JPS5969923A - ほう素拡散方法 - Google Patents
ほう素拡散方法Info
- Publication number
- JPS5969923A JPS5969923A JP57180896A JP18089682A JPS5969923A JP S5969923 A JPS5969923 A JP S5969923A JP 57180896 A JP57180896 A JP 57180896A JP 18089682 A JP18089682 A JP 18089682A JP S5969923 A JPS5969923 A JP S5969923A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boron
- diffusion
- layer
- silicon plate
- silicon
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- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P32/00—Diffusion of dopants within, into or out of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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８／Ｊは、シリコン板中にＰ影領域を形成するため
のほう素拡散方法に関する。シリコン板にりんあるいは
ほう素等の不純物原子を熱拡散してＮ形あるいはＰ形の
能動領域を形成する工程は素子特性を決定する上で重要
な工程である。
のほう素拡散方法に関する。シリコン板にりんあるいは
ほう素等の不純物原子を熱拡散してＮ形あるいはＰ形の
能動領域を形成する工程は素子特性を決定する上で重要
な工程である。
はう素の熱拡散法には使用する不純物、すなわち拡散源
により第１ないし第３図に示す三つの方法がある。第１
図はガスソース拡散法を示し、石英管１の内部に単結晶
シリコン板２を収容し、導入管３より（Ｎ２＋Ｂ２Ｈ１
１）ガス４を導入しながら加熱炉５によりシリコン板２
を拡散温度に加熱する。第２図は液体ソース拡散法を示
し、キャリアガス（Ｎ２あるいは０２）６をＢＢｒ液７
を通して石英管１に導入し、第１図と同様にシリコン板
２を加熱して拡散する。第３図は固体ソース拡散法を示
し、石英管ｌ内の石英ボート８の上にシリコン板２とち
つ化はう素（ＢＮ）またはほう素板９とを並置し、Ｎ２
ガス１０を送りながら拡散、温度に加熱する。このよう
なほう素拡散工程を用いてブレーナ形ダイオードチップ
を製造するには、第４図（ａ）〜（ｅ）に示すように、
先ずＮ形シリコン板１１（第４図（ａ）〕を高温で酸化
し、表面に二酸化けい素膜１２の被膜をつ（す、この膜
を例えば写真蝕刻法により所定のパターンに加工する〔
第４図（ｂ）〕。つづいてこの二酸化けい素膜１２を遮
蔽膜として、第１〜第３図に示す方法でほう素をシリコ
ン板１１０表面に付着させ、表面層１３に拡散させる（
第一拡散）〔第４図（Ｃ）〕。この付着および拡散は９
００〜１２００°Ｃで行う。さらに必要な中間処理を経
てより高い温１ｊｆｆｉ（１１００〜１２７０℃）で表
面層１３の中のほう素をシリコン板ｌ」の中に所定の濃
度と深さになるように押し込み、（第二拡散あるいは引
伸し拡散）、Ｐ領域１４を形成した後、表面に生じた酸
化膜に写真蝕刻法で窓１５を明ける〔第４図（ｄ）〕。
により第１ないし第３図に示す三つの方法がある。第１
図はガスソース拡散法を示し、石英管１の内部に単結晶
シリコン板２を収容し、導入管３より（Ｎ２＋Ｂ２Ｈ１
１）ガス４を導入しながら加熱炉５によりシリコン板２
を拡散温度に加熱する。第２図は液体ソース拡散法を示
し、キャリアガス（Ｎ２あるいは０２）６をＢＢｒ液７
を通して石英管１に導入し、第１図と同様にシリコン板
２を加熱して拡散する。第３図は固体ソース拡散法を示
し、石英管ｌ内の石英ボート８の上にシリコン板２とち
つ化はう素（ＢＮ）またはほう素板９とを並置し、Ｎ２
ガス１０を送りながら拡散、温度に加熱する。このよう
なほう素拡散工程を用いてブレーナ形ダイオードチップ
を製造するには、第４図（ａ）〜（ｅ）に示すように、
先ずＮ形シリコン板１１（第４図（ａ）〕を高温で酸化
し、表面に二酸化けい素膜１２の被膜をつ（す、この膜
を例えば写真蝕刻法により所定のパターンに加工する〔
第４図（ｂ）〕。つづいてこの二酸化けい素膜１２を遮
蔽膜として、第１〜第３図に示す方法でほう素をシリコ
ン板１１０表面に付着させ、表面層１３に拡散させる（
第一拡散）〔第４図（Ｃ）〕。この付着および拡散は９
００〜１２００°Ｃで行う。さらに必要な中間処理を経
てより高い温１ｊｆｆｉ（１１００〜１２７０℃）で表
面層１３の中のほう素をシリコン板ｌ」の中に所定の濃
度と深さになるように押し込み、（第二拡散あるいは引
伸し拡散）、Ｐ領域１４を形成した後、表面に生じた酸
化膜に写真蝕刻法で窓１５を明ける〔第４図（ｄ）〕。
この窓１５０部分においてＰ領域１４に接触するアルミ
ニウム蒸着膜１６を形成することによりダイオードチッ
プができ上がる〔第４図Ｆｅ） ）。
ニウム蒸着膜１６を形成することによりダイオードチッ
