(57)【要約】  ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子（１８）の上にめっき法によりＣｕ配線電極（１７）を形成する工程と、ＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極（１７）を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極（１７）を加熱する加熱工程と、加熱工程の後にＣｕ配線電極（１７）を被覆する拡散防止膜（１１）を形成する工程と、拡散防止膜（１１）を有機樹脂膜（１０）で被覆する封止工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2016157616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
ＮＨ３雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程と同時に、前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項２】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
ＮＨ３雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程の後に、真空雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
Ｈ２雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程と同時に、前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項４】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
Ｈ２雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程の後に、真空雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５０度以上の温度に加熱されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記加熱工程において、前記Ｃｕ配線電極は３００度以上の温度に加熱されること特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上１２０秒以下の時間前記ＮＨ３雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上４５秒以下の時間前記ＮＨ３雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上１２０秒以下の時間前記Ｈ２雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上４５秒以下の時間前記Ｈ２雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記半導体素子の下に絶縁基板を接合する工程と、
前記絶縁基板の下に冷却器を接合する工程と、
前記Ｃｕ配線電極の上にリードを接合する工程と、
前記半導体素子と前記Ｃｕ配線電極と前記絶縁基板と前記リードとを封止樹脂で封止する工程と、
をさらに備えた
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子と電気的に接続され、前記半導体素子の上に形成されたＣｕ配線電極と、
前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜と、
前記拡散防止膜を被覆する有機樹脂膜と、
を備え、
前記Ｃｕ配線電極は、前記拡散防止膜との界面において、窒素原子を酸素原子よりも多く有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
前記拡散防止膜は、窒化物であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記拡散防止膜は、シリコン窒化物であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記Ｃｕ配線電極は、面密度が１×１０１４ｃｍ―２以下の酸素原子を有することを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記Ｃｕ配線電極は、面密度が１×１０１５ｃｍ−２以下の水素原子を有することを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２００℃未満の温度下で動作する従来の半導体装置には、Ｓｉ（珪素）を基材とする半導体素子と、Ａｌ（アルミニウム）を主成分とする配線電極が用いられている。しかしながら、半導体装置に流れる電流容量の増加に伴い、半導体装置は２００℃を超える温度下での動作が要求されている。２００℃を超える温度下で半導体装置を動作させるため、半導体素子の基材として、ワイドバンドギャップ半導体が注目されている。ワイドバンドギャップ半導体は、Ｓｉに比べてバンドギャップが大きく、絶縁破壊電界が大きい半導体であって、例えば、ＳｉＣ（炭化珪素）、窒化物、ダイヤモンドなどである。【０００３】
また、Ａｌを主成分とする配線電極を使用した半導体装置を、２００℃を超える温度下で動作させると、配線電極のＡｌと半導体素子の電極との相互作用、配線電極の形状変化などにより、半導体装置の信頼性が低下する問題があった。そこで、Ａｌに代わる配線電極の材料として、Ｃｕ（銅）が注目されている。ここで、半導体素子及び配線電極は、大気中での静電気対策などを目的として、有機樹脂膜によって被覆されるが、Ｃｕは、有機樹脂膜の熱硬化前の有機樹脂と反応を起こしやすい。そのため、Ｃｕを主成分とする配線電極の表面に熱硬化前の有機樹脂との反応を防止することを目的として、無機膜を成膜する方法が開示されている（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２０００−１６４７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
配線電極は、半導体装置に流れる電流容量の増加に伴い、厚く形成することが要求されている。そこで、めっき法を用いてＣｕ配線電極を厚く形成して、半導体装置を製造する。この半導体装置が、例えば２００℃を超える温度下で動作すると、Ｃｕ配線電極と有機樹脂膜との間に設けられた拡散防止膜が、Ｃｕ配線電極から剥離するという問題があった。めっき法により形成されたＣｕ配線電極は、中に酸素原子などを含むガスを有する。半導体装置が動作した時、これらのガスがＣｕ配線電極の中から出てくることにより、Ｃｕ配線電極と拡散防止膜との間に酸化膜が形成される。その結果、酸化膜と拡散防止膜との密着力が弱いため、拡散防止膜がＣｕ配線電極から剥離する。【０００６】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、Ｃｕ配線電極の拡散防止膜への密着力の低下が抑制された半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、ＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極を加熱する加熱工程と、加熱工程の後にＣｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、Ｃｕ配線電極の拡散防止膜への密着力の低下が抑制された半導体装置を得ることができる。本発明にかかる半導体装置の製造方法によって得られた半導体装置は、製造方法にＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極を加熱する加熱工程と、加熱工程の後にＣｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程とを備えている。【０００９】
還元工程はＣｕ配線電極の表面に形成された酸化膜を還元し、加熱工程はＣｕ配線電極の中の酸素原子などを含むガスの量を減らす。本発明にかかる半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置は、Ｃｕ配線電極の中のガスの量が減らされているので、半導体装置が動作しても、Ｃｕ配線電極と拡散防止膜との間に酸化膜が形成されるのが抑制されるため、Ｃｕ配線電極の拡散防止膜への密着力の低下が抑制される。以上より、本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、Ｃｕ配線電極の拡散防止膜への密着力の低下が抑制された半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図の一部である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を示す工程フロー図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１からステップＳ３までを説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ４を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ５及びステップＳ６を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ７及びステップＳ８を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。
【図７】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１０を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。
【図８】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１１までを説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。
【図９】めっき法により形成されたＣｕ配線電極に対して行ったＴＤＳの結果のうち、Ｏ原子に対する結果を示すグラフである。
【図１０】めっき法により形成されたＣｕ配線電極に対して行ったＴＤＳの結果のうち、ＯＨ基に対する結果を示すグラフである。
【図１１】めっき法により形成されたＣｕ配線電極に対して行ったＴＤＳの結果のうち、Ｈ２Ｏに対する結果を示すグラフである。
【図１２】めっき法により形成されたＣｕ配線電極に対して行ったＴＤＳの結果のうち、Ｈ原子に対する結果を示すグラフである。
【図１３】めっき法により形成されたＣｕ配線電極に対して行ったＴＤＳの結果のうち、ＣＯ２に対する結果を示すグラフである。
【図１４】ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極を晒す時間と拡散防止膜のＣｕ配線電極への密着力の関係を示すグラフである。
【図１５】ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極を晒す時間と、Ｃｕ配線電極と拡散防止膜との界面におけるＮ／Ｏの関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を示す工程フロー図である。
【図１７】本実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図の一部である。
【図１８】本実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図の一部である。
