(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次のステップを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
ステップ１．半導体基板の第１の主面に第１の主電極、および第２の主面に第２の主電極を形成するステップ。
ステップ２．前記第１の主電極および前記第２の主電極をプラズマクリーニングを行い、脱脂後酸洗いといった表面を清浄にするステップ。
ステップ３．前記第１の主電極および前記第２の主電極を第１のジンケート処理後に、このジンケートを剥離するステップ。
ステップ４．前記第１の主電極および前記第２の主電極を第２のジンケート処理を行うステップ。
ステップ５．前記第１の主電極および前記第２の主電極上に非晶質の無電解Ｎｉメッキを行うステップ。
ステップ６．前記非晶質の無電解Ｎｉメッキ上に無電解Ａｕメッキを行うステップ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、前記ステップ６に代替して、次のステップを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
ステップ６．前記非晶質の無電解Ｎｉメッキ上に無電解Ｐｄメッキを行うステップ。
ステップ７．前記無電解Ｐｄメッキ上に無電解Ａｕメッキを行うステップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置の製造方法に関するもので、特に電力用パワー半導体装置の１つであるＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等の表裏導通型の半導体装置の電極部に、はんだ付け性に優れた合金膜を備えた半導体装置の製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
表裏導通型の半導体装置、特にＩＧＢＴやＤｉｏｄｅといった電力変換用のパワー半導体装置を実装する場合、基板の上に裏面ははんだ付け、表面はＡｌ合金電極上にワイヤボンディングをしていた。しかしながら、製造時間の短縮と材料費削減のため、金属電極を表面に直接はんだ付けをする実装構造に変化しつつある。そのため表面のＡｌ合金電極上にＮｉ／Ａｕの膜が必要とされている。しかしながらはんだ付け時にＮｉがはんだと反応して減少してしまうので、数ｕｍレベルでのＮｉの厚膜化が要望されている。蒸着やスパッタといった真空成膜方式で数ｕｍレベルにＮｉ厚膜化をしようとしても、高々１．０ｕｍ程度しか成膜できず、真空成膜装置で厚膜化を図っても、製造コストが上昇する。そのため低コストで高速で厚膜が成膜できるメッキが注目されている。
また、前述した電力変換用のパワー半導体装置では、製造コストを削減し内部抵抗の低減による損失削減のため、ウエハの厚さが薄くなっており、１３０ｕｍ以下のウエハが主流となりつつあり、近い将来には４５ｕｍ厚さのウエハ、チップも製造される様になる。薄ウエハに対して、真空成膜法によって１００℃を超える高温でウエハに金属膜を付けると、温度変化とウエハと金属膜との線膨張率の差に基づく膜応力が発生し、その結果ウエハがそり、ハンドリングに障害を生じる。さらに、そりが原因でウエハがハンドリング中に予期せぬ場所に接触すると、ウエハが割れて歩留まりが低下し、製造コストの高騰を招くといった問題点がある。
【０００３】
