JPH0225019A - ドーパントフイルムおよび半導体基板の不純物拡散方法 - Google Patents
ドーパントフイルムおよび半導体基板の不純物拡散方法Info
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- JPH0225019A JPH0225019A JP63173718A JP17371888A JPH0225019A JP H0225019 A JPH0225019 A JP H0225019A JP 63173718 A JP63173718 A JP 63173718A JP 17371888 A JP17371888 A JP 17371888A JP H0225019 A JPH0225019 A JP H0225019A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/30—Reducing waste in manufacturing processes; Calculations of released waste quantities
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体基板（ウェハ）にリン、ボロンなどの
半導体不純物を拡散するためのソースとして使用される
ドーパントフィルムおよび、これを用いて半導体基板に
不純物を拡散する方法に係り、例えばパワーデバイス用
の三重拡散型のウェハを製造するために使用されるもの
である。
半導体不純物を拡散するためのソースとして使用される
ドーパントフィルムおよび、これを用いて半導体基板に
不純物を拡散する方法に係り、例えばパワーデバイス用
の三重拡散型のウェハを製造するために使用されるもの
である。
（従来の技術）
例えばパワーデバイス用拡散ウェハのコレクタ拡散を行
うためには、生のシリコンウェハ表面へ高濃度不純物を
堆積（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） した後、表面に形成さ
れたガラスを除去し、堆積不純物を高温、長時間の熱処
理でウェハ内部に深く拡散させるスラツピング（Ｓｌｕ
ｍｐｌｎｇ）を行い、片側の表面の不純物を機械加工に
よって削り、その表面に対して鏡面研摩を行う。
うためには、生のシリコンウェハ表面へ高濃度不純物を
堆積（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） した後、表面に形成さ
れたガラスを除去し、堆積不純物を高温、長時間の熱処
理でウェハ内部に深く拡散させるスラツピング（Ｓｌｕ
ｍｐｌｎｇ）を行い、片側の表面の不純物を機械加工に
よって削り、その表面に対して鏡面研摩を行う。
上記したような工程において、シリコンウェハに不純物
を拡散する方法は、ウェハ表面に不純物を一度集めた後
、高温、長時間の熱処理でウェハ内部に拡散させていく
が、従来から、（ａ）液状の不純物をスピンとかスプレ
ーによりウェハ表面に塗布する、（ｂ）不純物をガス化
してウェハ表面に付着させる、（Ｃ）固体不純物をカエ
ハの近くで蒸発させてウニ八表面に付着させる、などの
方法がある。
を拡散する方法は、ウェハ表面に不純物を一度集めた後
、高温、長時間の熱処理でウェハ内部に拡散させていく
が、従来から、（ａ）液状の不純物をスピンとかスプレ
ーによりウェハ表面に塗布する、（ｂ）不純物をガス化
してウェハ表面に付着させる、（Ｃ）固体不純物をカエ
ハの近くで蒸発させてウニ八表面に付着させる、などの
方法がある。
最近は、半導体不純物を高濃度に含むドーパントフィル
ムをウェハ間にスタッキングし、直接に不純物をウェハ
内部に拡散させる方法が多用されている。この方法の利
点は、従来の工程、即ち、生ウェハ表面への高濃度不純
物の堆積−表面に形成されたガラスの除去−スタッキン
グ（Ｓｔａｃｋｉｎｇ）−堆積不純物をウェハ内部に深
く拡散させるスランピング（Ｓｌｕｍｐｉｎｇ）→ガラ
ス除去の工程を、フィルムスクツキング→スランピング
→ガラス除去の工程に短縮できることである。
ムをウェハ間にスタッキングし、直接に不純物をウェハ
内部に拡散させる方法が多用されている。この方法の利
点は、従来の工程、即ち、生ウェハ表面への高濃度不純
物の堆積−表面に形成されたガラスの除去−スタッキン
グ（Ｓｔａｃｋｉｎｇ）−堆積不純物をウェハ内部に深
く拡散させるスランピング（Ｓｌｕｍｐｉｎｇ）→ガラ
ス除去の工程を、フィルムスクツキング→スランピング
→ガラス除去の工程に短縮できることである。
この拡散用フィルムは、米国特許第
３９７１８７０号明細書および特公昭５９−３２０５４
号公報に開示されているように、（ａ）シアノエチル化
セルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコール
、デンプンおよびポリビニルブチラールから成る群から
選択されたものと、拡散用の不純物化合物とから成るも
のと、（ｂ）有機バインダー（結合剤）であるビニル系
合成樹脂（例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルビニル
ケトン、ポリビニルピロリドン、アクリル酸メチル、゛
７クリル酸エチル、・・・などの重合体、もしくは共重
合体にニトロセルロースが混合した状態）と、無機系バ
インダー（例えば、シラノール類では、四水酸化けい素
、トリメチルシラノール、トリエチルシラノールなど、
有機アルミニウム化合物では、アルミニウムメチレート
、アルミニウムブチレート、アルミニウムプロピレート
、アルミニウムブチレートなど）とに適量の剥離補助剤
を加えたものに拡散用の不純物元素の化合物が含まれた
ものとの２種類がある。
号公報に開示されているように、（ａ）シアノエチル化
セルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコール
、デンプンおよびポリビニルブチラールから成る群から
