JPH02144973A - 可変容量ダイオード素子の製造方法 - Google Patents

可変容量ダイオード素子の製造方法

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JPH02144973A
JPH02144973A JP29927388A JP29927388A JPH02144973A JP H02144973 A JPH02144973 A JP H02144973A JP 29927388 A JP29927388 A JP 29927388A JP 29927388 A JP29927388 A JP 29927388A JP H02144973 A JPH02144973 A JP H02144973A
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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、熱拡散工程によって浅い拡散層を形成する半
導体装置の熱拡散層の製造方法に関し、又、この製造方
法により形成される可変容量ダイオード素子の製造方法
に係るものである。殊に拡散係数の大きい不純物元素の
不純物濃度分布の制御に係るものであって、比較的低い
電圧源で充分な容量変化が得られる可変容量ダイオード
素子の製造方法に係るものである。
〔従来の技術の背景〕
周知のように半導体装置の製造に於ける熱拡散層の不純
物濃度分布は、熱拡散時の温度T (’C)と熱拡散時
間t (分)との関数f  (T、  V)で決定され
る。熱拡散層の拡散長は、「によって決定される。Dは
、温度により決定される不純物元素の拡散係数である。
又、比較的熱拡散時の温度が高温で而も熱拡散処理時間
が短時間(1〜10分)のものに対し、比較的熱拡散時
の温度が低温で長時間(30分以上)拡散が行われる熱
拡散層の方が、不純物濃度分布の精度は、良好であるこ
とが知られている。
このように半導体装置の製造に於いて、不純物濃度分布
の制御は、比較的低温で長時間熱拡散した方が容易であ
る。これは、短時間の熱拡散では、熱拡散炉に挿入され
た半導体基板の熱伝導率により、その中心部と周辺の温
度分布のバラツキ、或いは熱拡散炉の中心部とその周辺
の温度分布のバラツキが発生し易いが、長時間熱拡散を
行うことでこれらの要因が、無視できるからである。
可変容量ダイオード素子の製造方法では、不純物濃度分
布の制御の為に、イオン注入法の諸条件であるドーズ量
、不純物元素の打ち込みのエネルギー等によって、不純
物の注入量や深さを設定した後に、アニール工程を経て
、熱拡散時の温度T(”C)と拡散時間t (分)との
組み合わせによって拡散長の制御を行っている。通常、
可変容量ダイオード素子の製造工程では、イオン注入法
によって不純物が半導体基板に打ち込まれた後、アニー
ル工程を行って、その後、第1の熱拡散工程を行う。通
常、不純物元素の種類にもよるが、第1の熱拡散工程で
は、熱拡散温度が1000℃前後であり、熱拡散時間が
10分以上で行われている。
続いて、第2の熱拡散工程を行って、所定の深さにPN
接合を形成する。
第3図は、−船釣に可変容量ダイオード素子の断面図で
ある。高不純物濃度のN°型半導体基板4の上に低不純
物濃度のN−型のエピタキシャル層3を形成し、エピタ
キシャル層3の表面の一部に高濃度N゛゛拡散領域2を
形成し、更にエピタキシャル層3の表面に上記N゛゛拡
散領域2よりも浅く、且つ、横方向に広い面積を有する
p゛゛拡散領域1をN゛゛拡散領域2の中央部で重畳す
るように形成したダイオードの構造が知られている。5
は、絶縁膜である。
熱論、第3図の実施例と反対導電型の半導体層からなる
可変容量ダイオード素子を製造する場合に、P゛型型数
散層、硼素を用いればよいが、硼素は、拡散係数も大き
く、短時間で深く拡散される性質を有する。
さて、第2図に基づき可変容量ダイオード素子の製造方
法について説明すると、エピタキシャル層3にイオン注
入によって、N導電型の不純物元素を打ち込む。その濃
度分布は、点線で示した曲線(イ)のようなガウス分布
となる。続いて、電気炉内でアニール工程を行って、点
線で示した曲線(ロ)のように拡散される。次に、不純
