半導體裝置制造方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種半導體裝置，其能夠在維持半導體裝置的電氣特性的同時，提高半導體襯底和背面電極的接合強度。本發明具有半導體襯底（2a）和設置在半導體襯底（2a）背面上的背面電極（在實施方式中為背面多層電極（1））。在半導體襯底（2a）的與背面多層電極（1）相對的背面的周緣部，形成有粗糙面圖案（4a）。
【專利說明】半導體裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種半導體裝置，特別是涉及一種具有背面電極的半導體裝置。
【背景技術】
[0002]在用于使大電流進行驅動的功率半導體芯片中，通常通過在半導體襯底背面側上形成金屬膜而設置電極構造。
[0003]在例如二極管中使用的η型硅(Si)中，在硅襯底背面側形成使用鈦(Ti)的電極(參照專利文獻I)。通過使鈦層與硅層接合而使得歐姆接觸性良好，能夠獲得低VF(低正向電壓)及低電阻的特性。此外，作為背面電極，通常使用沒有圖案的全表面電極(金屬)。
[0004]專利文獻1:日本特開2004 - 103919號公報
[0005]對于形成半導體襯底的硅和形成背面電極的鈦之間的接合，從裝置特性的可靠性的角度出發，要求形成更加牢固的接合。
[0006]作為用于實現牢固接合的構造，已知經由例如硅化鈦等反應層而進行接合的構造。此外，在形成上述硅化鈦的情況下，需要700°C左右的高溫制造工藝。其原因在于，如果在較低的溫度下進行使用鈦的硅化物形成處理，則由于應力的產生而發生剝離。
[0007]如上所述通過形成硅化鈦等而使得半導體襯底和背面電極的接合變得牢固，但其另一面，存在電阻等電氣特性惡化的問題。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種半導體裝置，其能夠在維持半導體裝置的電氣特性的同時，提高半導體襯底和背面電極的接合強度。
[0009]本發明的一個方式所涉及的半導體裝置的特征在于，具有:半導體襯底；以及背面電極，其設置在所述半導體襯底背面上，在所述半導體襯底的與所述背面電極相對的所述背面的周緣部，形成有粗糙面圖案。
[0010]本發明的另一個方式所涉及的半導體裝置的特征在于，具有:半導體襯底；以及背面電極，其設置在所述半導體襯底背面上，在所述半導體襯底的與所述背面電極相對的所述背面的周緣部，形成有硅化物層。
[0011]發明的效果
[0012]根據本發明的上述方式，背面電極和半導體襯底之間的接合強度得到提高。
[0013]另外，由于形成有粗糙面圖案或硅化物層的區域被限定為半導體襯底背面的周緣部，因此,半導體襯底的電氣特性不會惡化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發明的本實施方式所涉及的半導體裝置的結構的剖面圖。
[0015]圖2是本發明的實施方式所涉及的半導體襯底背面的主視圖。
[0016]圖3是表示本發明的本實施方式所涉及的半導體裝置的結構的剖面圖。[0017]圖4是本發明的實施方式所涉及的半導體襯底背面的主視圖。
[0018]圖5是表示本發明的前提技術所涉及的半導體裝置的構造的剖面圖。
[0019]標號的說明
[0020]I背面多層電極，2、2a、2b半導體襯底，3元件區域，4a粗糙面圖案，4b硅化物層，100a、100b、101半導體裝置。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面，參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。
[0022]此外，在本說明書中，使用正面或背面等用語，但上述用語是為了便于區別各表面而使用的，與實際的上下左右方向無關。
[0023]圖5是表示本發明的前提技術所涉及的半導體裝置101的構造的剖面圖。
[0024]如圖5所示，半導體裝置101具有:背面多層電極1、設置在背面多層電極I上的半導體襯底2、以及設置在半導體襯底2上的元件區域3。
[0025]背面多層電極I是由多種金屬層層疊而形成的金屬電極。在多個金屬層中，與半導體襯底2接觸的金屬層優選由鈦構成。此外，作為背面電極也可以是單層結構。
[0026]半導體襯底2由作為第I導電型(例如η型)半導體的硅(silicon)、或碳化硅等構成。
