JPS61265853A - 金属接点の形成方法 - Google Patents

金属接点の形成方法

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JPS61265853A JP61044277A JP4427786A JPS61265853A JP S61265853 A JPS61265853 A JP S61265853A JP 61044277 A JP61044277 A JP 61044277A JP 4427786 A JP4427786 A JP 4427786A JP S61265853 A JPS61265853 A JP S61265853A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ。産業上の利用分野 この発明は、広くは半導体及び絶縁基板のためのニッケ
ル金メッキ処理に関し、特に金をニッケルの間の結合力
が著しく増強されること■徴とする金属接点の形成方法
に関するものである。
Ｂ、従来技術 電気的な接点端子を与えるためにセラミック及びその他
の基板にメタライゼーションを施す場合に、基層として
ニッケルがよく用いられる。しかしニッケルは、周知の
ようにかなり酸化しやすく、その結果形成された酸化膜
が好適な電気接点を設けることを妨げることになる。従
って、従来技術においては、ニッケルの酸化を防止する
ために。
ニッケル層が形成されると直ちに所定の物質（通常、金
）をニッケル層上に付着する工程が設けられている。熱
圧着が要求される場合などの金の厚い層が望まれる場合
には、金の厚い層がニッケル上に電気メッキされる。こ
のことは、“チップ・パッドの腐食を防止するための処
理（Ｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ　Ｃ
ｈｉｐ　Ｐａｄ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）”と題するＩＢ
Ｍテクニカル・ディスクロジャ・プルティン（Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ
）　Ｖｏｌ、　１９゜Ｎｏ、１２．１．９７７年５月、
ｐ、４５８１　に記載のＭ、Ｍ、ハダド（Ｈａｄｄａｄ
）による論文に開示されている。また、同様の厚い全電
気メッキ処理がＩＢＭテクニカル・ディスクロジャ・プ
ルティンＶｏ１．２０゜Ｎｏ、９．１９７８年２月、ｐ
、３４４３に記載のＭ、Ｍ、ハダドによる”　Ｍ　Ｌ　
Ｃ基板上でのパッド端子の選択的なメッキ（Ｓｅｌｅｃ
ｔｉｖｅｌｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ　Ｐａｄ
Ｊｅｒｍｉｎａｌｓ　ｏｎ　ａ　ＭＬＣ５ｕｂｓｔｒａ
ｔｅ）”と題する論文に記載されている。
ＩＢＭテクニカル・ディスクロジャ・プルティンＶｏ１
．１４．　Ｎｏ、４．１９７１年９月、ｐ、１０９９の
Ｊ。
Ｒ，リンチ（Ｌｙｎｃｈ　）による″ニッケル／金拡散
障壁（Ｎｉｃｋｅｌ／Ｇｏｌｄ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　
Ｂａｒｒｉｅｒ）”と題する論文においては、ニッケル
が、金属に接着されるべきシリコン・デバイス中に拡散
するのを防止ゝするために、電気メッキされた金の層と
、それに隣接するニッケル層の間に拡散障壁が形成され
る。
この拡散障壁は、ニッケル上に電気メッキにより金層を
形成し、次に鞄７００℃の水素雰囲気中で加熱すること
により形成される。この障壁層はそのまま残され、後に
別の金の層により被覆され、この金の層にシリコン・デ
バイスが接着される。
上述の１９７１年発行のＩＢＭテクニカル・ディスクロ
ジャ・プルティンの処理はまた、熱圧着が要望され拡散
障壁が必要でないような適用例にも好適であることが分
かつている。しかしより最近になって、第１の金層（拡
散障壁）上に配置された第２の金属の熱圧着による引張
り強度が不十分であることが分かった。ある場合には、
その引張り強度を５０％またはそれ以上増加させる必要
がある。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、ニッケルの基層と金の上層をもつ金
属接点において、ニッケルと金の間の結合力を増大させ
る方法を提供することにある。
Ｄ０問題点を解決するための手段 ニッケルの下層と金の上層を有するメタラージ構造の引
