JPH05226279A - 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
JPH05226279A
JPH05226279A JP2358792A JP2358792A JPH05226279A JP H05226279 A JPH05226279 A JP H05226279A JP 2358792 A JP2358792 A JP 2358792A JP 2358792 A JP2358792 A JP 2358792A JP H05226279 A JPH05226279 A JP H05226279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
silicon film
arsenic
phosphorus
phosphors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2358792A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Chishima
英二 千嶋
Yuichi Mikata
裕一 見方
Takahiko Moriya
孝彦 守屋
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2358792A priority Critical patent/JPH05226279A/ja
Publication of JPH05226279A publication Critical patent/JPH05226279A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】リンまたはヒ素を不純物として含んだ多結晶シ
リコン膜を形成するために、所望の厚さになるまで不純
物を含まない多結晶シリコン膜の形成と、その表面に不
純物を吸着・拡散させる工程とを交互に繰り返す方法に
おいて、従来よりも不純物の吸着量を多くできる半導体
装置の製造方法を提供することである。 【構成】減圧CVD装置内おいてリンを多結晶シリコン
膜に吸着させる際に、リンの有機化合物またはハロゲン
化物のガスを用いる。また、リンの代わりにヒ素を吸着
させる際には、ヒ素の有機化合物またはハロゲン化物の
ガスを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に係り、特に半導体基板上に不純物を含む多結晶シリコ
ン膜を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置における電極あるいは電極配
線には多結晶シリコンを主成分として用いることが多
い。通常、導電率を上げるためにこの多結晶シリコンに
は不純物が添加されている。この不純物を半導体基板の
面方向においてほぼ均一に多結晶シリコンによる電極あ
るいは電極配線に添加することができる方法としてシー
ケンシャルデポがある。
【0003】このシーケンシャルデポは不純物を含まな
い多結晶シリコン膜の形成と、その表面に不純物を吸着
させる工程とを交互に必要回数繰り返すことにより所望
の厚さの不純物を含んだ多結晶シリコン膜を形成する。
この多結晶シリコン膜の形成には半導体基板上にモノシ
ラン(SiH4 )のガスを流し、これを熱分解させて半
導体基板上に多結晶シリコン膜を成長させる。また、不
純物の吸着には不純物を含むガスを上記多結晶シリコン
膜上に流し、これを熱分解させて多結晶シリコン膜上に
不純物を吸着させる。そして、不純物としてリンを多結
晶シリコン膜にドーピングさせたい場合はホスフィンガ
ス(PH3 )を用い、ヒ素をドーピングさせたい場合に
はアルシンガス(AsH3 )を用いる。
【0004】図1の(a)は所望の厚さにリン含んだ多
結晶シリコン膜を形成するときのガスの制御シーケンス
を示す。また、図2の(a)はこのシーケンスにより形
成された多結晶シリコン膜の断面を示す。図において、
20,21,22,23はシランガスから形成された多結晶シリ
コン膜であり、30,31,32はホスフィンガスから形成さ
れたリン吸着層である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにホスフィ
ンを熱分解によりリンを多結晶シリコンへ吸着させる場
合、リンの単位時間あたりの吸着量は時間が経過するに
つれて減少してくる。また、リンはある一定量多結晶シ
リコン膜へ吸着すると、それ以上は吸着しなくなる。こ
のため、高い濃度でリンを含む多結晶シリコン膜を形成
する場合には、薄く形成した不純物を含まない多結晶シ
リコンに対してリンを限界まで吸着させるを必要があ
る。従って、高い濃度でリンを含む厚い多結晶シリコン
を形成するには、多結晶シリコンの形成とリンの吸着工
程の繰り返し回数を多くしなければならないという問題
がある。
【0006】また、ヒ素を多結晶シリコンへドーピング
させるためにアルシンを用いた場合でも、ホスフィンを
用いてリンを多結晶シリコンへドーピングさせるときと
同様の問題が生じる。
【0007】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は多結晶シリコン膜へのリ
ンまたはヒ素の吸着量を従来よりも多くできる半導体装
置の製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明による半導体装
置の製造方法は半導体基板上もしくは絶縁膜上に不純物
を含む多結晶シリコン膜を形成する方法において、不純
物を含まない多結晶シリコン膜を形成する第1の工程
と、リンまたはヒ素を組成に含む有機化合物またはハロ
ゲン化物のガスを上記多結晶シリコン膜上に流して上記
多結晶シリコン膜の表面にリンまたはヒ素を吸着させる
第2の工程と、表面に吸着させた上記リンまたはヒ素を
上記多結晶シリコン膜内に拡散させる第3の工程とを具
備したことを特徴とする。
【0009】
【作用】リンまたはヒ素の単位時間当たりの多結晶シリ
コン膜に対する吸着量が時間が経過しても減少せず、吸
着量に限界がない。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明を実施例
により説明する。図1の(b)は前記図1の(a)に対
応するこの発明におけるガスの制御シーケンスを示して
おり、図2の(b)は前記図2の(a)に対応するこの
発明によるリンを含んだ多結晶シリコン膜を示してい
