JPS60245218A - 半導体素子の製造方法とその装置 - Google Patents

半導体素子の製造方法とその装置

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JPS60245218A
JPS60245218A JP59251431A JP25143184A JPS60245218A JP S60245218 A JPS60245218 A JP S60245218A JP 59251431 A JP59251431 A JP 59251431A JP 25143184 A JP25143184 A JP 25143184A JP S60245218 A JPS60245218 A JP S60245218A
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semiconductor
dopant
vacuum chamber
predetermined
pressure
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JP59251431A
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ラズロ・ゾルギエミイ
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Mitel Corp
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Publication date
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    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
    • 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
    • H10P32/00—Diffusion of dopants within, into or out of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
    • H10P32/12—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers between a solid phase and a gaseous phase
    • 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
    • H10P32/00—Diffusion of dopants within, into or out of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P32/10—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers
    • H10P32/17—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers characterised by the semiconductor material
    • H10P32/171—Diffusion of dopants within, into or out of semiconductor bodies or layers characterised by the semiconductor material being group IV material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体素子の製造に係わり、詳述すれば、半導
体基板に不純物を拡散させる方法とそのための装置とに
関する。
従来技術 半導体基板に不純物を拡散させることは、不純物拡散法
による半導体素子の製造方法の中で重要な工程の一つで
ある。不純物を拡散させるには、先ず、半導体基板の表
面に適量の不純物を付着させ、次いで、高温同相拡散作
用を利用して半導体基板に不純物をしみ込ませることに
よって行なわれている。ことに、不純物を半導体基板に
しみ込ませること自体は、現在の技術では難なく行える
ようになっているとともに、制御しやすくなっているが
、不純物を半導体基板の表面に付着させることについて
は改良の余地が残されている。
現在のところ最も広く採用されている不純物の付着方法
として、いわゆる「熱望式開放端型管状平炉による付着
法（ｈｏｔ　ｗａｌｌ　ｏｐｅｎ　ｔｕｂｅ　ｆｕｒｎ
ａｃ、ｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）Ｊがしられており、
このイ」着法では、半導体基板をキャリヤに載置した後
、キャリヤごと炉内に搬入し、その後、雰囲気調整用気
化組成物で炉内をパージしている。この気化組成物には
所定濃度のドーパント（不純物）が気相の形で混　゛さ
っている。気相の状態にあるドーパントが半導体基板の
表面に付着する理由としては、ドーパントの活性分子が
半導体基板の表面と急速反応し、その結果、ドーパント
