JP2975912B2 - 半導体ウエハの製造方法 - Google Patents
半導体ウエハの製造方法Info
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- JP2975912B2 JP2975912B2 JP9159709A JP15970997A JP2975912B2 JP 2975912 B2 JP2975912 B2 JP 2975912B2 JP 9159709 A JP9159709 A JP 9159709A JP 15970997 A JP15970997 A JP 15970997A JP 2975912 B2 JP2975912 B2 JP 2975912B2
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- concentration
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトランジスター等の
デスクリート（個別素子）製品を拡散方法にて製造する
場合のＮ型不純物を高濃度に、しかも深く拡散する方法
に関する。更に詳しくは、この様な拡散方法として一般
的には２段階拡散方法が採用され、短時間に両面より浅
く、極めて高濃度に不純物を拡散する第１の拡散工程
（デポジション）と、その拡散層内の不純物を最終的に
目的としている所要の濃度及び拡散深さまで更に熱処理
する第２の拡散工程（押し込み拡散又はドライブインと
もいう）とよりなる拡散方式が採用されるが、本発明は
その内の第１拡散工程（デポジション）の拡散方法に関
する。
デスクリート（個別素子）製品を拡散方法にて製造する
場合のＮ型不純物を高濃度に、しかも深く拡散する方法
に関する。更に詳しくは、この様な拡散方法として一般
的には２段階拡散方法が採用され、短時間に両面より浅
く、極めて高濃度に不純物を拡散する第１の拡散工程
（デポジション）と、その拡散層内の不純物を最終的に
目的としている所要の濃度及び拡散深さまで更に熱処理
する第２の拡散工程（押し込み拡散又はドライブインと
もいう）とよりなる拡散方式が採用されるが、本発明は
その内の第１拡散工程（デポジション）の拡散方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体ウエハにＮ型不純物をデポ
ジションする場合は、Ｎ型不純物としてはリン、砒素、
アンチモン、ビスマスが考えられ、例えばＮ型不純物を
リンと特定したとしてもその不純物リンを含む不純物源
（材料）の形態は通常３種あり、その使用方法も、 （１）固体の不純物源（例えば、燐酸アンモニウム）を
溶媒に溶かしウエハに塗布し又は不純物源を含浸させた
フィルムをウエハにコートして （２）液体不純物源を気化させて （３）気体の不純物源（例 ＰＨ3 ）を直接導入して それら不純物源を製造仕様に合致するように入手し易さ
や、取り扱いの容易さも考慮してその形態を選定し、そ
の選定した不純物源を拡散チューブ内のボート上に設置
され、所定の温度に維持された複数枚ウエハに窒素と酸
素の混合ガスよりなるキャリアガスと共に供給などして
デポジション工程、即ち第１拡散工程を終了する。
ジションする場合は、Ｎ型不純物としてはリン、砒素、
アンチモン、ビスマスが考えられ、例えばＮ型不純物を
リンと特定したとしてもその不純物リンを含む不純物源
（材料）の形態は通常３種あり、その使用方法も、 （１）固体の不純物源（例えば、燐酸アンモニウム）を
溶媒に溶かしウエハに塗布し又は不純物源を含浸させた
フィルムをウエハにコートして （２）液体不純物源を気化させて （３）気体の不純物源（例 ＰＨ3 ）を直接導入して それら不純物源を製造仕様に合致するように入手し易さ
や、取り扱いの容易さも考慮してその形態を選定し、そ
の選定した不純物源を拡散チューブ内のボート上に設置
され、所定の温度に維持された複数枚ウエハに窒素と酸
素の混合ガスよりなるキャリアガスと共に供給などして
デポジション工程、即ち第１拡散工程を終了する。
【０００３】次に、第１拡散工程の比較的短時間（数時
