用于制造半导体功率器件的方法技术

一种用于制造半导体器件（１５）的方法，其中，在一个半导体层（２００）上设置一个半导体元件层（２），其特征在于，该方法包括以下步骤： 形成一个半导体晶片（１），其包括一个半导体层（２００）以及一个位于半导体层（２００）上的半导体元件层（２），其中，晶片（１）具有第一表面（１ａ），所述半导体元件层（２）位于其侧面，晶片（１）还具有第二表面（１ｂ），该第二表面与第一表面（１ａ）相对，且所述半导体层（２００）位于其侧面； 从第二表面（１ｂ）将晶片（１）均匀地磨削至预定的厚度；以及 从第二表面（１ｂ）将晶片（１）蚀刻至预定的厚度，同时掩蔽晶片（１）的周边，以使其与蚀刻剂（７）隔离，从而在周边处形成一个边缘（１０）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。通过这种方法，能够改善该器件的接通电阻或开态电阻(ON resistance)。
技术介绍
目前已提出多种方法来降低功率器件的接通电阻。在这些方法中，包含在所述器件中的半导体层的电阻被降低。例如，对应于美国专利5,242,862的JP-B-2513055披露了一种用于制造竖直半导体功率器件的方法。该方法包括以下步骤首先，在半导体晶片的前表面上形成一个包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的器件层以及一个前表面电极。随后，从与前表面相对的后表面均匀磨削晶片，以使晶片具有200-450μm的厚度。接着，在晶片的后表面上形成一个后表面电极。通过磨削使包含在功率器件中的半导体层变薄，从而降低半导体层的电阻。结果是，功率器件的接通电阻被降低。但是，利用该公开文献的方法，如果将晶片磨削至比200μm更薄，那么晶片的脆性将会显著增大。结果是，由于在磨削期间或从晶片上剥除附着至晶片上的粘附薄膜时将导致晶片破裂，从而将降低晶片的产量。因此，实质上，通过该公开文献的方法不可能制造比200μm更薄的晶片。即，通过该文献的方法实质上不可能大大降低功率器件的接通电阻。另一方面，JP-A-5-121384披露了一种能够解决上述问题的方法。在该方法中，利用具有直径小于晶片直径的砂轮的抛光机，仅在后表面的中央区域使晶片变薄，并且在抛光后，在晶片的周边处形成一个边缘。由于晶片在周边处未变薄，因此所述边缘具有晶片的原始厚度，以便加强晶片。因此，能够制造比200μm更薄的晶片。但是，利用在JP-A-5-121384中披露的方法，晶片在经过抛光的后表面上被损坏。因此，后表面和形成于后表面上的后表面电极之间的接触电阻比较高。另外，由于利用直径小于晶片直径的砂轮对晶片进行抛光，因此，实质上不能在中央区形成用于加强中央区的梁。结果是，如果需抛光具有较大直径的晶片，那么晶片则可能破裂或翘曲。因此，在这种情况下，在JP-A-5-121384中披露的方法并不是有效的。
技术实现思路
考虑到上述情况，本专利技术的一个目的在于提供一种用于制造半导体器件的方法，该半导体器件具有较低的接通电阻，同时即使晶片具有较大直径，也能够防止晶片在制造过程中破裂或翘曲。在本专利技术中，在一个半导体层上设有一个半导体元件层的半导体器件是通过以下步骤制成的。首先，形成一个半导体晶片，其包括一个半导体层以及一个位于半导体层上的半导体元件层。该晶片具有第一表面，所述半导体元件层位于该第一表面的侧面。该晶片还具有第二表面，该第二表面与第一表面相对，并且所述半导体层位于其侧面。随后，从第二表面将晶片均匀地磨削至预定的厚度。接着，从第二表面将晶片蚀刻至预定的厚度，同时掩蔽晶片的周边，以使其与蚀刻剂隔离，从而在周边处形成一个边缘。作为一种替换方案，在一个半导体层上设有一个半导体元件层的半导体器件可通过以下步骤制成。首先，形成一个半导体晶片，其包括一个具有较低杂质浓度的半导体层以及一个位于该半导体层上的半导体元件层。该晶片具有第一表面，所述半导体元件层位于其侧面。