JPS5949691B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS5949691B2 JPS5949691B2 JP6194777A JP6194777A JPS5949691B2 JP S5949691 B2 JPS5949691 B2 JP S5949691B2 JP 6194777 A JP6194777 A JP 6194777A JP 6194777 A JP6194777 A JP 6194777A JP S5949691 B2 JPS5949691 B2 JP S5949691B2
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- semiconductor device
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- electron beam
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Landscapes
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- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体装置の製造方法にかかり、特に高速ス
イッチング特性を有する高信頼度半導体装置の製造に関
するものである。
イッチング特性を有する高信頼度半導体装置の製造に関
するものである。
一般に放射線照射により、半導体基板内に格子欠陥を形
成し、その禁制帯中にキャリヤの再結合中心を作り、こ
のようにして、形成されたキャリヤ再結合中心によりキ
ャリヤの再結合速度を制御し半導体装置のスイッチング
特性を改善する方法は広く知られている。
成し、その禁制帯中にキャリヤの再結合中心を作り、こ
のようにして、形成されたキャリヤ再結合中心によりキ
ャリヤの再結合速度を制御し半導体装置のスイッチング
特性を改善する方法は広く知られている。
特に電子線照射による方法は従来行われている金拡散法
よりも漏洩電流が小さく、又他の電気的特性を変化させ
ずに高速半導体装置を作るための有効な手段となる。し
かしながら従来技術による放射線照射は生成された再結
合中心は比較的低温において短時間で消滅を開始してし
まい、これはアニール効果として知られている。本発明
者等は半導体基板への電子線照射の研究に関し、いくつ
かの実験結果からこの点を改善することに成功した。
よりも漏洩電流が小さく、又他の電気的特性を変化させ
ずに高速半導体装置を作るための有効な手段となる。し
かしながら従来技術による放射線照射は生成された再結
合中心は比較的低温において短時間で消滅を開始してし
まい、これはアニール効果として知られている。本発明
者等は半導体基板への電子線照射の研究に関し、いくつ
かの実験結果からこの点を改善することに成功した。
たとえばニッケル（Ｎｉ）を金属薄膜を付着した半導体
装置に電子線を照射し、その後空素中４００℃−２時間
熱処理を行つた所その後のダイオードのキャリヤ寿命時
間は２５０℃の高温保管において１０００時間以上安定
であるという結果を得た。更に詳しい研究により電子線
照射及び３００℃〜５００℃の温度範囲の熱処理により
高速スイッチング特性を有し、かつ実用使用温度２５０
℃以下の範囲においてキャリヤ寿命時間が安定な半導体
装置が得られた。以下に本発明の実施例を図面に基ずい
て詳細に説明する。
装置に電子線を照射し、その後空素中４００℃−２時間
熱処理を行つた所その後のダイオードのキャリヤ寿命時
間は２５０℃の高温保管において１０００時間以上安定
であるという結果を得た。更に詳しい研究により電子線
照射及び３００℃〜５００℃の温度範囲の熱処理により
高速スイッチング特性を有し、かつ実用使用温度２５０
℃以下の範囲においてキャリヤ寿命時間が安定な半導体
装置が得られた。以下に本発明の実施例を図面に基ずい
て詳細に説明する。
第１図に示すように、Ｐ型領域３、Ｎ型領域１、Ｎ゛型
領域２からなるＰＩＮ構造のダイオードウェハーの両主
面に厚さ２〜５μのニッケル（Ｎｉ）メッキ４を形成し
、加速電圧１．５ＭｅＶ、全電子線束２×１０１３θ／
ｄ〜２×１０１５Θ／Ｃｄの条件で電子線５を照射する
。その後窒素ガス中２５０℃高温保管を行いダイオード
のキャリヤ寿命の経時変化を調査した、その結果を第２
図に示す。第２図かられかるように約２００時間でキャ
リヤ寿命が変化しはじめることが確認される。次に上記
条件で照射したダイオードを２５０℃、３５０℃、４５
