JPS59181531A - 拡散領域の形成方法 - Google Patents
拡散領域の形成方法Info
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- JPS59181531A JPS59181531A JP58053672A JP5367283A JPS59181531A JP S59181531 A JPS59181531 A JP S59181531A JP 58053672 A JP58053672 A JP 58053672A JP 5367283 A JP5367283 A JP 5367283A JP S59181531 A JPS59181531 A JP S59181531A
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- JP
- Japan
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- silicon substrate
- type silicon
- diffusion region
- treatment
- oxidizing atmosphere
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P30/00—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
Landscapes
- Bipolar Transistors (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】
（技術分野）
この発明は、Ｎ型シリコン基板にＰ型の浅い拡散層を形
成する拡散領域の形成方法に関する。
成する拡散領域の形成方法に関する。
（従来技術）
近年、ＢＦ＋、 ＢＦ２＋などと濃化ボロン全シリコン
基板にイオンを注入する技術が開発され、実用化されつ
つある。
基板にイオンを注入する技術が開発され、実用化されつ
つある。
濃化テロンイオンは、ボロンイオンを使用するより、イ
オン電流が大きくとれるため、高濃度の不純物をシリコ
ン永板内に短時間に注入することが可能である。
オン電流が大きくとれるため、高濃度の不純物をシリコ
ン永板内に短時間に注入することが可能である。
また、短時間の熱処理に」：９、注入不純物の不純物濃
度分布全はとんど変化せずに、活性化できる特徴を有し
ている。
度分布全はとんど変化せずに、活性化できる特徴を有し
ている。
しかし、濃化ボロンは、ボロンイオンより重量が太きい
ため、基板に注入後、アモルファス状態にあるイオン注
入領域をアニールして再結晶化させると、結晶欠陥が発
生し易い欠点がある。
ため、基板に注入後、アモルファス状態にあるイオン注
入領域をアニールして再結晶化させると、結晶欠陥が発
生し易い欠点がある。
この結晶欠陥は、接合部のリーク電流を増大させ、半導
体装置の歩留低下を招来していた。これは、注入された
濃紫が結晶欠陥にゲッタされ、再結晶化が抑制され、結
晶欠陥として残るものと考えられている。
体装置の歩留低下を招来していた。これは、注入された
濃紫が結晶欠陥にゲッタされ、再結晶化が抑制され、結
晶欠陥として残るものと考えられている。
（発明の目的）
この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、注入ゾロンのグロファイルを変えずに、残留欠
陥を回復することができる拡散領域の形成方法を提供す
ることを目的とする。
もので、注入ゾロンのグロファイルを変えずに、残留欠
陥を回復することができる拡散領域の形成方法を提供す
ることを目的とする。
（発明の構成）
この発明の拡散領域の形成方法は、ｎ型シリコン基板に
濃化ボロンをイオン注入し、短時間にイオン注入領域を
活性化し、非酸化性雰囲気で上記ｎ形シリコン基板を４
００℃〜７００℃で熱処理するようにしたものである。
濃化ボロンをイオン注入し、短時間にイオン注入領域を
活性化し、非酸化性雰囲気で上記ｎ形シリコン基板を４
００℃〜７００℃で熱処理するようにしたものである。
（実施例）
以下、この発明の拡散領域の形成方法の実施例について
図面に基づき説明する。第１図（ａ）ないし第１図（ｄ
）はその−実施例の工程説明図である。まず、第１図（
ａ）に示すように、ｎ型シリコン基板１（不純物濃度Ｉ
