JPS6018138B2 - 半導体基板への金属電極形成方法 - Google Patents
半導体基板への金属電極形成方法Info
- Publication number
- JPS6018138B2 JPS6018138B2 JP50122290A JP12229075A JPS6018138B2 JP S6018138 B2 JPS6018138 B2 JP S6018138B2 JP 50122290 A JP50122290 A JP 50122290A JP 12229075 A JP12229075 A JP 12229075A JP S6018138 B2 JPS6018138 B2 JP S6018138B2
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- Japan
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- glass
- nickel
- plating
- metal electrodes
- silicon wafer
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導装置における、半導体基板への電極形成
方法に関する。
方法に関する。
従来ｐｎ接合を含む半導体装置において、該半導体装置
より効率よく電力を取り出すために、抵抗接合電極を形
成する方法が数多く提案され、実用化されてきた。
より効率よく電力を取り出すために、抵抗接合電極を形
成する方法が数多く提案され、実用化されてきた。
しかし、半導体基板の所定の部分に電極を選択的に形成
する安価な方法は、きわめて少なかった。
する安価な方法は、きわめて少なかった。
特に最近ｐｎ接合をもったシリコンウェハの一部に溝を
形成し、その溝面に露出した前記ｐｎ接合面を無機ガラ
スにて覆うことにより、不活性化し、安定化されたｐｎ
接合面を得ることのできる、いわゆるガラスパシベーシ
ョン技術が確立されたが、このガラスパシべ−ションを
適用したシリコンゥェハへの安価な金属電極形成方法は
皆無に近いｏ第１図は従釆のガラスパシベーションを施
したウェハに、金属電極を形成した状態を示す図である
。即ちｐｎ接合をもったシリコンウェハ１００に溝１を
形成し、前記溝部分に露出したｐｎ接合面を無機ガラス
２でおおし、、しかるのちＡクーＮｉ−Ｃｒ−Ａいまた
はＡ夕−Ｍｏ−Ｎｊ−Ａｕなどの多層金属電極３を形成
したウェハの断面図である。このようなシリコンウェハ
から得られるシリコンペレット１０１においては、数ア
ンペア以上の比較的大きな電流を流すための抵抗接合さ
れた金属電極３へ銀〆ッキされた銅リード線などの半田
づけが出釆るように、金属電極の最上表面にはニッケル
または金を用いることが多い。ところで、これらの抵抗
接合を得るための金属電極形成方法としては、シリコン
ゥヱハにガラスバシベーションを施した後に、１×１０
‐５肋日タ以下の高真空中で、るつはに入れた各純金属
を電子ビームによって加熱して、各金属を逐次蒸発させ
ることにより真空黍着する方法が一般に行なわれている
。
形成し、その溝面に露出した前記ｐｎ接合面を無機ガラ
スにて覆うことにより、不活性化し、安定化されたｐｎ
接合面を得ることのできる、いわゆるガラスパシベーシ
ョン技術が確立されたが、このガラスパシべ−ションを
適用したシリコンゥェハへの安価な金属電極形成方法は
皆無に近いｏ第１図は従釆のガラスパシベーションを施
したウェハに、金属電極を形成した状態を示す図である
。即ちｐｎ接合をもったシリコンウェハ１００に溝１を
形成し、前記溝部分に露出したｐｎ接合面を無機ガラス
２でおおし、、しかるのちＡクーＮｉ−Ｃｒ−Ａいまた
はＡ夕−Ｍｏ−Ｎｊ−Ａｕなどの多層金属電極３を形成
したウェハの断面図である。このようなシリコンウェハ
から得られるシリコンペレット１０１においては、数ア
ンペア以上の比較的大きな電流を流すための抵抗接合さ
れた金属電極３へ銀〆ッキされた銅リード線などの半田
づけが出釆るように、金属電極の最上表面にはニッケル
または金を用いることが多い。ところで、これらの抵抗
接合を得るための金属電極形成方法としては、シリコン
ゥヱハにガラスバシベーションを施した後に、１×１０
‐５肋日タ以下の高真空中で、るつはに入れた各純金属
を電子ビームによって加熱して、各金属を逐次蒸発させ
ることにより真空黍着する方法が一般に行なわれている
