JPH01187922A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPH01187922A JPH01187922A JP1288088A JP1288088A JPH01187922A JP H01187922 A JPH01187922 A JP H01187922A JP 1288088 A JP1288088 A JP 1288088A JP 1288088 A JP1288088 A JP 1288088A JP H01187922 A JPH01187922 A JP H01187922A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体製造装置に関し、さらに詳しくは、
半導体装置の製造に際して、半導体ウェハの面上に、例
えば、ゲート電極材料などに用いられるところの、多結
晶シリコン層を成長堆積させるための減圧化学気相成長
装置、いわゆる、減圧ＣＶＤ装置の改良に係るものであ
る。
半導体装置の製造に際して、半導体ウェハの面上に、例
えば、ゲート電極材料などに用いられるところの、多結
晶シリコン層を成長堆積させるための減圧化学気相成長
装置、いわゆる、減圧ＣＶＤ装置の改良に係るものであ
る。
従来例によるこの種の減圧ＣＶＤ装置の概要構成を第６
図に示す。
図に示す。
すなわち、この第６図従来例装置において、符号ｌは被
処理対象としての半導体ウェハを示しており、２はこの
半導体ウェハ１を搭載するポートである。
処理対象としての半導体ウェハを示しており、２はこの
半導体ウェハ１を搭載するポートである。
また、３は航記半導体ウェハＩの複数枚を並列に植立保
持させて搭載したボート２を装入処理するための反応室
であり、４はこの反応室３内を外部周囲から所定温度に
制御して加熱するヒータである。
持させて搭載したボート２を装入処理するための反応室
であり、４はこの反応室３内を外部周囲から所定温度に
制御して加熱するヒータである。
さらに、５は前記反応室３内を減圧するための真空ポン
プ、６は同反応室３内に開口された反応ガス入口、７ａ
、および７ｂはこの反応ガス人口６に連通ずるそれぞれ
の反応ガス流路に介在されて、反応ガス、およびこれに
添加される不純物ガスを前記反応室３内に導入するため
の第１．第２の各バルブであり、８ａ、および８ｂはそ
れぞれの反応ガス流路における反応ガス、およびこれに
添加される不純物ガスの流量を調整して制御する第１．
第２の各マスフローコントローラである。
プ、６は同反応室３内に開口された反応ガス入口、７ａ
、および７ｂはこの反応ガス人口６に連通ずるそれぞれ
の反応ガス流路に介在されて、反応ガス、およびこれに
添加される不純物ガスを前記反応室３内に導入するため
の第１．第２の各バルブであり、８ａ、および８ｂはそ
れぞれの反応ガス流路における反応ガス、およびこれに
添加される不純物ガスの流量を調整して制御する第１．
第２の各マスフローコントローラである。
しかして、この従来例構成では、ボート２上にあって、
半導体ウェハ１の複数枚を並列に植立保持して搭載させ
た上で、まず、このポート２を反応室３内に装入させ、
かつこの反応室３内をヒータ４によって、所定温度に加
熱すると共に、真空ポンプ５によって、０．２５〜２．
０Ｔｏｒｒ程度までに減圧しておく。
半導体ウェハ１の複数枚を並列に植立保持して搭載させ
た上で、まず、このポート２を反応室３内に装入させ、
かつこの反応室３内をヒータ４によって、所定温度に加
熱すると共に、真空ポンプ５によって、０．２５〜２．
０Ｔｏｒｒ程度までに減圧しておく。
ついでその後、第１．第２の各バルブ７ａ、７ｂを開弁
させて、多結晶シリコンを生成させるための反応ガス、
例えば、シランガスと、この多結晶シリコン中に添加さ
れる不純物源としてのガス、例えば、 Ｐ［１３ガスと
を、それぞれに第１．第２の各マスフローコントローラ
８ａ、８ｂによる流量の調整；しＪ御のもとに供給させ
、かつこれらの両ガスを混合して、反応ガス人口６から
反応室３内に導入させることにより、所期通りに、各半
導体ウェハ１の面上に多結晶シリコン層を成長堆積させ
るのである。
させて、多結晶シリコンを生成させるための反応ガス、
例えば、シランガスと、この多結晶シリコン中に添加さ
れる不純物源としてのガス、例えば、 Ｐ［１３ガスと
を、それぞれに第１．第２の各マスフローコントローラ
８ａ、８ｂによる流量の調整；しＪ御のもとに供給させ
、かつこれらの両ガスを混合して、反応ガス人口６から
反応室３内に導入させることにより、所期通りに、各半
