JPS6335092B2 - - Google Patents
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- JPS6335092B2 JPS6335092B2 JP3450279A JP3450279A JPS6335092B2 JP S6335092 B2 JPS6335092 B2 JP S6335092B2 JP 3450279 A JP3450279 A JP 3450279A JP 3450279 A JP3450279 A JP 3450279A JP S6335092 B2 JPS6335092 B2 JP S6335092B2
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- diffusion
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- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- 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
- H01L21/223—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 using diffusion into or out of a solid from or into a gaseous phase
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
半導体デバイスの製造においては、半導体材料
の表面から選択的にＮ型あるいはＰ型の不純物を
拡散させることにより同じブロツク上に種々の能
動デバイス及び受動デバイスが形成される。この
とき、Ｎ型不純物としては燐（Ｐ）が広く用いら
れているが、このときの燐ソースとしては
POCl3、PBr3などの液体拡散ソースが広く用い
られている。
の表面から選択的にＮ型あるいはＰ型の不純物を
拡散させることにより同じブロツク上に種々の能
動デバイス及び受動デバイスが形成される。この
とき、Ｎ型不純物としては燐（Ｐ）が広く用いら
れているが、このときの燐ソースとしては
POCl3、PBr3などの液体拡散ソースが広く用い
られている。
拡散方法としては、たとえば拡散炉の炉芯管に
は通常は窒素（N2）等の不活性ガスと微量の酸
素（O2）を流しておき、実際には不純物を付着
させる拡散時には、窒素（N2）の流量を落し、
液体ソース容器（バブラー）を通つて送られてく
るキヤリアガスと一緒に炉芯管に流すことにより
燐の拡散が行なわれる。
は通常は窒素（N2）等の不活性ガスと微量の酸
素（O2）を流しておき、実際には不純物を付着
させる拡散時には、窒素（N2）の流量を落し、
液体ソース容器（バブラー）を通つて送られてく
るキヤリアガスと一緒に炉芯管に流すことにより
燐の拡散が行なわれる。
しかしながら、このときに使用される酸素
（O2）ガス流量比に関しては、従来は、主として
層抵抗のウエハー内のバラツキを押えるという立
場から条件が決められており高濃度の燐拡散によ
つて生じる結晶欠陥を最小にするという立場をも
考慮して最適条件を決めるということがあまりな
されなかつた。
（O2）ガス流量比に関しては、従来は、主として
層抵抗のウエハー内のバラツキを押えるという立
場から条件が決められており高濃度の燐拡散によ
つて生じる結晶欠陥を最小にするという立場をも
考慮して最適条件を決めるということがあまりな
されなかつた。
本発明の方法によれば、高濃度の燐拡散によつ
て生じる結晶欠陥の発生を最小限に押えながら、
層抵抗の均一性は従来よりもそこなうことのない
不純物拡散層を得ることができる。
て生じる結晶欠陥の発生を最小限に押えながら、
層抵抗の均一性は従来よりもそこなうことのない
不純物拡散層を得ることができる。
本発明は、拡散炉の炉芯管に流れる全ガス流量
に対する酸素ガス流量比を、燐の拡散時には約５
％付近の値に押え、それ以外の時には約１％付近
の値に押えることを特徴とするリンの拡散方法を
与える。
に対する酸素ガス流量比を、燐の拡散時には約５
％付近の値に押え、それ以外の時には約１％付近
の値に押えることを特徴とするリンの拡散方法を
与える。
一般に、高濃度の燐がシリコン結晶内に入るこ
とにより不可避に生ずるミスフイツト転位と呼ば
れる欠陥密度は、第２図に示すように、燐を含む
ガスを炉内に導入している時の酸素ガスの全ガス
