特許 5775809 半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5775809

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/329 20060101AFI20150820BHJP

   H01L 29/868 20060101ALI20150820BHJP

   H01L 29/861 20060101ALI20150820BHJP

   H01L 21/225 20060101ALI20150820BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   H01L29/91 B

   H01L29/91 D

   H01L21/225 S

   H01L21/02 C

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-279763(P2011-279763)

(22)【出願日】2011年12月21日

(65)【公開番号】特開2013-131611(P2013-131611A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2014年8月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(74)【代理人】

【識別番号】100138759

【弁理士】

【氏名又は名称】大房 直樹

(72)【発明者】

【氏名】柳橋 稔子

【審査官】 工藤 一光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１９４０１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２１／０２

Ｈ０１Ｌ２１／７８−２１／７８６

Ｈ０１Ｌ２９／８６１−２９／８８５

Ｈ０１Ｌ２９／７８−２９／７９２

Ｃ３０Ｂ３１／００−３１／２２

Ｃ３０Ｂ３３／００−３３／１２

Ｃ３０Ｂ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不純物供給源層を挟んで２枚のウェーハを積層してなる積層体であって、前記不純物供給源層を介して前記２枚のウェーハを熔着させた構造を有する積層体を準備する工程と、
前記積層体をなす前記２枚のウェーハの各主面に対し加工処理を施す工程と、
前記加工処理が施された前記２枚のウェーハを剥離する工程と
を含む半導体装置の製造方法。

【請求項2】

前記２枚のウェーハの各主面に対して加工処理を施す工程は、
メサ溝用のパターンが形成された酸化膜をマスクとして前記２枚のウェーハの各主面にメサ溝を形成する工程と、
前記メサ溝を覆うパッシベーションを形成する工程と
を含む請求項１記載の半導体装置の製造方法。

【請求項3】

前記２枚のウェーハを剥離する工程は、
前記不純物供給源層による熔着層と共に前記酸化膜を除去する工程を含む請求項２記載の半導体装置の製造方法。

【請求項4】

前記２枚のウェーハを剥離する工程の後に、
前記剥離された各ウェーハの両面に電極を形成する工程と、
前記電極が形成された各ウェーハを前記メサ溝に沿って複数のチップに分割する工程と を更に含む請求項２または３の何れか１項記載の半導体装置の製造方法。

【請求項5】

前記積層体を準備する工程は、
前記２枚のウェーハを含む複数枚のウェーハの両面に酸化膜を形成する工程と、
前記複数枚のウェーハの片面から前記酸化膜を除去する工程と、
前記酸化膜が除去された面で前記不純物供給源層を挟んで前記複数枚のウェーハを積層し、前記積層された複数枚のウェーハを焼成することにより、前記不純物供給源層を挟む２枚のウェーハを熔着させると共に前記複数枚のウェーハに前記不純物供給源層に含まれる不純物を拡散させる工程と、
前記酸化膜が存置された面で前記複数枚のウェーハを分離させて前記積層体を得る工程と
を含む請求項１ないし４の何れか１項記載の半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記積層体を準備する工程は、
前記２枚のウェーハを含む複数枚のウェーハ間に第１不純物供給源層と前記不純物供給源層としての第２不純物供給源層とを交互に挟んで前記複数枚のウェーハを積層し、前記積層された複数枚のウェーハを焼成することにより、前記第２不純物供給源層を挟む２枚のウェーハを熔着させると共に前記複数枚のウェーハに前記第１及び第２不純物供給源層に含まれる各不純物を拡散させる工程と、
前記第１不純物供給源層が位置する面で前記複数枚のウェーハを分離させ、前記第２不純物供給源層を挟んで熔着された２枚のウェーハを得る工程と、
前記熔着された２枚のウェーハから前記第１不純物供給源層による熔着層を除去して前記積層体を得る工程と
を含む請求項１から４の何れか１項記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

メサ構造を有する半導体装置として、メサ型ダイオード素子が知られている。従来、この種の半導体装置を製造する場合、不純物供給源層を挟んで複数枚のウェーハを積層し、この積層されたウェーハを焼成することにより各ウェーハに不純物を熱拡散させる。そして、不純物を拡散させた後、１枚ずつのウェーハに分離して次工程を実施していた（特許文献１参照）。