。
所定の部分のみに選択的に金属電極を形成する方法とし
ては、第２図に示すように、金属を蒸着させたくない部
分の上に遮蔽板４をおいて金属を蒸着させ、しかるのち
、前記遮蔽板４を除去して、所定の金属電極を得る方法
がある。しかしこの方法では遮蔽板を精度よく位置合わ
せして置けないため、微細な形の金属電極形成に対して
不適当である。また、第３図に示すように、シリコンウ
ェハ１００の全面に金属を蒸着し、しかるのち写真製版
技術と金属のエッチング技術により、第１図のような所
定の金属電極を得る方法も−般的によく用いられている
。
ては、第２図に示すように、金属を蒸着させたくない部
分の上に遮蔽板４をおいて金属を蒸着させ、しかるのち
、前記遮蔽板４を除去して、所定の金属電極を得る方法
がある。しかしこの方法では遮蔽板を精度よく位置合わ
せして置けないため、微細な形の金属電極形成に対して
不適当である。また、第３図に示すように、シリコンウ
ェハ１００の全面に金属を蒸着し、しかるのち写真製版
技術と金属のエッチング技術により、第１図のような所
定の金属電極を得る方法も−般的によく用いられている
。
しかしこの方法では、多層金属電極を形成するにあたり
、何種類かの金属を蒸着し、更に写真製版技術、および
金属エッチングを行なわなければならない。この金属エ
ッチングに当っては、各層の金属に適したエッチング液
を用いなければならないため、一般には２種類以上のエ
ッチング液を用いる必要があって、結局第３図に示すよ
うな、上記の従釆の金属電極形成方法では、非常に工程
数が多く、金属電極を安価に形成することが出来ないと
いう欠点がある。また、半田づけが可能で、且つ安価に
金属電極を形成する方法として第４図に示すように、ガ
ラスパシべ−ション２を施したシリコンウェハ１００１
こニッケル５を無電解〆ツキを施し、しかるのち不活性
ガス中で、７００〜８００℃の温度で、約１５〜６０分
ニッケルメッキのシンタ−を行ない、更にもう一度ニッ
ケルメッキを行ない、その上に金メッキ６を行なって、
金属電極を形成する方法もよく知られている。
、何種類かの金属を蒸着し、更に写真製版技術、および
金属エッチングを行なわなければならない。この金属エ
ッチングに当っては、各層の金属に適したエッチング液
を用いなければならないため、一般には２種類以上のエ
ッチング液を用いる必要があって、結局第３図に示すよ
うな、上記の従釆の金属電極形成方法では、非常に工程
数が多く、金属電極を安価に形成することが出来ないと
いう欠点がある。また、半田づけが可能で、且つ安価に
金属電極を形成する方法として第４図に示すように、ガ
ラスパシべ−ション２を施したシリコンウェハ１００１
こニッケル５を無電解〆ツキを施し、しかるのち不活性
ガス中で、７００〜８００℃の温度で、約１５〜６０分
ニッケルメッキのシンタ−を行ない、更にもう一度ニッ
ケルメッキを行ない、その上に金メッキ６を行なって、
金属電極を形成する方法もよく知られている。
ところがこの方法では、シリコンゥェハへ直接ニッケル
の無電解〆ッキを行なうため、例えば塩化ニッケルを基
剤としたニッケルメッキ液を用いた場合、塩化ニッケル
を激しく分無反応させて、シリコン表面へ強固にメッキ
されるように工夫するのが一般的である。そのためにこ
のようなニッケルメッキの場合には、第４図に示すよう
に、ニッケル５がガラスバシベーション用のガラス２の
上にも附着し、このニッケル５がガラス２の中に溶け込
んで、著しく半導体装置の電気的特性を劣化、つまりガ
ラス２として一般的に使用されている安定した鉛ガラス
又は亜鉛ガラスの中にニッケル５が入るため、鉛ガラス
又は亜鉛ガラスの性質が変化し、保護すべき半導体基板
のＰＮ接合の劣化、特にＰＮ接合の耐圧を劣化させるこ
とが多くなるものである。また、第４図の場合のような
ｐｎ接合が一つのダィオ−ドの場合に、上記のようなニ
ッケルメッキを行なうと、ガラス２の上にもニッケル５
が附着して、ダイオードの逆電圧阻止状態における洩れ
電流が著しく大きくなって、ダイオードとしての機能を
失う場合すらある。更に不都合な事は、シリコンウェハ
ヘニツケルを強固に附着させるために、ニッケルメッキ
後シリコンウェハを不活性ガスまたは還元性ガス中で７
００〜８００ｑｏの高温に加熱する必要があるが、この
高温に加熱することによって、ガラス斑成されて安定な
状態になっていたガラス２が変質して溝面に蕗出したｐ
ｎ接合面を不活性化し、ダイオードの電気的特性を安定
