JP2002100636A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JP2002100636A
JP2002100636A JP2000291723A JP2000291723A JP2002100636A JP 2002100636 A JP2002100636 A JP 2002100636A JP 2000291723 A JP2000291723 A JP 2000291723A JP 2000291723 A JP2000291723 A JP 2000291723A JP 2002100636 A JP2002100636 A JP 2002100636A
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JP
Japan
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region
semiconductor substrate
type
manufacturing
semiconductor
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Application number
JP2000291723A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Hosaka
健一 保坂
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of conventional high speed switching transistors to which Pt is introduced from the rear plane of a substrate due to the fact that Pt is easily gettered by the N+ type region in a semiconductor element region and the problem of low productivity compared with that of a general transistor, due to the Pt introduction process and a pretreatment for the introduction from the rear plane. SOLUTION: In this invention, Pt as well as an impurity for forming N+ regions in the semiconductor element region are diffused simultaneously from the front surface of the substrate, and by controlling subsequent baking conditions, Pt gettered by N+ regions can be emitted. Hereby, the process of diffusing Pt from the rear plane can be eliminated, which can cut down nearly one fourth of a manufacturing process of the semiconductor device, and additionally, since the emitted quantity of Pt into the substrate can be controlled by the baking conditions, it can considerably contribute to the productivity improvement.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、特に小信号系高速スイッチングトランジスタ
の製造工程の削減により生産性を向上できる半導体装置
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device capable of improving productivity by reducing the number of manufacturing steps for a small-signal high-speed switching transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、GHZ帯を扱う高速スイッチング
回路では化合物半導体素子を用いていた。しかし化合物
半導体素子は製造プロセス、技術も異なり、高価格であ
るので、量産性に富みかつ既存の製造ラインで製造でき
るシリコン半導体素子の開発が望まれている。
Conventionally, in a high-speed switching circuit to deal with GH Z band it was using the compound semiconductor device. However, since compound semiconductor elements have different manufacturing processes and technologies and are expensive, development of silicon semiconductor elements that are highly mass-producible and can be manufactured on existing manufacturing lines is desired.

【0003】特に小信号系の高速スイッチングトランジ
スタでは、ライフタイムキラーとなる白金(Pt)を半
導体素子領域形成後に半導体基板裏面から導入して、ス
イッチングタイムのコントロールをしている。
In particular, in a small signal high-speed switching transistor, platinum (Pt) serving as a lifetime killer is introduced from the back surface of a semiconductor substrate after a semiconductor element region is formed to control the switching time.

【0004】図9から図15に従来の小信号系NPN型
高速スイッチングトランジスタの製造方法を詳細に示
す。
FIGS. 9 to 15 show a method of manufacturing a conventional small signal NPN type high speed switching transistor in detail.

【0005】NPN型高速スイッチングトランジスタ
は、一導電型の半導体基板表面に逆導電型のベース領域
を形成する工程と、ベース領域表面に一導電型のエミッ
タ領域を形成して半導体素子領域を形成する工程と、半
導体半導体基板裏面からライフタイムキラーを導入する
工程と、電極を形成する工程とから構成される。
The NPN high-speed switching transistor forms a semiconductor region by forming a reverse conductivity type base region on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type and forming an emitter region of one conductivity type on the surface of the base region. The method includes a process, a process of introducing a lifetime killer from the back surface of the semiconductor substrate, and a process of forming an electrode.

【0006】図9は、一導電型の半導体基板表面に逆導
電型のベース領域を形成する工程を示す。N+型シリコ
ン半導体基板にN型エピタキシャル層を積層してコレク
タ領域21とし、その半導体基板をスチーム雰囲気中に
晒して酸化膜22を形成する。予定のベース領域上の酸
化膜22をエッチングにより除去して半導体基板を露出
させ、P型の不純物(ボロン)をイオン注入する。
FIG. 9 shows a process of forming a reverse conductivity type base region on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type. An N-type epitaxial layer is stacked on an N + -type silicon semiconductor substrate to form a collector region 21, and the semiconductor substrate is exposed to a steam atmosphere to form an oxide film 22. The oxide film 22 on the planned base region is removed by etching to expose the semiconductor substrate, and P-type impurities (boron) are ion-implanted.

【0007】CVD法により全面にCVD酸化膜23を
堆積し、ボロンを拡散してベース領域24を形成する。
[0007] A CVD oxide film 23 is deposited on the entire surface by a CVD method, and boron is diffused to form a base region 24.

【0008】図10および図11はベース領域表面にエ
ミッタ領域を形成して半導体素子領域を形成する工程を
示す。
FIGS. 10 and 11 show a process of forming a semiconductor element region by forming an emitter region on the surface of a base region.

【0009】図10は予定のエミッタ領域および予定の
アニュラーリングを形成するために半導体基板表面の酸
化膜22をエッチングにより除去してベース領域24お
よびコレクタ領域21の最外周の表面の一部を露出さ
せ、一導電型の不純物(オキシ塩化リン)を付着させ
る。
FIG. 10 shows that the oxide film 22 on the surface of the semiconductor substrate is removed by etching to form a predetermined emitter region and a predetermined annular ring, thereby exposing a part of the outermost surfaces of the base region 24 and the collector region 21. Then, impurities of one conductivity type (phosphorus oxychloride) are attached.