選択されたものと、拡散用の不純物化合物とから成るも
のと、（ｂ）有機バインダー（結合剤）であるビニル系
合成樹脂（例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルビニル
ケトン、ポリビニルピロリドン、アクリル酸メチル、゛
７クリル酸エチル、・・・などの重合体、もしくは共重
合体にニトロセルロースが混合した状態）と、無機系バ
インダー（例えば、シラノール類では、四水酸化けい素
、トリメチルシラノール、トリエチルシラノールなど、
有機アルミニウム化合物では、アルミニウムメチレート
、アルミニウムブチレート、アルミニウムプロピレート
、アルミニウムブチレートなど）とに適量の剥離補助剤
を加えたものに拡散用の不純物元素の化合物が含まれた
ものとの２種類がある。
特に、後者のフィルムを用いる方法は、例えば特開昭５
４−８４４７４号公報に開示されているように、ウェハ
間にフィルムを挟んで密着させたスタッキング状態で、
５００℃付近で分解、燃焼させた後、連続的に１２００
℃付近で長時間の不純物拡散が可能になるという特徴が
ある。
４−８４４７４号公報に開示されているように、ウェハ
間にフィルムを挟んで密着させたスタッキング状態で、
５００℃付近で分解、燃焼させた後、連続的に１２００
℃付近で長時間の不純物拡散が可能になるという特徴が
ある。
しかし、この際、拡散する単位として５００枚から１０
００枚のウェハを一括して行うので、ウェハを１枚づつ
取出してフィルムを挟み、またはウェハをセットする作
業が極めて根気のいる、かつ長時間の作業になる。また
、ウェハとフィルムとの密着性が不十分な場合、不純物
の入り方がばらつく原因となり、全てのウェハを均一に
処理する必要があるのに数百枚のウェハを均一に処理す
ることが困難である。また、ウェハとフィルムとを無理
に密着させるので、誤ってウェハ割れを発生させてしま
うという欠点がある。
００枚のウェハを一括して行うので、ウェハを１枚づつ
取出してフィルムを挟み、またはウェハをセットする作
業が極めて根気のいる、かつ長時間の作業になる。また
、ウェハとフィルムとの密着性が不十分な場合、不純物
の入り方がばらつく原因となり、全てのウェハを均一に
処理する必要があるのに数百枚のウェハを均一に処理す
ることが困難である。また、ウェハとフィルムとを無理
に密着させるので、誤ってウェハ割れを発生させてしま
うという欠点がある。
一方、パワーデバイス用拡散ウェハの大口径（例えば１
２７ｍｍφ）化に伴い、工程中に行うハンドリングある
いは、さまざまな膜の形成によって起るウェハ反り等に
よってウェハ割れまたはマスク合わせ不能などのトラブ
ルが発生し易すくなるので、厚さを厚くすることが行わ
れる。
２７ｍｍφ）化に伴い、工程中に行うハンドリングある
いは、さまざまな膜の形成によって起るウェハ反り等に
よってウェハ割れまたはマスク合わせ不能などのトラブ
ルが発生し易すくなるので、厚さを厚くすることが行わ
れる。
この場合、パワーデバイス用拡散ウェハは、コレクタ側
の高濃度層（Ｎ＋層あるいはＰ＋層）上に素子を作り込
むための非拡散層があり、デバイスとして機能するのは
非拡散層であって、上記コレクタ側の高濃度層は電極の
一部となっている。
の高濃度層（Ｎ＋層あるいはＰ＋層）上に素子を作り込
むための非拡散層があり、デバイスとして機能するのは
非拡散層であって、上記コレクタ側の高濃度層は電極の
一部となっている。
そして、デバイスを作り込むためには、さまざまなプロ
セスを経て行われることからウェハとしては処理可能な
最低の厚さが必要であるので、上記コレクタ側の高濃度
層の厚さの選択によりウェハの厚さを決めており、前記
大口径化に伴って上記コレクタ側の高濃度層の厚さを厚
くすることが行われる。
セスを経て行われることからウェハとしては処理可能な
最低の厚さが必要であるので、上記コレクタ側の高濃度
層の厚さの選択によりウェハの厚さを決めており、前記
大口径化に伴って上記コレクタ側の高濃度層の厚さを厚
くすることが行われる。
しかし、一般に、シリコンウェハに対する不純物の拡散
は、内部に進むに従って濃度が低下し、かつ進行が遅く
なっていくので、深く拡散するためには長時間の熱処理
が必要になり、深く拡散することによって濃度勾配（拡
散プロファイル）が緩やかとなり、前記コレクタ側の高
濃度層のシート抵抗が高くなる。
は、内部に進むに従って濃度が低下し、かつ進行が遅く
なっていくので、深く拡散するためには長時間の熱処理
が必要になり、深く拡散することによって濃度勾配（拡
散プロファイル）が緩やかとなり、前記コレクタ側の高
濃度層のシート抵抗が高くなる。
このため、デバイスの形成後、コレクタ電極での熱損失
が大きくなるとか、トランジスタの電流増幅率を維持し
ながらの電流量が低下するなどの！・ランジスタ特性の
マイナス要因が発生する。従って、ウェハの大口径化に
伴って前記コレクタ側の高濃度層の厚さを厚くしようと
しても、限界がある。
が大きくなるとか、トランジスタの電流増幅率を維持し
ながらの電流量が低下するなどの！・ランジスタ特性の
マイナス要因が発生する。従って、ウェハの大口径化に
伴って前記コレクタ側の高濃度層の厚さを厚くしようと
しても、限界がある。
なお、パワーデバイス用ウェハとして使用されているエ
ピタキシャルウェハは、上記したような問題はないが、
コストが高く、使用範囲が限定されてしまうという問題
がある。
ピタキシャルウェハは、上記したような問題はないが、
コストが高く、使用範囲が限定されてしまうという問題
がある。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、上記したようにウェハ間にドーパントフィル
ムを挟んで密着させるスクッキング作業に起因して様々
な問題が生じるという点を解決すべくなされたもので、
ウェハとの密着性が良く、ウェハ間に挟んで大量のウェ
ハを積層し、この状態で不純物を拡散することが可能に
