JPH01196816A - 不純物導入方法 - Google Patents
不純物導入方法Info
- Publication number
- JPH01196816A JPH01196816A JP63023090A JP2309088A JPH01196816A JP H01196816 A JPH01196816 A JP H01196816A JP 63023090 A JP63023090 A JP 63023090A JP 2309088 A JP2309088 A JP 2309088A JP H01196816 A JPH01196816 A JP H01196816A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- doping
- atmosphere
- gas
- tube
- impurity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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】
産業上の利用分野
本発明は、半導体装置の製造方法であって特に、基板に
熱処理により、不純物を導入する方法に関する。
熱処理により、不純物を導入する方法に関する。
従来の技術
従来より行なわれているＳｉウェーノーへのドーピング
層形成の１方法として、固相拡散法がある。
層形成の１方法として、固相拡散法がある。
この方法は、ウェーノ・と同形状の固体拡散源、及び、
８１ ウェーハを石英チューブ内に入れて、不活性ガス
雰囲気中で、常圧下に於て８ｏｏ℃〜１０ｏＱ℃の高温
にする事により、不純物原子を拡散源からウェーハ表面
に移動させて、不純物をＳｉ 中に拡散させるものであ
る。（Ｒ、Ｋ 、Ｔｒｅｓｓｌｅｒ等０．ソリッド ス
テート テクノロジー（Ｓ０１工ｄｓｔａｔｅ ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ ） 日本版、ｐ５４−６０．１２日
（１９８４年）、〕 発明が解決しようとする課題 従来の方法では、少なくともＳＯＯ℃〜９００℃程度の
高温を要する為、サブミクロンの構造制御を必要とする
微細化デバイスの作成に用いると、前工程で導入した不
純物が再拡散するという問題点があった。この理由を、
例えば、ムＳ固体拡散源（ム＄Ａｓ０４）の場合につい
て考える。ＡｌＡｓＯ４は次式■の様な分解反応を起す
。
８１ ウェーハを石英チューブ内に入れて、不活性ガス
雰囲気中で、常圧下に於て８ｏｏ℃〜１０ｏＱ℃の高温
にする事により、不純物原子を拡散源からウェーハ表面
に移動させて、不純物をＳｉ 中に拡散させるものであ
る。（Ｒ、Ｋ 、Ｔｒｅｓｓｌｅｒ等０．ソリッド ス
テート テクノロジー（Ｓ０１工ｄｓｔａｔｅ ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ ） 日本版、ｐ５４−６０．１２日
（１９８４年）、〕 発明が解決しようとする課題 従来の方法では、少なくともＳＯＯ℃〜９００℃程度の
高温を要する為、サブミクロンの構造制御を必要とする
微細化デバイスの作成に用いると、前工程で導入した不
純物が再拡散するという問題点があった。この理由を、
例えば、ムＳ固体拡散源（ム＄Ａｓ０４）の場合につい
て考える。ＡｌＡｓＯ４は次式■の様な分解反応を起す
。
２Ｕ！ＡＳ０４（ｓｏｌｉｄ）：ム’Ｊ２０３（ｓｏｌ
ｉｄ）十人ｓ２０３（ｇａｓ）＋０２ （ｇａｓ ）
−−−（ト） ＡｌＡｓＯ４は熱分解を起し、生成されたＡｓ２Ｏ３が
８１表面へ飛来し、砒素原子と酸素原子に分解し人Ｓは
Ｓｉ中に拡散してドーピング層を形成する。従って熱分
解温度より高温にしないとドーピングはできない。その
為、ム５２０３の場合、８６０°Ｃ以上の温度を要した
。
ｉｄ）十人ｓ２０３（ｇａｓ）＋０２ （ｇａｓ ）
−−−（ト） ＡｌＡｓＯ４は熱分解を起し、生成されたＡｓ２Ｏ３が
８１表面へ飛来し、砒素原子と酸素原子に分解し人Ｓは
Ｓｉ中に拡散してドーピング層を形成する。従って熱分
解温度より高温にしないとドーピングはできない。その
為、ム５２０３の場合、８６０°Ｃ以上の温度を要した
。
課題を解決するための手段
そこで、本発明においては、たとえばム１ｉｓｔ４゜５
ｉＰ２０．又はＢＮ等を含む平板を８１基板とほぼ平行
に配置し、不活性ガス又はこれに微量の酸素を含むガス
雰囲気中で、減圧下においてプラズマを発生させながら
低温で熱処理を施す工程を含む方法を採用する。
ｉＰ２０．又はＢＮ等を含む平板を８１基板とほぼ平行
に配置し、不活性ガス又はこれに微量の酸素を含むガス
雰囲気中で、減圧下においてプラズマを発生させながら
低温で熱処理を施す工程を含む方法を採用する。
