JPH08330246A - Method of growing polycrystalline silicon film - Google Patents

Method of growing polycrystalline silicon film

Info

Publication number
JPH08330246A
JPH08330246A JP13402895A JP13402895A JPH08330246A JP H08330246 A JPH08330246 A JP H08330246A JP 13402895 A JP13402895 A JP 13402895A JP 13402895 A JP13402895 A JP 13402895A JP H08330246 A JPH08330246 A JP H08330246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
silicon film
phosphorus
film
forming
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
JP13402895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunio Kagimoto
本 邦 雄 鍵
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 JP13402895A priority Critical patent/JPH08330246A/en
Publication of JPH08330246A publication Critical patent/JPH08330246A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To grow a polycrystalline silicon film equal in thickness and surface resistance in short time by thermally diffusing the phosphorus heaving adhered to the surface compulsively into a polycrystalline silicon film after doping the polycrystalline silicon film on a semiconductor substrate with phosphorus. CONSTITUTION: A polycrystalline silicon film is deposited on the surface of a silicon substrate 42 by decompressing the inside of a reaction tube 41, and performing heating by a heater 45, and introducing polycrystalline silicon material gas by a nozzle 43. Next, phosphorus source gas is introduced into a reaction tube 41 from the nozzle 44, and the phosphorus is thermally diffused as dopant within the polycrystalline silicon film. Phosphorus reactive species remaining on the surface of the polycrystalline silicon film is thermally diffused compulsorily into this polycrystalline film. By repeating the above operation several times, a polycrystalline silicon film, where a multilayer of polycrystalline silicon film doped with phosphorus is deposited, is grown.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】半導体基板上にリンをドープした
多結晶シリコン膜を成膜するための成膜方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming method for forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon film on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の、リンをドープした多結晶シリコ
ン膜の成膜方法について、図4および図5を用いて説明
する。
2. Description of the Related Art A conventional method for forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon film will be described with reference to FIGS.

【0003】図4は、かかる多結晶シリコン膜を形成す
るための成膜装置の一構成例を示す断面図である。同図
において、反応管41内には、多数個のシリコン基板4
2が、縦方向に配置されている。ノズル43は、多結晶
シリコン膜を成膜する際に、反応管41内にシリコン形
成材料のガス(例えばSiH4 ガス)を導入するために
使用される。また、ノズル44は、リンドープを行う際
に、反応管41内にリンソースガス(例えばPH3
ス)を導入するために使用される。さらに、ヒータ45
は、反応管41内の温度を制御するために使用される。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of the structure of a film forming apparatus for forming such a polycrystalline silicon film. In the figure, in the reaction tube 41, a large number of silicon substrates 4
2 are arranged in the vertical direction. The nozzle 43 is used to introduce a gas (for example, SiH 4 gas) of a silicon forming material into the reaction tube 41 when forming a polycrystalline silicon film. The nozzle 44 is used to introduce a phosphorus source gas (for example, PH 3 gas) into the reaction tube 41 when performing phosphorus doping. Furthermore, the heater 45
Are used to control the temperature in the reaction tube 41.

【0004】図5は、図4に示した成膜装置を用いてリ
ンドープド多結晶シリコン膜の成膜を行う工程を説明す
るための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a step of forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon film by using the film forming apparatus shown in FIG.

【0005】まず、減圧下の反応管41の内部を、ヒ
ータ45を用いて所定温度に加熱しつつ、ノズル43か
らシリコン形成材料ガスを導入する。これにより、シリ
コン基板42の表面に、多結晶シリコン膜が形成され
る。
First, while the inside of the reaction tube 41 under reduced pressure is heated to a predetermined temperature by using the heater 45, the silicon forming material gas is introduced from the nozzle 43. As a result, a polycrystalline silicon film is formed on the surface of the silicon substrate 42.

【0006】次に、設定温度をそのままにして、ノズ
ル44から反応管41内にリンソースガスを導入する。
これにより、多結晶シリコン膜の表面にドーパントとし
てリン反応種が付着し、この多結晶シリコン膜内に熱拡
散される。
Next, while keeping the set temperature as it is, phosphorus source gas is introduced from the nozzle 44 into the reaction tube 41.
As a result, phosphorus reactive species are attached as a dopant to the surface of the polycrystalline silicon film, and are thermally diffused in the polycrystalline silicon film.

