JPH0492477A - Manufacture of variable capacity diode - Google Patents

Manufacture of variable capacity diode

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JPH0492477A
JPH0492477A JP20806190A JP20806190A JPH0492477A JP H0492477 A JPH0492477 A JP H0492477A JP 20806190 A JP20806190 A JP 20806190A JP 20806190 A JP20806190 A JP 20806190A JP H0492477 A JPH0492477 A JP H0492477A
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JP
Japan
Prior art keywords
ion implantation
mask
photoresist mask
variable capacitance
annealing
Prior art date
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Pending
Application number
JP20806190A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Nagase
弘幸 永瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0492477A publication Critical patent/JPH0492477A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce characteristic irregularity of a variable capacity diode by forming an impurity concentration distribution by ion implanting of excellent controllability and annealing at a low temperature for a short time. CONSTITUTION:With photoresist mask 7 to be used as a mask, P is ion implanted in the opening of the photoresist mask 5.5X10<11>/cm<2> at 250keV. Further, after the mask 7 is removed, it is covered with other photoresist mask 8. With the mask 8 to be used as a mask P is ion implanted in the opening of the mask 4.5X10<11>/cm<2> at 36OkeV, then annealed at a low temperature of 900 deg.C for a short time of 20sec by a lamp annealing unit to distribute the P, thereby forming an impurity concentration distribution having a p-n junction of a variable capacity diode. Thus, an irregularity in the diffusing depth of the impurities by heat treating is reduced, and characteristic irregularity in the diode can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体製造技術に適用して有効な技術に関す
るもので、例えば、可変容量ダイオードの製造技術に利
用して特に有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a technology that is effective when applied to semiconductor manufacturing technology, for example, a technology that is particularly effective when applied to variable capacitance diode manufacturing technology. It is.

[従来の技術] 可変容量ダイオードの駆動電圧は低電圧化し、可変容量
ダイオードでカバーされるべき周波数帯域は広域化する
傾向にあり、これに対巧するためには、容量変化比が大
きく直線性の良い容量特性を持つ可変容量ダイオードが
必要となってきた。
[Conventional technology] The driving voltage for variable capacitance diodes is becoming lower, and the frequency band that should be covered by variable capacitance diodes is becoming broader. There has been a need for variable capacitance diodes with good capacitance characteristics.

ところで、従来の可変容量ダイオードの製造技術として
は、特開昭55−156373号、特開昭55−133
578号、特開昭55−29169号、特開昭47−1
8283号、特開昭56−78174、特開昭49−5
1879号、特公昭41−11054号公報などに記載
の第1の転線の技術が知られている。
By the way, conventional manufacturing techniques for variable capacitance diodes are disclosed in Japanese Patent Application Laid-open Nos. 55-156373 and 1982-133.
No. 578, JP-A-55-29169, JP-A-47-1
No. 8283, JP-A-56-78174, JP-A-49-5
1879, Japanese Patent Publication No. 41-11054, and the like are known.

この第1の、範−〇技術では、n型半導体基板上にn型
エピタキシャル層を形成し、当該エピタキシャル層の特
定領域にn型の不純物をイオン打込みし、高温で長時間
の熱処理を数回繰り返すことによりn+超階段層を形成
して、その後、高濃度のp型不純物のイオン打込み及び
高温で長時間の熱処理によりp+  n+接合を形成す
ることにより可変容量ダイオードの製造を行なっている
In this first category-〇 technology, an n-type epitaxial layer is formed on an n-type semiconductor substrate, n-type impurity ions are implanted into specific regions of the epitaxial layer, and heat treatment is performed at high temperature and for a long time several times. A variable capacitance diode is manufactured by forming an n+ super-step layer by repeating the steps, and then forming a p+ n+ junction by ion implantation of p-type impurity at a high concentration and heat treatment at high temperature for a long time.

また、他の技術(第2の範閘の技術)として、例えば特
公昭56−26477号公報に記載の技術が知られてい
る。
Further, as another technique (second category technique), for example, the technique described in Japanese Patent Publication No. 56-26477 is known.

