JPS6084876A - Manufacture of power transistor - Google Patents
Manufacture of power transistorInfo
- Publication number
- JPS6084876A JPS6084876A JP58193169A JP19316983A JPS6084876A JP S6084876 A JPS6084876 A JP S6084876A JP 58193169 A JP58193169 A JP 58193169A JP 19316983 A JP19316983 A JP 19316983A JP S6084876 A JPS6084876 A JP S6084876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- emitter
- electrode
- semiconductor substrate
- impurity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 52
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 25
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
- H10D48/32—Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H10D48/34—Bipolar devices
- H10D48/345—Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、パワートランジスタの製法に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method for manufacturing a power transistor.
通市、トランジスタ用のシリコンウェハとしては厚みが
300〜500μのものが用いられている。ところが特
にパワートランジスタ用のシリコンウェハとしては厚み
の薄いものが用いられている。これはパワートランジス
タのスイッチング抵抗を低くし、かつ電力損失を少なく
するためである。このようなパワートランジスタ用のシ
リコンウェハを第1図に示す。図において、1はN一層
(低不純物濃度:高抵抗)であり、2はN+層(高不純
物濃度:低抵抗)である。この場合、N+層4の不純物
濃度はl Q ” cm−3程度になっている。このよ
うな厚みの薄いシリコンウェハ3を用い、パワートラン
ジスタの工程を経させやことにより、第2図に示すよう
なパワートランジスタ4が得られる。第2図において、
5はエミツタ層、6はベース層、7はコレクタ層である
。そしてエミツタ層5にはエミッタ電極5aが設けられ
、ベース層6にはベース電極6aが設けられている。ま
た、シリコンウェハ3の表面は酸化膜8で被覆されてお
り、裏面にはN一層9が形成されている。Generally speaking, silicon wafers with a thickness of 300 to 500 microns are used for transistors. However, silicon wafers that are particularly thin are used for power transistors. This is to lower the switching resistance of the power transistor and reduce power loss. A silicon wafer for such a power transistor is shown in FIG. In the figure, 1 is an N single layer (low impurity concentration: high resistance), and 2 is an N+ layer (high impurity concentration: low resistance). In this case, the impurity concentration of the N+ layer 4 is about l Q '' cm-3. By using such a thin silicon wafer 3 and passing it through the power transistor process, the structure shown in FIG. 2 is obtained. A power transistor 4 as shown in FIG. 2 is obtained.
5 is an emitter layer, 6 is a base layer, and 7 is a collector layer. The emitter layer 5 is provided with an emitter electrode 5a, and the base layer 6 is provided with a base electrode 6a. Further, the front surface of the silicon wafer 3 is covered with an oxide film 8, and a N layer 9 is formed on the back surface.
この裏面のN″層9、この裏面に設けられるコレクタ電
極金属との接触電位差を低くシトランジスタのスイッチ
ング抵抗を低くするために設けられた不純物濃度の濃い
層であり、不純物濃度はlQ ” cm−3程度に設定
されている。なお、このN ”層9はエミツタ層5の形
成の際に同時に形成されるため、そのN ” 屓9の不
純物濃度とエミツタ層5の不純物濃度とは同じになる。The N'' layer 9 on the back surface is a layer with a high impurity concentration provided to lower the contact potential difference with the collector electrode metal provided on the back surface and the switching resistance of the transistor, and the impurity concentration is lQ'' cm- It is set to about 3. Note that since this N'' layer 9 is formed at the same time as the emitter layer 5, the impurity concentration of the N'' layer 9 and the impurity concentration of the emitter layer 5 are the same.