間）の拡散終了後に、ウエハ表裏に浅く、極めて高濃度
に形成された拡散層（１０μｍ前後）内の不純物のみを
拡散源とするため、その上側の不均一なリンガラス層
（ＳｉＯ2 ＋Ｐ2 Ｏ5 ）をフッ酸にて完全に溶解、除去
して第２拡散工程に進める。従って、第２拡散工程で
は、第１拡散工程で形成された高濃度で浅い拡散層のリ
ンのみを不純物源として高温・長時間（数百時間）の熱
処理を行うことにより目的とする所要の拡散深さおよび
表面での濃度を得ていた。その後、第２拡散工程で得ら
れた拡散深さ（Ｘｊという）の層と機械加工により所定
の厚さに仕上げられた未拡散層（Ｘｉという）の２層構
造よりなるデスクリート用基板を製造していた。
間）の拡散終了後に、ウエハ表裏に浅く、極めて高濃度
に形成された拡散層（１０μｍ前後）内の不純物のみを
拡散源とするため、その上側の不均一なリンガラス層
（ＳｉＯ2 ＋Ｐ2 Ｏ5 ）をフッ酸にて完全に溶解、除去
して第２拡散工程に進める。従って、第２拡散工程で
は、第１拡散工程で形成された高濃度で浅い拡散層のリ
ンのみを不純物源として高温・長時間（数百時間）の熱
処理を行うことにより目的とする所要の拡散深さおよび
表面での濃度を得ていた。その後、第２拡散工程で得ら
れた拡散深さ（Ｘｊという）の層と機械加工により所定
の厚さに仕上げられた未拡散層（Ｘｉという）の２層構
造よりなるデスクリート用基板を製造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体ウエハをその使
用目的により区分するとＩＣ用及びデスクリート用にな
り、近年ますます大口径化が進んでいる。そして、ＩＣ
用基板もデスクリート用基板もその後多くの加工工程を
経て最終的な素子となるもので、その加工工程又は搬送
時の機械的強度を増すために、大口径化に伴ってウエハ
そのものの厚さも増大（厚肉化）させる必要がある。
用目的により区分するとＩＣ用及びデスクリート用にな
り、近年ますます大口径化が進んでいる。そして、ＩＣ
用基板もデスクリート用基板もその後多くの加工工程を
経て最終的な素子となるもので、その加工工程又は搬送
時の機械的強度を増すために、大口径化に伴ってウエハ
そのものの厚さも増大（厚肉化）させる必要がある。
【０００５】この点に関し、デスクリート用基板は、本
来この基板が片面側が拡散層（Ｘｊ）で反対側面が未拡
散層（Ｘｉ）で、その表面が仕上げ加工されている２層
構造よりなっていることは上述した通りであるが、その
内の未拡散層（Ｘｉ）の層厚さは素子となった時の基本
特性を決定づけるもので、口径に無関係に第一義的に決
定されるため、この大口径化に伴うウエハの厚肉化は一
方的に拡散層（Ｘｊ）の増大のみによって対処せざるを
得ず、結果としては、所定の濃度の拡散深さを得るため
の第２拡散工程の所要時間の増大を余儀なくされてい
る。このことを数式を用いて更に説明すると、第２拡散
工程における所要の時間（ｔ）はｔ＝Ｆ（Ｎｓ）・Ｄ
（Ｔ）・（Ｘｊ）2 ・・・（１）で示され所定深さの拡
散層（Ｘｊ）を得るための所要時間は拡散層（Ｘｊ）の
二乗に比例する。
来この基板が片面側が拡散層（Ｘｊ）で反対側面が未拡
散層（Ｘｉ）で、その表面が仕上げ加工されている２層
構造よりなっていることは上述した通りであるが、その
内の未拡散層（Ｘｉ）の層厚さは素子となった時の基本
特性を決定づけるもので、口径に無関係に第一義的に決
定されるため、この大口径化に伴うウエハの厚肉化は一
方的に拡散層（Ｘｊ）の増大のみによって対処せざるを
得ず、結果としては、所定の濃度の拡散深さを得るため
の第２拡散工程の所要時間の増大を余儀なくされてい
る。このことを数式を用いて更に説明すると、第２拡散
工程における所要の時間（ｔ）はｔ＝Ｆ（Ｎｓ）・Ｄ
（Ｔ）・（Ｘｊ）2 ・・・（１）で示され所定深さの拡
散層（Ｘｊ）を得るための所要時間は拡散層（Ｘｊ）の
二乗に比例する。
【０００６】又、（１）式中Ｄ（Ｔ）は第２拡散工程の
使用温度（Ｔ）によって決定されるが、現状、器物の耐
熱性の限界の温度を使用している現状においては改善の
余地は甚だ少なくもはや定数といってよく、一方Ｆ（Ｎ
