片狀二極管及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的片狀二極管是齊納電壓Vz為4.0V~5.5V的片狀二極管,該片狀二極管包括:半導(dǎo)體基板,具有3mΩ·cm~5mΩ·cm的電阻率;以及擴散層,形成于上述半導(dǎo)體基板的表面,且在該擴散層與上述半導(dǎo)體基板之間形成二極管接合區(qū)域;上述擴散層相對于上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有0.01μm~0.2μm的深度。
【專利說明】片狀二極管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及片狀二極管(chipdiode)及其制造方法、以及具備上述片狀二極管的 電路組件(assembly)及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 專利文獻1公開了具有二極管元件的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置包括:n型的半 導(dǎo)體基板;形成在半導(dǎo)體基板上的n型外延層;形成在n型外延層中的n型半導(dǎo)體區(qū)域;形 成在n型半導(dǎo)體區(qū)域之上的p型半導(dǎo)體區(qū)域;形成在n型外延層上的絕緣膜;貫通絕緣膜而 與p型半導(dǎo)體區(qū)域連接的正電極;以及與半導(dǎo)體基板的背面連接的負電極。
[0003] 在先技術(shù)文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1 :JP特開2002-270858號公報(圖18)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 發(fā)明要解決的課題
[0007] 例如,齊納二極管的主要特性之一是齊納電壓Vz。因此,針對齊納二極管,要求賦 予與設(shè)計相符的齊納電壓Vz。但是,很難將齊納電壓Vz準確地控制成設(shè)計值,不能說已確 立了有效的方法。
[0008] 本發(fā)明的目的在于,提供一種能夠?qū)R納電壓Vz準確地控制成4. 0V?5. 5V的片 狀二極管及其制造方法。
[0009] 本發(fā)明的其他目的是還提供一種具備本發(fā)明的片狀二極管的電路組件以及具備 這樣的電路組件的電子設(shè)備。
[0010] 用于解決課題的手段
[0011] 本發(fā)明的片狀二極管是齊納電壓Vz為4. 0V?5. 5V的片狀二極管,該片狀二極管 包括:半導(dǎo)體基板,其具有3mQ?〇!!?5mQ?〇!!的電阻率;以及擴散層,其形成于上述半導(dǎo) 體基板的表面,且在該擴散層與上述半導(dǎo)體基板之間形成二極管接合區(qū)域;上述擴散層相 對于上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有0. 01um?0. 2ym的深度。
[0012] 本發(fā)明的片狀二極管能夠通過以下這樣的片狀二極管的制造方法來制造,即,該 片狀二極管的制造方法包括:在具有3mQ?cm?5mQ?cm的電阻率的半導(dǎo)體基板的表面, 選擇性地導(dǎo)入雜質(zhì)的工序;以及通過在維持導(dǎo)入上述雜質(zhì)后的上述半導(dǎo)體基板的表面狀態(tài) 的狀態(tài)下,對上述半導(dǎo)體基板的上述表面實施RTA(RapidThermalAnnealing:快速熱退 火)處理來使上述雜質(zhì)擴散,從而形成擴散層的工序,其中,該擴散層在與上述半導(dǎo)體基板 之間形成二極管接合區(qū)域且相對于上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有〇. 01um?0. 2ym的 深度。
[0013] 根據(jù)該方法,在導(dǎo)入雜質(zhì)之后,不在導(dǎo)入了該雜質(zhì)的區(qū)域形成CVD膜或熱氧化膜 等,而是維持半導(dǎo)體基板的表面狀態(tài)。然后,在該表面狀態(tài)下,通過與推阱(drive-in)處理 相比可在短時間內(nèi)完成的RTA處理,使雜質(zhì)擴散。并且,所使用的半導(dǎo)體基板的電阻率是3mQ?cm?5mQ?cm。因此,能夠抑制對半導(dǎo)體基板施加的熱量,所以能夠?qū)⑵瑺疃O管 的齊納電壓Vz準確地控制為4. 0V?5. 5V。
[0014] 優(yōu)選,上述二極管接合區(qū)域是pn結(jié)區(qū)域。通過該結(jié)構(gòu),能夠提供一種pn結(jié)型的片 狀二極管。
[0015] 優(yōu)選,上述半導(dǎo)體基板由P型半導(dǎo)體基板構(gòu)成,上述擴散層是在與上述P型半導(dǎo)體 基板之間形成上述pn結(jié)區(qū)域的n型擴散層。
[0016] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于半導(dǎo)體基板由p型半導(dǎo)體基板構(gòu)成,所以即使不在半導(dǎo)體基板 上形成外延層,也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的特性。即,n型的半導(dǎo)體晶片由于電阻率的面內(nèi)偏差大,所 以需要在表面形成電阻率的面內(nèi)偏差小的外延層,并在該外延層形成雜質(zhì)擴散層,從而形 成pn結(jié)。相對于此,p型半導(dǎo)體晶片由于面內(nèi)偏差小,所以無需形成外延層,就能夠從晶片 的任意部位切出穩(wěn)定特性的二極管。因此,通過使用P型半導(dǎo)體基板,能夠簡化制造工序, 并且能夠降低制造成本。
[0017] 優(yōu)選,上述片狀二極管還包括與上述n型擴散層電連接的負電極和與上述p型半 導(dǎo)體基板電連接的正電極,上述負電極以及上述正電極包括與上述P型半導(dǎo)體基板相連且 由Ti/Al層疊膜或Ti/TiN/AlCu層疊膜構(gòu)成的電極膜。
[0018] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于負電極是由Ti/Al層疊膜或Ti/TiN/AlCu層疊膜構(gòu)成的電極膜, 所以即使n型擴散層的深度是0. 01ym?0. 2ym,也能夠防止該電極膜貫通n型擴散層而 穿刺到P型半導(dǎo)體基板。另一方面,Ti/Al層疊膜或Ti/TiN/AlCu層疊膜雖然很難在與p型 半導(dǎo)體之間實現(xiàn)歐姆接合,但是在本發(fā)明中,半導(dǎo)體基板的電阻率是3mQ?〇!!?5mQ?cm。 因此,即使不在P型半導(dǎo)體基板形成P+型擴散層,也能夠在該層疊膜(正電極)與P型半 導(dǎo)體基板之間形成良好的歐姆接合。
[0019] 此外,優(yōu)選,在上述制造方法中,上述半導(dǎo)體基板由p型半導(dǎo)體基板構(gòu)成,導(dǎo)入上 述雜質(zhì)的工序包括將n型雜質(zhì)以離子注入方式注入到上述半導(dǎo)體基板的上述表面的工序。
[0020] 通過利用該方法,在上述片狀二極管中,能夠?qū)ι鲜鰯U散層實現(xiàn)從上述半導(dǎo)體基 板的上述表面起至規(guī)定的深度為止連續(xù)減少的濃度分布。
[0021] 優(yōu)選,在上述片狀二極管中,上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有將角部倒角了的矩 形形狀。通過該結(jié)構(gòu),由于能夠抑制或防止片狀二極管的角部的碎肩(Chipping),所以能夠 提供外觀不良較少的片狀二極管。
[0022] 優(yōu)選,在該情況下,在上述矩形形狀的一邊的中途部,形成表示陰極方向的凹部。
[0023] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于在矩形形狀的半導(dǎo)體基板的一邊形成表示陰極方向的凹部,所 以無需在半導(dǎo)體基板的表面形成通過標記等來表示陰極方向的標志(負極標志)。上述這 樣的凹部也可在進行從晶片(原始基板)切出片狀二極管的加工時同時形成。此外,在片 狀二極管的尺寸非常小而很難進行標記的情況下也能夠形成這種凹部。因此,能夠省去用 于標記的工序,并且對微小尺寸的片狀二極管也能夠附加表示陰極方向的記號。
[0024] 本發(fā)明的電路組件包括安裝基板和安裝于上述安裝基板的上述片狀二極管。通過 該結(jié)構(gòu),能夠提供一種具備將齊納電壓Vz準確地控制為4. 0V?5. 5V的片狀二極管的電路 組件。
[0025] 優(yōu)選,在上述電路組件中,通過無引線接合法(倒裝焊接:facedownbonding;倒 裝芯片接合:flip chip bonding)將上述片狀二極管與上述安裝基板連接。通過該結(jié)構(gòu), 由于能夠減小片狀二極管在安裝基板上的占有空間,所以有助于電子部件的高密度安裝。
[0026] 本發(fā)明的電子設(shè)備包括上述電路組件和容納了上述電路組件的框體。通過該結(jié) 構(gòu),能夠提供一種具備將齊納電壓Vz準確地控制為4. 0V?5. 5V的片狀二極管的電子設(shè) 備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明的一實施方式涉及的片狀二極管的立體圖。
[0028] 圖2是上述實施方式涉及的片狀二極管的俯視圖。
[0029] 圖3是圖2的A-A線處的剖視圖。
[0030] 圖4是圖2的B-B處的剖視圖。
[0031] 圖5是在上述實施方式的片狀二極管中去掉負電極、正電極以及形成在其上的結(jié) 構(gòu)來表示半導(dǎo)體基板的表面結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0032] 圖6是表示上述實施方式的片狀二極管的內(nèi)部電結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0033] 圖7是表示將形成在相同面積的半導(dǎo)體基板上的二極管單元設(shè)定為各種大小和/ 或各種數(shù)目,針對pn結(jié)區(qū)域的周長的總計(全長)不同的多個樣品測量了ESD耐量而得到 的實驗結(jié)果。
[0034] 圖8是表示以倒裝芯片連接方式將上述實施方式的片狀二極管連接在安裝基板 上的電路組件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0035] 圖9是用于說明上述實施方式的片狀二極管的制造工序的一例的工序圖。
[0036] 圖10(a)?(e)是表示上述實施方式的片狀二極管的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的剖視 圖。
[0037] 圖11A是表示上述實施方式的片狀二極管的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0038] 圖11B是表示圖11A之后的工序中的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0039] 圖12是作為片狀二極管的半導(dǎo)體基板的原始基板的半導(dǎo)體晶片的俯視圖,放大 表示了一部分區(qū)域。
[0040] 圖13是用于說明片狀二極管的齊納電壓(Vz)的圖。
[0041] 圖14是表示n+型區(qū)域的濃度分布的圖。
[0042] 圖15是用于說明Ti/TiN/AlCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖。
[0043] 圖16是用于說明Ti/TiN/AlCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖。
[0044] 圖17是用于說明與片狀二極管的齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的特征的圖。
[0045] 圖18是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的其他特征的圖。
[0046] 圖19是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的又一特征的圖。
[0047] 圖20是表示圖19的樣品("無"熱氧化過程)的I-V特性的圖。
[0048] 圖21是表示作為使用了片狀二極管的電子設(shè)備的一例的智能電話的外觀的立體 圖。
[0049] 圖22是表示容納在上述智能電話的框體中的電子電路組件的結(jié)構(gòu)的示意性俯視 圖。
[0050] 圖23是本發(fā)明的第1參考例的一實施方式涉及的片狀二極管的立體圖。
[0051] 圖24是上述第1參考例的實施方式涉及的片狀二極管的俯視圖。
[0052] 圖25是圖24的C-C線處的剖視圖。
[0053] 圖26是圖24的D-D處的剖視圖。
[0054] 圖27是在上述第1參考例的實施方式的片狀二極管中去掉負電極、正電極以及形 成在其上的結(jié)構(gòu)來表示半導(dǎo)體基板的表面結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0055] 圖28是表示上述第1參考例的實施方式的片狀二極管的內(nèi)部電結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0056] 圖29是表示將形成在相同面積的半導(dǎo)體基板上的二極管單元設(shè)定為各種大小和 /或各種數(shù)目,針對pn結(jié)區(qū)域的周長的總計(全長)不同的多個樣品測量了ESD耐量而得 到的實驗結(jié)果。
[0057] 圖30是表示以倒裝芯片連接方式將上述第1參考例的實施方式的片狀二極管連 接在安裝基板上的電路組件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0058] 圖31是用于說明上述第1參考例的實施方式的片狀二極管的制造工序的一例的 工序圖。
[0059] 圖32(a)?(e)是表示上述第1參考例的實施方式的片狀二極管的制造工序中途 的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0060] 圖33A是表示上述第1參考例的實施方式的片狀二極管的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的 剖視圖。
[0061] 圖33B是表示圖33A之后的工序中的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0062]圖34是作為片狀二極管的半導(dǎo)體基板的原始基板的半導(dǎo)體晶片的俯視圖,放大 表示了一部分區(qū)域。
[0063] 圖35是用于說明片狀二極管的齊納電壓(Vz)的圖。
[0064] 圖36是表示n+型區(qū)域的濃度分布的圖。
[0065] 圖37A是用于說明AlSiCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖。
[0066] 圖37B是用于說明Ti/TiN/AlCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖。
[0067] 圖38是用于說明與片狀二極管的齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的特征的圖。
[0068] 圖39是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的其他特征的圖。
[0069] 圖40 (a)?(c)是用于說明漏電流對RTA處理條件的依賴性的I-V曲線。
[0070] 圖41是表示作為使用了片狀二極管的電子設(shè)備的一例的智能電話的外觀的立體 圖。
[0071] 圖42是表示容納在上述智能電話的框體中的電子電路組件的結(jié)構(gòu)的示意性俯視 圖。
[0072] 圖43是本發(fā)明的第2參考例的一實施方式涉及的片狀二極管的立體圖。
[0073] 圖44是上述第2參考例的實施方式涉及的片狀二極管的俯視圖。
[0074] 圖45是圖44的E-E線處的剖視圖。
[0075] 圖46是圖44的F-F處的剖視圖。
[0076] 圖47是在上述第2參考例的實施方式的片狀二極管中去掉負電極、正電極以及形 成在其上的結(jié)構(gòu)來示出半導(dǎo)體基板的表面結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0077] 圖48是表示上述第2參考例的實施方式的片狀二極管的內(nèi)部電結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0078] 圖49是表示將形成在相同面積的半導(dǎo)體基板上的二極管單元設(shè)定為各種大小和 /或各種數(shù)目,針對pn結(jié)區(qū)域的周長的總計(全長)不同的多個樣品測量了ESD耐量而得 到的實驗結(jié)果。
[0079] 圖50是表示以倒裝芯片連接方式將上述第2參考例的實施方式的片狀二極管連 接在安裝基板上的電路組件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0080] 圖51是用于說明上述第2參考例的實施方式的片狀二極管的制造工序的一例的 工序圖。
[0081] 圖52(a)?(d)是表示上述第2參考例的實施方式的片狀二極管的制造工序中途 的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0082] 圖53A是表示上述第2參考例的實施方式的片狀二極管的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的 剖視圖。
[0083] 圖53B是表示圖53A之后的工序中的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0084]圖54是作為片狀二極管的半導(dǎo)體基板的原始基板的半導(dǎo)體晶片的俯視圖,放大 表示了一部分區(qū)域。
[0085] 圖55是用于說明片狀二極管的齊納電壓(Vz)的圖。
[0086] 圖56是表示n+型區(qū)域的濃度分布的圖。
[0087] 圖57是用于說明AlSiCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖。
[0088] 圖58是用于說明Ti/TiN/AlCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖。
[0089] 圖59是用于說明與片狀二極管的齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的特征的圖。
[0090] 圖60是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的其他特征的圖。
[0091] 圖61是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的又一特征的圖。
[0092] 圖62是表示作為使用了片狀二極管的電子設(shè)備的一例的智能電話的外觀的立體 圖。
[0093] 圖63是表示容納在上述智能電話的框體中的電子電路組件的結(jié)構(gòu)的示意性俯視 圖。
【具體實施方式】
[0094] <本發(fā)明的實施方式>
[0095] 以下,參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0096] 圖1是本發(fā)明的實施方式涉及的片狀二極管的立體圖,圖2是其俯視圖,圖3是圖 2的A-A線處的剖視圖。另外,圖4是圖1的B-B處的剖視圖。
[0097] 片狀二極管1包括:P+型的半導(dǎo)體基板2 (例如硅基板);形成于半導(dǎo)體基板2的 多個二極管單元D1?D4;以及將這些多個二極管單元D1?D4并聯(lián)連接的負電極3以及 正電極4。
[0098] 半導(dǎo)體基板2的電阻率是3mD?cm?5mD?cm。
[0099] 半導(dǎo)體基板2包括一對主面2a、2b和與該一對主面2a、2b正交的多個側(cè)面2c,將 上述一對主面2a、2b之中的一個主面(主面2a)設(shè)為元件形成面。以下,將該主面2a稱為 "元件形成面2a"。元件形成面2a俯視時是矩形,例如,長邊方向的長度L可以是0. 4mm左 右,短邊方向的長度W可以是0.2mm左右。此外,片狀二極管1的整體厚度T可以是0. 1_ 左右。在元件形成面2a的兩端部配置負電極3的外部連接電極3B和正電極4的外部連接 電極4B。在這些外部連接電極3B、4B之間的元件形成面2a設(shè)置二極管單元區(qū)域7。
