DE1614928A1

DE1614928A1 - Verfahren zur Kontaktierung von Halbleiter-Bauelementen

Info

Publication number: DE1614928A1
Application number: DE19671614928
Authority: DE
Inventors: Basil Weir
Original assignee: Solitron Devices Inc
Current assignee: Solitron Devices Inc
Priority date: 1966-07-19
Filing date: 1967-07-15
Publication date: 1970-12-23
Also published as: US3501681A; GB1193837A

Description

UFIOIT CaEBIDE CORPORATION V ιρ_β «nur Sew tork, NoTo _ _ßal/gt

_/ !PATENTANWALT

HELMlTF¹GbRTZ 16U928

6Fw»ltfurf im Main 70

Verfahren zur Kontaktierung von Halbleiter-Bauelemgnten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen und bezieht sich insbesondere auf den Zusammenbau dieser Elemente zu einer "Packung".

In der letzten Stufe bei der Herstellung Ton Halbleittr-Bauelementen wird das Siliziumplättehen zu einer geeigneten Packung zusammengebaut und zwischen den Kontaktflächen jedes Plättchens und den PackungβZuleitungen wird elektrische Verbindung hergestellt. Üblicherweise wird hierbei das Plättchen auf dem Montagesockel eines Traneietorgehäuses oder auf der Grundplatte für eine Plachpackung aufgelötet. Die elektrischen Verbindungen werden normalerweise durch Befestigen dünner Drähte zunächst an den Kontaktflächen des Plättehens und dann an den entsprechenden Zuleitungen mit Hilfe eines Thermokompreasionsvorganges angebracht. Beim Paokungszusammenbau selbst eines einfachen Transistors sind dabei mindestens fünf elektrische Verbindungen erforderlich, von denen vier Drahtverbindungen sind. Beim Zusammenbau integrierter Schaltungen, bei denen mehrere aktive und passive Bauelemente auf einem Silizluaplättchen ausgebildet werden und bei denen bis zu vierzehn Leititanverbindungen notwendig sind, muß die doppelte Anzahl einzelner Verbindungsvorgänge durchgeführt werden= Eine Verringerung der Anzahl dieser von Hand durchzuführenden Vorgänge Igt. daher erwünscht.

Bei eine?ii unlängst entwickelten Paokungsaystem entfällt die Notwendigkeit fUr diese eineeinen Verbindungsvorgänge, da hier die me%;yy,8chen Kontaktflächen des Siliziumplättohena entweder unmittelbar mit einem dazu passenden Metollislerun^emuster

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auf einem Isolierträger verbunden werden oder die Enden der Leitungen oder dips in einer Packung so angeordnet werden, daß sie .über das Siliaiumplättchen hinaus rag en* Ee ist jedoch bisher noch nicht möglich gewesen, fläohenverbundene Bauelemente dieser Art herzustellen, welche die Zuverlässigkeit der bekonnten drahtverbundenen Bauelemente erreichen. Ba es sich gezeigt hat, daß die mechanischen Verbindungen ein· der hauf iget en Fehlerquellen bei Halbleiterbauelementen sind, ist es für die Einführung der Direktverbindungeteonnik von großer Bedeutung;, daß verbesserte elektrische Kon takt anordnungen geschaffen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung von Verbixidungsanordnungen zur unmittelbaren Verbindung von SiIiziuahalbleltorbauelementen alt ihren Paokungseinheiten, welche die gleiche Zuverlässigkeit und Freiheit von t&eehanisohen Fehlern wie die üblichen drahtverbundenen Einheiten aufweisen«. Die lrfin-r dung soll auch ein Verfahren zur KLäohenverbindung von Halbleiterbauelementen aohaffen, das einfach, zuverlässig und für automatische Herstellungsverfahren gut geeignet ist. Sie Erfindung soll weiterhin gute elektrioche Verbindungen mit Materialien und Methoden auszubilden gestatten, «Lie gut zu den existierenden Halbleitern und ihren Herstellungsverfahren peεsen.

Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung duroh ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte an einem Halbleiterbauelement, bei dem dl« elektrischen Leiter einer Halbleiterpackungseinheit unmittelbar befestigt werden, dadurch gelöst, daß auf einer Oberfläche des Halbleiterkörper, der ein sktivns oder pansiTes Sioktronikbauelement enthält_p eir. Metallieierungseohichtinuater ausgebildet wird; das Ohm'sche Kontakte zu den betreffenden Flächen der aktiven oder passiven Elemente herstellt₉ die duroh entsprechende Teile dieser Schicht miteinender verbunden werden und als Kontaktflächen Eur unstlttelb&ren Verbindung der elektrischen Leiter der Paekungeeiaheit dienen, daß ferner auf der Oberfläche des Halblelterkörpera eine erete Schicht eines entfernbaren mit Öffnungen ausgebildet wii^d, welche Xn der Mähe

