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JPH06105696B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Publication number
JPH06105696B2
JPH06105696B2 JP63317356A JP31735688A JPH06105696B2 JP H06105696 B2 JPH06105696 B2 JP H06105696B2 JP 63317356 A JP63317356 A JP 63317356A JP 31735688 A JP31735688 A JP 31735688A JP H06105696 B2 JPH06105696 B2 JP H06105696B2
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JP
Japan
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layer
diffusion layer
semiconductor substrate
semiconductor
glass
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JP63317356A
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丈人 花田
義明 野崎
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は埋込み拡散層を有する半導体装置の製造方法に
関する。
(従来の技術) 半導体装置の製造方法において,半導体結晶中に不純物
を添加する工程は基本的な工程である。このような工程
で使用される不純物拡散技術は最も重要なプロセス技術
の1つである。半導体装置の構造および機能の多様化に
伴い,不純物拡散技術は,ますます高度になり,かつ多
岐に及んでいる。
不純物拡散技術を適用した典型例としては,半導体基板
と,その上に形成されたエピタキシャル成長層との間
に,高濃度の不純物が添加された埋込み拡散層を形成す
ることが挙げられる。半導体装置に形成される埋込み拡
散層の例としては,コレクタ直列抵抗を低減するために
設けられるバイポーラ集積回路の埋込み拡散層や,縦型
FET構造におけるゲート領域の埋込み拡散層などがあ
る。従来,このような埋込み拡散層は,例えば,以下の
ようにして形成されていた。まず,P型半導体基板上に,
不純物拡散用のマスクとなる酸化膜を形成した後,不純
物を拡散させるべき領域の酸化膜を開孔する。次いで,N
型不純物としてアンチモンの塩化物(SbCl3)を含有す
る珪酸ガラスを有機溶媒に溶解した溶液を,表面に塗布
する。そして,窒素雰囲気中で約200℃の温度に加熱
し,該有機溶媒を揮発させた後,さらに窒素雰囲気中で
600〜800℃の温度に加熱し,該ガラス材料をガラス層に
変化させる。次いで,窒素雰囲気中で1150〜1250℃の高
温に加熱することにより,該ガラス層中のアンチモンを
該半導体基板中に拡散させて拡散層を形成する。ガラス
層および酸化膜を除去した後,該拡散層の形成された基
板上に,N型半導体層をエピタキシャル成長させる。この
成長の後,加熱することにより,アンチモンを該拡散層
から該半導体層中へ拡散させてN+型埋込み拡散層を形成
する。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら,このような方法では,半導体基板上にガ
ラス層を形成するまでに,雰囲気中またはガラス材料中
に存在するP型不純物のボロンが該ガラス層に取り込ま
れる。
この場合,ガラス層に取り込まれたボロンは,高温での
不純物拡散工程においては,P型半導体基板中に拡散し,
その後のエピタキシャル成長工程においては,N型半導体
層中に拡散する。このことにより,N型半導体層とN+型埋
込み拡散層との間に,ボロンの拡散濃度に依存して,N型
高抵抗層あるいはP型反転層が形成される。このような
N型高抵抗層はコレクタ抵抗を増大させ,またP型反転
層は寄生トランジスタを発生させるなどの問題点があ
る。
本発明は上記従来の問題点を解決するためのものであ
り,その目的としては,ボロンによる汚染を防止するこ
とが可能な,埋込み拡散層を有する半導体装置の製造方
法を提供することにある。
(課題を解決するための手段および作用) 本発明の半導体装置の製造方法は,半導体基板と,該半
導体基板上に形成された半導体層との接合部分に,埋込
み拡散層を有する半導体装置の製造方法であって,半導
体基板上に不純物拡散用のマスクを形成する工程と,不
純物を含有するガラス材料を溶媒に溶解した溶液を,表
面に塗布する工程と,不活性雰囲気中で加熱し,該溶媒
を除去する工程と,高湿度の雰囲気中で加湿することに
より,該雰囲気中または該ガラス材料中に存在する揮発
性の低いボロン化合物を水分と反応させて揮発性の高い
ボロン化合物に変化させる工程と,不活性雰囲気中で加
熱することにより,揮発性の高いボロン化合物を揮発さ
せて除去すると共に,該ガラス材料をガラス層に変化さ
せる工程と,不活性雰囲気中で加熱し,該ガラス層中の
不純物を該半導体基板中に拡散させることにより,拡散
層を形成する工程と,該ガラス層および該マスクを除去
する工程と,拡散層の形成された該半導体基板上に半導
体層を成長させた後,加熱して該拡散層中の不純物を該
半導体層中に拡散させることにより,埋込み拡散層を形
成する工程と,を包含しており,そのことにより上記目
的が達成される。