この技術では、1×10″“/ cf程度の高濃度基板
上にI X I O”/cffl程度のn型のエピタキ
シャル層を形成し、このエピタキシャル層の限られた部
分に先ずp型不純物をイオン打込みし、900℃、20
分の熱処理を行ない、次に、n型の不純物を数回、異な
るエネルギー、ドーズ量でイオン打込みし、800℃、
20分の熱処理によりp+−〇+接合を形成することに
よって可変容量ダイオードの製造を行なっている。
In this technology, an n-type epitaxial layer of approximately IXIO''/cffl is formed on a highly doped substrate of approximately 1×10''/cf, and a p-type impurity is first doped into a limited portion of this epitaxial layer. Ion implantation, 900℃, 20
Next, n-type impurities were ion-implanted several times at different energies and doses at 800°C.
A variable capacitance diode is manufactured by forming a p+-〇+ junction by heat treatment for 20 minutes.

[発明が解決しようとする課題] しかし、前記第1の範閘の技術では、多数回のイオン打
込みとそれぞれに対する高温で長時間の熱処理とにより
不純物濃度分布を形成するため、浅い領域に必要な不純
物分布を形成できず、高い容量変化比をもち直線性の良
い可変容量ダイオードが形成できなくなるばかりか、熱
拡散による特性バラツキが大きく、拡散工程に長時間を
要するという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the technology of the first category, the impurity concentration distribution is formed by multiple ion implantations and heat treatment at high temperature for a long time, so that the impurity concentration distribution required in the shallow region is Not only is it impossible to form an impurity distribution, making it impossible to form a variable capacitance diode with a high capacitance change ratio and good linearity, but there are also problems in that the characteristics vary widely due to thermal diffusion and the diffusion process takes a long time.

一方、上記第2の範閘の技術では、B(硼素)によって
pn接合を形成する方法にあっては、硼素のイオン打込
みの時のチャネリング現象の点について考慮されておら
ず、さらには、拡散係数の大きい不純物を先にイオン打
込みしているため、所望の不純物濃度を持った浅い不純
物層の形成ができにくいという問題がある。
On the other hand, in the technique of the second category mentioned above, the method of forming a pn junction with B (boron) does not take into account the channeling phenomenon during boron ion implantation, and furthermore, Since the impurity having a large coefficient is ion-implanted first, there is a problem in that it is difficult to form a shallow impurity layer with a desired impurity concentration.

また、深さ方向に対して効率的に不純物濃度分布が形成
できないという問題もある。
There is also the problem that an impurity concentration distribution cannot be efficiently formed in the depth direction.

この後者の範閘の技術の問題である[不純物のチャネリ
ングにより不純物の接合深さが深くなる」という点を解
消するための技術として、半導体基板を構成する原子と
同等以上の原子半径をもつ原子(Si、Ge、Ar等)
を予めイオン打込みし、半導体基板表面層を非晶質化す
る方法が報告されている。またBによるp型不純物層の
形成についてはBP、等の高分子量のイオン打込みでも
可能であることが報告されている。なおこれらの報告に
ついては、月刊セミコンダクタワールド2(1986)
第67頁〜第73頁において論じられている。
As a technology to solve the problem of this latter category of technology, in which the junction depth of impurities becomes deeper due to channeling of impurities, we have developed a technology that uses atoms with an atomic radius equal to or greater than that of the atoms constituting the semiconductor substrate. (Si, Ge, Ar, etc.)
A method has been reported in which ions are implanted in advance to make the surface layer of a semiconductor substrate amorphous. It has also been reported that the formation of a p-type impurity layer using B can also be achieved by implanting high molecular weight ions such as BP. These reports can be found in Monthly Semiconductor World 2 (1986)
Discussed on pages 67-73.

しかし、この技術におけるチャネリングの抑制方法のう
ち、ArまたはBF、のイオン打込みの場合は、電気的
特性と無関係な原子が存在することで生じる格子欠陥に
より接合リーク電流が増大する問題があり、また、Si
打込みによる場合には完全にチャネリングを防止できず
pn接合が緩やかな形状となる。このため容量−電圧特
性の低バイアスにおける容量値が下がり、容量変化比が
高くできないという問題がある。
However, among methods for suppressing channeling in this technology, in the case of Ar or BF ion implantation, there is a problem that junction leakage current increases due to lattice defects caused by the presence of atoms unrelated to electrical characteristics. , Si
In the case of implantation, channeling cannot be completely prevented, resulting in a pn junction having a gentle shape. Therefore, there is a problem that the capacitance value at low bias of the capacitance-voltage characteristic decreases, and the capacitance change ratio cannot be increased.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、容量−電
圧時、性のバラツキを低減し、拡散工程の工数低減を行
なうことを目的としている。また、容量変化比が大きく
かつ、直線性に優れた容量−電圧特性をもつ可変容量ダ
イオードの製造方法を提供することを他の目的としてい
る。
The present invention has been made in view of these points, and aims to reduce the variation in capacity-voltage characteristics and reduce the number of steps in the diffusion process. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a variable capacitance diode having a large capacitance change ratio and excellent linear capacitance-voltage characteristics.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[課題を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
[Means for Solving the Problems] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.