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der ausgewählten äußeren Kontaktflächen zu des darunter liegenden Metallisierungefilm führen, daß über der Oberfläche der Isolierschicht ein zweiter Metallisierungsfilm ausgebildet wird, der sioh Über die öffnungen der Isolierschicht erstreckt und Kontakt mit dem darunter liegenden Metallisierungsfilm hat, daß eine zweite Schicht eines entfernbaren Isoliermaterial» über dem zweiten Metallislerungsfilm ausgebildet wird, die öffnungen in der Nähe der ausgewählten äußeren Kontaktflächen aufweist, daß auf elektrischem Wege ein Metall nur an den freiliegenden Flächen des zweiten Metalli8ierungsfilias, die duroh die Öffnungen der zweiten Isolierschicht gebildet werden, abgelagert wird, daß äußere Kontaktelemente bildet„ welche sich über der Oberfläche des Helbleiterkörpers erheben, und daß dann die erste und «weite Schicht Isoliermaterial ebenso wie der zweite Metallisierungsfilm zwischen ihnen, jedoch außer in der Nähe der emporragenden Kontaktelemente entfernt wird, so daß diese des metallurgisch verbundenen Metalls Übrig bleiben«

Insbesondere wird bei der Erfindung ein Siliziumkörper mit einer flachen Oberfläche verwendet, der aktive oder passive Bauelemente enthält= Dio Oberfläche des Körpers und der Bauelemente werden mindestens sum Seil wit einer Silisaumdioxydechicht überzogen, die Über den jeweiligen Kontaktflächen der darunterliegenden Bauelemente Öffnungen hat. £aim wird ein Metallisierungsfilmmuster über der Oberfläche des Halbleiterkörpera ausgebildet, das elektrische Kontakte zu den diesbezüglichen flächen der Bauelemente in der Kähe der öffnungen der Oxidschicht hat, so daß diese Kontakte mit den diesbezüglichen Flächen des Filmmusters verbunden werden, die als äußere Kontaktflächen zur unmittelbaren Verbindung mit den elektrischen Leitern einer Packungseinheit bestimmt sind. Auf der Oberfläche dee Körpers wird eine erste Schicht eines Fotoresistmaterials ausgebildet, in der öffnungen zu dem darunter liegenden Mfttalliaierungs.fiim in der Nähe der-ausgewählten äußeren Kontaktflächen vorgesehen sind? über dieser FotoreeiBtsohicht wird ein zweiter Hetällisterungsfilm ausgebildet, der die öffnungen der Fotoreeiatscshicht überdeckt vn& Kontakt zu dem darunter !tagenden ersten Metallisierujißsfilifl f.i» Bereich der ausgewählten Kontaktflächen herstellt _n \Υηατ dem zweiten Metall inierun^ßfilm wird eine zweite

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dor Bauelements Am Bereich der öffnungen in der Oxidschicht herstellt und diese Elektrodenkontakte Bit einem Teil des zusammengesetzten Films verbindet, der sich auf der Oxydoberfläche befindet und äußere Kontaktflächen zur unmittelbaren Verbindung der elektrischen Leiter der Packung«einheit darstellt. Das Muster dee zusammengesetzten Metallisierungefilme unf aßt einen Holybdänfilm mit einem darüber befindlichen GoIdfilm, wobei beide Filme_:vorzugsweise durch Aufsprühen ausgebildet werden· Anschließend wird' ein erster Oberzug aus einem Fotoresistmaterial über 4er Oberfläche des Halbleiterkörpera ausgebildet, der öffnungen im Bereich der auegewählten äußeren Kontaktflechen hat, welche den darunter befindlichen GoIcLf ila frei las sea. Hun wird ein »weiter GoHfilm auf der Oberfläche der Fotoresistschicht aufgedampft, der die öffnungen der Fotoresistschicht bedeckt und einen elektrischen Kontakt zu . dem darunter liegenden Goldfilm bildet. Ober diesem zweiten Goläflim wird eine zweite Potoreaistachiohir ausgebildet, die' Bereich der ausgewählten Kontaktflächen wiederum öffnungen

Über diesen Kontaktflächen wird dann auf elektrischem Woge weiteres Gold abgelagert, indem der zweite Goldfilm als Kathode in einer Goldelektroplattierungslusung verwendet wird und die Elsktroplattierung so lange durchgeführt wird, bis sich Goldkontaktelemente über die Oberfläche des oxydüberdeckten Körpers erheben. Sann wird die zweite Itotoresistsohloht uni «onaofc die erste lOtereeistschicht entfernt, wobei der »weite Goldfilm »wischen den jFotoresivtaohlcaten abgehoben wird and nur im Bereich der Kontaktflächen verbleibt, wo die G old kontakt element θ aufragen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmiigliohkaiten der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beiliegenden Belohnung ersichtlich.

