DE102004027176B4

DE102004027176B4 - Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauteilen

Info

Publication number: DE102004027176B4
Application number: DE102004027176.3A
Authority: DE
Inventors: Seiji Momota; Eiji Mochizuki
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: JP2004363518A; US7368380B2; JP3831846B2; DE102004027176A1; US20050158979A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils mit einem Halbleitersubstrat (1) und einer darauf anzubringenden Metallelektrode (4; 6, 7, 8), sowie mit einem gegenüber Metallablagerungen empfindlichen Bereich wobei man auf jeder der Hauptflächen des Halbleitersubstrats (1) eine Metallelektrode (4; 6, 7, 8) anbringt und an einer der Hauptflächen des Halbleitersubstrats wenigstens eine Anreisslinie bildet und mit einer Isolierschicht (11) abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass man auch eine Seitenfläche des Halbleitersubstrats (1) mit der Isolatorschicht (11) abdeckt und anschließend nur die Metallelektrode (4) auf dieser einen Hauptfläche mit einem Metall einer anderen Art als dem der Metallelektrode durch stromloses Plattieren überdeckt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauteilen, bei dem durch ein außenstromloses Metallabscheiden aus Lösungen, im folgenden als stromloses Plattieren bezeichnet, eine Elektrode auf einem Halbleiterkörper oder Halbleiterelement als gleichrichtendes Element, wie z. B. eine Diode, gebildet wird.
Bei einer elektrischen Stromumsetzervorrichtung zum Umsetzen von Gleichstrom in Wechselstrom oder umgekehrt, beispielsweise bei einem Inverter oder einem Konverter, wird ein gleichrichtendes Element aus einem Einzelelement-Halbleiterchip als Freilaufdiode verwendet, indem diese mit einem Leistungs-Halbleiterelement zum Ermöglichen eines Stromfreilaufs invers parallel geschaltet ist.
Als Beispiel sei eine Diode mit einem n-leitenden Siliziumsubstrat genannt, bei der in einem begrenztem Oberflächenbereich eine p-leitende diffundierte Schicht gebildet ist, die an der Substrat-Oberfläche von einer Oxidschicht umgeben ist, selbst an ihrer Oberfläche als Anodenelektrode eine Aluminiumelektrode trägt und im Substrat von ringförmigen p-leitenden Schutzringbereichen umgeben ist. In Kontakt mit jeder der Schutzringregionen ist auf der Isolatorschicht eine Feldplatte als Spannungsfestigkeitsstruktur gebildet. Auf der anodenseitigen Oberfläche des Siliziumsubstrats sind für dessen Aufteilung in Chips von Gleichrichterelementen nach der Ausbildung des Substrats Anreißlinien gitterförmig eingeschnitten worden, die über die Feldplatte bis zur p-leitenden diffundierten Schicht reichen. An der anderen Oberflächenseite ist eine Kathodenelektrode gebildet.
Die Diode wird folgendermaßen betrieben. Ist das angelegte Potential auf der Anodenseite höher als das auf der Kathodenseite, so wird die Diode leitend, und im umgekehrten Fall, in dem das an die Anodenseite angelegte Potential niedriger ist als das an der Kathodenseite, wird die Diode gesperrt, so daß diese als gleichrichtendes Element betrieben werden kann.
Um den Prozeß bei der Herstellung des Gleichrichterelements zügig zu machen, soll eine Metallschicht auf der kathodenseitigen Elektrode durch Löten gebildet werden, wodurch eine große Zahl von Elektroden gleichzeitig bearbeitet werden kann, und zur Beschleunigung der Montage des Gleichrichterelements zu einem Modul oder einem Preßteil-Paket soll auch der Anschluß eines Zuleitungsendes an die Elektrode auf der Anodenseite durch Lötung und nicht durch Drahtbondtechnik hergestellt werden. Im Fall des Anlöten des Leitungsendes an die Elektrode auf der Anodenseite muß Nickel auch auf der Aluminiumfläche aufgebracht werden, da an der Aluminiumfläche kein Lötmittel hält. Eines der Verfahren, für diesen Zweck Nickel aufzubringen, ist bekannt als das Verfahren des selektiven Bilden einer Elektrode durch stromloses Plattieren (patentamtliche Dokumente JP 2000-216410 A , JP 11-17197 A , JP 05-291186 A und JP 05-335600 A ). Auf einer Oberfläche der Aluminium-Anodenelektrode wird also eine metallische Abscheidungsschicht aus Nickel gebildet, und zum Verhindern, daß die metallische Abscheidung aus Nickel oxidiert, wird darauf noch eine Goldmetallabscheidung gebildet.