流量に対する流量比（ｙ％）を、燐を含むガスを
炉内に導入していない時の酸素ガスの全ガス流量
に対する流量比（ｘ％）を一定にしたままで、小
さくするにつれ増加する傾向がある。他方、酸素
ガス流量比を大きくしすぎるとシヤローピツトと
呼ばれる別の種類の欠陥が急激に増加する。した
がつて、これらの結晶欠陥の全体としての欠陥密
度は酸素の使用％が余り小さくても大きくても増
加する。
とにより不可避に生ずるミスフイツト転位と呼ば
れる欠陥密度は、第２図に示すように、燐を含む
ガスを炉内に導入している時の酸素ガスの全ガス
流量に対する流量比（ｙ％）を、燐を含むガスを
炉内に導入していない時の酸素ガスの全ガス流量
に対する流量比（ｘ％）を一定にしたままで、小
さくするにつれ増加する傾向がある。他方、酸素
ガス流量比を大きくしすぎるとシヤローピツトと
呼ばれる別の種類の欠陥が急激に増加する。した
がつて、これらの結晶欠陥の全体としての欠陥密
度は酸素の使用％が余り小さくても大きくても増
加する。
第２図から、全体としての欠陥密度はｘ＝１
％、ｙ＝５％付近で最小となることがわかる。ま
たリン拡散したシリコン・ウエハー内の層抵抗の
バラツキについても、第３図に示すように、同様
な傾向がみられる。
％、ｙ＝５％付近で最小となることがわかる。ま
たリン拡散したシリコン・ウエハー内の層抵抗の
バラツキについても、第３図に示すように、同様
な傾向がみられる。
従つて不純物拡散に際しては、層抵抗のウエハ
ース１バツチ内のバラツキをそれほど増大させる
ことなしに、上記二種類の結晶欠陥の発生を考慮
しつつ、全体としての発生する結晶欠陥の密度を
最小限にとどめる必要がある。
ース１バツチ内のバラツキをそれほど増大させる
ことなしに、上記二種類の結晶欠陥の発生を考慮
しつつ、全体としての発生する結晶欠陥の密度を
最小限にとどめる必要がある。
次に図面を参照しながら、本発明の実施例を説
明する。
明する。
第１図は、拡散ソースとしてPOCl3を用いた場
合の燐拡散のガス、温度、およびタイムスケジユ
ール条件を示した例である。まず拡散炉の温度が
800℃のときに時刻t1においてウエハーを並べた
ポートを炉芯管に入炉する。入炉後一定時間を経
た時刻t2まで炉温を800℃に保ち（領域）、その
後炉温を一定速度で拡散を行なおうとする所望の
温度―今の場合1000℃―になる時刻t3まで昇温さ
せる（領域）。時刻t3からt4までは炉温を1000
℃に保つたままにしておく（領域）。領域〜
までがウエハーの予備加熱時間に相当し、この
間に管内に流れるガスはN2およびその１％O2に
する。次の時刻t4からt5の間にPOCl3が管内に流
れ込む。このときガスはN2およびPOCl3の他、
５％O2を流す（領域）。時刻t5にPOCl3を断ち、
次のt6まで1000℃に保つ。このときの時刻t5〜t6
までの間で拡散層の所望の深さ、および層抵抗の
コントロールが行なわれる（領域）。この領域
における酸素ガスの使用％は、前の〜の予備
加熱領域と同じにする（１％O2）。
合の燐拡散のガス、温度、およびタイムスケジユ
ール条件を示した例である。まず拡散炉の温度が
800℃のときに時刻t1においてウエハーを並べた
ポートを炉芯管に入炉する。入炉後一定時間を経
た時刻t2まで炉温を800℃に保ち（領域）、その
後炉温を一定速度で拡散を行なおうとする所望の
温度―今の場合1000℃―になる時刻t3まで昇温さ
せる（領域）。時刻t3からt4までは炉温を1000
℃に保つたままにしておく（領域）。領域〜
までがウエハーの予備加熱時間に相当し、この
間に管内に流れるガスはN2およびその１％O2に
する。次の時刻t4からt5の間にPOCl3が管内に流
れ込む。このときガスはN2およびPOCl3の他、
５％O2を流す（領域）。時刻t5にPOCl3を断ち、
次のt6まで1000℃に保つ。このときの時刻t5〜t6
までの間で拡散層の所望の深さ、および層抵抗の
コントロールが行なわれる（領域）。この領域
における酸素ガスの使用％は、前の〜の予備
加熱領域と同じにする（１％O2）。
一般には、（t6−t5）が長時間に及ぶときには、
拡散層表面からの燐のとびだし（out diffusino）
を防ぐために、O2％は余り少くしない方が好ま
しい。せまい意味では領域の時間が、広い意味
では領域およびを合わせた時間が、燐の拡散
時間に相当すると考えてよい。（実際にはの領
域での押込効果も多少ある）また領域は時によ
り、はぶくこともさしつかえない時刻t6からは炉
温を一定速度で温度が最初と同じ800℃になる時
