半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种半导体装置的制造方法，该半导体装置的制造方法能够兼顾热应力环境下的半导体装置的可靠性以及制造工序中的组装性的提高。在半导体装置的制造方法中，在半导体基板的一个主面，通过将第1导电膜堆积、图案化，从而形成第1电极，在第1电极之上，形成与第1电极所具有的图案对应的第1金属膜，在半导体基板的另一个主面，通过将第2导电膜堆积，从而形成第2电极，在第2电极之上，形成比第1金属膜薄的第2金属膜，分别在第1金属膜之上以及第2金属膜之上通过非电解镀而一起形成第3金属膜。

Manufacturing Method of Semiconductor Device

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本专利技术涉及半导体装置的制造方法。
技术介绍
在专利文献1或者专利文献2中，公开有为了将外部电极与半导体元件的电极通过焊料进行直接接合，在表面电极(在专利文献2中是上表面的阳极电极)之上具有金属膜的半导体装置。根据具有如上述的结构的半导体装置，能够实现在降低电阻的同时能进行大电流的通电的配线。专利文献1：国际公开第2014/037996号专利文献2：日本特开2016－48760号公报专利文献3：日本专利第6250868号公报在半导体元件的电流流过的部分承受由于温度循环而引起的热应力。在这样的热应力环境下，金属膜与焊料之间进行合金化，金属膜的厚度不断减小。为了确保接合部的可靠性，需要设计为在半导体装置的使用条件下，金属膜不会消失。因此，在要求应对严酷的热应力环境的用途中，需要设计以金属膜不会消失的程度具有厚度厚的金属膜的半导体装置。在形成如上述的厚的金属膜时，相比于溅射技术，镀敷技术更适用。就专利文献1以及2示出的半导体装置而言，仅在从保护膜的开口部露出的表面电极之上，通过镀敷技术而形成有金属膜。为了应对热应力环境下的上述的课题，需要与表面侧相同地在背面侧也形成厚的金属膜。在专利文献3中，提出了分别在表面电极之上以及背面电极之上形成有镀层的半导体元件。镀敷技术能够在半导体装置的两面同时形成金属膜，但如果不应用特别的工艺，则在各面形成大致相同厚度的金属膜。因此，相比于与在表面电极露出的区域对应地形成的表面侧的金属膜的应力，在整个背面形成的金属膜的应力较强。可想到由于该应力，半导体装置翘曲而成为向表面侧凸、即向上凸的形状。特别地，对于通过镀敷技术而形成的金属膜，在通过焊料而与外部电极接合之前，需要进行用于脱气的热处理。可想到在该热处理时发生由上述的应力引起的翘曲。在半导体装置翘曲成凸形的状态下，在背面电极与外部电极通过焊料进行接合的情况下，在凸部容易产生焊料的空隙，产生组装不良。凸状的翘曲主要由于上述的应力差即金属膜的体积差而产生。仅通过镀敷工艺，难以在两面同时形成金属膜并且使各个金属膜具有厚度差。在专利文献3中，提出了通过表面电极以及背面电极的面积差对表面以及背面的各镀层的成膜速度进行控制的半导体元件的制造方法。但是，电极面积是与半导体元件的设计本身相关的参数。由此，正在谋求能够提高半导体元件的设计自由度、同时还能够提高生产率的制造方法。另外，当在保护膜的开口部形成金属膜的情况下，存在下述课题，即，无法制作如专利文献1所公开的那样的将金属膜的端部通过保护膜进行覆盖的构造。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种半导体装置的制造方法，该半导体装置的制造方法能够兼顾热应力环境下的半导体装置的可靠性、半导体装置的设计自由度以及制造工序中的生产率的提高。本专利技术涉及的半导体装置的制造方法是，在半导体基板的一个主面，通过将第1导电膜堆积、图案化，从而形成第1电极，在第1电极之上，形成与第1电极所具有的图案对应的第1金属膜，在半导体基板的另一个主面，通过将第2导电膜堆积，从而形成第2电极，在第2电极之上形成比第1金属膜薄的第2金属膜，分别在第1金属膜之上以及第2金属膜之上通过非电解镀而一起形成第3金属膜。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种半导体装置的制造方法，该半导体装置的制造方法能够兼顾热应力环境下的半导体装置的可靠性、半导体装置的设计自由度以及制造工序中的生产率的提高。本专利技术的目的、特征、方案、以及优点通过以下的详细说明和附图会更加清楚。附图说明图1是表示实施方式1中的半导体装置的结构的剖面图。图2是表示实施方式1中的半导体装置的制造方法的流程图。图3是表示前提技术中的半导体装置的结构的剖面图。图4是表示实施方式2中的半导体装置的结构的剖面图。图5是表示实施方式2中的半导体装置的制造方法的流程图。图6是表示实施方式3中的半导体装置的结构的剖面图。图7是表示实施方式3中的半导体装置的制造方法的流程图。