JP3557158B2 - Manufacturing method of high voltage semiconductor device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプレーナー構造の高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。
【0002】
【従来の技術】
高耐圧のプレーナー構造のバイポーラトランジスタでは、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。
【0003】
図7から図13に従来の高耐圧プレーナー構造のバイポーラトランジスタの製造方法を示す。
【0004】
図7はコレクタ領域を形成する工程を示す。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。
【0005】
図8は、ベース領域38を形成する工程を示す。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33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。
【0006】
図9は、ベース領域表面に高濃度領域を形成する工程を示す。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。
【0007】
図10はフィールド窒化膜34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、CVD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。
【0008】
図11はエミッタ領域44を形成する工程を示す。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。
【0009】
さらに酸化膜33中の重金属をゲッタリン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。
【0010】
図12および図13には電極を形成する工程を示す。
【0011】
図12ではリン処理された半導体基板に電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。
【0012】
その後全面にアルミニウムをデポジションし、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。
【0013】
図13では表面に窒化膜を形成し、パッシベーション膜50を設ける。このパッシベーション膜50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。
【0014】
また、図13に示すように、この高耐圧プ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。
【0015】
シリコン基板のN型層31とN型層32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。
【0016】
チップ終端にはN型のアニュラーリング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。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来のプレーナ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。
【0018】
【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、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。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1から図6を参照して本発明の実施の形態をNPN型のバイポーラトランジスタを例に説明する。
【0020】
バイポーラトランジスタは、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。
【0021】
図1から図3には、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を示す。
【0022】
図1はシリコン基板のN型層1にN型層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。
【0023】
図2は、全面にドーズ量3〜5×1014cm−2、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。
【0024】
図3は、まずベース拡散前に形成された約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。
【0025】
さらにベース領域8表面に高濃度領域を形成する。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。
【0026】
この酸化膜3生成時にベース領域8表面にボロンを拡散し、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。
【0027】
図4はベース領域上の厚い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デポジションする工程を示す。
【0028】
高濃度領域形成時に生成した厚い酸化膜3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。
【0029】
図5は、厚く酸化膜を形成し、酸化膜上に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。
【0030】
アウトディフュージョンを防ぐための酸化膜3を約0.7μmの厚みに形成し、厚い酸化膜3上にCVD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。
【0031】
このとき、PSG層13に含まれるリンに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。
【0032】
さらに、このPSG層13がパッシベーション膜となるので、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。
【0033】
図6は電極の形成を示す。半導体基板に電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。
【0034】
その後全面にアルミニウムをデポジションし、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。
【0035】
また、図6に示すように本発明の高耐圧プ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。
【0036】
シリコン基板のN型層1とN型層2から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13を形成する。
【0037】
チップ終端にはN型のアニュラーリング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。
【0038】
本発明の特徴は、PSG層13を形成し、その後エミッタ拡散することにある。
【0039】
この製造方法により第1に、PSG層13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。
【0040】
第2に、エミッタ拡散時にPSG層13中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。
【0041】
第3にPSG層13が外部からの汚染を防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。
【0042】
【発明の効果】
本発明の製造方法に依れば、マスク工程および熱処理工程が大幅に省略できる。
【0043】
第1にPSG13層により、空乏層の拡が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。
【0044】
第2に、エミッタ領域14に不純物をデポジション後、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。
【0045】
第3に、PSG層13が外部からの汚染も保護するので、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。
【0046】
具体的には高耐圧プレーナー構造でありながら、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図2】本発明のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図3】本発明のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図4】本発明のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図5】本発明のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図6】本発明のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図7】従来のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図8】従来のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図9】従来のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図10】従来のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図11】従来のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図12】従来のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
【図13】従来のプレーナー構造の半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a high-breakdown-voltage semiconductor device having a planar structure, and more particularly to a method for manufacturing a high-breakdown-voltage semiconductor device having a planar structure which is simplified with a small number of mask steps.
[0002]
[Prior art]
A bipolar transistor having a high withstand voltage planar structure has a structure in which a plurality of guard rings are provided around the transistor to expand a depletion layer and provide a withstand voltage. In addition, the manufacturing method uses a mask process and a heat treatment process frequently, such as formation of a field nitride film and phosphorus treatment.