【0010】図11は表面のリングラス層を除去してC
VD法によりCVD酸化膜23を形成し、オキシ塩化リ
ンをベース領域24に拡散してエミッタ領域26を形成
し、同時にコレクタ領域21に拡散してアニュラーリン
グ27を形成する。
FIG. 11 is a view showing a state in which the ring lath layer on the surface is removed and C
A CVD oxide film 23 is formed by the VD method, and phosphorus oxychloride is diffused into the base region 24 to form an emitter region 26, and simultaneously diffused into the collector region 21 to form an annular ring 27.

【0011】図12および図13は、半導体基板裏面か
らライフタイムキラーを導入する工程を示す。
FIGS. 12 and 13 show a process of introducing a lifetime killer from the back surface of the semiconductor substrate.

【0012】図12は半導体基板裏面をバックグライン
ド研削し半導体基板の厚みをおよそ半分の厚みに研削
後、半導体基板表面に保護のための樹脂系保護膜28を
塗布して半導体基板裏面をケミカルエッチングにより平
坦化する。
FIG. 12 shows that the back surface of the semiconductor substrate is back-ground-ground to reduce the thickness of the semiconductor substrate to approximately half, and then a resin-based protective film 28 for protection is applied to the front surface of the semiconductor substrate to chemically etch the back surface of the semiconductor substrate. Flattening.

【0013】図13は半導体基板表面の樹脂系保護膜2
8を除去し、その時に形成される裏面の酸化膜をプラズ
マエッチングにより除去する。その後ライフタイムキラ
ーとなるPt入り液体ドーパントソース(商品名:Pt
-OCD、東京応化工業(株)製)29を半導体基板裏
面にスピンオンにより塗布し、熱処理を施す。この熱酸
化によりPtが半導体基板全域へ拡散する。
FIG. 13 shows a resin-based protective film 2 on the surface of a semiconductor substrate.
8 is removed, and the oxide film on the back surface formed at that time is removed by plasma etching. A liquid dopant source containing Pt that becomes a lifetime killer (trade name: Pt
-OCD, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) 29 is applied to the back surface of the semiconductor substrate by spin-on, and heat-treated. This thermal oxidation causes Pt to diffuse throughout the semiconductor substrate.

【0014】図14はベーキングの工程を示す。半導体
基板表面に保護のためにレジスト膜30を塗布して半導
体基板裏面のPtグラス層を除去する。その後半導体基
板表面のレジスト膜30を除去して、フラッシュエッチ
ングにより酸化膜22をライトエッチして清浄な酸化膜
22面を露出させる。その後、ベーキングによりフラッ
シュエッチングによる水分を完全に飛ばし、次工程のレ
ジスト密着性を高める。
FIG. 14 shows a baking process. A resist film 30 is applied on the surface of the semiconductor substrate for protection, and the Pt glass layer on the back surface of the semiconductor substrate is removed. Thereafter, the resist film 30 on the surface of the semiconductor substrate is removed, and the oxide film 22 is lightly etched by flash etching to expose a clean oxide film 22 surface. After that, moisture is completely removed by flash etching by baking to improve the resist adhesion in the next step.

【0015】図15は電極の形成を示す。ベース領域2
4およびエミッタ領域のコンタクトを取るために半導体
基板表面の酸化膜22の一部を除去する。全面に配線金
属となるAl(1.1μm)などを真空蒸着により順次堆
積したのち、所望の配線電極形状をえるためエッチング
加工を施し、ベース電極33およびエミッタ電極32を
形成する。
FIG. 15 shows the formation of the electrodes. Base area 2
Part 4 of the oxide film 22 on the surface of the semiconductor substrate is removed to make contact between the semiconductor substrate 4 and the emitter region. After a wiring metal such as Al (1.1 μm) is sequentially deposited on the entire surface by vacuum evaporation, etching is performed to obtain a desired wiring electrode shape, thereby forming a base electrode 33 and an emitter electrode 32.

【0016】さらに半導体基板を所望の仕上げ厚みにな
るようバックグラインド研削後、コレクタのオーミック
性を得るため、半導体基板裏面にNiCr/AuSbを蒸着し、
熱処理を施してコレクタ電極34を設ける。
Further, after back grinding the semiconductor substrate to a desired finished thickness, NiCr / AuSb is deposited on the back surface of the semiconductor substrate in order to obtain ohmic properties of the collector,
Heat treatment is performed to provide a collector electrode 34.

【0017】また、図16には従来の小信号系PNP型
高速スイッチングトランジスタの製造方法を半導体素子
領域形成を中心に示す。尚、NPN型トランジスタと同
一構成要素は同一符号とする。
FIG. 16 shows a method of manufacturing a conventional small-signal PNP-type high-speed switching transistor, focusing on the formation of a semiconductor element region. The same components as those of the NPN transistor have the same reference numerals.