图8是表示实施方式4中的半导体装置的制造方法的流程图。图9是表示实施方式4中的形成第1防氧化膜以及第2防氧化膜之后的半导体装置的构造的剖面图。图10是表示实施方式4中的去除第1防氧化膜以及第2防氧化膜之后的半导体装置的构造的剖面图。图11是表示实施方式4中的形成第3金属膜之后的半导体装置的构造的剖面图。标号的说明1半导体基板，1a表面，1b背面，2第1电极，2a端部，3第3电极，3a端部，4保护膜，5第1金属膜，5a端部，6第2电极，7第2金属膜，8第3金属膜，9第1防氧化膜，10第2防氧化膜。具体实施方式下面，对半导体装置的制造方法的实施方式进行说明。＜实施方式1＞(半导体装置的结构)图1是表示实施方式1中的半导体装置的结构的剖面图。半导体装置由半导体基板1、第1电极2、第3电极3、保护膜4、第1金属膜5、第2电极6、第2金属膜7以及第3金属膜8构成。在半导体基板1作为半导体元件设置有开关元件(未图示)。半导体元件例如是电力半导体元件。电力半导体元件例如是包含宽带隙半导体的MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)或者IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)。半导体装置例如是包含电力半导体元件的电力半导体装置。第1电极2设置于半导体基板1的表面1a即一个主面，具有规定的图案。第1电极2是用于供半导体元件的主电流流过的电极，例如是MOSFET的源极电极，或者，是IGBT的发射极电极。第1电极2例如是包含Al、Si、Cu等的Al合金。第1电极2的厚度例如是0.1μm至5μm左右。第3电极3在半导体基板1的表面1a即一个主面，与第1电极2分离而设置。第3电极3是施加用于对半导体元件的通断动作进行控制的电压信号的电极，例如是MOSFET或者IGBT的栅极电极。保护膜4在半导体基板1的表面1a，设置为对第1电极2所具有的图案的端部2a进行覆盖。第1电极2的一部分从通过对第1电极2的端部2a进行覆盖而形成的保护膜4的开口部露出。另外，保护膜4还设置于第3电极3所具有的图案的端部3a。第3电极3的一部分从通过对第3电极3的端部3a进行覆盖而形成的保护膜4的开口部露出。保护膜4例如是由聚酰亚胺构成的绝缘膜。第1金属膜5设置于从保护膜4的开口部露出的第1电极2之上。即，第1金属膜5与第1电极2所具有的图案对应地设置。第1金属膜5还设置于从保护膜4的开口部露出的第3电极3之上。即，第1金属膜5还与第3电极3所具有的图案对应地设置。第1金属膜5是焊料接合用金属膜。第1金属膜5例如包含Ni或者Cu。第2电极6设置于半导体基板1的背面1b即另一个主面。在实施方式1中，第2电极6具有与第1电极2相比更大的面积，在这里，设置于整个背面1b。第2电极6是用于供半导体元件的主电流流过的电极，例如是MOSFET的漏极电极，或者，是IGBT的集电极(collector)电极(electrode)。第2电极6是包含例如Al、Si、Cu等的Al合金。第2电极6的厚度例如是0.1μm至5μm左右。第2金属膜7设置于第2电极6之上。第2金属膜7是焊料接合用金属膜。第2金属膜7包含例如Ni或者Cu。第1金属膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的制造方法，其中，在半导体基板的一个主面，通过将第1导电膜堆积、图案化，从而形成第1电极，在所述第1电极之上，形成与所述第1电极所具有的图案对应的第1金属膜，在所述半导体基板的另一个主面，通过将第2导电膜堆积，从而形成第2电极，在所述第2电极之上形成比所述第1金属膜薄的第2金属膜，分别在所述第1金属膜之上以及所述第2金属膜之上通过非电解镀而一起形成第3金属膜。

【技术特征摘要】
2018.01.19 JP 2018-0072271.一种半导体装置的制造方法，其中，在半导体基板的一个主面，通过将第1导电膜堆积、图案化，从而形成第1电极，在所述第1电极之上，形成与所述第1电极所具有的图案对应的第1金属膜，在所述半导体基板的另一个主面，通过将第2导电膜堆积，从而形成第2电极，在所述第2电极之上形成比所述第1金属膜薄的第2金属膜，分别在所述第1金属膜之上以及所述第2金属膜之上通过非电解镀而一起形成第3金属膜。2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，在形成所述第1电极以及所述第1金属膜之后，在所述半导体基板的所述一个主面，形成对所述第1电极以及所述第1金属膜各自所具有的图案的端部进行覆盖的保护膜。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾根田真也，原田健司，中田洋辅，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP