(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）の上にＡｌよりなるＡｌ電極膜（１２）を形成し、
前記Ａｌ電極膜（１２）の上に、Ａｕよりなる粒子を含有するペースト（５０）を塗布し、このペースト（５０）を焼成することによりＡｕ膜（１４）を形成してなる電極構造体の製造方法であって、
前記Ａｌ電極膜（１２）の表面の酸化膜（３０）を除去するとともに、当該表面上に、前記ペースト（５０）の焼成時に少なくとも一部が当該表面から除去される酸化防止膜（４０）を形成する酸化防止膜形成工程と、
大気中にて前記酸化防止膜（４０）の上に、前記ペースト（５０）の塗布を行うペースト塗布工程と、
続いて、前記ペースト（５０）の焼成を行い前記Ａｕ膜（１４）を形成する焼成工程とを備えることを特徴とする電極構造体の製造方法。
【請求項２】
前記酸化防止膜（４０）は、前記Ａｌ電極膜（１２）の表面のＡｌとハロゲンとの化合物であることを特徴とする請求項１に記載の電極構造体の製造方法。
【請求項３】
前記化合物は、前記Ａｌ電極膜（１２）の表面のＡｌとＦとの化合物であることを特徴とする請求項２に記載の電極構造体の製造方法。
【請求項４】
前記酸化防止膜形成工程は、フッ素化合物のガスと不活性ガスとの混合ガスよりなるガス雰囲気中において前記Ａｌ電極膜（１２）の表面に対してプラズマ処理を行うことにより、前記Ａｌ電極膜（１２）の表面の酸化膜（３０）を除去するとともに、前記Ａｌ電極膜（１２）の表面上に前記ＡｌとＦとの化合物を形成することを特徴とする請求項３に記載の電極構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａｌ（アルミニウム）よりなるＡｌ電極膜の表面上に、Ａｕ（金）よりなるＡｕ膜を形成してなる電極構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡｌよりなるＡｌ電極膜の表面上に、ＡｕよりなるＡｕ膜を形成してなる電極構造体は、たとえば、半導体基板上へワイヤボンディングを行うためのパッドなどに用いられる。ここで、Ａｌ電極膜の表面上にＡｕ膜を形成するのは、ワイヤボンディング性を確保したり、Ａｌ電極膜の表面の腐食を防止するためである。
【０００３】
従来では、このような電極構造体は、基板上にスパッタなどによりＡｌ電極膜を形成した後、その上へメッキ法によってＡｕ膜を形成することにより製造されていた（たとえば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】エレクトロニクス実装学会誌、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ４（２００５）、Ｐ．３３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、Ａｌ電極膜の表面上へＡｕ膜を形成する場合、従来のメッキ法では、装置が大がかりであり、また、廃液処理に手間がかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明者は、Ａｕよりなる粒子を含有するペーストすなわちＡｕペーストを用いてＡｕ膜を形成することを考えた。この場合、基板の上に形成されたＡｌ電極膜の表面上に、Ａｕペーストを塗布し、このペーストを焼成することによりＡｕ膜を形成する。
【０００６】
ここにおいて、Ａｌ電極膜の形成後には、酸化されやすいＡｌの特性上、Ａｌ電極膜の表面にはアルミナからなる酸化膜が存在するため、ペースト塗布の前には、従来のメッキ法と同様に、Ａｌ電極膜の表面に存在する酸化膜をエッチング等で除去する。そして、Ａｕペーストの塗布は、再びＡｌ電極膜の表面が酸化されないように、真空中で行うことになる。
【０００７】
しかしながら、Ａｕペーストの塗布を真空中で行うことは、非常に手間がかかるものであり、従来のメッキ法に対するコスト面などの優位性を確保するためには、大気中でＡｕペーストの塗布を行う必要がある。
【０００８】
