JPH11195612A - 半導体熱拡散層の形成方法 - Google Patents
半導体熱拡散層の形成方法Info
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- JPH11195612A JPH11195612A JP9368416A JP36841697A JPH11195612A JP H11195612 A JPH11195612 A JP H11195612A JP 9368416 A JP9368416 A JP 9368416A JP 36841697 A JP36841697 A JP 36841697A JP H11195612 A JPH11195612 A JP H11195612A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 Ｓｉ基板上にＳｉ酸化膜欠陥を抑制し、Ｓｂ
拡散源を効率良く形成する製造方法を提供するとともに
Ｓｂを用いた埋め込み層形成に関する技術を提供する。 【解決手段】 基板表面に形成したマスク層を選択的に
除去した第一導電型基板１表面に、第二の導電型を熱拡
散により形成する際に、第二導電型不純物拡散源として
該第二導電型不純物含有ガラスのスパッタ薄膜９を上記
基板表面に形成し、その上面に同一の第二導電型不純物
含有ガラス層１０を形成し、加熱を行い、上記半導体基
板内に上記不純物を拡散し、第二導電型拡散層２を形成
する。
拡散源を効率良く形成する製造方法を提供するとともに
Ｓｂを用いた埋め込み層形成に関する技術を提供する。 【解決手段】 基板表面に形成したマスク層を選択的に
除去した第一導電型基板１表面に、第二の導電型を熱拡
散により形成する際に、第二導電型不純物拡散源として
該第二導電型不純物含有ガラスのスパッタ薄膜９を上記
基板表面に形成し、その上面に同一の第二導電型不純物
含有ガラス層１０を形成し、加熱を行い、上記半導体基
板内に上記不純物を拡散し、第二導電型拡散層２を形成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の拡散
層を熱拡散により形成する方法、及び半導体集積回路の
素子を構成するトランジスタのコレクタ領域下部に形成
する埋め込み層の形成方法に関するものである。
層を熱拡散により形成する方法、及び半導体集積回路の
素子を構成するトランジスタのコレクタ領域下部に形成
する埋め込み層の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の素子を構成するＮＰＮ
トランジスタにおいて、トランジスタ動作に必要な真性
コレクタ領域は、ベース領域直下の部分だけで、あとの
部分は、コレクタ電極の引き出しの役目を負っている。
この引き出し部分のコレクタ濃度は、真性コレクタ濃度
と同じである必要はなく、コレクタ抵抗低減のため高濃
度であることが望まれる。このため真性コレクタ領域か
らコレクタ電極まで高濃度Ｎ+層を埋め込む構造が採用
されている。
トランジスタにおいて、トランジスタ動作に必要な真性
コレクタ領域は、ベース領域直下の部分だけで、あとの
部分は、コレクタ電極の引き出しの役目を負っている。
この引き出し部分のコレクタ濃度は、真性コレクタ濃度
と同じである必要はなく、コレクタ抵抗低減のため高濃
度であることが望まれる。このため真性コレクタ領域か
らコレクタ電極まで高濃度Ｎ+層を埋め込む構造が採用
されている。
【０００３】図３は、半導体集積回路中に形成したＮＰ
Ｎトランジスタを示す。図中、１はＰ型Ｓｉ基板、２
は、Ｎ+埋め込み層、３は、ＳｉＯ2膜、４は、Ｎ型エピ
