JP2010129585A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 はんだ接合可能な上側電極と下側電極を有する半導体装置を好適に製造することができる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 上側電極４６と下側電極４８を有する半導体装置１０を製造する方法であって、半導体基板１００の上面にオーミック接触する上側オーミック金属層４６ｅを形成する上側オーミック金属層形成工程Ｓ４と、半導体基板１００の下面にオーミック接触する下側オーミック金属層４８ｆを形成する下側オーミック金属層形成工程Ｓ１０と、メッキ法によって、上側オーミック金属層４６ｅの表面と下側オーミック金属層４８ｆの表面に、ニッケルと銅の少なくとも一方を含む表面金属層４６ｃ、４８ｄを形成する表面金属層形成工程Ｓ１２を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、上側電極と下側電極を有する半導体装置を製造する方法に関する。

モータのインバータ制御等に用いられる大電流制御用の半導体装置が知られている。この種の半導体装置は、大電流を扱うことから発熱量が多い。そこで、半導体装置の電極を電極板等にはんだ接合する技術が知られている。電極板をはんだ接合することによって、半導体装置から電極板へ多くの熱量が伝えられ、半導体装置の放熱性能を向上させることができる。近年では、半導体装置の放熱性能をより向上させるために、半導体装置の上側電極と下側電極の双方を電極板等にはんだ接合する場合がある。上側電極と下側電極の双方をはんだ接合するためには、上側電極と下側電極の表面に、はんだ濡れ性が高いニッケルや銅を含む金属層（以下では、表面金属層という）を形成する必要がある。
上側電極は、通常はパターニングして形成される。しかし、ニッケル等の金属は精密なエッチングが困難であり、パターニングして形成することが難しい。したがって、上側電極は、半導体基板とオーミック接触する金属層をパターニングして形成し、その金属層の表面にメッキ法によってニッケル等の表面金属層を成長させることによって形成される。
例えば、特許文献１には、上側電極と下側電極の双方に表面金属層が形成されている半導体装置の製造方法が開示されている。特許文献１の技術では、まず、半導体基板の上面に、半導体基板とオーミック接触するＡｌ−Ｓｉ層を形成する。Ａｌ−Ｓｉ層はスパッタリング等によって形成する。次に、半導体基板の下面に、Ａｌ層、Ｔｉ層、Ｎｉ層、及び、Ａｕ層を積層した下側電極を形成する。Ａｌ層は半導体基板にオーミック接触する層である。Ｔｉ層ははんだ接合時におけるはんだ材料の半導体基板中への拡散を防止する層である。Ｎｉ層ははんだ濡れ性が高い表面金属層である。Ａｕ層はＮｉ層の表面保護膜である。Ａｌ層、Ｔｉ層、Ｎｉ層、及び、Ａｕ層はスパッタリングにより形成する。次に、形成した下側電極の表面に支持基板を貼り付ける。次に、支持基板ごと半導体基板を無電解ニッケルメッキ液に浸漬し、Ａｌ−Ｓｉ層上にＮｉ層（表面金属層）を形成する。これによって、Ａｌ−Ｓｉ層とＮｉ層からなる上側電極を形成する。なお、メッキ時には下側電極は支持基板によってマスキングされているので、下側電極の表面にはメッキ層（Ｎｉ層）が形成されない。

