(57)【要約】【課題】メサ型半導体装置の製造方法において窓形成のパターニングは従来フォトリソグラフィ法が主流であるが、品種毎、工程毎のフォトマスクが必要で、少量多品種やチップサイズの急な変更の対応にはコストや時間が掛かり非常に生産効率が悪い。【解決手段】ノズル方式による拡散剤塗布の選択拡散形成、レジスト材料のパターン形成、パシベーション材料の選択的注入形成を行うことにより生産工数の改善、チップサイズ変更を容易にし、結果、生産性向上となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に不純物を含有した半導体拡散剤を塗布し高温の熱処理により拡散層を形成する半導体装置の製造方法において、前記拡散剤をノズル方式を用いて前記基板上の拡散層を形成する部分にのみ塗布する工程と、前記基板上に塗布された前記拡散剤を酸化シリコン系皮膜形成用塗布液によりオーバーコートする工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
レジスト剤をノズル方式を用いて半導体基板上の非エッチング部分にのみ塗布し保護膜層を形成する工程と、エッチングにより前記半導体基板の所定の位置に溝形成を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体基板上にパシベーション材料をノズル方式を用いて非注入部分にのみ塗布し保護膜層を形成する工程と、前記半導体基板上の基板が露出した部分にのみ注入を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、チップ製造工程の生産を改善した工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器は日々、市場より低コストで多様な新製品が要求されている、特に近年はそのサイクルも速くこれに対応するため多品種・少量生産化が進んでいる。
【０００３】
半導体装置についても要望される性能は多様であり低コスト化、短納期化は必要不可欠となっている。
【０００４】
従来のメサ型トランジスタのチップ製造工程を図９に示す（特許文献１参照）。
【０００５】
拡散形成、コンタクト窓形成、メサ形成、ガラスパシベーション形成、電極形成、ダイシングで構成されている。構成に沿って製造過程を説明する。
【０００６】
図５はＮＰＮ型トランジスタの製造工程、拡散形成のエミッタ形成工程を示す。（ａ）、（ｂ）はフォトリソグラフィ法で暗室作業、（ｃ）はケミカルエッチング後、（ｄ）はＮ型不純物拡散後のエミッタ形成を示す。
【０００７】
まず、高濃度半導体基板（Ｎ+層）１、低濃度半導体基板（Ｎ-層）２、ベース、拡散層Ｐ層３、酸化膜層７からなる半導体基板のベース側面にフォトレジスト２０を塗布形成する（図５（ａ））。
【０００８】
次に、エミッタ窓用フォトマスク２１を介して紫外線（ＵＶ）２２を照射する（図５（ｂ））。
【０００９】
次に、フォトレジスト現像後ケミカルエッチングにて酸化膜層７を部分除去、レジスト除去することでエミッタ窓２３を形成する（図５（ｃ））。
【００１０】
ついで、Ｎ型不純物、リンパウダー、ＰＨ3、ＰＯＣｌ3などを用いた気相拡散によりエミッタ、拡散層Ｎ+層８を形成する（図５（ｄ））。
【００１１】
次工程のコンタクト窓形成を図６に示す。（ａ）、（ｂ）はフォトリソグラフィ法で暗室作業、（ｃ）はケミカルエッチング後である。
【００１２】
前工程のエミッタ窓形成と同じく図６（ａ）で窓形成面、ベース・エミッタ形成面にフォトレジスト２０を塗布形成し、図６（ｂ）でコンタクト窓用フォトマスク２４を介して紫外線（ＵＶ）２２を照射し、図６（ｃ）でフォトレジスト現像後ケミカルエッチング、レジスト除去を行い、電極接合部となるコンタクト窓１５を形成する。
【００１３】
次工程のメサ形成を図７に示す。（ａ）〜（ｃ）はフォトリソグラフィ法で暗室作業、（ｄ）はケミカルエッチングによる溝形成である。