ｓ）は第１拡散工程で形成されたウエハ表面の濃度及び
その拡散深さによって決定される不純物の総量（原子
数）の値であり、当然その値が大きい程（高濃度とも表
現する）第２拡散工程における所定の拡散深さを得るた
めの所要時間は短縮されることになる。
使用温度（Ｔ）によって決定されるが、現状、器物の耐
熱性の限界の温度を使用している現状においては改善の
余地は甚だ少なくもはや定数といってよく、一方Ｆ（Ｎ
ｓ）は第１拡散工程で形成されたウエハ表面の濃度及び
その拡散深さによって決定される不純物の総量（原子
数）の値であり、当然その値が大きい程（高濃度とも表
現する）第２拡散工程における所定の拡散深さを得るた
めの所要時間は短縮されることになる。
【０００７】よって本発明の課題は、第１拡散工程にお
いて効率的により高濃度拡散を達成し、第２拡散工程に
おける所定の拡散深さ、濃度を得るための所要時間を大
幅に短縮し、全体として生産性の向上を図れるデスクリ
ート用基板の製造方法を提供することにある。
いて効率的により高濃度拡散を達成し、第２拡散工程に
おける所定の拡散深さ、濃度を得るための所要時間を大
幅に短縮し、全体として生産性の向上を図れるデスクリ
ート用基板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた技術的手段は、第１拡散工程において
一定時間内で「より高濃度にＮ型不純物を拡散させる」
ために、第１拡散工程中（デポジション）の１１００℃
〜１３００℃間の温度に維持されたウエハの不純物源と
して常温で液状のオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）のリン
を特定し、それを容易に気化させることにより、Ｏ2 ガ
スを０．５％以上含むＡｒガスと共に、常に一定濃度
（但し、過剰で）で連続供給し、最終の第２拡散工程に
おいて所定の拡散深さ、表面濃度を達成できるように所
要時間拡散する手段を採用する。
に本発明が講じた技術的手段は、第１拡散工程において
一定時間内で「より高濃度にＮ型不純物を拡散させる」
ために、第１拡散工程中（デポジション）の１１００℃
〜１３００℃間の温度に維持されたウエハの不純物源と
して常温で液状のオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）のリン
を特定し、それを容易に気化させることにより、Ｏ2 ガ
スを０．５％以上含むＡｒガスと共に、常に一定濃度
（但し、過剰で）で連続供給し、最終の第２拡散工程に
おいて所定の拡散深さ、表面濃度を達成できるように所
要時間拡散する手段を採用する。
【０００９】第１拡散工程において一定時間内で如何に
Ｎ型不純物の総量の値を大きくし得るか、即ちより濃度
を高く（当然表裏よりウエハ中心に向かって濃度勾配を
もつが）、より拡散層深さを深く拡散するかという問題
であり、このことは， （１）その不純物が一定温度で如何より高濃度にシリコ
ンに溶解し得るかを示す溶解度と （２）その不純物が如何に速く浸透し（ウエハ中へ）得
るかを示す拡散係数との相乗積により決定される。 本発明が対象としているものは、第２拡散工程後に所定
深さの拡散層（Ｘｊ）を満足していることもさることな
がら、その表面濃度においても１０20 atoms／cc以上で
ある高濃度拡散を対象としており、Ｎ型不純物の中でリ
ン（オキシ塩化リン）を特定することは上記の「溶解
度」と「拡散係数」の相乗積が使用温度範囲（１１００
℃〜１３００℃）内においてＮ型の不純物の中で最大で
あり、第一の基本的要件を満足させることが出来る。そ
して、そのリンの不純物源がオキシ塩化リンであるから
常温で液体で、一定温度に維持されたバブリング装置に
より、キャリアガスと共に一定濃度で容易に連続供給で
き、結果として、第１拡散工程における不純物の高濃度
拡散が達成できる。
Ｎ型不純物の総量の値を大きくし得るか、即ちより濃度
を高く（当然表裏よりウエハ中心に向かって濃度勾配を
もつが）、より拡散層深さを深く拡散するかという問題
であり、このことは， （１）その不純物が一定温度で如何より高濃度にシリコ
