JPH0198224A - シリコンウェーハの不純物拡散方法 - Google Patents
シリコンウェーハの不純物拡散方法Info
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- JPH0198224A JPH0198224A JP25676287A JP25676287A JPH0198224A JP H0198224 A JPH0198224 A JP H0198224A JP 25676287 A JP25676287 A JP 25676287A JP 25676287 A JP25676287 A JP 25676287A JP H0198224 A JPH0198224 A JP H0198224A
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- wafer
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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〕
この発明は、半導体シリコンウェーへの製造■稈におけ
る不純物拡散方法に関するものである。
る不純物拡散方法に関するものである。
半導体シリコンウェーハ（以下、ウェーハと略称する）
の製造工程において、ウェーへの表面近傍にｐｎ接合部
を設けるため、表面より不純物原子を拡散させることが
行なわれている。この不純物原子の拡散方法には種々の
方法が用いられているが、各方法にはそれぞれの利点及
び欠点が存在するため、これらの方法はその利点に応じ
て使い分けられているものである。
の製造工程において、ウェーへの表面近傍にｐｎ接合部
を設けるため、表面より不純物原子を拡散させることが
行なわれている。この不純物原子の拡散方法には種々の
方法が用いられているが、各方法にはそれぞれの利点及
び欠点が存在するため、これらの方法はその利点に応じ
て使い分けられているものである。
これらの方法の中で、スビンコ−１・法は有害なガスを
使わずに拡散できる点に利点が有り、また、ドープドオ
キサイド法若しくはドープドポリシリコン法は不純物原
子の高濃度拡散に右利な方法として知られている。
使わずに拡散できる点に利点が有り、また、ドープドオ
キサイド法若しくはドープドポリシリコン法は不純物原
子の高濃度拡散に右利な方法として知られている。
上記の方法は、いずれもあらかじめつ１−ハに拡散させ
る不純物原子を含んだ諮膜をウェーハの表面に形成し、
これを拡散炉にて加熱することにより不純物原子を拡散
させるものである。前記薄膜は、スピンコード法の場合
には、不純物または酸化不純物を有機溶媒に溶かし、こ
の液体をつ工−凸表面に滴下した後、ウェーハを高速で
回転してウェーハ表面に均一の厚さとなるよう塗布する
ことにより形成する。またドープオキサイド法若しくは
ドープドポリシリコン法の場合には、それぞれ不純物原
子を含んだ酸化膜若しくはポリシリコン膜をウェー八表
面上で気相成長さＵて形成する。
る不純物原子を含んだ諮膜をウェーハの表面に形成し、
これを拡散炉にて加熱することにより不純物原子を拡散
させるものである。前記薄膜は、スピンコード法の場合
には、不純物または酸化不純物を有機溶媒に溶かし、こ
の液体をつ工−凸表面に滴下した後、ウェーハを高速で
回転してウェーハ表面に均一の厚さとなるよう塗布する
ことにより形成する。またドープオキサイド法若しくは
ドープドポリシリコン法の場合には、それぞれ不純物原
子を含んだ酸化膜若しくはポリシリコン膜をウェー八表
面上で気相成長さＵて形成する。
そして、上記方法により表面に薄膜が形成されたウェー
ハを拡散炉ににつで熱処理すれば、つ工−ハに不純物拡
散が行なわれるのであるが、この熱処理を第２図を用い
て説明する。
ハを拡散炉ににつで熱処理すれば、つ工−ハに不純物拡
散が行なわれるのであるが、この熱処理を第２図を用い
て説明する。
先ず、表面に不純物原子を含／Ｖだ薄膜が形成されたウ
ェーハ１を、ぞの表面と直交する方向に互いに密着させ
て石英製容器２に収納する。ついで、これらウェーハ１
が収納された石英製容器２を、一端が開放された石英製
チューブ３と、石英製チューブ３の外周面に設番ノられ
たヒーター４から成る拡散炉５内に挿入する。なお、ヒ
ーター４は図示しない温度制御装買と接続され、拡散炉
５内の温度を調整することができるようになっている。
ェーハ１を、ぞの表面と直交する方向に互いに密着させ
て石英製容器２に収納する。ついで、これらウェーハ１
が収納された石英製容器２を、一端が開放された石英製
チューブ３と、石英製チューブ３の外周面に設番ノられ
たヒーター４から成る拡散炉５内に挿入する。なお、ヒ
ーター４は図示しない温度制御装買と接続され、拡散炉
