JPH0745841A - 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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JPH0745841A
JPH0745841A JP5186298A JP18629893A JPH0745841A JP H0745841 A JPH0745841 A JP H0745841A JP 5186298 A JP5186298 A JP 5186298A JP 18629893 A JP18629893 A JP 18629893A JP H0745841 A JPH0745841 A JP H0745841A
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JP
Japan
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layer
anode
platinum
silicon wafer
semiconductor device
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JP5186298A
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English (en)
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Yoshito Akiyama
義人 秋山
Chigusa Hirata
ちぐさ 平田
Satoshi Watanabe
智 渡邉
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】漏れ電流を低減させた上で、順電圧を低下させ
て損失を低減することが可能なPIN構造の半導体装置
の製造方法を提供する。 【構成】アノード表面不純物濃度Nsを5×1019cm-3
以上にし、アノード深さXjを10μm 以上にしてアノ
ード領域16を形成した後に、ライフタイムキラーの白
金層23を形成して900°C以上の温度で拡散させ
る。アノード表面不純物濃度Nsを高くするとホールの
注入が増えるため、順電圧VF が低下する。また、アノ
ード深さXjを10μm 以上にすることにより、漏れ電
流IL を減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り、詳しくは、アノードに高濃度の白金を拡散させた
PIN構造のダイオードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、PIN構造のダイオードの製造方
法においては、ライフタイムキラーとして白金を代表と
する比抵抗補償効果の少ない物質を使用する技術につい
て、種々の提案がなされている。
【0003】このようなPIN構造のダイオードでは、
例えば、P型不純物(ボロンなど)を拡散させて形成し
たアノード領域のP層の上に、ライフタイムキラーとし
て白金層を被着させ、熱処理によってP層中に高濃度の
白金を拡散させて、キャリアのライフタイムを調整して
いる。
【0004】このように製造したPIN構造のダイオー
ドは、例えば、インバータの帰還ダイオードなどの高い
スイッチング速度(trr=100nsec以下)が要求され
る用途に使われている。
【0005】ところで、一般に、良好なオーミック接触
を得るには、5×1019cm-3以上の表面不純物濃度が必
要であるとされている。しかしながら、そのような高濃
度の拡散を行うと、拡散後のアノード領域のP層中には
かなりの結晶欠陥が生じることになる。さらに、その結
晶欠陥が生じたP層中に高濃度の白金を拡散させると、
白金の偏析が生じやすくなる。その結果、漏れ電流が増
加し、製造歩留を悪化させていた。
【0006】そこで、特開昭59−105324号公報
に開示されるように、アノード領域またはカソード領域
の表面不純物濃度を2×1019cm-3以下にして結晶欠陥
数を少なくし、その後に、白金を900°C以上の温度
で拡散させる方法が提案されている。同公報では、この
方法により、白金の偏析が減少して、漏れ電流が低減す
るとしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アノー
ド表面不純物濃度を下げるとホールの注入が減るため、
順電圧が高くなって損失が大きくなるという問題があっ
た。
【0008】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、漏れ電流を低減させた
上で、順電圧を低下させて損失を低減することができる
PIN構造の半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、請求項1記載の発明は、PIN構造の半導
体装置において、すくなくとも一方の主面の表面不純物
濃度を5×1019cm-3以上にし、その一方の主面を10
μm 以上の厚さに形成した後に、ライフタイムキラーの
白金を拡散させることをその要旨とする。
【0010】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の半導体装置の製造方法において、ライフタイムキラ
ーの白金を900°C以上の温度で拡散させることをそ
の要旨とする。
【0011】
【作用】従って、請求項1記載の発明によれば、PIN
構造の半導体装置の一方の主面の表面不純物濃度を5×
1019cm-3以上にするため、ホールの注入が増えて順電
圧が低下する。また、その一方の主面の厚さを10μm
以上にすることにより、漏れ電流を減少させることがで
きる。
【0012】また、請求項2記載の発明によれば、ライ
フタイムキラーの白金を900°C以上の温度で拡散さ