Die metallischen Abscheidungen, die auf den Metallelektroden gebildet werden, führen außer an der Oberfläche der Anodenelektrode möglicherweise auch auf einem Oberflächenteil der weiteren Metallschicht auf der Anodenseite des Substrats und, auch wenn dies nicht vorgesehen ist, an der Unterfläche der Kathode zu metallischen Ablagerungen, die bewirken, daß die Metallelektrodenschichten dicker werden Dies erhöht den Einfluß eines unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Metallelektrodenschicht und dem n-leitenden Siliziumsubstrat mit dem resultierenden Problem, daß sich die Scheibe stärker wirft.
In manchen Fällen kann auch beabsichtigt sein, die Nickelmetallabscheidung und die Goldmetallabscheidung stabil nicht nur auf der Seite der Anodenelektrode, sondern auch auf der Seite der Kathodenelektrode auszubilden. In diesem Fall liegt zwischen der Nickelmetallabscheidung und dem Siliziumsubstrat die Metallelektrode, die z. B. eine Aluminiumelektrode ist. Auch in diesem Fall muß auf die reproduzierbare Gleichmäßigkeit dieser Abscheidungsschichten geachtet werden.
Weiterhin werden Verbindungen einer Vielzahl von Diodenbereichen, die im Siliziumsubstrat gebildet sind, mit externen Schaltungen hergestellt mit Ausnahme solcher Diodenbereiche, die fehlerhafte Charakteristiken haben, wie bekannt ist aus JP H05-047479 Y und JP H05-57744 B .
Als Maßnahme zum Bilden der Metallelektroden kann auch die Abscheidung aus der Dampfphase angewandt werden. Beim Durchführen dieser Dampfabscheidung kann auf dem Nickel als Substrat eine Sperrschicht geschaffen werden, um das Wachstum einer Legierung aus Nickel und aufgebrachtem Lötmittel in der Nickelmetallabscheidung verhindern zu können. Die Schicht der Nickelmetallabscheidung kann dann dünn sein, mit einer Dicke von etwa 0,7 μm. Vom Standpunkt der erleichterten Bildung einer Metallelektrodenschicht auf einer Fläche mit komplizierter Form, die Stufen aufweist, oder vom Standpunkt der Massenherstellung aus betrachtet ist jedoch die Dampfabscheidung der stromlosen Plattierung weit unterlegen. Die stromlose Plattierung eignet sich besser für die Bildung der Elektroden aus dem Gesichtspunkt der Kostenreduktion bei der Massenherstellung. Trotzdem ist die Schicht der Nickelmetallabscheidung, die durch stromlose Plattierung hergestellt wird, hinsichtlich ihrer Fähigkeit, das Wachstum einer Legierung aus dem Nickel und dem aufgebrachtem Lötmittel in dieser Abscheidung zu verhindern, im Vergleich zur Dampfabscheidung unterlegen. Die durch stromloses Plattieren hergestellte Schicht der Nickelmetallabscheidung muß deshalb etwa 3 μm dick sein. Wenn deshalb die stromlose Plattierung insoweit durchgeführt wird, als Abschnitte betroffen sind, für die die Plattierung der Oberfläche des Siliziumsubstrats nicht notwendig ist, oder soweit die Unterseitenfläche betroffen ist, erhöht die dicke Schicht der Metallabscheidung den Einfluß einer Differenz des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der dicken Metallabscheidung und dem Siliziumsubstrat. Dies führt zu einem verstärkten Biegen oder Werfen der Scheibe und zum Problem, daß das Siliziumsubstrat im schlimmsten Fall aufgrund der resultierenden Materialspannung bricht.
