JP2006032463A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006032463A JP2006032463A JP2004205843A JP2004205843A JP2006032463A JP 2006032463 A JP2006032463 A JP 2006032463A JP 2004205843 A JP2004205843 A JP 2004205843A JP 2004205843 A JP2004205843 A JP 2004205843A JP 2006032463 A JP2006032463 A JP 2006032463A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- phosphorus
- diffusion layer
- atmosphere
- oxygen
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は半導体装置の製造方法および半導体装置に係り、詳しくは、半導体層の表面に不純物を拡散させて不純物拡散層を形成する半導体装置の製造方法と、その半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置とに関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device in which an impurity diffusion layer is formed by diffusing impurities on the surface of a semiconductor layer, and the method for manufacturing the semiconductor device. The present invention relates to a semiconductor device.
従来より、半導体ウェハ（半導体基板）に不純物を拡散する方法として、半導体ウェハの主表面上に不純物を含有したガラス層を形成し、該ガラス層から不純物を前記半導体ウェーハ表層へ拡散して不純物拡散層を形成する不純物拡散層形成工程と、該不純物拡散層形成工程直後に、前記ガラス層と前記不純物拡散層との間に前記不純物の拡散ストッパーとなる酸化層を湿式酸化により形成する酸化層形成工程とを有する不純物拡散方法が提案されている（特許文献１参照）。 Conventionally, as a method of diffusing impurities in a semiconductor wafer (semiconductor substrate), a glass layer containing impurities is formed on the main surface of the semiconductor wafer, and impurities are diffused from the glass layer to the surface layer of the semiconductor wafer. Impurity diffusion layer forming step for forming a layer, and immediately after the impurity diffusion layer forming step, an oxide layer formation for forming an oxide layer serving as a diffusion stopper for the impurity between the glass layer and the impurity diffusion layer by wet oxidation An impurity diffusion method having a process has been proposed (see Patent Document 1).
特許文献１の技術には、ウェハ面内における不純物拡散層のシート抵抗（ρｓ）および拡散深さ（Ｘｊ）のバラツキを抑えるのが困難であるという欠点がある。
そこで、不純物を含む雰囲気中で半導体ウェハを加熱することにより、当該雰囲気から半導体ウェハ表面に不純物を熱拡散させる熱拡散法が用いられる。
The technique of Patent Document 1 has a drawback that it is difficult to suppress variations in sheet resistance (ρs) and diffusion depth (Xj) of the impurity diffusion layer in the wafer surface.
Therefore, a thermal diffusion method is used in which a semiconductor wafer is heated in an atmosphere containing impurities to thermally diffuse the impurities from the atmosphere to the surface of the semiconductor wafer.
図２（Ａ）は、従来の不純物雰囲気中の熱拡散法において、リンを含んだ雰囲気から単結晶シリコンウェハ（単結晶シリコン基板）にリンを熱拡散させる際の工程（リンデポジション処理）における温度および雰囲気を説明するための説明図である。
尚、ウェハに不純物を熱拡散させる処理は、一般に「デポジション処理」と呼ばれ、ウェハにリンを熱拡散させる処理はリンデポジション処理と呼ばれる。
そして、図２（Ａ）に示すリンデポジション処理例では、全工程に渡って熱拡散炉内が９５０〜９８０℃に保持されている。
FIG. 2A shows a temperature in a process (lindeposition process) for thermally diffusing phosphorus from an atmosphere containing phosphorus into a single crystal silicon wafer (single crystal silicon substrate) in a conventional thermal diffusion method in an impurity atmosphere. It is explanatory drawing for demonstrating an atmosphere.
The process of thermally diffusing impurities in the wafer is generally called “deposition process”, and the process of thermally diffusing phosphorus in the wafer is called a phosphorus deposition process.
In the example of the Linde deposition process shown in FIG. 2A, the inside of the thermal diffusion furnace is maintained at 950 to 980 ° C. throughout the entire process.
ウェハを熱拡散炉に入れ、まず、窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）の混合雰囲気中にてロードした後に待機させる。
次に、窒素と酸素とＮ形不純物であるオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）の混合雰囲気中にて加熱し、その混合雰囲気からウェハ表面にリンを熱拡散させてリン拡散層（不純物拡散層）を形成する（リンデポジション工程）。
続いて、窒素と酸素の混合雰囲気中にて熱拡散炉内をパージする。
そして、窒素雰囲気中でアンロードした後に、熱拡散炉からウェハを取り出す。
The wafer is put into a thermal diffusion furnace, and is first loaded after being loaded in a mixed atmosphere of nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ).
Next, heating is performed in a mixed atmosphere of nitrogen, oxygen, and N-type impurity phosphorus oxychloride (POCl 3 ), and phosphorus is thermally diffused from the mixed atmosphere to the wafer surface to form a phosphorus diffusion layer (impurity diffusion layer). Form (lindeposition process).
