(57)【要約】【課題】  半導体装置の電極に高強度な中間層を適切に採用する。【解決手段】  半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の表面上に設けられており、導電性部材へはんだ付けによって接続される第１電極と、半導体基板の表面上に設けられており、導電性部材へワイヤボンディングによって接続される第２電極とを備える。第１電極は、第１金属層、第２金属層及び第３金属層を有し、第２金属層は第１金属層と第３金属層との間に位置する。そして、第２金属層の金属材料は、第１金属層及び第３金属層の各金属材料よりも引張強さが大きい。一方、第２電極は、第１金属層又は第３金属層と同じ金属材料で形成された層を有するとともに、第２金属層と同じ金属材料で形成された層を有さない。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の表面上に設けられており、導電性部材へはんだ付けによって接続される第１電極と、
前記半導体基板の前記表面上に設けられており、導電性部材へワイヤボンディングによって接続される第２電極と、を備え、
前記第１電極は、第１金属層、第２金属層及び第３金属層を有し、前記第２金属層は前記第１金属層と前記第３金属層との間に位置するとともに、前記第２金属層の金属材料は、前記第１金属層及び前記第３金属層の各金属材料よりも引張強さが大きく、
前記第２電極は、前記第１金属層又は前記第３金属層と同じ金属材料で形成された層を有するとともに、前記第２金属層と同じ金属材料で形成された層を有さない、
半導体装置。
【請求項２】
前記半導体基板は、少なくとも一つの半導体素子が形成された素子領域と、前記素子領域の周辺に位置する周辺領域とを有し、
前記第１電極が前記素子領域上に位置するとともに、前記第２電極が前記周辺領域上に位置する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２電極は、前記第１金属層及び前記第３金属層と同じ金属材料のみで形成されており、他の金属材料で形成された中間層を有さない、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１金属層と前記第３金属層とは、互いに同じ金属材料で形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２金属層の材料は、窒化チタンである、請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
半導体基板と、前記半導体基板の表面上に設けられており、導電性部材へはんだ付けによって接続される第１電極と、前記半導体基板の前記表面上に設けられており、導電性部材へワイヤボンディングによって接続される第２電極とを備える半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板の前記表面上に第１金属膜を形成する工程であって、前記第１金属膜は、前記第１電極が形成される第１範囲と前記第２電極が形成される第２範囲との両者に形成される、工程と、
前記第１金属膜の表面上に第２金属膜を形成する工程であって、前記第２金属膜の金属材料は前記第１金属膜の金属材料よりも引張強さが大きく、前記第２金属膜は前記第１範囲と前記第２範囲との両者に形成される、工程と、
前記第２金属膜のうち、前記第２範囲に形成された部分を除去する工程と、
前記第２金属膜の表面上に第３金属膜を形成する工程であって、前記第３金属膜の金属材料は前記第２金属膜の金属材料よりも引張強さが小さく、前記第３金属膜は前記第１範囲と前記第２範囲との両者に形成され、前記第２範囲では前記第３金属膜が前記第１金属膜の前記表面上に直接形成される、工程と、
