JPH11238870A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents

半導体装置とその製造方法

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JPH11238870A
JPH11238870A JP10039277A JP3927798A JPH11238870A JP H11238870 A JPH11238870 A JP H11238870A JP 10039277 A JP10039277 A JP 10039277A JP 3927798 A JP3927798 A JP 3927798A JP H11238870 A JPH11238870 A JP H11238870A
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JP
Japan
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substrate
via hole
semiconductor device
film
barrier metal
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JP10039277A
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English (en)
Inventor
Hirokiyo Unosawa
浩精 宇野沢
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペレットをマウントする際、バイアホールに
クラックが生じることのない半導体装置を提供する。 【解決手段】 基板5の一方の面5aに半導体装置Sを
形成すると共に、前記基板5にバイアホール1を形成
し、このバイアホール1を介して前記基板5上に形成し
た半導体装置Sの電極2と基板の他方の面5bとを導通
するようにした半導体装置Sにおいて、前記バイアホー
ル1の内面にはTi/Auメタルからなる第1の膜7
と、前記第1の膜7上に形成した半田の這い上がりを防
止する為のバリアメタルからなる第2の膜11とが形成
されている半導体装置であり、特に、前記バイアホール
1の内面にはAuメッキ膜9が形成されていないことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置とその
製造方法に係わり、特に、特にミリ波帯用に用いられる
MMIC等の半導体装置に好適な半導体装置とその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の半導体装置の製造工程を
示す図であり、図3(b)に示す断面図のように、Ga
As基板5表面に電界効果トランジスタの主要構造を形
成した後に、裏面より基板を研磨しその厚みを20〜5
0μmの厚さにする。続いて、図3(b)に示すように
裏面にフォトレジスト6を塗布し、ソース電極2直下に
バイアホールを形成するためのパターン(短辺15μ
m、長辺50μm)を形成し、図3(c)に示すように
パターン形成部のGaAs基板5にドライエッチングに
よりソース電極2に達するバイアホール1を形成する。
続いて、図3(d)に示すように裏面全体にAuメッキ
9成長時の電極となるTi/Auメタル7をスパッタに
より形成した後、裏面放熱電極12にAnSnソルダを
用いて半田付けする際のぬれ性向上のための全体にAu
メッキ9を20〜30μm堆積させる。FETの単位パ
ターンは図3(a)に示す構成であり、この単位パター
ンのまま、もしくはこれを複数個並べて使用する。
【0003】なお、ソース電極直下にソース接地用のバ
イアホールを設けるのは、ソース電極から接地用の配線
を引き回すことなく接地できるためソースインダクタン
スの低減に有効であるからである。特に、ソースインダ
クタンスが大きいと利得および安定性の低下を招き、ミ
リ波帯のMMICにおいてはその影響が顕著に現れ、所
定の特性が得られなくなる。
【0004】しかし、上記した従来のものでは、ペレッ
トをマウントする際、GaAs基板と裏面Auメッキ膜
との熱膨張差によるバイアホール端への応力集中や、A
uSnソルダと裏面Auメッキとの合金化反応等による
応力集中で、GaAs基板が反り、この為、バイアホー
ル1にクラック13が生じ、歩留まりを悪化させるとい
う問題があった。
【0005】なお、このような構造の半導体装置として
は、例えば、特開平8−78437号公報等が知られて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、特に、ペレットをマウン
トする際、バイアホールにクラックが生じることのない
新規な半導体装置とその製造方法を提供するものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる半
導体装置の第1態様は、基板の一方の面に半導体装置を
形成すると共に、前記基板にバイアホールを形成し、こ
のバイアホールを介して前記基板上に形成した半導体装
置の電極と基板の他方の面とを導通するようにした半導
体装置において、前記バイアホールの内面にはTi/A
uメタルからなる第1の膜と、前記第1の膜上に形成し
た半田の這い上がりを防止する為のバリアメタルからな
る第2の膜とが形成されていることを特徴とするもので
あり、又、第2態様は、前記バイアホールの内面にはA
uメッキ膜が形成されていないことを特徴とするもので
あり、又、第3態様は、前記基板は、GaAs基板であ
ることを特徴とするものであり、又、第4態様は、前記
バリアメタルはTi、TiN、TiPtの何れかである
ことを特徴とするものである。
【0008】又、本発明に係る半導体装置の製造方法の
第1態様は、基板の一方の面に半導体装置を形成すると