[0100] 在與元件形成面2a的一個短邊(在本實施方式中是靠近負極側(cè)外部連接電極3B 的短邊)相連的一個側(cè)面2c,形成有在半導(dǎo)體基板2的厚度方向上延伸且被切開的凹部8。 在本實施方式中,凹部8遍及半導(dǎo)體基板2的整個厚度方向而延伸。在俯視下,凹部8從元 件形成面2a的一個短邊向內(nèi)部凹陷,在本實施方式中,具有寬度朝向元件形成面2a的內(nèi) 部而變窄的梯形形狀。當然,該平面形狀是一個例子,可以是矩形形狀,也可以是三角形形 狀,也可以是部分圓狀(例如圓弧形狀)等凹陷彎曲形狀。凹部8表示片狀二極管1的朝 向(芯片方向)。更具體來說,凹部8提供了表示負極側(cè)外部連接電極3B的位置的負極標 志。由此,成為了在安裝片狀二極管1時能夠根據(jù)其外觀來掌握極性的結(jié)構(gòu)。
[0101] 半導(dǎo)體基板2在與4個側(cè)面2c之中彼此相鄰的一對側(cè)面的交叉部相對應(yīng)的四角 處具有4個角部9。在本實施方式中,該4個角部9被整形成圓形形狀。從元件形成面2a 的法線方向進行觀察的俯視下,角部9形成向外側(cè)凸出的平滑的彎曲面。由此,成為能夠抑 制片狀二極管1的制造工序和安裝時的碎肩(chipping)的結(jié)構(gòu)。
[0102] 在本實施方式中,二極管單元區(qū)域7形成為矩形。在二極管單元區(qū)域7內(nèi)配置有 多個二極管單元D1?D4。在本實施方式中,多個二極管單元D1?D4被設(shè)置4個,并沿著 半導(dǎo)體基板2的長邊方向以及短邊方向,以相等間隔二維地排列成矩陣狀。
[0103] 圖5是去掉負電極3、正電極4以及形成在其上的結(jié)構(gòu)來表示半導(dǎo)體基板2的表 面(元件形成面2a)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。在二極管單元D1?D4的各區(qū)域內(nèi),分別在P+型的 半導(dǎo)體基板2的表層區(qū)域形成n+型區(qū)域10。n+型區(qū)域10按各個二極管單元而被分離。由 此,二極管單元D1?D4分別具有按每個二極管單元而分離的pn結(jié)區(qū)域11。
[0104] 在本實施方式中,多個二極管單元D1?D4形成為相等的大小以及相等的形狀,具 體來說,形成為矩形形狀,且在各二極管單元的矩形區(qū)域內(nèi)形成多邊形形狀的n+型區(qū)域10。 在本實施方式中,n+型區(qū)域10形成為正八邊形,具有分別沿著形成二極管單元D1?D4的 矩形區(qū)域的4邊的4個邊和分別與二極管單元D1?D4的矩形區(qū)域的4個角部相對置的另 外的4個邊。
[0105] 如圖3以及圖4所示,各n+型區(qū)域10的最深部的深度距元件形成面2a是 0. 01ym?0. 2ym。此外,在半導(dǎo)體基板2的元件形成面2a,形成由氧化膜等構(gòu)成的絕緣 膜15 (在圖2中省略了圖示)。在絕緣膜15中形成有使二極管單元D1?D4各自的n+型 區(qū)域10的表面露出的接觸孔16 (負極接觸孔)和使元件形成面2a露出的接觸孔17 (正極 接觸孔)。該接觸孔16、17的底面和絕緣膜15與元件形成面2a之間的界面大致成為同一 平面。
[0106] 在絕緣膜15的表面形成負電極3以及正電極4。負電極3包括形成在絕緣膜15 的表面的負電極膜3A、和與負電極膜3A接合的外部連接電極3B。負電極膜3A具有:與多 個二極管單元D1、D3連接的引出電極L1 ;與多個二極管D2、D4連接的引出電極L2 ;以及與 引出電極Ll、L2 (負極引出電極)一體地形成的負極焊盤5。負極焊盤5在元件形成面2a 的一個端部形成為矩形。將外部連接電極3B與該負極焊盤5連接。這樣,外部連接電極3B 與引出電極Ll、L2共同連接。負極焊盤5以及外部連接電極3B構(gòu)成負電極3的外部連接 部(負極外部連接部)。
[0107] 正電極4包括形成于絕緣膜15的表面的正電極膜4A、和與正電極膜4A接合的外 部連接電極4B。正電極膜4A與P+型半導(dǎo)體基板2連接,在元件形成面2a的一個端部附近 具有正極焊盤6。正極焊盤6在正電極膜4A中由配置在元件形成面2a的一個端部中的區(qū) 域形成。將外部連接電極4B與該正極焊盤6連接。正極焊盤6以及外部連接電極4B構(gòu)成 正電極4的外部連接部(正極外部連接部)。在正電極膜4A中,正極焊盤6以外的區(qū)域是 從正極接觸孔17引出的正極引出電極。
[0108] 引出電極L1從絕緣膜15的表面進入到二極管單元D1、D3的接觸孔16內(nèi),并在各 接觸孔16內(nèi)與二極管單元Dl、D3的各n+型區(qū)域10歐姆接觸。在引出電極L1中,在接觸 孔16內(nèi)與二極管單元Dl、D3連接的部分構(gòu)成單元連接部Cl、C3。同樣地,引出電極L2從 絕緣膜15的表面進入到二極管單元D2、D4的接觸孔16內(nèi),在各接觸孔16內(nèi)與二極管單元 D2、D4的各n+型區(qū)域10歐姆接觸。在引出電極L2中,在接觸孔16內(nèi)與二極管單元D2、D4 連接的部分構(gòu)成單元連接部C2、C4。正電極膜4A從絕緣膜15的表面向接觸孔17的內(nèi)部 延伸,在接觸孔17內(nèi)與P+型的半導(dǎo)體基板2歐姆接觸。在本實施方式中,負電極膜3A以 及正電極膜4A由相同的材料形成。
[0109] 在本實施方式中,使用Ti/Al層疊膜或者Ti/TiN/AlCu層疊膜作為電極膜。
[0110]Ti/Al層疊膜是以Ti膜作為下層且以A1膜作為上層的膜。此外,Ti/TiN/AlCu層 疊膜是從半導(dǎo)體基板2側(cè)起依次將Ti膜(例如厚度為300?400A)、TiN膜(例如厚度為 1000A左右)以及AlCu膜(例如厚度為30000A左右)層疊而成的膜。
[0111] 通過狹縫18而分離負電極膜3A與正電極膜4A之間。引出電極L1沿著從二極管 單元D1經(jīng)過二極管單元D3而到達負極焊盤5的直線形成為直線狀。同樣地,引出電極L2 沿著從二極管單元D2經(jīng)過二極管單元D4而到達負極焊盤5的直線形成為直線狀。引出電 極L1、L2在貫穿n+型區(qū)域10至負極焊盤5的其間的部位,分別具有相同的寬度W1、W2,這 些寬度Wl、W2比單元連接部Cl、C2、C3、C4的寬度還寬。單元連接部C1?C4的寬度通過 與引出電極Ll、L2的引出方向正交的方向的長度來定義。引出電極Ll、L2的前端部被整 形成與n+型區(qū)域10的平面形狀相匹配。引出電極L1、L2的基端部與負極焊盤5連接。狹 縫18形成為對引出電極Ll、L2添加邊框。另一方面,正電極膜4A以隔開與大致恒定寬度 的狹縫18相對應(yīng)的間隔來包圍負電極膜3A的方式形成于絕緣膜15的表面。正電極膜4A 一體地具有沿著元件形成面2a的長邊方向延伸的梳齒狀部分和由矩形區(qū)域形成的正極焊 盤6。
[0112] 負電極膜3A以及正電極膜4A被例如由氮化膜構(gòu)成的鈍化膜20 (在圖2中省略了 圖示)覆蓋著,還在鈍化膜20上形成了聚酰亞胺等樹脂膜21。以貫通鈍化膜20以及樹脂 膜21的方式,形成使負極焊盤5露出的焊盤開口 22和使正極焊盤6露出的焊盤開口 23。 將外部連接電極3B、4B分別埋入到焊盤開口 22、23中。鈍化膜20以及樹脂膜21構(gòu)成保護 膜,抑制或防止水分向引出電極Ll、L2以及pn結(jié)區(qū)域11浸入,并且吸收來自外部的沖擊 等,有助于提尚片狀 > 極管1的耐用性。
[0113] 外部連接電極3B、4B可以在比樹脂膜21的表面還低的位置(接近半導(dǎo)體基板2 的位置)處具有表面,也可以從樹脂膜21的表面突出而在比樹脂膜21還高的位置(遠離 半導(dǎo)體基板2的位置)處具有表面。圖3示出外部連接電極3B、4B從樹脂膜21的表面突 出的例子。外部連接電極3B、4B例如可以由Ni/Pd/Au層疊膜構(gòu)成,該Ni/Pd/Au層疊膜具 有與電極膜3A、4A相連的Ni膜、形成在Ni膜上的Pd膜以及形成在Pd膜上的Au膜。這樣 的層疊膜能夠通過鍍覆法來形成。
[0114] 在各二極管單元D1?D4中,在p型的半導(dǎo)體基板2與n+型區(qū)域10之間形成有 pn結(jié)區(qū)域11,由此分別形成pn結(jié)二極管。并且,多個二極管單元D1?D4的n+型區(qū)域10 都與負電極3連接,作為二極管單元D1?D4的共同的p型區(qū)域的P+型半導(dǎo)體基板2共同 與正電極4連接。由此,形成在半導(dǎo)體基板2上的多個二極管單元D1?D4全部被并聯(lián)連 接。
[0115] 圖6是表示片狀二極管1的內(nèi)部電結(jié)構(gòu)的電路圖。分別由二極管單元D1?D4構(gòu) 成的pn結(jié)二極管中,負極側(cè)通過負電極3而被共同連接,正極側(cè)通過正電極4而被共同連 接,從而全部被并聯(lián)連接,由此整體上起到1個二極管的作用。
[0116] 根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu),片狀二極管1具有多個二極管單元D1?D4,各二極管單 元D1?D4具有pn結(jié)區(qū)域11。pn結(jié)區(qū)域11按每個二極管單元D1?D4而分離。因此,片 狀二極管1的pn結(jié)區(qū)域11的周長、即半導(dǎo)體基板2中的n+型區(qū)域10的周長的總計(全 長)變長。由此,由于能夠避免pn結(jié)區(qū)域11附近的電場的集中,實現(xiàn)該電場的分散,所以 能夠?qū)崿F(xiàn)ESD耐量的提高。即,即使在將片狀二極管1形成得較小的情況下,由于能夠增大 pn結(jié)區(qū)域11的總周長,所以能夠兼顧片狀二極管1的小型化和ESD耐量的確保。
[0117] 圖7是表示將形成在相同面積的半導(dǎo)體基板上的二極管單元設(shè)定為各種大小和/ 或各種數(shù)目,針對pn結(jié)區(qū)域的周長的總計(全長)不同的多個樣品測量了ESD耐量而得到 的實驗結(jié)果。根據(jù)該實驗結(jié)果可知,pn結(jié)區(qū)域的周長越長,ESD耐量越大。在半導(dǎo)體基板上 形成了 4個以上的二極管單元的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)超過8千伏的ESD耐量。
[0118] 另外,在本實施方式中,引出電極L1、L2的寬度W1、W2在貫穿單元連接部C1?C4 至負極焊盤5之間的部位都比單元連接部C1?C4的寬度寬。由此,能夠增大允許電流量, 并能夠減少電迀移(electromigration),提高針對大電流的可靠性。即,能夠提供一種小 型、ESD耐量大、且還可確保針對大電流的可靠性的片狀二極管。
[0119] 此外,在本實施方式中,通過直線狀的共同的引出電極Ll、L2,將排列在朝向負極 焊盤5的直線上的多個二極管單元Dl、D3和D2、D4連接到負極焊盤5。由此,由于能夠使 二極管單元D1?D4至負極焊盤5的引出電極的長度最小,所以能夠進一步有效地減少電 迀移。此外,由于能夠在多個二極管單元D1、D3和D2、D4中共用一個引出電極L1、L2,所以 能夠形成多個二極管單元D1?D4來實現(xiàn)二極管接合區(qū)域(pn結(jié)區(qū)域11)的周長增加的同 時,在半導(dǎo)體基板2上能夠布置線寬很寬的引出電極。由此,能夠進一步提高ESD耐量的同 時減少電遷移,能夠進一步提尚可靠性。
[0120] 此外,由于引出電極Ll、L2的端部以與n+型區(qū)域10的形狀(多邊形)相匹配的 方式形成部分多邊形形狀,所以能夠減小引出電極L1、L2的占有面積的同時與n+型區(qū)域10 連接。
[0121] 另外,在半導(dǎo)體基板2的一個表面、即元件形成面2a,均形成有負極側(cè)以及正極側(cè) 的外部連接電極3B、4B。因此,如圖8所示,通過使元件形成面2a與安裝基板25相對置, 并借助焊料26將外部連接電極3B、4B焊接在安裝基板25上,從而能夠構(gòu)成將片狀二極管 1以表面安裝方式安裝在安裝基板25上的電路組件。即,能夠提供倒裝芯片連接型的片狀 二極管1,并能夠通過使元件形成面2a與安裝基板25的安裝面相對置的倒裝焊接(face downbonding),利用無引線接合法(wirelessbonding)將片狀二極管1與安裝基板25連 接。由此,能夠減小片狀二極管1在安裝基板25上的占有空間。特別是,能夠?qū)崿F(xiàn)片狀二 極管1在安裝基板25上的高度的降低。由此,能夠有效地利用小型電子設(shè)備等的框體內(nèi)的 空間,有助于高密度安裝以及小型化。
[0122] 此外,在本實施方式中,在半導(dǎo)體基板2上形成絕緣膜15,并經(jīng)由形成于該絕緣膜 15的接觸孔16而將引出電極Ll、L2的單元連接部C1?C4連接到二極管單元D1?D4。 并且,在接觸孔16之外的區(qū)域中,在絕緣膜15上配置有負極焊盤5。即,在從pn結(jié)區(qū)域11 的正上方偏離的位置處設(shè)置有負極焊盤5。此外,經(jīng)由形成于絕緣膜15的接觸孔17,將正 電極膜4A與半導(dǎo)體基板2連接,在接觸孔17之外的區(qū)域中,在絕緣膜15上配置有正極焊 盤6。正極焊盤6也處于從pn結(jié)區(qū)域11的正上方偏離的位置處。由此,在將片狀二極管1 安裝于安裝基板25時,能夠避免對pn結(jié)區(qū)域11施加大的沖擊。由此,由于能夠避免pn結(jié) 區(qū)域11的破壞,所以能夠?qū)崿F(xiàn)相對于外力的耐用性優(yōu)異的片狀二極管。此外,也能夠采用 以下結(jié)構(gòu):不設(shè)置外部連接電極3B、4B,而是將負極焊盤5以及正極焊盤6分別作為負極外 部連接部以及正極連接部,并在這些負極焊盤5以及正極焊盤6上連接接合線。在該情況 下,也能夠避免由于引線接合時的沖擊而使pn結(jié)區(qū)域11被破壞。
[0123] 此外,在本實施方式中,負電極膜3A以及正電極膜4A由Ti/Al層疊膜或者 Ti/TiN/AlCu層疊膜構(gòu)成。若將這些層疊膜用作電極膜,則即使n+型區(qū)域10的深度為 0. 01ym?0. 2ym,也能夠防止負電極膜3A貫通n+型區(qū)域10而穿刺到P+型的半導(dǎo)體基板 2。另一方面,Ti/Al層疊膜或Ti/TiN/AlCu層疊膜雖然很難與p型半導(dǎo)體歐姆接觸,但是 在本實施方式中,半導(dǎo)體基板2的電阻率是3mQ?cm?5mQ?cm,比較低。因此,即使不在 半導(dǎo)體基板2中形成P+型擴散層,也能夠在該層疊膜(正電極膜4A)與P+型半導(dǎo)體基板2 之間形成良好的歐姆接合。
[0124] 另外,在本實施方式中,半導(dǎo)體基板2具有將角部9倒角了的矩形形狀。因此,由 于能夠抑制或防止片狀二極管1的角部的碎肩(chipping),所以能夠提供一種外觀不良現(xiàn) 象少的片狀二極管1。
[0125] 另外,在本實施方式中,由于在與半導(dǎo)體基板2的負極側(cè)外部連接電極3B靠近的 短邊上形成了表示陰極方向的凹部8,所以不必在半導(dǎo)體基板2的背面(與元件形成面2a 相反的一側(cè)的主面)標記負極標志。也能夠在進行用于從晶片(原始基板)切出片狀二極 管1的加工的同時,形成凹部8。此外,在因片狀二極管1的尺寸非常小而很難進行標記的 情況下,也能夠形成凹部8,從而顯示負極的方向。因此,能夠省去進行標記的工序,并且也 能夠?qū)ξ⑿〕叽绲钠瑺疃O管1賦予負極標志。
[0126] 圖9是用于說明片狀>極管1的制造工序的一例的工序圖。此外,圖10 (a)?(e) 是表示上述實施方式的片狀二極管的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的剖視圖。此外,圖11A及圖11B 是表示圖9的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的剖視圖,示出與圖3相對應(yīng)的切斷面。圖12是作為半 導(dǎo)體基板2的原始基板的P+型半導(dǎo)體晶片W的俯視圖,放大表示了一部分區(qū)域。
[0127] 首先,準備作為半導(dǎo)體基板2的原始基板的P+型半導(dǎo)體晶片W。半導(dǎo)體晶片W的 表面是元件形成面Wa,與半導(dǎo)體基板2的元件形成面2a相對應(yīng)。在元件形成面Wa,以矩陣 狀排列設(shè)定與多個片狀二極管1相對應(yīng)的多個片狀二極管區(qū)域la。在相鄰的片狀二極管區(qū) 域la之間,設(shè)置有邊界區(qū)域80。邊界區(qū)域80是具有大致恒定的寬度的帶狀區(qū)域,在正交的 兩個方向上延伸而形成為格子狀。在對半導(dǎo)體晶片W進行必要的工序之后,通過沿著邊界 區(qū)域80切開半導(dǎo)體晶片W,從而得到多個片狀二極管1。
[0128] 對半導(dǎo)體晶片W執(zhí)行的工序的一個例子如下。
[0129] 首先,如圖10(a)所示,在P+型半導(dǎo)體晶片W的元件形成面Wa,形成由熱氧化膜構(gòu) 成的絕緣膜15 (S1),并在該絕緣膜上形成抗蝕劑掩模33 (S2)。通過使用了該抗蝕劑掩模33 的蝕刻,在絕緣膜15中形成與n+型區(qū)域10相對應(yīng)的開口(接觸孔16) (S3)。
[0130] 接著,如圖10(b)所示,在將抗蝕劑掩模33剝離之后,根據(jù)需要,在從接觸孔16露 出的元件形成面Wa的整個面上形成用于抑制離子注入導(dǎo)致的損壞的熱氧化膜32 (S4)。由 于該熱氧化膜32比較薄,所以在其熱氧化時,熱氧化膜32使半導(dǎo)體晶片W的元件形成面Wa 附近的硅變質(zhì)為氧化硅并且還在背面?zhèn)仁蛊渖L,與接觸孔16連續(xù)的凹部不會形成在元 件形成面Wa。接著,在從形成于絕緣膜15中的接觸孔16露出的半導(dǎo)體晶片W的表層部,注 入n型雜質(zhì)離子(例如磷離子)(S5)。
[0131] 接著,如圖10(c)所示,維持離子注入后的元件形成面Wa的表面狀態(tài)不變,即不進 行加熱半導(dǎo)體晶片W這樣的處理(熱氧化、CVD等),而是進行用于使導(dǎo)入至半導(dǎo)體晶片W 中的雜質(zhì)離子活化的熱處理(RTA) (S6)。RTA處理的條件(溫度、時間)根據(jù)作為目標的n+ 型區(qū)域10的深度來選擇即可。由此,在半導(dǎo)體晶片W的表層部形成n+型區(qū)域10。
[0132] 接著,如圖10(d)所示,在絕緣膜15上進一步形成具有與接觸孔16、17相匹配的 開口的另外的抗蝕劑掩模34 (S7)。通過隔著該抗蝕劑掩模34進行的蝕刻,在絕緣膜15中 形成接觸孔17,并且去除接觸孔16內(nèi)的熱氧化膜32 (S8)。之后,剝離抗蝕劑掩模34。
[0133] 接著,如圖10(e)所示,例如通過濺射法,在絕緣膜15上形成構(gòu)成負電極3以及正 電極4的電極膜(S9)。在本實施方式中,依次濺射Ti膜、TiN膜以及AlCu膜,形成由這些 膜的層疊膜構(gòu)成的電極膜。然后,在該電極膜上,形成具有與狹縫18相對應(yīng)的開口圖案的 另外的抗蝕劑掩模(S10),通過隔著該抗蝕劑掩模進行的蝕刻(例如反應(yīng)性離子蝕刻),在 電極膜中形成狹縫18(S11)。狹縫18的寬度可以是3ym左右。由此,上述電極膜被分離成 負電極膜3A以及正電極膜4A。
[0134] 接著,在剝離了抗蝕劑膜之后,例如通過CVD法來形成氮化膜等鈍化膜20(S12), 進一步通過涂敷聚酰亞胺等來形成樹脂膜21 (S13)。例如,在涂敷賦予了感光性的聚酰亞 胺并利用與焊盤開口 23、24相對應(yīng)的圖案進行曝光之后,使該聚酰亞胺膜顯影(S14)。由 此,形成具有與焊盤開口 23、24相對應(yīng)的開口的樹脂膜21。之后,根據(jù)需要,進行用于使樹 脂膜固化(cure)的熱處理(S15)。然后,通過以樹脂膜21作為掩模的干蝕刻(例如反應(yīng) 性離子蝕刻),在鈍化膜20中形成焊盤開口 22、23(S16)。之后,在焊盤開口 22、23內(nèi)形成 外部連接電極3B、4B(S17)。外部連接電極3B、4B的形成可通過鍍覆(優(yōu)選是非電解電鍍) 來進行。
[0135] 接著,形成具有與邊界區(qū)域80(參照圖12)相匹配的格子狀的開口的抗蝕劑掩模 83 (參照圖11A) (S18)。隔著該抗蝕劑掩模83進行等離子蝕刻(plasmaetching),由此如 圖11A所示,將半導(dǎo)體晶片W從其元件形成面Wa起蝕刻至規(guī)定的深度。由此,沿著邊界區(qū) 域80,形成切斷用的槽81 (S19)。在剝離抗蝕劑掩模83之后,如圖11B所示,將半導(dǎo)體晶片 W從背面Wb起研磨至到達槽81的底部為止(S20)。由此,能夠?qū)⒍鄠€片狀二極管區(qū)域la 單片化,得到前的結(jié)構(gòu)的片狀二極管1。