張り強度は、ニッケル層上に金の薄い浸漬層を付着し、
厚い金の上層を配置する前に、拡散しなかった浸漬付着
した金を化学的エツチング剤により剥離することにより
増大される。本発明の別の特徴によれば、ニッケルと金
の最終的な構造は、約５５０’Ｃのアニールを施され、
これにより金の上層が溶かされ、金がニッケル中に拡散
して接点構造の引張り強度が改善される。
Ｅ、実施例 第１図を参照すると、セラミック基板１は、例えばモリ
ブデンからなる層２によって金属化され、この層は、半
導体チップ・パッケージ技術においてよく知られている
ように、リングラフィ技術を用いて所望の電気接点領域
のパターンに形づくられまたは個別化（Ｐｅｒｓｏｎａ
ｌｉｚｅ）される。ニッケル層３は、典型的には、ワイ
ヤ５を熱圧着するために必要な厚い金を付着するために
モリブデン接点領域上に付着される。尚、この技術につ
いては前述の１９７８年発行のＩＢＭテクニカル・ディ
スクロジャ・プルティンに記載されている。
さて、ニッケルの表面は急速に酸化されそのあとのメッ
キ処理に対して付着性を低下させることが知られている
。
そのような酸化膜は、米国特許第３３６２８５１号の教
示するところに従って、例えば金などの別の金層を″フ
ラッシュ″被覆することにより防止することができる。
しかし、金のフラッシュ被覆層は酸化防止体として働く
けれども、中間の金のフラッシュ被覆層が処理されない
まま残されて最終的な複合構造中に完全に拡散するとき
に金の厚い層とニッケルとの間の引張り強さが不必要に
限定されてしまうということが分かっている。
本発明によれば、約７００〜１２００人の厚さの金の浸
漬層がニッケル上に配置され、このとき金のニッケルへ
の拡散を促すような手続がさらに行なわれることはない
。そして、熱圧着される予定にないニッケルの領域を覆
うように選択的にマスク層が付着される。次に、拡散し
なかった金の浸漬層が、化学的な剥離剤によりマスクさ
れていない領域から除去され、そのあと直ちに厚い金属
がマスクされていないニッケル上に電気メッキされる。
金の浸漬層を除去するために、次のような成分及び濃度
により特徴づけられる化学的剥離剤を使用することが望
ましい： （１）シアン化カリウムなどの全錯化剤−１６％（２）
メタ−ニトロベンゾアート・ナトリウムなどの酸化剤−
４９％、 （３）（溶剤のＰＨを約１１．５にするための）炭酸ナ
トリウム−２６％、 （４）硫酸ナトリウム−９％、 （５）沿イオン−０，０５％、 （６）水 最後に、選択的なマスクが除去され、好適には５５０℃
の熱処理サイクルにより金がニッケル中に拡散し、こう
して、従来技術で達成できる構造よりも硬さが低減され
引張り強度が高められた金属化構造が形成される。
次に示す詳細な例は、本発明の各工程を従来技術（典型
的には前記１９７１年発行のＩＢＭテクニカル・ディス
クロジャ・プルティンに記載の技術）と対比して示すも
のであり、これにより本発明の理解が一層容易ならしめ
られるであろう。
紅 凭対雀踵　　　ｊ　　躬醜殴ゴ迦趣俯國Ｎｉ基層無電解
メッキ　　　（１）　　　Ｎｉ基層無電解メッキ２４時
間ベーク　　　　　　（２）　　　　２４時間ベークＮ
ｉ拡散　　　　　　　　　（３）　　　Ｎｉ拡散プラズ
マ・アッシュ　　　　（４）　　　プラズマ・アッシュ
金の浸漬層付着　　　　　　（５）　　　金αｉｔ＋の
浸漬層付着金の拡散（５５０℃）（６）　　　厚い金ス
クリーニングのための予備清浄 厚い金のスクリーニングの　（７）　　　厚い金のスク
リーニングための予備清浄 厚い金のスクリーニング　　（８）　　　熱水浸漬熱水
浸漬　　　　　　　　　（９）　　　空気乾燥空気乾燥
　　　　　　　　　（１０）　　　１５−６０ｇ／　Ｑ
の濃度の化学的剥離による賜金の化学的エツチング（１
０ 〜１に秒） 金のストライク　　　　　　（１１）　　　リンス厚い
金のメッキ　　　　　　（１２）　　　金のストライク
蒸気脱脂　　　　　　　　　（１３）　　　厚い金のメ
角キ後清浄　　　　　　　　　　（１４）　　　蒸気脱
脂終了　　　　　　　　　　（１５）　　　後清浄（１
６）　　　厚い金の拡散（５５０℃、１５扮）（１７）
　　　プラズマ・アッシュ （１８）　　　終了 忍−匹 化ザ来枦塙だ眺４気度　　　　金の゛潰層を　、するた
めに必　な（ｇ／Ｕ　　　　　　　　　　　　　　　　
　（秒）１５　　　　　　　　　　　　　　　　６０〜
１２０３０　　　　　　　　　　　　　　　　４５〜７
