JPS62162325A - 半導体装置の製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造方法、詳しくはスピンオン・
ドーパントグラス膜を不純物拡散源として不純物拡散層
を形成する方法に関する。

（ロ）従来の技術 例えば特開昭６０−７４６１３号公報に記載されている
如＜、ＩＣ，ＬＳＩ等の製造において、半導体基板に不
純物拡散層を形成する際に、拡散源としてスピンオン・
ドーパントグラス膜（以下、グラス膜という）を用いる
方法がある。

断る方法を用いた不純物の拡散方法を、ここでは−例と
して埋込層の形成方法で説明する。

先ず第３図（イ）に示す如く、例えばρ＝６〜１２Ω・
印、（１００）のＰ型半導体基板（１）に所定厚さのシ
リコン酸化膜（２）を形成、通常のフォトリソグラフィ
ー技術にてバターニングし、所定の開口部を得る。

次に第３図（ロ）に示す如く、例えばシラン系の５ｂｃ
１．ｓ溶液をスピンコード法により塗布した後に、熱処
理を加えて５ｂＣ１ｓを含む５ｉ０ａ膜、すなわちグラ
ス膜（３）を形成し、これを拡散源としてＮ１型の不純
物堆積層（４）を形成する。

そして第３図（ハ）に示す如く、シリコン酸化膜（２）
及びグラス膜り３）を除去してから気相成長法によりＮ
型のエピタキシャル層（５）を形成し、所定の熱処理を
加えることによって堆積層（４）を上下方向に拡散し、
Ｎ＋型埋込層（６）を得る。尚上記した形成方法におい
て、ドーパントは５ｂＣｆｆｉｓに限定されるものでな
く、必要に応じてその他の物質を使用し得る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この方法で形成した埋込層（６）には、
時としてその周囲に極く低濃度のＰ−型拡散層り７）が
存在することが明らかになった。

第４図はこの事実を証明するもので、実験的に面方位（
１００）のＮ型基板を用いて５ｂｃｐ、溶液による不純
物拡散層を形成し、Ｎ型基板の表面からその厚き方向に
拡がり抵抗を測定したものである。同図から明らかな如
く、Ｎ４型不純物拡散層とＮ型基板との間に非常に高抵
抗の領域（図示■−ｎ）があり、ここにｉ　（１ｎｔｒ
ｉｎｓｉｃ　）層及び前記極く低濃度のＰ−型拡散層（
７）が存在することを示している。この事実は、当然埋
込層（６）とエピタキシャル層（５〉　との間にＰ−型
拡散層（７）が存在することを示唆するものである。

本願発明者による鋭意研究の結果、斯る現象は以下の理
由によるものと判明した。

まず第１に、完全に純粋な５ｂＣ１ｓ溶液を得ることが
困難であるため、最初から極く微量のボロン（Ｂ）が混
入していること、第２に拡散処理治具材料である石英ガ
ラス中等、自然界に多量に存在すルホロン（Ｂ）が５ｂ
Ｃ１ｓ溶液に混入してしまうことである。そして混入し
た微量のボロン（Ｂ）が、特に面方位（１００）の基板
（１）を用いた場合にはボロン（Ｂ）の拡散係数がアン
チモン（Ｓｂ）のそれより大で且つ差が大きくなるため
に、埋込層（６）の周囲に低濃度のＰ−型拡散層（７）
を形成してしまうのである。

そして埋込層（６）の周囲にこのようなＰ−型拡散層（
７）が形成されると、トランジスタのコレクタ電流を流
すという埋込ｍ（６）の機能が全く失われてしまうとい
う欠点があった。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は斯上した欠点に鑑みてなされ、拡散源膜を形成
する５ｂＣ１ｓ溶液に、あらかじめアンチモン（Ｓｂ）
より拡散係数が大でボロン（Ｂ）と同程度又はそれ以上
の拡散係数を有する第２の不純物、例えばリン（Ｐ）を
混入したものを用いて形成したことを特徴とする。

（ホ）作用 本発明によれば、あらかじめＳｂＣρ、溶液に第２の不
純物であるリン（Ｐ）を混入したので、３価のボロン（
Ｂ）により形成されるＰ″′型拡散拡散層）は５価のリ
ン（Ｐ）により相殺される。

（へ）実施例 以下、本発明を用いた埋込Ｈ（６）の形成方法を、第１
図を用いて詳細に説明する。

先ず第１図（イ）に示す如く、ρ＝６〜１２Ω・口、面
方位（１００）のＰ型半導体基板（１）に所定厚さのシ
リコン酸化膜（２）を形成、通常のフォトリソグラフィ
ー技術でパターニングして埋込層（６）となるべき領域
を開口する。

