JPH02151022A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02151022A JPH02151022A JP30520888A JP30520888A JPH02151022A JP H02151022 A JPH02151022 A JP H02151022A JP 30520888 A JP30520888 A JP 30520888A JP 30520888 A JP30520888 A JP 30520888A JP H02151022 A JPH02151022 A JP H02151022A
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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〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に高息
異変のＰ型とＮ型の埋込層を有するシリコン基板表面へ
のエピタキシャル層の形成方法に関する。
のエピタキシャル層の形成方法に関する。
最近のデバイスの高速化に伴ない、シリコン基板上に形
成するエピタキシャル層に対しては、１〜２μｍ以下の
ＭＥ化が要求されている。しかし高温成長のため、基板
内の高濃度埋込層からの固相拡散及びオートドーピング
によるせシ上）が、エピタキシャル層中０．５μｍ近く
にまで拡がシ、このことが薄膜化における重要な問題と
なる。
成するエピタキシャル層に対しては、１〜２μｍ以下の
ＭＥ化が要求されている。しかし高温成長のため、基板
内の高濃度埋込層からの固相拡散及びオートドーピング
によるせシ上）が、エピタキシャル層中０．５μｍ近く
にまで拡がシ、このことが薄膜化における重要な問題と
なる。
オートドーピングに関してかなシの量の研究がなされて
いる・比較的初期の段階ではＡｓに対しての研究が多く
、ジー、アール、シュリニバザン（Ｇ 、 Ｒ、８ｒｉ
ｎｉｖａｓａｎ ）は、ジャーナルエレクトロンケミカ
ル ソサイエティ（ＪｏｕｒｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ ） １２７巻１３３４
頁（１９８０年）において、８ ｉ Ｃ１４を用い１１
５０℃でグリベークを行ない１０５０ ”Ｏで成長をす
るｌ’−Ｈｉ−ＬｏｗＪプロセスを提ぎした。これはＡ
ｓに対しては現在でも有効なプロセスであるが、Ｂでは
８１中の拡散係数が大きく、プリベーク中の蒸発種Ｂの
供給が断えないため、埋込層中ＯＢの濃度の減少が無視
できなくな夛、また気相中に放出されるＢの量が著しく
増加するため有効であるとはいえない口 最近の研究では、エム、ダブリュ、エム、グレイ７ （
Ｍ 、Ｗ 、Ｍ 、 Ｇｒａｅｆ）らが、ジャーナルエ
レクトロンケミカル ンサイエティ（ＪｏｕｒｎａｌＥ
ｌａｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ８ｏｃｉｅｔｙ ）
１３２巻１９４２頁（１９８５年）において８ｂ＊Ａｓ
ｔＰ、Ｂにつイて調べ、ＢとＰはＳｂ＋Ａｓとは違った
性質を示し減圧、遅い成長速度、高いプリベーク温度に
ょジオ−トド−ピングが増えると述べている０しかし彼
らの対象とする膜厚は５μｍ程度であシ、成長温度は１
０５０℃〜１２００℃であるため、オートドーピングに
よるせシ上シは大きい。
いる・比較的初期の段階ではＡｓに対しての研究が多く
、ジー、アール、シュリニバザン（Ｇ 、 Ｒ、８ｒｉ
ｎｉｖａｓａｎ ）は、ジャーナルエレクトロンケミカ
ル ソサイエティ（ＪｏｕｒｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ ） １２７巻１３３４
頁（１９８０年）において、８ ｉ Ｃ１４を用い１１
５０℃でグリベークを行ない１０５０ ”Ｏで成長をす
るｌ’−Ｈｉ−ＬｏｗＪプロセスを提ぎした。これはＡ
ｓに対しては現在でも有効なプロセスであるが、Ｂでは
