JP2000332100A - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法および半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 裏面にPHS層を備えた半導体装置に関し、
ボンディングワイヤと第1金属層との接触による短絡を
防止する。 【解決手段】 半導体基板の表面に形成した第1分離溝
内の底部に触媒層を形成し、かかる触媒層を用いた無電
解メッキ法により第1分離溝内に選択的に第1金属層を
形成する。
ボンディングワイヤと第1金属層との接触による短絡を
防止する。 【解決手段】 半導体基板の表面に形成した第1分離溝
内の底部に触媒層を形成し、かかる触媒層を用いた無電
解メッキ法により第1分離溝内に選択的に第1金属層を
形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、裏面に放熱用金属
(PHS:Plated Heat Sink)層を備えた半導体装置に
関し、特に、レーザ溶断により素子分離を行う半導体装
置の製造方法に関する。
(PHS:Plated Heat Sink)層を備えた半導体装置に
関し、特に、レーザ溶断により素子分離を行う半導体装
置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】GaAs高出力FET等のマイクロ波高
出力デバイスでは、半導体素子部で発生した熱の放熱特
性を向上させるために、半導体基板の膜厚を約30μm
程度にまで薄くし、更に、半導体基板の裏面に放熱用金
属(PHS)層を形成している。
出力デバイスでは、半導体素子部で発生した熱の放熱特
性を向上させるために、半導体基板の膜厚を約30μm
程度にまで薄くし、更に、半導体基板の裏面に放熱用金
属(PHS)層を形成している。
【0003】図7〜9は、国際公開番号WO98/13
862号公報に記載の従来の放熱用金属層を備えたGa
As高出力半導体装置の製造方法である。かかる製造方
法では、まず図7(a)に示すように、半導体素子(図
示せず)を形成したGaAs基板31の表面に、フォト
レジスト層32をマスクとしたエッチングを用いて第1
分離溝33を形成し、続いて、図7(b)に示すよう
に、メッキ法等により第1分離溝33内に第1金属層3
4を形成する。
862号公報に記載の従来の放熱用金属層を備えたGa
As高出力半導体装置の製造方法である。かかる製造方
法では、まず図7(a)に示すように、半導体素子(図
示せず)を形成したGaAs基板31の表面に、フォト
レジスト層32をマスクとしたエッチングを用いて第1
分離溝33を形成し、続いて、図7(b)に示すよう
に、メッキ法等により第1分離溝33内に第1金属層3
4を形成する。
【0004】次に、図7(c)に示すように、GaAs
基板31の表面に、ワックス35を塗布し、ガラス板や
サファイヤ板等の支持基板36に接着し、GaAs基板
31の膜厚が約20〜30μmとなるまで、裏面から研
磨する。
基板31の表面に、ワックス35を塗布し、ガラス板や
サファイヤ板等の支持基板36に接着し、GaAs基板
31の膜厚が約20〜30μmとなるまで、裏面から研
磨する。
【0005】次に、図7(d)に示すように、GaAs
基板31の裏面にフォトレジスト層44を形成し、パタ
ーニングすることにより第1の分離溝33の裏面に開口
部を形成し、かかるフォトレジスト層44をマスクとし
て、GaAs基板31の裏面を第1分離溝33内の第1
金属層34の底面が露出するまでエッチングし、図8
(e)に示すように、第2分離溝63を形成する。
基板31の裏面にフォトレジスト層44を形成し、パタ
ーニングすることにより第1の分離溝33の裏面に開口
部を形成し、かかるフォトレジスト層44をマスクとし
て、GaAs基板31の裏面を第1分離溝33内の第1
金属層34の底面が露出するまでエッチングし、図8
(e)に示すように、第2分離溝63を形成する。
【0006】次に、図8(f)に示すように、フォトレ
ジスト層44を除去した後、GaAs基板31の裏面全
面にメッキ給電層37を形成し、続いて、図8(g)に
示すように、メッキ給電層37の上に形成したフォトレ
ジスト層45をマスクとして、第1金属層34と同じ金
属からなる第2金属層46をメッキ法により形成する。
ジスト層44を除去した後、GaAs基板31の裏面全
面にメッキ給電層37を形成し、続いて、図8(g)に
示すように、メッキ給電層37の上に形成したフォトレ
ジスト層45をマスクとして、第1金属層34と同じ金
属からなる第2金属層46をメッキ法により形成する。
【0007】次に、図8(h)に示すように、第2分離
溝63の溝幅より狭いフォトレジスト層47を第2分離
溝63内に形成し、フォトレジスト層47をマスクとし
て、電解メッキ法により、GaAs基板31の裏面にP
HS層38を形成する。
溝63の溝幅より狭いフォトレジスト層47を第2分離
溝63内に形成し、フォトレジスト層47をマスクとし
て、電解メッキ法により、GaAs基板31の裏面にP
HS層38を形成する。
【0008】次に、図9(i)に示すように、支持基板
36からGaAs基板31を剥がし、続いて、図9
(j)に示すように、PHS層8上にエキスパンドフィ
ルム40を貼付け、YAGレーザ等を用いたレーザ溶断
加工により、第1金属層34と第2金属層46を、第1
分離溝33側から溶断して素子分離を行い(図中、点線
で示す)、図9(k)に示すような半導体装置を得る。
36からGaAs基板31を剥がし、続いて、図9
(j)に示すように、PHS層8上にエキスパンドフィ
ルム40を貼付け、YAGレーザ等を用いたレーザ溶断
加工により、第1金属層34と第2金属層46を、第1
分離溝33側から溶断して素子分離を行い(図中、点線
で示す)、図9(k)に示すような半導体装置を得る。
【0009】最後に、図9(l)に示すように、かかる
半導体装置は、裏面がパッケージ39に接着され、表面
がボンディングワイヤ40によりボンディングされ、更
