[发明专利]一种降低半导体器件背面金属接触电阻的方法

说明书

本发明提供一种降低半导体器件背面金属接触电阻的方法，涉及半导体技术领域。所述方法包括以下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有相对的正面和背面；对所述半导体衬底背面进行减薄处理；去除所述半导体衬底背面表面的微裂纹层；湿法刻蚀处理所述半导体衬底的背面；在所述半导体衬底背面上形成背面金属电极。采用本发明的方法，可以降低半导体衬底和背面金属层之间的接触电阻，进而降低饱和压降值，提高其饱和压降性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种降低半导体器件背面金属接触电阻的方法。

背景技术

半导体功率器件由于具有驱动电路简单、驱动功率小、高输入阻抗和开关速度、良好的热稳定性等一系列优点而得到非常广泛的应用，常见的功率器件有VDMOS(VerticalDouble‐Diffusion MOSFET，垂直双扩散场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)和Power BJT(Power Bipolar Junction Transistors，功率双极晶体管)等。以IGBT为例，IGBT是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管(即巨型晶体管，简称GTR)的低导通压降两方面的优点，由于IGBT具有驱动功率小而饱和压降低的优点，目前IGBT作为一种新型的电力电子器件被广泛应用于电机控制、工业调速、家用电器、照明、网络通信、计算机、汽车电子、国防、航空航天等多个领域。

在半导体器件工艺中，形成良好的背面金属接触有利于降低导通电压。在现有技术中，为了使半导体衬底和BSM(back side metal，背面金属)之间形成金属尖峰，并获得低的接触电阻，进行合金化前，金属的温度必须达到400℃。工业上采用原位退火处理工艺，同时，完成退火后，在‐20℃的冷却室中冷却，这样所形成的金属尖峰的密度较低。高温合金会促进金属尖峰的形成，并提高饱和压降性能，但这一过程又会导致半导体衬底顶端的银膜团聚，反过来，这又会增加接触电阻。

因此，有必要提出一种新的降低半导体器件背面金属接触电阻的方法，以解决上述技术问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提供一种降低半导体器件背面金属接触电阻的方法，所述方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有相对的正面和背面；对所述半导体衬底背面进行减薄处理；去除所述半导体衬底背面表面的微裂纹层；湿法刻蚀处理所述半导体衬底的背面；在所述半导体衬底背面上形成背面金属电极。

进一步，形成所述背面金属电极的步骤包括：在所述半导体衬底的背面上沉积金属层，然后使所述金属层与所述半导体衬底反应形成合金层。

进一步，所述减薄处理的方法是研磨。

进一步，所述去除微裂纹层的工艺是干法蚀刻工艺。

进一步，所述沉积积金属层的工艺是物理气相沉积工艺。

进一步，所述形成合金层的温度为300‐350℃。

进一步，通过所述干法刻蚀工艺刻蚀掉的所述半导体衬底的厚度为2‐3μm。

进一步，通过所述湿法刻蚀工艺刻蚀掉的所述半导体衬底的厚度为7‐8μm。

进一步，所述形成合金层的方法是原位退火。

进一步，所述干法蚀刻工艺的条件为，压力：8‐12豪托；源射频：450‐550W；射频偏压：55‐65W。