JPH0119251B2 - - Google Patents
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- JPH0119251B2 JPH0119251B2 JP13095280A JP13095280A JPH0119251B2 JP H0119251 B2 JPH0119251 B2 JP H0119251B2 JP 13095280 A JP13095280 A JP 13095280A JP 13095280 A JP13095280 A JP 13095280A JP H0119251 B2 JPH0119251 B2 JP H0119251B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/228—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a liquid phase, e.g. alloy diffusion processes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製造方法に関するもので
あり浅い接合深さを有する拡散層の形成を容易な
らしめることを目的とする。また本発明の別の目
的は浅い接合深さを有する拡散層への金属配線を
簡易化せしめることにある。
あり浅い接合深さを有する拡散層の形成を容易な
らしめることを目的とする。また本発明の別の目
的は浅い接合深さを有する拡散層への金属配線を
簡易化せしめることにある。
本発明者は先に出願の特願昭55−32992号にお
いて従来の加熱・拡散方法とは全く異なる原理に
基づく新規な加熱・拡散方法を提案した。上記特
許出願の提案は電磁波のエネルギを利用する点に
特徴があり、電磁波のエネルギを一旦ウエーハ表
面に被着された金属層に熱として移し、金属層を
熱源として絶縁性被膜または不純物を含む被膜と
ウエーハを加熱することにより熱処理または拡散
を行なうものである。したがつて熱処理時間は短
かく均一加熱が可能であること、局所的な加熱・
拡散が可能であること、0.1μｍ以下の浅い接合深
さの拡散層を形成できるなどの優れた特長を有し
ている。
いて従来の加熱・拡散方法とは全く異なる原理に
基づく新規な加熱・拡散方法を提案した。上記特
許出願の提案は電磁波のエネルギを利用する点に
特徴があり、電磁波のエネルギを一旦ウエーハ表
面に被着された金属層に熱として移し、金属層を
熱源として絶縁性被膜または不純物を含む被膜と
ウエーハを加熱することにより熱処理または拡散
を行なうものである。したがつて熱処理時間は短
かく均一加熱が可能であること、局所的な加熱・
拡散が可能であること、0.1μｍ以下の浅い接合深
さの拡散層を形成できるなどの優れた特長を有し
ている。
半導体集積回路においては拡散層の形成と同時
に拡散層と金属配線路との接続も重要な技術で、
特に浅い接合深さの拡散層に対して半導体基板に
突き抜けることなく、かつ低いコンタクト抵抗を
有するように金属配線路を形成することは容易で
はない。最も一般的なAl配線路においてはシリ
コンを数％以下の微量ほど混入することによりシ
ンタ時にAlが半導体基板にまで突き抜けること
を防止している。シリコンの混入量が多いほど突
き抜け防止力は増大するもののコンタクト抵抗も
増大するのでコンタクト穴が小さいほど、言い換
えるならば高密度化が進むほど不利になる。
に拡散層と金属配線路との接続も重要な技術で、
特に浅い接合深さの拡散層に対して半導体基板に
突き抜けることなく、かつ低いコンタクト抵抗を
有するように金属配線路を形成することは容易で
はない。最も一般的なAl配線路においてはシリ
コンを数％以下の微量ほど混入することによりシ
ンタ時にAlが半導体基板にまで突き抜けること
を防止している。シリコンの混入量が多いほど突
き抜け防止力は増大するもののコンタクト抵抗も
増大するのでコンタクト穴が小さいほど、言い換
えるならば高密度化が進むほど不利になる。
本発明は上記した問題点に鑑み、高周波電磁界
中の加熱を用いかつ拡散層を形成する不純物源と
して金属を用いた点に特徴があり以下図面ととも
に本発明の実施例について説明する。
中の加熱を用いかつ拡散層を形成する不純物源と
して金属を用いた点に特徴があり以下図面ととも
