JPS60153117A - 不純物の拡散方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、１度の不純物拡散処理で、半導体基板内へ不
純物濃度が異なる複数の拡散領域を形成する不純物拡散
方法に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、単一の半導体基板の中に高不純物濃度の領域と低
不純物濃度の領域とを選択的に形成する場合、写真食刻
法による拡散用窓開は工程と不純物拡散工程とからなる
拡散処理を繰り返して、不純物濃度の異なる領域を形成
していた。

ところで、この方法では拡散用窓開は工程と不純物拡散
工程とからなる拡散処理が繰り返されるため、時間、人
員、材料等が大幅に増加する。このため、半導体装置の
製作費用が大幅に増えるばかりでなく、拡散処理毎のマ
スク合ぜのために合せ精度を考慰しなければならないこ
と、さらに、拡散時間も長くなるため他の拡散領域の拡
散も進む不都合も生じた。

発明の目的 本発明は、上記の不都合をことごと〈排除することがで
きる不純物の拡散方法、すなわち、１回の拡散用窓開は
工程と拡散処理で、高不純物濃度の領域と低不純物濃度
の領域を選択的に形成することができる不純物の拡散方
法を提供するものである。

発明の構成 本発明の不純物の拡散方法は、−導電形の半導体基板上
を覆う不純物拡散用マスクの所定部分に多数の微小開口
により形成された第１の不純物拡散用窓領域と、前記微
小開口よりも大きな開口面積をもつ第２の不純物拡散用
窓領域とを形成したのち、前記第１および第２の不純物
拡散用窓領域から所定導電形の不純物を拡散する方法で
ある。

本発明の不純物拡散方法によれば、同時拡散処理で多数
の微小開口で形成された不純物拡散用窓領域に形成され
る不純物拡散領域の拡散深さおよび不純物濃度が、大き
な開口で形成された不純物拡散用窓領域に形成される不
純物拡散領よりも浅く、しかも低くなり、低不純物濃度
の領域と高不純物濃度の領域とが選択的に同時に形成で
きる。

実施例の説明 本発明の不純物の拡散方法の一実施例を第１図〜第３図
の製造断面図を参照にして説明する。

まず、ｐ形のシリコン基板１を準備し、表面全域に不純
物拡散のマスクとなる酸化シリコン膜２を所定の厚さに
形成する（第１図）。

ついで、周知の写真食刻法により、第２図で示すように
領域Ａには、例えば幅が２μｍ程度の微細なストライブ
状の開口３を多数形成し、一方、領域Ｂには幅の広い開
口４を形成する（第２図）。

このように開口を形成したのち、これらの開口内に露出
するシリコン基板面上に、たとえば、不純物源としてオ
キシ塩化リン（Ｐｏｃ１５　）を用い、この不純物源に
キャリアガスを通す方法によるリンの蒸着を約９２６℃
の温度条件下で施し、さらに、１２００℃酸化性雰囲気
中でリンを拡散させる。この処理によって領域Ａの部分
には、不純物濃度が相対的に低く、しかも、拡散深さの
浅いｎ形拡散領域５が、また、領域Ｂの部分には不純物
濃度が相対的に高く、しかも、拡散深さの深いｎ＋形拡
散領域６が形成される（第３図）。

ところで、以上の実施例では、微細な開口の形状として
ストライブ状を例示したが、この形状に限られるもので
はなく、たとえば、格子状などであってもよい。捷だ、
ｎ形の不純物拡散の例で示したがｐ形の不純物拡散にお
いても同様のことがいえる。また、不純物の蒸着も、上
記の例に限られるものではなく、スピンオン法などにか
えてもよい。なお、微細な開口の面積をかえることによ
り拡散領域の不純物濃度を変えることもできる。

次に、本発明の方法を利用して形成した半導体素子の実
施例を第４図〜第６図の構造断面図を参照にして説明す
る。

第４図は、本発明を用いた高耐圧の接合容量（あるいは
ダイオード）の実施例である。ｐ形シリコン基板７の上
にｎ形シリコンエピタキシャル層を成長させ、こののち
、ｎ形シリコンエピタキシャル層を貫通し、ｐ形シリコ
ン基板７まで達する深さのｐ形分離層８を形成して、ｎ
形シリコンエピタキシャル層を島領域９と１０に分離す
る。島領域９の中にｎｐｎ形トランジスタのベース領域
１１を形成すると同時に、島領域１０の中にｐ形拡散領
域１２を形成する。つぎに、ベース領域１１の中にエミ
ッタ領域１３を形成すると同時に、島領域１０のｐ形拡
散領域１２の中に多数の微小開口で形成された不純物拡
散用窓を通して不純物を拡散することによりｎ形拡散領
域１４を形成する。