[0136] 如圖12所示,用于在邊界區(qū)域80形成槽81的抗蝕劑掩模83在與片狀二極管區(qū) 域la的四角相連的位置處,具有向片狀二極管區(qū)域la的外側(cè)凸出的彎曲形狀的圓形形狀 部84。圓形形狀部84形成為以平滑的曲線連接了片狀二極管區(qū)域la的相鄰的兩條邊。另 夕卜,用于在邊界區(qū)域80形成槽81的抗蝕劑掩模83在與片狀二極管區(qū)域la的一個短邊相 連的位置處,具有朝向片狀二極管區(qū)域la的內(nèi)側(cè)凹陷的凹部85。因此,若通過以該抗蝕劑 掩模83作為掩模來進行的等離子蝕刻而形成槽81,則槽81在與片狀二極管區(qū)域la的四角 相連的位置處,具有朝向片狀二極管區(qū)域la的外側(cè)凸出的彎曲形狀的圓形形狀部,在與片 狀二極管區(qū)域la的一個短邊相連的位置處,具有朝向片狀二極管區(qū)域la的內(nèi)側(cè)凹陷的凹 部。因此,在形成用于從半導(dǎo)體晶片W切出片狀二極管區(qū)域la的槽81的工序中,能夠同時 將片狀二極管1的四角的角部9整形成圓形形狀,并且能夠在一個短邊(負極側(cè)的短邊) 形成作為負極標志的凹部8。即,無需追加專用的工序,就能夠?qū)⒔遣?加工成圓形形狀,并 且能夠形成作為負極標志的凹部8。
[0137] 在本實施方式中,由于半導(dǎo)體基板2由p型半導(dǎo)體形成,所以即使不在半導(dǎo)體基板 2上形成外延層,也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的特性。即,n型的半導(dǎo)體晶片由于電阻率的面內(nèi)偏差大, 所以在使用n型半導(dǎo)體晶片時,需要在其表面形成電阻率的面內(nèi)偏差小的外延層,并在該 外延層形成雜質(zhì)擴散層來形成pn結(jié)。這是因為,n型雜質(zhì)的偏析系數(shù)小,所以在形成成為 半導(dǎo)體晶片的基礎(chǔ)的錠塊(例如硅錠)時,在晶片的中心部和周邊部,電阻率之差變大。相 對于此,由于P型雜質(zhì)的偏析系數(shù)比較大,所以P型半導(dǎo)體晶片的電阻率的面內(nèi)偏差小。因 此,通過使用P型半導(dǎo)體晶片,不形成外延層也能夠從晶片的任意部位切出穩(wěn)定特性的二 極管。因此,通過使用P+型半導(dǎo)體基板2,能夠使制造工序簡單,并且能夠降低制造成本。
[0138] 此外,根據(jù)本實施方式,在導(dǎo)入n型雜質(zhì)之后,不在導(dǎo)入了該雜質(zhì)的區(qū)域形成CVD 膜、熱氧化膜等,而是維持半導(dǎo)體晶片W的元件形成面Wa的狀態(tài)。并且,在該表面狀態(tài)下, 通過在比推阱處理短的時間內(nèi)完成的RTA處理,使雜質(zhì)擴散。并且,所使用的半導(dǎo)體晶片W 的電阻率是3mQ?cm?5mQ?cm。由此,能夠抑制施加于半導(dǎo)體晶片W的熱量,所以能夠 將片狀二極管的齊納電壓Vz準確地控制為4. 0V?5. 5V。另外,所謂齊納電壓是指,例如在 圖13所示的片狀二極管1的反方向的I-V曲線中,電流急劇上升時的電壓Vz。
[0139] 此外,在本實施方式中,由于以離子注入的方式來進行n型雜質(zhì)的導(dǎo)入,所以如圖 14所示,在片狀二極管1中,能夠在n+型區(qū)域10內(nèi),給出從半導(dǎo)體基板2的元件形成面2a 起直至規(guī)定的深度處連續(xù)減少的濃度分布。相反,在通過磷沉積導(dǎo)入了n型雜質(zhì)的情況下, 其濃度分布從元件形成面2a起至規(guī)定的深度為止是恒定的。
[0140] 圖15以及圖16是用于說明Ti/TiN/AlCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸 的圖。
[0141] 根據(jù)圖15可知,若是在本實施方式中使用的電阻率3mD?cm?5mD?cm的半導(dǎo) 體基板2,則不論RTA處理的條件如何,與電阻率超過上述范圍的情況相比,與P+型的半導(dǎo) 體基板2之間的接觸電阻都要小得多。即,一般Ti/TiN/AlCu層疊膜雖然很難在與p型半 導(dǎo)體之間進行歐姆接合,但是通過使用電阻率為3mQ?cm?5mQ?cm的基板,能夠在該層 疊膜與P+型的半導(dǎo)體基板之間形成良好的歐姆接合。其結(jié)果,本實施方式的正電極膜4A的 電壓對電流特性如圖16的曲線91所示,具有線性的特性。另一方面,認為在例如使用了電 阻率為llmQ?cm的基板的情況下,如圖16的曲線90所示,不會具有線性的特性。
[0142] 圖17是用于說明與片狀二極管1的齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的特征的圖。即,示 出了關(guān)于將片狀二極管1構(gòu)成為齊納二極管時的齊納電壓調(diào)整的特征。另外,在圖17中, 將采用與本實施方式不同的方法形成了n+型區(qū)域10的片狀二極管1用作調(diào)查施加于半導(dǎo) 體基板2的熱量與齊納電壓之間的關(guān)系的樣品。更具體說明的話,為了形成n+型區(qū)域10而 將n型雜質(zhì)(例如磷)導(dǎo)入至半導(dǎo)體基板2的表層部之后,進行用于使該導(dǎo)入的雜質(zhì)活化 的熱處理(推阱處理)。齊納電壓根據(jù)該熱處理的溫度以及時間而發(fā)生變化。具體來說, 在熱處理時施加于半導(dǎo)體基板2的熱量越多,則齊納電壓越容易變高。利用這種情況,能夠 調(diào)整齊納電壓。如根據(jù)圖17所理解的那樣,齊納電壓對熱處理時的熱量的依賴性大于對雜 質(zhì)的劑量的依賴性。如本實施方式這樣,這種情況也適用于通過RTA處理來形成n+型區(qū)域 10的場合。
[0143]圖18是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的其他特征的圖。具體來說,示出 了齊納電壓相對于使導(dǎo)入至圖17的樣品的半導(dǎo)體基板2中的n型雜質(zhì)活化的熱處理時的 溫度的變化,曲線93表示使用了電阻率比較低的(例如5mD)半導(dǎo)體基板時的齊納電壓, 曲線94表示使用了電阻率比較高的(例如15?18mQ)半導(dǎo)體基板時的齊納電壓。根據(jù) 曲線93、94的比較可知,齊納電壓依賴于半導(dǎo)體基板的電阻率。因此,通過根據(jù)作為目的的 齊納電壓來應(yīng)用適當電阻率的半導(dǎo)體基板,能夠使齊納電壓符合設(shè)計值。
[0144] 但是,如根據(jù)圖18的曲線93所理解的那樣,僅通過使用電阻率比較低的半導(dǎo)體基 板很難將齊納電壓控制成本發(fā)明的范圍(4. 0V?5. 5V)。實際上,即使是5mD? cm的半導(dǎo) 體基板也存在齊納電壓超過5. 5V的情況。因此,在本實施方式中,在導(dǎo)入n型雜質(zhì)之后,不 在該雜質(zhì)被導(dǎo)入的區(qū)域形成CVD膜、熱氧化膜等,而是維持半導(dǎo)體晶片W的元件形成面Wa 的狀態(tài)。并且,在該表面狀態(tài)下,通過在比推阱處理短的時間內(nèi)完成的RTA處理,使雜質(zhì)擴 散。由此,能夠?qū)⑵瑺疃O管的齊納電壓Vz準確地控制為4. 0V?5. 5V。這一點參照圖19 以及圖20能夠得到證明。
[0145] 圖19是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的又一特征的圖。圖20是表示圖 19的樣品("無"熱氧化過程)的I-V特性的圖。
[0146] 即,根據(jù)圖19可知,向5mD?〇!!的半導(dǎo)體基板注入n型雜質(zhì),之后,經(jīng)過RTA前的 "無"熱氧化的過程,無論RTA的條件如何,都能夠?qū)⑵瑺疃O管的齊納電壓Vz準確地控制 為5.IV。這一點從圖20(a)的I-V曲線來看也是清楚的。
[0147] 還可以知道,若增大半導(dǎo)體基板2的電阻率(例如11mD?cm、16mD?〇!!),或者在 注入n型雜質(zhì)之后,經(jīng)過RTA前的"有"熱氧化的過程,則很難制作齊納電壓Vz為4. 0V? 5. 5V的片狀二極管。
[0148] 圖21是表示作為使用了片狀二極管的電子設(shè)備的一例的智能電話的外觀的立體 圖。智能電話201構(gòu)成為將電子部件容納在扁平的長方體形狀的框體202的內(nèi)部??蝮w202 在表面?zhèn)纫约氨趁鎮(zhèn)染哂虚L方形形狀的一對主面,該一對主面通過4個側(cè)面而被結(jié)合。在 框體202的一個主面,露出有由液晶面板或有機EL面板等構(gòu)成的顯示面板203的顯示面。 顯示面板203的顯示面構(gòu)成觸摸面板,提供相對于使用者的輸入界面。
[0149] 顯示面板203形成為占據(jù)框體202的一個主面的大部分的長方形形狀。沿著顯示 面板203的一個短邊來配置操作按鈕204。在本實施方式中,多個(3個)操作按鈕204沿 著顯示面板203的短邊而被排列。使用者通過操作操作按鈕204以及觸摸面板,能夠進行 針對智能電話201的操作,并能夠調(diào)取所需的功能來執(zhí)行。
[0150] 在顯示面板203的另外一個短邊附近,配置有揚聲器205。揚聲器205提供電話功 能的聽筒,并且被用作使音樂數(shù)據(jù)等再生的音響組件。另一方面,在操作按鈕204的附近, 在框體202的一個側(cè)面配置有麥克風206。麥克風206除了提供電話功能的話筒以外,還能 夠被用作錄音時的麥克風。
[0151] 圖22是表示容納在框體202的內(nèi)部的電子電路組件210的結(jié)構(gòu)的示意性的俯視 圖。電子電路組件210包括布線基板211和安裝于布線基板211的安裝面的電路部件。多 個電路部件包括多個集成電路元件(1C) 212-220和多個芯片部件。多個1C包括:傳送處理 IC212、單頻段TV接收IC213、GPS接收IC214、FM調(diào)諧器IC215、電源IC216、閃存217、微型 計算機218、電源IC219以及基帶IC220。多個芯片部件包括:片狀電感器221、225、235、片 狀電阻器222、224、233、片狀電容器227、230、234以及片狀二極管228、231。這些芯片部件 例如通過倒裝芯片接合而被安裝在布線基板211的安裝面上。片狀二極管228、231可應(yīng)用 前述實施方式的片狀二極管。
[0152] 傳送處理IC212生成針對顯示面板203的顯示控制信號,并且內(nèi)置有用于接收來 自顯示面板203表面的觸摸面板的輸入信號的電子電路。為了與顯示面板203進行連接, 對傳送處理IC212連接撓性布線209。
[0153] 單頻段TV接收IC213內(nèi)置有構(gòu)成接收機的電子電路,該接收機用于接收單頻段廣 播(以便攜式設(shè)備作為接收對象的地面數(shù)字電視廣播)的電波。在單頻段TV接收IC213 的附近配置有多個片狀電感器221和多個片狀電阻器222。單頻段TV接收IC213、片狀電 感器221以及片狀電阻器222構(gòu)成單頻段廣播接收電路223。片狀電感器221以及片狀電 阻器222分別具有準確地匹配的電感以及電阻,對單頻段廣播接收電路223給予高精度的 電路常數(shù)。
[0154]GPS接收IC214內(nèi)置有接收來自GPS衛(wèi)星的電波后輸出智能電話201的位置信息 的電子電路。
[0155]FM調(diào)諧器IC215與在其附近安裝于布線基板211的多個片狀電阻器224以及多個 片狀電感器225 -起構(gòu)成FM廣播接收電路226。片狀電阻器224以及片狀電感器225分別 具有準確地匹配電阻值以及電感,對FM廣播接收電路226給予高精度的電路常數(shù)。
[0156] 在電源IC216的附近,將多個片狀電容器227以及多個片狀二極管228安裝于布 線基板211的安裝面。電源IC216與片狀電容器227以及片狀二極管228 -起構(gòu)成電源電 路 229〇
[0157] 閃存217是用于記錄操作系統(tǒng)程序、在智能電話201的內(nèi)部生成的數(shù)據(jù)、通過通信 功能從外部獲取的數(shù)據(jù)以及程序等的存儲裝置。
[0158] 微型計算機218內(nèi)置有CPU、ROM以及RAM,是通過執(zhí)行各種運算處理來實現(xiàn)智能 電話201的多個功能的運算處理電路。更具體來說,通過微型計算機218的工作,實現(xiàn)圖像 處理、各種應(yīng)用程序的運算處理。
[0159] 在電源IC219的附近,將多個片狀電容器230以及多個片狀二極管231安裝于布 線基板211的安裝面。電源IC219與片狀電容器230以及片狀二極管231 -起構(gòu)成電源電 路 232。
[0160] 在基帶IC220的附近,將多個片狀電阻器233、多個片狀電容器234以及多個片狀 電感器235安裝于布線基板211的安裝面?;鶐C220與片狀電阻器233、片狀電容器234 以及片狀電感器235 -起構(gòu)成基帶通信電路236?;鶐ㄐ烹娐?36提供電話通信以及數(shù) 據(jù)通信的通信功能。
[0161] 通過這樣的結(jié)構(gòu),被電源電路229、232適當調(diào)整后的電力被供給至傳送處理 IC212、GPS接收IC214、單頻段廣播接收電路223、FM廣播接收電路226、基帶通信電路236、 閃存217以及微型計算機218。微型計算機218響應(yīng)經(jīng)由傳送處理IC212輸入的輸入信號 來進行運算處理,從傳送處理IC212向顯示面板203輸出顯示控制信號來使顯示面板203 進行各種顯示。
[0162] 若通過觸摸面板或操作按鈕204的操作而指示了單頻段廣播的接收,則通過單頻 段廣播接收電路223的工作,接收單頻段廣播。并且,將接收到的圖像輸出至顯示面板203, 由微型計算機218執(zhí)行用于從揚聲器205發(fā)出接收到的聲音的運算處理。
[0163] 此外,當需要智能電話201的位置信息時,微型計算機218獲取GPS接收IC214所 輸出的位置信息,并執(zhí)行使用了該位置信息的運算處理。
[0164]另外,若通過觸摸面板或操作按鈕204的操作而輸入FM廣播接收指令,則微型計 算機218啟動FM廣播接收電路226,執(zhí)行用于從揚聲器205輸出接收到的聲音的運算處理。
[0165] 閃存217是為了存儲通過通信獲取到的數(shù)據(jù)、通過微型計算機218的運算、來自觸 摸面板的輸入而生成的數(shù)據(jù)而被使用的。微型計算機218根據(jù)需要,向閃存217寫入數(shù)據(jù), 或從閃存217讀出數(shù)據(jù)。
[0166] 電話通信或數(shù)據(jù)通信的功能通過基帶通信電路236來實現(xiàn)。微型計算機218控制 基帶通信電路236,從而進行用于收發(fā)聲音或數(shù)據(jù)的處理。
[0167] 以上,說明了本發(fā)明的實施方式,但是本發(fā)明也能夠進一步通過其他的方式來實 施。例如,在前述的實施方式中,雖然示出了在半導(dǎo)體基板上形成4個二極管單元的例子, 但是也可以在半導(dǎo)體基板上形成2個或3個二極管單元,也可以形成4個以上的二極管單 元。此外,也可以形成1個二極管單元。
[0168] 此外,在前述的實施方式中,雖然示出了pn結(jié)區(qū)域俯視時為正八邊形的例子,但 是也可以將pn結(jié)區(qū)域形成為邊的個數(shù)為3個以上的任意多邊形形狀,也可以將它們的平面 形狀設(shè)為圓形或橢圓形。在將pn結(jié)區(qū)域的形狀設(shè)為多邊形形狀的情況下,這些區(qū)域可以不 是正多邊形形狀,而是由邊的長度為2種以上的多邊形來形成這些區(qū)域。另外,pn結(jié)區(qū)域 不需要形成為相同的大小,也可以是分別具有不同大小的接合區(qū)域的多個二極管單元混合 存在于半導(dǎo)體基板上。另外,形成在半導(dǎo)體基板上的pn結(jié)區(qū)域的形狀不一定是1種,也可 以是2種以上形狀的pn結(jié)區(qū)域混合存在于半導(dǎo)體基板上。
[0169] 除此以外,能夠在權(quán)利要求書記載的事項的范圍內(nèi)實施各種設(shè)計變更。
[0170] <本發(fā)明的第1參考例的實施方式>
[0171] 以下,參照附圖來詳細地說明本發(fā)明的第1參考例的實施方式。
[0172] 圖23是本發(fā)明的第1參考例的一實施方式涉及的片狀二極管的立體圖,圖24是 其俯視圖,圖25是圖24的C-C線處的剖視圖。另外,圖26是圖23的D-D處的剖視圖。
[0173] 片狀二極管301包括:P+型的半導(dǎo)體基板302 (例如硅基板);形成于半導(dǎo)體基板 302的多個二極管單元D301?D304 ;以及將這些多個二極管單元D301?D304并聯(lián)連接的 負電極303以及正電極304。
[0174] 半導(dǎo)體基板302的電阻率是5mQ?cm?20mQ?cm。
[0175] 半導(dǎo)體基板302包括一對主面302a、302b和與該一對主面302a、302b正交的多個 側(cè)面302c,上述一對主面302a、302b之中的一個主面(主面302a)被作為元件形成面。以 下,將該主面302a稱為"元件形成面302a"。元件形成面302a俯視時是矩形,例如,長邊方 向的長度L可以是0. 4mm左右,短邊方向的長度W可以是0. 2mm左右。此外,片狀二極管 301的整體厚度T可以是0. 1mm左右。在元件形成面302a的兩端部配置有負電極303的外 部連接電極303B和正電極304的外部連接電極304B。在這些外部連接電極303B、304B之 間的元件形成面302a上設(shè)置二極管單元區(qū)域307。
[0176] 在與元件形成面302a的一個短邊(在該第1參考例的實施方式中,是靠近負極側(cè) 外部連接電極303B的短邊)相連的一個側(cè)面302c,形成有在半導(dǎo)體基板302的厚度方向上 延伸并被切開的凹部308。在該第1參考例的實施方式中,凹部308遍及半導(dǎo)體基板302的 整個厚度方向而延伸。俯視時,凹部308從元件形成面302a的一個短邊向內(nèi)部凹陷,在該 第1參考例的實施方式中,具有朝向元件形成面302a的內(nèi)部而寬度變窄的梯形形狀。當然, 該平面形狀是一個例子,可以是矩形形狀,也可以是三角形形狀,也可以是部分圓狀(例如 圓弧形狀)等凹形彎曲形狀。凹部308表示片狀二極管301的朝向(芯片方向)。更具體 來說,凹部308提供了表示負極側(cè)外部連接電極303B的位置的負極標志。由此,構(gòu)成了在 安裝片狀二極管301時能夠通過其外觀就掌握極性的結(jié)構(gòu)。
[0177] 半導(dǎo)體基板302在與4個側(cè)面302c之中彼此相鄰的一對側(cè)面的交叉部相對應(yīng)的 四角處,具有4個角部309。在該第1參考例的實施方式中,該4個角部309被整形成圓形 形狀。從元件形成面302a的法線方向進行觀察的俯視下,角部309形成向外側(cè)凸出的平滑 的彎曲面。由此,成為能夠抑制片狀二極管301的制造工序和安裝時的碎肩的結(jié)構(gòu)。
[0178] 在該第1參考例的實施方式中,二極管單元區(qū)域307形成為矩形。在二極管單元 區(qū)域307內(nèi)配置有多個二極管單元D301?D304。在該第1參考例的實施方式中,多個二極 管單元D301?D304是4個,沿著半導(dǎo)體基板302的長邊方向以及短邊方向,以等間隔二維 地排列成矩陣狀。
[0179] 圖27是去掉負電極303、正電極304以及形成在其上的結(jié)構(gòu)來表示半導(dǎo)體基板 302的表面(元件形成面302a)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。在二極管單元D301?D304的各區(qū)域內(nèi), 分別在P+型的半導(dǎo)體基板302的表層區(qū)域形成n+型區(qū)域310。n+型區(qū)域310按各個二極 管單元而被分離。由此,二極管單元D301?D304分別具有按每個二極管單元而分離的pn 結(jié)區(qū)域311。
[0180] 在該第1參考例的實施方式中,多個二極管單元D301?D304形成為相等的大小 以及相等的形狀,具體來說,形成為矩形形狀,且在各二極管單元的矩形區(qū)域內(nèi)形成了多邊 形形狀的n+型區(qū)域310。在該第1參考例的實施方式中,n+型區(qū)域310形成為正八邊形,且 具有分別沿著形成二極管單元D301?D304的矩形區(qū)域的四邊的4個邊和分別與二極管單 元D301?D304的矩形區(qū)域的4個角部相對置的另外的4個邊。