しかし、大気中でＡｕペーストの塗布を行う場合、せっかく酸化膜を除去したＡｌ電極膜を再び大気にさらすことになるため、Ａｌ電極膜の表面に再び酸化膜が形成されてしまい、ＡｕペーストとＡｌ電極膜との導通性が阻害されてしまう。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、大気中にてＡｌ電極膜の上に、Ａｕペーストを塗布してＡｕ膜を形成するにあたって、Ａｌ電極膜の表面の酸化を防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、ペーストの塗布前に、Ａｌ電極膜の表面の酸化膜を除去し、さらにその表面にＡｌの酸化を防止する膜を設ければ酸化防止は行えると考えた。
【００１１】
しかし、その場合、その膜がＡｕ膜の形成後にＡｌ電極膜とＡｕ膜との間に介在すると、Ａｌ電極膜とＡｕ膜との導通性が阻害されてしまう。これらの点に着眼して、本発明を創出するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、Ａｌ電極膜（１２）の表面の酸化膜（３０）を除去するとともに、当該表面上に、ペースト（５０）の焼成時に当該表面から少なくとも一部が除去される酸化防止膜（４０）を形成し、次に、大気中にて酸化防止膜（４０）の上にペースト（５０）の塗布を行い、続いて、ペースト（５０）の焼成を行うことを特徴とする。
【００１３】
ここで、酸化防止膜（４０）は、ペースト（５０）の焼成時に全部除去されてもよいが、一部のみ除去されてもよい。
【００１４】
それによれば、大気中でのペースト（５０）の塗布時に、酸化防止膜（４０）によりＡｌ電極膜（１２）の表面が酸素から遮断されるとともに、ペースト（５０）の焼成時には、酸化防止膜（４０）の一部もしくは全部が除去され当該除去された領域にてＡｕ膜（１４）とＡｌ電極膜（１２）との導通性が確保される。
【００１５】
そのため、本発明によれば、大気中にてＡｌ電極膜（１２）の上に、Ａｕペースト（５０）を塗布してＡｕ膜（１４）を形成するにあたって、Ａｌ電極膜（１２）の表面の酸化を防止することができる。
【００１６】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る電極構造体の概略断面構成を示す図である。本実施形態の電極構造体は、圧力センサや加速度センサ、角速度センサなどのセンサ素子におけるワイヤボンディングのパッドとして適用されるものである。
【００１９】
基板としての半導体基板１０は、シリコン半導体基板などからなるもので、この半導体基板１０には、図示しない圧力や加速度などの力学量に応じた信号を出力するセンサ素子が形成されている。
【００２０】
図１に示されるように、半導体基板１０の表面上にはＳｉＮなどで構成された絶縁膜１１が形成されている。この絶縁膜１１の表面にはＡｌよりなるＡｌ電極膜１２が形成されている。
【００２１】
ここで、Ａｌ電極膜１２を構成するＡｌは、Ａｌ単体でもよいが、Ａｌを主成分、具体的には５０％以上含むＡｌ合金もしくは混合物であってもよい。このＡｌ電極膜１２は、絶縁膜１１に形成された図示しないコンタクトホールを通じて上記センサ素子の所望部位と電気的に接続された構造となっている。
【００２２】
また、Ａｌ電極膜１２および絶縁膜１１の上には、ＳｉＮやＳｉＯ2などよりなる保護膜１３が形成されており、この保護膜１３に形成された開口部１３ａから、Ａｌ電極膜１２の中央部が露出している。
【００２３】
そして、この開口部１３ａから露出するＡｌ電極膜１２の表面上には、耐腐食性を有するＡｕよりなるＡｕ膜１４が形成されている。ここで、このＡｕ膜１４を構成するＡｕは、Ａｕ単体でもよいが、Ａｕを主成分、具体的には５０％以上含むＡｕ合金もしくは混合物であってもよい。
【００２４】
本例では、Ａｕ膜１４は、Ａｕよりなる粒子としてのＡｕのナノオーダ粒子を焼結させたものであり、Ａｕ膜１４とＡｌ電極膜１２とは、金属結合することにより、導通性が確保されている。なお、ナノオーダ粒子とは、平均粒径が５００ｎｍ以下のもので、好ましくは１００ｎｍ以下のものである。
