JPS635534A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS635534A JPS635534A JP14877786A JP14877786A JPS635534A JP S635534 A JPS635534 A JP S635534A JP 14877786 A JP14877786 A JP 14877786A JP 14877786 A JP14877786 A JP 14877786A JP S635534 A JPS635534 A JP S635534A
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Landscapes
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、半導体装置特にハロゲン元素を含む酸化膜を
有する半導体装置の製造方法に関する。
有する半導体装置の製造方法に関する。
従来の技術
従来からシリコン基板を酸化性雰囲気中を熱処理するこ
とによって得た酸化膜は、拡散のマスクやＰｎ接合を保
護するためのパッシベーション膜に用いられている。し
かしながら、これら酸化膜中には、可動イオンが含まれ
、しばしば、半導体装置の信頼性を欠いていた。その対
策として、塩素や臭素系ガス、たとえば、塩素ガス、臭
素ガス、塩化水素、臭化水素、トリクロルエチレン。
とによって得た酸化膜は、拡散のマスクやＰｎ接合を保
護するためのパッシベーション膜に用いられている。し
かしながら、これら酸化膜中には、可動イオンが含まれ
、しばしば、半導体装置の信頼性を欠いていた。その対
策として、塩素や臭素系ガス、たとえば、塩素ガス、臭
素ガス、塩化水素、臭化水素、トリクロルエチレン。
テトラクロルエチレンなどを含む雰囲気中で、得られた
酸化膜中の可動イオンは、塩素や臭素系ガスを含まない
雰囲気中で得られた酸化膜中の可動イオンよりも著しく
少なく、半導体装置の安定性を良化させることが知られ
ている。（たとえば、６“緒ヅしクトｏｗｔｖ“−χテ
ィ Ｊ、Ｅｌｅｃｔｏｒｏｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、１２１．ｍ６
Ｆ８３９゜１９７４のハロゲン添加による耐圧分布
の向上環） すなわち、酸化膜中の可動イオンたとえばナトリウムや
カリウム等のアルカリ金属は、塩素を含む雰囲気中で熱
処理することによって、捕獲され、酸化膜中で動きにく
くなることが知られている。この熱処理によって半導体
装置の電圧や温度に対する安定性は、極めて高くなって
いる。
酸化膜中の可動イオンは、塩素や臭素系ガスを含まない
雰囲気中で得られた酸化膜中の可動イオンよりも著しく
少なく、半導体装置の安定性を良化させることが知られ
ている。（たとえば、６“緒ヅしクトｏｗｔｖ“−χテ
ィ Ｊ、Ｅｌｅｃｔｏｒｏｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、１２１．ｍ６
Ｆ８３９゜１９７４のハロゲン添加による耐圧分布
の向上環） すなわち、酸化膜中の可動イオンたとえばナトリウムや
カリウム等のアルカリ金属は、塩素を含む雰囲気中で熱
処理することによって、捕獲され、酸化膜中で動きにく
くなることが知られている。この熱処理によって半導体
装置の電圧や温度に対する安定性は、極めて高くなって
いる。
発明が解決しようとする問題点
併しながら従来方法では、臭素ガスや塩素ガスは、特に
酸素や水蒸気の存在下においては、高温でシリコンと反
応し、シリコン表面を著しく腐食させる。シリコン表面
の腐食は、ホトエツチング工程での微細加工を阻害した
り、Ｐ−ｎ接合深さをばらつかせ、特性のばらつき発生
や製造歩留を低下させる原因となる。
酸素や水蒸気の存在下においては、高温でシリコンと反
応し、シリコン表面を著しく腐食させる。シリコン表面
の腐食は、ホトエツチング工程での微細加工を阻害した
り、Ｐ−ｎ接合深さをばらつかせ、特性のばらつき発生
や製造歩留を低下させる原因となる。
問題点を解決するための手段
前記問題点を解決するために本発明は、半導体基板又は
半導体素子を熱処理炉中のハロゲン元素を含み酸素元素
を含まない雰囲気内で所定の時間熱処理する第１の工程
と、酸素元素を含まないガスを前記熱処理炉中に流し、
