JPS584818B2 - 半導体基体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体基体の製造方法に関し、詳しくは互いの
島領域を分離する多孔質シリコン分離法に関する。

従来、集積回路などの半導体装置においては、複数の島
領域を分離するのに高密度・高速度化の理由から絶縁物
分離法が用いられている。

絶縁物分離法としては、絶縁物として絶縁物化された多
孔質シリコンを，用いる方法が開発されている。

従来の多孔質シリコン分離法の一例を第１図に示す。

基板１はＰ形シリコン基板であり、その一主面にＮ形シ
リコンエピタキシャル層２が形成されている。

さらに上記Ｎ形シリコンエピタキシャル層２の表面に分
離領域１１を除いて窒化硅素膜３が被着している。

上記基体１を４９φ弗化水素酸水溶液中に浸漬し、陽極
処理を行なうと窒化硅素膜３の被着していない分離領域
１１に多孔質シリコン４が形成される。

ところが分離領域１１の多孔質化に伴なって、分離領域
１１から島領域１２へ向かって表面近傍にシリコン中に
枝状の反応孔５が生じる。

第２図にその表面観察図を示す。多孔質シリコン４の酸
化後も上記枝状反応孔５はそのまま残る。

Ｎ形シリコンエピタキシャル層２の膜厚を５μｍとする
と、前記エビタキシャル層２をすべて多孔質化する間に
枝状反応孔５の長さは３０μｍにも達する。

枝状反応孔５が島領域１２内に形成されたＰ−Ｎ接合を
横切ると、Ｐ−Ｎ接合はソフトな逆方向ブレークダウン
特性を示し、しかもリーク電流が犬となる。

よって、従来における多孔質分離法では島領域内のＰ−
Ｎ接合を分離領域より３０μｍ以上離して形成しなけれ
ばならず、従って高密度化にもおのずと限界があった。

本発明は上記欠点をなくした多孔質シリコン分離法を提
供するものである。

すなわち、本発明による多孔質シリコン分離法は枝状反
応孔５が生じないので、島領域内のＰ−Ｎ接合を分離領
域の極めて近傍にあるいは分離領域に接して形成するこ
とが出来、従来よりはるかに高密度化にすることが可能
となる。

以下本発明を実施例とともに詳細に説明する。

本発明は多孔質化すべき分離領域あるいは分離領域を取
り囲んだ領域にあらかじめ表面層部分（約２μｍ）にの
み高濃度不純物拡散層を形成することにより達成される
ものである。

前述した従来の方法では比較的低濃度のＮ形シリコンエ
ピタキシャル層（比抵抗１Ω−ｃｍ以上）を多孔質化す
る際、窒化硅素膜下の島領域内へ枝状に多孔質化が進行
しただめ、島領域内に枝状反応孔が生じた。

しかし本発明者らは高濃度不純物拡散層を選択的に多孔
質化する際には、島領域内に枝状反応孔は生じないこと
を見い出した。

本発明は上記実験結果によりなされたものであり、分離
領域を含んだ領域あるいは前記分離領域を取り囲んだ領
域の表面層（ここでいう表面層とはたとえば２μｍ以下
の層である）に、高濃度不純物拡散層（表面濃度１０１
７／ｃｍ３以上）を形成しておき、その後分離領域を選
択的に多孔質化するものであり、その結果分離領域から
島領域内への枝状反応孔は生じない。