特開２００５−２４４１６５号

特許文献１の技術では、下側電極の表面に支持基板を貼り付けた状態で、半導体基板をメッキ液に浸漬する。このため、メッキ時に、支持基板を貼り付けている接着剤がメッキ液中に溶出する場合がある。メッキ液に対する耐性を向上させる処理を施したとしても、接着剤の溶出を完全に防止することはできない。メッキ液中に接着剤が溶出すると、溶出した接着剤が金属層の表面に付着することがある。このため、その付着箇所にメッキ層が形成されず、上側電極を好適に形成することができない場合があった。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、はんだ接合可能な上側電極と下側電極を有する半導体装置を好適に製造することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の製造方法では、上側電極と下側電極を有する半導体装置を製造する。この製造方法は、半導体基板の上面にオーミック接触する上側オーミック金属層を形成する上側オーミック金属層形成工程と、半導体基板の下面にオーミック接触する下側オーミック金属層を形成する下側オーミック金属層形成工程と、メッキ法によって上側オーミック金属層の表面と下側オーミック金属層の表面にニッケルと銅の少なくとも一方を含む表面金属層を形成する表面金属層形成工程を有する。
なお、上記の上側オーミック金属層形成工程と下側オーミック金属層形成工程は、何れの工程を先に行ってもよい。また、上側オーミック金属層と下側オーミック金属層の形成には、スパッタリングや蒸着等の種々の方法を用いることができる。また、上側オーミック金属層と下側オーミック金属層は、複数の金属層を積層した積層構造であってもよい。また、表面金属層形成工程で用いるメッキ法には、電解メッキや無電解メッキ等の種々のメッキ法を用いることができる。
この製造方法では、上側オーミック金属層と下側オーミック金属層をそれぞれ形成し、その後にメッキ法を実施する。このようにメッキ法を行うことによって、上側オーミック金属層の表面と下側オーミック金属層の表面のそれぞれに表面金属層が形成される。したがって、この製造方法によって製造した半導体装置は、上側電極と下側電極のそれぞれがはんだ接合可能である。また、この製造方法では、メッキ時に下側オーミック金属層を支持基板等によりマスキングする必要がなく、メッキ液中に接着剤等が溶出することがない。このため、表面金属層を好適に形成することができる。さらに、この製造方法では、上側電極の表面金属層と下側電極の表面金属層を同時に形成することができる。このため、従来の製造方法（下側電極の表面金属層をスパッタリングにより形成し、上面電極の表面金属層をメッキにより形成する製造方法）よりも、高い製造効率で半導体装置を製造することができる。

半導体装置内の電流経路を低抵抗化するために、通常は、半導体装置の製造時に半導体基板を薄型化する。上述した従来の製造方法（下側電極の表面に支持基板を貼り付けてメッキする製造方法）では、下側電極の表面に支持基板を貼り付ける必要があるため、半導体基板を部分的に薄型化してその下面に凹凸を設けることができない。したがって、半導体基板全体を薄型化する必要がある。しかしながら、このように半導体基板全体を薄型化すると、半導体基板の強度が極めて弱くなり、半導体基板の取り扱いが困難となる。
したがって、上述した本発明の製造方法では、遅くても下側オーミック金属層形成工程より前に、半導体基板の下面の中央部を研削またはエッチングして、半導体基板の中央部を薄くする薄型化工程を実施することが好ましい。
このように半導体基板の中央部（すなわち、半導体装置が形成される領域）のみを薄型化することで、製造される半導体装置の特性を向上させることができる。また、半導体基板の外周部は元の厚さを維持しているので、その外周部によって半導体基板の中央部が支持され、半導体基板の強度はそれほど低下しない。また、このように中央部のみを薄型化すると半導体基板の下面に凹部が形成されるが、この製造方法では半導体基板の下面に支持基板等を貼り付けることがないので凹部が邪魔になることもない。

上述した製造方法では、上側オーミック金属層形成工程においては少なくとも表面部がアルミニウム層である上側オーミック金属層を形成し、下側オーミック金属層形成工程においてはアルミニウム層、チタン層、アルミニウム層をこの順番で積層した積層構造を有しており、表面部がアルミニウム層である下側オーミック金属層を形成することが好ましい。
アルミニウムは、半導体装置の電極として一般的に用いられる材料である。一方、チタンは、はんだ接合時にはんだ材料の拡散を抑制する特性を有している。この製造方法では、下側オーミック電極の一部としてチタン層を形成する。これによって、はんだ接合時にはんだ材料が半導体中に拡散することを防止できる。ここで、上側オーミック金属層の表面部がアルミニウム層であり、下側オーミック金属層の表面部がチタン層である場合には、その後の表面金属層形成工程において問題が生ずる。すなわち、上側ではアルミニウム層上に表面金属層が成長し、下側ではチタン層上に表面金属層が成長することとなり、上側と下側とで表面金属層の成長速度や特性に差が生じてしまう。
上述した製造方法では、下側電極層の表面部（チタン層より表面側）に、アルミニウム層を形成する。これによって、上側オーミック金属層の表面部の材料と下側オーミック金属層の表面部の材料を同一の材料としている。このように、上側オーミック金属層の表面部と下側オーミック金属層の表面部の双方をアルミニウム層とすることで、その後の表面電極形成工程において、上側オーミック金属層上と下側オーミック金属層上に均一に表面金属層を成長させることができる。すなわち、上側電極の表面金属層と下側電極の表面金属層の間で生じる特性（層の厚さ、メッキムラ等）の差を低減することができる。

