(57)【要約】【課題】ｎ型半導体基板との密着性およびオーミック特性の良好なダイボンド用金属層の構造を提供する。【解決手段】まず、ｎ型Ｓｉ基板１０上にＡｕ層１４を形成する。次に、ｎ型Ｓｉ基板１０とのオーミック接触が良好なＳｎをＡｕに添加したＡｕＳｎ層１３を、Ａｕ層１４上に形成する。ＡｕＳｎ層１３を形成する時に熱加熱を行うか、或いは、ＡｕＳｎ層１３を形成した後に熱処理を行うことにより、ＡｕＳｎ層１３のＳｎがＡｕ層１４に拡散して、Ａｕ層１４はＳｎが拡散したＡｕ層１２となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体であって、
該ダイボンド用金属層は、
上記ｎ型半導体基板とオーミック接触するオーミック特性を得るために添加する金属であるオーミック金属が、Ａｕに添加されたものであり、
上記オーミック金属の含有率は、上記ｎ型半導体基板の側では低くなっており、該ｎ型半導体基板の側の反対側では高くなっており、
上記Ａｕの含有率は、上記ｎ型半導体基板の側の方がその反対側よりも高くなっていることを特徴とする構造体。
【請求項２】
上記ダイボンド用金属層は、上記ｎ型半導体基板の側から順に形成された第１金属層および第２金属層を備えており、
第２金属層は、上記Ａｕに上記オーミック金属が添加された金属層であり、第１金属層は、第２金属層からの上記オーミック金属が拡散したＡｕ層であることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
上記ダイボンド用金属層は、上記ｎ型半導体基板の側から順に形成された第１金属層および第２金属層を備えており、
第１金属層および第２金属層は、上記Ａｕに上記オーミック金属が添加された金属層であり、
第１金属層は、第２金属層よりも、上記オーミック金属の含有率が低く、かつ、上記Ａｕの含有率が高いことを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
上記ｎ型半導体基板はｎ型Ｓｉ基板であり、上記オーミック金属は、Ｓｎ、Ｓｂ、およびＡｓの中の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の構造体。
【請求項５】
上記オーミック金属は、Ｓｎであることを特徴とする請求項４に記載の構造体。
【請求項６】
ｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体の製造方法であって、
上記ｎ型半導体基板上にＡｕからなる第１金属層を形成する工程と、
上記ｎ型半導体基板とのオーミック接触が良好なオーミック金属を、Ａｕに添加した第２金属層を、第１金属層上に形成する工程と、
第２金属層を形成する時に熱加熱を行うか、或いは、第２金属層を形成した後に熱処理を行うことにより、第２金属層のオーミック金属を第１金属層に拡散させる工程とを含むことを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項７】
ｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体の製造方法であって、
上記ｎ型半導体基板とのオーミック接触が良好なオーミック金属を、Ａｕに添加した第１金属層を、上記ｎ型半導体基板上に形成する工程と、
上記オーミック金属をＡｕに添加した第２金属層であって、第１金属層に比べて、上記Ａｕの含有率が低く、上記オーミック金属の含有率が高い第２金属層を、第１金属層上に形成する工程とを含むことを特徴とする構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイボンド用金属層は、ダイオード、トランジスタなどの半導体素子が形成された半導体基板を、別の基板に固定して電気的に接続するためのものである。図９は、従来の上記半導体基板および上記ダイボンド用金属層の構造体を示している。図示の構造体１００では、ダイボンド用金属層１０２は、半導体素子が形成されたｎ型Ｓｉ（シリコン）基板１０１の裏面に形成されている。ダイボンド用金属層には、電気抵抗率、安定性などの観点からＡｕ（金）が利用されている。
【０００３】
