用于半导体器件的背侧欧姆触点制造技术

本公开涉及用于半导体器件的背侧欧姆触电。在一些方面，本文描述的技术涉及一种半导体器件，包括：具有第一侧和第二侧的基板，第二侧与第一侧相对；有源电路系统，部署在基板的第一侧上；金属植入物，部署在基板中，金属植入物是基板的第二侧上的毯覆式植入物；以及金属层，部署在基板的第二侧上，金属层和基板的包括金属植入物的第二侧限定欧姆触点。括金属植入物的第二侧限定欧姆触点。括金属植入物的第二侧限定欧姆触点。

【技术实现步骤摘要】
用于半导体器件的背侧欧姆触点


[0001]本说明书涉及半导体器件。更具体而言，本说明书涉及用于实现用于半导体器件的背侧欧姆触点的方法。

技术介绍

[0002]半导体晶片的制造包括多个处理操作。这些操作可以包括前端操作和后端操作。例如，前端操作可以包括用于在半导体晶片中形成各个器件(例如，晶体管、电容器、电阻器等)的操作，而后端操作可以包括用于在半导体晶片上形成层(诸如互连在前端处理期间形成的各个器件的金属层)以及形成背侧触点(例如，欧姆触点)的操作，其中背侧触点在半导体晶片的与包括互连的各个器件的半导体晶片的侧面和/或表面相对的表面或侧面上形成。
[0003]用于形成背侧触点的当前方法包括例如使用溅射工艺在被处理的半导体晶片的背侧上在一个或多个层中沉积一种或多种金属材料。但是，这些当前工艺有许多缺点，诸如需要湿法化学蚀刻工艺来制备半导体晶片的背侧表面以形成触点，以及由于在制备背侧表面与金属沉积之间的时间段期间半导体晶片的氧化而引起的溅射金属层粘附性差(以及由此产生的高触点电阻)(这限制了那个时间段，并且进而限制了制造工艺灵活性)。另外，由于溅射靶可变性问题，特别是施加到半导体晶片背侧的第一金属材料，这种背侧触点的质量(例如，电阻)也会受到工艺稳定性问题的影响。如此高的背侧触点电阻会导致包括在对应半导体中的电路元件不能满足预期的性能参数。例如，对于包括功率晶体管的半导体器件，如此高的触点电阻对其导通状态性能产生不利影响(例如，绝缘栅双极晶体管的集电极到发射极饱和电压高于期望值，金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极到源极导通电阻高于期望值，等等)。