請求項1記載の発明は、p型不純物のイオン打込みと、
n型不純物の多重イオン打込みと、アニールとを通じて
可変容量ダイオードを製造するにあたり、半導体基板を
構成する原子と同等以上の原子半径をもつn型不純物の
イオン打込みを行なって当該領域を非晶質化した後、n
型不純物のイオン打込みを行ない、その後、低温、短時
間アニールを施し、さらに、n型不純物の多重イオン打
込みを行ない、その後、低温、短時間アニールを施すよ
うにし・たものである。
The invention according to claim 1 includes ion implantation of p-type impurities;
When manufacturing a variable capacitance diode through multiple ion implantation of n-type impurities and annealing, ion implantation of n-type impurities with an atomic radius equal to or greater than that of the atoms constituting the semiconductor substrate is performed to make the region amorphous. After that, n
In this method, ion implantation of a type impurity is performed, followed by low-temperature, short-time annealing, followed by multiple ion implantation of n-type impurities, followed by low-temperature, short-time annealing.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
不純物のイオン打込みにおいて、拡散係数の小さい不純
物ほど先にイオン打込みするようにしたものである。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
In ion implantation of impurities, impurities with smaller diffusion coefficients are ion-implanted earlier.

また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明にお
いて、Asのイオン打込みを行なって当該領域を非晶質
化した後、Bのイオン打込みを行ない、その後、低温、
短時間アニールを施し、さらに、Pの多重イオン打込み
を行ない、その後、低温、短時間アニールを施すように
したものである。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, in which after As ion implantation is performed to make the region amorphous, B ion implantation is performed, and then low temperature
Short-time annealing is performed, multiple P ion implantation is performed, and then low-temperature, short-time annealing is performed.

[作用] 前記した手段によれば、不純物濃度分布を制御性の良い
イオン打込みと低温で短時間のアニールによって形成す
るようにしているので、熱処理による不純物の拡散深さ
のバラツキが少なく、可変容量ダイオードの特性バラツ
キが低減できる。
[Function] According to the above-described means, the impurity concentration distribution is formed by ion implantation with good controllability and annealing at low temperature for a short time, so there is little variation in the diffusion depth of impurities due to heat treatment, and variable capacitance is achieved. Variations in diode characteristics can be reduced.

また、半導体基体を構成する原子と同等以上の原子半径
をもつn型不純物を半導体基板表面にイオン打込みす、
ることにより半導体基板表面が非晶質化され、このため
その後イオン打込みされる不純物原子のチャネリングを
抑制することができ、したがって、所望深さの不純物層
の形成が可能となる。その上、先に半導体基板表面を非
晶質化する目的でイオン打込みしたn型不純物は、アニ
ルにより活性化し、その後形成されるn型不純物濃度分
布を補正できる。これにより容量変化比が高くなる方向
へ容量特性が改善される。
In addition, ion implantation of n-type impurities having an atomic radius equal to or greater than that of the atoms constituting the semiconductor substrate is performed, into the semiconductor substrate surface.
This makes the surface of the semiconductor substrate amorphous, which makes it possible to suppress channeling of impurity atoms that are subsequently ion-implanted, thereby making it possible to form an impurity layer with a desired depth. Furthermore, the n-type impurity that is ion-implanted for the purpose of making the surface of the semiconductor substrate amorphous is activated by anil, and the concentration distribution of the n-type impurity formed thereafter can be corrected. This improves the capacitance characteristics in the direction of increasing the capacitance change ratio.