Um die erhöhte Materialspannung zu verhindern, wird die Maßnahme angewandt, einen Oxidfilm an der Unterseitenfläche des Siliziumsubstrats zu belassen oder die Unterseitenfläche mit einem Band abzudecken, um sie vom Anhaften von Nickel freizuhalten. Dies führt jedoch zu Problemen hinsichtlich einer Erhöhung der Arbeitsschritte durch den zusätzlichen Schritt des späteren Entfernen des Oxidfilms oder des Abschälen des Bands, zu möglicherweise fehlender Festigkeit des Siliziumsubstrats beim Abschälen des Bands und weiterhin zu einer Verschlechterung der Schichtenqualität aufgrund einer Schichtenkontaminierung durch den Klebstoff des Bands, der sich in der Plattierlösung auflöst.
Bei der stromlosen Plattierung mit Nickel haften positiv geladene metallische Ionen Ni⁺ aus der Plattierlösung an dem zu plattierenden Material aufgrund einer kleinen elektrischen Potentialdifferenz zwischen den Metallionen und dem zu plattierenden Material an und es wächst eine Schicht aus metallischem Ni. Bei einem Gleichrichterelement, bei dem eine p-n-Übergangsschicht gebildet wird, wird durch ein Diffusionspotential an der p-n-Übergangsschicht ein p-leitender Abschnitt negativ geladen und ein n-leitender Abschnitt positiv geladen. Die Metallionen neigen also dazu, leicht an der Anodenelektrode des p-Typs anzuhaften, um eine Metallabscheidung zu bilden. Eine Beobachtung der Situation des Anhaltens der Metallabscheidung zeigt, daß diese allein an der Oberfläche der Anodenseite nur in einem frühen Stadium wächst, in dem zwischen der Anodenseite und der Kathodenseite kein Kurzschluß gebildet wird. Zu dieser Zeit wachst die Metallabscheidung auch an einer Anreißlinie, wo das gleiche Potential wie das der Anode herrscht. Wenn die Metallabscheidung an der Anreißlinie gewachsen ist und dann auch um den Scheibenumfang gewachsen ist, wachst nach einiger Zeit, wenn die Anode und die Kathode durch die über den Umfang der Scheibe gewachsene Metallabscheidung kurzgeschlossen sind, die Metallabscheidung sofort auch auf der Kathodenseite. Dieses sofortige Wachstum der Metallabscheidung resultiert in einer sehr unstabilen Abscheidungsschicht mit variierender Schichtdicke.
US 2003/0111739 A1 beschreibt eine Halbleitervorrichtung, welche eine Halbleiterschaltung aufweist, die im Inneren gebildet ist, und eine Elektrodenstruktur, die auf einer ersten Oberfläche desselben gebildet ist. Die Elektrodenstruktur weist eine erste Elektrodenschicht und eine Metallüberzugsschicht auf. Die erste Elektrodenschicht ist aus einem ersten Metall gebildet und ist mit der Halbleiterschaltung verbunden. Die Metallüberzugsschicht ist aus einem zweiten Metall gebildet und ist auf der ersten Elektrodenschicht angeordnet. Das zweite Metall ist in der Lage außerhalb der Halbleitervorrichtung auf eine Extraktionselektrode verlötet zu werden.
JP S55-153330 A beschreibt die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Angesichts der beschriebenen Probleme ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements anzugeben, durch das eine Metallabscheidung stabil auf der Anodenseite mit geringer Variation der Filmdicke gebildet wird und, soweit erforderlich, die Kathodenseite von der Plattierung freigehalten werden kann, ohne daß irgendwelche zusätzliche Bearbeitung auf der Kathodenseite durchgeführt wird; man bewirkt hierbei, daß die bearbeitete Anodenseite keine Störung bei der später durchgeführten Bearbeitung erzeugt.
Die Erfindung ist in Hauptanspruch 1 definiert. Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Unteranspruch 2 definiert.