Ｘ １０ ” ／ｃｒｔｌ ）上に５ｉｎ２ による
酸化膜２を２０００Ａ程度形成し、ソースまたはドレイ
ン領域となる拡散領域の形成部分を開口して開口部３を
エツチングによ！ｌｌパターン化して形成する。
図面に基づき説明する。第１図（ａ）ないし第１図（ｄ
）はその−実施例の工程説明図である。まず、第１図（
ａ）に示すように、ｎ型シリコン基板１（不純物濃度Ｉ
Ｘ １０ ” ／ｃｒｔｌ ）上に５ｉｎ２ による
酸化膜２を２０００Ａ程度形成し、ソースまたはドレイ
ン領域となる拡散領域の形成部分を開口して開口部３を
エツチングによ！ｌｌパターン化して形成する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、イオン加速電圧７０
に■〜１． ＯＯＫＶで濃化ボロンイオン４を、開口部
３全通して１１型シリコン基板１の拡散領域部分に注入
する。このときの不純物ドーズ量はＩ Ｘ １０１５／
ｄ程度である。
に■〜１． ＯＯＫＶで濃化ボロンイオン４を、開口部
３全通して１１型シリコン基板１の拡散領域部分に注入
する。このときの不純物ドーズ量はＩ Ｘ １０１５／
ｄ程度である。
次いで、第１図（Ｃ）に示すように、短時間でＡｒＣＷ
レーザビーム５を照射してＡｒ ＣＷレーザアニールを
行う。この場合、たとえば、Ａｒ ｃｗレーザビームの
出力電力ｆｆ１１．ＯＷ、ビームスポット径全６０μφ
、ビームスキャン速度を２〜６ ｏｎ／秒、 ビーム
ピッチ１０μφ、ビームスポット温！”’、ｒ ９００
〜１２００℃とした場合の試料の不純物ゾロファイルは
第２図に示すごとくになる。
レーザビーム５を照射してＡｒ ＣＷレーザアニールを
行う。この場合、たとえば、Ａｒ ｃｗレーザビームの
出力電力ｆｆ１１．ＯＷ、ビームスポット径全６０μφ
、ビームスキャン速度を２〜６ ｏｎ／秒、 ビーム
ピッチ１０μφ、ビームスポット温！”’、ｒ ９００
〜１２００℃とした場合の試料の不純物ゾロファイルは
第２図に示すごとくになる。
この第２図は横軸に拡散深さく Ａ′） ｔとジ、縦軸
に不純物濃度（ｃｒｎ−３）をとって示しておジ、特性
Ａはボロンの濃度、特性Ｂは濃紫の濃度を示づ＝。
に不純物濃度（ｃｒｎ−３）をとって示しておジ、特性
Ａはボロンの濃度、特性Ｂは濃紫の濃度を示づ＝。
この第２図よｐ明らか彦ように、ＡｒＣＷレーザビーム
５によるアニールだけでは、濃紫のプロファイルは、特
性Ｂにおいて、ビークＢｌ、Ｂ２のごとくダブルビーク
を示し、第１図（ｃ）に示すＰ型の拡散領域６中におけ
る注入された濃紫が欠陥にゲッタさｔ、欠陥領域７ ａ
、 ７ ｂ、”ｋ形成する。
５によるアニールだけでは、濃紫のプロファイルは、特
性Ｂにおいて、ビークＢｌ、Ｂ２のごとくダブルビーク
を示し、第１図（ｃ）に示すＰ型の拡散領域６中におけ
る注入された濃紫が欠陥にゲッタさｔ、欠陥領域７ ａ
、 ７ ｂ、”ｋ形成する。
第３図はこの欠陥の程度を示すものであり、後方散乱法
の結果を示している。この第３図は横軸にチャンネル、
拡散深さをとり、縦軸にイオンの散乱収量會とって示し
ている。
の結果を示している。この第３図は横軸にチャンネル、
拡散深さをとり、縦軸にイオンの散乱収量會とって示し
ている。
チャンネル数は１．．５ＭｅＶ−の高速のＨｅイオンを
照射されたｎ型シリコン基板１の表面から反射してくる
イオンエネルギで、ｎ型シリコン基板１の深さに相当し
、イオンの散乱収量はｎ型シリコン基板１から反射して
きたＨｅイオン数であり、格子からの原子のずれ程度に
相当する。
照射されたｎ型シリコン基板１の表面から反射してくる
イオンエネルギで、ｎ型シリコン基板１の深さに相当し
、イオンの散乱収量はｎ型シリコン基板１から反射して
きたＨｅイオン数であり、格子からの原子のずれ程度に
相当する。
この第３図よジ明らかなように、イオンの散乱収量が高
い！１ど、結晶欠陥が多いことを表わしており、表面に
二つの結晶性の悪い領域、つまり、第１図（ｃ）におけ
る欠陥領域７ ａ ｒ ７ ｂが存在していることがわ
かる。これは、第２図に示した濃紫濃度の高い領域、す
なわち、ビークＢｌ 、Ｂ２に対応している。
い！１ど、結晶欠陥が多いことを表わしており、表面に
二つの結晶性の悪い領域、つまり、第１図（ｃ）におけ
る欠陥領域７ ａ ｒ ７ ｂが存在していることがわ
かる。これは、第２図に示した濃紫濃度の高い領域、す
なわち、ビークＢｌ 、Ｂ２に対応している。
