(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーミック金属層と表面金属層を備えた上側電極と、下側電極とを有する半導体装置を製造する方法であって、
半導体ウエハの上面に、少なくともダイシング領域を回避して、半導体ウエハの上面とオーミック接触するオーミック金属層を形成するオーミック金属層形成工程と、
半導体ウエハの下面に、スパッタリングによって下側電極を形成する下側電極形成工程と、
下側電極の表面に、下側電極を形成した装置と同一の装置を用いたスパッタリングによって酸化シリコン層を形成する酸化シリコン層形成工程と、
金属の表面だけにメッキ層が形成されるメッキ法によって、オーミック金属層の表面に、ニッケルと銅の少なくとも一方を含む表面金属層を形成する表面金属層形成工程と、
エッチングにより酸化シリコン層を除去する酸化シリコン層除去工程と、
ダイシング領域に沿って半導体ウエハをダイシングするダイシング工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
遅くても下側電極形成工程より前に、半導体ウエハの下面の中央部を研削またはエッチングして、半導体ウエハの中央部を薄くする薄型化工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体ウエハの上面のうちのダイシング領域によって区画される装置領域内に、複数の上側電極を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体ウエハの下面にイオンを注入し、イオン注入後の半導体ウエハを熱処理する拡散層形成工程と、
早くても拡散層形成工程より後に、表面金属層の表面に、金と白金と銀のうちの少なくとも１つを含む金属層を形成する金属層形成工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハから、上側電極と下側電極を有する半導体装置を製造する方法に関する。なお、本明細書においては、「半導体ウエハ」はダイシング前の半導体を意味し、「半導体基板」はダイシング後（すなわち、個々の半導体装置に分離した後）の半導体を意味する。
【背景技術】
【０００２】
モータのインバータ制御等に用いられる大電流制御用の半導体装置が知られている。この種の半導体装置は、大電流を扱うことから発熱量が高い。そこで、半導体装置の上面に形成されている上側電極を電極板等にはんだ接合する技術が知られている。はんだ接合すると、半導体装置から電極板へ向かう熱伝導率を上昇させて、半導体装置の放熱性能を向上させることができる。上側電極をはんだ接合するためには、上側電極の表面に、はんだ濡れ性が高いニッケルや銅を含む金属層（以下では、表面金属層という）を形成する必要がある。
半導体ウエハには、通常は複数の半導体装置が形成される。半導体ウエハに形成された複数の半導体装置は、ダイシングして個々の半導体装置に分離される。電極（すなわち、金属）をダイシングすると、金属の延性によりチッピング等の不具合が発生し易い。したがって、通常は、上側電極はダイシング領域（ダイシング時に削り取られる領域）を回避するようにパターニングして形成される。また、複数の上側電極を有する半導体装置（例えば、上面にエミッタ電極とゲート電極を有するＩＧＢＴ等）では、個々の装置領域（ダイシング領域によって区画された領域）内でも、各上側電極が適切な位置に配置されるようにパターニングして形成される。一般的に用いられる上側電極（アルミニウム等）は、エッチング等を用いて高精度にパターニングすることができる。一方、ニッケル等の表面金属層は精密なエッチングが困難であり、パターニングして形成することが難しい。したがって、表面金属層は、メッキ（電解メッキまたは無電解メッキ）により形成される。すなわち、半導体ウエハの上面にエッチングし易い金属層をパターニングして形成し、その金属層の表面に表面金属層をメッキによって形成する。このとき、金属層の表面だけにメッキ層を形成するメッキ法を用いる。この方法によれば、表面金属層を備えた上側電極を高精度にパターニングして形成することができる。また、メッキ法によれば、表面金属層を厚く形成することが容易であり、上側電極の放熱性能を向上できるという利点もある。