Gemäß einer ersten Durchführungsweise bringt man auf jeder Fläche eines Halbleitersubstrats eine Metallelektrode an und bildet an einer der Flächen des Halbleitersubstrats wenigstens eine Anreißlinie, die man mit einer Isolatorschicht abdeckt, und deckt außerdem die Metallelektrode auf dieser einen Seite mit einem Metall einer anderen Art als der der Metallelektrode durch stromloses Plattieren ab.
Bei einer anderen Durchführungsform bringt man ebenfalls eine Metallelektrode an jeder Fläche des Halbleitersubstrats und weiterhin eine metallene Feldplatte um den Umfang des Elementenbereichs an einer der Substratflächen an, und nach dem Abdecken der Feldplatte mit einer Isolatorschicht wird die Metallelektrode auf einer der Flächen des Halbleitersubstrats im Elementenbereich mit einem Metall einer anderen Art als dem der Metallelektrode durch stromloses Plattieren bedeckt.
Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß man an einem Halbleitersubstrat eine erste Metallelektrode für einen Drahtbondanschluß und eine zweite Metallelektrode zum Löten bildet und nach dem Abdecken der ersten Metallelektrode für den Drahtbondanschluß mit einer Isolatorschicht die zweite Metallelektrode zum Löten mit einem Metall einer anderen Art als der der ersten und der zweiten Metallelektrode durch stromloses Plattieren abdeckt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils kann, wenn bei diesem auf jeder der Flächen eines Halbleitersubstrats eine Metallelektrode anzubringen ist und beide Elektroden zusätzlich metallisiert werden sollen, die Metallelektrode auf einer der Flächen des Halbleitersubstrats und die Metallelektrode auf der anderen Fläche zur Schaffung von zwei auf gleichem Potential liegenden Elektroden verbunden werden und die Metallelektrode auf der einen der Flächen und die Metallelektrode auf der anderen der Flächen mit einem Metall einer anderen Art als dem der Metallelektroden durch stromloses Plattieren abgedeckt werden.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel;
2 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;
3 einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel;
4 einen Querschnitt unter Darstellung einer Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels;
5 einen Querschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel;
6 eine Draufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel;
7 einen Querschnitt in einer Ebene a-a' in 6;
8 einen Querschnitt durch ein beispielsweises Halbleiterbauteil nach dem Stand der Technik;
9 einen Querschnitt, der ein anderes Beispiel nach dem Stand der Technik zeigt;
10 ein Querschnitt zur Darstellung eines noch weiteren Beispiels nach dem Stand der Technik.
Ein Querschnitt einer Einheitszellenstruktur der Diode nach dem Stand der Technik ist in 8 dargestellt Gemäß 8 ist an einer der Oberflächen eines n-leitenden Siliziumsubstrats 1 eine p-leitende diffundierte Schicht 2 örtlich selektiv gebildet. Um einen Umfangskreis der Oberfläche ist eine Isolatorschicht 3 wie beispielsweise ein Oxidfilm so ausgebildet, daß sie die p-leitende diffundierte Schicht 2 umgibt. An der Oberfläche der p-leitenden diffundierten Schicht 2 ist als Anodenelektrode eine Aluminiumelektrode 4 ausgebildet, so daß mit ihr leicht ein Aluminiumdraht verbunden werden kann. Darüber hinaus ist bei einer planaren Struktur wie sie zu einer Scheibe bei einem Trend zu einem vergrößerten Durchmesser paßt, eine größere Zahl von ringförmigen p-leitenden Schutzringbereichen 2' auf der Scheibe so gebildet, daß diese die jeweiligen p-leitenden diffundierten Schichten 2 in den aktiven Regionen umgeben. In Kontakt mit jeder der Schutzringregionen 2' ist eine Metallschicht als Spannungsfestigkeitsstruktur gebildet, die eine Feldplatte ist, welche sich auf der Isolatorschicht 3 zum Umfang zu ausbreitet. Die Metallschicht im Abschnitt der Spannungsfestigkeitsstruktur wird zu einer offenen Elektrode 5, die mit keiner äußeren Schaltung verbunden ist. Darüber hinaus ist an der anderen Oberfläche eine Kathodenelektrode gebildet Diese Elektrode besteht allgemein aus einer Mehrzahl von Schichten, nämlich einer Titanschicht 6, einer Nickelschicht 7 und einer Goldschicht 8 in dieser Reihenfolge von der Seite des Siliziumsubstrats weg, so daß auf der Oberfläche leicht gelötet werden kann.