【００２５】
そして、このＡｕ膜１４の表面に、ＡｕやＡｌなどからなるボンディングワイヤ２０が接合されている。それによって、ボンディングワイヤ２０が、Ａｕ膜１４およびＡｌ電極膜１２を介して、半導体基板１０に形成された上記センサ素子と電気的に接合された構造となっている。
【００２６】
次に、本実施形態の電極構造体の製造方法について説明する。図２は、本製造方法の工程図であり、各工程におけるワークを断面的に示している。なお、図２では、本製造方法の主要部である基板１０、Ａｌ電極膜１２、Ａｕ膜１４以外の絶縁膜１１および保護膜１３は省略してある。
【００２７】
本実施形態の製造方法は、大きくは、半導体基板１０の上にＡｌ電極膜１２を形成し、このＡｌ電極膜１２の上に、Ａｕよりなる粒子を含有するペースト５０（以下、Ａｕペースト５０という）を塗布し、このＡｕペースト５０を焼成することによりＡｕ膜１４を形成するものである。
【００２８】
まず、従来から周知となっている手法によって半導体基板１０に対して上記センサ素子を作り込み、その後、半導体基板１０の表面上に上記絶縁膜１１を形成する。
【００２９】
次に、図２（ａ）に示されるように、半導体基板１０の上に、スパッタなどによる成膜法およびフォトリソグラフなどによるパターニング法を用いて、Ａｌ電極膜１２を形成する（Ａｌ電極膜形成工程）。このＡｌ電極膜１２の膜厚は、たとえば１μｍ程度のものである。
【００３０】
続いて、Ａｌ電極膜１２および絶縁膜１１の表面に保護膜１３を成膜したのち、フォトエッチング等を行うことで、保護膜１３のうちＡｌ電極膜１２のパッドとなる領域の上部に形成された部分を除去する。これにより、Ａｌ電極膜１２のパッドとなる領域が露出した状態となる（図１参照）。
【００３１】
この後、図２（ｂ）、（ｃ）に示されるように、Ａｌ電極膜１２の表面の酸化膜３０を除去するとともに、Ａｌ電極膜１２の表面上に酸化防止膜４０を形成する（酸化防止膜形成工程）。
【００３２】
ここで、酸化膜３０は、Ａｌ電極膜１２の表面において、たとえば１０ｎｍ程度の膜厚で形成される層である。また、酸化防止膜４０は、Ａｌの酸化を抑制する機能を有し含まず且つＡｕペースト５０の焼成時に少なくとも一部がＡｌ電極膜１２の表面から除去されるものである。本例では、酸化防止膜４０は、Ａｌ電極膜１２の表面のＡｌとＦ（フッ素）との化合物であり、その膜厚は１０ｎｍ程度である。
【００３３】
この場合、酸化防止膜形成工程は、フッ素化合物のガスと不活性ガスとの混合ガスよりなるガス雰囲気中において、Ａｌ電極膜１２の表面に対してプラズマ処理を行うことにより、Ａｌ電極膜１２の表面の酸化膜３０を除去するとともに、Ａｌ電極膜１２の表面上に、酸化防止膜４０としてのＡｌとＦとの化合物を形成する。
【００３４】
具体的には、ワークを図示しない並行平板のプラズマ処理装置のチャンバ内に設置し、フッ素化合物のガスとしてのフロロカーボン（ＣＦ4）などのガスと、窒素（Ｎ2）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスとの混合ガス雰囲気とした状態でＲＩＥ（反応性イオンエッチング）処理を行う。
【００３５】
本例において、Ａｌ電極膜１２の表面に対してＲＩＥ処理を行う場合の処理条件を示す。窒素ガスの流量を４０ｓｃｃｍ、ＣＦ4ガスの流量を５ｓｃｃｍ、チャンバ内の圧力を１０Ｐａ、プラズマパワーを４００Ｗ、プラズマ照射時間を３０秒以上とする。
【００３６】
このような酸化防止膜形成工程を行うことにより、図２（ｂ）、（ｃ）に示されるように、Ａｌ電極膜１２の表面において、プラズマのパワーにより酸化膜３０が除去され、Ａｌ電極膜１２の表面のＡｌとＦとが反応し、ＡｌとＦとの化合物からなる酸化防止膜４０が形成される。
【００３７】
次に、ワークを大気中に取り出し、図２（ｄ）に示されるように、大気中にて酸化防止膜４０の上に、Ａｕよりなる粒子を含むＡｕペースト５０の塗布を行う（ペースト塗布工程）。
【００３８】