本発明の製造方法によれば、上側電極と下側電極のそれぞれに表面電極層が形成されている半導体装置を製造することができる。また、従来に比べて、表面電極層の品質を向上させることができる。また、従来よりも高い製造効率で半導体装置を製造することができる。

下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（特徴１）オーミック金属層は、アルミニウムと、アルミニウム−シリコン合金と、チタンのいずれかにより形成されている。
（特徴２）上側オーミック金属層は、パターニングして形成する。
（特徴３）表面金属層は、金属の表面にのみメッキ層が成長するメッキ法により形成する。

本発明をＩＧＢＴの製造方法に適用した実施例の製造方法について説明する。図１は、実施例の製造方法により製造するＩＧＢＴ１０の概略断面図を示している。図１に示すように、ＩＧＢＴ１０は、主にシリコンからなる半導体基板１２と、半導体基板１２の上面１２ａ及び下面１２ｂに形成された電極、絶縁層等により構成されている。

図１に示すように、半導体基板１２の上面１２ａには複数のトレンチ３０が規則的に間隔を隔てて形成されている。トレンチ３０の壁面はゲート絶縁膜４０で覆われている。トレンチ３０の内部には、ゲート電極４２が充填されている。

半導体基板１２の下面１２ｂに臨む領域には、ｐ型のコレクタ層１４が形成されている。コレクタ層１４の上側に、ｎ型のドリフト層１６が形成されている。ドリフト層１６の上側の所定領域内に、ｐ型のボディ層２０が形成されている。上述したトレンチ３０は、ボディ層２０を貫通してドリフト層１６に達する深さまで伸びている。半導体基板１２の上面１２ａに臨む領域には、ｎ型のエミッタ領域２２とｐ型のボディコンタクト領域２４が形成されている。エミッタ領域２２は、ゲート絶縁膜４０と接する領域に形成されている。ボディコンタクト領域２４は、２つのエミッタ領域２２の間に形成されている。ボディコンタクト領域２４中のｐ型不純物濃度は、ボディ層２０中のｐ型不純物濃度よりも高い。半導体基板１２の上面１２ａに臨む領域のうち、半導体基板１２の縁部１２ｃ近傍の領域には、ｐ型のリサーフ層２６が形成されている。リサーフ層２６中のｐ型不純物濃度は、ボディ層２０中のｐ型不純物濃度よりも低い。

半導体基板１２の上面１２ａには、層間絶縁膜４４が形成されている。ゲート電極４２の上面とリサーフ層２６の上面は、層間絶縁膜４４によって覆われている。図示していないが、半導体基板１２の上面１２ａには、ゲート配線（金属配線）が形成されている。ゲート配線は、図示しない位置で各ゲート電極４２と電気的に接続されている。また、図示していないが、ゲート配線には、外部と電気的に接続するためのパッドが設けられている。半導体基板１２の上面１２ａのうちボディ層２０が分布している範囲には、エミッタ電極４６が形成されている。エミッタ電極４６は、エミッタ領域２２とボディコンタクト領域２４にオーミック接触している。また、エミッタ電極４６は、層間絶縁膜４４によってゲート電極４２から絶縁されている。

図２は、エミッタ電極４６の拡大断面図を示している。図示するように、エミッタ電極４６は、チタン層４６ａと、アルミニウム層４６ｂと、ニッケル層４６ｃと、金（Ａｕ）層４６ｄの４つの金属層が積層された積層構造を備えている。チタン層４６ａは、半導体基板１２（すなわち、エミッタ領域２２とボディコンタクト領域２４）とオーミック接触している。また、チタン層４６ａは、層間絶縁膜４４と接している。チタン層４６ａは、エミッタ電極４６がはんだ付けされるときに、はんだの構成金属が半導体基板１２へ拡散するのを防止する。アルミニウム層４６ｂは、チタン層４６ａの表面に形成されている。ニッケル層４６ｃは、アルミニウム層４６ｂの表面に形成されている。ニッケル層４６ｃは、はんだ濡れ性が高く、はんだと強固に接続される。金層４６ｄは、ニッケル層４６ｃの表面に形成されている。金層４６ｄは、ニッケル層４６ｃの表面の酸化を防止する。なお、図２では、図の見易さを考慮して各金属層４６ａ〜４６ｄを同じ厚さで示しているが、実際には、ニッケル層４６ｃは他の金属層に比べて厚い層であり、金層４６ｄは他の金属層に比べて非常に薄い層である。
また、図示していないが、上述したゲート配線のパッドも、エミッタ電極４６と同様の積層構造を備えている。本実施例では、エミッタ電極４６とゲート配線のパッドが、外部とはんだ接合される上側電極である。