次に第１図（ロ）に示す如く、例えばリン（Ｐ）を０゜
０１〜１０．０ｐｐｍ混入した５ｂＣＱｓ溶液をスピン
コード法により塗布した後に、熱処理を加えて５ｂｃｐ
。

を含む５ｉｎ２膜、即ちグラス膜（３）を形成し、これ
を拡散源としてＮ１型の不純物堆積層（４）を形成する
。

そして第１図（ハ）に示す如く、シリコン酸化膜（２）
及びグラス膜（３）を除去してから気相成長法によりＮ
型のエピタキシャル層（５）を形成し、１２００〜１３
００℃、４〜５時間の熱処理を加えることによって堆積
層（４）を上下方向に拡散し、Ｎ１型埋込ＪｖＩ＜６）
を得る。

本発明の最も特徴とする点は、どうしても混入してしま
う不要な不純物に対し、これを打消すような第２の不純
物をあらかじめ混入した拡散源膜を形成した点にある。

即ち、５ｂＣｊ２ｓ溶液に不要な不純物であるボロン（
Ｂ）が混入することが避けられないのであるから、あら
かじめボロン（Ｂ）と反対の導電型を有する第２の不純
物、リン（Ｐ）を混入したｓｂｃ／！、、溶液を用いて
グラス膜（３）を形成することにより、ボロン（Ｂ）の
影響を相殺するものである。但し第２の不純物には、第
１の不純物より拡散係数が犬で且つ不要な不純物と略等
しいか又はそれ以上の拡散係数を有することが望まれる
。

第２図（イ）乃至（ホ）は本発明を証明するもので、実
験的に面方位（１００）（７）Ｎ型基板を用いてリン（
Ｐ）を混入した５ｂＣｆ１３溶液による不純物拡散層を
形成し、Ｎ型基板の表面からその厚さ方向に拡がり抵抗
を測定したものである。第１図（イ）から順に、リン（
Ｐ）を各々Ｏ，ｌｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１．０ｐｐｍ
、５゜０ｐｐｍ、１０．０ｐｐｍ混入した時の結果を示
す。同図から明らかな如く、リン（Ｐ）の濃度を増すに
従ってＮ型基板と不純物拡散層との境界が曖昧になり、
第２図（ホ）においては、ここにリン（Ｐ）によるＮ型
の拡散層（図示ｍ−■）が形成されていることが明確で
ある。この事実は、当然埋込Ｎ（６）とエピタキシャル
層（５）との間にも前記Ｎ型の拡散層が形成きれること
を示唆するものである。

従って斯上した拡散源膜を用いれば、混入したボロン（
Ｂ）により形成されるＰ−型拡散層（７）はリン（Ｐ）
による前記Ｎ型拡散層により抑制あるいは消失せしめら
れる。埋込層（６）とエピタキシャル層（５）との境界
がＮ型層であれば、埋込層（６）はその機能を十分に達
成できる。

（ト）発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば混入するボロン（Ｂ）
によって形成されるＰ−型拡散層（７）を抑制あるいは
消失せしめることができるので、埋込層（６）が埋込層
（６）としての機能を果せなくなるという不良を未然に
防ぐことができる。また不良を未然に防ぐことができる
ので、歩留りが向上し、工程変動に強くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）乃至（ハ）は本発明を説明するための工程
断面図、第２図（イ）乃至（ホ）は本発明を説明するた
めの拡がり抵抗を示す特性図、第３図（イ）乃至（ハ）
は従来の埋込層（６）の製造方法を説明するだめの工程
断面図、第４図は従来例を説明するための拡がり抵抗を
示す特性図である。 （１）はＰ型半導体基板、（３）はグラス膜、（５）は
Ｎ型エピタキシ〜ル層、（６）はＮ＋型埋込層、（７）
はＰ−型拡散層である。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　静　夫 第１図（イｊ 第２図（匂 ！ｇＬ＆＃６”ｍ；Ｘ’：［ｐｍｌ 第２図（ロ） ４１ｆＬＨ，？ＥＪｂ゛６ａ；Ｉｉ３　（ｐｍ）すｌ’
Ｉ　　２　１ｉ’ｌ　　ｔハフ →暮復力１ヤ喝４理さ〔νｍｌ 第　２　図　（二ン −Ｘ縁面力′う一；黛ご　〔νｍ〕 築２（７１亦） →！に表面がりり；’ｉ、＝　　〔ｐｍｌ第３図（イ）
　　　　　　　　２ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板表面に一導電型の第１の不純物を含む
   拡散源膜を付着し、これを拡散源として不純物拡散層を
   形成する半導体装置の製造方法において、前記拡散源膜
   に前記第１の不純物より拡散係数が大で且つ同導電型を
   有する第２の不純物を混入したことを特徴とする半導体
   装置の製造方法。