(57)【要約】【課題】  半導体デバイスにおける白金拡散方法。【解決手段】  シリコン基板表面に白金膜を堆積後，３００℃〜５００℃の低温熱処理工程を施して白金シリサイド（ＰtＳi）膜を形成した後に，Ｐt膜は除去してＰtＳi膜により温度範囲（８００℃〜１,０００℃）の高温でＰt拡散するものとする。低温熱処理後はＰt膜は除去するため拡散温度を高くすることが出来て高速スイッチング特性が向上する。シリコン基板表面の酸化膜などへのＰt濃度を従来よりも減少させるので良好な耐圧歩留率が再現性よく得られる。【選択図】  図１
2008021723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板表面に白金膜を堆積させる工程Ａ，シリコン基板表面に白金シリサイド（ＰtＳi）膜を形成する低温の熱処理工程Ｂ，該熱処理工程Ｂの後，シリコン基板表面に残ったＰｔ膜を除去する工程Ｃ，ＰｔＳｉ膜によってシリコン基板にＰt拡散させる高温熱処理工程Ｄを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記の，低温の熱処理工程Ｂの温度は３００℃〜５００℃であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記の，高温でＰt拡散する工程の温度は８００〜１０００℃であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
Ｎ＋型の半導体基板（第１半導体層）の上面にＮ−型の第２半導体層を形成する工程と，第２半導体層の表面に酸化膜を形成し選択的に酸化膜を除去した部位の，第２半導体層にＰ層（第３半導体層）のアノード領域を不純物拡散によって形成する工程とアノード領域の表面に第１主電極、半導体基板（第１半導体層）の下面に第２主電極の形成が行われる工程を具備し，アノード領域を形成する工程と第１主電極及び第２主電極の形成が行われる工程との中間において，半導体基板上面に白金膜を堆積し低温熱処理で白金シリサイド（ＰtＳi）膜を形成して，残っているＰｔ膜を除去してＰtＳi膜によりＰtをシリコン基板に高温で拡散する工程を具備することを特徴とする請求項１乃至３記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐圧特性を安定させて安価に量産できるようにした，半導体装置の製造方法に係わり，とくに白金をシリコン基板に拡散する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置に導入するライフタイムキラーとしては、白金が金にくらべて逆漏れ電流および逆回復時の電流変化のソフト性の点で優れていることが知られている。
【０００３】
従来の半導体装置の製造工程において白金拡散を行う方法としては、図３のように，シリコンウエーハの表面にＰｔ蒸着膜を形成し、高温（８００℃乃至１０００℃）の熱処理をし、シリコンウエーハ中に十分均一に白金を拡散させていた。
【０００４】
パワーダイオードは高周波にも使われるようになり逆回復時間を短くするように求められている。ダイオードの逆回復時間の改善に関する技術文献として特許文献１がある。
【０００５】
特許文献１の（段落０００４）に次の記述がある。「ダイオードの逆回復時間を改善するために重金属拡散や電子線照射などを用いた少数キャリアのライフタイム制御が広く用いられている」、「逆回復時間や逆回復電流および逆回復電荷を小さくして、逆回復損失を低減させることが出来る」と記述されている。
【０００６】
少数キャリアのライフタイム制御の電子線照射は，高額の設備投資を必要とする欠点がある。
【０００７】
逆回復時間が従来の３μＳでは長いため、要求される５０ｋHz以上でスイッチング出来ないという欠点があった。
【０００８】
【特許文献１】「特開２００３−１６３３５７」公報。「半導体装置およびその製造方法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電子線照射設備など投資を必要とする欠点があるが，コストの安価な方法で完成され提