上記ウエハのそりを防止するための技術として、半導体ウエハの裏面に、真空成膜法で裏面電極を形成する際、半導体ウエハは裏面電極によって、成膜時の温度差に基づく応力によって表面側に凸に反った状態となる。ついで、半導体ウエハの裏面をプラズマ処理し、半導体ウエハの裏面に付着する付着物を除去する。ついで、半導体ウエハの裏面に、半導体ウエハの反りに沿って剥離テープを貼り付ける。剥離テープの貼り付け後も、半導体ウエハは、表面側に凸に反った状態を維持する。ついで、無電解メッキ処理を行い、半導体ウエハの表面にメッキ膜を形成する。ついで、半導体ウエハから剥離テープを剥離する。その後、半導体ウエハから半導体チップを切り出し、この半導体チップを製造することが示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２２８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記特許文献１に示された技術は、メッキ処理時に裏面汚染を防止することとウエハのそりを抑制するために、ウエハのそり方向を制御して膜応力も制御して剥離テープを貼付することが示されている。この様な技術では、安定した品質を維持するための製造条件の管理も難しいため、製造コストの低減は難しい。また、ウエハにテープを貼付しそれを剥離するためプロセス数を増加させているため、必然的にウエハのハンドリング回数も増加し、そのことに起因したウエハ破損の確率も増加する。そのため、歩留まり低下の懸念もあり、製造コストを低減するのは難しいという問題点がある。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、ＩＧＢＴ等の表裏導通型の半導体装置において、表裏に設けられた通電用金属膜として、はんだのぬれ性に優れた合金膜をウエハのそりをさらに増長させることのない半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、次のステップを備えた半導体装置の製造方法である。すなわち、
ステップ１．半導体基板の第１の主面に第１の主電極、および第２の主面に第２の主電極を形成するステップ。
ステップ２．第１の主電極および第２の主電極をプラズマクリーニングを行い、脱脂後酸洗いといった表面を清浄にするステップ。
ステップ３．第１の主電極および第２の主電極を第１のジンケート処理後に、このジンケートを剥離するステップ。
ステップ４．第１の主電極および第２の主電極を第２のジンケート処理を行うステップ。
ステップ５．第１の主電極および第２の主電極上に非晶質の無電解Ｎｉメッキを行うステップ。
ステップ６．非晶質の無電解Ｎｉメッキ上に無電解Ａｕメッキを行うステップ。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明に係る半導体装置の製造方法は、上記のようなステップを備えているので、第１の主電極および第２の主電極上に同時に非晶質の無電解Ｎｉメッキに引き続き、無電解Ａｕメッキを行うので、ウエハのさらなるそりの増長が抑制でき、かつ非晶質の無電解Ｎｉメッキ層を有しているので、温度や応力変化に伴う無電解Ｎｉメッキ層の結晶構造が変化したり、粒界ボイドが発生して皮膜が割れたりすることがなく、歩留まりの向上や、それに伴うエネルギー消費の削減、さらには、はんだ付け性の向上した半導体装置を製造できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図２】実施の形態１による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図３】実施の形態２による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図４】実施の形態３による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図５】実施の形態４による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図６】実施の形態５による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図７】実施の形態６による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図８】実施の形態７による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図９】実施の形態８による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図１０】実施の形態９による半導体装置の断面構造を示す図である。
