JPS6037132A - 燐硅酸ガラスもしくは燐硼素硅酸ガラスの流動化法 - Google Patents
燐硅酸ガラスもしくは燐硼素硅酸ガラスの流動化法Info
- Publication number
- JPS6037132A JPS6037132A JP58144417A JP14441783A JPS6037132A JP S6037132 A JPS6037132 A JP S6037132A JP 58144417 A JP58144417 A JP 58144417A JP 14441783 A JP14441783 A JP 14441783A JP S6037132 A JPS6037132 A JP S6037132A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- phosphorus
- silica glass
- semiconductor substrate
- glass
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- Pending
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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
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
Landscapes
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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】
本発明は半導体に被着した燐硅酸ガラス（以下Ｐ８Ｇμ
言１”＋ ）ｔ Ｌ（げ播硼去硅酔ガラス（ＤＩ下ＰＢ
ＳＧと言う）の流動化法に関するものである。
言１”＋ ）ｔ Ｌ（げ播硼去硅酔ガラス（ＤＩ下ＰＢ
ＳＧと言う）の流動化法に関するものである。
半導体素子の表面には、主に絶縁層を形成するためにＰ
ＳＧ−？ＰＢＳＧの薄膜が被着され、この薄膜には例え
ばアルミニウム配線の取出口として直径６μｍ程度の孔
が設けられる。この状況を第１図によって説明すると、
シリコン基板１には表面から深さｄの硼素打込み層１ａ
が形成され、更に表面にはＰＳＧまたはＰＢＳＧの薄膜
２が被着され、この薄膜２に孔２ａが形成されて図示路
の配線がシリコン基板１に接続され、（ｔ２ａを通って
取出される。このと！、ＪＬ２ａの角部ＡやＢが鋭い場
合は配線がその部分で切断する不良が発生する危険性が
おるため、ＰＳＧやＰＢＳＧを加熱して流動化し、角部
ＡやＢに多少丸味を与えている。この工程はりフロ一工
程と呼ばれているが、蒸着されたＰＳＧやＰＢＳＧの薄
膜２にエツチングで孔２ａ′ｆｔ６けると角部ＡやＢは
鋭くなるので、はとんどの場合にリフロ一工程が必要と
なる。そこで従来は、リフロ一工程として電気炉で１０
００℃の温度で６０分間程度加熱することによりＰＳＧ
やＰＢＳＧを流動化していた。しかしながら、このよう
に長時間加熱すると、シリコン基板中の不純物、前記の
例では硼素が大きく熱拡散してしまうので、シリコン基
板の平面方向と深さ方向の微細化が達成されず、最近の
半導体素子の微細化の要語に適さない不具合があった。
ＳＧ−？ＰＢＳＧの薄膜が被着され、この薄膜には例え
ばアルミニウム配線の取出口として直径６μｍ程度の孔
が設けられる。この状況を第１図によって説明すると、
シリコン基板１には表面から深さｄの硼素打込み層１ａ
が形成され、更に表面にはＰＳＧまたはＰＢＳＧの薄膜
２が被着され、この薄膜２に孔２ａが形成されて図示路
の配線がシリコン基板１に接続され、（ｔ２ａを通って
取出される。このと！、ＪＬ２ａの角部ＡやＢが鋭い場
合は配線がその部分で切断する不良が発生する危険性が
おるため、ＰＳＧやＰＢＳＧを加熱して流動化し、角部
ＡやＢに多少丸味を与えている。この工程はりフロ一工
程と呼ばれているが、蒸着されたＰＳＧやＰＢＳＧの薄
膜２にエツチングで孔２ａ′ｆｔ６けると角部ＡやＢは
鋭くなるので、はとんどの場合にリフロ一工程が必要と
なる。そこで従来は、リフロ一工程として電気炉で１０
００℃の温度で６０分間程度加熱することによりＰＳＧ
やＰＢＳＧを流動化していた。しかしながら、このよう
に長時間加熱すると、シリコン基板中の不純物、前記の
例では硼素が大きく熱拡散してしまうので、シリコン基
板の平面方向と深さ方向の微細化が達成されず、最近の
半導体素子の微細化の要語に適さない不具合があった。
そこで本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、半導体基板中の不純物の拡散が大きく
ならないようなりフロ一工程に適したＰＳＧやＰＢＳＧ
