(57)【要約】【課題】  ツェナー電圧のコントロール精度を向上させ、目的のツェナー電圧を有するツェナーダイオードを高い歩留まりにて製造する。【解決手段】  ロット全体に対して、拡散領域を形成する前までの工程を行った後、ロット中から一部の先行ウェハを抜き出して、先行的な熱拡散処理を行い、さらに上記先行ウェハに対して形成された上記拡散領域の上にメタル電極の形成までを行う。拡散領域およびメタル電極の形成が行われた先行ウェハに対し、使用電流域での特性の測定を行って、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求め、この拡散条件を用いて、ロットの残りのウェハに対して拡散領域を形成するための熱拡散処理を行う。【選択図】  図１
2006179521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表層部の選択箇所に拡散領域が設けられたツェナーダイオードの製造方法であって、
ロット全体に対して、上記拡散領域を形成する前までの工程を行う第１のステップと、
上記ロット中から一部の先行ウェハを抜き出して、該先行ウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行い、さらに上記拡散領域が形成された先行ウェハにおける特性の測定を行って、その測定結果に基づいて、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求める第２のステップと、
上記第２のステップにおいて求められた拡散条件を用いて、ロットの残りのウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行う第３のステップとを含み、
上記第２のステップでは、上記先行ウェハに対して形成された上記拡散領域の上にメタル電極の形成までを行い、かつ、使用電流域での特性の測定を行って、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求めることを特徴とするツェナーダイオードの製造方法。
【請求項２】
半導体基板の表層部の選択箇所に拡散領域が設けられたツェナーダイオードの製造方法であって、
ロット全体に対して、上記拡散領域を形成する前までの工程を行う第１のステップと、
上記ロット中から一部の先行ウェハを抜き出して、該先行ウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行い、さらに上記拡散領域が形成された先行ウェハにおける特性の測定を行って、その測定結果に基づいて、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求める第２のステップと、
上記第２のステップにおいて求められた拡散条件を用いて、ロットの残りのウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行う第３のステップとを含み、
上記第２のステップでは、上記先行ウェハに対して全てのウェハファブ工程が完了した状態までの製造を行い、かつ、使用電流域での特性の測定を完成状態のツェナーダイオード用ウェハに対する品質検査工程であるプローブ工程にて行って、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求めることを特徴とするツェナーダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツェナーダイオードの製造方法に関し、特に、製造されるツェナーダイオードのツェナー電圧を精度良くコントロールできる製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ツェナーダイオードは、ＰＮ接合に逆バイアスを印加することで生じる降伏現象（ツェナー降伏）を利用したダイオードである。ツェナーダイオードにおいて、ツェナー降伏を生じている範囲では、負荷電圧に変動が生じてもその出力電圧は一定値に保持される。このような特性により、ツェナーダイオードは定電圧素子として利用されている。
【０００３】
一般に、ツェナーダイオードの構成は、図３に示すように、高濃度の例えばＮ＋型の半導体基板１０１の表層部の選択箇所にＰ＋型の拡散領域１０２を設けると共に、拡散領域１０２の周辺にＰ型のガードリング１０３を設けている。そして、拡散領域１０２上にはＡｌ，Ａｇ等のアノード用の電極１０４が形成されており、半導体基板１０１の裏面にはカソード用の電極１０５が形成されている。なお、半導体基板１０１の表面は、拡散領域１０２上に形成された電極１０４の部分を除き、絶縁膜１０６で覆われている。