に本発明の実施例について説明する。
まず第１図に示すように半導体基板たとえばシ
リコン基板１の一主面上に第１の絶縁膜２を被着
し開口部３を設ける。絶縁膜２は拡散に対する阻
止材であるから材質は一般的な酸化シリコン、窒
化シリコン、アルミナで十分であり、膜厚は2000
〜3000Å以上であれば十分である。ついで拡散源
としての第１の金属被膜４を被着する。金属被膜
４はｎ形の拡散層を得んとするならばモリブデ
ン、タンタル、タングステンまたはアンチモンな
どを被着し、Ｐ形の拡散層を得んとするならばア
ルミニウムまたはインジウムを被着する。浅い拡
散層を形成するためには金属被膜４の膜厚は薄く
500〜3000Åとしなければならない。なぜならば
シリコン基板１と金属被膜４が後の加熱工程で合
金を形成するからで、金属被膜４が厚いと形成さ
れる合金層も厚くなつて開口部３付近のシリコン
基板１に結晶欠陥を誘起する恐れがあり、また拡
散源が豊富なために均一な深さの拡散層を得るの
が困難となるからである。
リコン基板１の一主面上に第１の絶縁膜２を被着
し開口部３を設ける。絶縁膜２は拡散に対する阻
止材であるから材質は一般的な酸化シリコン、窒
化シリコン、アルミナで十分であり、膜厚は2000
〜3000Å以上であれば十分である。ついで拡散源
としての第１の金属被膜４を被着する。金属被膜
４はｎ形の拡散層を得んとするならばモリブデ
ン、タンタル、タングステンまたはアンチモンな
どを被着し、Ｐ形の拡散層を得んとするならばア
ルミニウムまたはインジウムを被着する。浅い拡
散層を形成するためには金属被膜４の膜厚は薄く
500〜3000Åとしなければならない。なぜならば
シリコン基板１と金属被膜４が後の加熱工程で合
金を形成するからで、金属被膜４が厚いと形成さ
れる合金層も厚くなつて開口部３付近のシリコン
基板１に結晶欠陥を誘起する恐れがあり、また拡
散源が豊富なために均一な深さの拡散層を得るの
が困難となるからである。
金属被膜４の被着後、第２の絶縁膜５を被着
し、ひきつづき高融点低抵抗金属たとえばモリブ
デン、タンタル、タングステンなどよりなる第２
の金属被膜６を被着する。絶縁膜５は熱源となる
金属被膜６と合金を形成する金属被膜４とが直接
反応することを防ぐための阻止材であると同時に
金属被膜４と半導体基板１に熱を伝えねばならな
いので膜厚は余り厚くない方が好ましく1μｍ以
下に選ばれる。またその膜材としては絶縁膜２と
同じく酸化シリコン、窒化シリコン、アルミナな
どでよい。金属被膜６は例えば1.5μｍ厚のモリブ
デンが選ばれる。
し、ひきつづき高融点低抵抗金属たとえばモリブ
デン、タンタル、タングステンなどよりなる第２
の金属被膜６を被着する。絶縁膜５は熱源となる
金属被膜６と合金を形成する金属被膜４とが直接
反応することを防ぐための阻止材であると同時に
金属被膜４と半導体基板１に熱を伝えねばならな
いので膜厚は余り厚くない方が好ましく1μｍ以
下に選ばれる。またその膜材としては絶縁膜２と
同じく酸化シリコン、窒化シリコン、アルミナな
どでよい。金属被膜６は例えば1.5μｍ厚のモリブ
デンが選ばれる。
半導体基板１を３インチウエーハとすると３イ
ンチウエーハあたり10KWの電力密度を有する
10GHzの高周波電磁界中に放置する。そうすると
３インチウエーハに被着されたモリブデン膜６は
高周波電磁界のエネルギーをジユール熱として吸
収し数〜数十秒で1000℃にまで昇温することにな
り加熱されたモリブデン膜６から絶縁膜５を介し
て金属被膜４も加熱され、金属被膜４はシリコン
基板１と熱反応を生じて合金拡散層７が形成され
る。合金拡散層７の深さは金属被膜４とほぼ同じ
厚さになり500Å〜3000Åとなる。その後第２図
に示したように金属被膜６と絶縁膜５を除去し第
３の金属被膜を被着した後、感光性樹脂を用いて
選択的に除去し配線路８を選択的に形成すること
により本発明による配線方法が完成する。
ンチウエーハあたり10KWの電力密度を有する
10GHzの高周波電磁界中に放置する。そうすると
３インチウエーハに被着されたモリブデン膜６は
高周波電磁界のエネルギーをジユール熱として吸
収し数〜数十秒で1000℃にまで昇温することにな
り加熱されたモリブデン膜６から絶縁膜５を介し
て金属被膜４も加熱され、金属被膜４はシリコン
基板１と熱反応を生じて合金拡散層７が形成され
