JP2691594B2 - シリコン半導体ウエハの製造方法 - Google Patents
シリコン半導体ウエハの製造方法Info
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- JP2691594B2 JP2691594B2 JP30397488A JP30397488A JP2691594B2 JP 2691594 B2 JP2691594 B2 JP 2691594B2 JP 30397488 A JP30397488 A JP 30397488A JP 30397488 A JP30397488 A JP 30397488A JP 2691594 B2 JP2691594 B2 JP 2691594B2
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- silicon
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 シリコン半導体ウエハの全面に不純物を均一にドーピ
ングすることができるシリコン半導体ウエハの製造方法
に関し、 半導体ウエハに不純物をドーピングするに際し、低コ
ストで、且つ、シリコン単結晶が損傷されることがない
ようにし、しかも、容易に実施できるようにすることを
目的とし、 シリコン半導体ウエハ上に塩素を含むシリコン酸化膜
を形成する工程と、次いで、該シリコン酸化膜上に不純
物を含む有機物質膜を形成する工程と、次いで、プラズ
マ中に曝して前記有機物質膜中の不純物をシリコン半導
体ウエハに導入する工程とが含まれてなるよう構成す
る。
ングすることができるシリコン半導体ウエハの製造方法
に関し、 半導体ウエハに不純物をドーピングするに際し、低コ
ストで、且つ、シリコン単結晶が損傷されることがない
ようにし、しかも、容易に実施できるようにすることを
目的とし、 シリコン半導体ウエハ上に塩素を含むシリコン酸化膜
を形成する工程と、次いで、該シリコン酸化膜上に不純
物を含む有機物質膜を形成する工程と、次いで、プラズ
マ中に曝して前記有機物質膜中の不純物をシリコン半導
体ウエハに導入する工程とが含まれてなるよう構成す
る。
本発明は、シリコン半導体ウエハの全面に不純物を均
一にドーピングすることができるシリコン半導体ウエハ
の製造方法に関する。
一にドーピングすることができるシリコン半導体ウエハ
の製造方法に関する。
近年、半導体ウエハは直径が20〜25〔cm〕（８〜10
吋）もある大口径のものが用いられようとしている。
吋）もある大口径のものが用いられようとしている。
そのような大口径になると、不純物を添加したシリコ
ン融液から引き上げ法で成長したシリコン単結晶のイン
ゴットからシリコン半導体ウエハを切り出した場合、不
純物が均一にドーピングされたものを得ることは困難に
なりつつある。
ン融液から引き上げ法で成長したシリコン単結晶のイン
ゴットからシリコン半導体ウエハを切り出した場合、不
純物が均一にドーピングされたものを得ることは困難に
なりつつある。
その理由は、シリコン単結晶を成長させる際の熱分布
や酸素混入に起因するドーピング不均一の影響が大口径
になるほど顕著になるからである。
や酸素混入に起因するドーピング不均一の影響が大口径
になるほど顕著になるからである。
従って、大口径のシリコン半導体ウエハに均一にドー
ピングする手段を開発する必要がある。
ピングする手段を開発する必要がある。
現在、シリコン半導体ウエハに不純物を均一に分布さ
せるのに種々な技術が提案されていて、例えば、シリコ
ン半導体ウエハに中性子を照射し、それを燐（Ｐ）に変
化させ、均一なドーピングを行うことが知られている。
せるのに種々な技術が提案されていて、例えば、シリコ
ン半導体ウエハに中性子を照射し、それを燐（Ｐ）に変
化させ、均一なドーピングを行うことが知られている。
前記中性子を照射する手段を採る場合、その為に大掛
りな装置が必要となってコストが高くつき、しかも、シ
リコン単結晶が損傷される旨の問題がある。
りな装置が必要となってコストが高くつき、しかも、シ
リコン単結晶が損傷される旨の問題がある。
本発明は、半導体ウエハに不純物をドーピングするに
際し、低コストで、且つ、シリコン単結晶が損傷される
ことがないように、しかも、容易に実施できるようにす
る。
際し、低コストで、且つ、シリコン単結晶が損傷される
ことがないように、しかも、容易に実施できるようにす
る。
本発明者は、半導体ウエハに不純物を均一にドーピン
グするには固相・固相拡散法が最良であると考え、多く
の実験を行った。
グするには固相・固相拡散法が最良であると考え、多く
の実験を行った。
この実験で究明することは、 （１）固相・固相拡散法を実施するにしても、例えば単
純に熱処理する方法から始まって種々であるから、どの
ような手段を採用するか。
純に熱処理する方法から始まって種々であるから、どの
ような手段を採用するか。
（２）その場合の不純物供給源としては、どのようなも
のが良いか。
のが良いか。
（３）固相・固相拡散法を採った場合、不純物供給源と
半導体ウエハとの界面に不純物が堆積する傾向があるの
