Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS587065B2 - Semiconductor device with high resistance layer and method for manufacturing the same - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS587065B2 - Semiconductor device with high resistance layer and method for manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device with high resistance layer and method for manufacturing the same

Info

Publication number
JPS587065B2
JPS587065B2 JP51102029A JP10202976A JPS587065B2 JP S587065 B2 JPS587065 B2 JP S587065B2 JP 51102029 A JP51102029 A JP 51102029A JP 10202976 A JP10202976 A JP 10202976A JP S587065 B2 JPS587065 B2 JP S587065B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
resistance layer
arsenic
resistance
neon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP51102029A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5327376A (en
Inventor
野島俊司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP51102029A priority Critical patent/JPS587065B2/en
Publication of JPS5327376A publication Critical patent/JPS5327376A/en
Publication of JPS587065B2 publication Critical patent/JPS587065B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリコン中に高抵抗層を形成する方法に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a high resistance layer in silicon.

シリコン中に高抵抗層を制御性よく形成することは、半
導体集積回路を製作する上で不可欠の技術である。
Forming a high resistance layer in silicon with good controllability is an essential technology for manufacturing semiconductor integrated circuits.

通常の拡散層を用いる場合、数100Ω/■程度の層抵
抗しか得られないため高い抵抗値を実現しようとすると
抵抗体を長くする必要が生じ集積度を下げる原因となる
When a normal diffusion layer is used, a layer resistance of only several hundred ohms/square can be obtained, so if a high resistance value is to be achieved, it is necessary to lengthen the resistor, which causes a reduction in the degree of integration.

さらに高い層抵抗は2重拡散によって得られるがその制
御性はよくない。
Even higher layer resistances can be obtained by double diffusion, but their controllability is poor.

一方、イオン注入層を用いる場合には、注入量を低くと
ることにより比較的容易に高抵抗層を形成することがで
きる。
On the other hand, when using an ion-implanted layer, a high-resistance layer can be formed relatively easily by using a low implantation amount.

従来、高抵抗層形成にはP型不純物特に硼素が使用され
てきた。
Conventionally, P-type impurities, particularly boron, have been used to form high-resistance layers.

その理由は、低移動度であること、および、NPN型バ
イポーラトランジスタを含む場合ベース形成と伴に形成
される層を高抵抗層として使用しうることである。
The reason for this is that the mobility is low, and when an NPN bipolar transistor is included, the layer formed along with the base formation can be used as a high resistance layer.

硼素イオン注入を用いて高抵抗層を形成する試みとして
、単一注入の他には不活性イオンの付加注入による放射
線損傷の利用がある。
Attempts to form a high resistance layer using boron ion implantation include the use of radiation damage by additional implantation of inert ions in addition to single implantation.

一方、N型不純物による高抵抗層形成の試みは極めて少
い。
On the other hand, there have been very few attempts to form a high resistance layer using N-type impurities.

その理由は、高移動度であること、および、NP型バイ
ポーラトランジスタを含む場合エミソク形成と伴に形成
される層を高抵抗層として使用しなければならないが、
これはエミツタ層に対する低抵抗の要請に反しているこ
とである。
The reason for this is that it has high mobility, and if an NP-type bipolar transistor is included, the layer formed along with emitter formation must be used as a high-resistance layer.
This is contrary to the requirement for low resistance for the emitter layer.

この場合、1つの方法として上に述べた放射線損傷の利
用がある。
In this case, one method is to use the radiation damage described above.

しかし、単なる放射線損傷に基づく高抵抗層は(P型、
N型いずれの場合も)、(イ)熱処理工程を経ることに
より低抵抗化する、(ロ)素子の動作時における昇温に
より低抵抗化する、という欠点を有している。
However, high resistance layers based on mere radiation damage (P type,
Both N-type devices have the following drawbacks: (a) resistance decreases through a heat treatment process; and (b) resistance decreases due to temperature rise during operation of the element.