８１中の拡散係数が大きく、プリベーク中の蒸発種Ｂの
供給が断えないため、埋込層中ＯＢの濃度の減少が無視
できなくな夛、また気相中に放出されるＢの量が著しく
増加するため有効であるとはいえない口 最近の研究では、エム、ダブリュ、エム、グレイ７ （
Ｍ 、Ｗ 、Ｍ 、 Ｇｒａｅｆ）らが、ジャーナルエ
レクトロンケミカル ンサイエティ（ＪｏｕｒｎａｌＥ
ｌａｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ８ｏｃｉｅｔｙ ）
１３２巻１９４２頁（１９８５年）において８ｂ＊Ａｓ
ｔＰ、Ｂにつイて調べ、ＢとＰはＳｂ＋Ａｓとは違った
性質を示し減圧、遅い成長速度、高いプリベーク温度に
ょジオ−トド−ピングが増えると述べている０しかし彼
らの対象とする膜厚は５μｍ程度であシ、成長温度は１
０５０℃〜１２００℃であるため、オートドーピングに
よるせシ上シは大きい。
ま九ジー・アール、シュリニパザン（Ｇ、几。
８ｒｉｎｉｖａｓａｎ ）らはＡ＄やＰに対して低温で
オートドーピングが増加するとしながらもジャーナルエ
レクトロンケミカル ンサイエティ（ＪｏｕｒｎａｌＥ
ｌｅａｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ ）
１３４巻１５１９頁（１９８７年）では、Ｓｂ＋Ｂに対
しては調査していない〇 現在Ｂｉ−ＣＭＯ８等の基板内にはＰ型とＮ型の不純物
埋込層が存在するが、Ｐ型不純物としてＢ、Ｎｆｉ不純
物としてＡｓ＋ｓｂが使用されてい、る・Ｓ”ＨｓＣ１
＊によるエピタキシャル成長時の成長温度は１０５０〜
１１５０℃であり、（例えば丹野幸悦、牛導体研究ＸＸ
Ｉ １９８５年３月工業調査会）、８ｉＣノ４や８ｉ
ＨＣｊｓを用いる場合よシ成長温度は低いものの、不純
物のせυ上シの影響は無視できない。
オートドーピングが増加するとしながらもジャーナルエ
レクトロンケミカル ンサイエティ（ＪｏｕｒｎａｌＥ
ｌｅａｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ ）
１３４巻１５１９頁（１９８７年）では、Ｓｂ＋Ｂに対
しては調査していない〇 現在Ｂｉ−ＣＭＯ８等の基板内にはＰ型とＮ型の不純物
埋込層が存在するが、Ｐ型不純物としてＢ、Ｎｆｉ不純
物としてＡｓ＋ｓｂが使用されてい、る・Ｓ”ＨｓＣ１
＊によるエピタキシャル成長時の成長温度は１０５０〜
１１５０℃であり、（例えば丹野幸悦、牛導体研究ＸＸ
Ｉ １９８５年３月工業調査会）、８ｉＣノ４や８ｉ
ＨＣｊｓを用いる場合よシ成長温度は低いものの、不純
物のせυ上シの影響は無視できない。
上述した従来の８ｉＨＩＣｊ、を使用したエピタキシャ
ルプロセスでは、高濃度のＰ型とＮ型の埋込層を有する
Ｂｉ−０Ｍ０８基板等では、Ｎ型埋込層にＡｓあるいは
ｓｂ、ｐｆＩｌ埋込膚にＢを使用し、１０５０〜１１５
０°０の成長温度を採用していた。
ルプロセスでは、高濃度のＰ型とＮ型の埋込層を有する
Ｂｉ−０Ｍ０８基板等では、Ｎ型埋込層にＡｓあるいは
ｓｂ、ｐｆＩｌ埋込膚にＢを使用し、１０５０〜１１５
０°０の成長温度を採用していた。
しかし最近のデバイスの高速化に伴ない、エピタキシャ
ル層の薄膜化が必要になるにつれ、基板内の高濃度埋込
層からの不純物の同相拡散及びオートドーピングに起因
する素子特性のばらつきが問題となる。特に高温成長で
は固相拡散にょるせり上シが著しぐなシ、プロセスの低
温化が必要となるが、低温成長による膜質の劣化及び埋
込層にＡＩを用い九場合のオートドーピングの著しい増
加が問題となる。
ル層の薄膜化が必要になるにつれ、基板内の高濃度埋込
層からの不純物の同相拡散及びオートドーピングに起因
する素子特性のばらつきが問題となる。特に高温成長で
は固相拡散にょるせり上シが著しぐなシ、プロセスの低
温化が必要となるが、低温成長による膜質の劣化及び埋
込層にＡＩを用い九場合のオートドーピングの著しい増
加が問題となる。
本発明の半導体装置の製造方法は、ホウ素を含むＰ型埋
込層とアンチモンを含むＮ型埋込層とが形成されたシリ
