(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁層で覆われており、大きい面の内の１つにおいて、ゲートにはんだ付けされる目的の接続パッドの範囲を定める導電材料のプレート（２０）から、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタのためのゲートコントロール電極（２８）を作製する方法であって、
接続パッド（２８）に給電するための給電線路（３０）を形成するために、接続パッド（２８）およびプレート（２０）の電気絶縁層（２２）上に導電層を形成するステップと、
第２の電気絶縁層（３２）により、前記給電線路を埋めるステップとからなる複数のステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
プレート（２０）が金属、特にアルミニウムから作られ、該金属の表面が陽極酸化されており、陽極酸化された層（２２）を局部的に金属化することによって、前記導電層を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
レーザ処理によって、陽極酸化された層（２２）を局部的に金属化することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
陽極酸化された層（２２）をレーザ処理した後、形成されている線路に金属層を付着させることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
給電線路（３０）を埋めることから成るステップが、該給電線路を陽極酸化することからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
パッドが酸化されないようにするための材料の層（３４）を付着させることから成るステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
酸化されないようにするための材料が、ニッケル、クロム、金、またはそれらの合金から選択されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ−Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）のためのゲートコントロール電極を作製する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のトランジスタは、ウエハの対応する接続位置にはんだ付けされる、エミッタ電極、コレクタ電極、およびゲートコントロール電極が備えられている集積回路ウエハに取り付けられる。
【０００３】
作動しているときは、ゲートコントロール電極は、閉じた状態または開いた状態へのＩＧＢＴの遷移を選択的に制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ゲートコントロール電極は、エミッタ電極およびコレクタ電極から必ず絶縁されなければならない。
【０００５】
本発明の目的は、プレートの他の部分から絶縁されたゲートコントロール電極を、電気絶縁層で覆われており、その大きな面の内の１つにおいて、ゲートにはんだ付けされる目的の接続パッドの範囲を定める導電材料のプレートから作製することができる、ＩＧＢＴのためのゲートコントロール電極を作製する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタのためのゲートコントロール電極を作製する方法であって、
電気絶縁層を覆う導電層を接続パッドに形成するステップと、
接続パッドに給電するための導電線路をプレートに形成するステップと、
給電線路を埋めるステップとから成るステップを含むことを特徴とする方法に関する。
【０００７】
さらに、本発明による作製方法は、個々に、または技術的に可能な組み合わせで、以下の特徴を１つ以上有することができる。
【０００８】
プレートが、陽極酸化された金属材料、特にアルミニウムで作られ、陽極酸化された層を局部的に金属化することによって、導電層および給電線路を形成する。
【０００９】
レーザ処理によって、陽極酸化された層を局部的に金属化する。
【００１０】
陽極酸化された層をレーザ処理した後、形成されている線路に金属層を付着させる。
【００１１】
第２の電気絶縁層の下にある給電線路を埋めることから成るステップをさらに含む。
【００１２】
給電線路を埋めることから成るステップが、該給電線路を陽極酸化することからなる。
【００１３】