そこで、この発明は、第１図（Ｃ）で示したＡｒＣＷレ
ーザによるアニール処理後、さらに、第１図（ｄ）に示
すように、非酸化性雰囲気でｎ型シリコン基板１を低温
で熱処理する。この場合の条件として、たとえは、非酸
化性雰囲気はＮ２ガスを使用し、熱処理温度は４００〜
７００℃とし、熱処理時間は３０〜６０分とする。
ーザによるアニール処理後、さらに、第１図（ｄ）に示
すように、非酸化性雰囲気でｎ型シリコン基板１を低温
で熱処理する。この場合の条件として、たとえは、非酸
化性雰囲気はＮ２ガスを使用し、熱処理温度は４００〜
７００℃とし、熱処理時間は３０〜６０分とする。
このように、レーザアニールの活性化に続いて、非酸化
性雰囲気中で熱処理を行なうことにより、拡散領域６と
ｎ型シリコン基板１との接合深さを保ったまま、結晶欠
陥の回復が可能となる。゛第４図および第５図はこの状
態を示すものであり、第２図、第３図に示した試料作成
後、Ｎ２雰囲気中で、５００℃、３０分の電気炉アニー
ルを行った試料の不純物プロファイルを第４図に示して
おり、その結晶性を示す後方散乱測定結果を第５図に示
している。
性雰囲気中で熱処理を行なうことにより、拡散領域６と
ｎ型シリコン基板１との接合深さを保ったまま、結晶欠
陥の回復が可能となる。゛第４図および第５図はこの状
態を示すものであり、第２図、第３図に示した試料作成
後、Ｎ２雰囲気中で、５００℃、３０分の電気炉アニー
ルを行った試料の不純物プロファイルを第４図に示して
おり、その結晶性を示す後方散乱測定結果を第５図に示
している。
第４図中のＡ１はボロン、Ｂｌｌは濃紫ｔｖ磯ｔｗを示
す。上記第１図（ｄ）の低温の熱処理では、ボロンの分
布は第２図の特性Ａと第４図の特性Ａ１とを比較しても
明らかなように、変らず、また、接合深さも変らない。
す。上記第１図（ｄ）の低温の熱処理では、ボロンの分
布は第２図の特性Ａと第４図の特性Ａ１とを比較しても
明らかなように、変らず、また、接合深さも変らない。
これに対し、第２図の特性Ｂ１第４図の特性Ｂ１１を比
較しても明らかなように、濃紫は外方拡散により、不純
物濃度の減少が見られ、第３図では表われている極小部
（ビークＢ１とＢ２の間）が減少していることがわかる
。
較しても明らかなように、濃紫は外方拡散により、不純
物濃度の減少が見られ、第３図では表われている極小部
（ビークＢ１とＢ２の間）が減少していることがわかる
。
と八にともない、第５図に示したように、第３図でイオ
ンの散乱収量の高かった領域の収量の低下が見ら７′１
１、結晶欠陥金星すピーク値が一つ消滅し、かつチャン
ネル全体に亘ってレベルが減少していることがわかる。
ンの散乱収量の高かった領域の収量の低下が見ら７′１
１、結晶欠陥金星すピーク値が一つ消滅し、かつチャン
ネル全体に亘ってレベルが減少していることがわかる。
以上説明したように、第１の実施例では、注入時の不純
物分布全はぼ保っ短時間の活性化の熱処理の改良として
、低温熱処理全追加するものであジ、それによって、残
留欠陥（結晶欠陥）の低減の利点があり、接合深さも保
つものである。したがって、ｐｎ接合の特性が向上する
と云う利点がある。
物分布全はぼ保っ短時間の活性化の熱処理の改良として
、低温熱処理全追加するものであジ、それによって、残
留欠陥（結晶欠陥）の低減の利点があり、接合深さも保
つものである。したがって、ｐｎ接合の特性が向上する
と云う利点がある。
（発明の効果〕
以上のように、この発明の拡散領域の形成方法によれば
、ｎ型シリコン基板にイオン注入して活性化した後に短
時間濃酸化性雰囲気中で低温の熱処理を行うようにした
ので、結晶性の良好な浅いｐ＋ｎ接合を形成できる。こ
れにともない、ｐ＋ｎ接合を有するすべての半導体装置
に利用できるものである。
、ｎ型シリコン基板にイオン注入して活性化した後に短
時間濃酸化性雰囲気中で低温の熱処理を行うようにした
ので、結晶性の良好な浅いｐ＋ｎ接合を形成できる。こ
れにともない、ｐ＋ｎ接合を有するすべての半導体装置
に利用できるものである。
第１図（ａ）ないし第１図（ｄ）はそれぞれこの発明の
拡散領域の形成方法の一実施例の工程説明図、第２図は
同上拡散領域の形成方法における短時間熱処理後の不純
物プロファイルを示す図、第３図は同上短時間熱処理後
の後方散乱測定法の結果を示す図、第４図は同上拡散領
域の形成方法における短時間熱処理後、低温熱処理した
場合の不純物プロファイルを示す図、第５図は則上短時