５内の温度を調整することができるようになっている。
そして、ヒーター４を加熱してつ■−ハ１の温度を所要
の拡散湿度迄讐瀉し、この拡散温ｒσを一定時間ｇａｙ
るとつ１−ハ１の表面に形成された薄膜からウェーハ１
に不純物原子が拡散し、不純物原子が拡散された部分が
他の部分に対する反札層となって、ウェーハ１の表面近
傍にｐｎ接合部が形成される。なお、この不純物拡散濃
度は前述の拡ｆｌｌ［湿度及びこの温度の継続時間によ
って変化するため、不純物拡散中における拡散炉５内の
温度は、所要の拡散温度に対して±０．５℃桿度の温度
差という極めて厳しい温度管理がなされているのが一般
的である。
の拡散湿度迄讐瀉し、この拡散温ｒσを一定時間ｇａｙ
るとつ１−ハ１の表面に形成された薄膜からウェーハ１
に不純物原子が拡散し、不純物原子が拡散された部分が
他の部分に対する反札層となって、ウェーハ１の表面近
傍にｐｎ接合部が形成される。なお、この不純物拡散濃
度は前述の拡ｆｌｌ［湿度及びこの温度の継続時間によ
って変化するため、不純物拡散中における拡散炉５内の
温度は、所要の拡散温度に対して±０．５℃桿度の温度
差という極めて厳しい温度管理がなされているのが一般
的である。
上記従来の不純物拡散方法においては、その熱処理時に
以下のような問題点があった。
以下のような問題点があった。
ウェーハ１は互いの表面が密着されて石英製容器２に収
納されているため、その両端部のウェーハ１ａから数枚
のウェーハ１は中央付近のウェーハ１に比して熱的に不
安定な状態になっている。
納されているため、その両端部のウェーハ１ａから数枚
のウェーハ１は中央付近のウェーハ１に比して熱的に不
安定な状態になっている。
寸なわら、ウェーハ１を一定湿度に保った場合、両端部
のウェーハ１ａより数枚のウェーハ１からは熱の拡散が
行なわれ易いので、中央付近のウェーハ１に比べて両端
部のウェーハ１ａから数枚のウェーハ１は温度が低下す
る傾向が見られる。さらに、拡散炉５の石英製チューブ
３の一端が開放されていることから、渇曵低下の傾向は
助長され、両端部のウェーハ１２１から数枚のウェーハ
１の温度は、前述の温度管理範囲内から外れて、より低
下してしまう。そして、前述の如く不純物原子の拡散濃
瓜は温度依存性があることから、両端部のつＩ−ハ１ａ
から数枚のウェーハ１の不純物拡散濃度は、中央付近の
ウェーハ１の不純物拡散濃度と比較して低いものとなっ
てしまい、結果としてこれら両端部のウェーハ１ａ及び
両端部より数枚のウェーハ１を製品として扱うことがで
きなかった。従って、従来の不純物拡散方法は、熱処理
の度に両端部より数枚のウェーハ１を廃棄する必要が有
り、非常に不経済なものであった。
のウェーハ１ａより数枚のウェーハ１からは熱の拡散が
行なわれ易いので、中央付近のウェーハ１に比べて両端
部のウェーハ１ａから数枚のウェーハ１は温度が低下す
る傾向が見られる。さらに、拡散炉５の石英製チューブ
３の一端が開放されていることから、渇曵低下の傾向は
助長され、両端部のウェーハ１２１から数枚のウェーハ
１の温度は、前述の温度管理範囲内から外れて、より低
下してしまう。そして、前述の如く不純物原子の拡散濃
瓜は温度依存性があることから、両端部のつＩ−ハ１ａ
から数枚のウェーハ１の不純物拡散濃度は、中央付近の
ウェーハ１の不純物拡散濃度と比較して低いものとなっ
てしまい、結果としてこれら両端部のウェーハ１ａ及び
両端部より数枚のウェーハ１を製品として扱うことがで
きなかった。従って、従来の不純物拡散方法は、熱処理
の度に両端部より数枚のウェーハ１を廃棄する必要が有
り、非常に不経済なものであった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、熱
処理において全てのウェーハ１を製品として扱うことが
できる不純物拡散方法を提供することを目的とする。
処理において全てのウェーハ１を製品として扱うことが
できる不純物拡散方法を提供することを目的とする。
本発明の不純物拡散方法においては、その表面に不純物
原子を含んだ１１１ｍが形成されたウェーハを熱処理す
る場合に、ウェーハをその表面と直交する方向に互いに
密着させて石英製容器に収納し、さらにこれらウェーへ
の両端部に両端部ウェーへの熱拡散を防止することがで
きる材質から成る熱拡散防止板を密着させて配置し、こ
れらウェーハ、熱拡散防止板及び石英製容器を拡散炉内
に挿入して加熱することにより不純物拡散を行なう。
原子を含んだ１１１ｍが形成されたウェーハを熱処理す
る場合に、ウェーハをその表面と直交する方向に互いに
密着させて石英製容器に収納し、さらにこれらウェーへ
の両端部に両端部ウェーへの熱拡散を防止することがで
きる材質から成る熱拡散防止板を密着させて配置し、こ
れらウェーハ、熱拡散防止板及び石英製容器を拡散炉内
