JPH043663B2 - - Google Patents
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- JPH043663B2 JPH043663B2 JP18383381A JP18383381A JPH043663B2 JP H043663 B2 JPH043663 B2 JP H043663B2 JP 18383381 A JP18383381 A JP 18383381A JP 18383381 A JP18383381 A JP 18383381A JP H043663 B2 JPH043663 B2 JP H043663B2
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Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多結晶シリコン層に均一にリン（Ｐ）
などの不純物を添加する方法に関するものであ
る。一般に多結晶シリコンの形成はモノシラン
（SiH4）ガスをソースガスとして、常圧か減圧気
相成長法により行われる。従来この多結晶シリコ
ン層に不純物をドービングする際、多結晶Si層の
結晶粒径について考慮が払われていなかつたが、
今回多結晶シリコン層にＰを、例えばPOCl3をソ
ースとして拡散添加する場合に結晶粒径により添
加濃度が変化する事が判明した。本発明はこの点
を考慮し、結晶粒径は100nm以下にする条件で多
結晶シリコン層を形成するならば、POCl3拡散の
温度が1000℃以下の比較的低温であつてもウエー
ハ面内、且つウエーハ間の添加濃度を均一に保ち
得る方法を提供するものである。
などの不純物を添加する方法に関するものであ
る。一般に多結晶シリコンの形成はモノシラン
（SiH4）ガスをソースガスとして、常圧か減圧気
相成長法により行われる。従来この多結晶シリコ
ン層に不純物をドービングする際、多結晶Si層の
結晶粒径について考慮が払われていなかつたが、
今回多結晶シリコン層にＰを、例えばPOCl3をソ
ースとして拡散添加する場合に結晶粒径により添
加濃度が変化する事が判明した。本発明はこの点
を考慮し、結晶粒径は100nm以下にする条件で多
結晶シリコン層を形成するならば、POCl3拡散の
温度が1000℃以下の比較的低温であつてもウエー
ハ面内、且つウエーハ間の添加濃度を均一に保ち
得る方法を提供するものである。
実施例
多結晶シリコン層を低圧気相成長法により、
1000Å厚の二酸化シリコン（SiO2）上に3500Å
形成する。ソースガスはSiH4で窒素（N2）ガス
をベースとし、圧力は1.0Torr、形成温度は500
〜850℃の範囲で行つた。このようにして形成し
た多結晶シリコン層にＰをPOCl3をソースとして
拡散した。拡散温度と時間は1000℃、25分と、
875℃、20分の二通り実施した。
1000Å厚の二酸化シリコン（SiO2）上に3500Å
形成する。ソースガスはSiH4で窒素（N2）ガス
をベースとし、圧力は1.0Torr、形成温度は500
〜850℃の範囲で行つた。このようにして形成し
た多結晶シリコン層にＰをPOCl3をソースとして
拡散した。拡散温度と時間は1000℃、25分と、
875℃、20分の二通り実施した。
第１図に示すように、1000℃のPOCl3拡散の場
合には、拡散後の表面層抵抗ρsの値はほぼ20Ω／
□であり、ウエーハ面内、ならびにウエーハ間の
ρsの不均一性は±２％以内に保つことができる。
合には、拡散後の表面層抵抗ρsの値はほぼ20Ω／
□であり、ウエーハ面内、ならびにウエーハ間の
ρsの不均一性は±２％以内に保つことができる。
しかし、低温の875℃でPOCl3拡散を行つた場
合には第１図に示すように、ρsの不均一性は大き
く、その程度は多結晶シリコンの形成温度に大き
く依存する。不均一性を±２％以内に抑えるため
には形成温度は600℃以下あるいは700℃以上を選
ばねばならないことが理解できる。
合には第１図に示すように、ρsの不均一性は大き
く、その程度は多結晶シリコンの形成温度に大き
く依存する。不均一性を±２％以内に抑えるため
には形成温度は600℃以下あるいは700℃以上を選
ばねばならないことが理解できる。
この原因を究明するために以下に示す実験を行
つた。まず低圧気相成長後の多結晶シリコン層の
結晶粒径ならびに多結晶シリコンにPOCl3拡散を
実施した試料の結晶粒径を、透過電子顕微鏡によ
り観察した。この結晶を第２図、第３図に示す
が、多結晶形成直後には第２図に示す様に、結晶
粒径は形成温度に依存する。一方POCl3拡散を施
した試料の結晶粒径は、1000℃の場合には良く識
られているように不純物Ｐの高濃度添加による粒
径の増大が観察されるが、多結晶形成温度には依
存せずほぼ5000Åを維持しているのに対して、
POCl3拡散875℃の場合には多結晶形成温度に大
きく依存する。875℃拡散ではもともとの結晶粒
径が大きい場合には粒径の成長が抑止され、拡散
後のρs値も70Ω／□と高くなつてしまう。
