JP2000195812A - Vapor phase doping apparatus and vapor phase doping method - Google Patents
Vapor phase doping apparatus and vapor phase doping methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、気相ドーピング
装置および気相ドーピング方法に関し、特に、半導体基
板表面における不純物拡散層の形成に適用して好適なも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor-phase doping apparatus and a vapor-phase doping method, and is particularly suitable for application to formation of an impurity diffusion layer on a semiconductor substrate surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、バイポーラトランジスタの利点で
ある高速な動作をさらに高速化するために、エミッタ／
ベース領域の浅い接合（Shallow junction）の形成が必
要になってきている。通常、エミッタ／ベース領域の接
合の形成における不純物のドーピング技術としては、主
にイオン注入技術が採用されている。2. Description of the Related Art In recent years, in order to further increase the high-speed operation which is an advantage of a bipolar transistor, an emitter / emitter is required.
It has become necessary to form a shallow junction in the base region. Usually, an ion implantation technique is mainly used as an impurity doping technique in forming the emitter / base region junction.
【０００３】ところが、このイオン注入技術を用いた接
合の形成においては、チャネリングの問題から、４０ｎ
ｍ以下の浅い接合を形成するのは困難である。また、イ
オン注入技術においては、不純物イオンをシリコン（Ｓ
ｉ）基板に注入する際に、Ｓｉ基板に損傷を与えてしま
うという問題もある。[0003] However, in the formation of a junction using this ion implantation technique, 40 n
It is difficult to form a shallow junction of m or less. In the ion implantation technique, impurity ions are converted into silicon (S
i) There is also a problem that the Si substrate may be damaged when implanted into the substrate.
【０００４】そこで、４０ｎｍ以下の浅い接合を形成す
るための不純物ドーピング技術として、急速気相ドーピ
ング（Rapid Vaper-phase Doping、ＲＶＤ）法が考えら
れた。このＲＶＤ法は、常圧の水素（Ｈ2 ）ガス雰囲気
中において、ホスフィン（ＰＨ3 ）ガスやジボラン（Ｂ
2 Ｈ6 ）ガスなどを用いて不純物をドーピングする方法
である。このＲＶＤ法の原理を、Ｓｉ基板にＢをドーピ
ングする場合を例にして、以下に具体的に説明する。Therefore, a rapid vapor-phase doping (RVD) method has been considered as an impurity doping technique for forming a shallow junction of 40 nm or less. The RVD method, the normal pressure of hydrogen (H 2) gas atmosphere, phosphine (PH 3) gas and diborane (B
This is a method of doping impurities using 2 H 6 ) gas or the like. The principle of the RVD method will be specifically described below with an example in which B is doped into a Si substrate.
【０００５】すなわち、図７に示すように、まず、Ｓｉ
基板１０１のＨ2 ガス雰囲気に接している表面に、外部
から供給されたＢ2 Ｈ6 （図７においてはＢＨ3 の部分
のみを示す）分子１０２が吸着する。なお、符号１０１
ａはシリコン（Ｓｉ）原子、符号１０２ａはＢ原子、符
号１０３はＨ原子である。その後、この吸着したＢ2Ｈ
6 分子１０２がＳｉ基板１０１表面を移動し、Ｂ原子１
０２ａがＳｉ原子１０１ａの未結合手と化学的に結合す
る。そして、このＳｉ原子１０１ａと結合したＢ原子１
０２がＳｉ基板１０１内に拡散することにより、不純物
拡散層が形成される。[0005] That is, as shown in FIG.
B 2 H 6 (only BH 3 is shown in FIG. 7) molecules 102 supplied from the outside are adsorbed on the surface of the substrate 101 in contact with the H 2 gas atmosphere. Reference numeral 101
a is a silicon (Si) atom, reference numeral 102a is a B atom, and reference numeral 103 is an H atom. Then, the adsorbed B 2 H
Six molecules 102 move on the surface of the Si substrate 101, and B atoms 1
02a chemically bonds to the dangling bond of the Si atom 101a. Then, the B atom 1 bonded to the Si atom 101a
By diffusing 02 into Si substrate 101, an impurity diffusion layer is formed.
【０００６】ところが、ドーパントガスとしてＰＨ3 ガ
スなどを使用し、ＲＶＤ法によりＳｉ基板内にＰを拡散
させて不純物拡散層を形成する場合、形成された不純物
拡散層の面内濃度分布のばらつき（面内不均一性）が大
きくなってしまうという問題があった。However, when an impurity diffusion layer is formed by diffusing P into a Si substrate by RVD using PH 3 gas or the like as a dopant gas, the in-plane concentration distribution of the formed impurity diffusion layer ( (In-plane non-uniformity).
