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JPH08203840A - Device and method for diffusing aluminum into semiconductor wafer - Google Patents

Device and method for diffusing aluminum into semiconductor wafer

Info

Publication number
JPH08203840A
JPH08203840A JP712195A JP712195A JPH08203840A JP H08203840 A JPH08203840 A JP H08203840A JP 712195 A JP712195 A JP 712195A JP 712195 A JP712195 A JP 712195A JP H08203840 A JPH08203840 A JP H08203840A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum
diffusion
container
gas
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP712195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Saigou Sai
宰豪 崔
Toru Ishikawa
透 石川
Takeshi Yokota
武司 横田
Tokuo Watanabe
篤雄 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP712195A priority Critical patent/JPH08203840A/en
Publication of JPH08203840A publication Critical patent/JPH08203840A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 半導体ウエハに深い拡散層を形成するための
Alの拡散装置およびその方法に関し、量産性および再
現性にすぐれたAl拡散を可能とする技術の提供。 【構成】 一方に半封止の開放端、他方にガス導入管1
6を備え複数枚の半導体ウエハ20を内蔵する石英製の
拡散容器18を、ガス排気管を有する気密のプロセス管
11中に格納する。拡散容器ガス導入管16は、プロセ
ス管を貫通してプロセス管外に設けられたアルミニウム
ガス供給容器17に接続されている。プロセス管のガス
排気管は真空排気系13,14に接続されており、最初
に拡散系を1×10-6mmHg以下の真空度まで強制排
気し、次にプロセス管を昇温し、さらに所定温度で加熱
されたアルミニウムガス供給源容器17からアルミニウ
ムガスフラックスを拡散容器に導入してAlの拡散を行
う。
(57) [Summary] (Modified) [Object] To provide an Al diffusion device and method for forming a deep diffusion layer in a semiconductor wafer, which enables Al diffusion excellent in mass productivity and reproducibility. . [Structure] Semi-sealed open end on one side and gas inlet tube 1 on the other
A diffusion container 18 made of quartz and equipped with a plurality of semiconductor wafers 20 is stored in an airtight process pipe 11 having a gas exhaust pipe. The diffusion container gas introduction pipe 16 penetrates the process pipe and is connected to an aluminum gas supply container 17 provided outside the process pipe. The gas exhaust pipe of the process pipe is connected to the vacuum exhaust systems 13 and 14, and the diffusion system is first forcibly exhausted to a vacuum degree of 1 × 10 −6 mmHg or less, and then the process pipe is heated to a predetermined temperature. The aluminum gas flux is introduced into the diffusion container from the aluminum gas supply container 17 heated at a temperature to diffuse Al.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェハに深いp
型領域を形成するための半導体ウェハへのアルミニウム
の拡散装置及び拡散方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffusion device and a diffusion method of aluminum into a semiconductor wafer for forming a mold region.

【0002】[0002]

【従来の技術】IV族半導体に対するアクセプタ不純物と
して、従来は気相からの熱拡散が制御しやすい硼素
(B)及びガリウム(Ga)が用いられてきた。しかる
に最近、電力用半導体素子の大容量化及び高耐圧化が進
み、低濃度で深いp型領域をn型基板に形成する必要が
高まってきた。低濃度化によって表面電界強度を低減化
することができ、深い接合によって高耐圧化がはかれる
のである。
2. Description of the Related Art Boron (B) and gallium (Ga), which are easy to control thermal diffusion from the vapor phase, have been used as acceptor impurities for group IV semiconductors. However, recently, as the capacity and the breakdown voltage of the power semiconductor element have increased, it has become necessary to form a deep p-type region with a low concentration in the n-type substrate. By lowering the concentration, the surface electric field strength can be reduced, and a deep junction can increase the breakdown voltage.

【0003】アルミニウム(Al)は、拡散速度が他の
アクセプターBやGaより大きく、かつイオン半径がS
iに近いため、特にシリコンウェハに対しては拡散過程
で歪や欠陥の導入を少なくして均一な深い接合を得るに
適した不純物である。しかるに一方、Alは化学的に活
性であり、拡散過程で雰囲気の残存酸素や水分と結合し
たり、拡散容器であるSiO2管を透過したりするため
系内のAl蒸気圧が高まらず、安定に拡散しにくいとい
う性質をもっている。
Aluminum (Al) has a diffusion rate higher than that of other acceptors B and Ga, and has an ionic radius of S.
Since it is close to i, it is an impurity suitable for obtaining a uniform deep junction by reducing the introduction of strain and defects in the diffusion process, especially for a silicon wafer. On the other hand, Al is chemically active, and in the diffusion process, it binds to residual oxygen and water in the atmosphere and permeates through the SiO 2 tube, which is the diffusion container, so the Al vapor pressure in the system does not rise and it is stable. It has the property of being difficult to diffuse into.

【0004】従来、半導体ウェハへのAlの拡散方法と
しては、イオン注入法、閉管法及び開管法が用いられて
いる。イオン注入法は電界加速したAl原子を半導体ウ
ェハ内の所定位置まで打ち込み、その後高温でアニール
してp−n結合を形成する方法である。この方法による
Al拡散法は、たとえば特開昭54−101663号公
報や特開昭61−251130号公報に開示されてい
る。
Conventionally, as a method of diffusing Al into a semiconductor wafer, an ion implantation method, a closed tube method and an open tube method have been used. The ion implantation method is a method of implanting Al atoms accelerated by an electric field to a predetermined position in a semiconductor wafer and then annealing at high temperature to form a pn bond. The Al diffusion method based on this method is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open Nos. 54-101663 and 61-251130.