刻t7まで下げる（領域）時刻t6以後は領域〜
と同じ１％O2にしておく。ウエハーを並べた
ボードを出炉するのは時刻t7でもよいし、それ以
後の時刻t8でもよい。
拡散層表面からの燐のとびだし（out diffusino）
を防ぐために、O2％は余り少くしない方が好ま
しい。せまい意味では領域の時間が、広い意味
では領域およびを合わせた時間が、燐の拡散
時間に相当すると考えてよい。（実際にはの領
域での押込効果も多少ある）また領域は時によ
り、はぶくこともさしつかえない時刻t6からは炉
温を一定速度で温度が最初と同じ800℃になる時
刻t7まで下げる（領域）時刻t6以後は領域〜
と同じ１％O2にしておく。ウエハーを並べた
ボードを出炉するのは時刻t7でもよいし、それ以
後の時刻t8でもよい。
上記の例は、拡散炉の炉温自体を、ガス・スケ
ジユールにあわせて時間とともに変えていく拡散
方式をとらなくても、すなわち拡散炉の炉温を一
定に保つた場合でも本発明による方法は有効であ
る。その際には第１図の領域，のガス条件が
ウエハーの入炉時のガス条件に、また領域，
のガス条件がウエハーの出炉時のガス条件に相当
する。
ジユールにあわせて時間とともに変えていく拡散
方式をとらなくても、すなわち拡散炉の炉温を一
定に保つた場合でも本発明による方法は有効であ
る。その際には第１図の領域，のガス条件が
ウエハーの入炉時のガス条件に、また領域，
のガス条件がウエハーの出炉時のガス条件に相当
する。
第１図は本発明の一実施例による温度プロフア
イルである。第２図は不純物拡散後の欠陥密度を
示す図、第３図は不純物拡散後の層抵抗のバラツ
キを示す図である。
イルである。第２図は不純物拡散後の欠陥密度を
示す図、第３図は不純物拡散後の層抵抗のバラツ
キを示す図である。
Claims (1)
- １ 半導体基板に、該基板上に被着された絶縁層
に選択的に形成されたパターンを通じて、燐を液
体拡散ソースを用いて拡散させる際に、拡散炉に
流れる全ガス流量に対する酸素ガスの比を、燐を
含むガスを導入している時には５％程度にし、燐
を含むガスを導入していない時には１％程度にし
た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 |
|---|---|---|---|
| JP3450279A JPS55125625A (en) | 1979-03-23 | 1979-03-23 | Diffusion of impurity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3450279A JPS55125625A (en) | 1979-03-23 | 1979-03-23 | Diffusion of impurity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55125625A JPS55125625A (en) | 1980-09-27 |
| JPS6335092B2 true JPS6335092B2 (ja) | 1988-07-13 |
Family
ID=12416022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3450279A Granted JPS55125625A (en) | 1979-03-23 | 1979-03-23 | Diffusion of impurity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55125625A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57132358A (en) * | 1981-02-09 | 1982-08-16 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS60117666A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | サイリスタ |
-
1979
- 1979-03-23 JP JP3450279A patent/JPS55125625A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55125625A (en) | 1980-09-27 |
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