JP3356531B2 - ボロン含有ポリシリコン膜の形成方法 - Google Patents
ボロン含有ポリシリコン膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスに
おけるポリシリコン膜の形成方法に関し、特に、ボロン
（ホウ素）を添加したポリシリコン膜（ボロンドープド
ポリシリコン膜）を形成する方法に関する。
おけるポリシリコン膜の形成方法に関し、特に、ボロン
（ホウ素）を添加したポリシリコン膜（ボロンドープド
ポリシリコン膜）を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリシリコン膜は、シリコンの微小単結
晶粒（グレイン）の集合体であり、ポリシリコンだけで
は電気抵抗が大きいが、不純物を高濃度にドープされた
状態では高い導電性を示すために、例えば半導体集積回
路の一部として製造されるＭＯＳトランジスタのゲート
電極や素子間配線等として広く用いられている。このよ
うな導電性を有するポリシリコン膜を形成するには、従
来、化学蒸着（ＣＶＤ）法によりポリシリコン膜を成膜
した後、ボロンやリン等の不純物をポリシリコン膜内に
イオン注入することによって電気抵抗を低下させてい
る。
晶粒（グレイン）の集合体であり、ポリシリコンだけで
は電気抵抗が大きいが、不純物を高濃度にドープされた
状態では高い導電性を示すために、例えば半導体集積回
路の一部として製造されるＭＯＳトランジスタのゲート
電極や素子間配線等として広く用いられている。このよ
うな導電性を有するポリシリコン膜を形成するには、従
来、化学蒸着（ＣＶＤ）法によりポリシリコン膜を成膜
した後、ボロンやリン等の不純物をポリシリコン膜内に
イオン注入することによって電気抵抗を低下させてい
る。
【０００３】また、近年においては、スループット及び
不純物濃度の制御性を向上させるために、ポリシリコン
の成膜工程と不純物導入工程とを同時に行う方法も実施
されている。この方法においては、例えばボロンドープ
ドポリシリコン膜を形成する場合、ボロンの供給源とし
てジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）を用い、シリコンの供給源とし
てシラン（ＳｉＨ4 ）を用いて、ＣＶＤ法によりポリシ
リコン膜を成膜する。
不純物濃度の制御性を向上させるために、ポリシリコン
の成膜工程と不純物導入工程とを同時に行う方法も実施
されている。この方法においては、例えばボロンドープ
ドポリシリコン膜を形成する場合、ボロンの供給源とし
てジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）を用い、シリコンの供給源とし
てシラン（ＳｉＨ4 ）を用いて、ＣＶＤ法によりポリシ
リコン膜を成膜する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、成膜後にポリ
シリコン膜に不純物をイオン注入する方法では、例え
ば、ＭＯＳトランジスタのゲート電極を形成する場合、
イオンの突き抜けが発生して、ゲート絶縁膜や基板内に
不純物が拡散してしまい、ＭＯＳトランジスタのしきい
値が変動してしまうという問題があった。また、ポリシ
リコン膜の成膜工程とイオン注入工程とを別に行うた
め、工程数が多くなるという問題もあった。
シリコン膜に不純物をイオン注入する方法では、例え
ば、ＭＯＳトランジスタのゲート電極を形成する場合、
イオンの突き抜けが発生して、ゲート絶縁膜や基板内に
不純物が拡散してしまい、ＭＯＳトランジスタのしきい
値が変動してしまうという問題があった。また、ポリシ
リコン膜の成膜工程とイオン注入工程とを別に行うた
め、工程数が多くなるという問題もあった。
【０００５】一方、ポリシリコン膜の成膜時にボロンを
添加する従来の方法では、ＣＶＤ装置内に不可避的に侵
入する微量の酸素がシリコンのグレインの成長を抑制す
るため、グレインサイズが大きくならず、この結果、抵
抗が高くなるという問題があった。すなわち、ポリシリ
コン膜の電気抵抗値の制御性が悪かった。
添加する従来の方法では、ＣＶＤ装置内に不可避的に侵
入する微量の酸素がシリコンのグレインの成長を抑制す
るため、グレインサイズが大きくならず、この結果、抵
抗が高くなるという問題があった。すなわち、ポリシリ
コン膜の電気抵抗値の制御性が悪かった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、成膜時にポリシ
リコン膜中に酸素が混入することを防止して、グレイン
サイズを大きくし、制御性よく低抵抗のボロンドープド
ポリシリコン膜を形成することのできる方法を提供する
ことである。
リコン膜中に酸素が混入することを防止して、グレイン
サイズを大きくし、制御性よく低抵抗のボロンドープド
ポリシリコン膜を形成することのできる方法を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述目的を達成するため
に、本発明は、トリメチルボロン及びトリエチルボロン
からなる群より選ばれた少なくとも１種を０．００１〜
０．１atomic％含む第１のガスと、モノシラン及び高次
シランからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む第