【0005】閉管法、半導体ウェハとAlソースを同一
の真空封止した石英管内で所定温度に加熱してAlを拡
散する方法である。この方法は、たとえば特開昭54−
73557号公報や特開昭57−10229号公報に開
示されている。開管法は、半導体ウェハとAlソースと
を収納した石英管を不活性ガス雰囲気中または真空装置
で排気しながら加熱してAlを拡散する方法である。こ
のうちAlソースとしてAl23を用い、半導体ウェハ
に近接して配置しながら不活性ガス中で加熱拡散せしめ
る方法が特開昭54−112473号公報ら開示されて
いる。また、真空開管法は、半封止の内管にAlソース
と半導体ウェハを収納し、これを外管内に載置して外管
を真空排気しながら加熱する方法が特開昭57−368
30号公報に開示されている。
The closed tube method is a method in which a semiconductor wafer and an Al source are heated to a predetermined temperature in the same vacuum sealed quartz tube to diffuse Al. This method is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No.
No. 73557 and Japanese Patent Laid-Open No. 57-10229. The open-tube method is a method in which a quartz tube containing a semiconductor wafer and an Al source is heated in an inert gas atmosphere or while being evacuated by a vacuum device to diffuse Al. Among them, Japanese Patent Laid-Open No. 54-112473 discloses a method of using Al 2 O 3 as an Al source and heating and diffusing it in an inert gas while arranging it in proximity to a semiconductor wafer. The vacuum tube opening method is a method in which an Al source and a semiconductor wafer are housed in a semi-sealed inner tube, which is placed in the outer tube and the outer tube is evacuated and heated.
No. 30 publication.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術は、
それぞれ長所を有するが以下のような問題点を有してい
る。すなわち、アルミニウムのイオン注入法は、比較的
浅い領域に急峻な不純物分布を形成するにはすぐれた技
術であるが、深い接合を形成するため加熱処理を伴うと
アウトディフュージョンが惹起する。たとえば、Siウ
ェハに深さ80μm,表面濃度1〜10×1016ato
ms/cm3のp領域を形成する場合、熱加熱を行う
が、アウト ディフュージョンによってウェハ表面から
失なわれるAl原子がかなり高濃度になるため、前記必
要量よりはるかに高い濃度でAlイオンを最初にドーズ
する必要がある。この結果、表面近傍に高濃度の結晶欠
陥が導入され、熱処理によってもアニールアウトされな
いという問題点がある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
Although each has advantages, it has the following problems. That is, the ion implantation method of aluminum is an excellent technique for forming a steep impurity distribution in a relatively shallow region, but out diffusion occurs when heat treatment is performed to form a deep junction. For example, a Si wafer has a depth of 80 μm and a surface concentration of 1 to 10 × 10 16 ato.
When forming a p-region of ms / cm 3 , thermal heating is performed, but since Al atoms lost from the wafer surface due to out-diffusion have a considerably high concentration, Al ions are initially added at a concentration much higher than the above required amount. Need to dose. As a result, there is a problem that high-concentration crystal defects are introduced in the vicinity of the surface and annealing is not performed even by heat treatment.

【0007】一方、閉管法アンプル閉空間に一様に所定
のAl蒸気分圧を発生させて、複数枚の半導体ウェハに
均等なAl表面濃度を付与し拡散させるもので、均一
性、再現性にすぐれたAl拡散法であるが、半導体ウェ
ハとAlソースを同一石英管中に保持して真空封入する
ため作業性が悪く、また拡散後に石英アンプルを破壊し
て試料を取り出す必要があるためコストアップになり量
産性が低い問題点がある。
On the other hand, a closed tube ampoule is designed to uniformly generate a predetermined Al vapor partial pressure in a closed space so as to give a uniform Al surface concentration to a plurality of semiconductor wafers and diffuse it. This is an excellent Al diffusion method, but the workability is poor because the semiconductor wafer and Al source are held in the same quartz tube and vacuum sealed, and the cost is increased because it is necessary to break the quartz ampoule after diffusion to take out the sample. Therefore, there is a problem that mass productivity is low.

【0008】開管法のうちAl23ソースと不活性ガス
雰囲気を用いるAl拡散法はAl23ソースに含有され
る重金属などの不純物汚染の問題があり、少数キャリア
の寿命を短くするので好ましくない。一方、半封止の拡
散管を用いた二重石英管構造の真空開管法においては、
半封止の拡散管中にAlソースが半導体ウェハと共に保
持されるのでソース収納場所の占有率が無視できず、ウ
ェハ枚数が多くなると拡散管長がのびて管内温度分布が
悪くなる。この結果拡散後のウェハ面内及びロット間の
不純物濃度のバラつきが大きくなるという問題がある。
本発明の目的は、量産性及び均一性にすぐれたAl拡散
を可能とする装置及び方法を提供することである。
Among the open-tube methods, the Al diffusion method using an Al 2 O 3 source and an inert gas atmosphere has a problem of contamination of impurities such as heavy metals contained in the Al 2 O 3 source and shortens the life of minority carriers. It is not preferable. On the other hand, in the vacuum tube opening method of the double quartz tube structure using the semi-sealed diffusion tube,
Since the Al source is held together with the semiconductor wafer in the semi-sealed diffusion tube, the occupation rate of the source storage location cannot be ignored, and if the number of wafers increases, the diffusion tube length increases and the temperature distribution inside the tube deteriorates. As a result, there is a problem in that the dispersion of the impurity concentration within the wafer surface after diffusion and between lots becomes large.
An object of the present invention is to provide an apparatus and a method that enable Al diffusion with excellent mass productivity and uniformity.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明では、一方に半封
止の開放端、他方にガス導入管を備え複数枚の半導体ウ
ェハを内蔵する石英管(拡散容器)と、この拡散容器を
内蔵しガス排気管を備えた気密のプロセス管と、このプ
ロセス管を貫通した前記ガス導入管とプロセス管外で接
続したアルミニウムガス発生源と、前記ガス排気管に接
続した排気装置と、前記プロセス管を加熱する抵抗加熱
装置と、前記アルミニウムガス発生源及び前記ガス導入
管を所定温度に保持する加熱装置と、を含んで成る真空
開管式の半導体ウェハへのアルミニウムの拡散装置を開
示する。
According to the present invention, a quartz tube (diffusion vessel) having a semi-sealed open end on one side and a gas introduction tube on the other side and containing a plurality of semiconductor wafers therein, and this diffusion vessel are built in. Airtight process pipe having a gas exhaust pipe, an aluminum gas generation source connected to the gas introduction pipe penetrating the process pipe and outside the process pipe, an exhaust device connected to the gas exhaust pipe, and the process pipe Disclosed is an apparatus for diffusing aluminum into a vacuum open tube type semiconductor wafer, which comprises a resistance heating apparatus for heating the aluminum wafer, and a heating apparatus for holding the aluminum gas generation source and the gas introduction tube at a predetermined temperature.