に、樹脂(図示せず)により封止される。
半導体装置は、裏面がパッケージ39に接着され、表面
がボンディングワイヤ40によりボンディングされ、更
に、樹脂(図示せず)により封止される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】かかる製造方法では、
第1金属層34の上端は、通常、GaAs基板31の表
面と同一平面にある。また、第1金属層34がメッキ工
程により形成されるため、第1金属層34の上端がGa
As基板31の表面より上部に突出することもある。こ
のため、ボンディングワイヤ40と第1金属層34とが
接触して短絡しやすく、製造歩留まりが低下するという
問題があった。
第1金属層34の上端は、通常、GaAs基板31の表
面と同一平面にある。また、第1金属層34がメッキ工
程により形成されるため、第1金属層34の上端がGa
As基板31の表面より上部に突出することもある。こ
のため、ボンディングワイヤ40と第1金属層34とが
接触して短絡しやすく、製造歩留まりが低下するという
問題があった。
【0011】そこで、本発明は、ボンディングワイヤと
第1金属層との接触による短絡の発生を防止した半導体
装置の製造方法および該方法で製造した半導体装置を提
供することを目的とする。
第1金属層との接触による短絡の発生を防止した半導体
装置の製造方法および該方法で製造した半導体装置を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】そこで、発明者らは鋭意
研究の結果、半導体基板の表面に形成した第1分離溝内
の底部に触媒層を形成し、かかる触媒層を用いた無電解
メッキ法により第1分離溝内に選択的に第1金属層を形
成することにより、第1金属層の上端を、第1分離溝の
開口部の端部より下方になるように形成することがで
き、ボンディングワイヤと第1金属層との接触を防止で
きることを見出し、本発明を完成した。
研究の結果、半導体基板の表面に形成した第1分離溝内
の底部に触媒層を形成し、かかる触媒層を用いた無電解
メッキ法により第1分離溝内に選択的に第1金属層を形
成することにより、第1金属層の上端を、第1分離溝の
開口部の端部より下方になるように形成することがで
き、ボンディングワイヤと第1金属層との接触を防止で
きることを見出し、本発明を完成した。
【0013】即ち、本発明は、半導体基板の表面に、第
1分離溝と、該第1分離溝の表面を覆う第1金属層とを
形成し、該半導体基板を裏面から薄板化し、該第1分離
溝の裏面に、該第1金属層を露出させた第2分離溝と、
該第2分離溝の表面を覆う第2金属層とを形成し、該第
1金属層と該第2金属層とを、該第1金属層側からレー
ザ溶断する半導体装置の製造方法であって、該第1金属
層を形成する工程が、該第1分離溝の溝底部に、少なく
とも表面がPdである触媒層をドライプロセスにより選
択的に形成する触媒層形成工程と、該第1分離溝内に、
無電解メッキ法により、その上端が該第1分離溝の開口
部の端部より下方となるNi系メッキ層を選択的に形成
するメッキ工程とからなることを特徴とする半導体装置
の製造方法である。かかる方法を用いることにより、第
1金属層の上端が、第1分離溝の開口部の端部より下方
になるように、第1分離溝内に第1金属層を選択的に形
成することができ、ボンディングワイヤと第1金属層と
の接触を防止できる。また、Pdを含む触媒層をドライ
プロセスで形成するため、Pdイオンが第1分離溝以外
の領域に付着し、その位置にNi系メッキ層が形成され
ることを防止できる。また、Pdイオンと酸素等とが反
応し、第1分離溝の底部に析出物が形成されることも防
止できる。
1分離溝と、該第1分離溝の表面を覆う第1金属層とを
形成し、該半導体基板を裏面から薄板化し、該第1分離
溝の裏面に、該第1金属層を露出させた第2分離溝と、
該第2分離溝の表面を覆う第2金属層とを形成し、該第
1金属層と該第2金属層とを、該第1金属層側からレー
ザ溶断する半導体装置の製造方法であって、該第1金属
層を形成する工程が、該第1分離溝の溝底部に、少なく
とも表面がPdである触媒層をドライプロセスにより選
択的に形成する触媒層形成工程と、該第1分離溝内に、
無電解メッキ法により、その上端が該第1分離溝の開口
部の端部より下方となるNi系メッキ層を選択的に形成
するメッキ工程とからなることを特徴とする半導体装置
の製造方法である。かかる方法を用いることにより、第
1金属層の上端が、第1分離溝の開口部の端部より下方
になるように、第1分離溝内に第1金属層を選択的に形
成することができ、ボンディングワイヤと第1金属層と
の接触を防止できる。また、Pdを含む触媒層をドライ
プロセスで形成するため、Pdイオンが第1分離溝以外
の領域に付着し、その位置にNi系メッキ層が形成され
ることを防止できる。また、Pdイオンと酸素等とが反
応し、第1分離溝の底部に析出物が形成されることも防
止できる。
【0014】上記触媒層形成工程は、該第1分離溝の上
部に開口部を有するフォトレジスト層を形成し、蒸着又
はスパッタにより触媒材料層を全面に堆積し、該フォト
レジスト上の該触媒材料層をリフトオフにより除去し
て、該第1分離溝の溝底部に該触媒層を選択的に残す工
程であることが好ましい。かかる工程で触媒層を形成す
ることにより、容易に、第1分離溝の底部のみに触媒層
を形成できるからである。
部に開口部を有するフォトレジスト層を形成し、蒸着又
はスパッタにより触媒材料層を全面に堆積し、該フォト
レジスト上の該触媒材料層をリフトオフにより除去し
て、該第1分離溝の溝底部に該触媒層を選択的に残す工
程であることが好ましい。かかる工程で触媒層を形成す
ることにより、容易に、第1分離溝の底部のみに触媒層
を形成できるからである。
【0015】上記メッキ工程は、少なくとも該半導体基
板の表面をフォトレジスト層で覆い、該触媒層中のPd
を触媒に用いて、該第1分離溝の中の該触媒層上に、そ
の上端が該第1分離溝の開口部の端部より下方となるN
i系メッキ層を選択的に形成する工程であることが好ま
しい。このように、触媒層中のPdを触媒に用いてNi