ンに溶解し得るかを示す溶解度と （２）その不純物が如何に速く浸透し（ウエハ中へ）得
るかを示す拡散係数との相乗積により決定される。 本発明が対象としているものは、第２拡散工程後に所定
深さの拡散層（Ｘｊ）を満足していることもさることな
がら、その表面濃度においても１０20 atoms／cc以上で
ある高濃度拡散を対象としており、Ｎ型不純物の中でリ
ン（オキシ塩化リン）を特定することは上記の「溶解
度」と「拡散係数」の相乗積が使用温度範囲（１１００
℃〜１３００℃）内においてＮ型の不純物の中で最大で
あり、第一の基本的要件を満足させることが出来る。そ
して、そのリンの不純物源がオキシ塩化リンであるから
常温で液体で、一定温度に維持されたバブリング装置に
より、キャリアガスと共に一定濃度で容易に連続供給で
き、結果として、第１拡散工程における不純物の高濃度
拡散が達成できる。
【００１０】このことは、第１拡散工程を固体不純物源
（例えば燐酸アンモニウム）をウエハに直接塗布又はフ
ィルムに含浸させてウエハに貼り付ける等して使用した
場合には、その工程の時間の経過につれてキャリアガス
と共に拡散用チューブ外に排出され（燐酸アンモニウム
使用の場合もアンモニア爆発の危険性があり密閉はでき
ない）、不純物源そのものが時間とともに減少し、目的
とする高濃度が達成できないことと対比できる。上述し
た「溶解度」と「拡散係数」の相乗積が第１拡散工程の
使用温度範囲である１１００℃〜１３００℃間において
リンが最大になる理由について補足すると、本発明が対
象としているような第２拡散終了後の拡散層表面におい
ても１０20atoms ／cc以上の表面濃度が要求されるもの
については第１拡散終了後の段階においてその拡散層表
面においては少なくとも１０21 atoms／cc以上になって
いることが必要である。
（例えば燐酸アンモニウム）をウエハに直接塗布又はフ
ィルムに含浸させてウエハに貼り付ける等して使用した
場合には、その工程の時間の経過につれてキャリアガス
と共に拡散用チューブ外に排出され（燐酸アンモニウム
使用の場合もアンモニア爆発の危険性があり密閉はでき
ない）、不純物源そのものが時間とともに減少し、目的
とする高濃度が達成できないことと対比できる。上述し
た「溶解度」と「拡散係数」の相乗積が第１拡散工程の
使用温度範囲である１１００℃〜１３００℃間において
リンが最大になる理由について補足すると、本発明が対
象としているような第２拡散終了後の拡散層表面におい
ても１０20atoms ／cc以上の表面濃度が要求されるもの
については第１拡散終了後の段階においてその拡散層表
面においては少なくとも１０21 atoms／cc以上になって
いることが必要である。
【００１１】そこで、最初にリンのシリコンに対しての
溶解度（一定温度の不純物の最大溶解度）について観る
と、温度が１１００℃〜１３００℃の範囲のみこの条件
を満足することが出来る。付け加えれば、この範囲にお
いては溶解度に大きな変化はないが温度上昇と共に溶解
度増大し１２００℃〜１２５０℃辺りで最大値１．２６
×１０21 atoms／ccを示したのち１３００℃を越える辺
りより急激に減少する。従って、拡散係数は温度上昇と
共に指数関数的に増大するが、上記のように溶解度は急
激に減少するため相乗積も減少し、目的とする効果を得
るには１３００℃が上限界と考えられ、一方１０００℃
〜１３００℃の範囲において溶解度の大きな変化はない
ことは上述した通りであるが、逆に拡散係数は温度低下
と共に指数関数的に減少していくため、実用上は１１０
０℃が使用温度の下限界である。
溶解度（一定温度の不純物の最大溶解度）について観る
と、温度が１１００℃〜１３００℃の範囲のみこの条件
を満足することが出来る。付け加えれば、この範囲にお
いては溶解度に大きな変化はないが温度上昇と共に溶解
度増大し１２００℃〜１２５０℃辺りで最大値１．２６
×１０21 atoms／ccを示したのち１３００℃を越える辺
りより急激に減少する。従って、拡散係数は温度上昇と
共に指数関数的に増大するが、上記のように溶解度は急
激に減少するため相乗積も減少し、目的とする効果を得
