツく−レイ・パタ
ーンによって相互接続されるマルチ・メサ・ダイオード
・デバイス５０はダイオード・ノ々ツケージ９０内のパ
ンケージである。ノζツケージ９０は、ネジ・スロット
１９を有スる銅から成る周知のスタブ支持体１８を含む
。スタブ支持体１８は金メッキされたダイヤモンドから
成るペデスタル１６を支持する。その他、ペデスタル１
６はスタブ支持体１８に埋め込むことができ、あるいは
、スタブ支持体１８から形成することもできる。導電性
フランジ１３（ここでは金メッキされた銅）は、絶縁セ
ラミック・リング・スペーサ１４によってスタブ１８か
ら離間される。絶縁リング・スペーサはここではセラミ
ックであるが、水晶又は他の適当な絶縁材を使用するこ
とができる。マルチ・メサ・ダイオード・デバイス５０
のメッキされたヒートシンク側は熱圧縮ボンドによって
ペデスタル１６に取り付けられる。次に、金リボン・ス
トリップ１５が導電フランジ１３及びオーバーレイ７０
に熱圧縮ボンドで接着される。導電リッド１９はパッケ
ージ１０に更に支持を加えるために用いられる。リッド
１９（ここでは金メッキされた銅）は導電性フランジ１
３に熱圧縮ボンドによって接続され、フランジ１３とリ
ッド１９との間にハーメチック・７−ルを形成する。

以上、本発明を実施例に従って説明したが、本発明の範
囲内において他の多くの変更が可能であることは当業者
には明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は、本発明による薄
いヒートシンク層を有する単一メサ形ダィオードの構成
ステップを示す断面図である。 第５Ａ図は、第１乃至４図に示すヒートシンク層を有す
るダイオードのウェハのダイス操作を説明する断面図で
ある。 第５Ｂ図は、ダイス・ステップに使用されるホトレジス
ト・パターンを示す第５Ａ図の断面を示す平面図である
。 第５Ｃ図は、本発明によるヒートシンクを有するメサ形
ダイオードの断面図である。 第６図、第７図及び第８図は、薄いヒートシンク層及び
ビームリードを有するマルチメサ・ダイオード・デバイ
スの構成ステップを示す一部破断図である。 第９図は、薄いヒートシンク層及びビームリードを有す
る第６乃至８図に従って構成したマルチメサ・ダイオー
ド・デバイスを示す。 第１０図は、本発明に従って相互接続パターンを組ヴる
のに使用される第１ホトレジスト層と第７図のダイオー
ド群とを示す一部破断図である。 第１１図、第１２図及び第１３図は相互接続パターンの
構成ステップを示す断面図である。 第１４図及び第１５図は、第１３図て示す段階のウェハ
上にオーバーレイを構成するステップを示す一部破断図
である。 第１５Ａ図は、オーバーレイによって相互接続された複
数のダイオードを示す。 第１６図及び第１７図は、単一メサ・ダイオード・デバ
イスのためのビームリードの構成ステップを示す一部破
断図である。 第１７Ａ図はビームリード・パターンを有するダイオー
ド・デバイスを示す。 第１８図はインターデジット形ビームリードの平面図で
ある。 第１９図は、セラミック・リング・パッケージに取り付
けられた薄いヒートシンク層及びビームリードを有する
単一メサ・ダイオード・デバイスの断面図である。 第２０図は、セラミック・リング・パッケージに取り付
けられた薄いヒートシンク及びオーバーレイを有するマ
ルチメサ・ダイオード・デバイスの断面図である。 （符号説明） ２（）：メサ形ダイオード　２１：ウェハ２２：頂部接
点　２４：能動層　２５：基板２６：白金層　２８：チ
タン層 ３０：ヒートシンク　３１．３２：ホトレジスト層３４
：開口　３６：支持層 特許出願人　レイセオン・カンパニー （外４名） ２１） ＦＩＧ２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）複数の開口を有する支持層と、 前記支持層上に配置された熱伝導性層と、前記熱伝導性
   層上に配置される複数の半導体素子であって、該素子の
   少なくとも１つが前記複数の開口の対応する１つと整列
   されるものと、 から構成される半導体構造。 （２）各々が前記素子の少なくとも１つに結合される複
   数の電極を有する特許請求の範囲第１項記載の半導体構
   造。 （３）　　メサ形ダイオードと、 該メサ形ダイオード上に配置された１乃至２ミクロンの
   、厚さの熱伝導材と、 から成る半導体デバイス。 （４）複数のメサ形ダイオードと、 前記メサ形ダイオードの各々に配置された１乃至２ミク
   ロンの厚さの熱伝導材と、から成る半導体デバイス。 （５）複数の半導体素子と、 複数の開口を有する支持層と、 前記支持層と複数の半導体デバイスとの間に結合される
   熱伝導層であって、前記半導体デバイスの少なくとも１