なり、ウェハに対する位置決め、位置合わせ等の自動機
械化を図り得るドーパントフィルムを提供することを目
的とする。
ムを挟んで密着させるスクッキング作業に起因して様々
な問題が生じるという点を解決すべくなされたもので、
ウェハとの密着性が良く、ウェハ間に挟んで大量のウェ
ハを積層し、この状態で不純物を拡散することが可能に
なり、ウェハに対する位置決め、位置合わせ等の自動機
械化を図り得るドーパントフィルムを提供することを目
的とする。
また、本発明は、上記したようにパワーデバイス用拡散
ウェハの大口径化に伴ってコレクタ側の高濃度層の厚さ
を厚くしようとしても、シリコンウェハに対する不純物
の拡散は、内部に進むに従って濃度が低下し、かつ進行
が遅くなるので、深く拡散するために長時間の熱処理が
必要になり、深く拡散することによって濃度勾配（拡散
プロファイル）が緩やかとなるのでコレクタ側の高濃度
層のシート抵抗が高くなり、デバイス形成後のトランジ
スタ特性が劣化するなどの問題点を解決すべくなされた
もので、シリコンウェハに対する不純物の深い拡散を短
時間の熱処理で行うことができ、かつ濃度勾配（拡散プ
ロファイル）を急峻にすることができ、パワーデバイス
用拡散ウェハの大口径化に伴ってコレクタ側の高濃度層
の厚さを厚くしても、デバイス形成後のトランジスタ特
性を向上させることが可能な半導体基板の不純物拡散方
法を提供することを目的とする。
ウェハの大口径化に伴ってコレクタ側の高濃度層の厚さ
を厚くしようとしても、シリコンウェハに対する不純物
の拡散は、内部に進むに従って濃度が低下し、かつ進行
が遅くなるので、深く拡散するために長時間の熱処理が
必要になり、深く拡散することによって濃度勾配（拡散
プロファイル）が緩やかとなるのでコレクタ側の高濃度
層のシート抵抗が高くなり、デバイス形成後のトランジ
スタ特性が劣化するなどの問題点を解決すべくなされた
もので、シリコンウェハに対する不純物の深い拡散を短
時間の熱処理で行うことができ、かつ濃度勾配（拡散プ
ロファイル）を急峻にすることができ、パワーデバイス
用拡散ウェハの大口径化に伴ってコレクタ側の高濃度層
の厚さを厚くしても、デバイス形成後のトランジスタ特
性を向上させることが可能な半導体基板の不純物拡散方
法を提供することを目的とする。
〔発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明のドーパントフィルムは、有機バインダーおよび
無機系バインダーおよび拡散用の不純物元素の化合物が
含まれたドーパントフィルムの両面に粘着剤が塗布され
ていることを特徴とする。
無機系バインダーおよび拡散用の不純物元素の化合物が
含まれたドーパントフィルムの両面に粘着剤が塗布され
ていることを特徴とする。
また、本発明の半導体基板の不純物拡散方法は、有機バ
インダーおよび無機系バインダーおよび拡散用の不純物
元素の化合物が含まれ、両面に粘着剤が塗布されている
ドーパントフィルムを半導体ウェハ間に挟んで積層した
状態で不純物を拡散する際、上記フィルムの不純物濃度
重量比を、不純物元素がボロンの場合に９％〜２２％、
リンの場合に１２％〜２０％とすることを特徴とする。
インダーおよび無機系バインダーおよび拡散用の不純物
元素の化合物が含まれ、両面に粘着剤が塗布されている
ドーパントフィルムを半導体ウェハ間に挟んで積層した
状態で不純物を拡散する際、上記フィルムの不純物濃度
重量比を、不純物元素がボロンの場合に９％〜２２％、
リンの場合に１２％〜２０％とすることを特徴とする。
（作用）
上記ドーパントフィルムは、スクッキングの自動化が可
能になるので、省力化の効果が大きい。
能になるので、省力化の効果が大きい。
また、自動化した場合にはウェハ割れが発生しなくなり
、割れ率は激減する。また、ウェハとの密着性が向上す
るので、拡散時の拡散深さのばらつきが小さくなる。
、割れ率は激減する。また、ウェハとの密着性が向上す
るので、拡散時の拡散深さのばらつきが小さくなる。
また、上記半導体基板の不純物拡散方法は、シリコンウ
ェハに対する不純物の深い拡散を短時間の熱処理で行う
ことができ、かつ濃度勾配（拡散プロファイル）を急峻
にすることができることが確認された。従って、パワー
デバイス用拡散つ工への大口径化に伴ってコレクタ側の
高濃度層の厚さを厚くしてもその表面抵抗が高くならな
いので、デバイス形成後のトランジスタ特性を向上させ
ることができることが確認された。
ェハに対する不純物の深い拡散を短時間の熱処理で行う
ことができ、かつ濃度勾配（拡散プロファイル）を急峻
にすることができることが確認された。従って、パワー
デバイス用拡散つ工への大口径化に伴ってコレクタ側の
高濃度層の厚さを厚くしてもその表面抵抗が高くならな
いので、デバイス形成後のトランジスタ特性を向上させ
ることができることが確認された。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
（第１実施例）
高純度の材料を用いて次に述べるような工程により、第
１図に示すようなドーパントフィルムを製造する。即ち
、有機バインダーであるビニル系合成樹脂としてポリ酢
酸ビニルとニトロセルロース共重合体とを選び、無機系
バインダーとして四本酸化けい素を選び、これらと拡散
用の不純物元素の化合物（酸化ボロン Ｂ２０３ ）の
秤量をエタノールに溶解させる。この溶解液を清浄な弗
化樹脂プレート上に入れ、５０℃以上の温度で乾燥し、
厚さ５０μｍ、Ｂ２０１濃度が約１０％のドーパントフ
ィルムを作成する。
１図に示すようなドーパントフィルムを製造する。即ち
、有機バインダーであるビニル系合成樹脂としてポリ酢
酸ビニルとニトロセルロース共重合体とを選び、無機系
バインダーとして四本酸化けい素を選び、これらと拡散
用の不純物元素の化合物（酸化ボロン Ｂ２０３ ）の
秤量をエタノールに溶解させる。この溶解液を清浄な弗
化樹脂プレート上に入れ、５０℃以上の温度で乾燥し、
厚さ５０μｍ、Ｂ２０１濃度が約１０％のドーパントフ
