JPH01194416A

JPH01194416A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH01194416A
Application number: JP2010588A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Hikita; 智之疋田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1989-08-04

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。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明：ま半導体装置の製造方法に関し、特に回転塗
布法（ＳＰＩＮ−ＯＮ法）を用いてウェハ表面に拡散源
を形成する半導体装置の製造方法に関するものである。

（ロ）従来の技術一般に、この種の方法は、例えばＰ型Ｓｉ基板上に回転
塗布させた塗布液をベークしてなる、いわゆる５ＰＩＮ
−ＯＮ−ＧＬＡＳＳ　（以下、ＳＯＧと称す）を用いて
Ｎ０拡散領域を形成し、バイポーラＩＣを作成するのに
採用されている。

すなわち、第２図に示す半導体装置の断面図において、
Ｐ型Ｓｉ基板ｌは、その上に所定の温度、時間にて酸化
して拡散マスクとなる５ｉｆｔ膜（酸化膜）２を形成し
、その後所定のパターンによりＳｉｎ、膜２のホトエツ
チングをおこなってＮ゛拡教領域となる部分が露出され
、これらの全面にドープ用のアンチモン（ｓｂ）とシラ
ノール（Ｓｉなどからなる）を含有したアルコール液（
塗布液）を回転塗布した後ベーク等の処理をおこなって
Ｓ。

Ｇ３が形成され、さらに所定の温度、時間にてドライブ
インをおこないＳｉ基板（１）の表面にＮ′拡散領域（
図示せず）が形成されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかるに、上記のような拡散工程においては、Ｓｉ基１
ｆｆｌ上の５ｉｆｔ膜パターンの段差部４のエッヂ２ａ
では液溜りが発生して池の領域における塗布厚よりも厚
くなり、Ｓｔ基板ｌ上に５ＯＧ３が均一に塗布されない
から、５ＯＧ３の膜厚にバラツキが生じて均一な深さお
よび濃度を有する拡散領域を形成することが難しい。ま
た段差部４ではｓｂが異状に拡散してパターンエツジ２
ａに結晶欠陥を招くおそれがある。

この発明は、塗布膜厚のバラツキを抑えて半導体基板上
に均一な膜厚のＳＯＧを形成できる半導体装置の製造方
法を提供することを目的の一つとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段この発明は上記課題を解決すべくなされたもので、第１
導電型の半導体基板上の全面に酸化膜を形成し、この酸
化膜を所定のパターンによりエツチングした後、上記酸
化、膜およびエツチング部分を含めた全面に第１塗布液
を回転塗布し、熱処理することなく拡散層形成に必要な
添加物を含有する第２塗布液を回転塗布し、次いで所定
の温度と時間でベーク・ドライブインの熱処理をそれぞ
れ段階的におこない、それによって上記添加物を第１導
電型の半導体基板に選択拡散して第２導電型の拡散領域
を形成さす半導体装置の製造方法を構成したものである
。

すなわち、この発明は、第１導電型の半導体基板上に、
酸化膜を形成するとともに、第２導電型の拡散領域とな
る部分を露出させ、その後、回転塗布法によりノンドー
プの第１塗布液を回転塗布し、熱処理なしで続いて上記
添加物を含有した第２塗布液を回転塗布して所定の熱処
理をおこなうようにしたものである。

この発明における第１塗布液としては、アルコールとシ
ラノールからなる混合液が好ましいものとして挙げられ
る。そして、この混合液はシラノール濃度のうすい（粘
度の低い）ものを用いるほど酸化膜のエツジにて形成さ
れる段差部と段差部以外の平面部での塗布厚差が大きく
なり、これにより第２塗布液の塗布厚の均一性を向上で
きる。

具体的には、粘度の低い混合液は混合されるシラノール
の重量パーセントが０．５〜３％、好ましくは１％以下
に設定されるものであり、これにより段差部において５
００〜２０００人の膜厚を有する塗布液が形成され、好
ましくは、１０００Å以上のものが形成され、また段差
部以外の平面部においては１００〜２００人の膜厚のも
のが形成され、この際、第２塗布液の塗布厚は４００〜
５００人に形成され、好ましくは４５０人に形成されう
る。

この発明のおける第２塗布液としては、添加物を有する
アルコールとシラノールからなる混合液が挙げられ、混
合されるシラノールは重量パーセントで２〜４％が好ま
しく、３％がより好ましい。

拡散層形成に必要な添加物（不純物）としては、アンチ
モン（Ｓｂ）、ひ素（Ａｓ）などの５価の金属やガリウ
ム（Ｇａ）、はう素（Ｂ）、インジウム（Ｉｎ）、Ａ１
２な、どの■価の金属が好ましいものとして挙げられる
。

この発明の熱処理は、所定の温度と時間を設定して段階
的におこなわれる。たとえば、当初は比較的低温（１５
０〜２５０℃が好ましく、約２（１０℃がより好ましい
）下で約３０分程度おこない、次いで中程度の加熱（５
００〜７００℃が好ましく、約６００°Ｃがより好まし
い）下で約３０分、最後に高温（ｌｔｏｏ〜１３００°
Ｃが好ましく、約１２００℃がより好ましい）下で約５
００分おこなわれる。これによって第１および第２塗布
液の焼成（ベーク）がおこなわれそれぞれ第１および第
２ＳＯＧが形成されるとともに、第２塗布液中の添加物
の第１導電型の半導体基板へのドライブインがおこわれ
、第２導電型の拡散領域の形成が行われる。

そして、拡散領域としては、上記添加物、例えばｓｂの
ドープ量として１×１０＋９〜ＬＸ　１０”ａｍ−’を
有するものが好ましく　、５ｘ　１０”ｃｍ−’がより
好ましいものが形成される。