図１に示すように、半導体基板１２の下面１２ｂには、コレクタ電極（下側電極）４８が形成されている。コレクタ電極４８は、半導体基板１２の下面１２ｂ全域に形成されている。
図３は、コレクタ電極４８の拡大断面図を示している。図示するように、コレクタ電極４８は、アルミニウム層４８ａと、チタン層４８ｂと、アルミニウム層４８ｃと、ニッケル層４８ｄと、金（Ａｕ）層４８ｅの５つの金属層が積層された積層構造を備えている。アルミニウム層４８ａは、半導体基板１２の下面１２ｂ（すなわち、コレクタ層１４）とオーミック接触している。チタン層４８ｂはアルミニウム層４８ａの表面に形成されている。アルミニウム層４８ｃは、チタン層４８ｂの表面に形成されている。ニッケル層４８ｄは、アルミニウム層４８ｃの表面に形成されている。金層４８ｅは、ニッケル層４８ｄの表面に形成されている。なお、図３では、図の見易さを考慮して各金属層４８ａ〜４８ｅを同じ厚さで示しているが、実際には、ニッケル層４８ｄは他の金属層に比べて厚い層であり、金層４８ｅは他の金属層に比べて非常に薄い層である。

上述したＩＧＢＴ１０は、はんだ接合により外部と接続される。
すなわち、上側電極（エミッタ電極４６とゲート配線のパッド）は、はんだ接合により外部の電極板に接続される。ニッケル層４６ｃのはんだ濡れ性がよく、金層４６ｄによってニッケル層４６ｃの表面の酸化が防止されているので、上側電極を好適にはんだ接合することができる。また、はんだ接合時には、チタン層４６ａによってはんだの構成金属（錫等）が半導体基板１２中へ拡散することが防止される。上側電極を外部の電極板にはんだ接合することで、ワイヤーボンディング等を用いる場合に比べてＩＧＢＴ１０の放熱性能を向上させることができる。
また、コレクタ電極４８も、はんだ接合により外部の電極板に接続される。ニッケル層４８ｄのはんだ濡れ性がよく、金層４８ｅによってニッケル層４８ｄの表面の酸化が防止されているので、下側電極を好適にはんだ接合することができる。また、はんだ接合時には、チタン層４８ｂによってはんだの構成金属が半導体基板１２中へ拡散することが防止される。コレクタ電極４８を外部の電極板にはんだ接合することで、導電性ペースト等を用いる場合に比べてＩＧＢＴ１０の放熱性能を向上させることができる。

次に、ＩＧＢＴ１０の製造方法について説明する。図４は、ＩＧＢＴ１０の製造工程を示すフローチャートである。ＩＧＢＴ１０は、ｎ型の半導体ウエハ１００から製造される。１枚の半導体ウエハ１００から複数のＩＧＢＴ１０が製造される。

ステップＳ２では、半導体ウエハ１００の上面に、上側ＩＧＢＴ構造（すなわち、ボディ層２０、エミッタ領域２２、ボディコンタクト領域２４、リサーフ層２６、トレンチ３０、ゲート絶縁膜４０、ゲート電極４２、ゲート配線及び層間絶縁膜４４）を形成する。上側ＩＧＢＴ構造の形成方法は従来公知の方法であるので、詳細な説明は省略する。

ステップＳ４では、上側電極（すなわち、エミッタ電極４６とゲート配線のパッド）のチタン層４６ａとアルミニウム層４６ｂを形成する。
すなわち、まず、スパッタリングにより半導体ウエハ１００の上面全域にチタン層４６ａを形成する。次に、チタン層４６ａを選択的にエッチングして、チタン層４６ａを上側電極に対応した形状にパターニングする。
次に、スパッタリングにより半導体ウエハ１００の上面全域にアルミニウム層４６ｂを形成する（チタン層４６ａが存在する箇所では、チタン層４６ａ上にアルミニウム層４６ｂが形成される）。次に、アルミニウム層４６ｂを選択的にエッチングして、チタン層４６ａと同様にアルミニウム層４６ｂをパターンニングする。これによって、半導体ウエハ１００の上面に、チタン層４６ａとアルミニウム層４６ｂを積層したオーミック金属層４６ｅ（図２参照）が形成される。

