JPH05152236A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH05152236A JPH05152236A JP31799591A JP31799591A JPH05152236A JP H05152236 A JPH05152236 A JP H05152236A JP 31799591 A JP31799591 A JP 31799591A JP 31799591 A JP31799591 A JP 31799591A JP H05152236 A JPH05152236 A JP H05152236A
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- Japan
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- diffusion
- impurity
- semiconductor substrate
- oxygen
- atmosphere
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- Pending
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基板に窒素雰囲気中で不純物拡散を行
う際、拡散炉投入時に半導体基板間に巻き込まれて拡散
炉内に導入される酸素による半導体基板表面の一部の酸
化膜成長により、不純物の表面濃度が不均一となるのを
抑制する。 【構成】 窒素中に０．５〜５％の酸素を添加し、半導
体基板表面に窒素１００％雰囲気の部分ができないよう
にする。これにより、拡散中の基板表面状態の面内不均
一が低減される。したがって、表面不純物濃度の不均一
が低減できる。
う際、拡散炉投入時に半導体基板間に巻き込まれて拡散
炉内に導入される酸素による半導体基板表面の一部の酸
化膜成長により、不純物の表面濃度が不均一となるのを
抑制する。 【構成】 窒素中に０．５〜５％の酸素を添加し、半導
体基板表面に窒素１００％雰囲気の部分ができないよう
にする。これにより、拡散中の基板表面状態の面内不均
一が低減される。したがって、表面不純物濃度の不均一
が低減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体基板上に均一
な不純物拡散層を形成する半導体装置の製造方法に関す
るものである。
な不純物拡散層を形成する半導体装置の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】不純物元素の化合物と有機バインダと溶
媒とからなる塗布不純物源による半導体基板への不純物
拡散層形成工程は、以下の手順で行われる。液体不純物
源を半導体基板上に塗布後、酸素１％〜１００％雰囲気
中で、低温（６００℃〜８５０℃）での焼成工程で、有
機バインダの炭素および水素原子を二酸化炭素および水
蒸気として除去し、不純物酸化物の膜を半導体基板上に
残す。
媒とからなる塗布不純物源による半導体基板への不純物
拡散層形成工程は、以下の手順で行われる。液体不純物
源を半導体基板上に塗布後、酸素１％〜１００％雰囲気
中で、低温（６００℃〜８５０℃）での焼成工程で、有
機バインダの炭素および水素原子を二酸化炭素および水
蒸気として除去し、不純物酸化物の膜を半導体基板上に
残す。
【０００３】つぎに、８５０℃〜１０５０℃の温度の窒
素雰囲気中で、不純物酸化物膜から必要な量だけ半導体
基板中に不純物原子を薄く拡散させる（デポジション工
程）。この後、弗酸溶液にて半導体基板上に残った不要
な不純物酸化物を除去する。つぎに、所望の深さの拡散
層を得るための１０００℃〜１２５０℃での拡散を行い
（ディフュージョン工程）、不純物拡散層形成が完了す
る。
素雰囲気中で、不純物酸化物膜から必要な量だけ半導体
基板中に不純物原子を薄く拡散させる（デポジション工
程）。この後、弗酸溶液にて半導体基板上に残った不要
な不純物酸化物を除去する。つぎに、所望の深さの拡散
層を得るための１０００℃〜１２５０℃での拡散を行い
（ディフュージョン工程）、不純物拡散層形成が完了す
る。
【０００４】また、不純物として例えばホウ素を拡散す
る場合、固体不純物源または気体不純物源を用いても、
濃く深い拡散層を得るためには、酸素雰囲気では酸化膜
が成長し、ホウ素が酸化膜中に取り込まれるため、窒素
雰囲気で行われる。