【0007】続いて、上記工程と同様にしてリンド
ープド多結晶シリコン膜の表面に二層目の多結晶シリコ
ン膜を堆積し、さらに、上記工程と同様にしてこの二
層目の多結晶シリコン膜にリンをドープする。
Subsequently, a second-layer polycrystalline silicon film is deposited on the surface of the phosphorus-doped polycrystalline silicon film in the same manner as in the above step, and further, in the same manner as in the above-mentioned step, the second-layer polycrystalline silicon film is formed. Dope with phosphorus.

【0008】以下、上記工程を複数回繰り返すこと
により、複数のリンドープド多結晶シリコン膜を積層さ
せることができる。
By repeating the above steps a plurality of times, a plurality of phosphorus-doped polycrystalline silicon films can be laminated.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなリンドープド多結晶シリコン膜の成膜工程には、ド
ープを行わない多結晶シリコンの成膜工程と比較して、
多結晶シリコンの堆積速度が遅く、また堆積された多結
晶シリコン膜の膜厚の均一性や表面抵抗の均一性が悪い
という欠点があった。
However, in the process of forming such a phosphorus-doped polycrystalline silicon film, compared with the process of forming undoped polycrystalline silicon,
There are drawbacks that the deposition rate of polycrystalline silicon is slow, and the deposited polycrystalline silicon film has poor film thickness uniformity and surface resistance uniformity.

【0010】これは、多結晶シリコン膜の表面に付着さ
せたリン反応種(上記工程参照)が、膜内に完全には
拡散せずに膜表面に残留し、この残留したリン反応種に
よって次の多結晶シリコン膜の堆積が抑制されるためで
ある。すなわち、多結晶シリコン膜の表面にリン反応種
が残留していると、シリコン形成材料ガスの導入が開始
されてからしばらくの間は多結晶シリコンが堆積されな
くなってしまい、また、このリン反応種の残留濃度のム
ラが膜厚のムラや表面抵抗のムラの原因となってしまう
のである。
This is because the phosphorus reactive species adhered to the surface of the polycrystalline silicon film (see the above process) does not completely diffuse into the film but remains on the film surface, and the phosphorus reactive species remaining on This is because the deposition of the polycrystalline silicon film is suppressed. That is, if the phosphorus reactive species remain on the surface of the polycrystalline silicon film, the polycrystalline silicon will not be deposited for a while after the introduction of the silicon forming material gas is started. The unevenness of the residual density of the above causes the unevenness of the film thickness and the unevenness of the surface resistance.

【0011】ここで、堆積速度の悪化は製造コストが増
大する原因となり、膜厚のムラや表面抵抗のムラは半導
体素子の品質悪化の原因となる。
Here, the deterioration of the deposition rate causes an increase in the manufacturing cost, and the unevenness of the film thickness and the unevenness of the surface resistance cause the deterioration of the quality of the semiconductor element.

【0012】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、膜厚および表面抵抗が均一な
多結晶シリコン膜を短時間で成膜することができる、多
結晶シリコン膜の成膜方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above drawbacks of the prior art, and is capable of forming a polycrystalline silicon film having a uniform film thickness and surface resistance in a short time. It is an object of the present invention to provide a film forming method.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る多結晶シリ
コン膜の生成方法は、半導体基板上に、複数のリンドー
プド多結晶シリコン膜を、積層させて成膜する成膜方法
において、前記半導体基板上に多結晶シリコン膜を形成
する第1工程と、この第1工程で形成された前記多結晶
シリコン膜にリンをドープする第2工程と、この第2工
程で前記多結晶シリコン膜の表面に付着したリンをこの
多結晶シリコン膜内に強制的に熱拡散させる第3工程
と、を備えたことを特徴とする。
A method for producing a polycrystalline silicon film according to the present invention is a method for forming a polycrystalline silicon film by laminating a plurality of phosphorus-doped polycrystalline silicon films on a semiconductor substrate. A first step of forming a polycrystalline silicon film thereon; a second step of doping the polycrystalline silicon film formed in the first step with phosphorus; and a second step of forming a polycrystalline silicon film on the surface of the polycrystalline silicon film. And a third step of forcibly thermally diffusing the attached phosphorus into the polycrystalline silicon film.

