JPS6290929A - 不純物の拡散方法 - Google Patents
不純物の拡散方法Info
- Publication number
- JPS6290929A JPS6290929A JP22999585A JP22999585A JPS6290929A JP S6290929 A JPS6290929 A JP S6290929A JP 22999585 A JP22999585 A JP 22999585A JP 22999585 A JP22999585 A JP 22999585A JP S6290929 A JPS6290929 A JP S6290929A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- antimony
- impurity
- furnace
- compound
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
産−上のＩ
この発明は半導体ウェハ等の製造の際に用いる不純物の
拡散方法に関する。
拡散方法に関する。
支胆匹１九
従来、半導体ウェハの’！！ｌ造において固体の不純物
ソースを用いた不純物の拡散方法は、所定量のソースを
石英あるいは白金等の容器に秤りとり、この容器とソー
スを一緒に専用の炉内に投入して、溶解・蒸発させて、
同じ炉内に投入しであるシリコンウェハ等の基板に不純
物を付着・拡散させるのが一般的である。
ソースを用いた不純物の拡散方法は、所定量のソースを
石英あるいは白金等の容器に秤りとり、この容器とソー
スを一緒に専用の炉内に投入して、溶解・蒸発させて、
同じ炉内に投入しであるシリコンウェハ等の基板に不純
物を付着・拡散させるのが一般的である。
口が ° しようとする
不純物ソースを高温にて溶解・蒸発させるため、単純に
ソースが蒸発するという物理的な現象の他に、常温では
おこり得ないような様々な副次反応が形成されることが
多い。そのため、目的の不純物ソースの化学種が変化し
て、蒸発量に影響を及ぼしたり、計算通りの拡散が行な
われないといった問題が生じ、歩留りを下げる結果とな
っている。
ソースが蒸発するという物理的な現象の他に、常温では
おこり得ないような様々な副次反応が形成されることが
多い。そのため、目的の不純物ソースの化学種が変化し
て、蒸発量に影響を及ぼしたり、計算通りの拡散が行な
われないといった問題が生じ、歩留りを下げる結果とな
っている。
不純物ソースに三酸化アンチモン（Ｓｂ ２０３ ）を
用いたアンチモン拡散にあっては、高温の三酸化アンチ
モン（Ｓｂ ２０３ ）の副次反応として、高次酸化物
を形成するとともに、酸やアルカリに不溶ないわゆるア
ンチモンガラスを形成し、蒸発が一定にならない。
用いたアンチモン拡散にあっては、高温の三酸化アンチ
モン（Ｓｂ ２０３ ）の副次反応として、高次酸化物
を形成するとともに、酸やアルカリに不溶ないわゆるア
ンチモンガラスを形成し、蒸発が一定にならない。
１１二１致
本発明は前述のような従来技術の欠点を解消して、不純
物の拡散のバラツキを少なくして歩留りを向上すること
のできる不純物の拡散方法を提供することを目的として
いる。
物の拡散のバラツキを少なくして歩留りを向上すること
のできる不純物の拡散方法を提供することを目的として
いる。
ＩＬ悲１１
このような目的を達成するために、この発明は炉内に、
不純物ソースに用いる金属又は金属化合物と、それと価
数の異なる同金属の単体又は化合物とを共存させて、化
学平衡状態に保った状態で熱処理を行ない、不純物の拡
散を行なうことを特徴とする不純物の拡散方法を要旨と
している。
不純物ソースに用いる金属又は金属化合物と、それと価
数の異なる同金属の単体又は化合物とを共存させて、化
学平衡状態に保った状態で熱処理を行ない、不純物の拡
散を行なうことを特徴とする不純物の拡散方法を要旨と
している。
。 、を °するための
炉内に、高次アンチモン酸化物やアンチモンガラスをソ
ースの加熱前から共存させておくと、高次酸化物等を形
成する副次反応が制御され、一定の蒸発量が得られるこ
とを本発明者は究明した。
ースの加熱前から共存させておくと、高次酸化物等を形
成する副次反応が制御され、一定の蒸発量が得られるこ
とを本発明者は究明した。
そこで、アンチモンのように価数の変化しやすい金属を
用いた拡散においては、使用するソース金属が酸化しや
すい場合、より高い価数の同金属を共存させることによ
って、あらかじめ炉内を一定の化学平衡状態としておき
、低次の化合物を高次の化合物にするような副次反応を
制御し、また、還元しやすいソース金属の場合は、低い
価数の同金属を共存させることによって、炉内を化学平
衡状態に保って還元による副次反応を抑える。
用いた拡散においては、使用するソース金属が酸化しや