で、これを解消するにはどうするか。
半導体ウエハとの界面に不純物が堆積する傾向があるの
で、これを解消するにはどうするか。
などの点であった。そして、 （ａ）不純物供給源を形成したシリコン半導体ウエハを
プラズマに曝し、不純物供給源中の不純物をシリコン半
導体ウエハに打ち込む技術を採用すると好結果が得ら
れ、そして、この場合のプラズマは、次の（ｂ）に記述
することと関連し、一例として酸素プラズマを用いる
が、他のプラズマ、例えば窒素やアルゴンでも良いこ
と。
プラズマに曝し、不純物供給源中の不純物をシリコン半
導体ウエハに打ち込む技術を採用すると好結果が得ら
れ、そして、この場合のプラズマは、次の（ｂ）に記述
することと関連し、一例として酸素プラズマを用いる
が、他のプラズマ、例えば窒素やアルゴンでも良いこ
と。
（ｂ）不純物供給源として、不純物を含有する有機物質
膜を採用すると好結果が得られ、これは、前記（ａ）に
記述した手段を採った場合、多量の不純物を打ち込むの
に有効であり、そして、特に酸素プラズマを採用した場
合には、不純物の打ち込みと同時に不純物供給源の除去
も行い得ること。
膜を採用すると好結果が得られ、これは、前記（ａ）に
記述した手段を採った場合、多量の不純物を打ち込むの
に有効であり、そして、特に酸素プラズマを採用した場
合には、不純物の打ち込みと同時に不純物供給源の除去
も行い得ること。
（ｃ）不純物供給源とシリコン半導体ウエハとの間に塩
素を含むシリコン酸化膜を介在させると好結果が得ら
れ、このようにすると、不純物供給源からの不純物のみ
が塩素を含むシリコン酸化膜を通過してシリコン半導体
ウエハ内に打ち込まれること。
素を含むシリコン酸化膜を介在させると好結果が得ら
れ、このようにすると、不純物供給源からの不純物のみ
が塩素を含むシリコン酸化膜を通過してシリコン半導体
ウエハ内に打ち込まれること。
などが解明された。
前記のようにして好結果が得られる理由は、有機膜中
の不純物がプラズマ・シース内で活性化されてシリコン
半導体ウエハに打ち込まれ、その際、シリコン酸化膜中
に含まれる塩素が促進剤の役割を果たす為、シリコン半
導体ウエハの表面は均一で高い不純物濃度になると考え
られる。
の不純物がプラズマ・シース内で活性化されてシリコン
半導体ウエハに打ち込まれ、その際、シリコン酸化膜中
に含まれる塩素が促進剤の役割を果たす為、シリコン半
導体ウエハの表面は均一で高い不純物濃度になると考え
られる。
このようなことから、本発明に依るシリコン半導体ウ
エハの製造方法に於いては、シリコン半導体ウエハ（例
えばシリコン半導体ウエハ１）上に塩素を含むシリコン
酸化膜（例えば塩素を含むシリコン酸化膜２）を形成す
る工程と、次いで、該シリコン酸化膜上に不純物を含む
有機物質膜（例えば不純物を含むフォト・レジスト膜
３）を形成する工程と、次いで、プラズマ（例えば酸素
プラズマ）中に曝して前記有機物質膜中の不純物（例え
ば燐）をシリコン半導体ウエハに導入する工程とが含ま
れてなるよう構成する。
エハの製造方法に於いては、シリコン半導体ウエハ（例
えばシリコン半導体ウエハ１）上に塩素を含むシリコン
酸化膜（例えば塩素を含むシリコン酸化膜２）を形成す
る工程と、次いで、該シリコン酸化膜上に不純物を含む
有機物質膜（例えば不純物を含むフォト・レジスト膜
３）を形成する工程と、次いで、プラズマ（例えば酸素
プラズマ）中に曝して前記有機物質膜中の不純物（例え
ば燐）をシリコン半導体ウエハに導入する工程とが含ま
れてなるよう構成する。
前記手段を採ることに依り、シリコン半導体ウエハに
は、高濃度の不純物が均一に導入され、しかも、シリコ
ン半導体ウエハに於ける結晶の損傷は皆無である。
は、高濃度の不純物が均一に導入され、しかも、シリコ
ン半導体ウエハに於ける結晶の損傷は皆無である。
図は本発明一実施例を解説する為の工程要所に於ける
シリコン半導体ウエハ及びその近傍を表す要部切断側面
図である。
シリコン半導体ウエハ及びその近傍を表す要部切断側面
図である。
図に於いて、１はシリコン半導体ウエハ、２は塩素を
含有したシリコン酸化膜、３は不純物を含有したフォト
・レジスト膜をそれぞれ示している。
含有したシリコン酸化膜、３は不純物を含有したフォト
・レジスト膜をそれぞれ示している。
さて、シリコン半導体ウエハ１として直径が約20〔c
m〕（８〔吋〕）のものを用い、温度が約1000〔℃〕の
ドライ酸素中で熱酸化を行って膜厚が約20〔nm〕程度の
シリコン酸化膜２を形成する。
m〕（８〔吋〕）のものを用い、温度が約1000〔℃〕の
ドライ酸素中で熱酸化を行って膜厚が約20〔nm〕程度の
シリコン酸化膜２を形成する。
次いで、赤外（infrared:IR）加熱で温度を約500
〔℃〕程度に保ちながら塩素ラジカル雰囲気に曝し、シ
リコン酸化膜２に塩素を含有させる。
〔℃〕程度に保ちながら塩素ラジカル雰囲気に曝し、シ
リコン酸化膜２に塩素を含有させる。
次いで、例えば燐３〔％〕溶かし込んだポリメチルメ
タクリレート（polymethylmethacrylate:PMMA）をスピ
ン・コート法を適用して例えば３〔μｍ〕程度の厚さに
塗布してフォト・レジスト膜３を形成する。
