JP2551040B2 - 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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- JP2551040B2 JP2551040B2 JP62268527A JP26852787A JP2551040B2 JP 2551040 B2 JP2551040 B2 JP 2551040B2 JP 62268527 A JP62268527 A JP 62268527A JP 26852787 A JP26852787 A JP 26852787A JP 2551040 B2 JP2551040 B2 JP 2551040B2
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- Japan
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- polycrystalline silicon
- film
- silicon film
- phosphosilicate glass
- glass film
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- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体装置の製造方法のうち、ランプアニールによる
不純物層の形成方法に関し、 ランプアニールによつて燐珪酸ガラス膜から燐を拡散
してｎ型不純物層を形成することを目的とし、 半導体基板上に多結晶シリコン膜を被着し、該多結晶
シリコン膜上に燐珪酸ガラス膜を被着し、該燐珪酸ガラ
ス膜上に第２の多結晶シリコン膜を被着し、該第２の多
結晶シリコン膜の上からランプアニールによつて燐珪酸
ガラス膜を加熱して、前記半導体基板面に燐を拡散させ
る工程が含まれることを特徴とする。
不純物層の形成方法に関し、 ランプアニールによつて燐珪酸ガラス膜から燐を拡散
してｎ型不純物層を形成することを目的とし、 半導体基板上に多結晶シリコン膜を被着し、該多結晶
シリコン膜上に燐珪酸ガラス膜を被着し、該燐珪酸ガラ
ス膜上に第２の多結晶シリコン膜を被着し、該第２の多
結晶シリコン膜の上からランプアニールによつて燐珪酸
ガラス膜を加熱して、前記半導体基板面に燐を拡散させ
る工程が含まれることを特徴とする。
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に、ランプ
アニールによる不純物層の形成方法に関する。
アニールによる不純物層の形成方法に関する。
半導体デバイスの高速化のために、浅い不純物層の形
成が望まれており、例えば、第２図に示すようなnpnバ
イポーラトランジスタのｎ型エミッタ領域は厚さ1000〜
2000Å，不純物濃度1020/cm3程度が必要になつている。
第２図において、１はｎ型コレクタ領域,2はｐ型ベース
領域,3はｎ型エミッタ領域,4はフィールド絶縁膜,5はエ
ミッタ電極（多結晶シリコン膜／アルミニウム膜）を示
し、上記のエミッタ領域３に対してｐ型ベース領域の厚
さは2000〜3000Å，不純物濃度は1018/cm3程度で、ベー
ス領域，エミッタ領域ともできるだけ浅い層に形成して
（浅い接合を形成して）、それによつてベース幅を薄く
し、電流増幅率を大きくすると動作が高速化される。
成が望まれており、例えば、第２図に示すようなnpnバ
イポーラトランジスタのｎ型エミッタ領域は厚さ1000〜
2000Å，不純物濃度1020/cm3程度が必要になつている。
第２図において、１はｎ型コレクタ領域,2はｐ型ベース
領域,3はｎ型エミッタ領域,4はフィールド絶縁膜,5はエ
ミッタ電極（多結晶シリコン膜／アルミニウム膜）を示
し、上記のエミッタ領域３に対してｐ型ベース領域の厚
さは2000〜3000Å，不純物濃度は1018/cm3程度で、ベー
ス領域，エミッタ領域ともできるだけ浅い層に形成して
（浅い接合を形成して）、それによつてベース幅を薄く
し、電流増幅率を大きくすると動作が高速化される。
ところで、このエミッタ領域のような不純物濃度が高
く、厚みの薄い不純物層を従来の電気炉を利用した熱処
理で形成することは困難であり、最近、短時間加熱でき
る急速熱処理方式、例えば、レーザアニール，ランプア
ニールなどが使用されている。そのうち、レーザアニー
ルはビームを走査させるμｓ以下の短時間加熱方式で、
1200℃程度の高温度に瞬間的に加熱され、急熱，急冷さ
れるために結晶欠陥が発生し易い欠点がある。又、上記
のエミッタ領域３のような面積３〜５μm2程度の微細な
領域をアニールすることはスループットの点から問題が
ある。
く、厚みの薄い不純物層を従来の電気炉を利用した熱処
理で形成することは困難であり、最近、短時間加熱でき