【0014】[0014]

【作用】本発明は、第2工程で前記多結晶シリコン膜の
表面に付着したリンをこの多結晶シリコン膜内に強制的
に熱拡散させる工程(第3工程)を設けることにより、
多結晶シリコン膜の表面へのリン反応種の残留濃度を低
減させたものである。
According to the present invention, by providing the step (third step) forcibly thermally diffusing the phosphorus adhered to the surface of the polycrystalline silicon film in the second step into the polycrystalline silicon film,
The residual concentration of the phosphorus reactive species on the surface of the polycrystalline silicon film is reduced.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例について説明しつ
つ、本発明について、より詳細に説明する。
The present invention will now be described in more detail while describing one embodiment of the present invention.

【0016】まず、本実施例に係る多結晶シリコン膜の
生成方法について、図1を用いて説明する。図1は、本
実施例を用いてリンドープド多結晶シリコン膜の成膜を
行う工程を説明するための図である。また、このときの
プロセス条件を、表1および表2に示す。
First, a method of forming a polycrystalline silicon film according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining a process of forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon film by using this embodiment. The process conditions at this time are shown in Tables 1 and 2.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】[0018]

【表2】 なお、本実施例においても、従来の成膜方法と同様の成
膜装置(図4参照)を使用した。
[Table 2] In addition, also in this example, a film forming apparatus (see FIG. 4) similar to the conventional film forming method was used.

【0019】最初に、反応管41の内部を、67Pa
まで減圧し、ヒータ45を用いて620℃に加熱した。
そして、ノズル43からSiH4 ガス(多結晶シリコン
材料ガス)を、流量100sccmで導入した(本発明
の「第1工程」に相当する)。これにより、シリコン基
板42(直径200mm)の表面に、厚さ30nmの多
結晶シリコン膜を堆積した。
First, the inside of the reaction tube 41 is set to 67 Pa.
The pressure was reduced to, and the temperature was raised to 620 ° C. using the heater 45.
Then, SiH 4 gas (polycrystalline silicon material gas) was introduced from the nozzle 43 at a flow rate of 100 sccm (corresponding to the “first step” of the present invention). As a result, a 30-nm-thick polycrystalline silicon film was deposited on the surface of the silicon substrate 42 (diameter 200 mm).

【0020】次に、設定温度を620℃のままにし
て、ノズル44から反応管41内に、PH3 ガス(リン
ソースガス)を、流量20sccmで3分間導入した
(本発明の「第2工程」に相当する)。これにより、多
結晶シリコン膜内にドーパントとしてリンを熱拡散し
た。
Next, with the set temperature kept at 620 ° C., PH 3 gas (phosphorus source gas) was introduced into the reaction tube 41 from the nozzle 44 at a flow rate of 20 sccm for 3 minutes (the “second step of the present invention”). )). As a result, phosphorus was thermally diffused in the polycrystalline silicon film as a dopant.

【0021】そして、反応管41の内部温度を850
℃まで昇温して10分間加熱することにより、多結晶シ
リコン膜の表面に残留したリン反応種をこの多結晶シリ
コン膜内に強制的に熱拡散させた(本発明の「第3工
程」に相当する)。
Then, the internal temperature of the reaction tube 41 is set to 850
By heating to 10 ° C. and heating for 10 minutes, the phosphorus reactive species remaining on the surface of the polycrystalline silicon film were forcibly diffused into the polycrystalline silicon film (see “Third step of the present invention”). Equivalent to).

