FR2462780A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A HIGH BREAKING VOLTAGE P-N JUNCTION - Google Patents
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Abstract
DES IONS D'UNE PREMIERE IMPURETE (ARSENIC) D'UN TYPE DETERMINANT UNE CONDUCTIVITE DONNEE ET POSSEDANT UN COEFFICIENT DE DIFFUSION RELATIVEMENT FAIBLE SONT REPARTIS DANS LE SUBSTRAT POUR Y FORMER UNE COUCHE D'UNE PREMIERE IMPURETE PAR IMPLANTATION SOUS UNE ENERGIE D'ACCELERATION DONNEE, SUIVIE D'UN CHAUFFAGE EN VUE DE LA DIFFUSION PARTIELLE DES IONS IMPLANTES. DES IONS D'UNE SECONDE IMPURETE (PHOSPHORE DESIGNE PAR PH) DU TYPE DETERMINANT LA MEME CONDUCTIVITE ET POSSEDANT UN COEFFICIENT DE DIFFUSION RELATIVEMENT FAIBLE SONT REPARTIS DANS LE SUBSTRAT PAR UNE SECONDE IMPLANTATION D'IONS DE MANIERE A FORMER UNE COUCHE D'UNE DEUXIEME IMPURETE SITUEE PLUS PROFONDEMENT DANS LE SUBSTRAT QUE LA PREMIERE COUCHE. LA PREMIERE COUCHE POSSEDE UNE CONCENTRATION EN IMPURETE SENSIBLEMENT PLUS ELEVEE QUE LA SECONDE. LES PREMIERE ET DEUXIEME IMPURETES SONT DIFFUSEES PAR CHAUFFAGE DU SUBSTRAT DE MANIERE A AMENER LES COUCHES A SE FONDRE OU COMBINER EN UNE SEULE COUCHE D'IMPURETE CONSTITUEE A LA FOIS DES PREMIERE ET DEUXIEME IMPURETES. LA COUCHE D'IMPURETE RESULTANTE EST SENSIBLEMENT INERTE VIS-A-VIS DES PHASES ULTERIEURES DE FABRICATION THERMIQUES ET POSSEDE UN PROFIL DE DISTRIBUTION RELATIVEMENT PROGRESSIF TEL QUE LA JONCTION P-N FORMEE POSSEDE UNE TENSION DE RUPTURE RELATIVEMENT ELEVEE.IONS OF A FIRST IMPURITY (ARSENIC) OF A TYPE DETERMINING A GIVEN CONDUCTIVITY AND HAVING A RELATIVELY LOW DIFFUSION COEFFICIENT ARE DISTRIBUTED IN THE SUBSTRATE TO FORM A LAYER OF A FIRST IMPURITY BY IMPLANTATION ENERGY ENERGY , FOLLOWED BY HEATING FOR THE PARTIAL DIFFUSION OF IMPLANTED IONS. IONS OF A SECOND IMPURITY (PHOSPHORUS DESIGNATED BY PH) OF THE TYPE DETERMINING THE SAME CONDUCTIVITY AND HAVING A RELATIVELY LOW DIFFUSION COEFFICIENT ARE DISTRIBUTED IN THE SUBSTRATE BY A SECOND IMPLANTATION OF IONS TO FORM A SECOND IMAGE LAYER LOCATED MORE DEEP INTO THE SUBSTRATE THAN THE FIRST LAYER. THE FIRST LAYER HAS A SUBSTANTIALLY HIGHER IMPURITY CONCENTRATION THAN THE SECOND. THE FIRST AND SECOND IMPURITIES ARE DIFFUSED BY HEATING THE SUBSTRATE IN A WAY TO BRING THE LAYERS TO MELT OR COMBINE IN A SINGLE LAYER OF IMPURITY CONSTITUTED OF BOTH THE FIRST AND SECOND IMPURITIES. THE RESULTANT IMPURITY LAYER IS SUBSTANTIALLY INERATE TOWARDS LATER THERMAL MANUFACTURING PHASES AND HAS A RELATIVELY PROGRESSIVE DISTRIBUTION PROFILE SUCH AS THE P-N FORMED JUNCTION HAS A RELATIVELY HIGH BREAKAGE VOLTAGE.
Description
La présente invention concerne un procédéThe present invention relates to a method
de fabrication d'un dispositif semi-conducteur, et plus par- manufacturing a semiconductor device, and more
ticulièrement un procédé pour la fabrication d'une jonction P-N dans un substrat qui est pratiquement insensible à la chaleur appliquée au cours des phases de fabrication ulté- rieures et qui possède une tension de rupture relativement élevée. Une des techniques de base utilisée dans la fabrication des dispositifs semi-conducteurs est la formation In particular, a process for the production of a P-N junction in a substrate which is practically insensitive to the heat applied during the subsequent manufacturing phases and which has a relatively high breaking stress. One of the basic techniques used in the manufacture of semiconductor devices is training
d'une jonction P-N. On connaît divers procédés d'établisse- a P-N junction. Various processes are known for establishing
ment d'une jonction P-N dans un substrat. Par exemple, en partant d'un substrat de silicium de type P, il est connu de répartir, soit par implantation d'ions, soit par d'autres ment of a P-N junction in a substrate. For example, starting from a P-type silicon substrate, it is known to distribute, either by implantation of ions, or by other
techniques de dopage, une impureté de type N dans le subs- doping techniques, an N-type impurity in the sub-
trat afin de modifier la conductivité du substrat dans les limites de la zone de distribution. Par sélection appropriée de l'impureté et par réglage de la concentration et de la trat in order to modify the conductivity of the substrate within the limits of the distribution area. By appropriate selection of the impurity and by adjusting the concentration and
configuration de la couche d'impureté répartie, les caracté- configuration of the distributed impurity layer, the characteristics
ristiques électriques de la jonction P-N résultante peuvent electrical characteristics of the resulting P-N junction can
être ajustées entre certaines limites requises. be adjusted between certain required limits.
