JPH09129900A - 半導体装置及び該半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置及び該半導体装置の製造方法

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JPH09129900A
JPH09129900A JP8239574A JP23957496A JPH09129900A JP H09129900 A JPH09129900 A JP H09129900A JP 8239574 A JP8239574 A JP 8239574A JP 23957496 A JP23957496 A JP 23957496A JP H09129900 A JPH09129900 A JP H09129900A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易で良好な降伏特性を有する半導体
装置を提供すること。 【解決手段】 縁部領域における第2の層は、中央領域
におけるよりも深くドーピング材によって浸透されるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、縁部領域と中央領
域を有する半導体小板を備えた半導体装置であって、前
記半導体小板は第1のドーピングタイプの第1の層を有
しており、前記第1の層には第2の層が被着されてお
り、前記第2の層は、前記第1の層とは反対のドーピン
グタイプからなり、前記第2の層によってPN接合部が
形成され、前記第1の層におけるドーピング材濃度は実
質的に一様であり、縁部領域における第2の層のドーピ
ング材濃度のグラジエントは、中央領域におけるよりも
僅かである、半導体装置および該半導体装置の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許公開第43207
80号公報からは既にこの種の半導体装置と該半導体装
置の製造方法が公知である。この半導体装置は、Nドー
ピング層と、その上に配設されるPドーピング層を有す
るシリコンチップを有している。このチップの中央領域
には、Nドーピング層が高濃度でドーピングされてい
る。それによりその領域ではPドーピング層とNドーピ
ング層の間で生じる降伏電圧も低減される。これによっ
て有利には中央領域で降伏の生じる半導体ダイオードが
得られる。本発明による方法においては低濃度のNドー
ピング層の上に高濃度のNドーピング層が被着される。
高濃度Nドーピング層を貫通する鋸歯状の溝を設けるこ
とにより高濃度Nドーピング層が固有の領域において遠
ざけられる。それに続くPドーピング層の形成と鋸歯状
溝領域における分割の際には次のようなことが保証され
る。すなわち縁部領域においてはPドーピング層と高濃
度Nドーピング層との間でPN接合部が形成されないこ
とが保証される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
装置における欠点に鑑みこれを解消すべく改善を行うこ
とである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、縁部領域における第2の層は、中央領域におけるよ
りも深くドーピング材によって浸透される構成によって
解決される。
【0005】また前記課題は本発明により、第1の層の
拡散ステップの前に、縁部領域において単結晶欠損部を
設け、それによって該欠損部領域における拡散を、欠損
のない領域よりも早く生ぜしめるようにして解決され
る。
【0006】請求項1の特徴部分に記載の本発明による
半導体装置によって得られる利点は、より容易な製造性
と均質にドーピングされた第1の層の適用である。その
ようにして得られる半導体素子は良好に遮断されたPN
接合部を有する。このPN接合部の降伏特性は良好に設
定可能である。なぜなら縁部領域におけるドーピング材
濃度の大きなグラジエントによってPN接合部の降伏が
縁部領域では生じないからである。それ故にこのPN接
合部の降伏特性は簡単な手段で非常に良好にコントロー
ルできる。さらに均質なドーピングに基づいて第1の層
に対して比較的高いドーピング材濃度が適用され得る。
そのため第1の層は非常に僅かな抵抗しか有さない。請
求項5項に記載の本発明による半導体装置の製造方法に
よって得られる利点は、半導体装置の製造に対して比較
的僅かなプロセスステップしか必要としないことであ
る。さらにこの方法は無菌室以外でも十分に実施可能で
ある。このことは製造コストの低減につながる。本発明
の別の有利な実施例および回前例は従属請求項に記載さ
れる。有利には第1の層の下側における高濃度ドーピン
グ領域の焼き付けによってこの第1の層の抵抗がさらに
低減される。単結晶欠損部は特に簡単には挽き傷によっ
て形成可能である。これにより半導体装置の縁部領域に
おいて切欠部が形成される。
【0007】
【発明の実施の形態】次に本発明を図面に基づき詳細に
説明する。
【0008】図1には単結晶半導体基板10が示されて
いる。この半導体基板10は第1のシリコン層1からな
っている。この第1のシリコン層1の上側には単結晶欠
損部11が設けられる。この単結晶欠損部とは、第1の
シリコン層1において単結晶の結晶構造が損なわれてい
る領域を指す。この種の単結晶欠損部11は、例えば挽
き傷、引掻傷や超音波照射機等による機械的な作用によ
