JPS58165331A - 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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- JPS58165331A JPS58165331A JP57047099A JP4709982A JPS58165331A JP S58165331 A JPS58165331 A JP S58165331A JP 57047099 A JP57047099 A JP 57047099A JP 4709982 A JP4709982 A JP 4709982A JP S58165331 A JPS58165331 A JP S58165331A
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Classifications
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は゛半導体装置の製造方法にかかり、特に半導
体装置の電気的特性を向上させるa迫方法に関する。
体装置の電気的特性を向上させるa迫方法に関する。
従来、各種のトランジスタ、ダイオード、集積回路(I
C)等のブレーナ構造の半導体装11Hおいては、PN
11合が基板O主面に露出する部分を保饅被膜で被覆し
てその電気的粘性を安定化させる各種の手段がとられて
いる。例えば、畝上の無画部を酸化シリコン膜で被覆し
これζ二選択的し開孔し不純物拡散を施して接合形成を
行なったのち、接合面(二酸化シリコン膜を被覆しさら
C;)(ツシペーショyl[を形成し、各接合部の電極
導出用開孔を施し、電極形成がなされて半導体装置が形
成されるのが一般的である。この場合、表面保護膜の酸
化シリコン膜は最初の工程で被覆され、さら(二連中工
程で積増しされ残存のit半導体装置の表面保護膜とさ
れている。
C)等のブレーナ構造の半導体装11Hおいては、PN
11合が基板O主面に露出する部分を保饅被膜で被覆し
てその電気的粘性を安定化させる各種の手段がとられて
いる。例えば、畝上の無画部を酸化シリコン膜で被覆し
これζ二選択的し開孔し不純物拡散を施して接合形成を
行なったのち、接合面(二酸化シリコン膜を被覆しさら
C;)(ツシペーショyl[を形成し、各接合部の電極
導出用開孔を施し、電極形成がなされて半導体装置が形
成されるのが一般的である。この場合、表面保護膜の酸
化シリコン膜は最初の工程で被覆され、さら(二連中工
程で積増しされ残存のit半導体装置の表面保護膜とさ
れている。
畝上の従来例の半導体装置の電気的特性6二ついて検討
してみると、表面保護膜としてシリコン基板の主面上に
直接形成される酸化シリコン膜が最も良い保圃膜とされ
ている。しかし、酸化シリコン膜中ヘナトリウム等のア
ルカリ金属、水素、酸素等の侵入や移動が着るしく基板
表面6二おける電気的特性6二悪影響を与え、半導体装
置の劣化や不安定の原因をなしている。このため酸化シ
リコン膜の中を速い速度で自由ζ二移動するナトリウム
等のアルカリ金属の吸い出し方法として、リンゲッタや
リンを含むパツシベーVWン膜が形成されて劣化防止や
安定化をはかることが常用されている。
してみると、表面保護膜としてシリコン基板の主面上に
直接形成される酸化シリコン膜が最も良い保圃膜とされ
ている。しかし、酸化シリコン膜中ヘナトリウム等のア
ルカリ金属、水素、酸素等の侵入や移動が着るしく基板
表面6二おける電気的特性6二悪影響を与え、半導体装
置の劣化や不安定の原因をなしている。このため酸化シ
リコン膜の中を速い速度で自由ζ二移動するナトリウム
等のアルカリ金属の吸い出し方法として、リンゲッタや
リンを含むパツシベーVWン膜が形成されて劣化防止や
安定化をはかることが常用されている。
畝上の説94(二もとづいて形成される半導体装置の一
例のプレーナ屋パワートランジスタ素子を製造工程順ζ
二部1図ないし第8図砿二示し、これC二よって以下し
説明する。′!s1図(:おける■はシリコン基板で、
通称O8L (One 5ide Lapped Wa
fer )と呼ばれるN′″ON N構造(N層(1m
)、N層(lb))4二なるNWiのものである。つい