   つが前記支持層の中の開口の１つと対向する熱伝導層の
   複数の領域の各々において前記熱伝導層に結合されるも
   のと、 から成る半導体デバイス。 （６）複数の半導体素子と、 複数の開口を有する支持層と、 前記支持層と複数の半導体素子との間に配置された熱伝
   導層と、 から成り、前記熱伝導層の部分が前記開口と前記複数の
   半導体素子の少なくとも１つとの間に配置される半導体
   デバイス。 （７）熱伝導層と、 該熱伝導層の一部に配置された複数の半導体素子群と、 各々が半導体素子群の対応するものと結合される複数の
   電極と、 から成る半導体デバイス。 （８）支持層と、 該支持層の上に配置された熱伝導層と、前記支持層の上
   に配置された半導体素子の複数の群と、 各々が前記半導体素子群の対応するものと結合される複
   数の頂部電極と、 から成る半導体デバイス。 （９）半導体に所定の厚さの熱伝導性材料をメンキし、 前記メッキした熱伝導性材料に該材料の一部を無用して
   マスクを形成し、 前記嬉出した熱伝導性材料の一部に支持材料層を第２の
   所定厚さで被着し、 前記半導体中に離間した複数の半導体系子を形成し、そ
   の少なくとも１つがマスクされた前記熱伝導性材料の領
   域の１つに形成され、前記半導体素子を支持拐料から分
   離する、ステップから構成される半導体デバイス形成方
   法。 （１０）　　ウェハに形成された複数の半導体デバイス
   を有するウェハ上にマスク材の第１層を堆積し、 各々が前記半導体デバイスの頂部と整列する複数の開口
   を前記第１層に形成し、 前記第１層上に被着層を堆積し、 前記被着層上に導電層を堆積し、 前記半導体デバイスの頂部に整列した被着層及び導電層
   に複数の小型の開口を形成し、前記導電層上に電極パタ
   ーンを画定するマスク材の第２層を堆積し、 前記小型の開口と前記マスク材によって画定されたパタ
   ーン内をメッキする、 ステップから構成される半導体デバイスの頂部電極を形
   成する方法。 旧）複数の半導体デバイス上に第１のホトレジスト層を
   堆積し、 該ホトレジスト層に複数の開口を形成し、各開口が各メ
   サ・ダイオードの対応する頂部に整列し、 前記ホトレジスト層がメサの頂部と高さが等しくなるよ
   うにホトレジスト層の高さを調整し、 前記ホトレジスト層上に被着層を堆積し、該被着層上に
   導電層を堆積し、 前記被着層と導電層に複数の開口を形成し、各開口が対
   応するメサの頂部よりも小さくそしてそれと整列させら
   れ、 前記導電層上に第２のホトレジスト層を堆積し、 ホトレジスト層の選択した部分をエツチングしてビーム
   リード・パターンを画定し、ホトレジストによって画定
   されたビームリード・パターン内を導電性金属でメッキ
   する、ステップから構成される半導体デバイス上にビー
   ムリードを形成する方法。 （１２１１つの表面上に半導体素子群を相互接続する電
   極パターンを有する半導体デバイスを形成する方法であ
   って、 複数の半導体デバイス群上に第１のホトレジスト層を堆
   積し、 各々が半導体デバイスの対応するものと整列する複数の
   開口をホトレジスト層に形成し、前記第１のホトレジス
   ト層上に被着層を堆積し、 前記被着層上に導電層を堆積し、 前記導電層上に各々が前記デバイス群の各々に対応する
   複数の頂部電極パターンを画定する第２のホトレジスト
   層を堆積し、 前記ホトレジスト頂部電極パターン内を導電性金属でメ
   ッキする、 ステップから構成される方法。 （１３）　　ヒートシンク及び電極パターンを有する半
   導体デバイスを形成する方法であって、半導体の第１表
   面上に熱伝導性材を所定の厚さでメッキし、 メッキした材料上に複数のホトレジスト領域を形成し、 第２の材料の第２層を所定の厚さでメッキし、該第２層
   がホトレジスト領域でカバーされない領域に堆積されて
   第２層に複数の開口部を形成し、 半導体材料から成る基板に複数の半導体デバイスを形成
   し、該半導体デバイスの少なくとも１つが前記第２層中
   に形成された開口上に配置された各領吠内で半導体材料
   から形成され、 前記半導体材料上に第１のホトレジスト層を堆積し、 前記第１のホトレジスト層に各々が半導体デバイスの対
   応するものに整列する複数の開口を形成し、 前記第１ホトレジスト層」二及び該ホトレジスト層中に
   形成される開口に被着層を堆積し、前記被着層上に導電
   層を堆積し、 前記導電層上に相互接続パターンを画定する第２のホト
   レジスト層を堆積し、 前記ホトレジスト相互接続パターン内を導電性金属でメ
   ッキする、 ステップから構成される方法。