ステップＳ６では、半導体ウエハ１００の下面を研磨して、半導体ウエハ１００を薄型化する。このとき、半導体ウエハ１００のうちの中央部（ＩＧＢＴ１０を形成する範囲）を研磨し、半導体ウエハ１００の外周部（ＩＧＢＴ１０を形成しない範囲、すなわち、ダイシング後に破棄する範囲）は研磨しない。すなわち、半導体ウエハ１００の中央部だけを薄型化し、外周部は薄型化しない。このように、半導体ウエハ１００の外周部を厚くしておくことで、半導体ウエハ１００の強度を保持したまま、ＩＧＢＴ１０の形成範囲を薄型化することができる。

ステップＳ８では、半導体ウエハ１００の下面にｐ型不純物（ボロン等）を注入し、その後、半導体ウエハ１００を熱処理する。これによって、半導体ウエハ１００の下面に注入したｐ型不純物が活性化し、コレクタ層１４が形成される。

ステップＳ１０では、コレクタ電極４８のアルミニウム層４８ａとチタン層４８ｂとアルミニウム層４８ｃを形成する。最初に、スパッタリングにより、半導体ウエハ１００の下面全域にアルミニウム層４８ａを形成する。次に、スパッタリングにより、アルミニウム層４８ａの表面全域にチタン層４８ｂを形成する。次に、スパッタリングにより、チタン層４８ｂの表面全域にアルミニウム層４８ｃを形成する。これによって、半導体ウエハ１００の下面全域に、アルミニウム層４８ａとチタン層４８ｂとアルミニウム層４８ｃを積層したオーミック金属層４８ｆ（図３参照）が形成される。

ステップＳ１２では、メッキにより、ニッケル層４６ｃ、金層４６ｄ、ニッケル層４８ｄ、及び、金層４８ｅを形成する。図５は、ステップＳ１２のメッキ処理の詳細を示すフローチャートである。

最初に、ステップＳ３０〜Ｓ３６のメッキ前処理を実施する。
ステップＳ３０では、半導体ウエハ１００をクリーニング液に浸漬して半導体ウエハ１００を洗浄（脱脂）する。
ステップＳ３２では、半導体ウエハ１００をエッチング液に浸漬してアルミニウム層４６ｂとアルミニウム層４８ｃの表面をエッチングする。これによって、アルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面の酸化膜等の被膜を除去し、その表面状態を整える。
ステップＳ３４では、半導体ウエハ１００を硝酸（ＨＮＯ_３）に浸漬して、前工程（ステップＳ３２）の残渣を除去する。
ステップＳ３６では、アルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面に亜鉛メッキ（置換型無電解メッキ）を施す。置換型無電解メッキによれば、金属の表面（すなわち、アルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面）にのみ亜鉛層が形成される。なお、ステップＳ３６で形成する亜鉛メッキは、非常に薄い層である。この亜鉛メッキは、アルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面にニッケル層４６ｃ、４８ｄを好適に形成するためのものである。ステップＳ３６では、最初に、半導体ウエハ１００を亜鉛メッキ液に浸漬して、アルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面に亜鉛層を形成する。次に、半導体ウエハ１００を硝酸（ＨＮＯ_３）に浸漬して、形成した亜鉛層を除去する。次に、再度、半導体ウエハ１００を亜鉛メッキ液に浸漬して、アルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面に亜鉛層を形成する。このように、亜鉛層を除去した後に再度、亜鉛層を形成することで、好適な亜鉛層を得ることができる。