Auf der anodenseitigen Oberfläche des Siliziumsubstrats sind für dessen Aufteilung in Chips von Gleichrichterelementen nach der Ausbildung des Substrats Anreißlinien gitterförmig eingeschnitten worden. Jede der Anreißlinien ist auf der p-leitenden diffundierten Schicht 2 vorgesehen und erreicht diese Schicht über die offene Elektrode 5, so daß sie auf Anodenpotential liegt.
9 zeigt im Querschnitt eine Einheitszellenstruktur einer Diode nach dem Stand der Technik, mit Elektroden, die nach einem an sich bekannten Verfahren des selektiven Bilden von Elektroden durch stromloses Plattieren gebildet sind. Die unter Bezugnahme auf 8 beschriebenen Elementarbereiche sind in 9 ebenso bezeichnet. Auf einer Oberfläche der Aluminium-Anodenelektrode 4 wird eine metallische Abscheidungsschicht 9 aus Nickel gebildet. Jedoch wird im allgemeinen zum Verhindern, daß die metallische Abscheidung 9 aus Nickel oxidiert, darauf noch eine Goldmetallabscheidung 10 gebildet.
Da die metallischen Abscheidungen 9, 10 auf den Metallelektroden gebildet werden, entstehen sie außer an der Oberfläche der Aluminiumelektrode 4, die die Anodenelektrode bilden soll, möglicherweise auch auf einem Oberflächenteil der offenen Elektrode 5 und, auch wenn dies nicht vorgesehen ist, an der Unterfläche der Kathode 6, 7, 8. Die metallischen Abscheidungen 9, 10, die auch auf der Oberfläche der offenen Elektrode 5 und gegebenenfalls an der Unterfläche der Kathode (10) entstehen, haben die beschriebene nachteilige Folge, daß die Metallelektrodenschichten dicker werden und sich die Scheibe stärker wirft.
10 betrifft den Fall, daß die Nickelmetallabscheidung 9 und die Goldmetallabscheidung 10 stabil nicht nur auf der Seite der Anodenelektrode, sondern auch auf der Seite der Kathodenelektrode auszubilden sind. In diesem Fall zieht sich zwischen der Nickelmetallabscheidung 9 und dem n-leitenden Siliziumsubstrat 1 eine Metallelektrode irgendwelcher Art hindurch, wie gemäß 10 die Aluminiumelektrode 4. In diesem Fall muß auf die reproduzierbare Gleichmäßigkeit dieser Abscheidungsschichten geachtet werden.