Un dispositif semi-conducteur est normalement soumis après la création ou établissement de la jonction P-N, à. des stades de fabrication qui influent sur la concentration et la configuration de la couche d'impureté et par conséquent sur les caractéristiques électriques de la jonction P-N. Par A semiconductor device is normally subject after the creation or establishment of the P-N junction, to. manufacturing stages which influence the concentration and configuration of the impurity layer and therefore the electrical characteristics of the P-N junction. By
exemple, des phases de chauffage ultérieures effectuées au- example, subsequent heating phases carried out
dessus de la température de diffusion de l'impureté répartie tendent à provoquer la diffusion de l'impureté répartie en above the diffusion temperature of the distributed impurity tend to cause the diffusion of the distributed impurity in
dispersant et en réduisant la concentration de la couche d'- dispersing and reducing the concentration of the layer of-
impureté et en provoquant une migration de la jonction P-N. impurity and causing migration of the P-N junction.
Le degré d'altération de la couche d'impureté distribuée The degree of alteration of the distributed impurity layer
dépend de la concentration de cette impureté, de son coeffi- depends on the concentration of this impurity, on its coeffi-
cient de diffusion et des paramètres des phases de chauffage diffusion cient and parameters of the heating phases
ultérieures. Il est donc nécessaire de prendre en considé- later. It is therefore necessary to take into consideration
ration cette altération de la couche d'impureté répartie provoquée par les stades de chauffage ultérieurs, lorsqu'on ration this alteration of the distributed impurity layer caused by the subsequent heating stages, when
détermine la nature de la distribution originelle. determines the nature of the original distribution.
Certaines impuretésjtelles que l'arsenic ou Certain impurities such as arsenic or
l'antimoine, possèdent des coefficients de diffusion relati- antimony, have relative diffusion coefficients
vement bas et une diffusion importante de ces impuretés n'a donc lieu qu'à des températures relativement élevées (11000C). Les phases de fabrication thermiques ultérieures This is very low and significant diffusion of these impurities only takes place at relatively high temperatures (11000C). The subsequent thermal manufacturing phases
qui normalement ont lieu à une température (950 C) inférieu- which normally take place at a temperature (950 C) lower
re à la température de diffusion de ces impuretés, auront re at the diffusion temperature of these impurities, will have
par conséquent peu d'effet sur une couche d'impureté répar- therefore little effect on a repaired impurity layer
tie. Pour cette raison, des impuretés à coefficients de dif- tie. For this reason, impurities with diffe- rent coefficients
fusion relativement faibles, sont souhaitables pour la réa- relatively weak melting, are desirable for the rea-
lisation de jonctions P-N,étant donné que lorsqu'elles sont reading of P-N junctions, since when they are
réparties dans une couche de la concentration et de la confi- distributed in a layer of concentration and confi-
guration désirée, elles sont relativement insensibles à l'al- desired guration, they are relatively insensitive to al-
tération provoquée par les phases de fabrication subséquen- erosion caused by the subsequent manufacturing phases
tes.your.
Toutefois, les impuretés à faibles coeffi- However, impurities with low coefficients
cients de diffusion ont tendance à former une couche ayant diffusion clients tend to form a layer having
un profil de distribution présentant une périphérie ou limi- a distribution profile with a periphery or limit
te relativement abrupte. Une telle couche avec une périphé- relatively steep. Such a layer with a periphery
rie ou limite relativement abrupte conduit à une jonction relatively abrupt laugh or limit leads to a junction
P-N possédant une tension de rupture relativement basse. P-N with a relatively low breaking tension.
C'est ainsi qu'il y a compétition ou concurrence entre les This is how there is competition or competition between
caractéristiques électriques de la jonction formée et sa ré- electrical characteristics of the formed junction and its re-
sistance aux stades de fabrication thermiques ultérieurs. Si l'on désire ajuster avec précision les caractéristiques de la jonction P-N, on le fait au détriment d'une tension de resistance to subsequent thermal manufacturing stages. If one wishes to precisely adjust the characteristics of the P-N junction, this is done at the expense of a voltage of
rupture élevée.high break.
D'autre part, il existe certaines impuretés, On the other hand, there are certain impurities,
telles que le phosphorequi possèdent un coefficient de dif- such as phosphorus which have a coefficient of diff-
fusion plus élevé et exigent par conséquent des températures plus basses pour l'obtention d'une diffusion importante. De higher melting and therefore require lower temperatures to achieve high diffusion. Of
telles impuretés se répartissent dans une couche avec un pro- such impurities are distributed in a layer with a pro-
fil de diffusion présentant une périphérie ou limite relati- diffusion wire having a relative periphery or limit
vement progressive, mais la couche sera beaucoup plus affec- progressively progressive, but the layer will be much more affected
tée par les stades de fabrication thermiques ultérieurs. Ain- ted by subsequent thermal manufacturing stages. Ain-
si, bien qu'il soit souhaitable d'avoir une couche avec un profil de distribution présentant une périphérie ou limite relativement progressive parce qu'elle se traduit par une tension de rupture relativement élevée, il est extrêmement difficile, lorsqu'on utilise de telles impuretés,' de régler if, although it is desirable to have a layer with a distribution profile having a relatively progressive periphery or limit because it results in a relatively high breaking stress, it is extremely difficult, when using such impurities, 'to settle
avec précision les caractéristiques de la jonction P-N à cau- the characteristics of the P-N junction with precision
se de l'effet relativement élevé qu'exercent les phases de fabrication thermiques subséquentes sur la concentration et la configuration de la couche d'impureté. C'est pourquoi, se of the relatively high effect exerted by the subsequent thermal manufacturing phases on the concentration and configuration of the impurity layer. That is why,
avec des impuretés telles que le phosphore, il faut renon- with impurities such as phosphorus, it is necessary to renounce
cer à un degré de réglage substantiel au profit de la concen- cer to a degree of substantial adjustment in favor of the concen-
tration et de la configuration de la couche d'impureté,afin tration and configuration of the impurity layer, so
d'obtenir une tension de rupture relativement élevée. to obtain a relatively high breaking tension.
La situation la plus avantageuse serait d'u- The most advantageous situation would be to
tiliser une impureté qui puisse être répartie dans une cou- use an impurity which can be distributed in a layer
che présentant une périphérie ou limite relativement progres- che with a relatively progressive periphery or limit-
sive, ce qui donnerait une jonction P-N avec une tension de rupture relativement élevée, et qui possède en même temps un sive, which would give a P-N junction with a relatively high breaking tension, and which at the same time has a
faible coefficient de diffusion tel que les phases de fabri- low diffusion coefficient such as the manufacturing phases
cation thermiques ultérieures exercent un effet relativement faible sur la concentration et la configuration de la couche d'impureté. Cependant, plus le coefficient de diffusion est subsequent thermal cations have a relatively small effect on the concentration and configuration of the impurity layer. However, the higher the diffusion coefficient
faible, plus la périphérie de la couche répartie est abrupte. the weaker, the steeper the periphery of the distributed layer.
