JPS5923112B2 - 半導体装置の電極形成法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金層を含む多層電極を持つ半導体装置の電極
形成法に関するものである。

金層を含む多層電極（以下金多層電極と称する）の形成
方法の一つとして、以下に示すようなメッキによる方法
がある。

まず、コンタクトホール窓開けの完了したシリコンウェ
ーハに、バリア金属、金を蒸着法もしくはスパッタリン
グ法により順次連続して被着せしめろ。

その後、写真製版技術を用いて、金属配線を必要としな
い部分に、フォトレジストを残し、金を選択メッキする
ためのマスクを作る。その後金およびニッケルを順次メ
ッキし、しかる後選択メッキのマスクとして用いたフォ
トレジストを除去するとともに、次に上記ニッケル層を
マスクとしてフォトレジスト下にあつた金層およびバリ
ア金属層を化学蝕刻その他の方法で順次除去する。その
後、金およびバリア金属層のエッチングマスクとして用
いたニッケル層を除去して、金多層電極が完成される。
一方、半導体装置の信頼性向上および組み立て時の歩留
り向上の目的を持つて、ボンディングされる部分を除い
たチップ全面を、保護膜としてのシリコン酸化膜で被覆
する場合がある。

ところが、上記したような従来の金多層電極をもつた半
導体装置では、電極の最上層が金であるためシリコン酸
化膜との接着力が弱く、保護膜がその部分で剥離する恐
れがある。

その改善策として、金と保護膜との間に、その両者に対
し、接着力の大なる金属層を介在させる方法が知られて
おり、上記したメッキ法による金多層電極では、この金
属層として上記したニッケル層を使用することができる
。

すなわち、金属およびバリア金属層のエッチングマスク
となつた上層のニッケルをそのまま残し、保護膜を被着
、しかる後写真製版技術を用いて、ボンディングされる
べき部分（以下、ボンディングパッドと称する）の保護
膜の窓開けを行ない、引続き、その下のニッケル層をエ
ッチングすれば、ボンディングパッド部に金が露呈され
、電極が完成する。しかしながら、このような従来方法
では、金とニッケル相互の拡散係数が大きいため、特に
保護膜形成法として、気相生長法による下学反応を使用
した場合、その生長温度が約５００℃程度でも、金とニ
ツケルの合金化が起り、ボンデイングパツド上のニツケ
ルが完全にエツチングされず、ボンデイングパツド上に
ニツケルが多量に残る場合があり、その結果半導体装置
組立工程における該パツドに対するボンデイングが不可
能になる恐れがあり、チツプが不良となる欠点があつた
。

本発明は以上の欠点を除去する目的でなされたもので、
保護膜の形成前、すなわち、加熱処理前に、ボンデイン
グパツド部のニツケルを選択的にエツチング除去してお
き、保護膜形成時の金とニツケルの合金化を防止すると
ともに、残るニツケル層により保護膜との接着力を強固
にしようとするものである。

以下、本発明をバイポーラトランジスタの製造に適用し
た一実施例をもつて説明する。

第１図〜第６図は、本発明の方法によるバイポーラトラ
ンジスタの電極形成主要工程における半導体装置の縦断
面を示す図である。

まず、第１図に示す様に、すでにベース領域２およびエ
ミツタ領域３が形成され、かつシリコン酸化膜４で被覆
された半導体基体であるシリコンウエーハ１を用意し、
このシリコン酸化膜４にベース領域２に対するコンタク
トホール６およびエミツタ領域３に対するコンタクトホ
ール５の窓開けを行なう。

続いてシリコン酸化膜４およびコンタクトホール５，６
が露出したシリコンウエーハ１上に全面的にバリア金属
層７例えばチタン、タングステン合金層と金層８をスパ
ツタリングなどの方法により順次被着する。なお、金層
８は、後に行なうメツキの付き回り性を良好に保つ目的
で被着するのであつて、その厚さは１０００Ａ以下の薄
いものでよい。さらに金層８上にフオトレジスト膜を被
着し、写真製版技術を用いて所要のパターンのフオトレ
ジストマスク９を形成する。次に第２図に示すように、
上記フオトレジストをマスクとして、選択メツキ法で金
層１０を形成し、引き続きニツケル層１１も選択メツキ
法で形成する。なお、金およびニツケルのメツキ液は通
常のものでよく、その電流密度は低くとつた方が結果が
良好である。次に第３図に示すようにフオトレジストマ
スク９を除去する。