【0018】P+型シリコン半導体基板にP型エピタキ
シャル層を積層してコレクタ領域21とし、予定のベー
ス領域上の酸化膜22をエッチングにより除去して半導
体基板を露出させ、N型の不純物(リン)をイオン注入
した後、CVD法により全面にCVD酸化膜23を堆積
し、リンを拡散してベース領域24を形成する。
A P-type epitaxial layer is stacked on a P + -type silicon semiconductor substrate to form a collector region 21. An oxide film 22 on a predetermined base region is removed by etching to expose the semiconductor substrate, and an N-type impurity (phosphorus) is formed. 2), a CVD oxide film 23 is deposited on the entire surface by a CVD method, and phosphorus is diffused to form a base region 24.

【0019】半導体基板表面の酸化膜22をエッチング
により除去してベース領域24およびコレクタ領域21
の表面の一部を露出させ、一導電型の不純物(商品名:
PBF、東京応化工業(株)製)を付着させる。表面の
リングラス層を除去してCVD法によりCVD酸化膜2
3を形成し、PBFをベース領域24に拡散してエミッ
タ領域26を形成し、同時にコレクタ領域21に拡散し
てアニュラーリング27を形成する。
The oxide film 22 on the surface of the semiconductor substrate is removed by etching to remove the base region 24 and the collector region 21.
Part of the surface is exposed, and impurities of one conductivity type (trade name:
PBF, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). The ring oxide layer on the surface is removed, and the CVD oxide film 2 is formed by the CVD method.
3 is formed, and PBF is diffused into the base region 24 to form the emitter region 26, and simultaneously diffused into the collector region 21 to form the annular ring 27.

【0020】さらにベース領域24表面の一部を露出さ
せ、オキシ塩化リンを付着後拡散し、コンタクト抵抗を
下げるためのベースコンタクト領域30を設けて半導体
素子領域を形成する。
Further, a part of the surface of the base region 24 is exposed, phosphorus oxychloride is adhered and diffused, and a base contact region 30 for reducing contact resistance is provided to form a semiconductor element region.

【0021】半導体素子領域形成後に、半導体基板裏面
をバックグラインド研削し、NPN型トランジスタと同
様に半導体基板裏面を整え、ライフタイムキラーとなる
Pt入り液体ドーパントソース(Pt-OCD)29を
半導体基板裏面にスピンオンにより塗布し、熱処理を施
す。この熱酸化によりPtが半導体基板全域へ拡散す
る。
After the formation of the semiconductor element region, the back surface of the semiconductor substrate is back-ground-ground to prepare the back surface of the semiconductor substrate in the same manner as in the case of the NPN type transistor. And heat-treated. This thermal oxidation causes Pt to diffuse throughout the semiconductor substrate.

【0022】その後、裏面のPtグラス層を除去してエ
ミッタ領域26およびベースコンタクト領域30にコン
タクト孔を設けて表面にエミッタ電極32およびベース
電極33を形成する。半導体基板裏面は所望の仕上げ厚
みになるようバックグラインド研削後、真空蒸着により
コレクタ電極34を形成する。
Thereafter, the Pt glass layer on the back surface is removed, contact holes are provided in the emitter region 26 and the base contact region 30, and the emitter electrode 32 and the base electrode 33 are formed on the front surface. After back grinding the back surface of the semiconductor substrate to a desired finished thickness, a collector electrode 34 is formed by vacuum evaporation.

【0023】ライフタイムキラーであるPtはベース−
コレクタ間の電子の動きを制御する。トランジスタがO
NからOFFへのスイッチング直後に移動する微量の電
子をPtが捕まえることによりON/OFFのメリハリ
を付け、高速スイッチングが可能となるようにコントロ
ールしている。
The lifetime killer Pt is a base-
Controls the movement of electrons between collectors. Transistor is O
Pt captures a small amount of electrons that move immediately after switching from N to OFF, so that ON / OFF is sharpened and control is performed to enable high-speed switching.

【0024】また、半導体素子領域形成後に半導体基板
裏面から導入する理由は、PtはN型領域にゲッタリン
グされやすく、表面にはNPN型トランジスタではN+
型領域であるエミッタ領域やアニュラーリングが、PN
P型トランジスタではベースコンタクト領域が設けられ
ており、半導体基板表面から導入すると基板全域に拡散
する前にN+型領域にゲッタリングされてしまうためで
ある。
Further, the reason why Pt is introduced from the back surface of the semiconductor substrate after the formation of the semiconductor element region is that Pt is easily gettered to the N-type region, and N +
The emitter region and annular ring that are the mold regions
This is because a base contact region is provided in a P-type transistor, and when introduced from the surface of a semiconductor substrate, it is gettered in an N + -type region before diffusing into the entire substrate.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】高速スイッチングトラ
ンジスタではPt入り液体ドーパントソースを半導体基
板裏面にスピンオンにより塗布し、熱処理を施して半導
体基板中にPtを拡散させてスイッチングタイムをコン
トロールしている。
In a high-speed switching transistor, a liquid dopant source containing Pt is applied to the back surface of a semiconductor substrate by spin-on, and heat treatment is performed to diffuse Pt into the semiconductor substrate to control the switching time.

【0026】Ptはトランジスタのスイッチングの際に
ベース−コレクタ間を移動する微量の電子を捕まえるの
でON/OFFのメリハリがつき、スイッチングタイム
をコントロールすることができる。
Pt captures a small amount of electrons moving between the base and the collector during switching of the transistor, so that ON / OFF is sharpened and the switching time can be controlled.