に挿入して加熱することにより不純物拡散を行なう。
本発明の不純物拡散方法においては、石英製容器内に収
納されたウェーハの両端部の表面は熱拡散防止板に接し
ているため、両端部のウェーハからは熱が拡散されない
。従って、石英製容器に並べられたウェーハの全てを均
一の温度に保つことができる。
納されたウェーハの両端部の表面は熱拡散防止板に接し
ているため、両端部のウェーハからは熱が拡散されない
。従って、石英製容器に並べられたウェーハの全てを均
一の温度に保つことができる。
以下本発明の実施例を、第１図に基づいて説明する。な
お、第１図において、第２図と同一構成要素には同一符
号を示しである。
お、第１図において、第２図と同一構成要素には同一符
号を示しである。
図中符号１はウェーハであり、この表面にはウェーハ１
に拡散させる不純物原子を含んだ薄膜が形成されている
。この薄膜は、上記従来のスピンコード法、ドープドオ
キサイド法あるいはドープドポリシリコン法における′
Ｒ膜形成と同様に、不純物原子を溶かした液体を塗布す
るか、あるいは不純物原子を含んだ気相成長膜を成長さ
せることににり形成されるものである。なお、このλマ
膜に含まれる不純物原子は、ウェーハ１の表面にｎ型反
転層を形成する場合にはボロンであり、ウェーハ１の表
面にｎ型反転層を形成する場合にはリンである。
に拡散させる不純物原子を含んだ薄膜が形成されている
。この薄膜は、上記従来のスピンコード法、ドープドオ
キサイド法あるいはドープドポリシリコン法における′
Ｒ膜形成と同様に、不純物原子を溶かした液体を塗布す
るか、あるいは不純物原子を含んだ気相成長膜を成長さ
せることににり形成されるものである。なお、このλマ
膜に含まれる不純物原子は、ウェーハ１の表面にｎ型反
転層を形成する場合にはボロンであり、ウェーハ１の表
面にｎ型反転層を形成する場合にはリンである。
上記薄膜が形成されたつ１−ハ１は、以下の手順に従っ
て熱処理される。
て熱処理される。
先ず、ウェーハ１を、その表面と直交する方向に互いに
密着させて石英製容器２に収納する。ついで、これらウ
ェーハ１の両端に位置するウェーハ１ａに密着させて熱
拡散防止板６を石英製容器２に収納する。この熱拡散防
止板６はシリコン製の円板で、外径はウェーハ１と同寸
法で、その厚さは上記従来方法を用いた場合に製品とし
て扱えなかったウェーへの枚数分に相当するものである
。
密着させて石英製容器２に収納する。ついで、これらウ
ェーハ１の両端に位置するウェーハ１ａに密着させて熱
拡散防止板６を石英製容器２に収納する。この熱拡散防
止板６はシリコン製の円板で、外径はウェーハ１と同寸
法で、その厚さは上記従来方法を用いた場合に製品とし
て扱えなかったウェーへの枚数分に相当するものである
。
次に、これらウェーハ１及び熱拡散防止板６が収納され
た石英製容器２を一端が開放されたデユープ３と、石英
製デユープ３の外周面に設けられたヒーター４から成る
拡散炉５内に挿入する。なお、この拡散炉５のヒーター
４は図示しない温度制御装置と接続され、拡散炉５内の
温度を±０゜５℃以内の誤差で一定温度に保つことがで
きるようになっている。また、石英製容器２を入炉プる
時の拡散炉５内の温度は９００℃程度に設定されている
。 ′ 石英製容器２を拡散炉５内に挿入したら、次にヒーター
４を加熱して拡散炉５内の温度を１２００℃近辺の所要
の拡散温度迄昇温する。そして、この拡散Ｕｌｉを一定
時間継続した後ヒーター４の温度を下げて拡散炉５内の
温度を９００℃降湿し、石英製容器２を拡散炉５内から
取り出せば熱処理は終了する。
た石英製容器２を一端が開放されたデユープ３と、石英
製デユープ３の外周面に設けられたヒーター４から成る
拡散炉５内に挿入する。なお、この拡散炉５のヒーター
４は図示しない温度制御装置と接続され、拡散炉５内の
温度を±０゜５℃以内の誤差で一定温度に保つことがで
きるようになっている。また、石英製容器２を入炉プる
時の拡散炉５内の温度は９００℃程度に設定されている
。 ′ 石英製容器２を拡散炉５内に挿入したら、次にヒーター
４を加熱して拡散炉５内の温度を１２００℃近辺の所要
の拡散温度迄昇温する。そして、この拡散Ｕｌｉを一定
時間継続した後ヒーター４の温度を下げて拡散炉５内の
温度を９００℃降湿し、石英製容器２を拡散炉５内から
取り出せば熱処理は終了する。
上記熱処理において、ウェーハ１を所要の拡散温度に保
つことにより、ウェーハ１の表面に形成された薄膜から
ウェーハ１内に向かって不純物原子が拡散し、この不純
物原子が拡散された部分が反転層となってウェーハ１の
表面近傍にｐｎ接合部が形成される。この場合、石英製
容器２に収納されたウェーハ１及び熱拡散防止板６の温
度分布についてみると、熱拡散防止板６がウェーハ１と
同寸法の外径と、上記従来方法を用いた場合に製品とし
