JPH0216725A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 特性制御アニール工程を含む半導体装置の製造方法に関
し、 半導体素子の特性を適正化することを目的とし、シリコ
ン基板にホウ素（Ｂ）及び砒素（Ａ３）をイオン注入し
、該各々の不純物領域の境界に接合を有する半導体素子
を作製した後、タングステンハロゲンランプ・アニール
を行い、該半導体素子の電気的特性を改善するように構
成する。

（産業上の利用分野） 本発明は、相反する導電型の不純物領域を有する半導体
素子を形成した後に行われる特性制御アニール工程を含
む半導体装置の製造方法に関する。

半導体素子、例えばバイポーラプロセスに於けるＶ−Ｎ
ＰＮ　）ランジスタにおいては、素子形成後に特性制御
アニールが行われる。

〔従来の技術〕

従来、バイポーラプロセスに於けるトランジスタ特性制
御アニール（いわゆるエミッタ・アニール）は、トラン
ジスタのｈｒＥ（増幅率）を所定の値まで上昇させるの
を目的で行っているが、このアニール条件、つまり温度
及び時間の制御は再現性に乏しく、それぞれの製品にお
いてテストウェハーを用いて条件出しを行っている。そ
の際、アニール条件によってはｈＦＫが上昇しすぎ、ひ
いてはコレクターエミッタ間耐圧（ＢＶｃｘｏ）が劣化
することがしばしばある。−度耐圧が劣化したウェハー
は通常の炉アニールによっては回復させることは不可能
で、その時点においてそのウェハーは不良となり、結果
的にトータルの歩留りを低下させる原因となっていた。

この従来のトランジスタ特性制御アニール（いわゆるエ
ミッタ・アニール）の過大により、トランジスタのｈｙ
ｔ及びコレクターエミッタ間耐圧（ＢＶｃｔ。）が劣化
する理由をセルファライン・バイポーラトランジスタの
断面模式図である第４図（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明す
る。

図中、１はシリコン基板、２はフィールド絶縁膜、３は
Ｂｏによって形成したベース拡散領域、４はＡｓ”によ
って形成したエミッタ拡散領域、５ａは真性ベース幅、
６はベース引き出し多結晶シリコン、７はサイドウオー
ル絶縁膜、８はＣ■Ｄ絶縁膜、９は多結晶シリコンであ
る。

同図（Ａ）が正常な特性を示すトランジスタ、同図（Ｂ
）が過大なエミッタ・アニールにより、ｈ、高過ぎ、ま
たＢｖｃｔｏ　も劣化したトランジスタを示す、いずれ
もエミッタ・アニール直後の状態である。この図よりわ
かるように、正常なトランジスタに比べてり、高過ぎ、
ＢＶｃｚ。劣化したトランジスタは、４のエミッタ拡散
領域が３のベース拡散領域の境界近くまで拡大するため
、真性ベース領域の幅５ａが縮まりｈｙｔが増大し、Ｂ
Ｖｃｔ・が劣化する。これは通常炉アニールを用い、る
エミッタ・アニールにおいてＢ３に比べてＡｓ９の拡散
係数の方が僅かに速い為に生じることがわかっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の説明のように、従来の特性制御アニール工程では
、過大なエミッタ・アニールにより、ｈＦｔ高過ぎ、ま
たＢＶｃｔ。も劣化した半導体素子が形成された場合、
当該素子は不良として檜て去る他なく、歩留り低下、コ
ストアップの原因となっていた０本発明はこの問題を解
決し、ｈｖｘ高過ぎ、またＢＶｃｗｏ　も劣化した半導
体素子の特性を適正化することができる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はシリコン基板にホウ素（Ｂ）及び砒素（Ａｓ）
をイオン注入し、該各々の不純物領域の境界に接合を有
する半導体素子を作製した後、タングステンハロゲンラ
ンプ・アニール条件い、該半導体素子の電気的特性を改
善することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供す
るものである。

前記タングステンハロゲンランプ・７二−ルエ程の条件
は、半導体素子の特性制御に適合して、不活性ガス雰囲
気中で、６００℃〜８００℃、１〜１２０秒が適用され
る。

〔作用〕

本発明によりトランジスタのｈＦＫを適正化し、ＢＶｃ
ｒｏを回復させることができる理由を、第１図（Ａ）、
（Ｂ）の原理説明図で解説する０図中、先に説明した第
４図（Ａ）、（Ｂ）と同一部分には同一番号を付してい
る。

