JPS628519A

JPS628519A - 不純物拡散層の形成方法

Info

Publication number: JPS628519A
Application number: JP14784185A
Authority: JP
Inventors: Tetsumasa Okamoto; 岡本　哲昌
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-07-04
Filing date: 1985-07-04
Publication date: 1987-01-16

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】〔産業上の利用分野〕本発明は半導体装置における不純物拡散層の形成方法に
関し、特に基板表面ダメージがなく浅い接合の不純物拡
散層を形成する方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、半導体装置では、半導体基板の主面に不純物の
拡散層を形成して半導体素子をイ成しているが、このた
めには前記不純物拡散層を基板上に選択的に形成する必
要がある。従来、このような不純物拡散層を形成するた
めの方法としては、半導体基板上に熱酸化膜等を形成し
た後にこれをフォトリソグラフィ技術によってパターニ
ングし、このパターニングされた熱酸化膜等をマスクに
して半導体基板に不純物を熱拡散し、或いはイオン注入
する等の方法が採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の形成方法では、不純物は基板の幅方向お
よび深さ方向の両方に等しく拡散されるため、デバイス
の微細化に対応して接合深さを浅く形成したい場合に、
これを満足することができない。即ち、デバイスの縮小
則に従えば、拡散接合深さＸｊはデバイスのチャンネル
長および幅が１／Ｋに微細化されるときには、これとと
もに１／Ｋに縮小されなければならないが、熱拡散では
深さ方向の拡散速度のみを抑制することは不可能であリ
、浅い接合を実現することは困難である。特に、不純物
の拡散係数が大きい場合には、接合深さの抑制は極めて
困難である。

また、イオン注入法では、基板表面のダメージを回復さ
せるために長時間のアニールを必要としているので、注
入イオンの再分布が著しくなり、前述と同様に浅い接合
を得ることは難しい。

更に、フォトリソグラフィ技術を用いた選択拡散方法で
は、この工程中で基板表面が汚染され易く、製品歩留の
低下を招くという問題もある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の不純物拡散層の形成方法は、基板に表面ダメー
ジを生じさせることなく浅い接合を容易に得るために、
紫外・遠紫外光を用いたＣＶＤ法によって基板表面上に
不純物を選択的に堆積する工程と、少なくとも不純物が
堆積されていない基板の表面部分を覆うように不純物を
含まない絶縁膜を光ＣＶＤ法で形成する工程と、基板表
面に紫外・遠紫外光を照射して前記不純物堆積層の不純
物を基板主面に拡散させる工程とを含んだ構成としてい
る。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明方法を実施するための装置を示しており
、気密に形成した反応室１と、マスク室２を隣合って一
体に形成している。反応室１内に′はウェハ支持板３お
よびこのウェハ支持板３を位置移動可能なアライメント
機構４を付設し、ウェハ支持板３には被処理部材として
の半導体ウェハを載置支持できる。また、前記マスク室
２には、マスク支持枠５を設け、前記ウェハ支持板３に
対向してマスクを支持固定できる。更に、前記反応室１
とマスク室２を隔絶する壁には石英等の透明ガラス窓６
を配設し、またマスク室２の外側壁にも同様に透明ガラ
ス窓７を配設し、これら透明ガラス窓７，６を通して、
外部の光源８からの光がウェハ位置にまで導入できるよ
うにしている。

一方、前記反応室１には図外のガス源に連設したガス供
給口９を開設し、また反応室１とマスク室２は開閉バル
ブ１０ａを介挿した排気管１０で相互に接続し、この排
気管１０は図外の排気系に連設して反応室１および必要
に応じてマスク室２を排気できるようにしている。

この装置を用いる不純物拡散層の形成方法を、第２図（
ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。

先ず、第１図のウェハ支持板３に半導体ウェハＷを載置
し、光源８からの紫外・遠紫外を透明ガラス窓７を通し
てウェハＷ１換言すれば第２図（ａ）のシリコン基板１
１の表面に照射する。また、これとともに排気管１０を
通して反応室１内部を高い真空状態に設定する。これに
より、シリコン基板１１表面の有機物を除去し、清浄な
シリコン面を得る。