５４０　　　　　　　　　　　　　　　　３０〜５０５
０　　　　　　　　　　　　　　　　２０〜４０６０　
　　　　　　　　　　　　　　　１０〜２０尚、表Ｉに
おいて、本発明の最初の５工程は。
従来の処理と同一であることに注意されたい。しかし、
従来の処理における金拡散工程６は本発明では省略され
、それが後に行なわれる厚い金の拡散工程１６により置
き換えられている。本発明の工程６〜９は従来の処理の
工程７〜１ｏに類似している。
工程５により生じる未拡散の薄い金属は本発明の工程１
０でエツチングにより除去され、リンスされる（工程１
１）。従来の処理の工程１１〜１４が１本発明の工程１
２〜１５として使用される。
最後に、工程１６で、延期されていた金の拡散が行なわ
れ、続いてプラズマ・アッシュが実行されて、適正な金
属化と後の接着性を保証するために必要なＡｕ−Ｎｉ拡
散障壁が形成される。
上記表工における従来の処理に基づ＜３１０５個のサン
プルと、同じく表工における本発明の処理に基づく４２
３個のサンプルとについて、引張り強度の平均値を求め
たところ、次のとおりであった： 従来の処理　　　　　本発明の処理 ６８±２グラム　　　　８５±Ｏグラムさらに、（金属
化界面における剥離などの）補修不可能な欠陥が解消さ
れたとともに、（金のバルクの破裂などの）補修可能な
欠陥が、従来の処理により形成したサンプルよりも低減
していることが分かった。
Ｆ０発明の効果 以上のように、この発明によ九ば、ＮｉとＡｕの層を有
する金属接点構造体において、引張り強度が高まるとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、金属接点におけるＭｏとＮｉとＡｕの層構造
を示す図である。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗金ｍ拵点の
層構造 液（（支）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）（ａ）基板上にニッケルを付着し、 （ｂ）上記ニッケル上に金の薄い層を形成し、 （ｃ）上記金の薄い層を化学的に剥離し、 （ｄ）上記ニッケル上に金の厚い層を付着し、 （ｅ）上記金の厚い層を上記ニッケルに拡散させる工程
    を含む、 金属接点の形成方法。
  2. （２）上記金の厚い層の拡散が約５５０℃で行なわれる
    特許請求の範囲第（１）項記載の方法。
  3. （３）上記基板がセラミック物質である特許請求の範囲
    第（１）項記載の方法。
  4. （４）上記金の薄い層が約７００ないし約１２００Åの
    範囲で浸漬処理により形成される特許請求の範囲第（１
    ）項記載の方法。
JP61044277A 1985-05-17 1986-03-03 金属接点の形成方法 Granted JPS61265853A (ja)

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US06/735,040 US4601424A (en) 1985-05-17 1985-05-17 Stripped gold plating process
US735040 1985-05-17

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JPS61265853A true JPS61265853A (ja) 1986-11-25
JPH0253945B2 JPH0253945B2 (ja) 1990-11-20

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JP61044277A Granted JPS61265853A (ja) 1985-05-17 1986-03-03 金属接点の形成方法

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US (1) US4601424A (ja)
EP (1) EP0203423B1 (ja)
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JPH10242205A (ja) * 1997-03-03 1998-09-11 Hitachi Chem Co Ltd ワイヤボンディング端子とその形成方法

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