(57)【要約】【課題】荷重と振動の大きいＣｕワイヤボンディングを経た後も電極とＣｕワイヤとの接合強度が高く、結果として信頼性が高く、かつウェハプロセスとの整合性にも優れた、半導体の電極構造を提供する。【解決手段】半導体基板上に設けられた電極構造であって、電極層と、前記電極層上に設けられたバリア層と、前記バリア層上に設けられた第１の金属層と、前記第１の金属層上に設けられた第２の金属層と、前記第２の金属層に接合されたワイヤ電極とを備え、前記第１の金属層は、合金元素として、Ｎｄ：０．１０原子％以上２．０原子％以下、およびＢｉ：０．０８原子％以上２．０原子％以下のうちの少なくとも一種を含むＡｇ合金であり、前記第２の金属層はＣｕまたはＣｕ合金であり、前記ワイヤ電極はＣｕまたはＣｕ合金であることを特徴とする電極構造。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に設けられた電極構造であって、
電極層と、
前記電極層上に設けられたバリア層と、
前記バリア層上に設けられた第１の金属層と、
前記第１の金属層上に設けられた第２の金属層と、
前記第２の金属層に接合されたワイヤ電極とを備え、
前記第１の金属層は、合金元素として、Ｎｄ：０．１０原子％以上２．０原子％以下、およびＢｉ：０．０８原子％以上２．０原子％以下のうちの少なくとも一種を含むＡｇ合金であり、
前記第２の金属層はＣｕまたはＣｕ合金であり、
前記ワイヤ電極はＣｕまたはＣｕ合金であることを特徴とする電極構造。
【請求項２】
前記第１の金属層は、合金元素として更に、Ｃｕを０原子％超２．０原子％以下含むＡｇ合金である請求項１に記載の電極構造。
【請求項３】
前記第２の金属層は、圧延またはめっきにより形成されたＣｕ箔またはＣｕ合金箔である請求項１または２に記載の電極構造。
【請求項４】
前記バリア層は、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｍｏ窒化物、およびＩＺＯよりなる群から選択されるいずれかである請求項１〜３のいずれかに記載の電極構造。
【請求項５】
前記電極層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、またはこれらの合金のいずれかである請求項１〜４のいずれかに記載の電極構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電極構造を備えていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電極構造に関する。本発明は、例えばパワー半導体における電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、パワーＭＯＳ型電界効果トランジスタ）などの、絶縁ゲート型の半導体装置が大電力を制御するパワーデバイスとして普及している。
【０００３】
図１を参照しながら一般的なＩＧＢＴの構成を説明する。ｐ型のコレクタ層２にはコレクタ電極１が接続されている。なお、コレクタ電極１は、図１では図示していない回路基板などに半田層を介して固定・接続されている。コレクタ層２の上にｎ型のベース層３が形成されている。ｎ型のベース層３の上部にはｐ型のボディー領域４が形成され、その内部にｎ型のエミッタ層５が形成されている。２つのエミッタ層５間にあるｎ型のベース層３の領域がチャネル領域であり、そのチャネル領域上には、ゲート絶縁膜６、ゲート電極７および層間絶縁膜８が形成されている。また、エミッタ層５の上部には電極層９としてエミッタ電極が形成されている。一般的にこれらのｎ型領域やｐ型領域は、Ｓｉなどからなる基板にＰやＢが元々含まれるか、領域ごとに決められたドーズ量、加速電圧、注入角度にてＰやＡｓ、Ｂをイオン注入した後に、領域ごとに決められた温度、時間で活性化の熱処理を行うことで形成される。
【０００４】
チャネル領域がｐ型のＩＧＢＴでは、電極層９であるエミッタ電極に負のバイアス、裏面電極であるコレクタ電極１に正のバイアスを印加するのと並行し、ゲート電極７に正のバイアスを印加することで、チャネル領域に反転層が形成され、エミッタ層５とｎ型ベース層３が反転層で接続されて電流が流れる。この電流はコレクタ電極１に流れる。
【０００５】
チップ上の電極から外部へ電流を取り出すための金属ボンディングワイヤには、従来、ＡｌやＡｕが用いられてきた。しかし、ＩＧＢＴなどのパワー半導体は用途拡大に伴って年々パワー密度が増大し、これに伴い扱う電流値も増大しているため、ボンディングワイヤ自体の発熱やボンディングワイヤとチップの接続部の発熱が無視できなくなっている。そこで最近では、上記発熱対策として、導電性や熱伝導性の高いＣｕまたはＣｕ合金であるワイヤやリボンを用いて外部端子に接続する方法が提案されている。以下、前記ＣｕまたはＣｕ合金であるワイヤのボンディングを「Ｃｕワイヤボンディング」、このボンディングに使用されるＣｕまたはＣｕ合金からなるワイヤを「Ｃｕワイヤ」という。
【０００６】
一般に金属ボンディングワイヤのボンディングは、金属ボンディングワイヤと電極に荷重を加えて圧着させながら熱とともに超音波を加えて振動させ、金属結合を形成させて電気的に接続させる。Ｃｕワイヤは、従来のＡｌやＡｕなどのボンディングワイヤと比較して硬度が高いため、Ｃｕワイヤの接合時には、強い荷重と振動により素子破壊、即ち、基板等にクラックが生じやすいといった問題がある。また、ボンディングワイヤと電極の間の接合強度が不十分な場合は、接続部でワイヤが断線し素子の動作不良を招くといった問題がある。よって、金属ボンディングワイヤと電極との接合強度が高く、ボンディングの信頼性、即ち接続信頼性の高い半導体電極構造が求められる。
【０００７】