【図１９】本実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２０】ステップ９又はステップＳ１９の還元工程の条件と、拡散防止膜のＣｕ配線電極への密着力の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の構成を示す断面図の一部である。図１は、半導体装置の断面図の左半分のみを示す。すなわち、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置の断面図は、図１と図１を右側に左右対称に折り返した図とを合わせたものである。
【００１２】
本発明の実施の形態１では、半導体装置に、ワイドバンドギャップ半導体であるＳｉＣを基材とする半導体素子を用いたものを例として説明する。ワイドバンドギャップ半導体とは、Ｓｉに比べてバンドギャップが大きく、絶縁破壊電界強度が大きい半導体である。図１の半導体装置は、ＳｉＣを基材とする半導体素子１８と、半導体素子１８と電気的に接続されたＣｕ配線電極１７と、Ｃｕ配線電極１７を被覆する拡散防止膜１１と、拡散防止膜１１を被覆する有機樹脂膜１０とを備えている。Ｃｕ配線電極１７は、第１のＣｕ層８及び第２のＣｕ層９を備えている。さらに図１の半導体装置は、半導体素子１８とＣｕ配線電極１７との間に金属層７を備え、半導体素子１８の金属層７が形成された面と反対側の面側であって下面側には、裏面外部出力電極１３を備えている。
【００１３】
まず、半導体装置の半導体素子１８について概略を説明する。半導体素子１８は、ｎ型のＳｉＣが用いられた基板１と、基板１の上にドリフト層２と、ドリフト層２の上にショットキー電極５とを備えている。さらに、ドリフト層２の上面に接する表層に、ガードリング領域３と、接合終端拡張領域であるＪＴＥ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）領域４とを備え、ショットキー電極５の上にバリアメタル層６を備えている。基板１の下には、オーミック電極１２を備えている。すなわち半導体素子１８は、いわゆるｎ型のＳｉＣショットキーバリアダイオードである。
【００１４】
半導体素子１８について詳しく説明する。基板１には、ｎ型のＳｉＣが用いられており、一方の面上に、エピタキシャル成長法によってドリフト層２が形成されている。本明細書では、基板１のドリフト層２が形成された側を上として説明する。ガードリング領域３は、ドリフト層２の上面に接する表層側に上から見てリング状に形成されており、半導体素子１８の終端部に生じる電界を緩和する。終端部とは、活性領域に相当するショットキー電極５が形成された領域を取り囲む部分である。
【００１５】
本明細書では、半導体素子１８を上から見たときに、ショットキー電極５の端部から中心へ向かう方向を内周側とし、ショットキー電極５の中心から端部へ向かう方向を外周側とする。ＪＴＥ領域４は、ガードリング領域３と同じくドリフト層２の表層に、上から見てリング状に形成され、ガードリング領域３の外周側端部と隣接している。ショットキー電極５は、ガードリング領域３の一部を覆うように、ガードリング領域３に対して上から見て内周側に形成されている。すなわち、ガードリング領域３は、ショットキー電極５の外周側端部にまたがって形成されている。
【００１６】
図１のショットキー電極５の厚みは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内である。ショットキー電極５の上にはバリアメタル層６が形成され、バリアメタル層６の厚みは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内である。バリアメタル層６は、Ｃｕ配線電極１７からショットキー電極５へのＣｕの拡散を防止する目的で形成される。ショットキー電極５へＣｕが拡散されると、半導体素子１８のリーク電流が増加するなど、半導体素子１８の電気的特性の劣化につながってしまうからである。バリアメタル層６には、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）などの金属や、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＳｉＮ（窒化珪素チタン）、ＷＮ（窒化タングステン）、ＴａＮ（窒化タンタル）などの窒化物、ＴａＣ（炭化タンタル）、ＴｉＣ（炭化チタン）などの金属炭化物などの材料が用いられる。
【００１７】
金属層７はバリアメタル層６の上に形成されている。金属層７は、Ｃｕ配線電極１７からショットキー電極５へのＣｕの拡散をさらに防止する目的と、Ｃｕ配線電極１７のショットキー電極５への密着力の改善を目的として形成される。金属層７の材料には、例えばＴｉが用いられる。
【００１８】
次に、Ｃｕ配線電極１７について説明する。Ｃｕ配線電極１７として、金属層７の上に第１のＣｕ層８及び第２のＣｕ層９が形成される。第１のＣｕ層８は、第２のＣｕ層９をめっき法により形成するためのシード層であり、第２のＣｕ層９は表面外部出力電極である。すなわち、第２のＣｕ層９は、第１のＣｕ層８の上に形成される。Ｃｕ配線電極１７は、主成分をＣｕとするものである。したがって、Ｃｕ配線電極１７には、Ｃｕの単体が用いられていても、Ｎｉ（ニッケル）などを含んだＣｕ合金が用いられていてもよい。
【００１９】
また、Ｃｕ配線電極１７は、６μｍ以上の厚みを有する。図１の半導体装置は、半導体素子１８の基材をワイドバンドギャップ半導体としており、半導体装置に流れる電流容量をＳｉを基材とする半導体素子を用いた場合よりも増加させている。したがって、Ｃｕ配線電極１７に流れる電流容量も大きくなり、Ｃｕの最大許容電流密度やＣｕ配線電極１７放熱性の観点などから、Ｃｕ配線電極１７は６μｍ以上の厚みが必要となる。
【００２０】
拡散防止膜１１は、本発明の実施の形態１では、ドリフト層２、ショットキー電極５、バリアメタル層６、金属層７、第１のＣｕ層８及び第２のＣｕ層９の露出面を被覆している。拡散防止膜１１は、Ｃｕ配線電極１７のＣｕが有機樹脂膜１０へ拡散するのを防止する目的で形成される。拡散防止膜１１には無機化合物が用いられており、拡散防止膜１１は例えばＳｉ３Ｎ４（四窒化三珪素）、Ｓｉ２Ｎ４（四窒化ニ珪素）、ＢＮ（窒化ホウ素）を始めとする窒化物が用いられた無機膜である。本発明の実施の形態１では、シリコン窒化物を拡散防止膜１１に用いた。
【００２１】
拡散防止膜１１の厚みは、３０ｎｍ以上である。拡散防止膜１１は、裾部において厚みが最も薄くなる傾向がある。ここで裾部とは、図１において破線で囲み、Ａ部として示した拡散防止膜１１の側壁部の下部のことを示す。そのため、この裾部において拡散防止膜１１の膜厚が３０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２２】
有機樹脂膜１０は、拡散防止膜１１を被覆している。有機樹脂膜１０には、ポリイミドを始めとするエポキシ樹脂や、アクリル樹脂などが用いられる。有機樹脂膜１０の厚みは、３μｍ以上１００μｍ以下の範囲内である。
【００２３】
さらに、図１の半導体装置は、第２のＣｕ層９の上面の一部が拡散防止膜１１及び有機樹脂膜１０に被覆されず、露出している。この露出面には、半導体装置に電圧を印加するためのリードなどが接続される。
【００２４】
本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置のＣｕ配線電極１７は、拡散防止膜１１との界面において、Ｎ原子（窒素原子）をＯ原子（酸素原子）よりも多く有する。また、Ｃｕ配線電極１７は、面密度が１×１０１４ｃｍ−２以下のＯ原子を有する。そして、面密度が１×１０１５ｃｍ−２以下のＨ原子を有する。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を示す工程フロー図である。まず、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法について、図２を用いて概略を説明する。本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法は、図２に示すステップＳ１からステップＳ１２の工程を備えている。
【００２６】
図２のステップＳ１において基板１の一方の面上にドリフト層２を形成し、ステップＳ２においてドリフト層２の表層にガードリング領域３及びＪＴＥ領域４を形成し、ステップＳ３において基板１の下にオーミック電極１２を形成する。次に、ステップＳ４においてドリフト層２の上にショットキー電極５及びバリアメタル層６を形成し、半導体素子１８を製造する。次に、ステップＳ５においてバリアメタル層６の上に金属層７を形成し、ステップＳ６において金属層７の上にＣｕ配線電極１７（第１のＣｕ層８及び第２のＣｕ層９）を形成する。その後、ステップＳ７においてドリフト層２の上に金属層７を介して形成された第１のＣｕ層８を除去し、ステップＳ８においてドリフト層２の上面に形成された金属層７を除去する。
【００２７】
次に、ステップＳ９においてＮＨ３（アンモニア）雰囲気下でＣｕ配線電極１７を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極１７を加熱する加熱工程とを行う。そして、ステップＳ１０においてＣｕ配線電極１７を被覆する拡散防止膜１１を形成し、ステップＳ１１において拡散防止膜１１を有機樹脂膜１０で被覆する。そして最後に、ステップＳ１２において半導体素子１８の下に裏面外部出力電極１３を形成する。
【００２８】
次に、図２のステップＳ１からステップＳ１２の１２の工程について、さらにその詳細を説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１からステップＳ３までを説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。図３は、製造途中の半導体装置の断面図の左半分のみを示す。また、後述する図４から図９も、図３と同様に、製造途中の半導体装置の断面図の左半分のみを示す。
【００２９】
まず、ステップＳ１について説明する。基板１は、高濃度のｎ型（ｎ＋型）不純物濃度を有するＳｉＣ基板である。ステップＳ１では、基板１の一方の面上に、低濃度のｎ型（ｎ−型）不純物濃度を有するＳｉＣ層であるドリフト層２を、エピタキシャル成長法により形成する。
【００３０】
次にステップＳ２では、ガードリング領域３及びＪＴＥ領域４を形成する。まず、写真製版技術によりドリフト層２の上にレジストパターンをパターニング形成し、このレジストパターンをマスクとして、ガードリング領域３の位置にＡｌイオンを注入する。さらに、ガードリング領域３の外周側端部に隣接したＪＴＥ領域４の位置にも、Ａｌイオンを注入する。ＪＴＥ領域４の位置に注入されたＡｌイオンの濃度は、ガードリング領域３に注入されたＡｌイオンの濃度よりも低い。ガードリング領域３及びＪＴＥ領域４の位置にＡｌイオンが注入された後、レジストパターンは、有機溶剤を用いたウェット処理や酸素プラズマを用いたアッシング処理などによって除去される。
【００３１】
そして、ガードリング領域３の位置及びＪＴＥ領域４の位置に注入されたＡｌイオンを活性化させるためにアニール処理（熱処理）を行う。これにより、ドリフト層２の上面に接する表層側に、ガードリング領域３及びＪＴＥ領域４が形成される。次に、ステップＳ３では基板１の他方の面上であって基板１の下に、オーミック電極１２を形成する。以上により、図３に示すような製造途中の半導体装置を得ることができる。
【００３２】
図４は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ４を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。ステップＳ４では、ドリフト層２の上に、ショットキー電極５及びバリアメタル層６を形成する。まず、ショットキー電極５を形成する方法としては、例えば、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉなどをターゲットとして用いたスパッタ法がある。ショットキー電極５の厚みは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲とする。ショットキー電極５の材料は、まずはドリフト層２の上面全体に成膜され、ガードリング領域３及びＪＴＥ領域４の上面にも成膜される。