【０００７】このような問題に関して、本発明者は種々
検討を行った。その結果、本発明者は、ＲＶＤ法により
Ｓｉ基板に不純物をドーピングする際に、不純物拡散層
の面内不均一性が生じるのは、ドーパントガスとして、
平衡蒸気圧温度の低い物質が使用されたときであること
を知見するに至った。このことを、ドーパントガスとし
て、平衡蒸気圧温度の低いＰＨ3 ガスを用いた場合を例
にして以下に具体的に説明する。The present inventor has made various studies on such a problem. As a result, the present inventor has found that when doping an impurity into a Si substrate by the RVD method, in-plane non-uniformity of the impurity diffusion layer occurs as a dopant gas.
It has now been found that a substance with a low equilibrium vapor pressure temperature has been used. This will be specifically described below by taking as an example the case where PH 3 gas having a low equilibrium vapor pressure temperature is used as the dopant gas.
【０００８】まず、従来用いられている気相ドーピング
装置について説明する。図８に示すように、従来の気相
ドーピング装置は、反応炉２０１およびガス供給系２０
２から構成されている。反応炉２０１は、ベースプレー
ト２０３と、アウターベルジャー２０４および石英イン
ナーベルジャー２０５とにより密閉された空間から構成
されている。アウターベルジャー２０４と石英インナー
ベルジャー２０５とは同様の形状に形成されている。ア
ウターベルジャー２０４の外周の部分には、反応炉２０
１内を観察するのぞき窓２０６が設けられている。First, a conventional vapor phase doping apparatus will be described. As shown in FIG. 8, a conventional gas phase doping apparatus includes a reaction furnace 201 and a gas supply system 20.
2 is comprised. The reaction furnace 201 includes a space closed by a base plate 203, an outer bell jar 204 and a quartz inner bell jar 205. The outer bell jar 204 and the quartz inner bell jar 205 are formed in the same shape. The outer peripheral part of the outer bell jar 204 has a reactor 20
A viewing window 206 for observing inside 1 is provided.
【０００９】また、ベースプレート２０３上には、ワー
クコイルカバー２０７が設けられており、その内部にワ
ークコイル２０８が設けられている。このワークコイル
２０８は高周波発振機（図示せず）に接続されている。
また、ワークコイルカバー２０７上のほぼ中心にサセプ
ター支え２０９が設けられており、このサセプター支え
２０９上にサセプター２１０が支持されて設けられてい
る。このサセプター２１０は、その上面に半導体基板２
１１を載置することができるように構成されているとと
もに、ワークコイル２０８に高周波電流を流して高周波
誘導加熱を行うことにより、半導体基板２１１を加熱す
ることができるようになっている。A work coil cover 207 is provided on the base plate 203, and a work coil 208 is provided therein. The work coil 208 is connected to a high-frequency oscillator (not shown).
A susceptor support 209 is provided substantially at the center of the work coil cover 207, and a susceptor 210 is supported on the susceptor support 209. The susceptor 210 has a semiconductor substrate 2 on its upper surface.
The semiconductor substrate 211 can be heated by applying a high-frequency current to the work coil 208 and performing high-frequency induction heating.
【００１０】また、反応炉２０１内においては、ベース
プレート２０３の中心部に、ガス供給系２０２に接続さ
れた石英ガスノズル２１２が設けられている。この石英
ガスノズル２１２の側面の部分にはガス拡散穴２１２
ａ、２１２ｂ、２１２ｃが設けられており、これらのガ
ス拡散穴２１２ａ〜２１２ｃを通じて、ガス供給系２０
２から反応炉２０１内に、ガスを供給することができる
ようになっている。[0010] In the reactor 201, a quartz gas nozzle 212 connected to a gas supply system 202 is provided at the center of the base plate 203. A gas diffusion hole 212 is formed in a side portion of the quartz gas nozzle 212.
a, 212b and 212c are provided, and the gas supply system 20 is provided through these gas diffusion holes 212a to 212c.
Gas can be supplied into the reaction furnace 201 from 2.
【００１１】また、ベースプレート２０３の周辺部の下
部には、排気配管２１３が接続されて設けられており、
反応炉２０１内で生じた排気ガスを、この排気配管２１
３を通じて外部に排気することができるようになってい
る。An exhaust pipe 213 is connected to and provided below the base plate 203.
The exhaust gas generated in the reaction furnace 201 is supplied to the exhaust pipe 21.
3 allows exhaust to the outside.
