半导体元件及其制造方法技术

半导体元件，其为在具有表侧电极及背侧电极的表背导通型基板的至少单侧的电极上依次形成有第一电极及非电解镀层的半导体元件，上述第一电极含有比形成上述电极的金属贵的元素，上述电极形成有上述第一电极，上述第一电极的面积比形成有上述第一电极的所述电极的面积小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体元件及其制造方法
本专利技术涉及半导体元件及其制造方法。详细地说，本专利技术涉及表背导通型的半导体元件、特别是以IGBT(绝缘栅型双极晶体管)、二极管等为代表的电力变换用的功率半导体元件及其制造方法。
技术介绍
目前为止，在将表背导通型的半导体元件安装于模块的情况下，将半导体元件的背侧电极焊接于基板等，将半导体元件的表侧电极进行引线接合。但是，近年来，从制造时间缩短及材料费用削减的观点考虑，使用将金属电极直接焊接于半导体元件的表侧电极的安装方法增多。就半导体元件的表侧电极而言，一般由铝或铝合金形成，因此为了进行焊接，需要在半导体元件的表侧电极上形成数μm的厚度的镍膜、金膜等。但是，在使用如蒸镀或溅射的真空成膜法来形成镍膜等的情况下，通常只得到1.0μm左右的厚度。另外，如果要想使镍膜厚膜化，则制造成本上升。因此，作为以低成本、可高速且厚膜化的成膜方法，镀敷技术受到关注。作为镀敷技术，有在由铝或铝合金形成的电极(以下有时简写为“Al电极”)的表面能够选择性地形成镀层的非电解镀敷法。作为非电解镀敷法，一般利用钯催化法及锌酸盐法。就钯催化法而言，是在Al电极的表面使钯作为催化剂核而析出，形成非电解镀层。另外，就锌酸盐法而言，是在Al电极的表面使锌与Al进行置换而由此使其作为催化剂核来析出，形成非电解镀层。就用于该方法的锌酸盐液而言，由于价格便宜，因此在不断地被广泛采用。例如，在专利文献1中，提出半导体元件的制造方法，其包含：在半导体基板上的Al电极的侧面形成由聚酰亚胺制成的保护膜，在没有形成保护膜的Al电极的表面，通过非电解镀敷法，选择性地形成包含镍镀层和在其上层叠的金镀层的非电解镀层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-51084号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题由于在保护膜与非电解镀层之间没有形成化学键合，因此在其间存在间隙。如果该间隙大、非电解镀敷处理的时间长、或者进行高温处理，则有时药液从该间隙侵入而腐蚀Al电极。如果发生Al电极的腐蚀，则Al电极与接合用的非电解镀层之间的附着力降低，在焊接或引线接合时有时非电解镀层鼓起、剥离。用于解决课题的手段本专利技术为了解决上述的课题而完成，目的在于提供在焊接或引线接合时非电解镀层不鼓起且不剥离的、接合可靠性高的表背导通型的半导体元件及其制造方法。本专利技术人为了解决上述这样的课题深入研究，结果发现：在表侧电极或背侧电极上，形成含有比形成该电极的金属贵的元素且面积比该电极小的第一电极，在该第一电极上形成非电解镀层，由此能够防止电极的损伤引起的电极与非电解镀层之间的附着力的降低，完成了本专利技术。即，本专利技术为半导体元件，是在具有表侧电极及背侧电极的表背导通型基板的至少单侧的电极上依次形成有第一电极和非电解镀层的半导体元件，上述第一电极含有比形成上述电极的金属贵的元素，所述电极形成有上述第一电极，上述第一电极的面积比形成有上述第一电极的上述电极的面积小。另外，本专利技术为半导体元件的制造方法，其包含：在表背导通型基板的单侧形成表侧电极的工序；在上述表侧电极上的一部分使用非电解镀敷法使比形成上述表侧电极的金属贵的元素析出而形成第一电极的工序；和在上述第一电极上使用非电解镀敷法将上述第一电极作为催化剂来形成非电解镀层的工序。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供在焊接或引线接合时非电解镀层不鼓起且不剥离的、接合可靠性高的表背导通型的半导体元件及其制造方法。附图说明图1为根据实施方式1的半导体元件的截面示意图。图2为根据实施方式1的半导体元件的平面示意图。图3为根据实施方式1的另一半导体元件的截面示意图。图4为根据实施方式2的半导体元件的截面示意图。图5为根据实施方式2的另一半导体元件的截面示意图。图6为根据实施方式3的半导体元件的截面示意图。图7为根据实施方式3的另一半导体元件的截面示意图。具体实施方式实施方式1.图1为根据实施方式1的半导体元件的截面示意图。图2为根据实施方式1的半导体元件的平面示意图。