共に、前記基板にバイアホールを形成し、このバイアホ
ールを介して前記基板上に形成した半導体装置の電極と
基板の他方の面とを導通するようにした半導体装置の製
造方法において、前記バイアホール内面にはAuメッキ
膜が形成されていないことを特徴とするものであり、
又、第2態様は、基板の一方の面に半導体装置を形成す
ると共に、前記基板にバイアホールを形成し、このバイ
アホールを介して前記基板上に形成した半導体装置の電
極と基板の他方の面とを導通するようにした半導体装置
の製造方法において、基板にバイアホールを形成する第
1の工程と、前記基板の他方の面及びバイアホール内に
Ti/Auメタル膜を形成する第2の工程と、前記Ti
/Auメタル膜上にフォトレジスト膜を塗布し、所定の
パターンを形成する第3の工程と、前記パターンを用い
てバイアホール部分を除いたTi/Auメタル膜上にA
uメッキ膜を堆積させ、その後、前記バイアホール部分
のフォトレジスト膜を除去する第4の工程と、露出した
前記Auメッキ膜上及びバイアホール内のTi/Auメ
タル膜上にバリアメタル膜を形成する第5の工程と、前
記バリアメタル膜上にフォトレジスト膜を塗布し、所定
のパターンを形成する第6の工程と、前記第6の工程で
形成したパターンに基づき前記露出したバリアメタルを
除去すると共に、前記バイアホール内のバリアメタル膜
を残す第7の工程と、含むことを特徴とするものであ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に係わる半導体装置は、基
板の一方の面に半導体装置を形成すると共に、前記基板
にバイアホールを形成し、このバイアホールを介して前
記基板上に形成した半導体装置の電極と基板の他方の面
とを導通するようにした半導体装置において、前記バイ
アホールの内面にはTi/Auメタルからなる第1の膜
と、前記第1の膜上に形成した半田の這い上がりを防止
する為のバリアメタルからなる第2の膜とが形成されて
いることを特徴とするものであり、特に、この場合、前
記バイアホールの内面にはAuメッキ膜が形成されない
ことを特徴とするものであるから、GaAs基板と裏面
Auメッキ膜との熱膨張差によるバイアホール端への応
力集中や、AuSnソルダと裏面Auメッキとの合金化
反応等による応力集中を原因とするGaAs基板の反り
を防止することが出来、この為、生産性が向上する。
【0010】
【実施例】以下に、本発明に係わる半導体装置とその製
造方法の具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係わる半導体装置の具体例の構造を示
す図であって、これらの図には、基板5の一方の面5a
に半導体装置Sを形成すると共に、前記基板5にバイア
ホール1を形成し、このバイアホール1を介して前記基
板5上に形成した半導体装置Sの電極2と基板の他方の
面5bとを導通するようにした半導体装置Sにおいて、
前記バイアホール1の内面にはTi/Auメタルからな
る第1の膜7と、前記第1の膜7上に形成した半田の這
い上がりを防止する為のバリアメタルからなる第2の膜
11とが形成されている半導体装置が示されており、更
に、前記バイアホール1の内面にはAuメッキ膜が形成
されていない半導体装置が示されている。
【0011】次に、本発明を更に詳細に説明する。図1
(b)に示す断面図のように、厚さ約600μmのGa
As基板5表面5aに電界効果トランジスタSを形成し
た後に、裏面5bより基板5を研磨し20〜50μmの
厚さにする。続いて、裏面5bにフォトレジスト6を塗
布し、ソース電極2直下にバイアホール1を形成するた
めのパターンを形成し、図1(c)に示すようにパター
ンに従い、GaAs基板5にドライエッチングによりソ
ース電極2に達するバイアホール1を形成する。バイア
ホールの大きさとしては幅10〜20μm、長さ40〜
100μm程度の大きさである。
【0012】続いて、図1(d)に示すように裏面5b
全体にAuメッキ成長時の電極となるTi/Auメタル
7をスパッタにより形成し、裏面5b全面にフォトレジ
スト8を塗布しバイアホール1にレジスト8が残るよう
にパターン形成し、このパターンにより、バイアホール
1以外の部分にAuメッキ9を厚さ20〜30μm付け
る。
【0013】続いて、図1(e)に示すようにペレット
マウント時に用いるソルダーとの合金化やAu拡散を防
ぐためにAuSnソルダのバイアホール1内への這い上
がりを防止するためのバリアメタル11を裏面5b全体
に100〜150μmの厚さ形成し、次に、図1(f)
に示すように裏面5b全面にフォトレジスト10を塗布
し、バイアホール1にレジストが残るようにパターン形
成し、このパターンで露出した裏面部のバリアメタル1
1を除去し、更に、フォトレジスト10を除去して図1
(g)に本発明の電界効果トランジスタが得られる。
【0014】最後に、図1(h)に示すように、Auメ
ッキ9をAuSnソルダ13を用いて、Cu又はCuW
からなる放熱電極12に組み付けて組み立て作業を終了
する。このように、本発明の半導体装置の製造方法は、
基板の一方の面に半導体装置を形成すると共に、前記基
板にバイアホールを形成し、このバイアホールを介して
前記基板上に形成した半導体装置の電極と基板の他方の
面とを導通するようにした半導体装置の製造方法におい
て、基板5にバイアホール1を形成する第1の工程と、
前記基板5の他方の面5b及びバイアホール1内にTi
/Auメタル膜7を形成する第2の工程と、前記Ti/
Auメタル膜7上にフォトレジスト膜8を塗布し、所定
のパターンを形成する第3の工程と、前記パターンを用
いてバイアホール1部分を除いたTi/Auメタル膜7
上にAuメッキ膜9を堆積させ、その後、前記バイアホ
ール1部分のフォトレジスト膜8を除去する第4の工程
と、露出した前記Auメッキ膜9上及びバイアホール1
内のTi/Auメタル膜7上にバリアメタル膜11を形
