JPH03181173A - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は、第１導電型の半導体基板の一直側に、第１導
電型高濃度領域と第２導電型高濃度領域とが基板厚み方
向と直交する方向に隣り合わせに設けられているととも
に、この両領域に跨るよう前記半導体基板の一面に金属
電極を被着して当該両領域を電気的に短絡させた構造（
いわゆるショートエミッタ構造）を有する半導体装置の
製造方法に係り、特に第２導電型高濃度領域の形成手法
についての改良に関する。

〔従来の技術〕

従来からショートエミッタ構造を持つ半導体装置として
、例えば、ＧＴＯサイリスタなどが知られている。この
種のショートエミッタ構造を第３図に示して説明する。

図において、工は例えばｎ〜型シリコン基板などの半導
体基板、２は半導体基板１の下面側で基板厚み方向と直
交する方向に所定間隔おきに形成された複数のｎ゛型領
領域３は半導体基板１の下面側で前記ｎ゛型領領域それ
ぞれの間に形成された複数のｐ°型領領域４は半導体基
板ｌの下面において前記ｎ゛型領領域とｐ゛型領ｗ４３
とのそれぞれの表面にまたがって被着形成された金属電
極である。

なお、ｎ°型領領域２びｐ゛型領領域３、いずれも半導
体基板ｌに対する不純物の拡散によって形成される。

このショートエミッタ構造では、ｐ９型領域３とｎ−型
の半導体基板ｌとの間に順方向電圧をかけたとき、その
電圧がある値（室温におけるシリコンダイオードの場合
、約０．６Ｖ）以上になると、電流が急激に流れ始める
特性を持つことが知られている。なお、この電流は電圧
に対し指数関数的に増加する。

ところで、ｐ゛型領領域３ら半導体基板ｌ側へのキャリ
ア注入を適切に行わせて上記の電圧を発生しやすいよう
にするために、半導体基板１内部へのｐ゛型領領域３深
さをｎ゛型領領域２深さよりも深く設定したり、ｐ゛型
領領域３幅広に設定したりすることが考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記ショートエミッタ構造において、適切な動作を行わ
せるためにｐ゛型領領域３上述したように深＜シたり広
くしたりする場合、従来ではｐ゛型領領域３拡散法でも
って得るようにしているので、拡散工程を高温にて長時
間もの間行わなければならず、生産能率が悪くなるばか
りか、半導体基板ｌに熱歪が発生するおそれもある。ま
た、拡散での形成ゆえに、実際に形成されるｐ１型領域
３の形状が予想できずにばらつくなど精度面での問題も
ある。さらに、それに関連して、ｐ０型領域３とｎ°型
領領域２がオーバラップして、ｐ型でもｎ型でもない部
分（図では省略）が形成されるために、実効的な陽極面
積が減ったり、注入効力が悪くなったりするといった不
都合も指摘される。

本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、簡
単な手法にて適切に動作する構造を製作できるようにす
ることを主たる目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、このような目的を達成するために、第１導電
型からなる半導体基板の一面側に、第１導電型高塘度領
域と第２導電型高濃度領域とが基板厚み方向と直交する
方向に隣り合わせに設けられているとともに、この両領
域に跨るよう前記半導体基板の一面に金属電極を被着し
て当該両領域を電気的に短絡させた構造を有する半導体
装置の製造方法において、次のような構成をとる。

本発明の半導体装置の製造方法は、前記第２導電型高濃
度領域を、それの半導体基板における形成予定位置にト
レンチを形成する工程と、このトレンチ内に該第２導電
型高濃度半導体を埋め込む工程とで形成することに特徴
を有する。

〔作用〕

即ち、第２導電型高濃度領域の深さや大きさはトレンチ
の深さや大きさによって決定する。このトレンチの深さ
や幅を管理することは拡散での深さや拡がりの管理より
も簡単でしかも正確さという点で優れている。そして、
トレンチに対して第２導電型高濃度半導体を埋めること
により第２導電型高濃度領域を得るので、当該領域の形
状が狂わない。

したがって、拡散法のように長時間もの間、高温雰囲気
に半導体基板をさらさないので、半導体基板に形成する
第１導電型高濃度領域と第２導電型高濃度領域とが明確
に区分けされ、オーバラップすることがないし、半導体
基板の品質も安定に保たれる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図ｆａｔ〜ｔｅｌに本発明の一実施例を示している
。

まず、第１導電型であるｎ〜型のシリコン基板などの半
導体基板１０の下面全面にリンなどのｎ型不純物を拡散
することにより、第１導電型高濃度領域としてのｎ゛型
領領域１１形成する〔第１図（ａｌ参照〕。