技术实现思路

[0004]在一些方面，本文描述的技术涉及一种半导体器件，包括：具有第一侧和第二侧的基板，第二侧与第一侧相对；有源电路系统，部署在基板的第一侧上；金属植入物，部署在基板中，金属植入物是基板的第二侧上的毯覆式植入物；以及金属层，部署在基板的第二侧上，金属层和基板的包括金属植入物的第二侧限定欧姆触点。
[0005]在一些方面，本文描述的技术涉及一种半导体器件，其中基板是硅基板。
[0006]在一些方面，本文描述的技术涉及一种半导体器件，其中金属植入物包括铝。
[0007]在一些方面，本文描述的技术涉及半导体器件，其中金属植入物还包括金、镍、铂、钯、银或铜中的至少一种。
[0008]在一些方面，本文描述的技术涉及一种半导体器件，其中有源电路系统包括功率晶体管。
[0009]在一些方面，本文描述的技术涉及半导体器件，其中金属层包括镍钒、钛或银中的至少一种。
[0010]在一些方面，本文描述的技术涉及一种半导体器件，其中金属植入物具有小于或等于10微米的平均深度。
[0011]在一些方面，本文描述的技术涉及一种半导体器件，其中金属植入物包括多个金属刺突，该多个金属刺突具有大于平均深度的相应的深度。
[0012]在一些方面，本文描述的技术涉及一种半导体器件，其中金属植入物使基板压缩应变。
[0013]在一些方面，本文描述的技术涉及一种用于制造半导体器件的方法，包括：在半导体基板的第一侧上制造有源电路系统；在半导体基板的第二侧上执行毯覆式金属植入，第二侧与第一侧相对；以及在半导体基板的第二侧上形成金属层，金属层和半导体基板的包括毯覆式金属植入物的第二侧限定欧姆触点。
[0014]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中该方法还包括：在执行毯覆式金属植入之前：研磨半导体基板的第二侧；在半导体基板的第二侧上执行硅蚀刻；在半导体基板的第二侧上执行杂质植入；以及在半导体基板的第二侧上执行激光退火。
[0015]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中该方法还包括：在执行毯覆式金属植入之前，在半导体基板的第二侧上执行杂质植入；以及在执行毯覆式金属植入之后，在半导体基板的第二侧上执行激光退火。
[0016]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中半导体基板是硅基板。
[0017]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中执行毯覆式金属植入包括植入铝。
[0018]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中执行毯覆式金属植入还包括植入金、镍、铂、钯、银或铜中的至少一种。
[0019]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中制造有源电路系统包括制造功率晶体管。
[0020]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中金属层包括镍钒、钛或银中的至少一种。
[0021]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中毯覆式金属植入物在半导体基板中具有小于或等于10微米的平均深度。
[0022]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中执行毯覆式金属植入包括形成多个金属刺突，该多个金属刺突在半导体基板中具有大于平均深度的相应的深度。
[0023]在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中执行毯覆式金属植入包括以下当中的至少一者：将半导体基板加热到250摄氏度和450摄氏度之间的温度；或将植入的金属材料加热到250摄氏度和450摄氏度之间的温度。
附图说明
[0024]图1是示意性地图示根据实施例的示例半导体器件的图。
[0025]图2A至2C是图示用于制造欧姆触点的示例性工艺的图。
[0026]图3是图示用于制造半导体器件的背侧触点的示例方法的流程图。
[0027]图4是图示用于制造半导体器件的背侧触点的另一个示例方法的流程图。
[0028]在不一定按比例绘制的附图中，相像的参考符号可以在不同的视图中指示相像
和/或相似的组件(元件、结构等)。附图通过示例而非限制的方式一般性地图示了在本公开中讨论的各种实施方式。对于相关视图中的相同和/或相似的元素，可以不重复在一个图中示出的附图标记。在多个图中重复的附图标记可以不关于那些附图中的每一个进行具体讨论，而是提供用于相关视图之间的上下文。而且，当图示那个元素的多个实例时，并非图中所有相像的元素都用一个附图标记具体引用。
具体实施方式
[0029]本申请针对用于形成用于半导体器件的欧姆背侧触点的器件和工艺，诸如在半导体晶片处理(例如，后端晶片处理)期间。本文描述的方法包括在半导体晶片的背侧上执行金属植入，其中金属植入可以促进低电阻硅
‑
金属合金背侧欧姆触点的形成，诸如通过在高温下执行金属植入(例如，通过加热半导体晶片和/或通过加热植入的金属材料(例如，金属离子)。此外，然后可以将背侧金属层部署在(作为一部分)背侧欧姆触点上以产生可以实现和/或改善相关联电路系统的操作的低电阻背侧触点。例如，与当前的方法相比，这种方法可以改善(降低)绝缘栅双极晶体管(IGBT)的集电极到发射极饱和电压(V
cesat
)，和/或改善(降低)用于包括在半导体器件中的金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极到源极导通电阻(R
dson
)。在一些实施方式中，背侧触点可以被用于将半导体管芯耦合到引线框架的管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：基板，具有第一侧和第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对；有源电路系统，部署在所述基板的所述第一侧上；欧姆触点，其包括：部署在所述基板中的金属植入物，所述金属植入物是所述基板的所述第二侧上的毯覆式植入物；以及金属层，部署在所述基板的所述第二侧上。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：所述基板是硅基板；以及所述金属植入物包括铝、金、镍、铂、钯、银或铜中的至少一种。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述有源电路系统包括功率晶体管。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述金属层包括镍钒、钛或银中的至少一种。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：所述金属植入物具有小于或等于10微米的平均深度；以及所述金属植入物包括多个金属刺突，所述多个金属刺突具有大于所述平均深度的相应的深度。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述金属植入物使所述基板压缩应变。7.一种用于制造半导体器件的方法，包括：在半导体基板的第一侧上制造有源电路系统；以及形成欧姆触点，其包括：执行毯覆式金属植入以在所述半导体基板的第二侧上形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：