の流動化法を提供することにあり、その特徴は、石英ガ
ラスを透過する波長を主成分とする光を半導体基板に照
射して昇温せしめ、その熱で該半導体基板に被着したＰ
ＳＧもしくはＰＢＳＧを加熱流動せしめるにあたって、
半導体基板が１０００℃以上の温度に保持される時間ｔ
（秒）とその温度Ｔ （℃）との関係を １２０≦ｆｃ
Ｔ−１０００） ｄｔ≦１６００に規定するところにあ
る。ここにおいて、ｔについての積分はＴ≧１０００℃
に保持されている時間ｔ（秒）について（Ｔ−１０００
）（℃）を積分した値を意味する。
て、その目的は、半導体基板中の不純物の拡散が大きく
ならないようなりフロ一工程に適したＰＳＧやＰＢＳＧ
の流動化法を提供することにあり、その特徴は、石英ガ
ラスを透過する波長を主成分とする光を半導体基板に照
射して昇温せしめ、その熱で該半導体基板に被着したＰ
ＳＧもしくはＰＢＳＧを加熱流動せしめるにあたって、
半導体基板が１０００℃以上の温度に保持される時間ｔ
（秒）とその温度Ｔ （℃）との関係を １２０≦ｆｃ
Ｔ−１０００） ｄｔ≦１６００に規定するところにあ
る。ここにおいて、ｔについての積分はＴ≧１０００℃
に保持されている時間ｔ（秒）について（Ｔ−１０００
）（℃）を積分した値を意味する。
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
する。
第２図は、本発明を実施するための光照射炉の概略の説
明図であって、６は棒状に長いノ・ロゲン白熱電球、４
はミラーであり、電球３及びミラー４はいづれも、水冷
や空冷等の冷却機構によって十分に冷却される。１はシ
リコン基板であり、窒素などの保睦ガスが充たされた石
英容器もしくは通路部材６内において、五徳状の石英支
持台（図示せず）で支持されている。シリコン基板１は
主に、ハロゲン白熱電球３によって加熱昇温せしめられ
る。
明図であって、６は棒状に長いノ・ロゲン白熱電球、４
はミラーであり、電球３及びミラー４はいづれも、水冷
や空冷等の冷却機構によって十分に冷却される。１はシ
リコン基板であり、窒素などの保睦ガスが充たされた石
英容器もしくは通路部材６内において、五徳状の石英支
持台（図示せず）で支持されている。シリコン基板１は
主に、ハロゲン白熱電球３によって加熱昇温せしめられ
る。
第５図は基板の加熱昇温曲線の一例であって、直径４イ
ンチ、厚さ約０．５屋の＜ １００ ＞ ｎ型シリコン
基板に、注入エネルギー４０ ＫｅＶで４Ｘ１０１５個
／−の硼素イオンを打込んだものを、１，５秒かけて１
０００℃まで昇温させ、更に、１１６０℃で約４秒保持
し、以後加熱を止めた時の時間一温度の経過を示し、そ
の場合のＰＳＧの流動化状態を第４図に示す。
ンチ、厚さ約０．５屋の＜ １００ ＞ ｎ型シリコン
基板に、注入エネルギー４０ ＫｅＶで４Ｘ１０１５個
／−の硼素イオンを打込んだものを、１，５秒かけて１
０００℃まで昇温させ、更に、１１６０℃で約４秒保持
し、以後加熱を止めた時の時間一温度の経過を示し、そ
の場合のＰＳＧの流動化状態を第４図に示す。
この第４図は基板１の断面のＳＥＭ写真をスケッチした
ものであって、薄膜２は７重量％の燐を含有したＰＳＧ
を蒸着し、孔２ａはエツチング法によりあけたものであ
る。そして（イ）は前記のりフロ一工程前の状態ゲ、（
ロ）はりフロ一工程後の状態を示すが、（イ）の状態で
は角部ＡやＢが鋭く、前述の通り配線が断線する危険性
が非常に大きい。
ものであって、薄膜２は７重量％の燐を含有したＰＳＧ
を蒸着し、孔２ａはエツチング法によりあけたものであ
る。そして（イ）は前記のりフロ一工程前の状態ゲ、（
ロ）はりフロ一工程後の状態を示すが、（イ）の状態で
は角部ＡやＢが鋭く、前述の通り配線が断線する危険性
が非常に大きい。
これに対して（ロ）の状態では角部ＡやＢは流動化され
て丸味を帯びており、断線不良はほとんど発生しない。
て丸味を帯びており、断線不良はほとんど発生しない。
この（ロ）の状態は、従来の電気炉法によるリフロ一工
程で実施すると温度１０００℃に約２０分間保持した場
合に対応し、そしてこの場合、ｐｎ接合深さは加熱前が
α６６μｍであったものが、０．８５μｍとなって大き
く拡散するが、前記の実施例では加熱後でα４５μｍで
あり、結局硼素の拡散については、従来の電気炉法の場
合の約半分程度に抑制しながら、ＰＳＧの流動化に関し
ては同程度のものを得ることが可能であることが分る。
程で実施すると温度１０００℃に約２０分間保持した場
合に対応し、そしてこの場合、ｐｎ接合深さは加熱前が
α６６μｍであったものが、０．８５μｍとなって大き
く拡散するが、前記の実施例では加熱後でα４５μｍで
あり、結局硼素の拡散については、従来の電気炉法の場
合の約半分程度に抑制しながら、ＰＳＧの流動化に関し
ては同程度のものを得ることが可能であることが分る。