成する第5の工程と、前記バリアメタル膜11上にフォ
トレジスト膜10を塗布し、所定のパターンを形成する
第6の工程と、前記第6の工程で形成したパターンに基
づき前記露出したバリアメタル11を除去すると共に、
前記バイアホール1内のバリアメタル膜11を残す第7
の工程と、含むことを特徴とするものである。
【0015】図2は本発明に係わる他の具体例で、特に
高出力FETに係わる基板平面パターンであり、これを
複数個(例えば10〜20個)並べて使用する。製造工
程は図1(b)〜(h)に示すものと基本的に同様であ
る。図1に示したパターンと異なるのは、ゲートフィン
ガー脇のソース電極2直下にバイアホールを設けるので
はなく、ゲート電極3引き出し部の脇まで延ばしたソー
ス電極2に円形(直径60μm)のバイアホール1Aを
設けている点である。このようにソース電極を引き出し
た部分にバイアホールを形成し、多数のバイアホールが
一列に配置するタイプのFETについてもバイアホール
内にAuメッキを付けない本発明の構造は、ペレットマ
ウントによるクラック発生の防止に有効である。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、バイア
ホール内壁にAuメッキを付けずに、Ti、TiN、T
iPt等のバリアメタルを形成することにより、GaA
s基板と裏面Auメッキとの熱膨張係数差で生じるバイ
アホール端への応力集中や、AuSnソルダと裏面Au
メッキとの合金化反応等による応力集中がなくなり、ペ
レットマウント時のクラック発生はなくなった。前記3
種類のバリアメタルのクラック発生防止に対する効果に
差はなかった。なお、バイアホール内にAuメッキを付
けないことにより熱抵抗の増加が懸念されたが、本発明
の構造と従来構造の同じゲート幅の熱抵抗は45℃/W
(Tch=130℃)と同じであった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の製造工程を示す図で
ある。
【図2】本発明の他の具体例を示す平面図である。
【図3】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
1 バイアホール 2 ソース電極 5 GaAs電極 6、8、10 フォトレジスト 7 Ti/Auメタル膜 9 Auメッキ膜 11 バリアメタル 12 放熱電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/338 H01L 21/88 J 29/812 29/80 U // H01L 27/00 301

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の一方の面に半導体装置を形成する
    と共に、前記基板にバイアホールを形成し、このバイア
    ホールを介して前記基板上に形成した半導体装置の電極
    と基板の他方の面とを導通するようにした半導体装置に
    おいて、 前記バイアホールの内面にはTi/Auメタルからなる
    第1の膜と、 前記第1の膜上に形成した半田の這い上がりを防止する
    為のバリアメタルからなる第2の膜とが形成されている
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記バイアホールの内面にはAuメッキ
    膜が形成されていないことを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記基板は、GaAs基板であることを
    特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記バリアメタルはTi、TiN、Ti
    Ptの何れかであることを特徴とする請求項1乃至3の
    何れかに記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 基板の一方の面に半導体装置を形成する
    と共に、前記基板にバイアホールを形成し、このバイア
    ホールを介して前記基板上に形成した半導体装置の電極
    と基板の他方の面とを導通するようにした半導体装置の
    製造方法において、 前記バイアホール内面にはAuメッキ膜を形成しないよ
    うにバイアホールを形成したことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  6. 【請求項6】 基板の一方の面に半導体装置を形成する
    と共に、前記基板にバイアホールを形成し、このバイア
    ホールを介して前記基板上に形成した半導体装置の電極
    と基板の他方の面とを導通するようにした半導体装置の
    製造方法において、 基板にバイアホールを形成する第1の工程と、 前記基板の他方の面及びバイアホール内にTi/Auメ
    タル膜を形成する第2の工程と、 前記Ti/Auメタル膜上にフォトレジスト膜を塗布
    し、所定のパターンを形成する第3の工程と、 前記パターンを用いてバイアホール部分を除いたTi/
    Auメタル膜上にAuメッキ膜を堆積させ、その後、前
    記バイアホール部分のフォトレジスト膜を除去する第4
    の工程と、 露出した前記Auメッキ膜上及びバイアホール内のTi
    /Auメタル膜上にバリアメタル膜を形成する第5の工
    程と、 前記バリアメタル膜上にフォトレジスト膜を塗布し、所
    定のパターンを形成する第6の工程と、 前記第6の工程で形成したパターンに基づき前記露出し
    たバリアメタルを除去すると共に、前記バイアホール内
    のバリアメタル膜を残す第7の工程と、 含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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