JPS5913322A - 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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- JPS5913322A JPS5913322A JP12202782A JP12202782A JPS5913322A JP S5913322 A JPS5913322 A JP S5913322A JP 12202782 A JP12202782 A JP 12202782A JP 12202782 A JP12202782 A JP 12202782A JP S5913322 A JPS5913322 A JP S5913322A
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/223—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
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】
本発明はダイオードやサイリスクなどの半導体装置の製
造方法に関し、特に、りンなどの異常拡散(リンスパイ
ク)を防止する工程を備えた半導体装置の製造方法に関
するものである。
造方法に関し、特に、りンなどの異常拡散(リンスパイ
ク)を防止する工程を備えた半導体装置の製造方法に関
するものである。
従来の半導体装置の製造プロセスについてサイリスクの
場合を例にとり、第1図を参照して簡単に説明する。
場合を例にとり、第1図を参照して簡単に説明する。
まず、抵抗率1500m,厚さ455μm(j)N型ノ
リコン基板10を用意する。第1図(&)に示す様に、
この基板の一方の面を酸化膜(SiOx膜》13にて被
い、1000℃以下の低温にてN型不純物リンを拡散し
、極《薄い1μm以下のN+層11を形成する。
リコン基板10を用意する。第1図(&)に示す様に、
この基板の一方の面を酸化膜(SiOx膜》13にて被
い、1000℃以下の低温にてN型不純物リンを拡散し
、極《薄い1μm以下のN+層11を形成する。
続いて、第1図<b)に示すように、高温(j25D”
c)VCて長時間引伸し拡散をすることにより、N4層
11の厚さを約70μmにまで拡大Jる。その後、第1
図(c)に示す様に、P型不純物ガリウムを1100〜
1200℃にて拡散し、薄い(8μm)P+層15.1
6を基板10の両面に形成する、 さらに、第1図(d)に示す様に、N+層11側のP+
層16を化学エッチにて除去した後、第1図(+1)に
示す様に、約1250℃の高温にてP+層15を約75
μmまで引伸し拡散する。以上の工程により、N+NP
+の接合構造が得られる。
c)VCて長時間引伸し拡散をすることにより、N4層
11の厚さを約70μmにまで拡大Jる。その後、第1
図(c)に示す様に、P型不純物ガリウムを1100〜
1200℃にて拡散し、薄い(8μm)P+層15.1
6を基板10の両面に形成する、 さらに、第1図(d)に示す様に、N+層11側のP+
層16を化学エッチにて除去した後、第1図(+1)に
示す様に、約1250℃の高温にてP+層15を約75
μmまで引伸し拡散する。以上の工程により、N+NP
+の接合構造が得られる。
続いて、第1図C!)に示す様に、Pml5の側のSi
02膜13を局部的に除去した後、第1図(gJに示す
ように、1100〜121JOCにて、N型不純物リン
をドープすることにより、比較的薄い(8〜10μs)
N+層18を形成する。
02膜13を局部的に除去した後、第1図(gJに示す
ように、1100〜121JOCにて、N型不純物リン
をドープすることにより、比較的薄い(8〜10μs)
N+層18を形成する。
さらに、第1図(h)に示す様忙、約1250℃にて、
N”ffil8を約30μmまで引伸し拡散する。続い
て、第1図(l)に示す様に、約1250℃にてガリウ
ム不純物を拡散し、P+層19を形成する。以上の工程
によって、P N NP N構造のサイリスクが
得られる。
N”ffil8を約30μmまで引伸し拡散する。続い
て、第1図(l)に示す様に、約1250℃にてガリウ
ム不純物を拡散し、P+層19を形成する。以上の工程
によって、P N NP N構造のサイリスクが
得られる。
第2図は、第1図に示した従来のプロセス(a)〜(1
)の5ちの(b)および(d)をさらに詳細に示したも
のである。
)の5ちの(b)および(d)をさらに詳細に示したも
のである。
第2図(b)に示す様に、酸化膜IAKピンホール等が
有ると、局部的rc.vyの異常拡散層一すなわち,リ
ンのスパイクN+層120が形成され、続いて同図(●