系メッキ層を形成することにより、触媒層近傍のみに選
択的にNi系メッキ層を形成することができるからであ
る。
板の表面をフォトレジスト層で覆い、該触媒層中のPd
を触媒に用いて、該第1分離溝の中の該触媒層上に、そ
の上端が該第1分離溝の開口部の端部より下方となるN
i系メッキ層を選択的に形成する工程であることが好ま
しい。このように、触媒層中のPdを触媒に用いてNi
系メッキ層を形成することにより、触媒層近傍のみに選
択的にNi系メッキ層を形成することができるからであ
る。
【0016】上記触媒層は、Pd/Tiの2層、又はP
d単層からなることが好ましい。
d単層からなることが好ましい。
【0017】上記Ni系メッキ層は、Ni−P合金層、
Ni−B合金層、及びNi−B−W合金層からなる群か
ら選択される1の層であることが好ましい。
Ni−B合金層、及びNi−B−W合金層からなる群か
ら選択される1の層であることが好ましい。
【0018】また、本発明は、半導体素子が形成された
半導体基板と、該半導体基板の裏面に形成された放熱用
金属層と、該半導体基板の側面を覆い、かつつば状の突
出部を有する側面金属層とを備えた半導体装置であっ
て、該側面金属層が、該半導体基板の表面との間に所定
の間隔を隔てて形成されたことを特徴とする半導体装置
である。このように、側面金属層が、半導体基板の表面
との間に所定の間隔を有することにより、半導体基板の
表面にワイヤボンディングを行っても、ボンディングワ
イヤと側面金属層との接触による短絡が防止できるから
である。
半導体基板と、該半導体基板の裏面に形成された放熱用
金属層と、該半導体基板の側面を覆い、かつつば状の突
出部を有する側面金属層とを備えた半導体装置であっ
て、該側面金属層が、該半導体基板の表面との間に所定
の間隔を隔てて形成されたことを特徴とする半導体装置
である。このように、側面金属層が、半導体基板の表面
との間に所定の間隔を有することにより、半導体基板の
表面にワイヤボンディングを行っても、ボンディングワ
イヤと側面金属層との接触による短絡が防止できるから
である。
【0019】上記突出部は、その表面側から順に形成さ
れた第1Ni系メッキ層と、触媒層と、第2Ni系メッ
キ層と、Auメッキ層と、Ni又はCrからなる被溶断
金属層とを含むことが好ましい。
れた第1Ni系メッキ層と、触媒層と、第2Ni系メッ
キ層と、Auメッキ層と、Ni又はCrからなる被溶断
金属層とを含むことが好ましい。
【0020】また、上記突出部は、上記第1金属層の裏
面に、更に、Au単層又はTi/Auの2層からなる金
属層を備えるものであっても良い。PHSの裏面を、パ
ッケージ上にボンディングする場合のAuSu半田の馴
染みを良好にするためである。
面に、更に、Au単層又はTi/Auの2層からなる金
属層を備えるものであっても良い。PHSの裏面を、パ
ッケージ上にボンディングする場合のAuSu半田の馴
染みを良好にするためである。
【0021】上記触媒層は、Pd/Tiの2層、又はP
d単層からなることが好ましい。
d単層からなることが好ましい。
【0022】上記第1Ni系メッキ層及び上記第2Ni
系メッキ層は、それぞれ、Ni−P合金層、Ni−B合
金層、及びNi−B−W合金層からなる群から選択され
る1の層であることが好ましい。
系メッキ層は、それぞれ、Ni−P合金層、Ni−B合
金層、及びNi−B−W合金層からなる群から選択され
る1の層であることが好ましい。
【0023】
【発明の実施の形態】実施の形態1.本発明の実施の形
態について、図1〜4を参照しながら説明する。本実施
の形態にかかる製造方法では、まず、図1(a)に示す
ように、表面に半導体素子が形成されたGaAs基板1
に、フォトレジスト層2を形成し、かかるフォトレジス
ト層2をマスクに用いてGaAs基板1のウエットエッ
チングを行い、第1分離溝(表面分離溝)1aを形成す
る。続いて、フォトレジスト2をそのまま用いて、蒸着
法又はスパッタリング法により、全面に触媒層3を堆積
する。
態について、図1〜4を参照しながら説明する。本実施
の形態にかかる製造方法では、まず、図1(a)に示す
ように、表面に半導体素子が形成されたGaAs基板1
に、フォトレジスト層2を形成し、かかるフォトレジス
ト層2をマスクに用いてGaAs基板1のウエットエッ
チングを行い、第1分離溝(表面分離溝)1aを形成す
る。続いて、フォトレジスト2をそのまま用いて、蒸着
法又はスパッタリング法により、全面に触媒層3を堆積
する。
【0024】このように、蒸着法等により形成した触媒
層3中のPdは、極めて安定である。従って、触媒層3
から溶け出したPdが酸化されて、触媒層3とGaAs
基板1との間に酸化物等を形成し、例えば、第2分離溝
1bの形成工程(図3(i))において、触媒層3の裏
面が剥離するのを防止できる。
層3中のPdは、極めて安定である。従って、触媒層3
から溶け出したPdが酸化されて、触媒層3とGaAs
基板1との間に酸化物等を形成し、例えば、第2分離溝
1bの形成工程(図3(i))において、触媒層3の裏
面が剥離するのを防止できる。
【0025】特に、かかる触媒層3の裏面の剥離は、後
の工程で、触媒層3の裏面に形成する被溶断金属層10
の膜厚の不均一の原因となる。かかる膜厚の不均一は、
半導体素子の分離工程(図3(k))において、溶断不
良の原因となり、製造歩留まりを低下させる。従って、
蒸着法等により触媒層3を形成することにより、製造歩
留まりを向上させることができる。
の工程で、触媒層3の裏面に形成する被溶断金属層10
の膜厚の不均一の原因となる。かかる膜厚の不均一は、
半導体素子の分離工程(図3(k))において、溶断不
良の原因となり、製造歩留まりを低下させる。従って、
蒸着法等により触媒層3を形成することにより、製造歩
留まりを向上させることができる。
【0026】次に、図1(b)に示すように、リフトオ
フ法によりフォトレジスト層2上の触媒層3を除去し、
第1分離溝1aの底面にのみ選択的に触媒層3を残す。
触媒層3は、例えば、膜厚が約100ÅのPdの単層か