物濃度分布が所定の拡散長となるように熱拡散を行うこ
とによって、N導電型の不純物元素のプロファイルは、
点線で示した曲線(ハ)のようなガウス分布に近ずく。
その後、P″導電型拡散層1を形成することにより、P
NN接合炉形成されて所定の拡散長のN゛゛電型拡散層
2が形成され、可変容量ダイオード素子が製造される。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の可変容量ダイオード素子の製造方法によって、第
2図に示されるように半導体基体の主表面から比較的浅
い部分にPN接合J0を形成しようとすると、イオン注
入を行った後に行われるアニール工程で、PN接合が形
成されるべきその浅い領域を越えて、深い位置(ロ)に
拡散される。
更に、PN接合を形成する為の熱拡散工程で、より深い
位置に境界域が移動する。このように望ましいPN接合
J0から深い部分に拡散層の境界域が形成される為に、
1■程度の低電圧で充分な接合容量が得られる可変容量
ダイオード素子を形成するのが、困難となる欠点がある
一般に、印加電圧が1〜8■程度で接合容量を発生させ
る可変容量ダイオード素子では、比較的素子の拡散長が
深い為に拡散時間を長く設定できた。しかし、印加電圧
が0.2〜lV程度の低電圧で使用する可変容量ダイオ
ード素子では、半導体基板の浅い部分に不純物分布の勾
配が急峻な熱拡散層を形成しなければならなく、従って
、拡散工程は、短時間で熱拡散しなければならない。電
気炉でアニールし、長時間熱処理を行って不純物濃度分
布の均一な特性を有する熱、拡散層を制御する従来の熱
拡散方法では、上記のような特性の可変容量ダイオード
素子を製造することが困難であった。
更に、第3図と反対導電型の可変容量ダイオード素子を
形成する場合には、第3図のN°型拡散領域2をP゛型
型数散層する為に、通常硼素が用いられる。硼素は、M
量が軽いので、拡散係数が大きく短時間で深く拡散され
る性質を有する。熱拡散係数が大きい不純物元素の場合
は、不純物濃度分布のバラツキも大きくなる性質を有し
ており、長時間の熱拡散工程で拡散長の浅い拡散層を形
成しようとする場合には問題がある。
本発明は、上述のような課題を解決する為になされたも
のであって、その主な目的は、熱拡散係数が大きい不純
物元素によって拡散長の比較的浅い拡散層を形成できる
熱拡散層の製造方法を提供すると共に、その製造方法に
よって可変容量ダイオード素子を提供するものである。
他の目的は、IV程度の低電圧であっても、充分な接合
容量が取り得る可変容量ダイオード素子の拡散長の制御
ができる製造方法を提供するものである。
更に他の目的は、P導電型の不純物元素とじて拡散係数
の大きい不純物元素を用いる場合の熱拡散層の濃度分布
の制御が容易な可変容量ダイオード素子の製造方法を提
供するものである。
〔課題を解決する為の手段〕
本発明は、上記の課題を解決する為になされたものであ
って、熱拡散係数の大きい不純物元素を半導体基板にイ
オン注入した後に、短時間に急速に加熱するアニール工
程、所謂、RT P (rapidthermal p
rocess )を半導体基板に行うことにより、イオ
ン注入によって結晶欠陥が生じた半導体層を活性化して
、続いて、比較的低温で長時間熱拡散処理を行って熱拡
散層を形成する。浅い拡散層を有する可変容量ダイオー
ド素子にあっては、この製造方法によって拡散長の浅い
熱拡散層を形成し、次に反対導電型の熱拡散処理を行い
可変容量ダイオード素子を製造するものである。
〔作用〕
比較的拡散係数の大きい不純物元素による熱拡散層の製
造方法では、第1の熱拡散工程に入る前に、第1導電型
の不純物元素がイオン注入された半導体基板を、短時間
に急速に加熱するアニール工程(RTP)により、イオ
ン注入された不純物元素が殆ど拡散させることなく活性
化される。次の熱拡散工程では、拡散温度が比較的低温
で、而も拡散時間を比較的長時間に設定して所定の拡散
長の拡散層が形成される。可変容量ダイオード素子の形
成に当たっては、第1の熱拡散工程で、浅い拡散長の拡
散層を形成し、次の第2の熱拡散工程で浅い部分にPN
接合を形成することによって、1■以下の低い電圧源で
充分な可変容量が得られる可変容量ダイオード素子を容
易に製造することができる。