Il existe donc toujours une compétition entre les caractéris- There is therefore always a competition between the characteristics
tiques électriques de la jonction et l'aptitude au réglage electrical junction ticks and ability to adjust
de la concentration et de la configuration de la couche d'- of the concentration and configuration of the layer of-
impureté. Lors de la fabrication du semi-conducteur, il faut impurity. When manufacturing the semiconductor,
choisir une caractéristique au détriment de l'autre. La pré- choose one characteristic at the expense of the other. The pre-
sente invention se propose donc principalement de fournir un procédé de fabrication d'une jonction P-N dans un dispositif semi-conducteur dans lequel une tension de rupture élevée peut être obtenue sans sacrifier la possibilité de régler sente invention therefore proposes mainly to provide a method of manufacturing a P-N junction in a semiconductor device in which a high breaking voltage can be obtained without sacrificing the possibility of adjusting
la concentration en impureté et la profondeur de la jonction. the impurity concentration and the depth of the junction.
L'invention se propose également de fournir The invention also proposes to provide
un procédé d'élaboration d'une jonction P-N avec une ten- a process for developing a P-N junction with a voltage
sion de rupture relativement élevée, dans lequel deux impu- relatively high breaking strain, in which two impu-
retés différentes sont réparties dans des couches séparées different reties are distributed in separate layers
dans le substrat, lesquelles sont ensuite réunies pour for- in the substrate, which are then brought together to form
mer une seule couche des deux impuretés. sea a single layer of the two impurities.
L'invention a encore pour objet de fournir un procédé de fabrication d'une jonction P-N possédant une Another object of the invention is to provide a method for manufacturing a P-N junction having a
tension de rupture relativement élevée, dans lequel on uti- relatively high breaking stress, in which
lise une deuxième impureté conduisant à une couche dotée d'u- reads a second impurity leading to a layer with a
ne périphérie relativement progressive pour réaliser un profil do relatively progressive periphery to achieve a profile
à distribution progressive.with progressive distribution.
L'invention concerne aussi un procédé de fa- The invention also relates to a method of fa-
brication d'une jonction P-N avec une tension de rupture re- bridging of a P-N junction with a breaking voltage
lativement élevée qui ne mette en oeuvre que des équipements laterally high which only implements equipment
conventionnels et qui1plus particulièrementcomporte des sta- conventional and which more particularly includes
des opératoires relativement simples pouvant être mis en oeu- relatively simple procedures that can be implemented
vre avec un tel équipement.lives with such equipment.
Selon la présente invention, des ions d'une première impureté d'un type déterminant une conductivité donnée et possédant un coefficient de diffusion relativement faible sont répartis dans une zone du substrat pour former According to the present invention, ions of a first impurity of a type determining a given conductivity and having a relatively low diffusion coefficient are distributed in an area of the substrate to form
-20 une première couche d'impureté. Des ions d'une seconde impure- -20 a first layer of impurity. Second impure ions-
té du même type déterminant la conductivité et possédant un coefficient de diffusion relativement élevé sont répartis dans la même zone du substrat pour former une deuxième couche d'impureté. La deuxième couche d'impureté est répartie plus tee of the same type determining the conductivity and having a relatively high diffusion coefficient are distributed in the same area of the substrate to form a second layer of impurity. The second layer of impurity is distributed more
profondément dans le substrat que la première couche d'impu- deep into the substrate as the first layer of impu-
reté. Les première et deuxième impuretés sont diffusées en reté. The first and second impurities are diffused in
vue d'une combinaison fusion des première et deuxième cou- view of a combination of the first and second layers
ches pour se former en une couche d'impureté unique compo- to form a single layer of impurity
sée à la fois des première et seconde impuretés. of both the first and second impurities.
La première impureté est choisie de manière à avoir un coefficient de diffusion relativement faible,étant donné que les stades de fabrication thermiques ultérieurs The first impurity is chosen so as to have a relatively low diffusion coefficient, since the subsequent thermal manufacturing stages
doivent avoir ou auront peu d'effet sur son profil-de distri- must have or will have little effect on its distribution-profile
bution. La deuxième impureté est choisiede manière à avoir un coefficient de diffusion plus élevé tel que le profil de distribution de sa couche soit relativement progressif. La bution. The second impurity is chosen so as to have a higher diffusion coefficient such that the distribution profile of its layer is relatively progressive. The
couche combinée, du fait qu'elle est constituée par la com- combined layer, because it is made up of the com-
binaison des deux impuretés, est par conséquent relativement insensible aux phases ou stades de chauffage ultérieurs mais donne naissance à une jonction ayant une tension de rupture élevée. La concentration en impuretés de la première couche d'impureté est réglée de manière à être sensiblement plus élevée que la concentration en impureté de la deuxième bination of the two impurities, is therefore relatively insensitive to subsequent heating phases or stages but gives rise to a junction having a high breaking voltage. The impurity concentration of the first impurity layer is adjusted to be significantly higher than the impurity concentration of the second
couche d'impureté de manière à réduire la tendance de la cou- impurity layer so as to reduce the tendency of the
che fusionnée ou combinée à diffuser au cours des stades de che merged or combined to broadcast during stages of
chauffage ultérieurs. Par exemple, la concentration de la pre- subsequent heating. For example, the concentration of the pre-
mière couche d'impureté peut être supérieure de deux ordres de grandeur (deux points) à la concentration de la deuxième first impurity layer may be two orders of magnitude (two points) higher than the concentration of the second
couche d'impureté.impurity layer.
La deuxième couche d'impureté est formée à The second impurity layer is formed at
une profondeur plus grande que la première couche d'impureté. a depth greater than the first layer of impurity.
