JPS61258415A - 半導体ウェ−ハ加熱処理方法 - Google Patents
半導体ウェ−ハ加熱処理方法Info
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- JPS61258415A JPS61258415A JP10466786A JP10466786A JPS61258415A JP S61258415 A JPS61258415 A JP S61258415A JP 10466786 A JP10466786 A JP 10466786A JP 10466786 A JP10466786 A JP 10466786A JP S61258415 A JPS61258415 A JP S61258415A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
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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】
本発明は半導体ウェーハへの不純物デポジションに適し
た加熱処理方法に関する。
た加熱処理方法に関する。
従来、半導体ウェーハに不純物をデポジションして、し
かる後拡散する方法として、たとえばボロンナイトライ
ド（ＢＮ）を用いてシリコンウェーハにｐ型不純物を拡
散するとき、ボート上にｐ型不純物源であるボロンナイ
トライドのウェーハ（表面を若干酸化したもの）とシリ
コンのウェーハとレス丁、１自 石英管に挿入し、この後、石英管を外周より加熱するこ
とによって、石英管内に酸化ボロン（ＢｚＯ３）ふん囲
気を作り、これによりシリコンウェー／Ｓにボロン酸化
物なデポジションするとともにシリコンウェーハ表面に
高不純物濃度の薄い拡散層をつくり、しかるのち、酸化
ボロンを含まないふん囲気中でシリコンウェーハ内部へ
、ボロン不純物を再拡散する方法が知られている。
かる後拡散する方法として、たとえばボロンナイトライ
ド（ＢＮ）を用いてシリコンウェーハにｐ型不純物を拡
散するとき、ボート上にｐ型不純物源であるボロンナイ
トライドのウェーハ（表面を若干酸化したもの）とシリ
コンのウェーハとレス丁、１自 石英管に挿入し、この後、石英管を外周より加熱するこ
とによって、石英管内に酸化ボロン（ＢｚＯ３）ふん囲
気を作り、これによりシリコンウェー／Ｓにボロン酸化
物なデポジションするとともにシリコンウェーハ表面に
高不純物濃度の薄い拡散層をつくり、しかるのち、酸化
ボロンを含まないふん囲気中でシリコンウェーハ内部へ
、ボロン不純物を再拡散する方法が知られている。
このデポジション工程のとき、石戸管の一端から不活性
ガス（Ｎ２）を送り込み、これによりシリコンウエーノ
・の表面が酸化されないようにしている。
ガス（Ｎ２）を送り込み、これによりシリコンウエーノ
・の表面が酸化されないようにしている。
ところで、このような方法に使用される加熱装置は石英
管が加熱時に開放状態となるものであり、しかも一端か
ら不活性ガスを送り込むようにしたものであるため、石
英管内の長手方向の温度分布が不均一になり、ボート上
に整列されたシリコンウェーハは、その置かれた位置に
よって不純物導入量が異なり、シリコンウエーノ・表面
の比抵抗にばらつきが生じる。これを解決するための方
法として、石英管内を減圧または真空にする手段を有す
る加熱装置を用い、減圧または真空にした石英管内に半
導体ウェーハと不純物源（ＢＮ）とを相対向して配置し
、それを加熱することによって不純物を含んだガスが均
一に半導体ウエーノ・表面に到達するようにした閉管法
が本願出願人によって提案された。
管が加熱時に開放状態となるものであり、しかも一端か
ら不活性ガスを送り込むようにしたものであるため、石
英管内の長手方向の温度分布が不均一になり、ボート上
に整列されたシリコンウェーハは、その置かれた位置に
よって不純物導入量が異なり、シリコンウエーノ・表面
の比抵抗にばらつきが生じる。これを解決するための方
法として、石英管内を減圧または真空にする手段を有す
る加熱装置を用い、減圧または真空にした石英管内に半
導体ウェーハと不純物源（ＢＮ）とを相対向して配置し
、それを加熱することによって不純物を含んだガスが均
一に半導体ウエーノ・表面に到達するようにした閉管法
が本願出願人によって提案された。
しかし、このような閉管法では高不純物濃度領域を得る
ためにデポジション時に１ｏｏｏＣ程度の高温熱処理を
するため、とくにシリコンウエーノ・表面から局部的に
シリコン原子が蒸発し、シリコンウェーハ表面が荒れる
。また前記シリコン原子の蒸発によって、ボロンナイト