作用
本発明では、上記拡散源の分解をプラズマにより促進す
る為、はぼ室温でもドーピングが可能である。
る為、はぼ室温でもドーピングが可能である。
また、本発明は、減圧雰囲気下で行なわれる為。
不純物を含む分子の平均自由工程が大きくなり、例えば
、８１基板表面に設けられたトレンチ溝の中へも不純物
を含む分子が侵入し易く、溝側壁へも均一なドーピング
層を形成する。
、８１基板表面に設けられたトレンチ溝の中へも不純物
を含む分子が侵入し易く、溝側壁へも均一なドーピング
層を形成する。
捷た減圧雰囲気にする事により、Ａｓ、Ｐの相対濃度を
低くできるので１０１８−台の比較的低濃度領域に於て
も人ｓ、Ｐの濃度の制御性も向上する。
低くできるので１０１８−台の比較的低濃度領域に於て
も人ｓ、Ｐの濃度の制御性も向上する。
実施例
図は本発明の１実施例として、減圧プラズマ雰囲気の基
板熱処理装置の断面図を示す。石英チューブ６内に、ム
１ｋｓｏ４を表面に含んだウェーハと同形状のムＳ固体
拡散源６（例えば、カーボランダム社製、ムｓ １ｏｏ
ｏＬ ）とＳｌつｘ −” ７ ｆ、１枚の固体拡散源
の両側に、１枚づつ配置した石英ボート８を挿入する。
板熱処理装置の断面図を示す。石英チューブ６内に、ム
１ｋｓｏ４を表面に含んだウェーハと同形状のムＳ固体
拡散源６（例えば、カーボランダム社製、ムｓ １ｏｏ
ｏＬ ）とＳｌつｘ −” ７ ｆ、１枚の固体拡散源
の両側に、１枚づつ配置した石英ボート８を挿入する。
雰囲気ガスとしては純度６Ｎのフルボ７ （Ａｒ ）と
５０００１）９ｍ酸素（０２）を含む、アルゴン／酸素
の混合体を使用する。アルゴンの流量１ｅｏｏＣＣ／分
、アルゴン／酸素の混合気体の流量’ｒ１００ｃｃ／分
に設定して、酸素の含有量を約７００ｐｐｍとする。
５０００１）９ｍ酸素（０２）を含む、アルゴン／酸素
の混合体を使用する。アルゴンの流量１ｅｏｏＣＣ／分
、アルゴン／酸素の混合気体の流量’ｒ１００ｃｃ／分
に設定して、酸素の含有量を約７００ｐｐｍとする。
チューブ内は、メカニカルポンプにより０．２Ｔｏｒｒ
の減圧雰囲気９に設定し、チューブ内温度は、外部ヒー
タ１ｏにより４０Ｑ℃に設定する。
の減圧雰囲気９に設定し、チューブ内温度は、外部ヒー
タ１ｏにより４０Ｑ℃に設定する。
これは、プラズマにより温度は上昇するが、これでは温
度が不均一になるので、外部ヒータ１ｏにより温度を制
御し、均一性を向上させる為である。
度が不均一になるので、外部ヒータ１ｏにより温度を制
御し、均一性を向上させる為である。
この状態で、石英管内部のプラズマ電極１２．１３に高
周波電力と、直流バイ′アス電圧を印加する。
周波電力と、直流バイ′アス電圧を印加する。
この場合、高周波としては１３．５６ Ｍｌ−１，、直
流バイアス電圧は数百ボルト印加した。
流バイアス電圧は数百ボルト印加した。
この時、分子の平均自由工程は、５μｍ程度になる事か
ら、６μｍ以下の深さのトレンチ溝には。
ら、６μｍ以下の深さのトレンチ溝には。
底面でも不純物原子の到達量は表面と変わりなく溝側壁
２にも深さに関係なく均一にドーピング層３を形成でき
る。なお、プラズマを用いない場合。
２にも深さに関係なく均一にドーピング層３を形成でき
る。なお、プラズマを用いない場合。
６インチ径の人Ｓ固体拡散源６より、熱分解して出テぐ
ル人５２０３の量は、９００℃、酸素７００ｐｐｍ を
含んだアルゴン雰囲気では、３０分間の熱処理により、
４．５ Ｘ １０”ケ発生する、減圧プラズマ雰囲気９
においては、それ以上のムＳを発生させることが可能で
この量は、６インチウェーハの、４ＭＤＲＡＭ相当のト
レンチ溝側壁にドーピングされるムＳの必要量が約１０
１５ケ／ウヱーハである事から、発生量との間に約３桁
の差を有してお９、Ａｓの基板への付着係数、及び、Ａ
ｓ ０として排気される量を考慮しても、十分な量であ
る。
ル人５２０３の量は、９００℃、酸素７００ｐｐｍ を
含んだアルゴン雰囲気では、３０分間の熱処理により、
４．５ Ｘ １０”ケ発生する、減圧プラズマ雰囲気９
においては、それ以上のムＳを発生させることが可能で
この量は、６インチウェーハの、４ＭＤＲＡＭ相当のト
レンチ溝側壁にドーピングされるムＳの必要量が約１０
１５ケ／ウヱーハである事から、発生量との間に約３桁
の差を有してお９、Ａｓの基板への付着係数、及び、Ａ
ｓ ０として排気される量を考慮しても、十分な量であ
る。
また、装置として、石英管の周囲に、高周波コイル全巻
いた物も使用できる。この場合、管内のプラズマの均一
性が向上し、外部から加熱する必要がない。
いた物も使用できる。この場合、管内のプラズマの均一
性が向上し、外部から加熱する必要がない。
発明の効果
以上の２うに、本発明を用いると、はぼ室温でも人Ｓや