次に、ステップＳ３８で、メッキ（自己触媒型還元型無電解メッキ）により、亜鉛メッキ処理後のアルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面にニッケル層４６ｃ、４８ｄを形成する。すなわち、ニッケルメッキ液を約８０℃に保持した状態で、ニッケルメッキ液に半導体ウエハ１００を浸漬する。この方法によれば、金属の表面にだけニッケル層を成長させることができる。したがって、半導体ウエハ１００の表面（半導体が露出している領域）や酸化シリコンの表面にニッケル層が成長せず、アルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面にのみニッケル層が成長する。これによって、アルミニウム層４６ｂの表面にニッケル層４６ｃが形成され、アルミニウム層４８ｃの表面にニッケル層４８ｄが形成される。ニッケル層４６ｃ、４８ｄは、他の金属層に比べて厚く形成する。このとき、オーミック金属層４６ｅの表面部（すなわち、アルミニウム層４６ｂ）とオーミック金属層４８ｆの表面部（すなわち、アルミニウム層４８ｃ）とが共にアルミニウム層であるので、ニッケル層は上面側と下面側とで略等しく成長する。このため、上面側のニッケル層４６ｃと下面側のニッケル層４８ｄの特性（厚さ、メッキムラ等）が略等しくなる。

ステップＳ４０では、メッキ（置換型無電解メッキ）により、ニッケル層４６ｃ、４８ｄの表面に金層４６ｄ、４８ｅを形成する。すなわち、金メッキ液を約７５℃に保持した状態で、金メッキ液に半導体ウエハ１００を浸漬する。これによって、ニッケル層４６ｃの表面に金層４６ｄを薄く形成され、ニッケル層４８ｄの表面に金層４８ｅが薄く形成される。

以上に説明したステップＳ１２（すなわち、図５のステップＳ３０〜Ｓ４０）を実施することにより、チタン層４６ａとアルミニウム層４６ｂとニッケル層４６ｃと金層４６ｄからなる上側電極（すなわち、エミッタ電極４６とゲート配線のパッド）が完成する。また、アルミニウム層４８ａとチタン層４８ｂとアルミニウム層４８ｃとニッケル層４８ｄと金層４８ｅからなる下側電極（すなわち、コレクタ電極４８）が完成する。

ステップＳ１４では、半導体ウエハ１００をダイシングして、半導体ウエハ１００を複数のＩＧＢＴ１０に分離する。これによって、図１に示すＩＧＢＴ１０が完成する。

以上に説明したように、本実施例の半導体装置の製造方法では、メッキ法によって上面側のニッケル層４６ｃと下面側のニッケル層４８ｄを同時に形成する。このため、半導体ウエハ１００に支持基板等によってマスキングを施す必要がない。したがって、メッキ液中に接着剤が溶出することがない。ニッケル層４６ｃ、４８ｄを好適に形成することができる。

また、本実施例の半導体装置の製造方法では、半導体ウエハ１００に支持基板やマスキングテープを貼り付ける工程が不要となる。また、支持基板やマスキングテープを使用しないので、これらの部材の管理も不要となる。さらに、メッキ法により、ニッケル層４６ｃとニッケル層４８ｄを同時に形成することが可能であり、金層４６ｄと金層４８ｅを同時に形成することが可能である。このため、本実施例の製造方法によれば、従来の製造方法よりも高い製造効率で半導体装置を製造することができる。

また、本実施例の半導体装置の製造方法では、下面側のオーミック金属層４８ｆを、アルミニウム層４８ａとチタン層４８ｂとアルミニウム層４８ｃの積層構造により形成する。そして、アルミニウム層４８ｃの表面にメッキ法によってニッケル層４８ｄを形成する。
単にニッケル層４８ｄをメッキ法により形成するのであれば、アルミニウム層４８ｃを形成せず、チタン層４８ｂの表面にニッケル層４８ｄを形成することもできる。しかしながら、仮にこのようにニッケル層４８ｄを形成すると、上面側ではアルミニウム層４６ｂの表面にニッケル層４６ｃが成長し、下面側ではチタン層４８ｂの表面にニッケル層４８ｄが成長することになる。この場合、上面側と下面側とで基礎となる素材が異なるため、ニッケル層４６ｃとニッケル層４８ｄとの間で特性（厚さ、メッキムラ等）の差が生じる。
本実施例の製造方法は、上記の問題が生じることを防止するために、チタン層４８ｂの表面にアルミニウム層４８ｃを形成し、そのアルミニウム層４８ｃの表面にニッケル層４８ｄを成長させている。すなわち、ニッケル層４６ｃの基礎となる素材（アルミニウム層４６ｂ）とニッケル層４８ｄの基礎となる素材（アルミニウム層４８ｃ）を同一の素材としている。これによって、ニッケル層４６ｃとニッケル層４８ｄの間に特性の差が生じることを抑制している。このように、ニッケル層４６ｃ、４８ｄの間の特性の差を抑制することで、メッキ工程の品質管理が容易となり、製造する半導体装置の品質ばらつきが低減される。