En formant la deuxième couche d'impureté à une profondeur plus By forming the second layer of impurity at a greater depth
grande que la première couche d'impureté, lorsque les premiè- large than the first layer of impurity, when the first
re et deuxième couches sont combinées, la portion de la cou- re and second layers are combined, the portion of the
che fusionnée ou combinée près de la périphérie ou limite est composée d'un pourcentage relativement élevé de la seconde che merged or combined near the periphery or boundary is made up of a relatively high percentage of the second
impureté. Ainsi/la couche d'impureté unique présente-une ré- impurity. Thus, the single impurity layer presents a re-
partition relativement progressive à sa limite et en même relatively progressive partition at its limit and at the same
temps, à cause de la concentration plus élevée de la premiè- time, because of the higher concentration of the first
re impureté dans la masse de la couche. La configuration de re impurity in the mass of the layer. The configuration of
celle-ci sera quasiment insensible à l'altération due aux sta- this will be almost insensitive to the alteration due to the sta-
des de fabrication thermiques subséquents. subsequent thermal manufacturing.
La première impureté est de préférence répar- The first impurity is preferably repaired.
tie par implantation, puis par diffusion partielle des ions tied by implantation, then by partial diffusion of the ions
implantés pour former la première couche d'impureté. Toute- implanted to form the first layer of impurity. Any-
fois, la première couche d'impureté peut être formée par d'- times, the first layer of impurity can be formed by d'-
autres procédés de dopage, par exemple par diffusion. La other doping methods, for example by diffusion. The
seconde couche d'impureté est obtenue par implantation d'- second layer of impurity is obtained by implantation of-
ions de la seconde impureté. Une fois que les deux couches ions of the second impurity. Once the two layers
d'impureté sont formées, on chauffe le substrat pour redis- impurities are formed, the substrate is heated to redis-
tribuer et fusionner les première et seconde impuretés par diffusion de manière qu'il en résulte une couche d'impureté tribute and merge the first and second impurities by diffusion so that a layer of impurity results
unique composée à la fois des deux impuretés. unique composed of both impurities.
Lorsqu'on utilise des techniques d'implanta- When using implantation techniques
tion d'ions, les deux impuretés sont de préférence implantées à une énergie d'accélération sensiblement identique. Etant tion of ions, the two impurities are preferably implanted at a substantially identical acceleration energy. Being
donné toutefois que la deuxième impureté est choisie de ma- given however that the second impurity is chosen in my-
nière à avoir un nombre atomique plus faible que la première to have a lower atomic number than the first
impureté, la couche de la seconde impureté aura une concen- impurity, the layer of the second impurity will have a concentration
tration maximale à une profondeur supérieure à la profondeur maximum tration at a depth greater than the depth
de la concentration maximale de la couche de la première im- of the maximum concentration of the layer of the first im-
pureté. C'est pour cette raison qu'une implantation à une tension d'accélération sensiblement identique conduit à la purity. It is for this reason that implantation at a substantially identical acceleration voltage leads to the
configuration stratifiée intermédiaire recherchée. intermediate layered configuration sought.
Il est souhaitable, mais non indispensable, It is desirable, but not essential,
de réaliser les stades d'implantation d'ions par l'intermé- to carry out the stages of implantation of ions through
diaire d'une couche d'oxyde relativement mince formée à la surface du substrat. La couche d'oxyde relativement mince diary of a relatively thin oxide layer formed on the surface of the substrate. The relatively thin oxide layer
est pratiquement transparente aux ions implantés mais empê- is practically transparent to the implanted ions but prevents
che une détérioration de la surface du substrat qui pourrait a deterioration of the substrate surface which could
résulter d'uneimplantation à des énergies d'accélération é- result from implantation at accelerating energies
levées. Les objets ci-dessusainsi que d'autres qui sont iniqedatequ apparaîtront plus loin,/obtenus selon la présente invention qui concerne un procédé pour la fabrication d'une jonction P-N ayant une tension de rupture relativement élevée exposé lifted. The above objects as well as others which are iniqedatequ will appear later, / obtained according to the present invention which relates to a process for the manufacture of a P-N junction having a relatively high breaking stress exposed
dans la description ci-après, en référence aux annexes, o in the description below, with reference to the appendices, o
les mêmes références désignent les mêmes éléments. the same references designate the same elements.
Dans ces dessins:In these drawings:
Fig. 1 est un graphique illustrant-la diffé- Fig. 1 is a graph illustrating the different
rence entre-un profil de concentration relativement abrupt between a relatively steep concentration profile
et un profil de concentration relativement graduel. and a relatively gradual concentration profile.
Fig. 2 est un graphique illustrant les ten- Fig. 2 is a graph illustrating the ten-
sions de rupture résultant des profils de concentration in- failure sions resulting from the concentration profiles
diqués en figure 1.shown in figure 1.
Fig. 3 est un graphique des courbes de dis- Fig. 3 is a graph of the dis-
tribution des première et deuxième impuretés à l'intérieur tribution of the first and second impurities inside
du substrat avant le stade de diffusion. of the substrate before the diffusion stage.
Fig. 4 est un graphique de la courbe de-con- Fig. 4 is a graph of the curve of con-
centration en impureté après le stade de diffusion. centering in impurity after the diffusion stage.
Fig. 5 est une vue en coupe d'un substrat Fig. 5 is a sectional view of a substrate
portant un masque d'implantation d'ions. wearing an ion implantation mask.
Fig. 6 est une vue en coupe d'un substrat Fig. 6 is a sectional view of a substrate
après implantation de la première impureté. after implantation of the first impurity.
Fig. 7 est une vue en coupe d'un substrat Fig. 7 is a sectional view of a substrate
après diffusion partielle de la première impureté. after partial diffusion of the first impurity.
Fig. 8 est une vue en coupe d'un substrat Fig. 8 is a sectional view of a substrate
après implantation de la deuxième impureté. after implantation of the second impurity.
Fig. 9 est une vue en coupe d'un substrat après diffusion des première et deuxième impuretés en vue Fig. 9 is a sectional view of a substrate after diffusion of the first and second impurities in sight
de la formation d'une couche unique d'impuretés. the formation of a single layer of impurities.
Figure 1 représente la différence entre une Figure 1 shows the difference between a
couche d'impureté présentant une périphérie ou limite pro- impurity layer with a periphery or boundary
gressive ou non abrupte, donc une courbe de profil de dis- aggressive or non-abrupt, so a profile curve of dis-
tribution graduelle ou progressive et une couche d'impureté gradual or progressive tribution and a layer of impurity
présentant une périphérie ou séparation abrupte et par con- with an abrupt periphery or separation and therefore
séquent une courbe de profil de distribution à pente raide. follow a steep distribution profile curve.