一方、下側電極は、通常は、半導体ウエハの下面全域に形成される。ダイシング時には下側電極ごと半導体ウエハが切断される。電極（すなわち、金属）をダイシングするときには、金属の延性によりチッピング等の不具合が発生し易い。したがって、ダイシング時の不具合を抑制するために、下側電極は薄く形成することが好ましい。すなわち、下側電極は、薄い層を形成可能なスパッタリングにより形成することが好ましい。なお、上側電極は、ダイシング領域を避けて形成するので、メッキにより厚く形成しても問題はない。
【０００３】
このように、表面金属層をメッキにより形成し、下側電極をスパッタリングにより形成する半導体装置の製造方法が、特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、まず、半導体ウエハの上面に、オーミック金属層（アルミニウム層）をパターンニングして形成する。その後、半導体ウエハの下面研磨等を実施した後に、半導体ウエハの下面にスパッタリングによって下側電極を形成する。次に、形成した下側電極の表面にマスキングテープ（ダイシングテープ）を接着し、下側電極の表面をマスキングする。次に、マスキングテープごと半導体ウエハを無電解ニッケルメッキ液に含浸し、オーミック金属層の表面に表面金属層（ニッケル層）を形成する。これによって、オーミック金属層と表面金属層からなる上側電極を形成する。なお、メッキ時には下側電極はマスキングテープでマスキングされているので、下側電極の表面にはメッキ層（ニッケル層）が形成されない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０２７４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術によれば、上側電極の表面金属層をメッキにより高精度に形成することができるとともに、下側電極をスパッタリングによって薄く形成することができる。しかしながら、この技術では、メッキ処理の間に、マスキングテープの接着剤がメッキ液中に溶出する場合がある。メッキ液に対する耐性を向上させる処理を施したとしても、接着剤の溶出を完全に防止することはできない。メッキ液中に接着剤が溶出すると、溶出した接着剤がオーミック金属層の表面に付着することがある。接着剤がオーミック金属層の表面に付着すると、その付着箇所には表面金属層が形成されず、上側電極を好適に形成することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、好適に表面金属層を形成することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法では、半導体ウエハから上側電極と下側電極とを有する半導体装置を製造する。上側電極は、オーミック金属層と表面金属層を備えている。この製造方法は、オーミック金属層形成工程と、下側電極形成工程と、酸化シリコン層形成工程と、表面金属層形成工程と、酸化シリコン層除去工程と、ダイシング工程を有している。オーミック金属層形成工程では、半導体ウエハの上面に、半導体ウエハの上面とオーミック接触するオーミック金属層を形成する。オーミック金属層は、少なくともダイシング領域を回避して形成する。下側電極形成工程では、半導体ウエハの下面に、スパッタリングによって下側電極を形成する。酸化シリコン層形成工程では、下側電極の表面に、酸化シリコン層を形成する。表面金属層形成工程では、金属の表面だけにメッキ層が形成されるメッキ法によって、オーミック金属層の表面に、ニッケルと銅の少なくとも一方を含む表面金属層を形成する。酸化シリコン層除去工程では、エッチングにより酸化シリコン層を除去する。ダイシング工程では、ダイシング領域に沿って半導体ウエハをダイシングする。
