JPS63126250A - 半導体装置、およびその製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置、およびその製造方法に関し、
さらに詳しくは、バイアホールを有する砒化ガリウム集
積回路装置の改良された構造、およびその製造方法に係
るものである。

〔従来の技術〕

従来例でのこの種のバイアホールを有する砒化ガリウム
集積回路装置（以下、　ＧａＡｓ１Ｇと呼ぶ）の−例に
よる主要な製造工程を、第３図（ａ）ないしくｄ）に順
次に示しである。

すなわち、この第３図従来例方法において、符号１は半
絶縁性ＧａＡｓ基板であり、ｌａはそのバイアホール、
１ｂはこのバイアホール１ａ内での異常エツチング部で
ある。また、４は前記ＧａＡｓ基板１上に形成させた第
１金属層、５はこの第１金属層４の裏面露出部分を含め
て、前記バイアホール１ａの内面に形成させたメッキ給
電金属層、５５はこのメッキ給電金属層５の表面に形成
された第２金居層である。

この第３図従来例方法の場合には、まず、ＧａＡｓ基板
１の表面側（装置回路９例えばＦＥＴなどの回路形成側
）に、配線、電極など−なる第１金属層４を形成した上
で（同図（ａ））、このＧａＡｓ基板ｌ基板面側から、
硫酸、過酸化水素系エツチング液などをエッチャントと
する湿式エツチングによりエツチング処理し、バイアホ
ール１ａを形成させて。

前記第１金属層４の裏面を同ホール内に露出させ（同図
（ｂ））、ついで、この露出された第１金属層４の裏面
、およびバイアホール１ａの凹部内面を含んだＧａＡｓ
基板ｌ基表面全体に、スパッタリングデポジションとか
、無電解メッキ、あるいはこれら′の併用によって、メ
ッキ給電金属層５を形成させ（同図（Ｃ））、さらに、
その後、このメッキ給電金属層５を電極に、電解メッキ
を行なって第２金属層５５を形成するのである（同図（
ｄ））。

そして、この構成にあって、第１金属層４の裏面、およ
びバイアホール１ａの凹部内面に形成された各金属層、
つまり給電金属層５と第２金属層５５とは、ＧａＡｓ基
板１．ひいては装置表面に形成された電気回路における
配線金属層とか電極金属層、こ〜では第１金属層４にコ
ンタクトさせることにより、表面側の電気回路から、裏
面側への放熱、ならびに接地を行なうようにするのであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来例方法の場合、バイアホール１
ａのエツチング工程（第３図（ｂ））におけるストップ
エッチ層、つまりこの場合、第１金属層４としては、一
般にＴｉとかＡｕなどの金属を用いており、この第１金
属層４とＧａＡｓ界面との間では、電気化学的反応、あ
るいは半導体材料と金属材料との反応に基ずく応力歪な
どによって、その湿式エツチングが促進されるために、
エツチング終了時点で、同図から明らかなように、この
ＧａＡＳ界面部において、異常エツチング部１ｂを生じ
易い。

そして、この異常エツチング部１ｂでは、続いて行なわ
れるメッキ給電金属層５の形成工程（同図（Ｃ））にお
いて、凹部１ｂに対するメタライズが非常に困難である
ために、このメッキ給電金属層５が凹部１ｂで破断され
、もしくは同層５の形成後に空隙部などへして残ること
になり、その結果、電解メッキによる第２金属層５５を
安定して形成することができず、形状、外観の不体裁と
か、断線、接地不良および放熱不良などを生じ易くて、
装置構造上、また製造工程上の欠点となっている。

また、このような欠点を改善させるために、前記ストッ
プエッチ層として、シリコン窒化膜などの絶縁体層を用
いるようにした第４図（ａ）ないしくＣ）に示す手段も
提案されている。

ご覧で、この第４図従来例方法の場合には、まず、半絶
縁性ＧａＡ＋基板１の表面側（基板鏡面側）にあって、
ストップエッチ層としての絶縁体層。

すなわちシリコン窒化膜２と、それに第１金属層４を順
次に形成した上で、このＧａＡｓ基板１の裏面側から、
前例と同様に、湿式エツチングによりバイアホールｌａ
を形成させ（同図（ａ））、ついで、このバイアホール
１ａ側からシリコン窒化膜２の部分を選択的にエツチン
グ除去して、第１金属層４の裏面を露出させ（同図（ｂ
））、その後、バイアホールｌａの凹部を含む基板裏面
全体に、メッキ給電金属層５を形成させる（同図（Ｃ）
）のである。

