DE19811042A1

DE19811042A1 - Halbleiterbauelement, Verfahren zu seiner Herstellung und dafür verwendetes Ätzmittel

Info

Publication number: DE19811042A1
Application number: DE19811042A
Authority: DE
Inventors: Katsuya Kosaki; Masahiro Tamaki; Takao Ishida
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1998-10-29
Also published as: JP3724110B2; US20010028113A1; JPH10303198A; US6391770B2; US6268619B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement unter Verwendung eines Verbindungshalbleiters, und insbeson dere eine Durchgangsloch-Struktur, die in diesem Halbleiter bauelement ausgebildet ist, ein Verfahren zu seiner Herstel lung, und ein Ätzmittel, das für das Herstellungsverfahren verwendet wird.

Wenn eine IC (integrierte Schaltung) bei einer Frequenz, die höher ist als das Quasi-Mikrowellenband, entworfen werden soll, muß die IC, weil das Verhalten der Elektronen als Welle nicht vernachläßigt werden kann, als verteilte konstante Lei tung ausgestaltet werden. Als eine solche verteilte konstante Leitung wird weitverbreitet eine Mikrostreifen-Leiterbahn verwendet.

Wenn eine Mikrostreifen-Leitung verwendet wird, wie dies schematisch in Fig. 17 dargestellt wird, muß ein Durchgangs loch 104 ausgebildet werden, um einen Elektrodenanschluß 102 auf der vorderen Oberfläche eines GaAs-Substrats 101 mit ei nem Masseleiter aus Metall auf der rückseitigen Oberfläche davon elektrisch zu verbinden, und auf der vorderen Oberflä che des GaAs-Substrats 101 wird ein Streifenleiter 105 ausge bildet.

Fig. 18 zeigt im Querschnitt einen Fall, bei dem ein Halb leiterplättchen (nachfolgend als "IC-Substrat" bezeichnet) durch Plättchenbonden an ein Bauelementsubstrat 106 unter Verwendung eines AuSn-Lots 107 verbunden ist. Wie in Fig. 18 gezeigt, wurde ein Sperrschichtmetall 108, z. B. Nickel, nur in einer Region, die das Durchgangsloch 104a bildet, an der Oberfläche der leitenden Au-Schicht 104b ausgebildet.

Wie in Fig. 18 dargestellt, entspricht außerdem der durch das Durchgangsloch 104a eingenommene Bereich einer Region, dessen Durchmesser zwei oder mehrfach so groß ist wie die Dicke des GaAs-Substrats 101.

Ein Halbleiterbauelement mit dem gleichen Aufbau wie die Durchgangslochstruktur wird in der JP-A-2-162735 beschrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 19 wird nun ein Verfahren zur Aus bildung des in dem Dokument beschriebenen Durchgangsloches angegeben.

Wie in Fig. 19(a) dargestellt wird auf der vorderen Oberflä che eines GaAs-Substrats 101 ein Elektrodenanschluß 102 auf gebracht. Wie in Fig. 19(b) gezeigt, wird auf der rückseiti gen Oberfläche des GaAs-Substrats 101 eine Ätzmaske 109a mit einem Öffnungsmuster auf dem dem Elektrodenanschluß 102 ent sprechenden Bereich ausgebildet. Wie in Fig. 19(c) darge stellt, wird die rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 101 ferner einem Naßätzen unterworfen, um eine Öffnung 109 auszubilden. In diesem Fall ist der Durchmesser der Öffnung 109 an der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 101 zweimal so groß wie die Dicke des GaAs-Substrats 101. Wie in Fig. 19(d) dargestellt, wird die Ätzmaske 109a entfernt.

Wie in Fig. 19(e) dargestellt, wird eine leitfähige Au-Schicht 104b auf die gesamte rückseitig Oberfläche des GaAs-Substrats 101 aufplattiert.

Danach wird, wie in Fig. 19(f) dargestellt, ein Resistmuster 110 in einem Bereich, mit Ausnahme des Bereichs des Durch gangsloches 104a, auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 101 ausgebildet.

Das Resistmuster 110 hat auf dem dem Durchgangsloch 104a ent sprechenden Bereich ein Öffnungsmuster (Öffnung).

Wie in Fig. 19(g) dargestellt, wird das GaAs-Substrat 101 einem elektrolytischen oder nicht-elektrolytischen Nickel-Plattieren unterworfen, um ein Sperrschichtmetall 108 aus Nickel auf der Oberfläche des Durchgangslochs 104a auszubil den.

Wie in Fig. 19(h) dargestellt, wird das Resistmuster 110 weggeätzt, um das IC-Substrat fertigzustellen.

Die rückseitige Oberfläche des in Fig. 19(h) dargestellten IC-Substrats wird auf die vordere Oberfläche des Bauelement-Sub strats 106 gebunden, um ein Halbleiterelement mit einer Querschnittstruktur, wie sie in Fig. 18 dargestellt ist, zu ergeben.

Das so hergestellte Halbleiterbauelement weist jedoch die folgenden Mängel auf. Wenn das vom in Fig. 18 dargestellten Halbleiterbauelement umfaßte Durchgangsloch 104 (Durchgangs loch 104a in Fig. 19) durch Naßätzen ausgebildet wird, reicht es von der rückseitigen Oberfläche bis zur vorderen Oberfläche des GaAs-Substrats 101.

Wenn jedoch das Durchgangsloch wie vorstehend beschrieben durch Naßätzen ausgebildet wird, ist der Durchmesser der an der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 101 ausgebil deten Öffnung 109 zwei oder mehrfach so groß wie die Dicke des GaAs-Substrats 101. Mit der Weiterentwicklung der Minia turisierung von Halbleiterbauelementen ist die Verringerung des Durchgangslochs 104a ein kritisches Problem, um die Mi niaturisierung zu erleichtern.

Um dieses Problem zu lösen, hat einer der Erfinder der vor liegenden Anmeldung bereits ein Halbleiterbauelement ent wickelt, in dem eine Öffnung mit einem hohen Seitenverhältnis durch RIE (reaktives Ionenätzen) ausgebildet wird, und in der Öffnung ein Durchgangsloch ausgebildet wird.

Die Fig. 20(a) zeigt die Querschnittstruktur des in der JP-A-7-193214 beschriebenen Durchgangsloches.

In Fig. 20(a) bezeichnet die Bezugsziffer 111 eine auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 101 aufgebrachte darunterliegende Leitungsführung; 112 bezeichnet eine auf die vordere Oberfläche des GaAs-Substrats 101 aufgeschichtete Schicht, die eine Isolierschicht ist, und als Ätzmaske dient, wenn die Öffnung 109 zur Herstellung eines Durchgangsloches ausgebildet wird; 113 bezeichnet eine Sputterschicht mit ei ner Zweischichtstruktur aus einer Schicht eines Materials ausgebildet aus Ti, Cr und Ni, und Au, die auf der inneren Wand der Öffnung 109 aufgebracht ist; 114 bezeichnet eine nicht-elektrolytische Ni-Plattierungsschicht, die in der Öff nung 109 aufgebracht ist, wo die Sputterschicht 113 aufge bracht ist; 115 bezeichnet eine Au-Plattierungsschicht, die auf der Oberfläche der nicht-elektrolytischen Plattierungs schicht 114 aufgebracht ist; und 116 bezeichnet eine aus der Sputterschicht 113, der nicht-elektrolytischen Ni-Plattierungsschicht 114 und Au-Plattierungsschicht 115 beste hende Stromversorgungsschicht.

Weil die innere Wand der Öffnung nicht eben wird, wenn die Sputterschicht 113 als Katalysator zur Schichtabscheidung durch Plattieren dient, wird in dem vorstehend beschriebenen Bauleiterelement ferner die nicht-elektrolytische Ni-Über zugsschicht 114 auf der Innenwand und dem Boden der Öff nung 109a, die das Durchgangsloch 104a innerhalb des GaAs-Substrats 101 bildet, abgeschieden, wodurch ihre Oberfläche eben wird. Die Au-Überzugsschicht 115, die ein Hauptbestand teil der Stromversorgungsschicht 116 ist, kann deshalb so ausgebildet werden, daß sie entlang der vorderen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 und der inneren Wand der Öffnung, die das Durchgangsloch 104a ausbildet, eine gleichmäßige Dicke besitzt.

Das vorstehende Dokument beschreibt, daß das in Fig. 20(a) dargestellte Durchgangsloch 104a wie folgt hergestellt wird. Die Isolierschicht 112 wird als Ätzmaskenmuster auf der Ober fläche des GaAs-Substrats 101 ausgebildet. Indem man sie als Ätzmaske verwendet wird eine Öffnung 109 (die nicht durch das GaAs-Substrat 101 hindurchgeht) mit einem hohen Seitenver hältnis ausgebildet. Nachdem die Stromversorgungsschicht 116 innerhalb der Öffnung ausgebildet ist, wird die rückseitige Oberfläche des Substrats 101 zurückgeätzt, bis ein Teil der Stromversorgungsschicht 116 freigesetzt ist. Schließlich wird die darunterliegende Leitungsführung 111 auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 101 ausgebildet.

Durch Ausbilden des Durchgangslochs 104a innerhalb der Öff nung mit einem hohen Seitenverhältnis mit der in Fig. 20(a) dargestellten Struktur kann dieses einen Bereich einnehmen, die nur einen Bruchteil des Bereiches darstellt, bei der die Öffnung durch Naßätzen ausgebildet wurde.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorstehend genannte Problem zu lösen, und soll ein Halbleiterbauelement mit einer stabilen Struktur bereitstellen, die ein Durch gangsloch das nur einen kleinen Bereich einnimmt, besitzt, kein "Lotanhäufung"-Phänomen ausbildet und keine Risse bil det, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und ein Ätz mittel, das für dieses Verfahren geeignet ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Halbleiterbauelement nach Anspruch 1.

Bevorzugte Ausführungsformen dieses Halbleiterbauelements sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9.

Weiterer Gegenstand ist ein Verfahren nach Anspruch 10 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements.

Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind Gegen stand der Ansprüche 11 bis 19.

Weiterer Gegenstand ist ein Ätzmittel nach Anspruch 20 zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Ein erster Aspekt ist ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauele ment, das umfaßt: ein Halbleitersubstrat, einen an der vorde ren Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildeten Elektro denanschluß; eine Au-Schicht, die auf der gesamten rückseiti gen Oberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der in neren Wand und dem Boden einer zylindrischen Öffnung von der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats bis zu seiner vorderen Oberfläche ausgebildet ist; und eine nicht-elek trolytisch abgeschiedene Nickel-Legierungsschicht, die in einem Bereich abgeschieden ist, der das Durchgangsloch ein schließlich der Öffnung auf der Au-Schicht bildet.

Ein zweiter Aspekt betrifft ein erfindungsgemäßes Halbleiter bauelement, das umfaßt: ein Halbleitersubstrat; einen auf der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildeten Elektrodenanschluß; eine erste Au-Schicht und eine nicht-elek trolytische Nickellegierungs-Überzugsschicht, die aufein anderfolgend auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der inneren Wand und des Bodens einer von der rückseitigen Oberfläche des Halbleiter substrats zur seiner vorderen Oberfläche ausgebildeten Öff nung aufgebracht sind; und eine zweite Au-Schicht, der in ei nem Bereich, mit Ausnahme eines das Durchgangsloch bildenden Bereiches, einschließlich der Öffnung auf der Au-Schicht, ab geschieden ist.

Ein dritter Aspekt des Halbleiterbauelements ist ein Bauele ment nach dem zweiten Aspekt, bei dem die zweite Au-Schicht eine Schicht ist, die durch Plattieren oder Verdampfung abge schieden wurde.

Ein vierter Aspekt des Halbleiterbauelements ist ein erfin dungsgemäßes Bauelement, das umfaßt: ein Halbleitersubstrat; einen auf der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildeten Elektrodenanschluß; eine erste Au-Schicht auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats ein schließlich der inneren Wand und dem Boden einer zusammenge setzten abgestuften Öffnung aus einer ersten Öffnung mit ei nem großen Durchmesser auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats und einer zweiten Öffnung, die ein Zylin der mit einem kleinen Durchmesser ist, der vom Boden der er sten Öffnung zur vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats verläuft; und eine nicht-elektrolytische Nickellegierungs-Über zugsschicht, die auf der Au-Schicht in einem Bereich, mit Ausnahme des Bereichs der zweiten Öffnung, der ein Durch gangsloch einschließlich der Öffnungen bildet, abgeschieden ist.