を備える製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、半導体装置が開示されている。この半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の表面上に設けられた電極とを備える。電極は、第１金属層、第２金属層及び第３金属層を有する。第２金属層は、第１金属層と第３金属層との間に位置する中間層であり、第２金属層の金属材料は、第１金属層及び第３金属層の各金属材料よりも引張強さが大きい。そのことから、第２金属層は高強度金属膜と称されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４９４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した電極構造によると、電極の強度が高まることから、半導体装置の故障を防ぐことができる。例えば、半導体装置の電極では、半導体装置の熱膨張に起因して高い応力が局所的に生じ、それによって電極に亀裂が生じることがある。電極に微小な亀裂が生じた段階では、半導体装置の特性に大きな影響は生じない。しかしながら、この亀裂が成長して半導体基板まで達すると、半導体基板内に形成された半導体素子が損傷を受けて、半導体装置の特性や動作に大きな支障が生じ得る。この点に関して、電極が高強度の中間層を有していると、電極における亀裂の成長が抑制され、亀裂が半導体基板まで達することを避けることができる。
【０００５】
その一方で、高強度の中間層を有する電極に、ワイヤボンディングを実施すると、電極に負荷される圧力や超音波振動によって、高強度の中間層に亀裂が生じ得ることが判明した。高強度の中間層に亀裂が生じると、そこを起点として、半導体基板まで達する亀裂が生じるおそれがある。即ち、ワイヤボンディングが実施される電極では、高強度な中間層の存在が、かえって半導体装置の故障を招く要因となり得る。このように、高強度な中間層を有する電極構造は、半導体装置の故障を防ぐ対策になり得るとともに、半導体装置の故障を招く要因にもなり得る。
【０００６】
従って、本明細書は、半導体装置の電極に高強度な中間層を適切に採用するための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の一側面により、半導体装置が開示される。この半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の表面上に設けられており、導電性部材へはんだ付けによって接続される第１電極と、半導体基板の表面上に設けられており、導電性部材へワイヤボンディングによって接続される第２電極とを備える。第１電極は、第１金属層、第２金属層及び第３金属層を有し、第２金属層は第１金属層と第３金属層との間に位置する。そして、第２金属層の金属材料は、第１金属層及び第３金属層の各金属材料よりも引張強さが大きい。一方、第２電極は、第１金属層又は第３金属層と同じ金属材料で形成された層を有するとともに、第２金属層と同じ金属材料で形成された層を有さない。
【０００８】
上記した半導体装置は、導電性部材がはんだ付けによって接続される第１電極と、導電性部材がワイヤボンディングによって接続される第２電極とを備える。はんだ付けの対象である第１電極は、中間層として高強度の第２金属層を有する一方で、ワイヤボンディングの対象である第２電極は、第２金属層のような高強度の中間層を有さない。このような構成によると、第１電極では、高強度の第２金属層が存在することによって、例えば熱応力に起因する亀裂の成長が抑制される。一方、第２電極では、高強度の中間層が存在しないことによって、ワイヤボンディングに起因する亀裂の発生が抑制される。このように、本開示による半導体装置では、高強度な中間層を有する電極構造が、複数の電極に対して選択的に採用されており、これによって半導体装置の故障が効果的に抑制される。
【０００９】
本技術の他の一側面により、半導体装置の製造方法が開示される。この製造方法で製造される半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の表面上に設けられており、導電性部材へはんだ付けによって接続される第１電極と、半導体基板の表面上に設けられており、導電性部材へワイヤボンディングによって接続される第２電極とを備える。製造方法は、半導体基板の表面上に第１金属膜を形成する工程を備える。第１金属膜は、第１電極が形成される第１範囲と第２電極が形成される第２範囲との両者に形成される。製造方法はさらに、第１金属膜の表面上に第２金属膜を形成する工程を備える。第２金属膜の金属材料は、第１金属膜の金属材料よりも引張強さが大きく、第２金属膜は、第１範囲と第２範囲との両者に形成される。製造方法はさらに、第２金属膜のうち第２範囲に形成された部分を除去する工程と、第２金属膜の表面上に第３金属膜を形成する工程とを備える。第３金属膜の金属材料は、第２金属膜の金属材料よりも引張強さが小さく、第３金属膜は第１範囲と第２範囲との両者に形成される。第２範囲では、第３金属膜が第１金属膜の表面上に直接形成される。
