JPH10335632A - 電気コンタクトおよびその形成方法 - Google Patents

電気コンタクトおよびその形成方法

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JPH10335632A JP10153781A JP15378198A JPH10335632A JP H10335632 A JPH10335632 A JP H10335632A JP 10153781 A JP10153781 A JP 10153781A JP 15378198 A JP15378198 A JP 15378198A JP H10335632 A JPH10335632 A JP H10335632A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体表面に接着するコンタクトを得られる
コンタクト形成方法を提供する。 【解決手段】 誘電層２７が半導体裏面２４と電気コン
タクト２６との間に形成され、コンタクト２６の接着を
促進する。誘電層２７は、洗浄動作を行い、その後で化
学的酸化を行うことにより形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に半導体に関し、
さらに詳しくは、半導体処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、半導体産業では、電気的コンタクトは半導体ウェハ
または半導体ダイの裏側に形成された。このようなコン
タクトを形成するための技術の１つは、半導体ウェハの
裏側をまず研磨して半導体ウェハを薄くするあるいは厚
みを小さくすることである。研磨動作中は、半導体ウェ
ハ前面の能動装置は保護のための保護テープにより覆わ
れる。研磨動作の後で、テープは除去される。その後、
半導体ウェハの裏側がフッ化水素酸によりエッチングさ
れて、その表面を電気的コンタクトとして供する準備が
行われる。次に、チタン，ニッケルおよび金−ゲルマニ
ウム合金の連続的デポジションを用いて、コンタクト材
料が付着される。
【０００３】この方法に伴う問題点の１つは、コンタク
トの剥離である。コンタクトが、下にある半導体表面に
接着せずに、半導体表面から剥離することがよく起こ
る。この剥離により結果的に欠陥装置になり、製造コス
トが上がる。
【０００４】従って、半導体表面に接着するコンタクト
が得られるコンタクト形成方法を有することが望まし
い。
【０００５】
【実施例】図１は、半導体ウェハに接着するコンタクト
を形成する方法の段階のいくつかを示す流れ図１０であ
る。図２は、図１に示される方法により処理される半導
体ウェハ２０の一部分の断面図である。ウェハ２０は、
上面または前面２３と底面または裏面２４とを有する基
板２１を具備する。流れ図１０に示される薄化動作に先
立ち、半導体ダイに分割される能動半導体装置２２を前
面２３上に有するように、半導体ウェハ２０を処理す
る。保護テープ（図示せず）が前面２３に貼られて、装
置２２を保護する。その後、図１に示されるように裏面
２４において薄化動作が実行されて、ウェハ２０の厚み
を小さくする。通常、薄化動作とは半導体技術者には周
知の研磨動作である。
【０００６】次に、表面洗浄動作を利用して、裏面２４
をその後の電気コンタクト２６としての用途に備えて準
備する。表面洗浄動作には、バルク・シリコン除去段
階，ステイン・エッチングおよび剥離動作が含まれる。
バルク・シリコン除去段階は、硝酸，フッ化水素酸およ
び酢酸を含む溶液に裏面２４を晒す段階を含む。通常、
濃度は約５：２：２で、晒し時間は約１５ないし５０秒
で、好ましくは約３０秒である。晒し時間も濃度も可変
である。この動作は、薄化動作により起こる裏面２４上
の損傷を除去する。このバルク・シリコン除去により、
一般に約１０ミクロン未満が裏面２４から除去される。
【０００７】バルク・シリコン除去の動作後、裏面２４
はSiO ，SiO2，SiO3，Si2OならびにSiHXなど種々のシリ
コン酸化物を有する。通常、これら材料が種々に結合し
て、暗色の表面を形成し、これを一般にステインと呼
ぶ。このステインは、通常は、後に付着されるコンタク
ト材料の付着力を確保するために除去しなければならな
い。その結果、裏面２４を水，過酸化水素およびフッ化
アンモニウムを１０：１：１ないし８：１：１の割合で
含む溶液に約１５分間晒すことにより、ステイン・エッ
チング動作が実行される。このステイン・エッチング除
去動作により、ある程度のシリコン酸化物が表面上に残
ることがある。その結果、裏面２４をフッ化アンモニウ
ムとフッ化水素とを１５：１ないし２０：１の割合で含
む溶液に約１分ないし４分、好ましくは２分間晒すこと
により酸化物剥離動作が実行される。
【０００８】その後、保護テープを剥がし、化学量論的
二酸化シリコン層２７を裏面２４上に形成する。通常、
層２７は裏面２４全部を覆うが、図２に図示されるよう
にその一部分に限られることもある。半導体装置２２は
表面２３上に形成されるので、層２７が蒸着またはデポ
ジション法により形成されると、装置２２が損傷を受け
ることがある。その結果、化学量論的二酸化シリコン層
２７を形成するために化学的酸化を利用する。裏面２４
は、約８０：１ないし１００：１の濃度を有する水とフ
ッ化水素の溶液に約１０秒ないし９０秒、好ましくは３
０秒間晒される。この溶液は希釈液であるので、半導体
ウェハ２０の前面を損傷することはない。この溶液が、
前動作の後で裏面２４上に形成された可能性のある酸化
物をすべて除去する。裏面２４上に形成された可能性の
ある酸化物がすべて除去される限り、晒し時間と濃度と
を変えることができる。その後、裏面２４を、濃度が
８：１：１ないし１０：１：１である水，無水リン酸ア
ンモニウム（NH4H2PO4）および過酸化水素の溶液に、約
