JPH01110725A - 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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- JPH01110725A JPH01110725A JP62268527A JP26852787A JPH01110725A JP H01110725 A JPH01110725 A JP H01110725A JP 62268527 A JP62268527 A JP 62268527A JP 26852787 A JP26852787 A JP 26852787A JP H01110725 A JPH01110725 A JP H01110725A
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Landscapes
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- Laminated Bodies (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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っ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って燐珪酸ガ
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。
純物層の形成方法に関し、 ランプアニールによっ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って燐珪酸ガ
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。
ニールによる不純物層の形成方法に関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕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１０００〜２
０００人、不純物濃度１０ ／ｃ＋を程度が必要にな
っている。第２図において、ｌ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２０００〜３０００人、不純物
濃度は１０ １５／ｃｔｌ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（浅シ）接合を
形成して）、それによってベース幅を薄（シ、電流増幅
率を大きくすると動作が高速化される。
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１０００〜２
０００人、不純物濃度１０ ／ｃ＋を程度が必要にな
っている。第２図において、ｌ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２０００〜３０００人、不純物
濃度は１０ １５／ｃｔｌ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（浅シ）接合を
形成して）、それによってベース幅を薄（シ、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、１
２００℃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ブツトの点から問
題がある。
、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、１
２００℃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ブツトの点から問
題がある。
従って、その場合はウェ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、１ｏｏｏ℃
程度に加熱され、不純物拡散によって歪んだ結晶は容易
に回復される。
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、１ｏｏｏ℃
程度に加熱され、不純物拡散によっ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、ウェハー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
接ウェハーの主面を照射せず、ウェ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。
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、ウェハー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
接ウェハーの主面を照射せず、ウェ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（ＰＳＧ
）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って、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
、従って、ランプアニールによっ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である。
拡散させるｎ型固体拡散源として燐珪酸ガラス（ＰＳＧ
）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って、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
、従って、ランプアニールによっ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である。
本発明はこの問題点を解決し、ランプアニールによって
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。
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
燐珪酸ガラス股上に第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
っ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
って達成される。
、該多結晶シリコン膜上に燐珪酸ガラス膜を被着し、該
燐珪酸ガラス股上に第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
っ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
って達成される。
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っ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。
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っ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（ａｌ〜（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。
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５
００人程度の多結晶シリコン膜２０を化学気相成長（Ｃ
ＶＤ）法で被着し、その上に厚さ数千人の燐珪酸ガラス
（ＰＳＧ）膜を化学気相成長法で被着し、フォトプロセ
スによってパターン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。
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５
００人程度の多結晶シリコン膜２０を化学気相成長（Ｃ
ＶＤ）法で被着し、その上に厚さ数千人の燐珪酸ガラス
（ＰＳＧ）膜を化学気相成長法で被着し、フォトプロセ
スによってパターン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をエツチング除去する際、半導
体基板がエツ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（ｈＦｚ）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をエツチング除去する際、半導
体基板がエツ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（ｈＦｚ）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
０人程度の第２の多結晶シリコン１１＊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。
０人程度の第２の多結晶シリコン１１＊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フ
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によって燐珪酸ガラス膜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。
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によって燐珪酸ガラス膜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ツ
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をエツチング除去する。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
によっ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よりエツチングレートが大きくなる。そのた
め、エツ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のみをエツチング除去で
きるものである。
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をエツチング除去する。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
によっ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よりエツチングレートが大きくなる。そのた
め、エツ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のみをエツチング除去で
きるものである。
第１図（ｅｌ参照；次いで、弗酸溶液でエツチングして
燐珪酸ガラス膜６を除去する。
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ってパ
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ってパ
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って浅い
接合（シャロージヤンクション）を形成することができ
る。
ス（ＰＳＧ”）膜を用いてランプアニールによって浅い
接合（シャロージヤンクション）を形成することができ
る。
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。
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（ａｌ〜（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、 ｌ５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。 第１図（セ司２） ｎｐｎ＋℃°イＰ−フ（）〉シーｘり／ＩｔＰ＋＃ｒｈ
ｃｘ第２ｍ
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、 ｌ５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。 第１図（セ司２） ｎｐｎ＋℃°イＰ−フ（）〉シーｘり／ＩｔＰ＋＃ｒｈ
ｃｘ第２ｍ
Claims (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って燐珪酸
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 true JPH01110725A (ja) | 1989-04-27 |
| JP2551040B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003338561A (ja) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子のトランジスタ形成方法 |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62268527A patent/JP2551040B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003338561A (ja) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子のトランジスタ形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2551040B2 (ja) | 1996-11-06 |
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