Ein fünfter Aspekt des Halbleiterbauelements ist ein erfin dungsgemäßes Bauelement, das umfaßt: ein Halbleitersubstrat; einen auf der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildeten Elektrodenanschluß; eine erste Au-Schicht und eine Ni-Überzugsschicht, die aufeinanderfolgend auf der rück seitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats einschließlich der inneren Wand und dem Boden einer zusammengesetzten Öff nung aus einer ersten Öffnung mit einem großen Durchmesser auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats und einer zweiten Öffnung, die ein Zylinder mit einem kleinen Durchmesser vom Boden der ersten Öffnung bis zur vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats ist, aufgebracht sind; und eine zweite Au-Schicht, die auf der Ni-Überzugsschicht in ei nem Bereich mit Ausnahme der zweiten Öffnung, in dem Bereich, der das Durchgangsloch einschließlich der zusammengesetzten Öffnung bildet, abgeschieden ist, wobei die Ni-Über zugsschicht eine nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Über zugsschicht ist.

Ein sechster Aspekt des Halbleiterbauelements ist ein Bauele ment gemäß dem vierten oder fünften Aspekt, bei dem die erste Öffnung mit einem großen Durchmesser eine durch anisotropes Trockenätzen ausgebildete zylindrische Öffnung ist, oder eine Öffnung, die durch Naßätzen ausgebildet wird und einen Durch messer auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersub strats besitzt, der gleich ist dem großen Durchmesser und der mit der Tiefe des Halbleitersubstrats abnimmt.

Ein siebter Aspekt des Halbleiterbauelements ist ein Bauele ment nach einem der ersten bis fünften Aspekte, das außerdem ein auf die Oberfläche der Au-Schicht oder der zweiten Au-Schicht durch Lot gebundenes Bauelementsubstrat umfaßt, wobei von die Au-Schicht oder die zweite Au-Schicht, die in einem Bereich mit Ausnahme des das Durchgangsloch bildenden Be reichs, an das Bauelementsubstrat durch das Lot gebunden ist.

Ein achter Aspekt des Halbleiterbauelements ist ein Bauele ment nach dem ersten oder dem zweiten Aspekt, worin das Sei tenverhältnis der Öffnung im Bereich von 1 bis 10/3 liegt.

Ein neunter Aspekt des Halbleiterbauelements ist ein Bauele ment nach dem vierten oder fünften Aspekt, worin die zweite Öffnung einen Durchmesser von 25 µm bis 60 µm besitzt.

Ein zehnter Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung ei nes Halbleiterbauelements, das die Stufen umfaßt: Ausbilden eines Elektrodenanschlusses auf der vorderen Oberfläche eines Halbleitersubstrats; Ausbilden einer zylindrischen Öffnung, die sich von der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersub strats zu seiner vorderen Oberfläche erstreckt, durch ani sotropes Trockenätzen; Abscheiden einer Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche einschließlich der inneren Wand und des Bodens der zylindrischen Öffnung durch Plattie ren; Abscheiden einer nicht-elektrolytischen Nickel- Legierungs-Überzugsschicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche durch Plattieren; Ausbilden einer Maske, die einen Bereich abdeckt, der ein Durchgangsloch einschließlich der Öffnung bildet; Ätzen der nicht-elektrolytischen Nickel- Legierungs-Überzugsschicht unter Verwendung dieser Maske als Ätzmaske, wodurch die nicht-elektrolytische Nickel- Legierungs-Überzugsschicht selektiv in einem Bereich zurück gelassen wird, der dem Durchgangsloch entspricht; und Entfer nen der Maske.

Ein elfter Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß dem zehnten Aspekt, worin die nicht-elektrolytische Nickel-Legierungs-Überzugsschicht unter Verwendung von Schwefelsäure/Salpetersäure, enthaltend 96 Gew.-%-ige Schwefelsäure, 70 Gew.-%-ige Salpetersäure und Wasser im Verhältnis 1 : 1 : 3, als Ätzmittel, oder durch Ionen mahlen, geätzt wird.

Ein zwölfter Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements, das umfaßt: Ausbil den eines Elektrodenanschlusses auf der vorderen Oberfläche eines Halbleitersubstrats; Ausbilden einer zylindrischen Öff nung, die sich von der rückseitigen Oberfläche des Halblei tersubstrats zur seiner vorderen Oberfläche erstreckt, durch anisotropes Trockenätzen; Abscheiden einer ersten Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche einschließlich der inneren Wand und dem Boden der zylindrischen Öffnung durch Plattieren; Abscheiden einer nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Überzugsschicht auf der ersten Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche durch Plattieren; Abscheiden einer zweiten Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Ober fläche durch Plattieren; Ausbilden einer Maske, die einen Be reich abdeckt, der ein Durchgangsloch einschließlich der Öff nung bildet; Ätzen der Au-Schicht unter Verwendung dieser Maske als Ätzmaske so, daß die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht selektiv in einem Bereich zurück bleibt, der dem Durchgangsloch entspricht; und Entfernen der Maske.

Ein dreizehnter Aspekt betrifft ein erfindungsgemäßes Verfah ren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das die Stu fen umfaßt: Ausbilden eines Elektrodenanschlusses auf der vorderen Oberfläche eines Halbleitersubstrats; Ausbilden ei ner zylindrischen Öffnung, die sich von der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats zu seiner vorderen Ober fläche erstreckt, durch anisotropes Trockenätzen; Abscheiden einer ersten Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Ober fläche einschließlich der inneren Wand und dem Boden der zy lindrischen Öffnung durch Plattieren; Abscheiden einer nicht-elek trolytischen Nickel-Legierungs-Überzugsschicht auf der Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche durch Plattieren; und Abscheiden einer zweiten Au-Schicht in einem Bereich, mit der Ausnahme der Öffnung auf der Oberfläche der nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Überzugsschicht, durch Verdampfen auf eine Weise, daß die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht auf der Oberfläche der Öffnung, die das Durchgangsloch bildet, selektiv ausgesetzt wird.

Ein vierzehnter Aspekt betrifft ein erfindungsgemäßes Verfah ren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das die Stu fen umfaßt: Ausbilden eines Elektrodenanschlusses auf der vor deren Oberfläche des Halbleitersubstrats, Ätzen des Halblei tersubstrats von seiner rückseitigen Oberfläche unter Ausbil dung einer ersten Öffnung mit einem großen Durchmesser; ani sotropes Trockenätzen des Halbleitersubstrats vom Boden der ersten Öffnung zur vorderen Oberfläche des Halbleitersub strats, um eine zweite Öffnung mit einem kleinen Durchmesser auszubilden, wodurch eine zusammengesetzte Öffnung aus der ersten und zweiten Öffnung ausgebildet wird; Abscheiden einer Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche ein schließlich der inneren Wand und des Bodens der zusammenge setzten Öffnung durch Plattieren; Ausbilden einer Maske auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats, mit Aus nahme eines ein Durchgangsloch einschließlich der zusammenge setzten Öffnung bildenden Bereichs; Aufplattieren von Nickel auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats, um eine auf der Innenwand und dem Boden der ersten Öffnung abge schiedenen Ni-Schicht auszubilden; und Entfernen der Maske.

Ein fünfzehnter Aspekt betrifft ein erfindungsgemäßes Verfah ren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das die Stu fen umfaßt: Ausbilden eines Elektrodenanschlusses auf der vor deren Oberfläche eines Halbleitersubstrats; Ätzen des Halb leitersubstrats von seiner rückseitigen Oberfläche um eine erste Öffnung mit großem Durchmesser auszubilden; anisotropes Trockenätzen des Halbleitersubstrats von Boden der ersten Öffnung zur vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats, um eine zweite Öffnung mit kleinem Durchmesser auszubilden, wo durch eine zusammengesetzte Öffnung aus der ersten und zwei ten Öffnung ausgebildet wird; Abscheiden einer ersten Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche einschließ lich der inneren Wand und des Bodens der zusammengesetzten Öffnung durch Plattieren; Aufplattieren einer Ni-Schicht auf der ersten Au-Schicht; selektives Ausbilden einer zweiten Au-Schicht auf der Ni-Schicht in dem Bereich, mit der Ausnahme eines Bereiches, der das Durchgangsloch einschließlich der zusammengesetzten Öffnung bildet, auf eine Weise, daß die Ni-Schicht in einem Bereich, der mindestens der inneren Wand und dem Boden der ersten Öffnung entspricht, in einem dem Durch gangsloch entsprechenden Bereich ausgesetzt wird, wobei die Ni-Schicht eine nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Über zugsschicht ist.

Ein sechzehnter Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach dem vierzehnten oder fünf zehnten Aspekt, wobei die erste Öffnung durch isotropes Naß ätzen oder anisotropes Trockenätzen ausgebildet wird.

Ein siebzehnter Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach dem sechsten Aspekt, wobei die erste Öffnung durch isotropes Naßätzen ausgebildet wird, die erste und die zweite Öffnung durch Ätzen unter Verwendung der gleichen Ätzmaske ausgebildet werden, und die Ätzmaske ein Öffnungsmuster besitzt, das gleich ist dem Durchmesser der zweiten Öffnung.

Ein achtzehnter Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach einem Verfahren des zehnten, oder zwölften bis fünfzehnten Aspekts, wobei die der rücksei tigen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgesetzte Au-Schicht oder die zweiten Au-Schicht auf die Oberfläche eines Bauelementsubstrats über AuSn-Lot, das ein Lötmaterial dar stellt, gebunden ist.

Ein neunzehnter Aspekt betrifft ein Ätzmittel für eine Ni-Le gierung, das Schwefelsäure/Salpetersäure ist, das 96 Gew.-%-ige Schwefelsäure, 70 Gew.-%-ige Salpetersäure und Wasser im Verhältnis von 1 : 1 : 3 enthält.

Ein zwanzigster Aspekt betrifft ein Halbleiterbauelement ge mäß dem ersten Aspekt, worin das Halbleitersubstrat aus GaAs-Substrat besteht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 ist eine Darstellung, die erforderlich ist, um die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu er läutern.

Fig. 2 ist eine Darstellung, die eine verwandte Technik dar stellt, um die erste erfindungsgemäße Ausführungsform zu er läutern.

Fig. 3 ist eine Darstellung, die eine verwandte Technik dar stellt, um die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zu erläutern.

Fig. 4 ist eine Darstellung, die eine verwandte Technik dar stellt, um die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zu erläutern.

Fig. 5 ist ein Querschnitt eines Halbleiterbauelements nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist eine Darstellung, die das Verfahren zur Herstel lung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 7 ist eine Darstellung, die ein Halbleiterbauelement nach der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 8 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zur Herstel lung der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 9 ist eine Darstellung, die ein Halbleiterbauelement nach der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 10 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zur Herstel lung der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 11 ist eine Darstellung, die ein Halbleiterbauelement nach der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 12 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zur Herstel lung der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 13 ist eine Darstellung, die ein Halbleiterbauelement nach der fünften Ausführungsform zeigt.

Fig. 14 ist eine Darstellung, die ein Halbleiterbauelement nach der sechsten Ausführungsform zeigt.

Fig. 15 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zur Herstel lung der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 16 ist eine Darstellung, die ein Halbleiterbauelement nach der siebten Ausführungsform zeigt.

Fig. 17 ist eine Darstellung des Standes der Technik.

Fig. 18 ist eine Darstellung des Standes der Technik.

Fig. 19 ist eine Darstellung des Standes der Technik.

Fig. 20 ist eine Darstellung des Standes der Technik.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Ausführungsform 1

Vor der Erläuterung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungs form sollen unter Bezugnahme auf die Fig. 1(a) bis 4 ver wandte Techniken erläutert werden. Um ein Durchgangsloch, das einen kleinen Bereich einnimmt, auszubilden, wird für ein GaAs-Substrat mit einem auf seiner vorderen Oberfläche aufge brachten Elektrodenanschluß ein Verfahren angewendet, das durch anisotropes Trockenätzen eine Öffnung mit einem hohen Seitenverhältnis von seiner rückseitigen Oberfläche an aus bildet und eine Au-Schicht an der inneren Wand der Öffnung abscheidet.

Die Fig. 1 zeigt das Beispiel eines IC-Substrats, in dem ei ne Öffnung 3 mit einem hohen Seitenverhältnis (1,0 oder mehr) ausgebildet wird, um durch das GaAs-Substrat 1 von der vorde ren Oberfläche zur rückseitigen Oberfläche hindurchzugehen, und innerhalb der Öffnung 3 wird eine leitende Au-Schicht 4 aufgebracht, um ein Durchgangsloch 3a zu bilden.