コン基板上にジクロルシラン（ＳｔＨ＊Ｃｊ鵞）を用い
てエピタキシャル層を形成する半導体装置の製造方法に
おいて、１０００〜１１００℃のプリベークを行ったの
ち減圧下８７５〜１０００°０の条件でエピタキシャル
成長を行うものである〇〔実施例〕 次に本発明の実施例について説明する。
込層とアンチモンを含むＮ型埋込層とが形成されたシリ
コン基板上にジクロルシラン（ＳｔＨ＊Ｃｊ鵞）を用い
てエピタキシャル層を形成する半導体装置の製造方法に
おいて、１０００〜１１００℃のプリベークを行ったの
ち減圧下８７５〜１０００°０の条件でエピタキシャル
成長を行うものである〇〔実施例〕 次に本発明の実施例について説明する。
第１の実施例として、４インチのＰ型＜１００＞８ｉ基
板に不純物４４度４ Ｘ １０ ” ｃｘ−” ＯＢ
ＮｈｌｓＭと３ Ｘ １０１’ｃｍ−”のｓｂ埋込層を
形成したのちジクロルシラン（８ｉＨ＊Ｃｊ！ｘ）を用
−てエピタキシャル成長を行なった。それぞれの埋込面
積率は２０チずつである。評価用サンプルの成長条件を
表１ｉＣ示す。
板に不純物４４度４ Ｘ １０ ” ｃｘ−” ＯＢ
ＮｈｌｓＭと３ Ｘ １０１’ｃｍ−”のｓｂ埋込層を
形成したのちジクロルシラン（８ｉＨ＊Ｃｊ！ｘ）を用
−てエピタキシャル成長を行なった。それぞれの埋込面
積率は２０チずつである。評価用サンプルの成長条件を
表１ｉＣ示す。
表１
低温成長による膜質の劣化はｇ ｏ Ｔｏ−Ｈの減圧成
長及び１０８０’Ｏ１Ｏ分のプリベークによる８ｉ基板
上の酸化膜の除去により防ぐことができる。
長及び１０８０’Ｏ１Ｏ分のプリベークによる８ｉ基板
上の酸化膜の除去により防ぐことができる。
プリベークの温度は、１０００℃以下ではＳｉ基板上の
自然酸化膜が十分に除去されず、また１１００℃以上で
はＢ−？８ｂの蒸発が激しくなって埋込層中の不純物濃
度が低下するので好ましくない。
自然酸化膜が十分に除去されず、また１１００℃以上で
はＢ−？８ｂの蒸発が激しくなって埋込層中の不純物濃
度が低下するので好ましくない。
また、すべてのエピタキシャル成長ではオートド−ピン
グチイル全明示するため、不純物のドーピングを行なわ
なかった。装置はシリンダ型で８ｉＣをコーティングし
たグラファイトサセプタを有する赤外線加熱方式のもの
を使用した。
グチイル全明示するため、不純物のドーピングを行なわ
なかった。装置はシリンダ型で８ｉＣをコーティングし
たグラファイトサセプタを有する赤外線加熱方式のもの
を使用した。
このようにして形成されたＳｉ基板の不純物濃度プロフ
ァイルをＳＲ法によ）測定した。結果をＢ埋込層の部分
については第１図に、またｓｂ埋込層の部分については
第２図に示す。第１図及び第２図は埋込層上のパーティ
カルドーパントプロファイルを示している。
ァイルをＳＲ法によ）測定した。結果をＢ埋込層の部分
については第１図に、またｓｂ埋込層の部分については
第２図に示す。第１図及び第２図は埋込層上のパーティ
カルドーパントプロファイルを示している。
せり上υ幅ΔＸを基板とエピタキシャル層界面よｐ Ｉ
Ｑ ｌ’ｃｉ−”以上の不純物濃度を有する幅と定義
すると、ＢとｓｂのΔＸは表２のようになる。
Ｑ ｌ’ｃｉ−”以上の不純物濃度を有する幅と定義
すると、ＢとｓｂのΔＸは表２のようになる。
表２
成長温度としては８７５〜１０００″Ｃがよい０８７５
°Ｃ以下では欠陥が発生し素子形成用のエピタキシャル
層としては適当ではない。
°Ｃ以下では欠陥が発生し素子形成用のエピタキシャル
層としては適当ではない。
このように本実施例によれば、オートドーピングによる
不純物のせり上りを小さくできるので、特性の均一な半
導体装置を得ることができる。
不純物のせり上りを小さくできるので、特性の均一な半
導体装置を得ることができる。
第２の実施例としては４インチＰ型（１００）８ｉ基板
に不純物濃度４ Ｘ １０ ”ｃＩＩＬ−ｊのＢ埋込層
と、３Ｘ１０１ｉｌｃｒＩＬ−３の８ｂ埋込層を形成後
にエピタキシャル成長を行なった。埋込面積率はＢが７