本例では、Ａｕペースト５０は、上述したＡｕのナノオーダ粒子を含むものであり、このＡｕのナノオーダ粒子が、有機溶媒に混合されてなるものである。ここで、有機溶媒としては、通常、電子装置の分野で用いられる導電性ペーストに適用されるものが挙げられる。
【００３９】
そして、このＡｕペースト５０は、インクジェット印刷を用いて、酸化防止膜４０の上に塗布される。なお、ペーストの粘度によっては、スクリーン印刷、ディスペンサ印刷等も使用可能である。
【００４０】
また、このＡｕペースト５０を塗布する際の塗布精度を上げたい場合には、半導体基板１０を加熱することが有効であるが、Ａｌ電極膜１２の酸化が進行するため、１００℃以下、望ましくは５０℃以下での加熱を行う。
【００４１】
こうしてＡｕペースト５０の塗布を行った後、図２（ｅ）に示されるように、Ａｕペースト５０の焼成を行い、Ａｕ膜１４を形成する（焼成工程）。このとき、酸化防止膜４０の一部もしくは全部が、Ａｌ電極膜１２の表面から除去され、当該除去された領域にてＡｕ膜１４とＡｌ電極膜１２とが金属結合し、これら両膜１２、１４間の導通性が確保される。
【００４２】
この焼成は、窒素ガスや大気中にて行うが、望ましくは窒素ガス中で行う。焼成温度や時間は、酸化防止膜４０による導通性の阻害を低減し、所望の導通性が得られる程度に酸化防止膜４０を除去しうるような温度、時間とする。本例の場合、焼成温度は、３００℃〜５００℃程度であり、焼成時間は１５分〜１時間程度である。
【００４３】
こうして、焼成工程の終了に伴い、本実施形態の電極構造体ができあがる。この後、超音波ボンディングなどによってボンディングワイヤ２０をＡｕ膜１４の表面に接合することで、上記図１に示した電気的な接続構造が完成する。
【００４４】
次に、上記図２に示した本例の製造方法について、本発明者の考えた推定メカニズムを示しつつ、その具体的な作用効果について述べる。図３は、上記製造方法における各膜の接合の推定メカニズムを示す図である。
【００４５】
図３（ａ）は、上記図２（ｂ）、（ｃ）に示される酸化防止膜形成工程を示し、図３（ｂ）は大気中での再酸化防止のメカニズムを示し、図３（ｃ）は上記図２（ｄ）に示されるペースト塗布工程を示し、図３（ｄ）および（ｅ）は、上記図２（ｅ）に示される焼成工程を示している。
【００４６】
図３（ａ）に示されるように、窒素ガスとＣＦ4ガスとの混合ガス雰囲気においてプラズマ処理としてのＲＩＥ処理を行うと、窒素とＣＦ4はそれぞれ下記の化学式１に示されるように、イオン化する。
【００４７】
（化１）
Ｎ2  →  ２Ｎ3+  、  ＣＦ4  →  Ｃ4+  ＋  ４Ｆ-
そして、これらのイオンがＡｌ電極膜１２の表面にアタックして、Ａｌ電極膜１２の表面の酸化膜（Ａｌ2Ｏ3）におけるＯ原子（酸素原子）を引き抜くとともに、空きとなったＯ原子のサイトにＦが置換し結合する。
【００４８】
こうして、Ａｌ電極膜１２の表面のＡｌとＦとが反応し、図３（ｂ）に示されるように、ＡｌとＦとの化合物が形成される。
【００４９】
そして、この化合物において、Ａｌ−Ｆの結合エネルギーは１４０ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、Ａｌ−Ｏの結合エネルギー：１１５ｋｃａｌ／ｍｏｌよりも大きいことから、酸素（Ｏ2）が存在しても、Ｆ原子層によって、酸素とＡｌとの反応が抑制され、再酸化が防止されると考えられる。
【００５０】
続いて、ペースト塗布工程では、図３（ｃ）に示されるように、Ａｕの粒子がＡｌとＦとの化合物の上に配置される。
【００５１】
そして、焼成工程では、図３（ｄ）に示されるように、焼成の熱により、Ａｌ−Ｆの結合が切れてＡｌ電極膜１２の表面からＦ原子が離脱もしくはＡｌ電極膜１２の内部に拡散する。そして、空きとなったＦ原子のサイトにＡｕ原子が置換され、図３（ｅ）に示されるように、Ａｕ−Ａｌ金属結合が形成されると考えられる。
【００５２】
この図３に示されるような推定メカニズムの検証を行った。まず、上記図３（ｂ）に示されるＦ原子層の形成について、ＸＰＳ表面分析により検証を行った。その結果を図４、図５に示す。