る場合、固体不純物源または気体不純物源を用いても、
濃く深い拡散層を得るためには、酸素雰囲気では酸化膜
が成長し、ホウ素が酸化膜中に取り込まれるため、窒素
雰囲気で行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】不純物拡散層を形成す
る場合、図２に示すように、複数の半導体基板４をボー
ト５上に並べて立てた状態で拡散炉チューブ２内に投入
し、ガスライン３を通して窒素ガスを拡散炉チューブ２
内に送り、拡散炉ヒータ１で半導体基板４を熱処理す
る。
る場合、図２に示すように、複数の半導体基板４をボー
ト５上に並べて立てた状態で拡散炉チューブ２内に投入
し、ガスライン３を通して窒素ガスを拡散炉チューブ２
内に送り、拡散炉ヒータ１で半導体基板４を熱処理す
る。
【０００６】塗布拡散源を使用する場合のデポジション
工程およびホウ素拡散の際、１００％窒素ガス雰囲気中
に半導体基板４を投入すると、複数の半導体基板４，４
のすき間にある空気中の酸素（２０％程度含まれる）が
拡散炉チューブ２内に運び込まれる。この酸素により、
半導体基板４の一部に酸化膜が成長し、半導体基板４に
おける不純物の表面濃度が不均一となる（図３（ｂ）、
図４（ｂ）参照）。
工程およびホウ素拡散の際、１００％窒素ガス雰囲気中
に半導体基板４を投入すると、複数の半導体基板４，４
のすき間にある空気中の酸素（２０％程度含まれる）が
拡散炉チューブ２内に運び込まれる。この酸素により、
半導体基板４の一部に酸化膜が成長し、半導体基板４に
おける不純物の表面濃度が不均一となる（図３（ｂ）、
図４（ｂ）参照）。
【０００７】したがって、この発明の目的は、半導体基
板における不純物の表面濃度の均一性を高めることがで
きる半導体装置を提供することである。
板における不純物の表面濃度の均一性を高めることがで
きる半導体装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置の
製造方法は、１００％窒素ガス中に少量（０．５〜５％
程度）の酸素ガスを添加した雰囲気中で半導体基板を熱
処理するものである。
製造方法は、１００％窒素ガス中に少量（０．５〜５％
程度）の酸素ガスを添加した雰囲気中で半導体基板を熱
処理するものである。
【０００９】
【作用】この発明によれば、複数の半導体基板の拡散炉
チューブ中への投入時において、基板間の空気巻き込み
により酸素雰囲気にある半導体基板の一部表面と、その
他の完全に拡散炉チューブ内のガスに置換した１００％
窒素雰囲気にある半導体基板の残り表面の酸素濃度差が
緩和される。この結果、半導体基板表面の酸化の状態が
均一となり、半導体基板面内の表面不純物濃度を均一化
できる。
チューブ中への投入時において、基板間の空気巻き込み
により酸素雰囲気にある半導体基板の一部表面と、その
他の完全に拡散炉チューブ内のガスに置換した１００％
窒素雰囲気にある半導体基板の残り表面の酸素濃度差が
緩和される。この結果、半導体基板表面の酸化の状態が
均一となり、半導体基板面内の表面不純物濃度を均一化
できる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１に基づいて
説明する。この半導体装置の製造方法は、図１に示すよ
うに、ガスライン３を窒素ガスライン３ａおよび酸素ガ
スライン３ｂの２つに分岐し、窒素ガスライン３ａから
は従来同様の１００％の窒素ガスを供給し、酸素ガスラ
イン３ｂからは窒素ガスに対して０．５〜５％の割合で
添加された状態となるように１００％の酸素ガスを供給
するようにしている。その他の構成は図２と同様であ
る。
説明する。この半導体装置の製造方法は、図１に示すよ
うに、ガスライン３を窒素ガスライン３ａおよび酸素ガ
スライン３ｂの２つに分岐し、窒素ガスライン３ａから
は従来同様の１００％の窒素ガスを供給し、酸素ガスラ
イン３ｂからは窒素ガスに対して０．５〜５％の割合で
添加された状態となるように１００％の酸素ガスを供給
するようにしている。その他の構成は図２と同様であ
る。
【００１１】図３および図４は、それぞれ酸素ガスを添
加することにより半導体基板面内の表面不純物濃度を従
来例に比べて均一化できることを示す図であり、図３は
シリコン基板に対して塗布拡散源のホウ素拡散を行った
後のシリコン基板面内の抵抗分布を示し、図４はシリコ
ン基板に対して固体拡散源（窒化ホウ素）によるホウ素
蒸着後、拡散を行った後のシリコン基板面内の抵抗分布
を示している。