[0181] 如圖25以及圖26所示,各n+型區(qū)域310的最深部的深度距元件形成面302a是 0. 2ym?3. 0ym。此外,在半導(dǎo)體基板302的元件形成面302a形成由氧化膜構(gòu)成的絕緣 膜315(在圖24中省略圖示)。在絕緣膜315中形成使二極管單元D301?D304各自的n+ 型區(qū)域310的表面露出的接觸孔316 (負極接觸孔)和使元件形成面302a露出的接觸孔 317 (正極接觸孔)。在n+型區(qū)域310的表面,與該接觸孔316連續(xù)地形成有凹部319。凹 部319的整體形成于n+型區(qū)域310的內(nèi)部區(qū)域,其側(cè)面與接觸孔316的側(cè)面無高低差地平 滑地連續(xù)。因此,凹部319以及接觸孔316的組合形成一個孔,該孔具有無高低差的平滑的 側(cè)面。并且,在該孔的周邊部(凹部319的周邊部)形成作為凹部絕緣膜的絕緣膜327。絕 緣膜327由氧化膜構(gòu)成,在該第1參考例的實施方式中,絕緣膜327沿著凹部319的邊而形 成為環(huán)狀,以使凹部319的底面中央露出。此外,絕緣膜327形成為橫穿凹部319與接觸孔 316之間的邊界,其一部分(上部)比元件形成面302a更向上方突出。
[0182] 在絕緣膜315的表面形成有負電極303以及正電極304。負電極303包括形成于絕 緣膜315的表面的負電極膜303A和與負電極膜303A接合的外部連接電極303B。負電極膜 303A具有:與多個二極管單元D301、D303連接的引出電極L301 ;與多個二極管D302、D304 連接的引出電極L302 ;以及與引出電極L301、L302 (負極引出電極)一體地形成的負極焊 盤305。負極焊盤305在元件形成面302a的一個端部形成為矩形。將外部連接電極303B 與該負極焊盤305連接。這樣,在引出電極L301、L302上共同連接外部連接電極303B。負 極焊盤305以及外部連接電極303B構(gòu)成負電極303的外部連接部(負極外部連接部)。
[0183] 正電極304包括形成于絕緣膜315的表面的正電極膜304A和與正電極膜304A接 合的外部連接電極304B。正電極膜304A與P+型的半導(dǎo)體基板302連接,且在元件形成面 302a的一個端部附近具有正極焊盤306。正極焊盤306在正電極膜304A中由配置于元件 形成面302a的一個端部的區(qū)域形成。將外部連接電極304B與該正極焊盤306連接。正極 焊盤306以及外部連接電極304B構(gòu)成正電極304的外部連接部(正極外部連接部)。在正 電極膜304A中,正極焊盤306以外的區(qū)域是從正極接觸孔317引出的正極引出電極。
[0184] 引出電極L301從絕緣膜315的表面進入到二極管單元D301、D303的接觸孔316 以及凹部319內(nèi),在各凹部319內(nèi)與二極管單元D301、D303的各n+型區(qū)域310歐姆接觸。 在引出電極L301中,在接觸孔316內(nèi)與二極管單元D301、D303連接的部分構(gòu)成單元連接部 C301、C303。同樣地,引出電極L302從絕緣膜315的表面進入到二極管單元D302、D304的 接觸孔316以及凹部319內(nèi),在各凹部319內(nèi)與二極管單元D302、D304的各n+型區(qū)域310 歐姆接觸。在引出電極L302中,在接觸孔316內(nèi)與二極管單元D302、D304連接的部分構(gòu)成 單元連接部C302、C304。正電極膜304A從絕緣膜315的表面向接觸孔317的內(nèi)部延伸,在 接觸孔317內(nèi)與P+型的半導(dǎo)體基板302歐姆接觸。在該第1參考例的實施方式中,負電極 膜303A以及正電極膜304A由相同的材料形成。
[0185] 在該第1參考例的實施方式中,使用AlSiCu膜、或Ti/Al層疊膜、或Ti/TiN/AlCu 層疊膜作為電極膜。
[0186] 在使用AlSiCu膜的情況下,半導(dǎo)體墓板302的電阻率優(yōu)選是5mD?cm? 20mD?cm,n+型區(qū)域310的深度優(yōu)選是0. 7ym?3.Oym。若使用AlSiCu膜,則無需半導(dǎo) 體基板302的表面設(shè)置P+型區(qū)域,就能夠使正電極膜304A與P+型的半導(dǎo)體基板302歐姆 接觸。即,能夠使正電極膜304A與P+型的半導(dǎo)體基板302直接接觸來形成歐姆接合。因 此,能夠省去用于形成P+型區(qū)域的工序。
[0187] Ti/Al層疊膜是以Ti膜作為下層且以A1膜作為上層的膜。此外,Ti/TiN/AlCu層 疊膜是從半導(dǎo)體基板302側(cè)起依次將Ti膜(例如厚度300?400A)、TiN膜(例如厚度 1000A左右)以及AlCu膜(例如厚度30000A左右)層疊而成的膜。在使用這些層疊膜 的情況下,半導(dǎo)體基板302的電阻率優(yōu)選是5mD?cm?10mD?cm,n+型區(qū)域310的深度 優(yōu)選是〇? 2ym?0? 7ym。
[0188] 負電極膜303A與正電極膜304A之間被狹縫318分離。引出電極L301沿著從二 極管單元D301經(jīng)過二極管單元D303而到達負極焊盤305的直線,形成為直線狀。同樣地, 引出電極L302沿著從二極管單元D302經(jīng)過二極管單元D304而到達負極焊盤305的直線, 形成為直線狀。引出電極L301、L302在貫穿從n+型區(qū)域310至負極焊盤305的其間的部 位,分別具有相同的寬度Wl、W2,這些寬度Wl、W2比單元連接部C301、C302、C303、C304的 寬度寬。單元連接部C301?C304的寬度根據(jù)與引出電極L301、L302的引出方向正交的方 向的長度來定義。引出電極L301、L302的前端部被整形成與n+型區(qū)域310的平面形狀相 匹配。引出電極L301、L302的基端部與負極焊盤305連接。狹縫318形成為對引出電極 L301、L302添加邊框。另一方面,正電極膜304A以隔開與大致恒定寬度的狹縫318相對應(yīng) 的間隔來包圍負電極膜303A的方式,形成于絕緣膜315的表面。正電極膜304A-體地具 有沿著元件形成面302a的長邊方向延伸的梳齒狀部分和由矩形區(qū)域形成的正極焊盤306。
[0189] 負電極膜303A以及正電極膜304A被例如由氮化膜構(gòu)成的鈍化膜320(在圖24中 省略圖示)覆蓋著,還在鈍化膜320上形成了聚酰亞胺等樹脂膜321。以貫通鈍化膜320以 及樹脂膜321的方式形成使負極焊盤305露出的焊盤開口 322和使正極焊盤306露出的焊 盤開口 323。將外部連接電極303B、304B分別埋入到焊盤開口 322、323中。鈍化膜320以 及樹脂膜321構(gòu)成保護膜,抑制或防止水分向引出電極L301、L302以及pn結(jié)區(qū)域311浸 入,并且吸收來自外部的沖擊等,有助于片狀二極管301的耐用性的提高。
[0190] 外部連接電極303B、304B可以在比樹脂膜321的表面低的位置(靠近半導(dǎo)體基板 302的位置)處具有表面,也可以從樹脂膜321的表面突出,在比樹脂膜321高的位置(遠 離半導(dǎo)體基板302的位置)處具有表面。圖25中示出了外部連接電極303B、304B從樹脂 膜321的表面突出的例子。外部連接電極303B、304B例如可以由Ni/Pd/Au層疊膜構(gòu)成,該 Ni/Pd/Au層疊膜具有與電極膜303A、304A相連的Ni膜、形成在Ni膜上的Pd膜、以及形成 在Pd膜上的Au膜。這樣的層疊膜能夠通過鍍覆法來形成。
[0191] 在各二極管單元D301?D304中,在p型的半導(dǎo)體基板302與n+型區(qū)域310之間 形成pn結(jié)區(qū)域311,因此分別形成pn結(jié)二極管。并且,多個二極管單元D301?D304的n+ 型區(qū)域310共同與負電極303連接,二極管單元D301?D304的共同的p型區(qū)域、即P+型 的半導(dǎo)體基板302共同與正電極304連接。由此,形成在半導(dǎo)體基板302上的多個二極管 單元D301?D304全部被并聯(lián)連接。
[0192] 圖28是表示片狀二極管301的內(nèi)部電結(jié)構(gòu)的電路圖。分別由二極管單元D301? D304構(gòu)成的pn結(jié)二極管的負極側(cè)通過負電極303而被共同連接,正極側(cè)通過正電極304而 被共同連接,從而全部被并聯(lián)連接,由此,整體上起到1個二極管的作用。
[0193] 根據(jù)該第1參考例的實施方式的結(jié)構(gòu),片狀二極管301具有多個二極管單元 D301?D304,各二極管單元D301?D304具有pn結(jié)區(qū)域311。pn結(jié)區(qū)域311按每個二極 管單元D301?D304而分離。因此,片狀二極管301的pn結(jié)區(qū)域311的周長、即半導(dǎo)體基 板302中的n+型區(qū)域310的周長的總計(全長)變長。由此,由于能夠避免pn結(jié)區(qū)域311 的附近的電場的集中,實現(xiàn)該電場的分散,所以能夠?qū)崿F(xiàn)ESD耐量的提高。即,即使將片狀 二極管301形成得非常小的情況下,由于能夠增大pn結(jié)區(qū)域311的總周長,所以能夠兼顧 片狀二極管301的小型化和ESD耐量的確保。
[0194] 圖29是表示將形成在相同面積的半導(dǎo)體基板上的二極管單元設(shè)定為各種大小和 /或各種數(shù)目,針對pn結(jié)區(qū)域的周長的總計(全長)不同的多個樣品測量了ESD耐量的實 驗結(jié)果。根據(jù)該實驗結(jié)果可知,pn結(jié)區(qū)域的周長越長,ESD耐量就越大。在半導(dǎo)體基板上形 成了 4個以上的二極管單元的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)超過8千伏的ESD耐量。
[0195] 另外,在該第1參考例的實施方式中,引出電極L301、L302的寬度W1、W2在貫穿單 元連接部C301?C304至負極焊盤305的其間的部位,都比單元連接部C301?C304的寬 度寬。由此,能夠增大允許電流量,并能夠減少電迀移,提高針對大電流的可靠性。即,能夠 提供一種小型、ESD耐量大、且還確保了針對大電流的可靠性的片狀二極管。
[0196] 此外,在該第1參考例的實施方式中,通過直線狀的共同的引出電極L301、L302, 將在朝向負極焊盤305的直線上排列的多個二極管單元D301、D303和D302、D304連接到了 負極焊盤305上。由此,能夠使二極管單元D301?D304至負極焊盤305的引出電極的長度 最小,所以能夠進一步有效地減少電迀移。此外,由于能夠在多個二極管單元D301、D303和 D302、D304中共用一個引出電極L301和L302,所以能夠形成多個二極管單元D301?D304 來實現(xiàn)二極管接合區(qū)域(pn結(jié)區(qū)域311)的周長增加的同時,能夠在半導(dǎo)體基板302上布置 線寬寬的引出電極。由此,能夠兼顧ESD耐量的進一步的提高和電迀移的減少,可進一步提 高可靠性。
[0197] 此外,由于引出電極L301、L302的端部以與n+型區(qū)域310的形狀(多邊形)相匹 配的方式而形成為部分多邊形形狀,所以能夠減小引出電極L301、L302的占有面積的同時 與n+型區(qū)域310相連。
[0198] 另外,在半導(dǎo)體基板302的一個表面、即元件形成面302a均形成有負極側(cè)以及正 極側(cè)的外部連接電極303B、304B。因此,如圖30所示,通過使元件形成面302a與安裝基板 325相對置,并借助焊料326將外部連接電極303B、304B焊接在安裝基板325上,從而能夠 構(gòu)成將片狀二極管301以表面安裝方式安裝在安裝基板325上的電路組件。即,能夠提供 倒裝芯片連接型的片狀二極管301,并能夠通過使元件形成面302a與安裝基板325的安裝 面相對置的倒裝焊接,而是利用無引線接合法將片狀二極管301與安裝基板325連接。由 此,能夠減小片狀二極管301在安裝基板325上的占有空間。特別是,能夠?qū)崿F(xiàn)片狀二極管 301在安裝基板325上的高度的降低。由此,能夠有效地利用小型電子設(shè)備等的框體內(nèi)的空 間,有助于高密度安裝以及小型化。
[0199] 此外,在該第1參考例的實施方式中,在半導(dǎo)體基板302上形成有絕緣膜315,并經(jīng) 由形成于該絕緣膜315的接觸孔316將引出電極L301、L302的單元連接部C301?C304與 二極管單元D301?D304連接。并且,在接觸孔316之外的區(qū)域,在絕緣膜315上配置負極 焊盤305。即,在從pn結(jié)區(qū)域311的正上方偏離的位置處設(shè)置有負極焊盤305。此外,經(jīng)由 形成于絕緣膜315的接觸孔317而將正電極膜304A與半導(dǎo)體基板302連接,在接觸孔317 之外的區(qū)域,在絕緣膜315上配置有正極焊盤306。正極焊盤306也處于從pn結(jié)區(qū)域311 的正上方偏離的位置處。由此,在將片狀二極管301安裝于安裝基板325時,能夠避免對pn 結(jié)區(qū)域311施加大的沖擊。由此,由于能夠避免pn結(jié)區(qū)域311的破壞,所以能夠?qū)崿F(xiàn)相對 于外力的耐用性優(yōu)異的片狀二極管。此外,也可采用以下結(jié)構(gòu):不設(shè)置外部連接電極303B、 304B,而是將負極焊盤305以及正極焊盤306分別作為負極外部連接部以及正極連接部,并 與這些負極焊盤305以及正極焊盤306連接接合線。在該情況下,也能夠避免因引線接合 時的沖擊而使pn結(jié)區(qū)域311受到破壞。
[0200] 此外,在該第1參考例的實施方式中,正電極膜304A由AlSiCu膜構(gòu)成。AlSiCu膜 的功函數(shù)與P型半導(dǎo)體(特別是P型硅半導(dǎo)體)的功函數(shù)近似,因此能夠在與P+型的半導(dǎo) 體基板302之間形成良好的歐姆接合。于是,不必在P+型的半導(dǎo)體基板302形成用于歐姆 接合的高雜質(zhì)濃度擴散層。由此,制造工序變得簡單,所以能夠相應(yīng)地降低生產(chǎn)性以及生產(chǎn) 成本。作為能夠在與P型半導(dǎo)體之間形成歐姆接合的電極膜,除此以外還可以應(yīng)用AlSi電 極膜材料,但是與該AlSi電極膜相比,AlSiCu電極膜能夠提高可靠性。
[0201] 此外,在該第1參考例的實施方式中,正電極膜304A可以是Ti/Al層疊膜或者Ti/ TiN/AlCu層疊膜。若將這些層疊膜用作電極膜,則即使n+型區(qū)域310的深度是0. 2ym? 0. 7ym,也能夠防止該電極膜貫通n+型區(qū)域310而穿刺到P+型的半導(dǎo)體基板302。另一方 面,Ti/Al層疊膜或Ti/TiN/AlCu層疊膜雖然很難在與p型半導(dǎo)體之間實現(xiàn)歐姆接觸,但是 在該第1參考例的實施方式中,半導(dǎo)體基板302的電阻率是5mQ?cm?20mQ?cm,比較 低。因此,即使不在半導(dǎo)體基板302形成P+型擴散層,也能夠在該層疊膜與P+型半導(dǎo)體基 板302之間形成良好的歐姆接合。
[0202] 另外,在該第1參考例的實施方式中,半導(dǎo)體基板302具有將角部309倒角的矩形 形狀。由此,能夠抑制或防止片狀二極管301的角部的碎肩(chipping),所以能夠提供一種 外觀不良情況較少的片狀二極管301。
[0203] 另外,在該第1參考例的實施方式中,由于在與半導(dǎo)體基板302的負極側(cè)外部連接 電極303B靠近的短邊形成了表示陰極方向的凹部308,所以不必在半導(dǎo)體基板302的背面 (與元件形成面302a相反的一側(cè)的主面)標記負極標志。凹部308也能夠在進行從晶片 (原始基板)切出片狀二極管301的加工的同時形成。此外,即使在片狀二極管301的尺寸 非常小而很難進行標記的情況下,也能夠形成凹部308,從而表示負極的方向。因此,能夠省 去進行標記的工序,并且還能夠?qū)ξ⑿〕叽绲钠瑺疃O管301賦予負極標志。
[0204] 圖31是用于說明片狀二極管301的制造工序的一例的工序圖。此外,圖32(a)? (e)是表示上述第1參考例的實施方式的片狀二極管的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的剖視圖。此 夕卜,圖33A以及圖33B是表示圖31的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的剖視圖,表示了與圖25相對應(yīng) 的切斷面。圖34是作為半導(dǎo)體基板302的原始基板的P+型半導(dǎo)體晶片W的俯視圖,放大 示出了一部分區(qū)域。
[0205] 首先,準備作為半導(dǎo)體基板302的原始基板的P+型半導(dǎo)體晶片W。半導(dǎo)體晶片W 的表面是元件形成面Wa,與半導(dǎo)體基板302的元件形成面302a相對應(yīng)。在元件形成面Wa, 以矩陣狀排列設(shè)定與多個片狀二極管301相對應(yīng)的多個片狀二極管區(qū)域301a。在相鄰的片 狀二極管區(qū)域301a之間設(shè)置有邊界區(qū)域380。邊界區(qū)域380是具有大致恒定的寬度的帶狀 區(qū)域,在正交的兩個方向上延伸而形成為格子狀。在對半導(dǎo)體晶片W進行必要的工序后,通 過沿著邊界區(qū)域380而切割半導(dǎo)體晶片W,從而得到多個片狀二極管301。
[0206] 對半導(dǎo)體晶片W執(zhí)行的工序的一個例子如下。
[0207] 首先,如圖32 (a)所示,在P+型的半導(dǎo)體晶片W的元件形成面Wa,形成由熱氧化膜 構(gòu)成的絕緣膜315 (S1),并在該絕緣膜上形成抗蝕劑掩模(未圖示)(S2)。通過使用了該抗 蝕劑掩模的蝕刻,在絕緣膜315中形成與n+型區(qū)域310相對應(yīng)的開口 328 (S3)。
[0208] 接著,如圖32(b)所示,在將抗蝕劑掩模剝離之后,根據(jù)需要,在從開口 328露出的 元件形成面Wa的整個面上形成用于抑制離子注入導(dǎo)致的損壞的熱氧化膜332 (S4)。接著, 在從形成于絕緣膜315中的開口 328露出的半導(dǎo)體晶片W的表層部,注入n型雜質(zhì)離子(例 如磷尚子)(S5)。
[0209] 接著,如圖32(c)所示,根據(jù)需要,進一步在絕緣膜315上形成另外的抗蝕劑掩模 (未圖示),這個另外的抗蝕劑掩模具有與比開口 328寬的寬度的開口 329相匹配的開口。 通過隔著該抗蝕劑掩模的蝕刻,將熱氧化膜332剝離,并使開口 328變寬,從而成為開口 329。然后,對開口 329內(nèi)的元件形成面Wa選擇性地進行熱氧化,形成熱氧化膜331 (S6)。 該熱氧化膜331不僅在元件形成面Wa的上方生長,還使半導(dǎo)體晶片W的元件形成面Wa附 近的硅變質(zhì)為氧化硅而在背面?zhèn)壬L。由此,在元件形成面Wa形成與開口 329連續(xù)的凹部 319。之后,進行熱處理(S7),該熱處理使導(dǎo)入至半導(dǎo)體晶片W的雜質(zhì)離子活化。熱處理能 夠?qū)嵤┩浦v處理或RTA處理。優(yōu)選,在使用電阻率為5mD?cm?20mD?cm的半導(dǎo)體基板 302的情況下應(yīng)用推講處理,在使用電阻率為5mD?cm?10mD?cm的半導(dǎo)體基板302的 情況下應(yīng)用RTA處理。通過這種電阻率與處理方法的組合,通過前者的推阱處理能夠良好 地形成深度為0. 7ym?3. 0ym的n+型區(qū)域310,通過后者的RTA處理能夠良好地形成深度 為0? 2ym?0? 7ym的n+型區(qū)域310〇另夕卜,推阱處理以及RTA處理的條件(溫度、時間) 分別根據(jù)作為目標的n+型區(qū)域310的深度來選擇即可。
[0210] 接著,如圖32(d)所示,在絕緣膜315上進一步形成另外的抗蝕劑掩模(S8),這個 另外的抗蝕劑掩模具有與接觸孔316、317相匹配的開口。通過隔著該抗蝕劑掩模的蝕刻, 在絕緣膜315中形成接觸孔316、317(S9)。與此同時,選擇性地去除熱氧化膜331的一部 分,將殘留的部分形成為絕緣膜327。之后,剝離抗蝕劑掩模。
