(57)【要約】【課題】ＰＮＰパワートランジスタはベース濃度を低く、エミッタ濃度を高くしなければならないが、ベース濃度の低下に伴い熱処理条件の微小な変動でも特性バラツキが大きくなり、生産の安定化は困難である。【解決手段】エミッタ開口部を覆うボロンを含んだ絶縁膜を高温処理により堆積させて浅いエミッタ領域を形成する工程と、エミッタ領域を形成する工程の後に前記絶縁膜にベースコンタクト拡散層形成用開口部を設ける工程と、ベースコンタクト拡散層形成用開口部を覆うＰＳＧ膜をＣＶＤ法により堆積するＰＳＧ形成工程と、ＰＳＧ形成工程の後で熱処理を行い深いエミッタ領域３’とベースコンタクト領域８の形成とＰＳＧ膜７の緻密化とを同時に行うことで、各熱処理条件の変動により発生した特性バラツキを無くすことができ、製造工程の簡略化を行い、リードタイムの短縮化と製造コストを安くすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレクタ領域となるＰ型半導体層にベース領域を形成する工程と、前記ベース領域を覆う酸化シリコン膜を形成する工程と、前記酸化シリコン膜にエミッタ形成用の開口部を設ける工程と、前記エミッタ開口部を覆うボロンを含んだ絶縁膜を高温処理により堆積させて浅いエミッタ領域を形成する工程と、前記エミッタ領域を形成する工程の後に前記絶縁膜にベースコンタクト拡散層形成用開口部を設ける工程と、前記ベースコンタクト拡散層形成用開口部を覆うＰ（リン）をドープした酸化シリコン膜（ＰＳＧ膜）をＣＶＤ法により堆積するＰＳＧ形成工程と、前記ＰＳＧ形成工程の後で熱処理を行い深いエミッタ領域とベースコンタクト領域の形成とＰＳＧ膜の緻密化とを同時に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、特にＰＮＰパワートランジスタの特性バラツキ低減と製造工程の簡略化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＰＮトランジスタについて、エミッタの不純物導入源としてＰ（リン）をドープした酸化シリコン膜（ＰＳＧ膜）を用いる製造方法について従来から知られている（特許文献１参照）。ＰＮＰパワートランジスタの製造方法についてもエミッタの不純物導入源としてボロンを含んだ窒化シリコン膜を利用する方法がある。従来でのＰＮＰパワートランジスタ構造図の一例を図５に示す。コレクタ領域１となるＰ型エピタキシャル層、ベース領域２の拡散層、エミッタ領域３’の拡散層、ベースコンタクト領域８の拡散層、酸化シリコン膜４、パシベーション膜のＰＳＧ膜７、エミッタ電極１１とベース電極１２で構成されている。
【０００３】
図５に示すＰＮＰパワートランジスタの従来の製造工程の一例を図３〜図５に示す。
【０００４】
シリコン基板（図示省略）にコレクタ領域１となるＰ型エピタキシャル層を形成する。次に、コレクタ領域１内にベース領域２となるＮ型拡散層を形成しさらに、基板表面の全面に酸化シリコン膜４を形成した後ベース領域２上の酸化シリコン膜４の所定領域にエミッタ開口部を形成する。次に前記基板とエミッタＰ型不純物源となるボロンナイトライド板とをＯ2とＮ2雰囲気中で１０５０℃の高温処理を行うことで、基板全表面上にボロンを含んだ窒化シリコン膜５と深さ２μｍ程度の浅いエミッタ拡散領域３を形成する（図３（ａ））。
【０００５】
つぎに窒化膜を除去後、前記半導体基板をＯ2雰囲気中で１１５０℃の高温処理を行うことにより深さ６μｍ程度の深いエミッタ領域３’を形成する。エミッタ領域３’表面には、酸化シリコン膜４が形成される（図３（ｂ））。
【０００６】
その後、半導体基板表面上の酸化シリコン膜４にベースコンタクト拡散用の開口部６を形成する（図３（ｃ））。
【０００７】
Ｎ型不純物源のＰ（リン）を９２０℃で拡散し、ベースコンタクト拡散領域８を形成する。ベースコンタクト拡散領域８表面には、酸化シリコン膜４が形成される（図４（ａ））。
【０００８】
前記半導体基板全表面にパシベーション膜となるＰ（リン）をドープした酸化シリコン膜（ＰＳＧ膜）７をＣＶＤ法により形成し、８００℃の熱処理によりＰＳＧ膜７の緻密化を行う（図４（ｂ））。
【０００９】
次にエミッタコンタクト窓９とベースコンタクト窓１０を形成する（図４（ｃ））。
【００１０】
最後にエミッタ電極１１及びベース電極１２とコレクタ電極（図示省略）を形成し完成となる（図５）。
【特許文献１】特開昭６２−１５４７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来、ＰＮＰパワートランジスタは直流電流増幅率特性向上及びスイッチングスピードの高速化に対応するためベース濃度を低く、エミッタ濃度を高くしなければならない。
【００１２】
しかしベース濃度の低下に伴い熱処理条件の微小な変動でも特性バラツキが大きくなり、生産の安定化は困難であった。特にベース表面濃度が低いのでベースコンタクト領域のみ表面濃度を高め、ベース電極形成における非整流接触を良くする必要があるが、上記記載の従来方法では、ベースコンタクト拡散工程は既に形成済みのエミッタ拡散層の深さまで変えるので、特性バラツキが大きくなる。特にベースコンタクト拡散炉のメンテナンス後の再立上げによる条件変化により特性変動が発生する。特に、ベースコンタクト拡散やＰＳＧ膜の緻密化を行うための熱処理での炉のメンテナンス実施後には、炉の再立上げ時により条件が変化し、メンテナンス前後で特性変動が発生する。
【００１３】