例えば特許文献１には、ＳｉＣ又はＧａＮを主成分とした半導体基板と、前記半導体基板上に接合された複数の金属層と、を備えた半導体装置が開示されている。詳細には、前記複数の金属層は、最外層に外部との電気接続を行うための配線金属層を備え、前記配線金属層は、Ａｇを主成分としてＣｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｓｂのうち少なくとも１種類の微量の溶質元素を添加した合金層であり、前記配線金属層に含まれるＡｇへの溶質元素の添加量は、それぞれ０．１ａｔ％Ｃｕ以上、０．３ａｔ％Ａｌ以上、０．１ａｔ％Ｂｅ以上、０．１５ａｔ％Ｓｂ以上である半導体装置が示されている。即ち、特許文献１には、実装時の再結晶温度を超えて耐久性を高めるために、ワイヤボンディングを行うための最外装の金属電極をＡｇ合金電極とすることが開示されている。
【０００８】
しかしながら上記特許文献１は、１５０℃以上の動作温度でも配線金属の抵抗率が変化し難く安定して動作可能な半導体を得ることを目的としており、金属ワイヤとして、Ａｕワイヤ、Ｃｕワイヤ、Ａｌワイヤ等が考え得ると記載され、金属ワイヤの種類は特に限定していない。即ち特許文献１は、Ｃｕワイヤを用いることを前提に、Ｃｕワイヤボンディング時に素子破壊が生じやすいことに鑑みて、ボンディング後の接合強度確保を検討したものではない。
【０００９】
一方、特許文献２には、Ｃｕが酸化されやすく、Ｃｕワイヤを用いたボンディングは不良を起こしやすく、特に高温で保管した場合に劣化しやすいことに鑑みて、次の半導体装置が提案されている。即ち、基板に搭載された半導体素子と、前記半導体素子に設けられた電極パッドと、前記基板に設けられた接続端子と前記電極パッドとを接続するＣｕワイヤと、前記半導体素子及び前記Ｃｕワイヤを封止する封止樹脂と、を有し、前記Ｃｕワイヤとの接合面から深さ方向に３μｍ以下の範囲における前記電極パッドの領域が、Ａｌよりイオン化傾向が小さい金属を主成分として含み、前記Ｃｕワイヤ中の硫黄含有量が、前記Ｃｕワイヤ全体に対して１５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下である、半導体装置が提案されている。即ち、上記特許文献２では、Ｃｕワイヤと接続する電極パッドの領域を、Ａｌよりイオン化傾向が小さい金属を主成分とすることによって、Ｃｕワイヤと接続する電極表面の間で生じる電池効果による腐食を軽減し、耐湿性と高温保管性を改善している。しかし特許文献２には、半導体装置の製造工程での熱履歴も考慮して、Ｃｕワイヤと電極との接合強度を確実に高め得ることまで検討されたものではない。
【００１０】
上記ワイヤボンディング後も高い接合強度を有する半導体装置を得るには、半導体装置を構成する材料が、半導体装置の製造工程で受ける熱履歴に対して高い耐久性、即ち優れた耐熱性を示すことも必要である。詳細には、上記ＩＧＢＴ等の製造プロセスでは、エミッタ電極を形成後に基板の裏面よりコレクタ層のイオン注入を行う。次いで、４５０℃以下の熱処理を行うことによって注入されたイオンの活性化を図る。よって、電極構造を構成する材料には、これらの熱に対する耐久性も求められる。
【００１１】
金属ボンディングワイヤとの接合には、ウェハプロセスとの整合性に優れていることも求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１３−１２５９２２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１４０７４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、荷重と振動の大きいＣｕワイヤボンディングを経た後も、電極とＣｕワイヤとの接合強度が高く、結果として信頼性の高い半導体電極構造を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、ウェハプロセスとの整合性に優れた半導体電極構造を提供することにある。尚、本発明において「ウェハプロセスとの整合性に優れた」とは、後述する実施例２で評価の通り、Ａｇ合金とバリア層の積層を良好に一括エッチングできることをいう。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決し得た本発明の電極構造は、半導体基板上に設けられた電極構造であって、電極層と、前記電極層上に設けられたバリア層と、前記バリア層上に設けられた第１の金属層と、前記第１の金属層上に設けられた第２の金属層と、前記第２の金属層に接合されたワイヤ電極とを備え、前記第１の金属層は、合金元素として、Ｎｄ：０．１０原子％以上２．０原子％以下、およびＢｉ：０．０８原子％以上２．０原子％以下のうちの少なくとも一種を含むＡｇ合金であり、前記第２の金属層はＣｕまたはＣｕ合金であり、前記ワイヤ電極はＣｕまたはＣｕ合金であるところに特徴を有する。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態において、前記第１の金属層は、合金元素として更に、Ｃｕを０原子％超２．０原子％以下含むＡｇ合金である。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態において、前記第２の金属層は、圧延またはめっきにより形成されたＣｕ箔またはＣｕ合金箔である。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態において、前記バリア層は、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｍｏ窒化物、およびＩＺＯよりなる群から選択されるいずれかである。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態において、前記電極層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、またはこれらの合金のいずれかである。
【００２１】
本発明には、前記電極構造を備えている点に特徴を有する半導体装置も含まれる。
【００２２】