所定の時間熱処理し、前記熱処理炉中の前記ハロゲンガ
スを除去する第２の工程と、前記半導体基板又は半導体
素子上に酸化膜を形成する第３の工程とを含む事を特徴
とする半導体装置の製造方法を提供する。
半導体素子を熱処理炉中のハロゲン元素を含み酸素元素
を含まない雰囲気内で所定の時間熱処理する第１の工程
と、酸素元素を含まないガスを前記熱処理炉中に流し、
所定の時間熱処理し、前記熱処理炉中の前記ハロゲンガ
スを除去する第２の工程と、前記半導体基板又は半導体
素子上に酸化膜を形成する第３の工程とを含む事を特徴
とする半導体装置の製造方法を提供する。
作用
本発明を構成する第１の工程は、シリコン基板中にハロ
ゲン元素を拡散させることにあり、これにより、第３の
工程で酸化膜を形成した際、酸化膜中にハロゲン元素が
含有されることになる。また第２の工程は、第１の工程
から第３の工程に移行する際に石英壇壁等に含まれてい
るハロゲン元素が櫨内の雰囲気中に発生して、シリコン
基板を腐食する事を防止するため、非酸化性ガスを流す
ことによって、残存するハロゲン元素を石英櫨壁等より
追い出すためである。
ゲン元素を拡散させることにあり、これにより、第３の
工程で酸化膜を形成した際、酸化膜中にハロゲン元素が
含有されることになる。また第２の工程は、第１の工程
から第３の工程に移行する際に石英壇壁等に含まれてい
るハロゲン元素が櫨内の雰囲気中に発生して、シリコン
基板を腐食する事を防止するため、非酸化性ガスを流す
ことによって、残存するハロゲン元素を石英櫨壁等より
追い出すためである。
実施例
第１の実施例を第１図（ａ）について説明する。第１工
程として熱処理装炉１の熱処理管２内に直径１００ｍｍ
の５シリコン基板４を１００枚配置したのち、０．１％
の塩化水素を含む窒素ガスを毎分３ｅ流して、１１００
℃、１２０分加熱した。膜中で捕獲するハロゲン元素を
含む雰囲気中での熱処理方法である。したがって、本発
明は、最初に酸化膜を形成する熱処理工程はもちろんの
こと、既に不純物を拡散させであるシリコン基板の熱処
理にも適用できる。
程として熱処理装炉１の熱処理管２内に直径１００ｍｍ
の５シリコン基板４を１００枚配置したのち、０．１％
の塩化水素を含む窒素ガスを毎分３ｅ流して、１１００
℃、１２０分加熱した。膜中で捕獲するハロゲン元素を
含む雰囲気中での熱処理方法である。したがって、本発
明は、最初に酸化膜を形成する熱処理工程はもちろんの
こと、既に不純物を拡散させであるシリコン基板の熱処
理にも適用できる。
第３図は、ｎ型１ｏΩ帽のシリコン基板に各種酸化法で
厚み０．６μの酸化膜を形成し、その後、選択的にボロ
ンを拡散させて得たブレーナ型ダイオードの高温耐圧試
験（ＨＴＲＢ）結果を示す。第３図中従来法１は、酸素
中で形成した酸化膜、従来法２は、０．１％の塩化水素
を含む酸素ガス中で形成した酸化膜である。従来方法に
よって形成した酸化膜をパッシベーション膜として用い
たブレーナ型ダイオードの安定性は、時間の経過ととも
に劣化するが本発明法で得た酸化膜では、全く劣化して
いない。また第２図には、ＰＮＰ型ブレーナトランジス
タを製造する際のエミッタ拡散工程に本発明法を適用し
た効果例をｈＦＥの劣化とばらつきで示したものである
。ＰＮＰ型トランジスタは、ＰｏｎＰ のエピタキシ
ャルウェハーに選択的に順次リン、ボロンを拡散させて
得たものである。第２図は、特性の一例としてその後、
第２工程として、２ｏｅＺ分の流量で５分間窒素ガスを
流したのち、第３工程として温度６０℃の水中で酸素ガ
スを発泡させて得た水蒸気を含む酸素ガスを５ｅ／分の
流量で流し、１１００℃で１００分間熱処理した。この
熱処理によって、０．６μ僧の酸化膜が得られた。
厚み０．６μの酸化膜を形成し、その後、選択的にボロ
ンを拡散させて得たブレーナ型ダイオードの高温耐圧試
験（ＨＴＲＢ）結果を示す。第３図中従来法１は、酸素
中で形成した酸化膜、従来法２は、０．１％の塩化水素
を含む酸素ガス中で形成した酸化膜である。従来方法に
よって形成した酸化膜をパッシベーション膜として用い
たブレーナ型ダイオードの安定性は、時間の経過ととも
に劣化するが本発明法で得た酸化膜では、全く劣化して
いない。また第２図には、ＰＮＰ型ブレーナトランジス
タを製造する際のエミッタ拡散工程に本発明法を適用し
た効果例をｈＦＥの劣化とばらつきで示したものである