タキシャル層を用いたＮ真性コレクタ領域、５はＰ+ベ
ース領域、６はＮ+エミッタ領域、７はＰ+アイソレーシ
ョン、８はコレクタ、ベース、エミッタを外部と接続す
る配線を示す。
Ｎトランジスタを示す。図中、１はＰ型Ｓｉ基板、２
は、Ｎ+埋め込み層、３は、ＳｉＯ2膜、４は、Ｎ型エピ
タキシャル層を用いたＮ真性コレクタ領域、５はＰ+ベ
ース領域、６はＮ+エミッタ領域、７はＰ+アイソレーシ
ョン、８はコレクタ、ベース、エミッタを外部と接続す
る配線を示す。
【０００４】このＮ+埋め込み層２は、Ｐ+Ｓｉ基板に、
一般的に拡散材としてのＡｓまたはＳｂを拡散すること
により形成する。このＡｓまたはＳｂの拡散は、拡散源
を気相あるいは固相とした熱拡散法により行われるが、
これらの熱拡散法の内、気相ー固相拡散は、Ａｓあるい
はＳｂの封管法による拡散であるが、Ｓｉ基板表面状態
に対する敏感さ、アンプル取扱の作業性の悪さなどのた
めあまり用いられない。
一般的に拡散材としてのＡｓまたはＳｂを拡散すること
により形成する。このＡｓまたはＳｂの拡散は、拡散源
を気相あるいは固相とした熱拡散法により行われるが、
これらの熱拡散法の内、気相ー固相拡散は、Ａｓあるい
はＳｂの封管法による拡散であるが、Ｓｉ基板表面状態
に対する敏感さ、アンプル取扱の作業性の悪さなどのた
めあまり用いられない。
【０００５】固相からの拡散法は、不純物を含んだ塗布
ガラスをウエファーにスピン塗布し、熱処理によって半
導体基板中に拡散する方法や、酸化雰囲気中に不純物の
酸化物を流し、開管法で加熱してＳｉウエファー上に不
純物を含んだガラスを形成して、これを拡散源とする方
法、ＣＶＤ法で不純物を含んだガラスあるいは多結晶Ｓ
ｉを堆積させ、これを拡散源とする方法がある。
ガラスをウエファーにスピン塗布し、熱処理によって半
導体基板中に拡散する方法や、酸化雰囲気中に不純物の
酸化物を流し、開管法で加熱してＳｉウエファー上に不
純物を含んだガラスを形成して、これを拡散源とする方
法、ＣＶＤ法で不純物を含んだガラスあるいは多結晶Ｓ
ｉを堆積させ、これを拡散源とする方法がある。
【０００６】これらの熱拡散技術で形成したＡｓ及びＳ
ｂのＳｉ基板表面の拡散層不純物表面濃度は、図２に示
した拡散温度における固溶度によって決まり、それより
も低濃度の拡散では、制御性が極端に低くなったり、ま
た固溶度以上の不純物の導入は難しい。
ｂのＳｉ基板表面の拡散層不純物表面濃度は、図２に示
した拡散温度における固溶度によって決まり、それより
も低濃度の拡散では、制御性が極端に低くなったり、ま
た固溶度以上の不純物の導入は難しい。
【０００７】Ｓｂの蒸気圧は高いが、拡散濃度もＳｉに
対し最大で１０19／ｃｍ3以下で、Ａｓと比較し低い濃
度となるが、製造工程中の温度加熱によるオートドーピ
ングはＡｓより少なくトランジスターのＨｆｅの制御が
容易である。Ａｓは、Ｓｉに対し最大１０21／ｃｍ3の
拡散濃度を得ることが出来るが、製造工程中の温度加熱
によりオートドーピングを生じ易く、Ｈｆｅの制御がＳ
ｂと比較して難しい。
対し最大で１０19／ｃｍ3以下で、Ａｓと比較し低い濃
度となるが、製造工程中の温度加熱によるオートドーピ
ングはＡｓより少なくトランジスターのＨｆｅの制御が
容易である。Ａｓは、Ｓｉに対し最大１０21／ｃｍ3の
拡散濃度を得ることが出来るが、製造工程中の温度加熱
によりオートドーピングを生じ易く、Ｈｆｅの制御がＳ
ｂと比較して難しい。
【０００８】またＳｂのＳｉへの拡散は、格子ひずみが
少なく、Ｓｂを拡散したエミッターとＢを拡散したベー
スの組合せでは、エミッターとベース間の格子欠陥が著