〔実施例〕
第1図、第3図に基づき、本発明の熱拡散層の製造方法
と、その熱拡散工程を用いた可変容量ダイオード素子の
製造方法について説明する。
第1の製造工程は、N°型半導体基板4にN−型のエピ
タキシャルN3が形成された半導体基体を前処理した後
に、所定のマスクを介してN゛型の不純物元素を半導体
基体の主表面からイオン注大法によって打ち込む。この
イオン注入工程によって、インオ注入されたN゛型の不
純物元素のプロファイルは、第1図(a)に示すような
ガウス分布をしている。
続いて、イオン注入された半導体基板を清浄な雰囲気中
、或いは減圧下で、赤外線を放射するタングステンハロ
ゲンランプ等の急速短時間加熱源によって加熱して、イ
オン注入されたN型の不純物元素を活性化させるアニー
ル工程(RTP)に入る。通常ランプ・アニールと呼ば
れるアニール工程である。このアニール工程は、半導体
基体に打ち込まれた不純物元素を活性化させるが、この
時の拡散プロファイルは、第1図(a)に示すように、
インオ注入で生じた直後のガウス分布が略そのままのプ
ロファイルを維持した状態で活性化される。
アニール工程を行った後、次の熱拡散工程に入る。この
時の拡散温度は、既に活性化が済んでいる為に、N゛型
型数散層2、アニール工程での加熱温度より低い温度で
、しかも比較的長時間の熱拡散によって形成する。N゛
型型数散層、第1図の(b)に示すようなプロファイル
となる。その後、P型の不純物を熱拡散工程によって、
P゛゛電型拡散層1を形成して、所定の深さにPN接合
J0を形成する。
続いて、半導体基板主表面に被着された所定の部分の二
酸化シリコン膜を除去して電極を形成し可変容量ダイオ
ード素子を製造する。
ランプ・アニール工程は、清浄な不活性ガス、活性ガス
等の混合ガス、或いは減圧のいづれかの状態で、加熱温
度を900℃以上1200℃未満の温度に設定し、且つ
加熱時間を3秒〜60秒の範囲で行って、イオン注入法
によって打ち込まれた不純物元素を活性化する。ランプ
・アニール工程の熱源は、半導体基体が吸収の容易な赤
外線を放射するタングステンランプ、キセノンランプ。
或いはアークランプ等が用いられる。
次に、反対導電型の可変容量ダイオード素子について説
明すると、第1の熱拡散工程には、P導電型の拡散層と
する為に、硼素が用いられる。硼素は、熱拡散係数が比
較的大きく為に、浅い拡散長の拡散層を形成するのが、
比較的困難である。
従って、硼素をイオン注入工程によって、半導体基体に
打ち込んだ後、ランプ・アニール工程を行う。その時の
加熱温度を1000℃±100℃とし、赤外線の放射時
間を15±5秒に設定して不純物元素の活性化を図り、
直ちに次の熱拡散炉による熱拡散工程によって拡散長の
制御を行う。この時の、熱拡散温度は、既にイオン注入
された不純物元素が活性化されているので、ランプ・ア
ニール工程の加熱温度より低い900℃程度の温度とし
て、熱拡散時間を比較的長時間にすることにより、不純
物濃度分布を精度よく制御してP゛型の熱拡散層を形成
できる。
又、燐を用いた場合には、ランプ・アニール工程の、加
熱温度を1100℃前後とし、放射時間を15±5秒に
設定して活性化を図ることによって、拡散長の制御が容
易となる。この時の熱拡散温度は、上記と同様にランプ
・アニール工程の温度より低い温度に設定できる。
〔効果〕
本発明によれば、不純物元素として熱拡散係数の大きい
硼素等の元素を用いたとしても、イオン注入を行った後
にRTPによるランプ・アニール工程を行って、直ちに
熱拡散工程に入る製造方法で熱拡散層を形成することに
よって、拡散長の浅い拡散層を容易に製造することが可
能である。従って、浅いPN接合を形成するのが容易で
あるので、1■程度の電圧で充分な接合容量が得られる
可変容量ダイオード素子を容易に製造することが可能で
ある。
又、本発明の可変容量ダイオード素子の製造方法によれ
ば、イオン注入法によって打ち込まれた不純物元素を短
時間に急速に加熱して、活性化させることが可能であり
、次の熱拡散工程で、比較的低温で、而も、比較的長時
間の熱拡散によって拡散層を形成することができるので
、所望の拡散長の拡散層であって、深さ方向の濃度分布
の制御が容易となるので、所定の印加電圧で充分な接合