【図１１】実施の形態１０による半導体装置の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより理解するため、本願発明のすべての実施の形態で採用しているメッキ処理やジンケート処理についての一般的な概略を説明する。
まず無電解Ｎｉメッキ、無電解Ａｕメッキ、無電解Ｐｄメッキ方法について説明する。なお、実施の形態は、全てウエハ状態で行うものとする。
（１）ウエハ上のＡｌ合金電極に、一般的に知られた脱脂、酸洗いした後にメッキをしても、強固な付着力を有したメッキ層は形成できない。その理由は、ウエハ上のＡｌ合金の表面には、強固な有機物残渣と酸化膜が形成されているためである。前記の残渣や酸化物が除去できずにメッキ膜が付着すると、Ａｌとメッキ金属との間で金属拡散が生じないため満足な付着力が確保できず、容易に剥離し、はんだ付けなどの電極の表面処理には使えない。
（２）前述した結果より、ウエハ上でのＡｌ合金電極へのメッキは、プラズマクリーニング、脱脂、酸洗い、第１ジンケート処理、ジンケート剥離、第２ジンケート処理、メッキの順番に実施する。なお、各工程の間には十分な水洗時間を確保し、前の工程の処理液や残渣が次工程に持ち込まれない様にする必要がある。一般的なメッキと異なる点は、プラズマクリーニング、ジンケート処理とジンケート剥離が工程内に付与されていることである。
（３）以下、各工程にそってその概略を説明する。最初にプラズマクリーニングについて説明する。プラズマクリーニングとはＡｌ合金電極上に焼きついてしまった一般的なメッキ前処理で除去できない有機物残渣を、プラズマで酸化分解するか叩き出し表面を清浄にする処理方法である。続いて脱脂、酸洗いを行う。脱脂はＡｌ合金表面に残留した軽度の有機物汚染や酸化膜を除去するために行う。続いて、Ａｌ表面を中和し、Ａｌの表面をエッチングして面を荒らし、後工程での処理液の反応性を高め、メッキの付着力を向上させるための処置を行う。ついで、ジンケート処理というものを実施し、その後、メッキをすることで、強固な付着力を持ったメッキ膜を成膜する。
（４）次に、ジンケート処理について詳しく説明する。ジンケート処理とは、Ａｌ合金の表面にＡｌの酸化膜を除去しつつ亜鉛（以下Ｚｎと記す。）の皮膜を形成する処理である。具体的には、Ｚｎがイオンとして溶解した水溶液に、Ａｌ合金を浸漬すると、Ｚｎの方がＡｌよりも標準酸化還元電位が貴であるため、Ａｌがイオンとして溶解しこの時生じた電子によってＺｎイオンがＡｌ合金の表面で電子を受け取りＡｌの表面にＺｎの皮膜を作る。またこの時にＡｌの酸化膜も除去される。この後、Ｚｎで被覆されたＡｌ合金を濃硝酸に浸漬しＺｎを溶解させると共に、Ａｌ表面に薄くて均一なＡｌ酸化物皮膜を形成する。そして再度Ａｌ合金を、Ｚｎ処理液に浸漬してＡｌ合金表面をＺｎで被覆しなおかつＡｌの酸化膜を除去する。この操作によって、Ａｌの酸化膜層は薄くなると共に平滑になる。回数を増やすほどＡｌの表面は均一になり、メッキ膜の出来ばえも良くなるが、生産性を考慮すると２回多くても３回が一般的である。
（５）そして、無電解Ｎｉメッキを実施する。Ｚｎで被覆されたＡｌ合金皮膜を無電解Ｎｉメッキ液に浸漬すると、最初は、Ｚｎの方がＮｉよりも標準酸化還元電位が卑であるため、Ａｌ合金上にＮｉが析出する。続いて表面がＮｉで覆われると、メッキ液中に含まれる還元剤の作用によって、自動触媒的にＮｉが析出する。ただし、この自動触媒的析出時には、還元剤の成分がメッキ膜に取り込まれるため、無電解Ｎｉメッキ皮膜は合金となり、また還元剤の濃度が高いと非晶となる。一般に還元剤として次亜りん酸が利用されているため、無電解ＮｉメッキにはＰが含まれている。