该晶片还具有第二表面，该第二表面与第一表面相对，并且所述半导体层位于其侧面。随后，从第二表面将晶片均匀地磨削至预定的厚度。接着，从第二表面将晶片蚀刻至预定的厚度，同时掩蔽晶片的周边，以使其与蚀刻剂隔离，从而在周边处形成一个边缘。之后，在第二表面上形成一高杂质浓度层，其具有高于半导体层的杂质浓度。附图简述结合附图，从以下的详细描述中将可更清楚地理解本专利技术的上述和其它目的、特点和优点。在附图中附图说明图1A-1D为示意性剖面图，其显示了利用本专利技术第一实施例的方法制造半导体功率器件的步骤；图2为示意性剖面图，其显示了利用第一实施例的方法制造半导体功率器件的一个步骤；图3为示意性剖面图，其显示了利用第一实施例的方法制造半导体功率器件的一个步骤；图4为示意性剖面图，其显示了利用第一实施例的方法制造半导体功率器件的一个步骤；图5为示意性剖面图，其显示了利用第一实施例的方法制造半导体功率器件的一个步骤；图6为示意性剖面图，其显示了利用第一实施例的方法制造半导体功率器件的一个步骤；图7A为将半导体晶片分离成半导体基片后的示意性平面图；图7B为沿线VIIB-VIIB剖开的示意性剖面图；图8为一蚀刻罐的示意性剖面图；图9为一蚀刻设备的示意性剖面图；图10为蚀刻罐的局部放大剖面图； 图11为第一实施例的半导体功率器件的局部放大视图；图12为显示接触电阻和晶片的变薄方法之间关系的图表，其中接触电阻为晶片的后表面与形成于后表面上的电极之间的电阻；图13为第二实施例的半导体功率器件的局部放大视图；图14为一半导体晶片的平面图，除了在其周边处具有边缘以外，所述晶片在其中央区域具有梁；图15为具有类似于栅格的梁的半导体晶片的平面图；图16A-16C为图13中的半导体功率器件的改进形式的局部剖面图；图17A-17F为示意性剖面图，其显示了利用本专利技术第三实施例的方法制造半导体功率器件的过程；图18为在图17中的圆XVIII处的剖面的局部放大视图；图19A-19J为显示半导体晶片的蚀刻步骤的示意性剖面图；图20为示意性剖面图，其示出了在半导体晶片的蚀刻中将要解决的问题；图21A-21C为示意性剖面图，它们分别显示了在磨削之前、磨削之后以及在形成聚酰亚胺边缘之后的晶片一端的形状；图22为示意性剖面图，其显示了在半导体晶片的蚀刻中，采用第三图27A-27F为示意性剖面图，其显示了利用本专利技术第三实施例的方法制造半导体功率器件的另一种工艺。具体实施例方式下面参照不同实施例，对本专利技术进行详细描述。第一实施例如图1A所示，一半导体晶片1包括一个为n+型或p-型且具有较高杂质浓度的半导体层200，以及一个位于半导体层200上的半导体元件层2。半导体元件层2包括有半导体元件。半导体晶片1具有第一表面1a或前表面1a以及与前表面1a相对的第二表面1b或后表面1b。晶片1的厚度为625μm。如图2所示，利用砂轮3从后表面1b均匀地磨削晶片1，以使晶片1具有例如250μm的厚度。在磨削中，应使整个后表面1b减薄至规定的厚度。在磨削之后，晶片1具有图1B所示的剖面结构。随后，如图3所示，在后表面1b上贴附一胶粘带13，利用刀具5在元件层2中形成多个切槽6，每一个切槽均距离前表面1a具有预定的深度。接着，如图4所示，在前表面1a上贴附防护件4或胶粘带4，将晶片1置于蚀刻罐8中的预定位置处，以便在晶片1的蚀刻期间，除了由垫圈或垫圈9掩蔽的后表面1b的周边以外，使后表面均暴露于蚀刻剂7中。随后，通过蚀刻剂7从后表面1b对晶片1进行蚀刻，直至晶片1的厚度在蚀刻区中达到100μm。在蚀刻之后，晶片1在蚀刻区的厚度大于切槽的深度。通过所述蚀刻，如图1C所示，由于在蚀刻期间晶片1的周边由垫圈9掩蔽，因此，在晶片1的周边形成边缘10。同时，在晶片1中形成由边缘10限定的凹槽11。随后，如图1D所示，通过利用真空蒸发、溅射、CVD等方法对金属进行蒸镀，从而在整个后表面1b上形成一后表面电极12或漏极12。随后，如图5所示，支承晶片1和胶粘带4，以便前表面1a向下，并通过一压制辊14滚压晶片，以使其弯曲。