らなる。Pdの膜厚は、約50〜300Å程度であれば
よい。また、Pd/Tiの2層からなる触媒層3を用い
ることもできる。この場合、後述する無電解メッキ工程
において、触媒層3が触媒として働くためには、表面が
Pd層であることが必要である。
フ法によりフォトレジスト層2上の触媒層3を除去し、
第1分離溝1aの底面にのみ選択的に触媒層3を残す。
触媒層3は、例えば、膜厚が約100ÅのPdの単層か
らなる。Pdの膜厚は、約50〜300Å程度であれば
よい。また、Pd/Tiの2層からなる触媒層3を用い
ることもできる。この場合、後述する無電解メッキ工程
において、触媒層3が触媒として働くためには、表面が
Pd層であることが必要である。
【0027】次に、図1(c)に示すようフォトレジス
ト層22を形成する。フォトレジスト層22は、第1分
離溝1aの幅より狭い開口部を有する。これにより、例
えば、第1分離溝1aの側壁部の約50%がフォトレジ
スト層22に覆われる。
ト層22を形成する。フォトレジスト層22は、第1分
離溝1aの幅より狭い開口部を有する。これにより、例
えば、第1分離溝1aの側壁部の約50%がフォトレジ
スト層22に覆われる。
【0028】次に、GaAs基板1を、例えば、Ni−
P等のNi系無電解メッキ液(図示せず)に浸漬する。
これにより、図1(d)に示すように、第1分離溝1a
内にNi系メッキ層4が選択的に形成される。
P等のNi系無電解メッキ液(図示せず)に浸漬する。
これにより、図1(d)に示すように、第1分離溝1a
内にNi系メッキ層4が選択的に形成される。
【0029】かかるNi系無電解メッキでは、反応過程
で生じる原子状の水素(還元反応の触媒)と分子状の水
素(撹拌効果を与える)が、メッキ膜の形成に大きく寄
与している。メッキ反応は、以下の式に従って進む。
で生じる原子状の水素(還元反応の触媒)と分子状の水
素(撹拌効果を与える)が、メッキ膜の形成に大きく寄
与している。メッキ反応は、以下の式に従って進む。
【0030】
【数1】 [H2PO2]- → [PO2]+2H(cat.) 式1 [PO2]-+H2O → H[HPO3]- 式2 Ni2++2H(cat.) → Ni0+2H+ 式3 [H2PO2]-+H(cat.) → H2O+OH-+P0 式4 [H2PO2]+H2O → H[HPO3]-+H2 式5
【0031】即ち、第1分離溝1a内では、まず、メッ
キ液中の次亜リン酸イオンが、触媒層3中のPdを触媒
として、式1のように分解し、第1分離溝1a内の側壁
面に、原子状の水素が十分に供給される。第1分離溝1
a内の側壁面では、側壁面からNiイオンから電子が奪
われ、式3のようにNiイオンが還元され、Niが析出
する。一方、次亜リン酸イオンからは、式4のようにP
も析出する。この結果、第1分離溝1a内の底部に、N
i系メッキ層4(Ni−P合金メッキ層)が形成され
る。なお、原子状の水素は、触媒層3から離れた第1分
離溝1aの側壁面にも多少は供給されるため、図1
(d)に示すように、Ni系メッキ層4は、触媒層3の
表面上から側壁面に延びた形状で形成される。
キ液中の次亜リン酸イオンが、触媒層3中のPdを触媒
として、式1のように分解し、第1分離溝1a内の側壁
面に、原子状の水素が十分に供給される。第1分離溝1
a内の側壁面では、側壁面からNiイオンから電子が奪
われ、式3のようにNiイオンが還元され、Niが析出
する。一方、次亜リン酸イオンからは、式4のようにP
も析出する。この結果、第1分離溝1a内の底部に、N
i系メッキ層4(Ni−P合金メッキ層)が形成され
る。なお、原子状の水素は、触媒層3から離れた第1分
離溝1aの側壁面にも多少は供給されるため、図1
(d)に示すように、Ni系メッキ層4は、触媒層3の
表面上から側壁面に延びた形状で形成される。
【0032】ここで、GaAs基板1の裏面や、側面
は、原子状の水素の発生源である触媒層3から遠く、水
素が供給されないため、メッキ層は形成されない。即
ち、かかる方法を用いることにより、原子状の水素が供
給される触媒層3の近傍にのみNi系メッキ層4を選択
的に形成することが可能となる。このため、Ni系メッ
キ層4の上端は、開口部1aの端部より下方になり、G
aAs基板1の表面にワイヤボンディングする場合に
も、Ni系メッキ層4との短絡を防止できる。
は、原子状の水素の発生源である触媒層3から遠く、水
素が供給されないため、メッキ層は形成されない。即
ち、かかる方法を用いることにより、原子状の水素が供
給される触媒層3の近傍にのみNi系メッキ層4を選択
的に形成することが可能となる。このため、Ni系メッ
キ層4の上端は、開口部1aの端部より下方になり、G
aAs基板1の表面にワイヤボンディングする場合に
も、Ni系メッキ層4との短絡を防止できる。
【0033】なお、本実施の形態のように、触媒層3を
用いてNi系メッキ層4を形成する代わりに、無電解メ
ッキ法のみを用いてNi系メッキ層4を形成することも
可能である。かかる場合には、無電解メッキ工程の前処
理として、Pdを含む溶液にGaAs基板1を浸漬し
て、表面分離溝1aの内部に、触媒核を形成することが
必要となる。しかし、かかる方法では、以下のような問
題点がある
用いてNi系メッキ層4を形成する代わりに、無電解メ
ッキ法のみを用いてNi系メッキ層4を形成することも
可能である。かかる場合には、無電解メッキ工程の前処
理として、Pdを含む溶液にGaAs基板1を浸漬し
て、表面分離溝1aの内部に、触媒核を形成することが
必要となる。しかし、かかる方法では、以下のような問
題点がある
【0034】かかる前処理工程では、フォトレジスト層
の上や、GaAs基板1の裏面等のように、Ni系メッ
キ層が成長すべきでない部分にもPdイオンが付着す
る。このため、無電解メッキ工程で、GaAs基板1の
裏面等にもNi系メッキ層が成長してしまう。
の上や、GaAs基板1の裏面等のように、Ni系メッ
キ層が成長すべきでない部分にもPdイオンが付着す
る。このため、無電解メッキ工程で、GaAs基板1の
裏面等にもNi系メッキ層が成長してしまう。