２のガスとを、０．１〜２Ｔｏｒｒに減圧したＣＶＤ装
置の反応室内に導入し、前記第１のガスと前記第２のガ
スとを５５０℃〜６８０℃に加熱されたウェハ上で混合
して熱分解反応させ、ボロンを含有したポリシリコン膜
を下地の上に蒸着することを特徴とする。また、本発明
は、ウェハを載置したＣＶＤ装置の加熱炉を密閉し、ポ
ンプを駆動して前記加熱炉内を０．１〜２Ｔｏｒｒに減
圧する工程と、気化したトリメチルボロン及びトリエチ
ルボロンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む
第１のガスを、流量制御器で流量制御して導入管から加
熱炉に供給する工程と、前記加熱炉内に、別の導入管か
らモノシラン及び高次シランからなる群より選ばれた少
なくとも１種を含む第２のガスを供給する工程と、前記
第１のガスと前記第２のガスとを、５５０℃〜６８０℃
に加熱されたウェハ上で混合して熱分解反応させ、前記
ウェハ上にポリシリコン膜を堆積させる工程とを含むこ
とを特徴とする。
に、本発明は、トリメチルボロン及びトリエチルボロン
からなる群より選ばれた少なくとも１種を０．００１〜
０．１atomic％含む第１のガスと、モノシラン及び高次
シランからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む第
２のガスとを、０．１〜２Ｔｏｒｒに減圧したＣＶＤ装
置の反応室内に導入し、前記第１のガスと前記第２のガ
スとを５５０℃〜６８０℃に加熱されたウェハ上で混合
して熱分解反応させ、ボロンを含有したポリシリコン膜
を下地の上に蒸着することを特徴とする。また、本発明
は、ウェハを載置したＣＶＤ装置の加熱炉を密閉し、ポ
ンプを駆動して前記加熱炉内を０．１〜２Ｔｏｒｒに減
圧する工程と、気化したトリメチルボロン及びトリエチ
ルボロンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む
第１のガスを、流量制御器で流量制御して導入管から加
熱炉に供給する工程と、前記加熱炉内に、別の導入管か
らモノシラン及び高次シランからなる群より選ばれた少
なくとも１種を含む第２のガスを供給する工程と、前記
第１のガスと前記第２のガスとを、５５０℃〜６８０℃
に加熱されたウェハ上で混合して熱分解反応させ、前記
ウェハ上にポリシリコン膜を堆積させる工程とを含むこ
とを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明においては、トリメチルボロン又はトリ
エチルボロンに含まれるメチル基又はエチル基が酸素と
反応し易いために、ポリシリコン成膜時に反応系に存在
する酸素がこれらの基に捕まり、ポリシリコン膜内に混
入することが防止される。この結果、ポリシリコン膜内
の酸素量を減少させることができる。
エチルボロンに含まれるメチル基又はエチル基が酸素と
反応し易いために、ポリシリコン成膜時に反応系に存在
する酸素がこれらの基に捕まり、ポリシリコン膜内に混
入することが防止される。この結果、ポリシリコン膜内
の酸素量を減少させることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例につき図１を参照して
説明する。
説明する。
【００１０】図１は、本実施例の方法を実施するために
用いることのできるＣＶＤ装置の概略図である。図１に
おいて、加熱炉１内には多数のシリコンウェハ２が積層
された状態で設置されている。また、加熱炉１には、加
熱炉１内の圧力を調整するための真空ポンプ４、及び、
加熱炉１内に流入するガスの流量を制御するための流量
制御器５が接続されており、流量制御器５には、液体状
態のガスソースをバブリングして気化させるためのバブ
ラー３が接続されている。
用いることのできるＣＶＤ装置の概略図である。図１に
おいて、加熱炉１内には多数のシリコンウェハ２が積層
された状態で設置されている。また、加熱炉１には、加
熱炉１内の圧力を調整するための真空ポンプ４、及び、
加熱炉１内に流入するガスの流量を制御するための流量
制御器５が接続されており、流量制御器５には、液体状
態のガスソースをバブリングして気化させるためのバブ
ラー３が接続されている。
【００１１】図１に示したＣＶＤ装置を用い、本実施例
の方法によりポリシリコン膜を形成するには、まず、真
空ポンプ４を駆動して加熱炉１内の圧力を０．１〜２To
rrに減圧する。
の方法によりポリシリコン膜を形成するには、まず、真
空ポンプ４を駆動して加熱炉１内の圧力を０．１〜２To
rrに減圧する。
【００１２】次に、アルゴンガス等のキャリアガスをバ
ブラー３内に導入し、バブラー３内に封入されたトリメ
チルボロンをバブリングして蒸発させる。尚、本実施例
では、バブラー３内にトリメチルボロンを封入したが、
トリエチルボロンを封入してもよく、或いは、トリメチ
ルボロンとトリエチルボロンの両方を封入してもよい。
ブラー３内に導入し、バブラー３内に封入されたトリメ
チルボロンをバブリングして蒸発させる。尚、本実施例
では、バブラー３内にトリメチルボロンを封入したが、
トリエチルボロンを封入してもよく、或いは、トリメチ
ルボロンとトリエチルボロンの両方を封入してもよい。
【００１３】次に、気化したトリメチルボロンを含むキ