間熱処理後低温熱処理をした場合の後方散乱測定法の結
果を示す図である。 １・・・ｎ型シリコン基板、２・・・酸化膜、３・・・
開口部、４・濃化ボロンイオノ、５・・・Ａｒ ＣＷレ
ーザビーム、６・・・ｐｍの拡散領域、７ａ 、７ｂ・
欠陥領域。 特許出願人 沖電気工業株式会社 窮１図 第２図 チャＪ７ノＬ ；ダ 手続補正書 昭和５８年戸＞ Ｊ’４２８Ｌ１ 特許庁長官若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特 許 願第 ５３６７２ 号２、発明
の名称 拡散領域の形成方法 ３、補正をする者 ７Ｊ＋ ｆ’ｌ：との関係 特 許 出願人
（０２９）沖寛気工莱株式会社 ４代理人 ５、補正命令の（］伺 １［６和 年 月 ｒ
ｌ（自発）６、補止の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面７ 補正の内
容 別紙の通り ７、 補正の内容 １）明細−８１頁１６行ないし２頁１４行「近年・・・
・・・考えられている。」を下記のように削正する。 記 Ｎ型シリコン基板にＢＦ、ＢＦ、などと枡化ボロンをイ
オン注入し、その后の熱処理によシＰ型の拡散層を形成
する工程において、ビームアニール、ヒーターアニール
あるイハランプアニール等の短時間の熱処理によシ、イ
オン注入不純物のプロファイル全はとんど変化させずに
電気的に活性化し、浅いＰ型層全形成することが、可能
である。 しかしながら、イオン注入不純物として濃化ボロンを用
いると、これらの短時間熱処理によって形成されたＰ型
拡散層には結晶欠陥が発生し易い欠点があり、接合部の
リーク電流全増大させ半導体装置の歩留低下を招来して
いた。 ２）同４頁１８行「散乱法の」ヲ「散乱法（チヤネリン
グ法）の」と訂正する。 ３）同４頁１９行「拡散深さ」を削除する。 ４）同５貞２行「の表面」を削除する。 ５）同６頁９行「測定結果」を「測定（チャネリング法
）結果」と削正する。 ６）同６頁１７行ないし末行「濃紫は・・・・・・こと
がわかる。」を「濃紫は、第２図で表われているビーク
Ｂ２が減少していることがわかる。」と訂正する。 ７）同７頁１６行「濃酸化性」ヲ「非酸化性」と訂正す
る。 ８）図面第４図を別紙の通シ引正する。 第４図 深さく′Ａ） １３７一
拡散領域の形成方法の一実施例の工程説明図、第２図は
同上拡散領域の形成方法における短時間熱処理後の不純
物プロファイルを示す図、第３図は同上短時間熱処理後
の後方散乱測定法の結果を示す図、第４図は同上拡散領
域の形成方法における短時間熱処理後、低温熱処理した
場合の不純物プロファイルを示す図、第５図は則上短時
間熱処理後低温熱処理をした場合の後方散乱測定法の結
果を示す図である。 １・・・ｎ型シリコン基板、２・・・酸化膜、３・・・
開口部、４・濃化ボロンイオノ、５・・・Ａｒ ＣＷレ
ーザビーム、６・・・ｐｍの拡散領域、７ａ 、７ｂ・
欠陥領域。 特許出願人 沖電気工業株式会社 窮１図 第２図 チャＪ７ノＬ ；ダ 手続補正書 昭和５８年戸＞ Ｊ’４２８Ｌ１ 特許庁長官若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特 許 願第 ５３６７２ 号２、発明
の名称 拡散領域の形成方法 ３、補正をする者 ７Ｊ＋ ｆ’ｌ：との関係 特 許 出願人
（０２９）沖寛気工莱株式会社 ４代理人 ５、補正命令の（］伺 １［６和 年 月 ｒ
ｌ（自発）６、補止の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面７ 補正の内
容 別紙の通り ７、 補正の内容 １）明細−８１頁１６行ないし２頁１４行「近年・・・
・・・考えられている。」を下記のように削正する。 記 Ｎ型シリコン基板にＢＦ、ＢＦ、などと枡化ボロンをイ
オン注入し、その后の熱処理によシＰ型の拡散層を形成
する工程において、ビームアニール、ヒーターアニール
あるイハランプアニール等の短時間の熱処理によシ、イ
オン注入不純物のプロファイル全はとんど変化させずに
電気的に活性化し、浅いＰ型層全形成することが、可能
である。 しかしながら、イオン注入不純物として濃化ボロンを用
いると、これらの短時間熱処理によって形成されたＰ型
拡散層には結晶欠陥が発生し易い欠点があり、接合部の
リーク電流全増大させ半導体装置の歩留低下を招来して
いた。 ２）同４頁１８行「散乱法の」ヲ「散乱法（チヤネリン