【００１０】
上記した製造方法によると、半導体基板の表面上に、中間層として高強度の第２金属層を有する第１電極と、第２金属層のような高強度の中間層を有さない第２電極とを、並行して形成することができる。これにより、前述したような故障し難い半導体装置を、比較的に容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例の半導体装置１０の平面図を示す。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線における断面図。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図。
【図４】半導体装置１０を含む半導体パッケージ５０の一例を示す。
【図５】実施例における信号用電極１６へのワイヤボンディングを模式的に示す。
【図６】図５との比較例として、信号用電極１６が高強度の中間層４４ａを有する場合に、ワイヤボンディングによって中間層４４ａに亀裂が生じる様子を示す図。
【図７】半導体装置１０の製造方法の流れを示すフローチャート。
【図８Ａ】第１金属膜４２ｆを形成する工程を模式的に示す（素子領域Ｘ）。
【図８Ｂ】第１金属膜４２ｆを形成する工程を模式的に示す（周辺領域Ｙ）。
【図９Ａ】第２金属膜４４ｆを形成する工程を模式的に示す（素子領域Ｘ）。
【図９Ｂ】第２金属膜４４ｆを形成する工程を模式的に示す（周辺領域Ｙ）。
【図１０Ａ】第２金属膜４４ｆを除去する工程を模式的に示す（素子領域Ｘ）。
【図１０Ｂ】第２金属膜４４ｆを除去する工程を模式的に示す（周辺領域Ｙ）。
【図１１Ａ】第３金属膜４６ｆを形成する工程を模式的に示す（素子領域Ｘ）。
【図１１Ｂ】第３金属膜４６ｆを形成する工程を模式的に示す（周辺領域Ｙ）。
【図１２Ａ】保護膜２０を形成する工程を模式的に示す（素子領域Ｘ）。
【図１２Ｂ】保護膜２０を形成する工程を模式的に示す（周辺領域Ｙ）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本技術の一実施形態において、前記半導体基板は、少なくとも一つの半導体素子が位置する素子領域と、前記素子領域の周辺に位置する周辺領域とを有してもよい。この場合、第１電極が素子領域上に位置するとともに、第２電極が周辺領域上に位置するとよい。素子領域上に位置する第１電極には、半導体装置の熱膨張に伴って高い応力が生じやすく、それによって亀裂の生じるおそれも高い。この点に関して、第１電極が高強度な第２金属層を有していると、第１電極に亀裂が生じたとしても、その亀裂の成長が抑制される。それにより、半導体装置の故障を防止することができる。
【００１３】
本技術の一実施形態において、第２電極は、第１金属層及び第３金属層と同じ金属材料のみで形成されており、他の金属材料で形成された中間層を有さないことができる。仮に第２電極が他の金属材料で形成された層を有していると、ワイヤボンディングを実施したときに、当該層において亀裂が生じるおそれがあるためである。
【００１４】
本技術の一実施形態において、第１金属層と第３金属層とは、互いに同じ金属材料で形成されていてもよい。この場合、特に限定されないが、第１金属層及び第３金属層の金属材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金（例えばＡｌ−Ｓｉ系合金）であってよい。但し、他の実施形態として、第１金属層及び第３金属層の各金属材料は、互いに異なる金属材料であってもよい。
【００１５】
本技術の一実施形態において、第２金属層の材料は窒化チタン（ＴｉＮ）であってよい。窒化チタンは、亀裂の成長を抑制する十分な引張り強さを有する金属材料の一つである。なお、第２金属層の材料は、窒化チタンに限定されず、例えばチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）又はそれらの少なくとも一つを含む合金といった、他の金属材料であってもよい。
【実施例】
【００１６】
