JPH0266974A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66363—Thyristors
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
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- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
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- H01L29/083—Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
- H01L29/0834—Anode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices, e.g. supplementary regions surrounding anode regions
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アノードシッート構造とpin構造を合わせ
持つGTOサイリスタなどの半導体装置の製造方法に関
する。
持つGTOサイリスタなどの半導体装置の製造方法に関
する。
第2rI!Jは、アノードシッート構造とpin構造を
合わせ持つGTOサイリスタのセグメント1本のみを含
む部分の断面構造を示す、このサイリスタは、nベース
層となる低不純物濃度のシリコン基板lの一側にpベー
ス層2、他側にn0バッファ層3を設けてなるpin構
造と、ゲート電極6の接触するpベース層2の上側に形
成されるnエミツタ層4のカソード電極7の接触するカ
ソードセグメント中央部の直下でpエミッタ層5をn゛
バンファ層3沢貫通し、共にアノード電8i8に接触す
るアノードシッート構造とを有する。アノードシッート
構造は、アノード側のpエミンタJI5からの正孔の注
入効率をおさえることにより、GToサイリスタのター
ンオフ時のティルミ流の減衰が早くなり、ターンオフ損
失が小さくなること、ターンオフ時間が早(なること、
およびターンオフ時にCTOサイリスタのカソードセグ
メント中央部への電流集中もおさえることの効果をもつ
。
合わせ持つGTOサイリスタのセグメント1本のみを含
む部分の断面構造を示す、このサイリスタは、nベース
層となる低不純物濃度のシリコン基板lの一側にpベー
ス層2、他側にn0バッファ層3を設けてなるpin構
造と、ゲート電極6の接触するpベース層2の上側に形
成されるnエミツタ層4のカソード電極7の接触するカ
ソードセグメント中央部の直下でpエミッタ層5をn゛
バンファ層3沢貫通し、共にアノード電8i8に接触す
るアノードシッート構造とを有する。アノードシッート
構造は、アノード側のpエミンタJI5からの正孔の注
入効率をおさえることにより、GToサイリスタのター
ンオフ時のティルミ流の減衰が早くなり、ターンオフ損
失が小さくなること、ターンオフ時間が早(なること、
およびターンオフ時にCTOサイリスタのカソードセグ
メント中央部への電流集中もおさえることの効果をもつ
。
pin構造は、n゛バフフ1石3より、素子に順電圧を
印加した時の空乏層の拡がりを抑えるため、GTOサイ
リスクの基板厚さを薄くでき、オン電圧の低減、スイッ
チングロスの低減を可能とする効果をもつ。
印加した時の空乏層の拡がりを抑えるため、GTOサイ
リスクの基板厚さを薄くでき、オン電圧の低減、スイッ
チングロスの低減を可能とする効果をもつ。
ところが、アノードショート構造とpin構造を合わせ
持つGTOサイリスクは製造方法の面で困難がある。
持つGTOサイリスクは製造方法の面で困難がある。
第3図に、アノードシッート構造をもつGTOサイリス
タの従来の製造工程を示す、この製造工程においては、
まず、低不純物濃度のn形シリコン仮1 (図a)の表
面全体に酸化膜11を形成t7、選択的にエツチングす
る (図b)0次いで、残存した酸化膜11をマスクに
してりん等のn型不純物をシリコン板1内に導入し、ア
ノード側の所定右頁域に高不純物濃度n影領域】2を形
成する (図cL次に、シリコン基板1の両主面から、
例えばガリウムのようなp型不純物を全面拡散し、カソ
ード側にpベース層2を形成するとともに、アノード側
にpエミッタ層5を形成する (図d)、さらに、カソ
ード側にn形の高不純物濃度領域4を形成しく図e)、
つづいて酸化膜を全面に被着したのち選択的に除去した
上で残存した酸化膜13でマスクを形成する(図f)、
このあと例えば、化学的にエツチングして第2図に示し
たようなセグメント形状を得る。
タの従来の製造工程を示す、この製造工程においては、
まず、低不純物濃度のn形シリコン仮1 (図a)の表
面全体に酸化膜11を形成t7、選択的にエツチングす
る (図b)0次いで、残存した酸化膜11をマスクに
してりん等のn型不純物をシリコン板1内に導入し、ア
ノード側の所定右頁域に高不純物濃度n影領域】2を形
成する (図cL次に、シリコン基板1の両主面から、
例えばガリウムのようなp型不純物を全面拡散し、カソ
ード側にpベース層2を形成するとともに、アノード側
にpエミッタ層5を形成する (図d)、さらに、カソ
ード側にn形の高不純物濃度領域4を形成しく図e)、
つづいて酸化膜を全面に被着したのち選択的に除去した
上で残存した酸化膜13でマスクを形成する(図f)、
このあと例えば、化学的にエツチングして第2図に示し
たようなセグメント形状を得る。
