1950年代 後半
気相拡散源と拡散炉
〜装置・材料／結晶・拡散・成膜〜
初期のトランジスタの拡散層形成は、n型にはP2O5やSb2O5、p型にはB2O3やGa2O3などの個体材料からの固相拡散法が用いられていた。しかしこの方法では、拡散源の局部的凝集による欠陥が発生しやすく、高周波特性を高める薄いベース層を形成するには不安定であった。1957年、ベル研究所(Bell
Telephone Laboratories)のCarl FroschとLincoln Derickはシリコン酸化膜をマスクとしてPOCI3やB2H6などのガスを電気炉中(横型拡散炉)で気相拡散させる方法を開発した[1]。
マスクとなるシリコン酸化膜の熱酸化法は、気相拡散法の開発中に水素が爆発する事故が発生し、爆発によってできたH2Oによってシリコン表面に酸化膜が形成されたことから誕生した。以後、横型拡散炉による熱酸化法が使用されるようになった。
1959年、Fairchild SemiconductorのJean Hoerniはこの気相拡散法を展開させてプレーナープロセスを開発し[2]、さらに同年、Jay
LastとRobert Noyceはステップ・アンド・リピート法[3]によるフォトリソグラフィ技術を適用してプレーナ型集積回路技術の発明[4]に到った。
[参考文献]
[1] Computer
History Museum, “Development of Oxide Masking”
[2] Computer
History Museum, “Invention of the planar manufacturing process”
[3] 半導体歴史館： 1959年：ステップ・アンド・リピートカメラ
[4] 半導体歴史館：1959年：プレーナ型ICの発明（Robert
Noyce、米国 Fairchild）
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