容量が取れる可変容量ダイオード素子を容易に製造する
ことができる極めて効果的なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る可変容量ダイオード素子の製造
方法を説明する為の、その不純物濃度分布を示すプロフ
ァイルの図、第2図は、従来の可変容量ダイオード素子
の製造方法を説明する為のその不純物濃度分布を示すプ
ロファイルの図、第3図は、典型的な可変容量ダイオー
ド素子の断面図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)イオン注入法によって、半導体基体に不純物元素
    を打ち込み熱拡散によって拡散層を形成する製造方法に
    於いて、該半導体基体に比較的拡散係数の大きい不純物
    元素を打ち込み、次に短時間に急速に加熱するアニール
    工程(RTP)を行い、続いて、不純物元素を該アニー
    ル工程より低温で熱拡散して所定の拡散長に拡散層を制
    御することを特徴とする熱拡散層の製造方法。
  2. (2)前記不純物元素がホウ素であって、前記アニール
    工程(RTP)の加熱温度が、1000±100℃の範
    囲で、且つ、加熱時間が15±5秒の範囲でなされるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の熱拡散層の
    製造方法。
  3. (3)半導体基体に第1導電型の不純物元素を打ち込む
    イオン注入工程と、該半導体基体を清浄な雰囲気中で赤
    外線を照射して短時間に急速に該半導体基体を加熱する
    アニール工程(RTP)と、該アニール工程に続き該ア
    ニール工程での加熱温度より低い温度によって第1導電
    型の拡散層を所定の拡散長に制御する第1の熱拡散工程
    と、第2の導電型の不純物元素を拡散させてPN接合を
    形成する第2の熱拡散工程とを含むことを特徴とする可
    変容量ダイオード素子の製造方法。
  4. (4)前記第1導電型の不純物元素がホウ素であって、
    前記アニール工程(RTP)の加熱温度が、1000±
    100℃の範囲であって、且つ、加熱時間が15±5秒
    の範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第3項記
    載の可変容量ダイオード素子の製造方法。
  5. (5)前記第1導電型の不純物元素が燐であって、前記
    アニール工程(RTP)の加熱温度が、1100±10
    0℃の範囲であって、且つ、加熱時間が15±5秒の範
    囲であることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の
    可変容量ダイオード素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141298A (ja) * 2000-11-02 2002-05-17 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58176928A (ja) * 1982-04-09 1983-10-17 Fujitsu Ltd 光アニ−ル方法
JPS61164264A (ja) * 1985-01-16 1986-07-24 Seiko Epson Corp 半導体装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58176928A (ja) * 1982-04-09 1983-10-17 Fujitsu Ltd 光アニ−ル方法
JPS61164264A (ja) * 1985-01-16 1986-07-24 Seiko Epson Corp 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141298A (ja) * 2000-11-02 2002-05-17 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

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