JPS6152976B2 - - Google Patents
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- JPS6152976B2 JPS6152976B2 JP53104770A JP10477078A JPS6152976B2 JP S6152976 B2 JPS6152976 B2 JP S6152976B2 JP 53104770 A JP53104770 A JP 53104770A JP 10477078 A JP10477078 A JP 10477078A JP S6152976 B2 JPS6152976 B2 JP S6152976B2
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- radiation
- thyristor
- lifetime
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- annealing
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Landscapes
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプレーナ形サイリスタへの放射線照射
後の焼鈍により表面安定化を図る方法に関する。
後の焼鈍により表面安定化を図る方法に関する。
ダイオードやサイリスタなどの半導体装置の電
気的諸特性は、半導体基体内の少数キヤリアのラ
イフタイムに大きく依存する。従つて、所望の電
気的特性に制御するために、半導体基体内の少数
キヤリアのライフタイムの制御が行われる。例え
ば、ダイオードのリカバリー時間を短かくしたり
サイリスタのターンオフ時間を短かくして高速ス
イツチング特性を得る手段として、一般に半導体
基体としてのシリコン基板内の少数キヤリアのラ
イフタイムを短かくすることが行われる。一方、
シリコン基板内の少数キヤリアのライフタイムを
短かくすると他の電気的特性が悪くなる傾向を示
す。とくに順方向電圧降下や漏れ電流が少数キヤ
リアのライフタイムに大きく依存し、少数キヤリ
アのライフタイムの低下に伴い、急激に増大す
る。従つて少数キヤリアのライフタイムを適切な
値に制御することが必要とされる。シリコン基板
内の少数キヤリアのライフタイムを制御する方法
としては、主に、金などのライフタイムキラーを
シリコン基板中に拡散し再結合中心を形成してや
る方法、シリコン基板に電子線やγ線を照射して
結晶中に再結合中心となる欠陥を形成してやる方
法などがある。本発明は後者の方法を用いる場合
に関するものである。
気的諸特性は、半導体基体内の少数キヤリアのラ
イフタイムに大きく依存する。従つて、所望の電
気的特性に制御するために、半導体基体内の少数
キヤリアのライフタイムの制御が行われる。例え
ば、ダイオードのリカバリー時間を短かくしたり
サイリスタのターンオフ時間を短かくして高速ス
イツチング特性を得る手段として、一般に半導体
基体としてのシリコン基板内の少数キヤリアのラ
イフタイムを短かくすることが行われる。一方、
シリコン基板内の少数キヤリアのライフタイムを
短かくすると他の電気的特性が悪くなる傾向を示
す。とくに順方向電圧降下や漏れ電流が少数キヤ
リアのライフタイムに大きく依存し、少数キヤリ
アのライフタイムの低下に伴い、急激に増大す
る。従つて少数キヤリアのライフタイムを適切な
値に制御することが必要とされる。シリコン基板
内の少数キヤリアのライフタイムを制御する方法
としては、主に、金などのライフタイムキラーを
シリコン基板中に拡散し再結合中心を形成してや
る方法、シリコン基板に電子線やγ線を照射して
結晶中に再結合中心となる欠陥を形成してやる方
法などがある。本発明は後者の方法を用いる場合
に関するものである。
放射線を照射し、シリコン基板内の少数キヤリ
アのライフタイムを制御する方法は、前者の金を
拡散する方法に比較すると、 (イ) 金の拡散はシリコン基板の結晶性や各層形成
のために添加された不純物の種類や濃度に大き
く依存する。しかし、金の添加量をシリコン基
板内の縦方向またはウエハの主面に平行な方向
で一様な分布にすることは大変困難であるのに
対し、放射線を照射する方法ではシリコン基板
内に再結合中心を形成する欠陥を一様な分布で
生成することができる。
アのライフタイムを制御する方法は、前者の金を
拡散する方法に比較すると、 (イ) 金の拡散はシリコン基板の結晶性や各層形成
のために添加された不純物の種類や濃度に大き