しく減少する。
少なく、Ｓｂを拡散したエミッターとＢを拡散したベー
スの組合せでは、エミッターとベース間の格子欠陥が著
しく減少する。
【０００９】従来、Ｓｂを用いた埋め込み層を形成する
方法として、拡散材入りＳＯＧ（ｓｐｉｎ ｏｎ ｇｌ
ａｓｓ）法すなわちＳＯＤ（ｓｐｉｎ ｏｎ ｄｏｐａ
ｎｔ）法で、Ｓｉ基板表面に形成した固相中の不純物を
拡散源としＳｉ表面に熱拡散する方法と、Ｓｂ2Ｏ3の蒸
気でＳｉ基板表面にＳｂ2Ｏ3ガラス層を形成、熱拡散し
表面濃度を設定する方法が一般的である。
方法として、拡散材入りＳＯＧ（ｓｐｉｎ ｏｎ ｇｌ
ａｓｓ）法すなわちＳＯＤ（ｓｐｉｎ ｏｎ ｄｏｐａ
ｎｔ）法で、Ｓｉ基板表面に形成した固相中の不純物を
拡散源としＳｉ表面に熱拡散する方法と、Ｓｂ2Ｏ3の蒸
気でＳｉ基板表面にＳｂ2Ｏ3ガラス層を形成、熱拡散し
表面濃度を設定する方法が一般的である。
【００１０】ＳＯＤ法により熱拡散源を形成する方法
は、以下の手順が一般的である。
は、以下の手順が一般的である。
【００１１】（１）シラノールのアルコール溶液、即ち
イソプロピルアルコール＋ブタノール＋酢酸エステルに
シラノールを溶解する。
イソプロピルアルコール＋ブタノール＋酢酸エステルに
シラノールを溶解する。
【００１２】（２）拡散源としてのＳｂを含有したアン
チモントリプロポロキシド（ａｎｔｉｍｏｎｙ ｔｒｉ
ーｉーｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）に代表される拡散源の溶液
即ち、アンチモンアルコキシドを、基板表面にＳｉ酸化
膜を選択的に形成し埋め込み層形成部分のＳｉを露出し
たＳｉ基板表面にスピンナーを用いて回転塗布する。
チモントリプロポロキシド（ａｎｔｉｍｏｎｙ ｔｒｉ
ーｉーｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）に代表される拡散源の溶液
即ち、アンチモンアルコキシドを、基板表面にＳｉ酸化
膜を選択的に形成し埋め込み層形成部分のＳｉを露出し
たＳｉ基板表面にスピンナーを用いて回転塗布する。
【００１３】（３）熱処理を施し、溶剤の蒸発および脱
水・重合反応を進行させＳｂ含有ガラス層を形成する。
水・重合反応を進行させＳｂ含有ガラス層を形成する。
【００１４】この後、所定の熱処理を行い、Ｓｉ基板内
にＳｂを熱拡散させる。
にＳｂを熱拡散させる。
【００１５】Ｓｂ2Ｏ3の蒸気により拡散源を形成する方
法は、低濃度拡散物Ｓｂｃｌ5（５塩化アンチモン）を
純水中でバブリングし、窒素雰囲気の窒素流量、バブリ
ングの液面高さを制御し、Ｓｂ2Ｏ3の蒸気を管中に発生
させ、Ｓｉ基板表面にＳｂ2Ｏ3ガラス層を形成する。こ
の後、所定の熱処理を行い、Ｓｉ基板内にＳｂを熱拡散
させる。或いはＳｂ2Ｏ3をボートに乗せ所定の温度で加
熱し、蒸気としてＳｉ基板表面に供給することもある
が、制御性に乏しい上に外来不純物の混入を招くことが
ある。
法は、低濃度拡散物Ｓｂｃｌ5（５塩化アンチモン）を
純水中でバブリングし、窒素雰囲気の窒素流量、バブリ
ングの液面高さを制御し、Ｓｂ2Ｏ3の蒸気を管中に発生
させ、Ｓｉ基板表面にＳｂ2Ｏ3ガラス層を形成する。こ
の後、所定の熱処理を行い、Ｓｉ基板内にＳｂを熱拡散
させる。或いはＳｂ2Ｏ3をボートに乗せ所定の温度で加
熱し、蒸気としてＳｉ基板表面に供給することもある
が、制御性に乏しい上に外来不純物の混入を招くことが
ある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなＳＯＤ法
によるＳｉ基板表面への熱拡散源を形成する方法では、