導体ウェハ１の面上に多結晶シリコン層を成長堆積させ
るのである。
〔発明が解決しようとする課題ｊ
しかしながら、前記構成による従来例装置にあっては、
前記した多結晶シリコンを生成させるための反応ガスと
してのシランガスと、多結晶シリコン中に添加させる不
純物源としてのＰ！１３ガスとが、それぞれに流量こそ
調整されはするもの工、多結晶シリコン成長の全期間を
通して、反応室内へ一様に導入されるようになっている
ために、各半導体ウェハの面上に、次第に成長して堆積
される多結晶シリコン中での、不純物の濃度分布を堆積
方向、つまり深さ方向には変化させることができず、ま
た、その後の熱処理工程において、多結晶シリコン中で
の結晶粒径が膜厚以上に成長されて、その結晶粒が柱状
に形成されたりすると、装置製造の際のイオン注入時に
、注入イオンが、チャネリング現象により結晶粒の軸方
向とか粒界などを通して、ゲート酸化膜下のチャネル領
域にまで達し、そのしきい値電圧などを変化させるに至
ると云う好ましくない問題点があった。
前記した多結晶シリコンを生成させるための反応ガスと
してのシランガスと、多結晶シリコン中に添加させる不
純物源としてのＰ！１３ガスとが、それぞれに流量こそ
調整されはするもの工、多結晶シリコン成長の全期間を
通して、反応室内へ一様に導入されるようになっている
ために、各半導体ウェハの面上に、次第に成長して堆積
される多結晶シリコン中での、不純物の濃度分布を堆積
方向、つまり深さ方向には変化させることができず、ま
た、その後の熱処理工程において、多結晶シリコン中で
の結晶粒径が膜厚以上に成長されて、その結晶粒が柱状
に形成されたりすると、装置製造の際のイオン注入時に
、注入イオンが、チャネリング現象により結晶粒の軸方
向とか粒界などを通して、ゲート酸化膜下のチャネル領
域にまで達し、そのしきい値電圧などを変化させるに至
ると云う好ましくない問題点があった。
この発明は従来のこのような問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的とするところは、装置製
造の際での多結晶シリコン層の成長形成時にあって、添
加される不純物の濃度分布を堆積方向に変化させること
のできる。この種の半導体製造装置、こＳでは、減圧Ｃ
ＶＤ装置を提供することである。
されたものであって、その目的とするところは、装置製
造の際での多結晶シリコン層の成長形成時にあって、添
加される不純物の濃度分布を堆積方向に変化させること
のできる。この種の半導体製造装置、こＳでは、減圧Ｃ
ＶＤ装置を提供することである。
前記目的を達成するために、この発明に係る減圧ＣＶＤ
装置は、反応ガスと一緒に導入される不純物ガスの供給
量をパルス状に制御して供給させ得るようにしたもので
ある。
装置は、反応ガスと一緒に導入される不純物ガスの供給
量をパルス状に制御して供給させ得るようにしたもので
ある。
すなわち、この発明は、半導体ウェハの面トに多結晶シ
リコン層を成長堆積させるため、各別に流量調整して供
給される反応ガス、およびこれに添加される不純物ガス
を、反応室内に混合して導入させるようにした減圧化学
気相成長装置において、前記不純物ガスをパルス状に制
御して供給する手段を備え、成長される多結晶シリコン
中での不純物濃度を堆積方向に変化させ得るようにした
ことを特徴とする半導体製造装置である。
リコン層を成長堆積させるため、各別に流量調整して供
給される反応ガス、およびこれに添加される不純物ガス
を、反応室内に混合して導入させるようにした減圧化学
気相成長装置において、前記不純物ガスをパルス状に制
御して供給する手段を備え、成長される多結晶シリコン
中での不純物濃度を堆積方向に変化させ得るようにした
ことを特徴とする半導体製造装置である。
（作 用〕
従って、この発明装置においては、反応ガスと一緒に導
入される不純物ガスの供給量をパルス状に制御して供給
させるようにしたので、成長される多結晶シリコン中で
の不純物濃度を堆積方向に変化させることができ、また
、成長堆積後の熱処理工程において、多結晶シリコン中
での結晶粒の柱状化を防止し得るのである。
入される不純物ガスの供給量をパルス状に制御して供給
させるようにしたので、成長される多結晶シリコン中で
の不純物濃度を堆積方向に変化させることができ、また
、成長堆積後の熱処理工程において、多結晶シリコン中
での結晶粒の柱状化を防止し得るのである。
以下、この発明に係る半導体製造装置、こ＼では減圧Ｃ
ＶＤ装置の一実施例につき、第１図ないし第５図を参照
して詳細に説明する。