ャリアガスを、流量制御器５で流量制御して加熱炉１に
供給する。このとき、トリメチルボロンの加熱炉１への
供給量が、０．００１〜０．１atomic％となるように流
量制御を行う。尚、トリエチルボロンを加熱炉１へ供給
する場合の供給量も、これと同様である。
ャリアガスを、流量制御器５で流量制御して加熱炉１に
供給する。このとき、トリメチルボロンの加熱炉１への
供給量が、０．００１〜０．１atomic％となるように流
量制御を行う。尚、トリエチルボロンを加熱炉１へ供給
する場合の供給量も、これと同様である。
【００１４】次に、加熱炉１内に、別の導入管（図示せ
ず）からモノシラン（ＳｉＨ4 ）を供給する。尚、本実
施例では、加熱炉１内にモノシランを供給したが、高次
シラン（Ｓｉn Ｈ2n+2）を供給してもよく、或いは、モ
ノシランと高次シランの両方を供給してもよい。
ず）からモノシラン（ＳｉＨ4 ）を供給する。尚、本実
施例では、加熱炉１内にモノシランを供給したが、高次
シラン（Ｓｉn Ｈ2n+2）を供給してもよく、或いは、モ
ノシランと高次シランの両方を供給してもよい。
【００１５】次に、トリメチルボロンを含むキャリアガ
スとモノシランとを、５５０〜６８０℃に加熱されたシ
リコンウェハ２上で混合して熱分解反応させ、シリコン
ウェハ２上にポリシリコン膜を堆積させる。このとき、
キャリアガス中に不可避的に混入している酸素はメチル
基と反応して、膜中には混入しない。
スとモノシランとを、５５０〜６８０℃に加熱されたシ
リコンウェハ２上で混合して熱分解反応させ、シリコン
ウェハ２上にポリシリコン膜を堆積させる。このとき、
キャリアガス中に不可避的に混入している酸素はメチル
基と反応して、膜中には混入しない。
【００１６】以上の工程によって、ポリシリコン膜を成
膜すると同時に、膜内にボロンを添加することができ
る。本実施例により、ボロン濃度が１×１０19〜１×１
０21cm-3、膜厚３００ｎｍのときに抵抗が２０〜８０Ω
／□（シート抵抗）のポリシリコン膜を再現性よく形成
することができた。尚、本実施例の方法においては、ト
リメチルボロン（及び／又はトリエチルボロン）の供給
量を高精度に制御できるために、ポリシリコン膜内のボ
ロン濃度の制御性が高い。以上の結果、本実施例の方法
により、低抵抗のポリシリコン膜を制御性よく得られる
ことが分かった。
膜すると同時に、膜内にボロンを添加することができ
る。本実施例により、ボロン濃度が１×１０19〜１×１
０21cm-3、膜厚３００ｎｍのときに抵抗が２０〜８０Ω
／□（シート抵抗）のポリシリコン膜を再現性よく形成
することができた。尚、本実施例の方法においては、ト
リメチルボロン（及び／又はトリエチルボロン）の供給
量を高精度に制御できるために、ポリシリコン膜内のボ
ロン濃度の制御性が高い。以上の結果、本実施例の方法
により、低抵抗のポリシリコン膜を制御性よく得られる
ことが分かった。
【００１７】
【発明の効果】本発明によると、ポリシリコン成膜時に
酸素がポリシリコン膜内に混入するのを防止できるの
で、シリコンのグレインを大きくすることができて、低
抵抗のポリシリコン膜を制御性よく形成することが可能
となる。
酸素がポリシリコン膜内に混入するのを防止できるの
で、シリコンのグレインを大きくすることができて、低
抵抗のポリシリコン膜を制御性よく形成することが可能
となる。
【００１８】また、ポリシリコン膜の成膜工程とボロン
導入工程とを同時に行うので、ポリシリコン膜の形成工
程におけるスループットが向上する。また、トリメチル
ボロン又はトリエチルボロンの供給量を高精度に制御で
きるために、ポリシリコン膜内のボロン濃度の制御性を
高めることができる。以上の結果、本発明により、特性
の安定した半導体デバイスをより低コストで製造するこ
とができる。
導入工程とを同時に行うので、ポリシリコン膜の形成工
程におけるスループットが向上する。また、トリメチル
ボロン又はトリエチルボロンの供給量を高精度に制御で
きるために、ポリシリコン膜内のボロン濃度の制御性を
高めることができる。以上の結果、本発明により、特性
の安定した半導体デバイスをより低コストで製造するこ
とができる。
【図１】本発明の実施例の方法を実施するために用いる
ＣＶＤ装置の概略構成図である。
ＣＶＤ装置の概略構成図である。
１ 加熱炉 ２ シリコンウェハ ３ バブラー ４ 真空ポンプ ５ 流量制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205,21/365
Claims (2)
- 【請求項１】 トリメチルボロン及びトリエチルボロン
からなる群より選ばれた少なくとも１種を０．００１〜
０．１atomic％含む第１のガスと、モノシラン及び高次
シランからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む第
２のガスとを、０．１〜２Ｔｏｒｒに減圧したＣＶＤ装
置の反応室内に導入し、前記第１のガスと前記第２のガ
スとを５５０℃〜６８０℃に加熱されたウェハ上で混合
して熱分解反応させ、 ボロンを含有したポリシリコン膜を下地の上に蒸着する
ことを特徴とするボロン含有ポリシリコン膜の形成方
法。 - 【請求項２】 ウェハを載置したＣＶＤ装置の加熱炉を
密閉し、ポンプを駆動して前記加熱炉内を０．１〜２Ｔ