【0010】また本発明では、拡散容器に半導体ウェハ
を載置し、アルミニウムガス供給源容器にアルミニウム
ソースを収納後、前記拡散容器をプロセス管内の所定位
置に格納し、プロセス管のガス排気管に接続した排気装
置を駆動して前記プロセス管、拡散容器及びアルミニウ
ムガス供給源容器と拡散容器へのガス導入管を所定の真
空度まで強制排気する第一の工程と、前記プロセス管が
収納された抵抗加熱装置を駆動して、プロセス管及び拡
散容器を第一の所定温度まで昇温後、前記アルミニウム
ガス供給源容器及び前記ガス導入管を所定温度迄加熱し
て所定分圧のアルミニウムガスを前記拡散容器内へ導入
する第二の工程と、所定経過後前記プロセス及び拡散容
器の温度のみを前記第一の所定温度より高い第二の所定
温度まで昇温して半導体ウェハにアルミニウム拡散を行
う第三の工程と、所定時間経過後前記アルミニウムガス
供給源容器及び前記ガス導入管を降温し、次いで前記プ
ロセス管及び拡散容器を降温して拡散工程を終了する第
四の工程と、から成る半導体ウェハへのアルミニウムの
拡散方法を開示する。
Further, according to the present invention, a semiconductor wafer is placed on a diffusion container, an aluminum source is stored in an aluminum gas supply source container, and then the diffusion container is stored at a predetermined position in the process pipe, and the gas exhaust pipe of the process pipe is installed. The first step of driving the connected exhaust device to forcibly exhaust the process tube, the diffusion container, and the aluminum gas supply source container and the gas introduction pipe to the diffusion container to a predetermined vacuum degree, and the process tube were housed. The resistance heating device is driven to raise the temperature of the process tube and the diffusion container to a first predetermined temperature, and then the aluminum gas supply source container and the gas introduction pipe are heated to a predetermined temperature so that a predetermined partial pressure of aluminum gas is supplied. A second step of introducing into the diffusion container, and after a predetermined time elapses, only the temperature of the process and the diffusion container is raised to a second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature. A third step of diffusing aluminum on the conductor wafer, and a predetermined time after which the temperature of the aluminum gas supply container and the gas introduction pipe is lowered, and then the process pipe and the diffusion container are lowered to finish the diffusion process. And a method of diffusing aluminum into a semiconductor wafer comprising the steps of.

【0011】前記所定の真空度は、1×10-6mmHg
以下であることが好ましい。また、前記第一の所定温度
は950〜1000℃の間の適当な温度であり、前記第
二の所定温度は1010〜1100℃の間の適当な温度
であることが好ましい。更に、前記アルミニウムガス供
給源容器が金属アルミニウムを内臓したシリコン製また
はタンタル製ボードを含む石英容器であってもよい。
The predetermined degree of vacuum is 1 × 10 -6 mmHg
The following is preferred. Further, it is preferable that the first predetermined temperature is a suitable temperature between 950 and 1000 ° C. and the second predetermined temperature is a suitable temperature between 1010 and 1100 ° C. Further, the aluminum gas supply source container may be a quartz container including a silicon or tantalum board containing metallic aluminum.

【0012】[0012]

【作用】アルミニウムガス発生源を拡散容器から分離し
て、両者間を石英製のガス導入管で接続することによっ
て、多数枚の半導体ウェハを効率よく拡散容器内に収納
することが可能である。この結果、拡散容器長を短く
し、全ての半導体ウェハを均熱ゾーンにおいて拡散する
ことが容易になると共に、作業性を向上させることがで
きる。
By separating the aluminum gas generation source from the diffusion container and connecting the two with a quartz gas introduction pipe, a large number of semiconductor wafers can be efficiently housed in the diffusion container. As a result, the length of the diffusion container can be shortened, it becomes easy to diffuse all the semiconductor wafers in the soaking zone, and the workability can be improved.

【0013】高融点高純度のシリコン又はタンタルから
成るボートに収納した高純度金属アルミニウムを拡散源
とし、加熱によって発生したアルミニウムガスが残留ガ
スや水分が除去され且つ凝縮を避けるために1100℃
程度の高温に加熱された高純度石英管中を減圧下で半導
体ウェハに到達するので残留不純物の影響を受け難く、
少数キャリア寿命の長い深いp型領域を得ることができ
る。
High-purity metallic aluminum housed in a boat made of high-melting point high-purity silicon or tantalum is used as a diffusion source, and aluminum gas generated by heating is removed at 1100 ° C. in order to remove residual gas and moisture and avoid condensation.
Since it reaches the semiconductor wafer under reduced pressure in a high-purity quartz tube heated to a high temperature, it is difficult to be affected by residual impurities.
It is possible to obtain a deep p-type region having a long minority carrier lifetime.

【0014】アルミニウムガス供給源容器の加熱によっ
て発生したアルミニウムフラックスは減圧下のため長い
拡散長を有し、短時間に拡散容器に到達するが、比較的
低い第一の所定温度下で拡散装置容器の石英と選択的に
反応し、 4Al(g)+3SiO2(s)→2Al23(s)+
3Si(s) なる反応にしたがって、その表面にアルミナとシリコン
から成る褐色の被膜を生成する。この膜が完全に生成さ
れると、膜が石英とアルミニウムフラックスとの接触を
遮断するので反応はこれ以上進行せず、拡散容器内のア
ルミニウムのガス分圧が高まる。そこで比較的高い第二
の所定温度まで昇温することによって、準飽和蒸気圧の
下で安定してn型半導体ウェハに固溶限までの高濃度A
l拡散を行いうるのである。
The aluminum flux generated by heating the aluminum gas supply source container has a long diffusion length because it is under reduced pressure, and reaches the diffusion container in a short time, but the diffusion device container is held at a relatively low first predetermined temperature. 4Al (g) + 3SiO 2 (s) → 2Al 2 O 3 (s) +
According to the reaction of 3Si (s) 2, a brown film made of alumina and silicon is formed on the surface. When this film is completely formed, the film blocks the contact between the quartz and the aluminum flux, so that the reaction does not proceed any further and the gas partial pressure of aluminum in the diffusion container increases. Therefore, by raising the temperature to a relatively high second predetermined temperature, a high concentration A up to the solid solubility limit can be stably obtained in the n-type semiconductor wafer under quasi-saturated vapor pressure.
l diffusion can be performed.