ＶＤ装置の一実施例につき、第１図ないし第５図を参照
して詳細に説明する。
第１図はこの実施例を適用°した減圧ＣＶＤ装置の概要
を模式的に示す構成説明図であり、この第１図実施例装
置の構成において、前記第６図従来例装置の構成と同一
符号は同一または相当部分を示している。
を模式的に示す構成説明図であり、この第１図実施例装
置の構成において、前記第６図従来例装置の構成と同一
符号は同一または相当部分を示している。
すなわち、この第１図実施例装置においても、符号ｌは
被処理対象としての半導体ウェハを示しており、２はこ
の半導体ウェハ１を搭載するボートである。
被処理対象としての半導体ウェハを示しており、２はこ
の半導体ウェハ１を搭載するボートである。
また、３は前記半導体ウェハ１の複数枚を並列に植立保
持させて搭載したボート２を装入処理するための反応室
であり、４はこの反応室３内を外部周囲から所定温度に
制御して加熱するヒータである。
持させて搭載したボート２を装入処理するための反応室
であり、４はこの反応室３内を外部周囲から所定温度に
制御して加熱するヒータである。
ざらに、５は前記反応室３内を減圧するための真空ポン
プ、６は同反応室３内に開口された反応ガス入口、７ａ
、および７ｂはこの反応ガス人口５に連通ずるそれぞれ
の反応ガス流路に介在されて、反応ガス、およびこれに
添加される不純物ガスを前記反応室３内に導入するため
の第１．第２の各バルブであり、８ａ、および８ｂはそ
れぞれの反応ガス流路における反応ガス、およびこれに
添加される不純物ガスの流量を調整して制御する第１．
第２の各マスフローコントローラである。
プ、６は同反応室３内に開口された反応ガス入口、７ａ
、および７ｂはこの反応ガス人口５に連通ずるそれぞれ
の反応ガス流路に介在されて、反応ガス、およびこれに
添加される不純物ガスを前記反応室３内に導入するため
の第１．第２の各バルブであり、８ａ、および８ｂはそ
れぞれの反応ガス流路における反応ガス、およびこれに
添加される不純物ガスの流量を調整して制御する第１．
第２の各マスフローコントローラである。
そして、この実施例装置の場合には、前記不純物ガスを
反応室３内に導入するための第２のバルブ７ｂに対して
、同バルブ７ｂの開閉をパルス状に制御するためのパル
ス発生器９を付設させたものである。
反応室３内に導入するための第２のバルブ７ｂに対して
、同バルブ７ｂの開閉をパルス状に制御するためのパル
ス発生器９を付設させたものである。
従って、この実施例構成にあっても、ボート２上に半導
体ウェハｌの複数枚を並列に植立保持して搭載させた上
で、まず、このボート２を反応室３内に装入させ、かつ
この反応室３内をヒータ４によって、所定温度に加熱す
ると共に、真空ポンプ５によって、０．２５〜２．０Ｔ
ｏｒｒ程度までに減圧しておく。
体ウェハｌの複数枚を並列に植立保持して搭載させた上
で、まず、このボート２を反応室３内に装入させ、かつ
この反応室３内をヒータ４によって、所定温度に加熱す
ると共に、真空ポンプ５によって、０．２５〜２．０Ｔ
ｏｒｒ程度までに減圧しておく。
ついでその後、第１．第２の各バルブ７ａ、７ｂを開弁
させて、多結晶シリコンを生成させるための反応ガス、
例えば、シランガスと、この多結晶シリコン中に添加さ
れる不純物源としてのガス、例えば、Ｐ１１３ガスとを
、それぞれに第１．第２の各マスフローコントローラ８
ａ、８ｂによる流量の調整制御のもとに供給させ、かつ
これらの両ガスを混合して、反応ガス人口６から反応室
３内に導入させるが、このとき、第２のバルブ７ｂにつ
いては、パルス発生器９からの制御されたパルス出力に
より、パルス状に開閉制御させて不純物ガスの供給間隔
、もしくは供給量を変化させるようにし、このようにし
て、各半導体ウェハ１の面上に、第２図、および第３図
に見られる通り、多結晶シリコン層ＩＯを成長して堆積
させるのである。
させて、多結晶シリコンを生成させるための反応ガス、
例えば、シランガスと、この多結晶シリコン中に添加さ
れる不純物源としてのガス、例えば、Ｐ１１３ガスとを
、それぞれに第１．第２の各マスフローコントローラ８
ａ、８ｂによる流量の調整制御のもとに供給させ、かつ
これらの両ガスを混合して、反応ガス人口６から反応室
３内に導入させるが、このとき、第２のバルブ７ｂにつ
いては、パルス発生器９からの制御されたパルス出力に
より、パルス状に開閉制御させて不純物ガスの供給間隔
、もしくは供給量を変化させるようにし、このようにし
て、各半導体ウェハ１の面上に、第２図、および第３図
に見られる通り、多結晶シリコン層ＩＯを成長して堆積
