JPS6084876A - パワ−トランジスタの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔背景技術〕

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。

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。

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。

〔発明の目的〕

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。

〔発明の開示〕

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。

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。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明する
。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　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。