Subsequently, the inside of the thermal diffusion furnace is purged in a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen.
Then, after unloading in a nitrogen atmosphere, the wafer is taken out from the thermal diffusion furnace.
図２（Ｂ）は、従来の不純物雰囲気中の熱拡散法において、ウェハ中にリン拡散層を引き伸ばすための工程（ドライブイン処理）における温度および雰囲気を説明するための説明図である。
尚、ウェハ中に不純物拡散層を引き伸ばすための処理は、一般に「ドライブイン処理」または「スランピング処理」と呼ばれるが、以下の説明ではドライブイン処理に統一する。
そして、図２（Ｂ）に示すドライブイン処理例では、全工程に渡って熱拡散炉内が１０１０〜１０２５℃に保持されている。
FIG. 2B is an explanatory diagram for explaining the temperature and atmosphere in a process (drive-in process) for extending a phosphorus diffusion layer in a wafer in a conventional thermal diffusion method in an impurity atmosphere.
The process for extending the impurity diffusion layer in the wafer is generally called “drive-in process” or “slump process”, but in the following description, it is unified with the drive-in process.
And in the drive-in process example shown to FIG. 2 (B), the inside of a thermal diffusion furnace is hold | maintained at 1010-1025 degreeC over all the processes.
図２（Ａ）に示すリンデポジション処理を終えたウェハを再び熱拡散炉に入れ、まず、酸素雰囲気中にてロードした後に、酸素と窒素の混合雰囲気中にて待機させる。
次に、水素（Ｈ２）と窒素と酸素の混合雰囲気中にて熱拡散炉内をパージする。
続いて、酸素と水素の混合雰囲気中のウェット酸化法（湿式酸化法）により、リン拡散層上に保護膜となる二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の酸化膜を形成すると共に、リン拡散層中のリンがウェハ中に速やかに拡散される状態にする。
尚、酸素と水素の混合雰囲気中のウェット酸化法とは、酸素雰囲気中に水蒸気を含ませて酸化を行う方法であり、バーニング酸化法とも呼ばれる。
The wafer that has been subjected to the Linde deposition process shown in FIG. 2A is again placed in a thermal diffusion furnace, and after first being loaded in an oxygen atmosphere, it is put on standby in a mixed atmosphere of oxygen and nitrogen.
Next, the inside of the thermal diffusion furnace is purged in a mixed atmosphere of hydrogen (H 2 ), nitrogen and oxygen.
Subsequently, an oxide film of silicon dioxide (SiO 2 ) serving as a protective film is formed on the phosphorus diffusion layer by a wet oxidation method (wet oxidation method) in a mixed atmosphere of oxygen and hydrogen, and phosphorus in the phosphorus diffusion layer is formed. Is quickly diffused into the wafer.
The wet oxidation method in a mixed atmosphere of oxygen and hydrogen is a method in which water vapor is included in an oxygen atmosphere to oxidize, and is also called a burning oxidation method.
次に、窒素雰囲気中にてリン拡散層中のリンをウェハ中により深く熱拡散させてリン拡散層を引き伸ばす（ドライブイン工程）。
尚、ドライブイン工程でリン拡散層を引き伸ばすのは、リン拡散層のシート抵抗および拡散深さを所望の値に調整するためである。
そして、窒素雰囲気中でアンロードした後に、熱拡散炉からウェハを取り出す。
Next, the phosphorus in the phosphorus diffusion layer is thermally diffused deeper in the wafer in a nitrogen atmosphere to stretch the phosphorus diffusion layer (drive-in process).
The reason why the phosphorus diffusion layer is stretched in the drive-in process is to adjust the sheet resistance and diffusion depth of the phosphorus diffusion layer to desired values.
Then, after unloading in a nitrogen atmosphere, the wafer is taken out from the thermal diffusion furnace.
このように、リンデポジション処理とドライブイン処理を分けているのは、リンデポジション処理後に熱拡散炉から取り出したウェハの検査を行い、良品のウェハのみにドライブイン処理を施すことにより、完成したウェハのリン拡散層の特性を良好にしてウェハの歩留まりを向上させるためである。
しかし、リンデポジション処理後に熱拡散炉からウェハを取り出して検査した後にドライブイン処理のため再び熱拡散炉にウェハを入れなければならず、その作業は作業員が行うことから人工が増して作業性も悪いため、製造コストが増大するという問題があった。
As described above, the Lindeposition process and the Drive-in process are separated from each other by inspecting the wafer taken out from the thermal diffusion furnace after the Lindeposition process and performing the Drive-in process only on the non-defective wafer. This is to improve the characteristics of the phosphorus diffusion layer and improve the yield of the wafer.
However, after the deposition process, the wafer must be taken out from the thermal diffusion furnace and inspected, and then the wafer must be put into the thermal diffusion furnace again for drive-in processing. However, there is a problem that the manufacturing cost increases.