【００１２】また、ガス供給系２０２は、窒素（Ｎ2 ）
ガス流量調節計２１４、Ｈ2 ガス流量調節計２１５およ
びドーパントガス流量調節計２１６を有して構成されて
おり、それぞれＮ2 ガス、Ｈ2 ガスおよびドーパントガ
スの流量を調節し、石英ガスノズル２１２を通じて、反
応炉２０１内にそれぞれ所定のガスを供給することがで
きるようになっている。The gas supply system 202 includes nitrogen (N 2 )
It has a gas flow controller 214, an H 2 gas flow controller 215, and a dopant gas flow controller 216, and controls the flow rates of N 2 gas, H 2 gas, and dopant gas, respectively, and passes through a quartz gas nozzle 212. A predetermined gas can be supplied into the reaction furnace 201.
【００１３】次に、上述のようにして構成された従来の
気相ドーピング装置を用い、半導体基板２１１としてＳ
ｉ基板１０１を用いて、ＲＶＤ法によりＳｉ基板１０１
にＰをドーピングする場合について説明する。すなわ
ち、従来のＰＨ3 ガスを用いた気相ドーピングにおいて
は、まず、図９に示すように、Ｓｉ基板１０１表面にＰ
Ｈ3 分子１０４が供給され、このＰＨ3 分子１０３がＳ
ｉ基板１０１表面に吸着する。そして、上述したＢの気
相ドーピングにおけると同様にしてＳｉ基板１０１の内
部にＰが拡散し、不純物拡散層が形成される。Next, using the conventional gas phase doping apparatus constructed as described above,
Using the i-substrate 101, the Si substrate 101 is formed by the RVD method.
Will be described. That is, in the conventional gas phase doping using PH 3 gas, first, as shown in FIG.
H 3 molecules 104 are supplied, and the PH 3 molecules 103
It is adsorbed on the surface of the i-substrate 101. Then, P diffuses into the inside of the Si substrate 101 in the same manner as in the above-described vapor phase doping of B, and an impurity diffusion layer is formed.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＲＶＤ
法による気相ドーピングの際の基板加熱温度が８００〜
１０００℃程度であるのに対し、ＰＨ3 分子１０４の平
衡蒸気圧温度が４３１℃と非常に低いため、不純物の気
相ドーピングの際に、ＰＨ3 分子１０４がＳｉ基板１０
１表面に吸着しても、すぐに蒸発してしまいやすい。そ
して、この影響によりＳｉ基板１０１表面に吸着するＰ
Ｈ3 分子の数がばらついてしまうため、Ｓｉ基板１０１
表面に不純物密度のばらつきが生じてしまい、面内濃度
分布が安定せず、面内不均一性が顕著に現れていた。However, the RVD
Substrate heating temperature during vapor phase doping by the
Contrast in the range of about 1000 ° C., PH 3 for equilibrium vapor pressure temperature of the molecules 104 is very low and 431 ° C., during the gas-phase doping impurity, PH 3 molecules 104 Si substrate 10
Even if adsorbed on one surface, it is likely to evaporate immediately. Then, P adsorbed on the surface of the Si substrate 101 by this influence
Since the number of H 3 molecules varies, the Si substrate 101
Unevenness of the impurity density was generated on the surface, the in-plane concentration distribution was not stabilized, and the in-plane non-uniformity was remarkable.
【００１５】したがって、この発明の目的は、半導体基
板上に浅い接合の不純物層を形成する際に、その面内均
一性を向上させることができる気相ドーピング装置およ
び気相ドーピング方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a vapor-phase doping apparatus and a vapor-phase doping method capable of improving in-plane uniformity when forming a shallow junction impurity layer on a semiconductor substrate. It is in.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要を説明する。Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The outline is described below.
【００１７】すなわち、本発明者は、従来の気相ドーピ
ング装置において、Ｓｉ基板１０１表面に吸着するＰＨ
3 分子の数が場所によってばらついてしまうのは、図１
０に示すように、ドーパントガスのガス流がＳｉ基板１
０１の表面に対して平行になることで、ＰＨ3 ガスなど
の平衡蒸気圧温度の低い物質からなるガスをドーパント
ガスとして用いると、Ｓｉ基板１０１表面から蒸発した
ＰＨ3 分子がそのまま排気されてしまうことが原因であ
ることを知見するに至った。そこで、本発明者が実験を
行い検討を重ねた結果、本発明者は、Ｓｉ基板１０１表
面から蒸発したＰＨ3 分子などの平衡蒸気圧温度の低い
物質を、Ｓｉ基板１０１表面に再吸着させることができ
れば、Ｓｉ基板１０１表面からの不純物の蒸発を防止す
ることと同等の効果を得ることができ、面内均一性を向
上させることができることを想起するに至った。そし
て、そのためには、Ｓｉ基板１０１表面から蒸発したＰ
Ｈ3分子の速度成分のうち、Ｓｉ基板１０１に向かう方
向の成分を増加させるようにすればよく、これを実現す
るためには、ドーパントガスの流れを、Ｓｉ基板１０１
の面に対して、４５°〜９０°の方向、好適には６０°
〜９０°の方向、より好適には垂直か垂直に近い方向
（例えば、８５°〜９０°の方向）にするのが好まし
い。That is, the inventor of the present invention has proposed that in a conventional gas phase doping apparatus, the PH adsorbed on the surface of the Si
Figure 1 shows that the number of three molecules varies from place to place.