【０００４】
また、特許文献１には、ツェナー電圧が低いツェナーダイオードを製造するための方法として、ポリシリコン膜を用いたツェナーダイオードの製造方法の開示がある。このようなポリシリコン膜を用いたツェナーダイオードでは、図４に示すように、拡散領域１０２と電極１０４との間にポリシリコン膜１０７が形成された構成となる。
【０００５】
上述の構造を有するツェナーダイオードのツェナー電圧は、Ｎ＋型半導体基板１０１に形成される拡散領域１０２の深さと、Ｎ＋型半導体基板１０１の不純物濃度によって所定の値に決定される、その値は、拡散領域１０２の深さを浅くし、かつ、Ｎ＋型半導体基板１０１の不純物濃度を高くするほど低く（低電圧化）することができ、現在では、ツェナー電圧が３〜５０Ｖのものが一般に量産されている。
【０００６】
ここで、ツェナーダイオードの通常の製造プロセスを図５のフローチャートを参照して説明する。
【０００７】
まず、Ｓ１において、Ｎ型の半導体基板１０１の表面に熱酸化によりフィールド酸化膜を形成する。さらにＳ２において、Ｐ型不純物の拡散によってガードリング１０３を形成する。
【０００８】
Ｓ３〜Ｓ６は、ツェナー電圧が低いツェナーダイオードを製造する場合の工程、すなわち、ポリシリコン膜を用いたツェナーダイオードを製造する場合の工程であり、Ｓ３においては、ポリシリコンコンタクトエッチングが行われる。すなわち、上記フィールド酸化膜を除去した後、半導体基板１０１上に絶縁膜１０６を形成し、該絶縁膜１０６に、半導体基板１０１と次工程にて形成されるポリシリコン膜１０７とのコンタクトを取るための開口をエッチングにて形成する。Ｓ４では、半導体基板１０１の表面にポリシリコン膜１０７が形成される。このポリシリコン膜１０７には、通常、Ｐ型不純物がドープされる。
【０００９】
Ｓ５においては、Ｐ型不純物の拡散領域１０２を形成するための熱拡散処理が行われる。すなわち、ポリシリコン膜１０７の表面にポリボロンフィルムを塗布し、所定の拡散温度にてＮ２雰囲気中で熱処理（熱拡散）することにより、ポリシリコン膜１０７のＰ型不純物（あるいはポリボロンフィルム中のＰ型不純物）を半導体基板１０１中に拡散させ、浅い接合の拡散領域１０２を形成する。
【００１０】
その後、Ｓ６において、不要な領域のポリシリコン膜１０７をエッチング除去し、さらに、Ｓ９およびＳ１０において、ポリシリコン膜上および半導体基板の裏面にメタル電極１０４，１０５を形成する。
【００１１】
また、ツェナー電圧が高いツェナーダイオードを製造する場合には、上記Ｓ３〜Ｓ６の工程に代えてＳ７〜Ｓ８の工程が行われる。Ｓ７においては、Ｐ型不純物の拡散領域１０２を形成するための熱拡散処理が行われる。この時、半導体基板１０１の表面にはポリシリコン膜が形成されていないため、半導体基板１０１の表面にポリボロンフィルムを直接塗布し、所定の拡散温度にて熱処理（熱拡散）することにより、ポリボロンフィルム中のＰ型不純物を半導体基板１０１中に拡散させる。Ｓ８においては、半導体基板１０１上に形成されている絶縁膜１０６（この絶縁膜１０６はＳ２（ツェナー電圧が低い場合）またはＳ７（ツェナー電圧が高い場合）の工程後に形成されている）に対し、半導体基板１０１と次工程にて形成されるメタル電極１０４とのコンタクトを取るための開口をエッチングにて形成する。
【００１２】
また、Ｓ１１におけるプローブ工程は、Ｓ１０の工程によって完成したツェナーダイオード用のウェハ（このウェハを個々のチップに切り分けることでツェナーダイオードが完成する）に対し、その特性が基準値を満たすか否かを検査するための検査工程である。
【特許文献１】特開平８−６４８４３号公報（公開日１９９６年３月８日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ツェナーダイオードの製造では、ツェナー電圧は、Ｐ型不純物の拡散領域を形成するための熱拡散処理時において、そのドライブ時間を制御することによって調節される。しかしながら、実際の製造にあたっては、ウェハ材料特性のばらつき等の要因により、同一のドライブ時間にて拡散処理を行ったとしても、ロット単位でツェナー電圧のばらつきが生じる。このため、ツェナー電圧の正確な合わせこみを行うため、通常は、熱拡散処理前のロット内から数枚のウェハを抜き取って、それぞれのウェハに対して異なるドライブ時間にて先行的に熱拡散処理を行い、その結果に基づいてロット全体に対する熱拡散処理のドライブ時間が決定される。
【００１４】