【0027】また、半導体基板裏面から導入する理由は
PtはN型領域にゲッタリングされやすく、表面にはN
PN型トランジスタではN+型領域であるエミッタ領域
やアニュラーリングが、PNP型トランジスタではベー
スコンタクト領域が設けられているためである。
The reason for introducing Pt from the back surface of the semiconductor substrate is that Pt is easily gettered in the N-type region and Nt is
This is because an emitter region or an annular ring which is an N + type region is provided in a PN type transistor, and a base contact region is provided in a PNP type transistor.

【0028】以上のように、小信号系の高速スイッチン
グトランジスタは、一般トランジスタに比べ、Pt導入
工程を別途追加する必要があるため生産性が悪い。ま
た、シリコン半導体基板裏面からの導入のため、基板の
表面保護や基板裏面の前処理などが必要であり、より生
産性を低下させている。
As described above, the small-signal high-speed switching transistor has a lower productivity than a general transistor because a Pt introduction step needs to be separately added. In addition, since introduction from the back surface of the silicon semiconductor substrate requires protection of the front surface of the substrate and pretreatment of the back surface of the substrate, the productivity is further reduced.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題に鑑
みてなされ、半導体基板表面に半導体素子領域を拡散す
る工程と同時にライフタイムキラーを導入することを特
徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and is characterized in that a lifetime killer is introduced simultaneously with the step of diffusing a semiconductor element region on the surface of a semiconductor substrate.

【0030】リン及びPt入り液体ドーパントソースを
半導体基板表面に塗布することにより、NPN型トラン
ジスタにおいては、エミッタ領域に拡散するリン導入と
同時にPtを基板表面から導入し、PNP型トランジス
タではベースコンタクト領域に拡散するリン導入と同時
にPtを基板表面から導入する。PtはN+型領域にゲ
ッタリングされるが、その後ゲッタリング効率の悪い温
度で熱処理することによりN+型領域から放出させるこ
とができる。これにより半導体基板にPtを拡散させて
スイッチングタイムをコントロールするものである。
By applying a liquid dopant source containing phosphorus and Pt to the surface of a semiconductor substrate, in an NPN transistor, Pt is introduced from the substrate surface simultaneously with the introduction of phosphorus diffused into an emitter region, and in a PNP transistor, a base contact region is introduced. Pt is introduced from the substrate surface at the same time as phosphorus is diffused into the substrate. Pt is gettered in the N + -type region, but can be released from the N + -type region by subsequently performing a heat treatment at a temperature at which gettering efficiency is poor. Thus, the switching time is controlled by diffusing Pt into the semiconductor substrate.

【0031】これにより従来のNPN型またはPNP型
高速スイッチングトランジスタで裏面からPtを導入す
る工程が省けるので、半導体素子製造工程のうち約1/4
程度の工程を削減することが可能であり、大幅な生産性
の向上に寄与できる。
This eliminates the step of introducing Pt from the back surface of the conventional NPN or PNP type high-speed switching transistor.
The number of steps can be reduced, which can contribute to a significant improvement in productivity.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1から図
5参照して小信号系NPN型高速スイッチングトランジ
スタを例に詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5, taking a small-signal NPN-type high-speed switching transistor as an example.

【0033】NPN型高速スイッチングトランジスタ
は、一導電型の半導体基板表面に逆導電型のベース領域
を拡散する工程と、ベース領域表面のエミッタ領域拡散
と同時にライフタイムキラーを半導体基板に拡散し、エ
ミッタ領域の拡散温度以下で前記半導体基板をベーキン
グする工程と、金属電極を形成する工程とから構成され
る。
The NPN type high-speed switching transistor is a process of diffusing a base region of the opposite conductivity type on the surface of the semiconductor substrate of one conductivity type, and a lifetime killer is diffused on the semiconductor substrate simultaneously with the diffusion of the emitter region on the surface of the base region. Baking the semiconductor substrate at a temperature equal to or lower than the diffusion temperature of the region, and forming a metal electrode.

【0034】図1は、本発明の第1の工程である、一導
電型の半導体基板表面に逆導電型のベース領域を拡散す
る工程を示す。
FIG. 1 shows a first step of the present invention in which a base region of the opposite conductivity type is diffused into the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type.

【0035】N+型シリコン半導体基板にN型エピタキ
シャル層を積層してコレクタ領域1とし、該半導体基板
を、スチーム雰囲気(1000℃前後で約100分)中に晒し
て酸化膜2を形成する。
An N type epitaxial layer is stacked on an N + type silicon semiconductor substrate to form a collector region 1, and the semiconductor substrate is exposed to a steam atmosphere (about 1000 ° C. for about 100 minutes) to form an oxide film 2.

【0036】予定のベース領域上の酸化膜2をエッチン
グにより除去して半導体基板を露出させ、P型の不純物
(ボロン)をイオン注入する。このときの注入条件はド
ーズ量6〜7×1014cm-2、注入エネルギー約50KeVとす
る。
The oxide film 2 on the intended base region is removed by etching to expose the semiconductor substrate, and P-type impurities (boron) are ion-implanted. The implantation conditions at this time are a dose of 6 to 7 × 10 14 cm −2 and an implantation energy of about 50 KeV.