この処理で、ｎ形拡散領域１４の不純物濃度がエミッタ
領域１３の不純物濃度より低くなる。つぎに、各領域に
電極１５を形成することにより島領域９にはトランジス
タが、一方、島領域１０にはｐｎ接合による接合容量（
あるいはダイオード）が形成される。なお、１６はコレ
クタコンタクト′を取るためのｎ形のオーミック接触層
、１７は酸化シリコン膜である。

この構造にすれば、エミッタ領域は高不純物濃度である
ため注入効率がよく、また、ｎ形拡散領域１４は低不純
物濃度であるため、トランジスタのエミッタペース耐圧
よりも、接合容量（あるいはダイオード）の耐圧の方を
高くすることができる。

第６図に本発明を用いた抵抗形成の実施例を示す。ｎ形
エピタキシャル層１８の中に抵抗を形成する場合、抵抗
領域１９となる部分上には、多数の微小開口からなる不
純物拡散用窓を形成し、一方、抵抗のコンタクト領域２
ｏとなる部分上には、大きな開口からなる不純物拡散用
窓を形成し、これらの不純物拡散用窓を通してｐ形の不
純物を拡散する。その結果、個々の開口を通して形成さ
れる拡散領域は、すべてが繋がり抵抗領域１９には不純
物濃度の低いｐ形拡散領域が、また、抵抗のコンタクト
領域２０にはオーミック接触がｉ」能な高不純物濃度の
ｐ拡散領域が形成される。

このように本発明によれば、従来は二度の拡散処理で形
成していた抵抗を一度の拡散処理で形成できるようにな
る。

第６図に、本発明を用いたｎｐｎ形トランジスタのベー
ス形成の実施例を示す。

ｎ形エピタキシャル層１８の中に活性ベース領域となる
部分上には多数の微小開口からなる不純物拡散用窓を形
成し、ベースコンタクト領域２２となる部分上には大き
な開口からなる不純物拡散用窓を形成して、ｐ形の不純
物を拡散する。その結果、個々の開口を通して形成され
る拡散領域はチベてが繋がり、活性ベース領域２１には
低不純物濃度の領域が、ベースコンタクト領域にはオー
ミック接触が可能な高不純物濃度のｐ＋領領域形成され
る。こののち、活性ベース領域２１の中にエミッタ領域
１３を形成し、各領域に電極１５を付けることによりト
ランジスタが形成される。

この方法によれば、ベース拡散工程が一度で済むばかり
でなく、マスク合せ工程が一度でよいためマスク合せ精
度を考慮する必要がなく、ベースコンタクト領域２２を
エミッタ領域１３の近傍にまで近づけることができ、ベ
ース抵抗を下げることもできる。

発明の効果 本発明の不純物拡散法によれは、異なる不純物拡散領域
を選択的に同時に形成することが可能である。また、マ
スク合せが一度で済むことによりマスク合せ精度を考慮
する必要がない効果も奏きれる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の製造方法による製造断面図、
第４図は本発明による接合容量（あるいはダイオード）
形成の実施例の断面図、第５図は本発明による抵抗形成
の実施例の断面図、第６図は本発明によるベース形成の
実施例の断面図である。 １．７・・・・・・ｐ形シリコン基板、２，１７・・・
・・・酸化シリコン膜、３，４・・・・・・不純物拡散
用の開口、５・・・・・・ｎ形拡散領域、６・・・・・
・ｎ＋拡散領域、８・・・・・・ｐ形分離層、９，１ｏ
・・・・・・島領域、１１・・・・・・ベース領域、１
２・・・・・・ｐ形拡散領域、１３・・・・・・エミッ
タ領域、１４・・・・・・ｎ形拡散領域、１６・・・・
・・電極、１６・・・・・・コレクタオーミック接触層
、１８・・・・・・ｎ形エピタキシャル層、１９・・・
・・・抵抗領域、２ｏ・・・・・・抵抗コンタクト領域
、２１・・・・・・活性ベース領域、２２・・・・・・
ベースコンタクト領域。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図　訊 ２ ４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）−導電形の半導体基板上を覆う不純物拡散用マス
   クの所定部分に、多数の微小開口により形成された第１
   の不純物拡散用窓領域と、前記微小開口よりも大きな開
   口面積をもつ第２の不純物拡散用窓領域とを形成したの
   ち、前記第１および第２の不純物拡散用窓領域から所定
   導電形の不純物を拡散することを特徴とする不純物の拡
   散方法。
2. （２）微小開口の形状がストライブ状であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の不純物の拡散方法
   。