１ないし１０分間晒すことにより酸化物成長段階が実行
される。この溶液が裏面２４上に化学量論的二酸化シリ
コン層２７を成長させる。層２７の厚みは、以下に説明
する電流に対する抵抗を最小限に抑えるために約１ナノ
メータ以下に制限される。層２７が所望の厚みを得る限
り、時間と濃度とを変えることができる。
【０００９】次に、化学量論的二酸化シリコン層２７の
上にコンタクト２６が形成され、下に存在する半導体ウ
ェハに対する電気的コンタクトを形成する。しかし、二
酸化シリコンは絶縁物であることが当業者には一般的に
知られており、電気的コンタクトを形成するために絶縁
物を用いることはない。その結果、コンタクト材料と半
導体表面との間に化学量論的二酸化シリコンなどの誘電
性物質を形成することは、当業者の通常の教義には反
し、予測のつかない結果を招く。層２７は、その後に形
成されるコンタクト２６がウェハ２０に確実に接着する
ようにして、それにより製造コストを下げるのに役立
つ。しかし、層２７の厚みを最小限に抑えても、依然と
して電流のための低抵抗経路ができる。
【００１０】チタン層，ニッケル層および金−ゲルマニ
ウム合金層を当業者には周知の技術を利用して付着する
ことにより、化学量論的二酸化シリコン層２７にコンタ
クト材料が付着される。次に、金−ゲルマニウム合金の
一部を金に転化することによりコンタクト上にキャップ
層が形成される。この金のキャップ層は、金−ゲルマニ
ウム合金の酸化を防ぎ、それによってコンタクトと他の
外部電気装置との間に良好な電気コンタクトが形成され
るのを容易にする。キャップ層は、半導体ウェハまたは
コンタクト２６を、脱イオン水，無水リン酸アンモニウ
ムおよび過酸化水素を約９３：５：２ないし７０：２
０：１０，好ましくは８５：１０：５の濃度で含む溶液
に、約３０秒間晒すことにより形成される。この動作に
より、金−ゲルマニウム合金の一部分が酸化されて、酸
化ゲルマニウムが形成され、この酸化ゲルマニウムが溶
液中に溶けて、コンタクトの表面上に金を残す。金キャ
ップ層の厚みは、通常７０ないし８０ナノメータで、一
般的には１００ナノメータ未満である。この厚みが、下
に存在する金−ゲルマニウムの酸化を防ぎ、コンタクト
に対して共晶結合が確実に形成されるようにすることを
助ける。チタンの代わりに、クロミウム，アルミニウム
およびバナジウムを含む他の材料を使ってもよい。
【００１１】以上、半導体ウェハ上にコンタクトを形成
する新規の方法が提供されたことが理解頂けよう。３段
階の表面洗浄動作を利用することにより、非化学量論的
シリコン酸化物がウェハの表面から確実に除去される。
半導体ウェハの表面上に化学量論的二酸化シリコン層を
形成することにより、コンタクト材料が確実に半導体ウ
ェハに接着するようにする。コンタクト材料上に金のキ
ャップを形成することにより、コンタクトに対する共晶
結合が確実に形成されることを助ける。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により、半導体ウェハ上にコンタクトを
形成する段階のいくつかを示す流れ図である。
【図２】本発明による半導体ウェハの断面部である。
【符号の説明】
２０ 半導体ウェハ ２１ 半導体基板 ２２ 能動装置 ２３ 前面 ２４ 半導体表面 ２６ 電気コンタクト ２７ 誘電層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コンタクトを形成する方法であって：あ
    る裏面２４を有する半導体基板（２０）を準備する段
    階；前記半導体基板の前記表面上に化学量論的二酸化シ
    リコン（２７）層を形成する段階；および前記化学量論
    的二酸化シリコン層の上にコンタクト材料（２６）を形
    成する段階；によって構成されることを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】 湿式化学的酸化を利用する前に、前記半
    導体基板の前記表面を洗浄する段階であって、 前記基板の洗浄は硝酸，フッ化水素酸および酢酸を含む
    溶液を用いてバルク・シリコン除去段階を実行し、 次に水，過酸化水素およびフッ化アンモニウムを含む溶
    液を用いてステイン・エッチングを行い、 次にフッ化アンモニウムおよびフッ化水素を含む溶液を
    用いて剥離動作を行う、 段階を含む洗浄段階を含むことを特徴とする請求項１記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 コンタクトを形成する方法であって：半
    導体基板（２０）に対する電気的コンタクトを提供する
    多層金属コンタクト（２６）を形成する段階であって、
    前記金属コンタクトがチタン層，ニッケル層および金−
    ゲルマニウム合金層を含む、ところの段階；および前記
    金−ゲルマニウム合金層の一部分からゲルマニウムを除
    去することにより、前記部分を金に転化する段階；によ
    って構成されることを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 半導体のある表面を洗浄する方法であっ
    て：硝酸，フッ化水素酸および酢酸を含む溶液に前記表
    面を晒すことにより、バルク・シリコン除去段階を実行
    する段階；水，過酸化水素およびフッ化アンモニウムを
    含む溶液に前記表面を晒すことによりステイン・エッチ
    ングを実行する段階；およびフッ化アンモニウムおよび
    フッ化水素を含む溶液に前記表面を晒すことにより剥離
    動作を実行する段階；によって構成されることを特徴と
    する方法。
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