ｏｒｒに減圧する工程と、 気化したトリメチルボロン及びトリエチルボロンからな
る群より選ばれた少なくとも１種を含む第１のガスを、
流量制御器で流量制御して導入管から加熱炉に供給する
工程と、 前記加熱炉内に、別の導入管からモノシラン及び高次シ
ランからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む第２
のガスを供給する工程と、 前記第１のガスと前記第２のガスとを、５５０℃〜６８
０℃に加熱されたウェハ上で混合して熱分解反応させ、
前記ウェハ上にポリシリコン膜を堆積させる工程とを含
むことを特徴とするボロン含有ポリシリコン膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04056094A JP3356531B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ボロン含有ポリシリコン膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04056094A JP3356531B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ボロン含有ポリシリコン膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230957A JPH07230957A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3356531B2 true JP3356531B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=12583849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04056094A Expired - Fee Related JP3356531B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ボロン含有ポリシリコン膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3356531B2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335280B1 (en) * | 1997-01-13 | 2002-01-01 | Asm America, Inc. | Tungsten silicide deposition process |
| US6475276B1 (en) | 1999-10-15 | 2002-11-05 | Asm Microchemistry Oy | Production of elemental thin films using a boron-containing reducing agent |
| FI20000099A0 (fi) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | Asm Microchemistry Ltd | Menetelmä metalliohutkalvojen kasvattamiseksi |
| WO2003025243A2 (en) | 2001-09-14 | 2003-03-27 | Asm International N.V. | Metal nitride deposition by ald using gettering reactant |
| US7405143B2 (en) | 2004-03-25 | 2008-07-29 | Asm International N.V. | Method for fabricating a seed layer |
| US8993055B2 (en) | 2005-10-27 | 2015-03-31 | Asm International N.V. | Enhanced thin film deposition |
| DE102006044372A1 (de) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Methylchlorsilanen |
| JP5551681B2 (ja) | 2008-04-16 | 2014-07-16 | エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド | アルミニウム炭化水素化合物を使用する金属炭化物膜の原子層堆積 |
| JP5809152B2 (ja) | 2009-10-20 | 2015-11-10 | エーエスエム インターナショナル エヌ．ヴェー．Ａｓｍ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｎ．Ｖ． | 誘電体膜をパッシベーションする方法 |
| US9412602B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-08-09 | Asm Ip Holding B.V. | Deposition of smooth metal nitride films |