【0035】フォトレジスト層の上に成長したNi系メ
ッキ層は、フォトレジストの除去工程(図1(e))で
溶剤中に浮遊し、その後の工程で、GaAs基板1の表
面等に再付着して悪影響を及ぼす。
ッキ層は、フォトレジストの除去工程(図1(e))で
溶剤中に浮遊し、その後の工程で、GaAs基板1の表
面等に再付着して悪影響を及ぼす。
【0036】また、GaAs基板1の裏面に成長したN
i系メッキ層は、GaAs基板1の薄板化工程(図2
(f))で、GaAs基板1の裏面のエッチングむらの
原因となり、薄板化の精度を悪くする。また、GaAs
基板1の側面に成長したNi系メッキ層は、かかる薄板
化工程において、研削ブレードの目詰まりを引き起こ
し、GaAs基板1のクラック、ダメージの原因とな
る。
i系メッキ層は、GaAs基板1の薄板化工程(図2
(f))で、GaAs基板1の裏面のエッチングむらの
原因となり、薄板化の精度を悪くする。また、GaAs
基板1の側面に成長したNi系メッキ層は、かかる薄板
化工程において、研削ブレードの目詰まりを引き起こ
し、GaAs基板1のクラック、ダメージの原因とな
る。
【0037】次に、図1(e)に示すように、フォトレ
ジスト層22を、有機溶剤等で剥離する。
ジスト層22を、有機溶剤等で剥離する。
【0038】次に、図2(f)に示すように、GaAs
基板1の表面上にワックス5を塗布し、ワックス5を接
着剤として支持基板6を貼りつける。支持基板6には、
円形のガラス板やサファイヤ板等が用いられる。続い
て、GaAs基板1の厚みが約20〜30μmになるま
で、GaAs基板1を裏面から研磨して薄板化する。研
磨は、研削、ラッピング、ポリッシング等により行われ
る。
基板1の表面上にワックス5を塗布し、ワックス5を接
着剤として支持基板6を貼りつける。支持基板6には、
円形のガラス板やサファイヤ板等が用いられる。続い
て、GaAs基板1の厚みが約20〜30μmになるま
で、GaAs基板1を裏面から研磨して薄板化する。研
磨は、研削、ラッピング、ポリッシング等により行われ
る。
【0039】次に、図2(g)に示すように、GaAs
基板1の裏面の全面に、第1メッキ給電層7を形成す
る。第1メッキ給電層7は、例えば、GaAs基板1の
裏面にNi系メッキ層を形成した後に、その最表面をA
uで置換して形成する。続いて、GaAs基板1の裏面
の、第1分離溝1aの裏面に該当する位置に、第1分離
溝1aより幅が狭いフォトレジスト層(図示せず)を形
成する。続いて、かかるフォトレジスト層をマスクに用
いて、電解メッキ法により、AuからなるPHS(Plat
ed Heat Sink)層8を形成する。PHS層8形成後に、
フォトレジスト層を除去する。
基板1の裏面の全面に、第1メッキ給電層7を形成す
る。第1メッキ給電層7は、例えば、GaAs基板1の
裏面にNi系メッキ層を形成した後に、その最表面をA
uで置換して形成する。続いて、GaAs基板1の裏面
の、第1分離溝1aの裏面に該当する位置に、第1分離
溝1aより幅が狭いフォトレジスト層(図示せず)を形
成する。続いて、かかるフォトレジスト層をマスクに用
いて、電解メッキ法により、AuからなるPHS(Plat
ed Heat Sink)層8を形成する。PHS層8形成後に、
フォトレジスト層を除去する。
【0040】続いて、図2(h)に示すように、PHS
層8をマスクに用いて第1メッキ給電層7をエッチング
して除去する。更に、GaAs基板1を裏面から、第1
分離溝1a内の触媒層3が露出するまでエッチングし
て、第2分離溝1bを形成する。
層8をマスクに用いて第1メッキ給電層7をエッチング
して除去する。更に、GaAs基板1を裏面から、第1
分離溝1a内の触媒層3が露出するまでエッチングし
て、第2分離溝1bを形成する。
【0041】続いて、図3(i)に示すように、第2分
離溝1bの内壁、及びPHS層8の表面上に、第2メッ
キ給電層9を無電解メッキ法で形成する。第2メッキ給
電層9の形成方法は、第1メッキ給電層7の形成方法と
同じである。更に、第1分離溝1a内のNi系メッキ層
4よりも融点が高く、かつYAGレーザの反射率が約8
%未満の被溶断金属層10を、第2メッキ給電層9の上
に電解メッキ法により形成する。例えば、Ni系メッキ
層4には、Ni−P、Ni−B、Ni−B−W等のNi
系合金が用いられ、被溶断金属層10には、Ni、Cr
等が用いられる。
離溝1bの内壁、及びPHS層8の表面上に、第2メッ
キ給電層9を無電解メッキ法で形成する。第2メッキ給
電層9の形成方法は、第1メッキ給電層7の形成方法と
同じである。更に、第1分離溝1a内のNi系メッキ層
4よりも融点が高く、かつYAGレーザの反射率が約8
%未満の被溶断金属層10を、第2メッキ給電層9の上
に電解メッキ法により形成する。例えば、Ni系メッキ
層4には、Ni−P、Ni−B、Ni−B−W等のNi
系合金が用いられ、被溶断金属層10には、Ni、Cr
等が用いられる。
【0042】次に、図3(j)に示すように、スパッタ
法又は蒸着法により、被溶断金属層10上の表面、及び
第2分離溝1bの底面に、約0.05μmのTi層と約
0.2〜0.3μmのAu層とを順次、積層し、Ti/
Au層11を形成する。なお、Ti/Au膜11は、P
HS8の裏面を、パッケージ上にボンディングする場合
のAuSu半田の馴染みを良好にするために形成するも
のであり、省略することも可能である。
法又は蒸着法により、被溶断金属層10上の表面、及び
第2分離溝1bの底面に、約0.05μmのTi層と約
0.2〜0.3μmのAu層とを順次、積層し、Ti/
Au層11を形成する。なお、Ti/Au膜11は、P
HS8の裏面を、パッケージ上にボンディングする場合
のAuSu半田の馴染みを良好にするために形成するも
のであり、省略することも可能である。
【0043】最後に、図3(k)に示すように、支持基
板6からGaAs基板1を剥がし、ワックス5を有機溶
剤等で除去した後、PHS層8側を下にしてエキスパン
ドフィルム(図示せず)に貼付ける。続いて、第1分離
溝1aにYAGレーザビームを照射し、Ni系メッキ層