【００３３】
そして、ショットキー電極５の材料の上に、ここではＴｉＮの膜をバリアメタル層６の材料として、例えばスパッタ法を用いて成膜する。バリアメタル層６の材料は、まずはショットキー電極５の上面全体に成膜される。バリアメタル層６の厚みは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲とする。
【００３４】
次に、写真製版技術によりバリアメタル層６の材料の上に、図４に示すように、エッチングマスク１５をパターンニング形成する。エッチングマスク１５は、図４の点線で囲んだ領域に形成されるものであり、ショットキー電極５及びバリアメタル層６を形成したい部分の上を覆うように形成される。そして、バリアメタル層６の材料として、例えばＴｉＮを使用している場合は、エッチングマスク１５を利用して、ＴｉＮをウェットエッチングする。
【００３５】
バリアメタル層６の材料をウェットエッチングによって所定の形状に形成した後、次はショットキー電極５の材料をウェットエッチングする。ショットキー電極５の材料として、例えばＴｉを使用している場合は、エッチングマスク１５を利用し、フッ化水素酸を希釈した溶液を用いてＴｉをウェットエッチングする。
【００３６】
バリアメタル層６の材料及びショットキー電極５の材料をウェットエッチングした後、エッチングマスク１５は、ウェット処理やアッシング処理などで除去される。以上より、ドリフト層２の上にショットキー電極５及びバリアメタル層６が形成され、図４に示された断面図からエッチングマスク１５である点線部分を除いた構成の半導体装置が得られる。図４に示された断面図からエッチングマスク１５を除いた構成は、半導体素子１８であり、ｎ型のＳｉＣショットキーバリアダイオードである。すなわち、ステップＳ４の工程までで、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の半導体素子１８を得ることができる。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ５及びステップＳ６を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。図５（ａ）は、ステップＳ６においてレジストマスク１６を除去する前、（ｂ）は除去した後の図である。ステップＳ５では、バリアメタル層６の上に、金属層７を成膜する。金属層７は、例えばＴｉをターゲットとして用いたスパッタ法により成膜する。ここで金属層７は、図５に示すように、ドリフト層２の上面にも形成される。これにより、後にＣｕ配線電極１７を形成する際に、ドリフト層２の上面に形成された金属層７が、ドリフト層２の上面に直接Ｃｕ配線電極１７の第１のＣｕ層８が形成されることを防止する。
【００３８】
次に、ステップＳ６では、半導体素子１８の上であって金属層７の上に、Ｃｕ配線電極１７を形成する。すなわち、Ｃｕ配線電極１７は半導体素子１８の上面側に形成される。まず、金属層７の上に、第１のＣｕ層８を形成する。第１のＣｕ層８は、熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法などを含むＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、又は有機金属のガスを用いたＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成される。第１のＣｕ層８には、Ｃｕ単体又はＣｕ合金が用いられる。第１のＣｕ層８の厚みは、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲とする。
【００３９】
次に、写真製版技術により第１のＣｕ層８の上面のうち、図５（ａ）に示すように、ショットキー電極５の上にバリアメタル層６及び金属層７を介して形成された第１のＣｕ層８の上に第２のＣｕ層９を成膜するためのレジストマスク１６をパターンニング形成する。後述するように、レジストマスク１６が形成された箇所には、第２のＣｕ層９は形成されず、レジストマスク１６の開口部分が第２のＣｕ層９が形成される箇所となる。
【００４０】
次に、第２のＣｕ層９をめっき法により第１のＣｕ層８の上に形成する。第２のＣｕ層９は、第１のＣｕ層８の上面のうち、レジストマスク１６の形成されてない部分に形成され、レジストマスク１６の側壁に沿って形成される。第２のＣｕ層９の厚みは、６μｍ以上１００μｍ以下の範囲とする。第２のＣｕ層９は６μｍ以上の厚みで形成するため、形成時間を考慮して、めっき法を用いて形成する。ここまでで、図５（ａ）に示すような製造途中の半導体装置を得ることができる。
【００４１】
最後に、レジストマスク１６を、ウェット処理やアッシング処理などで除去する。以上により、図５（ｂ）に示すような製造途中の半導体装置を得ることができる。
【００４２】
図６は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ７及びステップＳ８を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。ステップＳ７において、ドリフト層２の上面に金属層７を介して形成された第１のＣｕ層８をウェットエッチングにより除去する。なお、この時、バリアメタル層６の上のＣｕ配線電極１７（第１のＣｕ層８及び第２のＣｕ層９）の露出領域もウェットエッチング液に晒される。したがって、図５（ｂ）に示された構成のうち、Ｃｕ配線電極１７のウェットエッチング液に晒される箇所は、ある程度はエッチングされることになる。
【００４３】
次に、ステップＳ８において、ドリフト層２の上面に形成された金属層７を除去する。まず、写真製版技術によりＣｕ配線電極１７の上面にマスクを形成する。そして、ドリフト層２の上面に形成された金属層７を、フッ化水素酸を希釈した溶液でウェットエッチングする。以上により、図６に示すような製造途中の半導体装置を得ることができる。
【００４４】
次に、ステップＳ９において、ＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極１７を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極１７を加熱する加熱工程とを行う。ここで、図６に示された製造途中の半導体装置、すなわちステップＳ８までの工程で得られる製造途中の半導体装置を、第１チップと呼ぶことにする。まず、第１チップを例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置のチャンバー内に入れる。ステップＳ９では、ＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極１７を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極１７を加熱する加熱工程とを行う。しかしながら、第１チップを所定の温度まで上げるのには時間を要するため、まず第１チップの加熱を始める。Ｃｕ配線電極１７の温度が１５０℃以上となるまで、第１チップの温度を上げることが好ましい。さらに好ましくは、Ｃｕ配線電極１７の温度が３００℃以上まで上がることである。好ましい温度が１５０℃以上又は３００℃以上である理由は、後述する。本発明の実施の形態１では、第１チップの温度を３００℃にする。
【００４５】
第１チップの温度が３００℃に達したら、第１チップの温度は維持したまま、次に、ＣＶＤ装置のチャンバー内にＮＨ３を流し込む。そして、ＮＨ３を流し込むと同時にチャンバー内の気体の排出も行う。還元工程において、Ｃｕ配線電極１７は１５秒以上１２０秒以下の時間ＮＨ３雰囲気下に晒されることが好ましい。さらに好ましくは、１５秒以上４５秒以下の時間であることである。好ましい時間が１５秒以上１２０秒以下又は１５秒以上４５秒以下である理由は、後述する。
【００４６】
図７は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１０を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。ステップＳ１０では、Ｃｕ配線電極１７を被覆する拡散防止膜１１を形成する。ステップＳ１０はステップＳ９の後、すなわち加熱工程の後に行われる。まず、図７に示すように、ショットキー電極５、バリアメタル層６、金属層７、Ｃｕ配線電極１７及びドリフト層２の露出面を拡散防止膜１１の材料で被覆する。
【００４７】
拡散防止膜１１は、窒化珪素、ＢＮなどの無機化合物が用いられた膜である。本発明の実施の形態１では、ステップＳ９がＣＶＤ装置を用いて行われるので、ステップＳ１０もそのままＣＶＤ装置を用いる。すなわち、本発明の実施の形態１では、拡散防止膜１１は、ＣＶＤ法によって形成される。
【００４８】
拡散防止膜１１の厚みは、３０ｎｍ以上とする。拡散防止膜１１の厚みが薄くなるのは、側壁部、特に側壁部の下部にあたる裾部であり、この部分の厚みを３０ｎｍ以上とする。なお、拡散防止膜１１の厚みは、４００ｎｍ以上であればさらに好ましい。以上により、図７に示すような製造途中の半導体装置を得ることができる。
【００４９】
このあと、ステップＳ１０では、写真製版技術によりレジストパターンを拡散防止膜１１の材料の上に形成する。そして、レジストパターンをマスクとしてＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法などで拡散防止膜１１の材料をエッチングすることにより、第２のＣｕ層９の上面の一部を露出させる。そして最後に、レジストパターンをウェット処理やアッシング処理などで除去する。
【００５０】
図８は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１１を説明する製造途中の半導体装置を示す断面図の一部である。ステップＳ１１は、拡散防止膜１１を有機樹脂膜１０で被覆する封止工程である。まず、拡散防止膜１１及び露出している第２のＣｕ層９の上面を被覆するように、有機樹脂膜１０の材料を形成する。有機樹脂膜１０には、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などを用いる。有機樹脂膜１０の形成は、スピンコート法などで行われ、有機樹脂膜１０の厚みは、３μｍ以上１００μｍ以下の範囲とする。
【００５１】
ここで、有機樹脂膜１０の厚みを３μｍ以上１００μｍ以下の範囲とした場合、拡散防止膜１１の膜厚が３０ｎｍよりも薄いと、有機樹脂膜１０の応力により拡散防止膜１１にクラックが生じる可能性がある。クラックが生じると、このクラックを通じてＣｕ配線電極１７のＣｕが有機樹脂膜１０中へ拡散する可能性がある。したがって、拡散防止膜１１の厚みは、３０ｎｍ以上とすることが望ましい。
【００５２】
次に、写真製版技術によりレジストパターンを有機樹脂膜１０の材料の上に形成する。そして、レジストパターンをマスクとしてエッチングすることにより、有機樹脂膜１０の開口部分を形成し、第２のＣｕ層９の上面の一部を露出させる。以上により、図８に示すような製造途中の半導体装置を得ることができる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態１では、拡散防止膜１１の材料と有機樹脂膜１０の材料のエッチングを別々に行う。拡散防止膜１１の材料を形成し、有機樹脂膜１０の材料を塗布後、共通のレジストパターンをマスクとしてエッチングすることも考えられる。この場合、エッチング工程数を一つ削減することが可能である。しかしながら、この場合には、有機樹脂膜１０の材料のエッチング工程後に、共通のレジストパターンが存在するために十分な洗浄を行うことができず、拡散防止膜１１の材料のエッチング工程を行う際に、異物の混入により拡散防止膜１１のパターンの形成異常が発生する可能性がある。したがって、注意が必要である。
【００５４】
最後に、ステップＳ１２では、半導体素子１８の下に裏面外部出力電極１３を形成する。裏面外部出力電極１３には、Ｔｉの単体と、ＮｉとＡｕ（金）の合金とを積層させたものが用いられる。その他にも、ＴｉとＣｕとを含む材料をめっき法により積層させたものであってもよい。なお、Ｔｉは裏面外部出力電極１３内の積層膜間の密着力の改善のために設けられているので、省略が可能である。裏面外部出力電極１３は、半導体素子１８の下に形成されれば良いので、半導体素子１８と裏面外部出力電極１３との間に、裏面外部出力電極１３と半導体素子１８との密着力の改善のための層を別途設けてもよい。