さらに、パッドに抗酸化材料の層を付着させる。
【００１４】
抗酸化材料が、ニッケル、クロム、金、またはそれらの合金から選択される。
【００１５】
添付の図面を参照して、単に例示として与えられる以下の記載により、別の特徴と利点が明らかになるだろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、全般的に参照符号１０によって表される集積回路ウエハを示す。
【００１７】
該ウエハは、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタチップ（図示されず）が従来の技術によって作製されるシリコンウエハから作られる従来のタイプのウエハから成る。
【００１８】
ウエハ１０は、下層のシリコンを絶縁するよう、ウエハ１０の大きな面の１つの大部分を覆っている、例えば、ポリアミドからなるパッシベーション層１２を有する。
【００１９】
パッシベーション層１２の途切れた領域は、エミッタ電極を接続するための１４などの一組の接続位置と、ゲートコントロール電極を接続するための接続位置１６とを定める。
【００２０】
従来のように、下層のシリコンを保護するために、接続位置１４および１６は、アルミニウムの層で覆われる。
【００２１】
ウエハ１０の裏側の大きな面には、コレクタ電極を構成する金属プレート１８が備えられる。
【００２２】
また、図２および３を参照すると、エミッタ電極およびゲートコントロール電極は、導電材料のプレート、例えば、アルミニウムのプレートの形態で単一の部品２０に作製される。
【００２３】
本発明への使用に適したいかなる他のタイプの材料からでもプレート２０を作ることができるが、以下の記載では、耐酸化性をもたせるべく陽極酸化されているアルミニウム、すなわち、アルミナの外層２２（図２および３）を有しているアルミニウムでそのプレートが作られていると仮定される。
【００２４】
集積回路ウエハ１０に面している、プレート２０の大きな面２４は、２６および２８などの１組の接続パッドを有する。接続パッド２６の内のいくつかのパッドが、エミッタ電極を構成し、その残りの接続パッド２８が、ゲートコントロール電極を構成する。それらの接続パッドは、ウエハ１０に作られた接続位置１４および１６にはんだ付けされる。
【００２５】
一部は明確にするために誇張されているが、図３から６を参照して、プレート２０の作製プロセスを詳細に記述する。
【００２６】
まず、図３を参照して、第１の作製ステップは、その大きな面２４の１つに、エミッタ電極を形成する接続パッド２６と、ゲートコントロール電極を形成する接続パッド２８とを有する陽極酸化されたアルミニウムのプレート２０を形成することである。
【００２７】
上述のように、プレート２０は、該プレートを不活性にするよう、アルミナの陽極酸化されたパッシベーション層２２で外部を覆われている。
【００２８】
次に、ゲートコントロール電極を形成するパッド２８のための給電線路３０を形成するよう、そのパッシベーション層２２が局部的に金属化され、その給電線路３０がパッド２８を覆う。
【００２９】
導電体にするようにアルミニウムを改質するために、例えば、そのパッシベーション層２２を構成するアルミナを表面分解できるエキシマレーザ、または紫外線レーザを使ってその給電線路３０を作製する。
【００３０】
次のステップでは、外部から給電線路３０を電気的に絶縁するために該給電線路を埋めるよう、該給電線路を陽極酸化する。
【００３１】
したがって、図４に示されるように、給電線路３０がアルミナ層３２で覆われているプレート２０が得られる。
【００３２】
変形実施形態として、給電線路３０にはアルミニウムの厚さが十分保持されているが、給電線路３０を形成した後陽極酸化できるほど、パッシベーション層２２の厚さが十分ではないとき、陽極酸化されるパッシベーション層２２を金属化するステップの後、陽極酸化の前に、アルミニウム層を付着する。
【００３３】
次に、下層のアルミニウムを露出させるよう、プレート２０は、接続パッド２６および２８を機械加工する段階を受ける。したがって、給電線路を構成し、ゲートコントロールパッド２８を覆う金属層が、陽極酸化によって得られた２つの電気絶縁層の間に広がる、図５に示すプレート２０が得られる。
【００３４】
最後のステップは、さらに、接続パッドを接続位置１４および１６（図１）にはんだ付けできる抗酸化材料の層３４で接続パッド２６および２８を覆うことから成る。
【００３５】
例えば、抗酸化材料の層は、ニッケル、クロム、金、またはそれらの金属の合金から成る。
【００３６】