ここで、先行的な熱拡散処理のために抜き取られるウェハは、ツェナー電圧が低いツェナーダイオードを製造する場合では、Ｓ４の工程後にロット内から抜き取られる。また、ツェナー電圧が高いツェナーダイオードを製造する場合では、Ｓ２の工程後にロット内から抜き取られる。
【００１５】
そして、この先行ウェハにおけるツェナー電圧の測定を行う工程であるが、従来では、この先行ウェハに対して、Ｓ６の工程（ツェナー電圧が低いツェナーダイオードを製造する場合）またはＳ８の工程（ツェナー電圧が高いツェナーダイオードを製造する場合）までを行ってからツェナー電圧の測定を行っていた。
【００１６】
このように従来方法では、先行ウェハに対してコンタクトホールエッチング後であって、メタル電極のパターニング前にツェナー電圧の測定を行っていたため、プローブ針でのポイントコンタクトによる測定となる。この場合、大電流（例えば２０ｍＡ）を流しての測定を行おうとすると、ウェハとプローブ針との接触点における電流集中が発生し、素子破壊を起こすことになる。したがって、従来方法では、熱拡散処理が行われる先行ウェハに対して微小電流（例えば５０μＡ）を流しながらツェナー電圧の測定を行い、その測定データを統計的に処理した結果からロット本体の拡散条件（熱拡散処理におけるドライブ時間）を決定していた。
【００１７】
しかしながら、上記微小電流を用いての測定結果では、実際の使用電流域でのツェナー電圧は推測的に求められることとなるため、実際の使用電流域では製造上のばらつき等により誤差が生じる。その結果、目的とするツェナー電圧とずれたツェナーダイオードが製造されて、歩留まりを悪化させるといった問題がある。
【００１８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ツェナー電圧のコントロール精度を向上させ、目的のツェナー電圧を有するツェナーダイオードを高い歩留まりにて製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係るツェナーダイオードの製造方法は、上記課題を解決するために、半導体基板の表層部の選択箇所に拡散領域が設けられたツェナーダイオードの製造方法であって、ロット全体に対して、上記拡散領域を形成する前までの工程を行う第１のステップと、上記ロット中から一部の先行ウェハを抜き出して、該先行ウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行い、さらに上記拡散領域が形成された先行ウェハにおける特性の測定を行って、その測定結果に基づいて、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求める第２のステップと、上記第２のステップにおいて求められた拡散条件を用いて、ロットの残りのウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行う第３のステップとを含み、上記第２のステップでは、上記先行ウェハに対して形成された上記拡散領域の上にメタル電極の形成までを行い、かつ、使用電流域での特性の測定を行って、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求めることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明に係る他のツェナーダイオードの製造方法は、上記課題を解決するために、半導体基板の表層部の選択箇所に拡散領域が設けられたツェナーダイオードの製造方法であって、ロット全体に対して、上記拡散領域を形成する前までの工程を行う第１のステップと、上記ロット中から一部の先行ウェハを抜き出して、該先行ウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行い、さらに上記拡散領域が形成された先行ウェハにおける特性の測定を行って、その測定結果に基づいて、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求める第２のステップと、上記第２のステップにおいて求められた拡散条件を用いて、ロットの残りのウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行う第３のステップとを含み、上記第２のステップでは、全てのウェハファブ工程が完了した状態（ツェナーダイオード用のウェハとして完成した状態）までの製造を行い、かつ、使用電流域での特性の測定を完成状態のツェナーダイオード用ウェハに対する品質検査工程であるプローブ工程にて行って、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求めることを特徴としている。
【００２１】