[0003]
7 to 13 show a method of manufacturing a conventional bipolar transistor having a high breakdown voltage planar structure.
[0004]
FIG. 7 shows a step of forming a collector region. N + diffusion is performed on both surfaces of the N type silicon substrate 32, and after forming the N + type layer 31, one is removed. After polishing, an N + / N layer is formed to form a collector region. An oxide film 33 is provided, a mask is formed with the resist film PR except for the planned base region and the planned guard ring portion, and the oxide film 33 in the planned base region and the planned guard ring portion is removed by etching.
[0005]
FIG. 8 shows a step of forming the base region 38. After boron ions are implanted into the entire surface, an oxide film 33 is formed to remove dirt on the surface and prevent out-diffusion. The base region 38 and the guard ring 40 having a depth of about 30 μm are formed by diffusing boron ions by annealing.
[0006]
FIG. 9 shows a step of forming a high concentration region on the surface of the base region. Since the base region 38 has a low impurity concentration, the contact resistance with Al-Si increases when an electrode is formed. To prevent this, a high concentration region is provided on the surface of the base region 38. The oxide film 33 on the base region 38 is removed by etching using a photoresist mask except for the base region 38 to expose the surface of the base region 38. After depositing boron on the surface of the base region 38 and removing the glass layer on the surface, a thick oxide film 33 is deposited on the entire surface, and boron is diffused on the surface of the base region 38 to form a high concentration region.
[0007]
FIG. 10 shows a step of forming the field nitride film 34. A nitride film is deposited on the entire surface by LP-CVD. The nitride film on the base region 38 is removed by plasma etching, contamination from the outside is prevented, and the surface is stabilized to form the field nitride film 34. Further, a non-doped oxide film 33 is formed by the CVD method, and the structurally unstable CVD film is reinforced by baking to prevent bleeding in the next step of photoetching.
[0008]
FIG. 11 shows a step of forming the emitter region 44. The oxide film 33 in the predetermined emitter region and the predetermined annular ring portion is removed using a photoresist mask, and phosphorus is deposited. Thereafter, the glass layer on the surface is removed by wet etching, and an oxide film 33 for preventing out-diffusion is formed. Thereafter, phosphorus is diffused by annealing to form an emitter region 44 and an annular ring 45. The hFE that determines the amplification of the transistor is controlled by the emitter diffusion time.
[0009]
Further, a phosphorus treatment is performed to getter heavy metals in the oxide film 33. Phosphorus is deposited on the entire surface, baked after hot water washing, and gettering of heavy metals in oxide film 33 is performed.
[0010]
12 and 13 show steps of forming an electrode.
[0011]
In FIG. 12, in order to form electrodes on the semiconductor substrate which has been subjected to the phosphorus treatment, contact holes in respective regions are formed in the oxide film 33 by using a photoresist. At this time, if particles are present on the wafer, pinholes may be formed in portions other than the contact holes. Therefore, in order to reduce the influence, a photoresist step is performed twice to form a pattern of the contact holes.
[0012]
Thereafter, aluminum is deposited on the entire surface, and aluminum serving as the base electrode 47, the emitter electrode 46, and the shield electrode 48 is left by photoetching. Alloy to obtain ohmic contact with silicon. Further, by performing a heat treatment at a temperature lower than that of the alloy for a long time, the characteristics are stabilized, and the base electrode 47, the emitter electrode 46, and the shield electrode 48 are formed.
[0013]
In FIG. 13, a nitride film is formed on the surface, and a passivation film 50 is provided. The passivation film 50 prevents external contamination and protects the aluminum base electrode 47, the emitter electrode 46, and the shield electrode 48. Further, in order to remove the nitride film which has wrapped around the back surface when the passivation film 50 is formed, a back surface treatment is performed to form a collector electrode 51 on the back surface.
[0014]
Further, as shown in FIG. 13, the structure of the bipolar transistor having the high breakdown voltage planar structure is as follows.
