JPH0645340A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0645340A
JPH0645340A JP3295754A JP29575491A JPH0645340A JP H0645340 A JPH0645340 A JP H0645340A JP 3295754 A JP3295754 A JP 3295754A JP 29575491 A JP29575491 A JP 29575491A JP H0645340 A JPH0645340 A JP H0645340A
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recess
electrode
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Masataka Tsuruta
政孝 鶴田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エピタキシャル成長工程を不要とすることが
でき、かつ抵抗を低く抑え、しかも製品の強度性を確保
して高い信頼性を有する半導体装置を提供することを目
的とする。 【構成】 ベース層等の素子はn-型のシリコン層内に
形成する必要がある。しかし、図の基板2は全体がn-
型シリコンで構成されている為、エピタキシャル成長は
不要である。又、基板2の背面には、ベース層21近傍
にまで背面凹部4が形成されている。そして、この背面
凹部4にコレクタ電極8が設けられている為、コレクタ
の抵抗を小さくすることが可能である。更に、基板2に
形成されるのは背面凹部4であり、全体的に薄く形成さ
れるものではない。従って、半導体装置の強度性を確保
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及び半導体装
置の製造方法に関し、特にエピタキシャル成長工程が不
要で製造が容易であり、製品の信頼性の高い半導体装置
を提供する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置である従来のトランジスタを
図5に示す。このトランジスタは、図に示すようにn+
型シリコン基板30の上にn-型エピタキシャル成長層
31が形成されている。そして、n-型エピタキシャル
成長層31内にP型拡散層32及びn型拡散層33が形
成され、各々ベース電極34、エミッタ電極35が設け
られている。尚、ベース電極34、エミッタ電極35に
は、それぞれベース端子T1、エミッタ端子T2が接続
される。又、n+型シリコン基板30の背面にはコレク
タ電極36が形成され、ここにコレクタ端子T3が接続
されている。
【0003】このトランジスタは、以下のような工程を
経て製造される。まず、n+型シリコン基板30の上
に、n-型エピタキシャル成長層31をエピタキシャル
成長させる。このエピタキシャル成長は、一般にシリコ
ン基板を適量のガスと共に約1000℃以上の高温で加熱し
て行う。これによってn+型シリコン基板30と構造的
に連結したn-型エピタキシャル成長層31が形成され
る。
【0004】次に、n-型エピタキシャル成長層31内
にP型拡散層32及びn型拡散層33を形成する。n-
型エピタキシャル成長層31は、これらP型拡散層32
及びn型拡散層33を形成する為のものである。つま
り、n+層はn-層に比べて不純物の濃度が高く抵抗が小
さい。この為、仮にこのn+層にP型拡散層32等の素
子を形成してしまうと、素子の耐圧を確保することがで
きず、所望のトランジスタの特性が損われてしまうから
である。尚、P型拡散層32及びn型拡散層33の形成
は、イオン等の不純物の打込み、加熱による拡散処理に
よって行われる。
【0005】P型拡散層32等の素子を形成した後、n
-型エピタキシャル成長層31の表面に絶縁層37を施
し、ベース電極34、エミッタ電極35を形成してベー
ス端子T1、エミッタ端子T2を接続する。そして、n
+型シリコン基板30の背面にコレクタ電極36及びコ
レクタ端子T3を形成する。
【0006】トランジスタ等の半導体装置は通常、図5
に示すように、その製品の強度性を確保する為、n+
シリコン基板30が比較的厚く形成されている。しか
し、n+型シリコン基板30は、前述のようにn+層とし
て不純物の濃度が高く抵抗が小さい。この為、基板を厚
く形成し製品の強度性を確保する一方で、コレクタの抵
抗を低く抑えることができるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
には以下のような問題があった。図5に示すトランジス
タは、まずn+型シリコン基板30上にエピタキシャル
成長によってn-型エピタキシャル成長層31を成長さ
せている。ところが、このエピタキシャル成長は、結晶
構造の伸長であるため成長に時間を要し、トランジスタ
製造の作業効率を低下させるという問題がある。
【0008】この為、例えばn+型シリコン基板の代り