4、触媒層3、Niメッキ層とAu層からなる第2メッ
キ給電層9、被溶断金属層10、Ti/Au層11を、
GaAs基板1の表面側から溶断する(図3(h)の点
線部分で溶断される)。これにより、GaAs基板1
を、かかるGaAs基板1上に形成された各半導体素子
に分割し、図4(a)(b)に示すような半導体装置を
得ることができる。
板6からGaAs基板1を剥がし、ワックス5を有機溶
剤等で除去した後、PHS層8側を下にしてエキスパン
ドフィルム(図示せず)に貼付ける。続いて、第1分離
溝1aにYAGレーザビームを照射し、Ni系メッキ層
4、触媒層3、Niメッキ層とAu層からなる第2メッ
キ給電層9、被溶断金属層10、Ti/Au層11を、
GaAs基板1の表面側から溶断する(図3(h)の点
線部分で溶断される)。これにより、GaAs基板1
を、かかるGaAs基板1上に形成された各半導体素子
に分割し、図4(a)(b)に示すような半導体装置を
得ることができる。
【0044】図4(a)(b)は本実施の形態にかかる
半導体装置であり、図4(a)に上面図、図4(b)
に、A−Aにおける断面図を示す。本実施の形態にかか
る半導体装置では、GaAs基板1の側面に設けられた
Ni系メッキ層(金属層)4の上端は、GaAs基板1
の表面よりも下方にあるため、例えば、図9(l)に示
すように、GaAs基板1の表面にワイヤボンディング
する場合に、ボンディングワイヤとNi系メッキ層4と
の短絡を防止できる。このため、製品の製造歩留まりを
向上できる。
半導体装置であり、図4(a)に上面図、図4(b)
に、A−Aにおける断面図を示す。本実施の形態にかか
る半導体装置では、GaAs基板1の側面に設けられた
Ni系メッキ層(金属層)4の上端は、GaAs基板1
の表面よりも下方にあるため、例えば、図9(l)に示
すように、GaAs基板1の表面にワイヤボンディング
する場合に、ボンディングワイヤとNi系メッキ層4と
の短絡を防止できる。このため、製品の製造歩留まりを
向上できる。
【0045】なお、本実施の形態にかかる半導体装置で
は、半導体装置の側壁につば状の突出部を有する。かか
る突出部は、GaAs基板1の表面側から順に、Ni系
メッキ層4(例えば、Ni−P層、Ni−B層、Ni−
B−W層)、触媒層3(例えば、Pd層、Pd/Ti
層)、Ni系合金無電解メッキ層(例えば、Ni−P
層、Ni−B層、Ni−B−W層)、置換型無電解Au
メッキ層、被溶断金属層10(例えば、Ni層、Cr
層)、Au又はTi/Au層11が積層されている。な
お、Ni系合金無電解メッキ層と、置換型無電解Auメ
ッキ層は、第2メッキ給電層9を構成する。また、上述
のように、Au又はTi/Au層11は、省略してもか
まわない。
は、半導体装置の側壁につば状の突出部を有する。かか
る突出部は、GaAs基板1の表面側から順に、Ni系
メッキ層4(例えば、Ni−P層、Ni−B層、Ni−
B−W層)、触媒層3(例えば、Pd層、Pd/Ti
層)、Ni系合金無電解メッキ層(例えば、Ni−P
層、Ni−B層、Ni−B−W層)、置換型無電解Au
メッキ層、被溶断金属層10(例えば、Ni層、Cr
層)、Au又はTi/Au層11が積層されている。な
お、Ni系合金無電解メッキ層と、置換型無電解Auメ
ッキ層は、第2メッキ給電層9を構成する。また、上述
のように、Au又はTi/Au層11は、省略してもか
まわない。
【0046】実施の形態2.本発明に第2の実施の形態
について、図5、6を参照しながら説明する。本実施の
形態にかかる方法では、上記実施の形態1にかかる図1
(a)から図3(i)と同様の工程を行い、図5(a)
の断面構造を得る。
について、図5、6を参照しながら説明する。本実施の
形態にかかる方法では、上記実施の形態1にかかる図1
(a)から図3(i)と同様の工程を行い、図5(a)
の断面構造を得る。
【0047】次に、図5(b)に示すように、被溶断金
属層10上に、ポジ型のフォトレジストを形成し、第2
分離溝1b内のみにフォトレジストが選択的に残るよう
な露光条件で全面露光し、更に現像等を行い、第2分離
溝1b内にのみフォトレジスト層222を形成する。続
いて、PHS層8の表面の第2メッキ給電層9、被溶断
金属層10をエッチングやミリングで除去して、第2分
離溝1bの内部にのみ第2メッキ給電層9、被溶断金属
層10を残す。
属層10上に、ポジ型のフォトレジストを形成し、第2
分離溝1b内のみにフォトレジストが選択的に残るよう
な露光条件で全面露光し、更に現像等を行い、第2分離
溝1b内にのみフォトレジスト層222を形成する。続
いて、PHS層8の表面の第2メッキ給電層9、被溶断
金属層10をエッチングやミリングで除去して、第2分
離溝1bの内部にのみ第2メッキ給電層9、被溶断金属
層10を残す。
【0048】最後に、図5(c)に示すように、フォト
レジスト層222を有機溶剤等で除去した後、実施の形
態1と同様に、第1分離溝1aにYAGレーザビームを
照射し、Ni系メッキ層4、触媒層3、第2メッキ給電
層9、被溶断金属層10、Ti/Au層11を、GaA
s基板1の表面側から溶断する。これにより、GaAs
基板1を、かかるGaAs基板1上に形成された各半導
体素子に分割し、図6に示すような半導体装置を得るこ
とができる。
レジスト層222を有機溶剤等で除去した後、実施の形
態1と同様に、第1分離溝1aにYAGレーザビームを
照射し、Ni系メッキ層4、触媒層3、第2メッキ給電
層9、被溶断金属層10、Ti/Au層11を、GaA
s基板1の表面側から溶断する。これにより、GaAs
基板1を、かかるGaAs基板1上に形成された各半導
体素子に分割し、図6に示すような半導体装置を得るこ
とができる。
【0049】本実施の形態2にかかる半導体装置では、
半導体装置の側壁につば状の突出部を有する。かかる突
出部は、GaAs基板1の表面側から順に、Ni系メッ
キ層4(例えば、Ni−P層、Ni−B層、Ni−B−
W層)、触媒層3(例えば、Pd層、Pd/Ti層)、
Ni系合金無電解メッキ層(例えば、Ni−P層、Ni
−B層、Ni−B−W層)、置換型無電解Auメッキ