【0015】減圧下における半導体ウェハ領域のアルミ
ニウムガス分圧(アルミニウムフラックス濃度)は、ア
ルミニウムガス発生源からのアルミニウムフラックス供
給速度と排気速度との均衡で決められる。そこで、拡散
容器の開放端の半封じ度(開口度)を開口面積の2〜1
0%程度に抑制すると共に、アルミニウムガス発生源の
温度や面積を制御することによって半導体ウェハへの拡
散濃度を調整することができる。
The aluminum gas partial pressure (aluminum flux concentration) in the semiconductor wafer region under reduced pressure is determined by the balance between the aluminum flux supply rate from the aluminum gas generation source and the exhaust rate. Therefore, the semi-encapsulation degree (openness) of the open end of the diffusion container is set to 2 to 1
It is possible to adjust the diffusion concentration to the semiconductor wafer by controlling the temperature and area of the aluminum gas generation source while suppressing the concentration to about 0%.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

(第1の実施例)以下本発明を、実施例に基づいてより
詳しく述べる。図1(A)は、実施例による横型Al拡
散装置の断面模式図を示す。図1(B)は拡散容器のK
側からみた図を示す。図1(A)において、10は円筒
型の抵抗加熱炉である。抵抗加熱炉10は、電気的に独
立した3ゾーンに分けられ、それぞれのゾーンの温度制
御をすることで、長手方向の均熱ゾーンを長くしてい
る。本実施例では±0.5℃範囲の均熱ゾーンが900
mmある。円筒型の抵抗加熱形加熱炉10の開口部に内
接してシリコンカーバイド製のライナー管12が設置さ
れている。均熱ゾーンが長くなる分、汚染や衝撃を防止
する必要があるためである。また、抵抗加熱炉10との
直接接触を防止するためライナー管12の外面はムライ
ト膜がコーティングされている。
(First Embodiment) The present invention will be described in more detail based on the embodiments. FIG. 1A shows a schematic sectional view of a lateral Al diffusion device according to an embodiment. Figure 1 (B) shows the diffusion container K
The figure seen from the side is shown. In FIG. 1A, 10 is a cylindrical resistance heating furnace. The resistance heating furnace 10 is divided into three electrically independent zones, and by controlling the temperature of each zone, the uniform heating zone in the longitudinal direction is lengthened. In this embodiment, the soaking zone in the range of ± 0.5 ° C. is 900
mm. A liner tube 12 made of silicon carbide is installed inside the opening of a cylindrical resistance heating furnace 10. This is because it is necessary to prevent contamination and impact due to the lengthening of the soaking zone. Further, in order to prevent direct contact with the resistance heating furnace 10, the outer surface of the liner tube 12 is coated with a mullite film.

【0017】11はプロセス管であり、通常は石英管で
ある。直径210mm、肉厚8mm、長さ2120mm
で、一端には、直径30mmのガス排気管がつけられ、
真空排気系13、14に接続されている。他端には石英
製の蓋15がフランジで密着されている。石英蓋15に
は12mmのガス導入管16が貫通しており、アルミニ
ウムガス供給源容器17と接続されている。アルミニウ
ムガス供給源の容器17は例えば石英製であるが、その
内側はアルミナでコーティングされ、外側には、120
0℃まで温度コントロールができるようにヒーター24
が巻かれている。ガス導入管16には、常に1100℃
に保温できるょうに前記石英蓋の外側でリボンヒーター
が巻かれている。
Reference numeral 11 is a process tube, usually a quartz tube. Diameter 210mm, wall thickness 8mm, length 2120mm
Then, a gas exhaust pipe with a diameter of 30 mm is attached to one end,
It is connected to the vacuum exhaust systems 13 and 14. A quartz lid 15 is attached to the other end by a flange. A 12 mm gas introduction pipe 16 penetrates the quartz lid 15 and is connected to an aluminum gas supply container 17. The container 17 of the aluminum gas supply source is made of, for example, quartz, the inside of which is coated with alumina and the outside of which is 120
Heater 24 so that the temperature can be controlled up to 0 ℃
Is wound. The gas inlet pipe 16 always has a temperature of 1100 ° C.
A ribbon heater is wound on the outside of the quartz lid in order to keep it warm.

【0018】プロセス管11内には、一端にガス導入管
16が接続され、他端には石英製の容器蓋25が半封止
的に形成された拡散容器(アンプル管)18が設置され
ている。拡散容器18は透明石英製でその内部にはウェ
ハホルダ19及びこのホルダ19にならべられた直径1
50mmのシリコンウェハ20が設置されている。ウェ
ハホルダ19は多結晶シリコン製でCVD法によりシリ
コン窒化膜がコーティングされている。図1(B)は、
図1(A)のK方向から拡散容器18を見た図である。
図1(B)に示すように、拡散容器18と容器蓋25
は、拡散前真空引きによって拡散容器18内の酸素を取
り除く際に急激なガス流出を生じないように、また拡散
中アルミニウムガス分圧が真空排気によって低下して高
濃度拡散を妨げられないように隙間18aを設けてあ
り、半封止状態にある。
A gas introducing pipe 16 is connected to one end of the process pipe 11, and a diffusion container (ampule pipe) 18 in which a quartz container lid 25 is semi-sealed is installed at the other end. There is. The diffusion container 18 is made of transparent quartz and has a wafer holder 19 and a diameter of 1 mm.
A 50 mm silicon wafer 20 is installed. The wafer holder 19 is made of polycrystalline silicon and is coated with a silicon nitride film by the CVD method. Figure 1 (B)
It is the figure which looked at the diffusion container 18 from the K direction of FIG. 1 (A).
As shown in FIG. 1B, the diffusion container 18 and the container lid 25.
Is to prevent a sudden outflow of gas when removing oxygen in the diffusion container 18 by vacuuming before diffusion, and to prevent the aluminum gas partial pressure during diffusion from being reduced by vacuum exhaustion to prevent high-concentration diffusion. A gap 18a is provided and is in a semi-sealed state.