【００１４】
図７（ａ）で半導体基板の両面（表面はメサ窓形成用、裏面は保護用）にフォトレジスト２０を塗布形成し、図７（ｂ）でメサ窓用フォトマスク２５を介して紫外線（ＵＶ）２２を照射し、図７（ｃ）でフォトレジスト現像を行いメサ窓１１を形成し、図７（ｄ）でケミカルエッチング、レジスト除去を行い、メサ溝１２を形成する。
【００１５】
次工程のガラスパシベーション形成、電極形成、ダイシングを図８に示す。
【００１６】
（ａ）、（ｂ）はフォトリソグラフィ法で暗室作業、（ｃ）はガラス焼成後、（ｄ）は電極形成、ダイシングを施し完成したメサ型トランジスタである。
【００１７】
図８（ａ）でメサ溝面にフォトガラス２６を塗布形成、図８（ｂ）でガラスパシベーション用フォトマスク２７を介して紫外線（ＵＶ）２２を照射し、図８（ｃ）でフォトガラスを現像することでメサ溝部分にのみフォトガラスが残る、ガラス焼成を行うことで溝部分にあるフォトガラスはガラスパシベーション２６ａとなる。次に図８（ｄ）で金属電極２８をコンタクト窓１５と裏面側の高濃度半導体基板（Ｎ+層）１に形成、ダイシングにより溝底部２９でチップを分離形成することでメサ型トランジスタが完成する。
【００１８】
以上のように従来トランジスタのチップ製造工程では拡散形成、コンタクト形成、メサ形成、パシベーション形成において、どの工程も窓形成・パターン形成はフォトリソグラフィ法による暗室作業であり、フォトレジスト／フォトガラス塗布、紫外線露光、現像と一度全面に付けて部分除去することから作業工数が多く、材料効率も悪い又フォトマスクの製作・管理も必要であり暗室の維持管理も含め多くの経費がかかり生産性が悪い。
【特許文献１】特開昭６０−１８６０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は半導体装置のチップ製造工程において暗室作業を無くし、フォトマスクの製作も不要にすることにより製造日数短縮、チップサイズ変更対応を容易にする半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するために、本発明では半導体装置のチップ製造工程において通常されている暗室でのフォトマスク、フォトレジストによる窓形成、フォトガラスによるパシベーション形成に代えて、ノズルを用いた形成方法を導入することにより生産工数の改善、チップサイズ変更を容易にし、結果、生産性向上となる。
【発明の効果】
【００２１】
ノズル方式を使って半導体装置の製造をすることで従来の暗室作業を無くし、暗室に掛かっていた維持管理費、チップパターン毎、工程毎に必要であったフォトマスクの製作費、管理費を削減できる。また現像後除去、捨てられていたレジスト材料やパシベーション材料の改善、材料効率アップとなる。
【００２２】
ノズル方式はフォトマスクを使用しないため自由なパターン形成が容易となり急なチップサイズ変更や１枚の半導体基板上に複数個のチップパターンを形成することも出来る。
【００２３】
また、拡散工程では塗布拡散の雰囲気への拡散を防ぐオーバーコートをすることで拡散の熱処理チューブの本数が大幅に減らせる。
【００２４】
ガラスパシベーション工程ではパシベーション形成時にコンタクト窓が同時に形成され工数削減となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
考案した製造方法によるメサ型トランジスタのチップ製造工程を図１に示す。
【００２６】
拡散形成、メサ形成、ガラスパシベーション形成、電極形成、ダイシングから構成されている。構成に沿って製造過程を説明する。
【００２７】
ノズル方式による製造工程、拡散形成のエミッタ形成を図２に示す。図２（ａ）でベース、拡散層Ｐ層３形成済みの半導体基板の酸化膜層を除去する。次に図２（ｂ）でノズル方式の拡散剤用ノズル４を使いエミッタ形成部分にのみＮ型拡散剤５を塗布形成する。ついで図２（ｃ）で熱拡散時に不純物が雰囲気中に拡散しないように皮膜形成剤６をＮ型拡散剤５を覆うように塗布形成する。その後、図２（ｄ）で熱拡散を行うことでエミッタ、拡散層Ｎ+層８を形成する。