)に示す様に,ガリウムを拡散することκよりP 層1
5が形成される。
有ると、局部的rc.vyの異常拡散層一すなわち,リ
ンのスパイクN+層120が形成され、続いて同図(●
)に示す様に,ガリウムを拡散することκよりP 層1
5が形成される。
しかし、図示のように、リンのスパイク N+層120
が高濃度で、また深く拡散していると、接合層が、局
部的にN”N N+どなる。このような状態で、N型シ
リコン基板10に定格電圧を印加すると、局部的に短絡
状態となり、定格の耐圧が得られないという欠点を生ず
る1、 また、す/のスパイクN+層120がP+層15に比べ
て浅い場合でも、基板10に定格電圧を印加すると、P
+層15に空乏層が伸びる。このために、空乏層とリン
の異常拡散部との間隔が極端に狭(なるか、あるいは両
者が接触してしまい、定格電圧より低い印加電圧で、ブ
レークオーバしてしまうという欠点がある。
が高濃度で、また深く拡散していると、接合層が、局
部的にN”N N+どなる。このような状態で、N型シ
リコン基板10に定格電圧を印加すると、局部的に短絡
状態となり、定格の耐圧が得られないという欠点を生ず
る1、 また、す/のスパイクN+層120がP+層15に比べ
て浅い場合でも、基板10に定格電圧を印加すると、P
+層15に空乏層が伸びる。このために、空乏層とリン
の異常拡散部との間隔が極端に狭(なるか、あるいは両
者が接触してしまい、定格電圧より低い印加電圧で、ブ
レークオーバしてしまうという欠点がある。
本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を解消し、リン
などのN型不純物の異常拡散による悪影響を除去するこ
とのできる半導体装置の製造方法を提供することにある
。
などのN型不純物の異常拡散による悪影響を除去するこ
とのできる半導体装置の製造方法を提供することにある
。
本発明の特徴は、N型半導体基板の一方の表面より、リ
ンなどのN型不純物を拡散してN”l−を形成する際に
、Nff半導体基板に生じるリンの異常拡散部を、化学
的エッチ、機械的ランプ等の手法によって削除し、その
後にガリウム不純物を拡散してP+層を形成することに
より、最終接合をN+N P+またはP” N+N P
+N+ 構造などとし、ダイオードまたはサイリスクな
どの半導体装置を製造する点九ある。
ンなどのN型不純物を拡散してN”l−を形成する際に
、Nff半導体基板に生じるリンの異常拡散部を、化学
的エッチ、機械的ランプ等の手法によって削除し、その
後にガリウム不純物を拡散してP+層を形成することに
より、最終接合をN+N P+またはP” N+N P
+N+ 構造などとし、ダイオードまたはサイリスクな
どの半導体装置を製造する点九ある。
以下、添付図面に示す実施例について本発明を詳述する
。
。
第3図(a)〜(1)は本発明の一実施例によるサイリ
スタの製造過程を示すものである。
スタの製造過程を示すものである。
先づ、抵抗率150Ω3.厚さ500μmのN型シリコ
ン基板20を用意する。第3図(a)に示す様に、その
一方の而を酸化膜(SjOtEl)23にて被い、10
00℃以下の低温にてN型不純物リンを拡散し、極く薄
い1μm以下のN+層21を形成する。
ン基板20を用意する。第3図(a)に示す様に、その
一方の而を酸化膜(SjOtEl)23にて被い、10
00℃以下の低温にてN型不純物リンを拡散し、極く薄
い1μm以下のN+層21を形成する。
続いて、第3図(b)に示す様に、比較的低温(約11
00℃)にて引伸し拡散を行ない、N+層21の拡散深
さを8μmまで延ばす。こへで、1200〜1250
℃位の高温を使用しないのは、リンの異常拡散が生じた
場合、その拡散深さが深くなりすぎない様処することが
目的である。
00℃)にて引伸し拡散を行ない、N+層21の拡散深
さを8μmまで延ばす。こへで、1200〜1250
℃位の高温を使用しないのは、リンの異常拡散が生じた
場合、その拡散深さが深くなりすぎない様処することが
目的である。
つぎに、第3図(c)K示すように、酸化膜(SIO1
膜)26を除去し、N+層21 の形成側とは反対の面
をN+層21の厚さの約15〜2倍(約12〜15μm
)の深さまで、化学エッチ、機械研摩にて除去する。
膜)26を除去し、N+層21 の形成側とは反対の面
をN+層21の厚さの約15〜2倍(約12〜15μm
)の深さまで、化学エッチ、機械研摩にて除去する。
この理由は、実験により、リンのN+層21の深さ8μ
mK対して、反対側の面にリンの異常拡散−いわゆるリ
ンスパイクが検出され、その深さの最大は約12μmc
N+層21 の深さ8μmの約15倍)であることが確
認されているからである。
mK対して、反対側の面にリンの異常拡散−いわゆるリ
ンスパイクが検出され、その深さの最大は約12μmc