く依存する。しかし、金の添加量をシリコン基
板内の縦方向またはウエハの主面に平行な方向
で一様な分布にすることは大変困難であるのに
対し、放射線を照射する方法ではシリコン基板
内に再結合中心を形成する欠陥を一様な分布で
生成することができる。
(ロ) 金の拡散は800℃以上という高温での加熱処
理が必要であり、シリコン基板の内部や表面層
またはシリコン酸化膜が汚染されやすいという
欠点がある。これに対し放射線を照射する方法
では室温で処理することが可能であり、汚染の
問題が無視できる利点がある。
理が必要であり、シリコン基板の内部や表面層
またはシリコン酸化膜が汚染されやすいという
欠点がある。これに対し放射線を照射する方法
では室温で処理することが可能であり、汚染の
問題が無視できる利点がある。
(ハ) 放射線照射のものの方が漏れ電流が小さくな
る。
る。
(ニ) 金を拡散する場合、(ロ)項に述べたように比較
的高温での熱処理が必要なために、拡散完了後
でしかもメタライズ電極形成前に行わねばなら
ないという工程上の制約をうける。これに対し
放射線照射の場合、組立完成素子にも組立途中
の未完成素子にも用いることができ、工程上の
制約が少ないという利点がある。
的高温での熱処理が必要なために、拡散完了後
でしかもメタライズ電極形成前に行わねばなら
ないという工程上の制約をうける。これに対し
放射線照射の場合、組立完成素子にも組立途中
の未完成素子にも用いることができ、工程上の
制約が少ないという利点がある。
(ホ) 金拡散の場合、高純度の金を必要とするが、
放射線照射の場合これが不要である。
放射線照射の場合これが不要である。
など多くの利点がある。
一方、放射線照射の方法の欠点の一つとして
は、放射線を照射して生成された結晶中の欠陥は
300℃以上の温度で短時間で焼鈍され消滅してし
まうことである。これが一般に焼鈍効果と呼ばれ
るものである。従つて、放射線照射によりライフ
タイム制御を行つた素子に対しては使用条件とし
て接合温度が250℃以上に上がらないよう配慮し
て使用することが必要である。また、組立途中の
未完成素子に放射線を照射しライフタイムを制御
した場合、後の製造工程で250℃以上の温度に上
げないような製作条件を配慮するか、後工程では
250℃以上の温度に上からない工程で放射線を照
射することが必要である。次に、放射線照射の他
の一つの欠点として挙げられることは、プレーナ
形素子へ放射線を照射すると、シリコン−シリコ
ン酸化膜の界面に近接した酸化膜内への正電荷の
蓄積と早い表面準位の導入が起こる。これは
MOSキヤパシターを作りこれに放射線を照射し
た後、そのMOSキヤパシターのＣ―Ｖ曲線を測
定することにより評価することができる。一般に
この評価にはフラツトバンドでの表面電荷密度Ｎ
FBを用いる。
は、放射線を照射して生成された結晶中の欠陥は
300℃以上の温度で短時間で焼鈍され消滅してし
まうことである。これが一般に焼鈍効果と呼ばれ
るものである。従つて、放射線照射によりライフ
タイム制御を行つた素子に対しては使用条件とし
て接合温度が250℃以上に上がらないよう配慮し
て使用することが必要である。また、組立途中の
未完成素子に放射線を照射しライフタイムを制御
した場合、後の製造工程で250℃以上の温度に上
げないような製作条件を配慮するか、後工程では
250℃以上の温度に上からない工程で放射線を照
射することが必要である。次に、放射線照射の他
の一つの欠点として挙げられることは、プレーナ
形素子へ放射線を照射すると、シリコン−シリコ
ン酸化膜の界面に近接した酸化膜内への正電荷の
蓄積と早い表面準位の導入が起こる。これは
MOSキヤパシターを作りこれに放射線を照射し
た後、そのMOSキヤパシターのＣ―Ｖ曲線を測
定することにより評価することができる。一般に
この評価にはフラツトバンドでの表面電荷密度Ｎ
FBを用いる。
プレーナ形素子に生成したシリコン酸化膜と同
一のシリコン酸化膜を生成したMOSキヤパシタ
ーを作りこれを用いてシリコン酸化膜の焼鈍効果
を調べた。この結果を第１図に示す。放射線照射
前のＮFBが６×1011cm-2のものに放射線として
60Coのγ線を用いて50×106R（レントゲン）照
射した。放射線照射後のＮFBは１×1012cm-2に増
加した。次に等時焼鈍を行つた結果、第１図のよ
うに100℃より焼鈍が始まり150〜200℃で焼鈍さ
れてしまうことがわかる。この場合の焼鈍時間は
各５分で行つた。
一のシリコン酸化膜を生成したMOSキヤパシタ
ーを作りこれを用いてシリコン酸化膜の焼鈍効果
を調べた。この結果を第１図に示す。放射線照射