【0003】

図９および図１０を参照して、メサ型ダイオード素子の製造工程を説明する。
図９の工程（Ａ）に示すように、リン等のドナーを含む不純物供給源層１と、ボロン等のアクセプタを含む不純物供給源層２とを交互に挟んで複数枚のウェーハＷを積層する。このように複数枚のウェーハＷを積層した状態で焼成することにより、不純物供給源層１及び不純物供給源層２に含まれる各不純物を各ウェーハＷに拡散させる。これにより、後述する図９の工程（Ｂ）に示すように、各ウェーハの一面側には、不純物供給源層１からのドナーが拡散されたｎ型拡散層１１が形成され、他面側には、不純物供給源層２からのアクセプタが拡散されたｐ型拡散層２１が形成される。また、このときの焼成により、各ウェーハＷは不純物供給源層１または不純物供給源層２を介して熔着される。

【0004】

続いて、上述の積層された複数枚のウェーハＷを不純物供給源層１による熔着層で分離することにより、図９の工程（Ｂ）に示すように、不純物供給源層２を介して熔着された２枚のウェーハＷを得る。なお、図９の工程（Ｂ）では、例示的に、不純物供給源層２を挟んで熔着された２枚のウェーハを示しているが、このようなウェーハの組が複数得られる。

【0005】

続いて、図９の工程（Ｃ）に示すように、フッ酸処理により、不純物供給源層１による熔着層と不純物供給源層２による熔着層を除去する。これにより、一面にｎ型拡散層１１が形成されると共に他面にｐ型拡散層２１が形成された１枚のウェーハＷを得る。

【0006】

続いて、図９の工程（Ｄ）に示すように、１枚のウェーハＷの両面に酸化膜３を形成する。そして、図１０の工程（Ｅ）に示すように、酸化膜３上にフォトレジスト４を塗布し、このフォトレジスト４にメサ溝のパターンを露光する。このメサ溝のパターンが形成されたフォトレジスト４をマスクとして酸化膜エッチングを行い、これにより、酸化膜３にメサ溝のパターンを形成する。そして、図９の工程（Ｆ）に示すように、ウェーハＷの裏面に裏面レジスト保護層５を形成する。

【0007】

続いて、図１０の工程（Ｇ）に示すように、メサ溝のパターンが形成された酸化膜３およびフォトレジスト４をマスクとして、エッチング等によりウェーハＷの主面にメサ溝６を形成する。そして、図１０の工程（Ｈ）に示すように、フォトレジスト４を除去した後、メサ溝６を覆うようにパッシベーション７を形成する。そして、図１０の工程（Ｉ）に示すように、酸化膜３を除去し、図１０の工程（Ｊ）に示すように、ウェーハＷの両面に電極８を形成する。最後に、図１０（Ｋ）に示すように、メサ溝６に沿ってウェーハＷを複数のチップに分割することにより、メサ型ダイオード素子を得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００９−１９４０１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、近年、ウェーハの薄厚化や大口径化により、製造工程においてウェーハの割れが生じやすくなっている。上述したメサ型ダイオード素子の製造方法によれば、メサ溝６での機械的強度が低下するため、ウェーハの割れが生じ易くなるという問題があった。

【0010】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造工程数の増加を招くことなく、各製造工程でのウェーハの割れを抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明による半導体装置の製造方法は、不純物供給源層を挟んで２枚のウェーハを積層してなる積層体であって、前記不純物供給源層を介して前記２枚のウェーハを熔着させた構造を有する積層体を準備する工程と、前記積層体をなす前記２枚のウェーハの各主面に対し加工処理を施す工程と、前記加工処理が施された前記２枚のウェーハを剥離する工程とを含む半導体装置の製造方法の構成を有する。

【0012】

上記半導体装置の製造方法において、例えば、前記２枚のウェーハの各主面に対して加工処理を施す工程は、メサ溝用のパターンが形成された酸化膜をマスクとして前記２枚のウェーハの各主面にメサ溝を形成する工程と、前記メサ溝を覆うパッシベーションを形成する工程とを含む。