タクリレート（polymethylmethacrylate:PMMA）をスピ
ン・コート法を適用して例えば３〔μｍ〕程度の厚さに
塗布してフォト・レジスト膜３を形成する。
次いで、酸素プラズマ中に10〔分〕間曝してシリコン
半導体ウエハ１に燐の導入を行う。尚、フォト・レジス
ト膜３は、シリコン半導体ウエハ１に対する燐の導入が
進むにつれて酸素プラズマで灰化され、従って、処理が
終了した段階で完全に除去されるようにすることができ
る。
半導体ウエハ１に燐の導入を行う。尚、フォト・レジス
ト膜３は、シリコン半導体ウエハ１に対する燐の導入が
進むにつれて酸素プラズマで灰化され、従って、処理が
終了した段階で完全に除去されるようにすることができ
る。
このようにすると、シリコン半導体ウエハ１の表面に
は１×1018〜1015〔cm-2〕の範囲で均一に制御性良く不
純物が導入される。
は１×1018〜1015〔cm-2〕の範囲で均一に制御性良く不
純物が導入される。
本発明に依るシリコン半導体ウエハの製造方法に於い
ては、シリコン半導体ウエハ上に塩素を含むシリコン酸
化膜と不純物を含む有機物質膜を順に形成し、それをプ
ラズマ中に曝して不純物をシリコン半導体ウエハに導入
するようにしている。
ては、シリコン半導体ウエハ上に塩素を含むシリコン酸
化膜と不純物を含む有機物質膜を順に形成し、それをプ
ラズマ中に曝して不純物をシリコン半導体ウエハに導入
するようにしている。
前記構成を採ることに依り、シリコン半導体ウエハに
は、高濃度の不純物が均一に導入され、しかも、シリコ
ン半導体ウエハに於ける結晶の損傷は皆無である。
は、高濃度の不純物が均一に導入され、しかも、シリコ
ン半導体ウエハに於ける結晶の損傷は皆無である。
図は本発明一実施例を解説する為の工程要所に於けるシ
リコン半導体ウエハ及びその近傍を表す要部切断側面図
である。 図に於いて、１はシリコン半導体ウエハ、２は塩素を含
有したシリコン酸化膜、３は不純物を含有したフォト・
レジスト膜をそれぞれ示している。
リコン半導体ウエハ及びその近傍を表す要部切断側面図
である。 図に於いて、１はシリコン半導体ウエハ、２は塩素を含
有したシリコン酸化膜、３は不純物を含有したフォト・
レジスト膜をそれぞれ示している。
Claims (1)
- 【請求項１】シリコン半導体ウエハ上に塩素を含むシリ
コン酸化膜を形成する工程と、 次いで、該シリコン酸化膜上に不純物を含む有機物質膜
を形成する工程と、 次いで、プラズマ中に曝して前記有機物質膜中の不純物
をシリコン半導体ウエハに導入する工程と が含まれてなることを特徴とするシリコン半導体ウエハ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30397488A JP2691594B2 (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | シリコン半導体ウエハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30397488A JP2691594B2 (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | シリコン半導体ウエハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02151026A JPH02151026A (ja) | 1990-06-11 |
| JP2691594B2 true JP2691594B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17927519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30397488A Expired - Lifetime JP2691594B2 (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | シリコン半導体ウエハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2691594B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4277714B2 (ja) * | 2004-03-12 | 2009-06-10 | パナソニック株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2013175587A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
-
1988
- 1988-12-02 JP JP30397488A patent/JP2691594B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02151026A (ja) | 1990-06-11 |
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