しかし、この改良された従来例方法の場合にあっても、
ストップエッチ層としてのシリコン窒化膜２の選択的エ
ツチング工程（第４図（ｂ））で、このシリコン窒化膜
２のエツチング部分にオーバーハング部２ｂを生じ、同
図（Ｃ）に見られるように、このオーバーハング部２ｂ
へのメッキ給電金属層５の形成ができず、前例と同様な
好ましくない問題点を生ずるものであった。

従って、この発明の目的とするところは、従来例におけ
るこのような問題点を解消して、形状。

外観が良好で、かつ断線、接地不良ならびに放熱不良な
どを生ずる慣れのない、この種のＧａＡｓ１Ｇ　。

つまりこ−での半導体装置、およびその製造方法を提供
することである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 前記目的を達成させるために、この発明では、半導体基
板上に形成した絶縁体層に、選択的にコンタクトホール
を開口させ、かつこのコンタクトホール内を、絶縁体層
上に形成されて、基板表面での電気回路の配線、電極な
ど＼なる第１金属層により埋めておき、この状態で、半
導体基板に裏面側からバイアホールをエツチング形成さ
せて、少なくともコンタクトホール内を埋める第１金属
層部分の裏面を含む絶縁体層の一部を露出させるように
し、その後、この露出された第１金属層部分の裏面を含
むバイアホール凹部内面、および半導体基板裏面に第２
金属層を形成させるようにしたものｔある。

〔作　　　用〕

すなわち、この発明においては、ストップエッチ絶縁体
層に選択的に形成したコンタクトホール内を、この絶縁
体層上に形成される第１金属層の部分で予め埋めておき
、この状態で、半導体基板に裏面側からバイアホールを
エツチング形成させるようにしたので、これらの第１金
屈層のコンタクトホール内を埋めた裏面部分、および絶
縁体層の裏面一部を容易に露出させることができ、その
後の第２金属層の形成と、この第２金属層の第１金属層
への接続とを確実になし得るのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る半導体装置、およびその製造方法
の一実施例につき、第１図および第２図を参照して詳細
に説明する。

第１図（ａ）ないしくｇ）はこの実施例方法を工程順に
示すそれぞれ断面図であり、また第２図はバイアホール
エツチング後の基板裏面を拡大して示す説明図である。

これらの第１図、第２図実施例において、前記第３図、
第４図従来例と同一符号は同一または相当部分を示し、
また、符号２ａはストップエッチ絶縁体層としてのシリ
コン窒化膜２に選択的に開けられたコンタクトホール、
３はこのコンタクトホール２ａヲエツチング開口させる
ためのフォトレジスト膜である。

この第１図（ａ）ないしくｇ）に示す実施例方法の場合
には、まず、半絶縁性砒化ガリウム基板などの化合物半
導体基板、こｋでは、ＧａＡｓ基板ｌ基板面側（装置回
路１例えばＦＥＴなどの回路形成側）にあって、プラズ
マ化学気相成長法などにより、ストップエッチ絶縁体層
としてのシリコン窒化膜２を形成し、かつ間膜２上にフ
ォトレジスト膜３を塗布、パターニングした上で（同図
（ａ））、　ＲＩＥ法などにより、このフォトレジスト
パターンをマスクにして、前記シリコン窒化膜２を選択
的にエツチング除去し、コンタクトホール２ａを開口さ
せ（同図（ｂ））だ後、フォトレジストパターンを除去
する（同図（Ｃ））。

ついで、金属蒸着法などにより、前記コンタクトホール
２ａ部分を含むシリコン窒化膜２上に、基板表面での電
気回路の配線、電極など覧なる第１金ｆｒＡ層４を、選
択的にメタライズ形成して、この第１金属層４の部分に
よりコンタクトホール２ａ部分を埋め（同図（ｄ））、
続いて、前記ＧａＡｓ基板１の裏面側から、前記した湿
式エツチングにより、バイアホールｌａを形成して、同
基板裏面側に、少なくとも前記コンタクトホール２ａ部
分を埋める第１金属層４部分の裏面を含むシリコン窒化
膜２の裏面一部を露出させ（同図（ｅ））、かつまた、
この露出された第１金属層４部分の裏面、およびバイア
ホールｌａの凹部内面を含むＧａＡｓ基板１の裏面全体
に、スパッタリングデポジションとか、無電解メ・ンキ
、あるいはこれらの併用により、メッキ給電金属層５を
形成させ（同図（ｆ））、さらに続いて、このメッキ給
電金ＥＪ９５をＮ、ｐｉｌに電解メッキを施し、　Ｇａ
Ａｓ基板１の裏面、およびバイアホール１ａの凹部内面
に第２金属層５５を形成させることで、この第１金属層
４と第２金属層５５とを実質的に接続させ（同図（ｇ）
）、このようにして、所期の半導体装置、こ−では、Ｇ
ａＡｓＩＣを得るのである。