【0013】

上記半導体装置の製造方法において、例えば、前記２枚のウェーハを剥離する工程は、前記不純物供給源層による熔着層と共に前記酸化膜を除去する工程を含む。
上記半導体装置の製造方法において、例えば、前記２枚のウェーハを剥離する工程の後に、前記剥離された各ウェーハの両面に電極を形成する工程と、前記電極が形成された各ウェーハを前記メサ溝に沿って複数のチップに分割する工程とを更に含む。

【0014】

上記半導体装置の製造方法において、例えば、前記積層体を準備する工程は、前記２枚のウェーハを含む複数枚のウェーハの両面に酸化膜を形成する工程と、前記複数枚のウェーハの片面から前記酸化膜を除去する工程と、前記酸化膜が除去された面で前記不純物供給源層を挟んで前記複数枚のウェーハを積層し、前記積層された複数枚のウェーハを焼成することにより、前記不純物供給源層を挟む２枚のウェーハを熔着させると共に前記複数枚のウェーハに前記不純物供給源層に含まれる不純物を拡散させる工程と、前記酸化膜が存置された面で前記複数枚のウェーハを分離させて前記積層体を得る工程とを含む。

【0015】

上記半導体装置の製造方法において、例えば、前記積層体を準備する工程は、前記２枚のウェーハを含む複数枚のウェーハ間に第１不純物供給源層と前記不純物供給源層としての第２不純物供給源層とを交互に挟んで前記複数枚のウェーハを積層し、前記積層された複数枚のウェーハを焼成することにより、前記第２不純物供給源層を挟む２枚のウェーハを熔着させると共に前記複数枚のウェーハに前記第１及び第２不純物供給源層に含まれる各不純物を拡散させる工程と、前記第１不純物供給源層が位置する面で前記複数枚のウェーハを分離させ、前記第２不純物供給源層を挟んで熔着された２枚のウェーハを得る工程と、前記熔着された２枚のウェーハから前記第１不純物供給源層による熔着層を除去して前記積層体を得る工程とを含む。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、半導体装置の製造工程におけるウェーハの機械的強度を改善することができる。従って、各製造工程でのウェーハの割れを防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を説明するためのフロー図である。

【図2】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法における工程（Ａ）〜（Ｄ）を説明するための半導体装置の断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法における工程（Ｅ）〜（Ｇ）を説明するための半導体装置の断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法における工程（Ｈ）〜（Ｊ）を説明するための半導体装置の断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を説明するためのフロー図である。

【図6】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法における工程（Ａ）〜（Ｃ）を説明するための半導体装置の断面図である。

【図7】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法における工程（Ｄ）〜（Ｇ）を説明するための半導体装置の断面図である。

【図8】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法における工程（Ｈ）〜（Ｊ）を説明するための半導体装置の断面図である。

【図9】従来技術によるメサ型ダイオード素子の製造方法における工程（Ａ）〜（Ｄ）を説明するための半導体装置の断面図である。

【図10】従来技術によるメサ型ダイオード素子の製造方法における工程（Ｅ）〜（Ｋ）を説明するための半導体装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら、メサ型ダイオード素子を例として、本発明による半導体装置の製造方法の実施形態を説明する。

【0020】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法について、図１に示すフローに沿って、図２から図４に示す工程図を参照しながら説明する。

【0021】

第１実施形態による半導体装置の製造方法は、チップの片面に不純物の拡散層が形成されたデバイス構造を有するメサ型ダイオード素子の製造方法である。
なお、図１において、ステップＳ１１Ａ，Ｓ１１Ｂ，Ｓ１１Ｃ，Ｓ１１ＤはステップＳ１１の詳細な工程を示し、ステップＳ１２Ａ，Ｓ１２Ｂ，Ｓ１２Ｃは、ステップＳ１２の詳細な工程を示している。
なお、第１実施形態では、チップの一面（片面）のみに不純物の拡散層を形成した構造を例とするが、この例に限定されることなく、チップの他面にも拡散層を形成するようにしてもよい。このようにチップの一面と他面にそれぞれ拡散層を形成すれば、ｐ型不純物およびｎ型不純物の拡散層の深さを任意に設定することが可能になる。

