JP3318067B2 - 燐ドープシリコン膜生成方法及び半導体製造装置及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
燐ドープシリコン膜生成方法及び半導体製造装置及び半導体デバイスの製造方法Info
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Description
する生成方法、特にシリコンウェーハ上に燐ドープシリ
コン膜を生成する燐ドープシリコン膜生成方法及び半導
体製造装置に関するものである。
同時に行う燐ドープシリコン膜の生成は、ノンドープS
i膜の生成後、POCl3 等による燐拡散や燐イオン打
込み等によりドーピングを行うよりも工程数の低減等の
利点があり、従来より研究が行われ、最近になりSiH
4 (モノシラン)+PH3 (フォスフィン)系の反応ガ
スにより、550〜580℃程度の低温成膜を行うこと
で、均一性の優れた膜質で実用レベルの量産ができる様
になった。
H3 (フォスフィン)系の反応ガスを供給し、シリコン
ウェーハ上に燐ドープシリコン膜を生成する従来の燐ド
ープシリコン膜生成を行う縦型反応炉を具備する半導体
製造装置について説明する。
た外部反応管であり、該外部反応管1内に筒状の内部反
応管3が設けられ、該内部反応管3により反応室が画成
される。該内部反応管3内にボート4に保持されたウェ
ーハ5が挿入される様になっている。前記外部反応管
1、内部反応管3で形成される炉内は前記ボート4が載
設される炉蓋13により気密に閉塞される様になってい
る。
応管3の下端に開口する反応ガス導入管6より導入さ
れ、導入流量は反応ガス導入管6途中に設けた流量調整
器7により調整される。
応炉では反応ガスを反応室の下端、反応ガス流れの上流
端より導入しており、反応ガスが反応室の下端より上昇
するにつれ、反応ガス中の燐が消耗される。燐ドープシ
リコン膜中の燐濃度はSiH4 分圧+PH3 分圧に対す
るPH3 分圧の比に比例すると考えられる。
iH4 分圧,PH3 分圧との関係を示し、図9(B)は
膜中に取込まれる燐濃度のZ方向の分布を示している。
は、下流側に行く程PH3 分圧が低くなり、ウェーハ間
で膜中に取込まれる燐濃度に差が生ずるという問題があ
った。
ハの燐濃度と抵抗率との関係を示しており、燐濃度の変
化で抵抗率が変化しており、燐濃度がZ方向で異なった
場合ウェーハ間で抵抗率が異なるという問題を生じてい
た。
の膜中の燐濃度、抵抗率の相違を解消しようとするもの
である。
持するボートが収納される反応室の一端側に設けたシラ
ンガス及びフォスフィンガスの供給位置よりシランガス
及びフォスフィンガスを他端側に向って流れる様に供給
し、前記シランガス及びフォスフィンガスの供給位置と
前記他端との間に於いてフォスフィンガスを供給する燐
ドープシリコン膜生成方法に係り、又縦型反応炉の反応
室内部に被処理基板が回転可能に保持され、前記反応室
下端にシランガス及びフォスフィンガスを供給するノズ
ルを設け、反応室の長手方向に沿ってフォスフィンガス
を供給する反応ガス導入ノズルを設け、該反応ガス導入
ノズルが前記ノズルの位置と前記反応室上端との間の複
数箇所でフォスフィンガスを供給可能とした燐ドープシ
リコン膜生成反応炉を具備する半導体製造装置に係り、
又反応室の一端よりシランガス及びフォスフィンガスを
他端側に向って流れる様に供給するノズルを設け、反応
室の長手方向に沿ってフォスフィンガスを供給する反応
ガス導入ノズルを複数設け、該複数の反応ガス導入ノズ
ルが前記ノズルのガス供給位置と前記反応室他端との間
の複数箇所でフォスフィンガスを供給可能とすると共に
反応ガス導入ノズルのガス供給位置を異ならせた燐ドー
プシリコン膜生成反応炉を具備する半導体製造装置に係
り、又反応室の一端よりシランガス及びフォスフィンガ
スを他端側に向って流れる様に供給するノズルを設け、
反応室の長手方向に沿ってフォスフィンガスを前記ノズ
ルのガス供給位置と前記反応室他端との間の複数箇所で
供給する反応ガス導入ノズルを複数設けると共に該反応
ガス導入ノズルの夫々に対して流量調整器を設け、該流
量調整器を介してフォスフィンガスを供給する様構成し
た燐ドープシリコン膜生成反応炉を具備する半導体製造
装置に係り、更に又ウェーハを保持するボートが収納さ
れる反応室の一端側に設けたシランガス及びフォスフィ
ンガスの供給位置よりシランガス及びフォスフィンガス
を他端側に向って流れる様に供給し、前記シランガス及
びフォスフィンガスの供給位置と前記他端との間に於い
てフォスフィンガスを供給し、燐ドープシリコン膜を生
成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法に係
