CN104112680A - 半导体器件背面制造工艺 - Google Patents

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邓小社
王根毅
芮强
张硕
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Abstract

本发明公开了一种半导体器件背面制造工艺，包括下列步骤：对圆片背面进行P+注入；在完成了P+注入的所述背面形成铝层；将所述圆片置于氮气或氮气与氢气的混合气体氛围、350～450摄氏度的温度中进行热处理；在完成了热处理的所述铝层上依次制备钛层、镍层及银层。本发明能够改善圆片背面铝层与Si层的接触，从而增强背面金属的粘附性，减小背面金属脱落的风险，提高良率。

Description

半导体器件背面制造工艺
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造方法，特别是涉及一种半导体器件背面制造工艺。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或其他背面金属为Al-Ti-Ni-Ag结构的圆片，在圆片背面生成铝层后依次制备钛、镍、银金属层。背面金属由于受背面Si层粗糙度影响，可能存在粘附性问题，存在背面金属脱落的风险。
发明内容
基于此，为了解决传统的背面工艺形成的金属层易脱落的问题，有必要提供一种半导体器件背面制造工艺。
一种半导体器件背面制造工艺，包括下列步骤：对圆片背面进行P+注入；在完成了P+注入的所述背面形成铝层；将形成有所述铝层的圆片置于氮气或氮气与氢气的混合气体氛围、350～450摄氏度的温度中进行热处理；在完成了热处理的所述铝层上依次制备钛层、镍层及银层。
在其中一个实施例中，所述热处理的时间为20～150分钟。
在其中一个实施例中，所述进行热处理的步骤之后，在完成了热处理的铝层上依次制备钛层、镍层及银层的步骤之前，还包括用等离子体轰击所述铝层表面进行反溅射处理的步骤。
在其中一个实施例中，所述在完成了P+注入的所述背面形成铝层的步骤中，是采用淀积或蒸发工艺形成所述铝层。
在其中一个实施例中，所述在完成了热处理的所述铝层上依次制备钛层、镍层及银层的步骤中，是采用淀积或蒸发工艺制备所述钛层、镍层及银层。
在其中一个实施例中，所述将圆片置于氮气或氮气与氢气的混合气体氛围、350～450摄氏度的温度中进行热处理的步骤，是使用炉管进行热处理。
在其中一个实施例中，所述在完成了P+注入的所述背面形成铝层的步骤中，形成的铝层厚度为100～30000埃。
在其中一个实施例中，所述半导体器件是绝缘栅双极型晶体管。
在其中一个实施例中，所述半导体器件是场截止型绝缘栅双极型晶体管。
上述半导体器件背面制造工艺，能够改善圆片背面铝层与Si层的接触，从而增强背面金属的粘附性，减小背面金属脱落的风险，提高良率。
附图说明
图1A～图1C为一实施例中采用半导体器件背面制造工艺制造的IGBT在制造过程中的剖面示意图；
图2为一实施例中半导体器件背面制造工艺的流程图；
图3为另一实施例中半导体器件背面制造工艺的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
以下以采用本发明半导体器件背面制造工艺制造IGBT为例进行说明，可以理解的，本发明除了可以应用在IGBT的制造上以外，同样适用于其它具有Al-Ti-Ni-Ag的背金结构的半导体器件。
图1A是IGBT在正面工艺完成后圆片的剖面示意图。圆片的衬底包括漂移区19、Pbody区18、Pbody区18内的N+区17。衬底正面设有栅氧层15，栅氧层15上设有多晶硅层14作为器件的栅极，介质层13覆盖多晶硅层14和栅氧层15，衬底上还设有覆盖介质层13的金属层12，金属层12表面设有表面钝化层11。衬底背面设有场截止（FS）区20。需要指出的是，本实施例是以场截止型IGBT进行说明，本发明的半导体器件背面制造工艺同样适用于其它类型的IGBT，因此场截止区20也可以省略。
IGBT的正面工艺通常还包括减薄处理的步骤，减薄后得到如图1A所示的结构，之后进入背面工艺。图2是一实施例中半导体器件背面制造工艺的流程图，包括下列步骤：
S210，对圆片背面进行P+注入。
注入离子可以采用硼离子。在一些实施例中，离子注入后需要进行退火。
S220，在圆片背面形成铝层。
请参见图1B，在本实施例中，采用淀积或蒸发的方式形成铝层21，铝层21形成于P+层24上。在本实施例中，铝层21的厚度为采用淀积或蒸发工艺形成。在其它实施例中也可以采用其它工艺形成，例如溅射工艺。
S230，将圆片置于N2或N2与H2的混合气体氛围、350～450摄氏度的温度中进行热处理。
在本实施例中，该热处理步骤是使用炉管进行。在其它实施例中，也可以使用烘箱或其它能够保证上述气体氛围和温度的设备。热处理的时间为20～150分钟。
S240，在完成了热处理的铝层上依次制备钛层、镍层及银层。
请参见图1C，在背面的铝层21表面形成Ti-Ni-Ag背金层25。本实施例中是采用淀积或蒸发工艺进行制备，在其它实施例中也可以采用其它工艺进行制备，例如溅射工艺。
上述半导体器件背面制造工艺，能够改善圆片背面铝层21与Si层的接触，从而增强背面金属的粘附性，减小背面金属脱落的风险，提高良率。
请参见图3，在其中一个实施例中，步骤S230和S240之间还包括步骤S232：用等离子体轰击铝层表面进行反溅射处理。加入该步骤能够进一步改善器件背面金属的粘附性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种半导体器件背面制造工艺，包括下列步骤：
对圆片背面进行P+注入；
在完成了P+注入的所述背面形成铝层；
将形成有所述铝层的圆片置于氮气或氮气与氢气的混合气体氛围、350～450摄氏度的温度中进行热处理；
在完成了热处理的所述铝层上依次制备钛层、镍层及银层。
2.根据权利要求1所述的半导体器件背面制造工艺，其特征在于，所述热处理的时间为20～150分钟。
3.根据权利要求1所述的半导体器件背面制造工艺，其特征在于，所述进行热处理的步骤之后，在完成了热处理的铝层上依次制备钛层、镍层及银层的步骤之前，还包括用等离子体轰击所述铝层表面进行反溅射处理的步骤。
4.根据权利要求1所述的半导体器件背面制造工艺，其特征在于，所述在完成了P+注入的所述背面形成铝层的步骤中，是采用淀积或蒸发工艺形成所述铝层。
5.根据权利要求1所述的半导体器件背面制造工艺，其特征在于，所述在完成了热处理的所述铝层上依次制备钛层、镍层及银层的步骤中，是采用淀积或蒸发工艺制备所述钛层、镍层及银层。
6.根据权利要求1所述的半导体器件背面制造工艺，其特征在于，所述将圆片置于氮气或氮气与氢气的混合气体氛围、350～450摄氏度的温度中进行热处理的步骤，是使用炉管进行热处理。
7.根据权利要求1所述的半导体器件背面制造工艺，其特征在于，所述在完成了P+注入的所述背面形成铝层的步骤中，形成的铝层厚度为100～30000埃。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的半导体器件背面制造工艺，其特征在于，所述半导体器件是绝缘栅双极型晶体管。
9.根据权利要求8所述的半导体器件背面制造工艺，其特征在于，所述半导体器件是场截止型绝缘栅双极型晶体管。
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