【0022】

最初に、不純物供給源層を挟んで２枚のウェーハを積層してなる積層体を準備する（ステップＳ１１）。

【0023】

詳細に説明すると、この積層体をなす２枚のウェーハを含む複数枚のｎ型のウェーハＷを準備し、図２の工程（Ａ）に示すように、積層体となる各ウェーハＷの両面に酸化膜１１０を形成する（ステップＳ１１Ａ）。この酸化膜１１０は、例えばウェーハを所定条件で熱処理することにより形成される。そして、図２の工程（Ｂ）に示すように、各ウェーハＷの片面から酸化膜１１０を除去する（ステップＳ１１Ｂ）。

【0024】

続いて、図２の工程（Ｃ）に示すように、酸化膜１１０が除去された面で不純物供給源層１２０を挟むようにして複数枚のウェーハＷを積層する。本実施形態では、不純物供給源層１２０はボロン等のアクセプタを不純物として含む。積層された複数枚のウェーハＷのうち、隣り合う２枚のウェーハＷの境界に着目すれば、不純物供給源層１２０が存在する面と、酸化膜１１０同士が接する面が存在する。

【0025】

続いて、上述の積層された複数枚のウェーハＷを所定条件で焼成することにより、不純物供給源層１２０を挟む２枚のウェーハを熔着させると共に、複数枚のウェーハＷのそれぞれに、不純物供給源層１２０に含まれる不純物（ボロン等のアクセプタ）を拡散させる（ステップＳ１１Ｃ）。これにより、後述する図２の工程（Ｄ）に示すように、不純物供給源層１２０に接する２枚のウェーハＷの各面にｐ型の拡散層１２１が形成される。

【0026】

続いて、酸化膜１１０が形成されている面で複数枚のウェーハＷを分離させる（ステップＳ１１Ｄ）。即ち、上述の図２の工程（Ｃ）に示す酸化膜１１０同士が接する面でウェーハＷを分離させる。これにより、図２の工程（Ｄ）に示すように、不純物供給源層１２０を挟んで２枚のウェーハＷを積層してなる積層体Ｌを得る。この積層体Ｌは、不純物供給源層１２０を介して２枚のウェーハＷを熔着させた構造を有する。換言すれば、積層体Ｌは、不純物供給源層１２０を介して２枚のウェーハＷを貼り合わせて一体化した構造を有する。このため、各ウェーハＷが相互に強度を補完し合い、１枚のウェーハＷに比較して、積層体Ｌをなす各ウェーハＷの機械的強度が高くなる。

【0027】

次に、上述のようにして準備した積層体Ｌをなす２枚のウェーハＷの各主面に、フォトリソグラフィ法を用いて、メサ溝とパッシベーションを形成するための加工処理を施す（ステップＳ１２）。

【0028】

詳細には、図３の工程（Ｅ）に示すように、上述の積層体ＬをなすウェーハＷの片面に存置されている酸化膜１１０上にフォトレジスト１３０を塗布し、このフォトレジスト１３０上にメサ溝のパターンを露光する。そして、このメサ溝のパターンが露光されたフォトレジスト１３０をマスクとして酸化膜１１０をエッチングすることにより、酸化膜１１０にメサ溝のパターンを形成する（ステップＳ１２Ａ）。

【0029】

続いて、図３の工程（Ｆ）に示すように、メサ溝のパターンが形成された酸化膜１１０およびフォトレジスト１３０をマスクとして、不純物供給源層１２０を挟んで熔着された２枚のウェーハＷの各主面をエッチングすることにより、これら２枚のウェーハの各主面にメサ溝１４０を形成する（ステップＳ１２Ｂ）。このメサ溝１４０は、ウェーハＷに形成されたｐ型の拡散領域１２１に達する深さを有する。

【0030】

続いて、図３の工程（Ｇ）に示すように、フォトレジスト１３０を除去した後、メサ溝１４０を覆うパッシベーション１５０を形成する（ステップＳ１２Ｃ）。このパッシベーション１５０として、例えばガラスが用いられる。パッシベーション１５０を形成する結果、メサ溝１４０でのウェーハＷの機械的強度が更に補強される。

