JPH10199823A - Manufacture of diffused film - Google Patents
Manufacture of diffused filmInfo
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- JPH10199823A JPH10199823A JP467197A JP467197A JPH10199823A JP H10199823 A JPH10199823 A JP H10199823A JP 467197 A JP467197 A JP 467197A JP 467197 A JP467197 A JP 467197A JP H10199823 A JPH10199823 A JP H10199823A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造工程において、特に半導体ウエハの表面に例えばホウ
素を注入拡散するために用いられる拡散フィルムの製造
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a diffusion film used for implanting and diffusing, for example, boron into the surface of a semiconductor wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】単結晶シリコンによって構成される半導
体ウエハの表面に、不純物である例えばホウ素を注入し
拡散処理する必要が生ずる。この様な拡散処理は、例え
ば特開昭５４−１８６６９号公報にも示されているよう
に、例えばホルダーに対してホウ素を含むソース板と半
導体ウエハとを所定の間隔を設定して交互に配置する。
この様にして構成された構成体は、所定の加熱炉内に配
置して加熱処理するもので、この加熱処理によってソー
ス板に含まれる拡散源である、例えばホウ素を半導体ウ
エハの表面に注入して拡散させるようにしている。2. Description of the Related Art It is necessary to inject, for example, boron, which is an impurity, into a surface of a semiconductor wafer made of single-crystal silicon and carry out diffusion treatment. In such a diffusion process, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-18669, a source plate containing boron and a semiconductor wafer are alternately arranged at predetermined intervals with respect to a holder, for example. I do.
The structure thus configured is placed in a predetermined heating furnace and subjected to heat treatment. By this heat treatment, a diffusion source, for example, boron contained in the source plate is injected into the surface of the semiconductor wafer. And spread it.
【０００３】この様にして使用される例えばホウ素拡散
フィルムは、ＳｉＣを基体として構成される。この様な
拡散フィルムは、ＳｉＣパウダーにホウ素化合物とバイ
ンダーである有機溶剤と混合し、これをフィルム状に成
形した後に乾燥させることによって作成される。この場
合、このＳｉＣを基体とするホウ素拡散フィルムの原料
として使用されるＳｉＣパウダーさらにホウ素化合物に
は、不純物としてアルミニウムが含まれている。[0003] For example, a boron diffusion film used in this manner is constituted by using SiC as a substrate. Such a diffusion film is produced by mixing SiC powder with a boron compound and an organic solvent as a binder, forming the mixture into a film, and drying the mixture. In this case, the SiC powder and the boron compound used as a raw material of the boron diffusion film having SiC as a base contain aluminum as an impurity.
【０００４】この様な問題点に対処するため、ＳｉＣパ
ウダーを酸洗浄することによってアルミニウム濃度を下
げるようにすることが考えられるが、この様な酸洗浄を
行っても、数十〜数百ｐｐｍ程度は残留している。そし
て、この様なアルミニウムを不純物として含む拡散フィ
ルムを、拡散法によって接合が形成されるようにする
と、その接合面が不均一となり易い。In order to cope with such a problem, it is conceivable to reduce the aluminum concentration by washing the SiC powder with an acid. However, even if such an acid washing is performed, several tens to several hundreds of ppm are required. Degree remains. If such a diffusion film containing aluminum as an impurity is bonded by a diffusion method, the bonding surface tends to be non-uniform.
【０００５】すなわち、アルミナを基体としたホウ素拡
散フィルムは知られているものであるが、ホウ素の分布
が不均一となり易い問題を有する。この様な問題に対処
するため、ＳｉＣを基体とした拡散フィルムを評価して
いるものであるが、これを用いて接合を形成しても、そ
の接合面が不均一（波打つ）になる問題が発生する。そ
の原因は、フィルムを構成する原料に不純物としてアル
ミニウムが含まれており、半導体ウエハであるシリコン
中における拡散は、アルミニウムがホウ素よりも速いた
め、アルミニウム濃度の濃い領域で、Ｐ層が局部的に深
く形成されるようになるためである。That is, although a boron diffusion film based on alumina is known, there is a problem that the distribution of boron tends to be non-uniform. In order to deal with such a problem, a diffusion film using SiC as a base is evaluated. However, even if a bond is formed using this, a problem that the bonded surface becomes non-uniform (wavy). Occur. The reason is that aluminum is contained as an impurity in the raw material constituting the film, and diffusion in silicon, which is a semiconductor wafer, is faster than boron. Therefore, in a region where the aluminum concentration is high, the P layer is locally formed. This is because it is formed deeply.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、ホウ素拡散フィルムを作成
するに際して残留アルミニウムの低減が効果的に図れる
ようにするもので、この残留アルミニウムの濃度の低減
によって接合面の均一性が確保されるようにしたホウ素
拡散フィルムの製造方法を提供しようとするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and is intended to effectively reduce the residual aluminum when producing a boron diffusion film. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a boron diffusion film in which the uniformity of the bonding surface is ensured by reducing the concentration.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係る拡散フィ
ルムの製造方法は、半導体装置を構成する半導体ウエハ
の表面に注入拡散されるホウ素源としてホウ酸を用い、
このホウ酸を窒素雰囲気中で９００℃以上に加熱するも
のであり、この加熱処理されたホウ酸を基体とされるＳ
ｉＣパウダーと有機溶剤とを混合して成型する。According to a method of manufacturing a diffusion film according to the present invention, boric acid is used as a boron source injected and diffused into the surface of a semiconductor wafer constituting a semiconductor device.