[0211] 接著,如圖32(e)所示,例如通過濺射法,在絕緣膜315上形成構(gòu)成負電極303以 及正電極304的電極膜(S10)。在該第1參考例的實施方式中,形成由AlSiCu形成的電極 膜(例如厚度為100001)?;蛘?,也可以依次濺射Ti膜、TiN膜以及AlCu膜,形成由它們 的層疊膜構(gòu)成的電極膜。然后,在該電極膜上,形成具有與狹縫318相對應(yīng)的開口圖案的另 外的抗蝕劑掩模(S11),并通過隔著該抗蝕劑掩模的蝕刻(例如反應(yīng)性離子蝕刻),在電極 膜中形成狹縫318(S12)。狹縫318的寬度可以是3ym左右。由此,上述電極膜被分離成負 電極膜303A以及正電極膜304A。
[0212] 接著,在剝離了抗蝕劑膜之后,例如通過CVD法來形成氮化膜等鈍化膜320(S13), 進一步通過涂敷聚酰亞胺等來形成樹脂膜321 (S14)。例如,在涂敷賦予了感光性的聚酰亞 胺,并以與焊盤開口 323、324相對應(yīng)的圖案進行曝光之后,使該聚酰亞胺膜顯影(S15)。由 此,形成具有與焊盤開口 323、324相對應(yīng)的開口的樹脂膜321。之后,根據(jù)需要,進行用于使 樹脂膜固化(cure)的熱處理(S16)。然后,通過以樹脂膜321作為掩模的干蝕刻(例如反 應(yīng)性離子蝕刻),在鈍化膜320中形成焊盤開口 322、323(S17)。之后,在焊盤開口 322、323 內(nèi)形成外部連接電極303B、304B(S18)。外部連接電極303B、304B的形成可通過鍍覆(優(yōu)選 是非電解電鍍)來進行。
[0213] 接著,形成具有與邊界區(qū)域380 (參照圖34)相匹配的格子狀的開口的抗蝕劑掩模 383 (參照圖33A) (S19)。隔著該抗蝕劑掩模383進行等離子蝕刻,由此,如圖33A所示,將半 導(dǎo)體晶片W從其元件形成面Wa開始蝕刻至規(guī)定的深度。由此,沿著邊界區(qū)域380形成切斷 用的槽381 (S20)。在剝離抗蝕劑掩模383之后,如圖33B所示,將半導(dǎo)體晶片W從背面Wb 起研磨至到達槽381的底部為止(S21)。由此,能夠?qū)⒍鄠€片狀二極管區(qū)域301a單片化,得 到前述結(jié)構(gòu)的片狀二極管301。
[0214] 如圖34所示,用于在邊界區(qū)域380形成槽381的抗蝕劑掩模383在與片狀二極管 區(qū)域301a的四角相連的位置處,具有向片狀二極管區(qū)域301a的外側(cè)凸出的彎曲形狀的圓 形形狀部384。圓形形狀部384形成為通過平滑的曲線連接了片狀二極管區(qū)域301a的相 鄰的兩條邊。另外,用于在邊界區(qū)域380形成槽381的抗蝕劑掩模383在與片狀二極管區(qū) 域301a的一個短邊相連的位置處,具有朝向片狀二極管區(qū)域301a的內(nèi)側(cè)凹陷的凹部385。 因此,若通過以該抗蝕劑掩模383作為掩模來進行的等離子蝕刻而形成槽381,則槽381在 與片狀二極管區(qū)域301a的四角相連的位置處,具有向片狀二極管區(qū)域301a的外側(cè)凸出的 彎曲形狀的圓形形狀部,在與片狀二極管區(qū)域301a的一個短邊相連的位置處,具有朝向片 狀二極管區(qū)域301a的內(nèi)側(cè)凹陷的凹部。因此,在形成用于從半導(dǎo)體晶片W切出片狀二極管 區(qū)域301a的槽381的工序中,能夠同時將片狀二極管301的四角的角部309整形為圓形形 狀,并且能夠在一個短邊(負極側(cè)的短邊)形成作為負極標志的凹部308。即,無需不追加 專用的工序,就能夠?qū)⒔遣?09加工成圓形形狀,并且能夠形成作為負極標志的凹部308。
[0215] 在該第1參考例的實施方式中,由于半導(dǎo)體基板302由p型半導(dǎo)體形成,所以即使 不在半導(dǎo)體基板302上形成外延層,也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的特性。即,n型的半導(dǎo)體晶片其電阻 率的面內(nèi)偏差大,所以在使用n型半導(dǎo)體晶片時,需要在其表面形成電阻率的面內(nèi)偏差小 的外延層,并在該外延層形成雜質(zhì)擴散層來形成pn結(jié)。這是因為,n型雜質(zhì)的偏析系數(shù)小, 所以在形成成為半導(dǎo)體晶片的基礎(chǔ)的錠塊(例如硅錠)時,在晶片的中心部與周邊部,電阻 率之差變大。相對于此,由于P型雜質(zhì)的偏析系數(shù)比較大,所以P型半導(dǎo)體晶片的電阻率的 面內(nèi)偏差小。因此,通過使用P型半導(dǎo)體晶片,無需形成外延層,也能夠從晶片的任意部位 切出穩(wěn)定特性的二極管。于是,通過使用P+型的半導(dǎo)體基板302,能夠簡化制造工序,并且 能夠降低制造成本。
[0216] 此外,根據(jù)該第1參考例的實施方式,由于在熱處理之前形成熱氧化膜331 (參照 圖32 (c)),所以能夠利用該熱氧化時的熱,減小半導(dǎo)體晶片W的表面部中的p型雜質(zhì)的濃 度。并且,所使用的半導(dǎo)體晶片W的電阻是5mD?〇!!?20mD?cm。因此,通過進行熱處理 使得n型雜質(zhì)離子擴散至0. 2ym?3. 0ym的深度,并將該熱處理時的熱量提供給半導(dǎo)體 晶片W,從而能夠準確地將片狀二極管301的齊納電壓控制為5. 5V?7. 0V。
[0217] 特別是,在想要控制成上述范圍的齊納電壓之中相對小的范圍(5. 5V?6. 0V左 右)的情況下,只要對電阻率為5mD?cm?10mD?cm的半導(dǎo)體基板302進行RTA處理即 可。在該情況下,由于n+型區(qū)域310的深度大致為0. 2ym?0. 7ym,所以為了防止電極膜 (負電極膜303A)向半導(dǎo)體基板302的穿刺,只要選擇Ti/Al層疊膜或者Ti/TiN/AlCu層疊 膜作為電極膜即可。
[0218] 另一方面,在想要控制成上述范圍的齊納電壓之中相對大的范圍(6. 0V?7. 0V左 右)的情況下,只要對電阻率為5mD?cm?20mD?cm的半導(dǎo)體基板302進行推講處理即 可。在該情況下,由于n+型區(qū)域310的深度大致為0. 7ym?3. 0ym,所以電極膜向半導(dǎo)體 基板302穿刺的可能性變低。因此,只要選擇容易與半導(dǎo)體基板302歐姆接觸的AlSiCu電 極膜作為電極膜即可。
[0219] 另外,所謂齊納電壓是指例如在圖35所示的片狀二極管301的反方向的I-V曲線 中,電流急劇上升時的電壓Vz。
[0220] 此外,在該第1參考例的實施方式中,由于通過離子注入來進行n型雜質(zhì)的導(dǎo)入, 所以如圖36所示,在片狀二極管301中,能夠在n+型區(qū)域310,給出從半導(dǎo)體基板302的元 件形成面302a到規(guī)定的深度連續(xù)減少的濃度分布。相反,在通過磷沉積導(dǎo)入了n型雜質(zhì)的 情況下,其濃度分布從元件形成面302a到規(guī)定的深度都是恒定的。
[0221] 圖37A是用于說明AlSiCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖,示出了在 P+型硅基板上形成了AlSiCu膜時的、P+型硅基板與AlSiCu膜之間的電壓對電流特性???知,電流與施加電壓成正比,形成了良好的歐姆接觸。根據(jù)該情況可知,通過將AlSiCu膜用 作電極膜,不在P+型半導(dǎo)體基板形成高濃度區(qū)域也能夠形成與P+型半導(dǎo)體基板歐姆接觸的 負電極膜以及正電極膜,由此能夠簡化制造工序。
[0222] 此外,圖37B是用于說明Ti/TiN/AlCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖。 在圖37B中,為了進行比較,利用曲線390示出了由層疊膜構(gòu)成形成在電阻率為25mD?cm 的P+型硅基板上的電極膜時的相同特性,所述層疊膜是從基板表面起依次層疊Ti膜、TiN 膜以及AlCu膜而得到的??芍妷簩﹄娏魈匦詻]有形成線性的特性,不能得到歐姆接觸。 另一方面,由曲線391示出了在電阻率為5mQ?cm的P+型硅基板上使電極膜接觸時的電 壓對電流特性,該電極膜由從基板表面起依次層疊Ti膜、TiN膜以及AlCu膜而成的層疊膜 構(gòu)成??芍?,在該情況下,電壓對電流特性是線性的特性,得到了良好的歐姆接觸。根據(jù)這 些可知,即使在將Ti/TiN/AlCu電極膜用作電極膜的情況下,通過適當?shù)剡x擇P+型半導(dǎo)體 基板的電阻率,也能夠形成與P+型半導(dǎo)體基板歐姆接觸的負電極膜以及正電極膜。
[0223] 圖38是用于說明與片狀二極管301的齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的特征的圖。即, 示出了針對將片狀二極管301構(gòu)成為齊納二極管時的齊納電壓調(diào)整的特征。更具體說明的 話,在為了形成n+型區(qū)域310而將n型雜質(zhì)(例如磷)導(dǎo)入至半導(dǎo)體基板302的表層部之 后,進行使該導(dǎo)入的雜質(zhì)活化的熱處理(圖32(c))。齊納電壓根據(jù)該熱處理的溫度以及時 間發(fā)生變化。具體來說,在熱處理時施加至半導(dǎo)體基板302的熱量越多,則齊納電壓會變得 越高。利用這種情況,能夠調(diào)整齊納電壓。如根據(jù)圖38所理解的那樣,齊納電壓對熱處理 時的熱量的依賴性大于對雜質(zhì)劑量的依賴性。
[0224] 圖39是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的其他特征的圖。具體來說,示出齊 納電壓(Vz)相對于推阱處理條件的變化。曲線393、394示出在推阱處理前的元件形成面 Wa形成了熱氧化膜331 (圖32(c))時的齊納電壓。另一方面,曲線395、396示出了未形成 熱氧化膜而是在推阱處理前的元件形成面Wa形成了CVD膜時的齊納電壓。根據(jù)曲線393、 394與曲線395、396之間的比較,在曲線393、394的形成了熱氧化膜的情況下,齊納電壓對 推阱處理條件(熱量)的依賴性變小。即,因工序偏差導(dǎo)致的齊納電壓的變動幅度小,所以 不能將例如推阱處理等熱處理條件控制得適當,即使施加至半導(dǎo)體基板302的熱量過多或 過少,都能夠?qū)R納電壓準確地控制為5.5?7. 0V。認為這是因為,通過熱氧化減小了半導(dǎo) 體晶片W的表面部中的p型雜質(zhì)的濃度。
[0225] 圖40(a)?(c)是用于說明漏電流對RTA處理條件的依賴性的I-V曲線。在圖 40(a)?(c)中,參照例1、2示出了如下的片狀二極管:不是通過熱氧化而是通過CVD來形 成n+型區(qū)域310形成前的絕緣膜,然后通過推阱處理制作出的具有5.IV以及5. 6V的齊納 電壓的片狀二極管。
[0226] 基于圖40 (a)?(c)可知,在不進行RTA處理,或者進行了RTA處理但溫度比較低 的情況(950°C)下,與溫度高的情況(1000°C以上)相比,漏電流更多。特別是,如圖40(b) 所示,在半導(dǎo)體基板302的電阻率低且沒有進行RTA處理的情況下,產(chǎn)生較多的漏電流。即, 根據(jù)這些圖可知,RTA處理的溫度越是高溫,越能夠抑制完成后的片狀二極管的漏電流。
[0227] 圖41是表示作為使用了片狀二極管的電子設(shè)備的一例的智能電話的外觀的立體 圖。智能電話501構(gòu)成為在扁平的長方體形狀的框體502的內(nèi)部容納了電子部件??蝮w502 在表面?zhèn)纫约氨趁鎮(zhèn)染哂虚L方形形狀的一對主面,該一對主面通過4個側(cè)面而結(jié)合。在框 體502的一個主面露出了由液晶面板或有機EL面板等構(gòu)成的顯示面板503的顯示面。顯 示面板503的顯示面構(gòu)成觸摸面板,提供使用者的輸入界面。
[0228] 顯示面板503形成為占據(jù)框體502的一個主面的大部分的長方形形狀。沿著顯示 面板503的一個短邊來配置操作按鈕504。在該第1參考例的實施方式中,多個(3個)操 作按鈕504沿著顯示面板503的短邊而被排列。使用者通過操作操作按鈕504以及觸摸面 板,能夠進行對智能電話501的操作,并能夠調(diào)取必要的功能來執(zhí)行。
[0229] 在顯示面板503的另外一個短邊附近,配置有揚聲器505。揚聲器505提供電話功 能的聽筒,并且被用作用于再生音樂數(shù)據(jù)等的音響化組件。另一方面,在操作按鈕504的附 近,在框體502的一個側(cè)面配置有麥克風506。麥克風506除了提供電話功能的話筒以外, 還能夠被用作用于錄音的麥克風。
[0230] 圖42是表示容納于框體502的內(nèi)部的電子電路組件510的結(jié)構(gòu)的示意性俯視圖。 電子電路組件510包括布線基板511和安裝于布線基板511的安裝面的電路部件。多個 電路部件包括多個集成電路元件(1C) 512-520和多個芯片部件。多個1C包括:傳送處理 IC512、單頻段TV接收IC513、GPS接收IC514、FM調(diào)諧器IC515、電源IC516、閃存517、微型 計算機518、電源IC519以及基帶IC520。多個芯片部件包括:片狀電感器521、525、535 ;片 狀電阻器522、524、533 ;片狀電容器527、530、534 ;以及片狀二極管528、531。這些芯片部 件例如通過倒裝芯片接合而被安裝在布線基板511的安裝面上。能夠在片狀二極管528、 531中應(yīng)用前述的第1參考例的實施方式的片狀二極管。
[0231] 傳送處理IC512生成針對顯示面板503的顯示控制信號,并且內(nèi)置有用于接收來 自顯示面板503的表面的觸摸面板的輸入信號的電子電路。為了與顯示面板503進行連接, 與傳送處理IC512連接了撓性布線509。
[0232] 單頻段TV接收IC513內(nèi)置有構(gòu)成接收機的電子電路,該接收機用于接收單頻段廣 播(將便攜式設(shè)備作為接收對象的地面數(shù)字電視廣播)的電波。在單頻段TV接收IC513 的附近,配置有多個片狀電感器521和多個片狀電阻器522。單頻段TV接收IC513、片狀電 感器521以及片狀電阻器522構(gòu)成單頻段廣播接收電路523。片狀電感器521以及片狀電 阻器522分別具有準確地匹配的電感以及電阻,向單頻段廣播接收電路523提供高精度的 電路常數(shù)。
[0233]GPS接收IC514內(nèi)置有接收來自GPS衛(wèi)星的電波并輸出智能電話501的位置信息 的電子電路。
[0234]FM調(diào)諧器IC515與在其附近安裝在布線基板511上的多個片狀電阻器524以及 多個片狀電感器525 -起構(gòu)成FM廣播接收電路526。片狀電阻器524以及片狀電感器525 分別具有準確地匹配的電阻值以及電感,向FM廣播接收電路526提供高精度的電路常數(shù)。
[0235] 在電源IC516的附近,將多個片狀電容器527以及多個片狀二極管528安裝于布 線基板511的安裝面。電源IC516與片狀電容器527以及片狀二極管528 -起構(gòu)成電源電 路 529〇
[0236] 閃存517是用于記錄操作系統(tǒng)程序、在智能電話501的內(nèi)部生成的數(shù)據(jù)、通過通信 功能從外部取得的數(shù)據(jù)以及程序等的存儲裝置。
[0237] 微型計算機518內(nèi)置有CPU、ROM以及RAM,是通過執(zhí)行各種運算處理來實現(xiàn)智能 電話501的多個功能的運算處理電路。更具體來說,通過微型計算機518的工作,實現(xiàn)圖像 處理、各種應(yīng)用程序的運算處理。
[0238] 在電源IC519的附近,將多個片狀電容器530以及多個片狀二極管531安裝于布 線基板511的安裝面。電源IC519與片狀電容器530以及片狀二極管531 -起構(gòu)成電源電 路 532。
[0239] 在基帶IC520的附近,將多個片狀電阻器533、多個片狀電容器534以及多個片狀 電感器535安裝于布線基板511的安裝面?;鶐C520與片狀電阻器533、片狀電容器534 以及片狀電感器535 -起構(gòu)成基帶通信電路536?;鶐ㄐ烹娐?36提供用于電話通信以 及數(shù)據(jù)通信的通信功能。
[0240] 通過這樣的結(jié)構(gòu),將被電源電路529、532適當調(diào)整的電力提供給傳送處理IC512、 GPS接收IC514、單頻段廣播接收電路523、FM廣播接收電路526、基帶通信電路536、閃存 517以及微型計算機518。微型計算機518響應(yīng)于經(jīng)由傳送處理IC512輸入的輸入信號來 進行運算處理,從傳送處理IC512向顯示面板503輸出顯示控制信號來使顯示面板503進 行各種顯示。
[0241] 若通過觸摸面板或操作按鈕504的操作而指示了單頻段廣播的接收,則通過單頻 段廣播接收電路523的工作來接收單頻段廣播。并且,將接收到的圖像輸出至顯示面板 503,由微型計算機518執(zhí)行用于從揚聲器505輸出接收到的聲音的運算處理。
[0242] 此外,當需要智能電話501的位置信息時,微型計算機518獲取GPS接收IC514輸 出的位置信息,執(zhí)行使用了該位置信息的運算處理。
[0243]另外,若通過觸摸面板或操作按鈕504的操作而輸入了FM廣播接收指令,則微型 計算機518啟動FM廣播接收電路526,執(zhí)行用于從揚聲器505輸出接收到的聲音的運算處 理。
[0244] 閃存517是為了存儲通過通信獲取到的數(shù)據(jù)、通過微型計算機518的運算、來自觸 摸面板的輸入而生成的數(shù)據(jù)而使用的。微型計算機518根據(jù)需要,向閃存517寫入數(shù)據(jù),或 從閃存517讀出數(shù)據(jù)。
[0245] 電話通信或數(shù)據(jù)通信的功能通過基帶通信電路536來實現(xiàn)。微型計算機518對基 帶通信電路536進行控制,進行用于收發(fā)聲音或數(shù)據(jù)的處理。
[0246] 以上,說明了本發(fā)明的第1參考例的實施方式,但是本發(fā)明也能夠進一步由其他 的方式來實施。例如,在前述的第1參考例的實施方式中,雖然示出了在半導(dǎo)體基板上形成 了 4個二極管單元的例子,但是可以在半導(dǎo)體基板上形成2個或3個二極管單元,也可以形 成4個以上的二極管單元。此外,也可以形成1個二極管單元。
[0247] 此外,在前述的第1參考例的實施方式中,雖然示出了pn結(jié)區(qū)域在俯視時是正八 邊形的例子,但是也可以將pn結(jié)區(qū)域形成為邊的數(shù)目為3個以上的任意的多邊形形狀,也 可以將它們的平面形狀設(shè)為圓形、橢圓形。在將pn結(jié)區(qū)域的形狀設(shè)為多邊形形狀的情況 下,這些區(qū)域也可以不是正多邊形形狀,也可以由邊的長度為2種以上的多邊形來形成這 些區(qū)域。另外,pn結(jié)區(qū)域不一定是形成為相同的大小,也可以是分別具有不同大小的接合 區(qū)域的多個二極管單元混合存在于半導(dǎo)體基板上。另外,形成在半導(dǎo)體基板上的pn結(jié)區(qū)域 的形狀不一定是1種,也可以是2種以上的形狀的pn結(jié)區(qū)域混合存在于半導(dǎo)體基板上。
[0248] 另外,根據(jù)該第1參考例的實施方式的內(nèi)容,在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明以外,還 能夠提取出如下的特征。
[0249] (項1) 一種片狀二極管,是齊納電壓Vz為5. 5V?7. 0V的片狀二極管,該片狀二 極管包括:半導(dǎo)體基板,具有5mQ?cm?20mQ?cm的電阻率;擴散層,形成于上述半導(dǎo)體 基板的表面,且在該擴散層與上述半導(dǎo)體基板之間形成二極管接合區(qū)域;上述擴散層相對 于上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有〇. ?3.Oym的深度。
[0250](項2)在項1記載的片狀二極管中,上述二極管接合區(qū)域是pn結(jié)區(qū)域。
[0251] 通過該結(jié)構(gòu),能夠提供一種pn結(jié)型的片狀二極管。
[0252](項3)在項2記載的片狀二極管中,上述半導(dǎo)體基板由p型半導(dǎo)體基板構(gòu)成,上述 擴散層是在與上述P型半導(dǎo)體基板之間形成上述pn結(jié)區(qū)域的n型擴散層。
[0253] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于半導(dǎo)體基板由p型半導(dǎo)體基板構(gòu)成,所以即使不在半導(dǎo)體基板 上形成外延層,也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的特性。即,n型的半導(dǎo)體晶片由于電阻率的面內(nèi)偏差大, 所以需要在表面形成電阻率的面內(nèi)偏差小的外延層,并在該外延層形成雜質(zhì)擴散層來形成 pn結(jié)。相對于此,p型半導(dǎo)體晶片由于面內(nèi)偏差小,所以無需形成外延層,也能夠從晶片的 任意部位切出穩(wěn)定特性的二極管。于是,通過使用P型半導(dǎo)體基板,能夠簡化制造工序,并 且能夠降低制造成本。