ィルムを作成する。
次に、このフィルムをプレートから剥離した後、シリコ
ンウェハの寸法（例えば１００±１ｍｍφ、オリエンテ
ーションフラット３０ ３５ ｍ ｍ ）の形状に裁断
する。次に、このフィルム１の両面にスプレーによりア
クリル系粘着剤２を塗布し、さらに、このフィルムを２
枚のロール状剥離性シート３により挟持してロール状で
保管する。
ンウェハの寸法（例えば１００±１ｍｍφ、オリエンテ
ーションフラット３０ ３５ ｍ ｍ ）の形状に裁断
する。次に、このフィルム１の両面にスプレーによりア
クリル系粘着剤２を塗布し、さらに、このフィルムを２
枚のロール状剥離性シート３により挟持してロール状で
保管する。
上記したように製造された拡散用フィルムの使用に際し
ては、この拡散用フィルムのロールを自動接着装置に装
填しておき、この装置により５００枚のシリコンウェハ
（それぞれ例えば１００ ｍ ｍφ、抵抗率５Ωｍｃｍ
、Ｐ型、面方位（１１１） 、厚さ５００μｍ）を交互
に取出し、上記拡散用フィルムのロールから剥離性シー
トを剥離して取出したドーパントフィルムをウェハ間に
挟みながら接着固化させてウェハを積層する。
ては、この拡散用フィルムのロールを自動接着装置に装
填しておき、この装置により５００枚のシリコンウェハ
（それぞれ例えば１００ ｍ ｍφ、抵抗率５Ωｍｃｍ
、Ｐ型、面方位（１１１） 、厚さ５００μｍ）を交互
に取出し、上記拡散用フィルムのロールから剥離性シー
トを剥離して取出したドーパントフィルムをウェハ間に
挟みながら接着固化させてウェハを積層する。
この場合、上記ロール状の拡散用フィルムは、ウェハに
対する位置決め、位置合わせ等の自動機械化が容易であ
る。
対する位置決め、位置合わせ等の自動機械化が容易であ
る。
そし７て、第２図に示すように、上記したようにウェハ
２０とドーパントフィルム１０とが積層されたものをボ
ート２１に載せ、酸素ガス２１１７分が供給されている
拡散炉２２に挿入し、昇温を行い、５００℃で１０分間
を保って有機物のハイドロカーボンを燃焼させる。次に
、炉の温度を１２５０℃に昇温し、１００時間の不純物
拡散を行う。拡散終了後は、ウェハをそのまま濃度４９
％の弗酸に浸漬し、表面のボロンシリケートガラスを除
くと共にウェハを剥離して終了する。
２０とドーパントフィルム１０とが積層されたものをボ
ート２１に載せ、酸素ガス２１１７分が供給されている
拡散炉２２に挿入し、昇温を行い、５００℃で１０分間
を保って有機物のハイドロカーボンを燃焼させる。次に
、炉の温度を１２５０℃に昇温し、１００時間の不純物
拡散を行う。拡散終了後は、ウェハをそのまま濃度４９
％の弗酸に浸漬し、表面のボロンシリケートガラスを除
くと共にウェハを剥離して終了する。
上記したようなドーパントフィルムによれば、（ａ）ス
クッキングの自動化が可能になるので、省力化の効果が
大きい。因みに、５００枚のウェハに対して従来のスク
ッキングでは一人で１時間を要し、この場合の１枚当り
のコストに比べて、自動化した場合の機械設備の償却費
や電力費などを計算すると１枚当りのコストは約１／４
になる。
クッキングの自動化が可能になるので、省力化の効果が
大きい。因みに、５００枚のウェハに対して従来のスク
ッキングでは一人で１時間を要し、この場合の１枚当り
のコストに比べて、自動化した場合の機械設備の償却費
や電力費などを計算すると１枚当りのコストは約１／４
になる。
（ｂ）ウェハとの密着性が向上するので、拡散時の拡散
深さのばらつきが小さくなる。（ｃ）ロール状剥離性シ
ートにより挟持されてロール状で保管されるので、ロー
ル状剥離性シートにより挟持されないで露呈される場合
に比べて保管時に吸湿が減少し、拡散時の拡散深さのば
らつきが小さくなる。因みに、従来の拡散によるばらつ
きは、ウェハ面内で８μｍ、製造ロフト内で７μｍであ
ったが、上記フィルムを用いて拡散した場合のばらつき
は、ウェハ面内および製造ロット内でそれぞれ５μｍで
あった。（ｄ）従来のスクッキングではウェハとフィル
ムとを無理に密着させるので誤ってウェハ割れを発生さ
せてしまうことが多（、割れ率は０．８％であったが、
自動化した場合にはウェハ割れが発生しなくなり、割れ
率は０％であった。
深さのばらつきが小さくなる。（ｃ）ロール状剥離性シ
ートにより挟持されてロール状で保管されるので、ロー
ル状剥離性シートにより挟持されないで露呈される場合
に比べて保管時に吸湿が減少し、拡散時の拡散深さのば
らつきが小さくなる。因みに、従来の拡散によるばらつ
きは、ウェハ面内で８μｍ、製造ロフト内で７μｍであ
ったが、上記フィルムを用いて拡散した場合のばらつき
は、ウェハ面内および製造ロット内でそれぞれ５μｍで
あった。（ｄ）従来のスクッキングではウェハとフィル
ムとを無理に密着させるので誤ってウェハ割れを発生さ
せてしまうことが多（、割れ率は０．８％であったが、
自動化した場合にはウェハ割れが発生しなくなり、割れ
率は０％であった。
なお、有機バインダーおよび無機系バインダーは、上記
実施例に限らず、前述した米国特許第３９７１８７０号
明細書および特公昭５９−３２０５４号公報に開示され
ているものを用いても、上記実施例と同様の効果が得ら
れる。
実施例に限らず、前述した米国特許第３９７１８７０号
明細書および特公昭５９−３２０５４号公報に開示され
ているものを用いても、上記実施例と同様の効果が得ら
れる。
（第２実施例）
１００±０．５ｍｍφ、抵抗率８−１０Ω・ａｍＳＰ型
、面方位（１１１）±１度、厚さ５８０±１０μｍのシ
リコンウェハを１００枚用意し、ウェハ間に上記第１実
施例のように両面にアクリル系粘着剤が塗布されたドー
パントフィルムを挟んで積層する。この場合、上記ドー
パントフィルムの成分は、ポリ酢酸ビニルを有機バイン
ダーとし、アルミナを無機バインダーとし、拡散用の不
純物元素の化合物として酸化ボロンＢ２Ｏ３を混合した
ものであり、その混合比（重量比）は次の様になってい
る。
、面方位（１１１）±１度、厚さ５８０±１０μｍのシ