This boric acid is heated to 900 ° C. or more in a nitrogen atmosphere, and the heat-treated boric acid is used as a substrate.
The iC powder and the organic solvent are mixed and molded.
【０００８】すなわち、フィルム基体に耐熱性を有する
無機化合物を用い、ホウ素源としてホウ化物、ホウ素の
オキソ化合物、ハロゲン化ホウ素等を用いることによっ
て、ホウ素拡散フィルムを作成するときの残留アルミニ
ウムが低減される。金属アルミニウムの濃度はホウ素化
合物に多い場合があり、このホウ素化合物のみに対し
て、窒素雰囲気中において９００℃以上で加熱処理する
ことにより、拡散フィルムにおける残留アルミニウム濃
度の低減が図れる。また、水蒸気発生に伴いホウ酸結晶
内部に存在している金属アルミニウムを放出させること
ができるもので、窒素雰囲気中における加熱処理よる窒
化アルミニウムの処理と合わせることによって、残留ア
ルミニウム濃度の極めて低い拡散フィルムとすることが
できる。That is, by using an inorganic compound having heat resistance for the film substrate and using a boride, an oxo compound of boron, a boron halide or the like as a boron source, the residual aluminum when producing a boron diffusion film is reduced. You. In some cases, the concentration of metallic aluminum is higher in the boron compound. By subjecting only the boron compound to heat treatment at 900 ° C. or higher in a nitrogen atmosphere, the concentration of residual aluminum in the diffusion film can be reduced. In addition, it is capable of releasing metallic aluminum present inside the boric acid crystal due to the generation of water vapor. By combining with aluminum nitride treatment by heat treatment in a nitrogen atmosphere, a diffusion film with extremely low residual aluminum concentration can be obtained. It can be.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
実施例に基づき説明する。この発明に係る拡散フィルム
の製造方法にあっては、ホウ素拡散フィルムに用いる基
体とホウ素源を、窒素雰囲気中において加熱処理するこ
とによって、単体で存在するアルミニウムの濃度が低下
させるようにする。また、このフィルム原料中における
主要な汚染源についてのみ窒素雰囲気中における加熱処
理を施すようにする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below based on an embodiment. In the method for producing a diffusion film according to the present invention, the base used for the boron diffusion film and the boron source are subjected to heat treatment in a nitrogen atmosphere so that the concentration of aluminum present alone is reduced. Further, heat treatment in a nitrogen atmosphere is performed only on the main contaminant in the film raw material.
【００１０】以下、その具体的な実施例についてそれぞ
れ説明する。 ［実施例１］ホウ素源としてパウダー状のホウ酸（Ｈ3
ＢＯ3 ）を用いるもので、このホウ酸を窒素雰囲気中で
９００℃以上の温度で加熱する。この様な加熱処理を施
した後に、ＳｉＣパウダーとバインダー（有機溶剤）と
混合し、所定の拡散フィルム状に成型する。Hereinafter, specific embodiments thereof will be described. [Example 1] powdered boric acid as a boron source (H 3
BO 3) those using a boric acid is heated at a temperature of at least 900 ° C. in a nitrogen atmosphere. After performing such a heat treatment, SiC powder and a binder (organic solvent) are mixed and molded into a predetermined diffusion film shape.
