JPH0714827A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH0714827A
JPH0714827A JP14875593A JP14875593A JPH0714827A JP H0714827 A JPH0714827 A JP H0714827A JP 14875593 A JP14875593 A JP 14875593A JP 14875593 A JP14875593 A JP 14875593A JP H0714827 A JPH0714827 A JP H0714827A
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JP
Japan
Prior art keywords
boron
wafer
heat treatment
semiconductor wafer
nitrogen gas
Prior art date
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Application number
JP14875593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Tatefuru
昇 立古
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH0714827A publication Critical patent/JPH0714827A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of a crystal defect in a semiconductor wafer by a method wherein the semiconductor wafer with a boron impurity layer formed therein is heat-treated in a nitrogen gas atmosphere and thereafter, an oxidation treatment is performed on the wafer in an oxidizing atmosphere. CONSTITUTION:A nitrogen annealing oxidizing process 15 is performed on a silicon wafer, from which a boron glass layer is removed by a boron deposition process 10 and a boron glass layer removal process 11. In such a way, the wafer with a boron impurity layer formed therein is heat-treated in a nitrogen gas atmosphere, whereby as a microscopic crystal defect, which is induced by a contaminant from a baron silicide layer, is diffused outside of the wafer, the generation of a crystal defect, which is induced in a thermal oxidation process, can be inhibited. As the heat treatment in the nitrogen gas atmosphere and a heat treatment in an oxidizing atmosphere are continuously performed in the same treating furnace, a process for removing the boron silicide layer can be omitted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に、シリコン(Si)ウエーハ表面に半導体
領域及び熱酸化膜の形成方法に適用して有効な技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a technique effectively applied to a method for forming a semiconductor region and a thermal oxide film on the surface of a silicon (Si) wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリコンウエーハにボロンを拡散
してボロン拡散領域を形成し、その表面に熱酸化を形成
するタイプの半導体ウエーハの製造方法は、図4に示す
工程により行われていた。この従来技術を図4に示す各
作業工程と図5乃至図9に示す各工程におけるシリコン
ウエーハの断面図及び図10に示す熱処理のシーケンス
を対比しながら説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method of manufacturing a semiconductor wafer of the type in which boron is diffused in a silicon wafer to form a boron diffusion region and thermal oxidation is formed on the surface thereof has been performed by the steps shown in FIG. This conventional technique will be described while comparing the working steps shown in FIG. 4 with the sectional views of the silicon wafer in the steps shown in FIGS. 5 to 9 and the heat treatment sequence shown in FIG.

【0003】図4において、ボロンデポジション工程1
0を行うと、図5に示すように、シリコンウエーハ1内
には、ボロンデポジション層2が形成され、その上にボ
ロンシリサイド層3が形成され、さらに、その上ボロン
ガラス層4が形成される。
In FIG. 4, a boron deposition process 1
When 0 is performed, as shown in FIG. 5, a boron deposition layer 2 is formed in the silicon wafer 1, a boron silicide layer 3 is formed thereon, and further a boron glass layer 4 is formed thereon. It

【0004】ボロンガラス層4の除去工程11をふつ酸
(HF)系のエッチにより行うと、図6に示すように、
ボロンガラス層4は除去されるが、ふつ酸(HF)系の
溶液には不溶のボロンシリサイド層3は残ったままであ
る。
When the step 11 of removing the boron glass layer 4 is performed by a hydrofluoric acid (HF) -based etch, as shown in FIG.
Although the boron glass layer 4 is removed, the boron silicide layer 3 insoluble in the hydrofluoric acid (HF) -based solution remains.

【0005】次に、これを8800℃の酸化雰囲気中で
熱処理するライト酸化膜5の中に取り込む。さらに、ふ
つ酸(HF)系の溶液によるライト酸化膜除去工程13
を行うと、図8に示すように、ライト酸化膜5が除去さ
れる。
Next, this is taken into the light oxide film 5 which is heat-treated in an oxidizing atmosphere at 8800 ° C. Further, a light oxide film removing step 13 using a hydrofluoric acid (HF) -based solution 13
Then, as shown in FIG. 8, the light oxide film 5 is removed.

【0006】このようなシリコンウエーハ1に対し、酸
化拡散工程14、すなわち図10に示す熱処理シーケン
スを行う。すなわち、図8に示すシリコンウエーハ1を
ウエット酸化雰囲気中で800℃から1000℃まで、
毎分5℃の割分で約40分かけて温度を上げる。100
0℃で180分経過後、毎分3℃の割分で約67分かけ
て800℃まで温度を下げる。
An oxidation diffusion step 14, that is, a heat treatment sequence shown in FIG. 10 is performed on such a silicon wafer 1. That is, the silicon wafer 1 shown in FIG.
The temperature is raised at a rate of 5 ° C per minute for about 40 minutes. 100
After 180 minutes at 0 ° C, the temperature is lowered to 800 ° C in about 67 minutes at a rate of 3 ° C per minute.