【００５３】
この分析は、上記図２（ｂ）に示されるようにＡｌ電極膜１２の表面に酸化膜３０が形成された状態のものに対して、比較例として上記ＲＩＥ処理を行わなかったもの（ＲＩＥ処理なし）と、本実施形態としての上記ＲＩＥ処理を行ったもの（ＲＩＥ処理あり）について、Ａｌ電極膜１２の表面側から行った。
【００５４】
図４は、ＲＩＥ処理なしのものについての分析結果、図５は、ＲＩＥ処理ありのものについての分析結果である。これら図４、図５において、横軸はＡｌ電極膜１２の表面からの深さ（単位：ｎｍ）であり、縦軸は元素量（単位：原子％）であり、白四角プロットは酸素、白丸プロットはＡｌ、黒丸プロットはフッ素である。
【００５５】
図４に示されるように、比較例であるＲＩＥ処理なしのものでは、Ａｌ電極膜１２の表面にて酸素が約６０原子％、Ａｌが約４０原子％であり、その元素比から酸化膜３０としてのＡｌ2Ｏ3の存在を確認した。
【００５６】
一方、図５に示されるように、本実施形態のＲＩＥ処理ありのものでは、Ａｌ電極膜１２の表面において、酸素は微量であり、ほとんど除去されており、その代わりに、フッ素が７０〜８０原子％と非常に多く検出されている。このことから、上記図３（ｂ）に示されるＦ原子層の形成、すなわち、Ａｌ−Ｆの化合物の存在を確認した。
【００５７】
次に、上記図３（ｂ）に示されるＦ原子層の形成による再酸化の防止効果について、同じくＸＰＳ表面分析により検証を行った。その結果を図６に示す。
【００５８】
この分析は、上記図４、図５にて述べたのと同様に、比較例としてのＲＩＥ処理なしのものと、本実施形態としてのＲＩＥ処理ありのものとについて、Ａｌ電極膜１２の表面側から行い、その表面における酸素量を調査した。ここで、ＲＩＥ処理ありのものについては、処理直後のものと、処理後さらに常温で７日間放置した後のものについて分析を行った。
【００５９】
図６においては、ＲＩＥ処理なしのもの、ＲＩＥ処理直後のもの、常温７日放置後のもののそれぞれについて、Ａｌ電極膜１２の表面における酸素量（単位：原子％）を調べた結果を示している。
【００６０】
なお、図６においては、もうひとつの比較例として、Ａｒ（アルゴン）プラズマによりＡｌ電極膜１２の表面の酸化膜３０を除去したものについて、処理直後、常温７日放置後にＡｌ電極膜１２の表面における酸素量を調べた結果も、白三角プロットとして並記してある。
【００６１】
図６において、Ａｒプラズマの比較例をみると、いったんＡｒプラズマによりＡｌ電極膜１２の表面の酸化膜３０を除去したとしても、大気にさらされた瞬間に、Ａｌ電極膜１２の表面は再酸化されてしまうことがわかる。
【００６２】
それに対して、本実施形態の酸化防止膜工程すなわちＲＩＥ処理を行ったものでは、ＲＩＥ処理直後のみならず、７日間という長期に渡って大気にさらされた場合であっても、Ａｌ電極膜１２の表面における酸素の増加は見られず、再酸化防止の効果が継続していることが確認された。
【００６３】
次に、上記図３（ｄ）に示されるＦ原子の除去とＡｕ原子の置換について、焼成温度による依存性を、同じくＸＰＳ表面分析により検証を行った。その結果を図７に示す。
【００６４】
この分析は、上記焼成工程において焼成温度を、２５０℃〜５００℃まで変えていき、そのときのＡｌ電極膜１２の表面におけるフッ素およびＡｕの元素量の変化を調査したものである。
【００６５】
図７においては、横軸に焼成温度（単位：℃）、縦軸に元素量（単位：原子％）を示しており、黒丸プロットはフッ素、白丸プロットはＡｕを示している。
【００６６】
この図７に示されるように、焼成温度を上げるにしたがい、フッ素量が低下し、Ａｕ量が増加している。つまり、焼成温度が高いほど、Ａｌ電極膜１２の表面からのフッ素の除去、すなわちＡｌとＦとの化合物の除去が促進され、代わりにＡｕ原子が、Ａｌ電極膜１２の表面上に置換される。
【００６７】