を含まないガス体の幕が半導体基板の表面上で停滞する
からであると一般に認められている。この説明では、ド
ーパントの分子が半導体基板の表面に付着するのは、基
板表面の上方で停滞している前記ガス体の幕を浸透する
からであり、そのため、拡散作用か促進されることにな
り、かくて、前記ガス体の温度、組成、流体特性、それ
に、半導体の表面特性などの複雑な働きによって、ドー
パント原子が定まる。もつとも、ガス体の温度、組成、
流体特性、それに、半導体の表面特性などのパラメータ
を同時にコントロールすることは容易ではないから、ド
ーピングのプロセスの全体にわたるコントロールを完全
に行うことができない。また、半導体基板の表面には一
般に大量のドーパント原子が存在しているから、格子の
変形が起こりやすく、その結果、仕上り半導体素子が所
望の電子的特性を充分溝たさないことが多い。
前述の拡散法に代わるものとして、インプラ法も一般に
よく使われている。このインプラ法では、ドーパント原
子をイオン化して、半導体基板の表面へと高エネルギー
イオンビームとして加速させている。こうすることによ
り、ビームのエネルギー量に応じた深さまで、イオンを
半導体に注入することができる。そこで、イオンビーム
の強度を変えることによって、半導体にイオンを注入す
る深さとドーピングレベルとを正確にコントロールする
ことができ乙。
インプラ法は外部よりコントロールしうる非平衡法であ
ることから、例えば半導体の材質における不純物の拡散
定数とか、融通のきかない物理的条件を伴う前述の拡散
法に比べて有利ならのである。しかし、高エネルギーの
イオンを注入させる訳であるから、半導体の結晶構造の
破損が著しく、また、残余ガス体や半導体の表面から不
純物がイオンの流れに乗って半導体に侵入しやすいこと
がわかった。
更に、半導体素子が作られるようになって間もない頃で
は、閉塞端型管状炉を用いてドーピングすることが行な
われていた。この方法によれば、半導体基板と固相、ド
ーパントとを真空状態に保った管の中に入れておいて、
管ごと所定温度まで加熱することによって、ドーパント
を気化させるとともに半導体基板に拡散させていた。こ
の方法では、温度とドーパントの量とを変えることでド
ーピングのレベルをコントロールすることができるけれ
ども、半導体素子の大量生産に適した方法ではない。
ともかく、不純物を半導体基板に拡散させる従来の方法
はどれも、最適量のドーパントを最適状態に拡散させる
には至らず、また、半導体基板への不必要な不純物の取
込みを防ぐことができないなどの問題がある。また、二
種以上のドーパントを同時に付着させるに当たって、こ
れを精確にコントロールすることもできない。特に、非
常に大量のドーパントが拡散された半導体層を要し、キ
ャリヤの寿命も長いのが要求されている成る半導体素子
の生産では、二種以上のドーパントを同時に付着拡散さ
せる必要がある。このような半導体素子を例示すれば、
高効率エミッターを備えたバイポーラトランジスタや太
陽電池などがある。
発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべくなされたものであっ
て、不必要な不純物の取込みを招くようなことなく、最
適量のドルパントを最適分布状態となるように半導体基
板に拡散させる方法と装置とを提供するのを目的とする
ものである。本発明の方法では、格子変形や半導体の結
晶構造の破損をもたらすこともなく、二種以上のドーパ
ントを同時に付着拡散させるに当たって、それを精確に
コントロールすることができるとともに、半導体素子の
大量生産に適している。
本発明による方法は、半導体に一種または多種の不純物
を拡散させる方法で哀って、先ず、真空室に半導体装置
き、その後、真空室を真空状態にして、一種または多種
の気相ドーパントを所定の割合で前記真空室に連続して
流し込むようにしている。その時、連続流入する気相ド
ーパントの流れにより所定圧力が半導体の表面に作用す
る。（尚、本発明において言う「気相」とは、ガス体の
みならず、蒸気体をも意味する。）その後、用いたドー
パントと半導体の表面との間で反応を起こすのに充分な
所定温度まで半導体を加熱して所定量の各ドーパントが
半導体に拡散するようにし、それによって、厚さが用い
た温度と時間とで定まり、また、各ドーパントの濃度が
前記割合と圧力とで定まる層を半導体に形成する。
また、本発明による方法は、半導体に一種または多種の
不純物を拡散させる方法であって、先ず、真空室に半導
体装置き、その後、真空室を真空状態にして、一種また
は多種の気相化合物をドーパントとして所定の割合で前
記真空室に連続して流し込む傍ら、反応性ガスをも前記
真空室に連続して流し込むようになっている。その時、
連続流入する各気相化合物と反応性ガスの流れにより所
定圧力が半導体の表面に作用する。その後、所定温度ま
で半導体を加熱して、各気相化合物と反応性ガスとが、
元素の形でのドーパントを生ずるように、または、元素
の形でのドーパントを生ずるべく半導体の表面と反応す
る中間化合物を生ずるように互いに反応させる。前記所
定温度は、前記元素としての各ドーパントと半導体の表
面との間で反応を起こすのに充分な温度であり、それに
より、元素の形での各ドーパントが所定量半導体に拡散
して、厚さが用いた温度と時間とで定まり、また、各ド