一般に、半導体基板と金属層との接触は、オーミック接触であることが要求される。しかしながら、ｐ型Ｓｉ基板とＡｕ層との接触はオーミック接触となるが、ｎ型Ｓｉ基板１０１とＡｕ層との接触はオーミック接触とはならない。一方、ｎ型Ｓｉ基板１０１とＳｂ（アンチモン）との接触はオーミック接触となる。そこで、従来は、Ａｕに０．５ｗｔ％（重量パーセント）程度のＳｂを添加したＡｕＳｂが、ダイボンド用金属層１０２として利用されている。
【０００４】
図１０は、引用文献１に記載の半導体基板およびダイボンド用金属層の構造体を示している。引用文献１の構造体１１０では、ｎ型Ｓｉ基板１０１の裏面に、Ａｕ層１１１を蒸着し、続いて熱処理を施すことにより、ｎ型Ｓｉ基板１０１とＡｕ層１１１との境界領域にＡｕ−Ｓｉ共晶層１１２を形成し、それから、ＡｕＳｂ層１０２を蒸着している。図１０に示す構造の場合、上記熱処理後にＡｕＳｂ層１０２を形成しているため、上記熱処理でＡｕＳｂ層１０２が液状化することにより発生する問題点を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３１７３５号公報（２００２年０８月１６日公開）
【特許文献２】特開２００９−００４４８７号公報（２００９年０１月０８日公開）
【特許文献３】特開２００６−０３２５０４号公報（２００６年０２月０２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＡｕＳｂの合金化融点が高いため、従来の上記構造では、ダイボンド時に高温処理が必要となり、その高温下でＡｕＳｂ層１０２がｎ型Ｓｉ基板１０１から剥がれる現象が発生し易い。また、上記高温処理により、ＡｕＳｂが液状化し、ＡｕＳｂ層１０２にてＡｕＳｂの島状部分が形成され、これによる接触抵抗の増加、形状異常、ボンディング時の接着不良などが発生する虞がある。
【０００７】
また、図１０に示す構造体の場合、この状態では、ＳｉとＳｂとが接触していないので、オーミック接触とはならない。そこで、ボンディング時に熱処理を施して、Ａｕ−Ｓｉ共晶層１１２の大部分、Ａｕ層１１１、およびＡｕＳｂ層１０２が溶融して、Ａｕ−Ｓｉ−Ｓｂ合金を形成することにより、オーミック接触を実現している。しかしながら、上記熱処理には長時間（例えば、約３７０℃で約２０分）を要することになる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ｎ型半導体基板との密着性およびオーミック特性の良好なダイボンド用金属層の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る構造体は、ｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体であって、上記課題を解決するために、該ダイボンド用金属層は、上記ｎ型半導体基板とオーミック接触するオーミック特性を得るために添加する金属であるオーミック金属が、Ａｕに添加されたものであり、上記オーミック金属の含有率は、上記ｎ型半導体基板の側では低くなっており、該ｎ型半導体基板の側の反対側では高くなっており、上記Ａｕの含有率は、上記ｎ型半導体基板の側の方がその反対側よりも高くなっていることを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によると、ｎ型半導体基板の側におけるダイボンド用金属層は、Ａｕの含有率が高いため、上記ｎ型半導体基板との密着性が良好である。また、オーミック金属が存在するので、上記ｎ型半導体基板との接触がオーミック接触となる。そして、上記Ａｕの含有率が高く、接触抵抗を上げる上記オーミック金属の含有率が低いため、接触抵抗が低い。その結果、オーミック特性が良好となる。
【００１１】
また、上記オーミック金属の含有率は、上記ｎ型半導体基板の側の方よりもその反対側の方が高くなっている。これにより、熱処理が行われても、ダイボンド用金属層が液状化するのではなく、上記オーミック金属が上記ｎ型半導体基板の側にその反対側から拡散して合金化（以下、単に「拡散」と称する。）するので、ダイボンド用金属層に島状部分が形成されることを防止することができる。その結果、ｎ型半導体基板との良好な密着性およびオーミック特性を維持できる。