En figure 1, l'abscisse représente la profondeur à partir In Figure 1, the abscissa represents the depth from
de la surface d'un substrat de type P>et l'ordonnée repré- of the surface of a P> type substrate and the ordinate shown
sente la concentration d'une impureté (P ou N) qui est ré- feels the concentration of an impurity (P or N) which is re-
partie au-dessous de la surface du substrat.- La courbe en part below the surface of the substrate.
traits pleins représente une couche d'impureté avec une pé- solid lines represent a layer of impurity with a pe-
riphérie ou séparation relativement progressive. La courbe relatively progressive riphery or separation. The curve
en tireté représente une couche d'impureté avec une péri- in dashed lines represents a layer of impurity with a peri-
phérie ou séparation relativement abrupte. relatively abrupt separation or separation.
En figure 2, on voit la représentation gra- In Figure 2, we see the representation gra-
phique des tensions de rupture résultant de jonctions P-N phique of the breaking stresses resulting from P-N junctions
qui résultent de couches d'impureté ayant les caractéristi- which result from impurity layers having the characteristics
ques des courbes de figure 1. Dans la figure 2, l'abscisse représente la tension de rupture, et l'ordonnée la grandeur du courant passant à travers la jonction P-N. La courbe en traits pleins de figure 2 correspond aux caractéristiques électriques d'une jonction P-N réalisée avec une couche ques of the curves of figure 1. In figure 2, the abscissa represents the breaking voltage, and the ordinate the magnitude of the current passing through the junction P-N. The curve in solid lines in Figure 2 corresponds to the electrical characteristics of a P-N junction made with a layer
d'impureté présentant une périphérie ou séparation relative- impurity with a relative periphery or separation-
ment progressivetelle que représentée en traitspleinsà la figure 1. La courbe en tireté de figure 2 représente les caractéristiques électriques d'une jonction P-N obtenue à partir d'une couche d'impureté présentant une périphérie ou limite relativement abrupte comme le montre la courbe en tireté de figure 1. On voit clairement d'après figure 2 qu'une jonction avec une tension de rupture plus élevée résulte de l'utilisation d'une couche d'impureté avec une courbe de progressively as shown in solid lines in FIG. 1. The dashed curve in FIG. 2 represents the electrical characteristics of a PN junction obtained from a layer of impurity having a relatively abrupt periphery or limit as shown by the dashed curve of figure 1. It is clearly seen from figure 2 that a junction with a higher breaking tension results from the use of a layer of impurity with a curve of
profil de distribution relativement progressive. relatively progressive distribution profile.
A la figure 3, on a représenté les courbes de profil de distribution des première et deuxième couches In Figure 3, the distribution profile curves of the first and second layers are shown.
d'impureté en un point intermédiaire du processus selon l'in- impurity at an intermediate point in the process according to the
vention avant la combinaison à fusion des couches d'impure- before the combination of impure layers-
té. En figure 3, l'abscisse représente la profondeur à par- you. In Figure 3, the abscissa represents the depth from
tir de la surface d'un substrat de type P,et l'ordonnée re- shot from the surface of a P-type substrate, and the ordinate re-
présente la concentration des impuretés de type N qui y sont réparties. La courbe 10 représente le profil de distribution shows the concentration of type N impurities distributed there. Curve 10 represents the distribution profile
de la première impureté après son implantation dans le subs- of the first impurity after its implantation in the subs-
trat mais avant sa diffusion partielle. La ligne verticale trat but before its partial distribution. The vertical line
12 qui divise la courbe 10 en deux parties égales représen- 12 which divides curve 10 into two equal parts representing
te la profondeur, à partir de la surface du substrat, du pic te the depth, from the surface of the substrate, of the peak
de la courbe de profil 10. La courbe en tireté 10' représen- of the profile curve 10. The dashed curve 10 'represents
te le profil de distribution de la première impureté après te the distribution profile of the first impurity after
que sa répartition est complète, c'est-à-dire après diffu- that its distribution is complete, that is to say after
sion partielle des ions implantés au cours d'une étape de diffusion intermédiaire. Il convient de noter que l'étape de partial ion ions implanted during an intermediate diffusion step. It should be noted that the step of
diffusion intermédiaire amène la courbe de profil de distri- intermediate diffusion brings the distribution profile curve
bution10 à s'étendre dans une mesure déterminée par les pa- bution10 to extend to an extent determined by countries
ramètres de l'étape de diffusion intermédiaire. rameters of the intermediate diffusion stage.
La courbe 14 représente le profil de distri- Curve 14 represents the distribution profile
bution de la deuxième impureté après son-implantation dans le substrat. La ligne verticale 16 qui divise la courbe 14 en deux parties égales représente le pic de la courbe de distribution de la deuxième impureté. La ligne 16 est plus éloignée de la surface du substrat que-la ligne 12, montrant ainsi que le pic de la courbe de distribution de la deuxième impureté se trouve à une plus grandce profondeur dans le bution of the second impurity after its implantation in the substrate. The vertical line 16 which divides the curve 14 into two equal parts represents the peak of the distribution curve of the second impurity. Line 16 is farther from the surface of the substrate than line 12, thus showing that the peak of the distribution curve of the second impurity is at a greater depth in the
substrat que le pic de la courbe de distribution de la pre- substrate as the peak of the distribution curve of the pre-
mière impureté. En d'autres termes, la deuxième couche d'im- my own impurity. In other words, the second layer of im-
pureté est située plus profondément à l'intérieur du subs- purity is located deeper inside the subs-
trat que la première couche d'impureté. De plus, on voit d'après figure 3 que la deuxième couche d'impureté a une concentration en impureté qui est sensiblement inférieure à trat as the first layer of impurity. In addition, it can be seen from FIG. 3 that the second impurity layer has an impurity concentration which is substantially less than
celle de la première couche d'impureté. that of the first layer of impurity.
