JPH0758698B2 - 半導体ウエーハヘのボロン拡散方法 - Google Patents

半導体ウエーハヘのボロン拡散方法

Info

Publication number
JPH0758698B2
JPH0758698B2 JP2220672A JP22067290A JPH0758698B2 JP H0758698 B2 JPH0758698 B2 JP H0758698B2 JP 2220672 A JP2220672 A JP 2220672A JP 22067290 A JP22067290 A JP 22067290A JP H0758698 B2 JPH0758698 B2 JP H0758698B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor wafer
boron
temperature
drive
diffusion
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2220672A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04102316A (ja
Inventor
正健 片山
昭一 藤彌
伊左緒 諸我
勝 篠宮
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.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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 Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP2220672A priority Critical patent/JPH0758698B2/ja
Priority to US07/736,546 priority patent/US5171708A/en
Priority to DE69122815T priority patent/DE69122815T2/de
Priority to EP91112736A priority patent/EP0472012B1/en
Publication of JPH04102316A publication Critical patent/JPH04102316A/ja
Publication of JPH0758698B2 publication Critical patent/JPH0758698B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/037—Diffusion-deposition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/909—Controlled atmosphere
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/914—Doping
    • Y10S438/92—Controlling diffusion profile by oxidation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、OSF（酸化誘起積層欠陥）の発生を低減する
ことができるようにした半導体ウェーハへのボロン拡散
方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、トランジスターのベース拡散等を行うのに、ソー
スとしてBN（ボロンナイトライド）、PBF（ポリボロン
フィルム）等が使用されることは知られている。
例えば、BNをソースとして用いる場合には、半導体ウェ
ーハをBNの両側にボート上に配置して拡散炉内に入れ、
熱を加えてBN表面のB2O3を半導体ウェーハ上に飛ばし、
半導体ウェーハ表面に均一な高濃度のボロンガラス層と
高濃度のボロン拡散層を形成し、ついでこのボロンガラ
ス層をエッチング除去し、次に再度拡散炉内でボロン拡
散層の表面を700℃の低温で酸化し、表面の汚染層を再
度のエッチングで除去し、最後に拡散炉で加熱しボロン
拡散（ドライブ・イン）を行うものであった。このBNを
ソースとしたボロン拡散においては、BN表面に形成され
たB2O3を半導体ウェーハ上に飛ばすものであるから、拡
散炉内のガスの影響を受け、シート抵抗のバラツキが大
きく、そのコントロールが難しく、OSF（酸化誘起積層
欠陥）も発生する（100個／cm2以上）という欠点があっ
た。なお、OSF密度の発生許容限度は20個／cm2以下と通
常考えられている。
一方、PBFとは、東京応化工業株式会社製の塗布液であ
り、半導体素子製造用の高濃度ボロンを拡散するために
用いられ、ボロン化合物と多価アルコール化合物とを反
応させて生成したポリマーをアルコール系溶媒に溶解さ
せたものである。
PBFをソースとしてボロン拡散を行う場合には、まず、P
BFをスピン塗布法で半導体ウェーハ上に塗布し溶剤を拡
散させた後に、デポ工程用の拡散炉に投入し、酸素を含
む雰囲気中450〜800℃で熱処理してB2O3層を形成する
（焼成）。
次に、半導体ウェーハを窒素中で900〜1000℃に昇温
し、B2O3層が変化して形成されるボロンガラス層から所
望濃度のボロンを半導体ウェーハ内へ浅く拡散させる
（デポ工程またはデポジション工程）。デポ工程中に半
導体ウェーハ内へ拡散されなかった余分なボロンが残存
するボロンガラス層は、デポ工程終了後に半導体ウェー
ハを拡散炉から取り出し、フッ酸水溶液等でエッチング
することにより除去される。
続いて、ボロンガラス層を除去した半導体ウェーハをド
ライブ・イン工程用の拡散炉に投入し、デポ工程で半導
体ウェーハ内へ浅く拡散させたボロンを所望の深さまで
引伸し拡散を行う（ドライブ・イン工程）。半導体ウェ
ーハをドライブ・イン工程用の拡散炉に投入する時の拡
散炉の温度（ドライブ・イン工程の投入温度）は、通常
800℃程度であり、デポ工程における拡散温度よりも低
い。
そして、半導体ウェーハをドライブ・イン工程用の拡散
炉に投入後、1100℃程度に昇温し、所定時間だけ一定温
度に保持してボロンを所望深さまでドライブ・インす
る。
PBFは、BNと異なり、半導体ウェーハ上に直接塗布で
き、焼成、デポ工程で生成するB2O3やボロンガラスの厚
さが均一でシート抵抗の均一性が良く、またその取扱い
が容易であることから、ボロンソースとして有効に用い
られている（特公平１−60932号、特開昭60−92610号
等）。しかし、このPBFを用いた場合でもOSFは100個／c
m2以上発生するのが通常であり、その発生を低減する効
果的な方法はいまだ知られていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者は、上記した従来技術の問題点を解決するべく
鋭意研究を重ねた結果本発明を完成したものである。
本発明は、OSF（酸化誘起積層欠陥）の発生を20個／cm2
以下に低減することができるようにした半導体ウェーハ