ところが、このようにしてパワートランジスタ4を製造
する際には、そのシリコンウェハ3の厚みが薄いため、
トランジスタの製造工程におけるハンドリングによりウ
ェハの破損が生じたり、熱によりウェハに反りが生じた
りして歩留りが悪くなるという問題が生していた。そこ
で、厚みの薄いシリコンウェハ3に代えて厚みの厚いシ
リコンウェハを用い、これをトランジスタの製造工程に
流して最後に研磨によりシリコンウェハ3の厚みを薄く
するという方法が考えられた。すなわち、第3図に示す
ように、N一層lとN″″″層2する厚みの厚いシリコ
ンウェハ3にエミツタ層5およびベース層6を形成し、
それぞれ電極5a、6aを形成1−るとともに、シリコ
ンウェハ3の裏面にN一層9を形成する。この場合、こ
のN一層9の形成はエミツタ層5の不純物拡散と同時に
行われており、その濃度は前記のように1020a11
″3になっている。つぎに、このシリコンウェハ3の裏
面側の部分を研磨により第4図に示すように削り落とし
、厚みを200〜250μと薄くする。ところがこのよ
うにして厚みを薄くする場合には、シリコンウェハ3の
裏面側に設けられた不純物濃度の高いJim(N”層)
9が切削除去されてしまいその内側の不純物濃度の低い
N3層(不純物濃度1018c「3)2が露呈するよう
になる。しかし、このN”N2は、不純物濃度が薄いた
め、シリコンウェハ3の裏面にコレクタ電極を形成する
際に電極金属との接触電位差が高くなるとともに、トラ
ンジスタのスイッチング抵抗が高くなるという問題が生
じる。また裏面に設ける電極金属の種類によっては、シ
リコンウェハ3の裏面側の部分に電極用金属を蒸着して
も、この蒸着された電極用金属とシリコンウェハ3の裏
面側の部分との間で第5図の破線曲線Aで示すようにオ
ーミックコンタクトが取れないこともある。なお、第5
図において、直線Bはオーミックコンタクトがとれてい
る状態を示している。However, when manufacturing the power transistor 4 in this way, since the silicon wafer 3 is thin,
Problems have arisen in that wafers may be damaged due to handling during the transistor manufacturing process, and wafers may be warped due to heat, resulting in poor yields. Therefore, a method has been devised in which a thick silicon wafer is used instead of the thin silicon wafer 3, this is passed through the transistor manufacturing process, and the thickness of the silicon wafer 3 is finally reduced by polishing. That is, as shown in FIG. 3, an emitter layer 5 and a base layer 6 are formed on a thick silicon wafer 3 having one layer of N and two layers of N''''.
In addition to forming electrodes 5a and 6a, respectively, a N layer 9 is formed on the back surface of the silicon wafer 3. In this case, the formation of the N layer 9 is performed simultaneously with the impurity diffusion of the emitter layer 5, and its concentration is 1020a11 as described above.
Next, the back side of this silicon wafer 3 is ground down as shown in Fig. 4, and the thickness is reduced to 200 to 250μ.However, the thickness is reduced in this way. In this case, the Jim (N'' layer) with high impurity concentration provided on the back side of the silicon wafer 3
9 is removed, and the N3 layer (impurity concentration 1018c "3) 2" with a low impurity concentration inside it is exposed. However, this N"N2 has a low impurity concentration, so When forming a collector electrode in a transistor, a problem arises in that the contact potential difference with the electrode metal increases and the switching resistance of the transistor increases. Furthermore, depending on the type of electrode metal provided on the back surface, even if the electrode metal is vapor-deposited on the back surface side of the silicon wafer 3, there may be a gap between the vapor-deposited electrode metal and the back surface side portion of the silicon wafer 3. As shown by the broken line curve A in FIG. 5, ohmic contact may not be established. Furthermore, the fifth
In the figure, straight line B indicates a state where ohmic contact is established.
この発明は、半導体基板の裏面と電極用金属との接触電
気特性を悪化させることなく、製造工程中における半導
体基板の反り等の発生を防止して歩留りを向上すること
をその目的とするものである。The purpose of the present invention is to improve the yield by preventing the occurrence of warping of the semiconductor substrate during the manufacturing process without deteriorating the contact electrical characteristics between the back surface of the semiconductor substrate and the electrode metal. be.
この発明は、エミッタ層、ベース層およびコレクタ層が
形成されている板厚の厚い半導体基板を準備する工程と
、この半導体基板の表面側にエミッタ電極およびベース
電極を形成する工程と、エミッタ電極およびベース電極
を形成したのち半導体基板の裏面を切削して半導体基板
の厚みを薄くする工程と、切削された基板の裏面側にイ
オン注入により高濃度不純物の層を形成する工程と、形
成された高濃度不純物の層を活性化する工程を備えたこ
とを特徴とするパワートランジスタの製法をその要旨と
するものである。The present invention includes a step of preparing a thick semiconductor substrate on which an emitter layer, a base layer, and a collector layer are formed, a step of forming an emitter electrode and a base electrode on the front side of the semiconductor substrate, and a step of forming an emitter electrode and a base electrode on the front side of the semiconductor substrate. After forming the base electrode, the back surface of the semiconductor substrate is cut to reduce the thickness of the semiconductor substrate, the back surface of the cut substrate is ion-implanted to form a high concentration impurity layer, and the formed high The gist thereof is a method for manufacturing a power transistor characterized by comprising a step of activating a layer of concentrated impurities.