上記の各構成によれば、熱拡散処理が行われた先行ウェハに対して、さらに上記拡散領域上のメタル電極の形成までが行われる（全てのウェハファブ工程が完了した状態のウェハでは、拡散領域上のメタル電極および裏面メタル電極も形成されている）。こうしてメタル電極までが形成された先行ウェハに対しては、使用電流域でのツェナー電圧の測定が可能となり、実際の使用電流域での特性が確認できる。このため、ツェナー電圧のコントロール精度が向上し、目的のツェナー電圧を有するツェナーダイオードを高い歩留まりにて製造することができる。さらには、ツェナー電圧以外の他の特性項目である動作抵抗（立ち上がり時での動作抵抗ＺＺｋおよび動作電流域での動作抵抗ＺＺｔ）等についても、実際の使用電流域において保証可能とすることができるため、規格外の製品の発生を防ぎ、歩留まりを向上させることができる。
【００２２】
また、プローブ工程にて先行ウェハに対するツェナー電圧の測定を行うようにすれば、ウェハ面内から数百個以上のチップを偏り無く抜き取ってプローブすることになるため、ツェナー電圧コントロールのための拡散条件設定の精度が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るツェナーダイオードの製造方法は、以上のように、ロット全体に対して、上記拡散領域を形成する前までの工程を行う第１のステップと、上記ロット中から一部の先行ウェハを抜き出して、該先行ウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行い、さらに上記拡散領域が形成された先行ウェハにおける特性の測定を行って、その測定結果に基づいて、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求める第２のステップと、上記第２のステップにおいて求められた拡散条件を用いて、ロットの残りのウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行う第３のステップとを含み、上記第２のステップでは、上記先行ウェハに対して形成された上記拡散領域の上にメタル電極の形成までを行い、かつ、使用電流域での特性の測定を行って、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求める。
【００２４】
あるいは、ロット全体に対して、上記拡散領域を形成する前までの工程を行う第１のステップと、上記ロット中から一部の先行ウェハを抜き出して、該先行ウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行い、さらに上記拡散領域が形成された先行ウェハにおける特性の測定を行って、その測定結果に基づいて、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求める第２のステップと、上記第２のステップにおいて求められた拡散条件を用いて、ロットの残りのウェハに対して上記拡散領域を形成するための熱拡散処理を行う第３のステップとを含み、上記第２のステップでは、上記先行ウェハに対してプローブ工程を実施することが可能な状態までの製造を行い、かつ、使用電流域での特性の測定をプローブ工程にて行って、ロットの残りのウェハに対する熱拡散処理時の拡散条件を求める。
【００２５】
上記の何れの方法によっても、熱拡散処理が行われた先行ウェハに対して、さらに上記拡散領域上のメタル電極の形成までが行われ、メタル電極までが形成された先行ウェハに対しては、使用電流域でのツェナー電圧の測定が可能となり、実際の使用電流域での特性が確認できる。このため、ツェナー電圧のコントロール精度が向上し、目的のツェナー電圧を有するツェナーダイオードを高い歩留まりにて製造することができるといった効果を奏する。
【００２６】
さらには、ツェナー電圧以外の他の特性項目である動作抵抗（立ち上がり時での動作抵抗ＺＺｋおよび動作電流域での動作抵抗ＺＺｔ）等についても、実際の使用電流域において保証可能とすることができるため、規格外の製品の発生を防ぎ、歩留まりを向上させることができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の一実施形態について図１および図２に基づいて説明すると以下の通りである。先ず、本実施の形態において好適なツェナーダイオードの製造工程を図２（ａ）〜（ｆ）に示す。
【００２８】
