JPS58175834A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS58175834A JPS58175834A JP5727982A JP5727982A JPS58175834A JP S58175834 A JPS58175834 A JP S58175834A JP 5727982 A JP5727982 A JP 5727982A JP 5727982 A JP5727982 A JP 5727982A JP S58175834 A JPS58175834 A JP S58175834A
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- Japan
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- diffusion
- heavy metal
- substrate
- diffusion source
- polysilicon layer
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- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体素子のスイッチング特性の制御に係る
半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の製造方法に関する。
従来、半導体素子のスイッチング特性を制御すム
る方法としては、金、白金等の重＊Ｘｔ拡散させる方法
や電子線を照射する方法がある。後者の電子線照射法は
最近開発されたものであるが、製造面では設備費、維持
管理等の点で困難があるので、古くから採用されている
前者の重金属拡散法によることが多い。
や電子線を照射する方法がある。後者の電子線照射法は
最近開発されたものであるが、製造面では設備費、維持
管理等の点で困難があるので、古くから採用されている
前者の重金属拡散法によることが多い。
従来性なわれてきた重金属拡散法は、第１図（ａ）に示
すように、半導体基板２に保護膜６を設けた半導体索子
１の保護膜側に、或は第１１飼に示すように保護膜６を
設けていない背面側に、金、白・金等の重金属層４を蒸
着、めっき、溶液塗布などの方法により形成して拡散源
とし、熱処理をして基板２内部に拡散させる方法である
。
すように、半導体基板２に保護膜６を設けた半導体索子
１の保護膜側に、或は第１１飼に示すように保護膜６を
設けていない背面側に、金、白・金等の重金属層４を蒸
着、めっき、溶液塗布などの方法により形成して拡散源
とし、熱処理をして基板２内部に拡散させる方法である
。
た
しかしながら、基板上に形成し唖拡散源は、拡散終了後
残存する余剰被膜の除去が必要であり、また殊にめっき
や溶液塗布による場合には、重金禰以外の不純物による
、スイッチング特性以外の特性に劣化が生ずる等の欠点
があった。
残存する余剰被膜の除去が必要であり、また殊にめっき
や溶液塗布による場合には、重金禰以外の不純物による
、スイッチング特性以外の特性に劣化が生ずる等の欠点
があった。
従って本発明の目的は、重金属拡散法において、拡散源
が繰返し使用でき、拡散後の半導体基板の表面処理が不
要であって、＾価な重金属の無駄が生じない改良方法を
提供することにあり、また、スイッチング特性の制御が
簡単でかつ不純物の汚染が少ない半導体装置の製造方法
を提供することにある。
が繰返し使用でき、拡散後の半導体基板の表面処理が不
要であって、＾価な重金属の無駄が生じない改良方法を
提供することにあり、また、スイッチング特性の制御が
簡単でかつ不純物の汚染が少ない半導体装置の製造方法
を提供することにある。
即ち、本発明は、拡散源基板と、拡散源基板上に形成し
た保護膜と、上記保護膜上に形成したのち、重金属を蒸
着合金化したポリシリコン層と力・らなる拡散源を用い
て、半導体基板に重金属拡散を行ない、スイッチング特
性を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法で
ある。
た保護膜と、上記保護膜上に形成したのち、重金属を蒸
着合金化したポリシリコン層と力・らなる拡散源を用い
て、半導体基板に重金属拡散を行ない、スイッチング特
性を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法で
ある。
本発明における重金属拡散は、拡散させようとする半導
体基板と本発明の板状の拡散源とを対向させ、不活性ガ
ス雰囲気中熱処理をして拡散させるものである（第６図
参照）。不純物拡散法として、板状に形成したＢＮｔ−
ホウ素拡散源とするプレート法が知られているが、本発
明の拡散源は多層構造である点に特徴がある。
体基板と本発明の板状の拡散源とを対向させ、不活性ガ
ス雰囲気中熱処理をして拡散させるものである（第６図
参照）。不純物拡散法として、板状に形成したＢＮｔ−
ホウ素拡散源とするプレート法が知られているが、本発
明の拡散源は多層構造である点に特徴がある。
本発明の拡散源の多層構造は、拡散源基板と、拡散源基
板上に形成された保護膜と、上記保護膜上に形成したの
ち、重金属を蒸着合金化したポリシリコン層とからなる
。拡散源基板は、シリコン、ゲルマニウム、石英などの
ように、拡散源の支持体となり、半導体素子にとっての
有害不純物を含有しないものであればよい。次に拡散源
