(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】
(24)【登録日】2022-06-24
(45)【発行日】2022-07-04
(54)【発明の名称】半導体装置の製造方法および半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20220627BHJP
H01L 21/332 20060101ALI20220627BHJP
H01L 29/06 20060101ALI20220627BHJP
H01L 29/74 20060101ALI20220627BHJP
H01L 21/28 20060101ALI20220627BHJP
H01L 21/22 20060101ALI20220627BHJP
H01L 21/225 20060101ALI20220627BHJP
H01L 29/423 20060101ALI20220627BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 601S
H01L29/74 301
H01L29/06 301G
H01L29/06 301V
H01L29/74 H
H01L21/28 A
H01L21/22 P
H01L21/225
H01L29/58 Z
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2018029916
(22)【出願日】2018-02-22
(65)【公開番号】P2019145715
(43)【公開日】2019-08-29
【審査請求日】2021-01-20
(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】100137523
【弁理士】
【氏名又は名称】出口 智也
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082991
【氏名又は名称】佐藤 泰和
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100152205
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 昌司
(72)【発明者】
【氏名】井上 征
(72)【発明者】
【氏名】柴田 行裕
(72)【発明者】
【氏名】高橋 功
(72)【発明者】
【氏名】坪井 康敏
【審査官】鈴木 孝章
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－０５４５１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１０９８３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５１－１２３０６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／３３２
Ｈ０１Ｌ ２９／０６
Ｈ０１Ｌ ２９／７４
Ｈ０１Ｌ ２１／２８
Ｈ０１Ｌ ２１／２２
Ｈ０１Ｌ ２１／２２５
Ｈ０１Ｌ ２９／４２３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１導電型の半導体ウェーハを用意する工程と、前記第１の主面に第２導電型の第１の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に第２の拡散領域を形成する工程と、
前記第１の拡散領域の中に第１導電型の第３の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に、サンドブラスト処理から前記第２の主面を保護するためのウェーハ保護部を形成するウェーハ保護部形成工程と、
前記ウェーハ保護部形成工程の後、前記半導体ウェーハの前記第２の主面にサンドブラスト処理を施すサンドブラスト工程と、
を備え、
前記ウェーハ保護部形成工程は、
前記第２の主面の酸化膜の上にエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記酸化膜をエッチングすることにより前記ウェーハ保護部を形成するエッチング工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項2】
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１導電型の半導体ウェーハを用意する工程と、
前記第１の主面に第２導電型の第１の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に第２の拡散領域を形成する工程と、
前記第１の拡散領域の中に第１導電型の第３の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に、サンドブラスト処理から前記第２の主面を保護するためのウェーハ保護部を形成するウェーハ保護部形成工程と、