０℃で窒素雰囲気中で熱処理を行いそのキャリヤ寿命時
間の経時変化を測つた結果を第３図に示す。この結果か
ら電子線照射により形成される再結合中心により制御さ
れるキャリヤ寿命時間は、一定な熱処理において、段階
上に変化し温度によるその変化は高温時のものが低温時
のものより短時間に進行することが判明した。上記の現
象は次の様に説明される。すなわち電子線照射による半
導体基板中の再結合中心は種々の活性化エネルギーに対
応した欠陥からなり、これが一定温度の保管により時間
とともに段階際にキヤリヤ寿命時間が変化するのは低い
活性化エネルギーをもつ結晶欠陥から順番に消滅してい
く過程である。単一の活性化エネルギーを持つ結晶欠陥
の数は温度Ｔにおいて次式に従つて変化することが知ら
れている。−Ｋｔ Ｎ（ｔ）＝Ｎ（０）θ− ・・・・・・・
・・（１）Ｋ−ＴｅｘＯ（−Ｅ／ＲＴ） ・・・・
・・・・・（２）Ｎ（ｔ）：時間ｔにおける結晶欠陥の
数上記実験の結果及びその考察に基き電子線照射により
高速スイツチング特性を有する半導体装置を製造するた
めに本発明はきわめて有効な方法を提供する。
領域２からなるＰＩＮ構造のダイオードウェハーの両主
面に厚さ２〜５μのニッケル（Ｎｉ）メッキ４を形成し
、加速電圧１．５ＭｅＶ、全電子線束２×１０１３θ／
ｄ〜２×１０１５Θ／Ｃｄの条件で電子線５を照射する
。その後窒素ガス中２５０℃高温保管を行いダイオード
のキャリヤ寿命の経時変化を調査した、その結果を第２
図に示す。第２図かられかるように約２００時間でキャ
リヤ寿命が変化しはじめることが確認される。次に上記
条件で照射したダイオードを２５０℃、３５０℃、４５
０℃で窒素雰囲気中で熱処理を行いそのキャリヤ寿命時
間の経時変化を測つた結果を第３図に示す。この結果か
ら電子線照射により形成される再結合中心により制御さ
れるキャリヤ寿命時間は、一定な熱処理において、段階
上に変化し温度によるその変化は高温時のものが低温時
のものより短時間に進行することが判明した。上記の現
象は次の様に説明される。すなわち電子線照射による半
導体基板中の再結合中心は種々の活性化エネルギーに対
応した欠陥からなり、これが一定温度の保管により時間
とともに段階際にキヤリヤ寿命時間が変化するのは低い
活性化エネルギーをもつ結晶欠陥から順番に消滅してい
く過程である。単一の活性化エネルギーを持つ結晶欠陥
の数は温度Ｔにおいて次式に従つて変化することが知ら
れている。−Ｋｔ Ｎ（ｔ）＝Ｎ（０）θ− ・・・・・・・
・・（１）Ｋ−ＴｅｘＯ（−Ｅ／ＲＴ） ・・・・
・・・・・（２）Ｎ（ｔ）：時間ｔにおける結晶欠陥の
数上記実験の結果及びその考察に基き電子線照射により
高速スイツチング特性を有する半導体装置を製造するた
めに本発明はきわめて有効な方法を提供する。
すなわち、電子線照射後の半導体基板を３００℃〜５０
０℃、数十分から数時間の熱処理を行えば、活性化エネ
ルギーの低い結晶欠陥だけを完全に消滅させることが出
来る。
０℃、数十分から数時間の熱処理を行えば、活性化エネ
ルギーの低い結晶欠陥だけを完全に消滅させることが出
来る。
さらにニツケルを金属薄膜として用いると、電子線によ
つて形成される再結合中心との相互作用により低い活性
化エネルギーをもつ結晶欠陥の消滅を促進させることが
可能となる。従つてこの熱処理後シリコン中の結晶欠陥
は活性化エネルギーの高いものだけが残在し、装置の実
際の使用条件２５０℃以下の温度範囲において十分安定
なスイツチング特性を有するものが得られる、以下にそ
の一例を示す。前記照射ダイオードを４００℃−２Ｈの
窒素雰囲気中で熱処理を行い、２５０℃にて高温保管試
験を行いキヤリヤ寿命の経時変化を調べた結果を第４図
に示す。これによれば１０００時間を経過しても何らキ
ヤリヤ寿命の変化は認められない。尚、電子線の加速エ
ネルギー、全電子線束、熱処理温度は所定の特性を得る
べく、設計上の必要性によつて選択される因子であり熱
処理温度に応じて熱処理時間を決定すれば、実用使用温
度範囲内において、充分安定なキヤリヤ寿命時間を得る
ことができる。
つて形成される再結合中心との相互作用により低い活性
化エネルギーをもつ結晶欠陥の消滅を促進させることが
可能となる。従つてこの熱処理後シリコン中の結晶欠陥
は活性化エネルギーの高いものだけが残在し、装置の実
際の使用条件２５０℃以下の温度範囲において十分安定
なスイツチング特性を有するものが得られる、以下にそ
の一例を示す。前記照射ダイオードを４００℃−２Ｈの
窒素雰囲気中で熱処理を行い、２５０℃にて高温保管試
験を行いキヤリヤ寿命の経時変化を調べた結果を第４図