すい場合、より高い価数の同金属を共存させることによ
って、あらかじめ炉内を一定の化学平衡状態としておき
、低次の化合物を高次の化合物にするような副次反応を
制御し、また、還元しやすいソース金属の場合は、低い
価数の同金属を共存させることによって、炉内を化学平
衡状態に保って還元による副次反応を抑える。
なお、高次アンチモン酸化物は三酸化アンチモンの熱酸
化によってえられた化合物であり、ＸＩＭ回析回折り主
として結晶性の５ｂ２０４と同化された物質（おそらく
５ｂ２０３と５ｂ２０５の１：１の混合物と考えられる
）である。この物質は熱処理時間が長くなるにつれて次
第にＸ線回折のピークが小さくなり、ガラス特有の波形
が得られるようになる。このように完全にガラス化した
部分の物質を本明細棗ではアンチモンガラスと呼んでい
る。
化によってえられた化合物であり、ＸＩＭ回析回折り主
として結晶性の５ｂ２０４と同化された物質（おそらく
５ｂ２０３と５ｂ２０５の１：１の混合物と考えられる
）である。この物質は熱処理時間が長くなるにつれて次
第にＸ線回折のピークが小さくなり、ガラス特有の波形
が得られるようになる。このように完全にガラス化した
部分の物質を本明細棗ではアンチモンガラスと呼んでい
る。
Ｌ
三酸化アンチモン（Ｓｂ ２０３ ）を用いる場合、こ
れにアンチモンガラスあるいは５ｂ２０３といった高次
アンチモン化合物を加えると、炉内で常に一定の蒸発量
を得ることができ、炉内のアンチモン雰囲気の濃度を一
定に制御しやすくなる。そのため、基板となる拡散ウェ
ハ等の表面抵抗のバラツキを従来よりも小さく抑えるこ
とができる。
れにアンチモンガラスあるいは５ｂ２０３といった高次
アンチモン化合物を加えると、炉内で常に一定の蒸発量
を得ることができ、炉内のアンチモン雰囲気の濃度を一
定に制御しやすくなる。そのため、基板となる拡散ウェ
ハ等の表面抵抗のバラツキを従来よりも小さく抑えるこ
とができる。
友１ｉ
第１〜２図は本発明方法を実施するための拡散炉の一例
を示している。１が拡散炉で、炉芯管２の中にシリコン
ウェハ３が挿入されるようになっている。炉芯管の一端
部はいわゆるソース加熱炉を構成しており、そこにソー
ス４と容器５が配置しである。拡散ソース４について詳
述すれば、三酸化アンチモン（Ｓｂｚ ０３ ）１５（
］に対し、アンチモンガラスと高次アンチモン酸化物（
Ｓｂ ２０ｓ ）との混合物５Ｑを添加したところ、か
かる混合物を全く添加しなかったものに比べて、同一条
件でも蒸発量が多かった。また、添加しなかったものは
高次アンチモン酸化物とアンチモンガラスが残留物とし
て残った。
を示している。１が拡散炉で、炉芯管２の中にシリコン
ウェハ３が挿入されるようになっている。炉芯管の一端
部はいわゆるソース加熱炉を構成しており、そこにソー
ス４と容器５が配置しである。拡散ソース４について詳
述すれば、三酸化アンチモン（Ｓｂｚ ０３ ）１５（
］に対し、アンチモンガラスと高次アンチモン酸化物（
Ｓｂ ２０ｓ ）との混合物５Ｑを添加したところ、か
かる混合物を全く添加しなかったものに比べて、同一条
件でも蒸発量が多かった。また、添加しなかったものは
高次アンチモン酸化物とアンチモンガラスが残留物とし
て残った。
また、高次アンチモン酸化物とアンチモンガラスを全く
添加しないで３ｂ ２０３を蒸発させると、蒸発量はバ
ラツキが大きく、１５９の５ｂ２０３に対して７〜１０
０の範囲で変化することがわかった。
添加しないで３ｂ ２０３を蒸発させると、蒸発量はバ
ラツキが大きく、１５９の５ｂ２０３に対して７〜１０
０の範囲で変化することがわかった。
一方、添加した方は、常に１３（＋の蒸発量が得られ、
蒸発量の偏差は０．３ｇ程度の第囲に収まることがわか
った。
蒸発量の偏差は０．３ｇ程度の第囲に収まることがわか
った。
他方、シリコンウェハを用いて表面抵抗を調べたところ
、高次化合物が共存しない時は、ρＳが３０〜２００Ω
／口にもばらつくのに対し、高次化合物を共存させると
、１８〜２２Ω／口程度にまとまった。
、高次化合物が共存しない時は、ρＳが３０〜２００Ω
／口にもばらつくのに対し、高次化合物を共存させると
、１８〜２２Ω／口程度にまとまった。
添加量による差について説明すれば、Ｓｂ２０３１’５
ｑに対し、高次化合物が０．０５９以上あると、その影
響を受けて蒸発量が増加し始め、約１ｇ以上ではだいた
い一定の抵抗が得られた。これと同じ比率で添加物を変
えても、また添加物の組成を変えても、同等の効果が１
ｑられる。
ｑに対し、高次化合物が０．０５９以上あると、その影
響を受けて蒸発量が増加し始め、約１ｇ以上ではだいた
い一定の抵抗が得られた。これと同じ比率で添加物を変
えても、また添加物の組成を変えても、同等の効果が１
ｑられる。
表１は、不純物の拡散により得られた表面抵抗値のロッ
ト毎のバラツキを示しており、Ｓｂ２０３１５ｇに、ア