プができ上がる〔第４図Ｆｅ） ）。
このようにしてつくられたダイオードの逆方向電流−電
圧特性は理想的には第５図に曲線５１で示すようになる
べきであるが、曲線５２のようにもれ電流が多くなりや
すく、素子特性不良の大きな要因になっている。この原
因について考究すると、上述の第一拡散においてはほう
素付着領域に第６図に示すように８ｉ−８層２１．Ｂ−
８ｉ層２２゜Ｂ２Ｏ３層２３の各層が下から順に生成し
ていることが知られている。この中でＢ−８ｉ）＠２２
は、第二拡散の前処理として行われる弗化水素酸処理あ
るいは９００〜１０００ ’０酸素処理後の弗化水素酸
処理によっては完全に除去できない。残存しているＢ−
８ｉ層２２は第二拡散の高温処理時にシリコン結晶に歪
みを与え、その歪みに重金属がトラップされる結果ライ
フタイム低下の原因となり、このため上述の特性不良が
生ずるものと思われる。
圧特性は理想的には第５図に曲線５１で示すようになる
べきであるが、曲線５２のようにもれ電流が多くなりや
すく、素子特性不良の大きな要因になっている。この原
因について考究すると、上述の第一拡散においてはほう
素付着領域に第６図に示すように８ｉ−８層２１．Ｂ−
８ｉ層２２゜Ｂ２Ｏ３層２３の各層が下から順に生成し
ていることが知られている。この中でＢ−８ｉ）＠２２
は、第二拡散の前処理として行われる弗化水素酸処理あ
るいは９００〜１０００ ’０酸素処理後の弗化水素酸
処理によっては完全に除去できない。残存しているＢ−
８ｉ層２２は第二拡散の高温処理時にシリコン結晶に歪
みを与え、その歪みに重金属がトラップされる結果ライ
フタイム低下の原因となり、このため上述の特性不良が
生ずるものと思われる。
従って本発明はこのような不良の原因となる第−拡散時
に生成したＢ−ｓｉ層、すなわち８ｉを含むほう素層を
完全に除去して第二拡散が行われるほう素拡散方法を提
供することを目的とする。
に生成したＢ−ｓｉ層、すなわち８ｉを含むほう素層を
完全に除去して第二拡散が行われるほう素拡散方法を提
供することを目的とする。
この目的は拡散源からのほう素を含むガスにより加熱さ
れたシリコン板表面の所定の領域にほう素をドーピング
したのち水蒸気酸化を行い、生成した酸化はう素を除去
し、次いｐ再びシリコン板を加熱して所定４の深さまで
ほう素を拡散させることによって達成される。
れたシリコン板表面の所定の領域にほう素をドーピング
したのち水蒸気酸化を行い、生成した酸化はう素を除去
し、次いｐ再びシリコン板を加熱して所定４の深さまで
ほう素を拡散させることによって達成される。
以下図を引用して本発明の実施例について説明する。本
発明による方法も第４図について説明した方法と、第４
図ｆａ） 、 ｆｂ）については同様で、例えばＮ形シ
リコン板１１に１１００℃で２時間和度水蒸気酸化を行
って酸化膜１２を形成し、次にＰ層領定領域に写真蝕刻
法により窓を明ける。さらに第４図（Ｃ）に対応して第
一拡散として、例えば第３図に示した方法で３５Ω／口
以下のシート抵抗を得６まで高濃度はう素拡散を行う。
発明による方法も第４図について説明した方法と、第４
図ｆａ） 、 ｆｂ）については同様で、例えばＮ形シ
リコン板１１に１１００℃で２時間和度水蒸気酸化を行
って酸化膜１２を形成し、次にＰ層領定領域に写真蝕刻
法により窓を明ける。さらに第４図（Ｃ）に対応して第
一拡散として、例えば第３図に示した方法で３５Ω／口
以下のシート抵抗を得６まで高濃度はう素拡散を行う。
この後本発明により７００〜９００℃、例えばｓ ｏ
ｏ ’ａで３０分間の水蒸気酸化を行う。これによって
、第６図に示さ水素酸処理によりＢ２Ｏ３層２３と共に
完全に除去される。この結果シリコン単結晶中の欠陥が
減少し、でき上ったダイオードの逆方向もれ電流はほと
んどなくなる。すなわち、逆方向もれ電流不良ブレーナ
形ＰＮＰトランジスタの製造に適用すればペース・エミ
ッタ間の逆方向もれ電流、第８図に示す分離形サイリス
クの製造に適用すればアノードΦゲ・−ト間もれ電流を
それぞれ減少するのに有効である。
ｏ ’ａで３０分間の水蒸気酸化を行う。これによって
、第６図に示さ水素酸処理によりＢ２Ｏ３層２３と共に
完全に除去される。この結果シリコン単結晶中の欠陥が
減少し、でき上ったダイオードの逆方向もれ電流はほと
んどなくなる。すなわち、逆方向もれ電流不良ブレーナ
形ＰＮＰトランジスタの製造に適用すればペース・エミ
ッタ間の逆方向もれ電流、第８図に示す分離形サイリス
クの製造に適用すればアノードΦゲ・−ト間もれ電流を
それぞれ減少するのに有効である。
このように本発明によりもれ電流を低減させることがで
きるので、拡散方法として第１図〜第３図に示すいずれ
の方法を適用でき、最も均一性の良い拡散方法を採用す
ることでタイオードの耐圧のばらつきを減少させ、１）
ＮＰＩ−ランジスタの電流増幅率を効果的に制御するこ
とができる。
きるので、拡散方法として第１図〜第３図に示すいずれ
の方法を適用でき、最も均一性の良い拡散方法を採用す
ることでタイオードの耐圧のばらつきを減少させ、１）
ＮＰＩ−ランジスタの電流増幅率を効果的に制御するこ
とができる。
以上述べたように本発明はほう素拡散の際、第一拡散に
よりシリコン板表面はほう素を付着させる際生成するＢ
−８ｉ層を、引伸し拡散前に水蒸気酸化を行うことのみ
によりＢ２Ｏ３層に変化させ、通常の弗化水素酸処理な
