JPS5934645A - 薄膜熱処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体装置の製造工程中の薄膜熱処理方法に
関する。

〔発明の技術的背景〕

半導体装置が高集積化、高機能化されてくるに従って各
単位素子の微細化が強く要望されており、このために・
９ターンの微細化が進み且つパターン・エツジを急峻に
加工することが要求されている。一方、薄膜の厚さは・
ぐターンの微細化が進行してもあまり変化させないのが
通例である。このため、薄膜を重ねて形成していった場
合にはパターン・エツジ部で薄膜が段切れをおこしたり
、段差部で異常に膜厚がうすくなり信頼性上問題となっ
ていた。このために、従来では８１０２膜に燐ψ）やぎ
ロン（＋１）を数チの割合で混ぜあわせたガラス（ＰＳ
ＧあるいはＢＰＳＧ）を堆積し、１０００℃近傍で溶融
させて、段差部をなめらかにしていた。

〔背景技術の問題点〕

しかし、溶融させて段差部をなめらかにするためには１
０００℃で２０〜３０分の熱処理が必要である。一方、
・ぐターンが微細化されると、段差部をなめらかにさせ
るためには、さら忙高温にするか熱処理時間を長くする
かが必要となってきた。しかして、微細化された半導体
装置ではＰＮ接合の深さをさらに浅くすることが必要と
なり、とのため熱処理温度を低く、熱処理時間を短くす
ることが必要不可欠なものとなってきている。つ寸り、
段差部をなめらかにする熱処理とＰＮ接合の深さを浅く
する熱処理に対して相反する熱処理が存在するという欠
点があった。

〔発明の目的〕

との発明は」二記の点に鑑みてなされたもので、その目
的は薄膜による高集積化された半導体装置の製造方法に
おいて、ＰＮ接合の変化を生じさせないで薄膜の段切れ
を防止するようにした薄膜熱処理方法を提供することに
ある。

〔発明の概要〕 ガラス膜を局部的に線状に加熱溶融させ、かつこの溶融
領域に直交してこの領域を移動させてガラス膜をなめら
かにしている。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図において、１ノはＰ型ンリコン基板である。上記
シリコン基板１ノ内にはソースあるいはドレイン領域と
なるべきＮ型の拡散領域１２が形成される。この場合の
接合の深さは０．３μｍである。壕だ、上記シリコン基
板１ノ上にはｒ−ト酸化膜１３が５００１程度に形成さ
れる。さらに、上記ケ゛−ト酸化膜１３上にダート金属
となるポリシリコン膜１４が５０００久堆積され、３μ
ｍ８度の微細な・ｆターンに加工されている。このよう
にパターンニングされたポリシリコン膜１４上に燐（Ｐ
）とゾロン（Ｂ）を含んだガラス層１５が約１μｍ気相
成長法（ＣＶＤ法）により堆積されている。

そして、第１図に示すような基板１ノを長さが約１５０
−の線状のヒータ１６のすぐ近傍（約１　ｍ　）に載置
して、基板１１の表面、っまシガラスＮ１５が溶融する
ようにヒータ１６の温度を調整して１０ｍ／＋の速度で
ヒータ１６とは直角方向に基板１ノを移動させる。この
ような方法により、上記ヒータ１６の直下にあるガラス
層１５が溶融する。（第２図のａの部分）。

このようにして、基板１ノを移動することによシ溶融領
域ａが右方に移動して、段差部でのガラス膜１５はなめ
らかな形状となる。

上記実施例において基板１１近傍でヒータ１６が移動し
ても半導体装置の接合の深さは全く変化していない。こ
れは、半導体装置の接合部が高ＩＷｒにさらされている
時間が短かいためである。

なお、上記実施例においては、ガラス層１５を溶融する
ために線状のヒータ１６を用いたが、これに限定される
ものではなく、例えば点状に絞られたレーザまたは電子
ビームを基板１１の移動方向と直交させて直線上に走査
させて線状の溶融領域を形成させても良い。