すなわち、この発明は、厚みの厚い半導体基板を用い、
これをトランジスタの製造工程に掛け、最終工程で半導
体基板の裏面に対して研磨等を施し厚みを薄くしたのち
、イオン注入により高濃度不純物層を形成し、ついでそ
の層を活性化するため、半導体基板の裏面側の部分に活
性化された高濃度不純物層が形成され、それによって半
導体基板の裏面と電極金属との接触電気特性の向上が実
現されるようになる。また1、厚みの厚い半導体基板を
用いることにより、製造工程中における半導体基板の反
り等の発生も防止され歩留りの向上も実現されるように
なる。That is, this invention uses a thick semiconductor substrate,
This is applied to the transistor manufacturing process, and in the final process, the back side of the semiconductor substrate is polished to reduce its thickness, and then a highly concentrated impurity layer is formed by ion implantation, and then the layer is activated. An activated high-concentration impurity layer is formed on the back side of the substrate, thereby improving the electrical characteristics of the contact between the back side of the semiconductor substrate and the electrode metal. In addition, 1. By using a thick semiconductor substrate, the occurrence of warping of the semiconductor substrate during the manufacturing process can be prevented, and the yield can be improved.
つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明する
。Next, the present invention will be explained in detail based on examples.
すなわち、第6図に示すようにN一層1とN″″″層2
つ厚みの厚いパワートランジスタ用シリコンウェハ3を
準備する。ついでこのシリコンウェハ3に対して前記従
来例と同様な処理を施し、第7図に示すように、エミツ
タ層5およびベース層6を形成する。このエミツタ層5
の形成の際に、同時にシリコン基板3の裏面に高濃度に
不純物を拡散してN++層(10”c13) 9を形成
する。That is, as shown in FIG. 6, N1 layer 1 and N'''''' layer 2
A thick silicon wafer 3 for a power transistor is prepared. Next, this silicon wafer 3 is subjected to the same processing as in the conventional example to form an emitter layer 5 and a base layer 6, as shown in FIG. This emitter layer 5
At the same time, an N++ layer (10''c13) 9 is formed by diffusing impurities at a high concentration on the back surface of the silicon substrate 3.
つぎにエミツタ層5およびベース層6にそれぞれエミッ
タ電極5aおよびベース電極6aを形成する。8は酸化
膜である。つぎに、上記のようにして処理されたシリコ
ンウェハ3の裏面側を研磨により切削し、シリコンウェ
ハ3の厚みを第8図に示すように薄くする。このように
してシリコンウェハ3の厚みを薄くすると、シリコンウ
ェハ3の裏面側には不純物濃度の小さいNI層(101
8cm−3)2が露呈するようになるため、このシリコ
ンウェハ3の裏面側のN0層2に対してイオン注入器を
用い第9図に示すように不純物を高濃度にドープし高濃
度不純物層lOを形成する。この場合、高濃度不純物層
10の不純物濃度ば10 ” cm−3程度に設定され
ている。ただし、このようにシリコンウェハ3の裏面側
に高濃度の不純物層10を形成しただけでは不純物イオ
ンが不活性であるため、レーザーアニールにより低温ア
ニールを施して不純物イオンを活性化する。その結果、
第10図に示すようにシリコンウェハ3の裏面側の高濃
度不純物層IOが活性化され、コレクタ電極を設ける際
に電極金属との接触電気特性の向上が実現するようにな
る。また電極用金属の種類によらずオーミックコンタク
トが第5図の直線Bで示すようにとれるようになる。Next, emitter electrode 5a and base electrode 6a are formed on emitter layer 5 and base layer 6, respectively. 8 is an oxide film. Next, the back side of the silicon wafer 3 treated as described above is cut by polishing to reduce the thickness of the silicon wafer 3 as shown in FIG. When the thickness of the silicon wafer 3 is reduced in this way, an NI layer (101
8cm-3)2 is now exposed, the N0 layer 2 on the back side of the silicon wafer 3 is doped with impurities at a high concentration using an ion implanter as shown in FIG. Form IO. In this case, the impurity concentration of the high concentration impurity layer 10 is set to about 10" cm-3. However, if the high concentration impurity layer 10 is simply formed on the back side of the silicon wafer 3, impurity ions will not be generated. Since it is inert, impurity ions are activated by low-temperature laser annealing.As a result,
As shown in FIG. 10, the highly concentrated impurity layer IO on the back side of the silicon wafer 3 is activated, and when a collector electrode is provided, the contact electrical characteristics with the electrode metal can be improved. Moreover, ohmic contact can be made as shown by straight line B in FIG. 5 regardless of the type of electrode metal.