さらに、拡散係数の小さい不純物ほど先にイオン打込み
を行なう請求項2または請求項3記載のものでは、イオ
ン打込みした不純物が必要以上に拡がらないので深さ方
向に対して容易に所望の不純物濃度分布を形成できる。
Furthermore, in the method according to claim 2 or 3, in which the impurity having a smaller diffusion coefficient is ion-implanted earlier, the implanted impurity does not spread more than necessary, so that it is easy to achieve the desired impurity concentration in the depth direction. distribution can be formed.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図、第2図及び第3図に
基づいて説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1, 2, and 3.

第1図(A)〜(H)は可変容量ダイオードの製造工程
の各断面図、第2図はそのプロセスフローを示している
。この可変容量ダイオードの製造方法を第1図、(A)
〜(H)および第2図に基づいて説明すれば下記のとお
りである。
FIGS. 1A to 1H are cross-sectional views of the manufacturing process of a variable capacitance diode, and FIG. 2 shows the process flow. The manufacturing method of this variable capacitance diode is shown in Figure 1 (A).
The explanation will be as follows based on (H) to (H) and FIG.

先ず、第1図(A)に示すように高濃度n型基板1の上
に2×10″’/an?程度のn型エピタキシャル層2
を形成する。
First, as shown in FIG. 1(A), an n-type epitaxial layer 2 of approximately 2×10''/an? is formed on a highly doped n-type substrate 1.
form.

次に、第1図(B)に示すように当該エピタキシャル層
2の上に酸化膜3を被着させる。
Next, as shown in FIG. 1(B), an oxide film 3 is deposited on the epitaxial layer 2.

続いて、酸化膜3における可変容量ダイオードを形成す
べき領域を除去して開口した後、軽い酸化を行なう。こ
れによって酸化膜3の開口部にも薄い酸化膜3aが形成
される。この薄い酸化膜3aは900℃のドライO5雰
囲気中で形成される。
Subsequently, a region of the oxide film 3 where a variable capacitance diode is to be formed is removed to form an opening, and then light oxidation is performed. As a result, a thin oxide film 3a is also formed in the opening of the oxide film 3. This thin oxide film 3a is formed in a dry O5 atmosphere at 900°C.

この酸化Jllj3aの厚さは300人程層上あり、イ
オン打込み時のSi表面の保護膜として機能する。
The thickness of this oxidized Jllj3a is approximately 300 layers, and functions as a protective film for the Si surface during ion implantation.

その後、ホトレジストマスク4を形成する。このホトレ
ジストマスク4は前記酸化膜3の開口部の周縁部および
その外方部を隠蔽するようなパターンとなっている。次
に、当該ホトレジストマスク4をマスクにして当該ホト
レジストマスク4の開口部にAsを190keV、l 
X I O1/cm’で打込み、Sl・表面層を非晶質
化して第1図(D)の状態となる。
After that, a photoresist mask 4 is formed. This photoresist mask 4 has a pattern that hides the periphery of the opening of the oxide film 3 and the outer part thereof. Next, using the photoresist mask 4 as a mask, As is applied to the opening of the photoresist mask 4 at 190 keV and l.
Implantation is performed at X I O1/cm' to make the Sl surface layer amorphous, resulting in the state shown in FIG. 1(D).

次いで、前記ホトレジストマスク4を除去した後、他の
ホトレジストマスク5を被着させる。このホトレジスト
マスク5の開O部の大きさは前記ホトレジストマスク4
の開口部の大きさよりも僅かに大きくなるように設定さ
れている。そして、このホトレジストマスク5をマスク
にして当該ホトレジストマスク4の開口部にBを35k
eV、5 X 10”/Cm’打込み(第1図(E))
、950℃で20秒の低温、短時間アニールをランプア
ニール装置により行ない、第3図(A)の(イ)のBの
浅い接合を形成すると同時に、Asを活性化させ、(ロ
)の分布を形成する。
Next, after removing the photoresist mask 4, another photoresist mask 5 is applied. The size of the opening O portion of this photoresist mask 5 is as follows.
The size of the opening is set to be slightly larger than that of the opening. Then, using this photoresist mask 5 as a mask, 35k of B was applied to the opening of the photoresist mask 4.
eV, 5 x 10"/Cm' implantation (Figure 1 (E))
, low-temperature, short-time annealing at 950°C for 20 seconds was performed using a lamp annealing device to form the shallow junction B in (a) of Figure 3(A), and at the same time activate As, resulting in the distribution of (b). form.

