JP2010040611A

JP2010040611A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2010040611A
Application number: JP2008199073A
Authority: JP
Inventors: Masaya Watabe; 昌也渡部
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd; Akita Shindengen Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd; Akita Shindengen Co Ltd
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: JP5255942B2

Abstract

【課題】逆方向耐圧ＶＢＲの製造ばらつきを小さくすることが可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板１０２に不純物イオンを注入する不純物イオン注入工程Ｓ１１２と、半導体基板１０２に注入された不純物イオンを活性化するアニール工程Ｓ１１４と、アニール工程で活性化された不純物原子の埋め込み拡散を行う埋め込み拡散工程Ｓ１１６とをこの順序で含む半導体装置の製造方法において、不純物イオン注入工程Ｓ１１２においては、下地酸化膜を介することなく半導体基板１０２に直接不純物イオンを注入し、アニール工程Ｓ１１４と埋め込み拡散工程Ｓ１１６とを同一の熱処理炉で行うとともに、アニール工程Ｓ１１４終了後、熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態でアニール温度Ｔ１から埋め込み拡散温度Ｔ２に昇温することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

近年、通信機器などの電子機器は、異常電圧などに敏感なＩＣやＬＳＩが多用されている。このため、雷などの衝撃電圧（サージ電圧という。）や衝撃電流（サージ電流という。）などに対して十分な対策が必要である。このようなサージ電圧やサージ電流から電子機器を防護する半導体装置として２端子型双方向性サイリスタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図８は、２端子型双方向性サイリスタ８００の構成を説明するために示す図である。
２端子型双方向性サイリスタ８００は、図８に示すように、例えば、ｎ⁻型半導体基板８０２の一方の表面及び他方の表面それぞれにベース層８３２、エミッタ層８４２及びオーミック層８５２が形成され、さらに、ガラス層８６０及び半田層８７０が形成された構成を有し、このような２端子型双方向性サイリスタ８００は、サージ電圧やサージ電流から電子機器を防護するサージ防護素子として好適に用いることができる。

ところで、２端子型双方向性サイリスタ８００よりも高耐圧で高性能（高速応答性能、サージ印加時電圧上昇抑制性能）な２端子型双方向性サイリスタが知られている。このような２端子型双方向性サイリスタを従来の２端子型双方向性サイリスタということとする。

図９は、従来の２端子型双方向性サイリスタ９００の構成を説明するために示す図である。
従来の２端子型双方向性サイリスタ９００は、図９に示すように、ベース層９３２よりも深い位置にｎ^＋型埋め込み拡散領域９２４が形成されている。
このため、従来の２端子型双方向性サイリスタ９００は、２端子型双方向性サイリスタ８００よりも高耐圧で高性能（高速応答性能、サージ印加時電圧上昇抑制性能）な２端子型双方向性サイリスタとなる。

図１０は、従来の２端子型双方向性サイリスタ９００を製造するための製造方法（以下、従来の２端子型双方向性サイリスタの製造方法という。）を説明するために示す図である。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は各工程図である。なお、図１０においては、従来の２端子型双方向性サイリスタの製造方法のうち、ｎ^＋型埋め込み拡散領域９２４を形成する工程（以下、埋め込み拡散領域形成工程Ｓ９１０という。）のみを示すこととする。

従来の２端子型双方向性サイリスタの製造方法は、図１０に示すように、半導体基板９０２の表面に下地酸化膜９１０及び不純物イオン注入用マスクＭを形成し、当該不純物イオン注入用マスクＭの開口部から下地酸化膜９１０を介して半導体基板９０２に不純物イオンを注入する不純物イオン注入工程Ｓ９１２（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照。）と、半導体基板９０２を所定のアニール温度Ｔ１に加熱して半導体基板９０２に注入された不純物イオンを活性化するアニール工程Ｓ９１４（図１０（ｃ）参照。）と、半導体基板９０２をアニール温度Ｔ１よりも高い所定の埋め込み拡散温度Ｔ２に加熱してアニール工程Ｓ９３０で活性化された不純物原子の埋め込み拡散を行う埋め込み拡散工程Ｓ９１６（図１０（ｄ）参照。）とをこの順序で含む。