って形成され得る。その他にも多くのビームが単結晶欠
損部の形成に適している。例えばX線ビーム、電子ビー
ム等が使用されてもよい。この単結晶欠損部のその他の
手法は、イオン注入である。シリコン層1内へ単結晶欠
損部11を形成するこれらの作用は図1において矢印1
22で示されている。もちろんこれ以外でも、第1のシ
リコン層1の表面に適切な単結晶欠損部を形成するあら
ゆる他のプロセスも適用可能である。
【0009】図2に示されているさらなるステップでは
拡散ステップによって第1のシリコン層1内へ第2のシ
リコン層2が被着される。この第2のシリコン層2は、
反対の導電性タイプである。以下の明細書では第1のシ
リコン層1がN形で第2のシリコン層2がP形であるこ
とを前提とする。拡散に対しては、第1のシリコン層1
の上側にドーピング材が被着される。このドーピング材
は高温のもとで拡散プロセスによって第1のシリコン層
1の内部へ浸透し、Pドーピング層を形成する。この拡
散プロセスは、第1のシリコン層1の単結晶領域の中で
は、単結晶欠損領域11においてよりも遅い速度で行わ
れる。図2では、拡散ステップの行われた後の半導体基
板10の断面が示されている。図からもわかるように、
拡散ステップの前から単結晶欠損部11が設けられてい
た領域でのPドーピング材は著しく深く第1の半導体層
内へ浸透している。第1の層1の上側では全ての領域に
対して同じドーピング材濃度が形成されるので、同じ量
のドーピング材は著しく大きな容積に分散される、つま
りドーピング材グラジエントは、単結晶シリコン内で拡
散が行われる領域においてよりも著しく僅かとなる。
【0010】拡散は高温(例えば1200℃)のもとで
行われる。この温度は単結晶欠損部の回復にも作用す
る。それ故に縁部領域において単結晶欠損部を可及的に
僅かなグラジエントにもたらすには拡散プロセスが次の
ように行われるべきである。すなわち拡散が単結晶欠損
部の完全な回復の前に深く達するように行われるべきで
ある。このことは可及的に短い拡散プロセスによって達
成され得る。すなわち、表面における高いドーピング材
濃度と高い拡散温度とによって達成される。
【0011】さらなる処理に対しては半導体基板10
は、分断線12に沿って個別のシリコン小板13へ分割
される区分にもたらされる。この場合単結晶欠損部11
は、完全に分断線12にそって形成される。それにより
シリコン小板13の縁部領域は完全に次のような領域に
よって形成される。すなわち中央領域においてよりもP
拡散層がさらに第1の層内へ浸透している領域によって
形成される。
【0012】第1の層1と第2の層2によってPN接合
部が得られる。このPN接合部は遮断方向で分極され
る。それにより所定の電圧を上回った場合には、PN接
合部の降伏が生じる。この場合の問題なのは、縁部領域
にPN接合部が生じた場合である。なぜならこの領域に
おいては汚れの付着又は表面効果によって降伏に対する
正確な電圧値が設定できないからである。さらに前記作
用に基づいて縁部領域における降伏電圧が通常は中央領
域においてよりも僅かとなる。それ故にPN接合部の降
伏が縁部領域においてではなく中央領域において生じる
ように保証されなければならない。ドイツ連邦共和国特
許公開第4320780号公報ではこのことが次のこと
によって達成されている。すなわち中央領域が縁部領域
よりも高濃度にドーピングされることによって達成され
ている。それにより中央領域における降伏電圧が縁部領
域におけるよりも僅かになる。本発明では縁部領域のP
N接合部の降伏電圧が次のことによって高められる。す
なわちドーピング材濃度のグラジエント、つまり縁部領
域における第2の層2のドーピング材濃度の変化が中央
領域におけるよりも僅かなことによって高められる。こ
れはひいては、PN接合部の降伏電圧がグラジエントに
よっても影響されること、つまりグラジエントが小さけ
れば小さいほど降伏電圧が大きくなることを意味する。
そのため簡単な手法で、半導体小板の縁部領域ではなく
中央領域だけのPN接合部で降伏を生ぜしめることが保
証される。
【0013】このような構成は、有利にはダイオード、
特にツェナーダイオードとして用いることができる。し
かしながらその他のPN接合部を有する全ての構成素子
にも適用可能である。
【0014】図1と図2に示された方法はさらに次のよ
うな利点を有している。すなわち半導体素子のプロセス
過程が無菌室でなくても行える利点を有している。単結
晶欠損部11の形成も拡散ステップも無菌室以外で実施
可能である。それ故本発明による方法は非常にコストが
節約できる。
【0015】図3及び図4には本発明による方法の第2
実施例を示している。この場合図3には第1のシリコン
層を有している半導体基板の断面が示されている。この
下側には高濃度ドーピングされた層3が設けられてい
る。この高濃度ドーピング層3は、シリコン層1と同じ
導電性を有している。シリコン層1の上側では機械的な
処理によって溝4が形成されている。この溝4は、例え
ば面取り、研磨、研削等の手法によって形成することが
できる。この溝領域4では第1のシリコン層1の単結晶
構造が損なわれている。この作用を非常に強くするため
には鋸歯や研磨機等が使用される。これらは通常はシリ
コンの処理に対して用いられるダイヤモンド粒子の粗い
面を有している。それにより溝領域4において第1のシ
リコン層1の結晶格子の欠損を多く形成できる。
【0016】図4には、拡散ステップの後でそのように