前記ウェーハ保護部形成工程の後、前記半導体ウェーハの前記第２の主面にサンドブラスト処理を施すサンドブラスト工程と、
を備え、
前記ウェーハ保護部形成工程は、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面の酸化膜を除去する工程と、
前記第２の主面に所定パターン形状のレジスト膜を前記ウェーハ保護部として形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項3】
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記ウェーハ保護部を、前記第２の主面を覆うように網目状に形成することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項4】
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記半導体ウェーハを複数の半導体装置形成領域に区画するための切断線を含むダイシング領域に前記ウェーハ保護部を形成することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項5】
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記ウェーハ保護部を、前記各半導体装置形成領域を囲うように格子状に形成することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項6】
前記サンドブラスト工程の後に、前記半導体ウェーハの前記第１の主面側を被覆するように保護膜を形成する工程と、
前記保護膜にコンタクト窓を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に導電層を形成する工程と、
前記導電層が形成された前記半導体ウェーハを前記半導体装置形成領域に沿ってダイシングするダイシング工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項7】
前記エッチング工程の後、前記エッチングマスクを除去し、その後、前記サンドブラスト工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項8】
前記ウェーハ保護部を構成する前記酸化膜は、前記第３の拡散領域を形成する際に前記第２の主面に形成された前記半導体ウェーハの熱酸化膜であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項9】
前記酸化膜の厚さは、０．５～３．０μｍであることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項10】
前記第２の拡散領域は、第２の導電型であることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項11】
前記第１導電型はＮ型であり、前記第２導電型はＰ型であることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項12】
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１導電型の半導体基板と、前記第１の主面に形成された第２導電型の第１の拡散領域と、
前記第２の主面に形成された第２の拡散領域と、
前記第１の拡散領域の中に形成された第１導電型の第３の拡散領域と、
前記第１の主面に形成され、前記第３の拡散領域にオーミック接触する第１の主電極と、
前記第１の主面に形成され、前記第１の拡散領域にオーミック接触する制御電極と、
前記第２の主面に形成され、前記第２の拡散領域にオーミック接触する第２の主電極と、
前記第２の主面の周縁部に設けられ、前記第２の主電極に埋設された絶縁部と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項13】
前記第２の拡散領域は第２導電型であり、前記半導体装置はサイリスタであることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【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および半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
縦型の半導体装置としてサイリスタや双方向サイリスタ（トライアック）が知られている。サイリスタの製造においては、半導体ウェーハのおもて面に拡散領域（ベース、第２エミッタ）を形成し、うら面に拡散領域（第１エミッタ）を形成する。その後、おもて面の酸化膜にコンタクト窓を形成し、コンタクト窓にカソード電極とゲート電極を形成する。その後、うら面にアノード電極を形成する。そして、半導体ウェーハをダイシングして複数のサイリスタを得る。
【0003】