このため、従来の２端子型双方向性サイリスタの製造方法によれば、上記した埋め込み拡散領域形成工程Ｓ９１０を行うことにより、半導体基板９０２の深い位置に埋め込み拡散領域９２４を形成することができるため、上記したように高耐圧で高性能（高速応答性能、サージ印加時電圧上昇抑制性能）な２端子型双方向性サイリスタの製造方法を製造することができる。

特開平５−２７５６８７号公報

しかしながら、従来の２端子型双方向性サイリスタの製造方法においては、不純物イオン注入工程Ｓ９１２に用いる下地酸化膜９１０の膜厚のばらつきを小さくすることが困難であることに起因して、注入される不純物イオンの濃度のばらつきを小さくすることが困難であり、ひいては、逆方向耐圧ＶＢＲのばらつきを小さくすることが困難であるという問題があった。

なお、このような問題は、２端子型双方向性サイリスタを製造する方法だけに見られる問題ではなく、半導体基板の深い位置に埋め込み拡散領域を形成する埋め込み拡散工程を含む半導体装置（例えば、ファーストリカバリダイオード。）を製造する方法全般に見られる問題である。

そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、逆方向耐圧ＶＢＲのばらつきを小さくすることが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の表面に不純物イオン注入用マスクを形成し、当該不純物イオン注入用マスクの開口部から前記半導体基板に不純物イオンを注入する不純物イオン注入工程と、前記半導体基板を所定のアニール温度に加熱して前記半導体基板に注入された不純物イオンを活性化するアニール工程と、前記半導体基板を前記アニール温度よりも高い所定の埋め込み拡散温度に加熱して前記アニール工程で活性化された不純物原子の埋め込み拡散を行う埋め込み拡散工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法において、前記不純物イオン注入工程においては、下地酸化膜を介することなく前記半導体基板に直接前記不純物イオンを注入し、前記アニール工程と前記埋め込み拡散工程とを同一の熱処理炉で行うとともに、前記アニール工程終了後、前記熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態で前記アニール温度から前記埋め込み拡散温度に昇温することを特徴とする。

このため、本発明の半導体装置の製造方法によれば、不純物イオン注入工程においては、下地酸化膜を介することなく半導体基板に直接不純物イオンを注入することしているため、不純物イオン注入工程に用いる下地酸化膜の膜厚のばらつきに起因して注入される不純物イオンの濃度のばらつきを小さくすることが困難であるという問題がなくなり、逆方向耐圧ＶＢＲのばらつきを小さくすることが可能となる。

なお、本発明の半導体装置の製造方法によれば、アニール工程と埋め込み拡散工程とを同一熱処理炉で行うとともに、アニール工程終了後、熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態でアニール温度から埋め込み拡散温度に昇温することとしているため、その昇温過程で半導体基板の表面に保護酸化膜を形成することができる。その結果、半導体基板の表面に保護酸化膜が存在する状態で埋め込み拡散工程を行うことが可能となるため、埋め込み拡散工程中に、下地酸化膜が存在しないことに起因して、せっかく導入した不純物が半導体基板から外方拡散してしまったり、熱処理炉からの望ましくない不純物に半導体基板が汚染されてしまったりするということもない。

（２）本発明の半導体装置の製造方法においては、前記熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態のまま前記埋め込み拡散工程を開始することが好ましい。

このような方法とすることにより、十分な厚さの保護酸化膜が半導体基板の表面に形成された状態で、埋め込み拡散工程を行うことができる。

（３）本発明の半導体装置の製造方法においては、前記埋め込み拡散工程の途中から、前記熱処理炉中に酸素ガスの代わりに不活性ガスを導入することが好ましい。

埋め込み拡散工程中にいったん十分な厚さの保護酸化膜が半導体基板の表面に形成された場合には、爾後、熱処理炉中に酸素ガスの代わりに不活性ガスを導入することとしても、半導体基板の表面に十分な厚さの保護酸化膜が存在する状態で埋め込み拡散工程を行うことが可能となる。不活性ガスとしては、窒素ガスを例示することができる。