[0015]
A collector region including an N + type layer 31 and an N type layer 32 of a silicon substrate is formed, and a P type base region 38 is provided on the surface of the N type layer 32. An N + type emitter region 44 is formed on the surface of the base region 38. A plurality of P-type guard rings 40 are provided around the base region 38. An oxide film 33 is formed on the guard ring, and a field nitride film 34 is further formed thereon to protect the region where the depletion layer extends.
[0016]
At the chip end, an N + type annular ring 45 and a shield electrode 48 are provided to suppress the spread of the depletion layer. A base electrode 47 and an emitter electrode 46 are formed on the front surface, a passivation film 50 for protecting external contamination is formed, and a collector electrode 51 is formed on the back surface.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional bipolar transistor having a planar structure, a mask step or a heat treatment step is performed by forming a field nitride film, performing a phosphorus treatment for gettering for removing heavy metal in an oxide film, forming a contact hole, or forming a passivation film. Was heavily used. For this reason, the number of steps is increased, and there is a limit in reducing the manufacturing cost.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of such problems, a step of forming a diffusion hole on a predetermined reverse conductivity type base region and a reverse conductivity type guard ring region on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and performing base diffusion, Forming a thick oxide film on the substrate, forming an emitter diffusion hole in the oxide film on the base region, and depositing impurities in the emitter region; forming a thick oxide film on the substrate; A step of performing emitter diffusion after thickly depositing a phosphorus glass layer. The high breakdown voltage semiconductor device realizes low cost operation by rationalizing the flow and reducing the number of mask steps and heat treatment steps. Can be provided.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 by taking an NPN-type bipolar transistor as an example.
[0020]
The bipolar transistor has a step of forming diffusion holes on a predetermined reverse conductivity type base region 8 and a reverse conductivity type guard ring 10 region on a surface of a semiconductor substrate of one conductivity type to perform base diffusion, and a thick oxide film formed on the substrate. Forming an emitter diffusion hole 11 in the oxide film 3 on the base region 8 and depositing (depositing) impurities in the emitter region 14; and forming a thick oxide film 3 on the substrate. After thickly depositing a phosphor glass (PSG) layer 13 thereon, performing emitter diffusion.
[0021]
FIGS. 1 to 3 show a process of forming a diffusion hole on a predetermined reverse conductivity type base region and a reverse conductivity type guard ring region on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type to perform base diffusion.
[0022]
In FIG. 1, a collector region is formed by epitaxially growing an N type layer 2 on an N + type layer 1 of a silicon substrate. Alternatively, the collector region may be formed by performing N + diffusion on both surfaces of the N type silicon substrate 2, removing one of the N + type layers 1 after forming the N + type layers 1, and polish the N + / N layers. An oxide film 3 is formed on the surface, and a mask made of a photoresist is applied to a predetermined base region and a predetermined guard ring to remove the oxide film 3 by etching.
[0023]
In FIG. 2, boron is ion-implanted into the entire surface at a dose of 3 to 5 × 10 14 cm −2 and an implantation energy of 100 Kev. Thereafter, in order to remove dirt on the surface and prevent out-diffusion, oxide film 3 is formed by thermal oxidation to a thickness of about 1 μm, and boron is diffused by annealing to diffuse base layer 8 having a depth of about 30 μm and guard ring 10. To form
[0024]
FIG. 3 shows that the oxide film 3 of about 1 μm formed before the base diffusion is first etched over the entire surface, and only the oxide film 3 on the base region 8 and the guard ring 10 is removed to expose the base region 8 and the guard ring 10 region. I do. As a result of this etching, the oxide film 3 on the remaining collector region is free of the boron impurity layer on the surface due to the formation of the base region 8 to form a clean oxide film 3.
[0025]
Further, a high concentration region is formed on the surface of the base region 8. Since the base region 8 has a low impurity concentration, the contact resistance with Al-Si increases when an electrode is formed. To prevent this, a high concentration region is provided on the surface of the base region 8. After depositing high concentration boron in the base region 8 and removing the glass layer on the surface, a thick oxide film 3 is formed on the entire surface.