る。そして、図3はこの発明の実施により製造される半
導体装置の断面を示している。
【0011】図3の半導体装置において、まず、P-
シリコン基板10の表面を熱酸化して厚さ500オングス
トロームのシリコン酸化膜11を形成する。次に、この酸
化膜11を通してシリコン基板10の一部にヒ素をイオン注
入する。その後、熱処理により注入したヒ素を拡散させ
てN+ 型拡散領域12,…を形成する。そして、この拡散
領域12,…上の酸化膜11を写真蝕刻技術により除去す
る。
【0012】次に、図1の(b)のガス制御シーケンス
に従って全面にリンを含んだ多結晶シリコン膜13を形成
する。これにはまず、上記シリコン基板10を減圧CVD
装置内に入れる。そして、第1工程としてモノシランガ
ス(SiH4 )をCVD装置内に流し、これを熱分解さ
せて酸化膜11上および拡散領域12,…上に連続した多結
晶シリコン膜40を堆積させる。次に、第2工程としてシ
リコン基板10をCVD装置にいれたままシランガスを流
すのを止め、TBP(C4 11P)ガスを流す。このT
BPガスを熱分解させて上記多結晶シリコン膜40上にリ
ン吸着層50を堆積させる。つづいて、TBPガスを流す
のを止め、第1工程を繰り返して多結晶シリコン膜41を
堆積させる。さらに、第2工程を繰り返してリン吸着層
51を堆積させる。最後にTBPガスを流すのを止め、第
1工程を繰り返して、多結晶シリコン膜42を堆積させ
る。このあと、800℃以上の熱処理を施すことにより
リン吸着層50,51のリンを多結晶シリコン膜40,41,42
それぞれに拡散させて、リンを均一に含む多結晶シリコ
ン膜13を形成する。
【0013】次に、全面にPSGから成るパシベーショ
ン膜14を形成する。このパシベーション膜14を選択的に
エッチングして上記多結晶シリコン膜13へのコンタクト
ホールを開孔する。そして、全面にアルミニウム膜を形
成し、これを写真蝕刻技術によりパターニングして上記
コンタクトホール上に残して電極15,15,…を形成し、
半導体装置が完成する。
【0014】上記半導体装置をシリコン基板10上に複数
形成し、一対の電極15,15によりシリコン基板10上の各
点で多結晶シリコン膜13の抵抗を測定した。この結果、
従来方法により形成した多結晶シリコン膜と同様にシリ
コン基板の面方向においての抵抗のばらつきは少ないこ
とが確認できた。
【0015】また、この実施例のリン吸着層50,51(図
2の(b)に図示)は従来のホスフィンにより形成でき
る最も厚いリン吸着層よりも厚く形成されている。これ
は多結晶シリコン膜へのリンの吸着にTBPを使用した
場合、リンの吸着量に限界がないためである。また、こ
のTBPを使用すると単位時間当たりリンの吸着量が時
間が経過しても減少せず、ホスフィンを使用したよりも
早く吸着させることができる。このため、同じ膜厚で同
じ濃度のリンを含む多結晶シリコン膜を形成する場合、
図1に示すようにホスフィンを用いるよりもTBPを用
いたほうが、1回当たりのリンの吸着量を増やすことに
より、不純物を含まない多結晶シリコン膜の形成工程と
リン吸着層の形成工程との繰り返し回数を減らすことが
できる。さらに、同じ膜厚で同じ濃度のリンを含む多結
晶シリコン膜を形成する場合、ホスフィンを使用するよ
りもTBPを使用したほうが図1中に示したtsだけ時
間を短縮できる。
【0016】ところで、この実施例ではリン吸着層の形
成のためにTBPを使用した場合を説明したが、リンの
有機化合物としてTBPの代わりにTMP(Trimethy1p
hosphite:(CH3 O)3 P)、TMOP(Trimethy1p
hosphate:(CH3 O)3 PO)、TEP(Triethy1ph
osphite :(C2 5 O)3 P)、TEOP(Triethy1
phosphate :(C2 5 O)3 PO)を使用した場合も
この実施例と同様な結果が得られた。また、TBPの代
わりにリンのハロゲン化物PF3 、PCl3 、PBr3
を使用してリン吸着層を形成した場合もこの実施例と同
様な結果が得られた。
【0017】また、ヒ素を含んだ多結晶シリコンを形成
する場合、アルシン(AsH3 )の代わりにヒ素の有機
化合物およびハロゲン化物を使用してみた。ヒ素の有機
化合物としてはTBA(Tertiarybuty1arsine :C4
11As)、トリメチルアルシン(Trimethylarsine :
(CH3 3 As)、トリエチルアルシン(Triethylar
sine:(C2 5 3 As)、ジエチルアルシン(Diet
hylarsine :(C2 52 AsH)、トリエトキシア
ルシン(Triethoxyarsine :As(OC2 5 3 )を
使用し、ハロゲン化物としてはAsF3 、AsCl3
AsBr3 を使用した。この場合、アルシンよりもこれ
らのヒ素の有機化合物またはハロゲン化物を使用したと
きのほうがヒ素の多結晶シリコンへの吸着層は、リンの
吸着層と同様に早く、かつ厚く形成することができた。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
多結晶シリコン膜へのリンまたはヒ素の吸着量が従来よ
りも多い半導体装置の製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】減圧CVD装置内に流すガスの制御シーケンス
を示す図。
【図2】熱処理前のリン吸着層を複数挟んでいる多結晶
シリコン膜の断面図。
【図3】半導体装置の断面図。
【符号の説明】
10…シリコン基板、11…シリコン酸化膜、12…N+ 型拡
散領域、13…リンを含んだ多結晶シリコン膜、14…パシ
ベーション膜、15…電極、20,21,22,23,40,41,42
…多結晶シリコン膜、30,31,32,50,51…リン吸着
層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3205 (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝多摩川工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上もしくは絶縁膜上に不純物
    を含む多結晶シリコン膜を形成する方法において、 不純物を含まない多結晶シリコン膜を形成する第1の工
    程と、 リンまたはヒ素を組成に含む有機化合物またはハロゲン
    化物のガスを上記多結晶シリコン膜上に流して上記多結