リコンウェハを１００枚用意し、ウェハ間に上記第１実
施例のように両面にアクリル系粘着剤が塗布されたドー
パントフィルムを挟んで積層する。この場合、上記ドー
パントフィルムの成分は、ポリ酢酸ビニルを有機バイン
ダーとし、アルミナを無機バインダーとし、拡散用の不
純物元素の化合物として酸化ボロンＢ２Ｏ３を混合した
ものであり、その混合比（重量比）は次の様になってい
る。
次に、上記積層されているウェハを、Ｎ２ガスを流して
４００℃に管理されている拡散炉内にゆっくり挿入し、
５００℃に昇温し、ポリ酢酸ビニルを燃焼させる。この
燃焼時間は１００分である。
４００℃に管理されている拡散炉内にゆっくり挿入し、
５００℃に昇温し、ポリ酢酸ビニルを燃焼させる。この
燃焼時間は１００分である。
拡散炉は、プログラム管理により、上記燃焼の後に１２
５０℃に昇温し、所望の拡散深さを得るための熱処理を
行う。本実施例では、拡散深さとして１５０μｍ１１８
０μｍ、２２０μｍを目標として熱処理を行った。この
熱処理の間は前記Ｎ２ガスを流さないで０２ガスのみ流
している。この後、プログラム管理により、８００℃に
降温し、８００℃に達したらウェハをゆっくり拡散炉外
へ引き出す。拡散終了後は、ウェハをそのまま弗酸に浸
漬し、表面のボロンシリケートガラスを除くと共にウェ
ハを剥離して終了し、ウェハそれぞれの拡散深さｘｊを
測定する。
５０℃に昇温し、所望の拡散深さを得るための熱処理を
行う。本実施例では、拡散深さとして１５０μｍ１１８
０μｍ、２２０μｍを目標として熱処理を行った。この
熱処理の間は前記Ｎ２ガスを流さないで０２ガスのみ流
している。この後、プログラム管理により、８００℃に
降温し、８００℃に達したらウェハをゆっくり拡散炉外
へ引き出す。拡散終了後は、ウェハをそのまま弗酸に浸
漬し、表面のボロンシリケートガラスを除くと共にウェ
ハを剥離して終了し、ウェハそれぞれの拡散深さｘｊを
測定する。
なお、前記フィルムＡＳＢは、別々に拡散炉内に挿入し
て拡散を行っている。また、上記測定に際し、例えばア
ングルラツブ後のスプレッディング・レジスタンス法（
Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｒｅ５ｉｓｔａｎｃｅＰｒｏｂｅ
Ｍｅｔｈｏｄ）で抵抗を測定して得た拡散プロファイ
ルを第３図（ａ）乃至（Ｃ）に示しており、この測定結
果を次の表にまとめた。ここで、ｘｊは拡散深さ（μ”
） 、ｐ ｓはシート抵抗（Ω）である。
て拡散を行っている。また、上記測定に際し、例えばア
ングルラツブ後のスプレッディング・レジスタンス法（
Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｒｅ５ｉｓｔａｎｃｅＰｒｏｂｅ
Ｍｅｔｈｏｄ）で抵抗を測定して得た拡散プロファイ
ルを第３図（ａ）乃至（Ｃ）に示しており、この測定結
果を次の表にまとめた。ここで、ｘｊは拡散深さ（μ”
） 、ｐ ｓはシート抵抗（Ω）である。
なお、従来のドーパントフィルムの８２０３＞１１度は
、〜５％であり、これを用いた不純物拡散の結果は、ｘ
ｊ−２０５μｍ１ρｓ−０，１５Ωであった。
、〜５％であり、これを用いた不純物拡散の結果は、ｘ
ｊ−２０５μｍ１ρｓ−０，１５Ωであった。
上記表より、ボロン濃度の高いフィルムＡを用いて拡散
した場合、１８０μｍ以上の拡散深さで顕著な効果が現
れており、ｘｊが１０％深くなること（拡散時間で２０
％以上短縮されること）、ρＳが６０％以上も低下して
いることが解かる。
した場合、１８０μｍ以上の拡散深さで顕著な効果が現
れており、ｘｊが１０％深くなること（拡散時間で２０
％以上短縮されること）、ρＳが６０％以上も低下して
いることが解かる。
このことは、プロファイルを見ても解るように、濃度を
上げることで同一時間での拡散深さが深くなり、プロフ
ァイルが急峻になる効果があることになる。
上げることで同一時間での拡散深さが深くなり、プロフ
ァイルが急峻になる効果があることになる。
次に、上記ウェハをパワーデバイス用拡散ウェハに加工
し、パワートランジスタデバイスを製作した場合に、次
の特性項目の不良率の低減効果は、Ｉ ＣＢＯが５０％
、Ｉ ＣＦＬＲが８０％、Ｋが１００％、ＶＣＥＯ（Ｓ
ＡＴ）が８０％であった。
し、パワートランジスタデバイスを製作した場合に、次
の特性項目の不良率の低減効果は、Ｉ ＣＢＯが５０％
、Ｉ ＣＦＬＲが８０％、Ｋが１００％、ＶＣＥＯ（Ｓ
ＡＴ）が８０％であった。
なお、従来のフィルムを用いる場合に対する上記したよ
うな効果はボロン濃度が２２％程度の場合にも確認され
た。
うな効果はボロン濃度が２２％程度の場合にも確認され
た。
（第３実施例）
１００±０．５ｍｍφ、抵抗率５０−７０Ω＊ｃｍ、Ｎ
型、面方位（１１１）±１度、厚さ５８０±１０μｍの
シリコンウェハを１００枚用意し、ウェハ間に前記第１
実施例のように両面にアクリル系粘着剤が塗布されたド
ーパントフィルムを挟んで積層する。この場合、上記ド
ーパントフィルムの成分は、ポリ酢酸ビニルを有機バイ
ンダーとし、アルミナを無機バインダーとし、拡散用の
不純物元素の化合物として酸化リンＰ２Ｏ５を混合した
ものであり、その混合比は次の様になっている。
型、面方位（１１１）±１度、厚さ５８０±１０μｍの
シリコンウェハを１００枚用意し、ウェハ間に前記第１
実施例のように両面にアクリル系粘着剤が塗布されたド
ーパントフィルムを挟んで積層する。この場合、上記ド
ーパントフィルムの成分は、ポリ酢酸ビニルを有機バイ
ンダーとし、アルミナを無機バインダーとし、拡散用の
不純物元素の化合物として酸化リンＰ２Ｏ５を混合した
ものであり、その混合比は次の様になっている。
上記積層されているウェハを前記第２実施例と同様にし
て拡散した。この場合、拡散深さとして１３０μｍ、１
６０μｍ、１９０μｍを目標として熱処理を行った。こ
の結果を次の表にまとめた。
て拡散した。この場合、拡散深さとして１３０μｍ、１
６０μｍ、１９０μｍを目標として熱処理を行った。こ