るものである。
ドープシリコン膜を生成する場合に下流に向かう程フォ
スフィンガスが消費され燐濃度が低下するが、下流側よ
りフォスフィンガスを供給し、燐濃度を均一にする。
又、下流側に向う程フォスフィンガスの供給量を多くし
燐濃度をより均一化する。
説明する。
要素には同符号を付しその説明を省略する。
入ノズル9を立設し、該反応ガス導入ノズル9には所要
数のガス導入孔10を穿設してあり、前記ボート4は図
示しない回転機構により回転される様になっている。
る様に、穿設されたガス導入孔10は上方に位置する
程、間隔が広く又孔径が大きくなっている。
それぞれ流量調整器7を介してSiH4 (モノシラン)
ガス源に接続され、又流量調整器11を介してPH
3 (フォスフィン)ガス源に接続されている。前記反応
ガス導入ノズル9は流量調整器12を介してPH3 (フ
ォスフィン)ガス源に接続されている。
4 +PH3 の混合ガスが、又反応ガス導入ノズル9の各
ガス導入孔10からはPH3 ガスが供給される。
せ、同一ウェーハ内での燐濃度を均一にする。
ル9を用い、2系列で反応ガスを供給し、更に反応ガス
導入ノズル9により反応室の上部に行く程(下流に行く
程)より多くPH3 ガスを供給する構成としてあるの
で、図9(A)に示す様なPH3 分圧の減少分を補給す
ることができ、燐濃度を略一定にすることができる。
さ方向の位置Z)に対する燐濃度の状態を図6中、曲線
Aで示す。曲線Aは若干の凹凸はあるものの、燐濃度が
略一定となったことを示している。尚、図6中曲線Bは
従来例の燐濃度の状態を示しており、本実施例と従来例
との燐濃度を比較すると燐濃度の均一化が改善されたこ
とが分る。
コン膜のステップカバレッジ(段差被覆性)は略1.0
あることが計測により確認されおり、段差被覆性も良好
であることが分かっている。更に、図7は燐ドープシリ
コン膜の深さ方向の燐濃度分布をSIMS(Secon
dary Ion Mass Spectroscop
e)を用いて測定した結果を示しており、SiO2 との
界面へのパイルアップもなく、均一性のよい燐濃度分布
が得られている。
例を示しており、上方に行く程ガス導入孔10の穿設密
度を高くしたものであり、図4で示す反応ガス導入ノズ
ル9は上方に行く程同一レベルのガス導入孔10の数を
多くしたものであり、図5で示す例は高さの異なる反応
ガス導入ノズル9a,9b,9cを複数設け、各反応ガ
ス導入ノズル9a,9b,9cに対して流量調整器12
a,12b,12cを介してPH3 を供給し、該流量調
整器12a,12b,12cはガス導入ノズル9a,9
b,9cの高さに応じてガスの供給量を変化させたもの
である。
し、複数本毎に区分けし、各区分毎に流量調整器12を
設け、複数の反応ガス導入ノズル毎に流量制御する様に
してもよい。
には、PH3 流量を少なくしなければならないが、PH
3 流量のみを少量流すと、ノズルの上方に行く程PH3
の流量を増やすという、前記反応ガス導入ノズル9の特
性が得られず、下方への流量が増えてしまうという結果
となるので、キャリアガスを混合して供給する様にす
る。キャリアガスを混合してPH3 の混合比を適宜選択
すれば、下方より上方でより多くのPH3 を供給でき
る。
ガス等があげられ、PH3 の混合比としては、1.0%
〜0.01%程度が用いられる。
したが、横型反応炉についても同様に実施可能であるこ
とは言う迄もない。
CVD膜生成と同時に行う燐ドープシリコン膜の生成を
量産ベースで具体化でき、而もウェーハ間の品質の均一
化、同一ウェーハで均質が達成できるという優れた効果
を発揮する。
例を示す説明図である。
の一例を示す説明図である。
の一例を示す説明図である。
の一例を示す説明図である。
である。
である。
図、(B)は燐ドープシリコン膜中の燐濃度を示す線図
である。
線図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ウェーハを保持するボートが収納される
反応室の一端側に設けたシランガス及びフォスフィンガ
スの供給位置よりシランガス及びフォスフィンガスを他
端側に向って流れる様に供給し、前記シランガス及びフ
ォスフィンガスの供給位置と前記他端との間に於いてフ
ォスフィンガスを供給することを特徴とする燐ドープシ
リコン膜生成方法。 - 【請求項2】 縦型反応炉の反応室内部に被処理基板が
回転可能に保持され、前記反応室下端にシランガス及び
フォスフィンガスを供給するノズルを設け、反応室の長
手方向に沿ってフォスフィンガスを供給する反応ガス導
入ノズルを設け、該反応ガス導入ノズルが前記ノズルの
位置と前記反応室上端との間の複数箇所でフォスフィン
ガスを供給可能とした燐ドープシリコン膜生成反応炉を