に示す。これによれば１０００時間を経過しても何らキ
ヤリヤ寿命の変化は認められない。尚、電子線の加速エ
ネルギー、全電子線束、熱処理温度は所定の特性を得る
べく、設計上の必要性によつて選択される因子であり熱
処理温度に応じて熱処理時間を決定すれば、実用使用温
度範囲内において、充分安定なキヤリヤ寿命時間を得る
ことができる。
゛尚実施例においてはニツケル層はメツキにより付着し
たがこれは、他の方法たとえば蒸着、スパツタ等で行う
ことも出来る。
たがこれは、他の方法たとえば蒸着、スパツタ等で行う
ことも出来る。
又、このニツケル層は低い活性化エネルギーをもつ結晶
欠陥の消滅を促進するためであるから、必ずしも純ニツ
ケル層の必要はなく、ニツケルを組成中に含む金属層で
も有効である。又、このニツケル層もしくは組成中にニ
ツケルを含む金属層は半導体装置の電極層、もしくは電
極層の一部として用いれば有効である。
欠陥の消滅を促進するためであるから、必ずしも純ニツ
ケル層の必要はなく、ニツケルを組成中に含む金属層で
も有効である。又、このニツケル層もしくは組成中にニ
ツケルを含む金属層は半導体装置の電極層、もしくは電
極層の一部として用いれば有効である。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。
第２図は従来技術の製造方法による半導体装置のライフ
タイムと保管時間との関係を示すグラフである。第３図
は本発明の一実施例におけるライフタイムと熱処理時間
の関係を示すグラフであり、第４図は本発明の一実施例
の製造方法による半導体装置におけるライフタイムと保
管時間との関係を示すグラフである。尚図において、１
・・・・・・Ｎ型領域、２・・・・・・Ｎ＋型領域、３
・・・・・・Ｐ型領域、４・・・・・・ニツケル層、５
・・・・・・電子線である。
タイムと保管時間との関係を示すグラフである。第３図
は本発明の一実施例におけるライフタイムと熱処理時間
の関係を示すグラフであり、第４図は本発明の一実施例
の製造方法による半導体装置におけるライフタイムと保
管時間との関係を示すグラフである。尚図において、１
・・・・・・Ｎ型領域、２・・・・・・Ｎ＋型領域、３
・・・・・・Ｐ型領域、４・・・・・・ニツケル層、５
・・・・・・電子線である。
Claims (1)
- １ 半導体ウェハーの主表面にニッケル層もしくはニッ
ケルを組成中に含む金属層を付着する工程と前記半導体
ウェハーに放射線を照射する工程と、前記半導体ウェハ
ーを３００℃以上５００℃以下の温度範囲で熱処理する
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6194777A JPS5949691B2 (ja) | 1977-05-26 | 1977-05-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6194777A JPS5949691B2 (ja) | 1977-05-26 | 1977-05-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53146569A JPS53146569A (en) | 1978-12-20 |
| JPS5949691B2 true JPS5949691B2 (ja) | 1984-12-04 |
Family
ID=13185886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6194777A Expired JPS5949691B2 (ja) | 1977-05-26 | 1977-05-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5949691B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016157935A1 (ja) * | 2015-04-02 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置の製造方法 |
-
1977
- 1977-05-26 JP JP6194777A patent/JPS5949691B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53146569A (en) | 1978-12-20 |
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