尚、下記の説明では、電極構造における電極層が、ＡｌまたはＡｌ合金であるエミッタ電極に使用する場合を例に説明するが、本発明はこれに限らず、前記電極層が、ゲート電極のパッド部分である場合等も含まれる。また以下では、上記ＡｌまたはＡｌ合金を「Ａｌ系」、上記ＣｕまたはＣｕ合金を「Ｃｕ系」ということがある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、Ｃｕワイヤを用いてボンディングを行い、ワイヤと電極との接合強度を高め得た電極構造を提供することができる。特に本発明の電極構造において、Ｃｕワイヤは同材質のＣｕ系と接続されるため接続信頼性に優れる。また、本発明の電極構造によれば、Ｃｕワイヤボンディング時に、電極層とバリア層と第１の電極層と第２の電極層との積層構造がクッションの役割を果たし、Ｃｕワイヤが素子側に押し込まれても、断線による素子破壊が抑制される。また、本発明の電極構造はバリア層を有するため、コレクタ電極側のイオン活性化のための、４００℃での熱処理が施された後も、Ａｇの凝集がなく、ＡｇとＡｌの相互拡散を防ぐことができる。
【００２４】
更に本発明の半導体電極構造は、Ａｌワイヤとのボンディングを前提に設計された、現在一般に用いられているＩＧＢＴチップにおいても、電極層として形成されるエミッタ電極上に、本発明の構成の通り、バリア層、第１の金属層、第２の金属層を順に積層することによって、Ｃｕワイヤボンディングを行うことができ、Ｃｕワイヤと電極との接合強度の高い半導体電極構造を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、一般的なＩＧＢＴの構成を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の電極構造を示す概略断面図である。
【図３】図３は、熱処理温度とＡｇ系の反射率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。特には、荷重と振動の大きいＣｕワイヤボンディングを経た後も電極とＣｕワイヤとの接合強度が高く、結果として信頼性の高い半導体電極構造を得るべく鋭意研究を重ねた。詳細には、電極構造について、材料、厚み、硬さ、めっきや薄膜コーティング等の形成方法など種々の観点から鋭意検討を行った。
【００２７】
その結果、電極層とＣｕまたはＣｕ合金であるワイヤ電極との間に、バリア層と；第１の金属層として後述する規定のＡｇ合金と；第２の金属層としてＣｕまたはＣｕ合金と；をこの順に形成し、該第２の金属層に対して、ＣｕまたはＣｕ合金であるワイヤ電極をボンディングすれば、接合強度の高い電極構造が得られることを見出した。更に好ましくは、バリア層として推奨されるものを用いれば、製造工程で受ける熱履歴に対する耐久性がより高まり、接合強度をより高めることができる。また上記製造過程で、上記第１の金属層とバリア層を一括エッチングすることができる。
【００２８】
以下、本発明の電極構造の一態様を、図面を用いて説明する。
【００２９】
図２は本発明の電極構造を模式的に示す断面図である。この図２に示すように、本発明の電極構造は、半導体基板１０上に設けられており、電極層９、バリア層１１、第１の金属層１２、第２の金属層１３、およびワイヤ電極１４とを備えている。本発明の電極構造は、半導体基板１０として、シリコンを用いた基板に対して適用できるほか、ＳｉＣ、ＧａＮ、ダイヤモンドといった半導体材料も基板として好適に適用できる。本発明の電極構造が適用可能な半導体素子の種類は、特に限定されない。例えばＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴのようなスイッチング素子、またはダイオードのような整流素子に、本発明の電極構造を好適に適用できる。
【００３０】
半導体素子が、例えば縦型構造のＩＧＢＴの場合、図２の半導体基板１０には、図２には図示していない前記図１のコレクタ層２から層間絶縁膜８までが形成されている。図２の半導体基板１０の、電極層９と反対側の面には、図２では示していないコレクタ電極が形成される。コレクタ電極は半導体パッケージと直接接続し、外部に取り出される。図２の電極層９としてエミッタ電極が形成される。該エミッタ電極は、ワイヤ電極１４によりリード端子と接続される。
【００３１】
以下、ワイヤにより接続される側の電極構造、具体的には図２の電極層９からワイヤ電極１４までの各層について詳述する。
【００３２】
電極層
半導体基板１０上には、電極層９が形成される。電極層９としては、例えばＴｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ；または、これらの金属元素の合金、即ち、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌ、またはＡｕを基とする合金；または、これらの金属元素の化合物；を用いることができる。
【００３３】
前記電極層９として前記合金を用いる場合、合金元素として、Ｔａ、Ｎｂ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｔおよび希土類元素よりなるＸ群から選択される少なくとも一種のＸ群元素を用いてもよい。これらは高温下の耐熱性向上に寄与する元素である。上記Ｘ群元素を含有させることで、半導体製造工程で４００℃程度の熱履歴を受けた場合でも優れた耐熱性を示す。
【００３４】
前記希土類元素は、単独で添加しても良いし、２種以上を併用しても良い。ここで、希土類元素とは、ランタノイド元素、即ち、周期表において、原子番号５７のＬａから原子番号７１のＬｕまでの合計１５元素に、スカンジウムとイットリウムとを加えた元素群を意味する。
【００３５】
上記Ｘ群元素の含有量は、合計で０．１〜５原子％とすることが好ましい。
【００３６】
前記電極層９として前記合金を用いる場合、合金元素として、ＮｉおよびＣｏの少なくとも１種の元素や、ＧｅおよびＣｕの少なくとも１種の元素を含有してもよい。これらの元素を上述したＸ群元素と共に含有させる他、該Ｘ群元素を用いず、これらの元素のみを用いることもできる。