【００１２】
本発明に係る構造体では、上記ダイボンド用金属層は、上記ｎ型半導体基板の側から順に形成された第１金属層および第２金属層を備えており、第２金属層は、上記Ａｕに上記オーミック金属が添加された金属層であり、第１金属層は、第２金属層からの上記オーミック金属が拡散したＡｕ層であることが好ましい。
【００１３】
この構造体は、上記ｎ型半導体基板上にＡｕからなる第１金属層を形成する工程と、上記ｎ型半導体基板とのオーミック接触が良好なオーミック金属を、Ａｕに添加した第２金属層を、第１金属層上に形成する工程と、第２金属層を形成する時に熱加熱を行うか、或いは、第２金属層を形成した後に熱処理を行うことにより、第２金属層のオーミック金属を第１金属層に拡散させる工程とにより製造できる。
【００１４】
この場合、上記オーミック金属と上記Ａｕとの合金材料を少なくとも１種類用意すれば良い。従って、上記オーミック金属と上記Ａｕとの含有割合が異なる種々の合金材料を用意する必要が無い。また、上記オーミック金属がＡｕ層に拡散する度合は、熱処理の温度、時間などによって容易に調整できる。従って、オーミック金属の含有率が低く、所望する密着性およびオーミック特性を有する第１金属層と、オーミック金属の含有率が高く、融点が低い第２金属層とを備えるダイボンド用金属層を容易に形成することができる。なお、第２金属層の融点を低くすることにより、ダイボンド時の熱処理温度を下げることができ、生産性を向上させることができる。
【００１５】
本発明に係る構造体では、上記ダイボンド用金属層は、上記ｎ型半導体基板の側から順に形成された第１金属層および第２金属層を備えており、第１金属層および第２金属層は、上記Ａｕに上記オーミック金属が添加された金属層であり、第１金属層は、第２金属層よりも、上記オーミック金属の含有率が低く、かつ、上記Ａｕの含有率が高くてもよい。
【００１６】
この構造体は、上記ｎ型半導体基板とのオーミック接触が良好なオーミック金属を、Ａｕに添加した第１金属層を、上記ｎ型半導体基板上に形成する工程と、上記オーミック金属をＡｕに添加した第２金属層であって、第１金属層に比べて、上記Ａｕの含有率が低く、上記オーミック金属の含有率が高い第２金属層を、第１金属層上に形成する工程とにより製造できる。
【００１７】
上記ｎ型半導体基板の例としては、ｎ型Ｓｉ基板などが挙げられる。また、上記オーミック金属の例としては、Ｓｎ、Ｓｂ、Ａｓ、これらの組合せなどが挙げられる。
【００１８】
このうち、上記オーミック金属はＳｎであることが好ましい。従来、Ｓｎは、ハンダ材料として利用されているが、オーミック接触については考慮されていなかった。これに対し、本願発明者らは、ｎ型半導体基板とＳｎとの接触がオーミック接触となることを見出し、上記ダイボンド用金属層にＳｎを利用することを案出した。また、ＡｕＳｎは、ＡｕＳｂおよびＡｕＡｓに比べて、合金化温度が低いので、ダイボンド時の密着強度を向上させ易い。また、Ｓｎの材料コストは、ＳｂおよびＡｓの材料コストよりも安価であるので、ＡｕにＳｎを添加して合金比を上げる方が、ＡｕにＳｂまたはＡｓを添加して合金比を上げるよりも、製造コストを下げることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明に係る構造体では、ｎ型半導体基板の側におけるダイボンド用金属層は、Ａｕの含有率が高くオーミック金属の含有率が低いため、ｎ型半導体基板との密着性およびオーミック特性が良好となるという効果を奏すると共に、熱処理が行われても、ダイボンド用金属層が液状化するのではなく、上記オーミック金属が上記ｎ型半導体基板の側にその反対側から拡散することにより、上記密着性およびオーミック特性を良好に維持できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態である構造体であって、ｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体の製造方法を示す断面図である。
【図２】上記構造体の構造を示す断面図である。
【図３】実施例および比較例のオーミック特性を示すグラフである。