以上のようにこの発明は、板厚の厚い半導体基板を用い
、これをトランジスタ製造工程にかけてエミッタ層、ベ
ース層、コレクタ層を形成し、半導体基板の表面側にエ
ミッタ電極およびベース電極を形成したのち半導体基板
の裏面を切削して基板の厚みを薄くするため、半導体基
板がトランジスタの製造工程中におけるハンドリングに
より破損したりすることがなく、また熱によって反ると
いうような問題も生じず歩留りが向上する。そして、こ
のようにして裏面を切削したのちその切削された基板の
裏面側にイオン注入により高濃度不純物層を形成し活性
化するため、半導体基板の裏面側に電極金属を設ける際
、電極金属と半導体基板との接触電気特性が良好に保た
れるようになる。As described above, the present invention uses a thick semiconductor substrate, subjects it to a transistor manufacturing process to form an emitter layer, a base layer, and a collector layer, and forms an emitter electrode and a base electrode on the front side of the semiconductor substrate. Since the back side of the semiconductor substrate is cut to reduce the thickness of the substrate, the semiconductor substrate will not be damaged by handling during the transistor manufacturing process, and there will be no problems such as warping due to heat, improving yields. do. After cutting the back surface in this way, a high concentration impurity layer is formed and activated by ion implantation on the back surface of the cut substrate, so when providing an electrode metal on the back surface of the semiconductor substrate, the electrode metal is Good electrical characteristics of contact with the semiconductor substrate can be maintained.
第1図ないし第2図はパワートランジスタの製造説明図
、第3図および第4図はその改良例の説明図、第5図は
オーミックコンタクトの説明のための電圧電流特性図、
第6図ないし第10図はこの発明の一実施例の製造説明
図である。
3・・・シリコンウェハ 5・・・エミツタ層 5a・
・・エミッタ電極 6・・・ベース層 6a・・・ベー
ス電極7・・・コレクタ層 10・・・高濃度不純物層
代理人 弁理士 松 本 武 彦1 and 2 are explanatory diagrams for manufacturing a power transistor, FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams of improved examples thereof, and FIG. 5 is a voltage-current characteristic diagram for explaining an ohmic contact.
FIGS. 6 to 10 are explanatory views of manufacturing an embodiment of the present invention. 3... Silicon wafer 5... Emitter layer 5a.
...Emitter electrode 6...Base layer 6a...Base electrode 7...Collector layer 10...High concentration impurity layer Agent Patent attorney Takehiko Matsumoto
Claims (1)
されている板厚の厚い半導体基板を準備する工程と、こ
の半導体基板の表面側にエミッタ電極およびベース電極
を形成する工程と、エミッタ電極およびベース電極を形
成したのち半導体基板の裏面を切削して半導体基板の厚
みを薄くする工程と、切削された基板の裏面側にイオン
注入により高濃度不純物の層を形成する工程と、形成さ
れた高濃度不純物の層を活性化する工程を備えたことを
特徴とするパワートランジスタの製法。(1) A step of preparing a thick semiconductor substrate on which an emitter layer, a base layer, and a collector layer are formed, a step of forming an emitter electrode and a base electrode on the front side of this semiconductor substrate, and a step of forming an emitter electrode and a base electrode on the front side of the semiconductor substrate. After forming the electrodes, the back surface of the semiconductor substrate is cut to reduce the thickness of the semiconductor substrate, and the back surface of the cut substrate is ion-implanted to form a layer of high concentration impurities. A method for manufacturing a power transistor characterized by comprising a step of activating an impurity layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193169A JPS6084876A (en) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Manufacture of power transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193169A JPS6084876A (en) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Manufacture of power transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084876A true JPS6084876A (en) | 1985-05-14 |
Family
ID=16303437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58193169A Pending JPS6084876A (en) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Manufacture of power transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6084876A (en) |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58193169A patent/JPS6084876A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63147368A (en) | Double side gate electrostatic induction thyristor and manufacture thereof | |
| JPH05347413A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPS598375A (en) | Vertical structure field effect transistor | |
| JPS6084876A (en) | Manufacture of power transistor | |
| JPH0558257B2 (en) | ||
| JPH0464249A (en) | Manufacture of soi substrate | |
| JP3289550B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH10150004A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JPS61285766A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2001144273A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPS5961191A (en) | Semiconductor device | |
| JPS58212175A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH0444432B2 (en) | ||
| JPH0669093B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2857206B2 (en) | Manufacturing method of vertical thyristor | |
| JP3035941B2 (en) | Method for manufacturing group III-V compound semiconductor device | |
| JPS62221122A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPS63236366A (en) | Vertical field-effect transistor | |
| JPH0387072A (en) | Semiconductor device | |
| JPS6129538B2 (en) | ||
| JPS6077467A (en) | Method of manufacturing field effect transistor | |
| JPS5866367A (en) | Semiconductor rectifier and preparation thereof | |
| JPH04354328A (en) | Production of semiconductor device | |
| JPH04239153A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH07130985A (en) | Manufacture of gate turn-off thyristor |