【００３７】
さらに電極層９の金属元素が半導体領域内へ拡散することを防止するため、電極層９と半導体基板１０との間に、図２では図示していない電極層−半導体基板間のバリア層を設けてもよい。この電極層−半導体基板間のバリア層は、例えばＴｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、ＴａＮ等の、金属、合金または化合物を、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法、または真空蒸着法などにより形成することで得られる。
【００３８】
本発明の電極層の厚さは、大電流が流れることやワイヤボンディング時のクッション性を確保する観点から、１μｍ以上とすることが好ましい。上記厚さは、より好ましくは２μｍ以上であり、更に好ましくは４μｍ以上である。一方、形成の効率や装置小型化を目的に薄膜化を図る観点からは、１０μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは８μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下である。
【００３９】
バリア層
前記電極層と前記第１の金属層との間に介在するバリア層１１は次の役割を有する。即ち、例えばＡｌである電極層９とＡｇ合金である第１の金属層１２とを直接積層すると、相互拡散が容易に生じる。この間で相互拡散が生じてＡｇ化合物が形成されると、電極構造の電気抵抗が高まる、即ち導電率が低下し、各層の界面に脆い相互拡散層が生じるため、素子の性能が劣化する。また第１の金属層１２から電極層９に拡散したＡｇ原子が、更に下層の半導体基板１０中にまで拡散すると半導体特性が著しく劣化する。バリア層１１を上記電極層９と第１の金属層１２の間に形成することで、上記相互拡散を防ぐことができる。
【００４０】
本発明者らは、例としてＡｌである電極層と上記バリア層とＡｇ合金である第１の金属層との積層構造を作製し、製造工程での熱履歴を模擬して４００℃で１時間の熱処理を施してから、該積層構造の厚さ方向断面のＳＥＭ観察を行った。そして、相互拡散の有無をＳＥＭ−ＥＤＸ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ−Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、エネルギー分散型Ｘ線分光法）にて確認した。その結果、上記バリア層を設けることによって、Ａｇ合金とＡｌの相互拡散は生じないことを確認した。
【００４１】
前記バリア層には次の特性も求められる。即ち、上述の通り電極には大電流が流れるため、バリア層には導電性が求められる。さらに電極の製造工程で容易にパターン形成を行うには、バリア層と後述するＡｇ合金とを共にエッチング加工できることが求められる。特にエッチング液として酸を用いた場合、Ａｇ合金のエッチング速度は非常に速いため、バリア層には、上記Ａｇ合金とほぼ同じ速度で容易にエッチングできることが求められる。
【００４２】
これらの特性を兼備したバリア層としては、バリア層として汎用されるＭｏ以外に、Ｍｏ合金、Ｍｏ窒化物、ＩＺＯ、ならびにＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、およびこれらの金属元素を基とする合金や、該金属元素の窒化物などが挙げられる。これらの中でも、好ましくはＭｏ、Ｍｏ合金、Ｍｏ窒化物、およびＩＺＯよりなる群から選択されるいずれかであり、より好ましくはＭｏ合金、Ｍｏ窒化物、およびＩＺＯよりなる群から選択されるいずれかである。以下、Ｍｏ合金、Ｍｏ窒化物、およびＩＺＯを含めたバリア層について説明する。
【００４３】
前記Ｍｏ合金として、合金元素にＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｎｉの少なくとも１種を用いたものが挙げられる。例えば合金元素が上記Ｎｂの場合、５〜１５質量％のＮｂを含むＭｏ−Ｎｂ合金が挙げられる。
【００４４】
上記Ｍｏ−Ｎｂ合金は、Ｍｏと比較して耐食性が高く、恒温恒湿試験などの湿潤な雰囲気での酸化が抑制される。また上記Ｍｏ−Ｎｂ合金は、Ｍｏと比べてエッチング速度が遅いため、積層構造の電極においてエッチング形状の調整が必要な場合に適する。
【００４５】
次にＭｏ窒化物について説明する。Ｍｏ窒化物を構成する窒素原子は、遷移金属原子のように、シリコン半導体のバンドギャップに準位を作って特性を劣化させるコンタミネーションとはならない。また窒素を添加することでアモルファス化する。その結果、次に説明の通り、拡散経路となる結晶粒界の形成が抑えられ、Ｍｏをバリア層に用いる場合よりも拡散が抑制される。即ち、上記Ｍｏを、例えば電極層としてＡｌ−Ｓｉエミッタ電極と第１の金属層であるＡｇ合金との間のバリア層として用いた場合、プロセス温度が上昇すると、徐々に界面反応や拡散が生じ始める。特にＭｏの厚さが薄いと、薄い部分を起点として拡散が生じる恐れがある。これまでの実験で、Ａｌ、ＭｏおよびＡｇの積層を徐々に昇温させたとき、４００℃を超えたあたりから電気抵抗が徐々に増加することが分かっている。このことからＭｏと他層との界面反応や拡散が生じ始めていることが分かる。前記拡散は拡散速度の速い結晶粒界から始まる。即ち、拡散経路となる結晶粒界が多いほど拡散は生じやすい。これに対し、アモルファス化したＭｏ窒化物は、結晶粒界が少ない分、拡散も抑制されると考えられる。
【００４６】
ＩＺＯはＩｎ−Ｚｎ−Ｏで示される酸化物である。透明導電層として用いられており、ＺｎＯを３０質量％含む。このＩＺＯはリン硝酢酸でエッチングが可能である。またＩＺＯは、ディスプレイの透明画素電極として広く用いられている材料であり、プロセス適合性が高い。更にＩＺＯは、アモルファスであり粒界がないため、粒界を経路とする拡散が生じにくい。