る。合金拡散層７の深さは金属被膜４とほぼ同じ
厚さになり500Å〜3000Åとなる。その後第２図
に示したように金属被膜６と絶縁膜５を除去し第
３の金属被膜を被着した後、感光性樹脂を用いて
選択的に除去し配線路８を選択的に形成すること
により本発明による配線方法が完成する。
金属被膜４は配線路８の下にのみ選択的に残さ
れて配線抵抗を下げてもよく、あるいは第３図に
示したように絶縁膜５の除去後金属被膜４も除去
し配線路８を選択的に形成してもよい。
れて配線抵抗を下げてもよく、あるいは第３図に
示したように絶縁膜５の除去後金属被膜４も除去
し配線路８を選択的に形成してもよい。
こうすると配線路８と拡散層７とのコンタクト
抵抗をより下げることができる。なお拡散層７上
および開口部３近辺の絶縁膜２上には金属被膜４
と半導体基板１とが反応して形成された合金化し
た金属層９が存在し、配線路８の形成後、熱処理
が加えられても配線路８が合金化した金属層９と
拡散層７を突き抜けて半導体基板１に到達するこ
とはない。配線路８はアルミニウムを用いるのが
一般的である。また配線路８はボンデイングパツ
ドを兼ねることも可能でその場合には厚さ1μｍ
以上に選ばれる。
抵抗をより下げることができる。なお拡散層７上
および開口部３近辺の絶縁膜２上には金属被膜４
と半導体基板１とが反応して形成された合金化し
た金属層９が存在し、配線路８の形成後、熱処理
が加えられても配線路８が合金化した金属層９と
拡散層７を突き抜けて半導体基板１に到達するこ
とはない。配線路８はアルミニウムを用いるのが
一般的である。また配線路８はボンデイングパツ
ドを兼ねることも可能でその場合には厚さ1μｍ
以上に選ばれる。
以上の説明からも分かるように本発明において
は合金拡散層を形成するために必要な加熱処理が
極めて短時間で終了するため拡散現象が進行せず
500Å〜3000Åの浅い接合深さの拡散層が得られ、
しかも拡散層が合金であるために配線路を形成す
る金属材が拡散層を突き抜けて半導体基板に達す
ることがない。電気炉を用いると炉心管への出し
入れやウエーハが均一に加熱されるまでの待ち時
間などのために均一な深さの拡散層を得るのは電
気炉の温度を下げても困難であるが、本発明では
一主面上の高融点低抵抗金属層から一様に加熱さ
れるためにたとえば0.3μｍ以下の浅い接合深さの
そろつた拡散層が得られるなどの優れた利点が得
られる。なお、本発明においては半導体としてシ
リコン基板を挙げたが、絶縁膜上の半導体や
GaAsなどの化合物半導体においても本発明が有
効であることは言うまでもない。
は合金拡散層を形成するために必要な加熱処理が
極めて短時間で終了するため拡散現象が進行せず
500Å〜3000Åの浅い接合深さの拡散層が得られ、
しかも拡散層が合金であるために配線路を形成す
る金属材が拡散層を突き抜けて半導体基板に達す
ることがない。電気炉を用いると炉心管への出し
入れやウエーハが均一に加熱されるまでの待ち時
間などのために均一な深さの拡散層を得るのは電
気炉の温度を下げても困難であるが、本発明では
一主面上の高融点低抵抗金属層から一様に加熱さ
れるためにたとえば0.3μｍ以下の浅い接合深さの
そろつた拡散層が得られるなどの優れた利点が得
られる。なお、本発明においては半導体としてシ
リコン基板を挙げたが、絶縁膜上の半導体や
GaAsなどの化合物半導体においても本発明が有
効であることは言うまでもない。
第１図、第２図、第３図は本発明の実施例によ
る拡散層と配線の形式方法を示す断面図である。 １……半導体基板、２，５……絶縁膜、３……
開口部、４……拡散源金属被膜、６……高融点低
抵抗金属被膜、７……拡散層、８……配線路、９
……合金化した金属被膜。
る拡散層と配線の形式方法を示す断面図である。 １……半導体基板、２，５……絶縁膜、３……
開口部、４……拡散源金属被膜、６……高融点低
抵抗金属被膜、７……拡散層、８……配線路、９
……合金化した金属被膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板もしくは半導体層上に第１の絶縁
性被膜を形成する工程と、この第１の絶縁性被膜
に開口部を形成後第１の金属被膜を被着する工程
と、前記第１の金属被膜上に第２の絶縁性被膜と
高融点低抵抗金属よりなる第２の金属被膜を被着