【0019】用いたシリコンウェハ20は、FZ、n型
導電性で抵抗率約300Ω−cm、直径150mm、厚
さ約1000μmである。アルミニウムガス発生源とし
て純度99.999%のアルミニウム線を使用した。ア
ルミニウム線は、SiまたはTaボートに収納され、ボ
ートはアルミニウム供給源容器17に格納されている。
アルミニウムは、酸素との親和力が大きいため、拡散系
内の残留酸素または水分などにより容易に酸化される。
それ故、アルミニウムガス供給源容器17とバルブ21
をガス導入管16に接続した後、バルブ21を開けアル
ミニウム線を収納したアルミニウムガス供給源容器17
とシリコンウェハ20を収納した拡散容器18をガス導
入管16及びプロセス管11と共に10-6mmHgの真
空まで排気して残留ガス成分を除去する。その後、バル
ブ21を閉じ、まずプロセス管11とアルミニウムガス
供給源容器17及びガス導入管16を加熱し、拡散容器
18が980℃に達した時バルブ21を開けアルミニウ
ムガスを導入する。980℃で3時間熱処理した後、そ
のまま1020℃の温度に上昇させ、10時間拡散処理
する。次にバルブ21を閉じ、降温した後真空排気系を
閉め、石英蓋15を開けて拡散容器18を炉から取り出
した。容器蓋25を開封してシリコンウェハ20を取り
出し、シリコンウェハ20の拡散層シート抵抗を四探針
法で測定した。その測定結果を図2に示す。ウェハ20
は本実施例によるアルミニウム拡散層のシート抵抗であ
る。また図3は従来の真空管法によるアルミニウム拡散
層のシート抵抗である。図2に示したように、本発明に
よるアルミニウム拡散によればロット内の各ウェハのシ
ート抵抗は平均値58±2Ω/□である。図3に示した
真空開管法による結果では60±5Ω/□である。図
2、3に示したシート抵抗の値は、直径150mmのシ
リコンウェハの中心及び周辺の計25点の測定値のバラ
ツキを各シリコンウェハについて示したものである。こ
の結果は、本発明のアルミニウム拡散法によれば従来の
アルミニウム拡散法より均一性のよい拡散が得られるこ
とを示している。
The silicon wafer 20 used is FZ, n-type conductive, has a resistivity of about 300 Ω-cm, a diameter of 150 mm, and a thickness of about 1000 μm. An aluminum wire having a purity of 99.999% was used as an aluminum gas generation source. The aluminum wire is housed in a Si or Ta boat, and the boat is housed in an aluminum supply container 17.
Since aluminum has a large affinity with oxygen, it is easily oxidized by residual oxygen or moisture in the diffusion system.
Therefore, the aluminum gas source container 17 and the valve 21
After connecting the gas to the gas introduction pipe 16, the valve 21 is opened and the aluminum gas supply container 17 containing the aluminum wire is opened.
The diffusion container 18 accommodating the silicon wafer 20 and the gas introduction pipe 16 and the process pipe 11 are evacuated to a vacuum of 10 −6 mmHg to remove residual gas components. After that, the valve 21 is closed, first, the process tube 11, the aluminum gas supply container 17 and the gas introducing pipe 16 are heated, and when the diffusion container 18 reaches 980 ° C., the valve 21 is opened to introduce the aluminum gas. After heat treatment at 980 ° C. for 3 hours, the temperature is raised to 1020 ° C. and diffusion treatment is performed for 10 hours. Next, the valve 21 was closed, the temperature was lowered, the vacuum exhaust system was closed, the quartz lid 15 was opened, and the diffusion container 18 was taken out of the furnace. The container lid 25 was opened, the silicon wafer 20 was taken out, and the diffusion layer sheet resistance of the silicon wafer 20 was measured by the four-point probe method. The measurement result is shown in FIG. Wafer 20
Is the sheet resistance of the aluminum diffusion layer according to this embodiment. FIG. 3 shows the sheet resistance of the aluminum diffusion layer formed by the conventional vacuum tube method. As shown in FIG. 2, according to the aluminum diffusion according to the present invention, the sheet resistance of each wafer in the lot has an average value of 58 ± 2Ω / □. The result by the vacuum open tube method shown in FIG. 3 is 60 ± 5Ω / □. The sheet resistance values shown in FIGS. 2 and 3 show variations in measured values at a total of 25 points at the center and the periphery of a silicon wafer having a diameter of 150 mm for each silicon wafer. This result indicates that the aluminum diffusion method of the present invention can provide more uniform diffusion than the conventional aluminum diffusion method.

【0020】(第2の実施例)図4は、別の実施例によ
るシリコンウェハに対するAlの拡散装置の断面模式図
を示す。本実施例では金属アルミニウムを収納したアル
ミニウムガス供給源の数を増すことによって拡散濃度を
高める方法を開示する。図4の23は、前実施例のアル
ミニウムガス供給源容器17に直列接続した第2のアル
ミニウムガス供給源容器である。22は第一の容器17
と23とをつなぐバルブである。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a schematic sectional view of an Al diffusion device for a silicon wafer according to another embodiment. This embodiment discloses a method of increasing the diffusion concentration by increasing the number of aluminum gas supply sources containing metallic aluminum. Reference numeral 23 in FIG. 4 is a second aluminum gas supply container connected in series to the aluminum gas supply container 17 of the previous embodiment. 22 is the first container 17
It is a valve that connects 23 and.

