半导体器件背面制造工艺的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】半导体器件背面制造工艺
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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】
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 在其中一个实施例中，所述热处理的时间为20?150分钟。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 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；
[0015] 图2为一实施例中半导体器件背面制造工艺的流程图；
[0016] 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】
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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：
[0021] S210,对圆片背面进行P+注入。
[0022] 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。
[0023] S220,在圆片背面形成铝层。
[0024] 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HX).、.30000人，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。
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] S240,在完成了热处理的铝层上依次制备钛层、镍层及银层。
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 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。
[0031] 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。
【权利要求】
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。
【文档编号】H01L21/60GK104112680SQ201310141866
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月22日 优先权日:2013年4月22日
【发明者】邓小社, 王根毅, 芮强, 张硕 申请人:无锡华润上华半导体有限公司