JPS5951532A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に高速スイッ
チング用トランジスタを製造する方法に関する。

この発明は、予め半導体基体の表面に２層より成る表面
安定化膜を形成すると共に上記被膜を不純物選択拡散マ
スクとして不純物拡散処理を真空封管拡散法（アンプル
拡散法）にて行うことにより、半導体素子の表面を安定
化すると共に、不純物拡散処Ｊ！Ｉ！後のウォッシェド
工程を不要とし、すぐに電極付けを行い得る、半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。

一般に、高速スイッチング用トランジスタにおいては、
スイッチングスピードを速くするため、ベース・エミッ
タの占有面積を小にすることが行われている。この場合
、ホトマスクを使用してのホトレジス′１・技術では、
ホトマスク精度の制約。

露光時の回折光の影響等により、エミッタ寸法を数μ程
度以下にすることが困難であった。このため、この技術
的問題点に対する１つの対策として、エミッタ・コンタ
クト用の絶縁膜穴あけ作業を簡略化したウォッシュド・
エミッタ方式が提案された。

ウォッシュド・エミッタ方式は、半導体基体中に拡散さ
れた不純物が基体中で縦方向のみならず横方向にも拡散
するため、基体表面における不純物拡散領域が不純物拡
散穴よりも犬となるという現象に着目したものである。

この方式の特徴は工ミソタネ純物を拡散する過程で、エ
ミッタ領域表面に形成された薄い絶縁膜をエツチング液
で完全に洗い落し、前工程で形成したエミッタ不純物拡
散用の穴をそのままエミッタ・コンタクト用の穴として
利用するようにした点にある。従ってウォッシュド・エ
ミッタ方式ではベース拳コンタクト用の穴あけだけをホ
トエツチング技術で行えばよいため、極めて微小寸法の
エミッタを有するトランジスタを容易に形成できるとい
う利点を有する。

しかしながら、従来の此種の方式においては他の通常の
トランジスタと同様に半導体基体の表面に最初に形成さ
れた絶縁性被膜を不純物拡散用のマスクとして利用し、
且つこれを最終的なトランジスタの表面安定化保護膜と
して用いていたため、次に述べるような欠点を残してい
た。例えばＮＰＮ型のシリコントランジスタを得る場合
、エミッタ形成不純物としてリン（Ｐ）を用いるのが普
通であるが、よく知られているように表面にシリコン酸
化膜（Ｓｉ０２）を有する基体中にリンを拡散すると、
リンは上記シリコン酸化膜と化合し、シリコン酸化膜表
面にリンガラスを形成する。このリンガラス層はトラン
ジスタの表面安定化に極めて有効な作用をするため、そ
のまま残存させておくことが望ましい。しかし、従来の
方法では上記の有効なリンガラス層は、エミッタ不純物
拡散後のウォッシュド工程により除去されてしまい、せ
つか（の表面安定化効果を失うという欠点を有していた
。

このため、更に上記欠点を除去する方法として、特公昭
４７−４０９９３により、ベース不純物拡散処理を終え
た後に基体表面に残存するマスク被膜を除去し、これに
代えて新たに気相成長法にてリンガラス（Ｐ　Ｓ　（３
）−シリコン酸化膜（ｓｉｏ２）から成る２層の絶縁性
被膜を形成し、この後膣絶縁性被膜をマスクとしてエミ
ッタ不純物拡散を行う方法が提案された。

しかし、この場合、エミッタ不純物拡散処理後に行われ
るウォッシュド工程により、上記絶縁性被膜の上層部の
リンガラス層がエツチングされ除去されてしまうおそれ
がある。このため、上記方法では上記リンガラス層のリ
ン濃度を小にしなければならず、従って表面安定化効果
を高めることが困難であるという欠点を有するものであ
った。

本発明は上記各欠点を除去したものであり、以下図面と
共にその１実施例につき説明する。

第１図〜第６図は夫々本発明の製造方法を使用してＮＰ
Ｎ　）ランジスタを製造する際の各製造工程を説明する
ための製造途中の半導体素子の断面図である。

ベース不純物拡散処理後において、第１図に示す如く、
Ｎ型のシリコン基板１中にはベース領域２が形成され、
又該ベース領域２および上記シリコン基板１０表面には
シリコン酸化膜３が形成されている。この様な状態にあ
る半導体基体を、先ずフッ酸等でエツチング処理して、
上記シリコン酸化膜３を除去する。この結果、第２図に
示す如く、上記シリコン基板１およびベース領域２の各
表面が露出する状態となる。