【0022】続いて、上記工程と同様にしてリンド
ープド多結晶シリコン膜の表面に二層目の多結晶シリコ
ン膜を成膜し、続いて、上記工程と同様にしてこの二
層目の多結晶シリコン膜にリンをドープし、さらに、上
記工程と同様にしてリン反応種の強制的な熱拡散を行
った。
Subsequently, a second-layer polycrystalline silicon film is formed on the surface of the phosphorus-doped polycrystalline silicon film in the same manner as in the above step, and subsequently, the second-layer polycrystalline silicon film is formed in the same manner as in the above-mentioned step. The film was doped with phosphorus, and forced thermal diffusion of phosphorus reactive species was performed in the same manner as in the above step.

【0023】以下、上記工程を8回繰り返すことに
より、10層のリンドープド多結晶シリコン膜を積層さ
せてなる、多結晶シリコン膜を成膜した。
By repeating the above steps 8 times, a polycrystalline silicon film is formed by laminating 10 layers of phosphorus-doped polycrystalline silicon film.

【0024】続いて、比較のために、従来の成膜方法
(図5参照)を用いたリンドープド多結晶シリコン膜も
作製した。このときの成膜条件を、表2に示す。
Subsequently, for comparison, a phosphorus-doped polycrystalline silicon film was also formed by using the conventional film forming method (see FIG. 5). Table 2 shows the film forming conditions at this time.

【0025】次に、このようにして作製したリンドープ
ド多結晶シリコン膜(本実施例および従来例)の膜厚お
よび表面抵抗の均一性を評価した。この評価結果を図
2、図3および表2に示す。なお、図2は本実施例に係
るサンプルの評価結果を示すグラフであり、図3は従来
例に係るサンプルの評価結果を示すグラフである。両図
において、横軸はシリコン基板の中央からの距離を示
し、縦軸は膜厚および表面抵抗を示している。
Next, the uniformity of the film thickness and the surface resistance of the phosphorus-doped polycrystalline silicon film (in this example and the conventional example) thus manufactured was evaluated. The evaluation results are shown in FIGS. 2 and 3 and Table 2. 2 is a graph showing the evaluation results of the sample according to this example, and FIG. 3 is a graph showing the evaluation results of the sample according to the conventional example. In both figures, the horizontal axis represents the distance from the center of the silicon substrate, and the vertical axis represents the film thickness and surface resistance.

【0026】図2、図3および表2からわかるように、
本実施例によれば、膜厚の均一性、表面抵抗の均一性と
もに、従来例のサンプルよりも向上させることができ
た。
As can be seen from FIGS. 2, 3 and Table 2,
According to this example, both the film thickness uniformity and the surface resistance uniformity could be improved as compared with the sample of the conventional example.

【0027】また、本実施例によれば、多結晶シリコン
膜の表面にリン反応種が残留していないので、シリコン
形成材料ガスの導入が開始された直後から多結晶シリコ
ンが堆積され、成膜時間を短縮することもできた。
Further, according to the present embodiment, since no phosphorus reactive species remain on the surface of the polycrystalline silicon film, the polycrystalline silicon is deposited and film-formed immediately after the introduction of the silicon forming material gas is started. It was also possible to save time.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る多結晶シリコン膜の成膜方法によれば、膜厚および表
面抵抗が均一な多結晶シリコン膜を短時間で成膜するこ
とができる。
As described in detail above, according to the method for forming a polycrystalline silicon film according to the present invention, a polycrystalline silicon film having a uniform film thickness and surface resistance can be formed in a short time. it can.

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

【図1】本発明の一実施例を用いてリンをドープした多
結晶シリコン膜の成膜を行う工程を説明するための図で
ある。
FIG. 1 is a diagram for explaining a process of forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon film by using an example of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係るサンプルの評価結果を
示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing evaluation results of samples according to an example of the present invention.

【図3】従来の成膜方法に係るサンプルの評価結果を示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an evaluation result of a sample according to a conventional film forming method.

【図4】多結晶シリコン膜を形成に使用する成膜装置の
一例を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus used for forming a polycrystalline silicon film.