アルコキシドは、空気中の水分と結合し、加水分解し易
く、また濃度が高ければ高い程加水分解し易いこと及び
アルコキシドは、ＳｉＯ2と反応し、ＳｉＯ2上即ちＳｉ
基板上のＳｉ酸化膜に欠陥を生じ易く、このためアルコ
キシドの濃度を薄めた溶液で上記の回転塗布を行えば酸
化膜欠陥を抑制することができるが、濃度が薄いために
多数回、溶液を回転塗布して所定の膜厚に形成する必要
があるため、Ｓｉ基板表面に所定のＳｂ拡散源を形成す
る上で製造上の効率が低下するという問題点があった。
によるＳｉ基板表面への熱拡散源を形成する方法では、
アルコキシドは、空気中の水分と結合し、加水分解し易
く、また濃度が高ければ高い程加水分解し易いこと及び
アルコキシドは、ＳｉＯ2と反応し、ＳｉＯ2上即ちＳｉ
基板上のＳｉ酸化膜に欠陥を生じ易く、このためアルコ
キシドの濃度を薄めた溶液で上記の回転塗布を行えば酸
化膜欠陥を抑制することができるが、濃度が薄いために
多数回、溶液を回転塗布して所定の膜厚に形成する必要
があるため、Ｓｉ基板表面に所定のＳｂ拡散源を形成す
る上で製造上の効率が低下するという問題点があった。
【００１７】上記のようなＳｂ2Ｏ3の蒸気を用いる方法
では、バブリングの液面高さのばらつきや、雰囲気ガス
の流量による影響等により、Ｓｂ2Ｏ3蒸気圧の制御が難
しく、熱拡散による不純物濃度の再現性が難しいという
問題点があった。
では、バブリングの液面高さのばらつきや、雰囲気ガス
の流量による影響等により、Ｓｂ2Ｏ3蒸気圧の制御が難
しく、熱拡散による不純物濃度の再現性が難しいという
問題点があった。
【００１８】また所定の拡散温度における固溶度以下の
低濃度の拡散では、その濃度の制御性が難しく再現性を
出しにくいという問題点があった。
低濃度の拡散では、その濃度の制御性が難しく再現性を
出しにくいという問題点があった。
【００１９】本発明は、上記問題点を解決し、Ｓｉ基板
上にＳｉ酸化膜欠陥を抑制し、Ｓｂ拡散源を効率良く形
成し安定した熱拡散を行う製造方法を提供するととも
に、Ｓｂを用いた埋め込み層形成に関する製造方法を提
供することを目的とするものである。
上にＳｉ酸化膜欠陥を抑制し、Ｓｂ拡散源を効率良く形
成し安定した熱拡散を行う製造方法を提供するととも
に、Ｓｂを用いた埋め込み層形成に関する製造方法を提
供することを目的とするものである。
【００２０】また本発明は、所定の拡散温度における固
溶度以下の低濃度の拡散に対しても安定した再現性を出
すことができる制御性の高い熱拡散方法を提供すること
を目的とするものである。
溶度以下の低濃度の拡散に対しても安定した再現性を出
すことができる制御性の高い熱拡散方法を提供すること
を目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は基板表面に形成したマスク層を選択的に除
去した第一導電型半導体基板表面に、第二の導電型拡散
層を熱拡散により形成する半導体熱拡散層の形成方法に
おいて、第二導電型不純物拡散源として該第二導電型不
純物含有ガラスのスパッタ薄膜を上記基板表面に形成
し、その上面に同一の第二導電型不純物含有ガラス層を
形成し、加熱を行い、上記半導体基板内に上記不純物を
拡散し、第二導電型拡散層を形成するものである。
め、本発明は基板表面に形成したマスク層を選択的に除
去した第一導電型半導体基板表面に、第二の導電型拡散
層を熱拡散により形成する半導体熱拡散層の形成方法に
おいて、第二導電型不純物拡散源として該第二導電型不
純物含有ガラスのスパッタ薄膜を上記基板表面に形成
し、その上面に同一の第二導電型不純物含有ガラス層を