図面を参照して、実施例の半導体装置１０とその製造方法について説明する。本実施例の半導体装置１０は、電力供給用の回路に用いられるパワー半導体装置であって、後述するようにＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）の構造を有する。特に限定されないが、半導体装置１０は、例えばハイブリッド車、燃料電池車又は電気自動車といった電動型の自動車において、コンバータやインバータといった電力変換回路のスイッチング素子として用いることができる。以下では、先ず半導体装置１０の構造について説明し、次いで半導体装置１０の製造方法について説明する。但し、下記する半導体装置１０及びその製造方法は一例であり、本明細書で開示する複数の技術要素は、単独又はいくつかの組み合わせによって、他の様々な半導体装置及びその製造方法に適用することができる。
【００１７】
図１、図２、図３に示すように、半導体装置１０は、半導体基板１２を備える。半導体基板１２は、素子領域Ｘと、素子領域Ｘの周辺に位置する周辺領域Ｙとを有する。素子領域Ｘには、複数の半導体素子３８が形成されている。一例ではあるが、本実施例における半導体素子３８は、ＩＧＢＴの構造を有しており、ｐ型のコレクタ領域２２、ｎ型のドリフト領域２４、ｐ型のボディ領域２６、ｐ型のボディコンタクト領域２８及びｎ型のエミッタ領域３０を有する。また、半導体素子３８は、ゲート電極３２を有する。ゲート電極３２は、半導体基板１２の上面１２ａに設けられたトレンチ内に位置しており、ゲート絶縁膜３４を介してエミッタ領域３０及びボディ領域２６に対向している。ゲート電極３２は、半導体基板１２の上面１２ａにおいて、層間絶縁膜３６で覆われている。このようなＩＧＢＴの構造は公知のものであり、適宜変更することができる。また、半導体基板１２の材料は、各種の半導体材料であってよく、特に限定されないが、例えばシリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）であってよい。
【００１８】
ここで、半導体素子３８の構造は、ＩＧＢＴに限定されず、他の種類の半導体素子であってもよい。例えば、半導体素子３８の構造は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）といった他のスイッチング素子や、ダイオードであってもよい。あるいは、半導体素子３８の構造は、ＩＧＢＴとダイオードとの両者を含む逆導通ＩＧＢＴ（Reverse-Conduction IGBT：ＲＣ−ＩＧＢＴ）であってもよい。
【００１９】
半導体基板１２の上面１２ａ上には、上側主電極１４と複数の信号用電極１６が設けられている。また、半導体基板１２の下面１２ｂ上には、下側主電極１８が設けられている。これらの電極１４、１６、１８は、半導体装置１０の電気的な接続端子であり、導電性部材で形成されている。半導体装置１０は、これらの電極１４、１６、１８を介して、外部の回路と電気的に接続される。
【００２０】
図１、図２に示すように、上側主電極１４は、素子領域Ｘ上に位置しており、複数の半導体素子３８と電気的に接続されている。即ち、上側主電極１４は、電力供給回路用の接続端子である。上側主電極１４は、本開示技術における第１電極の一例であり、例えばリードといった導電性部材へ、はんだ付けによって接続されるように設計されている。上側主電極１４は、第１金属層４２、第２金属層４４及び第３金属層４６を有する。
【００２１】
第１金属層４２は、半導体基板１２の上面１２ａに直接的に接触しており、ボディコンタクト領域２８及びエミッタ領域３０に対してオーミック接触している。その一方で、第１金属層４２は、層間絶縁膜３６によってゲート電極３２からは絶縁されている。第１金属層４２の金属材料は、Ａｌ−Ｓｉ系合金（アルミニウムとシリコンとの合金）である。なお、第１金属層４２の金属材料は、Ａｌ−Ｓｉ系合金に限定されず、アルミニウム又は他の種類のアルミニウム合金であってもよい。あるいは、第１金属層４２の金属材料は、アルミニウムを含まない金属材料であってもよい。
【００２２】
第２金属層４４は、第１金属層４２と第３金属層４６との間に位置している。本実施例における第２金属層４４は、第１金属層４２と第３金属層４６との両者に直接的に接触しているが、他の実施形態では、第１金属層４２と第２金属層４４との間と、第２金属層４４と第３金属層４６との間との少なくとも一方に、導電性を有する他の層が介在してもよい。第２金属層４４の金属材料は、窒化チタン（ＴｉＮ）であり、第１金属層４２の金属材料よりも引張強さが大きい。なお、第２金属層４４の金属材料は、窒化チタンに限られず、第１金属層４２の金属材料よりも引張強さが大きいものであればよい。このような金属材料としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの少なくとも一つを含む合金が挙げられる。
