JPH02177535A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

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おける、アンチモン
（Ｓｂ）拡散のプロセスに関するものである。

従来の技術 近年、半導体装置の製造方法において、拡散マスク上に
拡散すべき不純物をスピン・オン塗布し、選択拡散する
低コストな工法が多用されてきている。拡散不純物の一
つであるｓｂは、他の不純物に比べ、オート・ドープ現
象が少ないため、特に埋め込み層形成に良く使用される
が、２ゾーン工法という、コストの極めて高い方法に依
らなければならなかったが、前記スピン・オン工法を用
いることで約１／３のコストで実施できるようになった
。

以下に従来のｓｂスピン・オン拡散工法について説明す
る。従来のｓｂスピン・オン拡散工法は、ｓｂを含有し
ている不純物溶液を、シリコン（Ｓｉ）基板の主表面上
に選択的に形成された、拡散マスク上にスピン・オン塗
布し、ガラス化した後、熱拡散する工法である。第２図
は、従来のｓｂスピン・オン拡散工法により製造された
Ｓｉ基板の断面を示したものである。ここで、１はＳｉ
基板、２はＳｉ基板主表面上に選択的に形成された５ｉ
０２の拡散マスク、３はスピン・オン塗布した後ガラス
化されたｓｂガラス層、４は拡散層である。

発明が解決しようとする課題 ところで、従来のｓｂスピン・オン拡散工法では、ロー
セットと一般的に呼ばれている結晶性の異物が発生し易
く、これは、前記拡散マスクを突き抜けて、本来拡散層
を形成しない領域（以下、非拡散領域と略記）に、拡散
層を作ってしまう（以下、この現象を、不要拡散と略記
）。また、拡散領域にも発生し、この上にエピタキシャ
ル層を形成するような場合には、結晶欠陥を生じさせて
しまう。これらの問題は、いずれも半導体装置において
、耐圧不良、リーク不良として現れ、歩留りを低下させ
る要因となる。また、ｓｂは、Ａｓ等と比較し、Ｓｉに
対する固溶限が低（、かつ、前記ｓｂガラス層からｓｂ
が昇華し易いため、拡散層のシート抵抗を下げにくい、
という問題もあった。

第２図中、５はローゼット、６は不要拡散層である。こ
のローゼットについては、５ｂ−０−８ｉ・・の化合物
であり、極めてエツチング除去しにくく、一般に、拡散
層のシート抵抗を低くしようとすると発生し易い、とい
うこと以外、その発生メカニズム等はとんど解明されて
いない。

このため、拡散マスクの膜厚を１０，０００〜２０．０
０ＯＡと、極めて厚くしたり、拡散層のシート抵抗を高
くしなければならず、コスト高になったり、用途が限定
されてしまう、という欠点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、低コスト
で、なおかつ、前記シート抵抗を約１０数Ω備と十分低
くでき、しかもローゼットが発生しないｓｂ拡散工法を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のｓｂ拡散工法は、Ｓ
ｉ基板に拡散マスクを形成せず、拡散層を形成しようと
する領域にのみｓｂガラス層を形成した後、そのまま酸
化性のガス雰囲気中で熱拡散するというプロセスを採用
している。

作用 このプロセスは、拡散不純物であるｓｂが、ＡｓやＢ、
Ｐ等と比較し、オート・ドープがほとんどないという基
本的な性質を利用したもので、Ｓｉ基板主表面上に、Ｓ
ｉＯｘ、Ｓｉナイトライド等の拡散マスクを形成せずに
、熱拡散を行なうために、低コスト化を図ることができ
る。ｓｂガラスが非拡散領域上には形成されていないた
めに、ローゼットが発生することはない。