【００５５】
以上により、図１に示すような半導体装置を得ることができる。
【００５６】
本発明の実施の形態１では、以上のような製造方法としたことにより、Ｃｕ配線電極１７の拡散防止膜１１への密着力の低下が抑制された半導体装置を得ることができる。以下では、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法により製造される半導体装置を、単に本発明の実施の形態１の半導体装置と呼ぶことにする。本発明の実施の形態１の半導体装置は、製造方法においてステップＳ９を設けているので、Ｃｕ配線電極１７の拡散防止膜１１への密着力の低下が抑制されている。
【００５７】
Ｃｕ配線電極１７の表面には、ステップＳ８の工程が終了した時点では、Ｃｕ２ＯやＣｕＯなどの酸化膜が形成されている場合が多い。すなわち、第１チップのＣｕ配線電極１７の表面には酸化膜が形成されている。Ｃｕ配線電極１７のＣｕはＯ原子と結びつきやすいため、ステップＳ６においてレジストマスク１６を除去するときや、ステップＳ６からステップＳ７へ移行するときなどにおいて、Ｃｕ配線電極１７の表面のＣｕが大気中のＯ原子などと結びついてしまうからである。Ｃｕ配線電極１７の表面の酸化膜は、拡散防止膜１１との密着力が弱く、Ｃｕ配線電極１７の拡散防止膜１１への密着力の低下させる原因となる。
【００５８】
Ｃｕ配線電極１７の表面に酸化膜が形成されている第１チップをステップＳ９の還元工程においてＮＨ３雰囲気下に置くと、Ｃｕ配線電極１７の表面では、酸化膜のＯ原子がＮＨ３のＨ原子と結びつき、Ｈ２Ｏ（水蒸気）になる化学反応が起こる。すなわち、Ｃｕ配線電極１７の表面の酸化膜は還元される。
【００５９】
本発明の実施の形態１では、ステップＳ９の還元工程により、まずＣｕ配線電極１７を拡散防止膜１１で被覆する前に、ステップＳ８の工程が終了した時点でＣｕ配線電極１７に形成されている酸化膜を還元することができる。したがって、Ｃｕ配線電極１７を拡散防止膜１１で被覆した時点では、Ｃｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との間に酸化膜はなく、本発明の実施の形態１の半導体装置は、Ｃｕ配線電極１７の拡散防止膜１１への密着力の低下が抑制されている。
【００６０】
さらに、本発明の実施の形態１では、還元工程と同時に加熱工程も行われている。めっき法で形成され、ステップＳ９を行う前のＣｕ配線電極１７の中には、Ｏ原子やＨ原子、Ｈ２ＯやＣＯ２などのガスが含まれる。これらのガスは、半導体装置が動作したときなどに、Ｃｕ配線電極１７の中から出てきて、Ｃｕ配線電極１７の拡散防止膜１１のへの密着力に影響を与えるガスである。加熱工程は、これらのガスを、ステップＳ９の還元工程により酸化膜が還元されたＣｕ配線電極１７から脱離させる。
【００６１】
ここで、ステップＳ９におけるＣｕ配線電極１７に対する処理を、還元工程のみを行い、加熱工程を行わなかった場合を考える。この場合、半導体装置に流れる電流容量を増加させるためにめっき法により厚く形成されたＣｕ配線電極１７の中にはＯ原子、Ｈ原子、ＯＨ基、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２などのガスが含まれたままということになる。中にガスが含まれたままのＣｕ配線電極１７を、以下では未加熱Ｃｕ配線電極と呼ぶことにする。未加熱Ｃｕ配線電極を備える半導体装置が動作したとき、未加熱Ｃｕ配線電極が高温下に置かれることにより、未加熱Ｃｕ配線電極の中からは、Ｏ原子、Ｈ原子、ＯＨ基、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２などのガスが出てくる。
【００６２】
未加熱Ｃｕ配線電極の中から出てきたＯ原子は、未加熱Ｃｕ配線電極のＣｕと結びつき、未加熱Ｃｕ配線電極の表面に酸化膜を形成する。未加熱Ｃｕ配線電極の中から出てきたＯＨ基及びＨ２Ｏは、未加熱Ｃｕ配線電極のＣｕと結びつき、まずは未加熱Ｃｕ配線電極の表面にＣｕ（ＯＨ）２を形成する。その後、半導体装置の動作による熱のため、Ｃｕ（ＯＨ）２はＣｕＯとＨ２Ｏに簡単に分解され、未加熱Ｃｕ配線電極の表面に酸化膜を形成する。
【００６３】
未加熱Ｃｕ配線電極の中から出てきたＨ原子は、最も軽い原子であるため、未加熱Ｃｕ配線電極の表面から脱離しようとし、拡散防止膜１１をＣｕ配線電極から剥離させる。また、未加熱Ｃｕ配線電極の中から出てきたＣＯ２も、拡散防止膜１１を剥離してＣｕ配線電極から脱離しようとする。未加熱Ｃｕ配線電極の中に含まれているＣＯ２は、後述する図１３が示すように、その他のガスに比べて非常に多いため、拡散防止膜１１を剥離させる力が大きい。
【００６４】
つまり、未加熱Ｃｕ配線電極の中から出てきたガスは、未加熱Ｃｕ配線電極と拡散防止膜１１との間で酸化膜を形成したり、拡散防止膜１１を未加熱Ｃｕ配線電極から剥離させたりする。すなわち、未加熱Ｃｕ配線電極を備える半導体装置は、未加熱Ｃｕ配線電極の拡散防止膜１１への密着力が、半導体装置が動作したときに低下する。
【００６５】
一方、本発明の実施の形態１の半導体装置は、ステップＳ９おいてＣｕ配線電極１７の中に含まれていたガスを脱離させているので、半導体装置が動作したときに、Ｃｕ配線電極１７中のガスの脱離によるＣｕ配線電極１７の拡散防止膜１１への密着力の低下が抑制されている。Ｃｕ配線電極１７の中のガスの量が減らされているので、本発明の実施の形態１の半導体装置は、動作したときに、Ｃｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との間に酸化膜が形成されることも、拡散防止膜１１がＣｕ配線電極１７から剥離することも抑制されている。
【００６６】
上記では、未加熱Ｃｕ配線電極の中からガスが出てくるのを、未加熱Ｃｕ配線電極を備える半導体装置が動作したときとして説明したが、拡散防止膜１１を有機樹脂膜１０で被覆する封止工程においても、未加熱Ｃｕ配線電極の中からガスが出てくる場合がある。有機樹脂膜１０に熱硬化性の樹脂が用いられた場合、拡散防止膜１１を有機樹脂膜１０で被覆する封止工程において、未加熱Ｃｕ配線電極は有機樹脂膜１０を硬化する際の熱の影響を受けるので、未加熱Ｃｕ配線電極の中からガスが出てくる場合があるからである。
【００６７】
したがって、本発明の実施の形態１では、半導体装置が動作したときだけでなく、拡散防止膜１１を有機樹脂膜１０で被覆する封止工程においても、Ｃｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との間に酸化膜が形成されること、及び拡散防止膜１１がＣｕ配線電極１７から剥離することを抑制している。
【００６８】
以上より、本発明の実施の形態１の半導体装置は、Ｃｕ配線電極１７の拡散防止膜１１への密着力の低下が抑制されている。
【００６９】
また、本発明の実施の形態１の半導体装置は、ステップＳ９におけるＣｕ配線電極１７に対する処理を、加熱処理のみとした場合では得られない。それは、Ｃｕ配線電極１７の表面の還元処理を行わなければ、Ｃｕ配線電極１７の表面の酸化膜が、加熱処理によってＣｕ配線電極１７の中からガスを脱離することを阻害し、Ｃｕ配線電極１７の中からガスが脱離できないからである。すなわち、本発明の実施の形態１の半導体装置を得るには、ステップＳ９においてＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極１７を還元する工程と加熱する加熱工程の両方を行わなければならない。
【００７０】
また、Ｃｕ配線電極１７からガスを脱離させる前にＣｕ配線電極１７の上に拡散防止膜１１が形成されてしまうことは避けなければならない。Ｃｕ配線電極１７からガスを脱離させる前にＣｕ配線電極１７の上に拡散防止膜１１が形成されてしまうと、拡散防止膜１１が、加熱処理によってＣｕ配線電極１７の中からガスを脱離することを阻害してしまうからである。
【００７１】
図９から図１３は、めっき法により形成されたＣｕ配線電極に対して行った昇温脱離ガス分光法（ＴＤＳ：Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）の結果を、ガス別に表したグラフである。ＴＤＳを行ったＣｕ配線電極は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ６と同じ方法を用いて形成されたものであり、かつステップＳ９のような還元工程及び加熱工程を行っていないものである。以下では、ＴＤＳを行ったＣｕ配線電極を未処理Ｃｕ配線電極と呼ぶこととする。図９から図１３は、未処理Ｃｕ配線電極を真空雰囲気下で加熱し、発生したガスのイオン強度Ｉ［Ａ］を電流値で検出して、温度Ｔ［℃］毎に表している。このときの昇温レートは、１℃／秒である。
【００７２】
未処理Ｃｕ配線電極に対して行ったＴＤＳの結果のうち、図９はＯ原子、図１０はＯＨ基、図１１はＨ２Ｏ、図１２はＨ原子、図１３はＣＯ２（二酸化炭素）に対する結果を表したグラフである。図９から図１３に示すガスは、半導体装置が動作したときなどに、Ｃｕ配線電極１７の中から出てきて、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力に影響を与えるガスである。図９から図１３のグラフは、温度毎に検出されたイオン強度の点をつないだ曲線で囲まれた部分の面積、すなわち全積分強度が、Ｃｕ配線電極の中に含まれるそのガスの全イオン量を表している。
【００７３】
例えば、Ｃｕ配線電極をＸ℃まで加熱したとき、Ｃｕ配線電極がＸ℃に達するまでの間に温度毎に検出されたイオン強度の点をつないだ曲線と、Ｘ℃を示す縦線とで囲まれた部分の面積に相当する量のガスが、Ｃｕ配線電極の中から脱離する。図９において、ここで、Ｃｕ配線電極を１５０℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＯ原子は、半量程度がＣｕ配線電極から脱離する。そして、Ｃｕ配線電極を３００℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＯ原子は、約９０％がＣｕ配線電極から脱離していることが分かる。
【００７４】
これは、図１０においても同様であり、Ｃｕ配線電極を１５０℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＯＨ基は、半量程度がＣｕ配線電極から脱離する。そして、Ｃｕ配線電極を３００℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＯＨ基は、約９０％がＣｕ配線電極から脱離する。また、図１１においても同様であり、Ｃｕ配線電極を１５０℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＨ２Ｏは、半量以上がＣｕ配線電極から脱離する。そして、Ｃｕ配線電極を３００℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＨ２Ｏは、約９０％がＣｕ配線電極から脱離する。
【００７５】
さらに図１２においても同様であり、Ｃｕ配線電極を１５０℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＨ原子は、半量程度がＣｕ配線電極から脱離する。そして、Ｃｕ配線電極を３００℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＨ原子は、約９０％がＣｕ配線電極から脱離する。図１３においても同様であり、Ｃｕ配線電極を１５０℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＣＯ２は、半量以上がＣｕ配線電極から脱離する。そして、Ｃｕ配線電極を３００℃に加熱すると、Ｃｕ配線電極に含まれるＣＯ２は、約９０％がＣｕ配線電極から脱離する。
【００７６】