Wie in Fig. 1(a) dargestellt wird auf der vorderen Oberflä che des GaAs-Substrats 1 mit einer Dicke von 100 µm eine Ti-Schicht und eine Au-Schicht hintereinander abgeschieden und aufgetragen, um einen Elektrodenanschluß 2 mit einer Größe von ca. 90 µm in horizontaler Richtung im Querschnitt auszu bilden. Der Elektrodenanschluß wird z. B. mit GND (Boden) ver bunden (geerdet). Als nächstes wird auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 mit dem ausgebildeten Elek trodenanschluß 2 ein Resistmuster eines negativen Photore sists ausgebildet, das ein Öffnungsmuster aufweist, das einer Öffnung 3 entspricht, in der ein Durchgangsloch 3a ausgebil det werden soll. Unter Verwendung dieses Resistmusters als Ätzmaske wird das GaAs-Substrat 1 einem anisotropen Trockenätzen unterworfen, bis der Boden des Elektrodenanschlusses 2 freigesetzt wird, wodurch die Öffnung 3 gebildet wird. Da nach wird das als Ätzmaske verwendete Resistmuster entfernt. Wenn die Öffnung 3 so ausgebildet ist, daß sie einen Durch messer von 60 µm besitzt, beträgt das Seitenverhältnis der Öffnung 3 ca. 1 : 7. Für den Fall, daß die das Durchgangsloch bildende Öffnung durch Naßätzen, wie im Stand der Technik, ausgebildet wird, wird die Öffnung mit einem Durchmesser, der ca. zweimal so groß ist wie die Dicke des GaAs-Substrats 1, auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 ausge bildet. Wenn andererseits gemäß dem in der ersten Ausfüh rungsform verwendeten Verfahren (anisotropes Trockenätzen) eine Öffnung 3 mit einem hohen Seitenverhältnis ausgebildet wird, so kann der Bereich, den diese einnimmt, auf einen Bruchteil des Bereiches des Standes der Technik verringert werden. Erfindungsgemäß bezieht sich das hohe Seitenverhält nis auf einen Wert von 1 oder mehr, wobei die obere Grenze ca. 10/3 beträgt. Das Seitenverhältnis hängt von dem Verfah ren zur Ausbildung der das Durchgangsloch bildenden Öffnung ab.

Wie in Fig. 1(b) dargestellt wird die rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 1 Au-plattiert, und die rückseitige Ober fläche des Elektrodenanschlusses 2, die sich an der inneren Wand und dem Boden der Öffnung 3 befindet, wird ebenfalls Au-plattiert, wodurch das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird.

Durch Ausbilden der Öffnung 3 mit einem hohen Seitenverhält nis kann die resultierende Größe des Durchgangsloch 3a in ho rizontaler Richtung auf einen Bruchteil der Größe gemäß dem Stand der Technik verringert werden.

Wenn das IC-Substrat mit dem Durchgangsloch 3a, wie in Fig. 1(b) dargestellt, einem Plättchenbonden unterworfen wird, tritt das folgende Problem auf. Wenn die innere Wand des Durchgangslochs 3a nicht mit Nickel beschichtet ist, wie in Fig. 2 dargestellt, wird in einem Plättchenbonden-Verfahren zur Bindung des IC-Substrats auf das Bauelementsubstrat 5 AuSn-Lötmittel in das Durchgangsloch 3a gefüllt. Dann führt das Erhitzen auf ca. 300°C zu einer "Loterhebung" wodurch das AuSn-Lot 6 ebenfalls auf der Oberfläche des Elektrodenan schlusses 2 abgeschieden wird (der Bereich der Loterhebung wird mit der Bezugsziffer 7 angezeigt).

Obwohl die leitende Au-Schicht 4, auf die innere Wand der Öffnung 3 mit hohem Seitenverhältnis, in die das Durchgangs loch 3a ausgebildet wird, plattiert werden kann, konnte die Ni-Schicht mittels konventioneller Ni-Plattierungsverfahren nicht selektiv aufplattiert werden.

Im konventionellen Verfahren wird vorausgesetzt, daß die An wendung einer geringen elektrolytischen Stromdichte zur Plat tierung innerhalb eines Blindloches (mit einem geschlossenen Ende), das eine Öffnung mit einem hohen Seitenverhältnis dar stellt, erforderlich ist. Im Falle des elektrolytischen Ni-Plattierens beträgt das Standardwasserstoffpotential bei der Elektrodenreaktion für Ni U_H = -0,250 V, und das für Wasser stoff U_H = ±0 V, und Ni befindet sich auf der Seite unter halb von H. Aus diesem Grund erfolgt im Bereich einer niedri gen elektrolytischen Stromdichte und Spannung die letztere Reduktionsreaktion vorzugsweise so, daß keine Ni-Schicht wachsen kann.

Im Falle des nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Plattierens ist dies aufgrund der folgenden Tatsache problematisch. Wie in Fig. 3(a) dargestellt, wird für das zu verarbeitende Sub strat (nachfolgend wird das IC-Substrat im Herstellungsver fahren als Substrat bezeichnet) das Resistmuster 8 (negatives Photoresist) so ausgebildet, um den vom Durchgangsloch 3a verschiedenen Bereich zu bedecken. Danach wird, wie in Fig. 3(b) dargestellt, eine Ni-Schicht 9 auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 durch ein übliches nicht elektrolytisches Ni-Legierungs-Plattierungsverfahren ausge bildet. In diesem Fall wird die Ni-Schicht nur am offenen En de der Öffnung 3 abgeschieden, aber nicht in der inneren Wand der Öffnung 3.

Die Plattierung zu diesem Zeitpunkt wird nachfolgend detail lierter beschrieben.

Die Fig. 4 zeigt die Gleichungen (1) bis (5) der Umsetzun gen, die beim nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Plattieren (Phosphor-enthaltend) stattfinden.

Das Substrat wird in eine Ni-Beschichtungslösung eingetaucht und Bedingungen einer niedrigen elektrolytischen Stromdichte unterworfen.

Aus Gleichung (1) ist es ersichtlich, daß Hypophosphitionen in Gegenwart eines Pd-Katalysators unter Bildung von [PO₂]⁻-Ionen und atomarem Wasserstoff aufgelöst werden. Die [PO₂]⁻-Ionen werden, wie in Gleichung (2) angegeben, mit Wasser kom biniert.

Nach Gleichung (3) wird der nach Gleichung (1) erzeugte ato mare Wasserstoff an Pd adsorbiert und aktiviert, wodurch die in der Beschichtungslösung als Nickelsulfat vorhandenen Ni-Ionen reduziert werden. Das so erzeugte metallische Ni wächst am Pd-Katalysator. Dann wird in der Beschichtungslösung Schwefelsäure als Nebenprodukt gebildet.

Nach Gleichung (4) werden die Hypophosphitionen durch den ak tivierten atomaren Wasserstoff reduziert und mit Ni kombi niert, und ergeben eine Ni-P-Legierungs-Überzugsschicht.

Nach Gleichung (5) werden andererseits die Hypophosphitionen durch einen katalytischen Vorgang umgewandelt unter Bildung von molekularem Wasserstoff. Durch die Bildung des molekula ren Wasserstoffs wird die Flüssigkeit in Nachbarschaft zur Oberfläche der Abscheidungen gerührt.

Die in den Gleichungen (1) bis (5) dargestellten Umsetzungen finden normalerweise in dem Teil statt, in dem die Beschich tungslösung ausreichend gerührt wird. Auf der anderen Seite wird in dem Teil, in dem die Beschichtungslösung nicht aus reichend gerührt wird, der pH-Wert der Beschichtungslösung durch die Schwefelsäure, die gleichzeitig mit der Reduktion von Ni nach der Gleichung (3) gebildet wird, klein. Wie in Gleichung (6) dargestellt, wird deshalb Ni unter Bildung von molekularem Wasserstoff ionisiert, wodurch die Ni-Schicht 9 nicht weiter wächst.

Wenn die gesamte ebene rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 1 mit Ausnahme des Durchgangsloches einer nicht-elek trolytischen Ni-Plattierung unterworfen wird, stellt der Mikrostrom, der durch die Bildung von molekularem Wasserstoff durch die Reaktion nach Gleichung (5) gebildet wird, einen ausreichenden Rühreffekt für die Beschichtungslösung dar. Wenn jedoch weniger molekularer Wasserstoff gebildet wird, leidet das Innere der Öffnung (Blindloch) mit einem hohen Seitenverhältnis, ähnlich wie bei der durch Trockenätzen aus gebildeten Öffnung 3, dazu, unter der nachteiligen Wirkung einer unzureichenden Rührung.

Wie in Fig. 3(a) dargestellt, wird, wenn in dem Bereich der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 mit Ausnahme des Durchgangsloches 3a, mit einem auf der Au-Schicht 4 abgeschie denen Resistmuster 9, das nicht-elektrolytische Plattieren durchgeführt wird, der Bereich, wo die Plattierung stattfin det, klein und deshalb ist die Rührung der Beschichtungslö sung, die auf der Bildung von molekularem Wasserstoff beruht, nicht ausreichend. Wie in Fig. 3(b) dargestellt, wird im Er gebnis innerhalb der Öffnung kein Ni gebildet, sondern eine Ni-Schicht 9 wird nur schwach in der Öffnung in der Nachbar schaft der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aus gebildet.

Um solche Unzulänglichkeiten zu vermeiden, wird gemäß dieser Ausführungsform eine ausreichende Menge an Wasserstoff durch Plattieren der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 gebildet, wodurch in der Beschichtungslösung eine Rührwirkung hervorgerufen wird, wodurch eine Ni-Schicht mit gleichmäßiger Dicke auf der gesamten inneren Wand und dem Boden der Öffnung 3, an der das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird, abgeschieden wird.

Die Fig. 5 ist ein Querschnitt des Hauptteils des Halblei terbauelements nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungs form. In Fig. 5 beziehen sich gleiche Bezugsziffern auf vor stehend beschriebenen gleiche oder entsprechende Teile.

Das in Fig. 5 dargestellte Halbleiterbauelement befindet sich in einer Stufe, in der das IC-Substrat an das Bauele mentsubstrat 5 unter Verwendung von AuSn-Lot 6 durch Plätt chenbonden gebunden ist. Da eine Ni-Schicht 9a (genauer ge sagt eine nicht-elektrolytischer Ni-Legierungs-Über zugsschicht) auf der inneren Wand der das Durchgangsloch 3a bildenden Öffnung abgeschieden wurde, wird das AuSn-Lot 6 nicht in das Durchgangsloch 3a gefüllt, wodurch das IC-Substrat und das Bauelementsubstrat 5 vorzugsweise miteinan der verbunden werden können.

Es wird nun eine Erläuterung des Herstellungsverfahrens des Halbleiterbauelements mit der in Fig. 5 dargestellten Struk tur gegeben.

Wie in der vorstehend beschriebenen Fig. 1 dargestellt, wird auf der Vorderseite des GaAs-Substrats 1 ein Elektrodenan schluß mit einer Dicke von 100 µm ausgebildet. Das GaAs-Substrat wird von der rückseitigen Oberfläche in dem Bereich, der dem Elektrodenanschluß 2 entspricht, einem anisotropen Trockenätzen unterworfen, bis die untere Seite des Elektro denanschlusses 2 freigesetzt ist, wodurch eine zylindrische Öffnung mit einem Durchmesser von ca. 60 µm entsteht.

Wie in der vorstehend beschriebenen Fig. 1(b) dargestellt, wird auf die gesamte rückseitige Oberfläche einschließlich der inneren Wand und dem Boden der Öffnung 3 des GaAs-Substrats 1 eine Au-Schicht 4 mit einer Dicke von ca. 0,5 µm aufgeschichtet. Der Teil, der sich innerhalb der Öffnung 3 der abgeschiedenen Au-Schicht 4 befindet, dient im wesentli chen als Durchgangsloch 3a.

Wie in Fig. 6(a) dargestellt, wird das nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Plattieren auf der gesamten rückseitigen Ober fläche des GaAs-Substrats 1 so durchgeführt, daß die Ni-Schicht 9a eine Dicke von ca. 0,5 µm besitzt.

Dann wird ohne Maske auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 das Plattieren über seine gesamte rückseiti ge Oberfläche durchgeführt. Aus Gleichung (5) der Fig. 4 ist es verständlich, daß deshalb eine größere Menge an molekula rem Wasserstoff gebildet wird, als dies der Fall ist, wenn das Plattieren selektiv nur in der Nachbarschaft des Durch gangsloches 3a durchgeführt wird. Der so erzeugte Mikrostrom kann in die Öffnung 3, die das Durchgangsloch 3a bildet, ein geführt werden, wodurch die Beschichtungslösung ausreichend gerührt werden kann. Somit kann die Ni-Schicht 9a als Schicht mit einer gleichmäßigen Dicke auf der gesamten Oberfläche des GaAs-Substrats 1, einschließlich der inneren Wand und dem Bo den der Öffnung 3, an der das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird, abgeschieden werden.