【0021】拡散に用いたシリコンウェハ20は、F
Z、n型導電性で抵抗率約300Ω−cm、直径150
mm、厚さ約1000μmである。アルミニウムガス発
生源としては前実施例同様純度99.999%のアルミ
ニウム線を使用した。図示したような配置を行った後、
バルブ21、22を開け、アルミニウム線を収納したア
ルミニウムガス供給源容器17、23とシリコンウェハ
を収納した拡散容器18を1×10-6mmHgの真空度
まで排気する。次に、バルブ21を閉じ、プロセス管1
1とアルミニウムガス供給源容器17、23及びガス導
入管16を加熱し、プロセス管11が980℃に達した
時、バルブ21を開けて拡散容器18内にアルミニウム
ガスを導入し、980℃で1時間熱処理する。次に、さ
らにバルブ22を開け2時間熱処理した後、そのまま1
020℃の温度に上昇させ、10時間拡散処理した。し
かる後、バルブ21を閉じ、降温し真空排気系を閉め
る。この操作の後で、石英蓋15を開き拡散容器18を
取り出した。容器蓋25を取り除いてシリコンウェハ2
0を取り出し、シリコンウェハの拡散層シート抵抗を四
探針法で測定した。この方法によって得られたロット内
の全ウェハのシート抵抗の平均値は50±2Ω/□であ
った。この値は、前実施例の単一のアルミニウムガス供
給源の場合に比べて、拡散したAl濃度が高いことを示
している。さらに、アルミニウムガス供給源の容器に数
を増やすことによってシート抵抗の低下が可能である。
すなわち拡散時に融解した金属アルミニウムの表面積を
増やすことによって、拡散容器18内のアルミニウムガ
スフラックス密度を高め、以って半導体ウェハのAlの
拡散濃度を高めることが可能なことが示された。
The silicon wafer 20 used for diffusion is F
Z, n-type conductivity, resistivity about 300 Ω-cm, diameter 150
mm and thickness about 1000 μm. As the aluminum gas source, an aluminum wire having a purity of 99.999% was used as in the previous example. After making the arrangement as shown,
The valves 21 and 22 are opened, and the aluminum gas supply source containers 17 and 23 containing the aluminum wires and the diffusion container 18 containing the silicon wafer are evacuated to a vacuum degree of 1 × 10 −6 mmHg. Next, the valve 21 is closed and the process pipe 1
1 and the aluminum gas supply source containers 17 and 23 and the gas introduction pipe 16 are heated, and when the process pipe 11 reaches 980 ° C., the valve 21 is opened to introduce the aluminum gas into the diffusion container 18, and Heat treatment for hours. Next, after further opening the valve 22 and performing heat treatment for 2 hours, 1 is left as it is.
The temperature was raised to 020 ° C. and diffusion treatment was performed for 10 hours. Thereafter, the valve 21 is closed, the temperature is lowered, and the vacuum exhaust system is closed. After this operation, the quartz lid 15 was opened and the diffusion container 18 was taken out. Silicon wafer 2 after removing container lid 25
0 was taken out and the diffusion layer sheet resistance of the silicon wafer was measured by the four-point probe method. The average value of the sheet resistance of all the wafers in the lot obtained by this method was 50 ± 2Ω / □. This value indicates that the diffused Al concentration is higher than in the case of the single aluminum gas supply source of the previous example. Further, the sheet resistance can be reduced by increasing the number of aluminum gas supply containers.
That is, it was shown that it is possible to increase the aluminum gas flux density in the diffusion container 18 by increasing the surface area of the metal aluminum melted at the time of diffusion, thereby increasing the Al diffusion concentration of the semiconductor wafer.

【0022】(第3の実施例)図5は本発明のさらに別
の実施例によるAlの縦型拡散装置の断面模式図であ
る。図5において41は抵抗加熱炉、42、43はそれ
ぞれこの抵抗加熱炉41内に設けられた反応室を構成す
るプロセス管及び拡散容器で、固定されたフランジ44
上に密着固定されている。45は拡散容器43内に搬
入、搬送される石英管ボートで、多数のウェハ52が載
置されている。46は石英ボート支持台で昇降機構の昇
降ドア部47上に載せられている。48は反応ガスを拡
散容器43内に導入するガス導入口で、直径12mmの
石英のガス導入管49がつけられ、アルミニウムガス供
給源容器50と接続されている。アルミニウムガス供給
源容器50は石英製でその内側はアルミニウムでコーテ
ィングされ、1200℃まで温度コントロールが可能で
ある。ガス導入管49は常に1200℃に保温できるよ
うにリボンヒーターが巻いてある。アルミニウムガスは
拡散容器43内に充満後その上部に設けられた多数の子
孔(図示せず)から排出され、42と43の間を通って
真空排気系(図示せず)に接続されている排気口51か
ら強制排気される。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a schematic sectional view of an Al vertical diffusion device according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 41 is a resistance heating furnace, and 42 and 43 are process tubes and diffusion vessels which constitute a reaction chamber provided in the resistance heating furnace 41, respectively, and a fixed flange 44.
It is fixed tightly on top. Reference numeral 45 is a quartz tube boat that is carried in and transported into the diffusion container 43, and a large number of wafers 52 are mounted thereon. Reference numeral 46 denotes a quartz boat support, which is placed on the lifting door portion 47 of the lifting mechanism. Reference numeral 48 denotes a gas introduction port for introducing the reaction gas into the diffusion container 43, which is provided with a quartz gas introduction pipe 49 having a diameter of 12 mm and is connected to the aluminum gas supply source container 50. The aluminum gas supply container 50 is made of quartz, and the inside thereof is coated with aluminum, and the temperature can be controlled up to 1200 ° C. A ribbon heater is wound around the gas introducing pipe 49 so that the temperature can be kept at 1200 ° C. at all times. After the aluminum gas is filled in the diffusion container 43, it is discharged from a large number of sub-holes (not shown) provided in the upper part of the diffusion container 43, and passes through between 42 and 43 to be connected to a vacuum exhaust system (not shown). Forced exhaust from the mouth 51.

【0023】拡散に用いたシリコンウェハは、FZ、n
型導電性で抵抗率約300Ω−cm、直径150mm、
厚さ約1000μmである。アルミニウムガス発生源と
して純度99.999%のアルミニウム線を使用した。
各シリコンウェハ52を石英ボート45に収納した後、
昇降機構り昇降ドア部47を上昇させて石英ボート支持
台46上の石英ボート45を上昇させ、この石英管ボー
ト45に載置された多数のウェハ52を拡散容器43内
に搬入し、1×10-6mmHgの真空度まで強制排気し
たあと、抵抗加熱炉41を昇温する。プロセス管42が
980℃達した時ガス導入管49から拡散容器43内に
アルミニウムガスを導入し、980℃で3時間熱処理し
た後、そのまま1020℃の温度に上昇させ、10時間
拡散処理した。アルミニウムガス発生源の温度を105
0℃とした時、冷却後取り出して四探針法で測定した拡
散層のシート抵抗は、実施例その1とほぼ同様であっ
た。
The silicon wafer used for diffusion is FZ, n
Mold conductive and resistivity about 300Ω-cm, diameter 150mm,
The thickness is about 1000 μm. An aluminum wire having a purity of 99.999% was used as an aluminum gas generation source.
After storing each silicon wafer 52 in the quartz boat 45,
The raising / lowering mechanism raises / lowers the raising / lowering door portion 47 to raise the quartz boat 45 on the quartz boat support base 46, and a large number of wafers 52 mounted on the quartz tube boat 45 are loaded into the diffusion container 43 and 1 × After forced evacuation to a vacuum degree of 10 −6 mmHg, the resistance heating furnace 41 is heated. When the temperature of the process pipe 42 reached 980 ° C., aluminum gas was introduced into the diffusion container 43 through the gas introduction pipe 49, heat-treated at 980 ° C. for 3 hours, then raised to a temperature of 1020 ° C. and subjected to diffusion treatment for 10 hours. Set the temperature of the aluminum gas source to 105
When the temperature was set to 0 ° C., the sheet resistance of the diffusion layer, which was taken out after cooling and measured by the four-point probe method, was almost the same as that in Example 1.