層、被溶断金属層10(例えば、Ni層、Cr層)が積
層されている。なお、Ni系合金無電解メッキ層と、置
換型無電解Auメッキ層は、第2メッキ給電層9を構成
する。
半導体装置の側壁につば状の突出部を有する。かかる突
出部は、GaAs基板1の表面側から順に、Ni系メッ
キ層4(例えば、Ni−P層、Ni−B層、Ni−B−
W層)、触媒層3(例えば、Pd層、Pd/Ti層)、
Ni系合金無電解メッキ層(例えば、Ni−P層、Ni
−B層、Ni−B−W層)、置換型無電解Auメッキ
層、被溶断金属層10(例えば、Ni層、Cr層)が積
層されている。なお、Ni系合金無電解メッキ層と、置
換型無電解Auメッキ層は、第2メッキ給電層9を構成
する。
【0050】なお、実施の形態1、2では、GaAs基
板1を用いる場合について説明したが、本実施の形態に
かかる製造方法は、Si、InP、GaN等の他の半導
体基板を用いた半導体装置の製造にも適用できる。
板1を用いる場合について説明したが、本実施の形態に
かかる製造方法は、Si、InP、GaN等の他の半導
体基板を用いた半導体装置の製造にも適用できる。
【0051】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる製造方法で形成した半導体装置では、第1金属
層の上端が、第1分離溝の開口部の端部より下方とな
り、ボンディングワイヤと第1金属層との接触を防止
し、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。
にかかる製造方法で形成した半導体装置では、第1金属
層の上端が、第1分離溝の開口部の端部より下方とな
り、ボンディングワイヤと第1金属層との接触を防止
し、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。
【0052】また、本発明にかかる製造方法では、Pd
を含む触媒層をドライプロセスで形成するため、第1分
離溝の底部に析出物が形成されず、被溶断金属層の膜厚
の不均一に起因する溶断不良を防止し、製造歩留まりを
向上できる。
を含む触媒層をドライプロセスで形成するため、第1分
離溝の底部に析出物が形成されず、被溶断金属層の膜厚
の不均一に起因する溶断不良を防止し、製造歩留まりを
向上できる。
【0053】また、触媒層を触媒に用いてNi系メッキ
層を形成するため、第1分離層以外へのNi系メッキ層
の形成を防止し、製造歩留まりを向上できる。
層を形成するため、第1分離層以外へのNi系メッキ層
の形成を防止し、製造歩留まりを向上できる。
【図1】 本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装
置の製造工程の断面図である。
置の製造工程の断面図である。
【図2】 本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装
置の製造工程の断面図である。
置の製造工程の断面図である。
【図3】 本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装
置の製造工程の断面図である。
置の製造工程の断面図である。
【図4】 本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装
置の製造工程の断面図である。
置の製造工程の断面図である。
【図5】 本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造工程の断面図である。
置の製造工程の断面図である。
【図6】 本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造工程の断面図である。
置の製造工程の断面図である。
【図7】 従来の半導体装置の製造工程の断面図であ
る。
る。
【図8】 従来の半導体装置の製造工程の断面図であ
る。
る。
【図9】 従来の半導体装置の製造工程の断面図であ
る。
る。
l GaAs基板、1a 第1分離溝、1b 第2分離
溝、2、22、222フォトレジスト層、3 触媒層、
4 Ni系メッキ層、5 ワックス、6 支持基板、7
第1メッキ給電層、8 PHS層、9 第2メッキ給
電層、10 被溶断金属層、l1 Ti/Au層、12
チップ端。
溝、2、22、222フォトレジスト層、3 触媒層、
4 Ni系メッキ層、5 ワックス、6 支持基板、7
第1メッキ給電層、8 PHS層、9 第2メッキ給
電層、10 被溶断金属層、l1 Ti/Au層、12
チップ端。
Claims (10)
- 【請求項1】 半導体基板の表面に、第1分離溝と、該
第1分離溝の表面を覆う第1金属層とを形成し、該半導
体基板を裏面から薄板化し、該第1分離溝の裏面に、該
第1金属層を露出させた第2分離溝と、該第2分離溝の
表面を覆う第2金属層とを形成し、該第1金属層と該第
2金属層とを、該第1金属層側からレーザ溶断する半導
体装置の製造方法であって、該第1金属層を形成する工
程が、 該第1分離溝の溝底部に、少なくとも表面がPdである
触媒層をドライプロセスにより選択的に形成する触媒層
形成工程と、 該第1分離溝内に、無電解メッキ法により、その上端が
該第1分離溝の開口部の端部より下方となるNi系メッ
キ層を選択的に形成するメッキ工程とからなることを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 上記触媒層形成工程が、該第1分離溝の
上部に開口部を有するフォトレジスト層を形成し、蒸着
又はスパッタにより触媒材料層を全面に堆積し、該フォ
トレジスト上の該触媒材料層をリフトオフにより除去し
て、該第1分離溝の溝底部に該触媒層を選択的に残す工
程であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項3】 上記メッキ工程が、少なくとも該半導体
基板の表面をフォトレジスト層で覆い、該触媒層中のP
dを触媒に用いて、該第1分離溝の中の該触媒層上に、