N+層21 の深さ8μmの約15倍)であることが確
認されているからである。
続いて、第5図(d)に示すように、高温(1250℃
)にて長時間引伸し拡散をすることによりN+層21
の厚さを約70μmとする。このときのN+121の表
面濃度は、第3図Cm)〜(c)の場合の濃度より2〜
3桁低下している。
)にて長時間引伸し拡散をすることによりN+層21
の厚さを約70μmとする。このときのN+121の表
面濃度は、第3図Cm)〜(c)の場合の濃度より2〜
3桁低下している。
前記(d)の工程で、N 層21よりのアウトディフェ
ージせンにより、あるいは空気中に浮遊しているリンが
付着することにより、他面(図の上側面)に再びリンの
局部的異常拡散を生ずることがある。
ージせンにより、あるいは空気中に浮遊しているリンが
付着することにより、他面(図の上側面)に再びリンの
局部的異常拡散を生ずることがある。
このため、第3図(e)に示すよ5に上側の酸化膜(S
in!膜)25を除去した後、他面のリンの局部的異常
拡散を除去する。この場合の除去層の厚さは約30pm
で良い。
in!膜)25を除去した後、他面のリンの局部的異常
拡散を除去する。この場合の除去層の厚さは約30pm
で良い。
続いて、第3図(f)に示すように、ガリウムを110
0〜1200℃にて拡散し、薄い8μmのP+426,
27を両面に形成する・ さらK、第3図(g)に示すよ5に、N+層21側のP
層27を化学エッチにて除去した後、第3図(h)
K示す様に、約1250 ℃にて、P+層26を約75
μmまで引伸し拡散する。以上の工程によって、N”N
P+のダ1オード接合構造が・・−得られる。
0〜1200℃にて拡散し、薄い8μmのP+426,
27を両面に形成する・ さらK、第3図(g)に示すよ5に、N+層21側のP
層27を化学エッチにて除去した後、第3図(h)
K示す様に、約1250 ℃にて、P+層26を約75
μmまで引伸し拡散する。以上の工程によって、N”N
P+のダ1オード接合構造が・・−得られる。
続いて、第3図(i)に示すように、P+層側26の一
方面(上側の面)の5l(h膜28 ′4を局部的に除
去した後、第3図(j)に示すように、1100〜12
00 ℃にてリンネ細物を選択拡散し、比較的薄い、8
〜10μmのN+層60を形成する。
方面(上側の面)の5l(h膜28 ′4を局部的に除
去した後、第3図(j)に示すように、1100〜12
00 ℃にてリンネ細物を選択拡散し、比較的薄い、8
〜10μmのN+層60を形成する。
続いて、第3図(k)に示すように、約1250℃にて
、N+層30を約30μmまで引伸し拡散をする。ひき
続いて、第3 因(1) K示すように、他方の面(下
側面)K、ガリウム不純物を約1250℃にて拡散し、
P+層61を形成する。
、N+層30を約30μmまで引伸し拡散をする。ひき
続いて、第3 因(1) K示すように、他方の面(下
側面)K、ガリウム不純物を約1250℃にて拡散し、
P+層61を形成する。
以上の工程によって、P” N” N P” N+構造
のサイリスタ素子が得られる。
のサイリスタ素子が得られる。
この様にして製作したサンプルのスパイク数、最大スパ
イク深さ、耐圧分布を、従来の製作プロセスによるサイ
リスタ素子と比較した結果を第4因、第5図、第6図に
示す。
イク深さ、耐圧分布を、従来の製作プロセスによるサイ
リスタ素子と比較した結果を第4因、第5図、第6図に
示す。
第4図はスパイク数の分布を示した図である。
この図から、スパイク数は、従来プロセスでは最大約4
.5ケ/cm” と多いのに対し、本発明のプロセス
でははyゼロに減少していることが分かる。
.5ケ/cm” と多いのに対し、本発明のプロセス
でははyゼロに減少していることが分かる。
また、第5図は最大スパイク深さの分布を示す図である
。この図から最大スパイク深さは、従来プロセスによる
ものでは、最大75〜80μmにも達しているのに対し
、本発明のプロセスによるものではほとんどゼロである
ことがわかる。
。この図から最大スパイク深さは、従来プロセスによる
ものでは、最大75〜80μmにも達しているのに対し
、本発明のプロセスによるものではほとんどゼロである
ことがわかる。
第6回は耐圧分布を示す図である。この図から、耐圧分
布は、従来のプロセスによるものでは、耐圧ゼロのもの
が30個もあったのに対し、本発明ノフロセスによるも
のでは、全数が規格通りの耐圧を示した、 以上の結果から、本発明による耐圧の改善効果が確紹で
きた。
布は、従来のプロセスによるものでは、耐圧ゼロのもの
が30個もあったのに対し、本発明ノフロセスによるも
のでは、全数が規格通りの耐圧を示した、 以上の結果から、本発明による耐圧の改善効果が確紹で