せることにより、白金の拡散濃度が高くなるため、高い
スイッチング速度を得ることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例の製造工
程を図1〜図17に従い、順を追って説明する。
【0014】工程1(図1):厚さ220μm の高濃度
のN+ 層11(カソード領域)の上に、厚さ45μm の
低濃度のN- 層12(不純物濃度は5×1013〜1×1
14cm-3)を形成したシリコンウェハを準備する。
【0015】工程2(図2):シリコンウェハの表面全
面にフィールド酸化膜13を形成する。 工程3(図3):N- 層12上のフィールド酸化膜13
を、フォトエッチングによって所定のパターン形状にす
る。
【0016】工程4(図4):ボロン・ナイトライド板
を用いた気相反応(一般に、BNデポと呼ばれる)によ
り、シリコンウェハの表面全面にボロン・シリケート・
ガラス(BSG)膜14を形成する。
【0017】工程5(図5):N- 層12表面のパター
ニングされた部分のBSG膜14を残して、不要なBS
G膜14を除去する。 工程6(図6):N- 層12表面のパターニングされた
部分にボロンを2段拡散(ドライブイン)させて、高濃
度のP+ 層によるアノード領域16とガードリング17
とを形成する。このとき、拡散条件を制御して、アノー
ド領域16およびガードリング17のP+ 層の表面不純
物濃度Nsを5×1019cm-3以上、厚さ(アノード深さ
Xj)を10μm 以上にする。そして、シリコンウェハ
の表面全面にシリコン酸化膜18を再度形成する。
【0018】工程7(図7):シリコンウェハの周縁部
(N- 層12上)のシリコン酸化膜18を、フォトエッ
チングによってイクイ・ポテンシャル・リング(以下、
EQRとする)のパターン形状にする。
【0019】工程8(図8):POCa3 ガスを用いた
気相反応(一般に、Pデポと呼ばれる)により、シリコ
ンウェハの表面全面にリン・シリケート・ガラス(PS
G)膜19を形成する。
【0020】工程9(図9):N- 層12表面のパター
ニングされた部分のPSG膜19を残して、不要なPS
G膜19を除去する。 工程10(図10):N- 層12表面のパターニングさ
れた部分にリンを熱拡散させて、高濃度のN+ 層による
EQR20を形成する。そして、シリコンウェハの表面
全面にシリコン酸化膜21を再度形成する。
【0021】工程11(図11):N- 層12上のシリ
コン酸化膜21を、フォトエッチングによって所定のパ
ターン形状にする。それと同時に、N+ 層11表面のシ
リコン酸化膜21を除去する。
【0022】工程12(図12):エレクトロン・ビー
ム(EB)蒸着により、シリコンウェハの表面全面に厚
さ500Å程度の白金層22を形成する。 工程13(図13):シリコンウェハを550°Cの水
素と窒素の混合ガス雰囲気中に30分間さらしてシンタ
リングを行い、アノード領域16の表面に白金シリサイ
ド層23を形成する。そして、不要な白金層22を王水
ボイルによって除去する。
【0023】工程14(図14):シリコンウェハを9
00°C以上の窒素雰囲気中に1〜2時間さらし、白金
シリサイド層23中の白金をアノード領域16中に拡散
させる。このとき、白金はシリコンウェハの裏面(N+
層11の表面側)まで拡散していくが、白金の高濃度部
分16aはアノード領域16の表面から深さ5μm 程度
までである。尚、図中の16bは、逆電圧をかけたとき
の(すなわち、逆バイアス時における)空乏層領域であ
る。
【0024】工程15(図15):EB蒸着により、ア
ノード領域16,EQR20,シリコン酸化膜21上に
アルミニウム層24を形成する。 工程16(図16):アルミニウム層24をフォトエッ
チングによって所定のパターン形状にして、アノード電
極25およびEQR電極26を形成する。そして、シン
タリングを行い、各電極25,26とアノード領域1
6,EQR20との界面にアルミニウム・シリサイド層
を形成して、各電極25,26とアノード領域16,E
QR20とのオーミック接触を確保する。
【0025】工程17(図17):N+ 層11の表面
に、クロム、ニッケル、金の各層を順次形成し、カソー
ド電極27を形成する。 本実施例において、アノード領域16の表面不純物濃度
Nsを変化させた場合の順電圧VF の変化を、図18に
示す(但し、電流密度は165A/cm2 )。
【0026】アノード表面不純物濃度Nsを高くすると
ホールの注入が増えるため、順電圧VF が低下すること
がわかる。ここで、アノード表面不純物濃度Nsを高く
するほど順電圧VF は低下するが、アノード表面不純物
濃度Nsが5×1019cm-3以上であれば、実用上、十分
に低い順電圧VF を得ることができると考えられる。
【0027】また、本実施例において、アノード深さX
jを変化させた場合の漏れ電流ILの変化を、図19に
示す(但し、逆電圧VR は600V)。アノード深さX
jを10μm 以上にすると、漏れ電流IL は一定値(1
μA)をとるようになる。これは、アノード深さXjを
深くすることにより、図14に示すように、逆電圧をか
けたときのアノード側の空乏層領域16bが、白金の高
濃度部分16a(アノード領域16の表面から深さ5μ
m 程度)まで届かなくなるためであると考えられる。
【0028】このように、本実施例においては、アノー
ド表面不純物濃度Nsを5×1019cm-3以上にし、アノ
ード深さXjを10μm 以上にしてアノード領域16を
形成した後に、ライフタイムキラーの白金を900°C
以上の温度で拡散させている。その結果、漏れ電流IL
を低減させた上で、順電圧VF を低下させて損失を低減
することができる。加えて、一般に、拡散温度を高くす
ると白金の拡散濃度は高くなるが、900°C以上の温
度で拡散させた場合、スイッチング速度trrは100ns