0, the gas flow of the dopant gas is
When a gas composed of a substance having a low equilibrium vapor pressure such as PH 3 gas is used as a dopant gas by being parallel to the surface of the substrate 01, PH 3 molecules evaporated from the surface of the Si substrate 101 are exhausted as they are. Came to find out that this is the cause. Thus, as a result of repeated experiments and examinations by the present inventors, the present inventors have found that a substance having a low equilibrium vapor pressure such as PH 3 molecules evaporated from the surface of the Si substrate 101 is re-adsorbed on the surface of the Si substrate 101. It is possible to achieve the same effect as preventing the evaporation of impurities from the surface of the Si substrate 101, and to improve the in-plane uniformity. For that purpose, P evaporated from the surface of the Si substrate 101
Of the velocity components of the H 3 molecules, the component in the direction toward the Si substrate 101 may be increased. In order to realize this, the flow of the dopant gas must
45 ° to 90 ° direction, preferably 60 °
It is preferable to set the direction to about 90 °, more preferably the direction perpendicular or nearly perpendicular (for example, the direction from 85 ° to 90 °).
【００１８】また、本発明者の知見によれば、従来の気
相ドーピング装置においては、ドーパントガスのガス流
がＳｉ基板１０１の表面に対して平行であることによ
り、供給されるドーパントガスとＳｉ基板１０１から蒸
発した不純物ガス（ＰＨ3 ガス）とから形成される淀み
層（図１０中斜線部）は小さいままであるが、ドーパン
トガスを、Ｓｉ基板１０１の面に対して、４５°〜９０
°の方向からＳｉ基板１０１表面に供給すれば、Ｓｉ基
板１０１の表面に供給されるドーパントガスとＳｉ基板
１０１から蒸発する不純物ガスとにより、Ｓｉ基板１０
１の上方の大きい範囲に高濃度の淀み層を形成すること
ができることを想起するに至った。According to the knowledge of the present inventor, in the conventional vapor-phase doping apparatus, the dopant gas supplied and the Si gas flow are parallel to each other because the gas flow of the dopant gas is parallel to the surface of the Si substrate 101. The stagnation layer (hatched portion in FIG. 10) formed from the impurity gas (PH 3 gas) evaporated from the substrate 101 remains small, but the dopant gas is supplied at 45 ° to 90 ° with respect to the surface of the Si substrate 101.
°, the dopant gas supplied to the surface of the Si substrate 101 and the impurity gas evaporating from the Si substrate 101 cause the Si substrate 10 to be supplied.
It has been recalled that a high-concentration stagnation layer can be formed in a large area above 1.
【００１９】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第１の発明は、半導体基板を載置可能に構成さ
れた反応炉内に、不純物ガスを供給することにより、半
導体基板に不純物をドーピングするようにした気相ドー
ピング装置において、半導体基板の表面に供給される不
純物ガスのガス流の方向が、半導体基板の表面に対し
て、４５°から９０°の角度になるように構成されてい
ることを特徴とするものである。That is, in order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to supply an impurity gas into a reactor configured to allow a semiconductor substrate to be mounted thereon, thereby allowing the semiconductor substrate to have an impurity. In the vapor-phase doping apparatus configured to dope, the direction of the gas flow of the impurity gas supplied to the surface of the semiconductor substrate is configured to be at an angle of 45 ° to 90 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate. It is characterized by having.
【００２０】この第１の発明において、好適には、不純
物ガスを半導体基板の表面に供給するときの不純物ガス
のガス流の方向が、半導体基板の表面に対して、６０°
から９０°の角度になるように構成されており、より好
適には、不純物ガスを半導体基板の表面に供給するとき
の不純物ガスのガス流の方向が、半導体基板の表面に対
して、８５°から９０°の角度になるように構成されて
いる。In the first invention, preferably, the direction of the gas flow of the impurity gas when supplying the impurity gas to the surface of the semiconductor substrate is 60 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate.
From the surface of the semiconductor substrate, more preferably, the direction of the gas flow of the impurity gas when supplying the impurity gas to the surface of the semiconductor substrate is 85 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate. The angle is set to 90 ° from the angle.