なお、オーミック金属層は、複数の金属層を積層した構造であってもよい。例えば、オーミック金属層を、半導体基板とオーミック接触する金属層と、はんだ接合時にはんだの拡散を防止するチタン層との積層構造としてもよい。同様に、表面金属層と下側電極も、複数の金属を積層した構造であってもよい。
この半導体装置の製造方法では、下側電極の表面を酸化シリコン層で覆った状態で、メッキを行う。これによって、メッキ時に下側電極の表面にメッキ層が形成されることが防止される。したがって、オーミック金属層の表面だけに、表面金属層を形成することができる。また、接着剤を用いることなく下側電極の表面を覆うことができるので、メッキ液中に接着剤が溶出することもない。好適に表面金属層を形成することができる。
【０００８】
本発明の製造方法の酸化シリコン層形成工程では、スパッタリングによって酸化シリコン層を形成することが好ましい。
このような構成によれば、下側電極をスパッタリングによって形成した後に、引き続き同じスパッタリング装置を用いて酸化シリコン層を形成することができる。高い製造効率で半導体装置を製造することができる。
【０００９】
半導体装置内の電流経路を低抵抗化するために、半導体装置の製造時に半導体ウエハを薄型化する技術が知られている。上述した従来の製造方法（下側電極の表面にマスキングテープを接着した状態でメッキする製造方法）においても半導体ウエハの薄型化が行われている。但し、上述した従来の製造方法では、半導体ウエハの下面全体を研磨して、半導体ウエハ全体を薄型化している。これは、半導体ウエハの下面（すなわち、下側電極の表面）にマスキングテープを密着させるために、半導体ウエハの下面を平坦化する必要があるためであると考えられる。しかしながら、このように半導体ウエハ全体を薄型化すると、半導体ウエハの強度が極めて弱くなるという問題がある。
本発明の半導体装置の製造方法では、遅くても下側電極形成工程より前に、半導体ウエハの下面の中央部を研削またはエッチングして、半導体ウエハの中央部を薄くする薄型化工程をさらに有していることが好ましい。
このような構成によれば、半導体装置が形成される領域である半導体ウエハの中央部が薄型化されるので、製造される半導体装置の特性を向上させることができる。また、元の厚さを維持している半導体ウエハの外周部によって半導体ウエハの中央部が支持されるので、半導体ウエハの強度はそれほど低下しない。また、この製造方法では、酸化シリコン層によって下側電極の表面を覆うので、酸化シリコン層の形成時に半導体ウエハの下面の凹部が邪魔になることもない。適切に下側電極の表面を酸化シリコン層で覆うことができる。
【００１０】
上述した本発明の製造方法では、半導体ウエハの上面のうちのダイシング領域によって区画される装置領域内に、複数の上側電極を形成することが好ましい。
このように、上側電極を複数形成する場合には、表面金属層を高精度に形成可能な本発明の製造方法が特に適している。
【００１１】
上述した本発明の製造方法は、拡散層形成工程と金属層形成工程をさらに有していることが好ましい。拡散層形成工程では、半導体ウエハの下面にイオンを注入し、イオン注入後の半導体ウエハを熱処理する。金属層形成工程では、表面金属層の表面に、金と白金と銀のうちの少なくとも１つを含む金属層を形成する。金属層形成工程は、早くても、拡散層形成工程より後に実施する。
このような構成によれば、表面金属層の表面に金と白金と銀のうちの少なくとも１つを含む金属層が形成されるので、表面金属層の表面の酸化を防止することができる。したがって、より好適に上側電極をはんだ接合することが可能となる。また、金属層形成工程は、拡散層形成工程より後に行われるので、形成した金属層（金と白金と銀の少なくとも１つを含む金属層）が拡散層形成工程の熱処理によって拡散（消失）することもない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体装置の表面金属層を好適に形成することができる。上側電極（オーミック金属層と表面金属層）と、下側電極を備えた半導体装置を好適に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（特徴１）オーミック金属層は、アルミニウムと、アルミニウム−シリコン合金と、チタンのいずれかにより形成されている。