【図5】従来の成膜方法を用いてリンをドープした多結
晶シリコン膜の成膜を行う工程を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining a step of forming a phosphorus-doped polycrystalline silicon film by using a conventional film forming method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 反応管 42 シリコン基板 43 ノズル 44 ノズル 45 ヒータ 41 Reaction Tube 42 Silicon Substrate 43 Nozzle 44 Nozzle 45 Heater

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に、複数のリンドープド多結
晶シリコン膜を、積層させて成膜する成膜方法におい
て、 前記半導体基板上に多結晶シリコン膜を形成する第1工
程と、 この第1工程で形成された前記多結晶シリコン膜にリン
をドープする第2工程と、 この第2工程で前記多結晶シリコン膜の表面に付着した
リンをこの多結晶シリコン膜内に強制的に熱拡散させる
第3工程と、 を備えたことを特徴とする多結晶シリコン膜の生成方
法。
1. A film forming method for laminating and forming a plurality of phosphorus-doped polycrystalline silicon films on a semiconductor substrate, comprising: a first step of forming a polycrystalline silicon film on the semiconductor substrate; A second step of doping phosphorus into the polycrystalline silicon film formed in the step, and forcibly diffusing the phosphorus adhering to the surface of the polycrystalline silicon film into the polycrystalline silicon film in the second step A method for producing a polycrystalline silicon film, comprising: a third step.
【請求項2】前記第3工程が、前記第1の工程および前
記第2の工程よりも高い温度で前記半導体基板を加熱す
る工程であることを特徴とする請求項1記載の多結晶シ
リコンの成膜方法。
2. The polycrystalline silicon according to claim 1, wherein the third step is a step of heating the semiconductor substrate at a temperature higher than those of the first step and the second step. Deposition method.
JP13402895A 1995-05-31 1995-05-31 Method of growing polycrystalline silicon film Pending JPH08330246A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13402895A JPH08330246A (en) 1995-05-31 1995-05-31 Method of growing polycrystalline silicon film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13402895A JPH08330246A (en) 1995-05-31 1995-05-31 Method of growing polycrystalline silicon film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08330246A true JPH08330246A (en) 1996-12-13

Family

ID=15118696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13402895A Pending JPH08330246A (en) 1995-05-31 1995-05-31 Method of growing polycrystalline silicon film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08330246A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10388762B2 (en) 2016-06-06 2019-08-20 Kokusai Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10388762B2 (en) 2016-06-06 2019-08-20 Kokusai Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100272891B1 (en) Low temperature high pressure silicon deposition method
US6391749B1 (en) Selective epitaxial growth method in semiconductor device
US5874129A (en) Low temperature, high pressure silicon deposition method
JPH0629219A (en) Method for changing of polysilicon into texture by making use of vapor nucleation
US5332689A (en) Method for depositing low bulk resistivity doped films
US6187100B1 (en) Semiconductor device and production thereof
US20010026482A1 (en) Semiconductor memory device and electrode therefor
KR20020095194A (en) Method of forming a dielectric film
US6417058B1 (en) SiGe/poly for low resistance extrinsic base npn transistor
JPH08330246A (en) Method of growing polycrystalline silicon film
JP2002203809A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH05175456A (en) Manufacture of semiconductor element
US6245673B1 (en) Method of forming tungsten silicide film
JP2945234B2 (en) Method of forming semiconductor thin film
KR20090017074A (en) Method for deposition epitaxial silicon layer
US6821871B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device, substrate treatment method, and semiconductor manufacturing apparatus
US6150226A (en) Semiconductor processing methods, methods of forming capacitors, methods of forming silicon nitride, and methods of densifying silicon nitride layers
US6083833A (en) Method for forming conductive film for semiconductor device
JP2001210593A (en) Method for forming polycrystalline silicone film and semiconductor device
JPH08279506A (en) Manufacture of semiconductor device
US6140204A (en) Process for producing a semiconductor device having hemispherical grains (HSG)
JP3064363B2 (en) Method of forming Si thin film
US6319857B1 (en) Method of fabricating stacked N-O-N ultrathin gate dielectric structures
JPH09205069A (en) Impurity doped polysilicon growth system
KR100542890B1 (en) Manufacturing method of guided polycrystalline silicon film_