そして、この図７に示されるような関係を求めておくことにより、酸化防止膜４０としてのＡｌとＦとの化合物の除去量を見積もることができる。つまり、所望の導通性が得られる程度に酸化防止膜４０の除去が行える焼成温度を、求めることができる。
【００６８】
また、本発明者は、Ａｕペースト５０の焼成時に、酸化防止膜４０の少なくとも一部が除去され、当該除去された領域にてＡｕ膜１４とＡｌ電極膜１２との金属結合がなされていることを断面ＴＥＭ観察により確認している。
【００６９】
このような酸化防止膜４０の除去に伴うＡｕ膜１４とＡｌ電極膜１２との金属結合の形成によって、Ａｕ膜１４とＡｌ電極膜１２との導通性が確保されるが、その具体的な効果について、調査した。その結果を図８に示す。
【００７０】
図８は、比較例としての上記ＲＩＥ処理なしのもの、本実施形態において焼成条件を３００℃、１時間で行ったもの、同じく本実施形態において焼成条件を５００℃、１５分で行ったもの、それぞれについて、Ａｌ膜１４とＡｌ電極膜１２との間の界面抵抗（単位：ｍΩ）を調べた結果を示す図である。
【００７１】
図８に示されるように、比較例に比べて、本実施形態のものは大幅に界面抵抗を低くできており、実用可能な導通性を確保できている。また、焼成条件を３００℃、１時間としたものは、Ａｌ電極膜１２の表面のフッ素量が２８原子％であり、焼成条件を５００℃、１５分としたものは、同フッ素量が６原子％であった。
【００７２】
つまり、上述したように、焼成温度が高いほど、酸化防止膜４０であるＡｌとＦとの化合物が多く除去され、代わりにＡｕ原子が置換されて、ＡｕとＡｌとの金属結合が多くなされるため、導通性が向上しているといえる。
【００７３】
さらに、本発明者は、この図８に示される各サンプルを用いて、Ａｕ膜１４とＡｌ電極膜１２との接合強度についても調査した。この接合強度の調査は、引っ張り強度により行った。
【００７４】
図９は、その引っ張り強度試験の方法を示す図である。各サンプルについて、Ａｕ膜１４の表面に引張を行うためのナット６０をエポキシ系樹脂からなる接着剤７０により接着する。この接着剤７０とＡｕ膜１４との接着面積は、２ｍｍ□とする。そして、この状態で、ナット６０を引っ張り上げていき、引っ張り強度を求める。
【００７５】
図１０は、上記図８に示される各サンプル、すなわち比較例としての上記ＲＩＥ処理なしのもの、本実施形態としての焼成条件を３００℃、１時間としたもの、焼成条件を５００℃、１５分としたもの、それぞれについて、引っ張り強度（単位：Ｎ／ｍｍ2）を調べた結果を示す図である。
【００７６】
図１０に示されるように、本実施形態のものでは、比較例に比べて大幅に引っ張り強度が向上している。ここで、比較例では、Ａｌ電極膜１２とＡｕ膜１４との界面にて剥離が発生したが、これは、この界面に酸化膜３０が介在しているため、その部分にて強度が弱くなっているためである。
【００７７】
それに対して、本実施形態のものでは、Ａｌ電極膜１２とＡｕ膜１４との界面では剥離は発生せず、問題はなかった。つまり、本実施形態は、導通性だけでなく接合強度の面でも効果があることがわかった。
【００７８】
また、焼成条件を５００℃、１５分としたものは、焼成条件を３００℃、１時間としたものに比べて、引っ張り強度が向上している。前者の破壊形態は接着剤７０の破壊であり、後者の破壊形態はＡｕ膜１４自身の破壊であった。これは、前者は、後者よりも高い焼成温度としたことにより、Ａｕ膜１４の焼結が進行し、膜強度が向上したためと考えられる。
【００７９】
以上述べてきたように、本実施形態の製造方法によれば、大気中でのＡｕペースト５０の塗布時に、酸化防止膜４０によりＡｌ電極膜１２の表面が酸素から遮断されるとともに、Ａｕペースト５０の焼成時には、酸化防止膜４０の一部もしくは全部が除去され当該除去された領域にてＡｕ膜１４とＡｌ電極膜１２との導通性が確保される。
【００８０】
そのため、本実施形態によれば、大気中にてＡｌ電極膜１２の上に、Ａｕペースト５０を塗布してＡｕ膜１４を形成するにあたって、電極構造体としての機能を維持しつつ、Ａｌ電極膜１２の表面の酸化を防止することができる。