基板上に形成される保護膜は、重金属が拡散源基板内部
に拡散するの全防止するためのもので、酸化膜（例えば
ＳｉＱ ）、窒化膜（例えば５ｉ３Ｎ４）などである
。次に、保護膜上に形成され、拡散しようとする重金属
を合金化したポリシリコン層は、実質上拡散源となる層
である。重金属を直接保護膜上に蒸着などにより付着さ
せ拡散源としたのでは付着力が弱いが、本発明のように
合金化ポリシリコン層とすれば付着力を強化することが
できる。また均一であり制御可能な拡散源として優れた
効果が示される。スイッチング特性を制御する重金属は
、金、白金、二、ケル等であり、ポリシリコン上に蒸着
膜を形成したのち熱処理上することによりポリシリコン
に均一に拡散させて合金化したポリシリコン層を形成す
る。重金属を蒸着により添加するのは、有害な不純物を
少くできる簡便な方法であるからであり、蒸着にはスパ
ッタリング、イオンブレーティングなど真空蒸着に置換
しうる方法を含むものと解釈されなければならない。
板上に形成された保護膜と、上記保護膜上に形成したの
ち、重金属を蒸着合金化したポリシリコン層とからなる
。拡散源基板は、シリコン、ゲルマニウム、石英などの
ように、拡散源の支持体となり、半導体素子にとっての
有害不純物を含有しないものであればよい。次に拡散源
基板上に形成される保護膜は、重金属が拡散源基板内部
に拡散するの全防止するためのもので、酸化膜（例えば
ＳｉＱ ）、窒化膜（例えば５ｉ３Ｎ４）などである
。次に、保護膜上に形成され、拡散しようとする重金属
を合金化したポリシリコン層は、実質上拡散源となる層
である。重金属を直接保護膜上に蒸着などにより付着さ
せ拡散源としたのでは付着力が弱いが、本発明のように
合金化ポリシリコン層とすれば付着力を強化することが
できる。また均一であり制御可能な拡散源として優れた
効果が示される。スイッチング特性を制御する重金属は
、金、白金、二、ケル等であり、ポリシリコン上に蒸着
膜を形成したのち熱処理上することによりポリシリコン
に均一に拡散させて合金化したポリシリコン層を形成す
る。重金属を蒸着により添加するのは、有害な不純物を
少くできる簡便な方法であるからであり、蒸着にはスパ
ッタリング、イオンブレーティングなど真空蒸着に置換
しうる方法を含むものと解釈されなければならない。
本発明に用いる拡散源の例を第２図（ａ）〜ゆの工程図
により説明する。第２図（ａ）に示すように、厚さ約３
５０μｍのシリコン基板５を水蒸気中１１００Ｃで処理
して、厚さ約９０００Å以上のシリコン酸化膜６を形成
する。次に第２図（ハ）に示すように、減圧ＣＶＤ装置
を用いて酸化膜６上に厚さ約３５００ Ｘのポリシリコ
ン層７を形成し、さらに、第２図（Ｃ）に示すように、
真空蒸着法によりポリシリコン層７上に厚さ約５００
Ｘの金蒸着膜８を形成する。次いで、約８２００で熱処
理すると蒸着膜８の金はポリシリコン層７中に均一に分
散し、第２図（ハ）に示すように、金を合金化したポリ
シリコン層９が、シリコン基板５のシリコン酸化膜６の
上に形成され、多層構造の金拡散源１ｏが得られた。
により説明する。第２図（ａ）に示すように、厚さ約３
５０μｍのシリコン基板５を水蒸気中１１００Ｃで処理
して、厚さ約９０００Å以上のシリコン酸化膜６を形成
する。次に第２図（ハ）に示すように、減圧ＣＶＤ装置
を用いて酸化膜６上に厚さ約３５００ Ｘのポリシリコ
ン層７を形成し、さらに、第２図（Ｃ）に示すように、
真空蒸着法によりポリシリコン層７上に厚さ約５００
Ｘの金蒸着膜８を形成する。次いで、約８２００で熱処
理すると蒸着膜８の金はポリシリコン層７中に均一に分
散し、第２図（ハ）に示すように、金を合金化したポリ
シリコン層９が、シリコン基板５のシリコン酸化膜６の
上に形成され、多層構造の金拡散源１ｏが得られた。
このようにして得られた拡散源１ｏは、第６図に示すよ
うに、合金化ポリシリコン層９を半導体基板１と対向さ
せて石英などのボー）ＩＨＣ保持し、不活性ガス中で熱
処理をすると、合金化ポリシリコン層から飛び出した重
金属は保護膜６の拡散窓から基板１の中へ拡散する。拡
散源と基板とは第６図のように適η間隔をあけて対向さ
せてもよく、また接触対向若しくは重ね合せてもよい。
うに、合金化ポリシリコン層９を半導体基板１と対向さ
せて石英などのボー）ＩＨＣ保持し、不活性ガス中で熱
処理をすると、合金化ポリシリコン層から飛び出した重
金属は保護膜６の拡散窓から基板１の中へ拡散する。拡
散源と基板とは第６図のように適η間隔をあけて対向さ
せてもよく、また接触対向若しくは重ね合せてもよい。
その熱処理温度は４００〜１２００ｔ；の範囲で選択さ
れる。
れる。
半導体素子のスイッチング特性は、従って、熱処理温度
と熱処理・時間とにより、容易に精度高く制御すること
ができる。 ゛ 前記第２図（ａ）〜＠の工程により得た金拡散源を用い
、Ｎ２カス雰囲気中で、７６０Ｃ、７８０ｔＥ 、 ８
００℃の各温度で３０分間熱処理をして金を拡散させた
半導体素子の試料群について、スイッチング特性（蓄積
時間）″ｆｒ測定した。第４図は、上記各温度で熱処理
した素子のスイッチング特性（蓄積時間）の分布を、処
理前の素子のそれと対比したグラフである。第４図から
、本発明の製造方法により、スイッチング特性を効果的
に制御できることが明らかである。
と熱処理・時間とにより、容易に精度高く制御すること
ができる。 ゛ 前記第２図（ａ）〜＠の工程により得た金拡散源を用い
、Ｎ２カス雰囲気中で、７６０Ｃ、７８０ｔＥ 、 ８