る急速熱処理方式、例えば、レーザアニール，ランプア
ニールなどが使用されている。そのうち、レーザアニー
ルはビームを走査させるμｓ以下の短時間加熱方式で、
1200℃程度の高温度に瞬間的に加熱され、急熱，急冷さ
れるために結晶欠陥が発生し易い欠点がある。又、上記
のエミッタ領域３のような面積３〜５μm2程度の微細な
領域をアニールすることはスループットの点から問題が
ある。
従つて、その場合はウエハー全面を均一に加熱する方
式が望まれ、ランプアニール（Lamp Anneal）法を利用
した不純物層の形成がおこなわれている。このランプア
ニール法は秒単位のアニール法で、1000℃程度に加熱さ
れ、不純物拡散によつて歪んだ結晶は容易に回復され
る。
式が望まれ、ランプアニール（Lamp Anneal）法を利用
した不純物層の形成がおこなわれている。このランプア
ニール法は秒単位のアニール法で、1000℃程度に加熱さ
れ、不純物拡散によつて歪んだ結晶は容易に回復され
る。
第３図は一例のランプアニール装置の概要図を示して
おり、11はウェハー,12は載置台,13は石英管,14は反射
板,15はタングステンハロゲンランプで、上下に複数の
タングステンハロゲンランプ15を配置し、その外側に反
射板を設け、反射板14は水冷して温度上昇を防止してい
る構造で、透明な石英管13はランプの光エネルギーを吸
収せずに透過し、ウエハー11が光エネルギーを吸収して
加熱される。且つ、上下のタングステンハロゲンランプ
15のうち、下側のランプは直接ウエハーの主面を照射せ
ず、ウエハー裏面を加熱する補助的な役目のものであ
る。尚、光源としては、タングステンハロゲンランプ15
の他、キセノンアークランプなども使用されている。
おり、11はウェハー,12は載置台,13は石英管,14は反射
板,15はタングステンハロゲンランプで、上下に複数の
タングステンハロゲンランプ15を配置し、その外側に反
射板を設け、反射板14は水冷して温度上昇を防止してい
る構造で、透明な石英管13はランプの光エネルギーを吸
収せずに透過し、ウエハー11が光エネルギーを吸収して
加熱される。且つ、上下のタングステンハロゲンランプ
15のうち、下側のランプは直接ウエハーの主面を照射せ
ず、ウエハー裏面を加熱する補助的な役目のものであ
る。尚、光源としては、タングステンハロゲンランプ15
の他、キセノンアークランプなども使用されている。
一方、従来からの不純物層の形成方法においては、燐
を拡散させるｎ型固体拡散源として燐珪酸ガラス（PS
G）膜が極めて重用されている。しかし、燐珪酸ガラス
膜は石英と同様に透明であつて、ランプの光エネルギー
は燐珪酸ガラス膜を透過して燐珪酸ガラス膜が加熱され
ず、従つて、ランプアニールによつて燐珪酸ガラス膜か
ら燐を拡散させて浅い不純物層を形成することは不可能
である。第４図はこの従来の問題点を示す図で、６は燐
珪酸ガラス膜,15はタングステンハロゲンランプ，その
他の記号は第２図と同一部位に同一記号が付けてある。
を拡散させるｎ型固体拡散源として燐珪酸ガラス（PS
G）膜が極めて重用されている。しかし、燐珪酸ガラス
膜は石英と同様に透明であつて、ランプの光エネルギー
は燐珪酸ガラス膜を透過して燐珪酸ガラス膜が加熱され
ず、従つて、ランプアニールによつて燐珪酸ガラス膜か
ら燐を拡散させて浅い不純物層を形成することは不可能
である。第４図はこの従来の問題点を示す図で、６は燐
珪酸ガラス膜,15はタングステンハロゲンランプ，その
他の記号は第２図と同一部位に同一記号が付けてある。
本発明はこの問題点を解決し、ランプアニールによつ
て燐珪酸ガラス膜から燐を拡散してｎ型不純物層を形成
することを目的とした製造方法を提案するものである。
て燐珪酸ガラス膜から燐を拡散してｎ型不純物層を形成
することを目的とした製造方法を提案するものである。
その目的は、半導体基板上に多結晶シリコン膜を被着
し、該多結晶シリコン膜上に燐珪酸ガラス膜を被着し、
該燐珪酸ガラス膜上に第２の多結晶シリコン膜を被着
し、該第２の多結晶シリコン膜の上からランプアニール
によつて燐珪酸ガラス膜を加熱して、前記半導体基板面
に燐を拡散させる工程が含まれる半導体装置の製造方法
によつて達成される。
し、該多結晶シリコン膜上に燐珪酸ガラス膜を被着し、
該燐珪酸ガラス膜上に第２の多結晶シリコン膜を被着
し、該第２の多結晶シリコン膜の上からランプアニール
によつて燐珪酸ガラス膜を加熱して、前記半導体基板面
に燐を拡散させる工程が含まれる半導体装置の製造方法
によつて達成される。
即ち、本発明は燐珪酸ガラス膜を多結晶シリコン膜で
包囲し、ランプアニールの光エネルギーを多結晶シリコ
ン膜で吸収させて熱エネルギーに換え、その多結晶シリ
コン膜の熱エネルギーによつて燐珪酸ガラス膜を加熱し
て、下層の多結晶シリコン膜を透過して、燐を半導体基
板に拡散させる方法である。