ec以下になるため、高速性を得る上で特に有効になる。
【0029】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように実施してもよい。 1)工程4におけるBSG膜14を、モノシラン(Si
4 )の酸化の系にディボラン(B2 6 )を添加する
ことによって形成する。
【0030】2)工程8におけるPSG膜19を、モノ
シラン(SiH4 )の酸化の系にフォスフィン(P
3 )を添加することによって形成する。 3)上記実施例ではプレーナ形のダイオードに具体化し
たが、ベベル構造をもつメサ形のダイオードに具体化す
る。
【0031】4)上記実施例の各層11,12,16の
導電型を全て逆にして、白金をカソード領域に拡散させ
るようにする。この場合は、カソード表面不純物濃度を
5×1019cm-3以上にし、カソード深さを10μm 以上
にしてカソード領域を形成した後に、ライフタイムキラ
ーの白金を900°C以上の温度で拡散させる。これに
より、上記実施例と同様の作用・効果を得ることができ
る。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、漏
れ電流を低減させた上で、順電圧を低下させて損失を低
減することが可能なPIN構造の半導体装置の製造方法
を提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した一実施例の製造工程を示す
シリコンウェハの断面図である。
【図2】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの断
面図である。
【図3】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの断
面図である。
【図4】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの断
面図である。
【図5】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの断
面図である。
【図6】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの断
面図である。
【図7】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの断
面図である。
【図8】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの断
面図である。
【図9】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの断
面図である。
【図10】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの
断面図である。
【図11】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの
断面図である。
【図12】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの
断面図である。
【図13】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの
断面図である。
【図14】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの
断面図である。
【図15】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの
断面図である。
【図16】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの
断面図である。
【図17】一実施例の製造工程を示すシリコンウェハの
断面図である。
【図18】一実施例において、アノード領域16の表面
不純物濃度Nsを変化させた場合の順電圧VF の変化を
示す測定図である。
【図19】一実施例において、アノード深さXjを変化
させた場合の漏れ電流IL の変化を示す測定図である。
【符号の説明】
11…高濃度のN+ 層によるカソード領域、12…低濃
度のN- 層、16…高濃度のP+ 層によるアノード領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 PIN構造の半導体装置において、すく
    なくとも一方の主面の表面不純物濃度を5×1019cm-3
    以上にし、その一方の主面を10μm 以上の厚さに形成
    した後に、ライフタイムキラーの白金を拡散させること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、ライフタイムキラーの白金を900°C以上の
    温度で拡散させることを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP5186298A 1993-07-28 1993-07-28 半導体装置の製造方法 Pending JPH0745841A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2012054532A (ja) * 2010-08-04 2012-03-15 Denso Corp 横型ダイオードを有する半導体装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2012054532A (ja) * 2010-08-04 2012-03-15 Denso Corp 横型ダイオードを有する半導体装置
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