グ法）の」と訂正する。 ３）同４頁１９行「拡散深さ」を削除する。 ４）同５貞２行「の表面」を削除する。 ５）同６頁９行「測定結果」を「測定（チャネリング法
）結果」と削正する。 ６）同６頁１７行ないし末行「濃紫は・・・・・・こと
がわかる。」を「濃紫は、第２図で表われているビーク
Ｂ２が減少していることがわかる。」と訂正する。 ７）同７頁１６行「濃酸化性」ヲ「非酸化性」と訂正す
る。 ８）図面第４図を別紙の通シ引正する。 第４図 深さく′Ａ） １３７一
Claims (1)
- ｎ型シリコン基板に濃化ポロン會イオン注入する工程と
、このイオン注入後イオン注入領域を短時間に活性化す
る工程と、この活性化後非酸化性雰凹気で上記ｎ型シリ
コン基板Ｔｈ ４００°〜７００℃の低温熱処理を行う
工程とよりなる拡散領域の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58053672A JPS59181531A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 拡散領域の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58053672A JPS59181531A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 拡散領域の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181531A true JPS59181531A (ja) | 1984-10-16 |
| JPS641925B2 JPS641925B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=12949319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58053672A Granted JPS59181531A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 拡散領域の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181531A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145818A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Sony Corp | 半導体薄膜の熱処理方法 |
| JPS61283133A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-13 | Hitachi Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JP2003059856A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-28 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58053672A patent/JPS59181531A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145818A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Sony Corp | 半導体薄膜の熱処理方法 |
| JPS61283133A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-13 | Hitachi Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JP2003059856A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-28 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS641925B2 (ja) | 1989-01-13 |
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