きた。
なお、以上では、N型不純物としてリンを取上げて説明
したへ、□リン以外のN型不純物−例えば、ヒ素やアン
チモンを使用した場合でも同様の効果が期待できる。
したへ、□リン以外のN型不純物−例えば、ヒ素やアン
チモンを使用した場合でも同様の効果が期待できる。
また、第3図では、同図(b’)のように比較的低温で
N+層21の引伸し拡散を行なった後に、N層22の上
面を一旦除去し、その後再び、同図(d)のように高温
での引伸し拡散を行ない、つyいてN層22の上面を除
去する工程を採ったが、最初のN層の上面除去工程は省
略してもよい。これによっても、はy同様の効果を得る
ことができる。
N+層21の引伸し拡散を行なった後に、N層22の上
面を一旦除去し、その後再び、同図(d)のように高温
での引伸し拡散を行ない、つyいてN層22の上面を除
去する工程を採ったが、最初のN層の上面除去工程は省
略してもよい。これによっても、はy同様の効果を得る
ことができる。
また、以上では、本発明を逆阻止能力の小さいP” N
” NP” N層 構造のサイリスタに適用した例に付
いて述べたが、第7図のように、逆運列にダイオードを
複合したP” N” N P” N+構造の逆導通サイ
リスタに適用しても、同様の効果を達成することができ
る。
” NP” N層 構造のサイリスタに適用した例に付
いて述べたが、第7図のように、逆運列にダイオードを
複合したP” N” N P” N+構造の逆導通サイ
リスタに適用しても、同様の効果を達成することができ
る。
第7図において、第3図と同一の符号は、同一または同
等部分をあられしており、62は、P+層61よりも深
(、N+層21に達するように設けら□れたN層層であ
る。
等部分をあられしており、62は、P+層61よりも深
(、N+層21に達するように設けら□れたN層層であ
る。
第1図は従来のサイリスタの製造プロセスを示す図、第
2図は第1図の製造プロセスの一部絆細図、第3図その
11その2は本発明のサイリスタ製造プロセスを示す図
、第4図は従来法によるものと本発明の製造法によるも
のとのスパイク数の比較を示す図、第5図は従来法によ
るものと本発明の製造法によるものとの最大スパイク深
さの比較を示す図、第6図は従来法によるものと本発明
の製造法によるものとの耐圧分布の比較を示す図、第7
図は本発明によって製造された他のサイリスタの構造を
示す断面図である。 20・・・N型シリコン基板、21 ・・・N層層、2
2・・・N層、 26・・・P+層、 60・・・N
層層、51 ・・・P+層、 62・・・N 層代理
人弁理士 平 木 道 人 牙 1 因 牙 2 図 仲 7 図 0−(5
2図は第1図の製造プロセスの一部絆細図、第3図その
11その2は本発明のサイリスタ製造プロセスを示す図
、第4図は従来法によるものと本発明の製造法によるも
のとのスパイク数の比較を示す図、第5図は従来法によ
るものと本発明の製造法によるものとの最大スパイク深
さの比較を示す図、第6図は従来法によるものと本発明
の製造法によるものとの耐圧分布の比較を示す図、第7
図は本発明によって製造された他のサイリスタの構造を
示す断面図である。 20・・・N型シリコン基板、21 ・・・N層層、2
2・・・N層、 26・・・P+層、 60・・・N
層層、51 ・・・P+層、 62・・・N 層代理
人弁理士 平 木 道 人 牙 1 因 牙 2 図 仲 7 図 0−(5
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (11N型半導体基板の一方の面を酸化膜で被い、他方
の面KN型不純物を拡散してN+領領域形成する工程と
、前記N+領領域引伸し拡散する工程と、前記N型半導
体基板の一方の面を予定の厚さだ(す除去する工程と、
前記N型半導体基板の一方の面KP型不純物を拡散して
P+領域を形成する工程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。 (2)N型半導体基板の一方の面を酸化膜で被い、他方
の面にN型不純物を拡散してN+領領域形成する工程と
、前記N+領領域引伸し拡散する工程と、前記N型半導
体基板の一方の面を予定の厚さだけ除去する工程と、前
記N型半導体基板の一方の面KPffl不純物を拡散し
てP+領域を形成する工程と、前記P+領域の一部に、
N型不純物を拡散して、一方の面に露出する第2のN+
肯域を形成する工程と、他方の面に形成された前記N+
領領域P型不純物を拡散して、他方の面に露出する第2
のP″領域形成する工程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法・ (3)N型半導体基板の一方の面を酸化膜で被い、他方
の面KN型不純物を拡散してN 領域を形成する工程と