1 zeigt im Querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist ein Chip eines Gleichrichterelements dargestellt. Es umfaßt ebenso wie das vorherbeschriebene Bauteil nach dem Stand der Technik das n-leitende Siliziumsubstrat 1, auf dessen anodenseitiger Oberseite die p-leitenden diffundierten Schichten 2 und 2' und am Umfang dieser Oberseite die Isolatorschicht 3 gebildet sind. Das abgebildete Beispiel zeigt einen der Chips im Zustand nach dem Aufteilen einer Scheibe in die einzelnen Chips entlang darauf befindlichen Anreißlinien. An einem Schnitt, der eine Seitenfläche des Chips wird, war die – allerdings nicht dargestellte – Anreißlinie eingeschnitten, die bis zur p-leitenden diffundierten Schicht 2 reichte. Die Isolatorschicht 3 wie beispielsweise ein Oxidfilm, oder eine Isolatorschicht 11 aus Polyimid oder dergleichen war ebenfalls über der Anreißlinie vorhanden. Darüber hinaus wird auch auf den Seitenflächen der Scheibe eine Isolatorschicht gebildet. Auf der Oberseite jeder der p-leitenden diffundierten Schichten 2 und 2' befindet sich danach die Aluminiumelektrode 4 als Anodenelektrode bzw die offene Elektrode 5 wie eine Feldplatte ohne Verbindung zu einer externen Schaltung. Darüber hinaus ist an der Unterseite des Siliziumsubstrats 1 die Kathodenelektrode ausgebildet, die wie in Verbindung mit 8 beschrieben aus der Titanschicht 6, der Nickelschicht 7 und der Goldschicht 8 in dieser Reihenfolge von der Seite des Substrats 1 her besteht. Von den oberseitigen, also die Anodenseite des Substrats 1 bildenden Elektroden ist die Oberfläche der offenen Elektrode 5 mit der Isolatorschicht 11 aus Polyimid oder dergleichen bedeckt. Die Elektrode 4 ist, nachdem sie einer Vorbehandlung wie einer Entfettung unterworfen worden ist, mit einer Schicht aus einer Legierung mit Nickel als Hauptelement einschließlich Phosphor bis zu einer Dicke in der Größenordnung von 3 μm plattiert worden Anschließend ist zur Verhinderung einer Oxidierung des Nickels die Schicht weiterhin mit Gold bis zu einer Dicke in der Größenordnung von 0,2 μm plattiert worden, um so eine Doppelschichtstruktur zu ergeben. Beim beschriebenen Beispiel sind in in der Figur nicht dargestellter Weise die Anreißlinien und die Seitenfläche der Scheibe mit der Isolatorschicht bedeckt. Es liegt somit an den Anreißlinien und der Seitenfläche der Scheibe keine Fläche, die auf gleichem Potential liegt wie die Anodenelektrode, frei. Somit lagern sich beim stromlosen Plattieren keine Metallabscheidungen an den Anreißlinien und an der Seitenfläche der Scheibe ab. Dies wiederum hat zur Folge, daß keine metallischen Abscheidungen an der Kathodenseite anhaften, was es ermöglicht, die gewünschte plattierte Schicht nur auf der Anodenseite auszubilden.
2 zeigt im Querschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist wieder ein Gleichrichterelement-Chip dargestellt, mit an der Oberseite, also der Anodenseite des n-leitenden Siliziumsubstrats 1 ausgebildeter p-leitender diffundierter Schicht 2 und mit einer ebenfalls oberseits ausgebildeten n-leitenden diffundierten Schicht 12, wobei die Schichten 2 und 12 örtlich selektiv an der Oberseite ausgebildet sind. Am Umfang der Oberseite des Elements ist die Isolatorschicht 3, wie z. B. ein Oxidfilm, gebildet, und auf der Oberfläche der einzelnen p-leitenden diffundierten Schichten 2 sind die Aluminiumelektrode 4 als Anodenelektrode bzw die offene Elektrode 5, die später nicht mit einer externen Schaltung verbunden wird, aufgebracht Weiterhin ist an der kathodenseitigen Oberfläche die Kathodenelektrode als Schichtung der Titanschicht 6, der Nickelschicht 7 und der Goldschicht 8 in dieser Reihenfolge, ausgehend von der Seite am Substrat 1, gebildet. Die Oberfläche der offenen Elektrode 5 ist mit der Isolatorschicht 11 bedeckt. Durch das Abdecken mit der Isolatorschicht 11 haftet keine metallische Abscheidung an dem abgedeckten Abschnitt an.
3 zeigt im Querschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist ein Chip eines Gleichrichterelements dargestellt. Es umfaßt ebenso wie die vorherbeschriebenen Bauteile das n-leitende Siliziumsubstrat 1, auf dessen anodenseitiger Oberseite die p-leitenden diffundierten Schichten 2, 2' ausgebildet sind und am Umfang der Oberseite des Elements die Isolatorschicht 3 gebildet ist. Auf der Oberfläche der p-leitenden diffundierten Schicht 2 ist die Aluminiumelektrode 4 als Anodenelektrode aufgebracht. Weiterhin ist an der kathodenseitigen Oberfläche die Kathodenelektrode als Schichtung der Titanschicht 6, der Nickelschicht 7 und der Goldschicht 8 in dieser Reihenfolge, ausgehend von der Seite am Substrat 1, gebildet. Von den p-leitenden diffundierten Schichten 2, 2' sind die Oberflächen derjenigen Endbereiche, die nicht mit einer Metallelektrode belegt sind, mit der Isolatorschicht 3 bedeckt.
