JPH0461321A - 半導体ウェハの不純物デポジション拡散法 - Google Patents

半導体ウェハの不純物デポジション拡散法

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JPH0461321A
JPH0461321A JP17214990A JP17214990A JPH0461321A JP H0461321 A JPH0461321 A JP H0461321A JP 17214990 A JP17214990 A JP 17214990A JP 17214990 A JP17214990 A JP 17214990A JP H0461321 A JPH0461321 A JP H0461321A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
film
wafer
heat
impurities
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JP17214990A
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Nobuyoshi Sato
伸良 佐藤
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェハの不純物デポジション拡散法に関
するものである。
〔従来の技術〕
ウェハプロセスにおける不純物拡散技術の一種として、
拡散ソースに固体ソースを用いた不純物デポジション拡
散法がある。これは、処理すべき半導体ウェハ上に、C
VD法などで不純物をドーピングしたデポジション膜を
形成し、その後に熱処理することで不純物を半導体ウェ
ハ中にドライブインする方法である。
第3図を参照して、この不純物デポジション拡散法の基
本概念を説明する。図示の通り、多数の半導体ウェハ1
をセットした石英ボート2を反応管3に入れる。そして
、反応管3をこれに付設したヒータ4で加熱し、温度は
熱電対5て測定する。
このようにして、反応管3の内部に原料ガスとして、P
OCfl 10 およびN2ガスを供給すると、半導体
ウェハ1の表面に拡散源P2O5を含むデポジション膜
が形成される。そして、デポジション膜が所定の厚さに
なったら、雰囲気をN2ガスに切り変えて、熱処理して
デポジション膜中のリン(P)を半導体ウェハ1にドラ
イブインさせる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の不純物デポジション拡散法におい
ては、デポジション膜の形成とドーパントの拡散のため
の熱処理を、共に850℃〜950℃の高温条件で行な
っているため、半導体ウェハ1の中心部と外周部でドー
パントの拡散が均一にならない欠点があった。具体的に
は、半導体ウェハ1の表面にポリシリコン膜を形成し、
この上にデポジション膜を形成するときには、850〜
950℃でポリシリコン膜上に拡散源P2O5(デポジ
ションH)が形成されていく過程で、ポリシリコン膜中
へのリン(P)の拡散が進行していく。すると、多数の
半導体ウエノ11を同時処理するときには、Pデポジシ
ョン膜は半導体ウェハ1の外周部から形成されていくの
で、デポジション膜の形成が終了した時点で、半導体ウ
ェハ1の外周部のポリシリコン膜には、既に不純物とし
てのリンがドーピングされていることになる。このため
、デポジション膜の形成後に熱処理して不純物を拡散し
ても、結果的には半導体ウェハの外周部ではより高濃度
にドーピングされ、中心部ではより低濃度にドーピング
された半導体ウェハしか得られない。
上記のような不具合は、−回の拡散工程で同時処理する
半導体7エハの数が多くなれば、それだけ顕著となり、
また半導体ウェハが大口径化すれば、それだけ顕著とな
る。なぜならば、半導体ウェハの同時処理枚数が多くな
れば、相互の隙間は狭くなり、従って原料ガスが中心部
に供給されにくくなるからであり、半導体ウェハが大口
径化すれば、半導体ウェハ相互の隙間から中心部まで原
料ガスが届き難くなるためである。
本発明は、かかる従来技術の欠点を解決した半導体ウェ
ハの不純物デポジション拡散法を提供することを課題と
している。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る半導体ウェハの不純物デポジション拡散法
は、不純物を含む原料ガスの雰囲気中で半導体ウェハを
熱処理することにより、当該半導体ウェハ上に不純物を
含むデポジション膜を形成する第1の工程と、半導体ウ
ェハを熱処理することにより、デポジション膜に含まれ
た不純物を半導体ウェハに拡散する第2の工程とを備え
る方法において、第1の工程は、不純物とオゾンを少な
くとも含む原料ガス中で、不純物が半導体ウェハ中に実
質的に拡散しない低温で熱処理する工程であり、第2の
工程は、デポジション膜が形成された半導体ウェハを第
1の工程よりも十分に高温で熱処理する工程であること
を特徴とする。
〔作用〕
本発明の構成によれば、原料ガスにオゾンを含ませてい
るので、不純物をドープしたデポジション膜を低温条件
下で半導体ウェハに形成でき、従ってデポジション膜の
形成中に不純物が半導体ウェハに拡散していくことはな
い。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
まず、シリコンからなる6インチ半導体ウェハを100
枚用意し、これらの表面にポリシリコン膜を堆積する。
そして、石英ボートに100枚の半導体ウェハをセット
し、縦型拡散炉の炉心管にセットする。
次に、炉心管中にpocj! と03 (オゾン)を含
む原料ガスを、キャリアガス(N2)と共に導入、40
0℃に昇温しで30分間熱処理する。
これにより、反応性の高いオゾンとPoCg3が反応し
、ポリシリコン膜に拡散源P2O5としてのデポジショ
ン膜が形成されていく。このとき、400℃程度の低温
ではドーパント(P)がポリシリコン膜に拡散していく
ことはなく、従ってポリシリコン膜の中心部と外周部で
はリン濃度には差が生じない。
30分間のデポジション工程が終了した時点では、半導