上記の製造工程において、うら面にアノード電極を形成する前に、半導体ウェーハに対してサンドブラスト（Ｓａｎｄｂｌａｓｔ）処理が施される。このサンドブラスト処理により、半導体ウェーハのうら面に凹凸が形成され、うら面の表面積が増大する。その結果、サイリスタのオン電圧（ＶＴ）を低減することが可能になる。
【0004】
なお、特許文献１には、スパッタリングにより半導体ウェーハの裏面に導電膜を成膜する際、半導体ウェーハ上に島状のチップ形成領域毎に分離して形成することで半導体ウェーハの反りを低減することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００１－９３８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来、サンドブラスト処理を実行する前の状態において、半導体ウェーハのおもて面には、おもて面を被覆するように酸化膜およびパッシベーション膜が形成され、うら面には、うら面を被覆するように酸化膜が形成されている。酸化膜は半導体ウェーハよりも密な結晶構造を有するため、おもて面側とうら面側の両方に引張応力が発生する。
【0007】
これらの応力が釣り合った状態では、半導体ウェーハの反りの発生が抑制される。しかし、上記の製造方法では、おもて面の酸化膜にコンタクト窓を形成する際にうら面の酸化膜がエッチング処理で除去され、その後、露出したうら面にサンドブラスト処理が施される。これにより、うら面側の引張応力が解放され、おもて面側の引張応力が優勢となる。その結果、半導体ウェーハはうら面が凸になるように反ってしまう。
【0008】
このように半導体ウェーハに反りが発生すると、搬送装置が半導体ウェーハを吸着できずに搬送エラーが発生するおそれがある。また、半導体ウェーハをウェーハキャリアに収納する際に収納エラーが発生するおそれもある。
【0009】
そこで、本発明は、サンドブラスト処理後の半導体ウェーハの反りを抑制することが可能な半導体装置の製造方法および半導体装置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】
【0010】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１導電型の半導体ウェーハを用意する工程と、
前記第１の主面に第２導電型の第１の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に第２導電型の第２の拡散領域を形成する工程と、
前記第１の拡散領域の中に第１導電型の第３の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に、サンドブラスト処理から前記第２の主面を保護するためのウェーハ保護部を形成するウェーハ保護部形成工程と、
前記ウェーハ保護部形成工程の後、前記半導体ウェーハの前記第２の主面にサンドブラスト処理を施すサンドブラスト工程と、
を備えることを特徴とする。
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１導電型の半導体ウェーハを用意する工程と、
前記第１の主面に第２導電型の第１の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に第２導電型の第２の拡散領域を形成する工程と、
前記第１の拡散領域の中に第１導電型の第３の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に、サンドブラスト処理から前記第２の主面を保護するためのウェーハ保護部を形成するウェーハ保護部形成工程と、
前記ウェーハ保護部形成工程の後、前記半導体ウェーハの前記第２の主面にサンドブラスト処理を施すサンドブラスト工程と、
を備えることを特徴とする。
【0011】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記ウェーハ保護部を、前記第２の主面を覆うように網目状に形成してもよい。
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記ウェーハ保護部を、前記第２の主面を覆うように網目状に形成してもよい。
【0012】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記半導体ウェーハを複数の半導体装置形成領域に区画するための切断線を含むダイシング領域に前記ウェーハ保護部を形成してもよい。
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記半導体ウェーハを複数の半導体装置形成領域に区画するための切断線を含むダイシング領域に前記ウェーハ保護部を形成してもよい。
【0013】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記ウェーハ保護部を、前記各半導体装置形成領域を囲うように格子状に形成してもよい。
前記ウェーハ保護部形成工程において、前記ウェーハ保護部を、前記各半導体装置形成領域を囲うように格子状に形成してもよい。