００℃の各温度で３０分間熱処理をして金を拡散させた
半導体素子の試料群について、スイッチング特性（蓄積
時間）″ｆｒ測定した。第４図は、上記各温度で熱処理
した素子のスイッチング特性（蓄積時間）の分布を、処
理前の素子のそれと対比したグラフである。第４図から
、本発明の製造方法により、スイッチング特性を効果的
に制御できることが明らかである。
本発明の製造方法によれば、
１）本発明に用いる重金属拡散源は、通常用いられてい
る半導体装置製造設備によって製造することができ、殊
更このための設備を新設する必要がない。
る半導体装置製造設備によって製造することができ、殊
更このための設備を新設する必要がない。
２）重金属拡散が別体の拡散源により行なわれるから、
従来法のように拡散後に半導体基板の表面処理をして、
重金属の余剰被膜を除去する必要がない。
従来法のように拡散後に半導体基板の表面処理をして、
重金属の余剰被膜を除去する必要がない。
３）重金属拡散源は繰返し使用でき、さらに蒸着合金化
して再生することもできるから、２）項の理由とともに
、貴重な重金属の無駄を少くすることができる。
して再生することもできるから、２）項の理由とともに
、貴重な重金属の無駄を少くすることができる。
４）均一であり制御可能な重金属合金化ポリシリコン層
が実質的な拡散源となっているから、拡散熱処理温度に
よって任意のスイッチング特性を容易に制御することが
できる。
が実質的な拡散源となっているから、拡散熱処理温度に
よって任意のスイッチング特性を容易に制御することが
できる。
５）拡散すべき重金属以外の不純物の汚染がない。
などの多くの利点がある。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は従来の重金属拡散法におけ
る拡散源配置図、第２図は本発明の重金属拡散源の製造
工程図で、（ａ）’は保護膜形成、（ハ）はゞポリシリ
コン層形成、（Ｃ）蒸着重金属層形成、＠合金化したポ
リシリコン層形成の工程を示す。第３図は本発明の製造
方法における半導体基板と拡散源との配置図である。第
４図は熱処理温度に対する半導体素子スイッチング特性
の分布図である。 １・・・半導体基板、５・・・拡散源基板、６・・・保
護膜、７・・・ポリシリコン層、８・・・蒸着重金属層
、９・・・合金化したポリシリコン層、１０・・・拡散
源。 第１ （０） 第２図 （０） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） （ｂｌ 第 ３図
る拡散源配置図、第２図は本発明の重金属拡散源の製造
工程図で、（ａ）’は保護膜形成、（ハ）はゞポリシリ
コン層形成、（Ｃ）蒸着重金属層形成、＠合金化したポ
リシリコン層形成の工程を示す。第３図は本発明の製造
方法における半導体基板と拡散源との配置図である。第
４図は熱処理温度に対する半導体素子スイッチング特性
の分布図である。 １・・・半導体基板、５・・・拡散源基板、６・・・保
護膜、７・・・ポリシリコン層、８・・・蒸着重金属層
、９・・・合金化したポリシリコン層、１０・・・拡散
源。 第１ （０） 第２図 （０） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） （ｂｌ 第 ３図
Claims (1)
- １ 拡散源基板と、拡散源基板上に形成した保護膜と、
上記保護膜上に形成したのち、重金属を蒸着合金化した
ポリシリコン層とからなる拡散源を用いて、半導体基板
に重金属拡散を行ない、スイッチング特性を制御するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5727982A JPS58175834A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5727982A JPS58175834A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175834A true JPS58175834A (ja) | 1983-10-15 |
Family
ID=13051092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5727982A Pending JPS58175834A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175834A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01206632A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH01268034A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-04-08 JP JP5727982A patent/JPS58175834A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01206632A (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH01268034A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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