（特徴２）表面金属層は、無電解メッキにより形成する。
【実施例】
【００１４】
本発明をＩＧＢＴの製造方法に適用した実施例の製造方法について説明する。図１は、実施例の製造方法により製造するＩＧＢＴ１０の概略断面図を示している。図１に示すように、ＩＧＢＴ１０は、主にシリコンからなる半導体基板１２と、半導体基板１２の上面１２ａ及び下面１２ｂに形成された電極、絶縁層等により構成されている。
【００１５】
図１に示すように、半導体基板１２の上面１２ａには複数のトレンチ３０が規則的に間隔を隔てて形成されている。トレンチ３０の壁面はゲート絶縁膜４０で覆われている。トレンチ３０の内部には、ゲート電極４２が充填されている。
【００１６】
半導体基板１２の下面１２ｂに臨む領域には、ｐ型のコレクタ層１４が形成されている。コレクタ層１４の上側に、ｎ型のドリフト層１６が形成されている。ドリフト層１６の上側の所定領域内に、ｐ型のボディ層２０が形成されている。上述したトレンチ３０は、ボディ層２０を貫通してドリフト層１６に達する深さまで伸びている。半導体基板１２の上面１２ａに臨む領域には、ｎ型のエミッタ領域２２とｐ型のボディコンタクト領域２４が形成されている。エミッタ領域２２は、ゲート絶縁膜４０と接する領域に形成されている。ボディコンタクト領域２４は、２つのエミッタ領域２２の間に形成されている。ボディコンタクト領域２４中のｐ型不純物濃度は、ボディ層２０中のｐ型不純物濃度よりも高い。半導体基板１２の上面１２ａに臨む領域のうち、半導体基板１２の縁部１２ｃ近傍の領域には、ｐ型のリサーフ層２６が形成されている。リサーフ層２６中のｐ型不純物濃度は、ボディ層２０中のｐ型不純物濃度よりも低い。
【００１７】
半導体基板１２の上面１２ａには、層間絶縁膜４４が形成されている。ゲート電極４２の上面とリサーフ層２６の上面は、層間絶縁膜４４によって覆われている。図示していないが、半導体基板１２の上面１２ａには、ゲート配線（金属配線）が形成されている。ゲート配線は、図示しない位置で各ゲート電極４２と電気的に接続されている。また、図示していないが、ゲート配線には、外部と電気的に接続するためのパッドが設けられている。半導体基板１２の上面１２ａのうちボディ層２０が分布している範囲には、エミッタ電極４６が形成されている。エミッタ電極４６は、エミッタ領域２２とボディコンタクト領域２４にオーミック接触している。また、エミッタ電極４６は、層間絶縁膜４４によってゲート電極４２及びゲート配線から絶縁されている。
【００１８】
図２は、エミッタ電極４６の拡大断面図を示している。図示するように、エミッタ電極４６は、アルミニウム層４６ａと、チタン層４６ｂと、ニッケル層４６ｃと、金（Ａｕ）層４６ｄの４つの金属層が積層された積層構造を備えている。アルミニウム層４６ａは、半導体基板１２（すなわち、エミッタ領域２２とボディコンタクト領域２４）とオーミック接触している。また、アルミニウム層４６ａは、層間絶縁膜４４にも接している。チタン層４６ｂはアルミニウム層４６ａの表面に形成されている。チタン層４６ｂは、エミッタ電極４６がはんだ付けされるときに、はんだの構成金属が半導体基板１２へ拡散するのを防止する。ニッケル層４６ｃは、チタン層４６ｂの表面に形成されている。ニッケル層４６ｃは、はんだ濡れ性が高く、はんだと強固に接続される。金層４６ｄは、ニッケル層４６ｃの表面に形成されている。金層４６ｄは、ニッケル層４６ｃの表面の酸化を防止する。なお、図２では、図の見易さを考慮して各金属層４６ａ〜４６ｄを同じ厚さで示しているが、実際には、ニッケル層４６ｃは他の金属層に比べて厚い層であり、金層４６ｄは他の金属層に比べて非常に薄い層である。