それ故、島領域内のＰ−Ｎ接合を分離領域の極めて近傍
にあるいは分離領域に接して形成することができ、従来
よりはるかに高密度化することが可能である。

なお、前記高濃度不純物拡散層はＰ形でもＮ形でも良い
。

本発明の一実施例を第３図に示す。

まずａに示すごとく、Ｐ形シリコン基板１０１の一主面
にＮ形シリコンエピタキシャル層１０２の形成された基
板１１１を準備するａ。

Ｐ形シリコン基板１０１の比抵抗は１０Ω−ｃｍであり
、Ｎ形シリコンエピタキシャル層１０２の膜厚は５μｍ
、比抵抗は１Ω−ｃｍである。

基板１１１を熱酸化し、表面に酸化硅素膜１０４を形成
する。

次にホトエッチング法により、分離領域を内部に含んだ
領域１０３の酸化硅素膜１０４を除去する。

その後熱拡散法によりＮ形不純物原子たとえばリンを領
域１０３の表面部分に浅く（約０．５μｍ）拡散し、Ｎ
形高濃度不純物拡散層１０５を形成するｂ。

基板表面の酸化硅素膜１０４を除去し、表面に窒化硅素
膜１０８を被着する。

その後通常のホトエッチング法により、島領域１０７に
のみ選択的に窒化硅素膜１０８を残すｃ。

この時、分離領域１０６は前記Ｎ形高濃度不純物拡散層
１０５の領域１０３の内部に形成されている。

しかるのち、Ｃの状態の基板を４９％弗化水素酸水溶液
中に浸漬して陽極処理を行なうと、分離領域１０６に多
孔質シリコン１０９が形成されるｄ。

この時、多孔質化は島領域１０７内の前記Ｎ形高濃度不
純物拡散層１０６内にも横方向広がりにより進行するが
、その形状はＰ形あるいは低比抵抗Ｎ形シリコン基板の
多孔質化において見られると同様に一様な多孔質シリコ
ンの横方向広がりであり、従来法に見られたような枝状
反応孔ではない。

しかもその横方向広がりは、従来法の枝状反応孔の長さ
３０μｍに比べると非常に小さく、多孔質シリコン膜厚
と同程度であり、本実施例では約５μｍであった。

第４図は本発明の他の実施例である。

第４図ａは第３図Ｃに相当する工程図であり、第４図ａ
においては分離領域１０６を取り囲んだ領域１２０にＮ
形高濃度不純物拡散層１０５が形成されている。

かかる基板を４９多弗化水素酸水溶液中に浸漬して陽極
処理を行なうと、分離領域１０６に多孔質シリコン１０
９が形成され、第３図ｄと同一の構造となるｂ。

この場合も島領域１０γ内に枝状反応孔は生じなかった
。

上記第３図および第４図の実施例で得られた基板を酸化
して、多孔質シリコン１０９を酸化硅素膜に変質せしめ
ても枝状反応孔は見られなかった。

その後、通常の半導体製造技術により、島領域１０７内
にＰ−Ｎ接合を形成した。

第５図はその断面図である。

ここで、１１６は多孔質シリコン１０９の酸化された酸
化硅素膜、１１６′ は表面の酸化硅素膜、１１７は島
領域１０７内に形成されたＰ形不純物拡散層、１１８は
前記Ｐ形不純物拡散層１１７内に形成されたＮ形不純物
拡散層、１１９，１２０はそれぞれ拡散層１１７，１１
８のアルミ電極である。

第５図Ｋ示す構造において拡散層１１７，１１８間の逆
方向プレークダウン特性を測定した結果、ハードブレー
クダウン特性を示した。

また拡散層１１７，１１８間の逆方向リーク電流も通常
の拡散層において得られる値と同程度であった。

以上の実施例で述べた高濃度不純物拡散層１０５の不純
物形はＮ形に限定されるものではなく、Ｐ形でも良い。

さらに拡散層１０５の形成方法も熱拡散法に限定される
ものでなく、イオン注入法など通常の形成方法でも可能
である。

まだ拡散層１０５は島領域１０７内に半導体素子を形成
した場合のコレクタ導出拡散層として利用することも可
能である。

以上述べたように本発明による多孔質シリコン分離法で
は枝状反応孔が生じないため、分離領域に近接してＰ−
Ｎ接合を形成でき、それ故半導体装置を著しく高密度化
することが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の多孔質シリコン分離法により作成された
半導体基体の構造断面図、第２図はその表面観察図、第
３図ａ〜ｄ、第４図ａ，ｂはそれぞれ本発明の実施例に
かがる多孔質シリコン分離法の製造工程図、第５図は本
発明を用いた半導体素子の構造の一例を示す断面図であ
る １０１・・・・・・Ｐ形シリコン基板、１０２・・・・
ｏＮ形シリコンエピタキシャル層、１０５・・・・・・
Ｎ形高濃度不純物拡散層、１０９・・・・・・多孔質シ
リコン、１１６・・・・・・多孔質シリコンを酸化した
酸化硅素膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｐ形半導体基体の一主面に形成されたＮ形半導体層
   の所定の分離領域形成予定箇所を少なくとも取り囲んだ
   領域の表面層に高濃度不純物拡散層を形成する工程と、
   前記所定の分離領域形成予定箇所を高濃度不純物拡散層
   を横切って前記Ｐ形半導体基体に達するように多孔質化
   し、多孔質半導体層を形成する工程と、前記多孔質半導
   体層を絶縁物化する工程とを備えたことを特徴とする半
   導体基体の製造方法。