Ba zeigt:

Pig. 1 eina scheroatische Draufsicht auf einen Teil eines Hal»- ieitarmaterialkörpora, in dem ein einsiger Transistor, in starker Vergrößerung sohenatlsoh dargestellt ist. ORIGINAL 009852/0612

Fotoresistschicht aufgebracht, die öffnungen im Bereich der auegewählten äußeren Kontaktflächen hat; dann wird auf die freiliegenden Flächen dee zweiten Metallisierungufilms unterhalb der Öffnungen der zweiten Potoreeistsohioht auf elektrischem Wege ein Metall abgelagert, in des der zweite Metallisierungefilm als Kathode in einer Lösung zum Elektroplattieren dee niedersuschla'-genden Metalle verwendet wird; die Elektroplattieren^ wird eo lange durchgeführt, bis äußere Kontaktelemente oder Kontaktstücke an den ausgewählten äußeren Kontaktflächen entstehen und über die Oberfläche dee oxydbedeckten Halbleiterkörpers herausragen. Sie beiden Potoresistschichten werden dann durch Auflösung entfernt, wobei der zweite MetallisierungBfilm von der Oberfläche des Helbleiterköztpers mit Ausnahme dor ausgewählten Kontaktflächen abgehobext wird, sodaß die herausragenden KontaMelemente übrig bleiben·

Bei einer bevorzugten Ausführungeform der Erfindung ist itr aweite Metallisierungsfilm ein Goldfilm und dae elektrisch abgelagerte Metall ist gleichfalls Gold, so daS an den auegewählten Flächen . erhabene Goldlcontaktelemente entstehen_o Der fertiggestellte Halbleiterkörper kann mit den Kontaktflächen auf einen passenden Satz τοπ leitern in einer Packung se inheit aufgesetzt und durch Yersohmelzen der erhabenen Groldkontaktelemente mit den Leitern verbunden werdenο Me dabei entstehende Verbindung ist elektrisch und mechanisch auSerordentlich gut, da dio erfindungsgemäe hervorragenden Kontaktelemente metallurgisch verbundene und homogen« Metellablagerungen sind.

1 -

Die Srfindung umfaßt auch ein Kontekti®yiHsgssjist@E4-is®t®r ?erwen-4ung von Molybdän und Gold, wie ee im fol&e&dra ts©$©&riebeft ist.' Der Halbleiterkörper hat hierbei wieder ©ine ©b©n© Oberfläche und enthält.t aktive oder passive Bauelemente., Die Oberfläche des HaIb-1 eitei'körpere und der Bauelemente werden zumindest teilweise mit einer SiliEiumoarydschioät bedeckt, die über dan diesbezüglichen Kontakt.flächen der Bauelemente- Öffnungen aufweist_ς Auf der Ober-, fläch« des Körpers »vird ein ^uaaaiaengesotESes Metalliaierungsfilmmuater ausgebiidets üaa elektrischen Kontakt su den Kontaktflächen

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Fig«, 2 einen schematischen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig, 1}

Figα 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1;

Fig, 4 bis 8 weitere sohematische Schnitt« entsprechend Figo 3 zur Veranechaulichuag der verschiedenen Herstellungsstufen;

Figo 9 eine schematische Darstellung des Elektroplattierung8Verfahrens zur Ausbildung der Kontekteleeente und

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines zum Paokungasueammanbau vorbereiteten Bauelementes nach der Erfindung.

Figo 1 zeigt einen beispielsweise aus Silizium bestehenden Halbleitermaterialkörper 11, in dem ein Transistor 12 mit an der Oberfläche des Körpers 11 befindlichen Kontakten 13»14 uad 15 für Kollektor Basis und Emitter ausgebildet ist* Der Körpe? 11 kann ein Teil eines größeren Siliziumplättchens sein'f, auf dem eine große Sah! einzelner Transistoren gleichzeitig ausgebildet istο Der Körper 11 kann ebenso ein Teil einer integrierten Schaltung sein, bei der mehrere Transistoren oder andere aktive oder passive Bauelemente gleichzeitig in jedem von mehreren gleichen Teilen des Plättchen» ausgebildet sind. In einer integrierten Schaltung können dies· anderen Bauelemente mit dem hier gezeigten Transistor durch ein dünnes Metaiiieierungsmueter verbunden sein und, soweit erforderlich, ihre eigenen Kontakte haben» Zur Darstellung der Verfahrensacliritte der Erfindung braucht lediglich die Behandlung eines einzigen solchen elektronischen Bauelemente« beschrieben zu werden, wobei es uninteressant ist, ob es eich um ein einselaoe Bauelement oder um einen Teil einer integrierten Schaltung handed. Für den Fnohmann versteht es sieh, ähnliche diskrete Bauelemente ebenso wie alle Artea von integrierten Schaltungen eich nach dem hir τ l*c ohi?iebenen Verfahr S^ behandeln las sein. -■ ' 'l