ーパントの濃度が圧力で定まる層を半導体に形成する。
他方、本発明の装置は、半導体に一種または多種の不純
物を拡散させるための装置であって、真空源と接続した
第１耐米容器と、該第１耐火容器内の圧力を設定値に保
持すべく、前記第１耐火容器と真空源とに連結した第１
調整装置とで構成されている。１つまたはそれ以上の半
導体を第１耐火容器の内部で支持するための構造体や、
第１耐火容器を所定温度まで加熱する加熱装置、・一種
または多種のドーパントを含む１つまたはそれ以上の第
２容器（耐火製でも良い。）、各第２容器と第１耐火容
器とに連結してあって、各第２容器から第１耐火容器へ
と所定割合にて各ドーパントを流し込む１台またはそれ
以上の気相流制御装置も、本発明の前記装置の構成要件
である。前記所定温度とは、各ドーパントと半導体の表
面との間で反応を起こすのに充分な温度であって、それ
により、各ドーパントが半導体に所定量拡散して、厚さ
が用いた温度と時間で定まり、また、各ドーパントの濃
度が前記割合と圧力とで定まる層を半導体に形成する。
実施例 以後、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳述
する。
第１図は、本発明の第１実施例による装置を示すもので
あって、二種の気相ドーパントが生成した不純物層を拡
散するのに適した装置である。この装置においては、半
導体基板ｌを、例えば耐火材とかの適当な材料で構成し
た真空室２に入れる。
この真空室２への出し入れは出入口３を介して行うが、
真空室２に半導体１を入れた後はこれを閉じ、その後、
真空室２内の空気を真空ポンプ５て圧力制御ゲート４を
介して排出することで真空状態にする。室２が真空状態
７こなった後、ド二パントの供給源を構成する容器６か
ら流量制御装置７を介して所定流量にて気相ドーパント
を真空室２に導入する。その時、モニター用圧力計８で
真空室２内の気相ドーパントのガス圧をモニターするこ
とで、所定時間にわたって前記ガス圧を所定値に保って
、所定ドーパントレベルを達成する傍ら、真空室２内の
基板１を、ドーパントとの間で表面反応が開始するに必
要な温度まで少なくとも加熱する。
従来技術上対比した場合での本発明の利点は、ドーパン
トの供給源を幾つでも使えろというところにある。従っ
て第１図に示した装置には、９を以って示した別のドー
パント用容器が使イっれていて、そこから別の気相ドー
パントが、流量制御装置１０で流量を制御されつつ真空
室２に導入されるようになっている。
ドーパントとしては、ガス圧が充分であれば元素の形で
使ってもよく、または、化合物と結合した形で用いても
良い。後者の場合、基板Ｉの表面と反応した時に生成す
る反応生成物の１つが元素の形でのドーパントとなるも
のでなければならない。
基板Ｉの表面に付着した元素の形でのドーパントの原子
は、固相拡散法則に従って、即ち、温度と時間とに依存
して基板の材質に拡散して行く。
基板に拡散するドーパントの全量は、プロセスの所要時
間によってきまるが、ドーパントの付着率と拡散率とは
、この新規な方法によれば別々にコントロールできる。
真空室２内のガス圧を一つのパラメーターとし、また、
基板ｌの温度を別のパラメーターとして選ぶことにより
、本発明の方法ではドーパントの濃度と分布とを種々に
することができる。例えば、ガス圧を高く、基板温度を
低くすれば、基板ｌ上の不純物層を、高濃度のドーパン
トを含むが、厚みが非常に小さいものとすることができ
る。反対にガス圧を低くし、基板温度を高くすれば、ド
ーパント濃度は少ないが、厚みの大きい不純物層を形成
することができる。要するに、プロセスの最中にガス圧
と基板温度のいずれか一方、または両方を変えれば、標
準拡散法で得られるドーピング分布とは異なったドーピ
ング分布を得ることができる。
第２図は、本発明の第２実施例に係わるもので、あって
、反応性ガスの存在のもとて半導体に不純物層を拡散さ
せるのに適した装置を示す。ドーパントを構成する化合
物が基板１の表面と直接反応しないとか、まだは、反応
生成物の表面反応を変える必要があるとかなど、そのよ
うな場合には真空室に別の反応性ガスを送り込めば良い
。すると、反応性ガスが化合物と反応して元素の形での
ドーパント、または、基板表面と反応して元素の形での
ドーパントを生成するような中間化合物を生成するよう
になる。この反応性ガスとしては酸素があり、例えばリ
ン化水素をシリコンｊこドープする場合に必要である。
第２図において、ＩＩを以って示した容器に反応性ガス
が入っている。この容器１１がらの反応性ガスは、流量
制御装置１２で流量が制御された後、容器６からの気相
ドーパントと同時に真空室２に導入される。反応性ガス
の量に対する気相ドーパントの量の比は、流量制御装置
７．１２を適当に設定することでコントロールできる。
気相ドーパントと反応性ガスとは真空室で反応し合って
、元素の形でのドーパント、もしくは、基板Ｉと更に反
応して元素の形でのドーパントを生成する中間化合物を
生成する。このようにして生成した元素としてのドーパ
ントは、前述の第１実施例において説明したように基板
１と反応する。このように反応性ガスを用いることによ
り、高濃度の不純物を半導体に拡散させることができる
とともに、欠陥密度を小さくすることができる。