にさせていたガラスパシベーションの効果が損われ、品
質の悪いダィオー０ドになってしまうという欠点がある
。そこで本発明の目的は、ガラスパシベーションされた
シリコンウェハへの従来の抵抗接合としての電極形成方
法の欠点を改善し、半田づけが可能で、且つ安価な良好
な抵抗接合による金属電極形タ成方法を提供せんとする
ものである。
の無電解〆ッキを行なうため、例えば塩化ニッケルを基
剤としたニッケルメッキ液を用いた場合、塩化ニッケル
を激しく分無反応させて、シリコン表面へ強固にメッキ
されるように工夫するのが一般的である。そのためにこ
のようなニッケルメッキの場合には、第４図に示すよう
に、ニッケル５がガラスバシベーション用のガラス２の
上にも附着し、このニッケル５がガラス２の中に溶け込
んで、著しく半導体装置の電気的特性を劣化、つまりガ
ラス２として一般的に使用されている安定した鉛ガラス
又は亜鉛ガラスの中にニッケル５が入るため、鉛ガラス
又は亜鉛ガラスの性質が変化し、保護すべき半導体基板
のＰＮ接合の劣化、特にＰＮ接合の耐圧を劣化させるこ
とが多くなるものである。また、第４図の場合のような
ｐｎ接合が一つのダィオ−ドの場合に、上記のようなニ
ッケルメッキを行なうと、ガラス２の上にもニッケル５
が附着して、ダイオードの逆電圧阻止状態における洩れ
電流が著しく大きくなって、ダイオードとしての機能を
失う場合すらある。更に不都合な事は、シリコンウェハ
ヘニツケルを強固に附着させるために、ニッケルメッキ
後シリコンウェハを不活性ガスまたは還元性ガス中で７
００〜８００ｑｏの高温に加熱する必要があるが、この
高温に加熱することによって、ガラス斑成されて安定な
状態になっていたガラス２が変質して溝面に蕗出したｐ
ｎ接合面を不活性化し、ダイオードの電気的特性を安定
にさせていたガラスパシベーションの効果が損われ、品
質の悪いダィオー０ドになってしまうという欠点がある
。そこで本発明の目的は、ガラスパシベーションされた
シリコンウェハへの従来の抵抗接合としての電極形成方
法の欠点を改善し、半田づけが可能で、且つ安価な良好
な抵抗接合による金属電極形タ成方法を提供せんとする
ものである。
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
第５図に示すように、金属電極を形成せんとする部分の
みに、まず従来の真空蒸着技術、写真製版技術およびア
ルミニウムのエッチング技術によ０り、アルミニウム７
を選択的に附着させる。しかるのち、不活性ガス中で約
４５０〜５５０℃で１５〜６０分間程度のアルミニウム
シンターを行なう。次にこのウヱハを亜鉛メッキ液中に
数十秒間浸潰して、アルミニウム７の上にすくう亜鉛８
を無電解〆ツタキする。次にこの亜鉛を更に酸でうすく
エッチングした後、もう一度前記と同様の亜鉛メッキを
行なう。しかるのち、ニッケル塩の分解反応が穏やかな
ニッケルメッキ液を用いてニッケルメッキを行なうと、
前記亜鉛メッキの上にニッケル９は容易に強固にメッキ
されるが、ガラス２の部分にはニッケルはメッキされな
い。更に必要があれば、前記ニッケルメッキのあと金メ
ッキを行なっても、金メッキはニッケルメッキの上にの
み附着するので、ガラス２の上に金メッキが附着するこ
と．はない。以上に述べたニッケルメッキまたは金メッ
キのあとに、上記〆ッキされたシリコンウヱハを不活性
ガス中で約１５〜６０分間、３５０〜５００℃に加熱す
ると、シリコンウェハへより強固に附着した金属電極を
得ることが出来る。上記の説明から明らかな通り、ニッ
ケルまたは金がガラス２の上に附着しないこと、および
、アルミニウム蒸着後およびニッケルメッキ後または金
メッキ後のシンターのための不活性ガス中での加熱温度
が、最高５５０ｑ０程度と従来のシンター温度よりも比
較的低いため、ガラスパシベーションに使用したガラス
２が変質することもなく、このため本発明の一実施例で
ある第５図に示すダイオードの洩れ電流は非常に小さく
、ダイオードとしてすぐた電気的特性を示す。
みに、まず従来の真空蒸着技術、写真製版技術およびア
ルミニウムのエッチング技術によ０り、アルミニウム７
を選択的に附着させる。しかるのち、不活性ガス中で約
４５０〜５５０℃で１５〜６０分間程度のアルミニウム
シンターを行なう。次にこのウヱハを亜鉛メッキ液中に
数十秒間浸潰して、アルミニウム７の上にすくう亜鉛８
を無電解〆ツタキする。次にこの亜鉛を更に酸でうすく