形成し、加熱を行い、上記半導体基板内に上記不純物を
拡散し、第二導電型拡散層を形成するものである。
【００２２】また、前記同一の第二導電型不純物の溶解
液を塗布、乾燥して前記同一の第二導電型不純物含有ガ
ラス層を形成し、半導体基板内に同不純物を熱拡散する
ものである。
液を塗布、乾燥して前記同一の第二導電型不純物含有ガ
ラス層を形成し、半導体基板内に同不純物を熱拡散する
ものである。
【００２３】また、前記第二導電型不純物の酸化物を供
給しながら加熱し、前記スパッタ薄膜上面に気相成長に
よる前記同一の第二導電型不純物含有ガラス層を形成
し、半導体基板内に同不純物を熱拡散するものである。
給しながら加熱し、前記スパッタ薄膜上面に気相成長に
よる前記同一の第二導電型不純物含有ガラス層を形成
し、半導体基板内に同不純物を熱拡散するものである。
【００２４】また、前記第二導電型不純物をＳｂとする
ものである。
ものである。
【００２５】また、前記第二導電型不純物の酸化物をＳ
ｂ2Ｏ3とするものである。
ｂ2Ｏ3とするものである。
【００２６】また、前記第一導電型基板表面に形成した
前記第二導電型層を半導体集積回路を構成するトランジ
スタの埋め込み層とするものである。
前記第二導電型層を半導体集積回路を構成するトランジ
スタの埋め込み層とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の方法を用いた製造方法
は、 （１）基板表面に埋め込み層形成領域に相当する、マス
ク層としてのＳｉ酸化膜３を選択的に除去した領域を形
成したＰ型Ｓｉ基板１を準備する。（図１（ａ）） （２）上記Ｓｉ基板１をＳｂ含有ガラスを拡散ターゲッ
トとするスパッタ装置中に装着し、Ａｒ雰囲気中でスパ
ッタし、Ｓｉ基板１表面に厚さ２０００〜３０００オン
グストロームのＳｂ含有ガラススパッタ薄膜９を形成す
る。（図１（ｂ）） （３）スパッタ装置よりＳｉ基板１を取り出し、次に従
来のＳＯＤにより、高濃度のＳｂを溶解したアルコキシ
ドを用いたＳＯＤによる方法でＳｉ基板１表面にＳｂ含
有ガラス層１０を形成する。（図１（ｃ）） （４）所定の時間、雰囲気、温度で熱処理し、ＳｂをＳ
ｉ基板上のＳｉ酸化膜を除去した部分に熱拡散させ、Ｓ
ｂ拡散埋め込み層２を形成する。（図１（ｄ）） （５）Ｓｉ酸化膜３、Ｓｂ含有ガラススパッタ薄膜９及
びＳｂ含有ガラス膜１０を除去し、以後公知の方法でＳ
ｂ拡散埋め込み層を用いた構造のｎｐｎトランジスタを
有する半導体集積回路を形成する。（図３）
は、 （１）基板表面に埋め込み層形成領域に相当する、マス
ク層としてのＳｉ酸化膜３を選択的に除去した領域を形
成したＰ型Ｓｉ基板１を準備する。（図１（ａ）） （２）上記Ｓｉ基板１をＳｂ含有ガラスを拡散ターゲッ
トとするスパッタ装置中に装着し、Ａｒ雰囲気中でスパ
ッタし、Ｓｉ基板１表面に厚さ２０００〜３０００オン
グストロームのＳｂ含有ガラススパッタ薄膜９を形成す
る。（図１（ｂ）） （３）スパッタ装置よりＳｉ基板１を取り出し、次に従
来のＳＯＤにより、高濃度のＳｂを溶解したアルコキシ
ドを用いたＳＯＤによる方法でＳｉ基板１表面にＳｂ含
有ガラス層１０を形成する。（図１（ｃ）） （４）所定の時間、雰囲気、温度で熱処理し、ＳｂをＳ
ｉ基板上のＳｉ酸化膜を除去した部分に熱拡散させ、Ｓ
ｂ拡散埋め込み層２を形成する。（図１（ｄ）） （５）Ｓｉ酸化膜３、Ｓｂ含有ガラススパッタ薄膜９及
びＳｂ含有ガラス膜１０を除去し、以後公知の方法でＳ
ｂ拡散埋め込み層を用いた構造のｎｐｎトランジスタを
有する半導体集積回路を形成する。（図３）
【００２８】スパッタで形成したＳｂ含有ガラススパッ
