JPH07106336A - プレーナ型ダイオードの製造方法 - Google Patents

プレーナ型ダイオードの製造方法

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JPH07106336A
JPH07106336A JP25332493A JP25332493A JPH07106336A JP H07106336 A JPH07106336 A JP H07106336A JP 25332493 A JP25332493 A JP 25332493A JP 25332493 A JP25332493 A JP 25332493A JP H07106336 A JPH07106336 A JP H07106336A
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    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/60Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles
    • H04R25/604Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ポリボロンフィルム等の拡散源を
用いた塗布拡散法によるダイオード製造方法において、
拡散接合の形成工程を簡素化でき、かつアノード電極と
拡散領域とのコンタクト領域を十分広く形成して良好な
素子特性を備えたダイオードを製造できる方法を提供す
ることを目的とするものである。 【構成】本発明にかかるダイオード製造方法は、拡散源
を塗布した後、窒素等の不活性ガス雰囲気中で不純物の
熱拡散を行って酸化膜の成長を抑制し、引き続いて拡散
源の残存膜のエッチング除去を行い、アノードコンタク
ト領域のセルフアライン形成をするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プレーナ型ダイオード
の製造方法に関し、特に塗布拡散法によるダイオード製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ダイオード素子を構造で分類す
ると、フラットなプレーナ型や高耐圧タイプのメサ型が
ある。前者のプレーナ型構造は、小信号素子等の用途に
従来からよく使用されており、シリコン半導体にボロン
等の不純物を熱拡散させて形成したPN拡散接合を備え
るものである。このPN拡散接合の形成処理には、高濃
度の不純物拡散に適した、塗布拡散法と称される手法が
よく採用されている。この塗布拡散法では、不純物含有
化合物と溶剤からなる拡散源を塗布し熱拡散させること
により拡散接合が形成される。
【0003】上記塗布拡散法による、従来のプレーナ型
ダイオードの製造工程を図7から図11に示す。まず、
エピタキシャル成長層10を表層に備えたN-/N+型シ
リコン半導体基板(ウエハ)11を熱酸化しウエハ両面
に酸化絶縁膜12を形成する(図7及び図8)。さら
に、アノードコンタクト領域形成のためにフォトリソグ
ラフィ技術によりウエハ表面側の酸化絶縁膜12の一部
を除去して開口部を設ける(図9)。
【0004】次に、上記開口部及びその周辺の酸化絶縁
膜13を覆うように、拡散源14を塗布する(図9)。
P型拡散領域を形成する場合には、拡散源に例えばボロ
ン化合物と溶剤からなる塗布剤を用い、塗布膜の乾燥工
程を経てボロンの熱拡散処理を行う。この熱拡散処理工
程において、塗布膜の拡散源14からエピタキシャル成
長層10内にP+型拡散領域18によるPN接合が形成
されるとともに酸化絶縁膜13上に酸化膜16が成長す
る(図10)。ボロン拡散と併行して酸化膜16の成長
が進行することによって拡散源14は塗布時より薄い層
17として残存するだけになり(図10)、フッ酸(H
F)等の処理液によるエッチングで除去される(図1
1)。さらにフォトリソグラフィ技術により拡散領域1
8上の酸化膜を除去して開口し、めっき法等によってア
ノード電極20を拡散領域18上に形成する(図1
1)。この後ウエハ裏面にカソード電極15を形成し、
かつ所定のチップサイズに分割してダイオードチップを
得ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法によれば、拡散源14の塗布後に熱拡散処理を
行うため酸化絶縁膜13及びコンタクト領域用開口部を
覆うように酸化膜16が成長してしまい(図10参
照)、アノード電極形成工程前に酸化膜16の一部をフ
ォトリソグラフィ技術によって除去するとういう余分の
工程を要する問題があった。そして、この除去工程はア
ノード電極形成のためのマスクを拡散領域18上に重ね
て位置合わせするといった、フォトリソグラフィ技術上
手間のかかる作業工程を伴うためダイオード製造工程の
簡略化を妨げていた。
【0006】ところで、一般に拡散領域とのアノード電
極との接触面積が広いほどダイオードの電流容量が大き
くなるので、ダイオード特性、例えば順方向電圧特性や