| US8841182B1 (en) | 2013-03-14 | 2014-09-23 | Asm Ip Holding B.V. | Silane and borane treatments for titanium carbide films |
| US8846550B1 (en) | 2013-03-14 | 2014-09-30 | Asm Ip Holding B.V. | Silane or borane treatment of metal thin films |
| US10643925B2 (en) | 2014-04-17 | 2020-05-05 | Asm Ip Holding B.V. | Fluorine-containing conductive films |
| US10002936B2 (en) | 2014-10-23 | 2018-06-19 | Asm Ip Holding B.V. | Titanium aluminum and tantalum aluminum thin films |
| US9941425B2 (en) | 2015-10-16 | 2018-04-10 | Asm Ip Holdings B.V. | Photoactive devices and materials |
| US9786492B2 (en) | 2015-11-12 | 2017-10-10 | Asm Ip Holding B.V. | Formation of SiOCN thin films |
| US9786491B2 (en) | 2015-11-12 | 2017-10-10 | Asm Ip Holding B.V. | Formation of SiOCN thin films |
| KR102378021B1 (ko) | 2016-05-06 | 2022-03-23 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | SiOC 박막의 형성 |
| US10847529B2 (en) | 2017-04-13 | 2020-11-24 | Asm Ip Holding B.V. | Substrate processing method and device manufactured by the same |
| US10504901B2 (en) | 2017-04-26 | 2019-12-10 | Asm Ip Holding B.V. | Substrate processing method and device manufactured using the same |
| US11158500B2 (en) | 2017-05-05 | 2021-10-26 | Asm Ip Holding B.V. | Plasma enhanced deposition processes for controlled formation of oxygen containing thin films |
| US10991573B2 (en) | 2017-12-04 | 2021-04-27 | Asm Ip Holding B.V. | Uniform deposition of SiOC on dielectric and metal surfaces |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5961919A (ja) * | 1982-10-01 | 1984-04-09 | Hitachi Ltd | 薄膜の製造方法 |
| JPS6229132A (ja) * | 1985-07-30 | 1987-02-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体の製造方法 |
| NL9002164A (nl) * | 1990-10-05 | 1992-05-06 | Philips Nv | Werkwijze voor het voorzien van een substraat van een oppervlaktelaag vanuit een damp en een inrichting voor het toepassen van een dergelijke werkwijze. |
| JPH06208961A (ja) * | 1992-10-27 | 1994-07-26 | Tonen Corp | シリコン積層体の製造方法 |
| JPH07221026A (ja) * | 1994-01-28 | 1995-08-18 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 高品質半導体薄膜の形成方法 |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP04056094A patent/JP3356531B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07230957A (ja) | 1995-08-29 |
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