JPH03135028A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH03135028A
JPH03135028A JP27288389A JP27288389A JPH03135028A JP H03135028 A JPH03135028 A JP H03135028A JP 27288389 A JP27288389 A JP 27288389A JP 27288389 A JP27288389 A JP 27288389A JP H03135028 A JPH03135028 A JP H03135028A
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Yasuo Noguchi
野口 靖夫
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にバイポーラ
トランジスタとザップ用PN接合ダイオードとを同時に
形成する製造方法に関する。
〔従来の技術〕
半導体集積回路において、抵抗の設計値からのずれを補
正するのにしばしばPN接合ダイオードをザップ(急破
壊)して使う。このときダイオオード(以下、ザップD
iと記す)にはNPNバイポーラトランジスタ(以下、
NPN  Trと記す)のエミッターベース接合のツェ
ナー降伏を利用した、いわゆるEBツェナーDiが多い
。すなわち、EBツェナーDiに逆方向の接合破壊を起
こす電圧をかけ、過剰電流を瞬時に流すことでコンタク
ト間に電極のアルミを溶融侵入させて短絡するものであ
る。
一方、NPNTrの高速化・縮小化のため、エミッタを
多結晶シリコン層からのヒ素の拡散で形成するプロセス
が最近では主流となっている。
第3図には、エミッタに多結晶シリコン層を使った場合
にサップDiとしてEBツェナーDiを用いた従来例を
示す。ベース14a、1.4bは深さ約0.5〜0.7
 )t m 、表面濃度的1017〜1018Cffl
−’となるようポロンのイオン注入で形成する。
次いでエミッタ19a、19cは厚さ約2000〜30
00人の多結晶シリコン層18a、18cからヒ素のイ
オン注入で深さ約0.1〜0.2μm、表面濃度的10
20〜l O21cm−3となるように形成する。この
場合のEBツェナーDiは10〜30Vの逆バイアスで
数百mA、数士ms間電流を流すことでサップできる。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来のEEツェナーDiによるサップでは、EBツ
ェナーDiのN+アルミ電極20d下に多結晶シリコン
層18cがあるため、アルミがコンタクト間のシリコン
界面を侵入しにくくなる。したがって、サップに必要な
電圧(以下、サップ電圧と記す)が大きくなり、そのば
らつきも大きく、かつ短絡後にできる抵抗(以下、層抵
抗と記す)のばらつきも大きくなるという問題点があっ
た。
また、EBツェナーDiの多結晶シリコン層18cのみ
エツチングしてN+アルミ電極20dを直接N+コンタ
クト上に置けば上記欠点はなくなるが、このためにフォ
トレジスト工程が1回増えるという問題点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置の製造方法は、第1導電型の半導体
基板に前記基板よりも高濃度の第1導電型のコレクタ領
域と接合ダイオードの第1領域とを同時に形成する工程
と、第2導電型の外部ベース領域と同時に前記第1領域
に接する第2領域を形成する工程と、前記外部ベース領
域に接するように前記外部ベース領域よりも低濃度の第
2導電型の内部ベース領域を形成する工程と、前記内部
ベース領域上に第1導電型の多結晶シリコン層を形成す
る工程と、前記多結晶シリコン層からの拡散によって前
記内部ベース領域内に第1導電型のエミッタ領域を形成
する工程と、前記エミッタ領域上の多結晶シリコン層と
前記外部ベース領域と前記コレクタ領域と前記第1領域
と前記第2領域との上にアルミ電極を形成する工程と、
前記接合ダイオードに逆方向降伏電圧をかけて過剰電流
を瞬時に流し、前記第1領域と前記第2領域との間を溶
融アルミで短絡する工程とを有する。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(h)は本発明の第1の実施例を説明す
るための断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、濃度約1016印−
3のP型シリコン基板1上に、たとえばアンチモンの拡
散により層抵抗約20〜30Ω/口のN+型埋込層2を
形成した後、たとえばポロンのイオン注入により層抵抗
約200〜300Ω/口のP+型埋込層3を形成し、濃
度的10”cm−2のN型エピタキシャルを厚さ約10
〜14μm成長させる。
次に、第1図(b)に示すように、NPNTrのコレク
タの一部となるN+型拡散領域5aと同時にサップDi
のPN接合を形成するN型側拡散領域5bを、たとえば
リンの拡散により表面濃度的10 ”〜10 ”cm−
3、深さ約8〜10μmでN”型埋込層2と連続するよ
うに形成する。さらに、表面濃度的10 ”Cm−31
深さ約8〜10μmのP+型絶縁領域6をP+型埋込層
3と連続するように形成する。その後、選択酸化により
厚さ約1〜2μmのフィールド酸化膜7をP+型絶縁領
域6上に形成する。次いで第1図(c)に示すように、
N−型エピタキシャル層4上およびN+型拡散領域5a
5b上に熱酸化による酸化膜を形成する。このときN−
型エピタキシャル層4上の酸化膜8a、8dの厚さを約
600〜800人となるように形成するが、高濃度のリ
ンが拡散されているN+型拡散領域5a、5b上の酸化
膜8b、8cは約2倍の1300〜1700人の厚さと
なる。次にレジストをマスクにしてたとえばポロンを加
速エネルギーE=30keV、  ドーズ量Φ= 1〜
1.5 Xl 0 ”cm−2でイオン注入する。この