Die so abgeschiedene Ni-Schicht 9a, und besser ausgedrückt, die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht, kann eine Ni-P-Schicht, die Phosphor enthält, eine Ni-B-Schicht, die Bor enthält, eine Ni-B-W-Schicht, die außerdem W enthält, usw., sein.

In den nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Be schichtungslösungen, die im Handel erhältlich sind, wird zur Abscheidung der Ni-P-Schicht Natriumhypophosphit als Re duktionsmittel verwendet, und zur Abscheidung der Ni-B-Schicht wird Borsäure als Reduktionsmittel verwendet. Wenn eine Ni-Legierungs-Schicht, die W enthält, abgeschieden wer den soll, wird eine Beschichtungslösung, die eine Wolframver bindung enthält, verwendet, um die induktive eutektische Re aktion zu erleichtern, wodurch eine nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Schicht, die W enthält, ausgebildet wird.

Die vordere Oberfläche des GaAs-Substrats 1 mit dem darauf ausgebildeten Elektrodenanschluß 2 wird vor dem Plattierungs verfahren mit einer Maske beschichtet, damit die Ni-Schicht 9a nicht wie auf der rückseitigen Oberfläche abgeschieden wird. Nach der Abscheidung der Ni-Schicht 9a wird die Maske entfernt.

Wie in Fig. 6(b) dargestellt, wird auf der Ni-Schicht 9a, die sich auf dem Bereich befindet, wo das Durchgangsloch 3a in der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 ausgebil det werden soll, ein Resistmuster 10 (positiver Photoresist) ausgebildet. Das Resistmuster 10 hat in horizontaler Richtung einen Durchmesser von 90 µm, und kann die Öffnung mit einem Durchmesser von 60 µm maskieren.

Wie in Fig. 6(c) dargestellt, wird unter Verwendung des Re sistmusters 10 als Ätzmaske die Ni-Schicht 9a, mit der Aus nahme des Durchgangsloches 3a, durch Schwefelsäu re/Salpetersäure (96 Gew.-%-ige Schwefelsäure, 70 Gew.-%-ige Salpetersäure und Wasser im Verhältnis 1 : 1 : 3) weggeätzt. Die Ni-Schicht 9 wird somit selektiv nur auf der Oberfläche des Durchgangsloches 3a zurückgelassen. Unter Verwendung des Schwefelsäure/Salpetersäure-Ätzmittels mit einem Verhältnis von 1 : 1 : 3, das aus Schwefelsäure (96 Gew.-%), die als Oxidationsmittel dient, Salpetersäure (70 Gew.-%), die als Lösungsmittel zur stabilen Lösung des Ni dient, und reinem Wasser, das als Verdünnungsmittel dient, zusammengesetzt ist, kann die Lösungsmittel-verzögerte nicht-elek trolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht, wie z. B. Ni-P, Ni-B, usw., mit einer Geschwindigkeit von 2500 A/min wegge ätzt werden.

Wie in Fig. 6(d) dargestellt, wird danach das Resistmuster 10 entfernt, und das IC-Substrat bereitgestellt.

In der vorstehenden Erläuterung wurde in den Verfahrensstufen der Fig. 6(c) bis 6(d) unter Verwendung des Resistmusters 10 als Ätzmaske Schwefelsäure"Salpetersäure als Ätzmittel zur selektiven Abätzung der Ni-Schicht 9a verwendet. Die Ni-Schicht 9a kann auch selektiv mittels der Methode des Ionen mahlens weggeätzt werden.

Das IC-Substrat, an deren Oberfläche für den IC erforderliche Elemente ausgebildet wurden, wird an das Bauelementsubstrat 5 unter Verwendung eines AuSn-Lötmittels 6 gebunden, um das Halbleiterbauelement mit der in Fig. 5 dargestellten Quer schnittsstruktur fertigzustellen.

In diesem Fall haben das AuSn-Lot 6 und die Ni-Schicht 9 eine schlechte Benetzbarkeit, weshalb sie nicht in Kontakt mitein ander sind, die Au-Schicht 4 des GaAs-Substrats 1 und das AuSn-Lot 6 sind aber in innigem Kontakt miteinander. Das AuSn-Lötmittel 6 wird deshalb nicht in das Durchgangsloch 3a gefüllt, weshalb keine "Lötmittelerhebung" auftritt.

Da das Durchgangsloch 3a vorher in der durch anisotropes Ät zen ausgebildeten zylindrischen Öffnung 3 ausgebildet wird, wird die Dicke des GaAs-Substrats 1 im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem ein Durchgangsloch in der Öffnung durch Naßätzen ausgebildet wird, nicht lokal gering. Das erlaubt es, das Problem der Rißbildung zu lösen, wodurch ein Halblei terbauelement mit einer verbesserten Struktur ausgebildet wird.

Durch Abscheidung der nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Über zugsschicht (Ni-Schicht 9a) auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 nach Abscheidung der Au-Schicht 4 im Durchgangsloch 3a kann diese auf diese Weise in der Öffnung 3a mit einem hohen Seitenverhältnis in einer be vorzugten Lage abgeschieden werden. Die Ni-Schicht 9a in ei nem unnötigen Bereich, mit der Ausnahme des Durchgangsloches 3a, kann unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Schwe felsäure/Salpetersäure-Ätzmittels oder durch Ionenmahlen weg geätzt werden.

Auf diese Weise kann auch bei der Verbindung des IC-Substrats mit dem so ausgebildeten Durchgangsloch 3a durch Plättchen bonden die Erscheinung der Lötmittelerhebung unterdrückt wer den und es wird kein Riß ausgebildet, wodurch ein Halbleiter bauelement mit einer bevorzugten Form erhalten werden kann.

Durch die wie vorstehend beschriebene Ausbildung der Öffnung 3 mit einem hohen Seitenverhältnis und der vorhergehenden Ausbildung des Elektrodenanschlusses 2 auf dem GaAs-Substrat 1 an einer Stelle, an der sich das Durchgangsloch 3a befindet, wird in dem GaAs-Substrat 1 von der rückseitigen Oberfläche zur vorderen Oberfläche davon durch Ätzen ein Loch ausgebil det. Aus diesem Grund kann die Zahl der Stufen zur Herstel lung des Halbleiterelements im Vergleich zu dem unter Bezug nahme auf die Fig. 20(a) und 20(b) erläuterten Stand der Technik (d. h. die Zahl der Ätzvorgänge für das GaAs-Substrat l, wie z. B. das Ätzen der gesamten Oberfläche des GaAs-Substrats 1) verringert werden.

Da die Öffnung 3, an der das Durchgangsloch 3a durch ani sotropes Trockenätzen ausgebildet wird, offen ist, kann das Durchgangsloch so ausgebildet werden, daß es nur einen klei nen Bereich einnimmt.

In der ersten Ausführungsform, wo die Dicke des GaAs-Substrats 1 100 µm beträgt, wurde die Öffnung mit einem Durchmesser von 60 µm außerdem durch anisotropes Trockenätzen ausgebildet. Wenn die Dicke des GaAs-Substrats 100 µm be trägt, kann die Öffnung jedoch einen Durchmesser von ca. 30 µm aufweisen, um ein ausreichend verbessertes Durchgangs loch auszubilden.

Es ist deshalb ersichtlich, daß alle Merkmale des eingenomme nen Bereiches, der Form und der elektrischen Eigenschaften des Durchgangsloches bevorzugte sind, und das Seitenverhält nis der Öffnung, in der das Durchgangsloch ausgebildet werden soll, im Bereich von 1 bis 10/3 liegt.

Mit einem Durchmesser der Öffnung von 30 µm kann der Bereich des Seitenverhältnisses so eingestellt werden, daß es die gleiche Form wie das physikalisch auszubildende, in Fig. 5 dargestellte Durchgangsloch 3a ermöglicht.

In der obigen Darstellung war die Form der Öffnung 3 im we sentlichen zylindrisch. Die Form der Öffnung in horizontaler Richtung muß aber nicht vollständig kreisförmig sein, sondern kann auch elliptisch oder zylindrisch-säulenförmig sein.

Typische Schichtdicken des GaAs-Substrats betragen 350 µm, 150 µm, 100 µm und 30 µm. Unter diesen betragen die Dicken des GaAs-Substrats, die zur Ausbildung eines Durchgangsloches geeignet sind, 150 µm, 100 µm und 30 µm. Vom Standpunkt der praktischen Ausbildung der Öffnung durch anisotropes Trockenätzen kann jedoch im Verfahren der ersten Ausführungsform nur ein GaAs-Substrat mit einer Dicke von 100 µm oder 30 µm verwendet werden. Das GaAs-Substrat mit einer Dicke von 30 µm kann auch in der gleichen Weise verarbeitet werden, wie es der Fall ist, wenn das Durchgangsloch für ein GaAs-Substrat mit einer Dicke von 100 µm ausgebildet wird, wodurch ein Halbleitersubstrat hergestellt werden kann, das einen kleinen Bereich einnimmt, und eine gute Form und gute elektrische Ei genschaften besitzt.

Die Struktur des erfindungsgemäßen Durchgangsloches kann nicht nur für das IC-Substrat (einschließlich der unter Be zugnahme auf die zweite Ausführungsform und die folgenden er läuterten Strukturen) verwendet werden, sondern auch für FET (Feldeffekttransistor).

Ausführungsform 2

In der ersten Ausführungsform wurde das Durchgangsloch 3a in der durch anisotropes Trockenätzen ausgebildeten Öffnung 3 ausgebildet, wodurch ein hohes Seitenverhältnis erhalten wur de, die Au-Schicht 4 wurde auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 abgeschieden, und die Ni-Schicht 9a wurde nur im Bereich des Durchgangsloches 3a aus gebildet.

In der zweiten Ausführungsform wird ein Halbleiterbauelement beschrieben, das ein Durchgangsloch aufweist, das in der Öff nung mit hohem Seitenverhältnis, in der die das Durchgangs loch bildende Ni-Schicht nicht nur im Bereich des Durchgangs loches, sondern auch auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats abgeschieden ist, ausgebildet ist.

Die Fig. 7 ist ein Querschnitt des Hauptteils des Halblei terbauelements nach der zweiten Ausführungsform. In Fig. 7 bezeichnet die Bezugsziffer 11 eine Au-Schicht, der auf der Oberfläche des Bereiches der Ni-Schicht 9, mit der Ausnahme des Bereiches, in dem das Durchgangsloch 3a ausgebildet ist, abgeschieden ist. Ähnliche Bezugsziffern beziehen sich vor stehend beschriebene gleiche oder entsprechende Teile.

Wie in Fig. 7 dargestellt, ist das Halbleiterbauelement nach der zweiten Ausführungsform dadurch charakterisiert, daß ein Durchgangsloch 3a von der vorderen Oberfläche des GaAs-Sub strats 1 so ausgebildet ist, daß es seine rückseitige Oberfläche erreicht; in dem Bereich, in dem das Durchgangs loch 3a ausgebildet ist, ist eine Zweischichtenstruktur aus gebildet, die sich aus der Au-Schicht mit einer Dicke von 0,5 µm und einer Ni-Schicht 9b mit einer Dicke von ca. 0,5 µm, die wie in der ersten Ausführungsform darauf aufgebracht ist, zusammensetzt; und auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1, mit der Ausnahme des Bereiches des Durchgangslo ches 3a, ist eine Dreischichtstruktur ausgebildet, die eine weitere Au-Schicht 11 zusätzlich zur Au-Schicht 4 und der Ni-Schicht 9b umfaßt. Die Au-Schicht 11 hat eine Dicke von 2,0 µm.

Es wird nun das Verfahren zur Herstellung des in Fig. 7 dar gestellten Halbleiterbauelements beschrieben.

Zuerst wird das GaAs-Substrat 1 bis zur Stufe der Fig. 6(a) auf die gleiche Weise wie im Zusammenhang mit der ersten Aus führungsform beschrieben verarbeitet. Danach wird die Au-Schicht 4, die das Durchgangsloch 3a bildet, und die Ni-Schicht 9b (Ni-Schicht 9a in Fig. 6(a)), die eine nicht-elek trolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht ist, auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrat 1 ein schließlich der inneren Wand und des Bodens der Öffnung 3 da von, abgeschieden.

Wie in Fig. 8(a) dargestellt, wird die Au-Schicht 11 auf der Oberfläche der Ni-Schicht 9b durch Plattieren so aufgebracht, daß sie eine Dicke von ca. 2,0 µm besitzt.