【００２３】
第３金属層４６の金属材料は、Ａｌ−Ｓｉ系合金であり、第１金属層４２の金属材料と同じである。従って、第３金属層４６の金属材料は、第２金属層４４の金属材料よりも引張強さが小さい。なお、第３金属層４６の金属材料は、第１金属層４２と同様に、Ａｌ−Ｓｉ系合金に限定されない。第３金属層４６の金属材料は、第２金属層４４の金属材料よりも引張強さが小さいものであればよく、例えばアルミニウム又は他の種類のアルミニウム合金であってもよい。他の実施形態として、第３金属層４６の金属材料は、第１金属層４２の金属材料と異なるものであってもよい。また、上側主電極１４は、はんだとの親和性を高めるために、ニッケル又はその他の金属層を第３金属層４６上にさらに有してもよい。
【００２４】
図１、図３に示すように、複数の信号用電極１６は、周辺領域Ｙ上に位置している。複数の信号用電極１６には、例えば、複数のゲート電極３２に接続されたゲート信号電極、半導体装置１０に設けられた温度センサ（図示省略）に接続された温度センス電極、半導体基板１２に流れる主電流（エミッタ電流）に比例する電流検出用の微小電流を出力する電流センス電極が含まれる。各々の信号用電極１６は、本開示技術における第２電極の一例であり、例えばリードといった導電性部材へ、ワイヤボンディングによって接続されるように設計されている。
【００２５】
信号用電極１６は、上側主電極１４の第１金属層４２及び第３金属層４６の各金属材料と同じ金属材料で形成されている。即ち、本実施例における信号用電極１６は、Ａｌ−Ｓｉ系合金によって形成されている。但し、信号用電極１６の金属材料は、Ａｌ−Ｓｉ系合金に限られず、例えばアルミニウム又は他の種類のアルミニウム合金であってもよい。図３に示すように、信号用電極１６は、上側主電極１４における第２金属層４４のような、高強度の中間層を有しておらず、この点において上側主電極１４の構造とは異なる。また、信号用電極１６と半導体基板１２との間には、ポリシリコン層１７が設けられている。ポリシリコン層１７は、ワイヤボンディング時の力や振動が半導体基板１２へ伝わることを緩和する。但し、ポリシリコン層１７は、半導体装置１０において必ずしも必要とされない。
【００２６】
半導体基板１２の上面１２ａ上には、保護膜２０が設けられている。保護膜２０は、ポリイミドによって形成されている。保護膜２０は、主に半導体装置１０の周縁に沿って設けられており、かつ、上側主電極１４及び複数の信号用電極１６を取り囲んでいる。保護膜２０は、ポリイミドに限定されず、他の種類の絶縁性材料によって形成されてもよい。
【００２７】
下側主電極１８は、半導体基板１２の下面１２ｂに接しており、コレクタ領域２２に対してオーミック接触している。即ち、下側主電極１８は、複数の半導体素子３８と電気的に接続されており、電力供給回路用の接続端子として機能する。下側主電極１８は、上側主電極１４と同様に、例えばリードといった導電性部材へ、はんだ付けによって接続されるように設計されている。本実施例の半導体装置１０において、下側主電極１８の材料及び構成は特に限定されない。
【００２８】
図４は、半導体装置１０の一適用例である半導体パッケージ５０の構成を模式的に示す。半導体パッケージ５０は、半導体装置１０と、半導体装置１０を封止する封止体５２を備える。封止体５２は、絶縁性を有する樹脂材料で形成されており、樹脂モールドとも称される。半導体パッケージ５０はさらに、上部リード５４、スペーサ５４ａ、複数の信号用リード５６、下部リード５８を備える。これらの部材５４、５４ａ、５６、５８は、銅といった導電性材料によって形成されている。
【００２９】
上部リード５４は、スペーサ５４ａを介して、半導体装置１０の上側主電極１４へ電気的に接続されている。前述したように、半導体装置１０の上側主電極１４は、導電性部材へはんだ付けによって接続されるように設計されている。そのことから、上側主電極１４は、スペーサ５４ａへはんだ付けによって接続されており、上側主電極１４とスペーサ５４ａとの間には、はんだ接合層６２が形成されている。また、スペーサ５４ａは、上部リード５４へはんだ付けによって接続されており、スペーサ５４ａと上部リード５４との間には、はんだ接合層６４が形成されている。同様に、下部リード５８は、半導体装置１０の下側主電極１８へはんだ付けによって接続されており、下側主電極１８と下部リード５８との間には、はんだ接合層６８が形成されている。