第１図（Ｂ）のように特性劣化したトランジスタに本発
明のタングステンハロゲンランプ・アニールを行うこと
により、同図（Ａ）のように真性ベース領域の幅（５ｂ
）が広がる。これは３のＢｏによって形成したベース拡
散領域がタングステンハロゲンランプ・アニールにより
広がるのに対して４のＡｓ”によって形成したエミッタ
拡散領域は当アニールによってほとんど広がらないこと
による。この理由はタングステンハロゲンランプ・アニ
ールの原理特性上によるものである。タングステンハロ
ゲンランプの波長は０．８〜３．３　μｍに分布してい
る。第２図に、２２００　Ｋに熱せられたタングステン
からの放射スペクトルの各波長による放射強度を示して
いる。３のＢｏにより形成したベース拡散領域はこのよ
うなスペクトルをもつタングステンハロゲンランプ・ア
ニールにより十分昇温するのに対して、４のＡｓ”　に
より形成したエミッタ拡散領域は当アニールによって昇
温しに＜＜、前記ベース領域との温度差が生じ、前記現
象がおこるものと思われる。これはタングステンハロゲ
ンランプからの熱の吸収の程度がＡｓ”により形成した
エミッタ拡散領域とＢｏによって形成したベース拡散領
域とで異なるためと考えられる。

以上のことにより、第１図（Ｂ）の真性ベース領域の幅
５ａはアニール後、第１図（Ａ）の５ｂにまで広がり結
果として高くなりすぎたｈ□は下げられ適正化され、ま
たＢｖＣ！。も上昇するのである。

〔実施例〕

第３図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例を示したバイ
ポーラトランジスタの工程断面図である。

第１図（Ａ）、（Ｂ）と対応する部分に同一符号を付し
ている。

第３図（Ａ）はいわゆるエミッタ・アニール前の状態、
同図（Ｂ）は９８０　℃、３０分のエミッタ・アニール
後の状態、当バイポーラトランジスタにとって９８０℃
、３０分のアニールは過大であり、そのためトランジス
タ特性はり、が２００と高くなったのにかかわらず、Ｂ
ＶＣＥＯ５Ｖ以下、１３Ｖｔｓ。

４■以下、ＢＶｃ、。２０Ｖを示してしまった。ここに
おいて、ＢＶｃ、。（コレクターエミッタ間耐圧）は重
要で、４■以下では製品として使うことは不可能である
。

次に同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のトランジスタに対してド
ライＮ！雰囲気において７００’Ｃ２６０秒のタングス
テンハロゲンランプ・アニール工程った後の状態である
。当アニールにより、トランジスタの特性はｈＦ！１０
０ニまで減少し、Ｂ　Ｖｃｔｏ　ＩＯＶ　。

Ｂ　Ｖｔ鳳ｏ　５　ＶＳＢ　Ｖｃｔｏ　２０Ｖの特性に
回復することができた。

以上の実施例において、エミッタの不純物としてＡｓ”
、ベースの不純物としてＢ″″を用いたが、本発明は、
タングステンハロゲンランプ・アニルにより、同様に加
熱され方が異なる他の相反する導電型の不純物領域を有
する半導体素子に適用できるものであり、例えば、エミ
ッタにＰｏを導入し、ベースにＢ９を導入した素子にも
有効である。

本発明は、特に、出来上がりのベース幅が１０００Å以
下の浅い接合を持つ縦型高速半導体素子の製造に有益で
ある。

（発明の効果〕 以上、説明したように゛、本発明に係わる半導体装置の
製造方法においては、ウェハープロセス途中のトランジ
スタ特性制御アニール工程（いわゆるエミッタ・アニー
ル工程）において、−度、不良となったトランジスタが
再び正常動作するため、歩留り向上及びコストダウンに
寄与すること大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の原理説明図、第２図は
タングステンハロゲンランプの特性を示す線図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の実施例の工程断面図、 第４図（Ａ）　　　（Ｂ）は従来例の工程断面図である
。 １はシリコン基板 ２はフィールド絶縁膜 ３はベース拡散領域 ４はエミッタ拡散領域 ５ａ、５ｂは真性ベース領域の幅 ６はベース引き出し多結晶シリコン ７はサイドウオール絶縁膜 ８はＣＶＤ絶縁膜 ９は多結晶シリコン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリコン基板にホウ素（Ｂ）及び砒素（Ａｓ）をイ
   オン注入し、該各々の不純物領域の境界に接合を有する
   半導体素子を作製した後、タングステンハロゲンランプ
   ・アニールを行い、該半導体素子の電気的特性を改善す
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、 前記タングステンハロゲンランプ・アニールは不活性ガ
   ス雰囲気中で、６００〜８００℃において、１〜１２０
   秒間なすことを特徴とする半導体装置の製造方法。