ステップＳ９において、Ｃｕ配線電極１７の温度を１５０℃以上に上げることが好ましい理由は、Ｃｕ配線電極１７の表面に酸化膜が形成させる要因となるＯ原子、ＯＨ基及びＨ２Ｏのガスの量を半量程度にすることができる温度だからである。Ｃｕ配線電極１７の中に含まれるＯ原子、ＯＨ基及びＨ２Ｏのガスの量を半量程度にしておけば、半導体装置が動作したときに、Ｃｕ配線電極１７の中から出るガスによって、Ｃｕ配線電極１７の表面に酸化膜が形成されることは十分抑制される。また、Ｃｕ配線電極１７の温度を１５０℃以上に上げると、拡散防止膜１１がＣｕ配線電極１７から剥離する要因となるＨ原子及びＣＯ２のガスの量も半量程度にすることができる。したがって、Ｃｕ配線電極１７の中に含まれるＨ原子及びＣＯ２のガスの量を半量程度にしておけば、半導体装置が動作したときに、拡散防止膜１１がＣｕ配線電極１７から剥離することが十分抑制される。
【００７７】
Ｃｕ配線電極１７の温度を３００℃以上に上げることが好ましい理由は、Ｃｕ配線電極１７の表面に酸化膜が形成させる要因となるＯ原子、ＯＨ基及びＨ２Ｏのガスが約９０％脱離する温度だからである。Ｃｕ配線電極１７の中に含まれるＯ原子、ＯＨ基及びＨ２Ｏのガスを約９０％脱離させておけば、半導体装置が動作したときに、Ｃｕ配線電極１７の中から出るガスによって、Ｃｕ配線電極１７の表面に酸化膜が形成されることはさらに抑制される。また、Ｃｕ配線電極１７の温度を３００℃以上に上げると、拡散防止膜１１がＣｕ配線電極１７から剥離する要因となるＨ原子及びＣＯ２のガスも約９０％脱離させることができる。Ｃｕ配線電極１７の中に含まれるＨ原子及びＣＯ２のガスを約９０％脱離させると、半導体装置が動作したときに、拡散防止膜１１がＣｕ配線電極１７から剥離することはさらに抑制される。
【００７８】
図１４は、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間ｔ［ｓ］と拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力Ｓ［ＭＰａ］の関係を示すグラフである。拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力は、ｍＥＬＴ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅｄｇｅ  Ｌｉｆｔｏｆｆ  Ｔｅｓｔ）法を用いて調べた試験結果である。拡散防止膜１１の上にエポキシ樹脂を塗布し、エポキシ樹脂と拡散防止膜１１の熱収縮率の違いにより生じるせん断力によって、拡散防止膜１１を引き剥がすことによって調べている。例えば、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極を晒す時間が０秒のとき、密着力は０．１４０ＭＰａである。これは、拡散防止膜１１に０．１４０ＭＰａの力が加わったとき、拡散防止膜１１がＣｕ配線電極１７から剥離したことを示している。
【００７９】
図１４に示すグラフから、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間は１５秒以上１２０秒以下であれば、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が０秒のとき、すなわちＣｕ配線電極１７に対して本発明の実施の形態１のステップＳ９を行わないときよりも密着力が向上することが分かる。また、図１４に示すグラフから、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間は１５秒以上４５秒以下であることがさらに好ましいことが分かる。
【００８０】
ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が１５秒以上１２０秒以下を好ましいとする理由は、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極を晒す時間が０秒のとき、すなわちＣｕ配線電極１７に対して本発明の実施の形態１のステップＳ９を行わないときよりも密着力が確実に向上するということが試験結果から分かったからである。ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が１５秒以上４５秒以下を好ましいとする理由は、密着力の向上率が高いということが試験結果から分かったからである。
【００８１】
本発明の実施の形態１では、ステップＳ９において、Ｃｕ配線電極１７の表面を還元した際に、Ｃｕ配線電極１７の表面には還元工程において使用したＮＨ３由来のＮ原子が付着している。Ｃｕ配線電極１７の還元工程において、ＮＨ３のＨ原子は酸化膜のＯ原子と反応し、Ｈ２Ｏとなって排出されるので、Ｃｕ配線電極１７の表面にはＮＨ３のＮ原子が付着するからである。また、Ｃｕ配線電極１７の表面からは、酸化膜が除去されている。そして、ステップＳ１０は、ステップＳ９に引き続いて行われる。
【００８２】
したがって、Ｃｕ配線電極１７の表面にＯ原子よりもＮ原子の方が多く存在したまま、Ｃｕ配線電極１７を被覆する拡散防止膜１１を形成しているので、Ｃｕ配線電極１７は拡散防止膜１１との界面においてＮ原子をＯ原子よりも多く有することになる。
【００８３】
図１５は、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間ｔ［ｓ］と、Ｃｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との界面におけるＮ／Ｏ（Ｏ原子に対するＮ原子の数）の関係を示すグラフである。Ｃｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との界面におけるＮ／Ｏは、Ｃｕ配線電極１７から拡散防止膜１１を剥離し、ＸＰＳ（Ｘ‐ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による成分分析によって算出した。
【００８４】
図１５に示すグラフから、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が０秒のとき、すなわちＣｕ配線電極１７に対して本発明の実施の形態１のステップＳ９を行わないときより、Ｃｕ配線電極１７に対して本発明の実施の形態１のステップＳ９を行った方が、Ｃｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との界面におけるＯ原子に対するＮ原子の数が増えていることが分かる。そして、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が長くなると、Ｏ原子に対するＮ原子の数は増えていくことが分かる。
【００８５】
すなわち、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が長いほど、Ｃｕ配線電極１７の表面に形成された酸化膜であるＣｕ２ＯやＣｕＯなどは次々と還元されるため、Ｃｕ配線電極１７の表面からはＯ原子が排出され、Ｃｕ配線電極１７の表面にはＮ原子が付着するのである。ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間を長くし、Ｃｕ配線電極１７の表面に形成された酸化膜であるＣｕ２ＯやＣｕＯなどを次々と還元させると、本発明の実施の形態１のステップＳ９の加熱工程においてＣｕ配線電極１７の中のＯ原子などを含むガスの量を減らしやすくすることができると考えられる。したがって、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間を長くすると、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力は向上させることができるように考えられる。
【００８６】
しかしながら、図１４と図１５に示すように、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が１５秒のとき、すなわちＣｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との界面においてＯ原子とＮ原子の数がほぼ同一となったときに、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力は一番高くなる。そしてその後、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が長くなると、すなわちＯ原子に対するＮ原子の数がさらに増えていくと、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力は下がっていくことが分かる。
【００８７】
ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が長くなり、Ｃｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との界面においてＯ原子に対するＮ原子の数が増えると、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力が下がる理由としては、以下のようなことが考えられる。
【００８８】
１つ目としては、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が長くなると、Ｃｕ配線電極１７の表面に付着したＮ原子とＣｕ原子との化合物の膜がＣｕ配線電極１７の表面に形成されると考えられる。ここで、Ｎ原子とＣｕ原子との化合物の膜と拡散防止膜１１との密着力は、化合物による膜が形成されていないＣｕ配線電極１７の表面と拡散防止膜１１との密着力よりも低いことが考えられる。したがって、Ｃｕ配線電極１７の表面にＮ原子とＣｕ原子との化合物の膜が多くなると、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力が低下する可能性がある。
【００８９】
２つ目としては、ＮＨ３雰囲気下にＣｕ配線電極１７を晒す時間が長くなると、Ｃｕ配線電極１７に含まれるＣｕ以外の他の金属などの不純物とＣｕ原子との化合物の膜がＣｕ配線電極１７の表面に形成されると考えられる。ここで、Ｃｕ配線電極１７に含まれる不純物とＣｕ原子との化合物の膜と拡散防止膜１１との密着力は、化合物による膜が形成されていないＣｕ配線電極１７の表面と拡散防止膜１１との密着力よりも低いことが考えられる。したがって、Ｃｕ配線電極１７の表面にＣｕ配線電極１７に含まれる不純物とＣｕ原子との化合物の膜が多くなると、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力が低下する可能性がある。
【００９０】
３つ目としては、Ｃｕ配線電極１７の還元工程において、Ｃｕ配線電極１７の表面に形成されてしまったＮ原子とＣｕ原子との化合物の膜や、Ｃｕ配線電極１７に含まれる不純物とＣｕ原子との化合物の膜が、本発明の実施の形態１のステップＳ９の加熱工程で、Ｃｕ配線電極１７の中からＯ原子などを含むガスを脱離させることを阻害するからという理由が考えられる。
【００９１】
また、Ｃｕ配線電極１７は、ステップＳ９においてＣｕ配線電極１７に対して加熱を行った際に、Ｃｕ配線電極１７の中に含まれるＯ原子やＨ原子、Ｈ２ＯやＣＯ２のガスを脱離させている。そのため、ステップＳ９を行った後のＣｕ配線電極１７は面密度が１×１０１４ｃｍ−２以下のＯ原子を有することになり、ステップＳ９を行う前のＣｕ配線電極中に含まれるＯ原子の面密度よりも低くすることができる。また、ステップＳ９を行った後のＣｕ配線電極１７は面密度が１×１０１５ｃｍ−２以下のＨ原子（水素原子）を有することとなり、ステップＳ９を行う前のＣｕ配線電極１７中に含まれるＨ原子の面密度よりも低くすることができる。
【００９２】
なお、本発明の実施の形態１では半導体素子１８をｎ型の炭化珪素ショットキーバリアダイオードとしたが、ｐ型であっても良いのは言うまでもない。また、本発明の実施の形態１では半導体素子１８の基材としてＳｉＣを用いたが、その他のワイドバンドギャップ半導体でもよい。
【００９３】
ＳｉＣなどのワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子は、高い電圧に耐えることのできるデバイス材料として注目され、高電圧下での動作が求められる。Ｃｕ配線電極１７と拡散防止膜１１との間に酸化膜が形成されると、半導体装置の耐圧は低下する又は不安定になる。そして、半導体装置の破壊や不安定な動作につながりやすくなる。ワイドバンドギャップ半導体を用いて安定な高耐圧動作を実現するためにも、本発明の実施の形態１の半導体装置は重要である。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態１では半導体素子１８としてショットキーバリアダイオードを用いたが、ＪＢＳ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＪＦＥＴ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＰＮダイオードなど、その他のデバイスであっても良いのは言うまでもない。
【００９５】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、本発明の実施の形態１と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ９がステップＳ１９となる。本発明の実施の形態１のステップＳ９ではＣｕ配線電極に対し還元工程と加熱工程を同時に行っていたが、本発明の実施の形態２のステップＳ１９では還元工程と加熱工程を分けて行う。
【００９６】
図１６は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を示す工程フロー図である。本発明の実施の形態１と異なる点についてのみ説明するので、本発明の実施の形態１のステップＳ９と入れ替わる図１６のステップＳ１９についてのみ説明する。図１６に示すステップは、ステップＳ１９以外、図２と同様である。本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を用いても、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法で製造される半導体装置と同じ半導体装置が製造される。
【００９７】
図１６のステップＳ１９では、ＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極１７を還元する還元工程と、還元工程の後に真空雰囲気下でＣｕ配線電極１７を加熱する加熱工程とを行う。まず、ＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極１７を還元する還元工程を行う。第１チップを例えばＣＶＤ装置のチャンバー内に入れ、チャンバー内にＮＨ３を流し込む。そして、ＮＨ３を流し込むと同時にチャンバー内の気体の排出も行う。このときのチャンバー内の温度は、本発明の実施の形態２では特に限定しない。Ｃｕ配線電極１７がＮＨ３雰囲気下に晒される時間、すなわち、第１チップがＮＨ３雰囲気下に晒される時間は、本発明の実施の形態１と同様に、０秒より長く１２０秒以下の時間であることが好ましい。さらに好ましくは、０秒より長く４５秒以下の時間であることである。
【００９８】
次に、ステップＳ１９では、還元工程の後に、真空雰囲気下でＣｕ配線電極１７を加熱する加熱工程を行う。チャンバー内にＮＨ３を流し込むのを止め、チャンバー内の気体の排出のみを行い、第１チップを所定の温度まで上げる。第１チップの温度は、本発明の実施の形態１と同様に、Ｃｕ配線電極１７の温度が１５０℃以上となるまで上げることが好ましい。さらに好ましくは、Ｃｕ配線電極１７の温度が３００℃以上まで上げることである。
【００９９】
本発明の実施の形態２のステップＳ１９の還元工程も、本発明の実施の形態１のステップＳ９の還元工程と同じ目的で行われ、本発明の実施の形態２のステップＳ１９の還元工程によりＣｕ配線電極１７の表面に起きる現象も、本発明の実施の形態１のステップＳ９の還元工程によりＣｕ配線電極１７の表面に起きる現象と同じであり、酸化膜が還元される。また、本発明の実施の形態２のステップＳ１９の加熱工程も、本発明の実施の形態１のステップＳ９の加熱工程と同じ目的で行われ、本発明の実施の形態２のステップＳ１９の加熱工程によりＣｕ配線電極１７の表面に起きる現象も、本発明の実施の形態１のステップＳ９の加熱工程によりＣｕ配線電極１７の表面に起きる現象と同じであり、Ｃｕ配線電極１７の中のガスを脱離する。
【０１００】
本発明の実施の形態１のステップＳ９と同様に、本発明の実施の形態２のステップＳ１９においても、Ｃｕ配線電極１７を還元する還元工程とＣｕ配線電極１７を加熱する加熱工程の両方を行わなければならない。
【０１０１】
また、本発明の実施の形態２では、ステップＳ１９においてＮＨ３雰囲気下での還元工程を先に行い、還元工程の後に真空雰囲気下での加熱工程を行わなければならない。もし仮に、真空雰囲気下での加熱工程を先に行い、加熱工程の後にＮＨ３雰囲気下での還元工程を行ったとすると、Ｃｕ配線電極１７の表面の酸化膜が除去される前に加熱工程が行われることになり、Ｃｕ配線電極１７の表面の酸化膜が、加熱工程においてＣｕ配線電極１７の中からガスを脱離させることを阻害し、Ｃｕ配線電極１７の中からガスが脱離できないからである。
【０１０２】
本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法を用いても、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法で製造される半導体装置と同じ半導体装置が製造されるので、本発明の実施の形態２も本発明の実施の形態１と同様の効果を有する。
【０１０３】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、本発明の実施の形態１又は実施の形態２と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法は、本発明の実施の形態１（又は本発明の実施の形態２）にかかる半導体装置の製造方法からステップＳ５をなくしている。そしてそれに伴いステップＳ８もなくされる。本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置は、本発明の実施の形態１（又は本発明の実施の形態２）にかかる半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置から金属層７を除いた構成となる。
【０１０４】
図１７は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置である。図１７に示す半導体装置は、図１の半導体装置から金属層７を除いた構成であり、その他の構成は図１の半導体装置と同様である。
【０１０５】
金属層７は、本発明の実施の形態１の半導体装置において、Ｃｕ配線電極１７のショットキー電極５への密着力の改善と、第１のＣｕ層８のＣｕがドリフト層２へ拡散するのを防止するために設けられていた。しかしながら、バリアメタル層６に用いられる材料によっては、金属層７がなくても、Ｃｕ配線電極１７のショットキー電極５への密着力を十分確保できる場合がある。例えば、バリアメタル層６にＷ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏなどの材料が用いられる場合である。
【０１０６】
また、ステップＳ６でＣｕ配線電極１７を形成する方法に、例えば、リフトオフ法を用いて第１のＣｕ膜８をバリアメタル層６の上面のみに形成する方法を採用すれば、第１のＣｕ層８のＣｕがドリフト層２へ拡散する問題を解決することができる。
【０１０７】
すなわち、バリアメタル層６に用いられる材料及びＣｕ配線電極１７の形成方法によっては、金属層７を設けなくてもよいのである。これにより、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法では、製造工程の削減が可能となる。
【０１０８】
本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法を用いても、本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法のステップＳ９（又は本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法のステップＳ１９）を備えている点は変わらないので、本発明の実施の形態３も本発明の実施の形態１と同様の効果を有する。
【０１０９】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、本発明の実施の形態１又は実施の形態２と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法では、本発明の実施の形態１（又は本発明の実施の形態２）の半導体装置の製造方法のステップＳ５において金属層７を形成するとき及びステップＳ６において第１のＣｕ層８を形成するときに、金属層７及び第１のＣｕ層８の形状を、上から見たときにショットキー電極５及びバリアメタル層６の形状と同じになるようにすることを特徴とする。
【０１１０】
図１８は、本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置である。図１８の半導体装置は、金属層７及び第１のＣｕ層８を含むＣｕ配線電極１７の形状を、上から見たときにショットキー電極５及びバリアメタル層６の形状と同じようにしたのみであり、図１の半導体装置と構成要素は同様である。
【０１１１】
本発明の実施の形態１では、先にショットキー電極５及びバリアメタル層６を形成し、後から金属層７及び第１のＣｕ層８を形成していた。そのため、金属層７及び第１のＣｕ層８のパターン形成時のレジストマスク１６の位置ずれによる金属層７及び第１のＣｕ層８の形状異常を防止するために、後から形成する金属層７及び第１のＣｕ層８の形状をショットキー電極５及びバリアメタル層６より小さく形成していた。
【０１１２】
本発明の実施の形態４では、ショットキー電極５、バリアメタル層６、金属層７及び第１のＣｕ層８を上から見たときに同一の形状にするので、パターン加工する際のリソグラフィ工程を一度で済ませることができる。そのため、本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法では、製造時間の削減が可能となる。さらに、ショットキー電極５、バリアメタル層６、金属層７及び第１のＣｕ層８を上から見たときに同一の形状にすることにより、裾部を減らすことができるため、拡散防止膜１１のカバレッジ性の向上も実現できる。以上により、本発明の実施の形態４では、半導体装置の歩留りが向上し、半導体装置の製造コスト削減を可能とする。
【０１１３】
本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法を用いても、本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法のステップＳ９（又は本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法のステップＳ１９）を備えている点は変わらないので、本発明の実施の形態４も本発明の実施の形態１と同様の効果を有する。
【０１１４】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５では、本発明の実施の形態１から実施の形態４と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法では、本発明の実施の形態１から実施の形態４の半導体装置の製造方法のステップＳ１２の後にさらに４つの工程を備えている。
【０１１５】
本発明の実施の形態１では、半導体装置を図１に示すような半導体素子１８とＣｕ配線電極１７と拡散防止膜１１と有機樹脂膜１０とが用いられたいわゆる半導体チップとした。しかしながら、本明細書中で半導体装置とは、図１に示すような半導体チップだけを示すものではなく、半導体チップに加えて絶縁基板やリードなどを搭載したいわゆるパワーモジュールも含むものとする。以下、本発明の実施の形態５では、半導体装置をいわゆるパワーモジュールとして説明する。なお、本発明の実施の形態２から４では、半導体装置をいわゆる半導体チップとして説明していた。