また、リンデポジション処理とドライブイン処理のそれぞれでロード工程およびアンロード工程を行うため、その分だけ処理時間が長くなり、製造コストが更に増大するという問題があった。
そして、リンデポジション処理とドライブイン処理のそれぞれでロード工程およびアンロード工程を行うため、ウェハに過大な熱ストレスがかかってダメージが大きくなり、リン拡散層の特性が悪化して歩留まりが低下するという問題もあった。
In addition, since the loading process and the unloading process are performed in each of the lindeposition process and the drive-in process, there is a problem that the processing time becomes longer and the manufacturing cost further increases.
Since the load process and the unload process are performed in each of the Linde deposition process and the Drive-in process, excessive thermal stress is applied to the wafer, the damage increases, the characteristics of the phosphorus diffusion layer deteriorate, and the yield decreases. There was also a problem.
さらに、リンデポジション処理後に熱拡散炉から取り出したウェハが外気にさらされるためウェハが汚染され、リン拡散層の特性が悪化して歩留まりが低下するという問題もあった。
また、リンデポジション処理とドライブイン処理を別の熱拡散炉で行う場合には、ウェハの製造工場に高価な熱拡散炉を２台設置しなければならず、メンテナンスコストを含めて設備コストが増大する上に、製造工場に大きな設置スペースが必要になるという問題もあった。
Furthermore, since the wafer taken out from the thermal diffusion furnace after the lindeposition process is exposed to the outside air, the wafer is contaminated, and the characteristics of the phosphorous diffusion layer are deteriorated to reduce the yield.
In addition, if Lindeposition processing and Drive-in processing are performed in separate thermal diffusion furnaces, two expensive thermal diffusion furnaces must be installed in the wafer manufacturing plant, which increases equipment costs including maintenance costs. In addition, there is a problem that a large installation space is required in the manufacturing factory.
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、良好な特性の不純物拡散層を形成可能な半導体装置の製造方法を低コストに提供することにある。
また、本発明の別の目的は、良好な特性の不純物拡散層を備えた半導体装置を低コストに提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of forming an impurity diffusion layer having good characteristics at a low cost.
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device including an impurity diffusion layer having good characteristics at low cost.
請求項１に記載の発明は、不純物を含んだ雰囲気から半導体の表面に当該不純物を熱拡散させて不純物拡散層を形成するデポジション処理と、前記不純物拡散層中の不純物を前記半導体層中に深く熱拡散させて当該不純物拡散層を引き伸ばすドライブイン処理とを備えた半導体装置の製造方法であって、前記デポジション処理と前記ドライブイン処理を同一の熱拡散炉内で連続して行うことを技術的特徴とする。 The invention according to claim 1 is a deposition process in which an impurity diffusion layer is formed by thermally diffusing the impurity from the atmosphere containing the impurity to the surface of the semiconductor, and the impurity in the impurity diffusion layer is introduced into the semiconductor layer. A method of manufacturing a semiconductor device comprising a drive-in process in which the impurity diffusion layer is stretched by deep thermal diffusion, wherein the deposition process and the drive-in process are continuously performed in the same thermal diffusion furnace. Technical features.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、前記不純物はリンであり、前記半導体層はシリコン層であることを技術的特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the impurity is phosphorus, and the semiconductor layer is a silicon layer.
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法によって製造された半導体装置を技術的特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a technical feature of a semiconductor device manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to the first or second aspect.
（請求項１）
請求項１の発明では、デポジション処理とドライブイン処理を同一の熱拡散炉内で連続して行うため、デポジション処理が開始してからドライブイン処理が終了するまで熱拡散炉から半導体層を取り出さない。
従って、請求項１の発明によれば、従来技術（リンデポジション処理後に熱拡散炉からウェハを取り出して検査した後にドライブイン処理のため再び熱拡散炉にウェハを入れる）に比べて、人工が減って作業性が良くなるため、製造コストを低減できる。
そして、請求項１の発明によれば、デポジション処理とドライブイン処理の途中で半導体層が外気にさらされないため、半導体層の汚染による不純物拡散層の特性悪化を防止して歩留まりの低下を回避できる。
(Claim 1)
In the invention of claim 1, since the deposition process and the drive-in process are continuously performed in the same thermal diffusion furnace, the semiconductor layer is removed from the thermal diffusion furnace until the drive-in process is completed after the deposition process is started. Do not take out.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, compared with the conventional technique (the wafer is taken out from the thermal diffusion furnace after the lindeposition process and inspected, and then the wafer is put into the thermal diffusion furnace again for the drive-in process), the artificiality is reduced. As the workability is improved, the manufacturing cost can be reduced.
According to the first aspect of the present invention, since the semiconductor layer is not exposed to the outside air during the deposition process and the drive-in process, the deterioration of the characteristics of the impurity diffusion layer due to the contamination of the semiconductor layer can be prevented and the yield reduction can be avoided. it can.