タ薄膜９の厚さを、２０００〜３０００オングストロー
ムとした理由は、これ以下の厚さでは、外来不純物例え
ばＢに対するバリヤとしての効果がなく、またこれ以上
の厚さでは、ＳＯＤ法で積層したＳｂ含有ガラス膜１０
よりの高濃度Ｓｂ熱拡散が阻害されるためである。
タ薄膜９の厚さを、２０００〜３０００オングストロー
ムとした理由は、これ以下の厚さでは、外来不純物例え
ばＢに対するバリヤとしての効果がなく、またこれ以上
の厚さでは、ＳＯＤ法で積層したＳｂ含有ガラス膜１０
よりの高濃度Ｓｂ熱拡散が阻害されるためである。
【００２９】また同時に所要のＳｂ拡散濃度を得るのに
必要なＳｂ量を確保するのに必要な膜厚でもある。
必要なＳｂ量を確保するのに必要な膜厚でもある。
【００３０】また、上記工程の（２）の後に、ＳＯＤ法
によりＳｂ含有ガラス層を形成するかわりに、Ｓｂ2Ｏ3
の蒸気中にて加熱することによりＳｉ基板表面のスパッ
タ薄膜上面に気相成長によるＳｂ含有ガラス層であるＳ
ｂ2Ｏ3層を形成し、上記（４）の工程と同様に熱処理を
行い、Ｓｂ拡散埋め込み層２を形成する方法でも良い。
によりＳｂ含有ガラス層を形成するかわりに、Ｓｂ2Ｏ3
の蒸気中にて加熱することによりＳｉ基板表面のスパッ
タ薄膜上面に気相成長によるＳｂ含有ガラス層であるＳ
ｂ2Ｏ3層を形成し、上記（４）の工程と同様に熱処理を
行い、Ｓｂ拡散埋め込み層２を形成する方法でも良い。
【００３１】Ｓｂ2Ｏ3は、ボートに充填し所定の温度に
加熱して供給するが、スパッタ膜を設けてあることによ
り部分的に過剰になったりすることを防ぎ、同時にスパ
ッタ膜中の不足したＳｂをこのＳｂ2Ｏ3の方から補うこ
とが出来る。
加熱して供給するが、スパッタ膜を設けてあることによ
り部分的に過剰になったりすることを防ぎ、同時にスパ
ッタ膜中の不足したＳｂをこのＳｂ2Ｏ3の方から補うこ
とが出来る。
【００３２】上記の製造方法を用いることにより、ＳＯ
Ｄ法によるＳｂ含有ガラス層の形成に際し、スパッタ膜
がバリアとなり、製造工程中の吸湿による酸化膜欠陥の
発生による耐湿性上の問題や、後工程の不純物（例えば
Ｂ等）の汚染もなくなり、高濃度拡散を行うことができ
る。また比較的低濃度のスパッタガラス膜中のＳｂが先
にＳｉ基板内に拡散し、次にＳＯＤ法で形成した高濃度
のＳｂ含有ガラス層からＳｂがＳｉ基板内に拡散し、拡
散結晶欠陥も少なく、設計された濃度のＳｂを制御性良
く拡散することが出来る。スパッタ時に生ずる欠陥は拡
散のための熱処理時に固相エピタキシーの現象により修
復される。
Ｄ法によるＳｂ含有ガラス層の形成に際し、スパッタ膜
がバリアとなり、製造工程中の吸湿による酸化膜欠陥の
発生による耐湿性上の問題や、後工程の不純物（例えば
Ｂ等）の汚染もなくなり、高濃度拡散を行うことができ
る。また比較的低濃度のスパッタガラス膜中のＳｂが先
にＳｉ基板内に拡散し、次にＳＯＤ法で形成した高濃度
のＳｂ含有ガラス層からＳｂがＳｉ基板内に拡散し、拡
散結晶欠陥も少なく、設計された濃度のＳｂを制御性良
く拡散することが出来る。スパッタ時に生ずる欠陥は拡
散のための熱処理時に固相エピタキシーの現象により修
復される。
【００３３】この場合のＳｂ拡散濃度は１０10〜１０11
／ｃｍ3となり、所定温度におけるＳｉへの固溶度より
低い濃度の熱拡散が再現性良く制御できる。またこのよ
うな埋め込み層として必要な範囲での低濃度拡散が可能
になるため、半導体集積回路製造工程でその後に形成す
るエピタキシャル成長層の結晶欠陥は、大幅に減少す
る。
／ｃｍ3となり、所定温度におけるＳｉへの固溶度より
低い濃度の熱拡散が再現性良く制御できる。またこのよ
うな埋め込み層として必要な範囲での低濃度拡散が可能
