JP2002043325A - 高耐圧半導体装置の製造方法 - Google Patents
高耐圧半導体装置の製造方法Info
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Abstract
には多くのマスク工程や熱処理工程が必要であった。 【解決手段】本発明は、基板上にPSG層を設けること
により、空乏層の拡がる領域の保護膜と外部からの汚染
を防止する保護膜の形成を簡略化し、リン処理およびエ
ミッタ領域形成が同時に行える。従って、マスク工程も
4工程ですむなど合理的なローコストオペレーションを
実現する高耐圧半導体装置の製造方法を提供できる。
Description
耐圧半導体装置の製造方法に係り、特に少ないマスク工
程で簡素化したプレーナー構造の高耐圧半導体装置の製
造方法に関する。
ランジスタでは、トランジスタの周囲にガードリングを
複数設けることにより空乏層を拡げ、耐圧をもたせる構
造になっている。また、フィールド窒化膜の形成やリン
処理などで、マスク工程や熱処理の工程を多用する製造
方法となっている。
構造のバイポーラトランジスタの製造方法を示す。
す。N-型シリコン基板32の両面にN+拡散を行い、N
+型層31を形成後一方を除去する。ポリッシュ後N+/
N-層にし、コレクタ領域を形成する。酸化膜33を設
け、予定のベース領域および予定のガードリング部分を
除いてレジスト膜PRによるマスクをかけ、エッチング
により予定のベース領域と予定のガードリング部分の酸
化膜33を除去する。
示す。全面にボロンイオンを注入した後、表面の汚れを
取り除き、アウトディフュージョンを防ぐため酸化膜3
3を生成する。アニール処理によりボロンイオンを拡散
させて深さ約30μmのベース領域38およびガードリン
グ40を形成する。
成する工程を示す。ベース領域38は不純物濃度が低い
ため、電極形成の際にAl-Siとの接触抵抗が大きくなる
ので、これを防ぐためにベース領域38表面に高濃度領
域を設ける。ベース領域38を除いてフォトレジストに
よるマスクをかけて、ベース領域38上の酸化膜33を
エッチングにより除去し、ベース領域38表面を露出さ
せる。ベース領域38表面にボロンをデポジションし、
表面のグラス層を除去した後、全面に厚い酸化膜33を
堆積して、ベース領域38表面にボロンを拡散して高濃
度領域を形成する。
工程を示す。全面にLP−CVD法により、窒化膜を堆
積させる。プラズマエッチングによりベース領域38上
の窒化膜を除去し、外部からの汚染を防ぎ、表面を安定
化してフィールド窒化膜34を形成する。さらに、CV
D法によりノンドープの酸化膜33を形成し、ベーキン
グにより構造的に不安定なCVD膜を強化させ、次工程
のフォトエッチングのにじみを防止する。
を示す。フォトレジストによるマスクをかけて予定のエ
ミッタ領域および予定のアニュラーリング部分の酸化膜
33を除去し、リンをデポジションする。その後表面の
グラス層をウエットエッチングにより取り除き、アウト
ディフュージョンを防ぐための酸化膜33を形成する。
その後アニール処理によりリンを拡散してエミッタ領域
44およびアニュラーリング45を形成する。トランジ
スタの増幅を決定するhFEはこのエミッタ拡散時間によ
りコントロールする。
グするためリン処理を行う。全面にリンをデポジション
して湯洗後ベーキングを施し、酸化膜33中の重金属を
ゲッタリングする。
程を示す。
極を形成するために、フォトレジストにより酸化膜33
に各領域のコンタクト孔を形成する。このときウエファ
上に粒子が有るとコンタクト孔以外の部分にピンホール
ができてしまう恐れがあるので、その影響を減らすため
にフォトレジスト工程を2回行ってコンタクト孔のパタ
ーンを形成している。
し、フォトエッチングによりベース電極47、エミッタ
電極46、シールド電極48となるアルミニウムを残
す。さらにシリコンとオーミックなコンタクトを得るた
めにアロイする。さらにアロイより低温で長時間熱処理
することにより特性を安定化させてベース電極47、エ
ミッタ電極46およびシールド電極48を形成する。
ベーション膜50を設ける。このパッシベーション膜5
0は外部からの汚染を防止し、アルミニウムのベース電
極47、エミッタ電極46およびシールド電極48を保
護する。さらにパッシベーション膜50の形成で裏面に
回りこんだ窒化膜を除去するために裏面処理を施して裏
面にコレクタ電極51を形成する。
レーナー構造のバイポーラトランジスタの構造は次のよ
うになる。
からなるコレクタ領域を形成し、N -型層32の表面に
P型のベース領域38を設ける。ベース領域38表面に
はN+型のエミッタ領域44が形成される。ベース領域
38の周囲にはP型のガードリング40を複数設ける。
ガードリングの上には酸化膜33を形成し、さらにその
上にはフィールド窒化膜34を形成して空乏層の拡がる
領域を保護する。