つた。まず低圧気相成長後の多結晶シリコン層の
結晶粒径ならびに多結晶シリコンにPOCl3拡散を
実施した試料の結晶粒径を、透過電子顕微鏡によ
り観察した。この結晶を第２図、第３図に示す
が、多結晶形成直後には第２図に示す様に、結晶
粒径は形成温度に依存する。一方POCl3拡散を施
した試料の結晶粒径は、1000℃の場合には良く識
られているように不純物Ｐの高濃度添加による粒
径の増大が観察されるが、多結晶形成温度には依
存せずほぼ5000Åを維持しているのに対して、
POCl3拡散875℃の場合には多結晶形成温度に大
きく依存する。875℃拡散ではもともとの結晶粒
径が大きい場合には粒径の成長が抑止され、拡散
後のρs値も70Ω／□と高くなつてしまう。
第１図と、第２，３図とを合わせ考えるなら
ば、ρsの不均一性は多結晶形成直後の結晶粒径に
大きく依存していることが理解される。
ば、ρsの不均一性は多結晶形成直後の結晶粒径に
大きく依存していることが理解される。
近年の半導体素子の微細化に伴ないPOCl3拡散
の温度も低温化される傾向に有り、この場合特に
この結晶粒径に注意を払う事が重要となる。
の温度も低温化される傾向に有り、この場合特に
この結晶粒径に注意を払う事が重要となる。
したがつて、第１図乃至第３図から明らかなよ
うに、多結晶シリコンの形成温度をほぼ500〜600
℃もしくは700〜850℃とすれば、多結晶シリコン
形成後の結晶粒径は小さく、また、POCl3拡散後
の粒径の増大も認められ、低温度で拡散を行つて
も、ρsの変動は極めて小さい。
うに、多結晶シリコンの形成温度をほぼ500〜600
℃もしくは700〜850℃とすれば、多結晶シリコン
形成後の結晶粒径は小さく、また、POCl3拡散後
の粒径の増大も認められ、低温度で拡散を行つて
も、ρsの変動は極めて小さい。
したがつて、ほぼ500〜600℃もしくは700〜850
℃で多結晶シリコンを形成し、不純物拡散温度を
低くすれば、高集積密度を有する半導体装置の形
成に極めて有効である。
℃で多結晶シリコンを形成し、不純物拡散温度を
低くすれば、高集積密度を有する半導体装置の形
成に極めて有効である。
なお、上記説明は便宜上、リンを拡散した場合
について行つたが、リンのみではなく、ＢやAs
などの各種不純物を拡散する場合も同じ結果が得
られ、これらの不純物を拡散する場合にも適用す
ることができる。
について行つたが、リンのみではなく、ＢやAs
などの各種不純物を拡散する場合も同じ結果が得
られ、これらの不純物を拡散する場合にも適用す
ることができる。
第１図乃至第３図は本発明の原理を説明するた
めの曲線図である。
めの曲線図である。
Claims (1)
- １ 500〜550℃に保たれたウエーハ上に、気相反
応によつて多結晶シリコン膜を形成する工程と、
上記多結晶シリコン膜内に不純物を拡散する工程
を含むことを特徴とする不純物拡散方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18383381A JPS5888114A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 不純物拡散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18383381A JPS5888114A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 不純物拡散方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5888114A JPS5888114A (ja) | 1983-05-26 |
| JPH043663B2 true JPH043663B2 (ja) | 1992-01-23 |
Family
ID=16142634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18383381A Granted JPS5888114A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 不純物拡散方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5888114A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06101535B2 (ja) * | 1984-04-17 | 1994-12-12 | 株式会社東芝 | 半導体抵抗層の形成方法 |
-
1981
- 1981-11-18 JP JP18383381A patent/JPS5888114A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5888114A (ja) | 1983-05-26 |
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