また、請求項１の発明では、デポジション処理の前に行うロード処理と、ドライブイン処理の後に行うアンロード処理とがそれぞれ１回で済む。
従って、請求項１の発明によれば、従来技術（リンデポジション処理とドライブイン処理のそれぞれでロード処理およびアンロード処理を行う）に比べて、半導体層にかかる熱ストレスを低減させてダメージを小さくすることか可能になるため、不純物拡散層の特性を良好にして歩留まりを向上させることができる。
According to the first aspect of the present invention, the load process performed before the deposition process and the unload process performed after the drive-in process are each performed once.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the thermal stress applied to the semiconductor layer is reduced and the damage is reduced as compared with the conventional technique (the load process and the unload process are performed in each of the Linde deposition process and the drive-in process). Therefore, the characteristics of the impurity diffusion layer can be improved and the yield can be improved.
ところで、従来技術では、リンデポジション処理後に熱拡散炉から取り出したウェハの検査を行い、良品のウェハのみにドライブイン処理を施すことにより、完成したウェハのリン拡散層の特性を良好にしてウェハの歩留まりを向上させている。
それに対して、請求項１の発明では、デポジション処理とドライブイン処理を連続して行い、デポジション処理後には半導体層の検査を行わず、ドライブイン処理が終了して完成した半導体層の検査だけを行う。
しかし、請求項１の発明によれば、前記作用・効果により、完成した半導体層の歩留まり及び不純物拡散層の特性を従来技術に比べてむしろ向上させることができる。
従って、請求項１の発明において、従来技術のようにデポジション処理後にウェハの検査を行わないことは問題とはならない。
By the way, in the prior art, the wafer taken out from the thermal diffusion furnace after the lindeposition process is inspected, and the drive-in process is performed only on the non-defective wafer, thereby improving the characteristics of the phosphorous diffusion layer of the completed wafer. Yield is improved.
On the other hand, according to the first aspect of the present invention, the deposition process and the drive-in process are continuously performed, and the semiconductor layer is not inspected after the deposition process, and the semiconductor layer is inspected after the drive-in process is completed. Just do it.
However, according to the first aspect of the present invention, the yield of the completed semiconductor layer and the characteristics of the impurity diffusion layer can be improved rather than the prior art due to the above-described effects.
Therefore, in the first aspect of the invention, it is not a problem that the wafer is not inspected after the deposition process as in the prior art.
また、請求項１の発明では、デポジション処理とドライブイン処理を１台の熱拡散炉で行うため、デポジション処理とドライブイン処理を別の熱拡散炉で行う場合に比べて、メンテナンスコストを含めた設備コストを低減すると共に、半導体層の製造工場における熱拡散炉の設置スペースを１台分削減することができる。
また、請求項１の発明によれば、不純物を含んだ雰囲気から半導体層に当該不純物を熱拡散させるため、特許文献１の技術に比べて、半導体層面内における不純物拡散層のシート抵抗および拡散深さのバラツキを抑えることが可能になり、請求項１の発明の効果を更に高めることができる。
従って、請求項１の発明によれば、良好な特性の不純物拡散層を形成可能な半導体装置の製造方法が得られる。
Moreover, in the invention of claim 1, since the deposition process and the drive-in process are performed in one thermal diffusion furnace, the maintenance cost is lower than the case where the deposition process and the drive-in process are performed in another thermal diffusion furnace. In addition to reducing the included equipment cost, the installation space for the thermal diffusion furnace in the semiconductor layer manufacturing plant can be reduced by one.
According to the invention of claim 1, since the impurity is thermally diffused from the atmosphere containing the impurity into the semiconductor layer, the sheet resistance and diffusion depth of the impurity diffusion layer in the semiconductor layer surface are compared with the technique of Patent Document 1. It becomes possible to suppress the variation in thickness, and the effect of the invention of claim 1 can be further enhanced.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device capable of forming an impurity diffusion layer having good characteristics can be obtained.
（請求項２）
請求項２の発明によれば、不純物拡散層としてリン拡散層が形成された半導体層としてのシリコン層を製造することができる。
(Claim 2)
According to the invention of claim 2, a silicon layer as a semiconductor layer in which a phosphorus diffusion layer is formed as an impurity diffusion layer can be manufactured.
（請求項３）
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の作用・効果により、良好な特性の不純物拡散層を備えた半導体装置を低コストに得ることができる。
(Claim 3)
According to the invention of claim 3, the semiconductor device including the impurity diffusion layer having good characteristics can be obtained at low cost by the action and effect of the invention of claim 1 or claim 2.