Ｐ等をドーピングすることができる。これは、熱拡散で
はなく、プラズマ中に８１等の基板を曝すことにより、
基板中に不純物が拡散されるものである。従って、前工
程で形成された不純物導入領域内の不純物が熱拡散によ
り再分布することは極めて少なくすることができる。
Ｐ等をドーピングすることができる。これは、熱拡散で
はなく、プラズマ中に８１等の基板を曝すことにより、
基板中に不純物が拡散されるものである。従って、前工
程で形成された不純物導入領域内の不純物が熱拡散によ
り再分布することは極めて少なくすることができる。
しかも、本発明の減圧プラズマ雰囲気下に於ける不純物
ドーピング方法を用いる事により、不純働程平均自由工
程が長くなりトレンチ溝側壁への均一ドーピングが可能
になった。又、開孔０．５μｍ、３μｍ深さのトレンチ
溝へのドーピング量の精密制御を、１０ ｃｍ のオー
ダーで可能になった。又、低温、かつ減圧雰囲気で酸素
の巻き込みを押える事により、基板表面に酸化膜が形成
される事を防ぎ、制御性、均一性、再現性の良いドーピ
ングを可能にした。
ドーピング方法を用いる事により、不純働程平均自由工
程が長くなりトレンチ溝側壁への均一ドーピングが可能
になった。又、開孔０．５μｍ、３μｍ深さのトレンチ
溝へのドーピング量の精密制御を、１０ ｃｍ のオー
ダーで可能になった。又、低温、かつ減圧雰囲気で酸素
の巻き込みを押える事により、基板表面に酸化膜が形成
される事を防ぎ、制御性、均一性、再現性の良いドーピ
ングを可能にした。
図は本発明の方法を用いたドーピング装置の−構成例を
示す構成図である。 ５・・・・・・石英チューブ、６・・・・・・人Ｓ固体
拡散源、７・・・・・・Ｓ１ウエーハ、８・・・・・・
石英ボート、９・・・・・・減圧雰囲気、１Ｑ・・・・
・・外部ヒータ、１２．１３・・・・・・プラズマ発生
電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名５−
ミー石英ナユ〜ブ ６−−−Ａｓ固体＝９．源 ’７−−−ＳＬ ウェー７＼ １Ｏ−−一タト部 ヒータ ／２，１３−−−ブラスマ妾生電極
示す構成図である。 ５・・・・・・石英チューブ、６・・・・・・人Ｓ固体
拡散源、７・・・・・・Ｓ１ウエーハ、８・・・・・・
石英ボート、９・・・・・・減圧雰囲気、１Ｑ・・・・
・・外部ヒータ、１２．１３・・・・・・プラズマ発生
電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名５−
ミー石英ナユ〜ブ ６−−−Ａｓ固体＝９．源 ’７−−−ＳＬ ウェー７＼ １Ｏ−−一タト部 ヒータ ／２，１３−−−ブラスマ妾生電極
Claims (2)
- （１）ドーピング不純物の化合物を含む平板と半導体基
板をほぼ平行に配置し、不活性ガス、又はこれに微量の
酸素を含むガス雰囲気中で、減圧プラズマを発生させる
不純物導入方法。 - （２）ドーピング不純物の化合物として、ＡｌＡＳＯ＿
４、ＳｉＰ＿２Ｏ＿７、又はＢＮを含む特許請求の範囲
第１項記載の不純物導入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023090A JPH0752723B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 不純物導入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023090A JPH0752723B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 不純物導入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01196816A true JPH01196816A (ja) | 1989-08-08 |
| JPH0752723B2 JPH0752723B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=12100729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63023090A Expired - Lifetime JPH0752723B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 不純物導入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752723B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104578A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Panasonic Corp | プラズマドーピング方法及び装置 |