ところが、このような従来のGTOサイリスタの製造工
程は、アノードシッート構造のみをもつGTOサイリス
タにとっては有効であるが、pin fl造を合わせ持
つGTOサイリスタは、この工程では製造不可能である
ことが明らかである。すなわち、本発明の課題は、従来
と異なる工程によりアノードシッート (またはカソー
ドシッート)構造とpin構造を合わせ持つGTOサイ
リスクなどの半導体装置の製造を可能にする方法を提供
することにある。
程は、アノードシッート構造のみをもつGTOサイリス
タにとっては有効であるが、pin fl造を合わせ持
つGTOサイリスタは、この工程では製造不可能である
ことが明らかである。すなわち、本発明の課題は、従来
と異なる工程によりアノードシッート (またはカソー
ドシッート)構造とpin構造を合わせ持つGTOサイ
リスクなどの半導体装置の製造を可能にする方法を提供
することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は、第一導電形の
低不純物濃度の層の両側にそれぞれ第一導電形および第
二導電形の高不純物濃度の層が隣接し、第一導電形の高
不純物濃度の層は低不純物濃度の層と反対側に隣接して
設けられる第二導電形の高不純物濃度の層を部分的に貫
通し、その層と共に主電極に接触する半導体装置を製造
する方法であって、第一導電形の低不純物濃度の半導体
基板の両主面から第二導電形の不純物導入層を形成した
のち、一主面側の不純物導入層を除去する工程と、その
主面のみから第一導電形の高濃度不純物導入層を形成す
る工程と、さらに同一主面のみからその高濃度不純物導
入層より浅い第二導電形の高濃度不純物導入層およびそ
の層よりは深く前記第一導電形の高濃度不純物導入層よ
り浅い第一導電形の高濃度不純物導入層を選択的に形成
する工程とを具備するものとする。
低不純物濃度の層の両側にそれぞれ第一導電形および第
二導電形の高不純物濃度の層が隣接し、第一導電形の高
不純物濃度の層は低不純物濃度の層と反対側に隣接して
設けられる第二導電形の高不純物濃度の層を部分的に貫
通し、その層と共に主電極に接触する半導体装置を製造
する方法であって、第一導電形の低不純物濃度の半導体
基板の両主面から第二導電形の不純物導入層を形成した
のち、一主面側の不純物導入層を除去する工程と、その
主面のみから第一導電形の高濃度不純物導入層を形成す
る工程と、さらに同一主面のみからその高濃度不純物導
入層より浅い第二導電形の高濃度不純物導入層およびそ
の層よりは深く前記第一導電形の高濃度不純物導入層よ
り浅い第一導電形の高濃度不純物導入層を選択的に形成
する工程とを具備するものとする。
非対称のpin構造が基板の両主面からの不純物導入の
のち、片面側の導入層を除去しての片面からの不純物導
入で形成され、アノードシッート(またはカソードショ
ート)構造はシッート領域を外面から貫通させることに
より形成されるので、pln構造とアノードシッート
(またはカソードシッート)構造の双方をもつ半導体装
置が従来用いられてきた技術で容易にできる。
のち、片面側の導入層を除去しての片面からの不純物導
入で形成され、アノードシッート(またはカソードショ
ート)構造はシッート領域を外面から貫通させることに
より形成されるので、pln構造とアノードシッート
(またはカソードシッート)構造の双方をもつ半導体装
置が従来用いられてきた技術で容易にできる。
る。
まず、比抵抗が約120Ω償のn形シリコン基板1を用
い(図8)、両主面から、例えばガリウムのようなp型
不純物を全面拡散し、一方の主面領域をpベース層2と
すると共に、他方の主面領域もp形不純物層21とする
(図b)0次に、片面ラッピングとエツチングの併用
によりアノード側のp形不純物層21を除去する。この
とき、p形不純物層21が完全に除去されるように、シ
リコン基体10のアノード側の主面領域を拡散深さd分
だけ十分に除去する (図cL次いで、アノード面倒に
n0バッファ層3を形成する (図d)、この方法とし
ては、例えぼりんのようなn型不純物をイオン注入する
方法がある0本実施例はりんを加速電圧60kev、ド
ーズ量lXl0”/−でイオン注入した。さらに、アノ
ード面倒に、例えばほう素のようなp型不純物を全面拡
散し、pエミツタ層5を形成する (図e)、このあと
、シリコン基体10の表面全面に所定の膜厚の酸化膜を
形成し、選択的にエツチングすることにより、所定パタ
ーンの酸化膜7を残存させ、この残存する酸化膜7をマ
スクにして、例えぼりんのようなn型不純物をアノード
面側に拡散して所定領域にn形の高不純物濃度領域であ
るアノードショート領域6を形成する。このとき、同一
工程でカソード側の主面全面にn形の高濃度拡散H域を
形成し、nエミツタ層4とすることができる (図f)
、この際、pエミッタ層5の拡散深さよりもn形アノー
ドシッート領域6の拡散深さが深くなるように、拡散条
件を選ぶ必要のあることはいうまでもない0本実施例で
は、pエミツタ層5の拡散深さが約10Qで、アノード
ショート領域6の拡散深さが約20irmとした。次い
で、カソード面全面に酸化膜を形成して選択的に除去し
く図g)、残存した酸化膜8をマスクとして、例えば化
学的にエツチングして第2図に示したセグメント形状を
得た。
い(図8)、両主面から、例えばガリウムのようなp型
不純物を全面拡散し、一方の主面領域をpベース層2と
すると共に、他方の主面領域もp形不純物層21とする
(図b)0次に、片面ラッピングとエツチングの併用
によりアノード側のp形不純物層21を除去する。この
とき、p形不純物層21が完全に除去されるように、シ