になるため、半導体集積回路製造工程でその後に形成す
るエピタキシャル成長層の結晶欠陥は、大幅に減少す
る。
【００３４】上記の実施例では、集積回路を構成するト
ランジスタの埋め込み層を形成する例を示したが、埋め
込み層のみではなく、半導体素子を形成する際の、熱拡
散層を形成する方法としても用いられることは、いうま
でもない。
ランジスタの埋め込み層を形成する例を示したが、埋め
込み層のみではなく、半導体素子を形成する際の、熱拡
散層を形成する方法としても用いられることは、いうま
でもない。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体熱
拡散層の形成方法では、製造工程中での吸湿によるＳｉ
酸化膜欠陥の発生や外来不純物例えばＢによる汚染の防
止が可能になり、且つ結晶欠陥の少ない高濃度拡散を行
うことが可能になる。
拡散層の形成方法では、製造工程中での吸湿によるＳｉ
酸化膜欠陥の発生や外来不純物例えばＢによる汚染の防
止が可能になり、且つ結晶欠陥の少ない高濃度拡散を行
うことが可能になる。
【００３６】また、所定加熱温度におけるＳｉへの固溶
度より低濃度のＳｂ熱拡散が、再現性よく制御出来るよ
うになり、製造性が著しく向上するとともに、低濃度拡
散により埋め込み層上にその後に積層形成するエピタキ
シャル成長層の結晶欠陥を著しく減少させることが可能
になる。
度より低濃度のＳｂ熱拡散が、再現性よく制御出来るよ
うになり、製造性が著しく向上するとともに、低濃度拡
散により埋め込み層上にその後に積層形成するエピタキ
シャル成長層の結晶欠陥を著しく減少させることが可能
になる。
【００３７】また、Ｓｂ2Ｏ3蒸気により、Ｓｂスパッタ
膜上にＳｂ含有ガラス膜を形成する場合には、Ｓｉ基板
内にマイルドな熱拡散が可能になるという効果がある。
膜上にＳｂ含有ガラス膜を形成する場合には、Ｓｉ基板
内にマイルドな熱拡散が可能になるという効果がある。
【図１】本発明による熱拡散のよる拡散層の形成方法を
示す。
示す。
【図２】Ｓｉ基板表面のＡｓ及びＳｂの固溶度のグラフ
を示す。
を示す。
【図３】従来及び本発明により形成した埋め込み層を有
する集積回路中のｎｐｎトランジスタ構造を示す。
する集積回路中のｎｐｎトランジスタ構造を示す。
１ Ｐ＋Ｓｉ基板 ２ Ｎ＋埋め込み層 ３ ＳｉＯ２膜 ４ Ｎエピタキシャル層を用いたＮ真性コレクタ領域 ５ ベース領域 ６ Ｎ＋エミッタ領域 ７ Ｐ＋アイソレーション ８ コレクタ、ベース、エミッタを外部と接続する配線 ９ Ｓｂ含有ガラススパッタ薄膜 １０ Ｓｂ含有ガラス層
Claims (6)
- 【請求項１】基板表面に形成したマスク層を選択的に除
去した第一導電型半導体基板表面に、第二の導電型拡散
層を熱拡散により形成する半導体熱拡散層の形成方法に
おいて、第二導電型不純物拡散源として該第二導電型不
純物含有ガラスのスパッタ薄膜を上記基板表面に形成
し、その上面に同一の第二不純物含有ガラス層を形成
し、加熱を行い、上記半導体基板内に上記不純物を拡散
し、第二導電型拡散層を形成することを特徴とする半導
体熱拡散層の形成方法。 - 【請求項２】前記同一の第二導電型不純物の溶解液を塗
布、乾燥して前記同一の第二導電型不純物含有ガラス層
を形成することを特徴とする請求項１記載の半導体熱拡
散層の形成方法。 - 【請求項３】前記第二導電型不純物の酸化物を供給しな
がら加熱し、前記スパッタ薄膜上面に気相成長による前
記同一の第二導電型不純物含有ガラス層を形成すること
を特徴とする請求項１記載の半導体熱拡散層の形成方
法。 - 【請求項４】前記第二導電型不純物をＳｂとすることを