【００１１】図１は、黒鉛炉原子吸光法によって得られ
た、ホウ酸を室温から１３００℃まで加熱したときの、
アルミニウムの吸光度の変化状態を示している。この図
からも明らかとされるように３００℃からアルミニウム
の離脱が生じているもので、このアルミニウムの離脱の
著しい温度範囲は３００℃〜７５０℃である。これは、
加熱によってホウ酸が酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）に変化す
る際に水蒸気が発生するが（Ｈ3 ＢＯ3 →ＨＢＯ2 ＋Ｈ
2 Ｏ→Ｂ2 Ｏ3 ＋Ｈ2 Ｏ）、このとき同時にホウ酸中の
アルミニウム濃度が低減する。FIG. 1 shows the results obtained when boric acid obtained from graphite furnace atomic absorption spectrometry was heated from room temperature to 1300 ° C.
The change in the absorbance of aluminum is shown. As is apparent from this figure, the release of aluminum occurs from 300 ° C., and the remarkable temperature range of the release of aluminum is 300 ° C. to 750 ° C. this is,
When boric acid is changed into boron oxide (B 2 O 3 ) by heating, water vapor is generated (H 3 BO 3 → HBO 2 + H).
2 O → B 2 O 3 + H 2 O), and at the same time, the aluminum concentration in boric acid decreases.
【００１２】この残留アルミニウムは、９００℃以上に
おいて窒素と反応することで窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）に変化する。この窒化アルミニウムは、半導体の拡
散条件（１０００〜１３００℃、Ｎ2 ／Ｏ2 ）において
は、徐々に酸化されてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）と窒素に
分解されるが、アルミニウム原子が離脱して半導体ウエ
ハ中に拡散することがない。This residual aluminum reacts with nitrogen at 900 ° C. or higher to form aluminum nitride (Al).
N). This aluminum nitride is gradually oxidized and decomposed into alumina (Al2 O3) and nitrogen under semiconductor diffusion conditions (1000 to 1300 ° C., N 2 / O 2 ), but aluminum atoms are released and the semiconductor wafer is decomposed. Does not spread inside.
【００１３】［実施例２］実施例１で示したようにホウ
酸を処理すると、このホウ酸は酸化ホウ素に変化する。
この様にして得られた酸化ホウ素は、水と反応させてホ
ウ酸に戻した後、このホウ酸によって拡散フィルムを形
成する。図２はこの様にしてアルミニウム濃度を下げた
ホウ酸についてのアルミニウムの昇温離脱プロファイル
を示している。[Example 2] When boric acid is treated as shown in Example 1, the boric acid is changed to boron oxide.
The boron oxide thus obtained is reacted with water to return to boric acid, and then forms a diffusion film with the boric acid. FIG. 2 shows the temperature rise / release profile of aluminum for boric acid having a reduced aluminum concentration in this manner.
【００１４】［実施例３］拡散フィルムの基体として用
いられるＳｉＣの中にもアルミニウム化合物が含まれて
いる。そして、このアルミニウム化合物がアルミニウム
汚染源となる可能性が高い。表１はこの拡散フィルムの
基体として用いられるＳｉＣ中の汚染元素の分析例を示
しているもので、このＳｉＣパウダーについても窒素雰
囲気の下で、９００℃以上の温度で加熱処理すると、Ｓ
ｉＣ中のアルミニウムが窒化アルミニウムに変化する処
理が行われる。Example 3 Aluminum compound is also contained in SiC used as a substrate of a diffusion film. And there is a high possibility that this aluminum compound becomes a source of aluminum contamination. Table 1 shows an analysis example of a contaminant element in SiC used as a substrate of the diffusion film. When the SiC powder is heated at 900 ° C. or more under a nitrogen atmosphere,
A process for converting aluminum in iC into aluminum nitride is performed.
【００１５】[0015]
【表１】 [Table 1]
【００１６】［実施例４］ホウ酸と、拡散フィルムの基
体であるＳｉＣパウダーとを混合した後、実施例１で示
した窒化アルミニウム処理を施すことにより、ホウ素源
と共にフィルム基体から同時にアルミニウムを除去す
る。なお、フィルムを形成するために用いられるバイン
ダー、有機溶剤については、アルミュウムによる汚染は
低レベルである。[Example 4] After mixing boric acid and SiC powder which is a substrate of a diffusion film, the aluminum nitride treatment shown in Example 1 is performed to simultaneously remove aluminum from the film substrate together with a boron source. I do. In addition, about the binder and the organic solvent used for forming a film, contamination with aluminum is at a low level.