【０１１６】
図１９は、本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置である。図１９の半導体装置は、半導体チップ２２と、半導体チップ２２と接合材３０を介して接合された絶縁基板３１と、絶縁基板３１と接合材２６を介して接合された冷却器２７と、半導体チップ２２上に接合材２９を介して接合されたリード２１と、半導体チップ２２と絶縁基板３１とリード２１とを封止する封止樹脂２８とを備えている。絶縁基板３１は、絶縁セラミックス２４の一方の面上に第１の導体２３を有し、他方の面上に第２の導体２５を有する。図１９の半導体チップ２２は、以下では、本発明の実施の形態１で製造されたものを例として説明する。
【０１１７】
本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法は、本発明の実施の形態１の製造方法に、以下に示すステップ２１からステップＳ２４の工程をさらに備えている。ステップＳ２１は、半導体チップ２２の一方の面上に接合材３０を介して絶縁基板３１を接合する工程である。半導体チップ２２の一方の面上とは、本発明の実施の形態１の半導体素子１８のＣｕ配線電極１７が形成された面と反対側の面上である。本明細書では、半導体素子１８の基板１のドリフト層２が形成された側を上として説明しているので、すなわち、絶縁基板３１は、半導体素子１８の下に接合される。絶縁基板３１は、半導体素子１８の下に接合されれば良いので、絶縁基板３１と半導体素子１８との間に裏面外部出力電極１３や接合材３０などが入ってもよい。
【０１１８】
ステップＳ２２は、絶縁基板３１の半導体チップ２２が接合された面と反対側の面上に、接合材２６を介して冷却器２７を接合する工程である。絶縁基板３１の半導体チップ２２が接合された面と反対側の面上とは、絶縁基板３１の下を示す。冷却器２７は、絶縁基板３１の下に接合されれば良いので、冷却器２７と絶縁基板３１との間に接合材２６やその他の部材などが入ってもよい。
【０１１９】
ステップＳ２３は、半導体チップ２２の他方の面上に接合材２９を介してリード２１を接合する工程である。半導体チップ２２の他方の面上とは、本発明の実施の形態１のＣｕ配線電極１７の一部露出している面上を示す。すなわち、Ｃｕ配線電極１７の上にリード２１が接合される。リード２１は、Ｃｕ配線電極１７の上に接合されれば良いので、リード２１とＣｕ配線電極１７との間に接合材２９やその他の部材などが入ってもよい。
【０１２０】
ステップＳ２４は、半導体チップ２２、絶縁基板３１及びリード２１を封止樹脂２８で封止する工程である。
【０１２１】
本発明の実施の形態５では、冷却器２７を半導体チップ２２の裏面外部出力電極１３側（半導体チップ２２の下）に設置しているが、半導体チップ２２のＣｕ配線電極１７側（半導体チップ２２の上）に設置してもよい。もちろん、半導体チップ２２の上下の両方に設置してもよい。
【０１２２】
本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法で製造される半導体装置は、２００℃を超える温度下で動作させることが可能である。また、半導体チップ２２と冷却器２７との間の熱抵抗を抑えた構造を用いることにより、半導体装置の小型化が実現でき、汎用性が拡大する。これによって、インバータの小型化も実現できる。
【０１２３】
本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法を用いても、本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法のステップＳ９（又は本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法のステップＳ１９）を備えている点は変わらないので、本発明の実施の形態５も本発明の実施の形態１と同様の効果を有する。
【０１２４】
実施の形態６．
本発明の実施の形態６では、本発明の実施の形態１から本発明の実施の形態５と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法は、本発明の実施の形態１から本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ９又はステップＳ１９の還元工程において使用する気体をＮＨ３からＨ２に変えたのみである。
【０１２５】
本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法から本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法とほぼ同じである。例えば、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法が、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法とほぼ同じ場合、図２に示すステップをすべて含む。本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法が、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法とほぼ同じ場合、図１６に示すステップをすべて含む。
【０１２６】
本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法が本発明の実施の形態１から本発明の実施の形態５と唯一異なる点は、図２のステップ９又は図１６のステップ１９の還元工程において、チャンバー内に流し込む気体の種類である。本発明の実施の形態１から本発明の実施の形態５ではＮＨ３であったのに対し、本発明の実施の形態６では、ＮＨ３の代わりにＨ２（水素）を使用する。
【０１２７】
図２０は、ステップ９又はステップ１９の還元工程の条件Ｃと、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力Ｓ［ＭＰａ］の関係を示すグラフである。ステップ９又はステップ１９の還元工程の条件Ｃは、図２０に示すように、ｃ０からｃ４のいずれかとした。ｃ０がステップＳ９又はステップＳ１９を行わない場合、ｃ１がＣｕ配線電極１７をＮＨ３雰囲気下に１５秒晒す場合、ｃ２がＣｕ配線電極１７をＨ２雰囲気下に１５秒晒す場合、ｃ３がＣｕ配線電極１７をＨ２雰囲気下に３０秒晒す場合、ｃ４がＣｕ配線電極１７をＳｉＨ４（シラン）雰囲気下に１５秒晒す場合である。図２０より、ステップ９又はステップＳ１９の還元工程において、Ｃｕ配線電極１７をＨ２雰囲気下に晒したｃ１からｃ４において、拡散防止膜１１のＣｕ配線電極１７への密着力は、ステップＳ９又はステップＳ１９を行わない場合であるｃ０よりも向上していることが分かる。
【０１２８】
ＮＨ３の代わりにＨ２を使用しても、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ９又はステップＳ１９の還元工程も、本発明の実施の形態１のステップＳ９及び本発明の実施の形態２のステップ１９の還元工程と同じ目的で行われる。そして、本発明の実施の形態６のステップＳ９又はステップＳ１９の還元工程によりＣｕ配線電極１７の表面に起きる現象も、本発明の実施の形態１のステップＳ９及び本発明の実施の形態２のステップ１９の還元工程によりＣｕ配線電極１７の表面に起きる現象とほぼ同じであり、Ｃｕ配線電極１７の表面に形成されていた酸化膜が還元される。
【０１２９】
ＮＨ３の代わりにＨ２を使用する場合は、Ｈ２のＨ原子はＣｕ配線電極１７の表面の酸化膜のＯ原子と反応し、Ｈ２ＯとなってＣｕ配線電極１７の表面から排出されるのみである。したがって、本発明の実施の形態１のステップＳ９及び本発明の実施の形態２のステップ１９の還元工程のように、Ｃｕ配線電極１７の表面にＮ原子が付着することはない。
【０１３０】
本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ９の加熱工程は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法のステップ９の加熱工程と同じである。同様に、本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法のステップＳ１９の加熱工程は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法のステップ１９の加熱工程と同じである。
【０１３１】
本発明の実施の形態６にかかる半導体装置の製造方法を用いても、本発明の実施の形態１又は本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製造方法で製造される半導体装置と同じ半導体装置が製造されるので、本発明の実施の形態６も本発明の実施の形態１から本発明の実施の形態５と同様の効果を有することも言うまでもない。
【０１３２】
なお、本発明は、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ること、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。各実施の形態において例示された各構成要素の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図における各構成要素の寸法は、実際の寸法と異なる場合がある。
【符号の説明】
【０１３３】
１  基板、２  ドリフト層、３  ガードリング領域、４  ＪＴＥ領域、５  ショットキー電極、６  ドリフト層、７  金属層、８  第１のＣｕ層、９  第２のＣｕ層、１０  有機樹脂膜、１１  拡散防止膜、１２  オーミック電極、１３  裏面外部出力電極、１５  エッチングマスク、１６  レジストマスク、１７  Ｃｕ配線電極、１８  半導体素子、２１  リード、２２  半導体チップ、２３  第１の導体、２４  絶縁セラミックス、２５  第２の導体、２６，２９，３０  接合材、２７  冷却器、２８  封止樹脂、３１  絶縁基板。
【図１】
2016157616.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月12日(2016.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＮＨ３雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程と同時に、前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項２】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＮＨ３雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程の後に、真空雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項３】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＨ２雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程の後に、真空雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５０度以上の温度に加熱されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程において、前記Ｃｕ配線電極は３００度以上の温度に加熱されること特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上１２０秒以下の時間前記ＮＨ３雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上４５秒以下の時間前記ＮＨ３雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上１２０秒以下の時間前記Ｈ２雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上４５秒以下の時間前記Ｈ２雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体素子の下に絶縁基板を接合する工程と、