本発明の第３実施例を第３図に示す。この第３実施例に
よる装置は、半導体素子の製造に当たって本発明の基本
的な方法を実施するのに適したものである。そのため、
第３図に示した装置では、反応性ガスの存在のもとて、
圧力を制御しつつ半導体基板に複数種のドーパントを同
時にドーピングすることができるようになっている。図
中、１３は一組の半導体ウェーハであって、ボートと呼
称されているクォーツ製矩形棒に載置されて、真空室２
を形成するチューブ１４に挿入されている。
真空室２は筒状のものであって、その一方の端部は出入
扉１６により閉されているが、他端部は、真空室２内の
圧力を調節する圧力制御ゲート１８を介して真空ポンプ
１７と連通している。前記ボートを真空室２に挿入した
後は、圧力制御ゲート１８を全開に膜歪した上で真空ポ
ンプ１７により真空室２を真空状態に保つ。かくて、真
空室２とウェーハ１３とを炉体１５で加熱する。例えば
ＡｓＣｌ３の如きの砒素化合物などの第１ドーパントは
容器１９に入っているが、これを容器１９ごと加熱用マ
ントル２０で加熱することで、真空室２まで連続して流
し込むのに充分なところまで蒸気圧をあける。この気相
ドーパント３の流れは弁２１と流量制御装置２２とで制
御することができる。
他方、例えばＰＯＣｌ３の如きの燐化合物などの第２ド
ーパントは容器２３に入っていて、加熱用マントル２４
で容器２３ごと加熱すると、真空室２へ連続して流し込
めるほどの蒸気圧が得ちれる。
言うまでもなく、容器２３からの気相ド二パントの流れ
は弁２５と流量制御装置２６とで制御することができる
。酸素とかの反応性ガスは、弁２７と流量制御装置２８
とを介して真空室２に供給されるようになっている。そ
こで、真空室２の温度が平衡状態に達すると、弁２＋、
２５．２７を開放し、それにより、第１気相ドーパント
、第２気相ドーパント、反応性ガスが流量制御装置２２
．２６゜２８を介して夫々真空室２に供給される。真空
室２内のガス圧は圧力計２９でモニターするとともに、
このガス圧とウェーハの温度とを、所望のドーピングの
プロファイルが得られる所定値に設定する。真空室２の
ガス雰囲気を制御し、所定必要竜のドーパントがウェー
ハに拡散するまで維持する。ドーパントが所定必要量拡
散すれば弁２１゜２５．２７を閉じる一方、真空室２の
残留ガスを排気させ、その後、ゲート１８を閉じて、弁
３０を介して室２に窒素とかの不活性キャリヤガスを供
給する。
以後、例を以って本発明を示しておく。
帆−１ 第１図に示した構成の装置を使うとともに、気相ドーパ
ントとしてｎ型のものを一種使う。先ず、シリコン基板
またはゲルマニウム基板ｌを、クォーツ製の真空室２に
入れる。真空ポンプ５を稼動させて、室２内のガス体を
全て圧力制御ゲート４を介して排気する。真空室２内の
圧力を圧力制御ゲート４で制御子る。真空室内の基板１
を７００〜Ｉ２００°Ｃ（基板１がソリコンの場合）ま
たは５００〜９００℃（基板１がゲルマニウムの場合）
まで加熱する。気相ドーパントとしてリン化水素（Ｐ）
（３）またはオキシ塩化燐（ｐ　ｏ　Ｃ１３）を流量制
御装置７を介して容器６から真空室２に導入する。この
時、真空室２内の気相ドーパントのガス圧を４００ｍＴ
　ｏｒｒに維持する傍ら、これを圧力計８でモニターす
る。すると、ＰＯＣｌ３はシリコン基板ｌの表面と下記
の反応をする。
ＰＯＣｌ３＋Ｓ］　−一→Ｓ　ｉｏ　？＋ＣＩ？＋　Ｐ
この場合、反応生成物のうちに単体元素としての燐が含
まれていることになる。
佐−主 第２図に示した構成の装置を使うとともに、気相１・−
パントとしてｎ型のものを用いる。先ず、真空室２にシ
リコン基板Ｉを入れる。この基板１を約８００℃まで加
熱する。流量制御装置７を介して容器６から、気相ドー
パントとしてＰＨ３を導入する。ＰＨ３ガスの流量は１
０ｓＣ／ｍｉｎに設定。
その後、酸素の如きの反応性ガスを容器１１から流量制
御装置１２を介して真空室２に導入する。
ＰＨ３ガスは下記のように酸素と反応して酸化燐を生成
する。
ＰＨ３＋０２−−−→　Ｐ２Ｏ５ するとＰ２Ｏ５ガスはシリコン基板１の表面と反応して
、酸化シリコン（ＳｉＯ２）と燐とを生成する。
ｐ２ｏ５＋ｓ＋　−−−→　５１０２＋Ｐ真空室２で行
なわれた全ての反応に要する時間は約１時間である。
表１： 使用量比率 燐（ｍＴｏｒｒ）　蜂ｅ泉Ｒ（μ／ａ）＋５０　１　１
３　５００ １１０　１　４　３００ ４００　１　４　８−９ 表１は、不純物としてリン化水素を用い、これで中間反
応生成物として五酸化燐（ｐ　２ｏ　５）を生成させる
ことで、本発明の方法により不純物を拡散させた３個の
シリコン素子のシート抵抗を示すものである。この表か
ら、気相ドーパントと反応性ガスとの割合を変え、真空
室２内の圧力をも変えれば、ノート抵抗をかなり減少さ
せることができるのは明らかである。シート抵抗値が小
さいということは、電界効果型素子としてのバイポーラ
トランジスタのエミッター、ソース、ドルイン領域を製
造するには特に重要である。反応性ガスを用いれば、拡
散層での不純物濃度を濃ぐすることができる。
匹□す 第３図に示した構成の装置を使う一方、例えばリン化合
物や砒素化合物の如きのｎ型気相ドーパントを用いる。
−組のシリコンウェーハ１３をクォーツ製のチューブ１
４に挿入する。このデユープ１４の一端部は出入扉１６
