JPS5980928A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Publication number
JPS5980928A
JPS5980928A JP19075382A JP19075382A JPS5980928A JP S5980928 A JPS5980928 A JP S5980928A JP 19075382 A JP19075382 A JP 19075382A JP 19075382 A JP19075382 A JP 19075382A JP S5980928 A JPS5980928 A JP S5980928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
impurity
gas
diffusion
glass layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP19075382A
Other languages
English (en)
Inventor
Mamoru Shinohara
衛 篠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP19075382A priority Critical patent/JPS5980928A/ja
Publication of JPS5980928A publication Critical patent/JPS5980928A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering

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】 この発明は半導体装置の製造方法に関し、詳しくは熱処
理工程に関するものである。
一般に、半導体装置は酸化、フォトエツチングおよび不
純物拡散をくυ返して製造されるが、この場合半導体基
板裏面に形成された熱酸化膜は通常のフォトエツチング
において全面的に除去されるのが一般的である。このよ
うな半導体基板を使用して数回の不純物拡散を行うと、
半導体基板の裏面には常に不純物が拡散されることにな
る。したがって、半導体基板裏面の不純物濃度は高くな
シ、時として熱処理中に裏面から不純物が飛出(以下「
外方拡散」と呼ぶ)し、同時熱処即を行っている他の半
導体基板表面に外方拡散した不純物が付着・拡散し、そ
の結果電気的特性に悪影響を及はすことがある。
事実、npn  バイポーラ型半導体集積回路装置の製
造工程において、特に分離を不純物拡散で行う集積回路
にあっては、埋め込み拡散時のSl)やAsなとのN型
の高濃度不純物や、次いで行われる分離拡散工程時のポ
ロンなどのP型の不純物が次々と半導体基板の裏面に拡
散され、その裏面に非常に高濃度の不純物層が形成され
る。その結果、続いて行われるペース拡散の工程におい
て、前記裏面の高濃度不純物層からn型不純物が外方拡
散し、同時に処理を行っている他の基板の表面、あるい
は自分自身の表面へ付着し拡散されペース頭載の不純物
プロファイル′fr:変形させ、その結果、著しく電気
的特性を損なうという問題点がある。
したがって、外方拡散を防ぐため、1半導体基板裏面の
高調度不純物層のエツチング除去j、襲「不純物拡散時
に基板裏面の酸化膜を残し、裏面に不純物が拡散されな
いようにする」または[1回の熱処理で処理する基板枚
数を少なくし、基板間隔をあけるコなどの手段が必要と
なシ、工程の冷大や歩留シ低下または一括処理枚数を多
くすることができないなどの欠点があった。
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、従来に比較
して簡単に、かつ基板の一括処理枚数に制限が加わった
シすることなしに、熱処理中に不純物が基板から飛出し
たシ、雰囲気中から不要外不純物が基板内に入シ込まな
いようにすることができる半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、@1の実施例について説明する。第1の実施例は
、パイポーラトランミノスタのペース拡散を例にとる。
通常ペース拡散は、■不純物を基板に低温で軽くドープ
する工程と、■前記不純物を■の工程よシ高温で熱処理
し、再拡散する工程との2工程に分けて行う。
第1図は、■の工程によシネ鈍物を軽くドープした基板
の断面図であ)、1は半導体基板、2はホトリソ技術で
窓あけされfC,酸化膜、3は軽くドープされたゾロン
、4は基板裏面の高濃度不純物層である。この高濃度不
純物層4には、埋め込み拡散時のSb9分離拡散時のボ
ロン、ペース拡散時に軽くドープされたゾロンなどの不
純物を含む。
次に、第2図に示すような拡散装置を用いて■の再拡散
の工程を行うが、第1の実施例では、まず、不純物を含
まないガラス層の形成を行い、次に再拡散を行う。
すなわち、第2図において、5は石英で作られた炉芯管
すなわち熱拡散反応管、6はこの反応管5を加熱するヒ
ータであシ、予め反応管5を500゛( ℃〜700℃の比較的低温に制御しておく。そして、拡
散が一ドアに、第1図で示したように拡散すべき位置に
不純物が軽くドーグされた半導体基板lを装填して、そ
れらを反応管5内に挿入する。
次いで、ガス注入口8からSiHガスを、また0!注入
口9から02ガスをそれぞれ反応管5内に注入する。す
ると、注入されたSiHガスと02ガスとは反応管5的
において S i H4+202→5t(h +2H20の反応を
起し、その結果、第3図に示すように、半導体基板lの
表裏面に不純物を含まないガラス層13が形成される。
次いで、ガス注入口8からのSiHガスを停止する一方
、注入口9がらの02ガス、注入口11からのH2ガス
ならひ忙注入口12からのN2などの不活性ガスを反応
管5に注入する。
同時に、反応管5の温度を徐々に上昇させ、ガラス層1
3を形成した温度よシ高(事の9oo℃〜1200℃に
コントロールし、第1図に示す軽くドーグされたボロン
3の再拡散を行う。しかる後、反応管5の温度を700
’C〜950℃の比較的低温になるまで徐々に下け、そ
の後、半導体基板1を反応管5から取シ出し、不純物を
再拡散する工程を終了させる。
なお、第2図において、loは70〜メータである。
以上のような第1の実施例によれば、半導体基板1裏面
の高調度不純物層4がガラス層13で覆われるとともに
、表面の、ホトリソ技術で酸化膜2に窓あけされた部分
もガラス層13で覆ゎれ、その状態で再拡散(熱処理)
の工程が行われる。
したがって、再拡散工程において、第4図で示すような