（ホ）作用第１導電型の半導体基板上に、酸化膜を形成するととも
に、第２導電型の拡散領域となる部分を露出し、その後
、ノンドープの第１塗布液を回転塗布し、熱処理なしで
続いて、添加物を含有した第２塗布液を回転塗布して所
定の熱処理およびドライブインをおこなうようにしたこ
とから、酸化膜のエツジと露出された上記半導体基板と
の界面における段差部では第１塗布液の塗布厚がこの段
差部以外の平面部より厚く形成される。従って、第２塗
布液を回転塗布しても上記段差部には第１塗布液が厚く
形成されて傾斜が緩かになっており、第２塗布液の液溜
りは発生しない。しかも第２塗布液は均一な塗布厚を有
するよう形成される。そして、第２塗布液の塗布後熱処
理によって第１および第２塗布液それぞれに対応する第
１および第２ＳＯＧが形成され、さらにドライブインに
より添加物が上記半導体基板上に移動されて均一な深さ
および濃度の拡散領域か形成される。

（へ）実施例以下図に示す実施例にもとづいてこめ発明を詳述する。

なお、これによってこの発明は限定を受けるものではな
い。

第１図において、Ｐ型Ｓｔ基板１１上に５ｉｆｔ膜１２
を設け、これを所定のパターンによって公知の技術によ
るホトエツチングを行い、Ｎ゛拡散領域１６となる部分
のＳｊ基板ｌ】を露出させる［第１図（ａ）参照コ。次
に、Ｓｉ基板ｌｌ上の全面にシラノールを混合したアル
コール液からなる塗布液１３を回転塗布する［第１図（
ｂ）参照］。この際、塗布液１３はシラノール含有率の
低い、例えば１％のものを用い、平面部で薄＜　（２０
０人）、酸化膜１２のエツジ１２ａにて形成される段差
部１７で厚い（１０００，入）塗布厚を有する。次にベ
ーク等の処理を行なわず続いてドープ用のｓｂとシラノ
ールを含有した、シラノールの重量％が３％のアルコー
ル液（第２塗布液）を回転塗布する。

その後、ベークおよびドライブインを段階的におこなう
。すなわち、（１）Ｐ型Ｓｔ基板１１を、まずオーブン
等にて比較的低温度にベータする。

その温度は約２００℃で、ベーク時間は約３０分である
。次に、（ｉｉ）拡散炉等にて比較的高温度にベークす
る。その温度は約６００℃で、またベーク時間は３０分
てあ、る。これにより、第１および第２塗布液それぞれ
に対応する第１および第２ＳＯＧＩ４および１５が形成
される［第１図（Ｃ）参照コ。その後、（ｉｉｉ）拡散
炉の中で約９００℃から徐々にヒーティングアップして
１２００℃にてｓｂを拡散させる。

これにより、ｓｂをＳｉ基板Ｉｔに拡散して均一なドー
プ量５ｘ　１Ｇ”ａｍ−’、深さ５ｕｒａ人を有するＮ
０拡散領域１６を形成［第１図（ｄ）参照コできる。

このように本実施例によれば、第１および第２ＳＯＧ１
４および１５の二重塗布法を用いたので、パターンエツ
ジ１２ａでの第２塗布液の液溜り現象を防止でき、第２
塗布液の塗布厚をバラツキなく均一にできる。

また、ｓｂも均一に拡散してパターンエツジ１２ａの結
品欠陥を防止できる。

なお、本、実施例では、Ｓｉ基板をＰ型に、かつ拡散層
をＮ゛型にしたものを示したが、Ｓｉ基板および拡散層
をそれぞれ逆導電型にしｈものでも良い。さらに、本方
法はバイポーラＩＣの作成工程に限らずＭＯ５ＩＣの作
成工程にも適用でき、一般にモノリシックＩＣの作成に
おける拡散工程に適用できるものである。

（ト）発明の効果この発明によれば、第１導電型の半導体基板上に、酸化
膜を形成するとともに、第２導電型の拡散領域となる部
分を露出し、その後、ノンドープの第１塗布液を回転塗
布し、熱処理なしで続いて、添加物を含有した第２塗布
液を回転塗布して所定のベークおよびドライブインをお
こなうようにし　−たので、酸化膜のパターンエツジに
おける、添加物を含有する第２塗布液の液溜りを防止で
きるとともに、第２塗布液の塗布厚をバラツキなく均一
にでき、これにより均一な深さおよび濃度を有し、かつ
欠陥のない拡散領域を形成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するための製造工程
説明図、第２図は従来例の製造工程を説明するための構
成説明図である。１１・・・・・・Ｐ型Ｓ＋基板、１２・・・・・・５ｉｎ２膜、　　　１２１・・・・・
・エツジ、１３・・・・・・ノンドープの第１塗布液、
１４・・・・・・第１ＳＯＧ１１５・・・・・・第２Ｓ
ＯＧ。ｌ６・・・・・・Ｎ゛拡散領域。ｍ−１１〜１１一−１

Claims

【特許請求の範囲】

１、第１導電型の半導体基板上の全面に酸化膜を形成し
、この酸化膜を所定のパターンによりエッチングした後
、上記酸化膜およびエッチング部分を含めた全面に第１
塗布液を回転塗布し、熱処理することなく拡散層形成に
必要な添加物を含有する第２塗布液を回転塗布し、次い
で所定の温度と時間でベーク・ドライブインの熱処理を
それぞれ段階的におこない、それによって上記添加物を
第１導電型の半導体基板に選択拡散して第２導電型の拡
散領域を形成さす半導体装置の製造方法。