【0037】CVD法(4 00℃前後で約60分)により全
面にCVD酸化膜3を堆積し、ボロンを拡散(1150℃前
後で約60分)してベース領域4を形成する。
A CVD oxide film 3 is deposited on the entire surface by a CVD method (about 400 ° C. for about 60 minutes), and boron is diffused (about 1150 ° C. for about 60 minutes) to form a base region 4.

【0038】図2から図4は、本発明の特徴であり第2
の工程である、ベース領域表面のエミッタ領域拡散と同
時にライフタイムキラーを半導体基板に拡散し、エミッ
タ領域の拡散温度以下でベーキングする工程を示す。
FIGS. 2 to 4 show the features of the present invention, and FIG.
In this step, the lifetime killer is diffused into the semiconductor substrate simultaneously with the diffusion of the emitter region on the surface of the base region, and baking is performed at a temperature equal to or lower than the diffusion temperature of the emitter region.

【0039】図2はベース領域4表面に拡散する予定の
エミッタ領域と、コレクタ領域最外周に拡散する予定の
アニュラーリングのために半導体基板表面の酸化膜2を
エッチングにより除去してベース領域4およびコレクタ
領域1の表面の一部を露出させる。一導電型の不純物
(リン)とライフタイムキラーであるPtを同時に付着
させるために、半導体基板表面にリン・Pt入り液体ド
ーパントソース(商品名:P-Pt-OCD、東京応化工
業(株)製)5を塗布し、ベーキングする。
FIG. 2 shows that the oxide film 2 on the surface of the semiconductor substrate is removed by etching for the emitter region to be diffused to the surface of the base region 4 and the annular ring to be diffused to the outermost periphery of the collector region. A part of the surface of the collector region 1 is exposed. A liquid dopant source containing phosphorus and Pt (trade name: P-Pt-OCD, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to the surface of a semiconductor substrate in order to simultaneously adhere one conductivity type impurity (phosphorus) and Pt which is a lifetime killer. 5) Apply 5 and bake.

【0040】図3は表面のリングラス層を除去してCV
D法(400℃前後で約60分)によりCVD酸化膜3を形
成し、リンをベース領域4に拡散(1000℃前後で約100
分)してエミッタ領域6を形成し、同時にコレクタ領域
1に拡散してアニュラーリング7を形成する。
FIG. 3 shows a CV after removing the ring lath layer on the surface.
A CVD oxide film 3 is formed by the D method (about 400 ° C. for about 60 minutes), and phosphorus is diffused into the base region 4 (about 100 ° C. at about 1000 ° C.).
To form an emitter region 6 and simultaneously diffuse into the collector region 1 to form an annular ring 7.

【0041】このとき、同時にライフタイムキラーであ
るPtは、一部がN+型領域であるエミッタ領域6およ
びアニュラーリング7にゲッタリングされ、残りが半導
体基板全域へ拡散される。
At this time, Pt, which is a lifetime killer, is simultaneously gettered partially into the emitter region 6 and the annular ring 7, which are N + -type regions, and the rest is diffused throughout the semiconductor substrate.

【0042】図4は、ベーキングする工程を示す。半導
体基板を700℃で1時間程ベーキングする。半導体基板表
面から導入されたPtはエミッタ領域6あるいはアニュ
ラーリング7であるN+型領域にゲッタリングされやす
いが、N+型領域を形成するリンを所望の深さまで熱拡
散させた後に、ゲッタリング効率の低い温度で且つN+
型領域の拡散温度よりも低い温度、例えば700℃で1時
間の熱処理を再度施すことでPtをゲッタサイトのN+
型領域から離脱させることができる。これにより半導体
基板表面から導入したPtを効率よくスイッチングタイ
ムに寄与させることができる。
FIG. 4 shows a step of baking. The semiconductor substrate is baked at 700 ° C. for about 1 hour. Pt introduced from the surface of the semiconductor substrate is easily gettered to the N + type region which is the emitter region 6 or the annular ring 7, but after the phosphorus forming the N + type region is thermally diffused to a desired depth, the gettering occurs. At low efficiency temperature and N +
By performing heat treatment again at a temperature lower than the diffusion temperature of the mold region, for example, 700 ° C. for 1 hour, Pt is converted into N + of the getter site.
It can be detached from the mold region. This allows Pt introduced from the surface of the semiconductor substrate to efficiently contribute to the switching time.

【0043】ここで、ゲッタリング効率の良い温度は80
0〜900℃であり、これ以外の温度ならばゲッタサイトか
らPtは離脱できるが、N+型領域の拡散温度よりも低
い温度にすることで、エミッタ領域6およびアニュラー
リング7に熱による影響を及ぼすことなくPtを離脱さ
せることができる。
Here, the temperature at which gettering efficiency is high is 80.
The temperature is 0 to 900 ° C., and Pt can be separated from the getter site at any other temperature. However, by setting the temperature lower than the diffusion temperature of the N + type region, the influence of heat on the emitter region 6 and the annular ring 7 is reduced. Pt can be released without any effect.

