JPS5884458A - 半導体基板の製造方法 - Google Patents

半導体基板の製造方法

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JPS5884458A
JPS5884458A JP18180781A JP18180781A JPS5884458A JP S5884458 A JPS5884458 A JP S5884458A JP 18180781 A JP18180781 A JP 18180781A JP 18180781 A JP18180781 A JP 18180781A JP S5884458 A JPS5884458 A JP S5884458A
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semiconductor substrate
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Shoichi Kitane
北根 正一
Shigeru Honjo
茂 本庄
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体基板の製造方法に関し、I¥iK電力用
ノ臂ワートランジスタの製造に用いる半導体基板0Il
l造方法に係る。
電力用/母ワートランジスタの製造には、−導電蓋の半
導体基板の裏面側に基板と同導電波の高濃度不純物層を
形成した二層構造(NomN”またId P on P
” )の半導体基板が用いられる。これは、電力用・臂
ワートランジスタでは基板の裏面側からコレクタ電極を
取シ出すことから、コレクタの飽和抵抗を減少させる上
で基板の裏面側に高濃度不純物層が必要とされる丸めで
ある。
上記二層構造を有する半導体基板の従来の製造方法を、
npnパイポー? m z譬ワートランゾスタの製造に
用いるNonN+型のシリコン基板を例に説明すれば次
の通シである。
中 まず、厚さ500μ、φ1000ツ、f仕上げ面を
有するn″″型シリコン基板Iにオキシ塩化燐(poc
z、 )を拡散源として1200℃、3時間の燐拡散を
行ない、基板10両mK拡散深度15μ、表1rro不
純物議[4〜6 X 102’/am”On+型デポジ
シ、ン層2を形成する(第1図(a)図示)。
(11)次に、1270℃、270時間の熱処理によj
) n @f”4ジシ、ン層2のスランビングを行ない
、拡散深度190μ、不純物表面濃度I X 1G”/
eIR”以上のn”31xryピング層3を形ピング層
3の表面から220μだけ削除する。
これによシ、i−型層lも220μm190s=30μ
だけ削除され、従って、う、ピングされなかっ九m+盤
のスラッピング層3上にn−型層1を有するNoaN+
型のシリコン基板が得られる(同図(a)図示)。
このときのn″′型層型層1拡直1000ラッピング面
4になっている。
(1い 次11c、n−蓋層1の表面をミラーラッピン
グすることによシ、ラッピング面4の破砕層を除去する
と共に表面をミラー面6に仕上げる。
これによシ裏面側にコレクタ電極を形成するための深さ
190μのn+型スランピング層3と、そO上にコレク
タ領域となる厚さ60声の亀一層領域1を有し、全体の
厚さが2−50μON@鳳N” ! ’/ IJコン基
板が得られる(同図(d)図示)。
こうして得られた二層構造の半導体基板は、その製造方
法に因んで08L基板(On@8id・m1rror 
Lapping基板)と呼ばれている。
ところで、上記従来の製造方法では、厚さ250μの0
8L基板を得るために略2倍の厚さの基板から出発しな
ければならず、材料ロスが大きいという問題があった。
また、片側を220μもラッピングして削除しなければ
ならないため長時間のう、ピングを要すること、および
高精度のう、ピングを行なうために高度の技術を要する
ことなどからコスト高になるという問題ングであること
、およびその後のきツー面仕上げも機械的なう、eング
仕上げであることから、上記従来の製造方法による08
L基板を用いて作成され要素子では少数キャリアのライ
フタイムが低下するという問題がありた。
本発明状上述の事情に鑑みてなされ丸もので、従来と同
様の厚さを有する二層構造の半導体基板を従来よシも薄
い基板から出発して低コストかつ高い材料効率で製造す
ることができ、しかも少数キャリアの高いライフタイム
を得ることのできる半導体基板の製造方法を提供するも
のである。
即ち、本発明は不純物機度の低い一導電屋の半導体基板
の両面に酸化膜を形成する工程と、咳基板の片面側の酸