先ず、図２（ａ）に示すように、Ｎ型の半導体基板１の表面に、熱酸化によりフィールド酸化膜２を形成する。半導体基板１には、サブウェハまたはエピタキシャルウェハの何れを用いても良い。尚、ツェナーダイオードにおいては、一般的にヒ素またはリンまたはアンチモンドープのサブウェハまたはエピタキシャルウェハが用いられる。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、フィールド酸化膜２を部分的に開口し、その開口部分にＰ型不純物を拡散してガードリング３を形成する。このガードリング３は、ツェナー降伏をできるだけ半導体基板１の内部で起こさせるために設けられている。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示すように、フィールド酸化膜２を除去した後、半導体基板１の表面に絶縁膜４を設けてフォトレジストプロセスにて該絶縁膜４を開口し、さらにその上にポリシリコン膜５を厚さ約１μｍ程度に堆積する。ポリシリコン膜５を用いるツェナーダイオードでは、通常、ポリシリコン膜５には、Ｐ型不純物、例えばボロンをドープする。但し、本実施形態においては、ポリシリコン膜５にボロンをドープしないこともある。
【００３１】
図２（ｄ）では、ポリシリコン膜５の表面にポリボロンフィルム（例えば、東京応化製PBF（ポリボロンフィルム）6MK-37等を用いる）６を塗布している。ポリボロンフィルム６の塗布には、ＳＯＧ（Spin On Glass）法を用いることができる。または、ポリボロンフィルムを用いず、ポリシリコン膜５にイオンインプランテーション法を用いてイオン注入することができる。そして、この状態において、所定の拡散温度にてＮ２雰囲気中で熱処理（熱拡散）することにより、ポリシリコン膜５のＰ型不純物（あるいはポリボロンフィルム中のＰ型不純物）が半導体基板１中に拡散し、図２（ｅ）に示すように、深さ０．２〜０．３μｍの拡散領域７が形成される。
【００３２】
ここで、拡散領域７に拡散されるＰ型不純物は、ポリシリコン膜５から拡散させているので、非常に浅い拡散領域７を形成することができると共に、ポリシリコン膜５は電極を形成する際に発生するアロイスパイクに対するバッファ層としても利用できる。
【００３３】
最後に、図２（ｆ）に示すように、不要箇所のポリシリコン膜５をエッチング除去した後、蒸着等によりポリシリコン膜５上にＡｇまたはＡｌ等の金属を被膜し、バンプ用またはワイヤボンディング用の電極８を形成する。さらに、半導体基板１の裏面には電極９を形成する。
【００３４】
尚、上記図２（ａ）〜（ｆ）に示す製造方法は、ツェナー電圧が比較的低い（ツェナー電圧が８．２Ｖ以下のタイプの）ツェナーダイオードの製造に適した方法であるが、ツェナー電圧が７．５Ｖ以上のツェナーダイオードの製造するにあたっては、拡散領域７を形成するために熱拡散法のみを用いても良い。すなわち、熱拡散法のみを用いて拡散領域７を形成する方法では、ポリシリコン膜５を形成せずに、半導体基板１の表面に直接ポリボロンフィルム６を塗布した状態で熱拡散処理を行えばよい。
【００３５】
また、上記説明では、ＰＮ接合を得るために、半導体基板をＮ型、拡散領域をＰ型としているが、これはあくまで例示であり、これとは逆に、半導体基板をＰ型、拡散領域をＮ型としたものであってもよい。
【００３６】
さらに、上述のツェナーダイオードの製造方法では、上記図２（ｄ）から図２（ｅ）にかけての拡散領域７を形成するための熱処理において、その拡散温度を従来よりも低くすると共に、半導体基板１として、従来よりも比抵抗の大きいウェハを用いることが好ましい。
【００３７】
拡散領域７を形成するための拡散温度は、従来では、ツェナー電圧の制御が行いやすい拡散温度が用いられており、その温度は９５０℃〜１０００℃であった。これに対し、上記方法では、上記拡散温度を８８０℃〜９２０℃、より好ましくは８９０℃〜９１０℃とする。
【００３８】
また、半導体基板１として用いられるウェハの比抵抗は、ツェナー電圧Ｖｚ＝５．１Ｖ（ツェナー電流Ｉｚ＝２０ｍＡ）のツェナーダイオードを例に取ると、従来では９〜１１ｍΩ・ｃｍ程度であるが、上記方法では１４〜１５ｍΩ・ｃｍ程度とする。
【００３９】
ここで、ツェナーダイオードの製造工程においては、ウェハの比抵抗を大きくすると、動作抵抗が減少すると共に、ツェナー電圧が増加する。また、拡散温度を高くするとツェナー電圧が増加する。
【００４０】
すなわち、上記方法において、ウェハの比抵抗を従来よりも大きくしているのは、ツェナーダイオードの主要な動作特性の一つである動作抵抗を低減するためである。但し、ウェハの比抵抗を大きくすると、動作抵抗が低減されるだけでなく、ツェナー電圧も増加するため、このツェナー電圧の増加を、拡散温度を低くすることで抑制している。
【００４１】
