[发明专利]功率用半导体装置及其制造方法

说明书

本申请享有以日本专利申请2013－186709号（申请日：2013年9月9日）作为基础申请的优先权。本申请参照了该基础申请，由此包含基础申请的所有内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及功率用半导体装置及其制造方法。

背景技术

功率器件（功率用半导体装置）在工业、电力、交通以及信息等广阔的领域中得到应用。在功率器件中的需要600V以上的耐压的用途中，广泛使用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管）。关于IGBT，作为表示IGBT的特性的指标，使用饱和电压和开关损失之间的折衷选择曲线。能够通过减薄硅部分的厚度来降低饱和电压。

另一方面，在IGBT中，为了提高电流密度、从表里两面对装置进行冷却，提出有在芯片的表面和背面设置镍层的技术。然而，当设置镍层时，存在芯片翘曲的情况。特别是当为了降低饱和电压而减薄硅部分时，芯片变得容易翘曲。当芯片的翘曲量大时，难以通过钎焊使用该芯片进行组装。这样，在现有的IGBT中，难以同时实现通过减薄硅部分而实现的芯片特性的提高和通过抑制芯片的翘曲而实现的组装性的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时实现芯片特性和组装性的功率用半导体装置及其制造方法。

实施方式所涉及的功率用半导体装置具备：半导体部分；表面侧金属层，设置于上述半导体部分的上表面上，包含第一金属，且至少一部分结晶化；以及背面侧金属层，设置于上述半导体部分的下表面上，包含上述第一金属，且至少一部分结晶化。

实施方式所涉及的功率用半导体装置的制造方法具备：在半导体部分的上表面上形成包含第一金属的表面侧金属层的工序；对上述半导体部分的下表面内导入杂质的工序；通过实施热处理，使上述杂质活化、并使上述表面侧金属层的至少一部分结晶化的工序；以及在上述半导体部分的下表面上形成包含上述第一金属的背面侧金属层的工序，该背面侧金属层以其至少一部分结晶化的方式形成。

附图说明

图1是举例示出第一实施方式所涉及的功率用半导体装置的剖视图。

图2是举例示出第一实施方式所涉及的功率用半导体装置的制造方法的流程图。

图3中，（a）以及（b）是以衍射角度（2θ）的值作为横轴、以X线的强度作为纵轴举例示出镍层的X线解析结果的图。

图4中，（a）是示出实施例所涉及的功率用半导体装置的图，（b）是示出参考例所涉及的功率用半导体装置的图。

图5是以背面侧的镍层的厚度作为横轴、以芯片的翘曲量作为纵轴举例示出背面侧的镍层的厚度对芯片的翘曲量造成的影响的曲线图。

图6中，（a）是以硅部分的厚度作为横轴、以芯片的翘曲量作为纵轴举例示出硅部分的厚度对芯片的翘曲量造成的影响的曲线图，（b）是以硅部分的厚度作为横轴、以翘曲减少值作为纵轴举例示出硅部分的厚度和通过加厚背面的镍层而实现的翘曲的抑制效果之间的关系的曲线图。

图7是举例示出第二实施方式所涉及的功率用半导体装置的剖视图。

标号说明

1、2：功率用半导体装置；10：硅部分；11：p⁺型集电极层；12：n⁺型缓冲层；13：n^－型体层；14：p型基极层；15：n⁺型发射极层；16：沟道型栅电极；17：栅极绝缘膜；20：表面电极构造体；21：钛层；22：钛氮化物层；23：铝层；24：铝－铜合金层；25：镍层；26：金层；30：背面电极构造体；31：铝－硅合金层；32：钛层；33：镍层；34：金－银合金层；40：硅部分；41：高浓度n型阴极层；42：低浓度n型层；43：高浓度p型阳极层；44：低浓度p型阳极层；50：绝缘膜。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，对第一实施方式进行说明。

图1是举例示出本实施方式所涉及的功率用半导体装置的剖视图。

如图1所示，本实施方式所涉及的功率用半导体装置1是耐压例如为600～800V的IGBT。并且，功率用半导体装置1的外形例如是一边长例如为10～15mm（毫米）的芯片形状。