させるのである。
つまり、この場合、前記した第２のバルブ７ｂをパルス
状に開閉制御させるパルス出力が、第２図（ａ）に示さ
れているように、多結晶シリコン層ｌＯの成長初期から
終期にかけて、一定のパルス幅。
状に開閉制御させるパルス出力が、第２図（ａ）に示さ
れているように、多結晶シリコン層ｌＯの成長初期から
終期にかけて、一定のパルス幅。
および間隔のものであると、成長される多結晶シリコン
層１０中には、同図（ｂ）の通りに、不純物の添加され
た層部分１０ａと添加されない層部分ｔａｂとが交互に
形成されることになる。
層１０中には、同図（ｂ）の通りに、不純物の添加され
た層部分１０ａと添加されない層部分ｔａｂとが交互に
形成されることになる。
そして、このような不純物分布の多結晶シリコン層ＩＯ
を熱処理すると、不純物の添加された層部分１０ａと添
加されない層部分ｉｏｂとで、結晶粒の成長速度が異な
るために、第４図に示されているように、結晶粒界が堆
積方向、いわゆる深さ方向に連なること、すなわち多結
晶シリコン中での結晶粒の柱状化を防止し得るのである
。
を熱処理すると、不純物の添加された層部分１０ａと添
加されない層部分ｉｏｂとで、結晶粒の成長速度が異な
るために、第４図に示されているように、結晶粒界が堆
積方向、いわゆる深さ方向に連なること、すなわち多結
晶シリコン中での結晶粒の柱状化を防止し得るのである
。
また、一方、前記した第２のバルブ７ｂをパルス状に開
閉制御させるパルス出力が、第３図（ａ）に示されてい
るように、多結晶シリコン層ＩＯの成長初期に短いパル
ス幅、および長い間隔で、かつ終期に近付くに従って次
第に長いパルス幅、および短い間隔に変化するものであ
ると、成長される多結晶シリコン層ＩＯ中には、同図（
ｂ）の通りに、成長初期に不純物濃度を薄く、同終期に
かけて次第に不純物濃度を濃くし得るもので、その後、
このような不純物分布の傾斜を利用してエツチングを行
なうときは、第５図に示されているように、エツチング
側面に傾斜をつけることができるのである。
閉制御させるパルス出力が、第３図（ａ）に示されてい
るように、多結晶シリコン層ＩＯの成長初期に短いパル
ス幅、および長い間隔で、かつ終期に近付くに従って次
第に長いパルス幅、および短い間隔に変化するものであ
ると、成長される多結晶シリコン層ＩＯ中には、同図（
ｂ）の通りに、成長初期に不純物濃度を薄く、同終期に
かけて次第に不純物濃度を濃くし得るもので、その後、
このような不純物分布の傾斜を利用してエツチングを行
なうときは、第５図に示されているように、エツチング
側面に傾斜をつけることができるのである。
（発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、半導体ウェハの
面上に、多結晶シリコン層を成長堆積させるため、各別
に流量調整して供給される反応ガス、およびこれに添加
される不純物ガスを、反応室内に混合して導入させるよ
うにした減圧化学気相成長装置において、不純物ガスを
パルス状に制御して供給する手段を設けたので、反応ガ
スと−緒に導入される不純物ガスの供給量をパルス状に
制御して供給させることができ、成長される多結晶シリ
コン中での不純物濃度の分布をその堆積方向に、極めて
容易に変化させ得る利点を有し、また、成長堆積後の熱
処理工程におけるところの。
面上に、多結晶シリコン層を成長堆積させるため、各別
に流量調整して供給される反応ガス、およびこれに添加
される不純物ガスを、反応室内に混合して導入させるよ
うにした減圧化学気相成長装置において、不純物ガスを
パルス状に制御して供給する手段を設けたので、反応ガ
スと−緒に導入される不純物ガスの供給量をパルス状に
制御して供給させることができ、成長される多結晶シリ
コン中での不純物濃度の分布をその堆積方向に、極めて
容易に変化させ得る利点を有し、また、成長堆積後の熱
処理工程におけるところの。
多結晶シリコン中での結晶粒の柱状化を防止し得るので
あり、しかも、具体的な装置の構成としては、従来例装
置に加えて、例えば、不純物ガスの供給流路に介在され
るバルブの開閉をパルス状に制御するパルス発生器を付
加させるだけで済むから、その装置構造が簡単で容易に
実施可能であるなどの優れた特長を有するものである。
あり、しかも、具体的な装置の構成としては、従来例装
置に加えて、例えば、不純物ガスの供給流路に介在され
るバルブの開閉をパルス状に制御するパルス発生器を付
加させるだけで済むから、その装置構造が簡単で容易に
実施可能であるなどの優れた特長を有するものである。