で、高温のスチーム雰囲気中で酸化シリコンj1 (2
)を約1μ厚し形成したのち、ベース層形成のための開
孔(2a)を施す(′s2図)。ついで、前記開孔から
基板(1)と反対導′@型の高濃度不純物、例えばボロ
ンを拡散してベース層(3)を形成したのち、酸化シリ
コン膜(2)のみな残す後処理を施す(第3−)。次に
、高温の冒 スチーム雰囲気中で酸化シリコン膜(4)を約1.3μ
m厚(層形成したのち、エミッタ層形成予定域仁開孔(
4a)を設ける(第4図)。ついで、前記開孔から基板
と同じ導電層の高濃度不純物、例えばリンを拡散してエ
ミッタ層俤)を形成したのち、酸化シリ;ン膜(5)、
(2)0みを残す後処理を施す(185図)。
例のプレーナ屋パワートランジスタ素子を製造工程順ζ
二部1図ないし第8図砿二示し、これC二よって以下し
説明する。′!s1図(:おける■はシリコン基板で、
通称O8L (One 5ide Lapped Wa
fer )と呼ばれるN′″ON N構造(N層(1m
)、N層(lb))4二なるNWiのものである。つい
で、高温のスチーム雰囲気中で酸化シリコンj1 (2
)を約1μ厚し形成したのち、ベース層形成のための開
孔(2a)を施す(′s2図)。ついで、前記開孔から
基板(1)と反対導′@型の高濃度不純物、例えばボロ
ンを拡散してベース層(3)を形成したのち、酸化シリ
コン膜(2)のみな残す後処理を施す(第3−)。次に
、高温の冒 スチーム雰囲気中で酸化シリコン膜(4)を約1.3μ
m厚(層形成したのち、エミッタ層形成予定域仁開孔(
4a)を設ける(第4図)。ついで、前記開孔から基板
と同じ導電層の高濃度不純物、例えばリンを拡散してエ
ミッタ層俤)を形成したのち、酸化シリ;ン膜(5)、
(2)0みを残す後処理を施す(185図)。
次に、高温のスチーム雰囲気中で酸化シリコン膜(6)
を約1.0 pm厚一層形成し、さら4=低温酸化法に
よってPDO(すyドープド酸化シリコン)膜(7)を
下地の酸化シリ:01y膜の厚さ6二対しh〜Kに形成
し、さらに積層してUDO(アンド−ブト酸化シリコン
)膜(8)をaooo〜5000λ1i度積層形成する
(第6図)。次仁、各拡散層の電極取出し用の開孔(9
b)。
を約1.0 pm厚一層形成し、さら4=低温酸化法に
よってPDO(すyドープド酸化シリコン)膜(7)を
下地の酸化シリ:01y膜の厚さ6二対しh〜Kに形成
し、さらに積層してUDO(アンド−ブト酸化シリコン
)膜(8)をaooo〜5000λ1i度積層形成する
(第6図)。次仁、各拡散層の電極取出し用の開孔(9
b)。
(9・)を設妙る(第7図)。前記拡散層ζ;至る開孔
s4=夫々の電極、ベース電極(IOB)、ニオツタ電
@(10g)と、基板のコレクタ電極(IOC)を設け
る(第11vA)。
s4=夫々の電極、ベース電極(IOB)、ニオツタ電
@(10g)と、基板のコレクタ電極(IOC)を設け
る(第11vA)。
畝上の半導体装置においては、表面保■膜として形成さ
れた駿イビ(シリコン属は各製造工程を経るので、各工
程での汚染源の付着や侵入等による蓄積がある。また、
高温でのスチーム酸化中不純物拡散工程での重金属イオ
ンの拡散炉からの汚染、炉内への持込み汚染等(二上っ
てシリコン基板内(二不所望不純物として拡散が施され
累積したままでいるため、トランジスタの電気的特性の
逆バイアス時の逆方向電流が大になったり、ライフタイ
ムを低下させたり、電流増幅率が低下したり、等の不安
定、劣化要因を含んでいる欠点があった。
れた駿イビ(シリコン属は各製造工程を経るので、各工
程での汚染源の付着や侵入等による蓄積がある。また、
高温でのスチーム酸化中不純物拡散工程での重金属イオ
ンの拡散炉からの汚染、炉内への持込み汚染等(二上っ
てシリコン基板内(二不所望不純物として拡散が施され
累積したままでいるため、トランジスタの電気的特性の
逆バイアス時の逆方向電流が大になったり、ライフタイ
ムを低下させたり、電流増幅率が低下したり、等の不安
定、劣化要因を含んでいる欠点があった。
上記対策として、酸化クリコン膜中の累積不所望因子を
除去するため(二保護膜の酸化7リコン膜の上からPO
Cl3等を使用してリンゲッタが施され、酸化シリコン
膜中の不所望因子をリンガラス中に畝収させたのちリン
ガラス層のみ除去し、不所望因子のきわめて少い保I!