不純物の基板1裏面からの外方拡散、および雰囲気中の
不要な不純物が基板1に取シ込まれる現象がなくなシ、
不純物分布を正確に制御することかでき、最終特性の抵
抗値や、バイポーラ型トランジスタのhFEおよび遅延
時間などの電気的特性を再現性よく安定に得るこくがで
きる。
第5図Uペース領域の不純物のグロファイルヲ示す。第
5図(4)はこの発明の第1の実施例にょシ作られた試
料によるもの、第5図([3)は従来の工程により作ら
れた試料によるものであシ、それぞれイオン・マイクロ
−アナライザ(Io’n MicrθAna−1yze
r ) Kよル測輩された結果である。第516(B)
のリン(P)64度は異常に高く、そのプロファイルは
ガウス分布の形状を示しているが、これは第4は1に示
す「リンの外方拡散jの影粋によるものである。これに
対して、この発明の第1の実施例によシ作られた資料に
よる第5図(4)では「リンの外方拡散」の影響は認め
られない。
した矛五って、この発明の第1の実施例によれば、外方
拡散を防ぐために行われている「半導体基板裏面の高6
″達度不純物層のエツチング除去」、[不純物拡散時に
基板裏面の酸化膜を残し、裏面に不純物が拡散されない
ようにする」または[1回の熱処理で処理する基板枚数
を少疫くし、基板間隔をあける」などの方法を行うこと
なく加印にして、かつ、多数の基板1を一括して、しか
も、その基板1および反応管5を不純物により汚すこと
なく、熱処理を行うことが可能となシ、その結果安定し
た不純物プロファイルを得ることができる。
第1の実施例では、表面保腹のためのガラス層の形成を
SiH4と02の反応によって得た。しかしながら、第
1の実施例で掲げた「リンの外方拡散」に限るならば、
実質的に基板に影響・を与えるほどにこの現象が生じる
臨界温度が、900℃を越える温度以上950℃以下で
あるため、水蒸気酸化によって前記ガラス層を形成して
もよい。
ガラス層の形成を水蒸気酸化にして、第1の実施例と同
様にペース拡散を行う場合を第2の実施例として以下に
述べる。まず、第1の実施例と同様に、既知のホトリソ
技術で選択拡散法により不純物を軽くドープした基板を
第1の実施例と同様に熱拡散反応管に挿入するが、この
時の温度を約900℃とする。次に、約10分間程、H
2と02オたはH2O(ガス)と02を流して半導体基
板の表裏面を酸化することにより、その表裏面にガラス
層を形成する。この時、900℃の温度では、基板内の
リン原子は、実質的に基板に影響を与えるほどの外方拡
散をしない仁とが実し的に確められている。その後、第
1の実施例と同様に、既知の技術によシ知られている適
切なガス、たとえばドライ0鵞を流しながら昇温して必
要な熱処理を行い、不純物の再拡散を行う。この時、水
蒸気酸化で生成されたガラス層であっても、そのガラス
層は外方拡散防11]膜としての役割を充分果す。した
がって、不純物拡散を正NM K制御でき、拘現性を向
上できる。
以上実施例で詳述しブヒようにこの発明の半導体装置の
製造方法でtよ、半導体基板上に不純物を含まないガラ
ス層全形成し、その状態で昇温して必要とされる熱処理
を行う。したがって、従来に比較して簡単に、しかも、
基板の一括処理枚数忙制限が加わったシすることなしに
、熱処理中に不純物が基板から飛出したシ、称囲気から
不要な不純物が基板内に入シ込まないようにすることが
できる。なお、この発明の方法は、パイ?−ラ型半導体
集積回路装置の製造方法以外にも応用できることはいう
までもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は不純物を軽くドープした基板の断面図、第2図
は拡散装置を示す構成図、第3図は基板の表裏面にガラ
ス層を形成した状態を示す断面図、第4図は再拡散工程
において不純物が基板裏面から外方拡散する様子を示す
図、第5図はペース領域の不純物プロファイルを示す図
である。 1・・・半導体基板、5・・・炉芯管(熱拡散反応管)
、6・・・ヒータ、8,9,11,12・・・ガス注入
口、13・・・ガラス層。 特許出願人 沖電気工業株式会社 手続補正書 昭和、7A年(9月10日 特許庁長官若杉和夫 殿 1、事件の表示 昭和57年 特 許 願第 190753  号2、 
’Jl′l’liの名称 半導体装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係     特 許 出願人(029)沖電
気工業株式会社 5、補正命令の目付  昭和  年  月  「1 (
自発)7、補正の内容            \−・
 、−→11の→m−チ 1)明細書5負2行、同頁4行、同頁10行各々rsi
HJをrsi)I4J と訂正する。 161−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板を反応管に挿入し、かつ、ガラス層を形成す
    るの姉必要なガスを前記反応管に流し込んで前記半導体
    基板上に不純物を含まないガラス層を形成する工程と、
    次いで反応管の@度を上げて熱処理を行う工程とを具備
    してなる半導体装置の製造方法。
JP19075382A 1982-11-01 1982-11-01 半導体装置の製造方法 Pending JPS5980928A (ja)

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JP19075382A JPS5980928A (ja) 1982-11-01 1982-11-01 半導体装置の製造方法

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JPS5980928A true JPS5980928A (ja) 1984-05-10

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6806173B1 (en) * 1999-02-26 2004-10-19 Robert Bosch Gmbh Method for producing highly doped semiconductor components

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS544065A (en) * 1977-06-13 1979-01-12 Hitachi Ltd Impurity diffusion method

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