（６）さらに、無電解Ａｕメッキを実施する。置換型の無電解Ａｕメッキは、無電解Ｎｉメッキの上に施すものであり、メッキ液中に含まれる錯化剤の作用によってＮｉとＡｕが置換する作用を利用したものである。置換型であるためＮｉの表面がＡｕで被覆されてしまうと反応が停止するため、厚く成膜するのは難しく、多くても０．１ｕｍ、一般的には０．０５ｕｍ程度の成膜をするものが多いが、はんだ付け用として利用する場合は、Ａｕメッキの厚さは上述した値でも少なすぎるといったことはない。
（７）最後に、無電解Ｐｄメッキについて説明する。無電解Ｐｄメッキは、無電解Ｎｉメッキの上に付着させ、さらにその上に無電解Ａｕメッキを施して利用するもので、Ｐｄの優れたバリヤ性により、無電解Ｎｉメッキ皮膜が無電解Ａｕメッキ皮膜を押しのけて這い上がり、それが酸化膜となってはんだ付け性等を低下させることを防止するため行うものである。無電解Ｐｄメッキの膜厚は０．３ｕｍ程度でバリヤ性が確保される。また、一般に無電解Ｎｉメッキと同様に、還元剤として次亜りん酸を利用しており、そのため無電解Ｐｄメッキ膜も非晶となる例が多い。また置換型Ａｕメッキは無電解Ｐｄメッキ膜とその下にある無電解Ｎｉメッキ膜から電子を得てＰｄ表面に置換析出する。
【００１１】
上記した一般的な概論を踏まえた上で、以下、各実施の形態毎に説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるウエハの一部分に存在する、例えばＩＧＢＴ半導体装置の断面構造を示す図である。図１において、Ｓｉ基板やＳｉＣ基板あるいはＧａＡｓ化合物系基板等のいずれかを用いた半導体基板１は、第１の主面１ａと第２の主面１ｂが設けられ、図示省略した拡散層には、ＩＧＢＴ半導体装置のＰＮジャンクションやゲート電極等の半導体装置の動作を司る機能を備えている。半導体基板１の第１の主面１ａには第１の主電極１１０であるＡｌ合金電極２が設けられており、第２の主面１ｂには第２の主電極２１０を構成するバリヤメタル３、Ｎｉ電極４、Ａｕ電極５が設けられている。また前記Ａｌ合金電極３上には保護膜６が設けられている。尚、上記第１の主電極１１０、第２の主電極２１０は、それぞれ第１の主面１ａ、第２の主面１ｂの図示省略した拡散層を含むものとする。
Ａｌ合金電極２はこの前記拡散層との電気的導通を担う電極であり、一般に純ＡｌやＡｌＳｉ合金、ＡｌＣｕ合金、ＡｌＳｉＣｕ合金が利用されており、ＳｉやＣｕの混合比率はＡｌ膜中での重量比で５ｗｔ％以下である。バリヤメタル３は、外部からの素子動作を阻害する元素が浸入したりしない様にするもので、一般にＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ａｌ等の金属そのものやそれらの酸化物や窒化物が利用されている。Ｎｉ電極４は、バリヤメタル３と直接接合され、はんだ付け時にはんだと反応して合金層や金属間化合物を形成するものである。Ａｕ電極５は、半導体装置の特性を測定する時に接触抵抗の影響を除き、さらには、Ｎｉの酸化を防ぎはんだ付け性を向上させるために設けられている。保護膜６は、半導体装置表面の物理的な保護と絶縁距離を増加させるために設けられ、無機物ではＳｉＯ２、ＳｉＮが主として利用され、有機物ではポリイミドが利用されている。
【００１２】
次に、実施の形態１による半導体装置の製造方法を説明する。予め、図示省略した拡散層が設けられた半導体基板１の、第１の主面１ａに第１の主電極１１０であるＡｌ合金電極２を形成後、所望の厚さに半導体基板１を研削する。その後、第２の主面１ｂに第２の主電極２１０であるバリヤメタル３、Ｎｉ電極４、Ａｕ電極５を、例えば真空成膜法で設ける。