どにより除去可能にして引伸し拡散時のシリコン結晶の
歪発生を防止するものである。これにより逆電圧印加時
のＰＮ接合のもれ電流が減少するのでブレーナ形半導体
装置などの特性の向上に対して極めて大きな効果をもた
らすことができる。
よりシリコン板表面はほう素を付着させる際生成するＢ
−８ｉ層を、引伸し拡散前に水蒸気酸化を行うことのみ
によりＢ２Ｏ３層に変化させ、通常の弗化水素酸処理な
どにより除去可能にして引伸し拡散時のシリコン結晶の
歪発生を防止するものである。これにより逆電圧印加時
のＰＮ接合のもれ電流が減少するのでブレーナ形半導体
装置などの特性の向上に対して極めて大きな効果をもた
らすことができる。
第１図ないし第３図はそれぞれ各種拡散法を示す断面図
、第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明を実施することができ
るダイオードの製造工程を順次示す断面図、第５図はダ
イオードの逆方向もれ電流特性線図、第６図はほう素拡
散による生成層を示す断面図、第７図は本発明を実施す
ることができる、ＰＮＰトランジスタの断面図、第８図
は同じくサイリスタの断面図である。 １１・・シリコン板、１３・・・はう素ドーピング層、
２１・・・５ｉ−Ｂ層、２２・・・Ｂ２Ｏ３層。 才１ 閃 −ｆ３閃 ヤｄ 図 ０ ←フカロ電万己（７）才５
閃 才４ス
、第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明を実施することができ
るダイオードの製造工程を順次示す断面図、第５図はダ
イオードの逆方向もれ電流特性線図、第６図はほう素拡
散による生成層を示す断面図、第７図は本発明を実施す
ることができる、ＰＮＰトランジスタの断面図、第８図
は同じくサイリスタの断面図である。 １１・・シリコン板、１３・・・はう素ドーピング層、
２１・・・５ｉ−Ｂ層、２２・・・Ｂ２Ｏ３層。 才１ 閃 −ｆ３閃 ヤｄ 図 ０ ←フカロ電万己（７）才５
閃 才４ス
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）拡散源からのほう素を含むガスにより加熱されたシ
リコン板表面の所定の領域にほう素をドーピングしたの
ち水蒸気酸化を行い、生成した酸化はう素を除去し、次
いで再びシリコン板を加熱して所定の深さまでほう素を
拡散させることを特徴とするほう素拡散方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、水蒸気
酸化を７００〜９００℃で行うことを特徴とするほう素
拡散方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57180896A JPS5969923A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | ほう素拡散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57180896A JPS5969923A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | ほう素拡散方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5969923A true JPS5969923A (ja) | 1984-04-20 |
Family
ID=16091211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57180896A Pending JPS5969923A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | ほう素拡散方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5969923A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01255217A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Nippon Inter Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5192174A (ja) * | 1975-02-10 | 1976-08-12 |
-
1982
- 1982-10-15 JP JP57180896A patent/JPS5969923A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5192174A (ja) * | 1975-02-10 | 1976-08-12 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01255217A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Nippon Inter Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
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