膜とする方法がある。しかし、このような方法によって
も醸化シリコン膜の汚染が大きい場合にはリンゲッタの
リン濃度をさらに高くする方向でなされるが、高くすれ
ばする根、下地の酸化シリコン膜中へのローカル的な異
常拡散や、リンの析出、下地酸化シリコン膜との溶融、
分極効果等を生じたりするよう覗;なるので、リン濃度
を高くする6二も限界がある。また、シリコン基板内へ
の重金属イオンの拡散防止(二対しては、拡散炉内への
持込み防止と炉自体から発生する汚染源の防止しかなく
、その評価、基準、防止策はきわめて困1である。
除去するため(二保護膜の酸化7リコン膜の上からPO
Cl3等を使用してリンゲッタが施され、酸化シリコン
膜中の不所望因子をリンガラス中に畝収させたのちリン
ガラス層のみ除去し、不所望因子のきわめて少い保I!
膜とする方法がある。しかし、このような方法によって
も醸化シリコン膜の汚染が大きい場合にはリンゲッタの
リン濃度をさらに高くする方向でなされるが、高くすれ
ばする根、下地の酸化シリコン膜中へのローカル的な異
常拡散や、リンの析出、下地酸化シリコン膜との溶融、
分極効果等を生じたりするよう覗;なるので、リン濃度
を高くする6二も限界がある。また、シリコン基板内へ
の重金属イオンの拡散防止(二対しては、拡散炉内への
持込み防止と炉自体から発生する汚染源の防止しかなく
、その評価、基準、防止策はきわめて困1である。
畝上の如く、いずれの場合においても根本的な欠点の解
決策がないのが現状である。
決策がないのが現状である。
〔発明の目的〕
畝上の背景技術における問題点を解決するための改嵐さ
れた半導体装置の製造方法を提供するものである。
れた半導体装置の製造方法を提供するものである。
この発明(二かかる半導体装置の製造方法においてはペ
ース、エミッタ等の所定の接合形成が行なわれた最後の
工11のあとでシリコン基板表面に形成された保−膜を
すべて除去し、ついで、塩酸と酸素との混合気体、また
は水素と酸素と塩酸との混合気体雰囲気中で加温II&
通を施したのち、低温酸化法、例えばCVD (Chs
mioal Vapor D@position)流電
;てシリコン基板上に保鏝膜となるUDO展、PDO膜
、1JDO膜t−順次積層形成した3層構造の保−朧と
パッジベージ璽ンIl[を形成する。その後に1000
’O以上の高温中にて熱処理を施すことを特徴とする
。
ース、エミッタ等の所定の接合形成が行なわれた最後の
工11のあとでシリコン基板表面に形成された保−膜を
すべて除去し、ついで、塩酸と酸素との混合気体、また
は水素と酸素と塩酸との混合気体雰囲気中で加温II&
通を施したのち、低温酸化法、例えばCVD (Chs
mioal Vapor D@position)流電
;てシリコン基板上に保鏝膜となるUDO展、PDO膜
、1JDO膜t−順次積層形成した3層構造の保−朧と
パッジベージ璽ンIl[を形成する。その後に1000
’O以上の高温中にて熱処理を施すことを特徴とする
。
次にこの発明を1実施例につき図面を参照して詳細に説
明する。なお、この1実施例の方法は背景技術4二つい
て88図まで(;説述したところと変らないので、これ
を引用し以降について第9図ないし第12図(=よって
詳述する。エミッタ拡散が完了した状態(第9図)にお
いて酸化シリコン膜(2,4,6)を弗酸溶液に浸漬し
て全部除去したのち、硝酸と塩酸を容量比で1:3の混
合液の液温を80b以上C二した液中にて10分間加温
処理を施す。この処理によって基板の界面に硝酸の有す
る酸化力によって〜50A@度の薄い酸化膜が形成され
、同時にその膜中への重金属イオンのトラップを行ない
、基板内に拡散および累積された重金属、1ト イオンの吸出しと溶出が行な6tする。その後、稀弗酸
水溶液(;浸漬して酸化膜除去、つまり基板表面の極め
て浅い界面での重金属高濃度キャリヤ分布の部分が酸化
され、前記水溶液にて除去され重金属イオンの除去が達
成される。その後、低温酸化法、例えばCVD法によっ
て第10図4:示すように保II展となるυDO膜α論
を約1.0μm形成し、ついでPDOIIQIを下地の
酸化膜の厚さ4二対比してA〜%O膜厚でかつ膜中のP
浸度を5刈O″!1〜1.5X10町11の範囲内に積