[0254](項4)在項3記載的片狀二極管中,還包括與上述n型擴散層電連接的負電極和 與上述P型半導(dǎo)體基板電連接的正電極,上述n型擴散層的上述深度為0. 7ym?3. 0ym, 上述負電極以及上述正電極包括與上述P型半導(dǎo)體基板相連且由AlSiCu形成的電極膜。
[0255]AlSiCu的功函數(shù)與p型半導(dǎo)體(特別是p型硅半導(dǎo)體)的功函數(shù)近似。因此, AlSiCu電極膜能夠在與p型半導(dǎo)體之間形成良好的歐姆接合。于是,不必在p型半導(dǎo)體基 板形成用于歐姆接合的高雜質(zhì)濃度擴散層。由此,由于制造工序變得更加簡單,所以能夠相 應(yīng)地降低生產(chǎn)性以及生產(chǎn)成本。作為能夠在與P型半導(dǎo)體之間形成歐姆接合的電極膜,除 此以外,雖然也能夠應(yīng)用AlSi電極膜材料,但是與該AlSi電極膜相比,AlSiCu電極膜更能 夠提高可靠性。此外,由于n型擴散層的深度為0. 7ym?3. 0ym,所以在AlSiCu的成膜 后,能夠防止該AlSiCu電極膜貫通n型擴散層而穿刺到p型半導(dǎo)體基板。
[0256](項5)在項3記載的片狀二極管中,還包括與上述n型擴散層電連接的負電極和 與上述P型半導(dǎo)體基板電連接的正電極,上述n型擴散層的上述深度為0. 2ym?0. 7ym, 上述負電極以及上述正電極包括與上述P型半導(dǎo)體基板相連且由Ti/Al層疊膜或Ti/TiN/ AlCu層疊膜構(gòu)成的電極膜。
[0257] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于負電極是由Ti/Al層疊膜或Ti/TiN/AlCu層疊膜構(gòu)成的電極膜, 所以即使n型擴散層的深度為0. 2ym?0. 7ym,也能夠防止該電極膜貫通n型擴散層而穿 刺到P型半導(dǎo)體基板。另一方面,Ti/Al層疊膜或Ti/TiN/AlCu層疊膜雖然很難與p型半導(dǎo) 體進行歐姆接觸,但是在本發(fā)明中,半導(dǎo)體基板的電阻率為5mQ?cm?20mQ*011。因此, 即使不在P型半導(dǎo)體基板形成P+型擴散層,也能夠在該層疊膜(正電極)與P型半導(dǎo)體基 板之間形成良好的歐姆接合。
[0258] (項6)在項1?5中任一項記載的片狀二極管中,還包括絕緣膜,該絕緣膜覆蓋上 述半導(dǎo)體基板的上述表面,且形成了使上述擴散層選擇性地露出的接觸孔,在上述擴散層 形成與上述接觸孔連續(xù)的凹部。
[0259](項7)在項6記載的片狀二極管中,還包括選擇性地形成于上述凹部的周邊部的 凹部絕緣膜。
[0260] (項8)在項7記載的片狀二極管中,上述凹部絕緣膜形成為橫穿上述凹部與上述 接觸孔之間的邊界。
[0261] (項9)在項1?8中任一項記載的片狀二極管中,上述擴散層具有從上述半導(dǎo)體 基板的上述表面起至規(guī)定的深度為止連續(xù)減少的濃度分布。
[0262] (項10)在項1?9中任一項記載的片狀二極管中,上述半導(dǎo)體基板的上述表面具 有將角部倒角了的矩形形狀。
[0263] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于能夠抑制或防止片狀二極管的角部的碎肩(chipping),所以能 夠提供一種外觀不良較少的片狀二極管。
[0264] (項11)在項10記載的片狀二極管中,在上述矩形形狀的一邊的中途部分,形成表 示陰極方向的凹部。
[0265] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于在矩形形狀的半導(dǎo)體基板的一邊形成有表示陰極方向的凹部, 所以不必在半導(dǎo)體基板的表面形成通過標記等來表示陰極方向的標志(負極標志)。上述 這樣的凹部能夠在進行從晶片(原始基板)切出片狀二極管的加工時同時形成。此外,在 片狀二極管的尺寸非常小而很難進行標記的情況下,也能夠形成該凹部。因此,能夠省去用 于標記的工序,并且即使對微小尺寸的片狀二極管也能夠附加表示陰極方向的記號。
[0266] (項12) -種電路組件,包括安裝基板和安裝于上述安裝基板的項1?11中任一 項記載的片狀二極管。
[0267] 通過該結(jié)構(gòu),能夠提供一種具備將齊納電壓Vz準確地控制為5. 5V?7. 0V的片狀 二極管的電路組件。
[0268] (項13)在項12記載的電路組件中,上述片狀二極管通過無引線接合法而與上述 安裝基板連接。
[0269] 通過該結(jié)構(gòu),由于能夠減小片狀二極管在安裝基板上的占有空間,所以有助于電 子部件的高密度安裝。
[0270] (項14)一種電子設(shè)備,包括項12或13記載的電路組件和容納了上述電路組件的 框體。
[0271] 通過該結(jié)構(gòu),能夠提供一種具備將齊納電壓Vz準確地控制為5. 5V?7. 0V的片狀 二極管的電子設(shè)備。
[0272] (項15) -種齊納電壓Vz為5. 5V?7. 0V的片狀二極管的制造方法,包括:在具 有5mD?cm?20mD?cm的電阻率的半導(dǎo)體基板的表面,選擇性地導(dǎo)入雜質(zhì)的工序以至少 覆蓋導(dǎo)入了上述雜質(zhì)的區(qū)域的方式在上述半導(dǎo)體基板的上述表面形成熱氧化膜的工序;在 由上述熱氧化膜覆蓋了上述半導(dǎo)體基板的上述表面的狀態(tài)下實施熱處理來使上述雜質(zhì)擴 散,從而形成擴散層的工序,該擴散層在與上述半導(dǎo)體基板之間形成二極管接合區(qū)域、且相 對于上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有0. 2ym?3.Oym的深度。
[0273] 通過該方法,能夠制造項1的片狀二極管。并且,根據(jù)該方法,通過在熱處理之前 形成熱氧化膜,能夠減小半導(dǎo)體基板的表面部中的雜質(zhì)(n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì))的濃度。并 且,所使用的半導(dǎo)體基板的電阻率為5mQ?_?20mQ,⑶。因此,進行熱處理使得雜質(zhì)擴 散至0. 2ym?3. 0ym的深度,并將該熱處理時的熱量提供給半導(dǎo)體基板,從而能夠?qū)⑵瑺?二極管的齊納電壓Vz準確地控制為5. 5V?7. 0V。
[0274](項16)在項15記載的片狀二極管的制造方法中,導(dǎo)入上述雜質(zhì)的工序包括:在 上述半導(dǎo)體基板的上述表面,形成形成有使該表面選擇性地露出的接觸孔的絕緣膜,經(jīng)由 該接觸孔導(dǎo)入上述雜質(zhì)的工序;形成上述熱氧化膜的工序包括:對上述接觸孔內(nèi)的上述半 導(dǎo)體基板的上述表面選擇性地進行熱氧化,使上述熱氧化膜在上述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)纫?生長,從而在上述半導(dǎo)體基板形成與上述接觸孔連續(xù)的凹部的工序。
[0275](項17)在項15或16記載的片狀二極管的制造方法中,上述半導(dǎo)體基板由p型半 導(dǎo)體基板構(gòu)成,導(dǎo)入上述雜質(zhì)的工序包括將n型雜質(zhì)以離子注入的方式注入至上述半導(dǎo)體 基板的上述表面的工序。
[0276](項18)在項15?17中任一項記載的片狀二極管的制造方法中,形成上述擴散層 的工序包括對上述半導(dǎo)體基板實施推阱處理以使上述擴散層的深度變成0. 7ym?3. 0ym 的工序。
[0277](項19)在項15?17中任一項記載的片狀二極管的制造方法中,形成上述擴散層 的工序包括對上述半導(dǎo)體基板實施RTA(RapidThermalAnnealing)處理以使上述擴散層 的深度變成〇. 2ym?0. 7ym的工序。
[0278] <本發(fā)明的第2參考例的實施方式>
[0279] 以下,參照附圖來詳細地說明本發(fā)明的第2參考例的實施方式。
[0280] 圖43是本發(fā)明的第2參考例的一實施方式涉及的片狀二極管的立體圖,圖44是 其俯視圖,圖45是圖44的E-E線處的剖視圖。另外,圖46是圖43的F-F處的剖視圖。
[0281] 片狀二極管401包括:P+型的半導(dǎo)體基板402 (例如硅基板);形成于半導(dǎo)體基板 402的多個二極管單元D401?D404 ;以及將這些多個二極管單元D401?D404并聯(lián)連接的 負電極403以及正電極404。
[0282] 半導(dǎo)體基板402的電阻率是10mQ?cm?30mQ?cm。
[0283] 半導(dǎo)體基板402包括一對主面402a、402b和與該一對主面402a、402b正交的多個 側(cè)面402c,上述一對主面402a、402b之中的一個主面(主面402a)被作為元件形成面。以 下,將該主面402a稱為"元件形成面402a"。元件形成面402a在俯視時是矩形,例如,長邊 方向的長度L可以是0. 4mm左右,短邊方向的長度W可以是0. 2mm左右。此外,片狀二極管 401的整體厚度T可以是0. 1mm左右。在元件形成面402a的兩端部配置負電極403的外部 連接電極403B和正電極404的外部連接電極404B。在這些外部連接電極403B、404B之間 的元件形成面402a設(shè)置二極管單元區(qū)域407。
[0284] 在與元件形成面402a的一個短邊(在該第2參考例的實施方式中,是靠近負極側(cè) 外部連接電極403B的短邊)相連的一個側(cè)面402c,形成有在半導(dǎo)體基板402的厚度方向上 延伸且被切開的凹部408。在該第2參考例的實施方式中,凹部408遍及半導(dǎo)體基板402的 整個厚度方向而延伸。在俯視時,凹部408從元件形成面402a的一個短邊向內(nèi)部凹陷,在 該第2參考例的實施方式中,具有朝向元件形成面402a的內(nèi)部而寬度變窄的梯形形狀。當 然,該平面形狀是一個例子,可以是矩形形狀,可以是三角形形狀,也可以是部分圓狀(例 如圓弧形狀)等凹形彎曲形狀。凹部408表示片狀二極管401的朝向(芯片方向)。更具 體來說,凹部408提供了表示負極側(cè)外部連接電極403B的位置的負極標志。由此,成為了 在安裝片狀二極管401時能夠根據(jù)其外觀來掌握極性的結(jié)構(gòu)。
[0285] 半導(dǎo)體基板402在與4個側(cè)面402c之中彼此相鄰的一對側(cè)面的交叉部相對應(yīng)的 四角處,具有4個角部409。在該第2參考例的實施方式中,該4個角部409被整形成圓形 形狀。在從元件形成面402a的法線方向進行觀察的俯視下,角部409形成向外側(cè)凸出的平 滑的彎曲面。由此,成為了能夠抑制片狀二極管401的制造工序和安裝時的碎肩的結(jié)構(gòu)。
[0286] 在該第2參考例的實施方式中,二極管單元區(qū)域407形成為矩形。在二極管單元 區(qū)域407內(nèi),配置有多個二極管單元D401?D404。在該第2參考例的實施方式中,多個二 極管單元D401?D404被設(shè)置為4個,沿著半導(dǎo)體基板402的長邊方向以及短邊方向,以等 間隔二維地排列成矩陣狀。
[0287] 圖47是去掉負電極403、正電極404以及形成在其上的結(jié)構(gòu)來表示半導(dǎo)體基板 402的表面(元件形成面402a)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。在二極管單元D401?D404的各區(qū)域內(nèi), 分別在P+型的半導(dǎo)體基板402的表層區(qū)域形成n+型區(qū)域410。n+型區(qū)域410按各個二極 管單元而分離。由此,二極管單元D401?D404分別具有按每個二極管單元而分離的pn結(jié) 區(qū)域411。
[0288] 在該第2參考例的實施方式中,多個二極管單元D401?D404形成為相等的大小 以及相等的形狀,具體來說,形成為矩形形狀,且在各二極管單元的矩形區(qū)域內(nèi)形成多邊形 形狀的n+型區(qū)域410。在該第2參考例的實施方式中,n+型區(qū)域410形成為正八邊形,且具 有分別沿著形成二極管單元D401?D404的矩形區(qū)域的4邊的4個邊、和分別與二極管單 元D401?D404的矩形區(qū)域的4個角部相對置的另外4個邊。
[0289] 如圖45以及圖46所示,各n+型區(qū)域410的最深部的深度距元件形成面402a是 2ym?3ym。此外,在半導(dǎo)體基板402的元件形成面402a,形成由氧化膜構(gòu)成的絕緣膜 415(在圖44中省略圖示)。在絕緣膜415中形成使二極管單元D401?D404各自的n+型區(qū) 域410的表面露出的接觸孔416 (負極接觸孔)和使元件形成面402a露出的接觸孔417 (正 極接觸孔)。在n+型區(qū)域410的表面,與該接觸孔416連續(xù)地形成凹部419。凹部419其整 體形成在n+型區(qū)域410的內(nèi)部區(qū)域,其側(cè)面與接觸孔416的側(cè)面無高低差地平滑地連續(xù)。 因此,凹部419以及接觸孔416的組合形成具有無高低差的平滑的側(cè)面的一個孔。并且,在 該孔的周邊部(凹部419的周邊部)形成作為凹部絕緣膜的絕緣膜427。絕緣膜427由氧 化膜構(gòu)成,在該第2參考例的實施方式中,絕緣膜427按照使凹部419的底面中央露出的方 式沿著凹部419的邊而形成為環(huán)狀。此外,絕緣膜427形成為橫穿凹部419與接觸孔416 之間的邊界,其一部分(上部)比元件形成面402a更向上方突出。
[0290] 在絕緣膜415的表面形成負電極403以及正電極404。負電極403包括形成于絕 緣膜415的表面的負電極膜403A和與負電極膜403A接合的外部連接電極403B。負電極膜 403A具有:與多個二極管單元D401、D403連接的引出電極L401 ;與多個二極管D402、D404 連接的引出電極L402 ;以及與引出電極L401、L402 (負極引出電極)一體地形成的負極焊 盤405。負極焊盤405在元件形成面402a的一個端部形成為矩形。將外部連接電極403B 與該負極焊盤405連接。這樣,外部連接電極403B與引出電極L401、L402共同連接。負極 焊盤405以及外部連接電極403B構(gòu)成負電極403的外部連接部(負極外部連接部)。
[0291] 正電極404包括形成于絕緣膜415的表面的正電極膜404A和與正電極膜404A接 合的外部連接電極404B。正電極膜404A與P+型的半導(dǎo)體基板402連接,且在元件形成面 402a的一個端部附近具有正極焊盤406。正極焊盤406在正電極膜404A中由配置于元件 形成面402a的一個端部的區(qū)域形成。將外部連接電極404B與該正極焊盤406連接。正極 焊盤406以及外部連接電極404B構(gòu)成正電極404的外部連接部(正極外部連接部)。在正 電極膜404A中,正極焊盤406以外的區(qū)域是從正極接觸孔417引出的正極引出電極。
[0292] 引出電極L401從絕緣膜415的表面進入到二極管單元D401、D403的接觸孔416 以及凹部419內(nèi),在各凹部419內(nèi)與二極管單元D401、D403的各n+型區(qū)域410歐姆接觸。 在引出電極L401中,在接觸孔416內(nèi)與二極管單元D401、D403連接的部分構(gòu)成單元連接部 C401、C403。同樣地,引出電極L402從絕緣膜415的表面進入到二極管單元D402、D404的 接觸孔416以及凹部419內(nèi),在各凹部419內(nèi)與二極管單元D402、D404的各n+型區(qū)域410 歐姆接觸。在引出電極L402中,在接觸孔416內(nèi)與二極管單元D402、D404連接的部分構(gòu)成 單元連接部C402、C404。正電極膜404A從絕緣膜415的表面向接觸孔417的內(nèi)部延伸,在 接觸孔417內(nèi)與P+型的半導(dǎo)體基板402歐姆接觸。在該第2參考例的實施方式中,負電極 膜403A以及正電極膜404A由相同的材料形成。
[0293] 在該第2參考例的實施方式中,使用AlSiCu膜作為電極膜。若使用AlSiCu膜,則 無需在半導(dǎo)體基板402的表面設(shè)置P+型區(qū)域,也能夠使正電極膜404A與P+型的半導(dǎo)體基 板402歐姆接觸。即,能夠使正電極膜404A與P+型的半導(dǎo)體基板402直接接觸來形成歐 姆接合。因此,能夠省去用于形成P+型區(qū)域的工序。
[0294] 負電極膜403A與正電極膜404A之間被狹縫418分離。引出電極L401沿著從二 極管單元D401經(jīng)過二極管單元D403而到達負極焊盤405的直線,形成為直線狀。同樣地, 引出電極L402沿著從二極管單元D402經(jīng)過二極管單元D404而到達負極焊盤405的直線, 形成為直線狀。引出電極L401、L402在n+型區(qū)域410至負極焊盤405的其間的部位分別 具有相同的寬度Wl、W2,這些寬度Wl、W2比單元連接部C401、C402、C403、C404的寬度寬。 單元連接部C401?C404的寬度根據(jù)與引出電極L401、L402的引出方向正交的方向的長度 來定義。引出電極L401、L402的前端部被整形成與n+型區(qū)域410的平面形狀相匹配。引 出電極L401、L402的基端部與負極焊盤405連接。狹縫418形成為對引出電極L401、L402 添加邊框。另一方面,正電極膜404A以隔開與大致恒定寬度的狹縫418相對應(yīng)的間隔來包 圍負電極膜403A的方式形成于絕緣膜415的表面。正電極膜404A-體地具有沿著元件形 成面402a的長邊方向延伸的梳齒狀部分和由矩形區(qū)域形成的正極焊盤406。
[0295] 負電極膜403A以及正電極膜404A被例如由氮化膜構(gòu)成的鈍化膜420(在圖44中 省略了圖示)覆蓋著,進一步在鈍化膜420上形成了聚酰亞胺等樹脂膜421。以貫通鈍化膜 420以及樹脂膜421的方式,形成使負極焊盤405露出的焊盤開口 422和使正極焊盤406露 出的焊盤開口 423。將外部連接電極403B、404B分別埋入到焊盤開口 422、423。鈍化膜420 以及樹脂膜421構(gòu)成保護膜,抑制或防止水分向引出電極L401、L402以及pn結(jié)區(qū)域411浸 入,并且吸收來自外部的沖擊等,有助于片狀二極管401的耐用性的提高。
[0296] 外部連接電極403B、404B可以在比樹脂膜421的表面更低的位置(靠近半導(dǎo)體基 板402的位置)處具有表面,也可以從樹脂膜421的表面突出,在比樹脂膜421高的位置 (遠離半導(dǎo)體基板402的位置)處具有表面。圖45示出了外部連接電極403B、404B從樹 脂膜421的表面突出的例子。外部連接電極403B、404B例如可以由Ni/Pd/Au層疊膜構(gòu)成, 該Ni/Pd/Au層疊膜具有與電極膜403A、404A相連的Ni膜、形成在Ni膜上的Pd膜以及形 成在Pd膜上的Au膜。這樣的層疊膜能夠通過鍍覆法來形成。
[0297] 在各二極管單元D401?D404中,在P+型的半導(dǎo)體基板402與n+型區(qū)域410之間 形成pn結(jié)區(qū)域411,因此分別形成了pn結(jié)二極管。并且,多個二極管單元D401?D404的 n+型區(qū)域410共同與負電極403連接,二極管單元D401?D404的共同的p型區(qū)域、即P+型 的半導(dǎo)體基板402共同與正電極404連接。由此,形成在半導(dǎo)體基板402上的多個二極管 單元D401?D404全部被并聯(lián)連接。
[0298] 圖48是表示片狀二極管401的內(nèi)部電結(jié)構(gòu)的電路圖。分別由二極管單元D401? D404構(gòu)成的pn結(jié)二極管中,負極側(cè)通過負電極403而被共同連接,正極側(cè)通過正電極404 而被共同連接,從而全部被并聯(lián)連接,由此整體上起到1個二極管的作用。
[0299] 根據(jù)該第2參考例的實施方式的結(jié)構(gòu),片狀二極管401具有多個二極管單元 D401?D404,各二極管單元D401?D404具有pn結(jié)區(qū)域411。pn結(jié)區(qū)域411按每個二極 管單元D401?D404而分離。因此,片狀二極管401的pn結(jié)區(qū)域411的周長、即半導(dǎo)體基 板402中的n+型區(qū)域410的周長的總計(全長)變長。由此,由于能夠避免pn結(jié)區(qū)域411 附近的電場的集中,實現(xiàn)該電場的分散,所以能夠?qū)崿F(xiàn)ESD耐量的提高。即,即使將片狀二 極管401形成得非常小的情況下,由于能夠增大pn結(jié)區(qū)域411的總周長,所以能夠兼顧片 狀二極管401的小型化和ESD耐量的確保。