【0007】この酸化拡散工程14により、図9に示す
ように、ボロンデポジション層2が引き伸され(拡散さ
れ)、ボロン拡散層6を形成するとともにシリコンウエ
ーハ1の表面に熱酸化膜7が形成される。
By this oxidation diffusion step 14, as shown in FIG. 9, the boron deposition layer 2 is stretched (diffused) to form a boron diffusion layer 6 and a thermal oxide film 7 on the surface of the silicon wafer 1. It is formed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、前記従来技術を検討した結果、以下のような問題
点を見い出した。
However, as a result of examining the above-mentioned prior art, the present inventor found the following problems.

【0009】前記従来技術では、ボロンシリサイド層3
は、ボロンデポジション処理により、重金属類等の汚染
物質をゲッタ効果により寄せ集るた層となっている。そ
のため、ライト酸化工程12において、熱処理によるそ
の拡散効果により、この汚染物質の一部がシリコンウエ
ーハ1内に放出されて拡散し、その後の酸化処理によっ
て結晶欠陥が誘起され易いという問題があった。この結
晶欠陥があると、リーク電流不良等半導体製品としての
特性不良の原因となる。
In the above-mentioned prior art, the boron silicide layer 3
Is a layer in which pollutants such as heavy metals are gathered by the getter effect by the boron deposition process. Therefore, in the light oxidation step 12, there is a problem that due to the diffusion effect of the heat treatment, some of the contaminants are released into the silicon wafer 1 and diffused, and crystal defects are easily induced by the subsequent oxidation treatment. The presence of this crystal defect causes a characteristic defect as a semiconductor product such as a leakage current defect.

【0010】本発明の目的は、結晶欠陥の発生を防止す
ることが可能な技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing the occurrence of crystal defects.

【0011】本発明の他の目的は、製造工程の一部を省
略することが可能な技術を提供することになる。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of omitting a part of the manufacturing process.

【0012】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば以下の通
りである。
The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below.

【0014】(1)半導体ウエーハにボロン不純物層を
形成し、該ボロン不純層の上に熱酸化膜を形成する半導
体装置の製造方法において、前記ボロン不純層を形成し
た半導体ウエーハを窒素ガス雰囲気中で熱処理を行った
後、酸化雰囲気中で酸化処理を行って半導体ウエーハの
表面に酸化膜を形成する。
(1) In a method for manufacturing a semiconductor device in which a boron impurity layer is formed on a semiconductor wafer and a thermal oxide film is formed on the boron impurity layer, the semiconductor wafer having the boron impurity layer formed is placed in a nitrogen gas atmosphere. After the heat treatment is performed in step 1, an oxidation process is performed in an oxidizing atmosphere to form an oxide film on the surface of the semiconductor wafer.

【0015】(2)前記窒素ガス雰囲気中での熱処理と
酸化雰囲気中での熱処理を同一処理炉で連続して行う。
(2) The heat treatment in the nitrogen gas atmosphere and the heat treatment in the oxidizing atmosphere are continuously performed in the same processing furnace.

【0016】[0016]

【作用】前述の手段によれば、ボロン不純層を形成した
半導体ウエーハを窒素ガス雰囲気中で熱処理を行うこと
により、ボロンシリサイド層からの汚染物により誘起さ
れる微細な結晶欠陥がウエーハの外に拡散(アニールア
ウト)されるので、熱酸化処理において誘起される結晶
欠陥の発生を抑制することができる。
According to the above-mentioned means, the semiconductor wafer on which the boron impurity layer is formed is heat-treated in a nitrogen gas atmosphere, so that fine crystal defects induced by contaminants from the boron silicide layer are removed from the wafer. Since it is diffused (annealed out), it is possible to suppress the generation of crystal defects induced in the thermal oxidation treatment.

【0017】また、窒素ガス雰囲気中での熱処理と酸化
雰囲気中での熱処理を同一処理炉で連続して行うので、
製造工程の一部を省略することができる。
Since the heat treatment in the nitrogen gas atmosphere and the heat treatment in the oxidizing atmosphere are continuously performed in the same processing furnace,
Part of the manufacturing process can be omitted.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の半導体装置の製造方法の
一実施例における半導体ウエーハの表面酸化膜形成工程
を説明するためのフローチャートである。
FIG. 1 is a flow chart for explaining a step of forming a surface oxide film on a semiconductor wafer in an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【0020】図1において、ボロンデポジション工程1
0及びボロンガラス層除去工程11は、従来技術と同じ
であるので、ここでは、その説明は省略する。
In FIG. 1, boron deposition step 1
Since 0 and the boron glass layer removing step 11 are the same as those in the prior art, the description thereof is omitted here.