【図４】実施例および比較例の構造体の断面および表面を顕微鏡写真で示す図である。
【図５】実施例および比較例の構造体のＡｕＳｎ層を引っ掻いた時の様子を顕微鏡写真で示す底面図である。
【図６】各種金属に関する合金状態図である。
【図７】本発明の他の実施形態である構造体であって、ｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体の構造を示す断面図である。
【図８】上記構造体の製造方法を示す断面図である。
【図９】従来の構造体の構造を示す断面図である。
【図１０】従来の他の構造体の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図６を参照して説明する。図２は、本実施形態のｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体１を示している。図示のように、ダイボンド用金属層１１は、半導体素子が形成されたｎ型Ｓｉ基板１０の裏面に形成されている。
【００２２】
ダイボンド用金属層１１は、第１金属層１２および第２金属層１３を備えており、それぞれｎ型半導体基板１０上に順番に形成されている。第１金属層１２および第２金属層１３のうちｎ型半導体基板１０とは反対の側の金属層である第２金属層１３は、ＡｕにＳｎ（スズ）が添加されたＡｕＳｎ層である。そして、第１金属層１２および第２金属層１３のうちｎ型半導体基板１０の側の金属層である第１金属層１２は、第２金属層１３からのＳｎが拡散したＡｕ層である。
【００２３】
図１は、本実施形態の構造体１の製造方法を示している。まず、同図の（ａ）に示すように、ダイオード、トランジスタなどの半導体素子（図示せず）と、該半導体素子と電気的に接続されたｎ型Ｓｉ基板１０を用意する。このｎ型Ｓｉ基板１０は、ｎ型の不純物（例えばＡｓ、Ｐ、Ｓｂなど）が導入され、複数の上記半導体素子が形成されたＳｉウェハである。
【００２４】
次に、図１の（ｂ）に示すように、ｎ型Ｓｉ基板１０の裏面に、電極用のＡｕ層１４を、蒸着法またはスパッタ法により形成する。このとき、ｎ型Ｓｉ基板１０とＡｕ層１４との接合では、電気的な障壁が形成されるため、オーミック接触とはならない。
【００２５】
次に、図１の（ｃ）に示すように、Ａｕ層１４上に、電極用およびダイボンド用のＡｕＳｎ層１３を、蒸着法またはスパッタ法により形成する。ここで、ＡｕＳｎ層１３を形成する時に加熱を行うか、或いは、ＡｕＳｎ層１３を形成した後に熱処理を行う。これにより、ＡｕＳｎ層１３からＡｕ層１４にＳｎが拡散して、Ａｕ層１４は、図１の（ｃ）に示すように、Ｓｎが拡散したＡｕ層１２となる。
【００２６】
上記の構成によると、ｎ型Ｓｉ基板１０と接合する第１金属層１２は、Ｓｎが拡散したＡｕ層であり、Ａｕの含有率が高いため、ｎ型Ｓｉ基板１０との密着性が良好である。また、ｎ型Ｓｉ基板１０とＳｎとの接触がオーミック接触となり、さらに、上記Ａｕの含有率が高い一方、接触抵抗の高い上記Ｓｎの含有率が低いため、接触抵抗が低い。その結果、オーミック特性が良好となる。
【００２７】
また、上記Ｓｎの含有率は、第２金属層１３の方が第１金属層１２よりも高くなっている。これにより、熱処理が行われても、ダイボンド用金属層１１が液状化するのではなく、上記Ｓｎが第２金属層１３から第１金属層１２に拡散するので、ダイボンド用金属層１１に島状部分が形成されることを防止することができる。その結果、ｎ型Ｓｉ基板１０との良好な密着性およびオーミック特性を維持できる。
【００２８】
また、上記Ｓｎと上記Ａｕとの合金材料を少なくとも１種類用意すれば良い。従って、上記Ｓｎと上記Ａｕとの含有割合が異なる種々の合金材料を用意する必要が無い。また、ＡｕＳｎ層１３からＡｕ層１４に拡散する度合は、熱処理の温度、時間などによって容易に調整できる。従って、Ｓｎの含有率が低く、所望する密着性およびオーミック特性を有する第１金属層１２と、Ｓｎの含有率が高く、融点が低い第２金属層１３とを備えるダイボンド用金属層１１を容易に形成することができる。なお、第２金属層１３の融点を低くすることにより、ダイボンド時の熱処理温度を下げることができ、生産性を向上させることができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、ｎ型Ｓｉ基板１０とオーミック接触するオーミック金属としてＳｎを利用しているが、Ｓｂ、Ａｓなど、他のオーミック金属を利用してもよい。