[0300] 圖49是表示將形成在相同面積的半導(dǎo)體基板上的二極管單元設(shè)定為各種大小和 /或各種數(shù)目,針對pn結(jié)區(qū)域的周長的總計(全長)不同的多個樣品測量了ESD耐量的實 驗結(jié)果。根據(jù)該實驗結(jié)果可知,pn結(jié)區(qū)域的周長越長,ESD耐量就越大。在半導(dǎo)體基板上形 成了 4個以上的二極管單元的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)超過8千伏的ESD耐量。
[0301] 另外,在該第2參考例的實施方式中,引出電極L401、L402的寬度W1、W2在單元連 接部C401?C404至負極焊盤405的其間的部位都比單元連接部C401?C404的寬度寬。 由此,能夠增大允許電流量,并能夠減少電迀移,提高針對大電流的可靠性。即,能夠提供一 種小型、ESD耐量大、且也確保了針對大電流的可靠性的片狀二極管。
[0302] 此外,在該第2參考例的實施方式中,通過直線狀的共同的引出電極L401、L402, 將排列在朝向負極焊盤405的直線上的多個二極管單元D401、D403和D402、D404與負極焊 盤405連接。由此,能夠使從二極管單元D401?D404至負極焊盤405的引出電極的長度 最小,所以能夠進一步有效地減少電迀移。此外,由于能夠在多個二極管單元D401、D403和 D402、D404中共用一個引出電極L401和L402,所以能夠形成多個二極管單元D401?D404 來實現(xiàn)二極管接合區(qū)域(pn結(jié)區(qū)域411)的周長增加的同時,在半導(dǎo)體基板402上能夠布置 線寬寬的引出電極。由此,能夠兼顧ESD耐量的進一步提高和電迀移的減少,可進一步提高 可靠性。
[0303] 此外,由于引出電極L401、L402的端部形成為部分多邊形形狀,使得與n+型區(qū)域 410的形狀(多邊形)相匹配,所以能夠減小引出電極L401、L402的占有面積的同時與n+ 型區(qū)域410連接。
[0304] 另外,在半導(dǎo)體基板402的一個表面、即元件形成面402a均形成有負極側(cè)以及正 極側(cè)的外部連接電極403B、404B。因此,如圖50所示,通過使元件形成面402a與安裝基板 425相對置,借助焊料426將外部連接電極403B、404B焊接在安裝基板425上,從而能夠構(gòu) 成將片狀二極管401以表面安裝方式安裝在安裝基板425上的電路組件。即,能夠提供倒 裝芯片連接型的片狀二極管401,并能夠通過使元件形成面402a與安裝基板425的安裝面 相對置的倒裝焊接,利用無引線接合法來將片狀二極管401與安裝基板425相連接。由此, 能夠減小片狀二極管401在安裝基板425上的占有空間。特別地,能夠?qū)崿F(xiàn)片狀二極管401 在安裝基板425上的高度的降低。由此,能夠有效地利用小型電子設(shè)備等的框體內(nèi)的空間, 有助于高密度安裝以及小型化。
[0305] 此外,在該第2參考例的實施方式中,在半導(dǎo)體基板402上形成絕緣膜415,并經(jīng)由 形成于該絕緣膜415的接觸孔416,將引出電極L401、L402的單元連接部C401?C404與 二極管單元D401?D404連接。并且,在接觸孔416之外的區(qū)域中,在絕緣膜415上配置負 極焊盤405。即,在從pn結(jié)區(qū)域411的正上方偏離的位置處,設(shè)置有負極焊盤405。此外, 經(jīng)由形成于絕緣膜415的接觸孔417,將正電極膜404A與半導(dǎo)體基板402連接,在接觸孔 417之外的區(qū)域,在絕緣膜415上配置有正極焊盤406。正極焊盤406也是處于從pn結(jié)區(qū) 域411的正上方偏離的位置處。由此,在將片狀二極管401安裝于安裝基板425時,能夠避 免對pn結(jié)區(qū)域411施加大的沖擊。由此,能夠避免pn結(jié)區(qū)域411的破壞,所以能夠?qū)崿F(xiàn)相 對于外力的耐用性優(yōu)異的片狀二極管。此外,也能夠采用以下結(jié)構(gòu):不設(shè)置外部連接電極 403B、404B,而是將負極焊盤405以及正極焊盤406分別作為負極外部連接部以及正極連接 部,并對這些負極焊盤405以及正極焊盤406連接接合線。在該情況下,也能夠避免因引線 接合時的沖擊而破壞pn結(jié)區(qū)域411。
[0306] 此外,在該第2參考例的實施方式中,正電極膜404A由AlSiCu膜構(gòu)成。AlSiCu膜 的功函數(shù)與P型半導(dǎo)體(特別是P型硅半導(dǎo)體)的功函數(shù)近似,因此能夠在與P+型的半導(dǎo) 體基板402之間形成良好的歐姆接合。于是,不必在P+型的半導(dǎo)體基板402形成用于歐姆 接合的高雜質(zhì)濃度擴散層。由此,由于制造工序變得簡單,所以能夠相應(yīng)地降低生產(chǎn)性以及 生產(chǎn)成本。作為能夠在與P型半導(dǎo)體之間形成歐姆接合的電極膜,除此以外,雖然還能夠應(yīng) 用AlSi電極膜材料,但是與該AlSi電極膜相比,AlSiCu電極膜更能夠提高可靠性。
[0307] 另外,在該第2參考例的實施方式中,半導(dǎo)體基板402具有將角部409倒角了的矩 形形狀。由此,由于能夠抑制或防止片狀二極管401的角部的碎肩(chipping),所以能夠提 供一種外觀不良較少的片狀二極管401。
[0308] 另外,在該第2參考例的實施方式中,由于在與半導(dǎo)體基板402的負極側(cè)外部連接 電極403B靠近的短邊形成有表示陰極方向的凹部408,所以不必在半導(dǎo)體基板402的背面 (與元件形成面402a相反的一側(cè)的主面)標記負極標志。凹部408也能夠在進行從晶片 (原始基板)切出片狀二極管401的加工時同時形成。此外,即使片狀二極管401的尺寸非 常小而很難進行標記的情況下,也能夠形成凹部408來顯示負極的方向。因此,能夠省去用 于標記的工序,且還能夠?qū)ξ⑿〕叽绲钠瑺疃O管401賦予負極標志。
[0309] 圖51是用于說明片狀二極管401的制造工序的一例的工序圖。此外,圖52(a)? (d)是表示上述第2參考例的實施方式的片狀二極管的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的剖視圖。此 夕卜,圖53A以及圖53B是表示圖51的制造工序中途的結(jié)構(gòu)的剖視圖,示出了與圖45相對應(yīng) 的切斷面。圖54是作為半導(dǎo)體基板402的原始基板的P+型半導(dǎo)體晶片W的俯視圖,放大 示出了一部分區(qū)域。
[0310]首先,準備作為半導(dǎo)體基板402的原始基板的P+型半導(dǎo)體晶片W。半導(dǎo)體晶片W的表面是元件形成面Wa,與半導(dǎo)體基板402的元件形成面402a相對應(yīng)。在元件形成面Wa, 以矩陣狀排列設(shè)定了與多個片狀二極管401相對應(yīng)的多個片狀二極管區(qū)域401a。在相鄰的 片狀二極管區(qū)域401a之間設(shè)置有邊界區(qū)域480。邊界區(qū)域480是具有大致恒定的寬度的帶 狀區(qū)域,在正交的兩個方向上延伸而形成為格子狀。在對半導(dǎo)體晶片W進行必要的工序后, 通過沿著邊界區(qū)域480切割半導(dǎo)體晶片W,從而得到多個片狀二極管401。
[0311] 對半導(dǎo)體晶片W執(zhí)行的工序的一個例子如下。
[0312] 首先,如圖52 (a)所示,在P+型半導(dǎo)體晶片W的元件形成面Wa,形成由熱氧化膜構(gòu) 成的絕緣膜415 (S1),并在其上形成抗蝕劑掩模(未圖示)(S2)。通過使用了該抗蝕劑掩模 的蝕刻,在絕緣膜415中形成與n+型區(qū)域410相對應(yīng)的開口 428 (S3)。另外,在剝離抗蝕劑 掩模之后,將n型雜質(zhì)導(dǎo)入至從形成于絕緣膜415的開口 428露出的半導(dǎo)體晶片W的表層 部(S4hn型雜質(zhì)的導(dǎo)入通過在表面堆積作為n型雜質(zhì)的磷的工序(所謂磷沉積)來進行。 所謂磷沉積是指以下的處理:將半導(dǎo)體晶片W送入擴散爐內(nèi),通過使?0(:13氣體在擴散路徑 內(nèi)流過而進行的熱處理,在絕緣膜415的開口 428內(nèi)露出的半導(dǎo)體晶片W的表面上堆積磷。
[0313] 接著,如圖52(b)所示,根據(jù)需要,在絕緣膜415上形成具有與寬度比開口 428寬 的開口 429相匹配的開口的另外的抗蝕劑掩模。通過隔著該抗蝕劑掩模的蝕刻,開口 428 變寬而成為開口 429。然后,對開口 429內(nèi)的元件形成面Wa選擇性地進行熱氧化,形成熱氧 化膜431 (S5)。該熱氧化膜431不僅在元件形成面Wa的上方生長,還使半導(dǎo)體晶片W的元 件形成面Wa附近的硅變質(zhì)為氧化硅而在背面?zhèn)壬L。由此,在元件形成面Wa,形成與開口 429連續(xù)的凹部419。之后,進行用于使導(dǎo)入至半導(dǎo)體晶片W的雜質(zhì)離子活化的熱處理(推 阱處理)(S6)。推阱處理的條件(溫度、時間)根據(jù)作為目標的n+型區(qū)域410的深度來選 擇即可。由此,在半導(dǎo)體晶片W的表層部形成n+型區(qū)域410。
[0314] 接著,如圖52(c)所示,在絕緣膜415上形成具有與接觸孔416、417相匹配的開 口的另外的抗蝕劑掩模(S7)。通過隔著該抗蝕劑掩模的蝕刻,在絕緣膜415中形成接觸孔 416、417(S8)。與此同時,選擇性地去除熱氧化膜431的一部分,將殘留的部分形成為絕緣 膜427。之后,剝離抗蝕劑掩模。
[0315] 接著,如圖52(d)所示,例如通過濺射法,在絕緣膜415上形成構(gòu)成負電極403以 及正電極404的電極膜(S9)。在該第2參考例的實施方式中,形成由AlSiCu形成的電極 膜(例如厚度為丨0000人)。然后,在該電極膜上,形成具有與狹縫418相對應(yīng)的開口圖案 的另外的抗蝕劑掩模(S10),并通過隔著該抗蝕劑掩模的蝕刻(例如反應(yīng)性離子蝕刻),在 電極膜中形成狹縫418(S11)。狹縫418的寬度可以是3ym左右。由此,上述電極膜被分離 成負電極膜403A以及正電極膜404A。
[0316] 接著,在剝離抗蝕劑膜之后,例如通過CVD法來形成氮化膜等鈍化膜420 (S12),進 一步地,通過涂敷聚酰亞胺等來形成樹脂膜421 (S13)。例如,在涂敷賦予了感光性的聚酰亞 胺并以與焊盤開口 423、424相對應(yīng)的圖案進行曝光之后,使該聚酰亞胺膜顯影(S14)。由 此,形成具有與焊盤開口 423、424相對應(yīng)的開口的樹脂膜421。之后,根據(jù)需要,進行用于使 樹脂膜固化(cure)的熱處理(S15)。然后,通過以樹脂膜421作為掩模的干蝕刻(例如反 應(yīng)性離子蝕刻),在鈍化膜420中形成焊盤開口 422、423(S16)。之后,在焊盤開口 422、423 內(nèi)形成外部連接電極403B、404B(S17)。外部連接電極403B、404B的形成可通過鍍覆(優(yōu)選 是非電解電鍍)來進行。
[0317] 接著,形成具有與邊界區(qū)域480 (參照圖54)相匹配的格子狀的開口的抗蝕劑掩模 483(參照圖53A) (S18)。隔著該抗蝕劑掩模483進行等離子蝕刻,由此,如圖53A所示,將 半導(dǎo)體晶片W從其元件形成面Wa起蝕刻至規(guī)定的深度。由此,沿著邊界區(qū)域480而形成切 斷用的槽481 (S19)。在剝離抗蝕劑掩模483之后,如圖53B所示,將半導(dǎo)體晶片W從背面 Wb起研磨至槽481的底部為止(S20)。由此,能夠?qū)⒍鄠€片狀二極管區(qū)域401a單片化,得 到前述結(jié)構(gòu)的片狀二極管401。
[0318] 如圖54所示,用于在邊界區(qū)域480形成槽481的抗蝕劑掩模483在與片狀二極管 區(qū)域401a的四角相連的位置處,具有向片狀二極管區(qū)域401a的外側(cè)凸出的彎曲形狀的圓 形形狀部484。圓形形狀部484形成為通過平滑的曲線來連接片狀二極管區(qū)域401a的相鄰 的兩條邊。另外,用于在邊界區(qū)域480形成槽481的抗蝕劑掩模483在與片狀二極管區(qū)域 401a的一個短邊相連的位置處,具有朝向片狀二極管區(qū)域401a的內(nèi)側(cè)凹陷的凹部485。因 此,若通過以該抗蝕劑掩模483作為掩模來進行的等離子蝕刻而形成了槽481,則槽481在 與片狀二極管區(qū)域401a的四角相連的位置處,具有向片狀二極管區(qū)域401a的外側(cè)凸出的 彎曲形狀的圓形形狀部,在與片狀二極管區(qū)域401a的一個短邊相連的位置處,具有朝向片 狀二極管區(qū)域401a的內(nèi)側(cè)凹陷的凹部。因此,在形成用于從半導(dǎo)體晶片W切出片狀二極管 區(qū)域401a的槽481的工序中,同時能夠?qū)⑵瑺疃O管401的四角的角部409整形成圓形形 狀,并且能夠在一個短邊(負極側(cè)的短邊)形成作為負極標志的凹部408。即,無需追加專 用的工序,就能夠?qū)⒔遣?09加工成圓形形狀,并且能夠形成作為負極標志的凹部408。
[0319] 在該第2參考例的實施方式中,由于半導(dǎo)體基板402由p型半導(dǎo)體構(gòu)成,所以即使 不在半導(dǎo)體基板402上形成外延層,也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的特性。即,n型的半導(dǎo)體晶片由于電 阻率的面內(nèi)偏差大,所以在使用n型半導(dǎo)體晶片時,需要在其表面形成電阻率的面內(nèi)偏差 小的外延層,并在該外延層形成雜質(zhì)擴散層來形成pn結(jié)。這是因為,由于n型雜質(zhì)的偏析 系數(shù)小,所以在形成成為半導(dǎo)體晶片的基礎(chǔ)的錠塊(例如硅錠)時,在晶片的中心部和周邊 部,電阻率之差變大。相對于此,由于P型雜質(zhì)的偏析系數(shù)比較大,所以P型半導(dǎo)體晶片中 電阻率的面內(nèi)偏差小。因此,通過使用P型半導(dǎo)體晶片,無需形成外延層,就能夠從晶片的 任意部位切出穩(wěn)定特性的二極管。于是,通過使用P+型的半導(dǎo)體基板402,能夠簡化制造工 序,并且能夠降低制造成本。
[0320] 此外,根據(jù)該第2參考例的實施方式,由于在推阱處理之前形成熱氧化膜431 (參 照圖52 (b)),所以能夠利用該熱氧化時的熱,減小半導(dǎo)體晶片W的表面部中的p型雜質(zhì)的濃 度。并且,所使用的半導(dǎo)體晶片W的電阻率是10mD?cm?30mD?cm。因此,通過進行推 阱處理以使n型雜質(zhì)離子擴散至2ym?3ym的深度,并將該推阱處理時的熱量提供給半 導(dǎo)體晶片W,從而能夠準確地將片狀二極管401的齊納電壓控制為6. 5V?9. 0V。另外,所 謂齊納電壓指的是,例如在圖55所示的片狀二極管401的反方向的I-V曲線中,電流急劇 上升時的電壓Vz。
[0321] 此外,在該第2參考例的實施方式中,由于通過磷沉積來進行n型雜質(zhì)的導(dǎo)入,所 以與通過離子注入來導(dǎo)入n型雜質(zhì)的情況相比,能夠降低制造成本。此外,通過利用該方 法,能夠如圖56所示那樣,在片狀二極管401中,在n+型區(qū)域410從半導(dǎo)體基板402的元 件形成面402a至規(guī)定的深度為止給出恒定的濃度分布。相反,在通過離子注入而導(dǎo)入了n 型雜質(zhì)的情況下,其濃度分布從元件形成面402a至規(guī)定的深度為止是連續(xù)減少的。
[0322] 圖57是用于說明AlSiCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖,示出了在P+ 型硅基板上形成了AlSiCu膜時的、P+型硅基板與AlSiCu膜之間的電壓對電流特性??芍?電流與施加電壓成正比,形成了良好的歐姆接觸。
[0323] 此外,圖58是用于說明Ti/TiN/AlCu電極膜與P+型半導(dǎo)體基板的歐姆接觸的圖。 在圖58中,為了進行比較,由曲線490示出了由層疊膜構(gòu)成形成在P+型硅基板上的電極膜 時的相同特性,所述層疊膜是從基板表面起依次層疊Ti膜、TiN膜以及AlCu膜而構(gòu)成的膜。 可知,電壓對電流特性不是線性的特性,不能得到歐姆接觸。另一方面,由曲線491示出了 在P+型硅基板的表面形成以更高濃度導(dǎo)入了P型雜質(zhì)的高濃度區(qū)域,使由層疊膜構(gòu)成的電 極膜與該高濃度區(qū)域接觸時的電壓對電流特性,該層疊膜是從基板表面起依次層疊Ti膜、 TiN膜以及AlCu膜而構(gòu)成的膜。可知,在該情況下,電壓對電流特性是線性的特性,得到了 良好的歐姆接觸。根據(jù)這些可知,通過使用AlSiCu膜作為電極膜,無需在P+型半導(dǎo)體基板 形成高濃度區(qū)域,就能夠形成與P+型半導(dǎo)體基板歐姆接觸的負電極膜以及正電極膜,由此 能夠簡化制造工序。
[0324] 圖59是用于說明與片狀二極管401的齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的特征的圖。即, 示出了針對將片狀二極管401構(gòu)成為齊納二極管時的齊納電壓調(diào)整的特征。更具體說明的 話,為了形成n+型區(qū)域410而將n型雜質(zhì)(例如磷)導(dǎo)入至半導(dǎo)體基板402的表層部之后, 進行用于使該導(dǎo)入的雜質(zhì)活化的熱處理(推阱處理)(圖52(b))。齊納電壓根據(jù)該熱處理 的溫度以及時間而發(fā)生變化。具體來說,在熱處理時施加至半導(dǎo)體基板402的熱量越多,齊 納電壓變得越高。利用這種情況,能夠調(diào)整齊納電壓。如根據(jù)圖59所理解的那樣,齊納電 壓對熱處理時的熱量的依賴性大于對雜質(zhì)的劑量的依賴性。
[0325] 圖60是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的其他特征的圖。具體來說,示出了 齊納電壓相對于用于使導(dǎo)入至半導(dǎo)體基板402的n型雜質(zhì)活化的熱處理時的溫度的變化, 曲線493示出使用了電阻率比較低的(例如5mD)半導(dǎo)體基板時的齊納電壓,曲線494示 出使用了電阻率比較高的(例如15?18mQ)半導(dǎo)體基板時的齊納電壓。根據(jù)曲線493、 494的比較可知,齊納電壓依賴于半導(dǎo)體基板的電阻率。因此,通過根據(jù)作為目的的齊納電 壓來應(yīng)用適當電阻率的半導(dǎo)體基板,能夠使齊納電壓符合設(shè)計值。
[0326] 圖61是用于說明與齊納電壓(Vz)的調(diào)整相關(guān)的又一特征的圖。具體來說,示出 了齊納電壓相對于半導(dǎo)體基板402的電阻率(Sub電阻)的變化,上側(cè)的曲線495示出了熱 處理時所施加的熱量比較多的(驅(qū)動條件:ll〇〇°C60min)情況下的齊納電壓,下側(cè)的曲線 496示出了該熱量比較少的(驅(qū)動條件:1000°C60min)情況下的齊納電壓。根據(jù)曲線495、 496及其他驅(qū)動條件下的結(jié)果可知,若使用具有10mQ?cm以上的電阻率的半導(dǎo)體基板,則 能夠表現(xiàn)6. 5V以上的齊納電壓。特別是,若使用具有25mQ?cm電阻率的半導(dǎo)體基板,則 也能夠表現(xiàn)8. 2V這樣高的齊納電壓。因此,若使用電阻率為10mD?cm?30mD? cm的半 導(dǎo)體基板,在使n型雜質(zhì)擴散至2ym?3ym的深度這樣的條件下進行推阱處理,則能夠?qū)?片狀二極管的齊納電壓Vz準確地控制為6. 5V?9. 0V。
[0327] 圖62是表示作為使用了片狀二極管的電子設(shè)備的一例的智能電話的外觀的立體 圖。智能電話601構(gòu)成為將電子部件容納在了扁平的長方體形狀的框體602的內(nèi)部??蝮w 602在表面?zhèn)纫约氨趁鎮(zhèn)染哂虚L方形狀的一對主面,該一對主面通過4個側(cè)面而結(jié)合。在框 體602的一個主面露出有由液晶面板或有機EL面板等構(gòu)成的顯示面板603的顯示面。顯 示面板603的顯示面構(gòu)成觸摸面板,提供使用者的輸入界面。