する工程と、前記半導体基板を高周波電磁界中に
放置することにより前記第２の金属被膜を熱源と
して前記第１の金属被膜から拡散層を形成する工
程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 ２ 第１および第２の絶縁性被膜として酸化シリ
コン膜または窒化シリコン膜もしくはアルミナ膜
の少なくとも１つを用い、第２の金属被膜として
モリブデンまたはタンタルもしくはタングステン
の少なくとも１つを用いることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。 ３ 第１の金属被膜としてモリブデン、タンタ
ル、タングステンあるいはアンチモンのうち少な
くとも１つを用いることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の半導体装置の製造方法。 ４ 第１の金属被膜としてアルミニウムまたはイ
ンジウムを用いることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の半導体装置の製造方法。 ５ 半導体基板もしくは半導体層上に第１の絶縁
性被膜を形成する工程と、この第１の絶縁性被膜
に開口部を形成後第１の金属被膜を被着する工程
と、前記第１の金属被膜上に第２の絶縁性被膜と
高融点低抵抗金属よりなる第２の金属被膜を被着
する工程と、前記半導体基板を高周波電磁界中に
放置する工程と、前記第２の金属被膜と第２の絶
縁性被膜を除去後前記第１の金属被膜を含んで第
３の金属被膜を選択的に被着形成する工程とを備
えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 ６ 第３の金属被膜がアルミニウムであることを
特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13095280A JPS5754315A (ja) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Handotaisochinoseizohoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13095280A JPS5754315A (ja) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Handotaisochinoseizohoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5754315A JPS5754315A (ja) | 1982-03-31 |
| JPH0119251B2 true JPH0119251B2 (ja) | 1989-04-11 |
Family
ID=15046474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13095280A Granted JPS5754315A (ja) | 1980-09-19 | 1980-09-19 | Handotaisochinoseizohoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5754315A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59125621A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-20 | Fujitsu Ltd | 半導体製造装置 |
| JPS63306623A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-14 | Rohm Co Ltd | 半導体装置のシンタリング方法 |
-
1980
- 1980-09-19 JP JP13095280A patent/JPS5754315A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5754315A (ja) | 1982-03-31 |
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