【0044】また、Ptの放出量はベーキング温度によ
り調節ができるためスイッチングタイムのコントロール
も可能となる。
Since the amount of Pt released can be adjusted by the baking temperature, the switching time can be controlled.

【0045】図5は、本発明の第3の工程である金属電
極を形成する工程を示す。ベース領域4およびエミッタ
領域6とコンタクトを取るために半導体基板表面の酸化
膜2を除去する。全面に配線金属となるAl(1.1μ
m)などを真空蒸着により順次堆積したのち、所望の配
線電極形状をえるためエッチング加工を施し、ベース電
極13、エミッタ電極12を形成する。ウエファ投入時
厚みのままである半導体基板をバックグラインドで所望
の仕上げ厚み(例えば200μm)まで研削して、コレク
タのオーミック性を得るため半導体基板裏面にNiCr/AuS
bを真空蒸着し、熱処理を施してコレクタ電極14を設
ける。
FIG. 5 shows a step of forming a metal electrode, which is the third step of the present invention. The oxide film 2 on the surface of the semiconductor substrate is removed to make contact with the base region 4 and the emitter region 6. Al (1.1μ
m) and the like are sequentially deposited by vacuum evaporation, and then subjected to etching to obtain a desired wiring electrode shape, thereby forming a base electrode 13 and an emitter electrode 12. The semiconductor substrate, which is still thick at the time of wafer loading, is ground to the desired finished thickness (for example, 200 μm) by back grinding, and NiCr / AuS
b is vacuum-deposited and heat-treated to provide a collector electrode 14.

【0046】また、図6から図8に、小信号系PNP型
高速スイッチングトランジスタの製造方法を半導体素子
形成領域を中心に示す。尚、NPN型トランジスタと同
一構成要素は同一符号とする。
FIGS. 6 to 8 show a method of manufacturing a small-signal PNP-type high-speed switching transistor with a focus on a semiconductor element formation region. The same components as those of the NPN transistor have the same reference numerals.

【0047】PNP型高速スイッチングトランジスタ
は、ベースコンタクト領域拡散と同時にライフタイムキ
ラーを半導体基板に拡散し、エミッタ領域および前記ベ
ースコンタクト領域の拡散温度以下で半導体基板をベー
キングする。
The PNP-type high-speed switching transistor diffuses a lifetime killer into the semiconductor substrate simultaneously with the diffusion of the base contact region, and bake the semiconductor substrate at a temperature equal to or lower than the diffusion temperature of the emitter region and the base contact region.

【0048】図6は、ベース領域およびエミッタ領域拡
散の工程を示す。P+型シリコン半導体基板にP型エピ
タキシャル層を積層してコレクタ領域1とし、該半導体
基板を、スチーム雰囲気(1000℃前後で約80分)中に晒
して酸化膜2を形成する。
FIG. 6 shows steps of diffusion of the base region and the emitter region. A P-type epitaxial layer is stacked on a P + type silicon semiconductor substrate to form a collector region 1, and the semiconductor substrate is exposed to a steam atmosphere (about 1000 ° C. for about 80 minutes) to form an oxide film 2.

【0049】予定のベース領域上の酸化膜2をエッチン
グにより除去して半導体基板を露出させ、N型の不純物
(リン)をイオン注入する。このときの注入条件はドー
ズ量6〜7×1013cm-2、注入エネルギー約100KeVとする。
The oxide film 2 on the intended base region is removed by etching to expose the semiconductor substrate, and N-type impurities (phosphorus) are ion-implanted. The implantation conditions at this time are a dose of 6 to 7 × 10 13 cm −2 and an implantation energy of about 100 KeV.

【0050】CVD法(400℃前後で約60分)により全
面にCVD酸化膜3を堆積し、リンを拡散(1200℃前後
で約130分)してベース領域4を形成する。
A CVD oxide film 3 is deposited on the entire surface by a CVD method (about 400 ° C. for about 60 minutes), and phosphorus is diffused (about 1200 ° C. for about 130 minutes) to form a base region 4.

【0051】ベース領域4上の予定のエミッタ領域およ
びコレクタ領域1最外周の予定のアニュラーリングの上
の酸化膜2をエッチングにより除去して半導体基板を露
出させ、PBFを塗布してベーキングする(1100℃、約
30分)。表面のグラス層を除去後、CVD法によりCV
D酸化膜3を堆積してボロンを拡散し、ベース領域4表
面にエミッタ領域6を、コレクタ領域1最外周にアニュ
ラーリング7を設けて、半導体素子領域を形成する。
The oxide film 2 on the predetermined emitter ring on the base region 4 and the predetermined annular ring on the outermost periphery of the collector region 1 is removed by etching to expose the semiconductor substrate, and PBF is applied and baked (1100). ℃, about
Half an hour). After removing the glass layer on the surface, CV
A D oxide film 3 is deposited to diffuse boron, and an emitter region 6 is provided on the surface of the base region 4 and an annular ring 7 is provided on the outermost periphery of the collector region 1 to form a semiconductor element region.