【0024】以上述べた実施例では、Alの拡散をシリ
コンウェハに適用した場合のみについて述べた。しか
し、本発明はこれにとどまるものではない。たとえばn
型ゲルマニウムやSiC、或いはII−VI族化合物半導体
ウェハにも適用することができる。また、本発明のアル
ミニウムガス供給源は前記した金属アルミニウムにとど
まらない。たとえば、高純度(純度5N、6N)の有機
アルミニウムを用いることも可能である。これら有機ア
ルミニウムは液体であるため石英容器に充填し、その温
度管理を行いながら水素または不活性ガスをキャリアと
することで容易に所望密度のアルミニウムフラックを拡
散容器に供給することができる。
The above-described embodiments have been described only when Al diffusion is applied to a silicon wafer. However, the present invention is not limited to this. For example, n
It can also be applied to type germanium, SiC, or II-VI group compound semiconductor wafers. Further, the aluminum gas supply source of the present invention is not limited to the above-mentioned metallic aluminum. For example, it is possible to use high-purity (purity 5N, 6N) organoaluminum. Since these organoaluminums are liquids, they are filled in a quartz container, and hydrogen or an inert gas is used as a carrier while controlling the temperature thereof, so that an aluminum flake having a desired density can be easily supplied to the diffusion container.

【0025】さらに、前記実施例ではプロセス管11を
石英製としたが、高純度アルミナ管や内壁をアルミナ
(Al23)又は窒化アルミニウム(AlN)や酸化タ
ンタル(Ta25)で被覆した石英管を用いることがで
きる。予めプロセス管の内壁がアルミニウム化合物やA
lと非反応性の化合物で形成されていれば、真空排気し
ながらの高温拡散中に、拡散容器の蓋から流出したアル
ミニウムフラックスによってプロセス管が侵食されるの
を防ぐことが出来る。この結果、プロセス管の寿命をの
ばし、また拡散容器内のアルミニウムフラックス密度を
定常化することに資することができる。
Further, although the process tube 11 is made of quartz in the above embodiment, the high purity alumina tube and the inner wall are coated with alumina (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN) or tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). Quartz tubes can be used. The inner wall of the process pipe is previously made of aluminum compound or A
If it is formed of a compound which is non-reactive with l, it is possible to prevent the process tube from being eroded by the aluminum flux flowing out from the lid of the diffusion container during high temperature diffusion while evacuation. As a result, it is possible to extend the service life of the process tube and to stabilize the aluminum flux density in the diffusion container.

【0026】本発明では、アルミニウムガスの供給速度
と真空排気速度及び拡散容器の開口率によって拡散時半
導体ウェハに供給されるアルミニウムフラックス密度が
決まる。前記実施例では拡散系の真空度を1×10-6
mHgとしたが、これ以下であればこれらの因子を適切
に選択することによって、拡散温度との組合せで比較的
低いキャリア濃度、深い接合位置を有する均一で平坦な
Alの拡散層が得られる。
In the present invention, the aluminum flux density supplied to the semiconductor wafer during diffusion is determined by the aluminum gas supply rate, the vacuum exhaust rate, and the opening ratio of the diffusion container. In the above embodiment, the degree of vacuum of the diffusion system is 1 × 10 −6 m
Although mHg is used, if it is less than this value, a uniform and flat Al diffusion layer having a relatively low carrier concentration and a deep junction position can be obtained by appropriately selecting these factors.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、 (1)半封止の拡散容器は取扱い及び大容量化が容易で
あり、且つ拡散容器からアルミニウム拡散源を分離する
とができるため作業性及びウェハ収納性が大幅に向上す
る。従って量産性に優れたAlの拡散を行いうること。 (2)アルミニウム拡散源を単独で温度管理し、アルミ
ニウムガスフラックス密度を調整することが容易になっ
たため、拡散濃度のバラつきが小さくなり、再現性の高
いAlの拡散を行いうること。という点で従来のAlの
拡散方法よりすぐれている。本発明によって低いアルミ
ニウム濃度と深い接合位置を有する大電力用の半導体素
子が従来より安価に製造できるようになると考えられ
る。
As described above, according to the present invention, (1) the semi-sealed diffusion container is easy to handle and has a large capacity, and the aluminum diffusion source can be separated from the diffusion container. Also, the wafer storability is significantly improved. Therefore, it is possible to diffuse Al with excellent mass productivity. (2) Since it is easy to control the temperature of the aluminum diffusion source independently and adjust the aluminum gas flux density, variation in diffusion concentration is reduced, and Al can be diffused with high reproducibility. In this respect, it is superior to the conventional Al diffusion method. It is considered that the present invention makes it possible to manufacture a high-power semiconductor element having a low aluminum concentration and a deep junction position at a lower cost than ever.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例による横型のAl拡散装置の構成を示す
模式図である。図1(A)は装置全体の断面図、図1
(B)は(A)のK方向から見た容器蓋を示す。
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a horizontal Al diffusion device according to an example. FIG. 1A is a cross-sectional view of the entire apparatus, FIG.
(B) shows the container lid viewed from the K direction of (A).

【図2】図1に示すAl拡散装置を用いたシリコンウェ
ハへのAl拡散結果を示すデータである。
FIG. 2 is data showing Al diffusion results in a silicon wafer using the Al diffusion device shown in FIG.

【図3】従来の横型真空開管式Al拡散装置を用いたシ
リコンウェハへのAl拡散結果を示すデータである。
FIG. 3 is data showing Al diffusion results in a silicon wafer using a conventional horizontal vacuum open tube Al diffusion device.

【図4】別の実施例による横型のAl拡散装置の構成を
示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a horizontal Al diffusion device according to another embodiment.