【００８１】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、酸化防止膜４０は、Ａｌ電極膜１２の表面のＡｌとＦとの化合物であり、上記ＲＩＥ処理による酸化膜３０の除去とともに形成されたが、このようなＡｌとＦとの化合物よりなる酸化防止膜４０を形成する方法としては、ＨＦ溶液を用いてＡｌ電極膜１２の表面を処理する方法でもよい。この場合、強酸であるＨＦによる酸化膜３０の除去およびＡｌとＦとの反応による化合物の形成が期待できる。
【００８２】
また、酸化防止膜４０としては、Ａｌ電極膜１２の表面のＡｌとＢｒ、Ｃｌ、Ｉとの化合物であってもよい。これらＢｒ、Ｃｌ、Ｉは、Ｆと同じハロゲン元素であり、Ｆの場合と同様の効果が期待できる。
【００８３】
なお、これらＢｒ、Ｃｌ、Ｉの場合も、Ｆの場合と同様に、上記ＲＩＥ処理によって酸化防止膜形成工程が行える。つまり、上記実施形態におけるＲＩＥ処理において、ＣＦ4ガスを、ＣＢｒ4ガス、ＣＣｌ4ガス、ＣＩ4ガスに置き換えればよい。
【００８４】
また、酸化防止膜４０としては、上記したＡｌ電極膜１２の表面のＡｌとハロゲンとの化合物以外にも、酸素を含まず且つＡｕペースト５０の焼成時に少なくとも一部がＡｌ電極膜１２の表面から除去されるものであればよい。
【００８５】
たとえば、Ｃｒ、Ｎａ、Ｚｎなどの金属膜であってもよい。これらＣｒ、Ｎａ、Ｚｎは、Ａｌ中への拡散係数が比較的大きいものであり、Ａｕペースト５０の焼成時の熱によって、Ａｌ電極膜１２の表面からＡｌの内部へ拡散することで、Ａｌ電極膜１２の表面から除去されると推定される。
【００８６】
これらＣｒ、Ｎａ、Ｚｎを用いた場合、酸化防止膜形成工程は、Ｃｒ、Ｎａ、Ｚｎから選択された粒子を含むアルカリ系または酸系の溶液を、Ａｌ電極膜１２の表面に塗布し、これを乾燥させることで行えばよい。
【００８７】
それによれば、アルカリまたは酸によってＡｌ電極膜１２の表面の酸化膜を除去できるとともに、Ａｌ電極膜１２の表面には、Ｃｒ、Ｎａ、Ｚｎの膜が酸化防止膜として形成される。
【００８８】
また、上記実施形態にて示したような所望の導通性を得るための焼成温度は、あくまで一例であり、上記実施形態に限定されるものではない。また、基板としては半導体基板に限定されるものではなく、たとえば絶縁性のセラミック基板などであってもよい。
【００８９】
また、上記実施形態の電極構造体は、センサ素子におけるワイヤボンディングのパッドとして適用されたものであったが、本発明の電極構造体の用途は、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る電極構造体の概略断面図である。
【図２】上記実施形態の電極構造体の製造方法の工程図である。
【図３】上記実施形態の製造方法における各膜の接合の推定メカニズムを示す図である。
【図４】ＲＩＥ処理なしのものについてのＸＰＳ表面分析によるＦ原子層の調査結果を示す図である。
【図５】ＲＩＥ処理ありのものについてのＸＰＳ表面分析によるＦ原子層の調査結果を示す図である。
【図６】Ｆ原子層の形成による再酸化の防止効果についてＸＰＳ表面分析により調査した結果を示す図である。
【図７】Ｆ原子の除去とＡｕ原子の置換について焼成温度による依存性をＸＰＳ表面分析により調査した結果を示す図である。
【図８】酸化防止膜の除去によるＡｕ膜とＡｌ電極膜との導通性確保の効果について調査した結果を示す図である。
【図９】引っ張り強度試験の方法を示す図である。
【図１０】上記実施形態におけるＡｕ膜とＡｌ電極膜との接合強度の効果について調査した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０…基板としての半導体基板、１２…Ａｌ電極膜、１４…Ａｕ膜、３０…酸化膜、
４０…酸化防止膜、５０…Ａｕペースト。
【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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