保護膜６は、無機物の場合はＡｌ合金電極２の形成後、有機物の場合はＮｉ電極４、Ａｕ電極５を形成後に成膜する。
本願発明の実施の形態１の特徴の１つは、第１の主電極１１０のＡｌ合金電極２上および第２の主電極２１０上のＡｕ電極５と、異なる離れた個所にある異種金属表面に同時にメッキを施すことにある。そのために前述したＡｌ合金へのジンケート処理によるメッキ手法を利用する。まず、ウエハレベルでの第１の主電極１１０および第２の主電極２１０に対して、まず、プラズマクリーニング、脱脂、酸洗いといった表面を清浄にする処理、第１ジンケート処理、ジンケート剥離、第２ジンケート処理の順番に実施する。第２の主面１ｂにＡｕがついているので化学的に安定であるため、金属そのものが溶解することはない。またジンケート処理時にはＡｕの方がＺｎよりも標準酸化還元電位が貴であるため、Ａｕ上にはＺｎは析出しない。またジンケート剥離液は硝酸であるので、Ａｕを溶解することはない。さらに、Ａｕは無電解Ｎｉメッキの自己触媒析出の触媒点として作用するため、Ａｕ上にはＮｉが還元剤の作用によって自動触媒的に析出する。ただし、Ａｕは空気中の汚染物質を多く引き寄せ、前処理液やメッキ液との間でのぬれ性が確保できなくなり、無電解Ｎｉメッキ液とのぬれが確保できず未反応とならない様、プラズマクリーニングや後に続く脱脂、酸洗いを施してぬれ性を確保する必要がある。
前記前処理後のウエハ全体を無電解Ｎｉメッキ液に浸漬すると、Ａｌ合金電極２およびＡｕ電極５の表面に無電解Ｎｉメッキ層７が析出する。そして、無電解Ｎｉメッキ層７を付着させた後に、無電解Ａｕメッキ層８を施すことで、メッキ用に特別な処置を施さなくとも、図１で示した半導体装置の第１の主面１ａ側、第２の主面１ｂ側を同時に無電解Ｎｉメッキ層７と無電解Ａｕメッキ層８をすることができる。
【００１３】
この実施の形態１のプラズマクリーニング条件と利用した薬液とその条件は以下の通りである。なお利用したウエハのサイズは８インチで、真空成膜によるＮｉ電極４の膜厚は０．５ｕｍ、Ａｕ電極５の膜厚は０．０８ｕｍである。表１において、ステップ２から８の工程後には全て超純水による洗浄を実施した。
【００１４】
【表１】
0005669780.tif 000002
【００１５】
上記条件で、第１の主電極１１０上の無電解Ｎｉメッキ層７を５．３ｕｍ、無電解Ａｕメッキ層８を０．０４ｕｍ、第２の主電極２１０上の無電解Ｎｉメッキ層７を４．８ｕｍ、無電解Ａｕメッキ層８を０．０４ｕｍ形成できた。また無電解Ｎｉメッキ層７の中のＰ濃度は６．２ｗｔ％であり、その膜は非晶であった。
【００１６】
以上から実施の形態１によれば、第１の主電極１１０と第２の主電極２１０を一括してメッキ処理することで、マスキングの必要なく、裏面汚染の対策が不要なため製造コストを削減でき、ウエハのさらなるそりも抑制できる。また無電解Ｎｉメッキ層７は非晶質であるので、温度や応力変化にしたがってメッキ膜の結晶構造が変化したり、粒界ボイドが発生して皮膜が割れたりせず信頼性が高くなる。Ａｌ以外のＡｕの表面にもジンケート法で無電解Ｎｉメッキ層７が形成でき、メッキをするために特別なメタル構成のウエハを作成する必要がなくなり、製造コスト削減につながる。尚、図２に示すように第１の主面１ａ上にバリヤメタル３を設けた第１の主電極１１０であってもこの実施の形態１は適用できる。
【００１７】
実施の形態２．
図３に実施の形態２における半導体装置の断面構造を示す。
図３において、この実施の形態２は前述した図１に示した無電解Ｎｉメッキ層７と無電解Ａｕメッキ層８の間に無電解Ｐｄメッキ層９を析出させたものである。すなわち実施の形態１に対して、無電解Ｎｉメッキ層７の上に無電解Ｐｄメッキ層９を付着させたものである。したがって、その製造方法は実施の形態１の無電解Ｎｉメッキ層７の後に無電解Ｐｄメッキ層９を付加したものである。