45とシールド電極48を設け、空乏層の拡がりを抑え
る。表面にはベース電極47、エミッタ電極46を形成
し、外部からの汚染を保護するパッシベーション膜50
を形成して、裏面にはコレクタ電極51を形成する。
ー構造のバイポーラトランジスタでは、フィールド窒化
膜の形成、酸化膜中の重金属を除去するゲッタリングの
ためのリン処理、コンタクト孔の形成、またはパッシベ
ーション膜の形成などでマスク工程や熱処理の工程を多
用していた。このため工程数が多くなり、製造コストの
低減にも限界があった。
みてなされ、一導電型の半導体基板表面の所定の逆導電
型のベース領域および逆導電型のガードリング領域上に
拡散孔を形成し、ベース拡散を行う工程と、前記基板に
厚く酸化膜を形成し、前記ベース領域上の前記酸化膜に
エミッタ拡散孔を形成し、エミッタ領域へ不純物を堆積
する工程と、前記基板に厚く酸化膜を形成し、該酸化膜
上にリンガラス層を厚く堆積した後、エミッタ拡散を行
う工程とを具備することを特徴とするもので、フローを
合理化し、マスク工程および熱処理の工程を減らすこと
によりローコストオペレーションを実現する高耐圧半導
体装置の製造方法を提供できる。
実施の形態をNPN型のバイポーラトランジスタを例に
説明する。
導体基板表面の所定の逆導電型のベース領域8および逆
導電型のガードリング10領域上に拡散孔を形成し、ベ
ース拡散を行う工程と、基板に厚く酸化膜3を形成し、
ベース領域8上の酸化膜3にエミッタ拡散孔11を形成
し、エミッタ領域14へ不純物を堆積(デポジション)
する工程と、基板に厚く酸化膜3を形成し、酸化膜3上
にリンガラス(PSG)層13を厚くデポジションした
後、エミッタ拡散を行う工程とから構成される。
表面の所定の逆導電型のベース領域および逆導電型のガ
ードリング領域上に拡散孔を形成し、ベース拡散を行う
工程を示す。
2をエピタキシャル成長させてコレクタ領域を形成す
る。またはN-型シリコン基板2の両面にN+拡散を行
い、N+型層1を形成後一方を除去し、ポリッシュ後N+
/N-層にしてコレクタ領域を形成してもよい。表面に
酸化膜3を形成し、予定のベース領域と予定のガードリ
ングの部分に、フォトレジストによるマスクをかけてエ
ッチングにより酸化膜3を除去する。
注入エネルギー100Kevでボロンをイオン注入する。その
後、表面の汚れを取り除き、アウトディフュージョンを
防ぐため、熱酸化して酸化膜3を約1μmの厚みに形成
し、アニール処理によりボロンを拡散して深さ約30μm
のベース領域8およびガードリング10を形成する。
1μmの酸化膜3を全面エッチングし、ベース領域8お
よびガードリング10上の酸化膜3のみを除去してベー
ス領域8およびガードリング10領域を露出する。この
エッチングにより、残ったコレクタ領域上の酸化膜3は
ベース領域8形成による表面のボロン不純物層が取り除
かれ、清浄な酸化膜3となっている。
成する。ベース領域8は不純物濃度が低いため、電極形
成の際にAl-Siとの接触抵抗が大きくなるので、これを
防ぐためにベース領域8表面に高濃度領域を設ける。ベ
ース領域8に高濃度のボロンをデポジションし、表面の
グラス層を除去した後、全面に厚い酸化膜3を生成す
る。
ボロンを拡散し、高濃度領域を設ける。また、ガードリ
ング領域10の表面も同様に高濃度領域となるが、影響
はない。
タ拡散孔を形成し、エミッタ領域へ不純物をデポジショ
ンする工程を示す。
に予定のエミッタ領域形成のためにエミッタ拡散孔11
を、予定のアニュラーリング形成のためにアニュラーリ
ング孔12を設ける。フォトレジストによるマスクをか
けてエッチングにより不要な部分を除去してエミッタ拡
散孔11およびアニュラーリング孔12を設け、全面に
リンをデポジションする。その後表面のグラス層をウエ
ットエッチングにより取り除く。
PSG層を厚くデポジションした後、エミッタ拡散を行
う工程を示す。
膜3を約0.7μmの厚みに形成し、厚い酸化膜3上にC
VD法によりPSGを約1.2μmの厚みにデポジション
してPSG層13を形成する。熱処理により、エミッタ
拡散孔11およびアニュラーリング孔12に付着したN
+型のイオンをベース領域8および基板表面に拡散して
エミッタ領域14およびアニュラーリング15を形成す
る。トランジスタの増幅を決定するhFEはこのエミッタ
拡散時間によりコントロールする。
より酸化膜中の重金属がゲッタリングできる。エミッタ
拡散と同時に重金属のゲッタリングができるので、従来
行っていたリン処理の工程を省くことができる。
ョン膜となるので、従来のフィールド窒化膜形成および
パッシベーション保護膜の形成工程も不要となる。
極を形成するために、フォトエッチングにより酸化膜3
に各領域のコンタクト孔を形成する。このとき、厚いレ
ジストを用いることにより、従来2回であったフォトレ
ジスト工程を1回で済ませることができる。
し、フォトエッチングによりベース電極17、エミッタ