Après formation des couches de première et deuxième impuretés à l'intérieur du substrat, celui-ci est After the first and second impurity layers have formed inside the substrate, it is
chauffé en vue de la diffusion des première et deuxième im- heated for the diffusion of the first and second im-
puretés, provoquant ainsi les couches de première et deuxiè- purities, thus causing the first and second layers
me impuretés à se fondre en une couche d'impureté unique dont la courbe de profil de distribution est représentée par la courbe 18 de figure 4. En figure 4,1'abscisse représente la profondeur à partir de la surface du substrat de type P, me impurities to merge into a single impurity layer whose distribution profile curve is represented by the curve 18 of Figure 4. In Figure 4.1, the abscissa represents the depth from the surface of the P-type substrate,
alors que l'ordonnée représente la concentration des impure- while the ordinate represents the concentration of the impure-
tés combinées de type N. Comme on le voit à la figure 4 a- type N combined tees. As shown in Figure 4 a-
près la phase de diffusion qui combine les première et deu- near the diffusion phase which combines the first and two
xième couches, celles-ci perdent totalement leurs identités xth layers, these completely lose their identities
individuelles et forment une seule couche d'impureté corres- individual and form a single layer of corresponding impurity
pondant à des impuretés de type N etprésentant une courbe de laying on N-type impurities and exhibiting a
profil de concentration relativement progressif. relatively progressive concentration profile.
La configuration de la courbe de profil de The configuration of the profile curve
distribution 18 de la couche d'impureté fusionnée ou combi- distribution 18 of the fused or combined impurity layer
née, en particulier sa bordure ou limite progressiveest due en grande partie aux caractéristiques moléculaires de la born, in particular its border or progressive limit is largely due to the molecular characteristics of the
deuxième impureté, à savoir le coefficient de diffusion re- second impurity, namely the diffusion coefficient re-
lativement élevé de la deuxième impureté et le fait que la deuxième impureté peut être-implantée plus profondément dans le substrat que la première. D'autre part, l'insensibilité laterally high of the second impurity and the fact that the second impurity can be implanted deeper in the substrate than the first. On the other hand, the insensitivity
relative de la configuration de la couche fusionnée ou com- relative configuration of the merged layer or
binée aux phases de chauffage ultérieures est due en grande heated in subsequent heating phases is due in large
partie aux caractéristiques moléculaires de la première im- part of the molecular characteristics of the first im-
pureté, à savoir son coefficient de diffusion relativement faible et le fait que la première impureté est répartie en une concentration sensiblement plus forte que la deuxième impureté. purity, namely its relatively low diffusion coefficient and the fact that the first impurity is distributed in a substantially higher concentration than the second impurity.
Les figures 5 à 9 illustrent les phases opé- Figures 5 to 9 illustrate the operating phases
ratoires grâce auxquelles est réalisé le procédé de la pré- racks thanks to which the process of the pre-
sente invention. Comme on le voit à la figure 5, le subs- invention. As seen in Figure 5, the subs-
trat en silicium 20 de type P possède une surface 22 sur la- type P silicon 20 has a surface 22 on the
quelle est formé un masque d'implantation d'ions 24. Le mas- what is an ion implantation mask 24 formed.
que d'implantation d'ions 24 peut être constitué par du dio- that ion implantation 24 can be constituted by dio-
xyde de silicium ou autre matière similaire. Le masque 24 silicon oxide or other similar material. The mask 24
est obtenu à la manière connue.is obtained in the known manner.
On fait se développer ou on dépose une cou- We develop or deposit a cover
che de dioxyde de silicium sur la surface 22 du substrat 20 sous une épaisseur d'environ 5000 Angstrâms. Une couche non photosensible (en anglais "photo-resist") non représentée, est ensuite formée à la surface de la couche de dioxyde de che of silicon dioxide on the surface 22 of the substrate 20 in a thickness of about 5000 Angstrams. A non-photosensitive layer (in English "photo-resist") not shown, is then formed on the surface of the layer of dioxide of
silicium 24. Un masque est placé sur cette couche non photo- silicon 24. A mask is placed on this non-photo-
sensible. Le masque est transparent en toutes ses parties, sauf dans sa partie située au-dessus de la zone du substrat o doit se former la jonction P-N. L'ensemble est ensuite exposé à la lumière et développé. Les parties non exposées de la couche non photosensible et la couche de dioxyde de sensitive. The mask is transparent in all its parts, except in its part located above the area of the substrate where the P-N junction must form. The whole is then exposed to light and developed. Unexposed parts of the non-photosensitive layer and the dioxide dioxide layer
* silicium sous-jacente 24 sont ensuite mordancées ou atta-* underlying silicon 24 are then etched or attacked
quées pour l'exposition de la surface du substrat 22-au- for exposure of the substrate surface 22-to-
dessus des zones o doit se former la jonction P-N. On fait ensuite se développer sur la surface exposée 22 du substrat une couche d'oxyde relativement mince 26 d'une épaisseur above the areas where the P-N junction must form. A relatively thin oxide layer 26 of thickness is then made to develop on the exposed surface 22 of the substrate.
d'environ 200 Angstrâms de manière que l'ensemble apparais- about 200 Angstroms so that the whole appears
se tel que représenté à la figure 5. as shown in Figure 5.
Il y a lieu de noter que le dioxyde de si- It should be noted that the silicon dioxide
licium, sous une épaisseur d'environ 5000 Angstr6ms, est o- silicon, under a thickness of about 5000 Angstr6ms, is o-
paque à l'implantation des ions sous de faibles énergies. Paque the implantation of ions under low energies.
Cependant, lorsqu'il se trouve en une couche relativement mince d'environ 200 Angstrâms, le dioxyde de silicium est relativement transparent à 1' implantation d'ions. Lorsque However, when in a relatively thin layer of about 200 Angstroms, the silicon dioxide is relatively transparent to the implantation of ions. When
l'assemblage est exposé aux ions au cours du processus d'im- assembly is exposed to ions during the im-
plantation, les parties d'oxyde épaisses de la couche 24 em- planting, the thick oxide parts of the 24 em layer
1l1l
pêchent ainsi l'implantation des ions dans le substrat, a- thus prevent the implantation of ions in the substrate, a-
lors que la couche d'oxyde relativement mince 26 permet l'im- when the relatively thin oxide layer 26 allows the
plantation des ions dans le substrat au-dessous de celle-ci. planting of ions in the substrate below it.
La couche d'oxyde relativement mince 26 sert dans les zones d'implantation à empêcher l'endommagement de la surface du The relatively thin oxide layer 26 serves in the implantation areas to prevent damage to the surface of the
substrat 22 qui se produit souvent lorsque des ions sont im- substrate 22 which often occurs when ions are im-
plantés à des énergies d'accélération relativement élevées. planted at relatively high acceleration energies.