図１は、本発明を具体化した一実施形態において、リンを含んだ雰囲気から単結晶シリコンウェハ（単結晶シリコン基板、半導体層、シリコン層）にリンを熱拡散させてリン拡散層を形成した後に、そのリン拡散層をウェハ中に引き伸ばす際の各工程における温度および雰囲気を説明するための説明図である。 FIG. 1 shows an embodiment embodying the present invention, in which phosphorus is thermally diffused from a phosphorus-containing atmosphere into a single crystal silicon wafer (single crystal silicon substrate, semiconductor layer, silicon layer) to form a phosphorus diffusion layer. It is explanatory drawing for demonstrating the temperature and atmosphere in each process at the time of extending the phosphorus diffusion layer in a wafer later.
工程１：ウェハを熱拡散炉に入れ、窒素と酸素の混合雰囲気中にて８００〜８５０℃でロードする。
工程２：窒素と酸素の混合雰囲気中にて９５０〜９８０℃まで昇温させる。
工程３：Ｎ形不純物であるオキシ塩化リンを供給し、オキシ塩化リンと窒素と酸素の混合雰囲気中にて９５０〜９８０℃で加熱し、その混合雰囲気からウェハ表面にリンを熱拡散させてリン拡散層（不純物拡散層）を形成する（リンデポジション工程）。
Step 1: The wafer is placed in a thermal diffusion furnace and loaded at 800 to 850 ° C. in a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen.
Process 2: It heats up to 950-980 degreeC in the mixed atmosphere of nitrogen and oxygen.
Step 3: Phosphorus oxychloride, which is an N-type impurity, is supplied and heated at 950 to 980 ° C. in a mixed atmosphere of phosphorus oxychloride, nitrogen and oxygen, and phosphorus is thermally diffused from the mixed atmosphere to the wafer surface to A diffusion layer (impurity diffusion layer) is formed (lindeposition process).
工程４：オキシ塩化リン，窒素，酸素の供給を停止して酸素を供給し、酸素雰囲気中にて１０１０〜１０２５℃まで昇温させる。
工程５：１０１０〜１０２５℃に保持した状態で酸素に加えて水素と窒素を供給し、水素と窒素と酸素の混合雰囲気中にて熱拡散炉内をパージする。
工程６：１０１０〜１０２５℃に保持した状態で窒素の供給を停止し、酸素と水素の混合雰囲気中のウェット酸化法により、リン拡散層上に保護膜となる二酸化ケイ素の酸化膜を形成すると共に、リン拡散層中のリンがウェハ中に速やかに拡散される状態にする。
Step 4: The supply of phosphorus oxychloride, nitrogen, and oxygen is stopped, oxygen is supplied, and the temperature is raised to 1010 to 1025 ° C. in an oxygen atmosphere.
Step 5: Hydrogen and nitrogen are supplied in addition to oxygen while being maintained at 1010 to 1025 ° C., and the inside of the thermal diffusion furnace is purged in a mixed atmosphere of hydrogen, nitrogen and oxygen.
Step 6: Stop supplying nitrogen at 1010 to 1025 ° C., and form a silicon dioxide oxide film as a protective film on the phosphorus diffusion layer by wet oxidation in a mixed atmosphere of oxygen and hydrogen. In this state, phosphorus in the phosphorus diffusion layer is quickly diffused into the wafer.
工程７：１０１０〜１０２５℃に保持した状態で酸素と水素の供給を停止して窒素を供給し、窒素雰囲気中にてリン拡散層中のリンをウェハ中により深く熱拡散させることにより、工程３で形成したリン拡散層を引き伸ばす（ドライブイン工程）。
尚、ドライブイン工程でリン拡散層を引き伸ばすのは、リン拡散層のシート抵抗および拡散深さを所望の値に調整するためである。
工程８：窒素雰囲気中で８００〜８５０℃まで降温させる。
工程９：８００〜８５０℃に保持した状態で窒素雰囲気中にてアンロードした後に、熱拡散炉からウェハを取り出す。
Step 7: Stopping the supply of oxygen and hydrogen while maintaining the temperature at 1010 to 1025 ° C., supplying nitrogen, and thermally diffusing phosphorus in the phosphorus diffusion layer deeper into the wafer in a nitrogen atmosphere, thereby providing Step 3 The phosphorus diffusion layer formed in step 1 is stretched (drive-in process).
The reason why the phosphorus diffusion layer is stretched in the drive-in process is to adjust the sheet resistance and diffusion depth of the phosphorus diffusion layer to desired values.
Step 8: Lower the temperature to 800 to 850 ° C. in a nitrogen atmosphere.
Step 9: After unloading in a nitrogen atmosphere while maintaining at 800 to 850 ° C., the wafer is taken out from the thermal diffusion furnace.
［実施形態の作用・効果］
本実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
[Operations and effects of the embodiment]
According to this embodiment, the following actions and effects can be obtained.