（４）本発明の半導体装置の製造方法においては、前記半導体装置は、２端子型双方向性サイリスタであることが好ましい。

このような方法とすることにより、半導体基板の深い位置に埋め込み拡散領域を形成することができるため、高耐圧で高性能（高速応答性能、サージ印加時電圧上昇抑制性能）な２端子型双方向性サイリスタを製造することができる。また、逆方向耐圧ＶＢＲのばらつきを小さくすることが可能な２端子型双方向性サイリスタを製造することが可能となる。

ところで、一般的には、下地酸化膜を介することなく半導体基板に直接不純物イオンを注入することとした場合には、半導体基板の表面が損傷し易くなるとともに、半導体基板の最表面における不純物濃度が低下し易くなるため、製造しようとする半導体装置の種類によっては、望ましい特性が得られないという問題が生じる場合がある。
これに対して、半導体装置が２端子型双方向性サイリスタである場合には、ベース領域、エミッタ領域及びオーミック領域ともに比較的深い位置まで不純物が導入された構造を有するため、上記のような問題は発生しにくいものとなる。

以下、本発明の半導体装置の製造方法を、図に示す実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態においては、半導体装置として、２端子型双方向性サイリスタを例にとって説明する。

［実施形態１］
実施形態１に係る２端子型双方向性サイリスタの製造方法は、埋め込み拡散領域形成工程Ｓ１１０、ベース層形成工程Ｓ１２０、エミッタ層形成工程Ｓ１３０、オーミック層形成工程Ｓ１４０をこの順序で含むものである。以下、これら各工程を順次説明する。

〔埋め込み拡散領域形成工程Ｓ１１０〕
図１は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうち埋め込み拡散領域形成工程Ｓ１１０を説明するために示す図である。図１（ａ）〜図１（ｄ）は埋め込み拡散領域形成工程Ｓ１１０における各工程を示す図である。
図２は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちアニール工程Ｓ１１４〜埋め込み拡散工程Ｓ１１６における、処理温度と導入ガスの種類を説明するために示す図である。

埋め込み拡散領域形成工程Ｓ１１０は、図１に示すように、例えばｎ型不純物（例えばリン）を１×１０^１４ｃｍ^−３含有するｎ型の半導体基板１０２を準備する半導体基板準備工程（図１（ａ）参照。）と、半導体基板１０２の一方の表面及び他方の表面それぞれに不純物イオン注入用マスクＭを形成して、当該不純物イオン注入用マスクＭの開口部から半導体基板１０２に不純物イオン（例えばリンイオン）を注入する不純物イオン注入工程Ｓ１１２（図１（ｂ）参照。）と、半導体基板１０２を所定のアニール温度Ｔ１に加熱して半導体基板１０２に注入された不純物イオンを活性化するアニール工程Ｓ１１４（図１（ｃ）参照。）と、半導体基板１０２をアニール温度Ｔ１よりも高い所定の埋め込み拡散温度Ｔ２に加熱してアニール工程Ｓ１２０で活性化された不純物原子の埋め込み拡散を行って、ｎ^＋型埋め込み拡散領域１２４を形成する埋め込み拡散工程Ｓ１１６（図１（ｄ）参照。）とをこの順序で実施する。

アニール工程Ｓ１１４は、例えば９００℃で１時間行い、埋め込み拡散工程Ｓ１１６は、例えば１２７５℃で８０時間行う。

実施形態１に係る半導体装置の製造方法は、基本的には、従来の半導体装置の製造方法と同様の工程を含むものである。但し、実施形態１に係る半導体装置の製造方法においは、図１（ｂ）に示すように、不純物イオン注入工程Ｓ１１２において、下地酸化膜を介することなく半導体基板１０２に直接不純物イオンを注入することとしている。

また、実施形態１に係る半導体装置の製造方法においては、アニール工程Ｓ１１４と埋め込み拡散工程Ｓ１１６とを同一の熱処理炉で行うとともに、図２に示すように、アニール工程Ｓ１１４終了後、熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態でアニール温度Ｔ１から埋め込み拡散温度Ｔ２に昇温することとしている。また、図２に示すように、熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態のまま埋め込み拡散工程Ｓ１１６を開始することとしている。

実施形態１に係る半導体装置の製造方法においては、上記した埋め込み拡散領域形成工程Ｓ１１０の終了後、ベース層形成工程Ｓ１２０、エミッタ層形成工程Ｓ１３０及びオーミック層形成工程Ｓ１４０を順次行う。