このようにして得られた、図６に示すプレート２０は、ＩＧＢＴチップエミッタに給電する目的で、対応する接続位置１４にはんだ付けされる１組の一体化された接続パッド２６と、対応する接続位置１６にはんだ付けされるゲートコントロール電極を構成する接続パッド２８とを有している。
【００３７】
そのゲートコントロールパッド２８は、陽極酸化された層２２および３２によってプレート２０の他の部分から絶縁され、第２の陽極酸化された層３２によって自身がプレート２０の他の部分から絶縁されている給電線路３０と結合される。
【００３８】
集積回路ウエハ１０にプレート２０をはんだ付けするために、例えば、望ましくは、３０秒間、ウエハ１０を硝酸溶につけることによって、接続位置１４および１６をまず脱酸素すべきである。
【００３９】
抗酸化材料の層が、例えば、プレート２０の接続パッド２６および２８の酸化を防止できるよう使用される材料と同じ材料、すなわち、ニッケル、クロム、金または、それらの合金の層が、脱酸素された接続位置１４および１６に付着される。
【００４０】
そして、はんだ付けプリフォーム、例えば、ＳｎＰｂＡｇからなるプリフォームが接続位置１４および１６に付着される。
【００４１】
プレート２０の接続パッド２６および２８を集積回路ウエハ１０の対応する接続位置１４および１６に押し付けるようにプレート２０をウエハ１０の上に置いた後に、アセンブリをはんだ付けする目的のために、それらを組み合わせたものをオーブン内に置く。
【００４２】
好ましくは、プレート２０を集積回路ウエハ１０にはんだ付けするときに同時に、コレクタ電極を構成する金属プレート１８をはんだ付けすることに注意すべきである。
【００４３】
理解できるように、エミッタ電極が単一部品に作製され、かつ、ゲートコントロール電極をプレートと一体化する可能性を保ちながら、他の部分から絶縁されているので、記載した本発明によって、ＩＧＢＴチップのエミッタに数百アンペアまでの比較的大電流を供給することができる。
【００４４】
しかしながら、変形形態として、図７に示されるように、電極（図示されない）が通り抜けることができるよう、電気絶縁材料を挿入した孔３６をプレート２０に作ることによって、エミッタ電極から離れているゲートコントロール電極をはんだ付けするためのアクセスを提供することができる。
【００４５】
上述のプレートの記載から理解できるように、接続パッド２６および２８の裏側のプレート２０の大きい面に、適切な冷却手段を備えることができて、したがって、プレート２０に比較的大きい供給電流を流すことができるので、ウエハ１０と一体化するチップの数を大幅に増加させることができる。
【００４６】
例えば、冷却剤、例えば、脱イオン水が循環されるチャンネル形態で冷却手段を構成できる。
【００４７】
最後に注目すべきは、市販の集積回路ウエハに、エミッタ電極およびゲートコントロール電極を形成するプレートをはんだ付けすることができることである。
【００４８】
本発明は、記載した実施形態に限定されない。実際に、別の技術を使って、特に、適切な電気絶縁被覆を付着させることによって、給電線路のいずれかの側に広がる絶縁層を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＩＧＢＴトランジスタと、エミッタ電極およびゲートコントロール電極を定めるプレートとを備えた集積回路ウエハの概略透視図である。
【図２】図１のプレートの平面２−２の断面図である。
【図３】ゲートコントロール電極およびエミッタ電極を作製する様々なステップを示す、図１のプレートの平面３−３の断面図である。
【図４】ゲートコントロール電極およびエミッタ電極を作製する様々なステップを示す、図１のプレートの平面３−３の断面図である。
【図５】ゲートコントロール電極およびエミッタ電極を作製する様々なステップを示す、図１のプレートの平面３−３の断面図である。
【図６】ゲートコントロール電極およびエミッタ電極を作製する様々なステップを示す、図１のプレートの平面３−３の断面図である。
【図７】図１のプレートの別の実施形態の概略透視図である。
【符号の説明】
１０  集積回路ウエハ
１２  パッシベーション層
１４、１６  接続位置
１８  金属プレート
２０  プレート
２６  パッド
２８  ゲートコントロール電極
２２  電気絶縁層
３０  給電線路
３２  第２の電気絶縁層
３４  抗酸化材料の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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