るには１３００℃が上限界と考えられ、一方１０００℃
〜１３００℃の範囲において溶解度の大きな変化はない
ことは上述した通りであるが、逆に拡散係数は温度低下
と共に指数関数的に減少していくため、実用上は１１０
０℃が使用温度の下限界である。
【００１２】又、第１拡散工程におけるリンのデポジシ
ョン時に拡散チューブ内のキャリアガスとしてＯ2 ガス
０．５％以上を含む（ウエハ表面に酸化膜形成して、Ａ
ｒガス下のみの場合のウエハ表面よりのシリコン原子の
蒸発（昇華）の防止）Ａｒガスを使用することは、本発
明が対象としているようなリンの第１拡散工程において
極めて高濃度に拡散をするために形成されてしまう積層
欠陥（ＯＳＦともいう）の発生を防止することが出来
る。この積層欠陥については未だ十分に解明しつくされ
ているわけでなく、例えば元々結晶に存在するか、又は
素材ウエハ加工時に起因しているという説もある。 （grown in defect）
ョン時に拡散チューブ内のキャリアガスとしてＯ2 ガス
０．５％以上を含む（ウエハ表面に酸化膜形成して、Ａ
ｒガス下のみの場合のウエハ表面よりのシリコン原子の
蒸発（昇華）の防止）Ａｒガスを使用することは、本発
明が対象としているようなリンの第１拡散工程において
極めて高濃度に拡散をするために形成されてしまう積層
欠陥（ＯＳＦともいう）の発生を防止することが出来
る。この積層欠陥については未だ十分に解明しつくされ
ているわけでなく、例えば元々結晶に存在するか、又は
素材ウエハ加工時に起因しているという説もある。 （grown in defect）
【００１３】しかしながら、ウエハの熱処理時の条件に
起因していることも確かであり、本発明のような第１拡
散工程の極めて高濃度拡散を対象とした場合には、従来
のようにＯ2 ガスとＮ2 ガスの混合ガスのキャリアガス
下では積層欠陥が発生してしまうのに対しＯ2 ガスとＡ
ｒガスの混合ガスのキャリアガス下では発生しないこと
が実証的に確認されている。この理由については、学理
的に十分に説明がなされているわけではないが、一般的
にはＮ2 ガス及びＡｒガスも不活性ガスの範疇に位置づ
けられているが、Ｎ 2 ガスは高温（例えば ８００℃以
上）領域では極めて活性化されたもので、シリコンと反
応してＳｉｘＮを形成する等して何らかの悪影響を与え
「積層欠陥」を誘発していると考えられるのに対し、Ａ
ｒガスはいわば「真性」の不活性ガスであるため、その
様な影響を受けないものと考えられる。
起因していることも確かであり、本発明のような第１拡
散工程の極めて高濃度拡散を対象とした場合には、従来
のようにＯ2 ガスとＮ2 ガスの混合ガスのキャリアガス
下では積層欠陥が発生してしまうのに対しＯ2 ガスとＡ
ｒガスの混合ガスのキャリアガス下では発生しないこと
が実証的に確認されている。この理由については、学理
的に十分に説明がなされているわけではないが、一般的
にはＮ2 ガス及びＡｒガスも不活性ガスの範疇に位置づ
けられているが、Ｎ 2 ガスは高温（例えば ８００℃以
上）領域では極めて活性化されたもので、シリコンと反
応してＳｉｘＮを形成する等して何らかの悪影響を与え
「積層欠陥」を誘発していると考えられるのに対し、Ａ
ｒガスはいわば「真性」の不活性ガスであるため、その
様な影響を受けないものと考えられる。
【００１４】従って、この対策の本質は従来使用してい
るキャリアガス中からの窒素ガスの排除であり、その意
味においては他のガス（例えばＨｅ、Ｃｌ2 ガス）との
組合せでも可能であるが、シリコン半導体ウエハの特性
に及ぼす影響、取り扱い上の安全性、入手の容易さ等に
より本発明は、Ｏ2 ガス０．５％以上を含むＡｒガスに
特定してある。尚、以上述べたような窒素ガスそのもの
が持つ半導体シリコンウエハの拡散工程における結晶欠
陥を誘発し易いという或る種の不具合はその他の事例か
らも傍証が多い。
るキャリアガス中からの窒素ガスの排除であり、その意
味においては他のガス（例えばＨｅ、Ｃｌ2 ガス）との
組合せでも可能であるが、シリコン半導体ウエハの特性
に及ぼす影響、取り扱い上の安全性、入手の容易さ等に
より本発明は、Ｏ2 ガス０．５％以上を含むＡｒガスに