A la figure 6, on voit le substrat tel qu'il In Figure 6, we see the substrate as it
apparaît après implantation de la première impureté. La pre- appears after implantation of the first impurity. The pre-
mière impureté est choisie de manière à avoir un nombre ato- impurity is chosen so as to have an ato-
mique relativement élevé et un coefficient de diffusion rela- relatively high radiation and a relative diffusion coefficient
tivement faible, ce qui exige une température relativement élevée pour en obtenir une diffusion importante. On choisit tively low, which requires a relatively high temperature to obtain significant diffusion. We choose
de préférence des ions arsenic ou antimoine pour la premiè- preferably arsenic or antimony ions for the first
re impureté. L'arsenicpar exemple, possède un nombre atomi- re impurity. Arsenic, for example, has an atomic number
que de 33 et requiert une température d'environ 11000C pour l'obtention d'une diffusion substantielle. Etant donné que than 33 and requires a temperature of around 11000C to obtain a substantial diffusion. Given that
les phases de traitement ultérieures ont lieu à une tempéra- subsequent processing phases take place at a temperature
ture quelque peu inférieure, environ 9500C, celles-ci ont somewhat lower, about 9500C, these have
peu d'effet sur l'emplacement des ions arsenic implantés. little effect on the location of implanted arsenic ions.
Il est préférable d'implanter les ions ar- It is preferable to implant the ar-
senic aussi profondément que possible, c'est pourquoi l'im- senic as deeply as possible, that's why the im-
planteur d'ions est réglé près de son énergie d'accéléra- ion planter is set near its accelerating energy
tion maximale, approximativement 100 Kev. On peut cependant maximum tion, approximately 100 Kev. We can however
utiliser également des énergies plus basses. La dose d'implan- also use lower energies. The implant dose
tation typique est d'environ 5 x 1015/cm2, ce qui se traduit typical tation is approximately 5 x 1015 / cm2, which translates
par une concentration en ions arsenic d'environ 5 x 1019/cm3. by a concentration of arsenic ions of approximately 5 x 1019 / cm3.
Le résultat de l'implantation d'arsenic est une couche d'ions arsenic implantés 28 formée au-dessous de la mince couche The result of arsenic implantation is a layer of implanted arsenic ions 28 formed below the thin layer
d'oxyde 26.oxide 26.
Si les ions arsenic ont été introduits par implantationcomme cela est préférable, la couche d'arsenic 28/ s partiellement dans le substrat de silicium 20 sous atmosphère de N2 ou d'O2/N2 ambiant ou d'O2 ambiant à des température se situant de manière typique au voisinage de If arsenic ions have been introduced by implantation as is preferable, the arsenic layer 28 / s partially in the silicon substrate 20 under atmosphere of ambient N2 or ambient O2 / N2 or ambient O2 at temperatures of typical in the vicinity of
11000C. La durée de ce stade de diffusion partielle est re- 11000C. The duration of this partial diffusion stage is re-
lativement courte. Lorsque la phase de diffusion partielle est achevée, la couche d'arsenic diffusée 28' apparaît comme laterally short. When the partial diffusion phase is completed, the diffused arsenic layer 28 ′ appears as
représenté à la figure 7.shown in Figure 7.
Il est également possible de doper le subs- It is also possible to boost the subs-
trat avec des ions de la première impureté par des procédés de diffusion usuels. Lorsqu'on choisit cette option, la dif- fusion des ions arsenic a lieu au cours du dopage et aucune trat with ions of the first impurity by usual diffusion methods. When this option is chosen, the diffusion of arsenic ions takes place during doping and no
phase de diffusion partielle séparée n'est nécessaire. separate partial release phase is not required.
Des ions phosphore sont maintenant implantés Phosphorus ions are now implanted
à travers la même mince couche d' oxyde 26 à l'énergie maxi- through the same thin oxide layer 26 at maximum energy
male de l'implanteur d'ions, approximativement 100 Kev, mais à une dose sensiblement inférieure que pour 1' implantation male of the ion implanter, approximately 100 Kev, but at a significantly lower dose than for implantation
d'arsenic. De préférence, la concentration en phosphore ré- arsenic. Preferably, the phosphorus concentration
sultante est inférieure d'environ deux points à la concentra- sultante is about two points below the concentration
tion en arsenic implanté. Une dose d'implantation de phos- tion in implanted arsenic. An implantation dose of phos-
phore typique de 5 x 101 /cm est préférable,Aqui se traduit par une concentration en phosphore d'environ 5 x 10 17/cm3 typical phore of 5 x 101 / cm is preferable, Aqui results in a phosphorus concentration of approximately 5 x 10 17 / cm3
dans le substrat. A la même énergie d'accélération que cel- in the substrate. At the same acceleration energy as
le utilisée pour l'implantation d'arsenic, le phosphore est used for arsenic implantation, phosphorus is
implanté à une profondeur plus grande au-dessous de la surfa- implanted at a greater depth below the surface
ce 22 du substrat de silicium, parce que le phosphore possé- ce 22 of the silicon substrate, because phosphorus possesses
de un nombre atomique plus faible (15) que l'arsenic. La cou- of a lower atomic number (15) than arsenic. The neck-
che de phosphore implantée 30 se trouve donc plus profondé- implanted phosphorus che 30 is therefore deeper-
ment dans le substrat que la couche d'arsenic implantée28. lie in the substrate than the implanted arsenic layer28.
Après implantation du phosphore,l'assemblage apparaît comme After implantation of phosphorus, the assembly appears as
représenté en figure 8.shown in figure 8.
Après l'implantation de phosphore, l'ensem- After the implantation of phosphorus, the whole-
ble est exposé à des conditions de diffusion à des tempéra- ble is exposed to conditions of diffusion at temperatures
tures approximativement égales à la température de diffusion de la première impureté, c'est-à-dire à environ 11000C, tures approximately equal to the diffusion temperature of the first impurity, that is to say about 11000C,
dans une ambiance oxydante pendant une durée prédéterminée. in an oxidizing atmosphere for a predetermined period.