また、図示していないが、上述したゲート配線のパッドも、エミッタ電極４６と同様の積層構造を備えている。本実施例では、エミッタ電極４６とゲート配線のパッドが、外部とはんだ接合される上側電極である。
【００１９】
図１に示すように、半導体基板１２の下面１２ｂには、コレクタ電極（下側電極）４８が形成されている。コレクタ電極４８は、半導体基板１２の下面１２ｂ全域に形成されている。なお、図１では、コレクタ電極４８とエミッタ電極４６を略同じ厚さで示しているが、実際にはコレクタ電極４８はエミッタ電極４６に比べて非常に薄い。
図３は、コレクタ電極４８の拡大断面図を示している。図示するように、コレクタ電極４８は、アルミニウム層４８ａと、チタン層４８ｂと、ニッケル層４８ｃと、金（Ａｕ）層４８ｄの４つの金属層が積層された積層構造を備えている。アルミニウム層４８ａは、半導体基板１２の下面１２ｂとオーミック接触している。チタン層４８ｂはアルミニウム層４８ａの表面に形成されている。ニッケル層４８ｃは、チタン層４８ｂの表面に形成されている。金層４８ｄは、ニッケル層４８ｃの表面に形成されている。なお、図３では、図の見易さを考慮して各金属層４８ａ〜４８ｄを同じ厚さで示しているが、実際には、ニッケル層４８ｃは他の金属層に比べて厚い層であり、金層４８ｄは他の金属層に比べて非常に薄い層である。
【００２０】
上述したＩＧＢＴ１０は、はんだ接合により外部と接続される。
すなわち、上側電極（エミッタ電極４６とゲート配線のパッド）は、はんだ接合により外部の電極板に接続される。ニッケル層４６ｃのはんだ濡れ性がよく、金層４６ｄによってニッケル層４６ｃ表面の酸化が防止されているので、上側電極を好適にはんだ接合することができる。また、はんだ接合時には、チタン層４６ｂによってはんだの構成金属（錫等）の半導体基板１２中への拡散が防止される。上側電極を外部の電極板にはんだ接合することで、ワイヤーボンディング等を用いる場合に比べてＩＧＢＴ１０の放熱性能を向上させることができる。
また、コレクタ電極４８も、はんだ接合により外部の電極板に接続される。コレクタ電極４８は、上側電極と同じ積層構造を備えているので、好適にはんだ接合される。コレクタ電極４８を外部の電極板にはんだ接合することで、導電性ペースト等を用いる場合に比べてＩＧＢＴ１０の放熱性能を向上させることができる。
【００２１】
次に、ＩＧＢＴ１０の製造方法について説明する。図４は、ＩＧＢＴ１０の製造工程を示すフローチャートである。ＩＧＢＴ１０は、ｎ型の半導体ウエハ１００（インゴットから切り出された略円板状のシリコンウエハ）から製造される。１枚の半導体ウエハ１００から複数のＩＧＢＴ１０が製造される。
【００２２】
ステップＳ２では、半導体ウエハ１００の上面に、上側ＩＧＢＴ構造（すなわち、ボディ層２０、エミッタ領域２２、ボディコンタクト領域２４、リサーフ層２６、トレンチ３０、ゲート絶縁膜４０、ゲート電極４２、ゲート配線及び層間絶縁膜４４）を形成する。上側ＩＧＢＴ構造の形成方法は従来公知の方法であるので、詳細な説明は省略する。
【００２３】
ステップＳ４では、上側電極（すなわち、エミッタ電極４６とゲート配線のパッド）のアルミニウム層４６ａを形成する。すなわち、まず、スパッタリングにより半導体ウエハ１００の上面全域にアルミニウム層４６ａを形成する。次に、アルミニウム層４６ａを選択的にエッチングして、アルミニウム層４６ａを上側電極に対応した形状にパターニングする。図５は、ステップＳ４実施後の半導体ウエハ１００の断面を示している。図５では、後のダイシング工程で削り取られるダイシング領域１０２を含む半導体ウエハ１００の断面（隣接するＩＧＢＴ１０の境界部分の断面）を示している。図示するように、ステップＳ４では、ダイシング領域１０２にはアルミニウム層４６ａを形成しない。すなわち、エッチング時にダイシング領域１０２内のアルミニウム層４６ａを全て除去する。
【００２４】