図３は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちのベース層形成工程Ｓ１２０を説明するために示す図である。
図４は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちのエミッタ層形成工程Ｓ１３０を説明するために示す図である。
図５は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちのオーミック層形成工程Ｓ１４０を説明するために示す図である。
図６は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置（２端子型双方向性サイリスタ）の構成を示す図である。

〔ベース層形成工程Ｓ１２０〕
ベース層を形成するための不純物イオン注入用マスクＭ２（例えば、フォトレジスト又はシリコン酸化膜。）を半導体基板１０２の一方の表面及び他方の表面にそれぞれ形成し、当該不純物イオン注入用マスクＭ２の開口部からｐ型不純物イオン（例えばボロンイオン）をそれぞれ注入する（図３（ａ）参照。）。その後、不純物イオン注入用マスクＭ２を除去してアニール工程を行い、ｐ型不純物を活性化して（図３（ｂ）参照。）、半導体基板１０２の一方の表面及び他方の表面それぞれにベース層１３２を形成する。なお、ベース層１３２の深さは例えば２５μｍであり、ｐ型不純物の不純物濃度は例えば５×１０^１８ｃｍ^−３である。

〔エミッタ層形成工程Ｓ１３０〕
エミッタ層を形成するための不純物イオン注入用マスクＭ３（例えば、フォトレジスト又はシリコン酸化膜。）を半導体基板１０２の一方の表面及び他方の表面にそれぞれ形成し、当該不純物イオン注入用マスクＭ３の開口部からｎ型不純物イオン（例えばリンイオン）をそれぞれ注入する（図４（ａ）参照。）。その後、不純物イオン注入用マスクＭ３を除去してアニール工程を行い、ｎ型不純物を活性化して（図４（ｂ）参照。）、半導体基板１０２の一方の表面及び他方の表面それぞれにエミッタ層１４２及びチャネルストッパ１４４を形成する。なお、エミッタ層１４２の深さは例えば１０μｍであり、ｎ型不純物の不純物濃度は例えば１×１０^１９ｃｍ^−３である。

〔オーミック層形成工程Ｓ１４０〕
オーミック層を形成するための不純物イオン注入用マスクＭ４（例えば、フォトレジスト又はシリコン酸化膜。）を半導体基板１０２の一方の表面及び他方の表面にそれぞれ形成し、当該不純物イオン注入用マスクＭ４の開口部からｐ型不純物イオン（例えばボロンイオン）をそれぞれ注入する（図５（ａ）参照。）。その後、不純物イオン注入用マスクＭ４を除去してアニール工程を行い、ｐ型不純物を活性化して（図５（ｂ）参照。）、半導体基板１０２の一方の表面及び他方の表面それぞれにオーミック層１５２を形成する。なお、オーミック層１５２の深さは例えば１０μｍであり、ｐ型不純物の不純物濃度は例えば１×１０^１９ｃｍ^−３である。

上記した埋め込み拡散領域拡散工程Ｓ１１０、ベース層形成工程Ｓ１２０、エミッタ層形成工程Ｓ１３０及びオーミック層形成工程Ｓ１４０を順次実施した後、ガラス層１６０及び半田層１７０を順次形成することによって実施形態１に係る半導体装置１００を製造することができる（図６参照。）。

実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、不純物イオン注入工程Ｓ１１２においては、下地酸化膜を介することなく半導体基板１０２に直接不純物イオンを注入することしているため、不純物イオン注入工程に用いる下地酸化膜の膜厚のばらつきに起因して注入される不純物イオンの濃度のばらつきを小さくすることが困難であるという従来の問題がなくなり、逆方向耐圧ＶＢＲのばらつきを小さくすることが可能となる。