特徴とする請求項１乃至３記載の半導体熱拡散層の形成
方法。 - 【請求項５】 前記第二導電型不純物の酸化物をＳｂ2Ｏ
3とすることを特徴とする請求項３乃至４記載の半導体
熱拡散層の形成方法。 - 【請求項６】前記第一導電型基板表面内に形成した前記
第二導電型層を半導体集積回路を構成するトランジスタ
の埋め込み層とすることを特徴とする請求項１乃至５記
載の半導体熱拡散層の形成方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP36841697A JP3639423B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 半導体熱拡散層の形成方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36841697A JP3639423B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 半導体熱拡散層の形成方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11195612A true JPH11195612A (ja) | 1999-07-21 |
| JP3639423B2 JP3639423B2 (ja) | 2005-04-20 |
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|---|---|---|---|
| JP36841697A Expired - Fee Related JP3639423B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 半導体熱拡散層の形成方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3639423B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006117975A1 (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 |
| JP2008507849A (ja) * | 2004-07-26 | 2008-03-13 | ハー． ヴェアナー，ユルゲン | 線形焦点式レーザビームを用いた固形物のレーザドーピング方法、および該方法に基づいて製造された太陽電池エミッタ |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36841697A patent/JP3639423B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008507849A (ja) * | 2004-07-26 | 2008-03-13 | ハー． ヴェアナー，ユルゲン | 線形焦点式レーザビームを用いた固形物のレーザドーピング方法、および該方法に基づいて製造された太陽電池エミッタ |
| WO2006117975A1 (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 |
| JP2006310368A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3639423B2 (ja) | 2005-04-20 |
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