［１］
本実施形態では、工程１から工程９までの全工程を連続して１台の熱拡散炉で行っており、工程１を行う前に熱拡散炉にウェハを入れた後は工程９が終了するまで熱拡散炉からウェハを取り出さない。
従って、本実施形態によれば、従来技術（リンデポジション処理後に熱拡散炉からウェハを取り出して検査した後にドライブイン処理のため再び熱拡散炉にウェハを入れる）に比べて、人工が減って作業性が良くなるため、製造コストを低減できる。
[1]
In this embodiment, all the processes from the process 1 to the process 9 are continuously performed in one thermal diffusion furnace, and after the wafer is put into the thermal diffusion furnace before the process 1, the process 9 is completed. Do not remove the wafer from the thermal diffusion furnace.
Therefore, according to the present embodiment, compared to the conventional technique (after removing the wafer from the thermal diffusion furnace after the lindeposition process and inspecting it, the wafer is put in the thermal diffusion furnace again for the drive-in process). Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
［２］
本実施形態では、リンデポジション処理（工程３）とドライブイン処理（工程６および工程７）を連続して行うため、ロード工程（工程１）とアンロード工程（工程９）がそれぞれ１回で済む。
従って、本実施形態によれば、従来技術（リンデポジション処理とドライブイン処理のそれぞれでロード工程およびアンロード工程を行う）に比べて、ウェハにかかる熱ストレスを低減させてダメージを小さくすることか可能になるため、リン拡散層の特性を良好にしてウェハの歩留まりを向上させることができる。
[2]
In this embodiment, since the Lindeposition process (process 3) and the drive-in process (process 6 and process 7) are performed continuously, the load process (process 1) and the unload process (process 9) are each performed once. .
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the thermal stress applied to the wafer and reduce the damage as compared with the conventional technique (the load process and the unload process are performed in each of the Linde deposition process and the drive-in process). Therefore, it is possible to improve the yield of the wafer by improving the characteristics of the phosphorus diffusion layer.
［３］
本実施形態では、高温（９５０〜９８０℃）のリンデポジション工程（工程３）に比べて低温（８００〜８５０℃）でロード工程（工程１）を行うと共に、高温（１０１０〜１０２５℃）のドライブイン工程（工程６および工程７）に比べて低温（８００〜８５０℃）でアンロード工程（工程９）を行っている。
従って、本実施形態によれば、高温でロード工程およびアンロード工程を行う従来技術に比べて、ウェハにかかる熱ストレスを低減させてダメージを小さくすることか可能になるため、前記［２］の作用・効果とあいまってリン拡散層の特性を更に良好にしてウェハの歩留まりを大幅に向上させることができる。
[3]
In the present embodiment, the loading step (step 1) is performed at a lower temperature (800 to 850 ° C.) than the high temperature (950 to 980 ° C.) Linde deposition step (step 3), and the high temperature (1010 to 1025 ° C.) drive is performed. The unloading process (process 9) is performed at a lower temperature (800 to 850 ° C.) than the in process (process 6 and process 7).
Therefore, according to the present embodiment, it becomes possible to reduce the thermal stress applied to the wafer and reduce the damage as compared with the conventional technique in which the loading process and the unloading process are performed at a high temperature. Combined with the action and effect, the characteristics of the phosphorous diffusion layer can be further improved, and the yield of the wafer can be greatly improved.
［４］
本実施形態では、工程１を行う前に熱拡散炉にウェハを入れた後は工程９が終了するまで熱拡散炉からウェハを取り出さないことから、リンデポジション処理（工程３）とドライブイン処理（工程６および工程７）の途中でウェハが外気にさらされないため、ウェハの汚染によるリン拡散層の特性悪化を防止して歩留まりの低下を回避できる。
[4]
In this embodiment, since the wafer is not taken out from the thermal diffusion furnace until the process 9 is completed after the wafer is put into the thermal diffusion furnace before performing the process 1, the lindeposition process (process 3) and the drive-in process ( Since the wafer is not exposed to the outside air in the process 6 and process 7), the deterioration of the characteristics of the phosphorous diffusion layer due to the contamination of the wafer can be prevented and the yield can be avoided.
［５］
従来技術では、リンデポジション処理後に熱拡散炉から取り出したウェハの検査を行い、良品のウェハのみにドライブイン処理を施すことにより、完成したウェハのリン拡散層の特性を良好にしてウェハの歩留まりを向上させている。
それに対して、本実施形態では、リンデポジション処理（工程３）とドライブイン処理（工程６および工程７）を連続して行い、リンデポジション処理後にはウェハの検査を行わず、ドライブイン処理が終了して完成したウェハの検査だけを行うようにしている。
しかし、本実施形態によれば、前記［２］〜［４］の作用・効果により、完成したウェハの歩留まり及びリン拡散層の特性を従来技術に比べてむしろ向上させることができる。
従って、本実施形態において、従来技術のようにリンデポジション処理後にウェハの検査を行わないことは問題とはならない。
[5]
In the prior art, the wafer taken out from the thermal diffusion furnace after the lindeposition process is inspected, and the drive-in process is applied only to the non-defective wafer, thereby improving the characteristics of the phosphorous diffusion layer of the completed wafer and increasing the wafer yield. It is improving.