【００１７】［実施例５］ホウ素源として酸化ホウ素
（Ｂ2 Ｏ3 ）や、その他のホウ素化合物を用いることが
可能である。そして、これらのホウ素源からのアルミニ
ウム汚染低減のために、実施例１で示した窒化アルミニ
ウム処理を施す。Embodiment 5 Boron oxide (B 2 O 3 ) and other boron compounds can be used as a boron source. Then, in order to reduce aluminum contamination from these boron sources, the aluminum nitride treatment shown in Example 1 is performed.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る拡散フィル
ムの製造方法によれば、フィルム基体として耐熱性を有
する無機化合物を用い、ホウ素源としてホウ化物、ホウ
素のオキソ化合物、ハロゲン化ホウ素等を用いてホウ素
拡散フィルムを形成するときにおける、残留アルミニウ
ムの低減が有効に図れるようになり、この残留アルミニ
ウムの濃度の低減によって接合面の均一性が確保される
ようになる。As described above, according to the method for producing a diffusion film according to the present invention, an inorganic compound having heat resistance is used as a film substrate, and a boride, an oxo compound of boron, a boron halide or the like is used as a boron source. When forming a boron diffusion film using the same, the reduction of residual aluminum can be effectively achieved, and the uniformity of the bonding surface can be ensured by reducing the concentration of residual aluminum.
【図１】ホウ酸の黒鉛炉原子吸光法によるアルミニウム
の昇温離脱プロファイルを示す図。BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a temperature rising desorption profile of aluminum by boric acid graphite furnace atomic absorption spectrometry.
【図２】残留アルミニウム濃度を下げたホウ酸について
のアルミニウムの昇温離脱プロファイルを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a temperature rising desorption profile of aluminum for boric acid with a reduced residual aluminum concentration.
Claims (5)
面に注入拡散されるホウ素源としてホウ酸を用いて、こ
のホウ酸を窒素雰囲気中で９００℃以上に加熱する工程
と、 前記加熱処理されたホウ酸を、基体とされるＳｉＣパウ
ダーと有機溶剤とを混合して成型する工程と、 を具備したことを特徴とする拡散フィルムの製造方法。A step of heating the boric acid to 900 ° C. or more in a nitrogen atmosphere by using boric acid as a boron source implanted and diffused into the surface of a semiconductor wafer constituting a semiconductor device; A process of mixing boric acid with an SiC powder as a substrate and an organic solvent to mold the mixture, and a method for producing a diffusion film.
ウ酸に変化され、この酸化ホウ酸は水と反応させてホウ
酸に戻した後成型するようにした拡散フィルムの製造方
法。2. A method for producing a diffusion film, wherein the boric acid is changed into boric acid by heat treatment, and the boric acid is reacted with water to return to boric acid and then molded.
窒素雰囲気中で加熱処理するようにした請求項１記載の
拡散フィルムの製造方法。3. The powder of SiC used as the base,
The method for producing a diffusion film according to claim 1, wherein the heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere.
した後に、窒素雰囲気中で加熱処理するようにした請求
項３記載の拡散フィルムの製造方法。4. The method according to claim 3, wherein said SiC powder is mixed with said boric acid and then heat-treated in a nitrogen atmosphere.
酸の加熱処理中の水蒸気発生によるアルミニウム離脱効
果と、窒素雰囲気中の高温加熱処理による残留アルミニ
ウムの窒化アルミニウム化による単体アルミニウム濃度
の低減処理を施すようにした請求項１記載の拡散フィル
ムの製造方法。5. Boron acid is used as a boron source, the effect of removing aluminum by the generation of water vapor during the heat treatment of the boric acid, and the treatment of reducing the concentration of simple aluminum by converting the residual aluminum into aluminum nitride by a high-temperature heat treatment in a nitrogen atmosphere. The method for producing a diffusion film according to claim 1, wherein the method is applied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00467197A JP3462360B2 (en) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Diffusion film manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00467197A JP3462360B2 (en) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Diffusion film manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10199823A true JPH10199823A (en) | 1998-07-31 |
| JP3462360B2 JP3462360B2 (en) | 2003-11-05 |
Family
ID=11590379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP00467197A Expired - Fee Related JP3462360B2 (en) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | Diffusion film manufacturing method |
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|---|---|
| JP (1) | JP3462360B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7494905B2 (en) * | 2003-08-21 | 2009-02-24 | Texas Instruments Incorporated | Method for preparing a source material including forming a paste for ion implantation |
| US7883573B2 (en) | 2004-08-17 | 2011-02-08 | Texas Instruments Incorporated | Method for preparing a source material for ion implantation |
-
1997
- 1997-01-14 JP JP00467197A patent/JP3462360B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7494905B2 (en) * | 2003-08-21 | 2009-02-24 | Texas Instruments Incorporated | Method for preparing a source material including forming a paste for ion implantation |
| US7883573B2 (en) | 2004-08-17 | 2011-02-08 | Texas Instruments Incorporated | Method for preparing a source material for ion implantation |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3462360B2 (en) | 2003-11-05 |
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