加することにより半導体基板面内の表面不純物濃度を従
来例に比べて均一化できることを示す図であり、図３は
シリコン基板に対して塗布拡散源のホウ素拡散を行った
後のシリコン基板面内の抵抗分布を示し、図４はシリコ
ン基板に対して固体拡散源（窒化ホウ素）によるホウ素
蒸着後、拡散を行った後のシリコン基板面内の抵抗分布
を示している。
【００１２】図３および図４において、（ａ）はウェハ
上の抵抗測定点の位置を示し、同図（ｂ）は１００％の
窒素ガス雰囲気中において熱処理で拡散を行った場合
（従来例）におけるウェハ上の抵抗分布を示し、同図
（ｃ）は窒素ガスに３％の酸素ガスを添加した雰囲気中
において熱処理で拡散を行った場合（実施例）における
ウェハ上の抵抗分布を示し、横軸はウェハ上の抵抗測定
位置を示し、縦軸は抵抗（Ω）を示している。
上の抵抗測定点の位置を示し、同図（ｂ）は１００％の
窒素ガス雰囲気中において熱処理で拡散を行った場合
（従来例）におけるウェハ上の抵抗分布を示し、同図
（ｃ）は窒素ガスに３％の酸素ガスを添加した雰囲気中
において熱処理で拡散を行った場合（実施例）における
ウェハ上の抵抗分布を示し、横軸はウェハ上の抵抗測定
位置を示し、縦軸は抵抗（Ω）を示している。
【００１３】図３（ｂ），（ｃ）を比較し、また図４
（ｂ），（ｃ）を比較すると、窒素ガスに３％酸素ガス
を添加した雰囲気中で熱処理を行うことにより、面内抵
抗の均一性は大幅に向上することが明らかである。この
面内抵抗の均一性は、０．５〜５％の範囲で酸素ガスを
添加した場合にも向上した。
（ｂ），（ｃ）を比較すると、窒素ガスに３％酸素ガス
を添加した雰囲気中で熱処理を行うことにより、面内抵
抗の均一性は大幅に向上することが明らかである。この
面内抵抗の均一性は、０．５〜５％の範囲で酸素ガスを
添加した場合にも向上した。
【００１４】
【発明の効果】この発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、窒素ガスに少量の酸素ガスを添加した雰囲気中で熱
処理を行うことにより、半導体基板面内の不純物層を均
一化でき、これにより製造される半導体装置の特性を均
一化できることになる。添加する酸素の量が少量のた
め、酸素１００％雰囲気で拡散すると起こるような不純
物濃度の低下はわずかである。
ば、窒素ガスに少量の酸素ガスを添加した雰囲気中で熱
処理を行うことにより、半導体基板面内の不純物層を均
一化でき、これにより製造される半導体装置の特性を均
一化できることになる。添加する酸素の量が少量のた
め、酸素１００％雰囲気で拡散すると起こるような不純
物濃度の低下はわずかである。
【図１】この発明の一実施例の半導体装置の製造方法に
おいて用いる拡散炉の構造を示す概略図である。
おいて用いる拡散炉の構造を示す概略図である。
【図２】従来の半導体装置の製造方法において用いる拡
散炉の構造を示す概略図である。
散炉の構造を示す概略図である。
【図３】シリコン基板に対して塗布拡散源のホウ素拡散
を行った後のシリコン基板面内の抵抗分布を示し、
（ａ）はウェハ上の抵抗測定点の位置を示す概略図、
（ｂ）は１００％の窒素ガス雰囲気中において熱処理で
拡散を行った場合（従来例）におけるウェハ上の抵抗分
布を示す特性図、（ｃ）は窒素ガスに３％の酸素ガスを
添加した雰囲気中において熱処理で拡散を行った場合
（実施例）におけるウェハ上の抵抗分布を示す特性図で
ある。
を行った後のシリコン基板面内の抵抗分布を示し、
（ａ）はウェハ上の抵抗測定点の位置を示す概略図、
（ｂ）は１００％の窒素ガス雰囲気中において熱処理で
拡散を行った場合（従来例）におけるウェハ上の抵抗分
布を示す特性図、（ｃ）は窒素ガスに３％の酸素ガスを
添加した雰囲気中において熱処理で拡散を行った場合
（実施例）におけるウェハ上の抵抗分布を示す特性図で
ある。
【図４】シリコン基板に対して固体拡散源（窒化ホウ
素）によるホウ素蒸着後、拡散を行った後のシリコン基
板面内の抵抗分布を示し、（ａ）はウェハ上の抵抗測定
点の位置を示す概略図、（ｂ）は１００％の窒素ガス雰
囲気中において熱処理で拡散を行った場合（従来例）に
おけるウェハ上の抵抗分布を示す特性図、（ｃ）は窒素
ガスに３％の酸素ガスを添加した雰囲気中において熱処
理で拡散を行った場合（実施例）におけるウェハ上の抵
抗分布を示す特性図である。
素）によるホウ素蒸着後、拡散を行った後のシリコン基
板面内の抵抗分布を示し、（ａ）はウェハ上の抵抗測定
点の位置を示す概略図、（ｂ）は１００％の窒素ガス雰