また、本実施例の半導体装置の製造方法では、メッキ時に半導体ウエハ１００の下面に支持基板やマスキングテープを貼り付けないので、半導体ウエハ１００の中央部だけを薄型化することができる（半導体ウエハの下面に支持基板等を接着する従来の技術では、半導体ウエハの下面に凹部があると支持基板等を好適に接着できず、中央部だけを薄型化することができない）。したがって、薄型化後の半導体ウエハ１００の強度が高く、薄型化後に半導体ウエハ１００を補強する補強部材等を使用する必要がない。したがって、半導体装置を高い製造効率で製造することができる。

また、本実施例の半導体装置の製造方法では、金層４６ｄ及び金層４８ｅを形成する前に、半導体ウエハ１００中に不純物拡散層、ゲート絶縁膜４０、及び、ゲート電極４２を形成する。したがって、金層４６ｄ及び金層４８ｅが高温に晒されることがない。したがって、金層４６ｄ及び金層４８ｅが高温により拡散してしまうことが防止されている。

なお、本実施例の半導体装置の製造方法では、ニッケル層４６ｃ、４８ｄの形成に還元型無電解メッキを用いた。しかしながら、置換型無電解メッキや電解メッキによってニッケル層４６ｃ、４８ｄを形成してもよい。これらのメッキによっても、アルミニウム層４６ｂ、４８ｃの表面にだけニッケル層４６ｃ、４８ｄを形成することができる。

また、本実施例の半導体装置の製造方法では、オーミック金属層４６ｅ、４８ｆにチタン（チタン層４６ａ）とアルミニウム（アルミニウム層４８ａ）を用いたが、アルミニウム−シリコン合金等を用いてもよい。

また、本実施例の半導体装置の製造方法では、表面金属層にニッケルを用いたが、銅を用いてもよい。また、ニッケルと銅の少なくとも一方を含む合金を用いてもよい。

また、本実施例の半導体装置の製造方法では、ニッケルの酸化を防止する金属層に金（Ａｕ）を用いたが、白金や銀を用いてもよい。また、金（Ａｕ）と白金と銀の少なくとも一つを含む合金を用いてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

ＩＧＢＴ１０の断面図。 エミッタ電極４６の拡大断面図。 コレクタ電極４８の拡大断面図。 ＩＧＢＴ１０の製造工程を示すフローチャート。 図４のステップＳ１２のメッキ処理の詳細を示すフローチャート。

符号の説明

１０：ＩＧＢＴ
１２：半導体基板
１２ａ：上面
１２ｂ：下面
１２ｃ：縁部
１４：コレクタ層
１６：ドリフト層
２０：ボディ層
２２：エミッタ領域
２４：ボディコンタクト領域
２６：リサーフ層
３０：トレンチ
４０：ゲート絶縁膜
４２：ゲート電極
４４：層間絶縁膜
４６：エミッタ電極
４６ａ：チタン層
４６ｂ：アルミニウム層
４６ｃ：ニッケル層
４６ｄ：金層
４６ｅ：オーミック金属層
４８：コレクタ電極
４８ａ：アルミニウム層
４８ｂ：チタン層
４８ｃ：アルミニウム層
４８ｄ：ニッケル層
４８ｅ：金層
４８ｆ：オーミック金属層
１００：半導体ウエハ

Claims (3)

1. 上側電極と下側電極を有する半導体装置を製造する方法であって、
   半導体基板の上面にオーミック接触する上側オーミック金属層を形成する上側オーミック金属層形成工程と、
   半導体基板の下面にオーミック接触する下側オーミック金属層を形成する下側オーミック金属層形成工程と、
   メッキ法によって、上側オーミック金属層の表面と下側オーミック金属層の表面に、ニッケルと銅の少なくとも一方を含む表面金属層を形成する表面金属層形成工程、
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 下側オーミック金属層形成工程より前に、半導体基板の下面の中央部を研削またはエッチングして、半導体基板の中央部を薄くする薄型化工程をさらに有す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。
3. 上側オーミック金属層形成工程では、少なくとも表面部がアルミニウム層である上側オーミック金属層を形成し、
   下側オーミック金属層形成工程では、アルミニウム層とチタン層とアルミニウム層をこの順番で積層した積層構造を有しており、表面部がアルミニウム層である下側オーミック金属層を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。

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