【0014】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記サンドブラスト工程の後に、
前記半導体ウェーハの前記第１の主面側を被覆するように保護膜を形成する工程と、
前記保護膜にコンタクト窓を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に導電層を形成する工程と、
前記導電層が形成された前記半導体ウェーハを前記半導体装置形成領域に沿ってダイシングするダイシング工程と、
をさらに備えてもよい。
前記サンドブラスト工程の後に、
前記半導体ウェーハの前記第１の主面側を被覆するように保護膜を形成する工程と、
前記保護膜にコンタクト窓を形成する工程と、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面に導電層を形成する工程と、
前記導電層が形成された前記半導体ウェーハを前記半導体装置形成領域に沿ってダイシングするダイシング工程と、
をさらに備えてもよい。
【0015】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記ウェーハ保護部形成工程は、
前記第２の主面の酸化膜の上にエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記酸化膜をエッチングすることにより前記ウェーハ保護部を形成するエッチング工程と、
を有してもよい。
前記ウェーハ保護部形成工程は、
前記第２の主面の酸化膜の上にエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記酸化膜をエッチングすることにより前記ウェーハ保護部を形成するエッチング工程と、
を有してもよい。
【0016】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記エッチング工程の後、前記エッチングマスクを除去し、その後、前記サンドブラスト工程を行うようにしてもよい。
前記エッチング工程の後、前記エッチングマスクを除去し、その後、前記サンドブラスト工程を行うようにしてもよい。
【0017】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記ウェーハ保護部を構成する前記酸化膜は、前記第３の拡散領域を形成する際に前記第２の主面に形成された前記半導体ウェーハの熱酸化膜であってもよい。
前記ウェーハ保護部を構成する前記酸化膜は、前記第３の拡散領域を形成する際に前記第２の主面に形成された前記半導体ウェーハの熱酸化膜であってもよい。
【0018】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記酸化膜の厚さは、０．５～３．０μｍであるようにしてもよい。
前記酸化膜の厚さは、０．５～３．０μｍであるようにしてもよい。
【0019】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記ウェーハ保護部形成工程は、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面の酸化膜を除去する工程と、
前記第２の主面に所定パターン形状のレジスト膜を前記ウェーハ保護部として形成する工程と、
を有してもよい。
前記ウェーハ保護部形成工程は、
前記半導体ウェーハの前記第２の主面の酸化膜を除去する工程と、
前記第２の主面に所定パターン形状のレジスト膜を前記ウェーハ保護部として形成する工程と、
を有してもよい。
【0020】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記第２の拡散領域は、第２の導電型であってもよい。
前記第２の拡散領域は、第２の導電型であってもよい。
【0021】
また、前記半導体装置の製造方法において、
前記第１導電型はＮ型であり、前記第２導電型はＰ型であってもよい。
前記第１導電型はＮ型であり、前記第２導電型はＰ型であってもよい。
【0022】
本発明に係る半導体装置は、
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１導電型の半導体基板と、
前記第１の主面に形成された第２導電型の第１の拡散領域と、
前記第２の主面に形成された第２の拡散領域と、
前記第１の拡散領域の中に形成された第１導電型の第３の拡散領域と、
前記第１の主面に形成され、前記第３の拡散領域にオーミック接触する第１の主電極と、
前記第１の主面に形成され、前記第１の拡散領域にオーミック接触する制御電極と、
前記第２の主面に形成され、前記第２の拡散領域にオーミック接触する第２の主電極と、
前記第２の主面の周縁部に設けられ、前記第２の主電極に埋設された絶縁部と、
を備えることを特徴とする。
第１の主面、および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する第１導電型の半導体基板と、
前記第１の主面に形成された第２導電型の第１の拡散領域と、
前記第２の主面に形成された第２の拡散領域と、