次に第４図に示すようにニツケル層１１をマスクとして
金層８およびチタンタングステン合金層７を選択的にエ
ツチング除去する。

そのとき金層８およびチタンタングステン合金層７のエ
ツチング液としては、それぞれ例えば、ヨウ素−ヨウ化
カリウム溶液および過酸化水素水を用いるとよい。次に
第５図に示すように、写真製版技術を用いてボンデイン
グパツド部１２のニツケル層１１を選択的にエツチング
除去して金層１０を部分的に露呈させる。このときのニ
ツケルエツチング液としては、希硝酸を用いるとよい。
最後に第６図に示すように、シリコン酸化膜より成る保
護膜１３をウエーハ全面に被着させ、写真製版技術を用
いてボンデイングパツド部１２の保護膜を選択的にエツ
チング除去する。

以上、本発明の一実施例について説明したが、かかる説
明から明らかなように、本発明によれば保護膜形成前に
ボンデイングパツド部１２上のニツケル層１１を部分的
に除去しているので加熱を伴なう保護膜形成時には、も
はやボンデイングパツド部１２上にニツケル層１１は存
在せず、従つて、同部分における金とニツケルの合金化
は起らないから該部におけるボンデイング強度を充分大
きくすることができるとともに、その他の部分の金層１
０上には、ニツケル層１１が形成されているので保護膜
１３との接着強度は極めて良好である。

なお、上記の実施例では、本発明を、バイポーラトラン
ジスタの電極形成に適用した場合について述べたが、本
発明は保護膜と電極との接着力を高め、かつボンデイン
グパツド部でのボンデイング強度を高めるために上述の
ように、ニツケル層１１の特定部分を、あらかじめ除去
するものであるから、それと同様の電極構造を採る他の
多くの半導体装置にも広く適用することができる。

また、バリア金属として、チタンタングステン合金を例
に採つたが、バリア金属としての目的に合致する金属で
あれば、他の金属または合金も使用することができる。
また上記ニツケル層は金層および保護膜との接着強度を
高めるために設けたものであり、同様な特性を持つ他の
金層に置換することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は、本発明の方法によるバイポーラト
ランジスタの電極形成の主要工程における半導体装置の
縦断面を示す図である。 １・・・・・・シリコンウエーハ、２・・・・・・ベー
ス拡散領域、３・・・・・・エミツタ拡散領域、４・・
・・・・シリコン酸化膜、５・・・・・・エミツタコン
タクトホール、６・・・・・・ベースコンタクトホール
、７・・・・・・バリア金属層、８・・・・・・金層、
９・・・・・・フオトレジストマスク、１０・・・・・
・メツキ金層、１１・・・・・・メツキニツケル層、１
２・・・・・・ボンデイングパツド音艮 １３・・・・
・・保護膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機能領域が形成された半導体基体上に絶縁膜を被着
   し、上記半導体基体に達する所要のコンタクトホールを
   上記絶縁膜に形成する工程、上記絶縁膜上および上記コ
   ンタクトホールに露出する上記半導体基体上に金が透過
   しない金属であるバリア金属層を全面的に被着させる工
   程、上記バリア金属層上に、単層または複数層の被着金
   属層を介し、または、介さずに金層を所要の形状のマス
   クを使用してメッキ法にて形成する工程、および、上記
   金属層に、ニッケルを上記マスクを使用してメッキ法に
   て形成する工程、上記ニツケル層上のボンディング用窓
   開部をエッチングして、金を露呈させる工程および上記
   金属層上に保護膜を形成する工程を備えた半導体装置の
   電極形成法。