従って、この実施例方法、およびこの実施例方法によっ
て得た装置構成では、ストップエッチ絶縁体層としての
シリコン窒化膜２に、選択的に形成したコンタクトホー
ル２ａ内を、このシリコン窒化膜２上に形成される第１
金属層４の部分で予め埋めるようにしたので、その後は
、単にバイアホール１ａをエツチング形成させるのみで
、これらの第１金屈層４部分の裏面、およびシリコン窒
化膜２の裏面一部を露出させ得る。つまりこ−では、シ
リコン窒化膜２をストップエッチ層としたバイアホール
１ａのエツチング形成により、従来例とは異なって、異
常エツチング部１ｂとか、オーバーハング部２ｂなどを
生ずることのないバイアホールｌａのエツチング形成が
可能になり、実質的に第１金屈層４を露出させることが
できるのである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明によるときは、半絶縁性
砒化ガリウム基板などの化合物半導体基板を用い、この
半導体基板にバイアホールを設ける半導体装置において
、半導体基板の表面側に絶縁体層を形成させ、かつこの
絶縁体層に選択的に形成したコンタクトホール内を、こ
の絶縁体層上に形成される第１金屈層部分で予め埋めて
おき、この状態で、半導体基板に裏面側から、絶縁体層
をストップエッチ層に用いて、バイアホールをエツチン
グ形成させるようにしたから、従来例でのように、異常
エツチング部とか、オーバーハング部などを生ずること
なしに、これらの第１金属層の裏面部分、および絶縁体
層の一部をバイアホール内に安定的に露出させ得るので
あり、従って、その後のバイアホールの凹部内面を含む
基板裏面への第２金属層の形成、ひいては第１金属層部
分への第２金属層の接続を容易かつ確実に行ない得て、
その形状、外観を良好にできると共に、第１金属層、第
２金属層相互間での断線、接地不良ならびに放熱不良な
どをすべて解消でき、また、一方では、従来例でのバイ
アホールのエツチング形成に続く困難な絶縁体層のエツ
チング工程を省略でき、しかもこ−では、これに代る絶
縁体層のコンタクトホール内への第１金属層部分の形成
が。

同絶縁体層上での電気回路の配線、電極などへなる第１
金属層により兼用できて、より一層構成が簡単になり、
これらによって製造工程の簡略化。

安定化を達成できるなどの優れた特長を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないしくｇ）はこの発明に係る半導体装置
の製造方法の一実施例を工程順に示すそれぞれ断面図、
第２図は同上バイアホールエツチングエ程後の基板裏面
を拡大して示す説明図であり。 また第３図（ａ）ないしくｄ）、および第４図（ａ）な
いしくｃ）は従来の各別個による同上製造方法を工程順
に示すそれぞれ断面図である。 ｌ・・・・ＧａＡｓ基板、１ａ・・・・バイアホール、
２・・・・シリコン窒化膜、２ａ・・・・コンタクトホ
ール、３・・・・フォトレジスト膜、４・・・・第１金
Ｍ、層、５・・・・メッキ給電金属層、５５・・・・第
２金属層。 第１図 ２ニシソコシ１ｊ；ニー化１、 第１図 ５ｓ：Ｍ２金！！層 第２図 ａ 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半絶縁性砒化ガリウム基板などの化合物半導体基
   板を用い、この半導体基板にバイアホールを設ける半導
   体装置において、前記半導体基板の表面側に形成された
   絶縁体層と、この絶縁体層上に形成されて、同層に選択
   的に開口されたコンタクトホールを埋め、かつ基板表面
   での電気回路の配線、電極などゝなる第１金属層と、前
   記半導体基板に裏面側から形成されて、前記第１金属層
   を同基板裏面側に露出させたバイアホールと、少なくと
   も露出された第１金属層部分の裏面を含み、前記バイア
   ホール凹部内面、および半導体基板裏面に形成させた第
   ２金属層とを備えて構成したことを特徴とする半導体装
   置。
2. （２）半絶縁性砒化ガリウム基板などの化合物半導体基
   板を用い、この半導体基板にバイアホールを形成する半
   導体装置の製造方法において、前記半導体基板の表面側
   に絶縁体層を形成する工程と、この絶縁体層に選択的に
   コンタクトホールを開口させる工程と、前記絶縁体層上
   にあつて、コンタクトホールを埋め、かつ基板表面での
   電気回路の配線、電極などゝなる第１金属層を形成する
   工程と、前記半導体基板の裏面側からバイアホールをエ
   ッチング形成して、同基板裏面側に少なくとも前記コン
   タクトホールを埋める第１金属層部分の裏面を露出させ
   る工程と、露出された第１金属層部分裏面、バイアホー
   ル凹部内面、および半導体基板裏面に第２金属層を形成
   させる工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
   方法。