形成された構造が示されている。シリコン層1の上側に
は、第1のシリコン層1の導電性タイプとは反対の導電
性タイプを形成するドーピング材が設けられる。さらな
る処理では、第1の層1がN導電性タイプで、拡散によ
って形成された第2の層2がP導電性タイプであること
を前提とする。それにより溝領域4ではP層が中央領域
におけるよりも著しく僅かなグラジエントを有する。こ
こでも第1の層1と第2の層2の間のPN接合部の降伏
が専ら半導体小板の中央領域(これは基板10の分断線
12に沿った分割によって形成される)で生じることが
保証される。
【0017】図3および図4に示された裏側ドーピング
層3は、そのようにして形成されるダイオードの抵抗の
さらなる低減に用いられる。第1の層1のドーピングが
十分に高い濃度である場合には、層を省くこともでき
る。
【0018】図2及び図4に示された半導体装置の分割
前にそれぞれ上側と下側に金属層を被着させてもよい。
この種の構成素子は分割の直後でツェナーダイオードと
して使用可能である。この場合は上側と下側でそれぞれ
ダイオードのコンタクトのための接続線が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の製造方法の第1実施
例を示した図である。
【図2】本発明による半導体装置の製造方法の第1実施
例を示した図である。
【図3】本発明による半導体装置の製造方法の第2実施
例を示した図である。
【図4】本発明による半導体装置の製造方法の第2実施
例を示した図である。
【符号の説明】
1 第1の層 2 第2の層 3 高濃度ドーピング層 4 溝 10 半導体基板 11 単結晶欠損部 13 半導体小板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェスナ ゲーベル ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン シュ ピッツエッカーヴェーク 27

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縁部領域と中央領域を有する半導体小板
    (13)を備えた半導体装置であって、前記半導体小板
    (13)は第1のドーピングタイプの第1の層(1)を
    有しており、前記第1の層(1)には第2の層(2)が
    被着されており、前記第2の層(2)は、前記第1の層
    (1)とは反対のドーピングタイプからなり、前記第2
    の層(2)によってPN接合部が形成され、前記第1の
    層(1)におけるドーピング材濃度は実質的に一様であ
    り、縁部領域における第2の層(2)のドーピング材濃
    度のグラジエントは、中央領域におけるよりも僅かであ
    る、半導体装置において、 縁部領域における第2の層は、中央領域におけるよりも
    深くドーピング材によって浸透されていることを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の層(2)は、第1の層(1)
    の上側に被着されており、前記第1の層(1)の下側に
    は、該第1の層(1)と同じドーピングタイプの高濃度
    ドーピング層(3)が被着されている、請求項1記載の
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体小板(13)の縁部領域に、
    上側からの切欠が設けられている、請求項1又は2記載
    の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体小板(13)の上側および下
    側に金属層が被着されている、請求項1〜3いずれか1
    項記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 第1のドーピングタイプの第1の層
    (1)を有する半導体基板(10)内に、第2のドーピ
    ングタイプの第2の層(2)を、半導体基板(10)表
    面へのドーピング材の配設とそれに続く拡散によって被
    着させ、この場合第1の層(1)と第2の層(2)はP
    N接合部を形成し、前記半導体基板(10)は縁部領域
    の一部によって分割されている、半導体装置の製造方法
    において、 第1の層(1)の拡散ステップの前に、縁部領域におい
    て単結晶欠損部(11)を設け、それによって該欠損部
    領域(11)における拡散を、欠損のない領域よりも早
    く生ぜしめることを特徴とする、半導体装置の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 前記単結晶欠損部(11)は機械的な処
    理、例えば異物粒子のインプラント又は照射等によって
    行う、請求項5記載の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記第1の層(1)に、実質的に一様な
    ドーピング材濃度を持たせる、請求項5又は6記載の半
    導体装置の製造方法。
JP8239574A 1995-10-19 1996-09-10 半導体装置及び該半導体装置の製造方法 Pending JPH09129900A (ja)

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