ライド表面が黒灰色に変化し、つぎのデポジション時に
使用できなくなる。
ためにデポジション時に１ｏｏｏＣ程度の高温熱処理を
するため、とくにシリコンウエーノ・表面から局部的に
シリコン原子が蒸発し、シリコンウェーハ表面が荒れる
。また前記シリコン原子の蒸発によって、ボロンナイト
ライド表面が黒灰色に変化し、つぎのデポジション時に
使用できなくなる。
さらにデポジション後、シリコンウェー７１表面にボロ
ン酸化物以外の異物が付着し、エツチング除去すること
が困難な汚れを生じるなどの問題があり、このシリコン
ウエーノ・表面の荒れや汚れは後の工程およびその工程
を経てできた半導体装置の歩留りが低下することが明ら
かになった。
ン酸化物以外の異物が付着し、エツチング除去すること
が困難な汚れを生じるなどの問題があり、このシリコン
ウエーノ・表面の荒れや汚れは後の工程およびその工程
を経てできた半導体装置の歩留りが低下することが明ら
かになった。
したがって、シリコンウェーハ表面の荒れや汚れを防止
するためにその表面に保護膜を形成することが望まれた
。
するためにその表面に保護膜を形成することが望まれた
。
そこで、本発明は半導体ウェーハに対する新規な加熱処
理方法を提供することを目的としている。
理方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するための本発明は、加熱炉体と、その
炉体内に挿入された炉芯管とから成る加熱装置を用いて
半導体ウェーハを加熱処理する方法において、その炉芯
管は、一端にキャップ取り付け可能な、半導体ウェーハ
を出し入れするための開口部が設けられ、他端に排気の
ための開口部が設けられてなり、その炉芯管内に半導体
ウェーハを位置せしめた状態でその炉芯管内に少くとも
酸素を流し込み加熱処理することを特徴とする半導体ウ
ェーハ加熱処理方法にある。
炉体内に挿入された炉芯管とから成る加熱装置を用いて
半導体ウェーハを加熱処理する方法において、その炉芯
管は、一端にキャップ取り付け可能な、半導体ウェーハ
を出し入れするための開口部が設けられ、他端に排気の
ための開口部が設けられてなり、その炉芯管内に半導体
ウェーハを位置せしめた状態でその炉芯管内に少くとも
酸素を流し込み加熱処理することを特徴とする半導体ウ
ェーハ加熱処理方法にある。
以下、実施例を使用して詳細に説明する。
第１図は半導体ウェーハおよび不純物源等の被加熱処理
体が石英管内に挿入された状態を示す本発明の加熱装置
であり、第２図（ａ）〜（ｄ）はその加熱装置を用いた
不純物拡散法の過程における半導体ウェーハの構造を示
す。まず第１図において、この加熱装置はヒータを含む
拡散炉１に石英ガラスまたはシリコンなどからなる炉芯
管２がはめこまれており、この炉芯管２の一端には取り
はずし可能なキャップ３が装着されるような開口部７が
設けられている。そのキャップ３の一部には後述するボ
ートを移動させる引き出し棒４を通す穴５が設けられて
いる。また炉芯管２の他端には炉芯管２内を減圧および
真空にするための先の細い排気口６が形成され、これは
真空ポンプ（図示しない）ｋつながっている。さらに炉
芯管２の排気口６と反対側の開口部７の近傍であってそ
の炉芯管２の側部にガス導入口８が形成されている。ま
た前記穴５は前記炉芯管２内を減圧および真空にしても
外気がはいりこまないように設計されている。
体が石英管内に挿入された状態を示す本発明の加熱装置
であり、第２図（ａ）〜（ｄ）はその加熱装置を用いた
不純物拡散法の過程における半導体ウェーハの構造を示
す。まず第１図において、この加熱装置はヒータを含む
拡散炉１に石英ガラスまたはシリコンなどからなる炉芯
管２がはめこまれており、この炉芯管２の一端には取り
はずし可能なキャップ３が装着されるような開口部７が
設けられている。そのキャップ３の一部には後述するボ
ートを移動させる引き出し棒４を通す穴５が設けられて
いる。また炉芯管２の他端には炉芯管２内を減圧および
真空にするための先の細い排気口６が形成され、これは
真空ポンプ（図示しない）ｋつながっている。さらに炉
芯管２の排気口６と反対側の開口部７の近傍であってそ
の炉芯管２の側部にガス導入口８が形成されている。ま
た前記穴５は前記炉芯管２内を減圧および真空にしても
外気がはいりこまないように設計されている。
このように、特に炉芯管２の構造はキャップ３自身にガ
ス導入口を取り付けるようにしたものではなく、そのガ
ス導入口が独立して設けている。
ス導入口を取り付けるようにしたものではなく、そのガ
ス導入口が独立して設けている。
このため、キャップ３は極めて簡単な構造とすることが
できる。それゆえ、キャップ３の取りはずしが楽になり
、作業性が極めてよくなる。しかも、排気口６は第１図