サージ電圧強度が良好となる。しかし、上記従来の塗布
拡散法による製造方法では、アノード電極用領域を開口
するために、拡散領域18を覆っている酸化膜16の除
去を拡散領域18の両側境界部の付近まで行うと、アノ
ード電極と拡散領域外がコンタクトして基板表面との電
流リークが生じる恐れがあるため、下地の酸化絶縁膜1
3との段差部分より内側に、つまり拡散領域18より内
側にアノード電極接触領域を開口しており、酸化膜19
のコンタクト領域幅Wbが拡散領域18の幅Wdより小
さくなっていた。このため、電極20と拡散領域18と
のコンタクト領域は幅Wbの範囲に制限され、拡散領域
18全体を有効活用できないという問題を生じていた。
この場合接触領域の面積を拡大しようとすると、拡散領
域18の横方向拡張を伴うことになるためパターンが大
きくなったり、拡散深さが深く成りすぎたりして素子の
小型化に影響するという問題も招来することになった。
殊に、整流ダイオード素子の製造においては、小信号ダ
イオード素子製造に比べて1000℃以上の高温での拡
散を要するとともに、拡散深さが深くなるために、塗布
拡散時の酸化膜形成が大きくなり上記問題の影響が大き
かった。
【0007】本発明は、上記従来の問題を解決し、塗布
拡散法による拡散接合の形成工程を簡素化でき、かつ素
子パターンを拡大することなくアノード電極と拡散領域
とのコンタクト領域を十分広く形成することのでき、素
子特性の良好なプレーナ型ダイオードの製造方法を提供
することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は塗布拡散を不活性気体雰囲気中で行うこと
によって酸化膜の成長を最小限に抑えることができる点
に着目したものである。本発明にかかるプレーナ型ダイ
オードの製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成し、
該絶縁膜にダイオードのアノードコンタクト用孔を開口
する工程と、不純物含有化合物及び溶剤からなる拡散源
を塗布し前記絶縁膜及び前記孔を覆う工程と、不活性気
体雰囲気中で、前記拡散源の塗布膜から前記不純物を前
記半導体基板に拡散させる工程と、前記拡散工程の後、
エッチング液により前記拡散源の塗布膜をエッチング除
去する工程と、前記不純物の拡散領域上にアノード電極
を形成する工程とを有することを特徴とする。
【0009】本発明における半導体基板には、シリコン
半導体や同半導体表面に活性層をエピタキシャル成長さ
せた表層を備えた基板等が適用可能である。
【0010】
【作用】本発明の製造方法によれば、拡散源を塗布後、
不活性気体雰囲気中で不純物を基板に拡散させる工程に
よって酸化膜の成長を抑制し、さらに拡散工程の後、フ
ッ酸またはフッ酸を含む処理液により拡散源の残存膜を
エッチング除去する工程によって、拡散源と絶縁膜との
エッチングレート差による拡散源の残存膜のみの除去を
行われる。これにより、当初形成した絶縁膜に設けた開
口部パターンがセルフアラインで所望のアノードコンタ
クト用領域として拡散領域上に形成される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。
【0012】図1〜図6は本発明実施例のダイオード製
造工程を示す模式断面図である。
【0013】まず、エピタキシャル成長層(活性層)1
を表層に備えたN-/N+型シリコン半導体基板(ウエ
ハ)2を熱酸化しウエハ両面に絶縁酸化(シリコン酸
化)膜3を形成する(図1及び図2)。さらに、アノー
ド領域形成のためにフォトリソグラフィ技術によりウエ
ハ表面側の絶縁酸化膜3の一部を除去して開口部Aを開
口する(図3)。
【0014】次に、開口部A及びその周辺の絶縁酸化膜
4を覆うように、拡散源5をスピンナー等によって塗布
する(図3)。拡散源には、P型不純物拡散用ボロン化
合物としてのボロン含有ポリマー(市販名称「ポリボロ
ンフィルム」:PBF)と溶剤からなる塗布剤を用い
る。このような塗布剤は例示であり、本発明はこれに限
定されるものではない。
【0015】このPBF膜の塗布後、低温(600〜9
00℃)で、かつ酸素ガス流の雰囲気の拡散炉(図示せ
ず)内に徐々にウエハを搬入することによって、PBF
膜に含まれている有機バインダー成分を気化させて排気
し、拡散源5の乾燥処理を行う。ついで、拡散炉内のガ
スを窒素に切り換えるとともに、炉内温度を高温(12
00〜1300℃)に昇温してボロン拡散を行う。PB
F膜から拡散されるボロンの拡散深さは、整流ダイオー
ド素子の場合30〜80μm程度にする。なお、小信号
ダイオード素子の場合は、拡散炉内温度を数100℃
で、数10μm程度の拡散深さにすればいい。不活性気
体としてアルゴンガスを用いてもよく、また窒素等を主
たる成分とした混合ガスで構成してもよい。このボロン
の熱拡散処理によって、エピタキシャル成長層1内にP
+型拡散領域6によるPN接合が形成される。このと
き、窒素ガスの不活性気体雰囲気中で熱拡散が行われる
ため、絶縁酸化膜4上には酸化膜成長は発生しない(図
4)。