層形威し、さらにυDo膜Q騰を0.3〜0.5μm程
度積層形成する。上記UDO膜、 PDO膜の作用は次
の如くである。すなわち、基板直上のUDO−膜収υは
各接合端の保躾膜としての役目を来たし、これ礪二積層
形威されたPDO[(13は外部からのナトリウム等の
アルカリイオンの侵入の防止、ゲッタの役目を果たし、
最上層のUDO@(l謙は湿気等の不所望因子1;対す
るパッシベーションと前記PDO@(laの保IiO役
を果たすものである。ついで、膜形成が完了したj記基
板を塩酸とl12素の混合ガ′:′ ス雰囲気中・またi水素と酸素と塩酸の混合ガ3雰囲気
中で1000℃以上の高温1二て、好ましくは酸化シリ
コン膜ζニガスエッチングを生じさせない塩酸の鏡度、
つまD (Ill素澁度)X(流量)に対してS慢以下
の(塩酸浸度)×(流量)の値とじた雰囲気中で加分間
以上熱処理を施し、上記低温酸化膜の密度を高温酸化膜
の密度差み(二高める。その後、第11図屯=示すよう
(二、ベース、エミッタの各層の電極取出し用の開孔(
14b) 、 (14c)を設ける。
明する。なお、この1実施例の方法は背景技術4二つい
て88図まで(;説述したところと変らないので、これ
を引用し以降について第9図ないし第12図(=よって
詳述する。エミッタ拡散が完了した状態(第9図)にお
いて酸化シリコン膜(2,4,6)を弗酸溶液に浸漬し
て全部除去したのち、硝酸と塩酸を容量比で1:3の混
合液の液温を80b以上C二した液中にて10分間加温
処理を施す。この処理によって基板の界面に硝酸の有す
る酸化力によって〜50A@度の薄い酸化膜が形成され
、同時にその膜中への重金属イオンのトラップを行ない
、基板内に拡散および累積された重金属、1ト イオンの吸出しと溶出が行な6tする。その後、稀弗酸
水溶液(;浸漬して酸化膜除去、つまり基板表面の極め
て浅い界面での重金属高濃度キャリヤ分布の部分が酸化
され、前記水溶液にて除去され重金属イオンの除去が達
成される。その後、低温酸化法、例えばCVD法によっ
て第10図4:示すように保II展となるυDO膜α論
を約1.0μm形成し、ついでPDOIIQIを下地の
酸化膜の厚さ4二対比してA〜%O膜厚でかつ膜中のP
浸度を5刈O″!1〜1.5X10町11の範囲内に積
層形威し、さらにυDo膜Q騰を0.3〜0.5μm程
度積層形成する。上記UDO膜、 PDO膜の作用は次
の如くである。すなわち、基板直上のUDO−膜収υは
各接合端の保躾膜としての役目を来たし、これ礪二積層
形威されたPDO[(13は外部からのナトリウム等の
アルカリイオンの侵入の防止、ゲッタの役目を果たし、
最上層のUDO@(l謙は湿気等の不所望因子1;対す
るパッシベーションと前記PDO@(laの保IiO役
を果たすものである。ついで、膜形成が完了したj記基
板を塩酸とl12素の混合ガ′:′ ス雰囲気中・またi水素と酸素と塩酸の混合ガ3雰囲気
中で1000℃以上の高温1二て、好ましくは酸化シリ
コン膜ζニガスエッチングを生じさせない塩酸の鏡度、
つまD (Ill素澁度)X(流量)に対してS慢以下
の(塩酸浸度)×(流量)の値とじた雰囲気中で加分間
以上熱処理を施し、上記低温酸化膜の密度を高温酸化膜
の密度差み(二高める。その後、第11図屯=示すよう
(二、ベース、エミッタの各層の電極取出し用の開孔(
14b) 、 (14c)を設ける。
ついで、前記各拡散層6=至る開孔Sに夫々の電極、ベ
ース電極(15B)、二定ツタ電極(15B)を、また
、基板のコレクタ電& (15C)を設け(第12図)
、半導体装置の製造が達成される。
ース電極(15B)、二定ツタ電極(15B)を、また
、基板のコレクタ電& (15C)を設け(第12図)
、半導体装置の製造が達成される。
従来の発明方法には主面の酸化シリコン膜の段差il(
二開孔な設ける必要から開孔作業の不安定、精度の不均
一等の不具合があったが、この発明方法は開孔時の保護
膜O膜厚が均一で平坦な表面に行なわれるので、開孔作
業が安定しかつ、その精度も顕著ζ:向上をみる。そし
て、NPN)くワートランジスタ(=おける電流増幅率
は約1.5倍に、ライフタイムは約1.2倍6二、リバ
ース電流は約%で従来のレベルよりも向上することが確
認された。