包囲し、ランプアニールの光エネルギーを多結晶シリコ
ン膜で吸収させて熱エネルギーに換え、その多結晶シリ
コン膜の熱エネルギーによつて燐珪酸ガラス膜を加熱し
て、下層の多結晶シリコン膜を透過して、燐を半導体基
板に拡散させる方法である。
以下、図面を参照して実施例により詳細に説明する。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明にかかる製造方法の工
程順断面図で、前記したnpnバイポーラトランジスタの
エミッタ形成方法について説明する。
程順断面図で、前記したnpnバイポーラトランジスタの
エミッタ形成方法について説明する。
第１図（ａ）参照；公知の製法によりｎ型コレクタ領
域１（半導体基板）をエピタキシャル成長して、ｐ型ベ
ース領域2,フィールド絶縁膜４を形成し、次に、露出さ
せたエミッタ形成領域を含む半導体基板全面に厚さ500
Å程度の多結晶シリコン膜20を化学気相成長（CVD）法
で被着し、その上に厚さ数千Åの燐珪酸ガラス（PSG）
膜を化学気相成長法で被着し、フォトプロセスによつて
パターニングしてエミッタ形成領域部分にのみ燐珪酸ガ
ラス膜６を残存させる。
域１（半導体基板）をエピタキシャル成長して、ｐ型ベ
ース領域2,フィールド絶縁膜４を形成し、次に、露出さ
せたエミッタ形成領域を含む半導体基板全面に厚さ500
Å程度の多結晶シリコン膜20を化学気相成長（CVD）法
で被着し、その上に厚さ数千Åの燐珪酸ガラス（PSG）
膜を化学気相成長法で被着し、フォトプロセスによつて
パターニングしてエミッタ形成領域部分にのみ燐珪酸ガ
ラス膜６を残存させる。
なお、この多結晶シリコン膜20を半導体基板（ベース
領域２）と燐珪酸ガラス膜６との間に薄い多結晶シリコ
ン膜20を介在させる方法は従来より公知であり、これは
燐珪酸ガラス膜から拡散してエミッタ領域を形成し、次
に、燐珪酸ガラス膜６をエッチング除去する際、半導体
基板がエッチングされないように保護するために介在さ
せるもので、また、この多結晶シリコン膜20はそのまま
エミッタ電極の下層として使用されている。尚、多結晶
シリコン膜20を設けておくと、エミッタ領域形成の目安
としての電流増幅率（hFE）の測定精度が高くなり、半
導体装置の品質向上に大いに役立つとして知られている
ものである。
領域２）と燐珪酸ガラス膜６との間に薄い多結晶シリコ
ン膜20を介在させる方法は従来より公知であり、これは
燐珪酸ガラス膜から拡散してエミッタ領域を形成し、次
に、燐珪酸ガラス膜６をエッチング除去する際、半導体
基板がエッチングされないように保護するために介在さ
せるもので、また、この多結晶シリコン膜20はそのまま
エミッタ電極の下層として使用されている。尚、多結晶
シリコン膜20を設けておくと、エミッタ領域形成の目安
としての電流増幅率（hFE）の測定精度が高くなり、半
導体装置の品質向上に大いに役立つとして知られている
ものである。
第１図（ｂ）参照；次いで、更に、その上面に厚さ50
0Å程度の第２の多結晶シリコン膜21を化学気相成長法
で被着する。この第２の多結晶シリコン膜21がランプア
ニールの光エネルギー吸収体として特に貢献する。
0Å程度の第２の多結晶シリコン膜21を化学気相成長法
で被着する。この第２の多結晶シリコン膜21がランプア
ニールの光エネルギー吸収体として特に貢献する。
第１図（ｃ）参照；次いで、第３図に示すようなラン
プアニール装置に挿入し、タングステンハロゲンランプ
を点火して約60〜100秒間加熱する。そうすると、光エ
ネルギーで加熱された第２の多結晶シリコン膜21および
多結晶シリコン膜20によつて燐珪酸ガラス膜６が加熱さ
れて1000℃程度に昇温し、燐が多結晶シリコン膜20を透
過してｐ型ベース領域２に拡散して、ｎ型エミッタ領域
３を形成する。
プアニール装置に挿入し、タングステンハロゲンランプ
を点火して約60〜100秒間加熱する。そうすると、光エ
ネルギーで加熱された第２の多結晶シリコン膜21および
多結晶シリコン膜20によつて燐珪酸ガラス膜６が加熱さ
れて1000℃程度に昇温し、燐が多結晶シリコン膜20を透
過してｐ型ベース領域２に拡散して、ｎ型エミッタ領域
３を形成する。
第１図（ｄ）参照；次いで、弗酸と硝酸の混合液でエ
ッチングして、燐珪酸ガラス膜６上の第２の多結晶シリ
コン膜21をエッチング除去する。これは、燐珪酸ガラス
膜６上の第２の多結晶シリコン膜21がランプアニールに
よつて燐を含有しており、他部分の第２の多結晶シリコ
ン膜21よりエッチングレートが大きくなる。そのため、
エッチング時間を調整すれば、燐珪酸ガラス膜６上の第
２の多結晶シリコン膜21のみをエッチング除去できるも
のである。
ッチングして、燐珪酸ガラス膜６上の第２の多結晶シリ
コン膜21をエッチング除去する。これは、燐珪酸ガラス
膜６上の第２の多結晶シリコン膜21がランプアニールに
よつて燐を含有しており、他部分の第２の多結晶シリコ