[0026]
When the oxide film 3 is formed, boron is diffused on the surface of the base region 8 to provide a high concentration region. The surface of the guard ring region 10 also becomes a high-concentration region similarly, but has no effect.
[0027]
FIG. 4 shows a process of forming an emitter diffusion hole in a thick oxide film on a base region and depositing an impurity in the emitter region.
[0028]
An emitter diffusion hole 11 is formed in the thick oxide film 3 formed at the time of forming the high concentration region to form a predetermined emitter region, and an annular ring hole 12 is formed to form a predetermined annular ring. Unnecessary portions are removed by etching using a photoresist mask to provide an emitter diffusion hole 11 and an annular ring hole 12, and phosphorus is deposited on the entire surface. Thereafter, the glass layer on the surface is removed by wet etching.
[0029]
FIG. 5 shows a process of forming an oxide film thickly, depositing a PSG layer on the oxide film thickly, and then performing emitter diffusion.
[0030]
An oxide film 3 for preventing out-diffusion is formed to a thickness of about 0.7 μm, and PSG layer 13 is formed on the thick oxide film 3 by depositing PSG to a thickness of about 1.2 μm by CVD. By the heat treatment, N + -type ions attached to the emitter diffusion hole 11 and the annular ring hole 12 are diffused into the base region 8 and the substrate surface to form the emitter region 14 and the annular ring 15. The hFE that determines the amplification of the transistor is controlled by the emitter diffusion time.
[0031]
At this time, the heavy metals in the oxide film can be gettered by the phosphorus contained in the PSG layer 13. Since the heavy metal gettering can be performed at the same time as the emitter diffusion, the conventional phosphorus treatment step can be omitted.
[0032]
Further, since the PSG layer 13 serves as a passivation film, the conventional steps of forming a field nitride film and forming a passivation protection film are not required.
[0033]
FIG. 6 shows the formation of the electrodes. In order to form electrodes on the semiconductor substrate, contact holes in respective regions are formed in the oxide film 3 by photoetching. At this time, by using a thick resist, the photoresist step which has been conventionally performed twice can be completed only once.
[0034]
Thereafter, aluminum is deposited on the entire surface, and aluminum serving as the base electrode 17, the emitter electrode 16, and the shield electrode 18 is left by photoetching. Further, each electrode is formed by alloying to obtain ohmic contact with silicon. Further, a collector electrode 21 is formed on the back surface.
[0035]
As shown in FIG. 6, the structure of the bipolar transistor having a high breakdown voltage planar structure of the present invention is as follows.
[0036]
A collector region composed of an N + type layer 1 and an N type layer 2 of a silicon substrate is formed, and a P type base region 8 is provided on the surface of the N type layer 2. An N + type emitter region 14 is formed on the surface of the base region 8. A plurality of P-type guard rings 10 are provided around the base region 8. An oxide film 3 is formed on the guard ring 10, and a PSG layer 13 is further formed thereon.
[0037]
At the chip end, an N + type annular ring 15 and a shield electrode 18 are provided to suppress the spread of the depletion layer. A base electrode 17 and an emitter electrode 16 are formed on the front surface, and a collector electrode 21 is formed on the back surface.
[0038]
The feature of the present invention resides in that the PSG layer 13 is formed and then the emitter is diffused.
[0039]
First, since the PSG layer 13 can protect the region where the depletion layer extends by this manufacturing method, the conventional step of forming a field nitride film can be omitted.
[0040]
Second, since the oxide film 3 can be gettered by the phosphorus in the PSG layer 13 during the emitter diffusion, the phosphorus treatment step can be used also for the emitter diffusion and can be omitted.
[0041]
Third, since the PSG layer 13 can be used as a substitute for passivation to prevent contamination from the outside, steps of forming a passivation protective film such as the conventional generation of a nitride film and the accompanying back surface treatment can be omitted.
[0042]
【The invention's effect】
According to the manufacturing method of the present invention, the mask step and the heat treatment step can be largely omitted.
[0043]
First, the PSG 13 layer can protect the region where the depletion layer extends, so that the conventional step of forming the field nitride film 34 can be omitted.