二開孔な設ける必要から開孔作業の不安定、精度の不均
一等の不具合があったが、この発明方法は開孔時の保護
膜O膜厚が均一で平坦な表面に行なわれるので、開孔作
業が安定しかつ、その精度も顕著ζ:向上をみる。そし
て、NPN)くワートランジスタ(=おける電流増幅率
は約1.5倍に、ライフタイムは約1.2倍6二、リバ
ース電流は約%で従来のレベルよりも向上することが確
認された。
畝上の実施例から明らかなように、シリコン基板内の不
所望拡散累積物の吸出しと溶出地理が施されること、最
終保sixとなる酸化シリコン膜は全面除去後C:きわ
めて不所望因子の含有の少ない保護膜が形成されること
、電極形成用開孔作業が安定しかつ高精度に施されて電
気的特性と品位の向上が達せられるなどの顕著な利点が
ある。
所望拡散累積物の吸出しと溶出地理が施されること、最
終保sixとなる酸化シリコン膜は全面除去後C:きわ
めて不所望因子の含有の少ない保護膜が形成されること
、電極形成用開孔作業が安定しかつ高精度に施されて電
気的特性と品位の向上が達せられるなどの顕著な利点が
ある。
111[1tいし第8図は従来の半導体装置の製造方法
を工程順し示すいずれも断面図、第9図ないし第12図
はこの発明(二かかる1実施例の半導体装置OSSSS
法を工111[4二示すいずれも断面図である。 I S/リコン基板 2、4.6 酸化シリコン膜 3 ベース層 5 工(ツタ層 11.13 1iDo属 12 PDOjii 141s 、 14e 開孔 15B コレクタ電極 L)C:fレタタ電極 15E エミッタ電極 代理人 弁理士 井 上 −5 1□ 1、′:1 第 1 図 第2図 第、”;・・・3図 1:、・1゜ 第 4 図 第5図 第6図 第 7 図 第 8 図 第 9 図
を工程順し示すいずれも断面図、第9図ないし第12図
はこの発明(二かかる1実施例の半導体装置OSSSS
法を工111[4二示すいずれも断面図である。 I S/リコン基板 2、4.6 酸化シリコン膜 3 ベース層 5 工(ツタ層 11.13 1iDo属 12 PDOjii 141s 、 14e 開孔 15B コレクタ電極 L)C:fレタタ電極 15E エミッタ電極 代理人 弁理士 井 上 −5 1□ 1、′:1 第 1 図 第2図 第、”;・・・3図 1:、・1゜ 第 4 図 第5図 第6図 第 7 図 第 8 図 第 9 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板の主面C:保睦被膜を設はベース層、エミツ
タ層をはじめ所要の領域層を拡散形成したのち保護被膜
を除去する工程と、ついで前記基板を硝酸と塩酸の混液
で加熱処理を施す工程と、その後前記基板の主面6二低
温保−被膜を形成すΣ工程と、ついで塩酸とfiXとの
混合気体、また)門水素と酸素と塩酸との混合気体雰囲
気中で1ooo ’。 以上に加熱処理を施す工程とを備えた半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57047099A JPS58165331A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57047099A JPS58165331A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58165331A true JPS58165331A (ja) | 1983-09-30 |
Family
ID=12765728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57047099A Pending JPS58165331A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58165331A (ja) |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP57047099A patent/JPS58165331A/ja active Pending
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