[发明专利]半导体装置的制造方法及半导体装置

说明书

本发明提供一种半导体装置的制造方法以及通过该制造方法制造而成的半导体装置。该半导体制造方法可以可靠地清除伴随半导体基板的蚀刻而附着于半导体基板的非意图的杂质，并能够精致地设计半导体基板的杂质的浓度分布。在半导体装置的制造方法中，包含：在基板的表面形成包含对在基板的厚度方向流通的电流进行控制的有源元件的第1半导体区域的工序；研磨基板的背面的工序；利用包含磷的药液蚀刻研磨后的基板的背面的第1蚀刻工序；用蚀刻速率比第1蚀刻低的蚀刻方法蚀刻第1蚀刻后的背面的第2蚀刻工序；以及从第2蚀刻后的基板的背面注入杂质，从而形成上述电流流通的第2半导体区域的工序。

技术领域

本发明涉及半导体装置的制造方法及半导体装置。

背景技术

在IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管）、MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属-氧化层-半导体-场效晶体管）、二极管等在半导体晶片（基板）的厚度方向流通电流的电力用半导体装置，即在半导体基板的背面具有电极的电力用半导体装置中，无法忽略由半导体基板的厚度本身所产生的电阻成分。为此，需要对半导体基板进行薄化加工，使半导体基板的厚度更薄，以避免由半导体基板的厚度引起的半导体装置的导通特性或关断特性的恶化等。

专利文献1公开有如下的技术事项，即、在IGBT等电力用半导体装置中的上述半导体基板的薄化加工中，针对形成有表面构造的半导体基板的背面通过背磨（Backgrinding）等进行了机械式研磨之后，为了清除在机械式研磨中产生的加工形变，进行湿式蚀刻等化学式研磨。

另外，专利文献2公开有如下的技术事项，即、使用氢氟酸、硝酸、硫酸、以及磷酸的混合药液，作为通过湿式蚀刻来研磨形成有表面构造的硅基板的背面时的药液。

并且，专利文献3公开有如下的技术事项，即、在沟槽栅型的IGBT 的制造方法中，向形成有表面构造的半导体基板的背面注入硼后，通过实施激光退火来将注入的硼活化。

专利文献1：日本特开2012-174956号公报

专利文献2：日本特开2011-151350号公报

专利文献3：日本特开2011-204716号公报

如上述那样，在现有技术中，分别部分地公开有如下的技术事项，即、背面研磨形成表面构造后的半导体基板的技术事项；为了清除受到背面研磨引起的损伤的层而对背面进行湿式蚀刻的技术事项；以及用于将注入背面的杂质活化的激光退火的技术事项。

专利文献1公开的背面研磨是用于将半导体基板低电阻化的薄化加工中的基本技术。另外，背面湿式蚀刻清除由背磨等机械式研磨所产生的半导体基板的损伤层，例如，是用于防止薄化加工后的半导体基板在运输作业中的破裂而所需的技术事项。

另外，在专利文献2公开的湿式蚀刻的混合药液中，通过利用硝酸（HNO₃）使硅基板氧化、利用氢氟酸（HF）清除硅氧化物来进行蚀刻。而且，混合药液中的磷酸（H₃PO₄）具有使硅基板的凹凸自我整合地（各向异性地）减少的效果，有助于增加硅基板的强度。

换言之，磷酸滞留于在机械式研磨等中产生的凹凸的凹部，使凹部的蚀刻速率（蚀刻速度）降低，与凸部的蚀刻速率之间产生差，从而能够成为平坦的镜面精加工。

而且，在通过蒸镀、溅射来形成背面金属电极的基础上，镜面精加工后的硅基板的背面成为理想的状态。

并且，因为专利文献3公开的通过激光退火进行的被注入离子的杂质的活化，能够形成局部的杂质区域，并且能够精致地控制其浓度分布，所以，在使用于半导体装置的高性能化的浓度分布易于设计方面是重要的技术事项。