次に、前記ホトレジストマスク5を除去した後、他のホ
トレジストマスク6を被着させる。このホトレジストマ
スク6の開口部の大きさは前記ホトレジストマスク4の
開口部の大きさよりも僅かにかさくなるように設定され
ている。そして、このホトレジストマスク6をマスクに
して当該ホトレジストマスクの開口部にPを190ke
V、7゜5 X 10”/crItでイオン打込みする
(第1図(F))。、次いで、前記ホトレジストマスク
6を除去した後、他のホトレジストマスク7を被着させ
る。
Next, after removing the photoresist mask 5, another photoresist mask 6 is applied. The size of the opening of this photoresist mask 6 is set to be slightly larger than the size of the opening of the photoresist mask 4. Then, using this photoresist mask 6 as a mask, 190 ke of P was applied to the opening of the photoresist mask.
Ion implantation is performed at V, 7.degree.

このホトレジストマスク7の開口部の大きさは前記ホト
レジストマスク6の開口部の大きさよりも僅かに小さく
なるように設定されている。そして、このホトレジスト
マスク7をマスクにして当該ホトレジストマスクの開口
部にPを250keV、5、 5X 10”/cffl
でイオン打込みする(第1図(G))。さらに、前記ホ
トレジストマスク7を除去した後、他のホトレジストマ
スク8を被着させる。このホトレジストマスク8の開口
部の大きさはがI記ホトレジストマスク7の開口部の大
きさよりも僅かに小さくなるように設定されている。
The size of the opening of this photoresist mask 7 is set to be slightly smaller than the size of the opening of the photoresist mask 6. Then, using this photoresist mask 7 as a mask, P was applied to the opening of the photoresist mask at 250 keV, 5.5×10”/cffl.
Ion implantation is performed using (Fig. 1 (G)). Further, after removing the photoresist mask 7, another photoresist mask 8 is applied. The size of the opening of this photoresist mask 8 is set to be slightly smaller than the size of the opening of the photoresist mask 7 described in I.

そして、このホトレジストマスク8をマスクにして当該
ホトレジストマスクの開口部にPを360keV、4,
5X 10”/cr′11でイオン打込みしく第1図(
H))、その後、9.00℃で20秒の低温、短時間ア
ニールをランプアニール装置により行ない、第、3図(
A)の(ハ)のPの分布を形成して、第3図(A)の(
ニ)の可変容量ダイオードのpn接合をもつ不純物濃度
分布を形成する。
Then, using this photoresist mask 8 as a mask, P was applied to the opening of the photoresist mask at 360 keV, 4,
Ion implantation was performed using 5X 10"/cr'11 as shown in Figure 1 (
H)), then low-temperature, short-time annealing at 9.00°C for 20 seconds was carried out using a lamp annealing device, as shown in Figure 3 (
By forming the distribution of P in A) and (C),
D) An impurity concentration distribution having a pn junction of a variable capacitance diode is formed.

その後、電極の形成等を行なって可変容量ダイオードを
製造する。
Thereafter, electrodes are formed, etc., and a variable capacitance diode is manufactured.

なおちなみに、As打込みによりSi表面の非晶質化を
行なわない場合は、第3図(B)の(イ)に示すように
Bの分布は、打込み時のチャネリングにより接合が深く
なり第3図(B)の(ニ)のようなpn接合をもつ不純
物濃度分布となる。
Incidentally, if the Si surface is not made amorphous by As implantation, the distribution of B will be as shown in (a) of Figure 3(B), as the bond will become deeper due to channeling during implantation, as shown in Figure 3(B). The impurity concentration distribution has a pn junction as shown in (d) of (B).

また、第3図(A)及び第3図(B)の(ニ)で示され
る不純物濃度分布からなる容量特性は、それぞれ、第4
図のa及びbのようになる。第1図および第2図に示す
工程によりできる容量特性aは、従来のAsによるSi
表面の非晶質化を行なわない場合のしに比べIV近く容
量値が大きくなり高い容量変化比が得られる。
In addition, the capacitance characteristics consisting of the impurity concentration distribution shown in (d) of FIG. 3(A) and FIG. 3(B) are respectively
It will look like a and b in the figure. The capacitance characteristic a produced by the process shown in FIGS.
Compared to the case where the surface is not made amorphous, the capacitance value becomes larger near IV, and a higher capacitance change ratio can be obtained.