【図5】さらに別の実施例による縦型のAl拡散装置の
構成を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a vertical Al diffusion device according to still another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、41 抵抗加熱炉 11、42 プロセス管 12 ライナー管 13、14 真空排気系 15 石英蓋 16、49 ガス導入管 17、50 アルミニウムガス供給源容器 18、43 拡散容器 19 ウェハホルダ 20、52 シリコンウェハ 21、22 バルブ 23 第二のアルミニウムガス供給源容器 24 ヒーター 25 容器蓋 44 フランジ 45 石英ボート 46 石英ボート支持台 47 昇降機構の昇降ドア部 48 ガス導入口 51 排気口 10, 41 Resistance heating furnace 11, 42 Process tube 12 Liner tube 13, 14 Vacuum exhaust system 15 Quartz lid 16, 49 Gas introduction tube 17, 50 Aluminum gas supply source container 18, 43 Diffusion container 19 Wafer holder 20, 52 Silicon wafer 21 , 22 Valve 23 Second Aluminum Gas Supply Container 24 Heater 25 Container Lid 44 Flange 45 Quartz Boat 46 Quartz Boat Support 47 Lifting Door of Lifting Mechanism 48 Gas Inlet 51 Exhaust

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 篤雄 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Atsushi Watanabe 7-1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方に半封止の開放端、他方にガス導入
管を備え、複数枚の半導体ウェハを内臓する石英管(以
下拡散容器という)と、該拡散容器を内臓しガス排気管
を備えた気密のプロセス管と、該プロセス管を貫通した
前記ガス導入管と該プロセス管外で接続したアルミニウ
ムガス発生源と、前記ガス排気管に接続した排気装置
と、前記プロセス管を加熱する抵抗加熱装置と、前記ア
ルミニウムガス発生源及び前記ガス導入感を所定温度に
保持する加熱装置と、を含んで成る半導体ウェハへのア
ルミニウムの拡散装置。
1. A quartz tube (hereinafter referred to as a diffusion container) having a semi-sealed open end on one side and a gas introduction tube on the other side and containing a plurality of semiconductor wafers, and a gas exhaust pipe including the diffusion container. An airtight process pipe provided, an aluminum gas generation source connected to the gas introduction pipe penetrating the process pipe and the outside of the process pipe, an exhaust device connected to the gas exhaust pipe, and a resistance for heating the process pipe. An apparatus for diffusing aluminum into a semiconductor wafer, comprising: a heating device; and a heating device that holds the aluminum gas generation source and the gas introduction feeling at a predetermined temperature.
【請求項2】 前記アルミニウム発生源が金属アルミニ
ウムを収納したSiまたはTaボートと該ボートを包含
する石英容器から成る請求項1記載のアルミニウムの拡
散装置。
2. The aluminum diffusing apparatus according to claim 1, wherein the aluminum source comprises a Si or Ta boat containing metallic aluminum and a quartz container containing the boat.
【請求項3】 ガス導入管を有する石英から成る拡散容
器に複数枚の半導体ウェハを載置してその開放端を半封
止状態とし、また前記拡散容器外に設置され前記ガス導
入管によって前記拡散容器と接続するアルミニウムガス
供給源容器にアルミニウムソースを充填後、前記拡散容
器をプロセス管内の所定位置に格納し、該プロセス管の
ガス排気管に接続した排気装置を駆動して、前記プロセ
ス管内、拡散容器内、アルミニウムガス供給源容器及び
前記ガス導入管を所定の真空度まで強制排気する第一の
工程と、 前記プロセス管が収納された抵抗加熱装置を駆動して、
前記プロセス管及び拡散容器を第一の所定温度まで昇温
後、前記アルミニウムガス供給源容器及びガス導入管を
所定温度まで昇温して所定分圧のアルミニウムガスを前
記拡散容器内への導入する第二の工程と、 所定時間経過後前記アルミニウムガス供給源容器及びガ
ス導入管を降温し、次いで前記プロセス管及び拡散容器
を降温して拡散終了する第四の工程とから成る半導体ウ
ェハへのアルミニウムの拡散方法。
3. A plurality of semiconductor wafers are placed in a diffusion container made of quartz having a gas introduction pipe so that the open ends thereof are in a semi-sealed state, and the semiconductor wafer is installed outside the diffusion container and is provided with the gas introduction pipe. After filling the aluminum gas supply source container connected to the diffusion container with an aluminum source, the diffusion container is stored at a predetermined position in the process pipe, and an exhaust device connected to the gas exhaust pipe of the process pipe is driven to drive the inside of the process pipe. In the diffusion container, a first step of forcibly exhausting the aluminum gas supply source container and the gas introduction pipe to a predetermined degree of vacuum, and driving the resistance heating device housing the process pipe,
After raising the temperature of the process pipe and the diffusion container to a first predetermined temperature, the temperature of the aluminum gas supply source container and the gas introduction pipe is raised to a predetermined temperature to introduce a predetermined partial pressure of aluminum gas into the diffusion container. Aluminum for a semiconductor wafer comprising a second step, and a fourth step of cooling the aluminum gas supply source container and the gas introduction pipe after a predetermined time has passed, and then cooling the process pipe and the diffusion container to finish the diffusion. How to spread.
【請求項4】 前記所定の真空度が1×10-6mmHg
以下である請求項3記載の半導体ウェハへのアルミニウ
ムの拡散方法。
4. The predetermined degree of vacuum is 1 × 10 −6 mmHg.
The method for diffusing aluminum into a semiconductor wafer according to claim 3, which is as follows.
【請求項5】 前記第一の所定温度が950〜1000
℃の間にある適当な温度であり、前記第二の所定温度が
1010〜1100℃の間にある適当な温度である請求
項3記載の半導体ウェハへのアルミニウムの拡散方法。
5. The first predetermined temperature is 950 to 1000.
4. A method for diffusing aluminum into a semiconductor wafer according to claim 3, wherein the temperature is a suitable temperature between 0 ° C. and the second predetermined temperature is a suitable temperature between 1010 and 1100 ° C.
【請求項6】 前記アルミニウムガス供給源容器が、金
属アルミニウムを内臓したシリコン製またはタンタル製
ボートを含む石英容器である請求項3記載の半導体ウェ
ハへのアルミニウムの拡散方法。
6. The method of diffusing aluminum into a semiconductor wafer according to claim 3, wherein the aluminum gas supply source container is a quartz container including a silicon or tantalum boat containing metal aluminum.
【請求項7】 請求項3〜6のいずれかのアルミニウム
の拡散方法を利用して作られた半導体ウェハを持つ半導
体装置。
7. A semiconductor device having a semiconductor wafer manufactured by using the aluminum diffusion method according to claim 3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002329676A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd Antimony diffusion method

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JP2002329676A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd Antimony diffusion method

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