囲気中において熱処理で拡散を行った場合（従来例）に
おけるウェハ上の抵抗分布を示す特性図、（ｃ）は窒素
ガスに３％の酸素ガスを添加した雰囲気中において熱処
理で拡散を行った場合（実施例）におけるウェハ上の抵
抗分布を示す特性図である。
１ 拡散炉ヒータ ２ 拡散炉チューブ ３ ガスライン ３ａ 窒素ガスライン ３ｂ 酸素ガスライン ４ 半導体基板 ５ ボート
Claims (1)
- 【請求項１】 窒素雰囲気中で半導体基板への不純物拡
散を行う際、少量の酸素を添加す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 |
|---|---|---|---|
| JP31799591A JPH05152236A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31799591A JPH05152236A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152236A true JPH05152236A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18094313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31799591A Pending JPH05152236A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05152236A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008066088A1 (ja) * | 2006-11-29 | 2010-03-11 | 電気化学工業株式会社 | ホウ素拡散源の使用方法及び半導体の製造方法 |
| JP2012523127A (ja) * | 2009-04-06 | 2012-09-27 | セムコ エンジニアリング エス．アー． | シリコンウェハのホウ素ドーピング |
| WO2017108592A1 (de) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur dotierung von halbleitersubstraten mittels eines co-diffusionsprozesses sowie mit diesem verfahren hergestelltes dotiertes halbleitersubstrat |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP31799591A patent/JPH05152236A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008066088A1 (ja) * | 2006-11-29 | 2010-03-11 | 電気化学工業株式会社 | ホウ素拡散源の使用方法及び半導体の製造方法 |
| JP2012523127A (ja) * | 2009-04-06 | 2012-09-27 | セムコ エンジニアリング エス．アー． | シリコンウェハのホウ素ドーピング |
| WO2017108592A1 (de) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur dotierung von halbleitersubstraten mittels eines co-diffusionsprozesses sowie mit diesem verfahren hergestelltes dotiertes halbleitersubstrat |
| US10593552B2 (en) | 2015-12-22 | 2020-03-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V | Method for doping semiconductor substrates by means of a co-diffusion process and doped semiconductor substrate produced by means of said method |
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