エッチングした後、もう一度前記と同様の亜鉛メッキを
行なう。しかるのち、ニッケル塩の分解反応が穏やかな
ニッケルメッキ液を用いてニッケルメッキを行なうと、
前記亜鉛メッキの上にニッケル９は容易に強固にメッキ
されるが、ガラス２の部分にはニッケルはメッキされな
い。更に必要があれば、前記ニッケルメッキのあと金メ
ッキを行なっても、金メッキはニッケルメッキの上にの
み附着するので、ガラス２の上に金メッキが附着するこ
と．はない。以上に述べたニッケルメッキまたは金メッ
キのあとに、上記〆ッキされたシリコンウヱハを不活性
ガス中で約１５〜６０分間、３５０〜５００℃に加熱す
ると、シリコンウェハへより強固に附着した金属電極を
得ることが出来る。上記の説明から明らかな通り、ニッ
ケルまたは金がガラス２の上に附着しないこと、および
、アルミニウム蒸着後およびニッケルメッキ後または金
メッキ後のシンターのための不活性ガス中での加熱温度
が、最高５５０ｑ０程度と従来のシンター温度よりも比
較的低いため、ガラスパシベーションに使用したガラス
２が変質することもなく、このため本発明の一実施例で
ある第５図に示すダイオードの洩れ電流は非常に小さく
、ダイオードとしてすぐた電気的特性を示す。
本発明に用いるアルミニウムの蒸着は、るつはに入れた
アルミニウムを電子ビームを用いて蒸発させるような高
価な葵着方法を用いなくとも、タングステンまたはタン
タル細線に、アルミニウム細線を短く切った線をひっか
けて、タングステンまたはタンタル細線に電流を流すこ
とによって、タングステンまたはタンタル紬線を加熱し
、その熱でアルミニウムを蒸発させて、容易にシリコン
ウェハにアルミニウムを蒸着させることが出来る。
アルミニウムを電子ビームを用いて蒸発させるような高
価な葵着方法を用いなくとも、タングステンまたはタン
タル細線に、アルミニウム細線を短く切った線をひっか
けて、タングステンまたはタンタル細線に電流を流すこ
とによって、タングステンまたはタンタル紬線を加熱し
、その熱でアルミニウムを蒸発させて、容易にシリコン
ウェハにアルミニウムを蒸着させることが出来る。
アルミニウムの蒸着のあと、従来法ではひきつづいて、
ニッケルを真空蒸着していたが、本発明では、アルミニ
ウムの上に亜鉛メッキを施し、しかるのちニッケルメッ
キを施すことによって、金属電極を形成する。
ニッケルを真空蒸着していたが、本発明では、アルミニ
ウムの上に亜鉛メッキを施し、しかるのちニッケルメッ
キを施すことによって、金属電極を形成する。
メッキ法によるときは真空蒸着法によるよりも、非常に
短時間に多量の対象物を処理することが出釆るので経済
効果は大きい。尚その上、ニッケルメッキを施しても半
導体装置の電気的特性が劣化しない特長を有する。以上
述べたことにより本発明の金属電極形成方法は、半導体
基板のＰＮ接合に悪影響を与えることなく、ニッケルメ
ッキ層を強固にメッキでき、半導体装置製造に極めてす
ぐれた効果を有するものである。尚、前記の半導体基板
とは、単結晶より切り出した半導体基板のほかに、単結
晶より切り出した半導体基板の上に、液相成長あるいは
気相成長により、単結晶が生成された半導体物も含むこ
とは明らかである。
短時間に多量の対象物を処理することが出釆るので経済
効果は大きい。尚その上、ニッケルメッキを施しても半
導体装置の電気的特性が劣化しない特長を有する。以上
述べたことにより本発明の金属電極形成方法は、半導体
基板のＰＮ接合に悪影響を与えることなく、ニッケルメ
ッキ層を強固にメッキでき、半導体装置製造に極めてす
ぐれた効果を有するものである。尚、前記の半導体基板
とは、単結晶より切り出した半導体基板のほかに、単結
晶より切り出した半導体基板の上に、液相成長あるいは
気相成長により、単結晶が生成された半導体物も含むこ
とは明らかである。
第１図は、ガラスパシベーションを施したシリコンウェ
ハに、金属電極を形成したシリコンウヱハの断面図、第
２図は、ガラスパシベーションを施したシリコンウェハ
に、遮蔽板を用いることによって、選択的に金属電極を
形成する方法を示す断面図、第３図は、ガラスパシべ−
ションを施したシリコンウェハに、金属電極を形成する
従来の方法を説明するためのシリコンウェハの断面図、
第４図はガラスパシべ−ションを施したシリコンウヱハ
に、従来の方法により選択的に金属電極を形成したとき
に起る不都合を示すための、シリコンウェハの断面図、
第５図は、ガラスパシベーションを施したシリコンウェ