【0031】

上述のメサ溝とパッシベーションを形成する加工処理に続いて、フッ酸（ＨＦ）処理により不純物供給源層１２０による熔着層を除去する。これにより、上述の加工処理が施された２枚のウェーハＷを剥離する（ステップＳ１３）。本実施形態では、フッ酸（ＨＦ）で不純物供給源層１２０による熔着層を除去する際に、不純物供給源層１２０による熔着層と共に、メサ溝のパターンが形成された酸化膜１１０を除去する。これにより、酸化膜１１０を除去する工程を別途設ける必要がなく、工程数を削減することができる。また、この２枚のウェーハＷを剥離する工程に先だって、前述の図３の工程（Ｇ）において、メサ溝１４０の部分の機械的強度がパッシベーション１５０により補強されているので、ウェーハＷを剥離する工程と、その後の各工程においても、ウェーハＷの割れなどが抑制される。

【0032】

上述のように２枚のウェーハＷを剥離すると、図４の工程（Ｈ）に示すように、一面側にパッシベーション１５０で覆われたメサ溝１４０が形成されると共に、他面側にｐ型の拡散層１２１が形成されたウェーハＷを得る。このウェーハＷの断面構造において、不純物供給源層１２０による不純物が拡散されていないｎ型基板領域は、メサ型ダイオード素子のｐｎ接合におけるｎ領域に相当し、不純物供給源層１２０による不純物が拡散された拡散層１２１は、上記ｐｎ接合におけるｐ領域に相当する。

【0033】

次に、上述したウェーハを剥離する工程に続いて、図４の工程（Ｉ）に示すように、剥離された各ウェーハＷの両面に、ニッケルなどを用いた電極１６０を形成する（ステップＳ１４）。

【0034】

最後に、図４の工程（Ｊ）に示すように、電極１６０が形成されたウェーハＷをメサ溝１４０に沿って複数のチップに分割する（ステップＳ１５）。図４の工程（Ｊ）に示す例では、各チップの上面の電極１６０がメサ型ダイオード素子のカソード電極となり、各チップの下面の電極１６０がメサ型ダイオード素子のアノード電極となる。これらの各チップを図示しないパッケージに組み込んで、最終的な製品としてのメサ型ダイオード素子を得る。

【0035】

以上で、本発明の第１実施形態を説明したが、この第１実施形態によれば、図３の工程（Ｇ）に示すパッシベーション１５０を形成する段階（ステップＳ１２Ｃ）までは、２枚のウェーハＷが不純物供給源層１２０を介して熔着されている。このため、熔着された２枚のウェーハＷを一つの構造体としてみれば、その機械的強度は１枚のウェーハに比較して高くなり、従って製造工程におけるウェーハＷの割れを低減させることができる。

【0036】

また、パッシべーション１４０を形成した後は、ウェーハＷのメサ溝１４０がパッシベーション１５０により補強されるので、パッシベーション１５０の形成後に２枚のウェーハＷを剥離する段階で、メサ溝１４０でのウェーハＷの割れを低減させることができる。
従って、上述の第１実施形態によれば、チップの片面に不純物の拡散層が形成されたデバイス構造を有するメサ型ダイオード素子の製造工程において、ウェーハの割れや欠けを有効に低減させることが可能になる。

【0037】

なお、上述の第１実施形態では、ウェーハＷとしてｎ型のウェーハを用い、不純物供給源層１２０としてボロン等のアクセプタを含むものを用いるものとしたが、この例に限定されることなく、ウェーハＷとしてｐ型のウェーハを用い、不純物供給源層１２０としてリン等のドナーを含むものを用いてもよい。

【0038】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法について、図５に示すフローに沿って、図６から図８に示す工程図を参照しながら説明する。

【0039】

第２実施形態による半導体装置の製造方法は、チップの両面に相互に異なる導電型の不純物拡散層が形成されたデバイス構造を有するメサ型ダイオード素子の製造方法である。
なお、図５において、ステップＳ２１Ａ，Ｓ２１Ｂ，Ｓ２１Ｃ，Ｓ２１ＤはステップＳ２１の詳細な工程を示し、ステップＳ２２Ａ、Ｓ２２Ｂ，Ｓ２２Ｃは、ステップＳ２２の詳細な工程を示している。

【0040】

最初に、不純物供給源層を挟んで２枚のウェーハを積層してなる積層体を準備する（ステップＳ２１）。

【0041】

詳細に説明すると、積層体をなすべき２枚のウェーハを含む複数枚のウェーハＷを準備し、図６の工程（Ａ）に示すように、シート状の第１不純物供給源層２２０と第２不純物供給源層２３０とを交互に挟んで複数枚のウェーハＷを積層する。