また、上記方法において、ポリシリコン膜５を形成する構成の場合には、ウェハの比抵抗を大きくすることに伴うツェナー電圧の増加を抑制するために、さらに、ポリシリコン膜５をノンドープのものとするといった手法を併せて用いても良い。すなわち、ポリシリコン膜５におけるボロンドープを無しとすることで、拡散領域７の深さを浅くすることができ、ツェナー電圧の増加を抑制可能となる。
【００４２】
尚、上記方法において、拡散温度や比抵抗の好適範囲は、目標とするツェナー電圧によって異なるものであり、上記した好適範囲は、ツェナー電圧が５．１Ｖタイプのツェナーダイオードを製造する場合に適した条件である。また、ポリシリコン膜のドープ／ノンドープについてもツェナー電圧によって、その好適性が異なる。以下の表１に、目標とするツェナー電圧における拡散温度、比抵抗、およびポリシリコン膜のドープ／ノンドープの好適条件を示す。
【００４３】
【表１】
2006179521.tif 000003
【００４４】
上記表１から分かるように、ツェナー電圧が４．３〜８．２Ｖのタイプでは、ポリシリコン膜をノンドープとすることが好ましい（動作抵抗等の関係による）。ツェナー電圧が２．７〜５．１Ｖのタイプでは、ポリシリコン膜をドープありとすることが好ましい。
【００４５】
尚、従来では、６〜１１ｍΩ・ｃｍのウェハにてツェナー電圧が２．７〜３．９Ｖのツェナーダイオードを製造していたが、本発明の方法では、１１〜１４ｍΩ・ｃｍのウェハにてツェナー電圧が４．３〜４．７Ｖのツェナーダイオードを、１４〜１５ｍΩ・ｃｍのウェハにてツェナー電圧が５．１Ｖのツェナーダイオードを製造することになる（Ｉｚ＝２０ｍＡの場合）。
【００４６】
また、ツェナー電圧が２．７Ｖ以下のタイプでは、ポリシリコン膜をノンドープとするとリーク電流が増大する恐れがあるため、ポリシリコン膜はドープドポリシリコンのままとするとよい。
【００４７】
上述したツェナーダイオードの製造方法では、熱処理によってＰ型不純物の拡散領域を形成する際の拡散温度を、従来の製造方法よりも低くしている。ここで、従来の製造方法では、ツェナー電圧の制御が行いやすい拡散温度が用いられるといった事情があり、上記方法では、拡散温度を低くすることでツェナー電圧の制御が行いにくくなるといった面がある。
【００４８】
このため、上述したツェナーダイオードの製造方法を適用する場合、製造されるツェナーダイオードにおけるツェナー電圧を正確に合わせこむためには、本発明に係るツェナーダイオードのパイロット方式（ツェナー電圧を目的のものとするための電圧コントロール方法）を併せて実施することが好適となる。以下に、本発明に係るツェナーダイオードのパイロット方式を詳細に説明する。
【００４９】
尚、本発明に係るパイロット方式は、上述したツェナーダイオードの製造プロセス（ウェハの比抵抗を大きくし、拡散温度を低くする方法）と組み合わせることが好適ではあるが、このような組み合わせに限定されるものではない。すなわち、本発明に係るパイロット方式は、従来のツェナーダイオードの製造プロセスと組み合わせても、ツェナー電圧のコントロール精度を向上させるといった効果は得られるものである。また、ポリシリコン膜をボロンドープ無しとした場合においても同様の効果は得られるものである。
【００５０】
〔ツェナーダイオードのパイロット方式〕
以下の説明においては、ツェナーダイオードの製造プロセスは、図５にて説明した製造プロセスに従うものとする。
【００５１】
本実施の形態に係るツェナーダイオードの製造では、ツェナー電圧の正確な合わせこみを行うため、熱拡散処理前のロット内から数枚のウェハを抜き取って、それぞれのウェハに対して異なるドライブ時間にて先行的に熱拡散処理を行い、その結果に基づいてロット全体に対する熱拡散処理のドライブ時間が決定される。
【００５２】
そして、この先行ウェハにおけるツェナー電圧の測定を行う工程であるが、従来では、図１（ａ）に示すように、製造途中の工程でロット中から抜き取られた先行ウェハに対して拡散処理およびコンタクト用のエッチングを行った後に、この先行ウェハにおけるＶｚ測定を行い、その測定結果から決定される拡散条件を本ロットにフィードバックしている。すなわち、上記先行ウェハは、ツェナー電圧が低いツェナーダイオードを製造する場合には、図５におけるＳ６の工程までを行ったウェハが抜き取られ、ツェナー電圧が高いツェナーダイオードを製造する場合には、Ｓ８の工程までを行ったウェハが抜き取られる。
【００５３】
このような従来方法では、微小電流を用いての測定となるため、実際の使用電流域では製造上のばらつき等により誤差が生じ、目的とするツェナー電圧とずれたツェナーダイオードが製造されて、歩留まりを悪化させるといった問題があることは、先に述べた通りである。