ハに、本発明の金属電極形成方法を施したシリコンウェ
ハの断面図である。 ／各図を通し、同一
部材もし〈は対応部村には同一符号を付し、１は溝、２
はガラス、７はアルミニウム、８は亜鉛、９はニッケル
を示す。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
ハに、金属電極を形成したシリコンウヱハの断面図、第
２図は、ガラスパシベーションを施したシリコンウェハ
に、遮蔽板を用いることによって、選択的に金属電極を
形成する方法を示す断面図、第３図は、ガラスパシべ−
ションを施したシリコンウェハに、金属電極を形成する
従来の方法を説明するためのシリコンウェハの断面図、
第４図はガラスパシべ−ションを施したシリコンウヱハ
に、従来の方法により選択的に金属電極を形成したとき
に起る不都合を示すための、シリコンウェハの断面図、
第５図は、ガラスパシベーションを施したシリコンウェ
ハに、本発明の金属電極形成方法を施したシリコンウェ
ハの断面図である。 ／各図を通し、同一
部材もし〈は対応部村には同一符号を付し、１は溝、２
はガラス、７はアルミニウム、８は亜鉛、９はニッケル
を示す。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- １ ガラスパシベーシヨンを施した半導体基板の上に、
アルミニウムを選択的に蒸着させる工程；前記アルミニ
ウムのシンターのために、前記半導体基板を４００〜５
５０℃に加熱する工程；前記アルミニウム層上に、メツ
キ下地としての亜鉛を無電解メツキする工程；前記亜鉛
メツキ層に、電極もしくは電極基体としてのニツケルメ
ツキをする工程；および前記ニツケルメツキをシンター
するために、前記半導体基板を３５０〜５００℃に加熱
する工程からなる半導体基板への金属電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50122290A JPS6018138B2 (ja) | 1975-10-09 | 1975-10-09 | 半導体基板への金属電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50122290A JPS6018138B2 (ja) | 1975-10-09 | 1975-10-09 | 半導体基板への金属電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5246764A JPS5246764A (en) | 1977-04-13 |
| JPS6018138B2 true JPS6018138B2 (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=14832284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50122290A Expired JPS6018138B2 (ja) | 1975-10-09 | 1975-10-09 | 半導体基板への金属電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018138B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135269A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for electrode to semiconductor surface |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4731406U (ja) * | 1971-04-20 | 1972-12-08 |
-
1975
- 1975-10-09 JP JP50122290A patent/JPS6018138B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4731406U (ja) * | 1971-04-20 | 1972-12-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5246764A (en) | 1977-04-13 |
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