ステップＳ６では、上側電極のチタン層４６ｂを形成する。すなわち、まず、スパッタリングにより半導体ウエハ１００の上面全域にチタン層４６ｂを形成する（アルミニウム層４６ａが存在する箇所では、アルミニウム層４６ａ上にチタン層４６ｂが形成される）。次に、チタン層４６ｂを選択的にエッチングして、アルミニウム層４６ａと同様にチタン層４６ｂをパターンニングする。
【００２５】
ステップＳ８では、半導体ウエハ１００の下面を研磨して、半導体ウエハ１００を薄型化する。このとき、半導体ウエハ１００のうちの中央部（ＩＧＢＴ１０を形成する範囲）を研磨し、半導体ウエハ１００の外周部（ＩＧＢＴ１０を形成しない範囲、すなわち、ダイシング後に破棄する範囲）は研磨しない。すなわち、半導体ウエハ１００の中央部だけを薄型化し、外周部は薄型化しない。このように、半導体ウエハ１００の外周部を厚くしておくことで、半導体ウエハ１００の強度を保持したまま、ＩＧＢＴ１０の形成範囲を薄型化することができる。
【００２６】
ステップＳ１０では、半導体ウエハ１００の下面にｐ型不純物（ボロン等）を注入し、その後、半導体ウエハ１００を熱処理する。これによって、半導体ウエハ１００の下面に注入したｐ型不純物が活性化し、コレクタ層１４が形成される。
【００２７】
ステップＳ１２では、半導体ウエハ１００の下面にコレクタ電極４８（すなわち、下側電極）を形成する。すなわち、まず、スパッタリングにより、半導体ウエハ１００の下面全域にアルミニウム層４８ａを形成する。次に、スパッタリングにより、アルミニウム層４８ａの表面全域にチタン層４８ｂを形成する。次に、スパッタリングにより、チタン層４８ｂの表面全域にニッケル層４８ｃを形成する。次に、スパッタリングにより、ニッケル層４８ｃの表面全域に金層４８ｄを形成する。これによって、半導体ウエハ１００の下面全域に、アルミニウム層４８ａとチタン層４８ｂとニッケル層４８ｃと金層４８ｄからなるコレクタ電極４８が形成される。
【００２８】
ステップＳ１４では、スパッタリングにより、コレクタ電極４８の表面全域に酸化シリコン層５０を形成する。なお、酸化シリコン層５０の形成（すなわち、スパッタリング）は、ステップＳ１４のコレクタ電極４８の形成（すなわち、スパッタリング）に引き続いて同一のスパッタリング装置で行う。すなわち、複数のチャンバーを有するスパッタリング装置を用いて、アルミニウム用チャンバー、チタン用チャンバー、ニッケル用チャンバー、金用チャンバー、酸化シリコン用チャンバーの順に半導体ウエハ１００を移動させ、各チャンバーでスパッタリングを行う。ステップＳ１４の実施後に、半導体ウエハ１００は図６に示す構造となる。
【００２９】
ステップＳ１６では、メッキにより、上側電極のニッケル層４６ｃと金層４６ｄを形成する。図７は、ステップＳ１６のメッキ処理の詳細を示すフローチャートである。
【００３０】
最初に、ステップＳ３０〜Ｓ３６のメッキ前処理を実施する。
ステップＳ３０では、図７の状態の半導体ウエハ１００をクリーニング液に含浸して半導体ウエハ１００を洗浄（脱脂）する。
ステップＳ３２では、半導体ウエハ１００をエッチング液に含浸してチタン層４６ｂの表面をエッチングする。これによって、チタン層４６ｂの表面の酸化膜等の被膜を除去し、チタン層４６ｂの表面状態を整える。
ステップＳ３４では、半導体ウエハ１００を硝酸（ＨＮＯ３）に含浸して、前工程（ステップＳ３２）の残渣を除去する。
ステップＳ３６では、チタン層４６ｂの表面に亜鉛メッキ（置換型無電解メッキ）を施す。置換型無電解メッキによれば、金属の表面（すなわち、チタン層４６ｂの表面）にのみ亜鉛層が形成される。なお、ステップＳ３６で形成する亜鉛メッキは、非常に薄い層である。この亜鉛メッキは、チタン層４６ｂの表面にニッケル層４６ｃを好適に形成するためのものである。ステップＳ３６では、まず、半導体ウエハ１００を亜鉛メッキ液に含浸して、チタン層４６ｂの表面に亜鉛層を形成する。次に、半導体ウエハ１００を硝酸（ＨＮＯ３）に含浸して、形成した亜鉛層を除去する。次に、再度、半導体ウエハ１００を亜鉛メッキ液に含浸して、チタン層４６ｂ上に亜鉛層を形成する。このように、亜鉛層を除去した後に再度、亜鉛層を形成することで、好適な亜鉛層を得ることができる。
