[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造方法，尤其涉及用于控制二极管的寿命的铂的扩散方法。

背景技术

pin二极管500多用于反演电路的续流二极管等，控制寿命以能够进行高频动作。

该寿命的控制通过金或铂等重金属的扩散、电子束照射和质子照射等来进行。该寿命在硅晶片60内或在硅晶片60间产生偏差时，在pin二极管500的导通电压、漏电流和反向恢复特性等元件特性中产生偏差，使合格品率降低。

图10为pin二极管500的截面构造。pin二极管500包括：n⁺层51、配置在n⁺层51上的n层52、配置在n层52上的p层53、配置在周围的护圈等耐压构造54、阳极电极55和阴极电极56。另外，在表面形成有覆盖耐压构造54上和p层53的外周端上的绝缘膜57（氧化膜）。另外，为了控制寿命而扩散有铂67。

图11是将铂扩散到硅晶片60时的工序流程图。

首先，如图12A及图12B所示，在硅晶片60的表面涂敷抗蚀剂膜61并使其固化后，将背面用氢氟酸（HF）溶液除去已经形成的自然氧化膜62（工序1），其中上述硅晶片60形成有成为构成pin二极管500的阳极层的p层53、成为漂移层的n层52、成为阴极层的n⁺层51、护圈等耐压构造54和绝缘膜57。

接着，如图13所示，将多个硅晶片60收纳于盒63，将该盒63浸渍于加入了水65的水槽64中进行搅拌来清洗硅晶片60（工序2）。

接着，将收纳有硅晶片60的盒63放入旋转干燥机，对硅晶片60进行旋转干燥（工序3）。该旋转干燥为间歇式（分批式）。

接着，干燥后的硅晶片60在被收纳在盒63内在状态下在大气中保管而待机直至进入下一工序（工序4）。被保管的盒63有多个，依次被送入下一工序。

接着，盒63被一个一个地向二氧化硅源涂敷装置搬送（工序5），如图14A和图14B所示，将含有铂的二氧化硅源66一枚一枚地涂敷在硅晶片60的背面（工序6）。该二氧化硅源涂敷为单片式。一个盒63结束后，下一个盒63被搬送到二氧化硅源涂敷装置。因此，收纳在最后的盒63中的硅晶片60会被长时间（1小时左右）暴露在大气中。因此，保管时间（待机时间）越长，自然氧化膜越生长而变厚。而且，二氧化硅源66为含有0.1重量%～10重量%的铂的糊。

接着，涂敷了二氧化硅源66后，将硅晶片60搬送到恒温槽，使二氧化硅源固化（工序6）。

接着，如图15A和图15B所示，除去硅晶片60的表面的抗蚀剂膜61后，将背面被二氧化硅源66覆盖的硅晶片60放入扩散炉，在800℃以上（例如950℃左右）的温度下使二氧化硅源66的铂67扩散到硅晶片60内（工序7）。通过该扩散，铂67分布在n^＋层51和n层52的整体上。

接着，将硅晶片60从扩散炉取出，除去二氧化硅源66，进行形成于硅晶片60内的二极管的电极（阳极电极55、阴极电极56）安装（工序8）。

接着，在晶片状态下测定二极管的导通电压、漏电流、耐圧等元件特性（工序9）。

接着，在偏离规定值的薄片上记上记号，薄片化时作为不合格品进行拣选，完成合格品的pin二极管500（工序10）。

另外，在专利文献1中记载有一种控制寿命的方法，即，用pin二极管的制法，在露出硅的地方涂敷含有铂的材料，通过在高温下进行热处理使铂扩散来控制寿命。另外，还记载有一种制造半导体器件的方法，即，在N型的半导体基板上使杂质浓度低的N型的半导体层外延生长，在其表面形成所期望的图形的氧化膜，将其作为掩膜通过离子注入形成活性区域边缘部和护圈区域。而且，使形成活性区域的部分露出，在该状态下在半导体基板的背面涂敷含有铂的糊并使铂热扩散。由此，半导体层的活性区域的表面附近反转为Ｐ型，形成浅的反转区域。最后，形成表面电极和背面电极，从而能够制造构成高速且具备充分的软恢复特性的二极管的半导体器件。

另外，在专利文献2中有如下记载，在作为二极管的寿命控制导入金时，用氟酸除去氧化膜且进行水洗、干燥时，形成极薄的氧化膜（自然氧化膜）而金不扩散，使得寿命分布不均匀，特性中产生偏差。通过除去该自然氧化膜来减轻偏差。

另外，在专利文献3中，记载有在半导体基板的清洗中，通过形成氮氛围来抑制自然氧化膜的形成的技术。

在所述图11的制造方法中，将硅晶片60进行了干燥后直到涂敷二氧化硅源66期间，硅晶片60一直暴露在大气中。其暴露的时间越是在后面处理的盒63越长。