第１図はこの発明の一実施例を適用した減圧ＣＶＤ装置
の概要を模式的に示す構成説明図、第２図（ａ） 、
（ｂ）と第４図、および第３図（ａ） 、 （ｂ）と第
５図は同上装置におけるパルス出力と成長される多結晶
シリコン層との関係、および多結晶シリコン層での不純
物分布の変化によって嚢らされる効果を示す説明図であ
り、また、第６図は従来例による同上減圧ＣＶＤ装置の
概要を模式的に示す構成説明図である。 ｌ・・・・半導体ウェハ、２・・・・ボート、３・・・
・反応室、４・・・・ヒータ、５・・・・真空ポンプ、
６・・・・反応ガス人口、７ａ、７ｂ・・・・反応ガス
、不純物ガスのための第１．第２の各バルブ、８ａ、８
ｂ・・・・同第１、ｉ２の各マスフローコントローラ、
９・・・・パルス発生器、ＩＯ・・・・多結晶シリコン
層、ｌｏａ・・・・同不純物の添加された層部分、ｌＯ
ｂ・・・・同不純物の添加されない層部分。 代理人 大 岩 増 雄第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 （Ｑ） （ｂ） ＯＦＦ Ｃ！Ｎ 第４図
の概要を模式的に示す構成説明図、第２図（ａ） 、
（ｂ）と第４図、および第３図（ａ） 、 （ｂ）と第
５図は同上装置におけるパルス出力と成長される多結晶
シリコン層との関係、および多結晶シリコン層での不純
物分布の変化によって嚢らされる効果を示す説明図であ
り、また、第６図は従来例による同上減圧ＣＶＤ装置の
概要を模式的に示す構成説明図である。 ｌ・・・・半導体ウェハ、２・・・・ボート、３・・・
・反応室、４・・・・ヒータ、５・・・・真空ポンプ、
６・・・・反応ガス人口、７ａ、７ｂ・・・・反応ガス
、不純物ガスのための第１．第２の各バルブ、８ａ、８
ｂ・・・・同第１、ｉ２の各マスフローコントローラ、
９・・・・パルス発生器、ＩＯ・・・・多結晶シリコン
層、ｌｏａ・・・・同不純物の添加された層部分、ｌＯ
ｂ・・・・同不純物の添加されない層部分。 代理人 大 岩 増 雄第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 （Ｑ） （ｂ） ＯＦＦ Ｃ！Ｎ 第４図
Claims (1)
- 半導体ウェハの面上に、多結晶シリコン層を成長堆積
させるため、各別に流量調整して供給される反応ガス、
およびこれに添加される不純物ガスを、反応室内に混合
して導入させるようにした減圧化学気相成長装置におい
て、前記不純物ガスをパルス状に制御して供給する手段
を備え、成長される多結晶シリコン中での不純物濃度を
堆積方向に変化させ得るようにしたことを特徴とする半
導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1288088A JPH01187922A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1288088A JPH01187922A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01187922A true JPH01187922A (ja) | 1989-07-27 |
Family
ID=11817726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1288088A Pending JPH01187922A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01187922A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10242065A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-11 | Siemens Ag | ポリシリコン層及び層構造の製造方法並びにパターニング方法 |
-
1988
- 1988-01-22 JP JP1288088A patent/JPH01187922A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10242065A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-11 | Siemens Ag | ポリシリコン層及び層構造の製造方法並びにパターニング方法 |
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