【0052】図7は、液体ドーパントソースを塗布する
工程を示す。コンタクト抵抗を下げるためのベースコン
タクト領域を形成するために、ベース領域4表面の酸化
膜2の一部を除去して半導体基板を露出させる。その後
全面にリン・Pt入り液体ドーパントソース(P-Pt-
OCD)5を塗布してベーキング(1000℃、約60分)す
る。
FIG. 7 shows the step of applying a liquid dopant source. In order to form a base contact region for reducing the contact resistance, a part of the oxide film 2 on the surface of the base region 4 is removed to expose the semiconductor substrate. Thereafter, a liquid dopant source containing phosphorus and Pt (P-Pt-
OCD) 5 is applied and baked (1000 ° C., about 60 minutes).

【0053】図8は、ベースコンタクト領域拡散と同時
にPtを導入する工程を示す。表面のグラス層を除去し
てCVD法によりCVD酸化膜3を形成し、ベースコン
タクト領域10にリンを拡散する。このとき、同時にラ
イフタイムキラーであるPtは、一部がN+型領域であ
るベースコンタクト領域10にゲッタリングされ、残り
が半導体基板全域へ拡散される。
FIG. 8 shows a step of introducing Pt simultaneously with the diffusion of the base contact region. The glass layer on the surface is removed to form a CVD oxide film 3 by the CVD method, and phosphorus is diffused into the base contact region 10. At this time, at the same time, part of Pt, which is a lifetime killer, is gettered in the base contact region 10 which is an N + type region, and the rest is diffused throughout the semiconductor substrate.

【0054】その後、半導体基板を7 00℃で1時間ほど
ベーキングする。半導体基板表面から導入されたPtは
ベースコンタクト領域10であるN+型領域にゲッタリ
ングされやすいが、N+型領域を形成するリンを所望の
深さまで熱拡散させた後にゲッタリング効率の低い温度
で、且つN+型領域の拡散温度よりも低い温度、例えば7
00℃で1時間の熱処理を再度施すことでPtをゲッタサ
イトのN+型領域から放出させることができる。
Thereafter, the semiconductor substrate is baked at 700 ° C. for about 1 hour. Pt introduced from the surface of the semiconductor substrate is easily gettered into the N + -type region, which is the base contact region 10. However, after the phosphorus forming the N + -type region is thermally diffused to a desired depth, the temperature at which the gettering efficiency is low is low. And a temperature lower than the diffusion temperature of the N + type region, for example, 7
By performing the heat treatment again at 00 ° C. for 1 hour, Pt can be released from the N + type region of the gettersite.

【0055】また、N+型領域であるベースコンタクト
領域10の拡散温度よりも低温度でベーキングすること
により、ベースコンタクト領域10へ熱による影響を及
ぼすことなく、半導体基板表面から導入したPtを効率
よくスイッチングタイムに寄与させることができる。
By baking at a temperature lower than the diffusion temperature of the base contact region 10 which is an N + type region, the Pt introduced from the surface of the semiconductor substrate can be efficiently used without affecting the base contact region 10 due to heat. It can well contribute to the switching time.

【0056】本発明の特徴は、リン入り液体ドーパント
ソースとPt入り液体ドーパントソースを含有させた、
リン・Pt入り液体ドーパントソースを半導体基板表面
に塗布し、NPN型トランジスタではエミッタ領域拡散
およびアニュラーリング拡散と同時に、PNP型トラン
ジスタではベースコンタクト領域拡散と同時に、半導体
基板にPtを拡散し、その後のベーキング処理でN+
領域にゲッタリングされたPtを半導体基板中へ離脱さ
せることを特徴とするものである。
A feature of the present invention is that a liquid dopant source containing phosphorus and a liquid dopant source containing Pt are contained.
A liquid dopant source containing phosphorus and Pt is applied to the surface of the semiconductor substrate. Pt is diffused into the semiconductor substrate simultaneously with the diffusion of the emitter region and the annular ring in the NPN transistor, and simultaneously with the diffusion of the base contact region in the PNP transistor. It is characterized in that Pt gettered in the N + -type region by the baking treatment is released into the semiconductor substrate.

【0057】基板表面から導入されたPtはNPN型ト
ランジスタではN+型領域であるエミッタ領域あるいは
アニュラーリングに、またPNP型トランジスタではベ
ースコンタクト領域にゲッタリングされやすいが、N+
型領域を形成するリンを所望の深さまで熱拡散させた後
にゲッタリング効率の低い温度で且つN+型領域の拡散
温度よりも低い温度(例えば700℃で1時間)の熱処理
を再度施すことでPtをゲッタサイトのN+型領域から
放出させることができる。これにより半導体素子領域の
+型領域に熱による影響を及ぼすことなく、半導体基
板表面から導入したPtを効率よくスイッチングタイム
に寄与させることができる。
[0057] Pt introduced from the substrate surface in the emitter region or annular ring is a N + type region in the NPN transistor, Although likely to be gettered in the base contact region in the PNP transistor, N +
After thermally diffusing phosphorus forming the mold region to a desired depth, heat treatment is performed again at a temperature with low gettering efficiency and lower than the diffusion temperature of the N + type region (for example, at 700 ° C. for 1 hour). Pt can be released from the N + -type region of gettersite. Thus, Pt introduced from the surface of the semiconductor substrate can efficiently contribute to the switching time without affecting the N + type region of the semiconductor element region due to heat.