【0042】

ここで、上述の第１不純物供給源層２２０と第２不純物供給源層２３０とを交互に挟んで積層された複数枚のウェーハＷのうちの１枚のウェーハＷに着目すれば、その一面には第１不純物供給源層２２０が配置されると共に、その他面には第２不純物供給源層２３０が配置され、且つ、隣接する２枚のウェーハＷに着目すれば、これら２枚のウェーハＷの間には、第１不純物供給源層２２０または第２不純物供給源層２３０の何れか一つが配置されている。

【0043】

なお、本実施形態では、第１不純物供給源層２２０はリン等のドナーを含むものとし、第２不純物供給源層２３０はボロン等のアクセプタを含むものとする。

【0044】

上述のように第１不純物供給源層２２０と第２不純物供給源層２３０とを交互に挟んで積層された複数枚のウェーハＷを焼成することにより、第１不純物供給源層２２０および第２不純物供給源層２３０を介して各ウェーハＷを熔着させると共に、第１不純物供給源層２２０及び第２不純物供給源層２３０に含まれる各不純物を複数枚のウェーハＷに拡散させる（ステップＳ２１Ａ）。これにより、後述の図６の工程（Ｂ）に示すように、第２不純物供給源層２３０を介して熔着された２枚のウェーハＷのそれぞれについて、その一面側に、第１不純物供給源層２２０によるｎ型の拡散層２２１が形成され、その他面側に、第２不純物供給源層２３０によるｐ型の拡散層２３１が形成される。

【0045】

続いて、第１不純物供給源層２２０を選択的に除去することにより、第１不純物供給源層２２０が配置された面で複数枚のウェーハＷを分離させる。本実施形態では、第１不純物供給源２２０の選択的な除去は、例えば処理時間を制御することでなされる。即ち、同一の処理条件下では、第１不純物供給源層２２０による熔着層の分解速度と第２不純物供給源層２３０による熔着層の分解速度は異なり、このような分解速度の違いを使用して、第１不純物供給源２２０を選択的に除去する。本実施形態では、同一の処理条件下では、第１不純物供給源層２２０による熔着層が第２不純物供給源層２３０による熔着層よりも速く溶解される性質を持つものとし、このような性質を利用して、第１不純物供給源２２０のみを選択的に除去する。

【0046】

なお、上述の例では、第１不純物供給源２２０を選択的に除去するものとしているが、この例に限定されず、第２不純物供給源層２３０を選択的に除去するように各不純物供給源層を選択してもよい。

【0047】

上述のように第１不純物供給源層２２０を選択的に除去することにより、図６の工程（Ｂ）に示すように、第２不純物供給源層２３０を挟んで熔着された２枚のウェーハＷを得る。ただし、この段階では、第１不純物供給源層２２０による熔着層の一部がウェーハＷの主面に残留している。

【0048】

続いて、熔着された２枚のウェーハＷから第１不純物供給源層２２０による熔着層を除去し、これにより、図６の工程（Ｃ）に示すように、第２不純物供給源層２３０を挟んで２枚のウェーハＷを積層してなる積層体ＬＬを得る。この積層体ＬＬの２枚のウェーハＷは、第２不純物供給源層２３０を介して２枚のウェーハＷを熔着させた構造を有する。このため、積層体ＬＬをなす各ウェーハＷの機械的強度が高くなっている。

【0049】

次に、上述のようにして準備した積層体ＬＬをなす２枚のウェーハＷの各主面に対し、フォトリソグラフィ法を用いて、メサ溝とパッシベーションを形成するための加工処理を施す（ステップＳ２２）。

【0050】

詳細には、図７の工程（Ｄ）に示すように、積層体ＬＬをなす各ウェーハＷの主面に酸化膜２４０を形成する。そして、酸化膜２４０上にフォトレジスト２５０を塗布し、このフォトレジスト２５０上にメサ溝のパターンを露光する。そして、図７（Ｅ）に示すように、このメサ溝のパターンが露光されたフォトレジスト２５０をマスクとして酸化膜２４０をエッチングし、これにより、酸化膜２４０にメサ溝のパターンを形成する（ステップＳ２２Ａ）。