化膜上に液状シリカ化合物を塗布し、該液状シリカ化金
物を介して二枚の基板を密に固着した貼着体を形成する
工程と、該貼着体に不純物拡散を行なうことによシ基板
の非固着面側に基板と同導電飄の高貴度不純物層を形成
する工程と、貼着体全面を酸化することによシ基板の非
固着面側に酸化膜を成長させる工程と、多、数の貼着体
を積層加圧し九スタック状態で前記高1i&不純物層の
シランピングを行な−りた後、このスタ、り状態から個
々の基板を分離する工程と、該分離された基板の非スツ
ンピング面をミラーエ、チイグ仕上げするニーとからな
る半導体基板の製造方法である。
以下、第2図←)〜0)を参照して本発明をl1pHΔ
イ?−ラ型ノ豐ワートランジスタ用シリコン基板の製造
に適用し九−実施例を説明する。
実施例 (1)tず、厚さ270μ、φ1000ツ、プ仕上げの
n−屋シリコン基板11を1000℃のドライ酸素雰囲
気中で20分間熱逃理することによシ、その両側表面に
膜厚5GG〜100gの熱酸化膜12を形成する(第2
図(a)図示)。
(11)次に、基板110片面の熱酸化膜12上に液状
のシリカ化合物溶液をスピンナー等によりて、例えば2
0GOrpm、15秒間の条件で塗布形成し、この液状
シリカ化合膜13を介して二枚の同様の基板を貼シ合わ
せる。絖いて、1000℃以上の酸素11!囲気中で熱
処理を行な9て液状シリカ化合物膜を固化することによ
シ二枚の基板11.11’をシリカ化金物層13を介し
て密着固定する(第2図(b)図示)−なお、との熱処
理によシ基板11.11’の表面に先に形成されていた
熱酸化膜12.12’がシリカ化合物13と反応して強
゛固な接合が達成される。
(iii)  次に、例えばオキシ塩化燐を拡散源とし
て1200℃の酸化性雰囲気中で3時間′1!度の燐拡
散を行ない、拡散深度15μ、不純物表面濃度4〜6 
X 1021/m” On” 盤高濃度不x物層x4.
14’を形成する(第2図(・)図示)。
(1v)次に、スチーム雰囲気下で1000℃、4時間
の酸化を行ない、1.0〜1.2μの酸化膜IS、IS
’を成長させる(第2図(d)図示)。
(V)  次に、第2図(d)のように二枚の基板11
゜11′を密着したものを1270℃のN2102−2
/1の混合ガラス雰囲気下で270時間のスランピング
を行ない、拡散深度190μ、不純物表面濃度I X 
10”/2−以上の11+型スランビング層16.16
’を形成する(第2図(・)図示)。
このときのスランビングは、第3図に示すように、石英
ガイド板100によシ第2図(4)のように基板11.
11’を密着結合したものを相互K11間のないように
多数重ね合わせて完全スタ、り状態とし、これを石英拡
散ボー)J6JK載せて行なう。
(vi)上記スランピングの終了後、第3図の完全スタ
、り状の基板11.11’は酸化膜15およびシリカ化
合物層ISを介して相互に密着結合されているから、こ
れをフッ酸液中に浸漬することによシ個々の基板に分離
する(第2図(f)図示)。
(Vil) 次に、分離された個々の基板におけるC型
層11の表面を例えばフッ酸、硝酸および酢酸の混合液
(HF : HNO,: CH,C00)I = 1 
: 3 : 2 )で20μ程度工、チングすることに
よシミ2−面仕上げを行なう(第2図−)図示)。
こうして、拡散深さ190声のスツンピング層16と膜
厚60μの*−11層1ノとからなシ、全体が250μ
の厚さを有する二層構造のNonN+厘シリコン基板が
製造さ、れる、なお、このように片面を工、チングによ
〉建2−仕上げされ喪中導体基板のことを0IIL基板
に対してosg基IE (011@ 81d* m1r
r@r Itchimg基板)と呼ぶことにする。
上記実施例によれば、出発基板11の片面にのみn+臘
のスラン♂ング層1#を形成できることから、厚さ25
0μのosm基板を製造するに際して厚さ270μの原
料基板を用いればよい。
従って、従来の製造方法に比較して原料pスが。
著しく小さくなシ、材料効率を飛躍的に向上することが
できる。tた、ミラー面仕上げに際しても、U−型層1
1を20μ程度除去すればよいことから工、チングによ
るよラー面仕上げを用いることができる。従りて、ミラ
ー面仕上げの王様が従来の2.ピングによる場合に比較
して極めて容易かつ短時間で済むからコストの低減が可
能となる一方、機械的なラッ♂ングを行なう必要がない
からn″″臘層11の破砕層や歪が減少し、従来の製造
方法に比較して少数キャリアのライフタイムを向上する
ことができる。因みに、従来の08L基板と上記実施例
のoiiic基板の両方を用いてその表面から30〜4