０％、Ｓｂが２０チである。評価用サンプルの成長条件
を表３に示す。
に不純物濃度４ Ｘ １０ ”ｃＩＩＬ−ｊのＢ埋込層
と、３Ｘ１０１ｉｌｃｒＩＬ−３の８ｂ埋込層を形成後
にエピタキシャル成長を行なった。埋込面積率はＢが７
０％、Ｓｂが２０チである。評価用サンプルの成長条件
を表３に示す。
表３
表２はエピタキシャル成長温度を１１２０℃からら８７
５°０にすることによ）、Ｂとｓｂに対するΔＸはそれ
ぞれ０．４１μｍ、Ｑ、３９ｊ！ｍから０．２０μｍ
、 Ｑ、１９μｍへと生滅することを示しておシ、すべ
てのエピタキシャル成長では２Ｘ１０”＜２−”のＰを
ドーピングした。装置は第１の実施例と同じものを使用
した。
５°０にすることによ）、Ｂとｓｂに対するΔＸはそれ
ぞれ０．４１μｍ、Ｑ、３９ｊ！ｍから０．２０μｍ
、 Ｑ、１９μｍへと生滅することを示しておシ、すべ
てのエピタキシャル成長では２Ｘ１０”＜２−”のＰを
ドーピングした。装置は第１の実施例と同じものを使用
した。
不純物濃度プロファイルをＣＶ法によシ測定した◇結果
を第３図及び第４図に示す０第３図及び第４図はｓｂ埋
込層上のパーティカルドーパントプロファイルを示して
いる。
を第３図及び第４図に示す０第３図及び第４図はｓｂ埋
込層上のパーティカルドーパントプロファイルを示して
いる。
ＢによるラテラルＳオートドーピングの影響が強いと、
第３図に示すように、ｌ Ｘ ｌ Ｏ”ａｎ４のＰをド
ーピングしたＳ！エピタキシャルｊ−中に見かけ上のＰ
ｆＪ度の減少が測定される。見かけ上のＰＪ度の減少を
第３図のようにΔｙで表わすと、各試料のΔｙは表４の
ようになる。
第３図に示すように、ｌ Ｘ ｌ Ｏ”ａｎ４のＰをド
ーピングしたＳ！エピタキシャルｊ−中に見かけ上のＰ
ｆＪ度の減少が測定される。見かけ上のＰＪ度の減少を
第３図のようにΔｙで表わすと、各試料のΔｙは表４の
ようになる。
表４
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、ホウ素を含むＰ型埋込層
とアンチモンを含むＮ型埋込層とが形成されたシリコン
基板上に８ｉＨ，ＣＩ、を使用してエピタキシャル層を
形成する半導体装置の製造方法において、１０００〜１
１００°Ｏのグリベークを行ったのち減圧下８７５〜１
０００°０の条件でエピタキシャル成長を行うことによ
υ、エピタキシャル層の膜質を劣化させることなくオー
トドーピングによる不純物のせシ上）を小さくできるの
で、特性のばらつ自の少ない半導体装置を得ることがで
きる・
とアンチモンを含むＮ型埋込層とが形成されたシリコン
基板上に８ｉＨ，ＣＩ、を使用してエピタキシャル層を
形成する半導体装置の製造方法において、１０００〜１
１００°Ｏのグリベークを行ったのち減圧下８７５〜１
０００°０の条件でエピタキシャル成長を行うことによ
υ、エピタキシャル層の膜質を劣化させることなくオー
トドーピングによる不純物のせシ上）を小さくできるの
で、特性のばらつ自の少ない半導体装置を得ることがで
きる・
第１図及び渠２図は本苑明の！ｌ＠１の実施例を説表４
は、エピタキシャル成長温度を１０８０℃から９５０°
０にすることによｐ、ｓｂ埋込層上ＯＢのラテラル・オ
ートドーピングｅビークが８×ｌ Ｑ １４ＣＩ１１”
３から激減したことを示している・代理人ブｆ Ｌ’ｌ
！ ４ 内 原 晋泥 図 渫ご（１次） 第乙図
は、エピタキシャル成長温度を１０８０℃から９５０°
０にすることによｐ、ｓｂ埋込層上ＯＢのラテラル・オ
ートドーピングｅビークが８×ｌ Ｑ １４ＣＩ１１”
３から激減したことを示している・代理人ブｆ Ｌ’ｌ
！ ４ 内 原 晋泥 図 渫ご（１次） 第乙図
Claims (1)
- ホウ素を含むＰ型埋込層とアンチモンを含むＮ型埋込層
とが形成されたシリコン基板上にジクロルシラン（Ｓｉ
Ｈ＿２Ｃｌ＿２）を用いてエピタキシャル層を形成する
半導体装置の製造方法において、１０００〜１１００℃
のプリベークを行ったのち減圧下８７５〜１０００℃の
条件でエピタキシャル成長を行うことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305208A JPH0750689B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305208A JPH0750689B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02151022A true JPH02151022A (ja) | 1990-06-11 |
| JPH0750689B2 JPH0750689B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=17942355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63305208A Expired - Lifetime JPH0750689B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750689B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04218910A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-08-10 | Toshiba Corp | 熱処理成膜方法 |
| WO2001035452A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Production method for silicon epitaxial wafer and silicon epitaxial wafer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56124228A (en) * | 1980-03-05 | 1981-09-29 | Kokusai Electric Co Ltd | Method for low-tension epitaxial growth |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP63305208A patent/JPH0750689B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56124228A (en) * | 1980-03-05 | 1981-09-29 | Kokusai Electric Co Ltd | Method for low-tension epitaxial growth |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04218910A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-08-10 | Toshiba Corp | 熱処理成膜方法 |
| WO2001035452A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Production method for silicon epitaxial wafer and silicon epitaxial wafer |
| US6589336B1 (en) | 1999-11-10 | 2003-07-08 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Production method for silicon epitaxial wafer and silicon epitaxial wafer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750689B2 (ja) | 1995-05-31 |
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