にn-型のシリコン基板を用いて、このn-型シリコン基
板の表面に直接、素子を形成することも考えられる。こ
のようにすれば、シリコン基板全体が初めからn-型と
して構成されている為、エピタキシャル成長工程を不要
とすることができる。
【0009】しかし、n-型のシリコン基板を用いた場
合、次のような新たな問題を生じる。上述のようにn-
層はn+層に比べて抵抗値が高い。この為、仮に図5に
示すn+型シリコン基板30をn-層として構成した場
合、基板背面のコレクタの抵抗が大きくなり、トランジ
スタの飽和電流特性や遮断周波数特性が損われてしま
う。コレクタの抵抗を小さくする為にはトランジスタ全
体の厚みを薄く形成し、コレクタ電極36をP型拡散層
32に近づけて位置させればよい。ところが、これでは
トランジスタ製品の強度が低下してしまうという問題が
ある。
【0010】そこで本発明は、エピタキシャル成長工程
を不要とすることができ、かつ抵抗を低く抑え、しかも
製品の強度性を確保して高い信頼性を有する半導体装置
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体装
置は、素子領域を形成するに適した抵抗値を有する半導
体基板、半導体基板の基板表面に形成された素子領域、
半導体基板の基板背面に形成され、素子領域近傍に凹部
面が位置するよう形成された背面凹部、凹部面に接続さ
れた電極、を備えたことを特徴としている。
【0012】請求項2に係る半導体装置の製造方法は、
素子領域を形成するに適した抵抗値を有する半導体基板
を製造する工程、半導体基板の基板表面に素子領域を形
成する工程、半導体基板の基板背面に、素子領域近傍に
凹部面が位置するよう背面凹部を形成する工程、凹部面
に電極を接続する工程、を備えたことを特徴としてい
る。
【0013】請求項3に係る半導体装置は、請求項1の
半導体装置において、背面凹部には、半導体基板の抵抗
値よりも低い抵抗値を有する半導体層が形成されてお
り、当該半導体層に電極が接続されている、ことを特徴
としている。
【0014】
【作用】請求項1に係る半導体装置、及び請求項2に係
る半導体装置の製造方法においては、半導体基板全体が
素子領域を形成するに適した抵抗値を有するものとして
構成されている。従って、基板上に、素子領域を形成す
る為の成長層をエピタキシャル成長させる必要がない。
【0015】又、背面凹部によって素子領域近傍に凹部
面が形成され、この凹部面に電極が接続されている。こ
の為、素子領域に近接して電極を設けることが可能とな
る。更に、基板背面に形成されるのは背面凹部であり、
半導体基板全体を薄く形成するものではない。従って、
半導体装置の強度性を確保することができる。
【0016】請求項2に係る半導体装置においては、半
導体層に電極が接続されており、この半導体層は、半導
体基板の抵抗値よりも低い抵抗値を有している。この
為、半導体基板と電極との間の、極端な抵抗値変化を緩
和することができる。
【0017】
【実施例】本発明に係る半導体装置、及びその製造方法
の一実施例を説明する。図1は半導体装置であるNPN
型のトランジスタの一例を示す断面図であり、図2、図
3及び図4は図1のトランジスタの製造方法の各工程を
示している。この製造方法を以下に詳述する。
【0018】この実施例における半導体基板としては、
図2Aに示すようにn-型シリコン基板2が用いられ
る。n-型シリコン基板2は、不純物の濃度が低く抵抗
が大きい為、素子の形成に適した特性を有している。こ
のn-型シリコン基板2をまず、酸化雰囲気中にさら
し、その基板表面にシリコン酸化膜41を成長させる
(図2A)。
【0019】そして、n-型シリコン基板2の基板表面
にホウ素を打込み、熱拡散処理を施して素子領域である
P型のベース層21を形成する(図2A)。このベース層
21の形成には写真蝕刻法(フォトレジストを使用す
る)が用いられる。すなわち、マスク層(図示せず)に
よって素子のパターンを形成し、ホウ素の打込みを行
う。パターン以外の部分においては、マスク層によって
ホウ素の打込みが阻止され、所望する箇所にベース層2
1を形成することができる。
【0020】続いて、図2Bに示すようにベース層21
中にn+型のエッミタ層22を形成する。エミッタ層2
2の形成には、ベース層21の場合と同様に写真蝕刻法
が用いられ、ヒ素又はリン等の打込み、拡散処理が行わ
れる。次に、図2Cに示すように、n-型シリコン基板
2の基板背面に背面加工マスク42を形成する。
【0021】その後、図3Aのように、背面加工マスク
42を通じて基板背面に背面凹部4を形成する。この背
面凹部4の形成は、水酸化カリウム等を用いた化学腐食
処理(エッチング)を施すことによって行う。背面凹部
4のエッチング深さL5は、背面凹部4の開口径L2
(図2C)を選択することによって制御可能である。こ
の実施例においては、n-型シリコン基板2の厚みL1
(図2C)が約500μmであるのに対して、開口径L2は
約700μmに形成されている。この開口径L2の選択によ
り、エッチング深さL5をベース層21の直前、約10μ