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Wie die Fig« 1 und 2 zeigen, let über einer Qxydechloht 19 auf dem Sauelement ein dünner Metallieierungsfilm ausgebildet, «er elelctrieche Kontakt· sum Kollektoy-Baais- and ftritter-Bereich des TrenBietors herstellt. Zur Verbindung »it den Leitern der Packungaeioheit sind ferner Yerbindttngsfl»ohen 16, 17 und 18 vorgesehen, die Beetandteile dee Metallieieruagsaustera sind und gleichseitig "mit den Kontakten «um Kollektor, eur Basis und sum Emitter dee Transistors ausgebildet «erden. Das Metallisierungemuster kann durch Aufdampfen von Aluminium über die gesamte oxydüberzogene Oberfläche des Körpers und anschließendes Entfernen des Aluminiumfilmes nxa. den nicht dem gewünschten Muster entsprechenden Flächen, wie dies die Fig.1 und 2 zeigen, ausgebildet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführung »form der Erfindung wird das' Ketalliaierungsmuster folgendermaßen aufgebracht: Zunächst wird ein Aluminiumfilm auf die Oberfläche des Körpers und insbesondere über die in der Oxydsehioht vorgesehenen öffnungen, welche die KoIl öle tor, Basis und Emitter-Kontaktbereiohe darstellen, aufgedampft. Bas Aluminium diffundiert in diesen Bereichen bei Erwärmen auf hohe Temperaturen in das Silicium hinein und bildat dort Ohm'sche Kontaktbereiohe. Das übrige Aluminium wird von der Oberfläche des Körpers beispielsweise durch Atzen entfernt» GemäS Fig· 3 wird dann ein Molybdäiifilm 20 auf die Oberfläche des Körper« einechlicBlioh der Öffnungen in der üxydecaicht über den diffundierten Kollektor-, Basis» und Eaitter-Bereichen aufgesprüht. Denn wird ein Goldfiln 21 auf die Oberfläche., gesprüht, wobei das Gold und dann da· Molybdän von bestimmten Flächen v/eggeätzt wird, so daß das beispielsweise in den Figo 1 und 3 gezeigte Muster übrigbleibt.

Die Erfindung- sei weiter anhand von Fig_e 3 erläutert, welche den Basiskontakt 14 und den Emitterkontakt 15 zeigt. Die für die Basiselektrode bestimmte äußere Kontalctfläche ist der Abschnitt 17 dee lietallisierungefilmmusters; die für die Emitterelektrode bestimmte äuSere Kontaktfläche ist die

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Fläche 18 des Metallieierungsfilae. Der Kollektorkontakt 13 und seine äußere Kontaktfläche 16 sind in diesen Figuren nicht dargestellt, eis werden Jedoch in der gleichen Weise hergestellt.

Beginnt man die Behandlung mit de« Ia fig· 3 gezeigten Tar· fahreneschritt, so geht man folgendermaßen ror: Auf dar Oberfläche des Körpers wird» wie Fig; 4 zeigt, eine entfernbare laoliermaterlalsohioht 22 beispielsweise aus einer Potoreeietverbindung -aufgebracht· lach einer üblichen Technik zur Aufbringung eines solchen Überzuges wird ein Plättchen, das mehrere der hier dargestellten Bauelemente enthält * um seine Mittelachse gedreht und eine bestimmte Menge eine? flüssigen Fotoreeieteubstanz wird in die Mitte dea sieh drehenden Plättchens gebraoht. Die Fotoresistsubetanz breitet sich dann in einer gleiohmäSifen Dicke aus. In der Fotoresist·» sohioht 22 werden über den ausgewählten Kontaktflächen 17 und 18 durch übliche Belichtung und Entwicklung eowie Bntfernung der Fotoresietsohioht Über der auegewählten Kontaktfläche die öffnungen 23 ausgebildet. Dann wird ein Goldfilm 24 über die mit der Fotoresistsehioht überzogene Oberfläche 22 abgelagert, wie dies Fig. 5 zeigt. Der Goldfilm kann aufgedampft sein und ist metallurgisch mit den darunter liegenden Gold« kontaktflächenberelchen 17 und 18 ia Bereich der Offnungen 23 der Fotoresistschicht verbunden· lun wird Über dea Goldfilm beispielsweise wieder naoh der erwähnten Sohleudarteohnik eine zweite iedierende Fo^areeiβtsohloht 25 aufgebracht. Wiederum werden in dieser Schicht 25 im Bereich der ausgewählten Kontakt« flächenbereiohe 17 und 18 Offnungen 26 und 27 ausgebildet, so daß die darunter liegenden Flächen dee zuerst aufgebrachten Geldfilms frei liegen,. Auf der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung können nunmehr die heraueragenden Kontaktelemente ausgebildet werden.