[0328] 顯示面板603形成為占據(jù)框體602的一個主面的大部分的長方形形狀。沿著顯示 面板603的一個短邊來配置操作按鈕604。在該第2參考例的實施方式中,多個(3個)操 作按鈕604沿著顯示面板603的短邊而被排列。使用者通過操作操作按鈕604以及觸摸面 板,從而能夠進行針對智能電話601的操作,并能夠調(diào)取必要的功能來執(zhí)行。
[0329] 在顯示面板603的另外一個短邊的附近,配置有揚聲器605。揚聲器605提供電 話功能的聽筒,并且被用作用于再生音樂數(shù)據(jù)等的音響化組件。另一方面,在操作按鈕604 的附近,在框體602的一個側(cè)面配置有麥克風606。麥克風606除了提供電話功能的話筒以 夕卜,還能夠被用作用于錄音的麥克風。
[0330] 圖63是表示容納在框體602的內(nèi)部的電子電路組件610的結(jié)構(gòu)的示意性俯視圖。 電子電路組件610包括布線基板611和安裝于布線基板611的安裝面的電路部件。多個 電路部件包括多個集成電路元件(IC)612-620和多個芯片部件。多個1C包括:傳送處理 IC612、單頻段TV接收IC613、GPS接收IC614、FM調(diào)諧器IC615、電源IC616、閃存617、微型 計算機618、電源IC619以及基帶IC620。多個芯片部件包括:片狀電感器621、625、635、片 狀電阻器622、624、633、片狀電容器627、630、634、以及片狀二極管628、631。這些芯片部件 例如通過倒裝芯片接合而被安裝在布線基板611的安裝面上。能夠在片狀二極管628、631 中應(yīng)用前述第2參考例的實施方式涉及的片狀二極管。
[0331] 傳送處理IC612生成針對顯示面板603的顯示控制信號,并且內(nèi)置有用于接收來 自顯示面板603表面的觸摸面板的輸入信號的電子電路。為了與顯示面板603進行連接, 與傳送處理IC612連接撓性布線609。
[0332] 單頻段TV接收IC613內(nèi)置有構(gòu)成接收機的電子電路,該接收機用于接收單頻段廣 播(以便攜式設(shè)備作為接收對象的地面數(shù)字電視廣播)的電波。在單頻段TV接收IC613 的附近,配置有多個片狀電感器621和多個片狀電阻器622。單頻段TV接收IC613、片狀電 感器621以及片狀電阻器622構(gòu)成單頻段廣播接收電路623。片狀電感器621以及片狀電 阻器622分別具有準確地匹配的電感以及電阻,向單頻段廣播接收電路623提供高精度的 電路常數(shù)。
[0333]GPS接收IC614內(nèi)置有接收來自GPS衛(wèi)星的電波來輸出智能電話601的位置信息 的電子電路。
[0334]FM調(diào)諧器IC615與在其附近安裝于布線基板611的多個片狀電阻器624以及多個 片狀電感器625 -起構(gòu)成FM廣播接收電路626。片狀電阻器624以及片狀電感器625分別 具有準確地匹配的電阻值以及電感,對FM廣播接收電路626給予高精度的電路常數(shù)。
[0335] 在電源IC616的附近,將多個片狀電容器627以及多個片狀二極管628安裝于布 線基板611的安裝面。電源IC616與片狀電容器627以及片狀二極管628 -起構(gòu)成電源電 路 629。
[0336] 閃存617是用于記錄操作系統(tǒng)程序、在智能電話601的內(nèi)部生成的數(shù)據(jù)、通過通信 功能從外部獲取到的數(shù)據(jù)以及程序等的存儲裝置。
[0337] 微型計算機618內(nèi)置有CPU、ROM以及RAM,是通過執(zhí)行各種運算處理來實現(xiàn)智能 電話601的多個功能的運算處理電路。更具體來說,通過微型計算機618的工作,來實現(xiàn)圖 像處理、各種應(yīng)用程序用的運算處理。
[0338] 在電源IC619的附近,將多個片狀電容器630以及多個片狀二極管631安裝于布 線基板611的安裝面。電源IC619與片狀電容器630以及片狀二極管631 -起構(gòu)成電源電 路 632。
[0339] 在基帶IC620的附近,將多個片狀電阻器633、多個片狀電容器634以及多個片狀 電感器635安裝于布線基板611的安裝面?;鶐C620與片狀電阻器633、片狀電容器634 以及片狀電感器635 -起構(gòu)成基帶通信電路636?;鶐ㄐ烹娐?36提供用于電話通信以 及數(shù)據(jù)通信的通信功能。
[0340] 通過這樣的結(jié)構(gòu),被電源電路629、632適當調(diào)整后的電力被供給至傳送處理 IC612、GPS接收IC614、單頻段廣播接收電路623、FM廣播接收電路626、基帶通信電路636、 閃存617以及微型計算機618。微型計算機618響應(yīng)經(jīng)由傳送處理IC612而輸入的輸入信 號,進行運算處理,從傳送處理IC612向顯示面板603輸出顯示控制信號來使顯示面板603 進行各種顯示。
[0341] 若通過觸摸面板或操作按鈕604的操作而指示了單頻段廣播的接收,則通過單頻 段廣播接收電路623的工作來接收單頻段廣播。并且,將接收到的圖像輸出至顯示面板 603,由微鏡計算機618執(zhí)行用于從揚聲器605輸出接收到的聲音的運算處理。
[0342] 此外,當需要智能電話601的位置信息時,微型計算機618獲取GPS接收IC614所 輸出的位置信息,執(zhí)行使用了該位置信息的運算處理。
[0343]另外,若通過觸摸面板或操作按鈕604的操作而輸入了FM廣播接收指令,則微型 計算機618啟動FM廣播接收電路626,執(zhí)行用于從揚聲器605輸出接收到的聲音的運算處 理。
[0344] 閃存617是為了存儲通過通信而獲得的數(shù)據(jù)、通過微型計算機618的運算、來自觸 摸面板的輸入而生成的數(shù)據(jù)而被使用的。微型計算機618根據(jù)需要,向閃存617寫入數(shù)據(jù), 或者從閃存617讀出數(shù)據(jù)。
[0345] 電話通信或數(shù)據(jù)通信的功能是通過基帶通信電路636來實現(xiàn)的。微型計算機618 對基帶通信電路636進行控制,進行用于收發(fā)聲音或數(shù)據(jù)的處理。
[0346] 以上,說明了本發(fā)明的第2參考例的實施方式,但是本發(fā)明也能夠進一步由其他 的方式來實施。例如,在前述的第2參考例的實施方式中,雖然示出了在半導(dǎo)體基板上形成 4個二極管單元的例子,但是可以在半導(dǎo)體基板上形成2個或3個二極管單元,也可以形成 4個以上的二極管單元。此外,也可以形成1個二極管單元。
[0347] 此外,在前述的第2參考例的實施方式中,雖然示出了pn結(jié)區(qū)域在俯視時是正八 邊形的例子,但是也可以將pn結(jié)區(qū)域形成為邊的數(shù)目為3個以上的任意的多邊形形狀,也 可以將它們的平面形狀設(shè)為圓形、橢圓形。在將pn結(jié)區(qū)域的形狀設(shè)為多邊形形狀的情況 下,它們不一定是正多邊形形狀,也可以由邊的長度為2種以上的多邊形來形成這些區(qū)域。 另外,pn結(jié)區(qū)域不一定形成為相同的大小,也可以是分別具有不同大小的接合區(qū)域的多個 二極管單元混合存在于半導(dǎo)體基板上。另外,形成在半導(dǎo)體基板上的pn結(jié)區(qū)域的形狀不一 定是1種,也可以是2種以上的形狀的pn結(jié)區(qū)域混合存在于半導(dǎo)體基板上。
[0348] 另外,根據(jù)該第2參考例的實施方式的內(nèi)容,在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明以外,還 能夠提取出如下的特征。
[0349] (項1) 一種片狀二極管,是齊納電壓Vz為6. 5V?9. 0V的片狀二極管,該片狀二 極管包括:半導(dǎo)體基板,具有10mD?〇!!?30mQ?〇!!的電阻率;擴散層,形成于上述半導(dǎo)體 基板的表面,在該擴散層與上述半導(dǎo)體基板之間形成二極管接合區(qū)域;上述擴散層相對于 上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有2ym?3ym的深度。
[0350] (項2)在項1記載的片狀二極管中,上述二極管接合區(qū)域是pn結(jié)區(qū)域。
[0351] 通過該結(jié)構(gòu),能夠提供一種pn結(jié)型的片狀二極管。
[0352] (項3)在項2記載的片狀二極管中,上述半導(dǎo)體基板由p型半導(dǎo)體基板構(gòu)成,上述 擴散層是在與上述P型半導(dǎo)體基板之間形成上述pn結(jié)區(qū)域的n型擴散層。
[0353] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于半導(dǎo)體基板由p型半導(dǎo)體基板構(gòu)成,所以即使不在半導(dǎo)體基板 上形成外延層,也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的特性。即,n型的半導(dǎo)體晶片由于電阻率的面內(nèi)偏差大, 所以需要在表面形成電阻率的面內(nèi)偏差小的外延層,并在該外延層形成雜質(zhì)擴散層來形成 pn結(jié)。相對于此,p型半導(dǎo)體晶片由于面內(nèi)偏差小,所以無需形成外延層,就能夠從晶片的 任意部位切出穩(wěn)定特性的二極管。于是,通過使用P型半導(dǎo)體基板,能夠簡化制造工序,并 且能夠降低制造成本。
[0354] (項4)在項3記載的片狀二極管中,還包括與上述n型擴散層電連接的負電極和 與上述P型半導(dǎo)體基板電連接的正電極,上述正電極包括與上述P型半導(dǎo)體基板相連且由 AlSiCu形成的電極膜。
[0355] AlSiCu的功函數(shù)與p型半導(dǎo)體(特別是p型硅半導(dǎo)體)的功函數(shù)近似。因此, AlSiCu電極膜能夠在與p型半導(dǎo)體之間形成良好的歐姆接合。于是,無需在p型半導(dǎo)體基 板形成用于歐姆接合的高雜質(zhì)濃度擴散層。由此,由于制造工序進一步變得簡單,所以能夠 相應(yīng)地降低生產(chǎn)性以及生產(chǎn)成本。作為能夠在與P型半導(dǎo)體之間形成歐姆接合的電極膜, 除此以外,雖然也可以應(yīng)用AlSi電極膜材料,但是與該AlSi電極膜相比,AlSiCu電極膜更 能夠提尚可靠性。
[0356] (項5)在項1?4中任一項記載的片狀二極管中,還包括絕緣膜,該絕緣膜覆蓋上 述半導(dǎo)體基板的上述表面,且形成有使上述擴散層選擇性地露出的接觸孔,在上述擴散層 中形成與上述接觸孔連續(xù)的凹部。
[0357] (項6)在項5記載的片狀二極管中,還包括選擇性地形成于上述凹部的周邊部的 凹部絕緣膜。
[0358] (項7)在項6記載的片狀二極管中,上述凹部絕緣膜形成為橫穿上述凹部與上述 接觸孔之間的邊界。
[0359] (項8)在項1?7中任一項記載的片狀二極管中,上述擴散層從上述半導(dǎo)體基板 的上述表面起至規(guī)定的深度為止具有恒定的濃度分布。
[0360] (項9)在項1?8中任一項記載的片狀二極管中,上述半導(dǎo)體基板的上述表面具 有將角部倒角了的矩形形狀。
[0361] 通過該結(jié)構(gòu),由于能夠抑制或防止片狀二極管的角部的碎肩(chipping),所以能 夠提供一種外觀不良較少的片狀二極管。
[0362] (項10)在項9記載的片狀二極管中,在上述矩形形狀的一邊的中途部,形成表示 陰極方向的凹部。
[0363] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于在矩形形狀的半導(dǎo)體基板的一邊形成了表示陰極方向的凹部, 所以不必在半導(dǎo)體基板的表面形成通過標記等來表示陰極方向的標志(負極標志)。上述 這樣的凹部還可以在進行從晶片(原始基板)切出片狀二極管的加工時同時形成。此外, 在片狀二極管的尺寸非常小而很難進行標記的情況下,也能夠形成這種凹部。因此,能夠省 去用于標記的工序,并且即使是微小尺寸的片狀二極管也能夠附加表示陰極方向的記號。
[0364](項11)一種電路組件,包括安裝基板和安裝于上述安裝基板的項1?10中任一 項記載的片狀二極管。
[0365] 通過該結(jié)構(gòu),能夠提供一種具備將齊納電壓Vz準確地控制為6. 5V?9. 0V的片狀 二極管的電路組件。
[0366](項12)在項11記載的電路組件中,上述片狀二極管通過無引線接合法而與上述 安裝基板連接。
[0367] 通過該結(jié)構(gòu),由于能夠減小片狀二極管在安裝基板上的占有空間,所以有助于電 子部件的高密度安裝。
[0368](項13) -種電子設(shè)備,包括項11或12記載的電路組件和容納了上述電路組件的 框體。
[0369] 通過該結(jié)構(gòu),能夠提供一種具備將齊納電壓Vz準確地控制為6. 5V?9. 0V的片狀 二極管的電子設(shè)備。
[0370](項14) 一種齊納電壓Vz為6. 5V?9. 0V的片狀二極管的制造方法,包括:在具 有10mD?cm?30mD?cm的電阻率的半導(dǎo)體基板的表面,選擇性地導(dǎo)入雜質(zhì)的工序以至 少覆蓋導(dǎo)入了上述雜質(zhì)的區(qū)域的方式在上述半導(dǎo)體基板的上述表面形成熱氧化膜的工序; 和在由上述熱氧化膜覆蓋了上述半導(dǎo)體基板的上述表面的狀態(tài)下實施推阱處理來使上述 雜質(zhì)擴散,從而形成擴散層的工序,其中,該擴散層在與上述半導(dǎo)體基板之間形成二極管接 合區(qū)域且相對于上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有2ym?3ym的深度。
[0371] 通過該方法,能夠制造項1記載的片狀二極管。并且,根據(jù)該方法,通過在推阱處 理之前形成熱氧化膜,能夠減小半導(dǎo)體基板的表面部的雜質(zhì)(n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì))的濃 度。并且,所使用的半導(dǎo)體基板的電阻率為l〇mD?cm?30mD?cm。因此,通過進行推講 處理以使雜質(zhì)擴散至2ym?3ym的深度,并將該推阱處理時的熱量提供給半導(dǎo)體基板,從 而能夠?qū)⑵瑺疃O管的齊納電壓Vz準確地控制為6. 5V?9. 0V。
[0372](項15)在項14記載的片狀二極管的制造方法中,導(dǎo)入上述雜質(zhì)的工序包括以下 工序:在上述半導(dǎo)體基板的上述表面,形成形成了使該表面選擇性地露出的接觸孔的絕緣 膜,經(jīng)由該接觸孔而導(dǎo)入上述雜質(zhì);形成上述熱氧化膜的工序包括以下工序:通過對上述 接觸孔內(nèi)的上述半導(dǎo)體基板的上述表面選擇性地進行熱氧化,并使上述熱氧化膜還在上述 半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)壬L,從而在上述半導(dǎo)體基板形成與上述接觸孔連續(xù)的凹部。
[0373](項16)在項14或15記載的片狀二極管的制造方法中,上述半導(dǎo)體基板由p型半 導(dǎo)體基板構(gòu)成,導(dǎo)入上述雜質(zhì)的工序包括將n型雜質(zhì)堆積在上述半導(dǎo)體基板的上述表面上 的工序。
[0374] 在該方法中,與通過離子注入來導(dǎo)入n型雜質(zhì)的情況相比,能夠降低制造成本。
[0375] 以上,說明了本發(fā)明、本發(fā)明的第1及第2參考例的實施方式,前述的實施方式只 不過是為了使本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容更清楚而所使用的具體例子,本發(fā)明不應(yīng)當被解釋成限定 在這些具體例子中,本發(fā)明的精神以及范圍僅通過所附加的權(quán)利要求書來進行限定。
[0376] 本申請對應(yīng)于2012年9月27日向日本國特許廳提出的特愿2012-215061號、2012 年9月27日向日本國特許廳提出的特愿2012-215063號以及2012年9月27日向日本國 特許廳提出的特愿2012-215064號,在此通過引用而加入這些申請的所有公開內(nèi)容。
[0377] 符號說明:
[0378] W半導(dǎo)體晶片
[0379] Wa元件形成面
[0380] 1片狀二極管
[0381] 2半導(dǎo)體基板
[0382] 2a元件形成面
[0383] 4正電極
[0384] 4A正電極膜
[0385] 8凹部(負極標志)
[0386] 9 角部
[0387] 10n+型區(qū)域
[0388] 11pn結(jié)區(qū)域
[0389] 25安裝基板
[0390] 201智能電話
[0391] 202 框體
[0392] 210電子電路組件
[0393] 228片狀二極管
[0394] 231片狀二極管
【權(quán)利要求】
1. 一種片狀二極管,是齊納電壓Vz為4. 0V?5. 5V的片狀二極管,該片狀二極管包括: 半導(dǎo)體基板,具有3m D ? cm?5m D ? cm的電阻率;以及 擴散層,形成于上述半導(dǎo)體基板的表面,且在該擴散層與上述半導(dǎo)體基板之間形成二 極管接合區(qū)域, 上述擴散層相對于上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有〇. 01 um?0. 2 ym的深度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的片狀二極管,其中, 上述二極管接合區(qū)域是pn結(jié)區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的片狀二極管,其中, 上述半導(dǎo)體基板由P型半導(dǎo)體基板構(gòu)成, 上述擴散層是在與上述P型半導(dǎo)體基板之間形成上述pn結(jié)區(qū)域的n型擴散層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的片狀二極管,還包括: 負電極,與上述n型擴散層電連接;以及 正電極,與上述P型半導(dǎo)體基板電連接, 上述負電極以及上述正電極包括與上述P型半導(dǎo)體基板相連且由Ti/Al層疊膜或Ti/ TiN/AlCu層疊膜構(gòu)成的電極膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的片狀二極管,其中, 上述擴散層具有從上述半導(dǎo)體基板的上述表面起至規(guī)定的深度為止連續(xù)減少的濃度 分布。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的片狀二極管,其中, 上述半導(dǎo)體基板的上述表面具有將角部倒角了的矩形形狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的片狀二極管,其中, 在上述矩形形狀的一邊的中途部,形成有表示陰極方向的凹部。
8. -種電路組件,包括: 安裝基板;以及 安裝于上述安裝基板的權(quán)利要求1?7中任一項所述的片狀二極管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路組件,其中, 通過無引線接合法,將上述片狀二極管與上述安裝基板連接。
10. -種電子設(shè)備,包括: 權(quán)利要求8或9所述的電路組件;以及 容納了上述電路組件的框體。
11. 一種片狀二極管的制造方法,該片狀二極管的齊納電壓Vz為4. 0V?5. 5V,該片狀 二極管的制造方法包括: 在具有3m Q ?〇!!?5m Q ?〇!!的電阻率的半導(dǎo)體基板的表面選擇性地導(dǎo)入雜質(zhì)的工序; 以及 通過在維持了導(dǎo)入上述雜質(zhì)后的上述半導(dǎo)體基板的表面狀態(tài)的狀態(tài)下,對上述半導(dǎo)體 基板的上述表面實施快速熱退火處理來使上述雜質(zhì)擴散,從而形成擴散層的工序,其中,該 擴散層在與上述半導(dǎo)體基板之間形成二極管接合區(qū)域且相對于上述半導(dǎo)體基板的上述表 面具有0? 01 ym?0? 2 ym的深度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的片狀二極管的制造方法,其中, 上述半導(dǎo)體基板由P型半導(dǎo)體基板構(gòu)成, 導(dǎo)入上述雜質(zhì)的工序包括將n型雜質(zhì)以離子注入方式注入到上述半導(dǎo)體基板的上述 表面的工序。
【文檔編號】H01L29/866GK104508806SQ201380040686
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】山本浩貴 申請人:羅姆股份有限公司