【0021】ボロンデポジション工程10及びボロンガ
ラス層除去工程11により、図6に示すボロンガラス層
を除去したシリコンウエーハが得られる。
By the boron deposition step 10 and the boron glass layer removing step 11, the silicon wafer from which the boron glass layer shown in FIG. 6 is removed can be obtained.

【0022】次に、ボロンガラス層を除去したシリコン
ウエーハに対し、窒素アニール酸化(拡散)工程15を
行う。この工程15についての詳細を図2(窒素アニー
ル酸化・拡散処理シーケンス)を用いて説明する。
Next, a nitrogen annealing oxidation (diffusion) step 15 is performed on the silicon wafer from which the boron glass layer has been removed. Details of this step 15 will be described with reference to FIG. 2 (nitrogen annealing oxidation / diffusion processing sequence).

【0023】図2において、ボロンガス層を除去したシ
リコンウエーハを窒素(N2)雰囲気の炉に入れ、80
0℃から1000℃まで毎分5℃の割合で40分かけ温
度を上げる。1000℃になると、その温度を保持した
状態で60分経過後、炉内の温度を1000℃に保持し
たままで窒素(N2)雰囲気からウエット酸素(O2)雰
囲気にして180分間保持する。その後毎分3℃の割合
で67分かけて800℃まで温度を下げる。
In FIG. 2, the silicon wafer from which the boron gas layer has been removed is placed in a furnace having a nitrogen (N 2 ) atmosphere,
The temperature is raised from 0 ° C to 1000 ° C at a rate of 5 ° C per minute for 40 minutes. When the temperature reaches 1000 ° C., 60 minutes after the temperature is maintained, the temperature in the furnace is maintained at 1000 ° C. and the nitrogen (N 2 ) atmosphere is changed to the wet oxygen (O 2 ) atmosphere for 180 minutes. Thereafter, the temperature is lowered to 800 ° C. at 67 ° C. at a rate of 3 ° C./min.

【0024】また、前記窒素アニール酸化(拡散)工程
15は、図3に示すように、窒素アニール処理の温度を
900℃としてもよい。この窒素アニール処理の温度を
900℃にするかあるいは1000℃にするかは、拡散
深さ等のプロセス設計仕様に合せて選択すればよい。
In the nitrogen anneal oxidation (diffusion) step 15, the temperature of the nitrogen anneal treatment may be set to 900 ° C., as shown in FIG. Whether the temperature of the nitrogen annealing treatment is 900 ° C. or 1000 ° C. may be selected according to the process design specifications such as the diffusion depth.

【0025】このように、ボロン不純層を形成したシリ
コンウエーハを窒素ガス雰囲気中で熱処理を行うことに
より、ボロンシリサイド層からの汚染物により誘起され
る微細な結晶欠陥がシリコンウエーハの外に拡散(アニ
ールアウト)されるので、熱酸化処理において誘起され
る結晶欠陥の発生を抑制することができる。
As described above, by heat-treating the silicon wafer on which the boron impurity layer is formed in a nitrogen gas atmosphere, fine crystal defects induced by contaminants from the boron silicide layer diffuse out of the silicon wafer ( Since it is annealed out, it is possible to suppress the generation of crystal defects induced in the thermal oxidation treatment.

【0026】また、窒素ガス雰囲気中での熱処理と酸化
雰囲気中での熱処理を同一処理炉で連続して行うので、
ボロンシリサイド層を除去するためのライト酸化処理工
程、ライト酸化膜除去工程を省略することができる。
Since the heat treatment in the nitrogen gas atmosphere and the heat treatment in the oxidizing atmosphere are continuously performed in the same processing furnace,
It is possible to omit the light oxidation treatment process and the light oxide film removal process for removing the boron silicide layer.

【0027】なお、前記実施例では、窒素アニール処理
を酸化処理より先に行ったが、その逆でも相当の効果を
得ることができる。
In the above-mentioned embodiment, the nitrogen annealing treatment is performed before the oxidation treatment, but the opposite effect can also be obtained.

【0028】また、前記実施例では、窒素アニール処理
と酸化処理を同一の炉内で連続して行ったが、別の炉内
で行っても相当の効果が得られる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the nitrogen annealing treatment and the oxidizing treatment are continuously carried out in the same furnace, but a considerable effect can be obtained even if they are carried out in another furnace.