【００２１】この第１の発明において、典型的な一例と
しては、気相ドーピング装置は不純物ガスを反応炉内に
供給する供給管を有し、供給管は、不純物ガスを上方に
向けて吹き出して反応炉の内壁で反射させることによ
り、不純物ガスを半導体基板の表面に供給するように構
成されている。また、この第１の発明において、典型的
な他の一例としては、気相ドーピング装置は不純物ガス
を反応炉内に供給する供給管を有し、供給管は、不純物
ガスを下方に向けて吹き出すことにより、不純物ガスを
半導体基板の表面に供給するように構成されている。In the first invention, as a typical example, the vapor-phase doping apparatus has a supply pipe for supplying the impurity gas into the reactor, and the supply pipe blows the impurity gas upward to blow out the impurity gas. An impurity gas is supplied to the surface of the semiconductor substrate by being reflected by the inner wall of the reaction furnace. Further, in the first invention, as another typical example, the vapor-phase doping apparatus has a supply pipe for supplying the impurity gas into the reaction furnace, and the supply pipe blows the impurity gas downward. Thereby, the impurity gas is supplied to the surface of the semiconductor substrate.
【００２２】この発明の第２の発明は、不純物ガスを用
いて、半導体基板に不純物をドーピングするようにした
気相ドーピング方法において、半導体基板の表面に供給
される不純物ガスのガス流の方向を、半導体基板の表面
に対して、４５°から９０°の角度になるようにするこ
とを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in a vapor phase doping method in which an impurity gas is used to dope a semiconductor substrate with an impurity, the direction of the gas flow of the impurity gas supplied to the surface of the semiconductor substrate is changed. And an angle of 45 ° to 90 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate.
【００２３】この第２の発明において、好適には、不純
物ガスを半導体基板の表面に供給するときの不純物ガス
のガス流の方向を、半導体基板の表面に対して、６０°
から９０°の角度、より好適には、８５°から９０°の
角度になるようにする。In the second invention, preferably, the direction of the gas flow of the impurity gas when supplying the impurity gas to the surface of the semiconductor substrate is 60 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate.
To 90 °, more preferably an angle of 85 ° to 90 °.
【００２４】この第２の発明において、典型的には、半
導体基板に不純物をドーピングする際に、半導体基板を
８００℃以上１０００℃以下の温度に加熱する。In the second invention, typically, when doping the semiconductor substrate with an impurity, the semiconductor substrate is heated to a temperature of 800 ° C. or more and 1000 ° C. or less.
【００２５】この発明において、典型的には、不純物の
平衡蒸気圧温度は、半導体基板に不純物をドーピングす
る時の基板加熱温度未満であり、具体的には、不純物ガ
スとしてホスフィン（ＰＨ3 ）ガスまたはアルシン（Ａ
ｓＨ3 ）ガスを用いる。In the present invention, typically, the equilibrium vapor pressure temperature of the impurity is lower than the substrate heating temperature when the semiconductor substrate is doped with the impurity, and specifically, phosphine (PH 3 ) gas is used as the impurity gas. Or arsine (A
sH 3 ) gas is used.
【００２６】上述のように構成されたこの発明による気
相ドーピング装置および気相ドーピング方法によれば、
半導体基板の表面に供給される不純物ガスのガス流の方
向が、半導体基板の表面に対して、４５°から９０°の
角度になるように構成されていることにより、半導体基
板に吸着し、そこから蒸発した不純物を、半導体基板に
再吸着させることができるとともに、半導体基板の上方
の大きい範囲に高濃度の淀み層を形成することができ
る。According to the gas phase doping apparatus and the gas phase doping method of the present invention configured as described above,
Since the direction of the gas flow of the impurity gas supplied to the surface of the semiconductor substrate is configured to be at an angle of 45 ° to 90 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate, the impurity gas is adsorbed on the semiconductor substrate. The impurities evaporated from the semiconductor substrate can be re-adsorbed to the semiconductor substrate, and a high concentration stagnation layer can be formed in a large area above the semiconductor substrate.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。なお、以下の一実施
形態の全図においては、同一または対応する部分には同
一の符号を付す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiment, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.
【００２８】まず、この発明の一実施形態による不純物
拡散層の形成に用いる気相ドーピング装置について説明
する。図１は、この一実施形態によるバッチ式の気相ド
ーピング装置を示す。First, a gas phase doping apparatus used for forming an impurity diffusion layer according to one embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a batch type gas phase doping apparatus according to this embodiment.
【００２９】図１に示すように、この一実施形態による
気相ドーピング装置は、反応炉１およびガス供給系２か
ら構成されている。As shown in FIG. 1, the gas phase doping apparatus according to this embodiment comprises a reaction furnace 1 and a gas supply system 2.