【0016】PBF膜は4000オングストローム程度
塗布されるが、上記熱拡散処理において含有ボロンをエ
ピタキシャル成長層1側に拡散させることにより150
0〜2000オングストローム程度に薄くなって残存
し、この残存PBF膜7はウエハを拡散炉から取り出し
から、フッ酸(HF)の7.5%水溶液を用いてエッチン
グ除去される(図5)。PBF膜7のフッ酸に対するエ
ッチングレートがシリコン酸化膜の絶縁酸化膜4より約
2〜3倍速いために約2分程度でPBF膜7が下地の絶
縁酸化膜4を食刻することなく完全に除去されてしま
い、当初工程で形成された開口部Aと略同一サイズの開
口部Bが出現する(図5参照)。
【0017】さらに、めっき法等によってAg等からな
るアノード電極20を拡散領域6上の開口部Bに形成す
るとともに(図6)、ウエハ裏面にAu等のカソード電
極9を形成した後、所定のチップサイズに分割すること
によりダイオードチップを得る。上記のように、ボロン
熱拡散処理工程において余分のシリコン酸化膜が成長し
ないので、酸化膜除去のためのフォトリソグラフィ工程
を経ることなく残存PBF膜7のエッチング処理を連続
して行うことができる。しかも、このエッチング処理を
行うことによって、当初拡散領域形成のために設けた開
口部Aと同じ開口部Bを露出させることが可能であり、
面倒なマスキング処理を伴うことなくセルフアラインに
よりアノード電極コンタクトのための開口部Bを得るこ
とができるので、電極8は拡散領域6の幅Wdに対して
充分なコンタクト幅Waを備えている。
【0018】
【発明の効果】この発明によれば、塗布拡散による不活
性気体雰囲気での拡散接合形成時において酸化膜の形成
が行われず酸化膜除去工程が不要となり、また拡散接合
形成後に拡散源のエッチング除去を行うことによってセ
ルフアラインによるアノード電極のコンタクト領域を充
分に広く形成できるため、素子特性の良好なダイオード
の製造工程を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例であるダイオード製造方
法の基板形成段階を示す模式断面図である。
【図2】図2は上記実施例のウエハ酸化膜形成段階を示
す模式断面図である。
【図3】図3は上記実施例の拡散源の塗布段階を示す模
式断面図である。
【図4】図4は上記実施例の塗布拡散段階を示す模式断
面図である。
【図5】図5は上記実施例の拡散源のエッチング段階を
示す模式断面図である。
【図6】図6は上記実施例の電極形成段階を示す模式断
面図である。
【図7】図7は従来例であるダイオード製造方法の基板
形成段階を示す模式断面図である。
【図8】図8は上記従来例のウエハ酸化膜形成段階を示
す模式断面図である。
【図9】図9は上記従来例の拡散源の塗布段階を示す模
式断面図である。
【図10】図10は上記従来例の塗布拡散段階を示す模
式断面図である。
【図11】図11は上記従来例の電極形成段階を示す模
式断面図である。
【符号の説明】
1 エピタキシャル成長層 2 N-/N+型シリコン半導体基板 3 絶縁酸化膜 4 絶縁酸化膜 5 拡散源 6 拡散領域 8 アノード電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁
    膜にダイオードのアノードコンタクト用孔を開口する工
    程と、 不純物含有化合物及び溶剤からなる拡散源を塗布し前記
    絶縁膜及び前記孔を覆う工程と、 不活性気体雰囲気中で、前記拡散源の塗布膜から前記不
    純物を前記半導体基板に拡散させる工程と、 前記拡散工程の後、エッチング液により前記拡散源の塗
    布膜をエッチング除去する工程と、 前記不純物の拡散領域上にアノード電極を形成する工程
    とを有することを特徴とする、プレーナ型ダイオードの
    製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903076A (en) * 1996-02-20 1999-05-11 A.C.E. Tech Co., Ltd. Vibration actuator for pager
JP2005303032A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP2006179823A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd サージ保護用半導体装置とその製造方法
JP2008535222A (ja) * 2005-03-25 2008-08-28 ヴィシャイ ジェネラル セミコンダクター エルエルシー 1つのマスクをもちいてプレーナダイオードを形成するための工程
JP2014192500A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Shindengen Electric Mfg Co Ltd メサ型半導体装置の製造方法

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