それ故、(イ)、(ロ)を回避しうる方法が開発された
ならば、N型エミツタ形成層を高抵抗層として使用する
ことが可能となる。
Therefore, if a method capable of avoiding (a) and (b) is developed, it will be possible to use the N-type emitter forming layer as a high-resistance layer.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、シリコン
中における砒素原子とネオン原子の組み合せに固有な現
象を利用することを特徴とし、その目的はシリコン中に
N型高抵抗層を形成するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is characterized by utilizing a phenomenon unique to the combination of arsenic atoms and neon atoms in silicon, and its purpose is to form an N-type high resistance layer in silicon. It is in.

本発明はシリコン中にあらかじめ形成された砒素ドープ
層の全面もしくは一部分にネオンイオンを注入し、その
後、高温度で熱処理した試料の層抵抗は、もとの砒素ド
ープシリコンの層抵抗に比較して異常に大きくなるとい
う、シリコン中における砒素原子とネオン原子の組み合
せに固有な現象に基づいている。
In the present invention, neon ions are implanted into the entire surface or part of an arsenic-doped layer formed in advance in silicon, and then heat-treated at high temperatures.The layer resistance of the sample is compared to that of the original arsenic-doped silicon. It is based on a phenomenon unique to the combination of arsenic and neon atoms in silicon, which causes them to grow abnormally large.

即ち、P型シリコン基板に砒素のN層を形成し、このN
層を用いていることがこの現象の特徴であり、P層(ボ
ロンドープ層)に対してはこの現象は起きない(ボロン
ドープ層にネオン注入し高温熱処理すると低抵抗となっ
てしまう。
That is, an N layer of arsenic is formed on a P-type silicon substrate, and this N layer is
This phenomenon is characterized by the use of layers, and this phenomenon does not occur with P layers (boron-doped layers) (if neon is implanted into a boron-doped layer and subjected to high-temperature heat treatment, the resistance becomes low).

)従って、この範囲で砒素・ネオンに固有な現象である
) Therefore, this is a phenomenon unique to arsenic and neon within this range.

次に、この現象の詳細を述べる。Next, we will discuss the details of this phenomenon.

比抵抗10Ωcm程度のP型シリコン基板へ熱拡散法に
より砒素を導入しN層を形成、もしくはイオン注入法に
より砒素を導入し、高温度で熱処理してN層を形成する
(試料A)。
Arsenic is introduced into a P-type silicon substrate with a specific resistance of about 10 Ωcm to form an N layer by thermal diffusion, or arsenic is introduced by ion implantation and heat treated at high temperature to form an N layer (sample A).

この、P−N接合で分離されたN層の層抵抗をρAとす
る。
Let ρA be the layer resistance of the N layer separated by the PN junction.

次に、試料Aにおける砒素濃度分布にほぼ一致するよう
に加速エネルギーを選びネオンイオンを注入する。
Next, neon ions are implanted by selecting acceleration energy so as to approximately match the arsenic concentration distribution in sample A.

然る後、高温度で熱処理した試料Bの層抵抗をρSとす
れば、常にρA<ρBなる関係が見出される。
If the layer resistance of Sample B, which was then heat-treated at a high temperature, is ρS, then the relationship ρA<ρB is always found.

この場合、試料Aではなくイオン注入により砒素を導入
したのみの(即ち、高温度熱処理による注入層の活性化
が行われていない)試料A0に対しても同様な処理の後
には常にρA<ρBなる関係が見出される(ここに、ρ
Aは試料A0を高温度熱処理し試料Aとした場合の層抵
抗)。
In this case, even for sample A0, which has only introduced arsenic by ion implantation (i.e., the implanted layer has not been activated by high-temperature heat treatment), instead of sample A, after the same treatment, ρA<ρB The following relationship is found (here, ρ
A is the layer resistance when sample A0 is heat-treated at a high temperature to become sample A).