【００３０】反応炉１は、ベースプレート３と、アウタ
ーベルジャー４および石英インナーベルジャー５とによ
り密閉された空間から構成されている。アウターベルジ
ャー４と石英インナーベルジャー５とは同様の形状に構
成されている。そして、これらのアウターベルジャー４
および石英インナーベルジャー５をともに上下移動する
ことにより、反応炉１の開閉、すなわち反応炉１を開放
したり密封したりすることができるようになっている。
また、アウターベルジャー４の外周の部分には、反応炉
１内を観察するためののぞき窓６が設けられている。The reactor 1 is composed of a space closed by a base plate 3, an outer bell jar 4 and a quartz inner bell jar 5. The outer bell jar 4 and the quartz inner bell jar 5 have the same shape. And these outer bell jars 4
By moving the quartz inner bell jar 5 up and down, the reactor 1 can be opened and closed, that is, the reactor 1 can be opened and sealed.
A viewing window 6 for observing the inside of the reaction furnace 1 is provided on an outer peripheral portion of the outer bell jar 4.
【００３１】また、ベースプレート３上には、ワークコ
イルカバー７が設けられており、このワークコイルカバ
ー７内にワークコイル８が設けられている。ワークコイ
ル８は高周波発振機（図示せず）に接続されている。ま
た、ワークコイルカバー７上のほぼ中心にサセプター支
え９が設けられており、サセプター支え９上に、サセプ
ター１０が支持されて設けられている。このサセプター
１０は、例えば炭素（Ｃ）から構成されており、その表
面は例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）がコーティングされて
いる。また、サセプター１０は、その上面に例えばＳｉ
基板などの半導体基板１１を載置することができるよう
に構成されているとともに、ワークコイル８に高周波電
流を流して高周波誘導加熱を行うことにより、半導体基
板１１を加熱することができるようになっている。A work coil cover 7 is provided on the base plate 3, and a work coil 8 is provided in the work coil cover 7. The work coil 8 is connected to a high-frequency oscillator (not shown). A susceptor support 9 is provided substantially at the center of the work coil cover 7, and a susceptor 10 is provided on the susceptor support 9. The susceptor 10 is made of, for example, carbon (C), and its surface is coated with, for example, silicon carbide (SiC). The susceptor 10 has, for example, Si
The semiconductor substrate 11 such as a substrate can be placed thereon, and the semiconductor substrate 11 can be heated by applying a high-frequency current to the work coil 8 to perform high-frequency induction heating. ing.
【００３２】また、反応炉１内においては、ベースプレ
ート３の中心部に、ガス供給系２に接続された石英ガス
ノズル１２が設けられている。この石英ガスノズル１２
の上部にはガス拡散穴１２ａが設けられており、ガス供
給系２から供給されたガスは、石英ガスノズル１２およ
びガス拡散穴１２ａを順次通じて反応炉１内に供給され
るように構成されている。また、ガス供給系２から供給
されたガスは、石英ガスノズル１２およびガス拡散穴１
２ａにより上方に向けて放出されるようになっている。
そして、この上方に向けて放出されたガスは、反応炉１
の内壁で反射され、その流れの方向が曲げられ、不純物
ガスのガス流がサセプター１０の面および半導体基板１
１の面に対して、４５°〜９０°の角度の範囲内、好適
には６０°〜９０°、より好適には垂直か垂直に近い角
度の範囲内となる方向に向けられる。In the reactor 1, a quartz gas nozzle 12 connected to the gas supply system 2 is provided at the center of the base plate 3. This quartz gas nozzle 12
A gas diffusion hole 12a is provided in the upper part of the furnace, and the gas supplied from the gas supply system 2 is configured to be supplied into the reaction furnace 1 through the quartz gas nozzle 12 and the gas diffusion hole 12a sequentially. I have. The gas supplied from the gas supply system 2 is supplied to the quartz gas nozzle 12 and the gas diffusion hole 1.
2a, it is emitted upward.
The gas released upward is supplied to the reaction furnace 1
Is reflected on the inner wall of the semiconductor substrate, the flow direction of the impurity gas is bent, and the gas flow of the impurity gas is transferred to the surface of the susceptor 10 and the semiconductor substrate 1.
The first surface is oriented in a range of an angle of 45 ° to 90 °, preferably 60 ° to 90 °, and more preferably a vertical or nearly vertical angle.
【００３３】また、ベースプレート３の周辺部の下部に
は、排気配管１３が接続されて設けられており、反応炉
１内で生じた排気ガスを、この排気配管１３を通じて外
部に排気することができるようになっている。An exhaust pipe 13 is connected to and provided below the peripheral portion of the base plate 3. Exhaust gas generated in the reactor 1 can be exhausted to the outside through the exhaust pipe 13. It has become.
