JPH0745841A - 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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- 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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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
程を図1〜図17に従い、順を追って説明する。
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
014cm-3)を形成したシリコンウェハを準備する。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 )。
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。
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。
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。
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
H4 )の酸化の系にディボラン(B2 H6 )を添加する
ことによって形成する。
シラン(SiH4 )の酸化の系にフォスフィン(P
H3 )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。
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。
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。
シリコンウェハの断面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
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。
させた場合の漏れ電流IL の変化を示す測定図である。
度のN- 層、16…高濃度のP+ 層によるアノード領域
Claims (2)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5186298A JPH0745841A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5186298A JPH0745841A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0745841A true JPH0745841A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16185877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5186298A Pending JPH0745841A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0745841A (ja) |
Cited By (2)
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 |
-
1993
- 1993-07-28 JP JP5186298A patent/JPH0745841A/ja active Pending
Cited By (3)
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 |
US8742534B2 (en) | 2010-08-04 | 2014-06-03 | Denso Corporation | Semiconductor device having lateral diode |
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