上記のような方法によれば下記のような効果を得ること
ができる。
According to the above method, the following effects can be obtained.

先ず、不純物濃度分布を制御性の良いイオン打込みと低
温で、短時間のアニールによって形成するようにしてい
るので、熱処理による不純物の拡散深さのバラツキが少
なく、可変容量ダイオードの特性バラツキが低減できる
First, the impurity concentration distribution is formed by well-controlled ion implantation and low-temperature, short-time annealing, so there is little variation in the impurity diffusion depth due to heat treatment, reducing variation in the characteristics of the variable capacitance diode. .

また、半導体基体を構成するSi原子と同等以上の原子
半径をもつn型不純物Asを半導体基板表面にイオン打
込みしていることにより半導体基板表面が非晶質化され
、このためその後イオン打込みされる不純物原子B、P
のチャネリングを抑制することができ、したがって、所
望深さの不純物層の形成が可能となる。その上、先に半
導体基板表面を非晶質化する目的でイオン打込みしたn
型不純物Asは、アニールにより活性化し、その後形成
されるn型不純物濃度分布を補正できる。
In addition, by ion-implanting the n-type impurity As, which has an atomic radius equal to or larger than that of the Si atoms constituting the semiconductor substrate, into the semiconductor substrate surface, the semiconductor substrate surface becomes amorphous, which makes it difficult for subsequent ion implantation. Impurity atoms B, P
channeling can be suppressed, thus making it possible to form an impurity layer with a desired depth. In addition, the n
The type impurity As is activated by annealing and can correct the n-type impurity concentration distribution formed thereafter.

これにより容量変化比が高くなる方向へ容量特性が改善
される。
This improves the capacitance characteristics in the direction of increasing the capacitance change ratio.

さらに、拡散係数の小さい不純物ほど先にイオン打込み
を行なっているので、イオン打込みした不純物が必要以
上に拡がらないので深さ方向に対して容易に所望の不純
物濃度分布を形成できる。
Furthermore, since impurities with smaller diffusion coefficients are ion-implanted earlier, the implanted impurities do not spread more than necessary, and a desired impurity concentration distribution can be easily formed in the depth direction.

以上本発明0者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor (0) has been specifically explained based on examples, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and it should be noted that various changes can be made without departing from the gist of the invention. Not even.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である可変容量ダイオード
の製造技術を例に説明したが、浅いpn接合が必要な半
導体製造技術一般に応用可能である。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly explained using as an example the manufacturing technology of variable capacitance diodes, which is the field of application behind the invention, but the invention can be applied to general semiconductor manufacturing technology that requires a shallow pn junction.

[発明の効果] 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
[Effects of the Invention] The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly explained below.

即ち、本発明によれば、不純物濃度分布を制御性の良い
イオン打込みと低温で短時間のア二一ルによって形成す
るようにしているので、熱処理による不純物の拡散深さ
のバラツキが少なく、可変容量ダイオードの特性バラツ
キが低減できる。
That is, according to the present invention, since the impurity concentration distribution is formed by ion implantation with good controllability and annealing at low temperature for a short time, there is little variation in the diffusion depth of impurities due to heat treatment, and it is variable. Characteristic variations in capacitor diodes can be reduced.

また、半導体基体を構成する原子と同等以上の原子半径
をも、つn型不純物を半導体基板表面にイオン打込みす
ることにより半導体基板表面が非晶質化され、このため
その後イオン打込みされる不純物原子のチャネリングを
抑制することができ、したがって、所望深さの不純物層
の形成が可能となる。その上、先に半導体基板表面を非
晶質化する目的でイオン打込みしたn型不純物は、アニ
ルにより活性化し、その後形成されるn型不純物濃度分
布を補正できる。これにより容量変化比が高くなる方向
へ容量特性が改善される。
In addition, by ion-implanting n-type impurities into the semiconductor substrate surface, which have an atomic radius equal to or greater than that of the atoms constituting the semiconductor substrate, the semiconductor substrate surface becomes amorphous, so that the impurity atoms that are subsequently ion-implanted become amorphous. channeling can be suppressed, thus making it possible to form an impurity layer with a desired depth. Furthermore, the n-type impurity that has been ion-implanted for the purpose of making the surface of the semiconductor substrate amorphous can be activated by anil, and the concentration distribution of the n-type impurity formed thereafter can be corrected. This improves the capacitance characteristics in the direction of increasing the capacitance change ratio.

