[发明专利]半导体元件及其制造方法

说明书

提供一种在具有表侧电极以及背侧电极的表背导通型基板的至少单侧的电极上形成有非电解镀层的半导体元件。非电解镀层具有非电解镍磷镀层和形成于非电解镍磷镀层上的非电解镀金层，在非电解镀的作为被焊料接合的面的表面形成有多个凹部。

技术领域

本发明涉及半导体元件及其制造方法。详细而言，本发明涉及表背导通型的半导体元件、特别涉及以IGBT(绝缘栅极型双极性晶体管)、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。

背景技术

以往，在将表背导通型的半导体元件安装到模块的情况下，半导体元件的背侧电极被焊接到基板等，半导体元件的表侧电极被引线键合。然而，近年来，根据制造时间缩短以及材料费用削减的观点，使用对半导体元件的表侧电极直接焊接金属电极的安装方法的情形变多。半导体元件的表侧电极一般由铝或者铝合金形成，所以为了进行焊接，需要在半导体元件的表侧电极上形成镍膜、金膜等。

镍膜在焊接时与锡系列的焊料反应而减少，所以需要使镍膜以几μm等级厚膜化。然而，在使用如蒸镀或者溅射的真空成膜方式的情况下，通常最大只能得到1.0μm程度的厚度。另外，如果想要使镍膜过度厚膜化，则制造成本上升。因此，作为能够实现低成本且高速并且厚膜化的成膜方法，镀敷技术得到关注。

作为镀敷技术，有能够仅在由铝或者铝合金形成的电极(以下简称为“Al电极”)表面选择性地形成镀层的非电解镀敷法。作为非电解镀敷法，一般利用钯催化法以及锌酸盐(zincate)法。

在钯催化法中，在Al电极的表面使钯作为催化核析出，形成非电解镀层。关于钯法，Al电极的蚀刻量少且非电解镀层的表面的平滑性良好，但另一方面，钯是贵金属，所以制造成本上升。

另外，在锌酸盐法中，通过在Al电极的表面使锌与Al置换而作为催化核析出，形成非电解镀层。在该方法中使用的锌酸盐液廉价，所以得到广泛采用。

实际上，在专利文献1中，提出了在半导体元件的Al电极的表面通过锌酸盐法选择性地形成镀镍层以及镀金层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-51084号公报

发明内容

在将表背导通型的半导体元件安装到模块的情况下，在常温下在基板上载置焊料，并在其上进而载置半导体元件之后，在回流炉中进行加热，从而半导体元件的背侧电极被焊接到基板。此时，焊料中的助焊剂、形成于电极的镀敷膜中包含的氢或者水分等形成为气体。在这些气体原样地残存于焊料内部时，成为空穴(空隙)。焊料内部的空穴阻碍电气传导或者热传导，所以成为产生半导体元件的动作不良的原因。为了去除焊料内部的空穴，虽然需要在焊接时对半导体元件提供微振动等，但在将多个半导体元件安装到基板上的情况下，需要复杂的装置，而且生产性也降低。

本发明是为了解决如上述的问题而完成的，其目的在于提供一种在通过焊接来安装时能够抑制在焊料内部发生空穴的半导体元件及其制造方法。

本发明人为了解决如上述的问题而专心研究的结果，发现通过在非电解镀层的表面形成凹部，能够易于使在焊料内部产生的成为空穴的原因的气体排出到外部，完成本发明。

即，本发明提供一种半导体元件，在具有表侧电极以及背侧电极的表背导通型基板的至少单侧的电极上形成有非电解镀层，所述半导体元件的特征在于，所述至少单侧的电极的表面平坦，所述非电解镀层具有形成于所述至少单侧的电极上的非电解镍磷镀层和形成于所述非电解镍磷镀层上的非电解镀金层，在所述非电解镀层的作为被焊料接合的面的表面形成有凹部。