しかる後、第３図に示す如く、上記露出面に、従来の如
く、リンガラス（ＰＳＧ）４−シリコン酸化膜（Ｓ　ｉ
Ｏ，）５’から成る２層の絶縁性被膜６を化学気相成長
法により形成する。次に、第４図に示す如く、上記絶縁
性被膜６の一部をホトエツチング技術により穿って、エ
ミッタ不純物拡散用穴７をベース領域２上に形成する。

この時、同時にコレクタ・コンタクト穴（図示せず）を
形成し、後述するエミッタ不純物拡散処理により、ＩＣ
等で広く行われているＮ＋領領域も形成することができ
る。

続い′Ｃ、エミッタ不純物拡散処理を行うのであるが、
この拡散処理方法としては真空封管拡散法（アンプル拡
散法）を、且っ又エミッタ不純物としては上記ガラス層
４に含まれる導電性不純物と同じリン（Ｐ）を用いて行
う。すなわち、第５図に示す如く、エミッタ不純物拡散
用穴あけ工程（第４図）を終えた半導体基体８を先ず石
英管９中の載置台１０上に載置する。上記石英管９の一
端９ａは閉じられており、又その内部には上記エミッタ
不純物の拡散源である高濃度にリンをドープしたドープ
ドシリコンあるいは赤リン１１が石英ボート１２内に予
め設置されている。続いて、上記石英管９の内部を真空
に引き、該石英管の内部が所定の真空度約Ｉ　Ｘ　１０
−６Ｔｏｒｒに達■７た状態で上記石英管の開口端９ｂ
を封止する。この後、石英管９を電気炉に入れ、所望の
温度例えば９００〜９５０Ｃ４０〜８０分に加熱する。

これにより、上記拡散源１１からリン（Ｐ）が拡散され
半導体基体８中に、第６図に示す如くエミッタ領域１３
が形成される。この時、上記石英管９の内部は酸化性雰
囲気でないため、エミッタ領域１３０表面に酸化膜が形
成されることがない。このため、上記エミッタ不純物拡
散処理後において、従来では必要としたウォッシュド工
程をする必要はな（、ベース・コンタクト穴を形成した
後すぐに電極付けをすることができる。

なお、上記エミッタ領域１３の形成はイオン打ち込みに
て行うこともできるが、この場合、不純物打ち込み後熱
処理（アニール）することにより、不純物領域を拡大さ
せシリコン酸化膜５下方にまわりこませる様にしなげれ
ばならない。

又ＰＮＰ　）ランジスタ等の場合には、エミッタ不純物
としてボロン（Ｂ）を使用し、又表面安定化膜としてボ
ロンシリケートガラス（ＢＳＧ）を形成することができ
る。

更に、ベース不純物拡散処理後、シリコン酸化膜３を除
去することなく、該酸化膜３上に導電性不純物を含んだ
ガラス層を形成することもできる。

又本発明はダイオード、トランジスタ、ＩＣ。

ＬＳＩ等広範囲に応用できること勿論である。

上述の如く、本発明になる半導体装置の製造方法によれ
ば、ベース不純物拡散処理を終えた後に基体表面に残存
するマスク被膜を除去し、これに代えて新たに２層より
成る表面安定化膜を形成する様にしているため、半導体
素子を安定化し得、又上記表面安定化膜の上層部のガラ
ス層に含まれている導電性不純物とエミッタ不純物とを
同一にしているため、エミッタ不純物拡散プロフィール
を安定化し得、更にエミッタ不純物処理を真空封管拡散
法にて行う様にしているため、該処理時エミッタ領域の
表面に酸化膜が形成されることなく、従って従来のウォ
ッシュド工程を不要とし、そのまますぐに電極付けを行
い得る等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は夫々本発明半導体装置の製造方法の１
実施例により半導体装置を製造する際の各製造工程にお
ける半導体素子の断面図である。 １・・・シリコン基板、２・・・ベース領域、３山シリ
コン酸化膜、４・・・リンガラス、訃・・シリコン酸化
膜、６・・・絶縁性被膜、７・・・エミッタ不純物拡散
用穴、８・・・半導体基体、９・・・石英管、１１・・
・不純物拡散源、１３・・・エミッタ領域。 代理人　弁理士　　高　橋　明　夫 １４ 第　　１［１ ２ 第　２　図 第　３　図 第　５　図 第１頁の続き ０発　明　者　近藤裕之 小平市上水本町１４５０番地株式会 社日立製作所武蔵工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体基体表面に所定の導電性不純物を含んだガラ
   ス層を上層部に有する絶縁性被膜を形成する工程と、該
   絶縁性被膜をマスクとして導電性決定不純物をイオン打
   込みによって酸化性雰囲気を用いることなく半導体基体
   に導入する工程と、上記イオン打込み用穴をコンタクト
   穴として電極を接続する工程とから成り、上記絶縁性被
   膜を素子の表面安定化膜として残すことを特徴とする半
   導体装置の製造方法。