[0027]元件區域3包含第2導電型(例如P型)半導體層，通過向半導體襯底2上的漂移層表面進行離子注入等而形成。
[0028]在以下的實施方式中，對能夠使上述半導體襯底2和背面多層電極I之間的接合牢固，而且能夠維持半導體裝置電氣特性的半導體裝置的構造進行說明。
[0029]〈第I實施方式〉
[0030]< 結構 >
[0031]圖1是表示本發明的本實施方式所涉及的半導體裝置IOOa的結構的剖面圖。
[0032]如圖1所示，半導體裝置IOOa具有:背面多層電極1、設置在背面多層電極I上的半導體襯底2a、以及設置在半導體襯底2a上的元件區域3。對于標注有與圖5所示的半導體裝置101中的情況相同的標號的結構，由于與上述情況相同，因此，省略詳細的說明。
[0033]半導體襯底2a在與背面多層電極I接觸的背面形成有粗糙面圖案4a。粗糙面圖案4a是通過對半導體襯底2a背面進行粗糙面處理而形成的。
[0034]粗糙面圖案4a如圖2的半導體襯底2a背面的主視圖所示，形成在背面的周緣部。在此，粗糙面圖案4a可以如圖2所示形成在背面的整個周緣部，也可以形成在周緣部的一部分。
[0035]在圖5所示的半導體裝置101中，在半導體襯底2的背面沒有形成粗糙面圖案4a。由此，如果進行例如熱工序(大于或等于200°C)，則由于背面多層電極I的熱膨脹率和半導體襯底2的熱膨脹率的不同而產生應力，導致背面多層電極I和半導體襯底2之間剝離。
[0036]另一方面，在圖1所示的半導體裝置IOOa中，在半導體襯底2a的背面周緣部形成有粗糙面圖案4a。在形成有粗糙面圖案4a的區域中，由于背面多層電極I與半導體襯底2a接觸的接觸面積增加，因此，背面多層電極I和半導體襯底2a之間的接合強度得到提高。
[0037]在可能成為背面多層電極I和半導體襯底2a之間的剝離起點的背面周緣部，由于兩個部件之間的接合強度提高，因此，在進行熱工序等的情況下，也能夠抑制兩個部件之間發生剝離。
[0038]另外，由于形成有粗糙面圖案4a的區域被限定為半導體襯底2a背面的周緣部，因此，在半導體襯底2a背面的中央部(與正面的元件區域3相對應)，背面多層電極I和半導體襯底2a之間的電氣特性不會由于粗糙面圖案4a而惡化，能夠維持半導體裝置的電氣特性而使其不會惡化(電阻的增加、或主耐壓泄漏等)。
[0039]< 效果 >
[0040]根據本發明所涉及的實施方式，半導體裝置具有半導體襯底2a、以及設置在半導體襯底2a背面上的背面電極(在實施方式中為背面多層電極I)。
[0041]另外，在半導體襯底2a的與背面多層電極I相對的背面的周緣部形成有粗糙面圖案4a。
[0042]根據上述結構，在形成有粗糙面圖案4a的區域中，由于背面多層電極I與半導體襯底2a接觸的接觸面積增加，因此，背面多層電極I和半導體襯底2a之間的接合強度得到提聞。
[0043]另外，由于形成有粗糙面圖案4a的區域被限定為半導體襯底2a背面的周緣部，因此，在半導體襯底2a背面的中央部(與正面的元件區域3相對應)，電氣特性不會惡化。
[0044]另外，根據本發明所涉及的實施方式，背面多層電極I的與半導體襯底2a接觸的面由鈦構成。
[0045]根據上述結構，由于利用粗糙面圖案4a使得背面多層電極I和半導體襯底2a之間的接合強度得到提高，因此，即使在使用接合力較弱的鈦而形成該接合的情況下，也能夠獲得充分的接合強度。
[0046]另外，根據本發明所涉及的實施方式，背面多層電極I由多個不同的金屬層構成。
[0047]根據上述結構，能夠抑制由于薄化加工而產生的翹曲，提高半導體裝置的品質。
[0048]<第2實施方式>
[0049]< 結構 >
[0050]圖3是表示本發明的本實施方式所涉及的半導體裝置IOOb的結構的剖面圖。
[0051]如圖3所示，半導體裝置IOOb具有:背面多層電極1、設置在背面多層電極I上的半導體襯底2b、以及設置在半導體襯底2b上的元件區域3。對于標注有與圖5所示的半導體裝置101中的情況相同的標號的結構，由于與上述情況相同，因此，省略詳細的說明。
[0052]半導體襯底2b在與背面多層電極I接觸的背面形成有硅化物層4b。硅化物層4b通過在例如小于或等于450°C下進行溫度較低的硅化物形成處理而形成。作為硅化物層4b中使用的金屬，具有例如Al、Co或Ni等。
[0053]硅化物層4b如圖4的半導體襯底2b背面的主視圖所示，形成在背面的周緣部。在此，硅化物層4b可以如圖4所示形成在背面的整個周緣部，也可以形成在周緣部的一部分。