の結果を次の表にまとめた。
なお、従来のドーパントフィルムのＰ２Ｏ５濃度は、〜
１０％であり、これを用いた不純物拡散の結果は、ｘｊ
−１８０ｔｔｍ、ｐｓ−０，０９Ωであった。
１０％であり、これを用いた不純物拡散の結果は、ｘｊ
−１８０ｔｔｍ、ｐｓ−０，０９Ωであった。
上記表より、リン濃度の高いフィルムＣあるいはＤを用
いて拡散した場合、同一時間での拡散深さが深くなり、
プロファイルが急峻になる効果があることが解り、従来
のフィルムを用いる場合に対する上記したような効果は
リン濃度が２０％程度の場合にも確認された。
いて拡散した場合、同一時間での拡散深さが深くなり、
プロファイルが急峻になる効果があることが解り、従来
のフィルムを用いる場合に対する上記したような効果は
リン濃度が２０％程度の場合にも確認された。
また、上記ウェハをパワーデバイス用拡散ウェハに加工
し、パワートランジスタデバイスを製作した場合に、Ｉ
ＣＢＯｌＩ ＣＡＲ−、Ｋ、 ＶＣＩ！。
し、パワートランジスタデバイスを製作した場合に、Ｉ
ＣＢＯｌＩ ＣＡＲ−、Ｋ、 ＶＣＩ！。
（ＳＡＴ）の特性項目の不良率が低減する効果が確認さ
れた。
れた。
なお、上記実施例のリンに代えて、Ａｓあるいはｓｂを
含ませたドーパントフィルムを用いた場合には、この不
純物濃度を１０％〜２０％にすることによって、上記実
施例と同様の効果が得られた。
含ませたドーパントフィルムを用いた場合には、この不
純物濃度を１０％〜２０％にすることによって、上記実
施例と同様の効果が得られた。
［発明の効果］
上述したように本発明のドーパントフィルムによれば、
ウェハとの密着性が良く、ウェハ間に挟んで大量のウェ
ハを積層し、この状態で不純物を拡散することが可能に
なり、ウェハに対する位置決め、位置合わせ等の自動機
械化を図ることが可能になる。
ウェハとの密着性が良く、ウェハ間に挟んで大量のウェ
ハを積層し、この状態で不純物を拡散することが可能に
なり、ウェハに対する位置決め、位置合わせ等の自動機
械化を図ることが可能になる。
また、本発明の半導体基板の不純物拡散方法によれば、
シリコンウェハに対する不純物の深い拡散を短時間の熱
処理で行うことができるので電力費などを削減でき、か
つ濃度勾配（拡散プロファイル）を急峻にすることがで
き、パワーデバイス用拡散ウェハの大口径化に伴ってコ
レクタ側の高濃度層の厚さを厚くしても、その表面抵抗
が高くならないのでデバイス形成後のトランジスタ特性
を向上させることができる。
シリコンウェハに対する不純物の深い拡散を短時間の熱
処理で行うことができるので電力費などを削減でき、か
つ濃度勾配（拡散プロファイル）を急峻にすることがで
き、パワーデバイス用拡散ウェハの大口径化に伴ってコ
レクタ側の高濃度層の厚さを厚くしても、その表面抵抗
が高くならないのでデバイス形成後のトランジスタ特性
を向上させることができる。
第１図は本発明のドーパントフィルムの一実施例を示す
側面図、第２図は第１図のドーパントフィルムをウェハ
間に挟んで積層した状態で不純物を拡散する方法の一例
を示す図、第３図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の半導体基
板の不純物拡散方法の一実施例が適用されたウェハの拡
散プロファイルの測定データを示す図である。 １・・・フィルム、２・・・アクリル系粘着剤、３・・
・ロール状剥離性シート、１０・・・ドーパントフィル
ム、２０・・・ウェハ、２１・・・ボート、２２・・・
拡散炉。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図
側面図、第２図は第１図のドーパントフィルムをウェハ
間に挟んで積層した状態で不純物を拡散する方法の一例
を示す図、第３図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の半導体基
板の不純物拡散方法の一実施例が適用されたウェハの拡
散プロファイルの測定データを示す図である。 １・・・フィルム、２・・・アクリル系粘着剤、３・・
・ロール状剥離性シート、１０・・・ドーパントフィル
ム、２０・・・ウェハ、２１・・・ボート、２２・・・
拡散炉。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図
Claims (2)
- （１）有機バインダーおよび無機系バインダーおよび拡
散用の不純物元素の化合物が含まれたドーパントフィル
ムであって、その両面に粘着剤が塗布されていることを
特徴とするドーパントフィルム。 - （２）請求項１記載のドーパントフィルムを半導体ウェ
ハ間に挟んで積層した状態で不純物を拡散する際、上記
フィルムの不純物濃度重量比を、不純物元素がボロンの
場合に９％〜２２％、リンの場合に１２％〜２０％とす
ることを特徴とする半導体基板の不純物拡散方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173718A JPH0715893B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | ドーパントフイルムおよび半導体基板の不純物拡散方法 |
| US07/263,202 US5024867A (en) | 1987-10-28 | 1988-10-27 | Dopant film and methods of diffusing impurity into and manufacturing a semiconductor wafer |
| KR1019880014097A KR920009717B1 (ko) | 1987-10-28 | 1988-10-28 | 도우펀트막 구조체와 이를 이용해서 반도체 웨이퍼에 불순물을 확산시키는 방법 및 그 반도체장치의 제조방법 |