次に、前記マスク支持枠５に所定パターンのマスクＭを
支持固定する一方、反応室１内にガス供給口９から不純
物ガス（リン、ボロン、ひ素等）を導入する。この状態
で、光源８から紫外・遠紫外光を透明ガラス窓７−マス
ク開−透明ガラス窓６を通してシリコン基板１１表面に
照射する。これにより、第２図（ｂ）のように、光が照
射された部分にのみ不純物の光ＣＶＤ反応が生じ、不純
物の堆積層１２が選択的に形成される。

次いで、前記不純物ガスを反応室１からパージした後、
今度はＳｉＨ４・ＮＨ３またはＳ　ｉ　Ｈ４・０２等の
不純物を含まないガスを導入し、かつ同時にシリコン基
板１１の表面に光源８からの光を照射することにより、
第２図（Ｃ）のように、全面にシリコン酸化膜或いはシ
リコン窒化膜１３を形成し、この絶縁膜によって少なく
とも前記不純物堆積Ｊｉ１２が形成されていないシリコ
ン基板１１の表面を覆い隠す。

しかる上で、前記Ｓ　ｉ　Ｈａ　、　ＮＨ３、Ｏ□のガ
スをパージし、改めてＮｔ　、Ｏｔガスを反応室１内に
導入し、かつ光源８の紫外・遠紫外光をシリコン基板１
１表面に照射する。これにより、第２図（ｄ）のように
、不純物堆積層１２内の不純物は光エネルギによってシ
リコン基板１１の主面内に拡散され、不純物拡散層１４
が形成される。

以下、必要により不純物堆積層１２、シリコン酸化膜１
３を除去し、或いはそのまま残して次の工程に進み、所
定の素子を完成する。

したがって、この方法では、最初に高真空状態でシリコ
ン基板１１表面に紫外・遠紫外光を照射して清浄化して
いるので、清浄なシリコン基板表面が得られ、フォトリ
ソグラフィ工程等による汚染のない不純物拡散層１４が
得られ、製品歩留を向上できる。また、不純物拡散層１
４の形成は紫外・遠紫外光によるＣＶＤ法によるため、
高温処理は不要であり、不純物の拡散速度を抑制して結
晶欠陥がなくしかも十分に浅い不純物拡散層１４を得る
ことができる。

これにより、デバイスの縮小側に対応した浅い不純物拡
散層を実現でき、素子の微細化を図って半導体装置の高
集積化を達成できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は紫外・遠紫外光を用いた
ＣＶＤ法によって基板表面上に不純物を選択的に堆積す
る工程と、少なくとも不純物が堆積されていない基板の
表面部分を覆うように不純物を含まない絶縁膜を光ＣＶ
Ｄ法で形成する工程と、基板表面に紫外・遠紫外光を照
射して前記不純物堆積層の不純物を基板主面に拡散させ
る工程とを含んでいるので、イオン注入法のような基板
ダメージが生じることがないのはもとより、不純物の拡
散を低温度条件下で行うことができ、これにより不純物
の拡散速度を抑制して浅い接合を容易に形成でき、素子
の微細化に対応する不純物拡散層を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の断面図、第
２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の主要な工程断面図である
。１・・・反応室、２・・・マスク室、３・・・ウェハ支
持板、４・・・アライメント機構、５・・・マスク支持
枠、６゜７・・・透明ガラス窓、８・・・光源、９・・
・ガス供給口、１０・・・排気管、１１・・・シリコン
基板、１２・・・不純物堆積層、１３・・・シリコン酸
化膜（シリコン窒化膜）、１４・・・不純物拡散層。

Claims

【特許請求の範囲】

１、半導体基板の主面に選択的に不純物拡散層を形成す
る方法において、紫外・遠紫外光を用いたＣＶＤ法によ
り前記半導体基板表面上に不純物を選択的に堆積する工
程と、少なくとも不純物が堆積されていない前記半導体
基板の表面部分を覆うように不純物を含まない絶縁膜を
光ＣＶＤ法により形成する工程と、基板表面に紫外・遠
紫外光を照射して前記不純物堆積層の不純物を半導体基
板主面に拡散させる工程とを含んだことを特徴とする不
純物拡散層の形成方法。