On the other hand, in the present embodiment, the Lindeposition process (Step 3) and the Drive-in process (Steps 6 and 7) are performed continuously, and after the Lindeposition process, the wafer is not inspected and the Drive-in process is completed. Only the inspection of the completed wafer is performed.
However, according to the present embodiment, the yield of the completed wafer and the characteristics of the phosphorus diffusion layer can be improved rather than the prior art by the operations and effects of [2] to [4].
Therefore, in this embodiment, it does not matter that the wafer is not inspected after the lindeposition process as in the prior art.
［６］
本実施形態では、リンデポジション処理（工程３）とドライブイン処理（工程６および工程７）を１台の熱拡散炉で行うため、リンデポジション処理とドライブイン処理を別の熱拡散炉で行う場合に比べて、メンテナンスコストを含めた設備コストを低減すると共に、ウェハの製造工場における熱拡散炉の設置スペースを１台分削減することができる。
[6]
In this embodiment, since the Lindeposition process (Step 3) and the Drive-in process (Steps 6 and 7) are performed in one thermal diffusion furnace, the Lindeposition process and the Drive-in process are performed in different thermal diffusion furnaces. Compared to the above, the equipment cost including the maintenance cost can be reduced, and the installation space for the thermal diffusion furnace in the wafer manufacturing factory can be reduced by one.
［７］
本実施形態では、工程３において、リンを含んだ雰囲気中でウェハを加熱することにより、当該雰囲気からウェハにリンを熱拡散させるため、特許文献１の技術に比べて、ウェハ面内におけるリン拡散層のシート抵抗および拡散深さのバラツキを抑えることができる。
従って、本実施形態によれば、前記［２］〜［４］の作用・効果とあいまって良好な特性のリン拡散層を備えた単結晶シリコンウェハが得られ、その良好な特性のリン拡散層を形成可能な製造方法をも得られる。
[7]
In the present embodiment, in the step 3, by heating the wafer in an atmosphere containing phosphorus to thermally diffuse the phosphorus from the atmosphere to the wafer, the phosphorus diffusion in the wafer surface is compared with the technique of Patent Document 1. Variations in the sheet resistance and diffusion depth of the layers can be suppressed.
Therefore, according to the present embodiment, a single crystal silicon wafer provided with a phosphorus diffusion layer having good characteristics in combination with the operations and effects of [2] to [4] can be obtained, and the phosphorus diffusion layer having good characteristics. The manufacturing method which can form is also obtained.
［別の実施形態］
ところで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
[Another embodiment]
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be embodied as follows, and even in that case, operations and effects equivalent to or higher than those of the above-described embodiment can be obtained.
（１）上記実施形態では、単結晶シリコンウェハに不純物拡散層としてリン拡散層を形成している。
しかし、本発明は、単結晶シリコンウェハに限らず、どのような半導体層（例えば、エピタキシャル法によって形成された単結晶，多結晶，非晶質のシリコン層、ガリウムヒ素などの適宜な半導体基板など）に不純物拡散層を形成する技術に適用してもよい。
(1) In the above embodiment, the phosphorus diffusion layer is formed as the impurity diffusion layer in the single crystal silicon wafer.
However, the present invention is not limited to a single crystal silicon wafer, but any semiconductor layer (for example, a single crystal, polycrystalline, amorphous silicon layer formed by an epitaxial method, an appropriate semiconductor substrate such as gallium arsenide, etc.) ) May be applied to a technique for forming an impurity diffusion layer.
（２）上記実施形態では、Ｎ形不純物としてオキシ塩化リンを使用したが、他のＮ形不純物やＰ形不純物を用いてもよい。 (2) In the above embodiment, phosphorus oxychloride is used as the N-type impurity, but other N-type impurities and P-type impurities may be used.
（３）上記実施形態では、窒素雰囲気中でドライブイン工程を行っているが、その他の不活性ガス（ヘリウム、アルゴンなど）の雰囲気中でドライブイン工程を行ってもよい。
不活性ガス雰囲気中でドライブイン工程を行うことにより、不純物拡散層の欠陥や析出物の発生を防止することができる。
(3) In the above embodiment, the drive-in process is performed in a nitrogen atmosphere. However, the drive-in process may be performed in an atmosphere of another inert gas (such as helium or argon).
By performing the drive-in process in an inert gas atmosphere, it is possible to prevent generation of defects and precipitates in the impurity diffusion layer.