へのボロン拡散方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、本発明は、半導体ウェーハ
上にボロン拡散ソースを塗布し、20％濃度以下の酸素中
450〜800℃で焼成後、窒素中900〜1000℃でデポ工程の
熱処理を行い、該熱処理中に形成された半導体ウェーハ
上のボロンガラス層を除去後、ドライブ・イン工程の熱
処理を行なう半導体ウェーハへのボロン拡散方法におい
て、ドライブ・イン工程の投入温度をデポ工程の温度と
同等かまたはデポ工程の温度よりも高温として熱処理を
行なうようにしたものである。
上記ドライブ・イン工程の投入温度は890℃〜1000℃の
温度範囲が好ましく、さらに好ましくは900℃〜950℃の
温度範囲である。
ボロン拡散ソースとしては、ポリボロンフィルムを用い
るのが好適である。
本発明方法は、直径が５インチ以上の半導体ウェーハに
対して特に好適に適用できる。
〔実施例〕
デポ温度とドライブ・イン投入温度がOSFに与える影響
を調べるために次の実験を行った。
１）使用半導体ウェーハ ５インチCZP型＜100＞及び＜111＞20Ω・cm ２）工程 PBF（東京応化製6M−10）スピン塗布コーター:4700rp
m 焼成・デポ（拡散炉） 焼成:700℃、５％O2／N2、30分 デポ：N2、30分、処理温度は936℃及び970℃の２水準で
行った。
ボロンガラス除去 ５％HF（１分） ドライブ・イン（拡散炉） 実験条件： ロット 投入温度（℃） A 800 B 900 C 950 D 1000 第１図にドライブ・インの熱処理条件を示した。
評価 ドライブ・イン処理を行った半導体ウェーハの酸化膜を
除去（HF処理）し、ライトエッチ（１分）を行って、光
学顕微鏡（100倍、十字スキャン）によってOSFの個数／
cm2をカウントし、その結果を第２図に示した。
この結果から、（ａ）OSF密度はドライブ・インの投入
温度のみに依存し、投入温度（本実験の範囲内の温度
で）が高いとOSF密度が低くなることが分かった。
（ｂ）OSF密度は本実験条件下のデポ温度（936〜970
℃）に依存しないことも分かった。（ｃ）ドライブ・イ
ンの投入温度を900℃〜1000℃の範囲とすることによりO
SF密度を20個／cm2以下に抑制できることが判明した。
（ｄ）これらの結果から、ドライブ・イン工程の投入温
度をデポ工程の温度と同等かまたはデポ工程の温度より
も高温として熱処理を行なうことにより、OSF密度を20
個／cm2以下に低減できることが明らかとなった。
ドライブ・イン投入温度が1000℃を越えると、OSFの発
生は抑制されるにしてもスリップが発生するために好適
とはいえない。また、ドライブ・イン投入温度が900℃
にみたない場合には、OSF発生の抑制効果は減少する
が、890℃程度までは本発明の効果を達成できるもので
ある。スリップの発生がなく、OSF密度も20個／cm2以下
の状態で安定して生産するための温度条件としては900
〜950℃が適当と言える。
上記の実験では、PBFを用いた例を示したが、ドライブ
・インの投入温度が900〜1000℃の範囲で、BNをソース
とした場合にもOSFの低減効果が達成できる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、半導体ウェーハへのボ
ロン拡散を行うにあたり、OSF（酸化誘起積層欠陥）の
発生を20個／cm2以下に低減することができるという大
きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は前記実験の処理条件を示す図面及び第２図は前
記実験によって得られたドライブ・インの投入温度とOS
F密度との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠宮 勝 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越半 導体株式会社半導体磯部研究所内 (56)参考文献 特開 平４−53127（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体ウェーハ上にボロン拡散ソースを塗
    布し、20％濃度以下の酸素中450〜800℃で焼成後、窒素
    中900〜1000℃でデポ工程の熱処理を行い、該熱処理中
    に形成された半導体ウェーハ上のボロンガラス層を除去
    後、ドライブ・イン工程の熱処理を行なう半導体ウェー
    ハへのボロン拡散方法において、ドライブ・イン工程の
    投入温度をデポ工程の温度と同等かまたはデポ工程の温
    度よりも高温として熱処理を行なうようにしたことを特
    徴とする半導体ウェーハへのボロン拡散方法。
  2. 【請求項２】上記ドライブ・イン工程の投入温度が890
    〜1000℃、好ましくは900〜950℃の温度範囲であること
    を特徴とする請求項（１）記載の半導体ウェーハへのボ
    ロン拡散方法。
  3. 【請求項３】ボロン拡散ソースがポリボロンフィルムで
    あることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の半
    導体ウェーハへのボロン拡散方法。
JP2220672A 1990-08-22 1990-08-22 半導体ウエーハヘのボロン拡散方法 Expired - Lifetime JPH0758698B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2220672A JPH0758698B2 (ja) 1990-08-22 1990-08-22 半導体ウエーハヘのボロン拡散方法
US07/736,546 US5171708A (en) 1990-08-22 1991-07-26 Method of boron diffusion into semiconductor wafers having reduced stacking faults
DE69122815T DE69122815T2 (de) 1990-08-22 1991-07-29 Verfahren zur Bor-Diffusion in Halbleiterwafern
EP91112736A EP0472012B1 (en) 1990-08-22 1991-07-29 Method of boron diffusion into semiconductor wafers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2220672A JPH0758698B2 (ja) 1990-08-22 1990-08-22 半導体ウエーハヘのボロン拡散方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04102316A JPH04102316A (ja) 1992-04-03
JPH0758698B2 true JPH0758698B2 (ja) 1995-06-21