Ee sei eunächet if'lg«. 9 be krachtet, die eine Vorrichtung zur Ausbildung dieser Iierau3rag9nden Kon takt el entente auf elektri-

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βehem. Wege darstellt» In einem Bad 28 einer Goldelektroplattierungelöaung wird das Plättchen 29 alt Hilf· einer geeigneten Vorrichtung gehalten« Sa· Plättchen enthält, wie erwähnt, viele Halbleiterbauelemente und iat alt eine* Metallieierungefilimnuster, einer ersten fotoreeietechioht, eine» Goldzwieohenfil« und einer zweiton iotoreeieteohioht veraeheno «Tede der Potoreeisteohiohten hat im Bereich der ausgewählten Eontakt flächen die obenerwähnten öffnungen. Bin Abschnitt 50 des Blättchen» ist veranachaulioht, um den in dan Mg« 3 3 dargestellten Halbleiterkörper bu. bezeichnen, wobei ciieeer Abschnitt stark vergrößert dergeetel.lt iet.. Der Abschnitt 50 hat drei Öffnungen in der zweiten Fotoreeiet-Bchicat über den Kontaktflächen ti, 1? und 18* Der Goldswisehonfila 24 wird ala Kathode angeeohloeeen, Indeft van »·1~ epieleweiee einen Draht und ein 011» 11 aa Plättohea befeetigt, der die zweite fotoreeietechicht durohdrinft und elektriaohen Kontakt au dieaek Goldfila. herstellt« Der Draht iet nit de» negativen Pol einer Gleichepannungsquell· 32 verbunden . Der StroBkreia wird über einen Sohalter 53« ein Amperemeter 34 und eine Platinanode 35 Terrollatändigto Iat der Schalter geechloeeen, eo ist 4er Goldfila de· Halbleiterkörpers gegenüber der Anode negativ und wirkt ale Kathodenfliehe. Au« den OberflMohenteilen de« Goldfilae 24t die unter «en öffnungen 26 unl 27 «er Fotoreeieteohicht i& Bereich 4er Kontaktfliohen 16, tf und 18 liegen, treten Elektronen aue, die τακ den Oold-CatioJieii de« Hektroplmttierungebade» aa dieeen Oberfliohen aufgenoeaen werden» eo dal aieh metallisch··; Sold ablagert. Auf der ie öl ler enden FotoreeietBohicht 25 aohlagt eich dagegen kein Gold nieder,, Biese Ablagerung wird eo lange fortgeeetct, bis doldkontaktelement· 56 der gewüneohten Höhe eloh aufgebaut haben*

Diese GoldkontakteleBente eollen eine Höhe von etna 12*5 htm 75 Mikron hebert. Dieae Hühe beetim-at Bi3h danaoh, dalT ein laraachlu· zwieohen den eineelnen Baueltaenten de« Halbleiterkörpere alt den leitern der Packung vermieden werden »oll.

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Ana dieBent Grunde kimnen die nikroelektronisehen Bauelemente» wie Widerstände and Kondensatoren» auf der Oberfläche de· Halbleiterkörpera auegebildet werden, anstatt in eeine Qberfläuhe hineindiffundiert »u werden. Xa diesen Fällen werden die Goldkontalctelamtnte'bie iu einer solchen Höhe a*f gesaut, daß sie sieh deutlich über diese Bauelemente hinausheben* Der dabei entstehende Spalt zwischen der Oberfläche de» HaIsleiterkörpers mit den auf dieser ausgebildeten Bauelementen und den Leitern der Packungeeinheit siohert eine fute Isolation zwischen, diesen Teilen· Die for« and die seitlichen Abmessungen des Gold kontakt eleaentee 56 werden durch dire IOm der öffnungen: in der Potoresistschicht bestimmte