【００５４】
これに対し、本実施の形態に係るパイロット方式では、図１（ｂ）に示すように、熱拡散処理が行われた先行ウェハに対して、コンタクトエッチングを行った後、さらに表面のメタル電極のパターニング形成（すなわち、図５におけるＳ９の表面メタルまでの形成）までを行う。こうしてメタル電極までが形成された先行ウェハに対しては、使用電流域でのツェナー電圧の測定が可能となり、実際の使用電流域での特性が確認できる。このため、ツェナー電圧のコントロール精度が向上し、目的のツェナー電圧を有するツェナーダイオードを高い歩留まりにて製造することができる。さらには、ツェナー電圧以外の他の特性項目である動作抵抗（立ち上がり時での動作抵抗ＺＺｋおよび動作電流域での動作抵抗ＺＺｔ）等についても、実際の使用電流域において保証可能とすることができるため、規格外の製品の発生を防ぎ、歩留まりを向上させることができる。
【００５５】
上記先行ウェハに対する測定では、ウェハ面内複数点（５点以上が望ましい）で、実際の製品の使用電流域でのツェナー電圧を測定する。そして、その測定データを統計的に処理（コンピュータを用いて処理することが好ましい）した結果からロット本体の拡散条件（熱拡散処理におけるドライブ時間）を決定する。
【００５６】
さらに、上記説明では、先行ウェハに対して表面のメタル電極の形成までを行い、ウェハ面内複数点でのツェナー電圧測定を行っているが、図１（ｃ）に示すように、先行ウェハに対してプローブ工程（図５におけるＳ１１のプローブ工程）が実施できるように最終的な状態（全てのウェハファブ工程が完了した状態）までの製造（すなわち、図５におけるＳ１０の裏面メタルまでの形成）を行い、プローブ工程を用いての測定を行っても良い。このように、プローブ工程にて先行ウェハに対するツェナー電圧の測定を行うようにすれば、ウェハ面内から数百個以上のチップを偏り無く抜き取ってプローブすることになるため、面内複数点の測定を行う場合よりも、ツェナー電圧コントロールのための拡散条件設定の精度が向上する。
【００５７】
尚、本実施の形態に係るパイロット方式を適用するにあたっては、同一ロット内でのウェハの比抵抗のばらつきを抑えておく必要がある。このため、エピタキシャルウェハを使用する場合には、エピタキシャル成長が同一バッチのものが望ましく、サブウェハを使用する場合には、比抵抗値が揃っているものが望ましい。ウェハにおける比抵抗値の幅としては、３％以内に収めておくことが好ましい。
【００５８】
また、上記パイロット方式を適用する場合、ロット内から先行ウェハとして抜き取られるウェハの枚数は好ましくは複数枚であるが、先行ウェハは１枚であっても良い。抜き取られる先行ウェハが１枚である場合、先行ウェハに対して行う熱拡散処理の拡散条件は一つしか設定できない。すなわち、この場合は、ある一つの拡散条件による結果しか得られないため、先行ウェハにおける測定値と目標値との差に基づいて拡散条件を修正し、本ロットに対する拡散条件を決定する。この場合、拡散条件の修正は予め経験的に得られているデータに基づいて修正される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
ツェナー電圧が精度良く合わせ込まれたツェナーダイオードの製造に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１（ａ）は、従来の製造方法において先行ウェハおよび本ロットの製造工程を示す図であり、図１（ｂ）および（ｃ）は、本発明の製造方法において先行ウェハおよび本ロットの製造工程を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｆ）は、ツェナーダイオードの製造工程を示す断面図である。
【図３】ツェナーダイオードの一般的構成を示す断面図である。
【図４】ポリシリコン膜を用いたツェナーダイオードの一般的構成を示す断面図である。
【図５】ツェナーダイオードの製造工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１      半導体基板
２      フィールド酸化膜
３      ガードリング
４      絶縁膜
５      ポリシリコン膜
６      ポリボロンフィルム（Ｐ型不純物を含む層）
７      拡散領域
８，９  電極
【図１】
2006179521.tif 000004
【図２】
2006179521.tif 000005
【図３】
2006179521.tif 000006
【図４】
2006179521.tif 000007
【図５】
2006179521.tif 000008