m(図3、間隔L4)の状態に制御することができる。
尚、この場合のベース層21の厚みL3は、約2μmで
ある。
【0022】次に、背面凹部4にリン等を打込み、その
後、拡散処理を施して、n+型の半導体層である背面拡
散層6を形成する(図3B参照)。仮に、この背面拡散
層6を形成せず、抵抗値の大きなn-型シリコン基板2
から直接、コレクタ電極を取り出した場合、寄生ダイオ
ードが発生しトランジスタの特性が損われてしまう。こ
の為、n-型シリコン基板2とコレクタ電極との極端な
抵抗値変化を緩和する目的で、この背面拡散層6が形成
される。
【0023】背面拡散層6の形成後、各電極を取り出す
為の電極開口部80をエッチングによって開口し(図3
C)、ここにベース電極25、27及びエミッタ電極2
6を設ける(図4A)。そして、図4Bに示すように背
面凹部4にコレクタ電極8を形成する。コレクタ電極8
は、アルミニウム等によって構成する。この後、n-
シリコン基板2の表面に、リンガラスや窒化膜によって
保護膜45を形成する(図4C)。
【0024】図4Cに示す状態のn-型シリコン基板2
を所定幅で切断し、リードフレーム70に付着させて図
1に示すトランジスタを得る。以上のような製造を行え
ば、製造工程においてエピタキシャル成長を行う必要が
なく、容易にトラジスタ等の半導体装置を得ることがで
きる。又、このシリコン基板2はn-型であり抵抗値は
大きいが、背面凹部4の形成によってコレクタ電極8を
ベース層21の直前に位置させている。この為、コレク
タの抵抗を少なくすることができる。更に、n-型シリ
コン基板2全体を薄く形成するものではなく、背面凹部
4によってコレクタ電極8を近接して位置させているこ
とから、トランジスタの強度性を確保することが可能と
なる。
【0025】
【発明の効果】請求項1に係る半導体装置、及び請求項
2に係る半導体装置の製造方法においては、基板上に、
素子領域を形成する為の成長層をエピタキシャル成長さ
せる必要がない。従って、製造が容易な半導体装置を提
供することができる。
【0026】又、背面凹部によって素子領域近傍に凹部
面が形成され、この凹部面に電極が接続されている為、
素子領域に近接して電極を設けることが可能となる。こ
の為、抵抗が低い半導体装置を提供することが可能とな
る。
【0027】更に、基板背面に形成されるのは背面凹部
であり、半導体基板全体を薄く形成するものではない
為、半導体装置の強度性を確保することができる。従っ
て、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【0028】請求項2に係る半導体装置においては、半
導体基板と電極との間の、極端な抵抗値変化を緩和する
ことができる。従って、寄生ダイオードの発生を回避す
ることができ、より精度の高い半導体装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の一実施例であるトラ
ンジスタを示す断面図である。
【図2】図1に示すトランジスタの製造方法の一実施例
を示す断面図である。
【図3】図1に示すトランジスタの製造方法の一実施例
を示す断面図である。
【図4】図1に示すトランジスタの製造方法の一実施例
を示す断面図である。
【図5】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
2・・・・・n-型シリコン基板 4・・・・・背面凹部 6・・・・・背面拡散層 8・・・・・コレクタ電極 21・・・・ベース層 22・・・・エミッタ層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】素子領域を形成するに適した抵抗値を有す
    る半導体基板、 半導体基板の基板表面に形成された素子領域、 半導体基板の基板背面に形成され、素子領域近傍に凹部
    面が位置するよう形成された背面凹部、 凹部面に接続された電極、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】素子領域を形成するに適した抵抗値を有す
    る半導体基板を製造する工程、 半導体基板の基板表面に素子領域を形成する工程、 半導体基板の基板背面に、素子領域近傍に凹部面が位置
    するよう背面凹部を形成する工程、 凹部面に電極を接続する工程、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1の半導体装置において、 背面凹部には、半導体基板の抵抗値よりも低い抵抗値を
    有する半導体層が形成されており、 当該半導体層に電極が接続されている、 ことを特徴とする半導体装置。
JP3295754A 1991-11-12 1991-11-12 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH0645340A (ja)

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