JPS62193118A - 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拡散源膜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２叙されている
如く、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、拡散源膜としてスピンオン
・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−イク
１として埋込層の形成方法で説明する。

先ず第２図（イ）に示す如く、例えばρ＝６〜１２Ω・
σ、（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２図（ロ）に示す如く、例えばシラン系のＳ　ｂ
ＣＬ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５ｂＣ１，を含む５ｉｆｔ膜、すなわらグラス
膜（３）を形成し、これを拡散源としてＮＩ型の不純物
堆積層（４）を形成する。

そして第２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、所定の熱処理を
加えることによって堆積ｆｆ１（４’）を上下方向に拡
散し、Ｎ３型埋込泗（６）を得る。尚上記した形成方法
において、ドーパントは５ｂｃｔ、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Ｊｉ（７）
が存在することが明らかになった。

第３図はこの事実を証明するもので、実験的に面方ＢＺ
（１００）のＮ型基板を用いてＳ　ｂＣ１，溶液による
不蝕物拡散泗を形成し、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。

同図から明らかな如く、Ｎ′″型不純物拡散署とＮ型基
板との間に非常に高抵抗の領域（図示ｍ−１１）があり
、ここにｉ　（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）　Ｊｉｔ又は前記
極く低ａ）Ｉ！ｉ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、断る現象は以下の理
由によるものと判明した。

まず第１に、完全に純粋な５ｂＣ１，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−するボロン（Ｂ）が５
ｂＣ１，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）のそれより犬で且つ港が大きくなるた
めに、埋込層り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
すという埋込層（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、第１の不純物堆
積！＜１４＞を付着する前又は後に、第１の不純物であ
るアンチモン（Ｓｂ）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、例えばリン（ｆ’）をイオン注
入する工程を含むどとを特徴とする。

（杓作用 本発明によれば、あらかじめ第２の不純物であるリン（
Ｐ）をイオン注入したので、拡散時には不要な不純物で
あるボロン（Ｂ）と共にリン（Ｐ）が拡散される。面方
位（１００）ではボロン（Ｂ）とリン（Ｐ）の拡散係数
は略等しいので、３価のボロン（Ｂ）により形成される
Ｐ−型拡散層（７）は５価のリン（Ｐ）により相殺され
て減少あるいは消失せしめる。

くべ）実施例 以下、本発明を用いた埋込層（１７）の形成方法を、第
１図を参照しながら詳細に説明する。

先ず第１図（イ）に示す如く、ρ−６〜１２Ω・印、面
方位（１００）のＰ型半導体基板（１１）に所定厚さの
シリコン酸化膜（１２）を形成し、周知のフォトリソグ
ラフィー技術にて埋込Ｊｌ（１７）となるべき領域を開
口する（第１の工程）。

次に第１図（口〉に示す如く、例えばンラン系の５ｂＣ
１１溶液をスピンフート法により塗布した後に、熱処理
を加えて５ｂｃ１．を含むＳｉｎ、膜、即ちグラス膜（
１３）を形成し、且つこれを拡散源としてＮ°型の第１
の不純物堆積層（１４）を形成する（第２の工程）。

続いて第１図（ハ）に示す如く、エツチング液でグラス
膜（１３）を除去し、リン（Ｐ）をドーズ量１×１０′
１〜１×１０目Ｃｍ−”で加速電圧８０ＫｅＶでイオン
注入して第２の不純物堆積層（１５）を形成する。この
時のマスクは第１図（イ）でパターニングした酸化膜（
１２）をそのまま用い、改めてパターニングする必要は
無い（第３の工程）。

そして第１図（ニ）に示す如く、酸化膜（１２）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（１
６）を形成した後、第１の不純物堆積層（１４）を北上
方向に拡散きせてＮ９型埋込ｌｉｔ　（１７）を得る（
第４の工程）。

本発明の最も特徴とする点は、上記第３の工程でリン（
Ｐ）をイオン注入した点にある。っまりボロン（Ｂ）が
混入することが避けられないのであるから、これと反対
の導電型を有し且つ同等の拡散係数を有する不純物をあ
らかじめドープしてボロン（Ｂ）の影響を相殺しようと
するものである。この様にすれば、拡散時には第１の不
純物であるアンブモン（Ｓｂ）及び不要な不純物である
ボロン（Ｂ）と）（に、第２の不純物であるリン（Ｐ）
も同時に拡散され、アンチモン（Ｓｂ）より拡散係数が
犬なるボロン（Ｂ）が形成しようとするＰ−型拡散層（
７）はそれと同等の拡散係数を有するリン（Ｐ）により
阻止され、減少あるいは消失する。そしてリン（Ｐ）の
ドース岱を適当な値にしておけば、Ｐ−型拡散層（７）
は完全に消失し、代ってリン（Ｐ）によるＮ型の領域が
現れる。埋込層（１７）からエピタキシヤル層（１６）
までの境界の全てが、Ｎ型の領域で連続していれば埋込
層（１７）はその機能を十分に達成できる。

尚　本発明の他の実施例として、先にりん（Ｐ）をイオ
ン注入し、後にアンチモン（Ｓｂ）を拡散しても」−記
実施例と同様の効果が得られる。

〈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ＩＪン（Ｂ
）によって形成されるＰ−型拡散層＜７）を減少あるい
は消失せしめることができるので、埋込層（１７）が埋
込層（１７）としての機能を果せないという不良を未然
に防ぐことができる。また不良を未然に堕ぐことができ
るので、歩留りが向上し、工程変動に強くなる。またイ
オン注入する時に用いるマスクは第１の不純物堆積層（
１４）を得る時のマスクをそのまま用いることができる
ので、改めてバターニングする必要が無いという利点を
も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）乃至（ニ）は夫々本発明の製造方法を説明
ｒるための工程断面図、第２図（イ）乃至（ハ）は夫々
従来の製造方法を説明するだめの工程断面図、第３図は
Ｐ−型拡散層（７）の存在を証明するための特性図であ
る。 （１１）はＰ型半導体基板、　（１２〉は酸化膜、（１
３〉はグラス膜、　　（１４）（１５）は第１、第２の
不純物堆積層、　（１７）はＮ０型埋込着、　　（７）
はＰ−型拡散層である。 出願人　三洋寛機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　静　末 弟１図（イ） 第１図（ロ） 第　１　図（ニ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板表面に不純物拡散層を形成する一導電
   型の第１の不純物を付着し、これを拡散して所定の不純
   物拡散層を形成する半導体装置の製造方法において、前
   記第１の不純物を付着する前又は後に前記第１の不純物
   より拡散係数が大で且つ同導電型の第２の不純物をイオ
   ン注入する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製
   造方法。