前記第１の拡散領域の中に形成された第１導電型の第３の拡散領域と、
前記第１の主面に形成され、前記第３の拡散領域にオーミック接触する第１の主電極と、
前記第１の主面に形成され、前記第１の拡散領域にオーミック接触する制御電極と、
前記第２の主面に形成され、前記第２の拡散領域にオーミック接触する第２の主電極と、
前記第２の主面の周縁部に設けられ、前記第２の主電極に埋設された絶縁部と、
を備えることを特徴とする。
【0023】
また、前記半導体装置において、
前記第２の拡散領域は第２導電型であり、前記半導体装置はサイリスタであってもよい。
前記第２の拡散領域は第２導電型であり、前記半導体装置はサイリスタであってもよい。
【発明の効果】
【0024】
本発明では、サンドブラスト処理の前に、半導体ウェーハの第２の主面にウェーハ保護部を形成する。ウェーハ保護部が形成された領域では、第２の主面はウェーハ保護部により被覆され保護されるので、サンドブラスト処理によるダメージが低減される。これにより、第２の主面側の内部応力の解放が抑制される。その結果、本発明によれば、サンドブラスト処理後の半導体ウェーハの反りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1A】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図2A】実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図3】サンドブラスト工程後における半導体ウェーハの裏面を示す平面図である。
【図4】実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図5】実施形態に係る半導体装置の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。
【0027】
＜半導体装置の製造方法＞
本実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１Ａ～図１Ｃのフローチャートに沿って説明する。ここでは、半導体装置がサイリスタの場合の製造方法を説明する。なお、本実施形態においては、第１導電型はＮ型であり、第２導電型はＰ型であるが逆であってもよい。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１Ａ～図１Ｃのフローチャートに沿って説明する。ここでは、半導体装置がサイリスタの場合の製造方法を説明する。なお、本実施形態においては、第１導電型はＮ型であり、第２導電型はＰ型であるが逆であってもよい。
【0028】
まず、図２Ａ（１）に示すように、第１導電型の半導体ウェーハ１０を用意する（ステップＳ１１）。半導体ウェーハ１０は、主面１０ａ（第１の主面）、および主面１０ａと反対側の主面１０ｂ（第２の主面）を有する。本実施形態において、半導体ウェーハ１０は、第１導電型の不純物を含むシリコンウェーハ（例えば直径５インチ、厚さ２００μｍ）である。半導体ウェーハ１０は、シリコン以外の半導体、例えば化合物半導体（ＳｉＣ等）からなるものであってもよい。
【0029】
次に、半導体ウェーハ１０を複数の半導体装置形成領域Ｒに区画するアイソレーション領域１３を形成する（ステップＳ１２）。
【0030】
ここで、アイソレーション領域１３の形成方法について詳しく説明する。まず、図２Ａ（２）に示すように、半導体ウェーハ１０の主面１０ａに酸化膜１１Ａを形成し、反対側の主面１０ｂに酸化膜１２Ａを形成する。酸化膜１１Ａ，１２Ａは、例えば熱酸化膜（ＳｉＯ２）であり、半導体ウェーハ１０を酸化雰囲気中で加熱することにより形成される。その後、図２Ａ（３）に示すように、酸化膜１１Ａおよび酸化膜１２Ａ上にそれぞれレジスト膜２１およびレジスト膜２２を形成する。その後、図２Ｂ（１）に示すように、レジスト膜２１，２２を露光、現像することにより開口部２１ｈ，２２ｈを形成する。より詳しくは、レジスト膜２１に開口部２１ｈを形成し、レジスト膜２２に開口部２２ｈを形成する。その後、図２Ｂ（２）に示すように、レジスト膜２１，２２をエッチングマスクとして、開口部２１ｈ，２２ｈに露出した酸化膜１１Ａ，１２Ａを除去する。その後、レジスト膜２１，２２を除去する。その後、図２Ｂ（３）に示すように、デポジション法により、酸化膜１１Ａで被覆されていない主面１０ａの領域から半導体ウェーハ１０内に第２導電型（本実施形態では、Ｐ型）の不純物を導入し拡散させる。同様に、酸化膜１２Ａで被覆されていない主面１０ｂの領域から半導体ウェーハ１０内に第２導電型の不純物を導入し拡散させる。導入する不純物は、例えばアルミニウム、ボロン等である。これにより、アイソレーション領域１３が形成される。なお、デポジション処理後の拡散処理における加熱により、図２Ｂ（３）に示すように、酸化膜１１Ａ，１２Ａの開口は塞がれ、酸化膜１１Ｂ，１２Ｂが形成される。なお、図２Ｂ（３）において符号ＲＤは、本実施形態におけるダイシング領域を示している。一般的に言えば、ダイシング領域は半導体ウェーハ１０を複数の半導体装置形成領域Ｒに区画するための切断線を含む領域である。なお、半導体ウェーハ１０をダイシングした後に、ダイシング領域の一部が残存してもよい。すなわち、ダイシング領域は、ダイシングにより全て除去されなくてもよい。