しかしながら、ＡｕＳｎは、ＡｕＳｂおよびＡｕＡｓに比べて、合金化温度が低いので、ダイボンド時の密着強度を向上させ易い。また、Ｓｎの材料コストは、ＳｂおよびＡｓの材料コストよりも安価であるので、ＡｕにＳｎを添加して合金比を上げる方が、ＡｕにＳｂまたはＡｓを添加して合金比を上げるよりも、製造コストを下げることができる。従って、本実施形態のように、上記オーミック金属としてＳｎを利用することが望ましい。
【００３０】
〔実施例〕
次に、本実施形態の実施例１・２および比較例１〜４について、図３〜図６を参照して説明する。まず、実施例１・２および比較例１〜４の製造方法について説明する。
【００３１】
実施例１の構造体１は下記のように製造したものである。すなわち、まず、ｎ型Ｓｉ基板１０の裏面に、厚さ０．６μｍのＡｕ層１４を蒸着した。そして、Ｓｎの含有率を３０ｗｔ％として、Ａｕ層１４に、厚さ１．２μｍのＡｕＳｎ層１３を、３００℃の加熱下で蒸着した。このとき、Ｓｎが拡散したＡｕ層１２におけるＳｎの含有率は約１０ｗｔ％であった。なお、ＡｕＳｎ層１３におけるＳｎの含有率は、蒸着条件の影響を受けて、３０ｗｔ％〜４０ｗｔ％となる。
【００３２】
また、実施例２の構造体１は、実施例１において、上記加熱の温度を３００℃から２８０℃に変更し、その他は同様にして製造したものである。なお、２８０℃の加熱を行う代わりに、ＡｕＳｎ層１３の形成後に、３７５℃、Ｎ２（窒素ガス）雰囲気で３０分程度の熱処理を行ってもよい。
【００３３】
一方、比較例１の構造体は、ｐ型Ｓｉ基板の裏面に厚さ０．６μｍのＡｕ層を、３００℃の加熱下で蒸着したものである。また、比較例２の構造体は、ｎ型Ｓｉ基板の裏面に厚さ０．６μｍのＡｕ層を、３００℃の加熱下で蒸着したものである。
【００３４】
また、比較例３の構造体は、図９に示す構造体１００であり、Ｓｎの含有率を３０ｗｔ％として、ｎ型Ｓｉ基板１０１の裏面に厚さ１．８μｍのＡｕＳｎ層を、３００℃の加熱下で蒸着したものである。また、比較例４の構造体は、比較例３において、上記加熱の温度を３００℃から２８０℃に変更し、その他は同様にして製造したものである。
【００３５】
図３は、実施例および比較例の構造体のオーミック特性を示すグラフである。図示のグラフにおいて、横軸はベース電圧（単位：Ｖ）を示しており、縦軸はベース電流（単位：ａ．ｕ．（任意単位））を示している。また、実施例１がアスタリスク（＊）のグラフであり、実施例２が白丸（○）のグラフである。一方、比較例１が黒菱形（◆）のグラフであり、比較例２が四角（□）のグラフであり、比較例３が三角（三角）のグラフであり、比較例４がバツ印（×）のグラフである。
【００３６】
図３を参照すると、実施例１・２のグラフは何れも指数関数のグラフとなっていることから、実施例１・２の構造体はオーミック接触していることが理解できる。さらに、実施例１・２のグラフはベース電圧に対するベース電流の変化率が大きいことから、実施例１・２の構造体は接触抵抗が小さいことが理解できる。従って、実施例１・２の構造体は、オーミック特性が良好であることが理解できる。
【００３７】
一方、比較例１のグラフは指数関数のグラフとなっているが、比較例２のグラフは指数関数のグラフから大きく外れている。このことから、ｐ型Ｓｉ基板にＡｕ層を形成した比較例１の構造体はオーミック接触しているが、ｎ型Ｓｉ基板にＡｕ層を形成した比較例２の構造体はオーミック接触していないことが理解できる。
【００３８】
なお、比較例１のグラフは、ベース電圧に対するベース電流の変化率が小さいので、接触抵抗が大きいと考えられるが、これは、形成したＡｕ層の厚さが０．６μｍと薄かったことが原因であると考えられる。従って、Ａｕ層の厚さを増加することにより接触抵抗が小さくなり、オーミック特性が良好になると推定できる。
【００３９】
