半導(dǎo)體器件背面制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件背面制造工藝，包括下列步驟：對圓片背面進(jìn)行P+注入；在完成了P+注入的所述背面形成鋁層；將所述圓片置于氮?dú)饣虻獨(dú)馀c氫氣的混合氣體氛圍、350～450攝氏度的溫度中進(jìn)行熱處理；在完成了熱處理的所述鋁層上依次制備鈦層、鎳層及銀層。本發(fā)明能夠改善圓片背面鋁層與Si層的接觸，從而增強(qiáng)背面金屬的粘附性，減小背面金屬脫落的風(fēng)險(xiǎn)，提高良率。
【專利說明】半導(dǎo)體器件背面制造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法，特別是涉及一種半導(dǎo)體器件背面制造工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)或其他背面金屬為Al-Ti-Ni-Ag結(jié)構(gòu)的圓片，在圓片 背面生成鋁層后依次制備鈦、鎳、銀金屬層。背面金屬由于受背面Si層粗糙度影響，可能存 在粘附性問題，存在背面金屬脫落的風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，為了解決傳統(tǒng)的背面工藝形成的金屬層易脫落的問題，有必要提供一種 半導(dǎo)體器件背面制造工藝。
[0004] 一種半導(dǎo)體器件背面制造工藝，包括下列步驟：對圓片背面進(jìn)行P+注入；在完成 了 P+注入的所述背面形成鋁層；將形成有所述鋁層的圓片置于氮?dú)饣虻獨(dú)馀c氫氣的混合 氣體氛圍、350?450攝氏度的溫度中進(jìn)行熱處理；在完成了熱處理的所述鋁層上依次制備 鈦層、鎳層及銀層。
[0005] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱處理的時(shí)間為20?150分鐘。
[0006] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)行熱處理的步驟之后，在完成了熱處理的鋁層上依 次制備鈦層、鎳層及銀層的步驟之前，還包括用等離子體轟擊所述鋁層表面進(jìn)行反濺射處 理的步驟。
[0007] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在完成了 P+注入的所述背面形成鋁層的步驟中，是采 用淀積或蒸發(fā)工藝形成所述鋁層。
[0008] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在完成了熱處理的所述鋁層上依次制備鈦層、鎳層及 銀層的步驟中，是采用淀積或蒸發(fā)工藝制備所述鈦層、鎳層及銀層。
[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述將圓片置于氮?dú)饣虻獨(dú)馀c氫氣的混合氣體氛圍、350? 450攝氏度的溫度中進(jìn)行熱處理的步驟，是使用爐管進(jìn)行熱處理。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在完成了 P+注入的所述背面形成鋁層的步驟中，形成 的鋁層厚度為100?30000埃。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件是絕緣柵雙極型晶體管。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件是場截止型絕緣柵雙極型晶體管。
[0013] 上述半導(dǎo)體器件背面制造工藝，能夠改善圓片背面鋁層與Si層的接觸，從而增強(qiáng) 背面金屬的粘附性，減小背面金屬脫落的風(fēng)險(xiǎn)，提高良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1A?圖1C為一實(shí)施例中采用半導(dǎo)體器件背面制造工藝制造的IGBT在制造過 程中的剖面示意圖；
[0015] 圖2為一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件背面制造工藝的流程圖；
[0016] 圖3為另一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件背面制造工藝的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。
[0018] 以下以采用本發(fā)明半導(dǎo)體器件背面制造工藝制造 IGBT為例進(jìn)行說明，可以理解 的，本發(fā)明除了可以應(yīng)用在IGBT的制造上以外，同樣適用于其它具有Al-Ti-Ni-Ag的背金 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
[0019] 圖1A是IGBT在正面工藝完成后圓片的剖面示意圖。圓片的襯底包括漂移區(qū)19、 Pbody區(qū)18、Pbody區(qū)18內(nèi)的N+區(qū)17。襯底正面設(shè)有柵氧層15,柵氧層15上設(shè)有多晶硅 層14作為器件的柵極，介質(zhì)層13覆蓋多晶硅層14和柵氧層15,襯底上還設(shè)有覆蓋介質(zhì)層 13的金屬層12,金屬層12表面設(shè)有表面鈍化層11。襯底背面設(shè)有場截止（FS)區(qū)20。需 要指出的是，本實(shí)施例是以場截止型IGBT進(jìn)行說明，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件背面制造工藝同 樣適用于其它類型的IGBT，因此場截止區(qū)20也可以省略。