【0031】
アイソレーション領域１３を形成した後、図２Ｃ（１）～図２Ｃ（３）に示すように、各半導体装置形成領域Ｒにおける主面１０ａに第２導電型の拡散領域１４（第１の拡散領域）を形成する（ステップＳ１３）。この拡散領域１４は、ベースとも呼ばれる。なお、ステップＳ１３において、拡散領域１４とともに、拡散領域１４を取り囲むようにガードリング１５が形成されてもよい。半導体ウェーハ１０の主面１０ｂに第２導電型の拡散領域１６（第２の拡散領域）を形成する（ステップＳ１４）。
【0032】
本実施形態では、拡散領域１４、ガードリング１５および拡散領域１６は同一のデポシション処理により形成される。すなわち、図２Ｃ（１）に示すように、酸化膜１１Ｂの上にレジスト膜２３を形成し、その後、このレジスト膜２３に露光・現像処理を行って開口部２３ｈ１および開口部２３ｈ２を形成する。その後、図２Ｃ（２）に示すように、レジスト膜２３をエッチングマスクとして、開口部２３ｈ１，２３ｈ２に露出した酸化膜１１Ｂを除去する。その後、レジスト膜２３を除去する。また、半導体ウェーハ１０裏面の酸化膜１２Ｂも除去しておく。その後、図２Ｃ（３）に示すように、デポジション法により、酸化膜１１Ｂで被覆されていない主面１０ａの領域、および主面１０ｂから半導体ウェーハ１０内に第２導電型の不純物を導入する。導入する不純物は、例えば、アルミニウム、ボロン等である。これにより、拡散領域１４、ガードリング１５および拡散領域１６が形成される。なお、図２Ｃ（３）に示すように、デポジション処理後の拡散処理における加熱により、酸化膜１１Ｂの開口が塞がれて酸化膜１１Ｃが形成されるとともに、半導体ウェーハ１０の主面１０ｂに酸化膜１２Ｃが形成される。
【0033】
第２導電型の拡散領域１４を形成した後、拡散領域１４の中に第１導電型の拡散領域１７（第３の拡散領域）を形成する（ステップＳ１５）。拡散領域１７は、エミッタとも呼ばれる。ここで、拡散領域１７の形成方法について詳しく説明する。まず、図２Ｄ（１）に示すように、酸化膜１１Ｃの上にレジスト膜２４を形成し、その後、このレジスト膜２４に露光・現像処理を行って開口部２４ｈ１および開口部２４ｈ２を形成する。なお、酸化膜１２Ｃがエッチングで除去されないように酸化膜１２Ｃをレジスト膜で被覆しておく。その後、図２Ｄ（２）に示すように、レジスト膜２４をエッチングマスクとして、開口部２４ｈ１，２４ｈ２に露出した酸化膜１１Ｃを除去する。その後、レジスト膜２４，２７を除去する。その後、図２Ｄ（３）に示すように、デポジション法により、酸化膜１１Ｃで被覆されていない主面１０ａの領域に第１導電型（Ｎ型）の不純物を導入する。導入する不純物は、例えば、リン、ヒ素等である。これにより、拡散領域１７およびチャネルストッパー１８が形成される。なお、図２Ｄ（３）に示すように、デポジション処理後の拡散処理における加熱により、酸化膜１１Ｃの開口が塞がれて酸化膜１１Ｄが形成されるとともに、主面１０ｂの酸化膜１２Ｃが厚くなり酸化膜１２Ｄとなる。
【0034】
次に、半導体ウェーハ１０の主面１０ａ側にパッシベーション膜３１を形成する（ステップＳ１６）。本実施形態では、図２Ｅ（１）に示すように、パッシベーション膜３１は、酸化膜１１Ｄの上に形成される。このパッシベーション膜３１は、例えばＰＳＧ（Ｐｈｏｓｈｏ－Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）である。
【0035】
次に、図２Ｅ（２）に示すように、パッシベーション膜３１の上にコンタクト窓形成用のエッチングマスク２５（第１のエッチングマスク）を形成する（ステップＳ１７）。エッチングマスク２５には、開口部２５ｈ１および開口部２５ｈ２が設けられている。
【0036】
次に、図２Ｅ（２）に示すように、主面１０ｂの酸化膜１２Ｄの上に保護部形成用のエッチングマスク２６（第２のエッチングマスク）を形成する（ステップＳ１８）。エッチングマスク２６は、例えばダイシング領域に沿って格子状に形成される。
【0037】
なお、ステップＳ１７およびＳ１８は、両面露光法を用いて、まとめて１つの工程として実施してもよい。
【0038】
次に、図２Ｅ（３）に示すように、エッチングマスク２５を用いてパッシベーション膜３１および酸化膜１１Ｄをエッチングすることにより、底面に半導体ウェーハ１０の主面１０ａが露出したコンタクト窓３１ｈ１，３１ｈ２を形成する（ステップＳ１９）。コンタクト窓３１ｈ１の底面には拡散領域１７が露出し、コンタクト窓３１ｈ２の底面には拡散領域１４が露出している。
【0039】
次に、図２Ｅ（３）に示すように、エッチングマスク２６を用いて酸化膜１２Ｄをエッチングすることにより、半導体ウェーハ１０の主面１０ｂにウェーハ保護部１９を形成する（ステップＳ２０、ウェーハ保護部形成工程）。このウェーハ保護部１９は、後段のサンドブラスト処理から主面１０ｂを保護するための保護膜である。図３に示すように、ウェーハ保護部１９は、各半導体装置形成領域Ｒを囲うように格子状に形成される。