【００３０】
複数の信号用リード５６は、半導体装置１０の複数の信号用電極１６へ、それぞれ電気的に接続されている。前述したように、半導体装置１０の各々の信号用電極１６は、導電性部材へワイヤボンディングによって接続されるように設計されている。そのことから、図５に示すように、各々の信号用電極１６は、対応する一つの信号用リード５６へ、ボンディングワイヤ６６を介して接続されている。ボンディングワイヤ６６の材料は特に限定されず、例えばアルミニウムや銅であってよい。また、ワイヤボンディングの具体的な手法も特に限定されず、例えばボールボンディングやウェッジボンディングであってもよい。
【００３１】
本実施例の半導体装置１０では、上側主電極１４が、中間層として高強度の第２金属層４４を有する。このような電極構造によると、上側主電極１４の強度が高まることから、半導体装置１０の故障を防ぐことができる。例えば、半導体装置１０の上側主電極１４では、半導体装置１０の熱膨張に起因して高い応力が局所的に生じ、それによって上側主電極１４に亀裂が生じることがある。このような亀裂は、特に、保護膜２０の内周縁２０ｅ（図２参照）において生じやすい。上側主電極１４に微小な亀裂が生じた段階では、半導体装置１０の特性に大きな影響は生じない。しかしながら、この亀裂が成長して半導体基板１２まで達すると、半導体基板１２内に形成された半導体素子３８が損傷を受けることがある。この場合、半導体装置１０の特性や動作に大きな支障が生じ得る。この点に関して、上側主電極１４が中間層として高強度の第２金属層４４を有していると、上側主電極１４における亀裂の成長が抑制され、亀裂が半導体基板１２まで達することを避けることができる。
【００３２】
その一方で、仮に、信号用電極１６が第２金属層４４のような高強度の中間層を有していると、次のような問題が生じ得る。即ち、図６に示すように、高強度の中間層４４ａを有する信号用電極１６に、ワイヤボンディングを実施すると、信号用電極１６に負荷される圧力や超音波振動によって、高強度の中間層４４ａに亀裂が生じ得ることが判明した。高強度の中間層４４ａに亀裂が生じると、そこを起点として、半導体基板１２まで達する亀裂が生じるおそれがある。即ち、ワイヤボンディングが実施される信号用電極１６では、高強度な中間層４４ａの存在が、かえって半導体装置１０の故障を招く要因となり得る。そのことから、本実施例の半導体装置１０では、はんだ付けの対象である上側主電極１４が高強度の第２金属層４４を有する一方で、ワイヤボンディングの対象である信号用電極１６には、そのような高強度の中間層４４ａが設けられていない。
【００３３】
次に、半導体装置１０の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、本実施例の半導体装置１０に特有の事項を主に説明し、当業者であれば理解し得る一般的な事項については適宜省略する。図７は、半導体装置１０の製造方法を示すフローチャートである。ステップＳ１２では、半導体基板１２に半導体素子３８（図１参照）の構造を形成する。その具体的な手法については公知であるので、ここでは説明を省略する。
【００３４】
次に、ステップＳ１４では、図８Ａ、図８Ｂに示すように、半導体基板１２の上面１２ａ上に、第１金属膜４２ｆが形成される。第１金属膜４２ｆは、素子領域Ｘ上と周辺領域Ｙ上との両者に形成される。なお、素子領域Ｘは、本開示技術において第１電極が形成される第１範囲の一例であり、周辺領域Ｙは、本開示技術において第２電極が形成される第２範囲の一例である。第１金属膜４２ｆは、上側主電極１４の第１金属層４２及び信号用電極１６の一部となるものであり、第１金属層４２の金属材料（例えばＡｌ−Ｓｉ系合金）によって形成される。第１金属膜４２ｆは、特に限定されないが、スパッタリングによって形成することができる。
【００３５】
次に、ステップＳ１６では、図９Ａ、図９Ｂに示すように、第１金属膜４２ｆの表面上に、第２金属膜４４ｆが形成される。第２金属膜４４ｆは、上側主電極１４の第２金属層４４になるものであり、第２金属層４４の金属材料（例えば窒化チタン）によって形成される。即ち、第２金属膜４４ｆの金属材料は、第１金属膜４２ｆの金属材料よりも引張強さが小さい。この段階では、第２金属膜４４ｆは、上側主電極１４が形成される素子領域Ｘ上だけでなく、複数の信号用電極１６が形成される周辺領域Ｙ上にも形成される。第２金属膜４４ｆは、特に限定されないが、スパッタリングによって形成することができる。