    晶シリコン膜の表面にリンまたはヒ素を吸着させる第2
    の工程と、 表面に吸着させた上記リンまたはヒ素を上記多結晶シリ
    コン膜内に拡散させる第3の工程とを具備したことを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記第1と第2の工程とを交互に必要回
    数繰り返した後、上記第3の工程を実施することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 リンを組成の一部とする上記有機化合物
    として TBP(Tertiarybuty1phosphine:C4 11P)、TM
    P(Trimethy1phosphite:(CH3 O)3 P)、TMO
    P(Trimethy1phosphate:(CH3 O)3 PO)、TE
    P(Triethy1phosphite :(C2 5 O)3 P)、TE
    OP(Triethy1phosphate :(C2 5 O)3 PO)の
    なかの少なくとも一つを用いることを特徴とする請求項
    1に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 リンを組成の一部とする上記ハロゲン化
    物としてPF3 、PCl3 、PBr3 のなかの少なくと
    も一つを用いることを特徴とする請求項1に記載の半導
    体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 ヒ素を組成の一部とする上記有機化合物
    として TBA(Tertiarybuty1arsine :C4 11As)、トリ
    メチルアルシン(Trimethylarsine :(CH3 3
    s)、トリエチルアルシン(Triethylarsine:(C2
    5 3 As)、ジエチルアルシン(Diethylarsine :
    (C2 5 2 AsH)、トリエトキシアルシン(Trie
    thoxyarsine :As(OC2 5 3 )のなかの少なく
    とも一つを用いることを特徴とする請求項1に記載の半
    導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 ヒ素を組成の一部とする上記ハロゲン化
    物としてAsF3 、AsCl3 、AsBr3 のなかの少
    なくとも一つを用いることを特徴とする請求項1に記載
    の半導体装置の製造方法。
JP2358792A 1992-02-10 1992-02-10 半導体装置の製造方法 Pending JPH05226279A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2358792A JPH05226279A (ja) 1992-02-10 1992-02-10 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2358792A JPH05226279A (ja) 1992-02-10 1992-02-10 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05226279A true JPH05226279A (ja) 1993-09-03

Family

ID=12114719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2358792A Pending JPH05226279A (ja) 1992-02-10 1992-02-10 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05226279A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011254063A (ja) * 2010-05-01 2011-12-15 Tokyo Electron Ltd 薄膜の形成方法及び成膜装置
KR20130129149A (ko) * 2012-05-18 2013-11-27 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 플라즈마 활성화 원자층 성막 및 컨포멀 막 성막을 통한 컨포멀 도핑
US10559468B2 (en) 2010-04-15 2020-02-11 Lam Research Corporation Capped ALD films for doping fin-shaped channel regions of 3-D IC transistors
US10679848B2 (en) 2016-07-01 2020-06-09 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition with post-dose treatment
CN111403271A (zh) * 2020-03-30 2020-07-10 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种对硅片表面进行沉积掺杂的工艺方法
US10741458B2 (en) 2012-11-08 2020-08-11 Novellus Systems, Inc. Methods for depositing films on sensitive substrates
US10804099B2 (en) 2014-11-24 2020-10-13 Lam Research Corporation Selective inhibition in atomic layer deposition of silicon-containing films
US10957514B2 (en) 2016-06-30 2021-03-23 Lam Research Corporation Apparatus and method for deposition and etch in gap fill
US11133180B2 (en) 2010-04-15 2021-09-28 Lam Research Corporation Gapfill of variable aspect ratio features with a composite PEALD and PECVD method