一方、比較例３・４のグラフは何れも指数関数のグラフとなっていることから、比較例３・４の構造体はオーミック接触していることが理解できる。ところが、比較例３のグラフは、比較例４のグラフに比べて、ベース電圧に対するベース電流の変化率が小さくなっている。このことから、ｎ型Ｓｉ基板にＡｕＳｎ層を形成した構造体のうち、３００℃に加熱して形成した比較例３の構造体の方が、２８０℃に加熱して形成した比較例４の構造体に比べて、接触抵抗が高くなっていることが理解できる。従って、比較例３の構造体は、比較例４の構造体に比べて、オーミック特性が悪化していることが理解できる。
【００４０】
この原因について、図４を参照して説明する。図４の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施例２および比較例３の構造体を断面し、５２°傾けて、顕微鏡で３万５千倍に拡大した写真である。図４の（ａ）では、下から順に、ｎ型Ｓｉ基板１０の断面部１０ｃ、Ａｕ層１２の断面部１２ｃ、ＡｕＳｎ層１３の断面部１３ｃ、およびＡｕＳｎ層１３の表面部１３ｓが示されている。また、同図におけるＳｎが拡散したＡｕ層１２とＡｕＳｎ層１３とにおいて、白色部分はＡｕの含有率が比較的多いＡｕリッチ部分であり、黒色部分はＳｎの含有率が比較的多いＳｎリッチ部分である。
【００４１】
図４の（ａ）を参照すると、Ａｕ層１２にＳｎが拡散し、合金化していることが理解できる。これにより、実施例２の構造体はオーミック特性が良好となると考えられる。また、ＡｕＳｎ層１３において、Ａｕリッチ部分とＳｎリッチ部分とが形成されているが、表面が略平坦であることが理解できる。従って、実施例２の構造体は、形状異常、ボンディング時の接着不良などを回避できると考えられる。
【００４２】
一方、図４の（ｂ）では、下から順に、ｎ型Ｓｉ基板１０の断面部１０ｃ、ＡｕＳｎ層２１の断面部２１ｃ、およびＡｕＳｎ層２１の表面部２１ｓが示されている。同図を参照すると、ＡｕＳｎ層２１に複数の島部２１ｉが散在することが理解できる。この島部２１ｉをさらに調べたところ、島部２１ｉは、ＡｕＳｎ層２１の他の部分よりもＳｎの含有率が高くなっていた。このことから、上記加熱の温度が高くなると、Ｓｎが流動し集まって、島部２１ｉが形成されると考えられる。ＳｎはＡｕに比べて電気抵抗率が高いので、島部２１ｉにより比較例３の構造体は接触抵抗が高くなると考えられる。また、島部２１ｉにより、ＡｕＳｎ層２１の表面には凹凸が発生している。このため、比較例３の構造体は、形状異常、ボンディング時の接着不良などが発生すると考えられる。
【００４３】
一方、図３に示すように、比較例４の構造体は、実施例１・２の構造体と同様に、オーミック特性が良好である。しかしながら、比較例４の構造体は、上記加熱の温度が低いため、ｎ型Ｓｉ基板１０とＡｕＳｎ層２１との密着性が悪く、その結果、ＡｕＳｎ層２１がｎ型Ｓｉ基板１０から剥がれ易い。図５の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施例２および比較例４の構造体におけるダイボンド用金属層をピンセットで引っ掻いたときの状態を撮影した写真である。
【００４４】
図５の（ａ）に示すように、実施例２の構造体では、ピンセットで引っ掻いても、ＡｕＳｎ層１３が剥がれて、Ｓｎが拡散したＡｕ層１２が露出するのみである。一方、同図の（ｂ）に示すように、ピンセットで引っ掻くと、ＡｕＳｎ層２１が剥がれてｎ型Ｓｉ基板１０が露出してしまう。
【００４５】
図６は、或る金属と別の金属との合金状態図である（出典：金属データブック、社団法人日本金属学会、１９９３年発行）。同図において、横軸は上記別の金属の含有率を示しており、縦軸は合金化する温度を示している。また、同図の（ａ）は、ＡｕおよびＳｉの合金に関するものであり、同図の（ｂ）は、ＳｎおよびＳｉの合金に関するものであり、同図の（ｃ）は、ＡｕおよびＳｂの合金に関するものであり、同図の（ｄ）は、ＡｕおよびＳｎの合金に関するものである。
【００４６】
図６の（ａ）によると、ＡｕおよびＳｉは、Ｓｉの含有率が約３ｗｔ％において合金化温度が約３６０℃である。一方、同図の（ｂ）によると、ＳｎおよびＳｉは、合金化温度が８００℃以上である。このことから、ＡｕおよびＳｉは合金化し易いが、ＳｎおよびＳｉは合金化し難く、比較例４の構造体は、ｎ型Ｓｉ基板１０とＡｕＳｎ層２１との密着性が悪いことが理解できる。一方、密着性を改善するには、比較例３のように上記加熱の温度を上げることが考えられるが、ＡｕＳｎ層２１の表面に島状部分が形成されることになる。これに対し、実施例１・２の構造体は、Ｓｎが拡散したＡｕ層１２においてＳｎの含有率が低くなっているから、密着性が良いことが理解できる。