この事実は、上記現象がイオン注入によって導入される
欠陥の量に本質的に依存するものではないことを示して
いる。
This fact indicates that the above phenomenon does not essentially depend on the amount of defects introduced by ion implantation.

後者の処理に基づく数値例を表に示した。Numerical examples based on the latter process are shown in the table.

これより基板、注入エネルギー、ネオンイオン注入後の
熱処理時間および熱処理温度が同一の条件下で、ネオン
イオンの注入量が大きいほどρB/ρAは大きくなるこ
とがわかる。
From this, it can be seen that under the same conditions of the same substrate, implantation energy, heat treatment time and heat treatment temperature after neon ion implantation, the larger the amount of neon ions implanted, the larger ρB/ρA becomes.

担体分布測定等による検討の結果、上記現象は砒素濃度
〜1018CrrL−3以上において砒素原子とネオン
原子との複合体の形成により担体濃度が大きく減少する
ことに由来していることが判明した。
As a result of studies such as carrier distribution measurements, it has been found that the above phenomenon is due to the fact that the carrier concentration is greatly reduced due to the formation of a complex between arsenic atoms and neon atoms at arsenic concentrations of 1018 CrrL-3 or higher.

前記砒素濃度〜1018cm一3以上としたのは担体濃
度分布測定の結果である。
The above-mentioned arsenic concentration of 10<18>cm<-3> or more is the result of carrier concentration distribution measurement.

即ち、砒素を例えば220KeV,I X 1 0l4
cm−2注入、900℃で熱処理した試料のキャリア分
布は第3図の破線に示すようになる。
That is, arsenic, for example, at 220 KeV, I X 1 0 l4
The carrier distribution of the sample subjected to cm-2 injection and heat treatment at 900° C. is as shown by the broken line in FIG.

又、砒素を同条件注入後ネオンを150KeV,2×1
510−2cm注入し、900℃熱処理した試料のキャ
リア分布は第3図実線のようになる。
Also, after implanting arsenic under the same conditions, neon was implanted at 150 KeV, 2×1
The carrier distribution of the sample injected at 510-2 cm and heat-treated at 900° C. is as shown by the solid line in FIG.

第3図より1018CmIl−3以下の分布は砒素のみ
の時と、砒素+ネオンの時とほぼ同じであるが、砒素の
みで1018σ−3以上の分布はネオンを注入すること
によって、1018cIrL−3に減少している。
From Figure 3, the distribution below 1018CmIrL-3 is almost the same for arsenic only and for arsenic + neon, but the distribution for arsenic only and above 1018σ-3 can be changed to 1018cIrL-3 by injecting neon. is decreasing.

従って〜1018cTL−3以上の砒素に関係した現象
であるといえる。
Therefore, it can be said that this is a phenomenon related to arsenic of ~1018cTL-3 or higher.

従って、上記現象を利用することにより図に示すような
工程を行うことができる。
Therefore, by utilizing the above phenomenon, the steps shown in the figure can be performed.

次に、図について実施例を説明する。Next, an example will be described with reference to the figures.

第1図a,b,cは低抵抗層内に高抵抗層を選択的に形
成する方法を示したものである。
FIGS. 1a, b, and c show a method for selectively forming a high resistance layer within a low resistance layer.

即ち、第1図aに示すようにP型シリコンウエハー2へ
熱拡散法もしくはイオン注入法により砒素を導入し、砒
素ドープ層1が形成されている時、第1図bに示すよう
に、高抵抗化すべき領域以外の領域を二酸化シリコン等
のマスク3で覆いネオンイオン4を注入する。
That is, as shown in FIG. 1a, when arsenic is introduced into the P-type silicon wafer 2 by thermal diffusion or ion implantation to form an arsenic doped layer 1, as shown in FIG. A region other than the region to be made resistive is covered with a mask 3 made of silicon dioxide or the like, and neon ions 4 are implanted.

次に、第1図Cに示すように、これを高温度で熱処理す
ることにより低抵抗層6内に高抵抗層5を選択的に形成
することができる。
Next, as shown in FIG. 1C, the high resistance layer 5 can be selectively formed within the low resistance layer 6 by heat-treating this at a high temperature.