リコン基体10のアノード側の主面領域を拡散深さd分
だけ十分に除去する (図cL次いで、アノード面倒に
n0バッファ層3を形成する (図d)、この方法とし
ては、例えぼりんのようなn型不純物をイオン注入する
方法がある0本実施例はりんを加速電圧60kev、ド
ーズ量lXl0”/−でイオン注入した。さらに、アノ
ード面倒に、例えばほう素のようなp型不純物を全面拡
散し、pエミツタ層5を形成する (図e)、このあと
、シリコン基体10の表面全面に所定の膜厚の酸化膜を
形成し、選択的にエツチングすることにより、所定パタ
ーンの酸化膜7を残存させ、この残存する酸化膜7をマ
スクにして、例えぼりんのようなn型不純物をアノード
面側に拡散して所定領域にn形の高不純物濃度領域であ
るアノードショート領域6を形成する。このとき、同一
工程でカソード側の主面全面にn形の高濃度拡散H域を
形成し、nエミツタ層4とすることができる (図f)
、この際、pエミッタ層5の拡散深さよりもn形アノー
ドシッート領域6の拡散深さが深くなるように、拡散条
件を選ぶ必要のあることはいうまでもない0本実施例で
は、pエミツタ層5の拡散深さが約10Qで、アノード
ショート領域6の拡散深さが約20irmとした。次い
で、カソード面全面に酸化膜を形成して選択的に除去し
く図g)、残存した酸化膜8をマスクとして、例えば化
学的にエツチングして第2図に示したセグメント形状を
得た。
本発明は、例えば高耐圧にもかかわらずオン電圧が低く
、かつスイッチングロスの小さいGTOサイリスタのよ
うなアノードショート構造とp1n構造を合わせ持つ半
導体装置を、両面に同一不純物を導入し片面を除去した
のち他導電形の層を積層してpin構造とすることと、
さらに異なる導電形の層を積層したのち表面からその層
を貫通するショート領域を形成することにより、容易に
製造ができ、厚さが薄く特性のすぐれた半導体装置を得
ることができる。
、かつスイッチングロスの小さいGTOサイリスタのよ
うなアノードショート構造とp1n構造を合わせ持つ半
導体装置を、両面に同一不純物を導入し片面を除去した
のち他導電形の層を積層してpin構造とすることと、
さらに異なる導電形の層を積層したのち表面からその層
を貫通するショート領域を形成することにより、容易に
製造ができ、厚さが薄く特性のすぐれた半導体装置を得
ることができる。
第1図は本発明の一実施例のGTOサイリスタの製造工
程を示す断面図、第2図は第1図に示した工程で製造さ
れるGTOサイリスタの断面図、第3図は従来のGTO
サイリスクの製造工程を示す断面図である。 1:n形像不純物1度シリコン基板(nベース層)
2:pベース層、3:n0バッファ層、4:nエミツタ
層、5:pエミッタ層、6:アノ第1図 第2図 第3図
程を示す断面図、第2図は第1図に示した工程で製造さ
れるGTOサイリスタの断面図、第3図は従来のGTO
サイリスクの製造工程を示す断面図である。 1:n形像不純物1度シリコン基板(nベース層)
2:pベース層、3:n0バッファ層、4:nエミツタ
層、5:pエミッタ層、6:アノ第1図 第2図 第3図
Claims (1)
- 1)第一導電形の低不純物濃度の層の両側にそれぞれ第
一導電形および第二導電形の高不純物濃度の層が隣接し
、第一導電形の高不純物濃度の層は低不純物濃度の層と
反対側に隣接して設けられる第二導電形の高不純物濃度
の層を部分的に貫通し、その層と共に主電極に接触する
半導体装置を製造する方法であって、第一導電形の低不
純物濃度の半導体基板の両主面から第二導電形の不純物
導入層を形成したのち、一主面側の不純物導入層を除去
する工程と、その主面のみから第一導電形の高濃度不純
物導入層を形成する工程と、さらに同一主面のみからそ
の高濃度不純物導入層より浅い第二導電形の高濃度不純
物導入層およびその層よりは深く前記第一導電形の高濃
度不純物導入層より浅い第一導電形の高濃度不純物導入
層を選択的に形成する工程とを具備することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21876888A JPH07109883B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21876888A JPH07109883B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0266974A true JPH0266974A (ja) | 1990-03-07 |
JPH07109883B2 JPH07109883B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=16725092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21876888A Expired - Lifetime JPH07109883B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07109883B2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-01 JP JP21876888A patent/JPH07109883B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07109883B2 (ja) | 1995-11-22 |
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