Das Galdpiattierungsbnd kann durch Zufügen einer Goldionen· verbindung zu einer geeigneten Lusting hergestellt werden» wobei die Verbindung diasosiiertt so iatft Goldkationen und, Anionen der rerwendeten Yerbindang enteteneno Mxm geeignete GoldplRttieriingelöeung läßt sich unter Verwendung de« frseugniaaes Auro-vel der Lea-Honal, Ino. _t Long Island City, I«X· herstellen* ITnter Verwendung dieser Substanz ergibt sich eine wäßrige Goldplattlerungelöeung;» »α» der bei einer Bferomdichte an der Kathoete von etwa 42 b.b<, pro cm 0,0254- Mikron Gold pro Sekunde abgelßgert werden«

nachdem die gewünschte Goldnletidereohlegsiienee abxelefert ist» w?.rl der Schalter geöffnet tint das Plättchen aus dem Hektrop.¹ attierungebad entfernt» Die fotoresietsohioht 22 und 24 werden durch Auflösung in geeigneten !lösungsmitteln entfern*. Der Zwische::]£oldfilm 24 wird Vom Halbleiterkörper abgeheben, wenn die untero oder erste Fotoreeietechicht 22 entfernt wird, und bleibt mir im Bereich der äuQeren Kontaktflächen iS_t f? und 18 be a teilen r wo sich keine Fotoreelstechicht befunden hat. Baa Cerfeige Bauelement let in.Mg, 8 dargestellte wo die Oxydeetiieht Ϊ9 wiaier frei liegt und «ick die ßoläkontaktelemente 3§ über «fie Qxydoba-rflache erheben« Sbeoso wird an 4er äußeren

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Kollektorkontaktfläche 16, die in den Schnittaneiohten der Fig. 3-8 nicht dargestellt ist, ein Goldkontaktelement vorgesehen.

Die Fotoreeistverbindungen für die erste und zweite Schicht werden so auegewählt, daß sie eich leicht entfernen lasten. Dies ist insbesondere bei der ersten Fotoreeietschicht wichtig, die den dazwischen liegenden Goldfilm abheben nuß, wenn sie entfernt wird. Ein hierzu geeignetes Material ist das Erzeugnis AZ 1340 der Firma Shipley Co., Ine», Newton, Massachusetts, das mit einem Aoetonlueungsmittel entfernt werden kann. Die zweite Fotoresistschicht muß nicht nur leicht entfernbar sein, sondern darf auch von dem Elektroplattierüngsbad, das ein Alkalibad ist, nicht angegriffen werden. Hierzu eignet sich Besonders das KTFR-Photo-Reaist von Eastman Kodak Co₀, Rochester, New Tork, das sich mit einer Aminoäthanollösung entfernen IiIBt. Natürlich lassen sioh auch andere Mittel verwenden, die leicht entfernbar sind und im zweiten Falle beständig gegen das Elektroplattierungsbad sindο

Die durch das erfindungegemäBe Verfahren ausgebildeten hervorragenden Kontaktelementβ sind weich, sehr gut leitend, schmiegsam und nicht korrodierende Infolge dee erfindungegeaäßen Herstellungsverfahrens sind sie mit dem geeaaten gewünschten Kontaktbereich des auf dem Körper ausgebildeten Metallisierungsmusters metallurgisch verbunden, sie haben keine Kontaktflächenfehler und Diskontinuiäteh und sind gleichförmig und homogen aufgebaut.

Die bisher bekonnten Verfahren zur Ausbildung von erhabenen Kontaktflächen verwendeten LötTorgänge zwischen festen und flussigen Materiellen, oder die oxydüberzogenon Bauelemente wurden in geachmolsene Blei-Guld~Bäder eingetaucht, damit Metalltropfen an den freiliegenden Kontaktflächen haften bleiben Bollten.. Bei derartigen Verfahren treten jedoch kalte

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Lot- oder Verbindungestellen auf, bei denen die herausragenden Elemente nicht Betallurglsoh mit den darunter liegenden Kontaktflächen dee MetalliBlerungemustere rerbunden sind. Solche Kontakte haben hohe Widerstände und ergeben unsichere Verbindungen. Die nach dem erfindungsgem&8en Verfahren ausgebildeten Kontakte haben dagegen einen niedrigen liderstand und eine festere Struktur und sind zuverlässiger.

Sas fertige Bauelement 37 1st in Figo 10 fertig sum Zusammenbau in einer Flachpackung dargestellt« Der Halbleiterkörper wird in eine Lage über den leitern 38 der Packung abgesenkt, und die Goldkpntaktelemente 36 werden alt den dasu passenden Leitern 38 verschmolzen. Der PaokungsteJ.1 39 und eine andere gleiche Einheit werden üb die Leitungen 38 und das Bauelement 37 herumgeschlossen und dicht aneinander befestigt.