【００３４】また、ガス供給系２は、Ｎ2 ガス流量調節
計１４、Ｈ2 ガス流量調節計１５およびドーパントガス
流量調節計１６から構成されている。これらのＮ2 ガス
流量調節計１４、Ｈ2 ガス流量調節計１５およびドーパ
ントガス流量調節計１６は、それぞれＮ2 ガス、Ｈ2 ガ
スおよびドーパントガスの流量を調節するためのもので
あり、石英ガスノズル１２を通じて、反応炉１内にそれ
ぞれ所定のガスを供給することができるようになってい
る。The gas supply system 2 includes an N 2 gas flow controller 14, an H 2 gas flow controller 15, and a dopant gas flow controller 16. These N 2 gas flow controller 14, H 2 gas flow controller 15, and dopant gas flow controller 16 are for adjusting the flow rates of N 2 gas, H 2 gas and dopant gas, respectively. Through 12, a predetermined gas can be supplied into the reaction furnace 1.
【００３５】以上のようにして、気相ドーピング装置が
構成されている。As described above, the vapor phase doping apparatus is constituted.
【００３６】次に、上述のように構成された気相ドーピ
ング装置を用いた不純物の気相ドーピングについて説明
する。図２は、この一実施形態による不純物の気相ドー
ピングのシーケンスを示す。なお、この一実施形態にお
いては、不純物がドーピングされる半導体基板１１とし
て、例えば面方位が｛１１１｝で抵抗率が約５Ω・ｃｍ
のｐ型のＳｉ基板を用いる。Next, gas-phase doping of impurities using the gas-phase doping apparatus configured as described above will be described. FIG. 2 shows a sequence of vapor-phase doping of impurities according to this embodiment. In this embodiment, as the semiconductor substrate 11 to be doped with impurities, for example, the plane orientation is {111} and the resistivity is about 5 Ω · cm.
Is used.
【００３７】まず、所定温度に加熱したアンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）と過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合溶液を用い
て、半導体基板１１表面のパーティクル除去を行い、続
けて、例えば希フッ酸（ＨＦ）を用いて、半導体基板１
１表面の金属汚染物および酸化膜の除去を行うことによ
って、半導体基板１１の洗浄処理を行う。First, ammonia (N) heated to a predetermined temperature
Particles on the surface of the semiconductor substrate 11 are removed using a mixed solution of H 3 ) and a hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ), and subsequently, the semiconductor substrate 1 is removed using, for example, dilute hydrofluoric acid (HF).
The cleaning process of the semiconductor substrate 11 is performed by removing the metal contaminants and the oxide film on one surface.
【００３８】次に、図２に示す成長シーケンスに従って
半導体基板１１の上部に不純物拡散層を形成する。Next, an impurity diffusion layer is formed on the semiconductor substrate 11 in accordance with the growth sequence shown in FIG.
【００３９】すなわち、まず、半導体基板１１の洗浄処
理後、図１に示す気相ドーピング装置のアウターベルジ
ャー４および石英インナーベルジャー５を上昇させるこ
とにより、反応炉１を開放する。次に、所定の搬送装置
（図示せず）により、半導体基板１１を反応炉１内に搬
入して、サセプター１０上の所定位置に載置する。その
後、アウターベルジャー４および石英インナーベルジャ
ー５を下降させて反応炉１を密封する。That is, first, after the cleaning process of the semiconductor substrate 11, the reactor 1 is opened by raising the outer bell jar 4 and the quartz inner bell jar 5 of the vapor phase doping apparatus shown in FIG. Next, the semiconductor substrate 11 is carried into the reaction furnace 1 by a predetermined transfer device (not shown), and is placed at a predetermined position on the susceptor 10. Thereafter, the outer bell jar 4 and the quartz inner bell jar 5 are lowered to seal the reaction furnace 1.
【００４０】次に、半導体基板１１の搬入の際に反応炉
１内に侵入した空気を置換するために、Ｎ2 ガスを、Ｎ
2 ガス流量調節計１４および石英ガスノズル１２を順次
通じ、ガス拡散穴１２ａから反応炉１内に供給して、Ｎ
2 ガスパージを行う（図２中、ステップＳＴ１）。ここ
で、Ｎ2 ガスパージにおける条件の一例を挙げると、炉
内温度を室温とし、パージを行う時間を１０分間とす
る。Next, in order to replace the air that has entered the reactor 1 when the semiconductor substrate 11 is loaded, N 2 gas is
(2) The gas flows through the gas flow controller 14 and the quartz gas nozzle 12 sequentially, and is supplied into the reaction furnace 1 through the gas diffusion hole 12a.
2. Gas purging is performed (step ST1 in FIG. 2). Here, as an example of the conditions in the N 2 gas purge, the furnace temperature is set to room temperature, and the purge time is set to 10 minutes.