Family

ID=16754654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2220672A Expired - Lifetime JPH0758698B2 (ja) 1990-08-22 1990-08-22 半導体ウエーハヘのボロン拡散方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5171708A (ja)
EP (1) EP0472012B1 (ja)
JP (1) JPH0758698B2 (ja)
DE (1) DE69122815T2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0758698B2 (ja) * 1990-08-22 1995-06-21 信越半導体株式会社 半導体ウエーハヘのボロン拡散方法
US5753530A (en) * 1992-04-21 1998-05-19 Seiko Instruments, Inc. Impurity doping method with diffusion source of boron-silicide film
EP0709878B1 (en) * 1994-10-24 1998-04-01 Naoetsu Electronics Company Method for the preparation of discrete substrate plates of semiconductor silicon wafer
US5674777A (en) * 1994-10-18 1997-10-07 National Science Council Method for forming silicon-boron binary compound layer as boron diffusion source in silicon electronic device
JPH10154713A (ja) * 1996-11-22 1998-06-09 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンウエーハの熱処理方法およびシリコンウエーハ
DE10301244B4 (de) * 2003-01-15 2005-03-17 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Dotieren von Halbleiterkörpern
US8084105B2 (en) * 2007-05-23 2011-12-27 Applied Materials, Inc. Method of depositing boron nitride and boron nitride-derived materials
US8337950B2 (en) * 2007-06-19 2012-12-25 Applied Materials, Inc. Method for depositing boron-rich films for lithographic mask applications
RU2475883C1 (ru) * 2011-09-16 2013-02-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Предприятие "Пульсар" Способ диффузии бора в кремний
CN104981893B (zh) * 2013-02-06 2018-01-30 松下生产工程技术株式会社 太阳能电池单元的制造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3997351A (en) * 1974-01-07 1976-12-14 Owens-Illinois, Inc. Glass-ceramic dopant host for vapor phase transport of B2 O3
DE2827330C2 (de) * 1978-06-22 1982-10-21 Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg Verfahren zur Verminderung des Breitbandrauschens
EP0104412B1 (en) * 1982-09-23 1988-01-07 Allied Corporation Polymeric boron-nitrogen dopant
JPS6092611A (ja) * 1983-10-26 1985-05-24 Rohm Co Ltd 半導体素子の不純物拡散方法
JPS6092610A (ja) * 1983-10-26 1985-05-24 Rohm Co Ltd ボロン拡散量の制御方法
JPS62101026A (ja) * 1985-10-26 1987-05-11 Shin Etsu Chem Co Ltd 不純物拡散源
US4791074A (en) * 1986-08-29 1988-12-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing a semiconductor apparatus
JPH0758698B2 (ja) * 1990-08-22 1995-06-21 信越半導体株式会社 半導体ウエーハヘのボロン拡散方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5171708A (en) 1992-12-15
EP0472012A3 (en) 1992-06-03
EP0472012B1 (en) 1996-10-23
DE69122815T2 (de) 1997-02-20
DE69122815D1 (de) 1996-11-28
JPH04102316A (ja) 1992-04-03
EP0472012A2 (en) 1992-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0758698B2 (ja) 半導体ウエーハヘのボロン拡散方法
JPH04158514A (ja) 半導体基板への不純物拡散方法
US20210125822A1 (en) Film surface treatment method and film surface treatment device
JP2870231B2 (ja) 半導体基板への硼素拡散方法
JP4131105B2 (ja) シリコンボートの製造方法
JPS62123098A (ja) シリコン単結晶の製造方法
JPS63129633A (ja) 半導体表面処理方法
JP2002299268A (ja) シリコンウェーハの製造方法
JPH07130676A (ja) 半導体ウェーハのホウ素拡散方法
JP3134483B2 (ja) 半導体基板の液体による処理装置
JPH0453127A (ja) 半導体素子の不純物拡散方法
JPH03163821A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0223023B2 (ja)
JPH0160932B2 (ja)
JPH10233380A (ja) シリコン単結晶の表面処理方法及びシリコン単結晶薄膜の製造方法
JPH08111388A (ja) Ｐドープトオキサイドによるリン（ｐ）の固相拡散法
JPH0714827A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2583962B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2003519912A (ja) エッチング及びアッシングフォトレジスト除去プロセス
JP2002025926A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07130675A (ja) 半導体ウェーハのホウ素拡散方法
JPS635534A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS5934629A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05251431A (ja) 半導体基体の酸化法
JPS61170024A (ja) 半導体装置の製造方法