で閉じておく一方、他端部は真空ポンプ１７に連通させ
る。その後、前述のようにして室２を真空にする。室２
内の圧力を調節するために圧力制御ゲ−１・１８を設け
る。
三塩化砒素（ＡｓＣｌ３）の如きの砒素化合物をその容
器１９に入れたまま、マントル２０で約１１０℃まで加
熱して、蒸気として室２へ流れるようにする。この砒素
化合物の蒸気の流れは弁２１と流量制御装置２２とて制
御する。容器２３に含まれているオキシ塩化燐（Ｐ　Ｏ
Ｃ＋３）の如きのリン化合物もマントル２４で約９５℃
まで加熱する。このリン化合物の蒸気の流れは弁２５と
流量制御装置２６とで制御する。ドーパント注入に必要
な反応に要する量の酸素を、弁２７と流量制御装置２８
とを介して室２に導入する。
ガス圧とウェーハの温度とは、所望のドーピングのプロ
ファイルが得られるに要する所定レベルに設定しておく
。真空室の雰囲気を、必要量のドーパントがウェーハに
拡散するに要する所定時間にわたって制御しておく。そ
こで、ガス導入弁２１゜２５．２７を閉じて、室２内の
全てのガスを排気する。最後にゲ−）１８を閉じて、室
２に弁３０を介して窒素を充填する。
ＰＯＣＬ＋とＡｓＣｌ２は酸素と下記の如く反応する。
Ｐ　ＯＣＩ３千０２−−−→Ｐ２０ａ＋ＣＩｚＡｓＣＬ
＋０２−−−→ＡｓｔＯ３＋Ｃ１ｔ中間生成物たるＰ、
０５とＡ　Ｓ　２０　ｙとは、シリコン基板と同時に反
応する。即ち、 ＰｚＯｓ＋５ｉ−−→Ｓ　ｉｏ　ｔ　＋　ｐＡｓ２ＣＬ
＋＋５ｉ−−−→５ｊ０２＋Ａｓガス流量はＰＯＣｌ３
の場合ではＩ　５ｚ（！／ｍｉｎ。
Ａ’５ＣＩ３の場合では１５ｉＱ／ｍｉｎ、酸素の場合
では５０ｙｕＱ／ｍｉｎとする。炉体１５によるウェー
ハの温度は約９００℃とする。シート抵抗値が非常に小
さく、約０．３ミクロンの無欠陥のｎ型拡散層が得られ
る。
例４ 第２図に示した構成の装置を用いる傍ら、ｐ型気相ドー
パントとしてジエチル亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ３）２）を用い
る。
一組のガリウム砒化物製半導体基板を真空室２に入れて
、真空室２を前述のように排気する。容器６にあるＺｎ
（ＣＨ３）２ガスを、流量制御装置７で流量を制御しつ
つ、真空室２に導入する。炉体Ｉ５の温度を約４００〜
７００℃に維持する。例３と同様にしてプロセスが行な
われる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による拡散法を実施するに適した装置
の第１実施例を示す概略図であり、第２図と第３図とは
、本発明の第２および第３実施例を夫々示す概略図であ
る。 Ｉ・・・半導体基板　２・・・真空室　４．１８・・・
圧力制御ゲート　５．Ｉ７・真空ポンプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■）半導体に一種または多種の不純物を拡散させる方法
    であって、真空室に半導体装置いた後、その真空室を真
    空状態に保ちつつ一種または多種の気相ドーパントを所
    定割合にて連続して前記真空室に流し込むことにより、
    連続流入する前記気相ドーパントの流れの作用で所定圧
    力が半導体の表面に作用するようにする傍ら、前記半導
    体を、前記ドーパントと前記半導体の表面との間−で反
    応を開始するのに充分な所定温度まで半導体を加熱して
    所定量の各ドーパントが半導体に拡散するようにし、そ
    れによって、温度と時間とに応じた厚さを有するととも
    に、各ドーパントの濃度が前記割合と圧力とに応じた層
    を前記半導体に形成することを特徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第（１）項に記載のものであって、
    前記半導体がシリコンであり、また、前記ドーパントが
    リン化水素であるとともに、前記所定温度が約７００〜
    １２００℃、前記所定圧力が約４００ｍＴｏｒｒである
    こと。 ３）特許請求の範囲第（１）項に記載のものであって、
    前記半導体がゲルマニウムであって、前記所定温度が約
    ５００〜９００℃であること。 ４）半導体に一種または多種の不純物を拡散させる方法
    であって、真空室に半導体装置いた後、その真空室を真
    空状態に保ちつつ一種または多種の気相化合物をドーパ
    ントとして所定割合で前記真空室に連続して流し込む傍
    ら、反応性ガスをも前記真空室に連続して流し込んで、
    流入する各気相化合物と反応性ガスの流れにより半導体
    の表面に所定圧力が作用するようにし、その後、元素と
    しての各ドーパントと半導体の表面との間で反応を開始
    するに充分な所定温度まで前記半導体を加熱して、各気
    相化合物と反応性ガスとが、元素の形でドーパントを生
    成するように、または、元素の形でドーパントを生成す
    べく半導体の表面と反応する中間化合物を生成するよう
    に互いに反応させ、それにより、元素の形での各ドーパ
    ントが所定量半導体に拡散して、温度と時間とに応じた
    厚さを有し、かつ、前記所定割合と圧力とに応じた各ド
    ーパントの濃度を有する層を半導体に形成することを特