[0044]
Second, by depositing impurities in the emitter region 14, forming the PSG layer 13 and then performing emitter diffusion, the heavy metal in the oxide film 3 can be gettered by the phosphorus in the PSG layer 13 simultaneously with the emitter diffusion. Therefore, the phosphorus treatment can be used for the emitter diffusion, and the phosphorus treatment step is not required.
[0045]
Third, since the PSG layer 13 also protects external contamination, the conventional process of forming the conventional passivation film 50, such as the formation of the nitride film and the accompanying back surface treatment, can be omitted.
[0046]
More specifically, since the flow can be streamlined, for example, the number of masking steps is four in spite of the high breakdown voltage planar structure, the manufacturing cost can be greatly reduced, and a bipolar transistor having a high breakdown voltage planar structure by low cost operation can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device having a planar structure according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device having a planar structure according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device having a planar structure according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device having a planar structure according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device having a planar structure according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device having a planar structure according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device having a planar structure.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device having a planar structure.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device having a planar structure.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device having a planar structure.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device having a planar structure.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device having a planar structure.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device having a planar structure.

Claims (3)

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の第1の酸化膜に拡散孔を形成し、露出した前記基板表面に逆導電型の不純物を導入する工程と、A diffusion hole is formed in a first oxide film on a predetermined reverse conductivity type base region and a reverse conductivity type guard ring region on a surface of the one conductivity type semiconductor substrate, and a reverse conductivity type impurity is exposed on the exposed substrate surface. The process of introducing
全面に厚い第2の酸化膜を形成して前記逆導電型の不純物を拡散し、深いベース領域を形成する工程と、  Forming a thick second oxide film on the entire surface and diffusing the impurity of the opposite conductivity type to form a deep base region;
前記ベース領域および前記ガードリング領域上の前記酸化膜に拡散孔を形成し、表面に高濃度の逆導電型不純物を導入し、厚い第3の酸化膜を形成して逆導電型不純物領域を形成する工程と、  A diffusion hole is formed in the oxide film on the base region and the guard ring region, a high concentration of a reverse conductivity type impurity is introduced into the surface, and a thick third oxide film is formed to form a reverse conductivity type impurity region. The process of
前記ベース領域表面の前記厚い第3の酸化膜にエミッタ拡散孔を形成し、一導電型不純物をデポジションする工程と、  Forming an emitter diffusion hole in the thick third oxide film on the surface of the base region and depositing one conductivity type impurity;
表面のグラス層を除去した後、厚い第4の酸化膜を形成し該酸化膜上に厚いPSG層を形成する工程と、  Forming a thick fourth oxide film after removing the glass layer on the surface, and forming a thick PSG layer on the oxide film;
熱処理により前記PSG層のアニールと前記一導電型不純物のエミッタ拡散を同時に行いエミッタ領域を形成する工程と、  Annealing the PSG layer and performing emitter diffusion of the one conductivity type impurity simultaneously by heat treatment to form an emitter region;
前記PSG層を保護膜とし、前記ベース領域及びエミッタ領域上の前記PSG層及び前記酸化膜にコンタクト孔を形成し、該PSG層上に、金属層をデポジションする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。  Forming a contact hole in the PSG layer and the oxide film on the base region and the emitter region using the PSG layer as a protective film, and depositing a metal layer on the PSG layer. Manufacturing method of a high breakdown voltage semiconductor device.
前記ベース領域形成後、前記厚い第2の酸化膜を全面エッチングし、前記ガードリング領域および前記ベース領域表面のみ露出させ、該厚い第2の酸化膜をマスクとして逆導電型不純物を導入することを特徴とする請求項1に記載に記載の高耐圧半導体装置の製造方法。After forming the base region, etching the entire surface of the thick second oxide film to expose only the guard ring region and the surface of the base region, and introducing a reverse conductivity type impurity using the thick second oxide film as a mask. The method for manufacturing a high withstand voltage semiconductor device according to claim 1, wherein: 前記エミッタ拡散時に前記PSG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。2. The method according to claim 1, wherein gettering of impurities by the PSG layer is performed simultaneously during the diffusion of the emitter.
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