Wie in Fig. 8(b) dargestellt, wird auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 ein Resistmuster 12 (positi ver Photoresist) aufgebracht, das ein Öffnungsmuster besitzt, das dem durch das Durchgangsloch 3a eingenommenen Bereich entspricht.

Wie in Fig. 8(c) dargestellt, wird die Au-Schicht 11 unter Verwendung des Resistmusters 12 als Ätzmaske selektiv geätzt, um die im Bereich, in dem das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird, vorhandene Au-Schicht 11 zu entfernen.

Wie in Fig. 8(d) dargestellt, wird das als Ätzmaske verwen dete Resistmuster 12 entfernt, und das IC-Substrat erhalten.

Das Durchgangsloch 3a kann so innerhalb des IC-Substrats aus gebildet werden.

Danach wird durch Verbinden der rückseitigen Oberfläche des IC-Substrats mit der vorderen Oberfläche des Bauelementsub strats 5 unter Verwendung des AuSn-Lotes 6 das in Fig. 7 dargestellte Halbleiterbauelement erhalten.

Auf diese Weise kann durch Verbinden mit der Ni-Schicht 9b, die sich auf der Oberflächenschicht des Durchgangsloches 3a befindet, das IC-Substrat an das Bauelementsubstrat 5 durch Plättchenbonden gebunden werden. Das AuSn-Lötmittel 6 wird deshalb nicht in das Durchgangsloch 3a gefüllt, wodurch ein Halbleiterbauelement erhalten wird, das eine verbesserte Form ohne "Lötmittelerhebung" aufweist.

Da die Öffnung 3, in der das Durchgangsloch 3a ausgebildet werden soll, durch anisotropes Trockenätzen ausgebildet wird, wird die Dicke des GaAs-Substrats 1 nicht gering, wodurch das Auftreten von Rissen unterdrückt wird. Es braucht nicht ge sagt zu werden, daß das Durchgangsloch 3a so ausgebildet wer den kann, daß es nur einen kleinen Bereich einnimmt.

Nach dem vorstehenden Verfahren kann, obwohl ein GaAs-Substrat 1 mit einer Dicke von 100 µm verwendet wurde, ein GaAs-Substrat mit einer Dicke von 30 µm auf die gleiche Weise verarbeitet werden, wodurch ein Halbleiterbauelement mit ei nem Durchgangsloch erhalten werden kann, das nur einen klei nen Bereich einnimmt.

Ausführungsform 3

Die Fig. 9 ist ein Querschnitt des Hauptteils des Halblei terbauelements nach der dritten Ausführungsform. In Fig. 9 bezeichnet die Bezugsziffer 11a eine durch Verdampfen abge schiedene Au-Schicht. Die Au-Schicht ist hauptsächlich auf dem ebenen Teil der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Sub strats 1, und fast nicht im Durchgangsloch 3a, abgeschie den. In Fig. 9 beziehen sich gleiche Bezugsziffern auf vor stehend erläuterte gleiche oder entsprechende Teile.

Um das in Fig. 9 dargestellte Halbleiterbauelement zu erhal ten, wird das GaAs-Substrat auf die gleiche Weise wie zur Herstellung des in Fig. 6(a) in Verbindung mit der ersten Ausführungsform dargestellten Halbleiterelements verarbeitet. Das Durchgangsloch 3a wird durch Plattieren der Au-Schicht 4 und der Ni-Schicht 9b (Fig. 6(a)) auf der gesamten rücksei tigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 mit einer Dicke von 100 µm so ausgebildet, daß diese eine Dicke von jeweils 0,5 µm besitzen.

Danach wird, wie in Fig. 10 dargestellt, eine Au-Schicht 11a auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 so abgeschieden, daß auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 eine Dreischichtstruktur aus der Au-Schicht 4, Ni-Schicht 9b und Au-Schicht 11a, die hintereinander auf gebracht wurden, vorgesehen ist. Auf der Innenwand und dem Boden der Öffnung 3 in der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 wird andererseits eine Zweischichtstruktur ausge bildet, die sich aus der hintereinander aufgetragenen Au-Schicht 4 und der Ni-Schicht 9b zusammensetzt.

Die durch Verdampfen auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 und im Nachbarschaft des offenen Endes der Öffnung 3 nur dünn abgeschiedene Au-Schicht wird innerhalb der Öffnung 3 nicht abgeschieden. So kann das IC-Substrat mit der Ni-Schicht 9b, die in der Öffnung 3 freiliegt, erhalten werden.

Danach wird beim Plättchenbonden das AuSn-Lötmittel 6 nicht in die Öffnung 3 gefüllt. So kann das Halbleiterbauelement mit einer verbesserten Form und ohne Gefahr einer "Lötmittel erhebung" erhalten werden.

Da die Öffnung 3 durch anisotropes Trockenätzen hergestellt wird, kann ein Durchgangsloch 3a erhalten werden, daß einen kleinen Bereich einnimmt. Da die Dicke des GaAs-Substrats nicht lokal klein ist, kann das Auftreten von Rissen unter drückt werden.

Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann, obwohl ein GaAs-Substrat 1 mit einer Dicke von 100 µm verwendet wurde, auch ein GaAs-Substrat mit einer Dicke von 30 µm auf die gleiche Weise verarbeitet werden, wodurch ein Halbleiterbau element erhalten werden kann, das ein Durchgangsloch be sitzt, das nur einen kleinen Raum einnimmt.

Ausführungsform 4

In der ersten bis dritten Ausführungsform ist die Öffnung 3, in der das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird, in zylindri scher Form mit hohem Seitenverhältnis ausgebildet.

In dem Halbleiterbauelement gemäß dieser Ausführungsform wird das Durchgangsloch nicht in der in einer zylindrischen Form ausgebildeten Öffnung ausgebildet, sondern wird in einer Öff nung ausgebildet, deren Durchmesser sicher in mindestens zwei Stufen ändert, wodurch der Durchmesser in Nachbarschaft der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 relativ groß, und in Nachbarschaft zur vorderen Oberfläche davon relativ klein ist.

Der Hauptteil des Halbleiterbauelements nach der vierten Aus führungsform ist in Fig. 11 dargestellt.

In Fig. 11 besitzt die Öffnung 3 in dem GaAs-Substrat 1, über dessen Dicke das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird, ei nen Durchmesser, der sich in zwei Stufen ändert, und besteht aus einer ersten zylindrischen Form mit einem Durchmesser von 100 µm (großer Durchmesser), die sich von der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats bis zu einer Tiefe von ca. 50 µm erstreckt, und einer zweiten zylindrischen Form mit ei nem Durchmesser von 60 µm (kleiner Durchmesser), die sich von einer Tiefe von 50 µm, die dem Boden der ersten zylindrischen Form mit großem Durchmesser entspricht, zur vorderen Oberflä che des GaAs-Substrats 1 erstreckt.

In Fig. 11 bezeichnet die Bezugsziffer 4a eine Au-Schicht, die mit gleichmäßiger Dicke auf der inneren Wand und dem Bo den der Öffnung 3, die zweistufigen Durchmesser aufweist, und der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aufgebracht ist. Die Bezugsziffer 9c bezeichnet eine Ni-Schicht, die se lektiv auf der inneren Wand und dem Boden der Öffnung 3 mit einem großen Durchmesser von ca. 100 µm auf der Oberfläche der Au-Schicht 4a und einem Bereich (in der Nachbarschaft des äußeren Umfangs der Öffnung 3) einschließlich dem Durchgangs loch 3a auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 abgeschieden ist. Andere gleiche Bezugsziffern beziehen sich auf gleiche oder entsprechende Teile.

Das in Fig. 11 dargestellte Halbleiterbauelement ist dadurch charakterisiert, daß in dem Bereich mit der Öffnung 3 mit ei nem Durchmesser von 60 µm, in der das Durchgangsloch 3a aus gebildet wird, das Durchgangsloch 3a nur durch die Au-Schicht gebildet wird, und innerhalb der Öffnung 3 mit einem Durch messer von 100 µm und auf dem Umfang der Öffnung 3 auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 (dieser Bereich umfaßt einen Kreis mit einem Durchmesser von 130 µm, der vom gleichen Mittelpunkt gezogen wird, der auch für den anderen Öffnungsdurchmesser gilt), wird das Durchgangsloch 3a durch eine Zweischichtstruktur aus der Au-Schicht 4a und der Ni-Schicht 9c, die an der Oberfläche aufgebracht sind, gebildet.

Das Verfahren zur Herstellung des in Fig. 11 dargestellten Halbleiterbauelements wird nun erläutert.

Zunächst wird, wie in Fig. 12(a) dargestellt, eine Ti-Schicht und eine Au-Schicht hintereinander auf der Oberfläche des GaAs-Substrats 1, das das IC-Substrat bildet, aufge bracht, und diese Schichten werden dann in Form eines Elek trodenanschlusses 2, der ein Quadrat mit einer Seitenlänge von ca. 90 µm darstellt, gebracht. An der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 mit dem so darauf ausgebildeten Elektro denanschluß 2 wird ein Resistmuster 13 (positiver Photore sist) ausgebildet, der ein Öffnungsmuster mit einem Durchmes ser von 100 µm darstellt.

Wie in Fig. 12(b) dargestellt, wird das GaAs-Substrat 1 ei nem anisotropen Trockenätzen unter Verwendung des Resistmu sters 13 als Ätzmaske unterworfen, wodurch eine Öffnung 3 ausgebildet wird, die eine von der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 bis zu einer Tiefe von ca. 50 µm (ca. die Hälfte der Dicke des GaAs-Substrats 1) verlaufende Ge stalt aufweist.

Danach wird das Resistmuster 13, wie in Fig. 12(c) darge stellt, entfernt.

Wie in Fig. 12(d) dargestellt, wird ein Resistmuster 14, das ein Öffnungsmuster mit einer Dicke von 60 µm darstellt, im Zentrum des Elektrodenanschlusses 2 und der Öffnung 3 auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 ausgebildet.

Wie in Fig. 12(e) dargestellt, wird das GaAs-Substrat 1 ei nem anisotropen Trockenätzen unter Verwendung des Resistmu sters als Ätzmaske unterworfen, wodurch eine zylindrische Öffnung mit einem Durchmesser von 60 µm neu ausgebildet wird, wodurch die Öffnung 3 gebildet wird, die durch das GaAs-Substrat 1 hindurchgeht und einen Durchmesser besitzt, der sich in zwei Stufen ändert.

Wie in Fig. 12(f) dargestellt, wird das als Ätzmaske verwen dete Ätzmuster 14 entfernt.

Wie in Fig. 12(g) dargestellt, wird der Boden des GaAs-Substrats 1 mit Au beschichtet, um eine Au-Schicht mit einer Dicke von ca. 0,5 µm auszubilden.

Wie in Fig. 12(h) dargestellt, wird so ein Resistmuster 15 ausgebildet, das ein Öffnungsmuster ist, das einem Bereich mit einem Durchmesser von 130 µm, einschließlich der Öffnung 3, entspricht. Der Bereich, in dem das Resistmuster 15 ausge bildet wird, bildet ein Durchgangsloch 3a.

Wie in Fig. 12(i) dargestellt, wird eine Ni-Schicht 9a auf dem Boden des GaAs-Substrats 1 mittels allgemeine Ni-Plattierungsverfahren ausgebildet. Diese Ni-Schicht 9c kann durch elektrolytische Plattierverfahren abgeschieden werden. Die Ni-Schicht 9c kann außerdem durch nicht-elektrolytisches Ni-Legierungsbeschichten ausgebildet werden. Wie vorstehend beschrieben wird in diesem Fall, da der Bereich nicht dem Durchgangsloch 3a auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 entspricht, die Ni-Schicht 9c nicht innerhalb der kleinen Öffnung mit einem Durchmesser von ca. 60 µm aufge schichtet, sondern wird selektiv innerhalb der großen Öffnung mit einem Durchmesser von ca. 100 µm und an der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1, die dem Durchgangsloch 3a entspricht, selektiv aufgeschichtet.

Danach wird, wie in Fig. 12(j) dargestellt, das Resistmuster 15 entfernt, wodurch das IC-Substrat fertiggestellt wird.

Nach Durchführung der Verbindungsstufe kann das in Fig. 11 dargestellte Halbleiterbauelement erhalten werden.

In dem Halbleiterbauelement, das wie in Fig. 11 dargestellt ausgebildet wurde, kann die Ni-Schicht 9c in einem Bereich mit einem Durchmesser von 100 µm oder mehr in enger Nachbar schaft zur rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 in der Öffnung 3 in einem Bereich, der dem Durchgangsloch 3a entspricht, abgeschieden werden.

Nach der Bildung der Ni-Schicht 9c kann, indem man nur die Stufe der Entfernung des auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 ausgebildeten Musters durchführt, das Her stellungsverfahren mit der Stufe des Plättchenbondens weiter geführt werden.