から明らかなように炉芯管２の他端の径が細くなって、
その炉芯管２の中心部分に位置しているうこのため、炉
芯管２内部を均一、かつ迅速に減圧せしめることができ
る。
できる。それゆえ、キャップ３の取りはずしが楽になり
、作業性が極めてよくなる。しかも、排気口６は第１図
から明らかなように炉芯管２の他端の径が細くなって、
その炉芯管２の中心部分に位置しているうこのため、炉
芯管２内部を均一、かつ迅速に減圧せしめることができ
る。
このように本発明の加熱装置は減圧中での半導体ウェー
ハの加熱処理に極めて適したものである。
ハの加熱処理に極めて適したものである。
なお、前記炉芯管２内忙入れられるボート９は石英ガラ
スおよびシリコン製の細長に形成された支持体であって
、このボート９上にはシリコンウェーハ１０と拡散不純
物源となるボロンナイトライド（ＢＮ）ウェーハ１１が
それぞれ複数個、適当に配置される。
スおよびシリコン製の細長に形成された支持体であって
、このボート９上にはシリコンウェーハ１０と拡散不純
物源となるボロンナイトライド（ＢＮ）ウェーハ１１が
それぞれ複数個、適当に配置される。
つぎに上記した加熱装置を用いてのシリコンウェーハ１
０にボロン不純物をデポジションおよび拡散する方法を
以下に説明する。
０にボロン不純物をデポジションおよび拡散する方法を
以下に説明する。
ｉｆ、シリコンウェーハ１０と表面がわずか酸化された
ボロンナイトライド・ウエーノＳ１１を載置した前記ボ
ート９を炉芯管２の開口端７の近傍に入れ、その開口端
７をキャップ３で封止し、真空ポンプで前記排気口６か
ら炉芯管２内を減圧および真空にする。
ボロンナイトライド・ウエーノＳ１１を載置した前記ボ
ート９を炉芯管２の開口端７の近傍に入れ、その開口端
７をキャップ３で封止し、真空ポンプで前記排気口６か
ら炉芯管２内を減圧および真空にする。
つぎに前記引き出し棒４によって炉芯管２内の均熱部に
前記ボート９を移動させ１０００ｔ：’以下の低温でシ
リコンウェーハ１０の表面にボロンナイトライド・ウェ
ーハ１１表面の酸化ボロン（Ｂｔ Ｏｓ ）をデポジシ
ョンして第１のボロンシリケートガラス膜１２を形成す
る〔第２図（ａ）参照〕。
前記ボート９を移動させ１０００ｔ：’以下の低温でシ
リコンウェーハ１０の表面にボロンナイトライド・ウェ
ーハ１１表面の酸化ボロン（Ｂｔ Ｏｓ ）をデポジシ
ョンして第１のボロンシリケートガラス膜１２を形成す
る〔第２図（ａ）参照〕。
この場合、低温ふん囲気中のデポジションであるためシ
リコンウェーハ１０からシリコン原子の蒸発はおこなわ
れない。
リコンウェーハ１０からシリコン原子の蒸発はおこなわ
れない。
つぎにガス導入口８から低温・減圧ふん囲気の炉芯管２
内に微量の酸素または酸素とアルゴン。
内に微量の酸素または酸素とアルゴン。
窒素、ヘリウムなどの不活性ガスとの混合ガスを流し込
み、シリコンウェーハ１００表面に薄い（１００ＯＡ程
度）熱酸化膜（Ｓｉｎ、）１３を形成する〔第２図（ｂ
）参照〕。なお、酸化膜１３は前記第１ボロンシリケー
トガラス膜１２上に気相成長法で形成してもよい。この
酸化膜１３の厚さは後述の高温中のデポジション時にボ
ロン原子が通過できるように選定する。
み、シリコンウェーハ１００表面に薄い（１００ＯＡ程
度）熱酸化膜（Ｓｉｎ、）１３を形成する〔第２図（ｂ
）参照〕。なお、酸化膜１３は前記第１ボロンシリケー
トガラス膜１２上に気相成長法で形成してもよい。この
酸化膜１３の厚さは後述の高温中のデポジション時にボ
ロン原子が通過できるように選定する。
しかるのち、前記酸素または混合ガスの供給を止め、炉
芯管２内を高温（１１００１：ｌ：程度）・減圧状態に
し、シリコンウェーハ１０の前記酸化膜１３表面にボロ
ンナイトライドφウェーハ１１表面の酸化ボロン（Ｂｚ
Ｏｓ）をデポジションして、第２のボロンシリケートガ
ラス膜１４を形成するとともに、前記第１ボロンシリケ
ートガラス膜１２のボロン不純物と前記酸化膜１３′Ｉ
！−通して拡散する前記第２ボロンシリケートガラス膜
１４のボロン不純物とによって、シリコンウェーハ１０
の表面層にボロン不純物の浅いｐ型高濃ｐ度拡散層１５
を、形成する〔第２図（Ｃ）参照〕。
芯管２内を高温（１１００１：ｌ：程度）・減圧状態に
し、シリコンウェーハ１０の前記酸化膜１３表面にボロ
ンナイトライドφウェーハ１１表面の酸化ボロン（Ｂｚ
Ｏｓ）をデポジションして、第２のボロンシリケートガ
ラス膜１４を形成するとともに、前記第１ボロンシリケ
ートガラス膜１２のボロン不純物と前記酸化膜１３′Ｉ
！−通して拡散する前記第２ボロンシリケートガラス膜
１４のボロン不純物とによって、シリコンウェーハ１０
の表面層にボロン不純物の浅いｐ型高濃ｐ度拡散層１５
を、形成する〔第２図（Ｃ）参照〕。