電極16、シールド電極18となるアルミニウムを残
す。さらにシリコンとオーミックなコンタクトを得るた
めにアロイして各電極を形成する。さらに裏面にはコレ
クタ電極21を形成する。
レーナー構造のバイポーラトランジスタの構造は次のよ
うになる。
なるコレクタ領域を形成し、N-型層2の表面にP型の
ベース領域8を設ける。ベース領域8表面にはN+型の
エミッタ領域14が形成される。ベース領域8の周囲に
はP型のガードリング10を複数設ける。ガードリング
10上は酸化膜3を形成し、さらにその上にPSG層1
3を形成する。
15とシールド電極18を設け、空乏層の拡がりを抑え
る。表面にはベース電極17、エミッタ電極16および
裏面にコレクタ電極21を形成する。
その後エミッタ拡散することにある。
が空乏層の拡がる領域を保護できるので、従来のフィー
ルド窒化膜形成の工程が省略できる。
のリンにより酸化膜3のゲッタリングが行えるので、リ
ン処理の工程もエミッタ拡散で兼用でき、省略できる。
止するパッシベーションの代用となるので、従来の窒化
膜の生成やそれに伴う裏面処理などのパッシベーション
保護膜の形成工程も省略できる。
および熱処理工程が大幅に省略できる。
る領域の保護ができるので従来のフィールド窒化膜34
の形成工程が省略できる。
ジション後、PSG層13を形成してその後エミッタ拡
散を行うことで、エミッタ拡散と同時にPSG層13中
のリンにより酸化膜3中の重金属をゲッタリングできる
ので、エミッタ拡散でリン処理が兼用でき、リン処理の
工程も不要になる。
保護するので、従来の窒化膜の生成やそれに伴う裏面処
理などの従来のパッシベーション膜50の形成工程も省
略できる。
がら、マスク工程が4回で済むなどフローが合理化でき
るため、製造コストを大幅に低減でき、ローコストオペ
レーションによる高耐圧プレーナー構造のバイポーラト
ランジスタを実現できる。
法を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
を説明する断面図である。
を説明する断面図である。
を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
法を説明する断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 一導電型の半導体基板表面の所定の逆導
電型のベース領域および逆導電型のガードリング領域上
に拡散孔を形成し、ベース拡散を行う工程と、 前記基板に厚く酸化膜を形成し、前記ベース領域上の前
記酸化膜にエミッタ拡散孔を形成し、エミッタ領域へ不
純物を堆積する工程と、 前記基板に厚く酸化膜を形成し、該酸化膜上にリンガラ
ス層を厚く堆積した後、エミッタ拡散を行う工程とを具
備することを特徴とする高耐圧半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記ベース拡散前に形成された酸化膜を
除去し、前記ベース領域およびガードリング領域を露出
して前記ベース領域表面に高濃度の逆導電型領域を形成
することを特徴とする請求項1に記載の高耐圧半導体装
置の製造方法。 - 【請求項3】 前記エミッタ拡散時に前記リンガラス層
による不純物のゲッタリングを同時に行うことを特徴と
する請求項1に記載の高耐圧半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000226618A JP3557158B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 高耐圧半導体装置の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005150509A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2010040611A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2012506629A (ja) * | 2008-10-23 | 2012-03-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体デバイス製造方法、半導体デバイス、及び半導体デバイス製造設備 |
CN104810285A (zh) * | 2014-01-23 | 2015-07-29 | 北大方正集团有限公司 | 一种平面vdmos环区制造方法和系统 |
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- 2000-07-27 JP JP2000226618A patent/JP3557158B2/ja not_active Expired - Fee Related
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