JPH0228335A - モノリシック集積回路素子の製造方法 - Google Patents

モノリシック集積回路素子の製造方法

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JPH0228335A
JPH0228335A JP63179412A JP17941288A JPH0228335A JP H0228335 A JPH0228335 A JP H0228335A JP 63179412 A JP63179412 A JP 63179412A JP 17941288 A JP17941288 A JP 17941288A JP H0228335 A JPH0228335 A JP H0228335A
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モノリシック集積回路素子の製造方法に関し
、特に素子接地を裏面パイ7ホールと側面メタライズの
両方で同時に行い得ることによって、回路素子配置の自
由度を上げ、チップの小型化をはかった集積回路素子の
製造方法に関する。
〔従来の技術〕
近来、半導体トランジスタについては、超高周波帯での
性能向上と共に、整合回路や保護回路、又電源バイアス
回路をも半導体基板上に一体構成した所謂、モノリシッ
ク集積回路素子が各所で検討されている。とりわけ、ガ
リウム砒素は半絶縁性基板が容易に得られることや高速
性に適していることから、IGHz以上のより超高周波
帯域で増幅器5発振器1位相器、あるいは高速分局器等
のモノリシヅク素子が検討され、既に、一部は商品化さ
れている。一方、X帯以上のモノリシック集積回路素子
においては、ソース電極の接地にポンディング線を用い
たのでは、回路整合に影響を及ぼす為に基板に貫通孔を
設けて接地を行う、所謂、バイアホール接地法やチップ
側面に設けた接地金属を通して、接地を行う、側面メタ
ライズ法が知られ、モノリシック素子の高周波化・高性
能化に必要不可欠な技術となっている。
従来、この様なバイアホールを通して、ソース電極を接
地せしめるモノリシック集積回路素子の製造方法として
は、第3図(a)〜(d)に示す様に半絶縁性基板41
上に能動素子42および整合回路素子や電源バイアス回
路素子からなる受動素子43を設ける(第3図(a))
。次に、この基板41を接着剤44を介して支持板45
に貼り付は固定し、薄化した後、バイアホールエツチン
グマスク46を用いて、集積回路素子の接地電極に到達
する貫通孔、すなわち、バイアホール47を設ける(第
3図(b))。続いて、メツキ給電層48を用いて接地
用金属のメツキ層49を選択的に設けた後、エッチカッ
トマスク50を用いて、エツチングにより素子分離の為
のエッチカット領域52を形成する(第3図(C))。
最後に接着剤44を溶解することによってモノリシック
集積回路素子チップが得られた(第3図(d))。
又、従来の別の側面メタライズを通してソース電極を接
地せしめるモノリシック集積回路素子の製造方法として
は、第4図(a)〜(c)に示す様に、半絶縁基板61
上に能動素子62.受動素子63を設ける(第4図(a
乃。続いて、裏面研磨により薄化した後、裏面電極64
を設け、表面側にメツキカバー65を受けた後に、スク
ライブをし素子分離する(第4図(b))。次に、電界
メツキによって、チップ毎に接地用側面金属66を設け
、メツキカバー65を除去することによってモノリシッ
ク集積回路素子チップが得られていた(第4図(C))
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のモノリシック集積回路素子の製造方法は
、例えばマイクロ波電力用モノリシック増幅器の様に多
段構成の場合には、接地を取るために回路素子の配置に
制限が加えられ、従って、モノリシック集積化の大きな
利点であるべきチップの小型化が充分になされず、大量
生産、低価格化がはかれないという問題があった。
具体的には、バイアホール接地方式では距離の関係から
、チップの周辺付近に接地電極が配置される必要がある
。又、第3図(d)に示す断面形状からもわかる様に従
来のパイ7ホールによる製造方法の場合にはマウント−
ポンディング時のハンドリングの際の接触部が少なく、
チップ欠けが生じて不良となること、更に、マウント時
にパイ7ホール内部にソルダー材が入り込み、表面側受
は電極を押し上げる為に生ずる電極フクレが発生し、大
