METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE

• Main Authors: OGINO, MASAAKI, TERANISHI, HIDEAKI, NAKAZAWA, HARUO
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 05.12.2013
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DEVICES

With regards to formation of a deep diffusion layer by thermal diffusion over a long period at a high temperature of 1290ºC or above, the heat treatment to perform thermal diffusion for forming the deep diffusion layer is configured so that a first heat treatment is performed in an oxygen atmosphere or a gas mixture atmosphere containing oxygen and an inert gas, and a second heat treatment is subsequently performed in a nitrogen atmosphere or a gas mixture atmosphere containing nitrogen and oxygen. In the first heat treatment, the exposed portion of a CZ-FZ silicon semiconductor substrate (1) is thermally oxidized and the vacancy defects (2) in the CZ-FZ silicon semiconductor substrate (1) is filled with interstitial silicon atoms, and the boron ion injection layer (6) is caused to diffuse and a boron diffusion layer is formed. In the second heat treatment, the boron diffusion layer is caused to diffuse, and a deep diffusion layer is formed. It is thereby possible, even if there is a step for forming a diffusion layer having a depth of 50 mum or more over a long period of 100 hours or more and a high heat treatment temperature equal to or greater than 1290ºC and less than the melting temperature of silicon crystals, to minimize occurrence of crystal defects, as well as reduce the amount of inert gas used and cut manufacturing cost. Selon la présente invention, en ce qui concerne la formation d'une couche de diffusion profonde par diffusion thermique sur une longue période à une température élevée supérieure ou égale à 1 290 °C, le traitement thermique permettant de réaliser une diffusion thermique pour la formation de la couche de diffusion profonde est conçu de sorte qu'un premier traitement thermique soit réalisé dans une atmosphère d'oxygène ou une atmosphère de mélange gazeux contenant de l'oxygène et un gaz inerte, et qu'un second traitement thermique soit par la suite réalisé dans une atmosphère d'azote ou une atmosphère de mélange gazeux contenant de l'azote et de l'oxygène. Dans le premier traitement thermique, la partie exposée d'un substrat semi-conducteur en silicium CZ-FZ (1) est thermiquement oxydée et les défauts de lacune (2) dans le substrat semi-conducteur en silicium (CZ-FZ) (1) sont remplis par des atomes de silicium interstitiel, et la couche d'injection d'ions bore (6) est amenée à se diffuser et une couche de diffusion de bore est formée. Dans le second traitement thermique, la couche de diffusion de bore est amenée à se diffuser, et une couche de diffusion profonde est formée. Il est de ce fait possible, même s'il existe une étape permettant de former une couche de diffusion possédant une profondeur supérieure ou égale à 50 µm sur une longue période supérieure ou égale à 100 heures et une température de traitement thermique élevée supérieure ou égale à 1 290 °C et inférieure à la température de fusion des cristaux de silicium, de réduire l'occurrence de défauts de cristaux, ainsi que de réduire la quantité de gaz inerte utilisée et de réduire les coûts de fabrication.