US11646198B2 (en) 2015-03-20 2023-05-09 Lam Research Corporation Ultrathin atomic layer deposition film accuracy thickness control

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10559468B2 (en) 2010-04-15 2020-02-11 Lam Research Corporation Capped ALD films for doping fin-shaped channel regions of 3-D IC transistors
US11011379B2 (en) 2010-04-15 2021-05-18 Lam Research Corporation Capped ALD films for doping fin-shaped channel regions of 3-D IC transistors
US11133180B2 (en) 2010-04-15 2021-09-28 Lam Research Corporation Gapfill of variable aspect ratio features with a composite PEALD and PECVD method
JP2011254063A (ja) * 2010-05-01 2011-12-15 Tokyo Electron Ltd 薄膜の形成方法及び成膜装置
KR20130129149A (ko) * 2012-05-18 2013-11-27 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 플라즈마 활성화 원자층 성막 및 컨포멀 막 성막을 통한 컨포멀 도핑
US10741458B2 (en) 2012-11-08 2020-08-11 Novellus Systems, Inc. Methods for depositing films on sensitive substrates
US10804099B2 (en) 2014-11-24 2020-10-13 Lam Research Corporation Selective inhibition in atomic layer deposition of silicon-containing films
US11646198B2 (en) 2015-03-20 2023-05-09 Lam Research Corporation Ultrathin atomic layer deposition film accuracy thickness control
US10957514B2 (en) 2016-06-30 2021-03-23 Lam Research Corporation Apparatus and method for deposition and etch in gap fill
US10679848B2 (en) 2016-07-01 2020-06-09 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition with post-dose treatment
CN111403271A (zh) * 2020-03-30 2020-07-10 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种对硅片表面进行沉积掺杂的工艺方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05226279A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04150017A (ja) 半導体装置の製造方法
US4216574A (en) Charge coupled device
JPS61134055A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH08167599A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH08139278A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH098150A (ja) 自己整合型二重ウェルプロセス
DE2458680C3 (de) Verfahren zur Herstellung von dielektrisch isolierten Substraten geringer Durchbiegung für monolithisch integrierte Halbleiterschaltungen
JPS5946057A (ja) 半導体装置の製造方法
EP0454055B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JPH10209150A (ja) 半導体装置の製造方法
DE19649917B4 (de) Verfahren zur Isolation von Halbleitereinrichtungen
JPS59110136A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07147238A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3226251B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS61228661A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH03166757A (ja) 半導体装置
JPS5923515A (ja) 不純物拡散方法
KR20010019853A (ko) 폴리 실리콘층 제조방법
JPH0154866B2 (ja)
JPH025527A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03225828A (ja) パッシベーション膜の製造方法
JPS62295444A (ja) 半導体素子の製造方法
JPS61152011A (ja) 半導体装置の不純物拡散方法
JPH05347298A (ja) 半導体装置及びその製造方法