【0040】
なお、ステップＳ１９とステップＳ２０は同時に行われてもよい。すなわち、半導体ウェーハ１０をエッチング液に浸漬するなどして、主面１０ａ側および主面１０ｂ側のエッチングを同時に行ってもよい。
【0041】
ウェーハ保護部１９を構成する酸化膜は、拡散領域１７を形成する際に主面１０ｂに形成された半導体ウェーハ１０の熱酸化膜である。この熱酸化膜の厚さは、例えば、０．５～３．０μｍである。この程度の厚さを確保することで、サンドブラスト処理から主面１０ｂを十分に保護することができる。
【0042】
ウェーハ保護部１９は、本実施形態では前述のように、パターニング加工された酸化膜であるが、他の絶縁膜（例えば、窒化膜、レジスト膜）であってもよいし、あるいは金属膜（Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ等）であってもよい。なお、レジスト膜でウェーハ保護部１９を構成する場合、レジスト膜の厚さは、例えば１．０～５．０μｍである。この程度の厚さを確保することで、サンドブラスト処理から主面１０ｂを十分に保護することができる。
【0043】
酸化膜１２Ｄをエッチングした後、エッチングマスク２６を除去する。エッチングマスク２６を除去しておくことで、後段のサンドブラスト処理の際にエッチングマスク２６の粉塵が発生することを防止できる。なお、ウェーハ保護部１９上のエッチングマスク２６をそのまま残しておいてもよい。
【0044】
次に、図２Ｆ（１）に示すように、主電極３（第１の主電極）と制御電極４を形成する（ステップＳ２１）。本実施形態では、主電極３はカソード電極であり、制御電極４はゲート電極である。主電極３と制御電極４は、蒸着法等によりコンタクト窓３１ｈ１，３１ｈ２に導電材料を充填することにより形成される。なお、本ステップは、サンドブラスト工程の後であってもよい。
【0045】
ウェーハ保護部形成工程の後、図２Ｆ（２）に示すように、半導体ウェーハ１０の主面１０ｂにサンドブラスト処理を施す（ステップＳ２２、サンドブラスト工程）。ブラスト粒子が主面１０ｂに照射されることにより、図２Ｆ（３）に示すように、ウェーハ保護部１９で被覆されていない主面１０ｂに凹凸が形成される。本実施形態の場合、ウェーハ保護部１９で囲われた領域が粗化される。一方、ウェーハ保護部１９で被覆されている主面１０ｂはサンドブラスト処理の影響が緩和される。
【0046】
サンドブラスト工程の後に、図２Ｇ（１）に示すように、半導体ウェーハ１０の主面１０ａ側を被覆するように保護膜３２を形成する（ステップＳ２３）。保護膜３２は、例えばポリイミド膜である。その後、図２Ｇ（２）に示すように、保護膜３２にコンタクト窓３２ｈ１，３２ｈ２を形成する（ステップＳ２４）。コンタクト窓３２ｈ１の底面には主電極３が露出し、コンタクト窓３２ｈ２の底面には制御電極４が露出している。
【0047】
次に、図２Ｇ（３）に示すように、半導体ウェーハ１０の主面１０ｂに導電層２０を形成する（ステップＳ２５）。導電層２０は、ウェーハ保護部１９を埋設するように形成される。なお、ウェーハ保護部１９を残しておくことは必須ではなく、導電層２０を形成する前にウェーハ保護部１９を除去しておいてもよい。
【0048】
次に、導電層２０が形成された前記半導体ウェーハ１０を半導体装置形成領域Ｒに沿ってダイシングする（ステップＳ２６、ダイシング工程）。本ステップにより半導体ウェーハ１０は個片化され、複数の半導体装置が得られる（図４参照）。導電層２０は、本ステップにより半導体装置ごとに分離されて主電極（本実施形態では、アノード電極）となる。本ステップではブレードを用いて半導体ウェーハ１０を個片化するが、これに限らず、スクライブ、エッチング（ケミカルダイシング）によりダイシングを行ってもよい。
【0049】
以上説明した半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェーハ１０の主面１０ｂにウェーハ保護部１９を形成してからサンドブラスト処理を行う。ウェーハ保護部１９が形成された領域における半導体ウェーハ１０の主面１０ｂは、ウェーハ保護部１９により被覆され保護されるので、サンドブラスト処理によるダメージが低減される。これにより、主面１０ｂ側の内部応力の解放が抑制される。その結果、サンドブラスト処理後の半導体ウェーハ１０の反りを抑制することができる。
【0050】
なお、ウェーハ保護部形成工程において、ウェーハ保護部１９を、主面１０ｂを覆うように網目状に形成することが好ましい。網目状には、格子状、ハニカム状等の形状が含まれる。ウェーハ保護部１９を網目状に形成することにより、サンドブラスト処理によりダメージを抑制される領域が主面１０ｂに網目状に形成されるため、サンドブラスト処理後の半導体ウェーハ１０の反りをより効果的に抑制することができる。
【0051】