きな問題となっていた。
一方、側面メタライズによる場合には、チップ1個ずつ
のメツキによってなされていたために、工数の点で問題
であり、更に半絶縁性基板面に直接メツキしているため
に、高温保管によるメツキ剥がれが生じるという信頼性
の低下が問題となっていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のモノリシック集積回路素子の製造方法は、基板
表面側の貫通孔形成領域および素子分離領域に対し、エ
ツチング溝を設ける工程と、エツチング溝に到達する貫
通孔を設けて表面側接地電極と電気的な導通をはかる工
程を含むという特徴と、貫通孔の内壁のみに素子マウン
トろう材となじまない性質を有するTi、A4あるいは
これらの酸化膜を設ける工程を含んでいる。
本発明によれば基板表面側の貫通孔領域および素子分離
領域に対してエツチング溝を設け、バイアホール形成と
素子分離を同時に行ってバイアホールによる接地と側面
メタライズによる接地を同一チップ内で行い得るととも
に、チップ欠けのない断面形状を呈している。
〔実施例〕
次に、本発明の典型的な一実施例であるガリウム砒素(
以下、GaAsと称す)モノリシック集積回路素子の場
合について、図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例の縦断面図で
ある。まず、半絶縁性GaAs基板11にパイ7ホール
領域エツチング溝13および素子分離領域エツチング溝
14を第1のフォトレジストマスク12を用いて、ウェ
ットエツチングにより20μmの深さ選択的にエツチン
グ形成する(第1図(a))。次に、イオン注入により
、FETの能動層15、コンタクト層16を形成した後
、FETゲート電極17.オーミック電極等を含む一層
配線18、更に、配線メタルとなる二層配線19を形成
して表面側のモノリシック素子を形成する(第1図(b
))。この時、素子分離領域14には側面メタライズの
受は電極を残しておくようにする。
続いて、表面工程完了後のウェノ・−をワックス25を
介して石英板24に固定し、裏面側から450μmから
140μm厚さまで研磨によって薄化した後、フォトレ
ジストマスク21を用いて、ウェットエツチングによっ
て表面側の接地電極に到達するようにバイアホール用貫
通孔22および素子分離貫通孔23を選択的に形成する
(第1図(C))。次に、メツキ給電金属26を全面に
被着した後、素子分離領域23以外にAuメツキ層27
を選択的に設ける(第1図(d))。続いてAuメ。
キ層27をマスクにメツキ給電金属26をエツチング除
去した後、ワックス25を除去し、石英板24より剥離
することによってバイアホールおよび側面メタライズに
より接地したGaAsモノリシック集積回路素子チップ
が得ちれる(第1図(e))。一方、第1図(d)の工
程後バイアホール内壁のみに選択的にTi 28を設け
ることによって、より信頼性の面で優れたGaAsモノ
リシック集積回路素子チップが得られる。
次に、第2図を用いて本発明の他の実施例1を説明する
まず、半絶縁性G a A s基板11に、バイアホー
ル領域エツチング溝32および素子分離領域エツチング
溝33を第1のエツチングマスク31を用いてCCI2
2 F ! + Heガスを用いた反応性イオンエツチ
ングにより20μmの深さ、選択的にエツチング形成す
る(第2図(a))。次に、FETからなる能動素子3
4.インダクタ、キャパシタおよび抵抗等より構成され
る受動素子35を形成して、表面側のモノリシック素子
を形成する(第2図(b乃。この時、素子分離領域33
には側面メタライズの受は電極を残しておくようにする
。続いて、表面工程完了後のウェハーをワックス25を
介して、石英板24に固定し、裏面側から450μmか
ら140μm厚さまで研磨によって薄化した後、第2エ
ツチングマスク21を用いて、ccu2F’2+Heガ
スを用いた反応性イオンエツチングによって表面側の接
地電極に到達するようにバイアホール貫通孔36素子分
離貫通孔37を選択的に形成する(第2図(C))。次
に、メツキ給電金属38を全面に被着した後、素子分離
領域33以外にAuメツキ層39を選択的に設ける(第
2図(d))。続いて、Auメツキ層39をマスクにメ
ツキ給電金属38をエツチング除去した後、ワックス2
5を除去し、石英板24より剥離することによって、バ
イアホールおよび側面メタライズにより接地したG a