4 zeigt insofern eine Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels nach 3, als nach 4 nach dem Aufbringen der Aluminiumelektrode 4 noch die Isolatorschicht 11 gebildet worden ist.
5 zeigt im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei wird das stromlose Plattieren mit den p-leitenden diffundierten Schichten 2 auf der Anodenseite und der Kathodenelektrode an der Kathodenseite bei einem Gleichrichterelement durchgeführt, das elektrisch kurzgeschlossen ist, indem ein überbrückender elektrischer Leiter 13 oder dergleichen angebracht wird. Bei diesem Beispiel wächst die metallische Abscheidung vom Anfang des Plattieren an auch auf der Kathodenseite. Dies führt zu einem simultanen Wachstum der metallischen Abscheidungen auf beiden Seiten des n-leitenden Siliziumsubstrats 1, wodurch die metallische Abscheidung auch auf der Kathodenseite stabil mit einer Dicke hergestellt werden kann, die gleich der der metallischen Abscheidung auf der Anodenseite ist, mit nur kleinen Dickenvariationen. Das Verfahren gemäß 5 ist wirksam, wenn man das Wachsen der metallischen Abscheidungen an beiden Flächen des n-leitenden Siliziumsubstrats 1 durchführt und nicht nur auf der Anodenseite wie bei den Verfahren der ersten drei Beispiele.
Die 6 und 7 zeigen die Erfindung anhand eines fünften Ausführungsbeispiels. 6 stellt die Draufsicht auf eine Scheibe dar und 7 zeigt einen Querschnitt in einer Ebene a-a' in 6. Auf der Scheibe sind eine Mehrzahl von Gleichrichterelementen angeordnet. Jedes der Gleichrichterelemente besteht aus: einer der selektiv an der Oberseite, also der Anodenseite des n-leitenden Siliziumsubstrats 1 gebildeten p-leitenden diffundierten Schichten 2, einer der selektiv mit diesen Schichten 2 verbundenen Aluminiumelektroden 4 und der auf der Unterfläche, nämlich der Kathodenseite des Substrats 1, gemeinsam mit allen Elementen verbundenen Kathodenelektrode 6, 7, 8. Bei einem Element, bei dem wenigstens ein Teil der Anodenelektrode durch stromloses Plattieren einer Beschichtung der Aluminiumelektrode 4 mit einem von Aluminium unterschiedlichen Material gebildet wird, wird vom äußersten Umfang der Oberseite des n-leitenden Siliziumsubstrats 1 die Oberfläche jedes Abschnitts mit der Aluminiumelektrode 4 oder der p-leitenden diffundierten Schicht 2 mit dem Isolatorfilm 3 überzogen.
Bei diesen Beispielen sind die auf der Oberfläche der Scheibe zurückgelassenen Materialien Oxidschichten oder Passivationsschichten, die keinen Schaden anrichten können. Die so hergestellte Scheibe kann also problemlos zur Aufteilung in Plättchen zertrennt werden.