特定してある。尚、以上述べたような窒素ガスそのもの
が持つ半導体シリコンウエハの拡散工程における結晶欠
陥を誘発し易いという或る種の不具合はその他の事例か
らも傍証が多い。
【００１５】
［従来例（１）］従来例（１）と従来例（２）は不純物
拡散源の相違によるものを対比させる目的のもので、不
純物源以外の条件は同一としてある。従来例（１）の不
純物源はリン酸アンモニウム（（ＮＨ4 ） 3ＰＯ4 ）を
メチルセルソルブに溶解限度まで溶解し、ウエハ両面に
塗布し、ベーキングしてその塗布層を拡散源として第１
拡散を終了し、リンガラス層を除去後、第２拡散を終了
して所要の目的を達成しているかを示したものである。
従来例（１）が固体の不純物源をその溶解限度まで溶解
し、ウエハにより厚く塗布し、より高濃度に拡散（デポ
ジション）することを意図しているものの、デポジショ
ン工程中に大部分の不純物はキャリアガスとともに排出
されると考えられ、その結果、第２拡散工程終了後には
所要深さの拡散層（Ｘｊ）は達成できるものの（但し、
第２拡散工程の所要時間を増加させて）、その拡散層
（Ｘｊ）の表面で計測される不純物濃度（atoms ／cc）
に関しては目的を達成することができていないことが判
る。
拡散源の相違によるものを対比させる目的のもので、不
純物源以外の条件は同一としてある。従来例（１）の不
純物源はリン酸アンモニウム（（ＮＨ4 ） 3ＰＯ4 ）を
メチルセルソルブに溶解限度まで溶解し、ウエハ両面に
塗布し、ベーキングしてその塗布層を拡散源として第１
拡散を終了し、リンガラス層を除去後、第２拡散を終了
して所要の目的を達成しているかを示したものである。
従来例（１）が固体の不純物源をその溶解限度まで溶解
し、ウエハにより厚く塗布し、より高濃度に拡散（デポ
ジション）することを意図しているものの、デポジショ
ン工程中に大部分の不純物はキャリアガスとともに排出
されると考えられ、その結果、第２拡散工程終了後には
所要深さの拡散層（Ｘｊ）は達成できるものの（但し、
第２拡散工程の所要時間を増加させて）、その拡散層
（Ｘｊ）の表面で計測される不純物濃度（atoms ／cc）
に関しては目的を達成することができていないことが判
る。
【００１６】［従来例（２）］これに対し従来例（２）
は従来例（１）と加工の基本フローは同様なものの、リ
ンの不純物源を固体拡散源より液体の拡散源に変えて対
比させたものである。液体の拡散源であるオキシ塩化リ
ンによる方法は、キャリアガスに対して常に一定量のオ
キシ塩化リンを、一定温度に維持された容器内にキャリ
アガスをバイパスしてバブリングさせることにより連続
的に容易に供給でき、極めて高濃度にデポジションが可
能で、第２拡散工程終了後においても目的とする表面の
濃度を得ることが出来る。（オキシ塩化リンと同様に、
過剰の一定濃度の不純物を連続的に供給し得るものとし
ては水素化リン（ＰＨ3 気体）もあるが、その危険度
の問題より本発明ではＰＨ3 は使用しない）しかしなが
ら、従来例（２）は、通常のキャリアガス使用の条件下
でのリンが高濃度拡散だけに、そのキャリアガス中の窒
素ガスの影響を受けて積層欠陥が発生してしまうため、
（デスクリート用基板に加工された時にその未拡散層表
面で検出される）このデスクリート用基板を更に加工し
て最終的に目的とする素子となった時に特性に著しく悪
影響を与える。
は従来例（１）と加工の基本フローは同様なものの、リ
ンの不純物源を固体拡散源より液体の拡散源に変えて対
比させたものである。液体の拡散源であるオキシ塩化リ
ンによる方法は、キャリアガスに対して常に一定量のオ
キシ塩化リンを、一定温度に維持された容器内にキャリ
アガスをバイパスしてバブリングさせることにより連続
的に容易に供給でき、極めて高濃度にデポジションが可
能で、第２拡散工程終了後においても目的とする表面の
濃度を得ることが出来る。（オキシ塩化リンと同様に、
過剰の一定濃度の不純物を連続的に供給し得るものとし
ては水素化リン（ＰＨ3 気体）もあるが、その危険度
の問題より本発明ではＰＨ3 は使用しない）しかしなが
ら、従来例（２）は、通常のキャリアガス使用の条件下