第2図a,bは第1図a + b + Cに示した工程
の具体的な応用であり、エミッタ形成層を用いて高抵抗
体を製作する例を示している。
FIGS. 2a and 2b show a specific application of the process shown in FIG. 1 a+b+c, and show an example of manufacturing a high-resistance element using an emitter forming layer.

即ち、第2図aに示すように、NPN型バイポーラトラ
ンジスタのエミツタ形成と同時に、二酸化シリコン7等
をマスクにしてP型シリコンウエハー2′に砒素高濃度
ドープ層1′を形成する。
That is, as shown in FIG. 2a, at the same time as forming the emitter of the NPN bipolar transistor, a highly arsenic doped layer 1' is formed on the P-type silicon wafer 2' using silicon dioxide 7 or the like as a mask.

次に、第2図bに示すように、第1図と同様の工程、即
ち、ネオンイオンの選択注入、高温度熱処理により低抵
抗層6′内に高抵抗層5′を形成し、抵抗接続電極8を
設置すればオーム性接触の良い高抵抗体が製作される。
Next, as shown in FIG. 2b, a high resistance layer 5' is formed in the low resistance layer 6' by the same process as in FIG. By installing the electrode 8, a high resistance element with good ohmic contact can be manufactured.

以上説明したように、本発明は単なる放射線損傷を用い
る方法と異なり、シリコン中における砒素原子およびネ
オン原子に固有な上記性質を利用しているのであるから
、第1図C以後の熱処理工程に対しても安定であり、か
つ素子の動作時における昇温に対しても安定な高抵抗層
を、すでに形成された低抵抗層から製作することができ
るという利点がある。
As explained above, the present invention differs from methods that simply use radiation damage, and utilizes the above-mentioned properties specific to arsenic atoms and neon atoms in silicon. There is an advantage that a high resistance layer that is stable even when the device is in operation and also stable against temperature increases during operation of the device can be manufactured from a low resistance layer that has already been formed.

また第2図に示すように、すでに形成された低抵抗層(
N+エミツク形成層)へ選択的にネオンイオンを注入、
高温度熱処理により高抵抗層(N一層)を形成する場合
、電極とのオーム性接触のための余分な工程(N+層形
成)が不用になるという利点がある。
In addition, as shown in Figure 2, the already formed low resistance layer (
selectively implanting neon ions into the N+ emitter formation layer,
When a high-resistance layer (N single layer) is formed by high-temperature heat treatment, there is an advantage that an extra step (forming an N+ layer) for making ohmic contact with an electrode is unnecessary.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a,b,cは本発明の一実施例の各工程における
形成物を示す概略的断面図、第2図a,bは本発明の一
実施例の各工程における形成物の具体例を示す断面図、
第3図は本発明に係る担体濃度分布測定結果の一例を示
す深さーキャリア濃度特性曲線である。 1・・・・・・砒素ドープ層、2・・・・・・P型シリ
コンウエハー、3・・・・・・マスク、4・・・・・・
ネオンイオン、5・・・・・・高抵抗層、6・・・・・
・低抵抗層、7・・・・・・二酸化シリコン、8・・・
・・・電極。
Figures 1a, b, and c are schematic cross-sectional views showing the formations in each step of an embodiment of the present invention, and Figures 2a and b are specific examples of the formations in each step of the embodiment of the present invention. A cross-sectional view showing
FIG. 3 is a depth-carrier concentration characteristic curve showing an example of carrier concentration distribution measurement results according to the present invention. 1... Arsenic doped layer, 2... P-type silicon wafer, 3... Mask, 4...
Neon ion, 5... High resistance layer, 6...
・Low resistance layer, 7...Silicon dioxide, 8...
···electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基板の一部に該半導体基板を構成する元素と
は異なる元素を導入した領域を設け、該領域を高抵抗層
とした高抵抗層を有する半導体装置において、前記高抵
抗層領域が、砒素元素が導入され、かつ、砒素元素が導
入された一部又は全部にネオン元素が導入されて構成さ
れていることを特徴とする高抵抗層を有する半導体装置
。 2 半導体基板の一部にあらかじめ形成された砒素ドー
プ層の一部又は全部にネオンイオンを注入する工程と、
この工程の後高温度で熱処理することにより抵抗値を制
御する工程とを具備することを特徴とする高抵抗層を有
する半導体装置の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor device having a high-resistance layer in which a region in which an element different from an element constituting the semiconductor substrate is introduced is provided in a part of a semiconductor substrate, and the region is used as a high-resistance layer. 1. A semiconductor device having a high resistance layer, wherein the resistance layer region is configured by introducing an arsenic element, and a neon element is introduced into a part or all of the area into which the arsenic element is introduced. 2. A step of implanting neon ions into part or all of an arsenic-doped layer formed in advance on a part of a semiconductor substrate,
1. A method for manufacturing a semiconductor device having a high resistance layer, comprising the step of controlling the resistance value by heat treatment at a high temperature after this step.
JP51102029A 1976-08-26 1976-08-26 Semiconductor device with high resistance layer and method for manufacturing the same Expired JPS587065B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51102029A JPS587065B2 (en) 1976-08-26 1976-08-26 Semiconductor device with high resistance layer and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51102029A JPS587065B2 (en) 1976-08-26 1976-08-26 Semiconductor device with high resistance layer and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5327376A JPS5327376A (en) 1978-03-14
JPS587065B2 true JPS587065B2 (en) 1983-02-08