Beim Plättchenbonden kann, wie in den vorstehend beschriebe nen Ausführungsformen, eine "Lötmittelerhebung" und das Auf treten von Rissen unterdrückt werden. Im Hinblick auf den eingenommenen Bereich kann die Größe des Durchgangslochs 3a in horizontaler Richtung höchstens 130 µm betragen, und der maximale Durchmesser der Öffnung 3 kann so relativ gering, wie 100 µm, gehalten werden.

In der vorstehenden Darstellung war die Form der Öffnung 3 im wesentlichen zylindrisch. Die Öffnungsform in horizontaler Richtung muß aber nicht vollständig kreisförmig sein, sondern sie kann auch elliptisch oder zylindrisch-säulenförmig sein.

In der vorstehenden Darstellung kann, obwohl der kleine Durchmesser der Öffnung 3, in der das Durchgangsloch 3a aus gebildet wird, 60 µm betrug, ein Durchmesser von 25 bis 60 µm verwendet werden, um ein Halbleiterbauelement mit der glei chen Wirkung zu erhalten. Die untere Grenze ist ein Wert, mit dem die Öffnung im GaAs-Substrat ausgeführt werden kann, und die Au-Schicht 4a abgeschieden werden kann, unter Sicherstel lung der elektrischen Eigenschaften für das Durchgangsloch.

Ausführungsform 5

Es wird eine Darstellung der fünften erfindungsgemäßen Aus führungsform gegeben.

Die Fig. 13 ist ein Querschnitt des Hauptteils des Halblei terbauelements nach der fünften erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform. Die Form der im GaAs-Substrat 1 vorgesehenen Öff nung 3 ist die gleiche wie die der Öffnung 3 gemäß der vier ten Ausführungsform, und umfaßt Öffnungen mit einem großen und einem kleinen Durchmesser.

Das Halbleiterbauelement nach dem fünften Ausführungsform ist durch eine leitende Schicht charakterisiert, die das Durch gangsloch 3a bildet, d. h., daß die auf der rückseitigen Ober fläche des GaAs-Substrats 1 abzuscheidende Ni-Schicht 9b und die Ni-Schicht (nicht elektrolytische Ni-Legierungs-Über zugsschicht) 9d auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 (einschließlich der inneren Wand der Öffnung 3) abgeschieden werden, und in einem Bereich, ausge nommen dem Durchgangsloch 3a, wird eine Au-Schicht 11b außer dem auf die Oberfläche der Ni-Schicht 9d aufgebracht.

Nach der vorstehenden Darstellung kann, obwohl ein GaAs-Sub strat 1 mit einer Dicke von 100 µm verwendet wurde, auch ein GaAs-Substrat mit einer Dicke von 30 µm auf die gleiche Weise verarbeitet werden, wodurch ein Halbleiterbauelement mit einem Durchgangsloch, das nur einen kleinen Bereich ein nimmt, erhalten werden kann.

Es wird nun eine Darstellung des Verfahrens zur Herstellung des Halbleiterbauelements nach dieser Ausführungsform gege ben. Gemäß dem Verfahren der Fig. 12(a) bis 12(f) wird eine Öffnung 3 mit einem Durchmesser von 100 µm von der rückseiti gen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 bis zu einer Tiefe von ca. 50 µm ausgebildet. Danach wird eine Öffnung 3 mit einem Durchmesser von 60 µm ausgebildet, die die Oberfläche des GaAs-Substrats 1 erreicht. Danach wird die Au-Schicht 4b auf die rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aufgeschich tet.

Gemäß dem Herstellungsverfahren der Fig. 8(a) bis 8(d) wird außerdem die Ni-Schicht 9d (die der Ni-Schicht 9b in Fig. 8 entspricht) auf der gesamten Oberfläche der Au-Schicht 4b abgeschieden, und die Au-Schicht 11b auf der gesamten Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aufgeschichtet. Die Au-Schicht 11b wird selektiv entfernt, wodurch das IC-Substrat erhalten wird. Nachdem man das IC-Substrat einem Plättchen bonden unterworfen hat, kann das in Fig. 13 dargestellte Halbleiterbauelement erhalten werden.

In dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann, da die Ni-Schicht 9d beim Plättchenbonden selektiv auf der Oberfläche des Bereichs, der dem Durchgangsloch 3a entspricht, ausge setzt werden kann, die Ausbildung einer "Lötmittelerhebung" aufgrund des Plättchenbondens vermieden werden. Es kann ver hindert werden, daß das GaAs-Substrat 1 lokal sehr dünn wird. Aus diesem Grund kann ein Durchgangsloch 3a mit einer verbes serten Form erhalten werden.

Die das Durchgangsloch 3a des Halbleiterbauelements dieser Ausführungsform bildenden Ni-Schicht 9d wurde ausgebildet, indem man die gesamte rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 1 einem nicht-elektrolytischen Plattieren unter warf. Die Ni-Schicht 9d kann aber auch durch allgemeine Ni-Plattierungsverfahren abgeschieden werden. Obwohl die durch allgemeine Ni-Plattierungsverfahren ausgebildete Ni-Schicht 9d nicht an der inneren Wand und dem Boden der Öffnung mit kleinem Durchmesser von 60 µm abgeschieden wird, wird sie in nerhalb der Öffnung mit einem großen Durchmesser abgeschie den. Wenn das Plättchenbonden durchgeführt wird, kann so ein Durchgangsloch mit einer verbesserten Form und ohne "Lötmit telerhebung" erhalten werden.

Ausführungsform 6

Es wird eine Darstellung der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben.

Die Fig. 14 ist ein Querschnitt des Hauptteils des Halblei terbauelements gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform.

In Fig. 14 bezeichnet die Bezugsziffer 4c eine Au-Schicht, die auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aufgeschichtet ist. Die Bezugsziffer 9e bezeich net eine Ni-Schicht, die selektiv auf der Au-Schicht 4c in dem Bereich mit einem Durchmesser von 60 µm oder mehr in der Öffnung, in der das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird, auf geschichtet ist.

Andere gleiche Bezugsziffer beziehen sich auf vorstehend be schriebene gleiche oder entsprechende Teile.

In der vierten und fünften Ausführungsform hat die Öffnung 3, in der das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird, eine abgestuf te Form mit verschiedenen Öffnungsdurchmessern, und wurde durch anisotropes Trockenätzen ausgebildet. Die Öffnung 3 des Halbleiterbauelements gemäß der Ausführungsform 6 wird ande rerseits durch eine Kombination eines isotropen Naßätzens und eines anisotropen Trockenätzens ausgebildet. Im Bereich von der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 bis zu einer Tiefe, die der halben Dicke des GaAs-Substrats 1 entspricht, wird die Öffnung mit einem großen Durchmesser (60 µm oder mehr) durch isotropes Naßätzen ausgebildet, und in einem Be reich vom Boden der Öffnung mit dem großen Durchmesser bis zur vorderen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 wird die Öffnung mit einem kleinen Durchmesser (60 µm oder weniger) durch ani sotropes Trockenätzen ausgebildet.

Es wird nun eine Darstellung des Herstellungsverfahrens eines in Fig. 14 dargestellten Halbleiterbauelements gegeben.

Zunächst wird, wie in Fig. 15(a) dargestellt, ein Elektro denanschluß 2 auf der Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aufge bracht. In dem Bereich, der dem Elektrodenanschluß 2 auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 entspricht, wird ein Resistmuster 16 aufgebracht, das eine Öffnung mit einem Durchmesser von 60 µm besitzt.

Wie in Fig. 15(b) dargestellt, wird unter Verwendung eines Resistmusters 16 als Ätzmaske das GaAs-Substrat 1 einem isotropen Naßätzen unterworfen, wodurch es bis zu einer Posi tion, die etwa der Hälfte der Schichtdicke entspricht, geätzt wird. Aufgrund des isotropen Ätzens beträgt der Durchmesser der Öffnung 3 auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 ca. 110 µm.

Wie in Fig. 15(c) dargestellt, wird unter Verwendung des im vorhergehenden isotropen Ätzen verwendeten Resistmusters 16 als Ätzmaske das GaAs-Substrat einem anisotropen Trockenätzen unterworfen, wodurch eine zylindrische Öffnung mit einem Durchmesser von 60 µm von der Position, die ca. der Hälfte der Schichtdicke des GaAs-Substrats 1 entspricht, bis zu des sen vorderer Oberfläche ausgebildet wird. Auf diese Weise wird die Grundfläche des Elektrodenanschlusses 2 auf der vor deren Oberfläche des GaAs-Substrats 1 freigesetzt.

Die Öffnung 3 hat eine Form, die von der rückseitigen Ober fläche des GaAs-Substrats 1 bis zur Position, die der Hälfte der Dicke davon entspricht, allmählich kleiner wird, und von dort bis zur vorderen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 wird eine Öffnung mit einem kleinen Durchmesser von 60 mm ausge bildet.

Das als Ätzmaske verwendete Resistmuster 16 wird entfernt.

Danach wird, wie in Fig. 15(e) dargestellt, die Au-Schicht 4c auf die gesamte rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 1, einschließlich der inneren Wand und dem Boden der Öffnung 3, aufgebracht. Die Au-Schicht 4c wird mit einer Dicke von ca. 0,5 µm ausgebildet.

Wie in Fig. 15(f) dargestellt, wird auf einem Bereich, mit Ausnahme des Bereiches des Durchgangslochs 3a, auf der Rück seite des GaAs-Substrats 1 ein Resistmuster 17 ausgebildet. Der Bereich, der das Durchgangsloch 3a bildet, entspricht ei nem Bereich einschließlich der Öffnung 3 mit einem Durchmes ser von 150 µm.

Danach wird unter Verwendung des Resistmusters als Maske eine Ni-Schicht (nicht elektrolytische Ni-Legierungs-Be schichtungsschicht) 9e auf die rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aufgeschichtet.

In der Plattierungsstufe wird die rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats nicht vollständig mit der Ni-Schicht 9e be schichtet. Auch wenn das GaAs-Substrat 1 in einem Zustand verarbeitet wird, bei dem der dem Durchgangsloch 3a entspre chende Bereich vollständig in eine Ni-Beschichtungslösung eingetaucht wird, wird die Ni-Schicht 9e nicht auf der inne ren Wand und dem Boden der Öffnung 3 mit einem kleinen Durch messer, die durch anisotropes Trockenätzen gebildet wurde, abgeschieden, sondern selektiv auf der inneren Wand und dem Boden der Öffnung mit einem großen Durchmesser, die durch isotropes Naßätzen erhalten wurde, und auf dem Bereich am äu ßeren Umfang der Öffnung 3 auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1, die dem Durchgangsloch 3a entspricht.

Danach wird das als Maske verwendete Resistmuster 17 ent fernt, wodurch das IC-Substrat erhalten wird.

Der freigesetzte Teil der Au-Schicht 4c an der rückseitigen Oberfläche des IC-Substrats wird mittels des AuSn-Lötmittels an das Bauelementsubstrat 5 gebunden, und das in Fig. 14 dargestellte Halbleiterbauelement erhalten.

In dem so ausgebildeten Halbleiterbauelement ist der durch das Durchgangsloch 3a eingenommene Bereich relativ so klein wie der durch einen Durchmesser von 150 µm eingenommene Be reich. Zusätzlich wird die Ni-Schicht 9e selektiv in einem Bereich mit einem Durchmesser von 60 µm oder mehr abgeschie den. Aus diesem Grund wird beim Plättchenbonden das AuSn-Lötmittel 6 nicht in die Öffnung 3a gefüllt, wodurch eine "Lötmittelerhebung" vermieden werden kann.

In dieser sechsten Ausführungsform wird die Öffnung 3 durch anisotropes Trockenätzen sowie durch isotropes Naßätzen aus gebildet. In der Nachbarschaft der vorderen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 besitzt deshalb die Öffnung eine zylindri sche Gestalt, wodurch das GaAs-Substrat 1 nicht lokal dünn ist, wodurch das Auftreten von Rissen vermieden wird.

Im Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Halblei terbauelements kann das Resistmuster 16, das als Ätzmaske für die Öffnung 3 verwendet wird, in dem isotropen Naßätzen und auch dem nachfolgenden anisotropen Trockenätzen verwendet werden. Da es nicht notwendig ist, die Ätzmaske für jedes Ät zen getrennt auszubilden, kann auf diese Weise das Herstel lungsverfahren vereinfacht werden.