【００４７】
ＩＺＯ以外にも、Ｉｎ酸化物をベースとした透明導電膜として、ＩＴＯ、即ちＩｎ−Ｓｎ−Ｏや、ＩＧＯ、即ちＩｎ−Ｇｅ−Ｏや、ＩＷＯ、即ちＩｎ−Ｗ−Ｏを、バリア層に用いることができる。
【００４８】
上記バリア層の中でも、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｍｏ窒化物、およびＩＺＯは、スパッタリング法で形成でき、かつ電極層として用いうるＡｌ−Ｓｉ電極や第１の金属層であるＡｇ合金と同じエッチング液、例えばリン硝酢酸を用いたエッチング加工が可能である。よって上層のＡｇ合金と一括でエッチングが可能である。即ち、従来のプロセスが適応できるため、プロセス適合性が高いといえる。尚、Ｍｏ合金、Ｍｏ窒化物、およびＩＺＯは、いずれもＭｏと比較するとエッチング速度が小さい。即ち、Ａｇ合金とこれらの積層を一括エッチングすると、Ａｇ合金の方がエッチングされやすい。しかしテーパ部のサイズに対し電極のサイズは大きいため、Ａｇ合金のサイドエッチングが進展しても問題になるレベルではないと考えられる。
【００４９】
バリア層の厚さが薄い場合には、熱処理後に容易に相互拡散が生じることがある。例えば、電極層としてＡｌ系を用い、かつバリア層が金属からなる場合、該バリア層は多結晶であり粒界を含んでいる。よって高温で熱処理を行うと、粒界を介してＡｇ原子がＡｌ中に拡散する場合がある。これは粒界でのＡｇ原子の拡散速度が非常に早く、ＡｇとＡｌは低温でも容易に化合物を形成することから生じる。このような現象を抑制して、電極層であるＡｌ系と第１の金属層であるＡｇ合金との間の拡散を十分防止するには、バリア層の厚さを、２００ｎｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以上である。一方、バリア層が厚すぎると、応力による剥離が生じたり、厚さ方向よりも横方向へのエッチングが進むなど、良好なエッチングが困難となるため１０００ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは５００ｎｍ以下である。
【００５０】
第１の金属層
本発明における電極構造のうち、前記第１の金属層は特定のＡｇ合金である。このＡｇ合金は、例えばエミッタ電極の端子に相当する前記Ａｌ系と、第２の金属層であるＣｕ系とを直接接触させて電気的な導通を確保するのに必要な接合層である。
【００５１】
また本発明では、次に説明する通り、特定のＡｇ合金とすることによって、電極構造の製造工程で受ける熱履歴に対し、耐熱性を確保することができる。
【００５２】
即ち、Ａｇを接合層に用いた場合には、電極構造の製造工程で受ける４００℃の熱により、Ａｇの表面が容易に凝集し表面荒れが生じる。Ａｇの凝集は熱によるマイグレーションが起因である。凝集が生じ、表面荒れの生じたＡｇ表面に対して第２の電極層であるＣｕ系を形成すると、これらの界面に空隙が生じて接合強度の低下、即ち密着性の低下、ひいては接合の信頼性低下を招く。また、Ａｇ合金の表面荒れがＣｕ系表面に転写されると、その後のＣｕワイヤボンディング時に、Ｃｕワイヤと第２の電極層であるＣｕ系との接触面が十分得られず接合強度が低下し、この場合も接合の信頼性が低下する。よって、電極の製造工程で受ける３００〜４００℃の熱処理において上記マイグレーションを抑制する必要がある。
【００５３】
そこで本発明では、上記マイグレーションを抑制することのできるＡｇ合金を用いる。本発明で規定のＡｇ合金であれば、添加した合金元素が、熱によるＡｇの表面マイグレーションを抑制するため、凝集が生じず平坦性を維持できる。その結果、前記Ａｇ合金上に形成するＣｕ系と、該Ａｇ合金との接合強度を高めることができる。更に、前記Ａｇ合金の上に形成されるＣｕ系も表面の平坦なものが得られ、該Ｃｕ系とＣｕワイヤとの接合強度も高めることができる。そしてその結果、電極とＣｕワイヤの接続信頼性が高い半導体電極構造を得ることができる。
【００５４】
前記Ａｇ合金は、合金元素として、Ｎｄ：０．１０原子％以上２．０原子％以下、およびＢｉ：０．０８原子％以上２．０原子％以下のうちの少なくとも一種を含む。
【００５５】
Ｎｄは、原子半径がＡｇと比べて大きいため、空孔をトラップすることでＡｇ拡散を抑制する効果を有する。この効果はＡｇにＣｕのみを添加した場合には見られない効果である。この効果を発揮させるには、Ｎｄを０．１０原子％以上含有させる。Ｎｄの含有量は好ましくは０．１２原子％以上、より好ましくは０．１５原子％以上、更に好ましくは０．２０％以上である。一方、Ｎｄが過剰に含まれると、電気抵抗率が高まることから、Ｎｄの含有量は２．０原子％以下、好ましくは１．５原子％以下とする。
【００５６】
またＢｉは、前述の、熱によるＡｇのマイグレーションを抑制し、凝集が生じず平坦性を維持する効果の大きい元素である。更にＢｉとＮｄは、微量添加で熱処理後のＡｇのグレイン成長を抑制するため、表面荒れの原因となるＡｇの異常粒成長を抑制することができる。この効果を発揮させるには、Ｂｉを０．０８原子％以上含有させる。Ｂｉの含有量は好ましくは０．１０原子％以上、より好ましくは０．１２原子％以上である。一方、Ｂｉが過剰に含まれると、電気抵抗率が高まるので、Ｂｉの含有量は２．０原子％以下、好ましくは１．５原子％以下とする。
【００５７】
前記ＮｂとＢｉは、単独で、または併合して用いることができる。本発明のＡｇ合金として、上記合金元素を上記量含み、残部Ａｇおよび不可避不純物からなるものが挙げられる。
【００５８】
前記第１の金属層は、合金元素として更に、Ｃｕを０原子％超２．０原子％以下含んでいてもよい。Ｃｕの含有量は好ましくは０．１０原子％以上である。
【００５９】
例えば上記量のＮｄと共に上記量のＣｕを含むＡｇ合金は、後述する実施例に示す通り、上記量のＮｄを含むＡｇ合金等と同じく、電極構造の製造工程で受ける３００〜４００℃の熱履歴に対して優れた耐熱性を発揮する。