さらに、拡散係数の小さい不純物ほど先にイオン打込み
を行なう請求項2または請求項3記載のものでは、イオ
ン打込みした不純物が必要以上に拡がらないので深さ方
向に対して容易に所望の不純物濃度分布を形成できる。
Furthermore, in the method according to claim 2 or 3, in which the impurity having a smaller diffusion coefficient is ion-implanted earlier, the implanted impurity does not spread more than necessary, so that it is easy to achieve the desired impurity concentration in the depth direction. distribution can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の製造方法を示す各工程の縦
断面図、 第2図は本発明の一実施例の製造方法を示す工程フロー
図、 第3図(A、)は第2図に示す製造方法で形成される不
純物濃度分布図、 第3図(B)は従来製造方法で形成される不純物濃度分
布図、 第4図は従来の製造方法及び第2図に示す製造方法で製
造された可変容量ダイオードの容量−電圧特性である。 1・・・・半導体基板、2・・・・エピタキシャル層。 第1図 第1図 第 図 第 図 □D 1 丁 イこ
Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of each step showing a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a process flow diagram showing a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and Fig. 3 (A,) is a Figure 2 is an impurity concentration distribution diagram formed by the manufacturing method shown in Figure 3 (B) is an impurity concentration distribution diagram formed by the conventional manufacturing method, Figure 4 is the conventional manufacturing method and the manufacturing method shown in Figure 2. This is the capacitance-voltage characteristic of a variable capacitance diode manufactured in 1... Semiconductor substrate, 2... Epitaxial layer. Figure 1 Figure 1 Figure Figure □D 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、p型不純物のイオン打込みと、n型不純物の多重イ
オン打込みと、アニールとを通じて可変容量ダイオード
を製造するにあたり、半導体基板を構成する原子と同等
以上の原子半径をもつn型不純物のイオン打込みを行な
って当該領域を非晶質化した後、p型不純物のイオン打
込みを行ない、その後、低温、短時間アニールを施し、
さらに、n型不純物の多重イオン打込みを行ない、その
後、低温、短時間アニールを施すようにしたことを特徴
とする可変容量ダイオードの製造方法。 2、不純物のイオン打込みにおいて、拡散係数の小さい
不純物ほど先にイオン打込みするようにしたことを特徴
とする請求項1記載の可変容量ダイオードの製造方法。 3、Asのイオン打込みを行なって当該領域を非晶質化
した後、Bのイオン打込みを行ない、その後、低温、短
時間アニールを施し、さらに、Pの多重イオン打込みを
行ない、その後、低温、短時間アニールを施すようにし
たことを特徴とする請求項1または請求項2記載の可変
容量ダイオードの製造方法。
[Claims] 1. In manufacturing a variable capacitance diode through ion implantation of p-type impurities, multiple ion implantation of n-type impurities, and annealing, the atomic radius is equal to or greater than that of atoms constituting the semiconductor substrate. After ion implantation of n-type impurities to make the region amorphous, ion implantation of p-type impurities is performed, followed by low-temperature, short-time annealing,
Furthermore, the method for manufacturing a variable capacitance diode is characterized in that multiple ion implantation of n-type impurities is performed, followed by low-temperature, short-time annealing. 2. The method of manufacturing a variable capacitance diode according to claim 1, wherein in the ion implantation of impurities, impurities with smaller diffusion coefficients are ion-implanted earlier. 3. After performing As ion implantation to make the region amorphous, B ion implantation is performed, followed by low-temperature, short-time annealing, and multiple P ion implantation, followed by low-temperature, 3. The method of manufacturing a variable capacitance diode according to claim 1, wherein the annealing is performed for a short time.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005129930A (en) * 2003-10-17 2005-05-19 Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw Method for providing a hierarchical structure of activated impurities in a semiconductor substrate
US6995068B1 (en) * 2000-06-09 2006-02-07 Newport Fab, Llc Double-implant high performance varactor and method for manufacturing same

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