在图1及图2中，本实施方式的半导体元件1具备：表背导通型基板2、在表背导通型基板2的一个主面(表面)形成的表侧电极3a、在表背导通型基板2的另一主面(背面)形成的背侧电极3b、在表侧电极3a上形成的第一电极4、和在第一电极4上形成的非电解镀层5。非电解镀层5具有：在第一电极4上形成的第一接合用非电解镀层6、和在第一接合用非电解镀层6上形成的第二接合用非电解镀层7。第一电极4含有比形成表侧电极3a的金属贵的元素。就第一电极4而言，以第一电极4的上表面的面积变得比表侧电极3a的上表面的面积小的方式形成。第一电极4作为用于防止腐蚀的电极(防腐蚀用电极)来发挥功能。另外，以包围非电解镀层5的周围的方式，在未形成非电解镀层5的表侧电极3a上设置有保护膜8。图3为根据实施方式1的另一半导体元件的截面示意图。就图3中所示的半导体元件1而言，除了将表侧电极3a的侧面用保护膜8覆盖以外，与图1中所示的半导体元件1的结构相同，因此省略说明。作为表背导通型基板2，并无特别限定，能够使用Si基板、SiC基板、GaAs基板、GaN基板等该
中公知的半导体基板。表背导通型基板2具有扩散层(未图示)，具备掌管PN结、栅电极等半导体元件1的动作的功能。作为表侧电极3a及背侧电极3b，并无特别限定，能够由铝、铝合金、铜、镍、金等该
中公知的材料来形成。在本实施方式中，从接合性优异的观点考虑，优选表侧电极3a由铝或铝合金形成，背侧电极3b由镍或金形成。作为铝合金，并无特别限定，优选含有比铝贵的元素。通过含有比铝贵的元素，在形成第一电极4时，从在该元素的周围所存在的铝，电子变得容易流动，因此铝的溶解得到促进。而且，在铝溶解了的部分，锌集中而析出，成为第一电极4的形成的起点的锌的析出量增多，因此变得容易形成第一电极4。作为比铝贵的元素，并无特别限定，例如，可列举出铁、镍、锡、铅、硅、铜、银、金、钨、钴、铂、钯、铱、铑等。在这些元素中，优选铜、硅、铁、镍、银、金。另外，这些元素可单独地含有，或者可含有2种以上。就铝合金中的比铝贵的元素的含量而言，并无特别限定，优选为5质量％以下，更优选为0.05质量％以上且3质量％以下，最优选为0.1质量％以上且2质量％以下。就表侧电极3a的厚度而言，并无特别限定，一般为1μm以上且8μm以下，优选为2μm以上且7μm以下，更优选为3μm以上且6μm以下。就背侧电极3b的厚度而言，并无特别限定，一般为0.1μm以上且4μm以下，优选为0.5μm以上且3μm以下，更优选为0.8μm以上且2μm以下。就第一电极4而言，只要含有比形成表侧电极3a或背侧电极3b的金属贵的元素即可，如果考虑上述的表侧电极3a及背侧电极3b的形成材料，优选由非电解钯镀层或非电解金镀层形成。就优选为采用非电解镀敷法而形成的层的理由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体元件，其为在具有表侧电极及背侧电极的表背导通型基板的至少单侧的电极上依次形成有第一电极及非电解镀层的半导体元件，其中，/n所述第一电极含有比形成所述电极的金属贵的元素，所述电极形成有所述第一电极，/n所述第一电极的面积比形成有所述第一电极的所述电极的面积小。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180222 JP 2018-0293781.一种半导体元件，其为在具有表侧电极及背侧电极的表背导通型基板的至少单侧的电极上依次形成有第一电极及非电解镀层的半导体元件，其中，
所述第一电极含有比形成所述电极的金属贵的元素，所述电极形成有所述第一电极，
所述第一电极的面积比形成有所述第一电极的所述电极的面积小。


2.根据权利要求1所述的半导体元件，其中，所述第一电极为防止腐蚀的防腐蚀用电极。


3.根据权利要求1或2所述的半导体元件，其还具有：以包围所述非电解镀层的周围的方式在形成有所述第一电极的所述电极上形成的保护膜。


4.根据权利要求3所述的半导体元件，其中，所述第一电极的上表面具有与所述非电解镀层接触的区域和与所述保护膜接触的区域。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体元件，其中，
所述表侧电极及所述背侧电极由铝或铝合金形成，
所述第一电极由非电解钯镀层或非电解金镀层构成，
所述非电解镀层由非电解镍镀层的单层、非电解铜镀层的单层、从所述第一电极侧依次形成的非电解镍镀层和非电解金镀层的二层、或从所述第一电极侧依次形成的非电解镍镀层和非电解钯镀层和非电解金镀层的三层构成。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：砂本昌利，上野隆二，中村祥太郎，
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