【００６０】
第１の金属層の厚さは、電極層であるＡｌ系と第２の金属層であるＣｕ系とを良好に接合する観点や熱履歴に対する耐熱性確保の観点から、３００ｎｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは５００ｎｍ以上である。一方、第１の金属層が厚すぎると、厚さ方向よりも横方向へのエッチングが進みやすくなり良好なエッチングが困難となる。よって第１の金属層の厚さは、１０００ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは７００ｎｍ以下である。
【００６１】
第２の金属層
第２の金属層として、Ｃｕ系は、下記のＣｕワイヤと容易に接続させるために形成する。この第２の金属層を設けることによって、Ｃｕワイヤは同質材料と接続されるため接続信頼性に優れる。また硬度が固く、厚さの厚いＣｕ系をＣｕワイヤの相手材に用いることで、ボンディング時の素子への機械的なダメージを防ぐこともできる。第２の金属層であるＣｕ系として、厚膜化が容易である観点から圧延またはめっきにより形成されたＣｕ箔またはＣｕ合金箔が好ましい。より好ましくは転写法に対応した、予め電極パターンの施されたパターン付の圧延箔またはめっき箔である。Ｃｕ系として、Ｃｕの他に、一般にＣｕ合金箔として流通しているＣｕ−０．１５原子％Ｓｎ、Ｃｕ−０．３原子％Ｃｒ−０．２５原子％Ｓｎ−０．２原子％Ｚｎ、Ｃｕ−０．０３原子％Ｚｒ等のＣｕ合金を用いることができる。
【００６２】
第２の金属層の厚さは、前記Ｃｕワイヤと容易に接続できて接合強度を確保する観点から、３μｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは５μｍ以上である。一方、第２の金属層が厚すぎても電極パターンへの加工が困難であるため、第２の金属層の厚さは、３５μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１５μｍ以下である。
【００６３】
本発明の電極構造は、上記Ｃｕ系に対しワイヤ電極がボンディングされたものである。上記ボンディングに用いられるワイヤ電極は、従来より用いられているＣｕまたはＣｕ合金を使用すればよい。
【００６４】
本発明の電極構造によれば、Ｃｕワイヤボンディングに供するときに、最表面に硬質の上記Ｃｕ系が形成されていると共に、半導体基板側から順に、電極層とバリア層と第１の金属層と第２の金属層とが積層構造を形成しているため、Ｃｕワイヤボンディング時にＣｕワイヤが素子側に押し込まれても、上記積層構造がクッションの役割を果たし、断線による素子破壊が抑制されてボンディングの信頼性が向上する。
【００６５】
以下、本発明の電極構造の製造工程について、図２を例に説明する。
【００６６】
半導体基板１０は、Ｃｕワイヤが用いられうるパワー半導体で一般に用いられる基板であればよい。例えば、下記の実施例で用いるＳｉ基板の他、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、ダイヤモンド基板等が挙げられる。
【００６７】
電極層９は、スパッタリング法やイオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法等により得られるが、スパッタリング法にてスパッタリングターゲットを用いて形成することが望ましい。以下、上記スパッタリングターゲットを、単に「ターゲット」ということがある。
【００６８】
続いて、エッチングを施して電極層９を形成する。該エッチングは一般的な方法で行えばよく、例えば電極層９にＡｌやＡｌ−Ｓｉを適用する場合、リン硝酢酸を用いたウェットエッチングが挙げられる。
【００６９】
バリア層１１の形成方法は、後述する第１の金属層であるＡｇ合金や第２の金属層であるＣｕ系よりも比較的薄いことが望ましいため、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法等のスパッタリング法、蒸着法で形成することが好ましい。Ｍｏ窒化物は反応性スパッタによって形成することができる。
【００７０】
バリア層１１として、ＭｏやＭｏ合金を形成する場合は、ターゲットとして、Ｍｏや前記Ｍｏ合金と同じ成分組成のＭｏ合金ターゲットを用いスパッタリングを行えばよい。またバリア層１１として、ＩＺＯや、ＩＴＯ、ＩＧＯ、ＩＷＯを形成する場合には、それぞれ同じ組成のＩＺＯターゲット、ＩＴＯターゲット、ＩＧＯターゲット、ＩＷＯターゲットを用いてスパッタリングを行えばよい。
【００７１】
上記ＭｏやＭｏ−Ｎｂ合金は、結晶粒界を有している。これらは、上述の通り、アモルファス化したＭｏ窒化物等と比較すると拡散が生じやすい。しかしながら、これらの厚さを５００ｎｍと厚くし、かつ形成条件を制御する等して粒界密度を小さく、即ち、結晶粒径を大きめとすれば、拡散を抑制することができる。一方、Ｍｏ窒化物やＩＺＯ、ＩＴＯは、アモルファスであり粒界が存在しないため、Ａｇ原子の拡散が生じにくい。
【００７２】
前記金属や合金、ＩＺＯ等の酸化物のスパッタリング法での形成条件は、特に限定されないが、例えば以下のような条件を採用することが好ましい。
・基板温度：室温〜１５０℃
・雰囲気ガス：Ａｒなどの不活性ガス
・形成時のガス圧、例えばＡｒガス圧：１．０〜５．０ｍＴｏｒｒ
・スパッタパワー：１００〜２０００Ｗ
・到達真空度：１×１０−５Ｔｏｒｒ以下
【００７３】
Ｍｏ窒化物は、反応性スパッタによって形成することができる。詳細には例えば、スパッタガスとして、窒素ガスを流量比で例えば１７〜４４％含むアルゴン＋窒素ガスを用い、以下のような条件で形成することができる。
・基板温度：室温〜１５０℃
・形成時の全ガス圧：１．０〜５．０ｍＴｏｒｒ
・スパッタパワー：１００〜２０００Ｗ
・到達真空度：１×１０−５Ｔｏｒｒ以下
【００７４】
前記バリア層１１として、例えば、約５００ｎｍの厚さのＭｏを形成する場合、一般的なガス圧条件である、例えば２ｍＴｏｒｒで形成すると、応力が大きくなり、剥がれが生じやすくなる。これを防ぐため、上記厚さのバリア層の形成は、応力が低下する比較的高いガス圧を採用することが推奨される。
【００７５】
次に第１の金属層１２であるＡｇ合金を形成する。Ａｇ合金の形成方法として、ＤＣマグネトロンスパッタ法等のスパッタリング法、蒸着法、電解めっき法、スクリーン印刷法、インクジェット法等が挙げられる。前記スパッタリング法での形成条件として、前記Ａｇ合金と同じ成分組成のＡｇ合金ターゲットを用い、例えば以下の条件を採用することが挙げられる。
・基板温度：室温〜１５０℃
・雰囲気ガス：Ａｒなどの不活性ガス
・形成時のガス圧、例えばＡｒガス圧：１〜５ｍＴｏｒｒ
・スパッタパワー：１００〜２０００Ｗ
・到達真空度：１×１０−５Ｔｏｒｒ以下
【００７６】
次いで、バリア層１１と第１の金属層１２の積層に対して、フォトレジストを塗布してリソグラフィにてレジストパターンを形成する。本発明で推奨のバリア層と規定のＡｇ合金との積層構造によれば、これらの積層に対し、リン硝酢酸を用い一括してウェットエッチングすることができる。前記フォトレジストには、例えばリン硝酢酸として、ナガセケムテックス製の商品名：ＡＣ−１０１を液温４０℃で用いることが挙げられる。
【００７７】
次に、剥離液として東京応化工業製の商品名：ＴＯＫ１０４を用い、レジストを剥離する。その後、図２には図示していないウェハ裏面のコレクタ層のイオン注入を行うと共に、コレクタ電極としてＡｌをスパッタリング法で形成し、次いで例えば真空中にて４００℃で活性化熱処理を行う。本発明によれば、この熱処理において、Ａｇ合金のマイグレーションが抑制されるため、上記熱処理後もＡｇ合金の表面が平滑に保たれる。
【００７８】
次いで第２の金属層１３であるＣｕ系を形成する。Ｃｕ系の形成には、圧延、めっき、スパッタリング、蒸着法の他、スクリーン印刷やインクジェット法が挙げられる。これらの中でも、圧延またはめっきによりＣｕ箔またはＣｕ合金箔を形成することが好ましい。前記めっき法として、一般的には電解めっき法が挙げられるが、無電解めっき法を行ってもよい。該無電解めっき法では、自己触媒反応による銅皮膜形成；や、触媒となるパラジウムや銅下地上で選択的にめっき浴中の銅イオンを還元する銅皮膜形成；が挙げられる。該無電解めっき法では、膜厚が薄くなりやすいため、更に電解めっきを行って膜厚を厚くしてもよい。また前記圧延法やめっき法を適用する場合、例えば、予め電極パターンを施した圧延銅箔や電解銅箔を、加熱しながら圧着してＡｇ合金上に転写する「銅箔パターン転写法」を適用することができる。
【００７９】
前記スパッタリング法や蒸着法でＣｕ系を形成する場合は、Ｃｕ系形成後にリソグラフィを用いたパターン加工が必要になる。スパッタリング法や蒸着法の利点はｎｍオーダーで厚さの制御が可能で、均一性に優れる点である。ただし、スパッタリング法や蒸着法の場合、Ｃｕワイヤのダメージ抑制のために必要なＣｕ系の厚膜化の観点からは、形成の効率が他の手法よりも劣る。
【００８０】
また前記めっき法は、添加物としてアルカリ金属を用いており、これらが素子中に拡散しウェハ汚染が生じた場合には、素子特性が劣化するので注意が必要である。まためっき法にはデメリットとして、めっき浴や廃液の管理などの負担がある。
【００８１】
前記第２の金属層であるＣｕ系上に、電極ワイヤ１４としてＣｕワイヤを用い、ボンディングを行う。詳細には、Ｃｕ系とＣｕワイヤとを圧着させて超音波振動を加えると、Ｃｕ系とＣｕワイヤの表面の酸化層が破れて真性面が得られ、Ｃｕ元素どうしの金属間結合により容易にボンディングすることができる。Ｃｕ系とＣｕワイヤの間の接合強度を得るため、上記ボンディングは一般に不活性ガス中で行われる。不活性ガス中であればＣｕ表面の酸化層形成を防ぐことができ、超音波振動により真性面を露出して圧着することで接合が可能となる。またボンディング中の雰囲気には水素を添加するなどし、還元性雰囲気で行われる場合もある。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００８３】
実施例１
第１の金属層に用いるＡｇ合金の表面荒さを評価するため、Ｓｉ基板上に、バリア層として厚さが５００ｎｍのＭｏと、厚さが１０００ｎｍの表１に示す種々のＡｇ合金とを形成した試料を用意した。また、前記Ａｇ合金の代わりにＡｇを形成した試料も用意した。表１において「ａｔ％」は「原子％」である。前記Ｍｏは、スパッタガス：アルゴン、ガス圧：１０ｍＴｏｒｒ、スパッタパワー：ＤＣ２６０Ｗの条件で形成した。また前記ＡｇまたはＡｇ合金は、ＤＣマグネトロンスパッタ法で、基板温度：室温〜１５０℃、雰囲気ガス：Ａｒなどの不活性ガス、Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ、スパッタパワー：ＤＣ２６０Ｗの条件で形成した。
【００８４】
本実施例では、接合歩留りに影響を与える表面荒さの指標として、この表面荒さと相関のある反射率を測定した。
【００８５】
上記Ａｇ系の反射率は次の様にして測定した。即ち、上記試料を用い、真空中にて熱処理温度３００℃または４００℃で１時間熱処理を行った後、ＪＩＳ Ｒ ３１０６に基づき、Ｄ６５光源での波長３８０〜７８０ｎｍの光によって、可視光反射率を分光光度計（日本分光株式会社製：可視・紫外分光光度計「Ｖ−５７０」）を用いて測定した。具体的には、基準ミラーの反射光強度に対する、上記作製した試料の反射光強度（測定値）の割合、即ち、［試料の反射光強度／基準ミラーの反射光強度］×１００％を「反射率」として求めた。そして本実施例では、λ＝４００ｎｍでの反射率を下記基準で評価した。そして、反射率が７０％以上であるＡおよびＢの場合は表面粗さが小さく、Ｃｕ系との接合強度が確保されているとして合格とし、反射率が７０％を下回るＣの場合は、表面粗さが大きく、Ｃｕ系との接合強度が不足しているとして不合格とした。その結果を表１に示す。
反射率の評価基準
Ａ：反射率が８０％以上
Ｂ：反射率が７０％以上８０％未満
Ｃ：反射率が７０％未満
【００８６】
【表１】
2016115700.tif 000003
【００８７】
この表１から次のことがわかる。比較例として、ＡｇとＭｏの積層構造を用いたＮｏ．１では、熱によってＡｇの表面が容易に凝集し、３００℃の熱処理温度で反射率が低下し、４００℃の熱処理温度では表面が著しく荒れて反射率が急激に低下した。また、Ａｇ合金であるがＮｄの含有量が不足しているＮｏ．２やＢｉの含有量が不足しているＮｏ．８も、反射率が低下した。また、ＮｄやＢｉを含まず、Ｃｕのみを合金元素として含むＮｏ．５〜７も反射率が低下した。これに対し、Ｎｏ．３、４、９〜１２の通り、規定量のＮｄ、Ｂｉの少なくとも一種を含むＡｇ合金を形成した場合はいずれも、３００℃での熱処理で８０％以上の反射率を確保でき、更に４００℃での熱処理を行った後も７０％以上の反射率を確保でき、表面の荒れが抑制された。
【００８８】
表１のＮｏ．１のＡｇ、Ｎｏ．１１のＡｇ−０．７ａｔ％Ｎｄ−０．９ａｔ％Ｃｕ、Ｎｏ．１２のＡｇ−０．２ａｔ％Ｎｄ−０．３５ａｔ％Ｂｉについては、熱処理条件が更に「熱処理なし」「熱処理温度２００℃」および「熱処理温度５００℃」の場合も、反射率を測定した。これらの熱処理条件と反射率との関係を図３に示す。
【００８９】
この図３から次のことがわかる。即ち、Ａｇは熱処理後の凝集が合金より進みやすく、熱処理温度が３００℃を超えると反射率が急激に低下する。これに対し、本発明で規定のＡｇ合金であるＡｇ−０．７ａｔ％Ｎｄ−０．９ａｔ％ＣｕとＡｇ−０．２ａｔ％Ｎｄ−０．３５ａｔ％Ｂｉは、真空中４００℃で熱処理後も反射率低下は小さく、また５００℃で熱処理後も反射率低下は小さく鏡面を保っている。これらのうち特にＡｇ−０．７ａｔ％Ｎｄ−０．９ａｔ％Ｃｕの方が、熱処理温度３００℃や４００℃での反射率低下が小さく、耐凝集性がより高いといえる。
【００９０】
上記表１および図３の結果から、規定のＡｇ合金を形成すれば、該Ａｇ合金と直接接するＣｕ系との高い接合強度を確保することができ、結果として、電極構造の信頼性を高め得ることがわかる。またＣｕ系表面の平坦性を確保して該Ｃｕ系とＣｕワイヤボンディングとの接合強度向上も期待できる。
【００９１】
実施例２
Ｓｉ基板上に、膜厚が５００ｎｍの表２に示すバリア層と、膜厚が１０００ｎｍであって表１のＮｏ．１１、１２と同じ成分組成の、第１の金属層に該当するＡｇ合金とを形成し、評価用サンプルを得た。表２におけるバリア層としてＭｏは実施例１と同様にして形成し、Ｍｏ窒化物、Ｍｏ−Ｎｂ合金、ＩＺＯ、ＩＴＯ、Ｔｉは、下記の条件で形成した。
【００９２】
Ｍｏ窒化物の形成には、Ｍｏターゲットを用いて、スパッタガスにはアルゴンと窒素の混合ガスを用いた。このときアルゴン＋窒素の全ガス流量に対する窒素ガスの流量比は３０％とした。以下にＭｏ窒化物のスパッタ条件を示す。
Ｍｏ窒化物のスパッタ条件
・スパッタガス：アルゴン＋窒素（窒素ガス流量比３０％）
・ガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・パワー：ＲＦ５００Ｗ
【００９３】
Ｍｏ−Ｎｂ合金の形成には、Ｎｂを８ａｔ％含むＭｏ−Ｎｂ合金をターゲットに用いた。以下にＭｏ−Ｎｂ合金のスパッタ条件を示す。
Ｍｏ−Ｎｂ合金のスパッタ条件
・スパッタガス：アルゴン
・ガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・パワー：ＤＣ２６０Ｗ
【００９４】
ＩＺＯはＩｎ−Ｚｎ−Ｏで示され、３０質量％のＺｎＯを含む酸化物である。また、ＩＴＯはＩｎ−Ｓｎ−Ｏで示され、３０質量％のＳｎＯを含む酸化物である。以下にＩＺＯとＩＴＯのスパッタ条件を示す。
ＩＺＯとＩＴＯのスパッタ条件
・スパッタガス：アルゴン、酸素の混合ガス
・ガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・パワー：ＤＣ２６０Ｗ
【００９５】
また、表２のバリア層としてＴｉは、Ｔｉスパッタリングターゲットを用い、下記条件でスパッタリングを行って得た。
Ｔｉのスパッタ条件
・スパッタガス：アルゴン
・ガス圧：２ｍＴｏｒｒ
・パワー：ＤＣ２６０Ｗ
【００９６】
上記各バリア層を形成してから、Ａｌ−Ｓｉ電極のパターン幅を想定して、設計上の線幅１０００μｍ角のボンディングパッドのパターンを形成し、評価用サンプルを得た。そしてこの評価用サンプルに対し、リン硝酢酸を用いてウェットエッチングを行った。詳細には、ナガセケムテックス製の商品名：ＡＣ−１０１であって液温が４０℃のリン硝酢酸系エッチング液を用いてエッチングを行った。そして、エッチング残りが生じず、エッチング後の線幅が上記線幅の８０％超である場合を、一括エッチングＯＫと評価した。一方、エッチング後の線幅が上記線幅の８０％以下である場合を一括エッチングＮＧと評価した。また、バリア層やＡｇ合金のエッチング残りが生じた場合；や、極度のアンダーカット、具体的には、バリア層のエッチングが早くて上層のＡｇ合金が庇状に残った場合；剥離が生じた場合；についても、一括エッチングＮＧと評価した。これらの結果を表２に示す。
【００９７】
【表２】
2016115700.tif 000004
【００９８】
表２より次のことがわかる。表２から、Ｍｏ窒化物、Ｍｏ−Ｎｂ合金、ＩＺＯは、リン硝酢酸でＡｇと同時に一括エッチング可能であるが、ＩＴＯとＴｉは一括エッチングできないことがわかる。
【符号の説明】
【００９９】
１  コレクタ電極
２  コレクタ層
３  ベース層
４  ボディー領域
５  エミッタ層
６  ゲート絶縁膜
７  ゲート電極
８  層間絶縁膜
９  電極層
１０  半導体基板
１１  バリア層
１２  第１の金属層
１３  第２の金属層
１４  ワイヤ電極
【図３】
2016115700.tif 000005
【図１】
2016115700.tif 000006
【図２】
2016115700.tif 000007