前記絶縁基板の下に冷却器を接合する工程と、
前記Ｃｕ配線電極の上にリードを接合する工程と、
前記半導体素子と前記Ｃｕ配線電極と前記絶縁基板と前記リードとを封止樹脂で封止する工程と、
をさらに備えた
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子と電気的に接続され、前記半導体素子の上に形成されたＣｕ配線電極と、
前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜と、
前記拡散防止膜を被覆する有機樹脂膜と、
を備え、
前記Ｃｕ配線電極は、前記拡散防止膜との界面において、窒素原子を酸素原子よりも多く有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
前記拡散防止膜は、窒化物であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記拡散防止膜は、シリコン窒化物であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記Ｃｕ配線電極は、面密度が１×１０１４ｃｍ−２以下の酸素原子を有することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記Ｃｕ配線電極は、面密度が１×１０１５ｃｍ−２以下の水素原子を有することを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、ワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、酸素を含まないＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極を加熱する加熱工程と、加熱工程の後に連続してＣｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程とを備えたことを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月25日(2016.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＮＨ３雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程と同時に、前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項２】
２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＮＨ３雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程の後に、真空雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項３】
２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＨ２雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程の後に、真空雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５０度以上の温度に加熱されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程において、前記Ｃｕ配線電極は３００度以上の温度に加熱されること特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上１２０秒以下の時間前記ＮＨ３雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上４５秒以下の時間前記ＮＨ３雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上１２０秒以下の時間前記Ｈ２雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上４５秒以下の時間前記Ｈ２雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体素子の下に絶縁基板を接合する工程と、
前記絶縁基板の下に冷却器を接合する工程と、
前記Ｃｕ配線電極の上にリードを接合する工程と、
前記半導体素子と前記Ｃｕ配線電極と前記絶縁基板と前記リードとを封止樹脂で封止する工程と、
をさらに備えた
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子と電気的に接続され、前記半導体素子の上に形成されたＣｕ配線電極と、
前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜と、
前記拡散防止膜を被覆する有機樹脂膜と、
を備え、
前記Ｃｕ配線電極は、前記拡散防止膜との界面において、窒素原子を酸素原子よりも多く有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
前記拡散防止膜は、窒化物であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記拡散防止膜は、シリコン窒化物であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記Ｃｕ配線電極は、面密度が１×１０１４ｃｍ−２以下の酸素原子を有することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記Ｃｕ配線電極は、面密度が１×１０１５ｃｍ−２以下の水素原子を有することを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法によりＣｕ配線電極を形成する工程と、酸素を含まないＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極を加熱する加熱工程と、加熱工程の後に連続してＣｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程とを備えたことを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月17日(2017.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法により６μｍ以上１００μｍ以下の厚さのＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＮＨ３雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程と同時に、前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項２】
２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法により６μｍ以上１００μｍ以下の厚さのＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＮＨ３雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程の後に、真空雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項３】
２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法により６μｍ以上１００μｍ以下の厚さのＣｕ配線電極を形成する工程と、
酸素を含まないＨ２雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を還元する還元工程と、
前記還元工程の後に、真空雰囲気下で前記Ｃｕ配線電極を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、連続して前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５０度以上の温度に加熱されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程において、前記Ｃｕ配線電極は３００度以上の温度に加熱されること特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上１２０秒以下の時間前記ＮＨ３雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上４５秒以下の時間前記ＮＨ３雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上１２０秒以下の時間前記Ｈ２雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記還元工程において、前記Ｃｕ配線電極は１５秒以上４５秒以下の時間前記Ｈ２雰囲気下に晒されることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体素子の下に絶縁基板を接合する工程と、
前記絶縁基板の下に冷却器を接合する工程と、
前記Ｃｕ配線電極の上にリードを接合する工程と、
前記半導体素子と前記Ｃｕ配線電極と前記絶縁基板と前記リードとを封止樹脂で封止する工程と、
をさらに備えた
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
２００度を超える温度で動作したワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子と電気的に接続され、前記半導体素子の上に形成された６μｍ以上１００μｍ以下の厚さのＣｕ配線電極と、
前記Ｃｕ配線電極を被覆する拡散防止膜と、
前記拡散防止膜を被覆する有機樹脂膜と、
を備え、
前記Ｃｕ配線電極は、前記拡散防止膜との界面において、窒素原子を酸素原子よりも多く有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
前記拡散防止膜は、窒化物であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記拡散防止膜は、シリコン窒化物であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記Ｃｕ配線電極は、面密度が１×１０１４ｃｍ−２以下の酸素原子を有することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記Ｃｕ配線電極は、面密度が１×１０１５ｃｍ−２以下の水素原子を有することを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、２００度を超える温度で動作するワイドバンドギャップ半導体を基材とする半導体素子の上にめっき法により６μｍ以上１００μｍ以下の厚さのＣｕ配線電極を形成する工程と、酸素を含まないＮＨ３雰囲気下でＣｕ配線電極を還元する還元工程と、還元工程と同時にＣｕ配線電極を加熱する加熱工程と、加熱工程の後に連続してＣｕ配線電極を被覆する拡散防止膜を形成する工程と、拡散防止膜を有機樹脂膜で被覆する封止工程とを備えたことを特徴とする。
【国際調査報告】
2016157616.tif 000023
2016157616.tif 000024
2016157616.tif 000025
2016157616.tif 000026
2016157616.tif 000027