[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

在制造具备在正面和背面分别具有正面电极和背面电极的半导体芯片的半导体装置时，首先，在成为半导体芯片的半导体晶片的正面形成正面电极层，进而以露出正面电极层的方式形成保护膜。接下来，磨削半导体晶片的背面。接下来，在半导体晶片的磨削后的背面的表面层，形成背面结构。接下来，用支撑基板保护半导体晶片的被磨削的背面。接下来，通过无电解镀覆处理，在半导体晶片的正面的正面电极层上形成电极镀膜。接下来，在半导体晶片的背面形成背面电极。由此，能够防止镀膜的异常析出，提高成品率。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的制造方法。

背景技术

作为电力用半导体元件之一的IGBT(绝缘栅型双极晶体管)具有MOSFET(绝缘栅型场效应晶体管)的高速开关特性和电压驱动特性以及双极晶体管的低导通电压特性。其应用范围从以往的通用逆变器、AC伺服器、不间断电源(UPS)和开关电源等正在扩大至面向混合动力车的升压型DC-DC转换器。

作为制造上述那样的半导体元件的方法，提出了如下的方法。在硅(Si)基板的正面侧形成元件的正面结构，磨削背面使基板厚度变薄，在硅基板的背面侧形成缓冲层和集电极层。接下来，在背面侧的集电极层的表面，形成厚度为0.3μm以上且1.0μm以下、硅浓度为0.5wt％以上且2wt％以下(优选为1wt％以下)的铝硅(AlSi)层。接下来，在铝硅层的表面，通过蒸镀或者溅射，依次形成钛(Ti)、镍(Ni)和金(Au)等的多个金属层(例如，参考以下专利文献1)。

另外，在正面和背面分别具备电极的IGBT等纵型的半导体元件的安装中，集电极等背面电极使用焊料而与成为散热器的金属板接合。另一方面，发射电极等正面电极通过使用铝线的引线键合而进行接合的方法是主流方法。然而在最近，在与正面电极的接合中，有时也使用焊料接合。通过在与正面电极的接合中采用焊接，能够高密度安装、提高电流密度、为了实现开关速度高速化而降低布线电容、提高半导体装置的冷却效率等大幅度地改善各种特性。

作为在半导体元件的正面电极焊接了其他部件的半导体装置，提出有以下的装置。成为散热器的第一导体部件的背面被焊接于各半导体芯片的正面电极，第二导体部件的正面被焊接于各半导体芯片的背面。第三导体部件的背面被焊接于散热器的正面。在散热器设置有阶梯部从而形成薄壁部，散热器与第三导体部件的接合面积比散热器与各半导体芯片的接合面积小。在第二导体部件的背面和第三导体部件的正面露出的状态下，各部件被树脂包封(例如，参考以下专利文献2)。

另外，作为其他装置，提出了具备半导体元件、第一金属体、第二金属体和第三金属体，并且几乎整体被树脂塑模的以下半导体装置。第一金属体接合于半导体元件的背面兼具电极与散热体的功能。第二金属体接合于半导体元件的正面兼具电极与散热体的功能。第三金属体接合于半导体元件的正面与第二金属体之间。并且，减薄半导体元件的厚度，以降低半导体元件正面的剪切应力，或者减少在接合半导体元件与金属体的接合层中的形变成分等。进一步地，接合层由锡(Sn)系焊料构成(例如，参考以下专利文献3)。

实际上，在半导体元件的正面电极焊接其他部件的情况下，为了提高焊料与正面电极的密合性，有必要在正面电极的表面形成由镍等所成的镀膜。作为形成镀膜的镀覆处理法，一般有电镀法和无电解镀覆法等。电镀法是通过向被镀覆部件供给外部电流，使溶液中的金属离子还原析出至被镀覆部件的方法。另一方面，无电解镀覆法是不使用电而将溶液中的金属离子以化学的方式还原析出至被镀覆部件的方法(例如，参考以下非专利文献1)。与需要反电极和/或直流电源等的电路的电镀法相比，无电解镀覆法能够使处理装置的构成和/或处理工序简化。