でのリンが高濃度拡散だけに、そのキャリアガス中の窒
素ガスの影響を受けて積層欠陥が発生してしまうため、
（デスクリート用基板に加工された時にその未拡散層表
面で検出される）このデスクリート用基板を更に加工し
て最終的に目的とする素子となった時に特性に著しく悪
影響を与える。
【００１７】［実施例］これに対し実施例は従来例
（２）と加工の基本フローは同様なもののキャリアガス
組成の変化を対比させたもの、即ち従来例（２）に対
し、Ｏ2 ガスを含むキャリアガス組成をＮ2 ガスよりＡ
ｒガスに変更した場合の相違を示すもので、本来キャリ
アガス組成の変更のみであるからして、表−１に記載さ
れているように第１拡散条件の温度・時間が同一である
からウエハ内に形成された拡散層厚さ及びその拡散層内
の不純物総量は極めて近似しており、第２拡散工程後に
おける所定の拡散層（Ｘｊ）深さ及びその表面濃度の結
果も同様である。しかしながら、積層欠陥については、
従来例（２）がその発生が１２０ケ〜１８０ケ／ｃｍ2
と高密度であるのに対し、実施例では０〜２ケ／ｃｍ2
と極端に少なく、いわば完全結晶に近い良好なデスクリ
ート用基板を製造することが出来る。この積層欠陥（Ｏ
ＳＦ）の計測に関しては、デスクリート用基板の未拡散
層の表面を化学処理（欠陥選択エッチング）した後に光
学的顕微鏡で、場合により全面走査観察して計数する上
述した従来例（１）、従来例（２）、及び実施例につい
て拡散層（Ｘｊ）の深さ、不純物の総量（Ｎｓ）、及び
積層欠陥（ＯＳＦ）の結果を表−１に示す。
（２）と加工の基本フローは同様なもののキャリアガス
組成の変化を対比させたもの、即ち従来例（２）に対
し、Ｏ2 ガスを含むキャリアガス組成をＮ2 ガスよりＡ
ｒガスに変更した場合の相違を示すもので、本来キャリ
アガス組成の変更のみであるからして、表−１に記載さ
れているように第１拡散条件の温度・時間が同一である
からウエハ内に形成された拡散層厚さ及びその拡散層内
の不純物総量は極めて近似しており、第２拡散工程後に
おける所定の拡散層（Ｘｊ）深さ及びその表面濃度の結
果も同様である。しかしながら、積層欠陥については、
従来例（２）がその発生が１２０ケ〜１８０ケ／ｃｍ2
と高密度であるのに対し、実施例では０〜２ケ／ｃｍ2
と極端に少なく、いわば完全結晶に近い良好なデスクリ
ート用基板を製造することが出来る。この積層欠陥（Ｏ
ＳＦ）の計測に関しては、デスクリート用基板の未拡散
層の表面を化学処理（欠陥選択エッチング）した後に光
学的顕微鏡で、場合により全面走査観察して計数する上
述した従来例（１）、従来例（２）、及び実施例につい
て拡散層（Ｘｊ）の深さ、不純物の総量（Ｎｓ）、及び
積層欠陥（ＯＳＦ）の結果を表−１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】本発明の半導体ウエハの製造方法は請求
項１に記載の構成により、第１拡散工程において効率的
に高濃度拡散を達成でき、第２拡散工程における所定の
拡散深さ、及び表面濃度を得る為の熱処理時間を大幅に
短縮することができ、全体として生産性の向上を図るこ
とができる製造方法を提供できる。
項１に記載の構成により、第１拡散工程において効率的
に高濃度拡散を達成でき、第２拡散工程における所定の
拡散深さ、及び表面濃度を得る為の熱処理時間を大幅に
短縮することができ、全体として生産性の向上を図るこ
とができる製造方法を提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/22
Claims (1)
- 【請求項１】 ラッピング加工されたシリコン半導体ウ
エハの両面に浅くＮ型不純物をデポジションする第１拡
散工程と、そのウエハを高温、長時間熱処理して所要の
拡散深さ及びウエハ表面での濃度を得る第２拡散工程と
よりなる半導体シリコンウエハの製造方法において、前
記第１拡散工程のウエハのＮ型不純物の拡散源をオキシ
塩化リンのリンとし、そのオキシ塩化リンの蒸気をＯ2
ガス０．５％以上含むＡｒガスと共に連続的に供給し、
温度を１１００℃〜１３００℃の間に維持し、第２拡散
工程終了後に目的とする拡散深さ及びウエハ表面濃度を
得るように所要時間拡散する第１拡散工程を特徴とする
半導体ウエハの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9159709A JP2975912B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 半導体ウエハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9159709A JP2975912B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 半導体ウエハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH118201A JPH118201A (ja) | 1999-01-12 |
| JP2975912B2 true JP2975912B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=15699587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9159709A Expired - Lifetime JP2975912B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 半導体ウエハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2975912B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9450070B2 (en) | 2012-05-31 | 2016-09-20 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing a silicon semiconductor substrate including a diffusion layer prior to forming a semiconductor device thereon |
| US10115587B2 (en) | 2012-02-23 | 2018-10-30 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8492253B2 (en) * | 2010-12-02 | 2013-07-23 | Sunpower Corporation | Method of forming contacts for a back-contact solar cell |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP9159709A patent/JP2975912B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10115587B2 (en) | 2012-02-23 | 2018-10-30 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
| US9450070B2 (en) | 2012-05-31 | 2016-09-20 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method for manufacturing a silicon semiconductor substrate including a diffusion layer prior to forming a semiconductor device thereon |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH118201A (ja) | 1999-01-12 |
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