Family

ID=14316318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP51102029A Expired JPS587065B2 (en) 1976-08-26 1976-08-26 Semiconductor device with high resistance layer and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS587065B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2602093B1 (en) * 1985-12-27 1988-10-14 Bull Sa METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRIC RESISTOR BY DOPING A SEMICONDUCTOR MATERIAL AND INTEGRATED CIRCUIT THEREFROM
JPS62244160A (en) * 1986-04-17 1987-10-24 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5327376A (en) 1978-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0090963B1 (en) Method for making polycrystalline silicon film resistors
US4431460A (en) Method of producing shallow, narrow base bipolar transistor structures via dual implantations of selected polycrystalline layer
WO1985002940A1 (en) Method for making a conductive silicon substrate and a semiconductor device formed therein
JPS5952533B2 (en) How to create doped regions in semiconductors
KR940001890B1 (en) Polysilicon resistor manufacturing method and semiconductor device
JPS6066814A (en) Method of producing semiconductor device
Post et al. Investigation of boron diffusion in polysilicon and its application to the design of pnp polysilicon emitter bipolar transistors with shallow emitter junctions
JPS61229346A (en) Formation of polychrystal silicon on integrated circuit
JPS6031099B2 (en) A method for forming regions of a predetermined conductivity type in a semiconductor substrate by accelerated diffusion
JPS587065B2 (en) Semiconductor device with high resistance layer and method for manufacturing the same
JPS6269555A (en) Manufacturing transistor
Powell et al. Dopant Activation and Redistribution in As+‐Implanted Polycrystalline Si by Rapid Thermal Processing
Scovell et al. Pulsed thermal annealing of ion‐implanted silicon
JP3727482B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3450163B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
CN109891553A (en) Device forming method
Wilson Transient annealing of ion implanted semiconductor materials
JP7276272B2 (en) Method for calculating diffusion coefficient of oxygen in silicon wafer
Warnock et al. Boron-doped emitters for high-performance vertical pnp transistors
Perozziello et al. Retarded diffusion of Sb in a high concentration As background during silicon oxidation
JPH01100935A (en) Semiconductor device
JPS60127755A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS608623B2 (en) Method for manufacturing semiconductor devices
JPS6129537B2 (en)
JPH01235366A (en) Semiconductor resistance element