ンチモンガラスと高次アンチモン酸化物との化合物５ｇ
を添加した時の値を＜Ａ）の欄に示し、５ｂ２０３１５
９のみの値を（Ｂ）の欄に示している。表１において、
（Ａ＞欄が本発明の実施例で、（Ｂ）欄は比較のために
示した参考例である。
ト毎のバラツキを示しており、Ｓｂ２０３１５ｇに、ア
ンチモンガラスと高次アンチモン酸化物との化合物５ｇ
を添加した時の値を＜Ａ）の欄に示し、５ｂ２０３１５
９のみの値を（Ｂ）の欄に示している。表１において、
（Ａ＞欄が本発明の実施例で、（Ｂ）欄は比較のために
示した参考例である。
表１の例では、ガラスと高次酸化物の比は４：１位であ
ったが表２においては、これをほぼ１００％アンチモン
ガラスにして実施した時の値を（Ｃ）ｔｌｉｉｌに示し
、２：３位にした時の値を（Ｄ）欄に示し、五酸化アン
チモン５ｇを添加してアンチモンガラスを添加しなかっ
た時の値を（Ｅ）欄に示している。これらの値は全て表
面抵抗で表し、５ｂ２０３の添加量は１５９に統一した
。
ったが表２においては、これをほぼ１００％アンチモン
ガラスにして実施した時の値を（Ｃ）ｔｌｉｉｌに示し
、２：３位にした時の値を（Ｄ）欄に示し、五酸化アン
チモン５ｇを添加してアンチモンガラスを添加しなかっ
た時の値を（Ｅ）欄に示している。これらの値は全て表
面抵抗で表し、５ｂ２０３の添加量は１５９に統一した
。
なお、表２のＮ００６は、５ｂ２０３の一部がＳｂ ２
０３ ＋Ｓｂ ２０ｓ −＋２Ｓｂ ２０４の反応に関
与した結果、蒸発量が減少した結果と考える。
０３ ＋Ｓｂ ２０ｓ −＋２Ｓｂ ２０４の反応に関
与した結果、蒸発量が減少した結果と考える。
三塩化アンチモン（Ｓｂ ＣＱ ３ ）を不純物ソース
に用い、アンチモンガラスと高次アンチモン塩化物の混
合物５ｇ （ガラス４ｇ、高次酸化物１９）を混合して
実施した結果を表３に示す。Ｓｂ ＣＱ ３の滑は５ｂ
２０３１５４、図面の簡単な説明
３１、、、、、拡散炉 ２、、、、、炉芯管 ３、、、、、シリコンウェハ
に用い、アンチモンガラスと高次アンチモン塩化物の混
合物５ｇ （ガラス４ｇ、高次酸化物１９）を混合して
実施した結果を表３に示す。Ｓｂ ＣＱ ３の滑は５ｂ
２０３１５４、図面の簡単な説明
３１、、、、、拡散炉 ２、、、、、炉芯管 ３、、、、、シリコンウェハ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 炉内に、不純物ソースに用いる金属又は金 属化合物と、それと価数の異なる同金属の単体又は化合
物とを共存させて、化学平衡状態に保つた状態で熱処理
を行ない、不純物の拡散を行なうことを特徴とする不純
物の拡散方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22999585A JPS6290929A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 不純物の拡散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22999585A JPS6290929A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 不純物の拡散方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6290929A true JPS6290929A (ja) | 1987-04-25 |
Family
ID=16900952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22999585A Pending JPS6290929A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 不純物の拡散方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6290929A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002329676A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | アンチモン拡散方法 |
-
1985
- 1985-10-17 JP JP22999585A patent/JPS6290929A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002329676A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | アンチモン拡散方法 |
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