【0058】従って、表面からの導入で、且つ半導体素
子領域拡散と同時に実施できるため、従来必要であった
基板裏面からの導入のための半導体基板裏面の前処理が
不要になるので、半導体素子製造工程のうち、約1/4
程度の工程を削減することが可能であり、生産性を大幅
に向上させることができる。
Accordingly, since the introduction can be carried out from the front surface and at the same time as the diffusion of the semiconductor element region, the pretreatment of the back surface of the semiconductor substrate for introduction from the back surface of the substrate, which is conventionally required, becomes unnecessary. About 1/4 of the process
The number of steps can be reduced, and the productivity can be greatly improved.

【0059】また、Ptのきき具合はベーキング温度に
より調節ができるためスイッチングタイムのコントロー
ルも可能となる。
The switching time can be controlled because the degree of Pt can be adjusted by the baking temperature.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、基板表面か
ら導入されたPtはNPN型トランジスタではエミッタ
領域あるいはアニュラーリングであるN+型領域に、P
NP型トランジスタではベースコンタクト領域であるN
+型領域にゲッタリングされやすいが、N+型領域を形成
するリンを所望の深さまで熱拡散させた後にゲッタリン
グ効率の低い温度で且つN+型領域の拡散温度よりも低
い温度(例えば700℃で1時間)の熱処理を再度施すこ
とでPtをゲッタサイトのN+型領域から放出させるこ
とができる。これにより、半導体素子領域のN+型領域
へ熱による影響を及ぼすことなく、導入したPtを効率
よくスイッチングタイムに寄与させることができる。
According to the manufacturing method of the present invention, Pt introduced from the substrate surface is transferred to the emitter region or N + type region which is an annular ring in an NPN type transistor.
In an NP-type transistor, the base contact region N
Although the gettering is likely to occur in the + type region, after the phosphorus forming the N + type region is thermally diffused to a desired depth, the temperature at which the gettering efficiency is low and lower than the diffusion temperature of the N + type region (for example, 700 Pt can be released from the N + -type region of the gettersite by performing the heat treatment again (at 1 ° C. for 1 hour). Thus, the introduced Pt can efficiently contribute to the switching time without affecting the N + type region of the semiconductor element region due to heat.

【0061】従って、半導体基板表面からの導入で且つ
半導体素子領域のN+型領域形成と同時に実施できるた
め、従来必要であった半導体基板裏面からの導入のため
のウエファ裏面の前処理が不要になるので、半導体素子
製造工程のうち約1/4の工程を削減することが可能であ
り、生産性を大幅に向上させることができる。
Therefore, the introduction can be performed from the front surface of the semiconductor substrate and simultaneously with the formation of the N + -type region in the semiconductor element region. Therefore, about one-fourth of the semiconductor element manufacturing steps can be reduced, and the productivity can be greatly improved.

【0062】また、Ptのきき具合はベーキング温度に
より調節ができるためスイッチングタイムのコントロー
ルも可能となる。
The switching time can be controlled because the degree of Pt can be adjusted by the baking temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に依る半導体装置の製造方法を説明する
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に依る半導体装置の製造方法を説明する
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明に依る半導体装置の製造方法を説明する
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明に依る半導体装置の製造方法を説明する
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明に依る半導体装置の製造方法を説明する
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図6】本発明に依る半導体装置の製造方法を説明する
断面図である。
FIG. 6 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図7】本発明に依る半導体装置の製造方法を説明する
断面図である。
FIG. 7 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the present invention.

【図8】本発明に依る半導体装置の製造方法を説明する
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the present invention.

【図9】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図
である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図10】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面
図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図11】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面
図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図12】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面
図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図13】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面
図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図14】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面
図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図15】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面
図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図16】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面
図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板表面に半導体素子領域を拡散
する工程と同時にライフタイムキラーを導入することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising introducing a lifetime killer simultaneously with a step of diffusing a semiconductor element region on a surface of a semiconductor substrate.
【請求項2】 前記半導体素子領域の不純物および白金
入りの液体ドーパントソースを用いることを特徴とする
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein a liquid dopant source containing impurities and platinum in the semiconductor element region is used.
【請求項3】 NPN型トランジスタにおいては、エミ
ッタ領域拡散と同時にライフタイムキラーを半導体基板
に拡散し、前記エミッタ領域の拡散温度以下で半導体基
板をベーキングする工程とを具備することを特徴とする
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
3. The NPN transistor includes a step of diffusing a lifetime killer into the semiconductor substrate simultaneously with the diffusion of the emitter region, and baking the semiconductor substrate at a temperature equal to or lower than a diffusion temperature of the emitter region. Item 2. A method for manufacturing a semiconductor device according to item 1.
【請求項4】 PNP型トランジスタにおいては、ベー
スコンタクト領域拡散と同時にライフタイムキラーを半
導体基板に拡散し、エミッタ領域および前記ベースコン
タクト領域の拡散温度以下で半導体基板をベーキングす
る工程とを具備することを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置の製造方法。
4. A PNP transistor comprising: a step of diffusing a lifetime killer into a semiconductor substrate simultaneously with a step of diffusing a base contact region, and baking the semiconductor substrate at a temperature equal to or lower than a diffusion temperature of the emitter region and the base contact region. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
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