【００３１】
次に、ステップＳ３８で、メッキ（自己触媒型還元型無電解メッキ）により、亜鉛メッキ処理後のチタン層４６ｂの表面にニッケル層４６ｃを形成する。すなわち、ニッケルメッキ液を約８０℃に保持した状態で、ニッケルメッキ液に半導体ウエハ１００を含浸する。この方法によれば、金属の表面にだけニッケル層を成長させることができる。したがって、半導体ウエハ１００の表面（半導体が露出している領域）や酸化シリコンの表面にニッケル層が成長せず、チタン層４６ｂの表面にのみニッケル層４６ｃを形成することができる。ニッケル層４６ｃは、他の金属層に比べて厚く形成する。
【００３２】
ステップＳ４０では、メッキ（置換型無電解メッキ）により、ニッケル層４６ｃの表面に金層４６ｄを形成する。すなわち、金メッキ液を約７５℃に保持した状態で、金メッキ液に半導体ウエハ１００を含浸する。これによって、ニッケル層４６ｃの表面に金層４６ｄを薄く形成される。
【００３３】
以上に説明したステップＳ１６（すなわち、図７のステップＳ３０〜Ｓ４０）を実施することにより、アルミニウム層４６ａとチタン層４６ｂとニッケル層４６ｃと金層４６ｄからなる上側電極（すなわち、エミッタ電極４６とゲート配線のパッド）が完成する。また、ステップＳ１６では、コレクタ電極４８（すなわち、下側電極）が酸化シリコン層５０に覆われているので、コレクタ電極４８の表面にメッキ層が形成されることはない。
【００３４】
ステップＳ１８では、フッ酸（ＨＦ）用いたスピンウェットエッチングにより、酸化シリコン層５０を除去する。フッ酸によれば、酸化シリコン層５０だけを選択的に除去できる。したがって、酸化シリコン層５０の除去後に、清浄なコレクタ電極４８の表面が得られる。ステップＳ１８が終了すると、半導体ウエハ１００が、図８に示す構造となる。
【００３５】
ステップＳ２０では、半導体ウエハ１００をダイシングして、半導体ウエハ１００を複数のＩＧＢＴ１０に分離する。これによって、ＩＧＢＴ１０が完成する。ステップＳ２０では、図８に示すダイシング領域１０２を削り取る。図８に示すように、上側電極（すなわち、エミッタ電極４６とゲート配線のパッド）はダイシング領域１０２内には形成されていない。したがって、上側電極はダイシング時に削られない。また、コレクタ電極４８は半導体ウエハ１００の下面全域に形成されているので、ダイシング時に削られる。しかし、コレクタ電極４８はスパッタリングにより薄く形成されているので、ダイシング時にチッピングが起きることもない。
【００３６】
以上に説明したように、実施例の半導体装置の製造方法では、接着剤を用いることなく、コレクタ電極４８の表面にメッキ層が形成されることを防止することができる。したがって、ニッケル層４６ｃと金層４６ｄの形成時（メッキ時）に、接着剤がメッキ液中に溶出することがない。ニッケル層４６ｃと金層４６ｄを好適に形成することができる。
また、エッチングにより酸化シリコン層５０を除去するので、酸化シリコン層５０の除去後に清浄なコレクタ電極４８の表面を得ることができる。
また、メッキによりニッケル層４６ｃを形成するので、上側電極を厚く形成することができる。上側電極の放熱性能をより向上させることができる。
また、スパッタリングによりコレクタ電極４８を形成するので、コレクタ電極４８を薄く形成することができる。したがって、ダイシング時のチッピングを抑制することができる。
【００３７】
また、実施例の半導体装置の製造方法では、酸化シリコン層５０をスパッタリングにより形成する。したがって、コレクタ電極４８（すなわち、アルミニウム層４８ａとチタン層４８ｂとニッケル層４８ｃと金層４８ｄ）の形成に引き続いて、同一のスパッタリング装置で酸化シリコン層５０を形成することができる。したがって、ＩＧＢＴ１０を高い製造効率で製造することができる。
【００３８】