具備することを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項3】 反応室の一端よりシランガス及びフォス
フィンガスを他端側に向って流れる様に供給するノズル
を設け、反応室の長手方向に沿ってフォスフィンガスを
供給する反応ガス導入ノズルを複数設け、該複数の反応
ガス導入ノズルが前記ノズルのガス供給位置と前記反応
室他端との間の複数箇所でフォスフィンガスを供給可能
とすると共に反応ガス導入ノズルのガス供給位置を異な
らせた燐ドープシリコン膜生成反応炉を具備することを
特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項4】 反応室の一端よりシランガス及びフォス
フィンガスを他端側に向って流れる様に供給するノズル
を設け、反応室の長手方向に沿ってフォスフィンガスを
前記ノズルのガス供給位置と前記反応室他端との間の複
数箇所で供給する反応ガス導入ノズルを複数設けると共
に該反応ガス導入ノズルの夫々に対して流量調整器を設
け、該流量調整器を介してフォスフィンガスを供給する
様構成した燐ドープシリコン膜生成反応炉を具備するこ
とを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項5】 ウェーハを保持するボートが収納される
反応室の一端側に設けたシランガス及びフォスフィンガ
スの供給位置よりシランガス及びフォスフィンガスを他
端側に向って流れる様に供給し、前記シランガス及びフ
ォスフィンガスの供給位置と前記他端との間に於いてフ
ォスフィンガスを供給し、燐ドープシリコン膜を生成す
ることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20464993A JP3318067B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 燐ドープシリコン膜生成方法及び半導体製造装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20464993A JP3318067B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 燐ドープシリコン膜生成方法及び半導体製造装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0745529A JPH0745529A (ja) | 1995-02-14 |
JP3318067B2 true JP3318067B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=16493987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20464993A Expired - Lifetime JP3318067B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 燐ドープシリコン膜生成方法及び半導体製造装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3318067B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3269531B2 (ja) | 1998-01-30 | 2002-03-25 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP3706811B2 (ja) | 2000-06-14 | 2005-10-19 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、及び半導体製造装置 |
CN101807525B (zh) * | 2003-08-26 | 2012-05-23 | 株式会社日立国际电气 | 半导体装置的制造方法及衬底处理装置 |
KR101682154B1 (ko) * | 2015-04-14 | 2016-12-02 | 주식회사 유진테크 | 기판처리장치 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP20464993A patent/JP3318067B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0745529A (ja) | 1995-02-14 |
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