0Jの深さに!レーナー構造のPN接合を形成し、電極
を形成してライフタイムを測定した結果を館4図に示す
、同図(4)は従来の08L基板を用いた場合のライフ
タイムの分布図であシ、同図−)は上記実施例の08に
基板を用いた場合のライブタイムの分布図である。この
結果は上記実施例によるO8N基板の方が少数キャリア
のライフタイムが長いことを示している。
その他、出発基板の片方側にのみ高濃度のスランピング
層を形成する方法は従来も一部行なわれて祉いたが、こ
の方法においては第5図に示すように片面側に高濃度の
スラン♂ングを行なう際に、1層の表面から飛び出した
n渥不純るという問題がありた。これに対して上記実施
例の方法によればそのような問題を完全に解決できると
と拡明らかである。
なお、本発@紘N・mN”llo#?導体基板のみなら
ず、P@mP[の半導体基板の製造にも適用できること
は言うまでもない。
以上詳述したように、本発明によれば高い材料効率およ
び低プストで電力用/4ワートツンジスタの製造に用い
る二層構造の半導体基板を製造することができ、しかも
優れた少数キャリアの2イアタイム特性を得ることがで
きる半導体基板の製造方法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(、)〜(d)は従来の08L基板の製造工程を
示す断面図、第2図(a)〜(g) h本発明の一実施
例になる半導体基板の製造1騙を示す断面図、第3図は
第2図(・)の工程を行なう態様を示す説明図、第4図
は従来のOSC!!板と本発明の一実施例によシ製造さ
れ九〇SZ基板における少数キャリアのライフタイム特
性を些較して示す分布図、第5図は第1図(、)〜(d
)の従来例以外に従来性なわれていえ製造方法の問題点
を水子説明図であ°・5.J 11 、11’−n−型シリコン基板、12.12’−
熱酸化膜、13・・・シリカ化合物層、14゜14’−
・・n+型高濃度不純物層、15.11’−酸化膜、1
6 、16’−・n+型スラン♂ング層、1a。 −・石英ガイド板、101・・・石英ボート。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2@ 第2Il 第4!!1 (A)(B’)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 不純物濃度の低い一導電飄の半導体基板の両面に酸化膜
    を形成する工程と、諌基板の片面側の酸化膜上に液状シ
    リカ化合物を塗布し、誼液“状シリカ化合物を介して二
    枚の基板を密に固着した貼着体を形成する工程と、蚊貼
    着体に不純物拡散を行なうことによル基板の非固着面側
    に基板と同導電腰の高濃度不純物層を形成する工程と、
    貼着体全爾を酸化することKよ〕基板の非固着面側に酸
    化膜を成長させる工程と、多数の貼着体を積層加圧し九
    スタック状態で前記高濃度不純物層のスランピングを行
    なった後、とのスタ、り状態から個々の基板を分離する
    工場と、鋏分離された基板の非スランビング面を建う−
    エ、チンダ仕上げする工程とからなる半導体基板の製造
    方法。
JP18180781A 1981-11-13 1981-11-13 半導体基板の製造方法 Granted JPS5884458A (ja)

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JPS5884458A true JPS5884458A (ja) 1983-05-20
JPH0235459B2 JPH0235459B2 (ja) 1990-08-10

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4983251A (en) * 1985-06-20 1991-01-08 U.S. Philips Corporation Method of manufacturing semiconductor devices

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4964370A (ja) * 1972-06-21 1974-06-21
JPS5441665A (en) * 1977-09-09 1979-04-03 Mitsubishi Electric Corp Manufacture for semiconductor device

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