また、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、アニール工程Ｓ１１４と埋め込み拡散工程Ｓ１１６とを同一熱処理炉で行うとともに、アニール工程Ｓ１１４終了後、熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態でアニール温度Ｔ１から埋め込み拡散温度Ｔ２に昇温することとしているため、その昇温過程で半導体基板１０２の表面に保護酸化膜１１０を形成することができる。その結果、半導体基板１０２の表面に保護酸化膜１１０が存在する状態で埋め込み拡散工程Ｓ１１６を行うことが可能となるため、埋め込み拡散Ｓ１１６工程中に、下地酸化膜が存在しないことに起因してせっかく導入した不純物が半導体基板から外方拡散してしまったり、熱処理炉からの望ましくない不純物に半導体基板が汚染されてしまったりするということがなくなる。

また、実施形態１に係る半導体装置の製造方法においては、熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態のまま埋め込み拡散工程Ｓ１１６を開始することとしているため、十分な厚さの保護酸化膜１１０が半導体基体１０２の表面に形成された状態で、埋め込み拡散工程Ｓ１１６を行うことができる。

また、実施形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板の深い位置に埋め込み拡散領域を形成することができるため、高耐圧で高性能（高速応答性能、サージ印加時電圧上昇抑制性能）な２端子型双方向性サイリスタを製造することができる。また、逆方向耐圧ＶＢＲのばらつきを小さくすることが可能な２端子型双方向性サイリスタを製造することが可能となる。

［実施形態２及び３］
図７は、実施形態２及び３に係る半導体装置の製造方法のうちアニール工程Ｓ１１４〜埋め込み拡散工程Ｓ１１６における、処理温度と導入ガスの種類を説明するために示す図である。

実施形態２に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を有するが、埋め込み拡散工程Ｓ１１６の内容が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と異なる。すなわち、実施形態２に係る半導体装置の製造方法においては、図７に示すように、埋め込み拡散工程Ｓ１１６を実施形態１の場合よりも長時間（例えば１４０時間）行うこととしている。

実施形態３に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を有するが、埋め込み拡散工程Ｓ１１６の内容が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と異なる。すなわち、実施形態３に係る半導体装置の製造方法においては、図７に示すように、埋め込み拡散工程Ｓ１１６の途中から、熱処理炉中に酸素ガスの代わりに不活性ガスを導入することとしている。

このように、実施形態２又は３に係る半導体装置の製造方法は、埋め込み拡散工程Ｓ１１６の内容が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と異なるが、実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様に、不純物イオン注入工程Ｓ１１２においては、下地酸化膜を介することなく半導体基板１０２に直接不純物イオンを注入することとしているため、不純物イオン注入工程Ｓ１１２に用いる下地酸化膜の膜厚のばらつきに起因して注入される不純物イオンの濃度のばらつきを小さくすることが困難であるという従来の問題がなくなり、逆方向耐圧ＶＢＲのばらつきを小さくすることが可能となる。

また、実施形態２又は３に係る半導体装置の製造方法によれば、熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態のまま埋め込み拡散工程Ｓ１１６を開始することとしているため、十分な厚さの保護酸化膜１１０が半導体基板１０２の表面に形成された状態で、埋め込み拡散工程Ｓ１１６を行うことが可能となる。

なお、実施形態３に係る半導体装置の製造方法によれば、埋め込み拡散工程Ｓ１１６の途中から、熱処理炉中に酸素ガスの代わりに不活性ガスを導入することとしているが、埋め込み拡散工程Ｓ１１６の途中までは、熱処理炉中に酸素ガスを導入しながら埋め込み拡散工程Ｓ１１６を行っているため、半導体基板１０２の表面に十分な厚さの保護酸化膜が存在する状態で埋め込み拡散工程Ｓ１１６を行うことが可能となる。

実施形態２又は３に係る半導体装置の製造方法は、埋め込み拡散工程Ｓ１１６以外の工程については実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様の工程を含むため、実施形態１に係る半導体装置の製造方法が有する効果のうち該当する効果を同様に有する。

以上、本発明の半導体装置の製造方法を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態においては、ｎ型半導体基板を用いて２端子型双方向性サイリスタを製造することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ｐ型半導体基板を用いて２端子型双方向性サイリスタを製造することとしてもよい。

（２）上記各実施形態においては、２端子型双方向性サイリスタの製造方法を例にとって本発明の半導体装置の製造方法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、半導体基板の深い位置に埋め込み拡散領域を形成することが要求される他の半導体装置（例えば、ファーストリカバリダイオード。）の製造方法に本発明を適用することもできる。