て扱えなかったウェーハの枚数相当分の厚さを有するシ
リコン製の円板であることから、それぞれのウェーハ１
ａと密着する而と反対側の面が熱の拡散により温度低下
しても、この影響はそれぞれのウェーハ１ａと密着する
而の反対側の面が熱の拡散により温度低下しても、この
彩管はそれぞれのウェーハ１ａとの密着側に伝わらない
。
つことにより、ウェーハ１の表面に形成された薄膜から
ウェーハ１内に向かって不純物原子が拡散し、この不純
物原子が拡散された部分が反転層となってウェーハ１の
表面近傍にｐｎ接合部が形成される。この場合、石英製
容器２に収納されたウェーハ１及び熱拡散防止板６の温
度分布についてみると、熱拡散防止板６がウェーハ１と
同寸法の外径と、上記従来方法を用いた場合に製品とし
て扱えなかったウェーハの枚数相当分の厚さを有するシ
リコン製の円板であることから、それぞれのウェーハ１
ａと密着する而と反対側の面が熱の拡散により温度低下
しても、この影響はそれぞれのウェーハ１ａと密着する
而の反対側の面が熱の拡散により温度低下しても、この
彩管はそれぞれのウェーハ１ａとの密着側に伝わらない
。
従って、ウェーハ１はその端部のウェーハ１ａに至るま
で均一の温度に保たれ、よって、それぞれのウェーハ１
の表面に形成された薄膜から拡散される不純物原子の拡
散濃度は、全てのウェーハ１において同一となり、全て
のシリコンウェーハ１を製品として扱うことが可能であ
る。また、本実施例においては、熱拡散防止板６をシリ
コン製としたため、以下に述べる効果が得られる。先ず
、熱処理中において熱拡散防止板６からつ１−ハ１へ新
たな不純物原子が供給されることがなく、本発明の効果
をより確実に発揮することができる。
で均一の温度に保たれ、よって、それぞれのウェーハ１
の表面に形成された薄膜から拡散される不純物原子の拡
散濃度は、全てのウェーハ１において同一となり、全て
のシリコンウェーハ１を製品として扱うことが可能であ
る。また、本実施例においては、熱拡散防止板６をシリ
コン製としたため、以下に述べる効果が得られる。先ず
、熱処理中において熱拡散防止板６からつ１−ハ１へ新
たな不純物原子が供給されることがなく、本発明の効果
をより確実に発揮することができる。
さらに、熱拡散防止板６を再使用することができるので
、本発明の経済的効果をより高めることが可能である。
、本発明の経済的効果をより高めることが可能である。
なお、本実施例において、熱拡散防止板６を一りエーハ
１と同寸法の外径と、従来方法を用いた場合に製品とし
て扱えなかったウェーハの枚数相当分の厚さを右する円
板としたが、これに限るものでなく、その外径や厚さを
増加させれば熱拡散防止効果をより高めることが可能で
ある。また材質もシリコンに限るものではなく、ウェー
ハとほぼ同程度の熱伝達率を右するシリコン化合物を用
いても本発明の効果を生じせしめることは十分可能であ
る。
１と同寸法の外径と、従来方法を用いた場合に製品とし
て扱えなかったウェーハの枚数相当分の厚さを右する円
板としたが、これに限るものでなく、その外径や厚さを
増加させれば熱拡散防止効果をより高めることが可能で
ある。また材質もシリコンに限るものではなく、ウェー
ハとほぼ同程度の熱伝達率を右するシリコン化合物を用
いても本発明の効果を生じせしめることは十分可能であ
る。
（発明の効果〕
以上説明したように、本発明の不純物拡散方法において
は、石英製容器内に収容されたウェーハの両端に熱拡散
防止板を配向した上でこれらを拡散炉によって加熱する
ため、石英製容器内のウェーハの両端部からは熱の拡散
が行なわれない。よって全てのウェーハは均一な温度に
保たれ、ぞれぞれのウェーハにおける表面の薄膜から拡
散される不純物原子の拡散濃度は同一となる。従って、
本発明の不純物拡散方法によれば、その熱処理時におい
て、石英製容器内に収納した全てのウェーハを製品とし
て扱うことができ、非常に経済的に半導体シリコンウェ
ーへの不純物拡散を行なうことが可能である。
は、石英製容器内に収容されたウェーハの両端に熱拡散
防止板を配向した上でこれらを拡散炉によって加熱する
ため、石英製容器内のウェーハの両端部からは熱の拡散
が行なわれない。よって全てのウェーハは均一な温度に
保たれ、ぞれぞれのウェーハにおける表面の薄膜から拡
散される不純物原子の拡散濃度は同一となる。従って、
本発明の不純物拡散方法によれば、その熱処理時におい
て、石英製容器内に収納した全てのウェーハを製品とし
て扱うことができ、非常に経済的に半導体シリコンウェ
ーへの不純物拡散を行なうことが可能である。
第１図は本発明の一実施例における熱処理中の拡散炉断
面を示すものであり、第２図は従来の不純物拡散方法に
おける熱処理中の拡散炉断面を示すものである。 １・・・シリコンウェーハ、２・・・石英製容器、３・