| DE3852881T DE3852881T2 (de) | 1988-07-14 | 1988-10-31 | Dotierungsfolie und Methoden zur Diffusion von Verunreinigungen und Herstellung eines Halbleiterplättchens. |
| EP88118168A EP0350531B1 (en) | 1988-07-14 | 1988-10-31 | Dopant film and methods of diffusing impurity into and manufacturing a semiconductor wafer |
| US07/600,584 US5073517A (en) | 1987-10-28 | 1990-10-18 | Dopant film and methods of diffusing impurity into and manufacturing a semiconductor wafer |
| US07/600,586 US5094976A (en) | 1988-07-14 | 1990-10-18 | Dopant film and methods of diffusing impurity into and manufacturing a semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173718A JPH0715893B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | ドーパントフイルムおよび半導体基板の不純物拡散方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0225019A true JPH0225019A (ja) | 1990-01-26 |
| JPH0715893B2 JPH0715893B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15965856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63173718A Expired - Fee Related JPH0715893B2 (ja) | 1987-10-28 | 1988-07-14 | ドーパントフイルムおよび半導体基板の不純物拡散方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5094976A (ja) |
| EP (1) | EP0350531B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0715893B2 (ja) |
| DE (1) | DE3852881T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7682422B2 (en) | 2004-02-19 | 2010-03-23 | Ube Industries, Ltd. | Method for separating/recovering oxygen-rich air from air, its apparatus and gas separation membrane module |
| JP2013207185A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 不純物拡散成分の拡散方法、及び太陽電池の製造方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0709878B1 (en) * | 1994-10-24 | 1998-04-01 | Naoetsu Electronics Company | Method for the preparation of discrete substrate plates of semiconductor silicon wafer |
| US5670415A (en) * | 1994-05-24 | 1997-09-23 | Depositech, Inc. | Method and apparatus for vacuum deposition of highly ionized media in an electromagnetic controlled environment |
| DE19538612A1 (de) * | 1995-10-17 | 1997-04-24 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung einer Siliziumscheibe |
| US6132798A (en) * | 1998-08-13 | 2000-10-17 | Micron Technology, Inc. | Method for applying atomized adhesive to a leadframe for chip bonding |
| US6030857A (en) | 1996-03-11 | 2000-02-29 | Micron Technology, Inc. | Method for application of spray adhesive to a leadframe for chip bonding |
| US5810926A (en) * | 1996-03-11 | 1998-09-22 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for applying atomized adhesive to a leadframe for chip bonding |