【0029】以上、本発明を実施例に基づいて具体的に
説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し
得ることはいうまでもない。
Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the scope of the invention. Nor.

【0030】[0030]

【発明の効果】本願において、開示される発明のうち代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the disclosed inventions in this application will be briefly described as follows.

【0031】(1)結晶欠陥の発生を防止することがで
きる。
(1) The occurrence of crystal defects can be prevented.

【0032】(2)製造工程の一部を省略することがで
きる。
(2) Part of the manufacturing process can be omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の半導体装置の製造方法の一実施例に
おける半導体ウエーハの表面酸化膜形成工程を説明する
ためのフローチャート、
FIG. 1 is a flow chart for explaining a surface oxide film forming step of a semiconductor wafer in an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention,

【図2】 本実施例のシリコンウエーハの熱処理シーケ
ンスを示す図、
FIG. 2 is a diagram showing a heat treatment sequence of the silicon wafer of the present embodiment,

【図3】 本実施例のシリコンウエーハの他の熱処理シ
ーケンスを示す図、
FIG. 3 is a diagram showing another heat treatment sequence of the silicon wafer of the present embodiment,

【図4】 従来の半導体ウエーハの表面酸化膜形成工程
を説明するためのフローチャート、
FIG. 4 is a flowchart for explaining a conventional process for forming a surface oxide film on a semiconductor wafer,

【図5】 従来のボロンデポジション工程終了後の半導
体ウエーハの断面図、
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor wafer after the conventional boron deposition process is completed,

【図6】 従来のボロンガラス層除去工程終了後の半導
体ウエーハの断面図、
FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer after the conventional boron glass layer removal step,

【図7】 従来のライト酸化工程終了後の半導体ウエー
ハの断面図、
FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer after the conventional light oxidation step is completed.

【図8】 従来のライト酸化膜除去工程終了後の半導体
ウエーハの断面図、
FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer after a conventional light oxide film removal step is completed,

【図9】 従来の酸化(拡散)工程終了後の半導体ウエ
ーハの断面図、
FIG. 9 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer after a conventional oxidation (diffusion) step is completed,

【図10】 従来の半導体ウエーハの熱処理シーケンス
を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a heat treatment sequence of a conventional semiconductor wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコンウエーハ、2…ボロンデポジション層、3
…ボロンシリサイド層、4…ボロンガラス層、5…ライ
ト酸化膜、6…ボロン拡散層、7…熱酸化膜、10…ボ
ロンデポジション工程、11…ボロンガラス層除去工
程、12…ライト酸化工程、13…ライト酸化膜除去工
程、14…酸化(拡散)工程、15…窒素アニール酸化
(拡散)工程。
1 ... Silicon wafer, 2 ... Boron deposition layer, 3
... Boron silicide layer, 4 ... Boron glass layer, 5 ... Light oxide film, 6 ... Boron diffusion layer, 7 ... Thermal oxide film, 10 ... Boron deposition step, 11 ... Boron glass layer removal step, 12 ... Light oxidation step, 13 ... Light oxide film removal step, 14 ... Oxidation (diffusion) step, 15 ... Nitrogen annealing oxidation (diffusion) step.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウエーハにボロン不純物層を形成
し、該ボロン不純層の上に熱酸化膜を形成する半導体装
置の製造方法において、前記ボロン不純層を形成した半
導体ウエーハを窒素ガス雰囲気中で熱処理を行った後、
酸化雰囲気中で酸化処理を行って半導体ウエーハの表面
に酸化膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a boron impurity layer is formed on a semiconductor wafer and a thermal oxide film is formed on the boron impurity layer, wherein the semiconductor wafer having the boron impurity layer is formed in a nitrogen gas atmosphere. After heat treatment,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an oxide film on a surface of a semiconductor wafer by performing an oxidation treatment in an oxidizing atmosphere.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置の製造方法
において、前記窒素ガス雰囲気中での熱処理と酸化雰囲
気中での熱処理を同一処理炉で連続して行うことを特徴
する半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the heat treatment in the nitrogen gas atmosphere and the heat treatment in an oxidizing atmosphere are continuously performed in the same processing furnace. Method.
JP14875593A 1993-06-21 1993-06-21 Manufacture of semiconductor device Pending JPH0714827A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001017024A1 (en) * 1999-08-27 2001-03-08 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Fabrication method for pasted soi wafer and pasted soi wafer

Cited By (4)

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KR100733111B1 (en) * 1999-08-27 2007-06-27 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 Fabrication method for pasted soi wafer and pasted soi wafer

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