。ＰＮＰ型トランジスタは、ＰｏｎＰ のエピタキシ
ャルウェハーに選択的に順次リン、ボロンを拡散させて
得たものである。第２図は、特性の一例としてその後、
第２工程として、２ｏｅＺ分の流量で５分間窒素ガスを
流したのち、第３工程として温度６０℃の水中で酸素ガ
スを発泡させて得た水蒸気を含む酸素ガスを５ｅ／分の
流量で流し、１１００℃で１００分間熱処理した。この
熱処理によって、０．６μ僧の酸化膜が得られた。
第２の実施例を第１図（ａ）について説明する。第１工
程として熱処理炉１の熱処理管２内に直径１００ｍのシ
リコン基板を１００枚配置したのち、温度３５℃のテト
ラクロルエチレン中を２素に発泡させて形成したテトラ
クロルエチレンを含む窒素ガスを毎分５ｅ流し、１１０
０℃、１２０分加熱した。その後、第２工程として２０
ｅ／分の流量で５分間窒素ガスを流したのち、温度６０
℃の水中で酸素ガスを発泡させて得た水蒸気を含む酸素
ガスを５ｅ／分の速度で流し、１１００℃で８０分間熱
処理し、この熱処理によって、０．９μｍの酸化膜を得
た。
程として熱処理炉１の熱処理管２内に直径１００ｍのシ
リコン基板を１００枚配置したのち、温度３５℃のテト
ラクロルエチレン中を２素に発泡させて形成したテトラ
クロルエチレンを含む窒素ガスを毎分５ｅ流し、１１０
０℃、１２０分加熱した。その後、第２工程として２０
ｅ／分の流量で５分間窒素ガスを流したのち、温度６０
℃の水中で酸素ガスを発泡させて得た水蒸気を含む酸素
ガスを５ｅ／分の速度で流し、１１００℃で８０分間熱
処理し、この熱処理によって、０．９μｍの酸化膜を得
た。
第１図（ｂ）には、典型的な本発明法の温度プログラム
を示した。
を示した。
発明の効果
本発明は、上述のように、表面の腐食を防止し、微細加
工を阻害することなく、酸化膜中の可動イオンを酸化直
流電流増幅率（ｈＦＥ）の高温電圧試験の前後値を比較
して示した。第２図かられかるように、従来法１では、
試験後ｈＦＥは著しく低下し、安定性に欠ける。また、
従来法２では、試験前後の変化は少ないが、ｈＦＥのば
らつきが大きい。それに対し、本発明法は、ｈＦＥのば
らつきは少なく、また、試験前後のｈＦＥ変動も少ない
。
工を阻害することなく、酸化膜中の可動イオンを酸化直
流電流増幅率（ｈＦＥ）の高温電圧試験の前後値を比較
して示した。第２図かられかるように、従来法１では、
試験後ｈＦＥは著しく低下し、安定性に欠ける。また、
従来法２では、試験前後の変化は少ないが、ｈＦＥのば
らつきが大きい。それに対し、本発明法は、ｈＦＥのば
らつきは少なく、また、試験前後のｈＦＥ変動も少ない
。
以上のように、本発明法によって得られた酸化膜を半導
体装置に用いれば、従来法に比らべて特性のばらつきが
少なくかつ信頼性の高い半導体装置が得られる。
体装置に用いれば、従来法に比らべて特性のばらつきが
少なくかつ信頼性の高い半導体装置が得られる。
また、実施例では、第１工程、゛第２工程および第３工
程の順で熱処理方法を示したが、第３工程、第２工程お
よび第１工程の順で熱処理を行なっても同一の効果が得
られたことは言うまでもない。
程の順で熱処理方法を示したが、第３工程、第２工程お
よび第１工程の順で熱処理を行なっても同一の効果が得
られたことは言うまでもない。
第１図の（ａ）は本発明法に用いた熱処理装置の断面図
、第１図の（ｂ）は本発明法の典型的温度プログラノシ
第２図はブレナー型ＰＮＰトランジスタに対するＨＴＲ
ＢテストによるｈＦＥの変動特性図、第３図はブレナー
型ダイオードに対するＨＴＲＢテストによる劣化率の比
較図である。 １・・・・・・熱処理炉、２・・・・・・熱処理管、３
・・・・・・シリコン基板保持用器具、４・・・・・・
シリコン基板。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名／−熱処理
炉 ２−−一薫処夏管 ３−−−シリコン基板 第１図 珠樒娯 ４−一一シリコス【阪 第１１程茅２二匿 第３二程 第 ２ 図 第３図
、第１図の（ｂ）は本発明法の典型的温度プログラノシ
第２図はブレナー型ＰＮＰトランジスタに対するＨＴＲ
ＢテストによるｈＦＥの変動特性図、第３図はブレナー
型ダイオードに対するＨＴＲＢテストによる劣化率の比
較図である。 １・・・・・・熱処理炉、２・・・・・・熱処理管、３
・・・・・・シリコン基板保持用器具、４・・・・・・