供できる逆回復時間が短いパワーデバイスの製造方法を確立することが課題で，再現性を確認しながら試行して耐圧特性を安定化させる。量産時の耐圧特性を安定させて安価に製造でき，高速動作が可能な半導体装置とし，加えて，高速化を得る為のライフタイムキラーとしての白金をシリコン基板に拡散する工程を含む半導体装置の製造方法の発明に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、ライフタイムキラーとして金を電子線照射して拡散させる方法に代わってシリコン表面にＰｔを蒸着などの方法で堆積させ９００℃程度の高温で熱処理してシリコン（高濃度Ｎ型のシリコン基板上に低濃度Ｎ型シリコン層を成長させた層）内にＰｔ拡散させていた。従来のこの方法では，シリコン表面の絶縁膜である酸化膜に高濃度のＰｔが拡散されてしまう為，耐圧良品率が低下する原因となっていた。Ｐｔ拡散のあと表面のＰｔを剥離する工程，該剥離工程のあと金属電極を形成する工程を経てデバイスを完成させていた。Ｐｔ拡散の温度を高くすると，このあとＰｔ剥離が出来ない欠点があった。
本発明の半導体装置は次に説明する製造方法とした。白金シリサイド（ＰtＳi）膜をシリコン表面に形成する低温熱処理工程と，白金シリサイド（ＰtＳi）膜によってシリコン内にＰｔ拡散する工程，この製造方法で絶縁膜である酸化膜へのＰｔ濃度を減少させることができたので，耐圧特性の安定化が可能となった。
【００１１】
請求項１に関しては，
シリコン基板表面に白金膜を堆積させる工程Ａ，シリコン基板表面に白金シリサイド（ＰtＳi）膜を形成する低温の熱処理工程Ｂ，該熱処理工程Ｂの後，シリコン基板表面に残ったＰｔ膜を剥離する工程Ｃ，ＰｔＳｉ膜によってシリコン基板にＰt拡散させる高温熱処理工程Ｄを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法とした。
【００１２】
請求項２に関しては，
前記，低温の熱処理工程Ｂの温度は３００℃〜５００℃であることを特徴とする半導体装置の製造方法とした。
【００１３】
請求項３に関しては，
前記の，高温でＰt拡散する工程の温度は８００〜１０００℃であることを特徴とする半導体装置の製造方法とした。
【００１４】
請求項４に関しては， 
Ｎ＋型の半導体基板（第１半導体層）の上面にＮ−型の第２半導体層を形成する工程と，第２半導体層の表面に酸化膜を形成し選択的に酸化膜を除去した部位の，第２半導体層にＰ層（第３半導体層）のアノード領域を不純物拡散によって形成する工程，とアノード領域の表面に第１主電極、半導体基板（第１半導体層）の下面に第２主電極の形成が行われる工程を具備し，アノード領域を形成する工程と第１主電極及び第２主電極の形成が行われる工程との中間において，半導体基板上面に白金膜を堆積し低温熱処理で白金シリサイド（ＰtＳi）膜を形成して，残っているＰｔ膜を除去してＰtＳi膜によりＰtをシリコン基板に高温で拡散する工程を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法とした。
【００１５】
半導体基板上面に白金膜を堆積した基板は機能領域が形成されて最上部位には酸化膜（絶縁層）が形成されている。僅かのPtはこの酸化膜にも拡散するが，従来の白金シリサイド（ＰtＳi）膜でなくて，Pt蒸着膜からPt拡散させた場合での酸化膜に拡散するPt量は極めて多いので，耐電圧特性の悪い原因を内在させていた。
【００１６】
設備費を要した，電子線照射によるライフタイム制御プロセスを用いないでも，デバイスの逆回復時間を従来の３μSから０．５μSへ短くすることが出来て、逆回復の速さが６倍となった。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明のパワーデバイスは、従来の逆回復時間の６倍速い性能のものをコスト高にならずに形成できた。従来のこの方法では，シリコン表面の絶縁膜である酸化膜に高濃度のＰｔが拡散されてしまう為，耐圧良品率が低下する原因となっていた。Ｐｔ拡散のあとの表面のＰｔを剥離する工程，該剥離工程のあと金属電極を形成する工程を経てデバイスを完成させていた。Ｐｔ拡散の温度を高くすると，このＰｔ剥離が出来ない欠点があったが，この欠点を排除した。