つぎに炉芯管２内を常圧にもどし前記引き出し棒４によ
りボート９を炉芯管２の開口端７に引き寄せてキャップ
３をはずし、ボート９を取り出す。
りボート９を炉芯管２の開口端７に引き寄せてキャップ
３をはずし、ボート９を取り出す。
そしてシリコンウェーハ１０のみを抽出し、ウェーハ表
面の第１および第２ボロンシリケートガラス［および酸
化膜をエツチング除去する。このシリコンウェーハ１０
を酸化性ふん囲気の拡散炉内に入れ、シリコンウェーハ
１０の表面層に形成された前記ｐ型窩濃度拡散層１５の
ボロン不純物を再拡散し、所望のｐ型半導体領域１６を
形成する〔＠２図（ｄ）参照〕。
面の第１および第２ボロンシリケートガラス［および酸
化膜をエツチング除去する。このシリコンウェーハ１０
を酸化性ふん囲気の拡散炉内に入れ、シリコンウェーハ
１０の表面層に形成された前記ｐ型窩濃度拡散層１５の
ボロン不純物を再拡散し、所望のｐ型半導体領域１６を
形成する〔＠２図（ｄ）参照〕。
このとき同時に熱酸化膜１７がシリコンウェーハ１０表
面に形成される。
面に形成される。
上記方法においてデポジション工程を同一炉管内で連続
しておこなっているが低温・減圧中でのデポジション工
程および高温・減圧中でのデボジン１ン工程を別な炉体
中でおこなってもよい。
しておこなっているが低温・減圧中でのデポジション工
程および高温・減圧中でのデボジン１ン工程を別な炉体
中でおこなってもよい。
また前記低温・減圧中および高温・減圧中でのデポジシ
ョン工程において、微量の酸素または酸素と不活性ガス
の混合ガスを供給すれば、とくに高温デポジション時に
ボロンナイトライドウェーハ表面に酸化ボロン（ＢｚＯ
ｓ）が生成され、そのボロンナイトライドウェーハ表面
の酸化ボロンの減少を押え、ボロンナイトライドウェー
ハ自身から酸化ボロン以外の物質の蒸発を防止できる。
ョン工程において、微量の酸素または酸素と不活性ガス
の混合ガスを供給すれば、とくに高温デポジション時に
ボロンナイトライドウェーハ表面に酸化ボロン（ＢｚＯ
ｓ）が生成され、そのボロンナイトライドウェーハ表面
の酸化ボロンの減少を押え、ボロンナイトライドウェー
ハ自身から酸化ボロン以外の物質の蒸発を防止できる。
またシリコンウェーハおよびボロンナイトライドウェー
ハをあらかじめ石英管内に封止し、それを炉芯管内に入
れ、減圧中でのデポジションおよび拡散をするアンプル
拡散法にも適用することができる。
ハをあらかじめ石英管内に封止し、それを炉芯管内に入
れ、減圧中でのデポジションおよび拡散をするアンプル
拡散法にも適用することができる。
なお上記方法においては、シリコンウェーハについて説
明したがゲルマニウムなどの半導体ウェーハへの不純物
拡散法にも応用できる。また不純物源としてボロンナイ
トライドの他にりん、インジウム、アルミニウムなどの
金属窒化物およびその金属酸化物を使用する場合にも適
用で鎗る。
明したがゲルマニウムなどの半導体ウェーハへの不純物
拡散法にも応用できる。また不純物源としてボロンナイ
トライドの他にりん、インジウム、アルミニウムなどの
金属窒化物およびその金属酸化物を使用する場合にも適
用で鎗る。
以上説明したように本発明の加熱装置を用いた半導体ウ
ェーハへの不純物拡散法を用いれば、初めに半導体ウェ
ーハ表面からその半導体原子の蒸発がおこらない低温ふ
ん囲気で酸化不純物のガラス膜および酸化膜を形成して
いるので、それらの膜が保護膜となって高温・減圧中で
の基体半導体原子の蒸発がそれらの膜によって防止でき
る。
ェーハへの不純物拡散法を用いれば、初めに半導体ウェ
ーハ表面からその半導体原子の蒸発がおこらない低温ふ
ん囲気で酸化不純物のガラス膜および酸化膜を形成して
いるので、それらの膜が保護膜となって高温・減圧中で
の基体半導体原子の蒸発がそれらの膜によって防止でき
る。
また、半導体ウェーハと接している酸化不純物のガラス
膜および酸化膜上の酸化不純物のガラス膜および酸化膜
上の酸化不純物のガラス膜の両方から不純物原子が半導
体ウェーハ表面にデポジションされるので前記酸化膜が
あっても精度のよい高濃度拡散層が形成できる。
膜および酸化膜上の酸化不純物のガラス膜および酸化膜
上の酸化不純物のガラス膜の両方から不純物原子が半導
体ウェーハ表面にデポジションされるので前記酸化膜が
あっても精度のよい高濃度拡散層が形成できる。
さら忙高温・減圧中のデポジション時に半導体ウェーハ
上に酸化膜があるため、半導体ウェーハ表面に外部から
直接異物が付着することがないなどの効果がある。
上に酸化膜があるため、半導体ウェーハ表面に外部から
直接異物が付着することがないなどの効果がある。
第１図は本発明の加熱装置の略断面図、第２図（ａ）〜
（ｄ）は本発明の加熱装置を使用した不純物デボクシ１