【００３６】
次に、ステップＳ１８では、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、ステップＳ１６で形成された第２金属膜４４ｆのうち、周辺領域Ｙ上に形成された部分のみを除去する。なお、周辺領域Ｙ上の全ての第２金属膜４４ｆを除去する必要はない。少なくとも複数の信号用電極１６が形成される範囲のみ、第２金属膜４４ｆを除去すればよい。第２金属膜４４ｆの部分的な除去は、特に限定されないが、適当なマスクを用いたウエットエッチング又はドライエッチングによって実施することができる。
【００３７】
次に、ステップＳ２０では、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、第２金属膜４４ｆの表面上に、第３金属膜４６ｆが形成される。第３金属膜４６ｆは、上側主電極１４の第３金属層４６及び信号用電極１６の一部となるものであり、第３金属層４６の金属材料（例えばＡｌ−Ｓｉ系合金）によって形成される。第３金属膜４６ｆは、素子領域Ｘ上と周辺領域Ｙ上との両者に形成される。素子領域Ｘ上では、第３金属膜４６ｆが第２金属膜４４ｆの表面上に形成されるが、周辺領域Ｙ上（特に、信号用電極１６が形成される範囲）では、第３金属膜４６ｆが第１金属膜４２ｆの表面上に直接形成される。第３金属膜４６ｆは、特に限定されないが、スパッタリングによって形成することができる。
【００３８】
次に、ステップＳ２０では、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、上側主電極１４及び複数の信号用電極１６のパターニング後に、半導体基板１２の上面１２ａ上に保護膜２０が形成される。前述したように、保護膜２０は、ポリイミドといった絶縁性材料によって形成される。保護膜２０の形成では、特に限定されないが、ポリイミドの膜を全面的に形成した後に、ウエットエッチングによって、上側主電極１４及び複数の信号用電極１６を露出させることができる。次に、ステップＳ２４では、半導体基板１２の下面１２ｂ上に、下側主電極１８が形成される。下側主電極１８は、特に限定されないが、スパッタリングによって形成することができる。
【００３９】
以上により、又は他のいくつかの工程を経て、半導体装置１０が製造される。上記した製造方法によると、半導体基板１２の上面１２ａ上に、高強度の第２金属層４４を有する上側主電極１４と、第２金属層４４のような中間層を有さない信号用電極１６とを、並行して形成することができる。これにより、半導体装置１０を、比較的に容易に製造することができる。
【００４０】
以上、本技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。本明細書又は図面に記載された技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載された組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示された技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０：半導体装置
１２：半導体基板
１２ａ：半導体基板１０の上面
１２ｂ：半導体基板１０の下面
１４：上側主電極
１６：信号用電極
１８：下側主電極
２０：保護膜
２０ｅ：保護膜の内周縁
３８：半導体素子
４２：第１金属層
４２ｆ：第１金属膜
４４：第２金属層
４４ｆ：第２金属膜
４６：第３金属層
４６ｆ：第３金属膜
５０：半導体パッケージ
５４：上部リード
５４ａ：スペーサ
５６：信号用リード
５８：下部リード
６２、６４、６８：はんだ接合層
６６：ボンディングワイヤ
Ｘ：素子領域
Ｙ：周辺領域
【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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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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