    徴とする方法。 ５）特許請求の範囲第（４）項に記載のものであって、
    前記半導体がシリコンであり、前記一種のドーパントが
    リン化水素であって、このリン化水素を１分間当たりＩ
    Ｏｘρの流量にて真空室に流し込むとともに、前記反応
    性ガスとして酸素を１分間当たり４０靜の流量にて真空
    室に流し込むようになっている一方、前記所定温度、時
    間、圧力を夫々、約８００℃、約１時間、約４００ｍＴ
    ｏｒｒに設定し、また、前記中間化合物が五酸化燐であ
    ること。 ６）特許請求の範囲第（４）項に記載のものであって、
    前記半導体をシリコンとし、前記多種のドーパントを三
    塩化砒素とオキシ塩化燐とするとともに、前記三塩化砒
    素とオキシ塩化燐とは夫々１分間当たり１５ｉ（！の流
    量で真空室に流し込み、また、前記反応性ガスとして酸
    素を１分間当たり５０＋ｆ２の流量にて真空室へ流し込
    み、更に、前記所定温度と時間とを夫々的９００℃と２
    ０分とし、中間化合物として五酸化項七三酸化砒素とを
    得、かつ、前記層の厚さを０．３ミクロンとしたこと。 ７）特許請求の範囲第（４）項に記載のものであって、
    前記半導体がガリウム砒化物であるとともに、前記一種
    のドーパントとしてジエチル亜鉛、また、前記温度とし
    て約４００〜７００℃としたこと。 ８）半導体に一種または多種の不純物を拡散させるため
    の装置であって、第１耐火容器手段と該第１容器手段と
    連結してあって、その中で真空状態を確立するための真
    空手段と、前記第１容器手段と真空手段とに連結してあ
    って、前記第１容器手段内に所定圧力に維持するための
    調整手段と、前記第１容器手段内で１つまたは複数の半
    導体を支持する支持手段と、前記第１容器手段を所定温
    度まで加熱する加熱手段と、一種または多種の気相ドー
    パントを含有する１つまたは複数の第２容器手段と、夫
    々の前記第２容器手段と前記第１容器手段とに連結され
    ていて、前記第２容器手段から前記第１容器手段へと所
    定の割合にて一種または多種の前記気相ドーパントを夫
    々導入するための１つまたは複数の流量制御手段とから
    構成されており、前記所定温度を一種または多種のドー
    パントと前記半導体の表面との間でｉつまたは複数の反
    応が開始するのに充分な温度であって、こうすることに
    より、所定量の各ドーパントが半導体に拡散して、前記
    温度と時間とに応じた厚さを有し、かつ、前記割合と圧
    力とに応じた各ドーパントの濃度を有する層を前記半導
    体に形成することを特徴とする装置。 ９）特許請求の範囲第（８）項に記載のものであって、
    前記第１容器手段への一種または多種の前記ドーパント
    の導入に応じて、前記第１容器手段に反応性ガスを導入
    する反応性ガス導入手段を設けて、一種または多種の元
    素の形でドーパントを生成、または、半導体の前記表面
    と反応して元素の形でドーパントを生成する中間化合物
    を生成すべく前記反応性ガスと前記ドーパントとを反応
    させるようにし、かつ、前記所定温度を一種または多種
    の元素の形でのドーパントと前記半導体と表面との間で
    １つまたは複数の反応が開始するのに充分な温度であっ
    て、こうすることにより、所定量の各ドーパントが半導
    体に拡散して、前記温度と時間とに応じた厚さを有し、
    かつ、前記割合と圧力とに応じた各ドーパントの濃度を
    有する層を前記半導体に形成すること。 １０）特許請求の範囲第（９）項に記載のものであって
    、前記１つまたは複数の第２容器手段を加熱する手段を
    設けることで、その容器手段に充填されている一種また
    は多種のドーパントを高蒸気圧に維持するに充分な温度
    まで夫々加熱するようにしたこと。 １１）　特許請求の範囲第（８）項から第（１０）項の
    いずれかに記載のものであって、前記第１容器手段がク
    ォーツ、前記調整手段が圧力制御ゲート、前記真空手段
    が真空ポンプ、前記支持手段がボート、前記第１容器手
    段の加熱手段が炉、前記１つまたは複数の流量制御手段
    が流量制御器と連結した弁とからなり、また、前記反応
    性ガス導入手段が弁を備えているとともに、前記第２容
    器手段の加熱手段が１つまたは複数の加熱用マントルよ
    りなること。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63239939A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Toshiba Corp 半導体基体内への不純物導入方法及び装置
JP2005526370A (ja) * 2001-05-14 2005-09-02 セムコ エンジニアリング エス．アー． 減圧下でのシリコンウェーハのドーピング、拡散、および酸化の方法と装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417456A3 (en) * 1989-08-11 1991-07-03 Seiko Instruments Inc. Method of producing semiconductor device