通过弯曲变形，晶片1沿切槽6破裂，并分离为多个半导体器件15或半导体基片1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造半导体器件(15)的方法，其中，在一个半导体层(200)上设置一个半导体元件层(2)，其特征在于，该方法包括以下步骤形成一个半导体晶片(1)，其包括一个半导体层(200)以及一个位于半导体层(200)上的半导体元件层(2)，其中，晶片(1)具有第一表面(1a)，所述半导体元件层(2)位于其侧面，晶片(1)还具有第二表面(1b)，该第二表面与第一表面(1a)相对，且所述半导体层(200)位于其侧面；从第二表面(1b)将晶片(1)均匀地磨削至预定的厚度；以及从第二表面(1b)将晶片(1)蚀刻至预定的厚度，同时掩蔽晶片(1)的周边，以使其与蚀刻剂(7)隔离，从而在周边处形成一个边缘(10)。2.一种用于制造半导体器件(16)的方法，其中，在一个具有较低杂质浓度的半导体层(201)上设置一个半导体元件层(2)，其特征在于，该方法包括以下步骤形成一个半导体晶片(1)，其包括一个具有较低杂质浓度的半导体层(201)以及一个位于半导体层(200)上的半导体元件层(2)，其中，晶片(1)具有第一表面(1a)，所述半导体元件层(2)位于其侧面，晶片(1)还具有第二表面(1b)，该表面与第一表面(1a)相对，且半导体层(201)位于其侧面；从第二表面(1b)将晶片(1)均匀地磨削至预定的厚度；以及从第二表面(1b)将晶片(1)蚀刻至预定的厚度，同时掩蔽晶片(1)的周边，以使其与蚀刻剂(7)隔离，从而在周边处形成一个边缘(10)；以及在第二表面(1b)上形成高杂质浓度层(48)，其具有高于半导体层(201)的杂质浓度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，蚀刻晶片(1)，同时局部掩蔽位于周边内侧的区域，以在该区域形成一梁(50)。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，根据在蚀刻中所用的蚀刻剂(7)的成分控制蚀刻后的第二表面(1b)的粗糙度。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括在第二表面(1b)上形成一个电极的步骤。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，蚀刻晶片(1)，同时用一防护元件(4)保护第一表面(1a)。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，蚀刻晶片(1)，同时在晶片(1)被蚀刻至预定的厚度时，监控晶片(1)的厚度以停止蚀刻。8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，在蚀刻过程中，所述预定的厚度小于200μm。9.一种用于制造半导体晶片(101，103)的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤形成一个半导体晶片(101，103)，其包括一个半导体层(200)以及一个位于半导体元件层(200)上的半导体元件区(210)，其中，晶片(101，103)具有第一表面(1a)，所述半导体元件区(210)位于其侧面，晶片(101，103)还具有第二表面(1b)，该表面与第一表面(1a)相对，并且所述半导体层(200)位于其侧面；在第一表面(1a)上形成一个用于加强晶片(101，103)的加强...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木干昌，则武千景，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：