ン膜21よりエッチングレートが大きくなる。そのため、
エッチング時間を調整すれば、燐珪酸ガラス膜６上の第
２の多結晶シリコン膜21のみをエッチング除去できるも
のである。
第１図（ｅ）参照；次いで、弗酸溶液でエッチングし
て燐珪酸ガラス膜６を除去する。
て燐珪酸ガラス膜６を除去する。
その後、多結晶シリコン膜20の上にアルミニウム膜を
スパッタ法で被着し、それをフォトプロセスによつてパ
ターンニングしてエミッタ電極に形成する（第２図参
照）。
スパッタ法で被着し、それをフォトプロセスによつてパ
ターンニングしてエミッタ電極に形成する（第２図参
照）。
このような製造方法によれば、固体拡散源の燐珪酸ガ
ラス（PSG）膜を用いてランプアニールによつて浅い接
合（シャロージャンクション）を形成することができ
る。
ラス（PSG）膜を用いてランプアニールによつて浅い接
合（シャロージャンクション）を形成することができ
る。
〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によればラン
プアニールを利用して燐珪酸ガラスから燐を拡散させて
浅い接合を形成することができ、半導体デバイスの高速
化に寄与するものである。
プアニールを利用して燐珪酸ガラスから燐を拡散させて
浅い接合を形成することができ、半導体デバイスの高速
化に寄与するものである。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明にかかる製造方法の工程
順断面図、 第２図はnpnバイポーラトランジスタの部分断面図、 第３図はランプアニール装置の概要図、 第４図は従来の問題点を示す図である。 図において、 １はｎ型コレクタ領域、 ２はｐ型ベース領域、 ３はｎ型エミッタ領域、 ４はフィールド絶縁膜、 ５はエミッタ電極、 ６は燐珪酸ガラス膜、 15はタングステンハロゲンランプ、 20は多結晶シリコン膜、 21は第２の多結晶シリコン膜 を示している。
順断面図、 第２図はnpnバイポーラトランジスタの部分断面図、 第３図はランプアニール装置の概要図、 第４図は従来の問題点を示す図である。 図において、 １はｎ型コレクタ領域、 ２はｐ型ベース領域、 ３はｎ型エミッタ領域、 ４はフィールド絶縁膜、 ５はエミッタ電極、 ６は燐珪酸ガラス膜、 15はタングステンハロゲンランプ、 20は多結晶シリコン膜、 21は第２の多結晶シリコン膜 を示している。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に多結晶シリコン膜を被着
し、該多結晶シリコン膜上に燐珪酸ガラス膜を被着し、
該燐珪酸ガラス膜上に第２の多結晶シリコン膜を被着
し、該第２の多結晶シリコン膜の上からランプアニール
によつて燐珪酸ガラス膜を加熱して前記半導体基板面に
燐を拡散させる工程が含まれてなる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 |
|---|---|---|---|
| JP62268527A JP2551040B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62268527A JP2551040B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01110725A JPH01110725A (ja) | 1989-04-27 |
| JP2551040B2 true JP2551040B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=17459756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62268527A Expired - Lifetime JP2551040B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551040B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100414736B1 (ko) * | 2002-05-20 | 2004-01-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 트랜지스터 형성방법 |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62268527A patent/JP2551040B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01110725A (ja) | 1989-04-27 |
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