本発明の製造方法において,雰囲気中またはガラス材料
中に存在する揮発性の低いボロン化合物は,上記の工程
4)の間に,水分と反応して揮発性の高いボロン化合物
に変化する。この場合,次のような反応が起こるものと
考えられる。
B2O3+3H2O→2H3BO3↑ B2O3+H2O→2HBO2↑ 生じた揮発性の高いボロン化合物は,上記の工程5)の
間に,加熱により揮発する。このように,ボロンは埋込
み拡散層に取り込まれないため,その後のエピタキシャ
ル成長および熱処理工程の間に,埋込み拡散層からエピ
タキシャル成長層へ拡散することはない。従って,埋込
み拡散層とエピタキシャル成長層との間におけるN型高
抵抗層やP型反転層の形成が防止される。
(実施例) 以下に本発明の実施例として,第1図に示すように,P型
半導体基板1と,該基板上に形成されたN型半導体層2
との接合部分に,N+型埋込み拡散層3を形成する場合に
ついて説明する。
まず,P型半導体基板1上に,不純物拡散のマスクとなる
酸化膜4を形成した後,第2図(a)に示すように,不
純物を拡散させるべき領域の酸化膜をホトエッチングに
より除去した。次いで,N型不純物であるアンチモンの塩
化物(SbCl3)を含有する珪酸ガラス5を有機溶媒中に
溶解した溶液を回転塗布法により表面に塗布した(第2
図(b))。そして,窒素雰囲気中で約200℃に加熱す
ることにより,該ガラス材料中の有機溶媒を揮発させた
後,このように形成された基板12を第4図に示すような
加湿装置8を用いて10分間以上にわたって加湿した。加
湿装置8は,精製した水11を入れた容器9と,該容器に
連結された加湿室10とから構成されている。キャリアガ
ス13は,容器9内の水11に吹き込むことによって、充分
に水分を含ませた後,加湿室10内に導入された。この
際,加湿室10の中は,可能な限り湿度が高く,かつ結露
しない状態に維持した。なお,キャリアガスとしては,
窒素ガスまたは清浄な空気などを使用することができ
る。この加湿工程により,雰囲気中または上記ガラス材
料中に含有される揮発性の低いボロン化合物は揮発性の
高いボロン化合物に変化する。
次いで,上記基板12を窒素雰囲気中で400〜800℃に加熱
することにより,揮発性の高いボロン化合物を除去する
と共に,上記ガラス材料をガラス層5に変化させた。こ
のようにして得られたガラス層5は,安定であり,以後
の工程において,不純物を吸着することはなかった。そ
して,この基板12を窒素雰囲気中で1150〜1250℃に加熱
することにより,上記ガラス層5中のアンチモンを半導
体基板1中へ拡散させて,第2図(c)に示すような拡
散層6を形成した。
ガラス層5および酸化膜4を除去した後,拡散層6の形
成された半導体基板1上に,N型半導体層2をエピタキシ
ャル成長させた。この成長の後,加熱することにより,
アンチモンを拡散層6中から半導体層2中へ拡散させ,
第1図に示すようなN+型埋込み拡散層3を形成した。こ
のようにして得られたN+型埋込み拡散層3はボロンを含
まず,汚染されていないことがわかった。
(発明の効果) 本発明の製造方法によれば,ボロンによって汚染されて
いない埋込み拡散層が得られる。このような埋込み拡散
層の周囲には,N型高抵抗層やP型反転層は形成されな
い。従って,本発明の製造方法は,素子特性が向上した
半導体装置を歩留り良く製造することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造方法により形成された埋込み拡散
層の断面図,第2図(a)〜(c)は本発明の製造方法
により埋込み拡散層を形成する工程における特定の段階
を示す断面図,第3図は従来の製造方法により埋込み拡
散層を形成した場合に周囲にP型反転層が発生すること
を説明するための断面図,第4図は本発明の製造方法に
用いられる加湿装置の一例を示す断面図である。 1…P型半導体基板,2…N型半導体層,3…N+型埋込み拡
散層,4…酸化膜,5…不純物を含有するガラス層(または
珪酸ガラス),6…拡散層,7…P型反転層,8…加湿装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板と,該半導体基板上に形成され
    た半導体層との接合部分に,埋込み拡散層を有する半導
    体装置の製造方法であって, 半導体基板上に不純物拡散用のマスクを形成する工程
    と, 不純物を含有するガラス材料を溶媒に溶解した溶液を,
    表面に塗布する工程と, 不活性雰囲気中で加熱し,該溶媒を除去する工程と, 高湿度の雰囲気中で加湿することにより,該雰囲気中ま
    たは該ガラス材料中に存在する揮発性の低いボロン化合
    物を水分と反応させて揮発性の高いボロン化合物に変化
    させる工程と, 不活性雰囲気中で加熱することにより,揮発性の高いボ
    ロン化合物を揮発させて除去すると共に,該ガラス材料
    をガラス層に変化させる工程と, 不活性雰囲気中で加熱し,該ガラス層中の不純物を該半
    導体基板中に拡散させることにより,拡散層を形成する
    工程と, 該ガラス層および該マスクを除去する工程と, 拡散層の形成された該半導体基板上に半導体層を成長さ
    せた後,加熱して該拡散層中の不純物を該半導体層中に
    拡散させることにより,埋込み拡散層を形成する工程
    と, を包含する半導体装置の製造方法。
JP63317356A 1988-12-15 1988-12-15 半導体装置の製造方法 Expired - Fee Related JPH06105696B2 (ja)

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