ところで、本発明では、上記実施例からも理解されるよ
うに、石英容器を透過してくる光で半導体基板を、殆ん
ど瞬間的と言って良い程度の短時間で昇温し、そして、
短時間高温保持するものであるが、従来の電気炉法に比
べて、十分に拡散を抑制した状態でＰＳＧｔ−流動化し
ようとする場合、高温保持温度が尚ければ保持時間は短
かくした方が艮いこと、高温保持温度が低ければ、ある
程度、その保持時間は延ばせるし、また延ばした方が良
いことなどが分り、本発明では、鋭意研究した結果、半
導体基板が１０００℃以上の温度に露呈されている時間
内の、１０００℃から計った温度の積分値（第６図で斜
線で示す面積）つまり、ｆＣＴ−１０００）ｄｔ ＝＄
Ｃ’Ｃ・秒）に＼において、Ｔは基板の温度℃、ｔは１
０００℃以上に露呈されている時間秒）でとらえると良
いことが分った。尚、この時の温度は、直径０．５ｆｉ
のクロメル／アルメル熱電対を酸化し黒化したものを基
板に接触させて測定して得られた温度とする。そして上
記のｆの値を変化させて流動化の程度と不純物の拡散の
度合を示すとｐｎ接合の深さを調べたところ、ｐｎ接合
の深さは加熱前の深さを基準にして、従来の電気炉法で
は２００チ以上増加するが、本発明ではｆの値が１６０
０以下であれば約６０チ増加するのみであり、結晶の微
細化の要請に十分応じられることが確認された。なお、
第６図に示す加熱例ではｆの値は約７６０であり、ｐｎ
接合の深さ増加率は約２５チである。一方、このｆの値
が低すぎると流動化が不十分であるが、下限値として１
２０以上必要であり、これより小さいと配線が断線する
危険性が大きく、結局、１２０≦ｆ≦１６００であれば
配線が断線する危険性が殆んどなく、かつ結晶の微細化
の要請に応じられることが確１αできた。
うに、石英容器を透過してくる光で半導体基板を、殆ん
ど瞬間的と言って良い程度の短時間で昇温し、そして、
短時間高温保持するものであるが、従来の電気炉法に比
べて、十分に拡散を抑制した状態でＰＳＧｔ−流動化し
ようとする場合、高温保持温度が尚ければ保持時間は短
かくした方が艮いこと、高温保持温度が低ければ、ある
程度、その保持時間は延ばせるし、また延ばした方が良
いことなどが分り、本発明では、鋭意研究した結果、半
導体基板が１０００℃以上の温度に露呈されている時間
内の、１０００℃から計った温度の積分値（第６図で斜
線で示す面積）つまり、ｆＣＴ−１０００）ｄｔ ＝＄
Ｃ’Ｃ・秒）に＼において、Ｔは基板の温度℃、ｔは１
０００℃以上に露呈されている時間秒）でとらえると良
いことが分った。尚、この時の温度は、直径０．５ｆｉ
のクロメル／アルメル熱電対を酸化し黒化したものを基
板に接触させて測定して得られた温度とする。そして上
記のｆの値を変化させて流動化の程度と不純物の拡散の
度合を示すとｐｎ接合の深さを調べたところ、ｐｎ接合
の深さは加熱前の深さを基準にして、従来の電気炉法で
は２００チ以上増加するが、本発明ではｆの値が１６０
０以下であれば約６０チ増加するのみであり、結晶の微
細化の要請に十分応じられることが確認された。なお、
第６図に示す加熱例ではｆの値は約７６０であり、ｐｎ
接合の深さ増加率は約２５チである。一方、このｆの値
が低すぎると流動化が不十分であるが、下限値として１
２０以上必要であり、これより小さいと配線が断線する
危険性が大きく、結局、１２０≦ｆ≦１６００であれば
配線が断線する危険性が殆んどなく、かつ結晶の微細化
の要請に応じられることが確１αできた。
更に、硼素をドーグしたＰ Ｓ Ｇ、つまりＰＢＳＧに
ついても同じ試験を行ったところ、同じく１２０≦ｆ≦
１６００の範囲で好結果が得られた。
ついても同じ試験を行ったところ、同じく１２０≦ｆ≦
１６００の範囲で好結果が得られた。
本発明は、以上記述した実施例からも理解されるように
、半導体基板に被着した、王に絶縁層を形成させるため
のＰＳＧもしくはＰＢＳＧの流動化法において、従来電
気炉法で実施していた流動化法が、最近の半導体素子の
微細化傾向に対応しきれないことに鑑み、新しい流動化
法を鋭意研究したところ得られたものであって、石英ガ
ラスを透過する波長を主成分とする光を半導体基板に照
射し、その基板を殆んど瞬間的に昇温せしめ、その熱で
ＰＳＧもしくはＰＢＳＧを流動化するもので、基板が１
０００℃以上に保持される時間（秒）とその温度（ｕ）
との関係を１２０≦ｆ（Ｔ−１０００）ｄｔ≦１６００
に規定して、電気炉法に比べて、不純物の拡散を抑制し
ながら実施するところに特徴がある。
、半導体基板に被着した、王に絶縁層を形成させるため
のＰＳＧもしくはＰＢＳＧの流動化法において、従来電
気炉法で実施していた流動化法が、最近の半導体素子の
微細化傾向に対応しきれないことに鑑み、新しい流動化
法を鋭意研究したところ得られたものであって、石英ガ
ラスを透過する波長を主成分とする光を半導体基板に照