この実施の形態２に際してのプラズマクリーニング条件と利用した薬液とその条件は以下の通りであり、実施の形態１に対して無電解Ｐｄメッキ層９の工程を付与したものとなっている。なお利用したウエハのサイズは８インチで、真空成膜によるＮｉ電極４の膜厚は０．５ｕｍ、Ａｕ電極５の膜厚は０．０８ｕｍである。表２においてステップ２から９の工程後には全て超純水による洗浄を実施した。
【００１８】
【表２】
0005669780.tif 000003
【００１９】
上記条件で、第１の主電極１１０上に無電解Ｎｉメッキ層７を５．１ｕｍ、無電解Ｐｄメッキ層９を０．１１ｕｍ、無電解Ａｕメッキ層８を０．０３ｕｍ、第２の主電極２１０上には無電解Ｎｉメッキ層７を４．６ｕｍ、無電解Ｐｄメッキ層９を０．０８ｕｍ、無電解Ａｕメッキ層８を０．０３ｕｍ形成できた。また無電解Ｎｉメッキ層７中のＰ濃度は６．２ｗｔ％であった。
以上から実施の形態２によれば、第１の主電極１１０と第２の主電極２１０を一括してメッキ処理することで、実施の形態１で示した効果に加えて、無電解Ｐｄメッキ層９は、無電解Ｎｉメッキ層７の表面を覆い、Ｎｉの酸化を抑制し、ＡｕのＮｉへの拡散を防止できるため、はんだ付け時のぬれ性を高く維持できる。従ってはんだ付け作業が容易となり、製造コストの削減や信頼性の向上といった効果も期待できる。
さらに実施の形態１に加えて、Ａｌ以外のＡｕの表面にもジンケート法でメッキ層が形成でき、メッキをするために特別なメタル構成のウエハを作成する必要がなくなり、製造コスト削減につながる。
【００２０】
実施の形態３．
図４に実施の形態３における半導体装置の断面構造を示す。
図４は、図１に示した半導体装置からＡｕ電極５をなくし、無電解Ｎｉメッキ層７と無電解Ａｕメッキ層８を設けたものである。
続いて無電解Ｎｉメッキ層７と無電解Ａｕメッキ層８を析出させる方法について説明する。Ｎｉ電極４が露出した状態では、Ｎｉがメッキ前の前処理によって完全に消失し、バリヤメタル３が露出を防止した工程を組む必要がある。以下その内容について説明する。また、実施の形態１で示した内容と同じく、前述したウエハ上のＡｌ合金へのジンケート処理によるメッキ手法を利用するが、ジンケート処理前の前処理工程を変更して、Ｎｉ電極４のエッチング量を削減する必要がある。
まず、実施の形態１と同様に、第１の主電極１１０、第２の主電極２１０を同時にプラズマクリーニング、脱脂、酸洗い、第１ジンケート処理、ジンケート剥離、第２ジンケート処理、メッキの順番に実施する。脱脂、酸洗いでＮｉ電極４がエッチングされバリヤメタル３の露出を防止するため、プラズマクリーニングの条件を強め、表面の汚除去能力を上げる。続いて、脱脂、酸洗いでＮｉの溶解を抑えるため、脱脂については、低温で扱えてエッチング能力の低い界面活性剤を主体とした酸性脱脂液を、酸洗い液として、Ｎｉに対してのエッチング力が低い酸性フッ化アンモンを利用する。ジンケート処理はＮｉの方がＺｎよりも標準酸化還元電位が貴なため、ジンケート処理液によって、Ｎｉは溶解しない。続いて、Ｚｎを剥離する。Ｚｎの剥離は硝酸で行うためＮｉ電極４は僅かにエッチングされる。しかしながら、後述する条件でのエッチング量は高々０．１５ｕｍ程度である。なお、Ｎｉ電極４のエッチングを抑制したい場合はｐＨの高いフッ酸、フッ化アンモニウム等を利用すればいい。
前記前処理後、全体を無電解Ｎｉメッキ液に浸漬させると、Ｎｉは無電解Ｎｉメッキの自己触媒析出の触媒点として作用するため、Ａｌ合金電極２およびＮｉ電極４上には無電解Ｎｉメッキ層７が析出する。続いて、無電解Ａｕメッキを施すと、無電解Ｎｉメッキ層７の表面に無電解Ａｕメッキ層８が析出する。このようにメッキ用にウエハ側に特別な処置施さなくとも、第１の主電極１１０と第２の主電極２１０上にそれぞれ同時に無電解Ｎｉメッキ層７と無電解Ａｕメッキ層８をすることができる。