[0020] IGBT的正面工藝通常還包括減薄處理的步驟，減薄后得到如圖1A所示的結(jié)構(gòu)，之 后進(jìn)入背面工藝。圖2是一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件背面制造工藝的流程圖，包括下列步驟：
[0021] S210,對圓片背面進(jìn)行P+注入。
[0022] 注入離子可以采用硼離子。在一些實(shí)施例中，離子注入后需要進(jìn)行退火。
[0023] S220,在圓片背面形成鋁層。
[0024] 請參見圖1B，在本實(shí)施例中，采用淀積或蒸發(fā)的方式形成鋁層21，鋁層21形成于 P+層24上。在本實(shí)施例中，鋁層21的厚度為HX).、.30000人，采用淀積或蒸發(fā)工藝形成。在 其它實(shí)施例中也可以采用其它工藝形成，例如濺射工藝。
[0025] S230,將圓片置于N2或N2與H2的混合氣體氛圍、350?450攝氏度的溫度中進(jìn)行 熱處理。
[0026] 在本實(shí)施例中，該熱處理步驟是使用爐管進(jìn)行。在其它實(shí)施例中，也可以使用烘箱 或其它能夠保證上述氣體氛圍和溫度的設(shè)備。熱處理的時(shí)間為20?150分鐘。
[0027] S240,在完成了熱處理的鋁層上依次制備鈦層、鎳層及銀層。
[0028] 請參見圖1C，在背面的鋁層21表面形成Ti-Ni-Ag背金層25。本實(shí)施例中是采用 淀積或蒸發(fā)工藝進(jìn)行制備，在其它實(shí)施例中也可以采用其它工藝進(jìn)行制備，例如濺射工藝。
[0029] 上述半導(dǎo)體器件背面制造工藝，能夠改善圓片背面鋁層21與Si層的接觸，從而增 強(qiáng)背面金屬的粘附性，減小背面金屬脫落的風(fēng)險(xiǎn)，提高良率。
[0030] 請參見圖3,在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S230和S240之間還包括步驟S232 :用等 離子體轟擊鋁層表面進(jìn)行反濺射處理。加入該步驟能夠進(jìn)一步改善器件背面金屬的粘附 性。
[0031] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體器件背面制造工藝，包括下列步驟： 對圓片背面進(jìn)行P+注入； 在完成了 P+注入的所述背面形成鋁層； 將形成有所述鋁層的圓片置于氮?dú)饣虻獨(dú)馀c氫氣的混合氣體氛圍、350?450攝氏度 的溫度中進(jìn)行熱處理； 在完成了熱處理的所述鋁層上依次制備鈦層、鎳層及銀層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件背面制造工藝，其特征在于，所述熱處理的時(shí)間 為20?150分鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件背面制造工藝，其特征在于，所述進(jìn)行熱處理的 步驟之后，在完成了熱處理的鋁層上依次制備鈦層、鎳層及銀層的步驟之前，還包括用等離 子體轟擊所述鋁層表面進(jìn)行反濺射處理的步驟。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件背面制造工藝，其特征在于，所述在完成了 P+注 入的所述背面形成鋁層的步驟中，是采用淀積或蒸發(fā)工藝形成所述鋁層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件背面制造工藝，其特征在于，所述在完成了熱處 理的所述鋁層上依次制備鈦層、鎳層及銀層的步驟中，是采用淀積或蒸發(fā)工藝制備所述鈦 層、鎳層及銀層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件背面制造工藝，其特征在于，所述將圓片置于氮 氣或氮?dú)馀c氫氣的混合氣體氛圍、350?450攝氏度的溫度中進(jìn)行熱處理的步驟，是使用爐 管進(jìn)行熱處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件背面制造工藝，其特征在于，所述在完成了 P+注 入的所述背面形成鋁層的步驟中，形成的鋁層厚度為100?30000埃。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件背面制造工藝，其特征在于，所述 半導(dǎo)體器件是絕緣柵雙極型晶體管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件背面制造工藝，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件是 場截止型絕緣柵雙極型晶體管。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104112680SQ201310141866
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】鄧小社, 王根毅, 芮強(qiáng), 張碩 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司