前のＮFBが６×1011cm-2のものに放射線として
60Coのγ線を用いて50×106R（レントゲン）照
射した。放射線照射後のＮFBは１×1012cm-2に増
加した。次に等時焼鈍を行つた結果、第１図のよ
うに100℃より焼鈍が始まり150〜200℃で焼鈍さ
れてしまうことがわかる。この場合の焼鈍時間は
各５分で行つた。
プレーナ形半導体装置の代表例としてプレーナ
形サイリスタをとりあげこのサイリスタに対する
放射線照射の影響を以下に説明する。プレーナ形
サイリスタに放射線として60Coのγ線を用い９×
106〜４×107R（レントゲン）の照射線量になる
ように照射することにより、ターンオフ時間を６
μｓ以下に制御する場合、順方向、逆方向共に飽
和電流（発生電流を無視しうる低い印加電圧での
漏れ電流で、通常6Vの電圧を印加した時の漏れ
電流）が大きく増加するという欠点がみられる。
形サイリスタをとりあげこのサイリスタに対する
放射線照射の影響を以下に説明する。プレーナ形
サイリスタに放射線として60Coのγ線を用い９×
106〜４×107R（レントゲン）の照射線量になる
ように照射することにより、ターンオフ時間を６
μｓ以下に制御する場合、順方向、逆方向共に飽
和電流（発生電流を無視しうる低い印加電圧での
漏れ電流で、通常6Vの電圧を印加した時の漏れ
電流）が大きく増加するという欠点がみられる。
本発明はこのような従来の欠点に鑑みてなされ
たもので、プレーナ形サイリスタへの放射線照射
後の焼鈍により表面の安定化を図つてサイリスタ
基体内のキヤリアのライフタイムすなわちターン
オフタイムを変化させることなく飽和電流を小さ
くすることができるプレーナ形サイリスタの製造
方法を提供することを目的としたものである。
たもので、プレーナ形サイリスタへの放射線照射
後の焼鈍により表面の安定化を図つてサイリスタ
基体内のキヤリアのライフタイムすなわちターン
オフタイムを変化させることなく飽和電流を小さ
くすることができるプレーナ形サイリスタの製造
方法を提供することを目的としたものである。
本発明の一実施例として、放射線を照射したプ
レーナ形サイリスタの数個の試料を150℃の温度
で等温焼鈍すると飽和電流（第２図においてＡに
て示す）は第２図に実線で示すように変化する。
即ち、飽和電流は１時間で急激に減少し、その
後、飽和傾向を示す。一方、プレーナ形サイリス
タのターンオフ時間（第２図においてＢにて示
す）は第２図に点線で示すように10時間程度では
全く変化がみられなかつた。この結果よりも明ら
かなように、放射線照射による飽和電流の増加は
結晶内部よりも表面の準位によるキヤリアの捕獲
によるものであると考えられる。従つて、前述し
たようにMOSキヤパシターの等時焼鈍の結果と
考え合わせ結晶中の欠陥が焼鈍により消滅しない
温度、即ち250℃以下の温度（下限は表面準位を
焼鈍させる温度約150℃）で放射線照射後の素子
を焼鈍する。このようにすることによりプレーナ
形サイリスタの放射線照射により短くなつたター
ンオフ時間を変化させることなく飽和電流を小さ
くすることができる。
レーナ形サイリスタの数個の試料を150℃の温度
で等温焼鈍すると飽和電流（第２図においてＡに
て示す）は第２図に実線で示すように変化する。
即ち、飽和電流は１時間で急激に減少し、その
後、飽和傾向を示す。一方、プレーナ形サイリス
タのターンオフ時間（第２図においてＢにて示
す）は第２図に点線で示すように10時間程度では
全く変化がみられなかつた。この結果よりも明ら
かなように、放射線照射による飽和電流の増加は
結晶内部よりも表面の準位によるキヤリアの捕獲
によるものであると考えられる。従つて、前述し
たようにMOSキヤパシターの等時焼鈍の結果と
考え合わせ結晶中の欠陥が焼鈍により消滅しない
温度、即ち250℃以下の温度（下限は表面準位を
焼鈍させる温度約150℃）で放射線照射後の素子
を焼鈍する。このようにすることによりプレーナ
形サイリスタの放射線照射により短くなつたター
ンオフ時間を変化させることなく飽和電流を小さ
くすることができる。
以上詳述したように、本発明によるプレーナ形
サイリスタの製造方法においては、プレーナ形サ
イリスタに放射線を照射しそのサイリスタ基体内
のキヤリアのライフタイムを短かく制御したの
ち、該プレーナ形サイリスタを150℃以上、250℃
以下の温度で焼鈍することにより、キヤリアのラ
イフタイム（ターンオフタイム）を変化させるこ
となく飽和電流を小さくできるので、高速スイツ
チング特性を得ることができ、しかも飽和電流の
増大を防止することができる。
サイリスタの製造方法においては、プレーナ形サ
イリスタに放射線を照射しそのサイリスタ基体内
のキヤリアのライフタイムを短かく制御したの
ち、該プレーナ形サイリスタを150℃以上、250℃
以下の温度で焼鈍することにより、キヤリアのラ
イフタイム（ターンオフタイム）を変化させるこ
となく飽和電流を小さくできるので、高速スイツ
チング特性を得ることができ、しかも飽和電流の
増大を防止することができる。
第１図は放射線照射を受けたMOSキヤパシタ
ーの表面準位密度の等時焼鈍による変化を示すグ
ラフ、第２図は本発明の一実施例による放射線照
射を受けたプレーナ形サイリスタの等温焼鈍によ
る飽和電流とターンオフ時間の変化を示すグラフ
である。
ーの表面準位密度の等時焼鈍による変化を示すグ
ラフ、第２図は本発明の一実施例による放射線照
射を受けたプレーナ形サイリスタの等温焼鈍によ
る飽和電流とターンオフ時間の変化を示すグラフ
である。
Claims (1)
- １ 製造過程中のプレーナ形サイリスタまたは完
成したプレーナ形サイリスタに放射線を照射し該
サイリスタ基体内のキヤリアのライフタイムを短
かく制御する工程を有するサイリスタの製造方法
において、放射線照射後の工程において150℃以
上、250℃以下の温度で前記プレーナ型サイリス
タを焼鈍することを特徴とするプレーナ形サイリ
スタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10477078A JPS5533020A (en) | 1978-08-28 | 1978-08-28 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10477078A JPS5533020A (en) | 1978-08-28 | 1978-08-28 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5533020A JPS5533020A (en) | 1980-03-08 |
| JPS6152976B2 true JPS6152976B2 (ja) | 1986-11-15 |
Family
ID=14389702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10477078A Granted JPS5533020A (en) | 1978-08-28 | 1978-08-28 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5533020A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5818095B2 (ja) * | 1977-07-18 | 1983-04-11 | アロカ株式会社 | 超音波診断用探触子 |
| JPS59218726A (ja) * | 1983-05-26 | 1984-12-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 半導体の処理方法 |
| JPH0472736A (ja) * | 1990-07-13 | 1992-03-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2913595B2 (ja) * | 1993-07-28 | 1999-06-28 | サンクス 株式会社 | 検出スイッチの製造方法および検出スイッチ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5321572A (en) * | 1976-08-11 | 1978-02-28 | Hitachi Ltd | Production of semiconductor device |
-
1978
- 1978-08-28 JP JP10477078A patent/JPS5533020A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5321572A (en) * | 1976-08-11 | 1978-02-28 | Hitachi Ltd | Production of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5533020A (en) | 1980-03-08 |
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