【００２８】
従来の製造方法では暗室で形成した窓から気相拡散より不純物拡散を行う為、不純物の種類やＮ型、Ｐ型の区分で拡散の処理チューブを分ける必要があった。
【００２９】
本発明の製造方法では、ノズル方式で拡散剤を塗布、皮膜形成剤をオーバーコートすることで熱拡散時、不純物が雰囲気中に拡散せず処理チューブ内に付着することが無いため不純物の種類やＮ型、Ｐ型に関係なく１本の処理チューブで対応出来る、またオーバーコートすることで拡散剤の不純物濃度が拡散層形成以外で低下することを抑える利点もある。
【００３０】
次工程、ノズル方式による製造工程、メサ形成を図３に示す。
【００３１】
図３（ａ）でエミッタ、拡散層Ｎ+層８形成済みの半導体基板の酸化膜層を除去し、図３（ｂ）でノズル方式のレジスト用ノズル９を使いレジスト１０を非エッチング部分にのみ塗布形成し、メサ窓１１を形成する。半導体基板の裏面にも保護用としてレジスト１０を塗布する。図３（ｃ）でケミカルエッチングを行いレジスト除去することでメサ溝１２を形成する。
【００３２】
次工程、ノズル方式による製造工程、ガラスパシベーション形成を図４に示す。
【００３３】
図４（ａ）でノズル方式のパシベーション用ノズル１３を使いパシベーション用ガラス１４を電気特性に重要な半導体接合部分を覆うように塗布形成し、図４（ｂ）でガラス焼成を行いガラスパシベーション１４ａを形成する。
【００３４】
従来の製造方法では別の工程として形成していたコンタクト窓１５も同時形成となる。電極形成、ダイシングは従来の製造方法を行いメサ型トランジスタが完成する。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、従来の暗室作業を無くし、暗室に掛かっていた維持管理費、チップパターン毎、工程毎に必要であったフォトマスクの製作費、管理費を削減できる。また現像後除去、捨てられていたレジスト材料やパシベーション材料の改善、材料効率アップとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のトランジスタの製造工程を示す図
【図２】本発明の拡散形成のエミッタ形成工程概略断面図
【図３】本発明のメサ形成工程概略断面図
【図４】本発明のガラスパシベーション形成工程概略断面図
【図５】従来の拡散形成のエミッタ形成工程概略断面図
【図６】従来のコンタクト窓形成工程概略断面図
【図７】従来のメサ形成工程概略断面図
【図８】従来のガラスパシベーション形成工程概略断面図
【図９】従来のトランジスタの製造工程を示す図
【符号の説明】
【００３７】
１  高濃度半導体基板Ｎ+層
２  低濃度半導体基板Ｎ-層
３  ベース、拡散層Ｐ層
４  ノズル方式、拡散剤用ノズル
５  拡散剤、Ｎ型不純物を含んだ拡散剤
６  皮膜形成剤
７  酸化膜層
８  エミッタ、拡散層Ｎ+層
９  ノズル方式、レジスト用ノズル
１０  レジスト
１１  メサ窓
１２  メサ溝
１３  ノズル方式、パシベーション用ノズル
１４  パシベーション用ガラス
１４ａ  ガラスパシベーション
１５  コンタクト窓
２０  フォトレジスト
２１  エミッタ窓用フォトマスク
２２  紫外線（ＵＶ）
２３  エミッタ窓
２４  コンタクト窓用フォトマスク
２５  メサ窓用フォトマスク
２６  フォトガラス
２６ａ  ガラスパシベーション
２７  ガラスパシベーション用フォトマスク
２８  金属電極
２９  ソーイング部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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