Obwohl der Durchmesser des kleinen Öffnungsbereichs der Öff nung 3, in der das Durchgangsloch 3a ausgebildet wird, in der vorstehenden Darstellung 60 µm betrug, kann auch ein Durch messer von 25 bis 60 µm angewendet werden, um ein Halblei terbauelement mit der gleichen Wirkung zu erhalten. Die unte re Grenze ist ein Wert, der es erlaubt, die Öffnung des GaAs-Substrats und die abzuscheidende Au-Schicht 4a unter Beibe haltung der elektrischen Eigenschaften für das Durchgangsloch auszubilden.

Ausführungsform 7

Es wird eine Darstellung der siebten erfindungsgemäßen Aus führungsform gegeben.

Die Fig. 16 ist ein Querschnitt eines Hauptteils des Halb leiterbauelements nach der siebten erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform. In Fig. 16 bezeichnet die Bezugsziffer 9f eine Ni-Schicht (nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Über zugsschicht), die auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 einschließlich der inneren Wand und dem Bo den der Öffnung 3 aufgebracht ist. Die Bezugsziffer 11c be zeichnet eine auf dem Bereich der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1, mit der Ausnahme des Durchgangslochs 3a, aufgebrachte Au-Schicht.

Andere gleiche Bezugsziffern beziehen sich auf vorstehend be schriebene gleiche oder entsprechende Teile.

In dem Durchgangsloch 3a mit der in Fig. 16 dargestellten Struktur wird eine Zweischichtstruktur ausgebildet, die die durch Plattieren ausgebildete Au-Schicht 4c und Ni-Schicht 9f umfaßt, die auf der Oberfläche der in dem GaAs-Substrat 1 ausgebildeten Öffnung 3 aufgebracht sind. Im Bereich mit Aus nahme des Durchgangsloches 3a ist andererseits eine Dreischichtstruktur ausgebildet, die die Au-Schicht 11c zu sätzlich zur Au-Schicht 4c und Ni-Schicht 9f umfaßt, die an der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aufgebracht sind.

Unter Bezugnahme auf die zweite bis sechste Ausführungsform wird auch eine Darstellung des Verfahrens zur Herstellung der in Fig. 16 dargestellten Struktur des Halbleiterbauelements gegeben.

Zunächst wird gemäß dem Herstellungsverfahren nach der sech sten Ausführungsform das GaAs-Substrat 1 wie in den Fig. 15(a) bis 15(e) dargestellt verarbeitet, wonach die Öffnung 3 mit einem großen Durchmesser und einem kleinen Durchmessen durch eine Kombination des isotropen Naßätzens und anisotro pen Trockenätzens von der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 herausgebildet wird. Die Au-Schicht 4c wird auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 einschließ lich der inneren Wand und dem Boden der Öffnung 3 abgeschie den.

Das GaAs-Substrat 1 wird der den Fig. 8(a) bis 8(d) der zweiten Ausführungsform entsprechenden Verarbeitung unterwor fen, wodurch die Ni-Schicht 9f (die der Ni-Schicht 9b in Fig. 8 entspricht) auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 abgeschieden wird. Dann wird die nicht-elek trolytische Ni-Legierungs-Plattierungsreaktion durchge führt, wodurch die Ni-Schicht 9f mit einer gleichmäßigen Dicke (ca. 0,5 µm) auch innerhalb der Öffnung 3 mit einem Durch messer von 60 µm in der Nachbarschaft der vorderen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 abgeschieden werden kann.

Danach wird die Au-Schicht 11c (die der Au-Schicht 11 in Fig. 8 entspricht) mit einer Dicke von ca. 0,5 µm auf die rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 1 aufgeschichtet.

Der Bereich, mit Ausnahme des Durchgangslochs 3a, auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats 1 wird mit einem Maskierungsmaterial, wie z. B. einem Resistmuster, maskiert. Unter Verwendung dieses Maskierungsmaterials als Ätzmaske wird die Au-Schicht 11c in einem Bereich, der dem Durchgangs loch 3a entspricht, selektiv geätzt. Danach wird die Ätzmaske entfernt, wodurch das Halbleiterbauelement mit einem Durch gangsloch 3a, wie in Fig. 16 dargestellt, erhalten wird.

In dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann, da die Ni-Schicht 9f an der Oberfläche des Bereichs, der dem Durch gangsloch 3a entspricht, beim Plättchenbonden selektiv ausge setzt werden kann, eine "Lötmittelerhebung" aufgrund des Plättchenbondens unterdrückt werden. Es kann auch vermieden werden, daß das GaAs-Substrat 1 lokal dünn wird. Aus diesem Grund kann ein Durchgangsloch 3a mit einer verbesserten Form erhalten werden.

Die das Durchgangsloch 3a des Halbleiterelements gemäß dieser Ausführungsform bildende Ni-Schicht 9f wurde ausgebildet, in dem man die gesamte rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats 1 einem nicht-elektrolytischen Plattieren unterwarf. Die Ni-Schicht 9f kann jedoch durch allgemeine Ni-Plattierungsverfahren abgeschieden werden. Obwohl die durch allgemeine Ni-Plattierungsverfahren ausgebildete Ni-Schicht 9f nicht an der inneren Wand und dem Boden der Öffnung mit einem kleinen Durchmesser von 60 µm abgeschieden wird, wird sie innerhalb der Öffnung mit einem großen Durchmesser abge schieden. Wenn ein Plättchenbonden durchgeführt wird, kann das Durchgangsloch deshalb mit einer verbesserten Form und ohne "Lötmittelerhebung" erhalten werden.

Es werden nun die mit den einzelnen Ausführungsformen erziel baren erfindungsgemäßen Wirkungen beschrieben.

Mit dem im ersten Aspekt definierte Halbleiterbauelement, in dem eine nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht selektiv auf der Au-Schicht in einem Bereich, der das Durch gangsloch einschließlich der von der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats bis zur vorderen Oberfläche davon ausge bildeten zylindrischen Öffnung bildet, abgeschieden ist, kann eine bevorzugte Form bereitgestellt werden, wenn ein solches IC-Substrat einem Plättchenbonden unterworfen wird. Es kann auch den vom Durchgangsloch eingenommenen Bereich verringern.

Mit dem im zweiten Aspekt definierten Halbleiterbauelement, in dem eine erste Au-Schicht und eine nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht hintereinander auf die gesamte rückseitige Oberfläche des Halbleitersubstrats (einschließ lich der inneren Wand und dem Boden der Öffnung) aufgebracht sind, und eine zweite Au-Schicht in einem Bereich, mit der Ausnahme des das Durchgangsloch bildenden Bereichs, abge schieden ist, kann eine bevorzugte Form bereitgestellt wer den, wenn ein solches IC-Substrat einem Plättchenbonden un terworfen wird. Es kann auch den vom Durchgangsloch eingenom menen Bereich verringern.

Mit dem im dritten Aspekt definierten Halbleiterbauelement, in dem die zweite Au-Schicht durch Plattieren oder Verdampfen in einem Bereich, mit Ausnahme des das Durchgangsloch bilden den Bereichs, auf der Ni-Schicht auf der gesamten Oberfläche des GaAs-Substrats abgeschieden werden kann, kann der gleiche Effekt wie im zweiten Aspekt erzielt werden.

In dem im vierten Aspekt definierten Halbleiterbauelement, in dem ein Durchgangsloch innerhalb der zusammengesetzten abge stuften Öffnung ausgebildet ist, nachdem die Au-Schicht auf der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats abgeschieden wurde, wird die rückseitige Oberfläche selektiv einem allge meinen Ni-Plattieren unterworfen, wodurch eine Ni-Plattierungsschicht auf der inneren Wand und dem Boden der Öffnung mit einem großen Durchmesser, die das Durchgangsloch bildet, abgeschieden werden kann. Dieses Halbleiterbauelement kann deshalb, wenn ein solches IC-Substrat einem Plättchen bonden unterworfen wird, eine bevorzugte Form bereitstellen. Es kann auch im Vergleich zu konventionellen Verfahren, in denen die Öffnung nur durch isotropes Naßätzen ausgebildet wird, den vom Durchgangsloch eingenommenen Bereich verrin gern.

In dem im fünften Aspekt definierten Halbleiterbauelement wird das Durchgangsloch innerhalb der abgestuften Öffnung ausgebildet, die erste Au-Schicht und die nicht-elek trolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht werden auf der gesamten rückseitigen Oberfläche aufgebracht, und die zweite Au-Schicht wird auf dem Bereich, mit Ausnahme des Durchgangs lochs, ausgebildet. Die Ni-Plattierungsschicht kann deshalb auf der Oberfläche in einem Bereich, der das Durchgangsloch bildet, selektiv freigesetzt werden. Dieses Halbleiterbauele ment kann deshalb, wenn ein solches IC-Substrat einem Plätt chenbonden unterworfen wird, eine bevorzugte Form ausbilden. Es kann auch den durch das Durchgangsloch eingenommenen Be reich verringern.

Mit einem gemäß dem sechsten Aspekt definierten Halbleiter bauelement, in dem die Öffnung, die den großen Durchmesser der zusammengesetzten Öffnung besitzt, in der das Durchgangs loch ausgebildet wird, durch anisotropes Trockenätzen oder durch isotropes Naßätzen ausgebildet werden kann, können die gleichen Effekte wie im vierten oder fünften Aspekt erzielt werden.

Ein im siebten Aspekt definiertes Halbleiterbauelement kann, wenn das im ersten bis fünften Aspekt definierte IC-Substrat mit einem Bauelementsubstrat über ein Lötmittel verbunden wird, eine bevorzugte Form bereitstellen.

In einem im achten Aspekt definierten Halbleiterbauelement, in dem das Seitenverhältnis der Öffnung, in der das Durch gangsloch im IC-Substrat gemäß dem ersten und zweiten Aspekt ausgebildet wird, im Bereich von 1 bis 10/3 liegt, kann die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats ein schließlich der inneren Wand und dem Boden der Öffnung abge schieden werden. Dieses Halbleiterbauelement kann deshalb, wenn ein solches IC-Substrat einem Plättchenbonden unterwor fen wird, eine bevorzugte Form bereitstellen. Es kann auch den vom Durchgangsloch eingenommenen Bereich verringern.

In einem Halbleiterbauelement des neunten Aspekts, in dem die Öffnung mit kleinem Durchmesser, in der das Durchgangsloch im IC-Substrat gemäß dem vierten oder fünften Aspekt ausgebildet wird, einen Durchmesser von 25 µm bis 60 µm besitzt, kann die Ni-Plattierungsschicht auf der gesamten rückseitigen Oberflä che des GaAs-Substrats einschließlich der inneren Wand und dem Boden der Öffnung abgeschieden werden. Dieses Halbleiter bauelement kann deshalb eine bevorzugte Form bereitstellen, wenn ein solches IC-Substrat einem Plättchenbonden unterwor fen wird. Es kann auch, im Vergleich zu konventionellen Ver fahren, in denen die Öffnung nur durch isotropes Naßätzen ausgebildet wird, den vom Durchgangsloch eingenommenen Be reich verringern.

Nach dem Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauelements des zehnten Aspektes wird bei der Abscheidung der nicht-elek trolytischen Ni-Legierungs-Überzugsschicht innerhalb der Öffnung mit einem hohen Seitenverhältnis, in der das Durch gangsloch in der rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats ausgebildet wird, die gesamte rückseitige Oberfläche ein schließlich der inneren Wand und des Bodens der Öffnung be schichtet, wodurch die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Über zugsschicht auch an der inneren Wand und dem Boden der Öffnung mit hohem Seitenverhältnis ausgebildet werden kann. Das so erhaltene IC-Substrat kann, wenn es einem Plättchen bonden unterworfen wird, eine bevorzugte Form ergeben. Der vom Durchgangsloch eingenommene Bereich kann ebenfalls ver ringert werden.

Im Verfahren zur Herstellung des im elften Aspekt definierten Halbleitersubstrats, wird der Teil, der im Bereich, mit Aus nahme des Durchgangsloches der nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Überzugsschicht, der auf der gesamten Oberfläche des GaAs-Substrats ausgebildet ist, liegt, geätzt, wobei als Ätzmittel Schwefelsäure/Salpetersäure, mit 96 Gew.-%-iger Schwefelsäure, 70 Gew.-%-iger Salpetersäure und Wasser im Verhältnis 1 : 1 : 3, oder Ionenmahlen, verwendet wird. Es kann deshalb ein bevorzugtes Ätzen durchgeführt werden.

Ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauelements des zwölften Aspekts umfaßt die Stufe eines aufeinanderfolgenden Aufbringens der ersten Au-Schicht, nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Überzugsschicht und zweiten Au-Schicht auf die ge samte rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats (einschließ lich der inneren Wand und dem Boden der Öffnung), und Entfer nen der im Bereich, der das Durchgangsloch bildet, vorhande nen Au-Schicht, wodurch die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Schicht auf der Oberfläche des das Durchgangsloch bildenden Bereichs selektiv freigesetzt wird. Das so ausge bildete IC-Substrat kann, wenn es einem Plättchenbonden un terworfen wird, in einer bevorzugten Form ausgebildet werden. Der durch das Durchgangsloch eingenommene Bereich kann ver ringert werden.

Ein Verfahren zur Herstellung eines im dreizehnten Aspekt de finierten Halbleiterbauelements umfaßt die Stufe des aufein anderfolgenden Aufbringens der ersten Au-Schicht, nicht-elek trolytischen Ni-Legierungs-Schicht und zweiten Au-Schicht auf die gesamte rückseitige Oberfläche des GaAs-Substrats (einschließlich der inneren Wand und des Bodens der Öffnung) und Abscheiden der zweiten Au-Schicht durch Verdampfen, wo durch die zweite Au-Schicht selektiv im Bereich, mit der Aus nahme des das Durchgangsloch bildenden Bereichs, abgeschieden wird und die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Schicht se lektiv dem Bereich, der das Durchgangsloch bildet, ausgesetzt wird. Das so ausgebildete IC-Subst 04073 00070 552 001000280000000200012000285910396200040 0002019811042 00004 03954rat kann deshalb, wenn es einem Plättchenbonden unterworfen wird, eine bevorzugte Form ergeben. Der von dem Durchgangsloch eingenommene Bereich kann ebenfalls verringert werden.

Das Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauelements des vierzehnten Aspekt umfaßt die Stufe der Ausbildung einer Öff nung mit einem großen Durchmesser von der rückseitigen Ober fläche und einer anderen Öffnung mit einem kleinen Durchmes ser vom Boden der Öffnung mit einem großen Durchmesser bis zur vorderen Oberfläche des GaAs-Substrats, wodurch eine zu sammengesetzte, abgestufte Öffnung erhalten wird, und, nach dem eine Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche des GaAs-Substrats abgeschieden wurde, die Stufe des Abschei dens einer allgemeinen Ni-Plattierungsschicht auf der inneren Wand und dem Boden der Öffnung mit einem großen Durchmesser in einem Bereich, der dem Durchgangsloch entspricht.

Gemäß einem solchen Verfahren zur Herstellung eines Halblei terbauelements kann das so ausgebildete IC-Substrat, wenn es einem Plättchenbonden unterworfen wird, eine bevorzugte Form ergeben. Im Vergleich zu konventionellen Verfahren, mit denen die Öffnung nur durch isotropes Naßätzen ausgebildet wird, kann der vom Durchgangsloch eingenommene Bereich verringert werden.

Das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements des fünfzehnten Aspekts umfaßt die Stufe der Ausbildung einer Öffnung mit einem großen Durchmesser von der rückseitigen Oberfläche und Ausbildung einer weiteren Öffnung mit einem kleinen Durchmesser vom Boden der Öffnung mit großem Durch messer bis zur vorderen Oberfläche des GaAs-Substrats, wo durch eine zusammengesetzte abgestufte Öffnung ausgebildet wird, und, nachdem eine erste Au-Schicht und eine nicht-elek trolytische Ni-Schicht auf der gesamten Oberfläche des GaAs-Substrats abgeschieden wurde, die Stufe des selektiven Abscheidens einer zweiten Au-Schicht in einem Bereich, der nicht dem Durchgangsloch entspricht, wodurch die Ni-Schicht mindestens innerhalb der Öffnung mit einem großen Durchmesser aufgebracht wird.

Gemäß einem solchen Verfahren zur Herstellung eines Halblei terbauelements kann das so ausgebildete IC-Substrat, wenn es einem Plättchenbonden unterworfen wird, eine bevorzugte Form ergeben. Im Vergleich zu konventionellen Verfahren, in denen die Öffnung nur durch isotropes Naßätzen ausgebildet wird, kann auch der vom Durchgangsloch eingenommene Bereich verrin gert werden.

Im Verfahren zur Herstellung eines im sechzehnten Aspekt de finierten Halbleiterbauelements gemäß dem vierten oder fünf ten Aspekt wird die erste Öffnung durch isotropes Naßätzen oder anisotropes Trockenätzen ausgebildet. In jedem Fall kann das so ausgebildete IC-Substrat, wenn es einem Plättchenbon den unterworfen wird, eine bevorzugte Form ausbilden. Im Ver gleich zu konventionellen Verfahren, in den die Öffnung nur durch isotropes Naßätzen ausgebildet wird, kann auch der vom Durchgangsloch eingenommene Bereich verringert werden.

Im Verfahren gemäß dem sechzehnten Aspekt zur Herstellung eines Halbleiterbauelements des siebzehnten Aspekts, in dem die erste Öffnung durch isotropes Naßätzen ausgebildet wird, kann die zweite Öffnung durch Ätzen unter Verwendung der gleichen Ätzmaske ausgebildet werden, wodurch das Herstel lungsverfahren vereinfacht werden kann.

Das Verfahren gemäß dem zehnten und zwölften bis fünfzehnten Aspekt zur Herstellung eines Halbleiterbauelements des acht zehnten Aspekts umfaßt die Stufe des Verbindens des so ausge bildeten IC-Substrats mit einem Bauelementsubstrat mittels eines Lötmittels. Ein solches Plättchenbonden kann eine be vorzugte Form des IC-Substrats liefern.

Die Verwendung eines Ätzmittels für eine Ni-Legierung des neunzehnten Aspekts erlaubt es, daß die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Überzugsschicht vorzugsweise geätzt wird.

Claims

1. Halbleiterbauelement, umfassend:
ein Halbleitersubstrat;
einen auf der vorderen Oberfläche des Halbleitersub strats ausgebildeten Elektrodenanschluß;
eine zylindrische Öffnung, die sich von der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats zum Elektrodenan schluß an seiner vorderen Oberfläche erstreckt;
eine Au-Schicht, die auf der gesamten rückseitigen Ober fläche des Halbleitersubstrats einschließlich der inne ren Wand und des Bodens der zylindrischen Öffnung abge schieden ist; und
eine nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Schicht, die in einem Bereich, der das Durchgangsloch bildet, ein schließlich der Öffnung auf der Au-Schicht, abgeschieden ist.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem umfaßt:
eine zweite Au-Schicht, die auf der nicht-elek trolytischen Ni-Legierungs-Schicht in einem Bereich, mit der Ausnahme des das Durchgangsloch bildenden Berei ches, einschließlich der Öffnung auf der Au-Schicht, ab geschieden ist.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Au-Schicht eine durch Plattieren oder Verdampfen abgeschiedene Schicht ist.

4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Öffnung aus einer zusammengesetzten abgestufen Öffnung einer ersten Öff nung mit einem großen Durchmesser, die auf der rücksei tigen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, und einer zweiten Öffnung, die ein Zylinder mit ei nem kleinen Durchmesser ist, der sich vom Boden der Öff nung bis zur vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats erstreckt, ist.

5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Öffnung aus einer zusammengesetzten abgestuften Öffnung mit einer ersten Öffnung mit großem Durchmesser, die sich von der rück seitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats erstreckt, und einer zweiten Öffnung, die ein Zylinder mit einem kleinen Durchmesser ist, der sich vom Boden der ersten Öffnung zur vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats erstreckt, ist.

6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung mit großem Durch messer eine zylindrische Öffnung ist, die durch ani sotropes Trockenätzen ausgebildet ist, oder eine Öff nung, die durch isotropes Naßätzen ausgebildet ist, und in der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats einen Durchmesser besitzt, der gleich ist dem großen Durchmesser, und mit der Tiefe des Halbleitersubstrats abnimmt.

7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Bauelementsubstrat umfaßt, das auf die Oberfläche der Au-Schicht oder zweiten Au-Schicht über ein Lötmittel gebunden ist, wobei von der Au-Schicht oder zweiten Au-Schicht die Au-Schicht oder zweite Au-Schicht, die sich in einem Bereich, mit der Ausnahme des das Durchgangsloch bildenden Bereichs, be findet, durch das Lötmittel an das Bauelementsubstrat gebunden ist.

8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenverhältnis der Öffnung im Bereich von 1 bis 10/3 liegt.

9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Öffnung einen Durchmesser von 25 µm bis 60 µm aufweist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, umfassend die Stufen:
Ausbilden eines Elektrodenanschlusses auf der vorderen Oberfläche eines Halbleitersubstrats;
Ausbilden einer zylindrischen Öffnung, die sich von der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats zum Elektrodenanschluß an seiner vorderen Oberfläche er streckt, durch anisotropes Trockenätzen;
Abscheiden einer Au-Schicht auf der gesamten rückseiti gen Oberfläche einschließlich der inneren Wand und dem Boden der zylindrischen Öffnung;
Abscheiden einer nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche durch Plattieren;
Selektives Freisetzen der nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Schicht in einem Bereich, der dem Durchgangs loch, einschließlich der Öffnung, entspricht.

11. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Freisetzens die Stufen umfaßt:
Ausbilden einer Maske, die den das Durchgangsloch bil denden Bereich bedeckt;
Ätzen der nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Schicht unter Verwendung der Maske als Ätzmaske, wodurch die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Schicht selektiv in einem Bereich zurückgelassen wird, der dem Durchgangs loch entspricht; und
Entfernen der Maske.

12. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Schicht geätzt wird, indem man als Ätzmittel Schwefelsäure/Salpetersäure, die 96 Gew.-% Schwefelsäure, 70 Gew.-% Salpetersäure und Wasser im Verhältnis 1 : 1 : 3 enthält, oder Ionenmahlen, verwen det.

13. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Freisetzens die Stufen umfaßt:
Abscheiden einer zweiten Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberfläche nach der Stufe des Abscheidens der nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Schicht auf der ersten Au-Schicht auf der gesamten rückseitigen Oberflä che durch Plattieren;
Ausbilden einer Maske, die den Bereich, der das Durch gangsloch bildet, einschließlich der Öffnung, bedeckt;
Ätzen der Au-Schicht unter Verwendung dieser Maske als Ätzmaske, wodurch die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Schicht selektiv in einem Bereich zurückge lassen wird, der dem Durchgangsloch entspricht; und
Entfernen der Maske.

14. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Freisetzens die Stufen umfaßt:
Abscheiden einer zweiten Au-Schicht in einem Bereich, mit der Ausnahme der Öffnung auf der Oberfläche der nicht-elektrolytischen Ni-Legierungs-Schicht, durch Ver dampfen, wodurch die nicht-elektrolytische Ni-Legierungs-Schicht auf der Oberfläche der das Durch gangsloch bildenden Öffnung selektiv freigesetzt wird, nach der Stufe des Abscheidens der nicht-elek trolytischen Ni-Legierungs-Schicht auf der ersten Au-Schicht auf der gesamten Oberfläche durch Plattieren.

15. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Halbleitersubstrat von seiner rückseitigen Oberfläche ätzt um eine erste Öffnung mit großem Durchmesser aus zu bilden;
das Halbleitersubstrat einem anisotropen Trockenätzen vom Boden der ersten Öffnung bis zur vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats unterwirft, um eine zweite Öff nung mit einem kleinen Durchmesser auszubilden, wodurch eine zusammengesetzte Öffnung aus der ersten und zweiten Öffnung ausgebildet wird.

16. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner die Stufen umfaßt:
selektives Ausbilden einer zweiten Au-Schicht auf der Ni-Schicht in einem Bereich, mit der Ausnahme eines das Durchgangsloch bildenden Bereichs, einschließlich der zusammengesetzten Öffnung, wodurch die Ni-Schicht in ei nem Bereich, der mindestens der inneren Wand und dem Bo den der ersten Öffnung in einem dem Durchgangsloch ent sprechenden Bereich entspricht, freigesetzt wird.

17. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung durch eine Stufe des isotropen Naßätzens und anisotropen Trockenätzens ausgebildet wird.

18. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung durch isotropes Naßätzen die erste und zweite Öffnung unter Verwendung der gleichen Ätzmaske ausgebil det werden, und die Ätzmaske ein Öffnungsmuster auf weist, das dem Durchmesser der zweiten Öffnung ent spricht.

19. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der rückseitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats ausge setzte Au-Schicht oder die zweite Au-Schicht an die Oberfläche eines Bauelementsubstrats über ein AuSn-Lot, das ein Lötmittel ist, gebunden werden.

20. Ätzmittel für eine Ni-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß es Schwefelsäure/Salpetersäure ist, das 96 Gew.-%-ige Schwefelsäure, 70 Gew.-%-ige Salpetersäure und Was ser im Verhältnis 1 : 1 : 3 enthält.