本発明の半導体装置は次に説明する製造方法とした。白金シリサイド（ＰtＳi）膜をシリコン表面に形成する低温熱処理工程と，白金シリサイド（ＰtＳi）膜によってシリコン内にＰｔ拡散する工程，この製造方法で絶縁膜である酸化膜へのＰｔ濃度を減少させることができたので，耐圧特性の安定化が可能となった。拡散熱処理温度が低いので省資源に寄与し工業的価値が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に，本発明による実施例に係る半導体装置の製造工程順に示した断面図によって説明する。図３の従来の半導体装置の製造工程断面図と対比して説明する。以下の説明で、第１導電型をＮ型、第２導電型をＰ型とするが，逆であってもかまわない。先ず図３の従来の方法は，第１導電型（Ｎ型）のシリコン基板１に低濃度の第１導電型の第２半導体層２を形成し，その後にエッチング技術を用いて表面に選択的に溝を形成した後，第２導電型（Ｐ型）の第３半導体層３を形成したものに対して蒸着によって白金膜を形成した（ステップ１），次に，９００℃程度の高温でＰｔ拡散して第２半導体層に白金を注入する（ステップ２），この工程の後に，表面に残っている白金膜を剥離する（ステップ３）工程を経て，第１主電極１９と第２主電極２０を形成して（ステップ４）デバイスを製作していた。この工程でＰｔ拡散して第２半導体層に白金を注入するときに，絶縁酸化膜に高濃度のＰｔが拡散されてしまう為，耐圧不良品が出来てしまう欠点があった。
【００１９】
この欠点を排除したのが本発明による製造方法であって，図３のステップ１に対して図１の工程Ａ＋Ｂで蒸着等による白金膜を形成した後に３００乃至５００℃の低温で熱処理してシリコン表面にＰｔシリサイド膜を形成した。このＰｔシリサイド膜によってＰｔ拡散を実施する方法を見出した結果，絶縁酸化膜に高濃度のＰｔが拡散されてしまうことが排除できて耐圧特性が安定した製造方法であることが判明した。Ｐｔシリサイドで高温（８００乃至１０００℃）でＰｔ拡散する，従来のようにこの処理の前にＰｔ剥離をしたからこの後でのＰｔ剥離をしないので，処理温度を高めて処理時間を短縮させることが出来たので工程が短縮されコストが安く出来た。
【００２０】
図４の従来の半導体装置の特性図と対比して説明すると，図２は本発明による実施例に係る半導体装置の耐圧特性図で見られるように，この横軸に示した７００Ｖ付近まで縦軸の漏れ電流の増加がなく，従来の特性を示した図４の６００Ｖ付近まで電圧の変化（増加）によって漏れ電流が変化（増加）していた従来は６００Ｖ付近でブレークダウンしていた。これと比較して６００Ｖまでの増加した電流変動がなく安定した耐圧特性を有することが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、特許文献１で開示された従来のライフタイム制御プロセス（電子照射）を導入する必要が無くても、逆回復時間の６倍速いデバイス製造方法を導くことに成功したので、半導体デバイスの製品コストが削減できた。半導体デバイスを製造する際の省エネルギーと省資源に寄与し，産業上の貢献度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による実施例に係る半導体装置の製造工程断面図である。
【図２】本発明による実施例に係る半導体装置の特性図である。
【図３】従来の半導体装置の製造工程断面図である。
【図４】従来の半導体装置の特性図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  （高濃度の）Ｎ形半導体層（第１の半導体層）
２  （低濃度の）Ｎ形半導体層（第２の半導体層）
３  （高濃度の）Ｐ形半導体層（第３の半導体層）
８  アノード電極（第１主電極）
９  カソード電極（第２主電極）
１０  絶縁膜（酸化膜）
【図１】
2008021723.tif 000003
【図２】
2008021723.tif 000004
【図３】
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【図４】
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