Bei einer anderen AuefUhrungeform der Erfindung geht man folgendermaßen vor: Hachdem das Mstailiaierungsmuster auf dem oxydüberzogenen Halbleiterkörper ausgebildet ist, wird ein Film eines entfernbaren Metalls, wie Aluminium, Kupfer, Nickel uswo; auf die Oberfläche des Halbleiterkörper aufgedampft, stromlos aufplattiert usw., und in den Metallfilm werden über den ausgewählten äußeren Kontaktflächen öffnungen eingeätet, 3Q daß die darunter liegende Goldmetall leierung frei liegt} dann wird eine -Fotoresistschicht auf den Metallfilm aufgebracht, die öffnungen im Bereioh der öffnungen des darunter liegenden Ifetallfilmes aufweist, d„ho also über den ausgewählten Kontaktflächen. Die Goldkontaktelemonte werden dann durch Elektroabl&gerung ausgebildet, wobei der entfernbare Metall» film als Kathode in der Elektroplattierungslösung dient. Wenn die Kontaktelemente ausgebildet aind, werden die Fotoresistschicht und der Metallfilm entfernt. Dabei wird der liletallfilm mit Hilfe eines Ätzmittels entfernt, das die Goldkontaktelemente oder das darunter auf dem Halbleiterkörper liegende Metallisierungsiau8tf£r nicht angreift« Der dabei entstehende Aufbau gleicht dem in Figo 8 gezeigten Aufbau.

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die ¥©rbiadiuig im Zuieamaenkaiig BdLt eine» Legierungetranaietor dargestellt iat, versteht es sioit_f; daß auch andere afctiva Bauelemente _t wie beiepialaweiea FtldNE££e&£~

, nacfe äer Erfindung hergestellt werden Barartigi* Halbleiterbaaeleaente laseen eicli unter Tsrwendung; foil Planarverfahren oder als KOS Bauelemente herstellen, bei denen Teile über die Oberfläche dee Halbra hinauara^en. In diesen Fällen wird das Hetalso; ausgebildet, 4aß; es die gewünechten eüea· Batt«le»entee bertihrt, und die hieraueragendexi äu3areii Kentakt element β werden au ausgewählten SlSciiatt des Kontaktf!!«musters odear unaitteübor tfbeiP den Halbleiterbauelementen in der beschriebenen leise ausgebildet. Der vorstehend verwendete Auadruc* mikroelelttronieohe; Bauelement» bedeutet_B daßi ein oder mehrere solche aktive cder paaQiVaF elektrOnieohe Bauelemente in irgend einer tfeiae in dam Halbleiterkörper auegebildet aindo Unter die Erfindung fallen axxah IFerfaMren,, bei denen herauaragende Kontakfeelemente auf iaerten Trägern,, weloJie aktive ader passive Batielementö enthalten» ausgebildet werden«

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Claims

Patentansprüche;

Verf e&rext zur Herstellung elektriacher auf einem Malbletterbaiieleiaent, in dem Blinde a tens ein nlkroelGktroniaciias Bauelement ausgebildet iat und das eine ekeae Oberfläche hat» die eindeetena teilweise mit einer SiliaimMIoxydsahleht bedeckt ist, in der über de.tt. Keufraktflächen des ndkroelektronlBchen Bauelementes Qffiiiwg&m. 'BUsgi&htläQt sind, gekennseiobnet durch di* VerfaiirerEsacIiritte

a) AiEsblicluiiij eines ersten Ketalli eier ungsfilmmu et er a (2O_£ 2t Ϊ auf dar Oberfitlohe äes o^düberzogenen HallDleLtarkörperff, das Ohm¹ ache Kontakte bu den Anfjciil'iSfläcaen dar mikroelektroniEoheii Bauelemente im. Bereich der Öffnungen (Ή» 15) in ier Oxydachioht Ct9) bildet und dies· Anachluaflachen eit entapreüfeenden Beroiciien ii6_t f7_f ΪΆΙ dee Filasiuatere wrbindet, die als äuflere EoatektfHohen für die direkte Verbindung mit den Leitern einer Faokongaeinhelt auagewählt aind,

b) Auabildung einer ersten Fotoreeistqchicltfe (22) auf der Oberflache des Halbleiterkörpere »it öffnung«« (25)> die Ik Bereich der auegewählten äußeren Koataktfläche;η den darunter liegenden film, fjpei lagen_r

ο) Ausbildung eines zweiten Metalliaierungafilaa (24) airf der üfrarOiebÄ der ersten Fotoresiataahlcthfc der siöh über die Öffnungen Xn dieser Schicht er at rockt und einan Kontakt zu dea darunter Lief enden eratea HetallleierungafiliE (20_r 2t J- heretellk,

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d) Ausbildung einer »weiten Potorasiateohioht (25) über dem zweiten Metallieierungefilm (24) mit Öffnungen (26, 27) Aw Bereich der ausgewählten auBeren Kontaktflächen,

e) Slelrtroablagera *einee Metalles (36) auf den frei lie* gen'on Flächen dee zweiten liet.aiisierungefilme (24) unterhalb der Öffnungen in der »weiten Fotoresietschicht (25) durch Benutzen das zweiten Metallieierungefilmes (24) als Kathode in einer Lösung zur Blektroablßgerung des Metalles (36) und Durchführen der Elektroablagerung, bis sich das Metall zu äußeren Kontaktelementen (36) aufgebaut hat, die eich Über die Oberfläche des oxydbedeckton Halbleiterkörper» erheben,

f) Entfernung der zweiten und ersten Jfotoresietechiehten (22j25) und des zwischen diesen befindlichen Metallieierungafilmea (24) bis auf die im Bereich der herausragenden Kontaktelemente (36) befindlichen Stellenο

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS das erste Metallisierungsfilimueter (20_t21) durch Aufsprühen eines GoXdfilmes (21) über einen Molybdänfilm (20) ausgebildet iat.