射し、その基板を殆んど瞬間的に昇温せしめ、その熱で
ＰＳＧもしくはＰＢＳＧを流動化するもので、基板が１
０００℃以上に保持される時間（秒）とその温度（ｕ）
との関係を１２０≦ｆ（Ｔ−１０００）ｄｔ≦１６００
に規定して、電気炉法に比べて、不純物の拡散を抑制し
ながら実施するところに特徴がある。
また、イオン打込みの際に発生した結晶損傷の回復およ
びイオン不純物の電気的活性化を図る目的で行う高温ア
ニールと兼用することが可能であり、本発明で規定した
温度一時間条件で半導体基板を加熱すれば、−回の処理
で比較的浅いｐｎ接合を満たしたうえで、十分な活性化
とりフローとを実現できる利点を有する。
びイオン不純物の電気的活性化を図る目的で行う高温ア
ニールと兼用することが可能であり、本発明で規定した
温度一時間条件で半導体基板を加熱すれば、−回の処理
で比較的浅いｐｎ接合を満たしたうえで、十分な活性化
とりフローとを実現できる利点を有する。
更に他の実施例について触れるならば、光源としては閃
光放電灯のような放電灯類も利用でき、基板の周囲雰囲
気は、アルゴンのような不活気体でもよい。
光放電灯のような放電灯類も利用でき、基板の周囲雰囲
気は、アルゴンのような不活気体でもよい。
第１図と第４図は要部の断面図、第２図は光照射針の概
略図、第６図は半導体基板の加熱昇温曲線の一例をそれ
ぞれ示す。 １・・・半導体基板 １ａ・・・イオン打込み層２・・
・ガラス薄膜 ２ａ・・・孔 ６・・・ランプ４・・・
ミラー Ａ、Ｂ・・・角部 出願人 ウシオ電機株式会社 代理人 弁理士 田原寅之助 第を図 第３図 時間（ψ 第４図
略図、第６図は半導体基板の加熱昇温曲線の一例をそれ
ぞれ示す。 １・・・半導体基板 １ａ・・・イオン打込み層２・・
・ガラス薄膜 ２ａ・・・孔 ６・・・ランプ４・・・
ミラー Ａ、Ｂ・・・角部 出願人 ウシオ電機株式会社 代理人 弁理士 田原寅之助 第を図 第３図 時間（ψ 第４図
Claims (1)
- 石英ガラスを透過する波長を主成分とする光を半導体基
板に照射して昇温せしめ、その熱で該半導体基板に被着
した燐硅酸ガラスもしくは燐硼素硅酸ガラスを加熱流動
化せしめるにあたって、半導体基板が１０００℃以上の
温度に保持される時間ｔ（秒）とその温度Ｔ （℃）と
の関係を１２０≦ｆｃＴ−１０００） ｄｔ≦１６００
に規定してなることを特徴とする燐硅酸ガラスもしくは
燐硼素硅酸ガラスの流動化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144417A JPS6037132A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 燐硅酸ガラスもしくは燐硼素硅酸ガラスの流動化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144417A JPS6037132A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 燐硅酸ガラスもしくは燐硼素硅酸ガラスの流動化法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037132A true JPS6037132A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15361686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58144417A Pending JPS6037132A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 燐硅酸ガラスもしくは燐硼素硅酸ガラスの流動化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037132A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916346A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-27 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP58144417A patent/JPS6037132A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916346A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-27 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
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