この実施の形態３のプラズマクリーニング条件と利用した薬液とその条件は以下の通りである。なお利用したウエハのサイズは８インチで、Ｎｉ電極４の膜厚は０．５ｕｍ、Ａｕ電極５の膜厚は０．０８ｕｍである。表３においてステップ１後とステップ３から９の工程後には全て超純水による洗浄を実施した。
【００２１】
【表３】
0005669780.tif 000004
【００２２】
上記条件で、第１の主電極１１０上に無電解Ｎｉメッキ層７を５．１ｕｍ、無電解Ａｕメッキ層８を０．０５ｕｍ、第２の主電極２１０上には無電解Ｎｉメッキ層７を４．５ｕｍ、無電解Ａｕメッキ層８を０．０４ｕｍ形成できた。また無電解Ｎｉメッキ層７中のＰ濃度は７．２ｗｔ％であった。またＮｉ電極４のエッチング量は０．１５ｕｍであった。
以上から実施の形態３によれば、Ａｌ以外のＡｕの表面にもジンケート法でメッキ層が形成でき、メッキをするために特別なメタル構成のウエハを作成する必要がなくなり、製造コスト削減につながる。
無電解Ｎｉメッキ層７は非晶質であるので、温度や応力変化にしたがってメッキ膜の結晶構造が変化したり、粒界ボイドが発生して皮膜が割れたりせず信頼性が高くなる。
【００２３】
実施の形態４．
図５に実施の形態４における半導体装置の断面構造を示す。
図５は、実施の形態３の図４に示した無電解Ｎｉメッキ層７と無電解Ａｕメッキ層８間に無電解Ｐｄメッキ層９を設けたものである。
その製造方法は実施の形態３の無電解Ｎｉメッキ層７の上に無電解Ｐｄメッキ層９を付加したものである。
この実施の形態４に際してのプラズマクリーニング条件と利用した薬液とその条件は以下の表４の通りである。なお利用したウエハのサイズは８インチで、Ｎｉ電極４の膜厚は０．５ｕｍ、Ａｕ電極５の膜厚は０．０８ｕｍである。表４においてステップ１とステップ３から１０の工程後には全て超純水による洗浄を実施した。
【００２４】
【表４】
0005669780.tif 000005
【００２５】
上記条件で、第１の主電極１１０上に無電解Ｎｉメッキ層７を５．０ｕｍ、無電解Ｐｄメッキ層９を０．１０ｕｍ、無電解Ａｕメッキ層８を０．０３ｕｍ、第２の主電極２１０上には無電解Ｎｉメッキ層７を４．６ｕｍ、無電解Ｐｄメッキ層９を０．０８ｕｍ、無電解Ａｕメッキ層８を０．０３ｕｍ形成できた。また無電解Ｎｉメッキ層７中のＰ濃度は６．７ｗｔ％であった。
以上から実施の形態４によれば、一括してメッキ処理することで、実施の形態１で示した効果に加えて、無電解Ｐｄメッキ層９は、無電解Ｎｉメッキ層７の表面を覆い、Ｎｉの酸化を抑制し、ＡｕのＮｉへの拡散を防止できるため、はんだ付け時のぬれ性を高く維持できるため、はんだ付け作業が容易となり、製造コストの削減や信頼性の向上といった効果も期待できる。
【００２６】
実施の形態５．
図６に実施の形態５における半導体装置の断面構造を示す。
この実施の形態５は、実施の形態１の図１に対して、バリヤメタル３とＮｉ電極４の間に、Ａｌ合金電極１０を付加したものである。そのため、メッキを析出させる条件については、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
以上から実施の形態５によれば実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００２７】
実施の形態６．
図７に実施の形態６における半導体装置の断面構造を示す。
この実施の形態６は、実施の形態２の図３に対して、バリヤメタル３とＮｉ電極４の間に、Ａｌ合金電極１０を付加したものである。そのため、メッキを析出させる条件については、実施の形態２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
実施の形態６によれば、一括してメッキ処理することで、実施の形態２で示した効果に加えて、無電解Ｐｄメッキ層９は、無電解Ｎｉメッキ層７の表面を覆い、Ｎｉの酸化を抑制し、ＡｕのＮｉへの拡散を防止できるため、はんだ付け時のぬれ性を高く維持できるため、はんだ付け作業が容易となり、製造コストの削減や信頼性の向上といった効果も期待できる。またバリヤメタル３の上にＡｌ合金を形成しているため、不純物元素の拡散による半導体装置性能の低下を抑制できる。