 A sモノリシック集積回路素子チップが得られる(
第2図(e))。一方、第1図(d)の工程後、バイア
ホール内壁のみに選択的にTi40を設けることによっ
て、より信頼性の点で優れたGaAsモノリシック集積
回路素子チップが得られる。
この実施例ではパイ7ホールおよび素子分離のためのエ
ツチングを反応性イオンエツチングによっている為、マ
スク下のオーバーエツチングがほとんどなく、従ってパ
イ7ホール領域の縮小化がはかられ、チップの小型化が
なされる利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、基板表面側の貫通孔領域
および素子分離領域にエツチング溝を設けて、裏面バイ
アホールと素子分離を同時に行い、バイアホール法と側
面メタライズ法でICの接地をとることによってモノリ
シック素子配置の自由度を上げることができる効果があ
る。その結果、多段構成のモノリシックICを小型で実
現することができ、又チップ断面形状も、エツチング溝
の形成によってマウントハンドリング時のチップ欠けが
生じにくい形になっており、組立歩留を向上できる効果
がある。又、バイアホール内壁のみにTi等を設けるこ
とにおいて、マウント時のツルグーの這い上がりを抑制
することが出来、信頼性の向上がはかられるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(「)は本発明の一実施例によるモノリ
シック集積回路素子の製造方法を示す各工程の縦断面図
、第2図(a)〜(「)は本発明の他の実施例によるモ
ノリシック集積回路素子の製造方法を示す各工程の縦断
面図、第3図(a)〜(d)は従来のモノリシック集積
回路素子の製造方法を示す各工程の縦断面図、第4図は
従来の別のモノリシック集積回路素子の製造方法を示す
各工程の縦断面図である。 11・・・・・・半絶縁性GaAs基板、12・・・・
・・フォトレジストマスク(1)、13. 32・・・
・・・バイアホール領域エツチング溝、14.33・・
・・・・素子分離領域エツチング溝、15・・・・・・
能動層、16・・・・・・コンタクト層、17・・・・
・・ゲート電極、18・・・・・・−層配線、−19・
・・・・・二層配線、21・・・・・・フォトレジスト
マスク(2)、  22.36・・・・・・バイアホー
ル用貫通孔、23.37・・・・・・素子分離貫通孔、
24・・・・・・石英板、25・・・・・・ワックス、
28,38.48・・・・・・メツキ給電金属、27,
39.49・・・・・・Auメツキ層、20・・・・・
・第2のエツチングマスク、28.40・・・・・・T
i、41.61・・・・・・半絶縁性基板、42.62
・・・・・・能動素子、43,63・・・・・・受動素
子、44・・・・・・接着剤、45・・・・・・支持板
、46・・・・・・バイアホールエツチングマスク、4
7・・・・・・バイアホール、50・・・・・・エッチ
カットマスク、64・・・・・・裏面電極、65・・・
・・・メツキカバー 66・・・・・・接地用側面金属
。 代理人 弁理士 内 原   晋 勇 1図 と乙ノ 24石美林 ζ ィ’    Z/フ料シジス1マズク 刀幻分青11且孔 (d) zyAt);’y〒λそ (e) ZとL 子2図 とbノ とCノ (d) 3アAuメツ牛層 とCノ (j−) 傷30 (b) 躬了図 (d)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、裏面からの貫通孔あるいは側面を通して素子の接地
    をとるモノリシック集積回路素子において、基板表面側
    の貫通孔形成領域および素子分離領域に対しエッチング
    溝を設ける工程と、表面パターン形成後、裏面より前記
    エッチング溝に到達する貫通孔を設けて、表面側接地電
    極と電気的に導通せしめる工程とを含むことを特徴とす
    るモノリシック集積回路素子の製造方法。 2、電気的導通をはかった前記貫通孔の内壁には素子マ
    ウントろう材となじまない性質を有する材料を設けるこ
    とを特徴とする請求項1記載のモノリシック集積回路素
    子の製造方法。 3、前記材料としてTi、Alおよびこれらの酸化膜で
    あることを特徴とする請求項2記載のモノリシック集積
    回路素子の製造方法。
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