シリコン基板。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名／−熱処理
炉 ２−−一薫処夏管 ３−−−シリコン基板 第１図 珠樒娯 ４−一一シリコス【阪 第１１程茅２二匿 第３二程 第 ２ 図 第３図
Claims (2)
- （１）半導体基板又は半導体素子を熱処理炉中のハロゲ
ン元素を含み酸素元素を含まない雰囲気内で所定の時間
熱処理する第１の工程と、酸素元素を含まないガスを前
記熱処理炉中に流し、所定の時間熱処理し、前記熱処理
炉中の前記ハロゲンガスを除去する第２の工程と、前記
半導体基板又は半導体素子上に酸化膜を形成する第３の
工程とを含む事を特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）第３の工程を第１の工程とし、第２の工程でハロ
ゲンガス元素ガスの代りに酸素元素ガスを除去し、第１
の工程を第３の工程とする前記特許請求の範囲第（１）
項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148777A JPH0727897B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148777A JPH0727897B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635534A true JPS635534A (ja) | 1988-01-11 |
| JPH0727897B2 JPH0727897B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=15460432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61148777A Expired - Lifetime JPH0727897B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727897B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0473133U (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-26 | ||
| EP0594172A1 (en) * | 1992-10-21 | 1994-04-27 | Akebono Brake Industry Co., Ltd. | Method for producing friction materials |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4978483A (ja) * | 1972-11-30 | 1974-07-29 | ||
| JPS5373072A (en) * | 1976-12-13 | 1978-06-29 | Sony Corp | Formation of oxidized film |
| JPS5585068A (en) * | 1978-12-21 | 1980-06-26 | Sony Corp | Preparation of semiconductor device |
| JPS55166960A (en) * | 1979-06-14 | 1980-12-26 | Fujitsu Ltd | Manufacture of field effect semiconductor device |
| JPS60231351A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61148777A patent/JPH0727897B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS4978483A (ja) * | 1972-11-30 | 1974-07-29 | ||
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0727897B2 (ja) | 1995-03-29 |
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