、前記N+領領域比較的低温で引伸し拡散する工程と、
前記N型半導体基板の一方の面を予定の厚さだけ除去す
る工程と、前記N+領領域比較的高温でさらに引伸し拡
散する工程と、前記N型半導体基板の一方の面を、再度
、予定の厚さだけ除去する工程と、前記Nff1半導体
基板の一方の面にP型不純物を拡散してP+領域を形成
する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 (41ml初に除去する半導体基板の厚さが、その時に
1i] 他方の而に形成されているN+領領域厚さの約15〜2
.0倍であること?:特徴とする前記特許請求の範囲第
3項記載の半導体装置の製造方法。 +5) N型半導体基板の一方の面を酸化膜で被い、他
方の面にNJlt不純物を拡散してN+領領域形成する
工程と、前記N+領領域比較的低温で引伸し拡散する工
程と、前記N型半導体基板の一方の面を予定の厚さだけ
除去する工程と、Ail記N”pJi域を比較的高温で
さらに引伸し拡散する工程と、前記N型半導体基板の一
方の面を、再度、予定の厚さだけ除去する工程と、前記
N型半導体基板の一方の面にP型不純物を拡散してP+
領域を形成する工程と、前記P+領域の一部に、NM不
純物を拡散して、一方の面に露出する第2ON+領域を
形成する工程と、他方の面に形成された前記N+領領域
Pを不純物を拡散して、他方の面に露出する第2のP+
領域を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装
置の製造方法。 (6) 最初に除去する半導体基板の厚さが、その時に
他方の面に形成されているN+領領域厚さの約1.5〜
20倍であることを特徴とする特許求の範囲第5項記載
の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12202782A JPS5913322A (ja) | 1982-07-15 | 1982-07-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12202782A JPS5913322A (ja) | 1982-07-15 | 1982-07-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5913322A true JPS5913322A (ja) | 1984-01-24 |
JPS6354212B2 JPS6354212B2 (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=14825774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12202782A Granted JPS5913322A (ja) | 1982-07-15 | 1982-07-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5913322A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60145660A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS6260259A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-16 | オイペック・オイロペーイッシェ・ゲゼルシャフト・フュール・ライスツングスハルプライター・エムベーハー・ウント・コンパニイ・コマンディートゲゼルシャフト | 非対称サイリスタ及びその製法 |
-
1982
- 1982-07-15 JP JP12202782A patent/JPS5913322A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60145660A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS6260259A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-16 | オイペック・オイロペーイッシェ・ゲゼルシャフト・フュール・ライスツングスハルプライター・エムベーハー・ウント・コンパニイ・コマンディートゲゼルシャフト | 非対称サイリスタ及びその製法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6354212B2 (ja) | 1988-10-27 |
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