【００４７】
また、図６の（ｃ）によると、ＡｕおよびＳｂは、Ｓｂの含有率が約２５ｗｔ％において合金化温度が約３６０℃である。一方、同図の（ｄ）によると、ＡｕおよびＳｎは、Ｓｎの含有率が約２０ｗｔ％において合金化温度が約２８０℃である。すなわち、ＡｕＳｎは、ＡｕＳｂに比べて、合金化温度が低く、これにより、ダイボンド時の密着強度を向上させ易いことが理解できる。また、ＡｕＳｎ層１３は、Ｓｎの含有率が約２０ｗｔ％であることが、合金化温度が最小値となるので望ましいことが理解できる。
【００４８】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の他の実施形態について図７および図８を参照して説明する。図７は、本実施形態のｎ型半導体基板にダイボンド用金属層が設けられた構造体１を示している。本実施形態の構造体１は、図２に示す構造体１に比べて、ダイボンド用金属層１１における第１金属層として、Ｓｎが拡散したＡｕ層１２に代えて、ＡｕにＳｎが添加されたＡｕＳｎ層１５であって、ＡｕＳｎ層１３に比べてＳｎの含有率が低いＡｕＳｎ層１５を形成している点が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態にて説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
図８は、本実施形態の構造体１の製造方法を示している。まず、同図の（ａ）に示すように、半導体素子（図示せず）と、該半導体素子と電気的に接続されたｎ型Ｓｉ基板１０を用意する。これは、図１の（ａ）と同様である。
【００５０】
次に、図８の（ｂ）に示すように、ｎ型Ｓｉ基板１０の裏面に、電極用のＡｕＳｎ層１５を、蒸着法またはスパッタ法により形成する。実施例では、Ｓｎの含有率を１０ｗｔ％として、厚さ０．６μｍのＡｕＳｎ層１５を蒸着した。
【００５１】
次に、図８の（ｃ）に示すように、ＡｕＳｎ層１５上に、電極用およびダイボンド用のＡｕＳｎ層１３を、蒸着法またはスパッタ法により形成する。実施例では、Ｓｎの含有率を３０ｗｔ％として、厚さ１．２μｍのＡｕＳｎ層１３を蒸着した。なお、図１の（ｃ）の場合と異なり、ＡｕＳｎ層１３を形成する時に加熱を行う必要は無い。
【００５２】
本実施形態の構造体１においても、図１〜図７に示す構造体１と同様の特性を得ることができた。しかしながら、本実施形態の場合、ＡｕＳｎ合金材料が２種類必要となる。
【００５３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５４】
例えば、上記実施形態では、半導体基板としてＳｉ基板を利用しているが、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＳｉＣ（炭化シリコン）など、Ｓｉ以外の半導体基板にも利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明に係る構造体のダイボンド用金属層は、ｎ型半導体基板の側におけるＡｕの含有率が高くオーミック金属の含有率が低く、かつ、熱処理が行われても、上記オーミック金属が上記ｎ型半導体基板の側にその反対側から拡散することにより、従来よりも安価かつ容易に、ｎ型半導体基板との良好な密着性およびオーミック特性を維持でき、同時にダイボンドに適した金属層を提供できるので、ダイボンディングを行う任意の半導体基板に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  構造体
１０  ｎ型半導体基板（ｎ型Ｓｉ基板）
１１  ダイボンド用金属層
１２  第１金属層
１３  第２金属層
２１ｉ  島部
【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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