JPS58165331A - 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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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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JP
Japan
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film
oxide film
substrate
silicon oxide
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP57047099A
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English (en)
Inventor
Shoichi Kitane
北根 正一
Kenji Azetsubo
畦坪 憲二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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。

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。
〔発明の技術的背景〕
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。
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。
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)。
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)。
(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)。
〔背景技so間一点〕
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。
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。
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。
〔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。
〔発明の@要〕
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
〔発明の実施例〕
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

  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。
JP57047099A 1982-03-26 1982-03-26 半導体装置の製造方法 Pending JPS58165331A (ja)

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