次に、半導体基板１０の下面のｎ゛型領領域１１おいて
、第１図中）に示すように、基板厚み方向と直交する方
向に所定間隔おきの複数個所を露出するようにレジスト
１２を被着しておき、このレジスト１２をマスクとして
エツチングを行うことにより前記露出している複数個所
に所定深さのトレンチ１３を形成する〔第１図ｆｃ）参
照〕。このトレンチ１３の深さ寸法は、ｎ°型領領域１
１拡散深さよりも深く設定しておく、なお、このトレン
チ１３の形成は、反応性異方エツチングなどのドライエ
ツチング技術で行うことも可能である。

このようにトレンチ１３によって凹凸になった半導体基
板ｌＯの下面にｐ型不純物をドープしたポリシリコン１
４をＣＶＤなどの生膜技術でもって堆積させる〔第１図
ｆｄｌ参照〕。この堆積させたポリシリコン１４におい
てトレンチ１３の上方の部位が窪むことになるので、半
導体基板１０の下面に平坦性のよい物例えばレジストを
塗り、レジスト、ポリシリコンの選択比のない条件でｎ
°型領領域１１表面が露出するまでエツチングすること
により平坦化する。このトレンチ１３内に残ったポリシ
リコン１４が第２導電型高濃度領域としてのｐ゛型領領
域なる。

この後、第１図（ｅ）に示すように、前記平坦化した半
導体基板ｌＯの下面全面に金属電極ｊｉｔ１５をスパッ
タなどにより形成する。

また、本発明は上記実施例のみに限定されず、トレンチ
１３及びポリシリコン１４の形成工程をｎ。

型領域１１の形成工程よりも先にすることも可能である
。この場合の実施例を第２図（ａｌ〜（ｅｌに基づいて
説明する０図において第１図に付しである符号と同し符
号は同一部品を指す。

まず、第２図（ａｌに示すように、半導体基板１０の下
面において基板厚み方向と直交する方向で所定間隔おき
の位置を露出させるようにレジスト１２を被着し、この
レジスト１２をマスクとしてエツチングを行うことによ
り前記露出している複数個所に所定深さのトレンチ１３
を形成する〔第２図（ｂ）参照〕。

次いで、トレンチ１３によって凹凸になった半導体基板
１０の下面にｐ型不純物をドープしたポリシリコン１４
をＣＶＤなどの生膜技術でもって堆積させる〔第２図（
Ｃ１参照〕、このポリシリコン１４においてトレンチ１
３の上方の部位が窪むことになるので、半導体基板１０
の下面のｎ゛型領領域１１表面が露出するまでエツチン
グすることにより平坦化させる。

そして、半導体基板１０の下面においてポリシリコン１
４の表面にのみ例えば酸化シリコン膜１６を被着してお
き、当該半導体基板１ｏの下面の露出している部分にｎ
型不純物を拡散させることにより、ｎ　型領域ＩＩを得
る〔第２図（ｄ＋参照〕。

この後、第２図ｔｅｌに示すように、半導体基板１゜の
裏面全面に金属電極１５をスパッタなどにより形成する
。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、半導体基板にト
レンチを形成しておいてそこに半導体を埋めもどすこと
により第２導電型高濃度領域を得るようにしたから、第
２導電型高濃度領域の深さ及び大きさの管理が従来の拡
散法に比べて簡単で済み、しかも隣り合う第１．第２導
電型高濃度領域の形状精度が高精度となる。さらに、従
来のように長時間にわたって高温雰囲気に半導体基板を
さらすことをしないので、生産性を改善できる他、半導
体基板に熱歪が発生せずに済むといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｔａｌないしｔｅｌは本発明の一実施例に係る製
造方法の説明に用いる工程図、第２図（ａｌないしｔｅ
ｌは本発明の他の実施例に係る製造方法の説明に用いる
工程図である。 また、第３図は従来例に係るショートエミンタ構造を模
式的に示す断面図である。 ｌＯ・・・半導体基板、　　１１・・・ｎ゛型領領域１
３・・・トレンチ、　　　１４・・・ｐ４型領域、１５
・・・金属電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１導電型の半導体基板の一面側に、第１導電型
   高濃度領域と第２導電型高濃度領域とが基板厚み方向と
   直交する方向に隣り合わせに設けられているとともに、
   この両領域に跨るよう前記半導体基板の一面に金属電極
   を被着して当該両領域を電気的に短絡させた構造を有す
   る半導体装置の製造方法において、 前記第２導電型高濃度領域が、それの半導体基板におけ
   る形成予定位置にトレンチを形成する工程と、このトレ
   ンチ内に該第２導電型高濃度半導体を埋め込む工程とで
   形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。