・・石英製デユープ、４・・・ヒーター、５・・・拡散
炉、６・・・熱拡散防止板。
面を示すものであり、第２図は従来の不純物拡散方法に
おける熱処理中の拡散炉断面を示すものである。 １・・・シリコンウェーハ、２・・・石英製容器、３・
・・石英製デユープ、４・・・ヒーター、５・・・拡散
炉、６・・・熱拡散防止板。
Claims (1)
- その表面に不純物原子を含んだ薄膜が形成されたシリ
コンウェーハを、その表面と直交する方向に密着させて
石英製容器に収納し、これらシリコンウェーハ及び石英
製容器を拡散炉内に挿入して加熱することにより不純物
拡散を行なうシリコンウェーハの不純物拡散方法におい
て、前記石英製容器内に並べられたシリコンウェーハの
両端部に、両端部シリコンウェーハの熱拡散を防止する
ことができる材質からなる熱拡散防止板を密着させて配
置したことを特徴とするシリコンウェーハの不純物拡散
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25676287A JPH0198224A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | シリコンウェーハの不純物拡散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25676287A JPH0198224A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | シリコンウェーハの不純物拡散方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0198224A true JPH0198224A (ja) | 1989-04-17 |
Family
ID=17297092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25676287A Pending JPH0198224A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | シリコンウェーハの不純物拡散方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0198224A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387890A (en) * | 1992-11-05 | 1995-02-07 | Gec Alsthom T & D Sa | Superconductive coil assembly particularly for a current limiter, and a current limiter including such a coil assembly |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5085275A (ja) * | 1973-11-28 | 1975-07-09 | ||
| JPS5612724A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-07 | Fuji Electric Co Ltd | Method for diffusing impurity into semiconductor substrate |
-
1987
- 1987-10-12 JP JP25676287A patent/JPH0198224A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5085275A (ja) * | 1973-11-28 | 1975-07-09 | ||
| JPS5612724A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-07 | Fuji Electric Co Ltd | Method for diffusing impurity into semiconductor substrate |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387890A (en) * | 1992-11-05 | 1995-02-07 | Gec Alsthom T & D Sa | Superconductive coil assembly particularly for a current limiter, and a current limiter including such a coil assembly |
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