Claims (3)
前記不純物拡散層中の不純物を前記半導体層中に深く熱拡散させて当該不純物拡散層を引き伸ばすドライブイン処理と
を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記デポジション処理と前記ドライブイン処理を同一の熱拡散炉内で連続して行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A deposition process in which an impurity diffusion layer is formed by thermally diffusing the impurity from the atmosphere containing the impurity to the surface of the semiconductor;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a drive-in process in which impurities in the impurity diffusion layer are thermally diffused deeply into the semiconductor layer to stretch the impurity diffusion layer;
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the deposition process and the drive-in process are continuously performed in the same thermal diffusion furnace.
前記不純物はリンであり、前記半導体層はシリコン層であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the impurity is phosphorus, and the semiconductor layer is a silicon layer.
A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004205843A JP2006032463A (en) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004205843A JP2006032463A (en) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006032463A true JP2006032463A (en) | 2006-02-02 |
Family
ID=35898476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004205843A Pending JP2006032463A (en) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006032463A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102347222A (en) * | 2011-08-12 | 2012-02-08 | 无锡尚品太阳能电力科技有限公司 | Phosphorous diffusion technology for polysilicon sheet |
| CN102903619A (en) * | 2012-10-31 | 2013-01-30 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | Crystalline silicon diffusion process for realizing deep-freeze low surface concentration |
| CN103199152A (en) * | 2013-03-11 | 2013-07-10 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | Phosphorus diffusion method of crystal silicon slice |
| CN107946402A (en) * | 2017-10-09 | 2018-04-20 | 东莞南玻光伏科技有限公司 | Solar battery sheet method of diffusion |
| CN109671620A (en) * | 2018-11-30 | 2019-04-23 | 中国电子科技集团公司第四十七研究所 | Impurity diffusion technology in semiconductor devices preparation process |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6292313A (en) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | Thermal diffusion method of phosphorus in semiconductor device |
| JPH04152517A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor element |
-
2004
- 2004-07-13 JP JP2004205843A patent/JP2006032463A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6292313A (en) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | Thermal diffusion method of phosphorus in semiconductor device |
| JPH04152517A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor element |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102347222A (en) * | 2011-08-12 | 2012-02-08 | 无锡尚品太阳能电力科技有限公司 | Phosphorous diffusion technology for polysilicon sheet |
| CN102903619A (en) * | 2012-10-31 | 2013-01-30 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | Crystalline silicon diffusion process for realizing deep-freeze low surface concentration |
| CN103199152A (en) * | 2013-03-11 | 2013-07-10 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | Phosphorus diffusion method of crystal silicon slice |
| CN107946402A (en) * | 2017-10-09 | 2018-04-20 | 东莞南玻光伏科技有限公司 | Solar battery sheet method of diffusion |
| CN109671620A (en) * | 2018-11-30 | 2019-04-23 | 中国电子科技集团公司第四十七研究所 | Impurity diffusion technology in semiconductor devices preparation process |
| CN109671620B (en) * | 2018-11-30 | 2022-12-27 | 中国电子科技集团公司第四十七研究所 | Impurity diffusion process in semiconductor device manufacturing process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI395844B (en) | Silicon wafer and fabrication method thereof | |
| US7977216B2 (en) | Silicon wafer and fabrication method thereof | |
| JP2006032463A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| WO2010131412A1 (en) | Silicon wafer and method for producing the same | |
| JP2009152283A (en) | Support tool for semiconductor substrate and method of manufacturing the same | |
| JP4599915B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP6822375B2 (en) | Manufacturing method of silicon epitaxial wafer | |
| JP5479304B2 (en) | Method for forming thermal oxide film on silicon single crystal wafer | |
| JP2005101161A (en) | Supporting tool for heat treatment, heat treatment apparatus, heat treatment method, method of manufacturing substrate, and method of manufacturing semiconductor device | |
| JP2008227060A (en) | Method of manufacturing annealed wafer | |
| JPH0555233A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| CN105990133A (en) | Method for preventing diffusion of dopant of doped wafer in high-temperature technological process | |
| JP2007109924A (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor | |
| JP2006040979A (en) | Silicon wafer and its manufacturing method | |
| JP2009272443A (en) | Silicon wafer and its production process | |
| JPS61114537A (en) | Silicon semiconductor substrate | |
| JP2003017428A (en) | Method for diffusing impurity in semiconductor wafer, semiconductor wafer and silicon epitaxial wafer | |
| KR100227641B1 (en) | Method for forming gate oxide film of semiconductor | |
| KR100549584B1 (en) | Method for manufacturing isolation layer of semiconductor device | |
| KR100453951B1 (en) | Method for forming the Pad Oxide Layer of Semiconductor Device | |
| JPWO2004086488A1 (en) | Semiconductor epitaxial wafer | |
| JP2002009006A (en) | Diffused silicon wafer and its manufacturing method | |
| JPH0714827A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| KR19990000805A (en) | Wafer defect removal method | |
| JP2002184774A (en) | Method of forming silicon oxide film and semiconductor wafer, method of manufacturing wafer for mos device and wafer for mos device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20060824 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090605 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100511 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100917 |