（３）上記各実施形態においては、エミッタ層形成工程の終了後、オーミック層形成工程を行うこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、オーミック層形成工程の終了後、エミッタ層形成工程を行ってもよい。

（４）上記各実施形態においては、ベース層形成工程及びオーミック層形成工程において、イオン注入法を用いて不純物を導入しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、熱拡散法を用いて不純物を導入してもよい。このとき、熱拡散法に用いる拡散源として、気体、液体又は固体の拡散源を用いることができる。気体の拡散源としては例えばＢＣｌ_３（三塩化ホウ素）を用いることができ、液体の拡散源としては例えばＰＢＦ（ポリボロンフィルム）を用いることができ、固体の拡散源としては例えばＢＮ板（窒化ホウ素からなる板）を例示することができる。

（５）上記各実施形態においては、エミッタ層形成工程において、イオン注入法を用いて不純物を導入しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、熱拡散法を用いて不純物を導入してもよい。このとき、熱拡散法に用いる拡散源として、液体の拡散源を用いることができる。液体の拡散源としては例えばＰＯＣｌ_３（オキシ塩化リン）を例示することができる。

実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちの埋め込み拡散領域形成工程Ｓ１１０を説明するために示す図である。実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちアニール工程Ｓ１１４〜埋め込み拡散工程Ｓ１１６における、処理温度と導入ガスの種類を説明するために示す図である。実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちのベース層形成工程Ｓ１２０を説明するために示す図である。実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちのエミッタ層形成工程Ｓ１３０を説明するために示す図である。実施形態１に係る半導体装置の製造方法のうちのオーミック層形成工程Ｓ１４０を説明するために示す図である。実施形態１に係る半導体装置１００の構成を説明するために示す図である。実施形態２及び３に係る半導体装置の製造方法のうちアニール工程Ｓ１１４〜埋め込み拡散工程Ｓ１１６における、処理温度と導入ガスの種類を説明するために示す図である。２端子型双方向性サイリスタ８００の構成を説明するために示す図である。従来の２端子型双方向性サイリスタ９００の構成を説明するために示す図である。従来の２端子型双方向性サイリスタの製造方法を説明するために示す図である。

符号の説明

１００…半導体装置、１０２，８０２，９０２…半導体基板、１１０…保護酸化膜、１２０，１４１，１４３，９２０…ｎ型不純物イオン注入領域、１２２，９２２…活性化されたｎ型不純物領域、１２４，９２４…埋め込み拡散領域、１３１，１５１…ｐ型不純物イオン注入領域、１３２，８３２，９３２…ベース層、１４２，８４２，９４２…エミッタ層、１４４，８４４，９４４…チャネルストッパ、１５２，８５２，９５２…オーミック層、１６０，８６０，９６０…ガラス層、１７０，８７０，９７０…半田層、８００，９００…２端子型双方向性サイリスタ、９１０…下地酸化膜、Ｍ〜Ｍ４…不純物イオン注入用マスク

Claims

半導体基板の表面に不純物イオン注入用マスクを形成し、当該不純物イオン注入用マスクの開口部から前記半導体基板に不純物イオンを注入する不純物イオン注入工程と、
前記半導体基板を所定のアニール温度に加熱して前記半導体基板に注入された不純物イオンを活性化するアニール工程と、
前記半導体基板を前記アニール温度よりも高い所定の埋め込み拡散温度に加熱して前記アニール工程で活性化された不純物原子の埋め込み拡散を行う埋め込み拡散工程とをこの順序で含む半導体装置の製造方法において、
前記不純物イオン注入工程においては、下地酸化膜を介することなく前記半導体基板に直接前記不純物イオンを注入し、
前記アニール工程と前記埋め込み拡散工程とを同一の熱処理炉で行うとともに、前記アニール工程終了後、前記熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態で前記アニール温度から前記埋め込み拡散温度に昇温することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記熱処理炉中に酸素ガスを導入した状態のまま前記埋め込み拡散工程を開始することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記埋め込み拡散工程の途中から、前記熱処理炉中に酸素ガスの代わりに不活性ガスを導入することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体装置は、２端子型双方向性サイリスタであることを特徴とする半導体装置の製造方法。