Il est également possible d'effectuer une partie de cette phase de diffusion dans une atmosphère d'azote ou dans une It is also possible to carry out part of this diffusion phase in a nitrogen atmosphere or in a
atmosphère constituée parune combinaison d'oxygène et d'azo- atmosphere consisting of a combination of oxygen and azo-
te. Le résultat de ce chauffage est que la couche d'arsenic 28' et la couche de phosphore 30 fusionnent ou se combinent en une couche unique 32 de type N des deux ions arsenic et you. The result of this heating is that the arsenic layer 28 ′ and the phosphorus layer 30 fuse or combine into a single N-type layer 32 of the two arsenic ions and
phosphore. La durée de diffusion est déterminée par la pro- phosphorus. The broadcast duration is determined by the pro-
fondeur de jonction finale recherchée, compte-tenu des do- Founder of final junction sought, taking into account the
ses de concentration des ions implantés. De nombreuses com- its concentration of implanted ions. Many com-
binaisons appropriées de durée et de températures peuvent appropriate combinations of duration and temperatures can
être utilisées pour la diffusion. Après la diffusion, l'as- be used for broadcast. After the broadcast, the as-
semblage apparaît comme représenté en figure 9. semblage appears as shown in figure 9.
Après la formation de la jonction P-N,l'as- After formation of the P-N junction, the as-
semblage est soumis à diverses phases opératoires addition- semblage is subjected to various additional operating phases
nelles. Certaines de ces phases opératoires ultérieures com- nelles. Some of these subsequent operating phases include
prenent un chauffage de l'ensemble mais ces phases de chauf- take a heating of the whole but these phases of heating
fage ont habituellement lieu aux environs de 9500C et ont ainsi peu d'effet sur la concentration ou la configuration de la couche fusionnée 32 à cause du faible coefficient de diffusion et de la concentration en ions arsenic. Toutefois, fage usually takes place around 9500C and thus has little effect on the concentration or configuration of the fused layer 32 due to the low diffusion coefficient and the concentration of arsenic ions. However,
la couche fusionnée 32 possède une courbe de profil de con- the fused layer 32 has a profile curve
centration relativement progressive, à savoir une périphérie ou limite relativement progressive due aux ions phosphore relatively progressive centration, i.e. a relatively progressive periphery or limit due to phosphorus ions
plus profondément implantés.more deeply implanted.
Il est bien entendu que la présente inven- It is understood that the present invention
tion concerne un procédé de fabrication d'une jonction P-N dans un substrat.qui présente une tension de rupture rela- tion relates to a method of manufacturing a P-N junction in a substrate. which has a relative breaking voltage
tivement élevée mais qui permet au fabricant de contrôler tively high but which allows the manufacturer to control
ou régler avec précision les caractéristiques de cette jonc- or fine-tune the characteristics of this ring-
tion P-N. Ce résultat est obtenu par implantation d'une con- tion P-N. This result is obtained by implanting a
centration relativement élevée d'une première impureté qui possède un nombre atomique élevé etun faible coefficient de diffusion pour former une première couche d'impureté, par implantation d'une concentration plus faible d'une deuxième relatively high concentration of a first impurity which has a high atomic number and a low diffusion coefficient to form a first layer of impurity, by implantation of a lower concentration of a second
impureté possédant un nombre atomique plus faible et un coef- impurity with a lower atomic number and a coef-
ficient de diffusion plus élevé pour former une deuxième cou- higher diffusion factor to form a second
che plus profonde que la première, et par chauffage du sub- che deeper than the first, and by heating the sub-
strat en vue de la diffusion des impuretés réparties pour strat for the diffusion of the impurities distributed for
provoquer la fusion des couches en une seule couche compor- cause the layers to merge into a single layer
tant les première et deuxième impuretés. De cette manière, both the first and second impurities. In this way,
la couche fusionnée possède la propriété de la première impu- the merged layer has the property of the first impu-
reté, à savoir qu'elle donne au fabricant la possibilité de régler avec précision la concentration et la configuration de la couche, ainsi que la caractéristique de la deuxième reté, namely that it gives the manufacturer the possibility of fine-tuning the concentration and configuration of the layer, as well as the characteristic of the second
impureté, un profil de distribution relativement progres- impurity, a relatively progressing distribution profile-
sif. Un seul mode de réalisation de la présente invention a été décrit cidessus à titre d'exemple, mais il est bien clair que de nombreuses modifications et variantes sif. Only one embodiment of the present invention has been described above by way of example, but it is clear that many modifications and variations
peuvent y être apportées.can be made.
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Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4369072A (en) * | 1981-01-22 | 1983-01-18 | International Business Machines Corp. | Method for forming IGFET devices having improved drain voltage characteristics |
JPS60117681A (en) * | 1983-11-29 | 1985-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JPH063798B2 (en) * | 1985-02-06 | 1994-01-12 | 日本電気株式会社 | Method for manufacturing semiconductor device |
JPH01147829A (en) * | 1987-12-04 | 1989-06-09 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2706460B2 (en) * | 1988-03-14 | 1998-01-28 | 富士通株式会社 | Ion implantation method |
JP4629809B2 (en) * | 1996-03-27 | 2011-02-09 | クリー,インコーポレイテッド | Method of manufacturing a semiconductor device having a SiC semiconductor layer |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2148205A1 (en) * | 1971-08-05 | 1973-03-11 | Rca Corp | |
FR2216675A1 (en) * | 1973-01-31 | 1974-08-30 | Siemens Ag | |
DE2823967A1 (en) * | 1977-06-09 | 1978-12-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | NPN TRANSISTOR |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IL40189A0 (en) * | 1971-09-09 | 1972-10-29 | Trusty J | Method and apparatus for preparing and analyzing serum samples |
-
1980
- 1980-04-16 GB GB8012509A patent/GB2056168A/en not_active Withdrawn
- 1980-07-24 JP JP10062980A patent/JPS5623742A/en active Pending
- 1980-07-25 DE DE19803028185 patent/DE3028185A1/en not_active Ceased
- 1980-07-28 FR FR8016605A patent/FR2462780A1/en active Granted
- 1980-07-31 IT IT49389/80A patent/IT1145411B/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2148205A1 (en) * | 1971-08-05 | 1973-03-11 | Rca Corp | |
FR2216675A1 (en) * | 1973-01-31 | 1974-08-30 | Siemens Ag | |
DE2823967A1 (en) * | 1977-06-09 | 1978-12-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | NPN TRANSISTOR |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT8049389A0 (en) | 1980-07-31 |
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