3. Verfahren nach Anspruch 2_fi dadurch gekennzeichnet, deö der »weite Ketalliaierungafilm (24) ein Goldfila ist*

4ο Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet!, daß das elektror-ebgelagerte Meta?vl (36) Gold ist»

5- Verfahren nach Anspruch 1_S dadurch gekennaeiohnet, daS die erste iotoresietschicht (22) aus einem leicht entfernbaren Potoreei8tniaterlaL besteht und daß die zweite Potoresietschicht (25) au# einem gegen die ELektroplattierungelöeung unempfindlichen Material besteht.

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6, Verfahren nach Anepruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Goldkontakteleaente (36) 12,9 bis 76 Mikron beträgt.

7ο Verfahren nach Anepruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erete Metallisierungsf-ilm ein Molybdän-Goldfilm (20_s21) ist, daß der zweite MetalIisierungsfilm (24) aus tier Gruppe der Metalle Aluminium, Kupfer und Hiekel besteht und unmittelbar ohne daß eine Potoreistechieht dazwischen läge auf dem Goldfilm (20,21) abgelagert let und daß nach dem Ausbilden der heraueragenden Kontaktelemente (36) die zweite Fotoresisteohieht (25) und der zweite darunter liegende Metalllelerungafilm (24) bis auf die im Bereich der herausragenden Kontaktelemente (36) liegenden Stellen entfernt wird.

8. Elektronisches Halbleiterbauelement alt einem Siliziumkörper _f in dem mindestens ein mikroelektronisches Bauelement ausgebildet ist und der eine ebene.Oberfläche hat, die zumindest teilweise mit einer Siliziumoxydiohicht überdeckt ist, in der Offnungen über Kontaktflächen des darunter liegenden mikroelektronischen Bauelement«ft ausgebildet sind, gekennzeichnet durch:

a) ein erstes aus einem zusammengesetzten Metalliiierungsfilm (20,21) bestehendes. Muster, da· den oxydüber«ogenen Halbleiterkörper teilweise bedeckt und Ohm'«ehe Kantakte zu den Kontaktflächen der mikr^elektronischen Bauelemente im Bereich der Öffnungen (14,15) in der Oxydschicht (19) bildet, die diese Kontaktflächen mit zugeordneten Abschnitten (16,17,18) des Pilmmuüter· verbindet, die als äußere Kontaktflächen für die unmittelbare Verbindung mit den Leitern einer Packungβ-oinheit ausgewählt sind, wobei die oberste Schicht (21) des Metallisierung8film8 Gold ist,

BADORiQINAL

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b) durch Flächenbereiche eines sweiten Hetallisieruiigefilmes (24) aus GoId₉ die im Bereich nur der ausgewählten äuSsren Kontaktflächen (17,18) über der Goldoberflache (21) des ersten Metallisierungsfilmmusters liegen und fest mit diesen zusammenhängen,

c) durch,emporragende elektroabgelagsrte GQldkontakt~ e lernen te (36), die mit den Fläohenbereichen (17,18) des sweiten Hetallleierungsgoldffilmes im Bereich der ausgewählten äußeren Kontaktflächen fest verbunden sind»

9ο Bauelement nach Anspruch 8.» dadurch gekennzeichnet, dai das erste zusammengesetzte Metallißierungsmuster (20,21) aus einem aufgesprühten Kolybdänfilm (20) und einem darüber gesprühten ßoldfilm (21) besteht.

1Oo Bauelement nach Anspruch 9, 4aduroh gakeünseiohntt, dsJ das mikroelektronisohe Bauelement ein im SiliaitrmhalWtiterkörper ausgebildeter Legierungstraneistor ist.

11. Bauelement nach Anspruoh 8, dadurch gekennzeichnet, dat das mikroelektronische Bauelement »in ield-Effekt-Transistor 1st,

12ο Bauelement nach Anspruoh 8, dadurch gekennzeichnet, dad die mlkroelektronischen Bauelemente mindestens ein aktives Bauelement end mindestens ein passives Bauelement In form einer integrierten Schaltung enthalten.

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