また、発明者らの研究結果、ｓｂガラス層に十分な０２
を供給してやることで、ｓｂガラス層中のｓｂの昇華性
を抑制でき、かつ活性化できる。

しかもローゼットの発生を抑止できることが判明した。

本プロセスでは、ｓｂガラス層が所望拡散領域上にのみ
形成されており、その周辺部には何も接していないため
、酸化性のガス雰囲気中で熱拡散する過程で、０２は、
前記ｓｂガラス層の表面及び側面からｓｂガラス層内部
に取り込まれる。そのため、シート抵抗を下げ易く、か
つ拡散領域のローゼットの発生が抑止される。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例におけ
る半導体装置の製造プロセスにしたがう、各々Ｓｉ基板
の断面図である。（図中の番号は、前出の第２図に対応
） 第１図（Ａ）は、酸化膜等の拡散マスクが形成されてい
ないＳｉ基板１の主表面上に、ｓｂ不純物溶液をスピン
・オン塗布し、熱処理を加えてガラス化する工程を示す
。３はｓｂガラス層である。

第１図（Ｂ）は、ｓｂガラス層３の表面にレジストを塗
布し、パターニングする工程を示す。７は、パターニン
グ後のレジストである。

第１図（Ｃ）は、ｓｂガラス層を、適当なエツチング液
を使用してエツチングする工程を示す。８は、パターニ
ング後のｓｂガラス層である。

第１図（Ｄ）は、酸化性ガス雰囲気中での熱拡散により
、拡散層４が選択形成される工程を示している。拡散マ
スクは使用していないが、ｓｂ自身オート・ドープがほ
とんどないこと、また、酸化性ガスの作用によって、非
拡散領域には、２〜３００Ａ程度の薄い５ｉ０２が形成
されてゆくため、微量のｓｂが飛んでくるようなことが
あっても、前記５ｉ０２がマスクとなって非拡散領域に
は拡散されない。また、酸化性ガス中の０２は、ｓｂガ
ラス層中に拡散してゆき、ｓｂと結合して、活性化させ
、かつ、ローゼットの生成を阻止するよう作用する。

以上のように本実施例によれば、ｓｂガラス層をＳｉ基
板主表面に直接形成し、レジストを用いてパターニング
することにより、従来の方法に比べて、拡散マスクを形
成する工程が省略でき、著しいコスト削減を図ることが
できる。（ちなみに、１０．０ＯＯＡの５ｉ０２拡散マ
スクを形成するためには、約１２時間の熱処理が必要で
ある。）また、非拡散領域には、ｓｂガラスが存在しな
いため、ローゼットが発生することはない。しかも、熱
拡散を行なう初期の段階では、非拡散領域に何もないた
め、酸化性ガス中の０２は、パターニングされた島状の
ｓｂガラス層の表面及び周囲から、内部に拡散してゆく
ことにより、ｓｂガラスが十分に活性化され、低シート
抵抗が得易くなると同時に、拡散領域においても、ロー
ゼットの発生が抑止される。

発明の効果 以上のように本発明の製造プロセスによれば、拡散マス
クが形成されていないＳｉ基板主表面上に、パターニン
グしたｓｂガラス層を形成し、そのまま酸化性ガス雰囲
気中で熱拡散することにより、低いシート抵抗を得易く
、かつ、ローセットが発生しにくく、しかも低コストの
ｓｂ拡散が行える優れた半導体装置の製造方法を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例における、半導
体装置の製造方法のプロセスにしたがう半導体装置の各
々Ｓｉ基板の断面図、第２図は従来のｓｂスピン・オン
拡散工法によって製造された半導体装置の断面図である
。 １・・・・・・Ｓｉ基板、２・・・・・・拡散マスク、
３・・・・・・ｓｂガラス層、４・・・・・・拡散層、
８・・・・・・ローゼット、６・・・・・・不要拡散層
、７・・・・・・パターニング後のレジスト、８・・・
・・・パターニング後のｓｂガラス層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 拡散マスクが形成されていないシリコン基板主表面上の
   所望拡散領域に、パターニングされたアンチモン含有ガ
   ラス層を形成する工程と、酸化性のガス雰囲気中で熱拡
   散を行なう工程とを備えた、半導体装置の製造方法。