Bei der Beschreibung der Erfindung wurde als Beispiel eine Diode herangezogen. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern kann beispielsweise auch bei Leistungselementen wie einem MOSFET und einem IGBT sowie auch bei einem Leistungs-IC mit MOSFETs, IGBTs und Steuerschaltungen, die in einem Chip integriert sind, angewandt werden. In diesem Fall wird davon ausgegangen, daß an einer Position wie einer Hauptelektrode, mit der ein Hauptanschluß verbunden ist, der das Fließen eines starken Stroms ermöglicht, diese Hauptelektrode zum Anschließen des Hauptanschlusses durch Löten plattiert ist. Andererseits wird an einer Position, mit der ein Anschluß wie ein Steueranschluß oder ein Signalanschluß, aber den nur ein niedriger Strom fließen kann, verbunden ist, diese Verbindung wie üblich durch einen Drahtbondanschluß (wire bonding) hergestellt. Hierbei wird an der plattierten Position auf einer Nickelschicht eine Goldschicht gebildet Das Anschließen eines Aluminiumdrahts an eine Goldfläche ist jedoch wegen der Bildung der Purpurpest problematisch (nämlich der Bildung einer intermetallischen Verbindung von Gold und Aluminium an der Au-Al-Kontaktstelle, wobei diese Verbindung unter Belastung bei hoher Temperatur zunimmt und eine Widerstandserhöhung oder einen Leiterbruch bewirkt). Deshalb werden Metallelektrodenabschnitte, an denen Drahtbondanschlüsse von Steuer- und Signalanschlüssen durchgeführt werden, von Plattierungen freigehalten. Außerdem kann eine Plattierung, die unnötigerweise an Metallelektroden an solchen Flächen erfolgt, die nicht die Flächen sind, an denen Anschlußleitungen an die Metallelektroden angelötet werden sollen, möglicherweise bewirken, daß Lötmittel, das beim Anlöten der Anschlußleitungen unbeabsichtigterweise zu dieser Fläche geflossen ist, an den unnötigerweise plattierten Elektroden anhaftet, was zu Kurzschlüssen zwischen den Elektroden führen kann. Insofern werden Metallelektrodenabschnitte wie die offene Elektrode als Feldplatte und die Signalanschlüsse frei von Plattierungen gehalten Dies verhindert ein unnötiges Anwachsen der Dicke der Metallelektroden und somit ein Werfen des Siliziumsubstrats aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Metallelektrode und dem Siliziumsubstrat.
Die Ausführungen gemäß der Erfindung führen zu dem Effekt, daß, wie die ersten, zweiten, dritten und fünften Ausführungsbeispiele zeigen, eine metallische Abscheidung stabil mit kleiner Variation der Schichtdicke anodenseitig deponiert werden kann und die Kathodenseite von Plattierungen freigehalten werden kann, ohne daß zusätzliche Bearbeitungen an der Kathodenseite durchgeführt werden müssen, so daß die Bearbeitung der Anodenseite keine Störungen bei später durchgeführten Verarbeitungen verursacht. Wie das vierte Ausführungsbeispiel zeigt, erlaubt es die Erfindung auch, das Wachstum metallischer Abscheidungen stabil auch auf der Kathodenseite durchzuführen, und zwar von einem frühen Stadium der Bildung der metallischen Abscheidungen an, nämlich durch Kurzschließen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode vom Anfang an, so daß beide Elektroden auf gleichem Potential gehalten werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils mit einem Halbleitersubstrat (1) und einer darauf anzubringenden Metallelektrode (4; 6, 7, 8), sowie mit einem gegenüber Metallablagerungen empfindlichen Bereich wobei man auf jeder der Hauptflächen des Halbleitersubstrats (1) eine Metallelektrode (4; 6, 7, 8) anbringt und an einer der Hauptflächen des Halbleitersubstrats wenigstens eine Anreisslinie bildet und mit einer Isolierschicht (11) abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass man auch eine Seitenfläche des Halbleitersubstrats (1) mit der Isolatorschicht (11) abdeckt und anschließend nur die Metallelektrode (4) auf dieser einen Hauptfläche mit einem Metall einer anderen Art als dem der Metallelektrode durch stromloses Plattieren überdeckt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man auf der Hauptfläche des Halbleitersubstrats (1) einen Elementenbereich (2, 2') bildet mit einer metallischen Feldplatte (5) um den Umfang des Elementenbereichs, wobei man nach dem Abdecken der Feldplatte (5) mit der Isolatorschicht (11) die Metallelektrode (4) auf der Hauptfläche des Halbleitersubstrats (1) im Elementenbereich (2) mit dem Metall einer anderen Art als dem der Metallelektrode durch stromloses Plattieren überdeckt.