JPS6298771A - 半導体装置およびその製法 - 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】 〔技術分野〕 この発明は半導体装置およびその製法に関する〔背景技
術〕 例えば、ＩＣ（集積回路）のような半導体装置では、ひ
とつの半導体基板にいくつものトランジスタが形成され
ている。また、完成した半導体装置が、単独のトランジ
スタであるような場合でも、製造過程ではひとつの半導
体基板にいくつものトランジスタが形成されることとな
る。半導体基板のうえで、ひとつづつ、トランジスタを
分離するようにするわけであるが、その方法には、ＰＮ
接合を利用しておこなう接合分離方式や絶縁酸化膜を利
用しておこなうアイソプレーナ方式などい（つかの方法
が知られている。上記の接合分離方式の場合、通常、高
濃度の不純物を含んだ接合分離用拡散領域にトランジス
タのコレクタとなる領域が隣接していて、この領域には
、上記拡散領域に近接する個所に、基板表面から内部に
伸びる（不純物の）高濃度拡散領域が形成されている。

この高濃度拡散領域の部分は、コレクタ領域の一部を低
抵抗領域とし、トランジスタ動作時のコレクタ抵抗を下
げて高周波特性を向上させるためなどの目的で設けられ
ている。

上記の接合分離用拡散領域と高濃度拡散領域は、もとも
と、近接しているのであるけれども、拡散処理がなされ
たときに、特に、表面付近では両拡散領域が、いっそう
、接近してしまうこととなる。このように基板表面でＰ
Ｎ接合の両側の高濃度拡散領域が接近していると基板表
面での空乏層の間隔が狭くて、基板表面での電界集中度
が強まる。そのため、もともと、基板表面での耐電圧は
弱くなる傾向があることともあいまって、絶縁破壊が起
こり、半導体装置の耐電圧が低下するという問題がある
。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の事情に鑑み、基板表面の接合分離の
ための接合付近における耐電圧特性が向上する半導体装
置およびその製法を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

前記目的を達成するため、この発明は、接合分離用拡散
領域を備えているとともにこの拡散領域に近接して基板
の表面から内部に不純物高濃度拡散領域が伸びている半
導体装置において、前記ふたつの拡散領域は、それぞれ
、表面層の不純物濃度が少し低（なっていることを特徴
とする半導体装置を要旨とし、さらには、半導体基板に
形成されている接合分離用拡散領域に近接して、基板表
面から内部に向けて不純物高濃度拡散領域を形成する拡
散処理工程を含む半導体装置の製法において、前記ふた
つの拡散領域の表面における不純物濃度が、同時に低く
なるように前記拡散処理をおこなうことを特徴とする半
導体装置の製法を要旨とする。

以下、この発明にかかる半導体装置およびその製法の一
例を、図面を参照しながら説明する。

第１図は、この発明にかかる半導体装置の一実施例であ
るトランジスタの断面構造をあられしたものである。

半導体基板１は２層２の上にＮ層３を備えている。Ｎ層
３には、接合分離用拡散領域となるＰ゛層４Ｎ層３の表
面から１層１に達するようにして形成されている。トラ
ンジスタは１層１とＰ゛層４包囲されている個所に形成
される。トランジスタのコレクタ領域となるＮ層３の領
域内に、ヘース領域となる２層５とエミッタ領域となる
Ｎ３層６が形成されている。Ｎ層３には、埋込み層とし
てのＮ゛層３ａとコレクタウオール（コレクタ壁）とし
てのＮ゛層（不純物高濃度拡散領域）３ｂが設けられて
いる。Ｎ“層３ａ、３ｂはＮ層３の他の個所と比べて抵
抗が低くなっている。トランジスタの動作時には、電流
がほとんどこの抵抗の低い個所を通ることとなるため、
動作抵抗が低くなり、高周波特性が向上するのである。

さらに、２１層４およびＮ０層３ｂでは、第３図にみる
ように、それぞれの表面層３ｂ′、４′で、不純物濃度
が低くなっていて、そのあと最高濃度となったあと、ふ
たたび低くなるという深さ方向の不純物濃度分布を有し
ている。

コレクタ領域用の電極Ｃの電圧は、１層１およびＰ＋層
４と隣接するコレクタ領域となるＮ層３Ｎ　＋層３ａの
接合が逆バイアス状態となるようにして印加される（通
常２層２の表面はアース電位とされる）。そのため、上
記接合に沿って、第１図に示した一点鎖線ａ、ｂ間に空
乏層が形成される。基板表面における空乏層端部ａ’、
ｂ’は、同じ逆バイアス電圧値であれば、Ｐ゛層および
Ｎ゛層３ｂそれぞれの表面層３ｂ′、４′が従来よりも
低い不純物濃度であるため、従来の空乏層端部ａ″、ｂ
″よりも外形に位置する。つまり、基板表面付近の空乏
層は、一点鎖線と二点鎖線で囲まれた部分、つまり斜線
部分だけ広くなったものとなるのである。基板表面にお
ける空乏層の間隔が広くなると基板表面における電界の
集中が緩和され電界強度が弱くなるので、従来より高い
電圧が電極Ｃに加えられても絶縁破壊を生しなくなる。

したがって、トランジスタの耐電圧特性が向上するので
ある。

つぎに、この発明にかかる半導体装置の製法を、第１図
に示したトランジスタの作成を例にとって説明する。第
２図（ａｔ、　（ｂ）、　（ｃｌは、この発明製法の特
徴的な工程、すなわち、半導体基板に形成されている接
合分離用拡散領域に近接して基板表面から内部に伸びる
高濃度拡散領域を形成する工程における半導体基板の様
子を順を追ってあられしたものである。