【0051】

続いて、図７（Ｆ）に示すように、メサ溝のパターンが形成された酸化膜２４０およびフォトレジスト２５０をマスクとして、第２不純物供給源層２２０を挟んで熔着された２枚のウェーハＷの各主面をサンドブラスト法等を用いてエッチングすることにより、これら２枚のウェーハの各主面にメサ溝２６０を形成する（ステップＳ２２Ｂ）。

【0052】

続いて、図７の工程（Ｇ）に示すように、フォトレジスト２５０を除去した後、メサ溝２６０を覆うパッシベーション２７０を形成する（ステップＳ２２Ｃ）。このパッシベーション２７０として、例えばガラスが用いられる。このようにパッシベーション２７０を形成する結果、メサ溝２６０でのウェーハＷの機械的強度が補強される。

【0053】

上述のメサ溝を形成するための加工処理に続いて、図８（Ｈ）に示すように、加工処理が施された２枚のウェーハＷを剥離する（ステップＳ２３）。本実施形態では、フッ酸（ＨＦ）処理を用いて第２不純物供給源層２３０による熔着層を除去することにより、２枚のウェーハＷを剥離する。このとき、第２不純物供給源層２３０による熔着層と共に、メサ溝のパターンが形成された酸化膜２４０を除去する。これにより、工程数を削減することができる。

【0054】

上述のウェーハＷを剥離する工程に続いて、図８の工程（Ｉ）に示すように、剥離された各ウェーハＷの両面に、ニッケルなどを用いた電極２８０を形成する（ステップＳ２４）。

【0055】

続いて、図８の工程（Ｊ）に示すように、電極２８０が形成されたウェーハをメサ溝２６０に沿って複数のチップＴに分割する（ステップＳ２５）。

【0056】

図８の工程（Ｊ）に示す例では、各チップの上面の電極２８０がメサ型ダイオード素子のカソード電極となり、各チップの下面の電極２８０がメサ型ダイオード素子のアノード電極となる。これらの各チップＴを図示しないパッケージに組み込んで、最終的な製品としてのメサ型ダイオード素子を得る。

【0057】

上述したように、本発明は、前記した問題を解決するために、熔着層を除去する工程を拡散後よりも後（例えばパッシベーション形成後）に設ける。両側同時拡散の場合は拡散後に片側のはがれやすい熔着層のみを剥がす。これによりウェーハは２枚１組の状態で写真工程、溝形成工程、パッシベーション工程を経る。パッシベーションとして機械的強度のある素材（例えばガラス）を選択すれば、パッシベーション形成以降は、メサ溝部がパッシベーションによって補強されるため、熔着面を剥離して１枚ずつのウェーハにしてもウェーハは割れにくい。また、パッシベーション形成後の酸化膜除去と同時に熔着層を除去できるため、工程数を削減することができる。この後、電極を形成し、チップ分割すれば、所望の薄さのチップが得られる。

【0058】

拡散工程以降の工程においても、ウェーハを１枚ずつ剥がさずに重ねたまま積層体としてウェーハの加工処理を行うため、薄厚化、大口径化されたウェーハであっても、機械的強度が確保でき、加工に伴う割れや欠けを防止することができる。

【0059】

また、ウェーハ同士の熔着面を剥離する工程を従来の拡散工程後の工程から、パッシベーション形成工程後の工程にすることによって、酸化膜除去と同時に行うことができ、工程数を削減することができる。従って、新たな製造工程の増加を伴うことなく、低コストでメサ型ダイオード素子を製造することができ、また、製造工程におけるウェーハの割れや欠けを防止することが可能になる。

【符号の説明】

【0060】

Ｗ…ウェーハ、Ｌ，ＬＬ…積層体、Ｓ１１〜Ｓ１５…ステップ、Ｓ２１〜Ｓ２５…ステップ、１１０…酸化膜、１２０…不純物供給源層、１２１…ｐ型拡散層、１３０…フォトレジスト、１４０…メサ溝、１５０…パッシベーション、１６０…電極、２２０…第１不純物供給源層、２２１…ｎ型拡散層、２３０…第２不純物供給源層、２３１…ｐ型拡散層、２４０…酸化膜、２５０…フォトレジスト、２６０…メサ溝、２７０…パッシベーション、２８０…電極。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】