その上端が該第1分離溝の開口部の端部より下方となる
Ni系メッキ層を選択的に形成する工程であることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 上記触媒層が、Pd/Tiの2層、又は
Pd単層からなることを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 上記Ni系メッキ層が、Ni−P合金
層、Ni−B合金層、及びNi−B−W合金層からなる
群から選択される1の層であることを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 半導体素子が形成された半導体基板と、
該半導体基板の裏面に形成された放熱用金属層と、該半
導体基板の側面を覆い、かつつば状の突出部を有する側
面金属層とを備えた半導体装置であって、 該側面金属層が、該半導体基板の表面との間に所定の間
隔を隔てて形成されたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 上記突出部が、その表面側から順に形成
された第1Ni系メッキ層と、触媒層と、第2Ni系メ
ッキ層と、Auメッキ層と、Ni又はCrからなる被溶
断金属層とを含むことを特徴とする請求項6に記載の半
導体装置。 - 【請求項8】 上記突出部が、上記被溶断金属層の裏面
に、更に、Au単層又はTi/Auの2層からなる金属
層を備えることを特徴とする請求項7に記載の半導体装
置。 - 【請求項9】 上記触媒層が、Pd/Tiの2層、又は
Pd単層からなることを特徴とする請求項7又は8に記
載の半導体装置。 - 【請求項10】 上記第1Ni系メッキ層、及び上記第
2Ni系メッキ層が、それぞれ、Ni−P合金層、Ni
−B合金層、及びNi−B−W合金層からなる群から選
択される1の層であることを特徴とする請求項7又は8
に記載の半導体装置。
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JP11137124A JP2000332100A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
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Family Applications (1)
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US6787884B2 (en) * | 2002-05-30 | 2004-09-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Circuit component, circuit component package, circuit component built-in module, circuit component package production and circuit component built-in module production |
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JPH07120643B2 (ja) * | 1989-03-30 | 1995-12-20 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2836334B2 (ja) * | 1992-01-23 | 1998-12-14 | 三菱電機株式会社 | 高出力半導体装置の製造方法 |
JP2763441B2 (ja) * | 1992-02-06 | 1998-06-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JPH06112236A (ja) * | 1992-09-25 | 1994-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP3374880B2 (ja) * | 1994-10-26 | 2003-02-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法、及び半導体装置 |
JP3509985B2 (ja) * | 1995-03-24 | 2004-03-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体デバイスのチップ分離方法 |
JP3662260B2 (ja) * | 1996-09-24 | 2005-06-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP3810204B2 (ja) * | 1998-03-19 | 2006-08-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
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1999
- 1999-05-18 JP JP11137124A patent/JP2000332100A/ja active Pending
- 1999-11-23 US US09/447,289 patent/US6335265B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-11 TW TW089108993A patent/TW495869B/zh not_active IP Right Cessation
-
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- 2001-11-08 US US09/986,325 patent/US6603190B2/en not_active Expired - Fee Related
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