例えば、シリコン半導体板からなる２層２の上にエピタ
キシャル法などによってＮ層３を積層し、このＮ層３の
下部に埋込み層となるＮ＋層３ａを形成する。そのあと
、第２図（ａ）にみるようにこのＮ層３の表面に表面酸
化膜１０を形成する。この酸化膜１０の凹所１０ａから
イオン注入した不純物のボロン（Ｂ）を拡散し、接合分
離用のＰ゛虐４ＰＨ２に達するようにして形成する。Ｐ
゛層４形成が終わると、基板の表面酸化膜１０を除去し
、つぎに、そのあとにＣＶＤ　（ケミカルベイバーデボ
ジッション）法によって、第２図（ｂｌにみるように、
ＳｉＯ□膜１１全１１し、この膜１１にコレクタコラオ
ールとなるＮ゛層３ｂを形成するために窓工２を設ける
。拡散用の不純物としてリン（Ｐ）を注入する。つぎに
Ｎ２ガス雰囲気中で、拡散をおこなう。もちろん、はと
んどのリンは基板の内部に向かって拡散していくけれど
も、一方表面付近のリン元素のなかには窓から拡散（ア
ウトディフュージョン）してしまうものもある。一方、
Ｐ＋層４に含まれているボロンはＳｉ○２膜１１中には
いりこみやすいので、Ｐ゛層４表面層付近にあるボロン
の一部がＰ゛層４ら出てＳｉＯ□膜１１内に移ってしま
う。そのため、基板の深さ方向における不純物（ボロン
およびリン）の濃度分布は、第３図にみるように、表面
層が少し低い濃度となり表面より少し、入ったところが
いちばん高い濃度となるようになる。したがって、拡散
が終わると、第２図（Ｃ）におけるＮ゛層３ｂとＰ゛層
４それぞれの表面層３ｂ”、４′は不純物濃度が各層３
ｂ、４内における他の高濃度個所とくらべて低い濃度と
なっている。その後、必要に応じて絶縁膜や電極などの
形成工程を経て、トランジスタが完成することとなる。

この実施例では、ボロンのＳｉＯ□膜への移動とリンの
窓からのアウトディフュージョンを巧みに利用して、Ｎ
゛層３ｂを形成する工程で、同時に、Ｎ゛層３ｂおよび
Ｐ゛層４おける表面層３ｂ′、４’の不純物濃度を他の
高濃度個所よりも低い濃度とし、トランジスタの耐電圧
特性を向上させることができるのである。

上記の実施例ではトランジスタが、バイポーラトランジ
スタであるとして説明をおこなったが、ＦＥＴなどのユ
ニポーラトランジスタであっても全（同じことである。

その場合にはコレクタ領域がドレイン領域となり、エミ
ッタ領域がソース領域となる。そして、ドレイン領域と
ソース領域の間の２層５がチャンネル形成領域となり、
−このチャンネル領域の上方にゲート電極が設けられる
こととなる。もちろん、実施例において、Ｐ型とＮ型と
が全く逆転したものもある。半導体装置の構成材料や工
程途中に使われる材料も上記に例示したものに限られな
いこともいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明にかかる半導体装置は、
接合分離用拡散領域とこの領域に近接する高濃度拡散領
域の表面層における不純物濃度がそれぞれ低濃度状態と
なっている構成を備えている。そのため、基板表面にお
ける分離のための接合付近の空乏層が拡がることとなる
ため、半導体装置の耐電圧特性が向上することとなる。

さらに、本願発明にかかる製法では、上記の再拡散領域
における表面層の不純物濃度が、高濃度拡散領域の形成
の際に、同時に低くなるように拡散処理をおこなう構成
となっている。そのため特別な工程を増加することもな
く、耐電圧特性の良い半導体装置を製造することができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかる半導体装置の一実施例のト
ランジスタの構造をあられす断面図、第２図（ａ）、　
（ｂｌ、　（Ｃ）は、この発明にかかる製法の一実施例
の特徴的工程における基板の様子をあられす断面図、第
３図は、拡散領域の基板深さ方向に対する不純物濃度の
変化の状態を表すグラフである３・・・Ｎ層（接合分離
用拡散領域の隣接領域）３ｂ・・・Ｎ層層（不純物高濃
度拡散領域＞　　３ｂ・・・表面層　４・・・Ｐ゛層（
接合分離用拡散領域）４′・・・表面層 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）接合分離用拡散領域を備えているとともにこの拡
   散領域に近接して基板の表面から内部に不純物高濃度拡
   散領域が伸びている半導体装置において、前記ふたつの
   拡散領域は、それぞれ、表面層の不純物濃度が少し低く
   なっていることを特徴とする半導体装置。
2. （２）接合分離用拡散領域でかこまれた個所にトランジ
   スタが形成されていて、不純物高濃度拡散領域がそのコ
   レクタ領域におけるコレクタウォールとなっている特許
   請求の範囲第１項記載の半導体装置。
3. （３）半導体基板に形成されている接合分離用拡散領域
   に近接して、基板表面から内部に向けて不純物高濃度拡
   散領域を形成する拡散処理工程を含む半導体装置の製法
   において、前記ふたつの拡散領域の表面における不純物
   濃度が、同時に低くなるように前記拡散処理をおこなう
   ことを特徴とする半導体装置の製法。
4. （４）接合分離用拡散領域の不純物は入りやすくて、高
   濃度拡散領域の不純物は入りにくい物性を有するマスク
   が基板表面に形成されているとともに、このマスクは前
   記高濃度拡散領域の位置に窓を備えている特許請求の範
   囲第３項記載の半導体装置の製法。
5. （５）接合分離拡散領域の不純物がボロンであり、高濃
   度拡散領域の不純物がリンであって、マスクがＳｉＯ＿
   ２膜である特許請求の範囲第４項記載の半導体装置の製
   法。