JP3079575B2 (ja) * 1990-12-20 2000-08-21 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
EP0505877A2 (en) * 1991-03-27 1992-09-30 Seiko Instruments Inc. Impurity doping method with adsorbed diffusion source
US5188986A (en) * 1991-05-17 1993-02-23 United Microelectronics Corporation Hydrogen peroxide in basic solution to clean polycrystalline silicon after phosphorous diffusion
US5324684A (en) * 1992-02-25 1994-06-28 Ag Processing Technologies, Inc. Gas phase doping of semiconductor material in a cold-wall radiantly heated reactor under reduced pressure
US5242859A (en) * 1992-07-14 1993-09-07 International Business Machines Corporation Highly doped semiconductor material and method of fabrication thereof
US5599735A (en) * 1994-08-01 1997-02-04 Texas Instruments Incorporated Method for doped shallow junction formation using direct gas-phase doping
JP4655321B2 (ja) * 1999-08-27 2011-03-23 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法
JP4812147B2 (ja) * 1999-09-07 2011-11-09 株式会社日立製作所 太陽電池の製造方法
JP3706811B2 (ja) * 2000-06-14 2005-10-19 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、及び半導体製造装置
US6413844B1 (en) * 2001-01-10 2002-07-02 Asm International N.V. Safe arsenic gas phase doping
US6815736B2 (en) 2001-02-09 2004-11-09 Midwest Research Institute Isoelectronic co-doping
US6615615B2 (en) 2001-06-29 2003-09-09 Lightwave Microsystems Corporation GePSG core for a planar lightwave circuit
US6750482B2 (en) 2002-04-30 2004-06-15 Rf Micro Devices, Inc. Highly conductive semiconductor layer having two or more impurities
CN102074448B (zh) * 2009-11-20 2014-09-24 同方威视技术股份有限公司 离子迁移谱仪以及提高其检测灵敏度的方法
WO2011112612A1 (en) 2010-03-08 2011-09-15 Alliance For Sustainable Energy, Llc Boron, bismuth co-doping of gallium arsenide and other compounds for photonic and heterojunction bipolar transistor devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50102261A (ja) * 1974-01-09 1975-08-13
JPS5236820A (en) * 1975-09-16 1977-03-22 Ouchi Nobutoshi Method of making granular glass wall
JPS5737824A (en) * 1980-08-20 1982-03-02 Seiko Epson Corp Method and device for impurity diffusion

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL241124A (ja) * 1958-07-09
US3492175A (en) * 1965-12-17 1970-01-27 Texas Instruments Inc Method of doping semiconductor material