本発明は、これらの問題点を解決し特性バラツキの低減と製造工程の簡略化を行うＰＮＰパワートランジスタの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法は、コレクタ領域となるＰ型半導体層にベース領域を形成する工程と、前記ベース領域を覆う酸化シリコン膜を形成する工程と、前記酸化シリコン膜にエミッタ形成用の開口部を設ける工程と、前記エミッタ開口部を覆うボロンを含んだ絶縁膜を高温処理により堆積させて浅いエミッタ領域を形成する工程と、前記エミッタ領域を形成する工程の後に前記絶縁膜にベースコンタクト拡散層形成用開口部を設ける工程と、前記ベースコンタクト拡散層形成用開口部を覆うＰ（リン）をドープした酸化シリコン膜（ＰＳＧ膜）をＣＶＤ法により堆積するＰＳＧ形成工程と、前記ＰＳＧ形成工程の後で熱処理を行い深いエミッタ領域とベースコンタクト領域の形成とＰＳＧ膜の緻密化とを同時に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の製造方法では、エミッタ拡散とベースコンタクト拡散とＰＳＧ膜の緻密化との３工程の熱処理を同時に行うことにより各熱処理条件の変動により発生した特性バラツキを無くすことができ、更に製造工程の簡略化を行うことでリードタイムを短縮化できまた製造コストを安くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の製造工程の一例を図１〜図２に示す。
【００１８】
シリコン基板（図示省略）にコレクタ領域１となるＰ型エピタキシャル層を形成する。次に、コレクタ領域１内にベース領域２となるＮ型拡散層を形成しさらに、基板表面の全面に酸化シリコン膜４を形成した後ベース領域２上の酸化シリコン膜４の所定領域にエミッタ開口部を形成する。次に前記基板とエミッタＰ型不純物源となるボロンナイトライド板とをＯ2とＮ2雰囲気中で１０５０℃の高温処理を行うことで、基板全表面上にボロンを含んだ窒化シリコン膜５と深さ２μｍ程度の浅いエミッタ拡散領域３を形成する（図１（ａ））。
【００１９】
その後、半導体基板表面上の酸化シリコン膜４および窒化シリコン膜５にベースコンタクト拡散用の開口部６を形成する（図１（ｂ））。
【００２０】
前記半導体基板全表面に、パシベーション膜でありかつ、ベースコンタクトの不純物源となるＰ（リン）をドープした酸化シリコン膜（ＰＳＧ膜）７をＣＶＤ法により形成する（図１（ｃ））。
【００２１】
前記半導体基板を１１５０℃で高温処理を行う。これにより、深さ６μｍ程度の深いエミッタ拡散領域３’とベースコンタクト拡散領域８の形成とＰＳＧ膜７の緻密化を同時に行うことができる（図２（ａ））。
【００２２】
次にエミッタコンタクト窓９とベースコンタクト窓１０を形成する（図２（ｂ））。
【００２３】
最後にエミッタ電極１１及びベース電極１２とコレクタ電極（図示省略）を形成し完成となる（図２（ｃ））。
【００２４】
これにより、従来方法においてエミッタ拡散以後の熱処理条件の変動により発生した特性バラツキをなくすことができるため、安定した生産を行うことができる。更に製造工程の簡略化を行うことによりリードタイムを短縮化できまた製造コストを安くすることもできる。
【００２５】
従来と本発明の製造方法により作製した、ＰＮＰパワートランジスタでの直流電流増幅率のロット毎のバラツキ比較を図６に示す。図６（ａ）は従来方法でのロット毎の直流電流増幅率のバラツキで、図６（ｂ）は本発明の製造方法によるロット毎の直流電流増幅率のバラツキである。ロットＮｏ．５の前にベースコンタクト拡散炉のメンテナンスを実施しており、ロットＮｏ．８の前にＰＳＧ膜の緻密化を行うシンター炉のメンテナンスを実施している。メンテナンス前後では従来の半導体装置の製造方法によればロット間の特性変動が発生しているが、本発明の製造方法では特性変動が発生しておらず特性バラツキ低減が確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、エミッタ拡散とベースコンタクト拡散とＰＳＧ膜の緻密化との３工程の熱処理を同時に行うことにより各熱処理条件の変動により発生した特性バラツキを無くすことができるという効果を有し、ＰＮＰパワートランジスタの特性バラツキ低減と製造工程の簡略化として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のＰＮＰパワートランジスタの製造プロセスの工程断面図
【図２】本発明のＰＮＰパワートランジスタの製造プロセスの工程断面図
【図３】従来のＰＮＰパワートランジスタの製造プロセスの工程断面図
【図４】従来のＰＮＰパワートランジスタの製造プロセスの工程断面図
【図５】従来のＰＮＰパワートランジスタの製造プロセスの工程断面図
【図６】従来と本発明の製造方法により作製したＰＮＰパワートランジスタでの直流電流増幅率のロット毎のバラツキ比較を示す図
【符号の説明】
【００２８】
１  コレクタ領域
２  ベース領域
３  浅いエミッタ領域
３’  深いエミッタ領域
４  酸化シリコン膜
５  ボロンを含んだ窒化シリコン膜
６  ベースコンタクト拡散用窓
７  ＰＳＧ膜
８  ベースコンタクト領域
９  エミッタコンタクト窓
１０  ベースコンタクト窓
１１  エミッタ電極
１２  ベース電極
【図１】
2005085781.tif 000003
【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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