また、実施例の半導体装置の製造方法では、酸化シリコン層５０によってコレクタ電極４８の表面を覆うので、半導体ウエハ１００の薄型化時に半導体ウエハ１００の中央部だけを薄型化することができる（コレクタ電極の表面にマスキング部材を接着する技術では、半導体ウエハ１００の下面に凹部があるとマスキング部材を好適に接着できない）。すなわち、半導体ウエハ１００の中央部だけを薄型化し、外周部を薄型化しない。したがって、薄型化後の半導体ウエハ１００の強度が高く、薄型化後に半導体ウエハ１００を補強する補強部材等を使用する必要がない。したがって、ＩＧＢＴ１０を高い製造効率で製造することができる。
【００３９】
また、実施例の半導体装置の製造方法では、金層４６ｄ及び金層４８ｄを形成する前に、ステップＳ１０とＳ１２でコレクタ層１４を形成する。すなわち、金層４６ｄ及び金層４８ｄが高温に晒されることがない。したがって、金層４６ｄ及び金層４８ｄが高温により拡散してしまうことが防止されている。
【００４０】
なお、実施例の半導体装置の製造方法では、ニッケル層４６ｃの形成に還元型無電解メッキを用いた。しかしながら、置換型無電解メッキや電解メッキによってニッケル層４６ｃを形成してもよい。これらのメッキによっても、チタン層４６ｂの表面にだけニッケル層４６ｃを形成することができる。
【００４１】
また、実施例の半導体装置の製造方法では、半導体基板１２（半導体ウエハ１００）とオーミック接触するオーミック金属としてアルミニウムを用いたが、アルミニウム−シリコン合金またはチタンを用いてもよい。オーミック金属層をチタンで形成する場合には、チタン層によってはんだの半導体基板１２内への拡散を防止することもできる。
【００４２】
また、実施例の半導体装置の製造方法では、表面金属層にニッケルを用いたが、銅を用いてもよい。また、ニッケルと銅の少なくとも一方を含む合金を用いてもよい。
【００４３】
また、実施例の半導体装置の製造方法では、ニッケルの酸化を防止する金属層に金（Ａｕ）を用いたが、白金や銀を用いてもよい。また、金（Ａｕ）と白金と銀の少なくとも一つを含む合金を用いてもよい。
【００４４】
また、実施例の半導体装置の製造方法では、ＩＧＢＴ１０の製造方法について説明したが、本発明は上側電極と下側電極を有する他の半導体装置の製造にも用いることができる。例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ、ＰＮＰ型トランジスタ、ＮＰＮ型トランジスタ、ダイオード等の種々の半導体装置の製造に用いることができる。
【００４５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ＩＧＢＴ１０の断面図。
【図２】エミッタ電極４６の拡大断面図。
【図３】コレクタ電極４８の拡大断面図。
【図４】ＩＧＢＴ１０の製造工程を示すフローチャート。
【図５】ステップＳ４実施後の半導体ウエハ１００の断面図。
【図６】ステップＳ１４実施後の半導体ウエハ１００の断面図。
【図７】ステップＳ１６のメッキ工程の詳細を示すフローチャート。
【図８】ステップＳ１８実施後の半導体ウエハ１００を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４７】
１０：ＩＧＢＴ
１２：半導体基板
１４：コレクタ層
１６：ドリフト層
２０：ボディ層
２２：エミッタ領域
２４：ボディコンタクト領域
２６：リサーフ層
３０：トレンチ
４０：ゲート絶縁膜
４２：ゲート電極
４４：層間絶縁膜
４６：エミッタ電極
４６ａ：アルミニウム層
４６ｂ：チタン層
４６ｃ：ニッケル層
４６ｄ：金層
４８：コレクタ電極
４８ａ：アルミニウム層
４８ｂ：チタン層
４８ｃ：ニッケル層
４８ｄ：金層
５０：酸化シリコン層
１００：半導体ウエハ
１０２：ダイシング領域
【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８】
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