US3753809A (en) * 1970-01-09 1973-08-21 Ibm Method for obtaining optimum phosphorous concentration in semiconductor wafers
US3829382A (en) * 1970-09-02 1974-08-13 Monsanto Co Doping control for semiconductor materials
US3916034A (en) * 1971-05-21 1975-10-28 Hitachi Ltd Method of transporting substances in a plasma stream to and depositing it on a target
US3764414A (en) * 1972-05-01 1973-10-09 Ibm Open tube diffusion in iii-v compunds
US3949119A (en) * 1972-05-04 1976-04-06 Atomic Energy Of Canada Limited Method of gas doping of vacuum evaporated epitaxial silicon films
JPS49114355A (ja) * 1973-02-28 1974-10-31
US4204893A (en) * 1979-02-16 1980-05-27 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Process for depositing chrome doped epitaxial layers of gallium arsenide utilizing a preliminary formed chemical vapor-deposited chromium oxide dopant source
US4233093A (en) * 1979-04-12 1980-11-11 Pel Chow Process for the manufacture of PNP transistors high power
JPS577131A (en) * 1980-06-16 1982-01-14 Junichi Nishizawa Manufacture of p-n junction
DE3267491D1 (en) * 1981-03-02 1986-01-02 Bbc Brown Boveri & Cie Process for doping semiconductor bodies for the production of semiconductor devices
US4618381A (en) * 1983-05-26 1986-10-21 Fuji Electric Corporate Research And Development Ltd. Method for adding impurities to semiconductor base material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50102261A (ja) * 1974-01-09 1975-08-13
JPS5236820A (en) * 1975-09-16 1977-03-22 Ouchi Nobutoshi Method of making granular glass wall
JPS5737824A (en) * 1980-08-20 1982-03-02 Seiko Epson Corp Method and device for impurity diffusion

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63239939A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Toshiba Corp 半導体基体内への不純物導入方法及び装置
JP2005526370A (ja) * 2001-05-14 2005-09-02 セムコ エンジニアリング エス．アー． 減圧下でのシリコンウェーハのドーピング、拡散、および酸化の方法と装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2565734A1 (fr) 1985-12-13
US4939103A (en) 1990-07-03
GB8426023D0 (en) 1984-11-21
IT8421688A0 (it) 1984-06-29
CA1203921A (en) 1986-04-29
GB2158992B (en) 1987-09-30
DE3430009A1 (de) 1985-11-21
GB2158992A (en) 1985-11-20
DE3430009C2 (de) 1994-01-20
IT1234946B (it) 1992-06-02

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