| CN102933897A (zh) * | 2010-09-28 | 2013-02-13 | 李冰 | 发光灯及产生漫反射灯光的方法 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP63023090A patent/JPH0752723B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102933897A (zh) * | 2010-09-28 | 2013-02-13 | 李冰 | 发光灯及产生漫反射灯光的方法 |
| JP2012104578A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Panasonic Corp | プラズマドーピング方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0752723B2 (ja) | 1995-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4089992A (en) | Method for depositing continuous pinhole free silicon nitride films and products produced thereby | |
| US3798081A (en) | Method for diffusing as into silicon from a solid phase | |
| JPH02162720A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5786605A (en) | Semiconductor device produced by a single furnace cycle diffusion and oxidation process | |
| EP0469824A1 (en) | Method of depositing fluorinated silicon nitride | |
| JPH01196816A (ja) | 不純物導入方法 | |
| US3421936A (en) | Silicon nitride coating on semiconductor and method | |
| JPS5884111A (ja) | ケイ素の改良されたプラズマ析出法 | |
| KR970008326B1 (ko) | 반도체 기판 처리 방법 | |
| US5208185A (en) | Process for diffusing boron into semiconductor wafers | |
| JPS63168024A (ja) | 半導体不純物層の形成方法 | |
| US3287188A (en) | Method for producing a boron diffused sillicon transistor | |
| US3846194A (en) | Process for producing lightly doped p and n-type regions of silicon on an insulating substrate | |
| JPS626647B2 (ja) | ||
| JPS5927521A (ja) | 半導体基体の製法 | |
| JP2617485B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼−ｖ化合物半導体の熱処理方法 | |
| JP3399124B2 (ja) | 酸化膜の成膜方法および酸化膜の成膜装置 | |
| JPH07277899A (ja) | ダイヤモンド半導体の製造方法 | |
| JPH01212444A (ja) | ガラス薄膜の製造方法 | |
| JP2617486B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼−ｖ化合物半導体の熱処理方法 | |
| JPH02151026A (ja) | シリコン半導体ウエハの製造方法 | |
| JPS60227416A (ja) | 半導体基板のアニ−ル方法 | |
| JP3407345B2 (ja) | シリコン基板の酸素濃度測定方法 | |
| JPH0324267A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH02102520A (ja) | 気相エピタキシヤル成長方法 |