また、ウェーハ保護部形成工程において、ダイシング領域ＲＤにウェーハ保護部１９を形成することが好ましい。この場合、ウェーハ保護部１９は、ダイシング領域ＲＤに沿って、線状に形成してもよいし、あるいはアイランド状に複数個形成してもよい。このようにダイシング領域ＲＤにウェーハ保護部１９を形成することで、半導体装置のオン電圧を低減するとともに主面１０ｂ上に形成された電極の剥離を防止するというサンドブラスト処理による効果がウェーハ保護部１９によって減殺されてしまうことを回避できる。
【0052】
また、ウェーハ保護部形成工程において、図３に示すように、ウェーハ保護部１９を、ダイシング領域ＲＤに、各半導体装置形成領域Ｒを囲うように格子状に形成することが好ましい。これにより、サンドブラスト処理による効果を維持しつつ、サンドブラスト処理後の半導体ウェーハ１０の反りをより効果的に抑制することができる。
【0053】
また、上記の製造方法では、半導体ウェーハ１０の熱酸化膜をパターニング加工してウェーハ保護部１９を形成したが、本発明はこれに限られない。例えば、エッチングマスクによりウェーハ保護部を構成してもよい。この場合、拡散領域１７を形成した後、拡散領域１７を形成する際に主面１０ｂに形成された半導体ウェーハ１０の酸化膜１２Ｄを除去する。そして、半導体ウェーハ１０の主面に所定パターン形状のレジスト膜をウェーハ保護部として形成する。また、サンドブラスト工程を実施する前に、格子状等の所定形状のハードマスク（例えば金属製）を半導体ウェーハ１０の主面１０ｂに重ねることで主面１０ｂを保護してもよい。すなわち、ハードマスクによりウェーハ保護部を構成してもよい。
【0054】
また、上記の製造方法では、アイソレーション領域１３を形成したが、アイソレーション領域１３を形成しなくてもよい。
【0055】
また、本実施形態に係る製造方法は、サイリスタに限らず、双方向サイリスタ（トライアック）、パワーＭＯＳＦＥＴ等、他の縦型半導体装置に適用することも可能である。
【0056】
＜半導体装置＞
図４および図５を参照して、実施形態に係る縦型の半導体装置１について説明する。図４は、ダイシング工程を経て得られた半導体装置１の断面図を示している。図５は、半導体装置１の下面図を示している。
図４および図５を参照して、実施形態に係る縦型の半導体装置１について説明する。図４は、ダイシング工程を経て得られた半導体装置１の断面図を示している。図５は、半導体装置１の下面図を示している。
【0057】
半導体装置１は、サイリスタであり、第１導電型の半導体基板２と、第２導電型の拡散領域１４（ベース）と、第２導電型のガードリング１５と、第２導電型の拡散領域１６（第１エミッタ）と、第１導電型の拡散領域１７（第２エミッタ）と、第１導電型のチャネルストッパー１８と、主電極３（カソード電極）と、制御電極４（ゲート電極）と、主電極５（アノード電極）と、絶縁部６と、を備えている。
【0058】
半導体基板２は、半導体ウェーハ１０がダイシング工程で個片化されたものであり、主面２ａ、および主面２ａと反対側の主面２ｂを有する。拡散領域１４は主面２ａに形成され、拡散領域１６は主面２ｂに形成され、拡散領域１７は拡散領域１４の中に形成されている。また、主電極３は、主面２ａに形成され、拡散領域１７にオーミック接触している。制御電極４は、主面２ａに形成され、拡散領域１４にオーミック接触している。主電極５は、主面２ｂに形成され、拡散領域１６にオーミック接触している。
【0059】
【0060】
本実施形態の半導体装置によれば、半導体装置１の温度サイクル試験や熱疲労試験（断続通電）等による温度変化時に、半導体基板２の周縁部に絶縁部６による応力が作用するため、半導体基板２の周縁部分にクラックが発生することを防止できる。よって、縦型半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【0061】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【0062】
１ 半導体装置
２ 半導体基板
３ 主電極
４ 制御電極
５ 主電極
６ 絶縁部
１０ 半導体ウェーハ
１０ａ，１０ｂ 主面
１１Ａ，１２Ａ 酸化膜
１３ アイソレーション領域
１４ 拡散領域（ベース）
１５ ガードリング
１６ 拡散領域（第１エミッタ）
１７ 拡散領域（第２エミッタ）
１８ チャネルストッパー
１９ ウェーハ保護部
２０ 導電層
２１，２２，２３，２４，２７ レジスト膜
２５，２６ エッチングマスク
３１ パッシベーション膜
３２ 保護膜
Ｒ 半導体装置形成領域
ＲＤ ダイシング領域
２ 半導体基板
３ 主電極
４ 制御電極
５ 主電極
６ 絶縁部
１０ 半導体ウェーハ
１０ａ，１０ｂ 主面
１１Ａ，１２Ａ 酸化膜
１３ アイソレーション領域
１４ 拡散領域（ベース）
１５ ガードリング
１６ 拡散領域（第１エミッタ）
１７ 拡散領域（第２エミッタ）
１８ チャネルストッパー
１９ ウェーハ保護部
２０ 導電層
２１，２２，２３，２４，２７ レジスト膜
２５，２６ エッチングマスク
３１ パッシベーション膜
３２ 保護膜
Ｒ 半導体装置形成領域
ＲＤ ダイシング領域
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図3】
【図4】
【図5】