なお、上記実施例においては基板１１の近傍にヒータ１
６を設置〃シて、基板１ノを＃　！ｌｌｂさせて段差構
造を有するがラス）ｒＨ−３１ｓをなめらかにしだが、
ヒータ１６を基板１１の裏面に接触させて移動させても
良い。脣たさらに、基板１ノの移動方向とは逆方向にヒ
ータ１６と並んで線状の冷却物を設けて溶融したガラス
層１５を直ちに冷却するようにしても良い。

次に、この発明の他の実施例を第３図及び第４図を用い
て説明する。第３図において、２ノはシリコン基板で、
ソースあるいはドレイン領域となるべき拡散領域２２が
形成されている。

さらに、上記シリコン基板２１上には酸化膜２３が形成
されており、この酸化膜２３にコンタクトポール２４が
開孔される。半導体装置が微細化されるとコンタクトホ
ール２４の大きさは１μｍｘ１μｍにもなる。そして、
上記酸化膜２−３上に１１合金膜２５をステッグヵパレ
ージが良好であるといわれているスパッタリング技術で
１μｍの膜厚に堆積させたとするとコンタクトポ−ル２
４の側面には非常にうずくしか堆積しない。これはコン
タクトホール２４の肩すの部分に異常隆起が発生して、
コンタクトホール２４内部にＡ４粒子がとびこむのが阻
止されるためである。実験結果によれば、１μｍのＡｊ
合金膜を堆積してもコンタクトホール２４の側面及び底
面にはＡｔ合金が０．１μｍしか堆積していないことが
判明している。そして、このような状態で通電テストを
行なった場合にはごく短時間で断線することが判明して
いる。このため、第４図に示すように線状のヒータ１６
を基板２１のすぐ」ニガに載置して、基板２ノの表面、
つまりＡｔ合金膜２５が溶融するようにヒータ１６の温
度を調整して１０ｎ＋ｍ／分の速度でヒータ１６とは直
角方向に基板２１を移動させる。このような方法により
、上記ヒータＩ６の直下にある１１合金膜２５が破線Ｃ
に示すように溶融してコンタクトホール２４内に入り込
む。このようにして、コンタクトホール２４での断線を
防止することができる。

また、上記実施例においてはＡｔ合金膜が活性な金属で
あるため真空中もしくは酸素（０，）や水（Ｈ２Ｏ）が
充分に除去された不活性ガス中で行ない、Ａｔの活性化
を防止している。

なお、上記した溶融工程はＡｔ合金膜堆積直後でもパタ
ーンに加工後でもどちらでも良好な結果が得られる。

な２、上記した他の実施例においてはＡｔ合金膜１５を
溶融するために線状のヒータ１６を用いたが、これに限
定されるものではなく、例えば点状に絞られたレーザま
たは電子ビームを基板１１の移動方向と直交させて直線
上に走査させて線状の溶融領域を形成させても良い。さ
らに、ヒータ１６を基板２ノの裏面に接触させて移動さ
せても良い。またさらに、基板２１の移動方向とは逆方
向にヒータ１６と並んで線状の冷却物を設けて溶融した
１１合金膜２５を直ちに冷却するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、薄膜による高集
積化された半導体装置の製造方法においで、ＰＮ接合の
変化を生じさせないで薄膜の段切れを防止することがで
きる薄膜熱処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれこの発明の一実施例を示す
薄膜熱処理方法を示す図、第３図及び第４図はそれぞれ
との発明の他の実施例を示す薄膜熱処理方法を示す図で
ある。 １３・・・ケ゛−ト酸化膜、１４・・・ぼりシリコン膜
、ノ５・・・ガラス層、１６・・・ヒータ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 ２ 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成された薄膜を、該薄膜形成後局所的
   に加熱し、この加熱領域を移動させていくことによシ薄
   膜の熱処理を行なうことを特徴とする薄膜熱処理方法。
2. （２）上記局所的に加熱する加熱領域が線状でかつ上記
   加熱領域の移動方向が加熱領域と直交していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜熱処理方法。
3. （３）上記加熱領域の温度は上記薄膜の融点近傍である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の薄膜熱処理方法。
4. （４）上記加熱領域の温度は上記薄膜の相転移源（５）
   上記加熱する雰囲気が真空または不活性ガス中であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
   ずれか記載の薄膜熱処理方法。