| CN1272222A (zh) * | 1997-08-21 | 2000-11-01 | Memc电子材料有限公司 | 处理半导体晶片的方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3183130A (en) * | 1962-01-22 | 1965-05-11 | Motorola Inc | Diffusion process and apparatus |
| US3630793A (en) * | 1969-02-24 | 1971-12-28 | Ralph W Christensen | Method of making junction-type semiconductor devices |
| US3971870A (en) * | 1971-07-27 | 1976-07-27 | Semi-Elements, Inc. | Semiconductor device material |
| JPS5932054B2 (ja) * | 1977-12-17 | 1984-08-06 | 東京応化工業株式会社 | ド−パントフィルムとその使用方法 |
| JPS5658228A (en) * | 1979-10-16 | 1981-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | Installation of filmlike source of diffusion |
| JPS5790936A (en) * | 1980-11-27 | 1982-06-05 | Mitsubishi Electric Corp | Impurity diffusing method |
| DE3207870A1 (de) * | 1982-03-05 | 1983-09-15 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Dotierungsfolie zur dotierung von halbleiterkoerpern und verfahren zu deren herstellung |
| JPS58176926A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-17 | Hitachi Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS58215022A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-14 | Hitachi Ltd | 半導体への不純物拡散法 |
| JPS59196380A (ja) * | 1984-01-30 | 1984-11-07 | Hitachi Ltd | 熱収縮粘着テ−プ |
| EP0185767B1 (en) * | 1984-05-29 | 1991-01-23 | MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. | Film for machining wafers |
| US4661177A (en) * | 1985-10-08 | 1987-04-28 | Varian Associates, Inc. | Method for doping semiconductor wafers by rapid thermal processing of solid planar diffusion sources |
| DE3639266A1 (de) * | 1985-12-27 | 1987-07-02 | Fsk K K | Haftfolie |
| DE3787680T2 (de) * | 1986-07-09 | 1994-03-10 | Lintec Corp | Klebestreifen zum Kleben von Plättchen. |
-
1988
- 1988-07-14 JP JP63173718A patent/JPH0715893B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-31 DE DE3852881T patent/DE3852881T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-31 EP EP88118168A patent/EP0350531B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-18 US US07/600,586 patent/US5094976A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7682422B2 (en) | 2004-02-19 | 2010-03-23 | Ube Industries, Ltd. | Method for separating/recovering oxygen-rich air from air, its apparatus and gas separation membrane module |
| JP2013207185A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 不純物拡散成分の拡散方法、及び太陽電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5094976A (en) | 1992-03-10 |
| JPH0715893B2 (ja) | 1995-02-22 |
| EP0350531A3 (en) | 1990-04-04 |
| EP0350531B1 (en) | 1995-01-25 |
| DE3852881D1 (de) | 1995-03-09 |
| EP0350531A2 (en) | 1990-01-17 |
| DE3852881T2 (de) | 1995-07-06 |
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