[0054]在圖5所示的半導體裝置101中，在半導體襯底2的背面沒有形成硅化物層4b。由此，如果進行例如熱工序(大于或等于200°C)，則由于背面多層電極I的熱膨脹率和半導體襯底2的熱膨脹率的不同而產生應力，導致背面多層電極I和半導體襯底2之間剝離。
[0055]另一方面，在圖3所示的半導體裝置IOOb中，在半導體襯底2b的背面周緣部形成有硅化物層4b。在形成有硅化物層4b的區域中，由于背面多層電極I和半導體襯底2b經由硅化物層4b而接合，因此，背面多層電極I和半導體襯底2b之間的接合強度得到提高。
[0056]在可能成為背面多層電極I和半導體襯底2b之間的剝離起點的背面周緣部，由于兩個部件之間的接合強度提高，因此，即使在進行熱工序等的情況下，也能夠抑制兩個部件之間發生剝離。
[0057]另外，由于形成有硅化物層4b的區域被限定為半導體襯底2b背面的周緣部，因此，在半導體襯底2b背面的中央部(與正面的元件區域3相對應)，背面多層電極I和半導體襯底2b之間的電氣特性不會由于硅化物層4b而惡化，能夠維持半導體裝置的電氣特性而使其不會惡化(電阻的增加、或主耐壓泄漏等)。
[0058]< 效果 >
[0059]根據本發明所涉及的實施方式，半導體裝置具有半導體襯底2b、以及設置在半導體襯底2b背面上的背面電極(在實施方式中為背面多層電極I)。
[0060]另外，在半導體襯底2b的與背面多層電極I相對的背面的周緣部形成有硅化物層4b 0
[0061]根據上述結構，在形成有硅化物層4b的區域中，由于背面多層電極I與半導體襯底2b接觸的接觸面積增加，因此，背面多層電極I和半導體襯底2b之間的接合強度得到提聞。
[0062]另外，由于形成有硅化物層4b的區域被限定為半導體襯底2b背面的周緣部，因此，在半導體襯底2b背面的中央部(與正面的元件區域3相對應)，電氣特性不會惡化。
[0063]另外，根據本發明所涉及的實施方式，硅化物層4b由使用Al、Co或Ni的硅化物構成。
[0064]根據上述結構，硅化物層能夠通過例如小于或等于450°C等溫度較低的硅化物形成處理而形成，制造工序變得容易。
[0065]另外，根據本發明所涉及的實施方式，背面多層電極I的與半導體襯底2b接觸的面由鈦構成。
[0066]根據上述結構，由于利用硅化物層4b使得背面多層電極I和半導體襯底2b之間的接合強度得到提高，因此，即使在使用接合力較弱的鈦而形成該接合的情況下，也能夠獲得充分的接合強度。
[0067]另外，根據本發明所涉及的實施方式，背面多層電極I由多個不同的金屬層構成。
[0068]根據上述結構，能夠抑制由于薄化加工而產生的翹曲，提高半導體裝置的品質。
[0069]在本發明的實施方式中，對于各結構要素的材質、材料、實施條件等也進行了記載，但這些僅為例示，并不限定于記載的內容。
[0070]此外，本發明在其發明范圍內，能夠進行各實施方式的自由組合、或各實施方式的任意結構要素的變形，或者能夠在各實施方式中省略任意的結構要素。
【權利要求】
1.一種半導體裝置，其特征在于，具有:半導體襯底；以及背面電極，其設置在所述半導體襯底背面上，在所述半導體襯底的與所述背面電極相對的所述背面的周緣部，形成有粗糙面圖案。
2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述背面電極的與所述半導體襯底接觸的面由鈦構成。
3.根據權利要求1或2所述的半導體裝置，其特征在于，所述背面電極由多個不同的金屬層構成。
4.一種半導體裝置，其特征在于，具有:半導體襯底；以及背面電極，其設置在所述半導體襯底背面上，在所述半導體襯底的與所述背面電極相對的所述背面的周緣部，形成有硅化物層。
5.根據權利要求4所述的半導體裝置，其特征在于，所述硅化物層由使用Al、Co或Ni的硅化物構成。
6.根據權利要求4或5所述的半導體裝置，其特征在于，所述背面電極的與所述半導體襯底接觸的面由鈦構成。
7.根據權利要求4或5所述的半導體裝置，其特征在于，所述背面電極由多個不同的金屬層構成。
【文檔編號】H01L29/41GK103996703SQ201410054300
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年2月18日 優先權日:2013年2月18日
【發明者】吉浦康博, 多留谷政良, 大月詠子 申請人:三菱電機株式會社