【００２８】
実施の形態７．
図８に実施の形態７における半導体装置の断面構造を示す。
この実施の形態７は、実施の形態３の図４に対して、バリヤメタル３とＮｉ電極４の間に、Ａｌ合金電極１０を付加したものである。そのため、メッキを析出させる条件については、実施の形態３と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
以上から実施の形態７によれば、実施の形態３の効果に加えてバリヤメタル３の上にＡｌ合金電極１０を形成しているため、不純物元素の拡散による半導体装置性能の低下を抑制できる。
【００２９】
実施の形態８．
図９に実施の形態８における半導体装置の断面構造を示す。
この実施の形態８は、実施の形態４の図５に対して、バリヤメタル３とＮｉ電極４の間に、Ａｌ合金電極１０を付加したものである。そのため、メッキを析出させる条件については、実施の形態４と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
以上から実施の形態８によれば、一括してメッキ処理することで、実施の形態４で示した効果に加えて、無電解Ｐｄメッキ層９は、無電解Ｎｉメッキ層７の表面を覆い、Ｎｉの酸化を抑制し、ＡｕのＮｉへの拡散を防止できるため、はんだ付け時のぬれ性を高く維持できるため、はんだ付け作業が容易となり、製造コストの削減や信頼性の向上といった効果も期待できる。バリヤメタル３の上にＡｌ合金電極１０を形成しているため、不純物元素の拡散による半導体装置性能の低下を抑制できる。
【００３０】
実施の形態９．
図１０に実施の形態９における半導体装置の断面構造を示す。
この実施の形態９は、バリヤメタル３の上にＡｌ合金電極１０を付加したものである。そのため析出させる条件は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
以上から実施の形態９によれば、第２の主電極２１０のバリヤメタル３の上にＡｌ合金電極１０を形成しているため、不純物元素の拡散による半導体装置性能の低下を抑制できる。
【００３１】
実施の形態１０．
図１１に実施の形態１０における半導体装置の断面構造を示す。
この実施の形態１０は、第２の主電極２１０のバリヤメタル３の上にＡｌ合金電極１０を付加したものである。そのため、メッキを析出させる条件は、実施の形態２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
この実施の形態１０によれば、バリヤメタル３の上にＡｌ合金を形成しているため、不純物元素の拡散による半導体装置性能の低下を抑制できる。
【００３２】
なお、上記実施の形態１から１０において、無電解Ｎｉメッキ層７に含まれる元素はＰであり、Ｐの皮膜中の重量比率は４％以上、１５％以下で、５−１０ｗｔ％程度が好適であり、これらのＮｉ合金皮膜は非晶質である。また無電解メッキ液の還元剤として、ジメチルアミンボラン、ヒドラジン等を利用し、皮膜中にＢを含有させても構わない。
【００３３】
尚本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  半導体基板、１ａ  第１の主面、１ｂ  第２の主面、２，１０  Ａｌ合金電極、
３  バリヤメタル、４  Ｎｉ電極、５  Ａｕ電極、７  無電解Ｎｉメッキ層、
８  無電解Ａｕメッキ層、９  無電解Ｐｄメッキ層、１１０  第１の主電極、
２１０  第２の主電極。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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