体ウェハは第1図のようになっている。
同図(a)は半導体ウェハの平面図であり、同図(b)
は厚さ方向を拡大して描いた断面図である。
図示の通り、51基板11の上面にはポリシリコン膜1
2が堆積され、その上に拡散源P2O5すなわちデポジ
ション膜であるPSG膜13が形成されている。ここで
、原料ガスは同図(a)の矢印のように、外周部から中
心部方向へ供給されるため、PSG膜13は半導体ウェ
ハの中心部で薄く、周辺部で厚くなっている。しかし、
ドーパントであるリンの含有率は路間−であり、しかも
、低温であるためポリシリコン膜12にはリンはドライ
ブインされていない。
そこで、次に原料ガスの供給を停止し、炉心管内をN2
などの不活性ガス雰囲気とし、850℃に昇温しで30
分間の熱処理をする。これにより、ポリシリコン膜中へ
のリンの拡散(固相拡散)が始まる。このとき、PSG
膜13は半導体ウエノ\の中心部と外周部で厚さが異な
るものの、リンの含有率は路間−であるので、均一な濃
度でリンが拡散されていく。なお、均一な濃度での拡散
を保証するためには、中心部でのPSG膜13の厚さは
一定値以上となっている必要がある。例えば、LSI用
のポリシリコンゲート電極を形成する場合には、中心部
のPSG膜13は100OA程度の厚さで十分である。
その後、処理した半導体ウェハを拡散炉から取り出し、
表面のPSG膜13をエツチングにより除去すると、抵
抗率が略均−となったポリシリコン膜を有する半導体ウ
ニI\が得られる。このため、半導体ウェハの中心部で
構成される半導体チップと、外周部で構成さる半導体チ
ップの特性を路間−にすることができる。
第2図に、本発明者による具体的な実施例と比較例の結
果を示す。同図(a)は上述の実施例で作製されたポリ
シリコン膜のシート抵抗を等高線(1本が1%)で示し
ている。図示の通り、リン濃度が面内で均一に制御され
ていることがわかる。
同図(b)は、PデポジションをPOCII3.02雰
囲気、850℃で30分間行ない。その後に850℃、
30分間の熱処理をN2雰囲気で行なったポリシリコン
膜のシート抵抗を、1%単位の等高線で示している。半
導体ウェハの中心部のリン濃度が、外周部に比べてかな
り低くなっているのがわかる。なお、上記の実施例およ
び比較例は、共に6インチ半導体(Si )ウェハを1
00枚、同時処理したときのものである。
本発明については、上記実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。
例えば、デポジション膜形成時の温度は、ドーパントが
下地にドライブインしない(あるいは、はとんどドライ
ブインしない)程度であればよく、拡散時の温度も特に
限定されない。また、拡散するドーパントはリンに限ら
れず、デポジション膜形成によって固相拡散できるもの
であれば、たとえばボロン(B)などでもよい。さらに
、ポリシリコン膜に拡散する場合に限られず、半導体ウ
ェハ自体に拡散する場合も含めて広く適用できる。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明した通り本発明によれば、原料ガスに
オゾンを含ませているので、低温条件下で半導体ウェハ
に不純物をドープしたデポジション膜を形成でき、従っ
てデポジション膜の形成中に不純物が半導体ウェハに拡
散していくことはない。従って、均一な濃度で半導体ウ
エノ\にドーパントを拡散できる。本発明は大口径の半
導体ウェハを、同時に多数枚処理する場合に特に有効で
あるので、半導体デバイス製造の歩留りの向上と生産性
の向上を、同時に実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明する図、第2図は本発明者
による具体的な実施例と比較例の結果を示す図、第3図
は不純物デポジション拡散法の基本概念を説明する図で
ある。 1・・・半導体ウェハ、2・・・石英ボート、3・・・
反応管、4・・・ヒータ、5・・・熱電対、11・・・
St基板、]2・・・ポリシリコン膜、13・・・PS
GFm。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、不純物を含む原料ガスの雰囲気中で半導体ウェハを
    熱処理することにより、当該半導体ウェハ上に前記不純
    物を含むデポジション膜を形成する第1の工程と、前記
    半導体ウェハを熱処理することにより、前記デポジショ
    ン膜に含まれた前記不純物を前記半導体ウェハに拡散す
    る第2の工程とを備える半導体ウェハの不純物デポジシ
    ョン拡散法において、 前記第1の工程は、前記不純物とオゾンを少なくとも含
    む原料ガス中で、前記不純物が前記半導体ウェハ中に実
    質的に拡散しない低温で熱処理する工程であり、 前記第2の工程は、前記デポジション膜が形成された前
    記半導体ウェハを前記第1の工程よりも十分に高温で熱
    処理する工程であることを特徴とする半導体ウェハの不
    純物デポジション拡散法。 2、前記第1の工程は、前記半導体ウェハの表面にあら
    かじめ形成されたポリシリコン膜上に前記デポジション
    膜を形成する工程である請求項1記載の半導体ウェハの
    不純物デポジション拡散法。
JP17214990A 1990-06-29 1990-06-29 半導体ウェハの不純物デポジション拡散法 Pending JPH0461321A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014504003A (ja) * 2010-12-02 2014-02-13 サンパワー コーポレイション バックコンタクト型太陽電池のコンタクトの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014504003A (ja) * 2010-12-02 2014-02-13 サンパワー コーポレイション バックコンタクト型太陽電池のコンタクトの製造方法
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