ときポロンの酸化膜中の投影飛程は約1000人である
ので、酸化膜8a、8d下には高濃度のP+型イオン注
入領域10a、lobが形成されるが、酸化膜8Cの下
にはポロンはほとんど注入されず、N+型拡散領域5b
の濃度にはほとんど影響を与えない。
次いで第1図(d)に示すようにアニールを行なってポ
ロンを再分布させ、NPN  Trの外部ベースおよび
サップDiのP型側となるP+型拡散領域11aおよび
llbを形成する。次にレジストをマスクにして、たと
えばポロンをE=50〜60keV、Φ=0.5〜2×
1013cm−’でイオン注入し、P型イオン注入領域
13aを形成する。
次いで第1図(e)に示すように7ニールを行なってN
PNTrの内部ベースとなるP型拡散領域14aを形成
し、その後、全面に減圧CVDにより厚さ約1000〜
2000人の窒化膜15を成長させる。次に窒化膜15
を選択的にエツチングして開口部16a〜16eを形成
した後、エミッタを形成する開口部16aおよびコレク
タコンタクトとなる開口部16cのみ酸化膜まで選択的
にエツチングする。次いで第1図(「)に示すように、
厚さ約2000〜3000人の多結晶シリコン層18を
全面に成長させた後、全面にたとえばヒ素をE=70〜
80keV、Φ=0.5〜lx1016cm−”でイオ
ン注入し、さらにアニールして開口部16aおよび16
cから、エミッタおよびコレクタコンタクトとなるN+
型拡散領域19aおよび19bを形成する。次に第1図
(g)に示すように、多結晶シリコン層18を選択的に
エツチングしてエミッタおよびフレフタコンタクト上に
18aおよび18bとして残し、その後、ベース上開口
部16bおよびサップDiの開口部16d、16e上の
酸化膜をエツチングする。最後にNPN  Trのエミ
ッタ、ベース、コレクタおよびサップDiのN型・P型
コンタクト上にアルミ電極20a。
20b、20c、および20d、20eを形成した後、
サップDiに逆方向降伏電圧を印加し、数百m A 、
数十式の電流を流して開口部16d。
16c間に溶融アルミ21を形成しサップを行なう。
第2図(a)、 (b)は第2の実施例を説明するため
の断面図である。前述の第1の実施例において酸化膜8
c、8dを薄くする場合、あるいはポロンのイオン注入
で加速エネルギーを上げたり、ドーズ量を高くしたりす
る場合には第1図(C)に示すP+型イオン注入領域1
0cが高濃度で深くなり、N+型拡散領域5bの表面濃
度を下げてフンタクト抵抗を大きくしたり、最悪の場合
は5bの表面がP型に反転してダイオードを形成できな
くなる可能性がある。これを防ぐためには第2図(a)
のようにレジスト9のパターンを変えてポロンのイオン
注入領域10cがN+型拡散領域5bの一部のみと接す
るようにしておく。すなわち、第2図(b)に示すよう
にツェナーDiのN ” (Illl 電極20dの下
にはポロンをイオン注入しないようにする。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は%NPN  Trのコレク
タ領域の一部となるN+型拡散領域5aと同時にサップ
DiのN+型拡散領域5bを形成し、また、NPNTr
の外部ベース領域11aと同時にサップDiのP+型拡
散領域11bを形成し、さらにN+型拡散領域5b上に
は多結晶シリコンFJ l 8 cを形成しないことに
より、サップ電圧が小さく、かつサップ電圧および層抵
抗のばらつきが小さいサップDiを、何ら工程を増すと
となく形成できるという効果を有する。
実際、前述の製造方法で形成したサップDiは、サップ
電圧約15V、残抵抗約7Ωとなり、ばらつきも極めて
小さい良好なものが得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(h)は本発明の第1の実施例を示す断
面図、第2図(a)、 (b)は第2の実施例を示す断
面図、第3図は従来例を示す断面図である。 1・・・・・・P型シリコン基板、2・・・・・・N+
型埋込層、3・・・・・・P+型埋込層、4・・・・・
・N−型エピタキシャル層、5 a、 5 b、 l 
9 a〜19 c−N+型拡散領域、6 、 11 a
〜11 c =−=P+型拡散領域、7゜8a〜8d・
・・・・・酸化膜、9,12.17・・・・・・レジス
ト、10a〜10c・・・・・・P+型イオン注入領域
、13a・・・・・・P型イオン注入領域、14a、1
4b・・・・・P型拡散領域、15・・・・・・窒化膜
、16a〜16e・・・・・・開口部、18.18a〜
18c・・・・・・多結晶シリコン層、20a〜20e
・・・・・・アルミ電極、21・・・・・・溶融アルミ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  第1導電型の半導体基板に前記基板よりも高濃度の第
    1導電型のコレクタ領域と接合ダイオードの第1領域と
    を同時に形成する工程と、第2導電型の外部ベース領域
    と同時に前記第1領域に接する第2領域を形成する工程
    と、前記外部ベース領域に接するように前記外部ベース
    領域よりも低濃度の第2導電型の内部ベース領域を形成
    する工程と、前記内部ベース領域上に第1導電型の多結
    晶シリコン層を形成する工程と、前記多結晶シリコン層
    からの拡散によって前記内部ベース領域内に第1導電型
    のエミッタ領域を形成する工程と、前記エミッタ領域上
    の多結晶シリコン層と前記外部ベース領域と前記コレク
    タ領域と前記第1領域と前記第2領域との上にアルミ電
    極を形成する工程と、前記接合ダイオードに逆方向降状
    電圧をかけて過剰電流を瞬時に流し、前記第1領域と前
    記第2領域との間を溶融アルミで短絡する工程とを含む
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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