ノから拡散までの過程における半導体ウェーハの一部断
面図である。
（ｄ）は本発明の加熱装置を使用した不純物デボクシ１
ノから拡散までの過程における半導体ウェーハの一部断
面図である。
Claims (1)
- 加熱炉体と、その炉体内に挿入された炉芯管とから成る
加熱装置を用いて半導体ウェーハを加熱処理する方法に
おいて、その炉芯管は、一端にキャップ取り付け可能な
、半導体ウェーハを出し入れするための開口部が設けら
れ、他端に排気のための開口部が設けられてなり、その
炉芯管内に半導体ウェーハを位置せしめた状態でその炉
芯管内に少くとも酸素を流し込み加熱処理することを特
徴とする半導体ウェーハ加熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10466786A JPS61258415A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 半導体ウェ−ハ加熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10466786A JPS61258415A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 半導体ウェ−ハ加熱処理方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16287181A Division JPS6028136B2 (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 炉心管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258415A true JPS61258415A (ja) | 1986-11-15 |
| JPH0158651B2 JPH0158651B2 (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=14386814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10466786A Granted JPS61258415A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 半導体ウェ−ハ加熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61258415A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003529221A (ja) * | 2000-03-29 | 2003-09-30 | テクネグラス，インコーポレイテッド | リンによるシリコンのドーピングおよび蒸気の存在下におけるシリコン上への酸化物の成長の方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0632842B1 (de) * | 1992-03-27 | 1995-11-02 | HEIMSOTH VERWALTUNGEN GmbH & CO. KG Beteiligungsgesellschaft | Verfahren zur wärmebehandlung von metallischem gut |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4839169A (ja) * | 1971-09-22 | 1973-06-08 |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP10466786A patent/JPS61258415A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4839169A (ja) * | 1971-09-22 | 1973-06-08 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003529221A (ja) * | 2000-03-29 | 2003-09-30 | テクネグラス，インコーポレイテッド | リンによるシリコンのドーピングおよび蒸気の存在下におけるシリコン上への酸化物の成長の方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0158651B2 (ja) | 1989-12-13 |
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