【００４１】次に、反応炉１内をＨ2 ガス雰囲気にする
ために、Ｈ2 ガスを、ガス供給系２、Ｈ2 ガス流量調節
計１５および石英ガスノズル１２を順次通じ、ガス拡散
穴１２ａから反応炉１内に供給して、Ｈ2 ガスパージを
行う（図２中、ステップＳＴ２）。ここで、Ｈ2 ガスパ
ージにおける条件の一例を挙げると、炉内温度を室温と
し、Ｈ2 ガスの流量を８０ｓｌｍ、パージを行う時間を
１０分間とする。Next, in order to make the inside of the reaction furnace 1 an H 2 gas atmosphere, H 2 gas is passed through the gas supply system 2, the H 2 gas flow controller 15, and the quartz gas nozzle 12 in order, and is passed through the gas diffusion hole 12 a. is supplied to the reactor 1 is carried out with H 2 gas purge (in FIG. 2, step ST2). Here, as an example of the conditions for the H 2 gas purge, the furnace temperature is set to room temperature, the flow rate of the H 2 gas is set to 80 slm, and the purging time is set to 10 minutes.
【００４２】次に、反応炉１内にＨ2 ガスを供給した状
態で、高周波発振機（図示せず）の電源を入れて、ワー
クコイル８に高周波電流を流す。これにより、サセプタ
ー１０を、例えば５分間程度で例えば７５０℃の温度ま
で加熱し、その温度で一定時間、半導体基板１１を加熱
する（図２中、ステップＳＴ３）。Next, with the H 2 gas supplied into the reaction furnace 1, the power of the high-frequency oscillator (not shown) is turned on, and the high-frequency current flows through the work coil 8. Thus, the susceptor 10 is heated to a temperature of, for example, 750 ° C. in, for example, about 5 minutes, and the semiconductor substrate 11 is heated at that temperature for a certain time (step ST3 in FIG. 2).
【００４３】次に、サセプター１０を、例えば２０分間
で例えば９５０℃の温度まで加熱し、その温度で一定時
間、半導体基板１１を加熱する（図２中、ステップＳＴ
４）。これによって、半導体基板１１の洗浄処理後に表
面に形成された自然酸化膜が除去される。Next, the susceptor 10 is heated, for example, to a temperature of, for example, 950 ° C. for 20 minutes, and the semiconductor substrate 11 is heated at that temperature for a certain time (step ST in FIG. 2).
4). As a result, the natural oxide film formed on the surface of the semiconductor substrate 11 after the cleaning process is removed.
【００４４】次に、ドーパントガスとして、例えばＨ2
ガスで約５ｐｐｍに希釈されたＰＨ3 ガスを用い、反応
炉１内にドーパントガス（ＰＨ3 ガス）を供給せずに、
その流量を調整するために、ベントライン（図示せず）
へのガスパージを行う（図２中、ステップＳＴ５）。Next, as a dopant gas, for example, H 2
Using a PH 3 gas diluted to about 5 ppm with a gas, without supplying a dopant gas (PH 3 gas) into the reactor 1,
Vent line (not shown) to adjust the flow rate
Is performed (step ST5 in FIG. 2).
【００４５】次に、ガス供給系２から、ドーパントガス
流量調節計１７および石英ガスノズル１２を順次通じ、
ガス拡散穴１２ａから反応炉１内にＰＨ3 ガスを供給す
る。ＰＨ3 ガスの供給は約１０分間行う（図２中、ステ
ップＳＴ６）。このとき、図１に示すように、ドーパン
トガスは反応炉１の内壁で反射され、そのガス流の方向
が曲げられる。そして、そのガス流の方向が、半導体基
板１１の面に対して、垂直か垂直に近い角度になるよう
にして、半導体基板１１表面に供給する。これによっ
て、半導体基板１１表面から蒸発するＰＨ3 分子を、半
導体基板１１に再吸着させることができる。また、図３
に示すように、上方から供給されるドーパントガスのガ
ス流と半導体基板１１表面から蒸発する不純物ガスの流
れとにより、半導体基板１１の上方の大きい範囲に高濃
度の淀み層（図３中、斜線部）２１が形成される。Next, the dopant gas flow controller 17 and the quartz gas nozzle 12 are sequentially passed from the gas supply system 2 to
PH 3 gas is supplied into the reaction furnace 1 from the gas diffusion holes 12a. The supply of the PH 3 gas is performed for about 10 minutes (step ST6 in FIG. 2). At this time, as shown in FIG. 1, the dopant gas is reflected by the inner wall of the reactor 1 and the direction of the gas flow is bent. Then, the gas is supplied to the surface of the semiconductor substrate 11 such that the direction of the gas flow is perpendicular or nearly perpendicular to the surface of the semiconductor substrate 11. Thereby, the PH 3 molecules evaporated from the surface of the semiconductor substrate 11 can be re-adsorbed to the semiconductor substrate 11. FIG.
As shown in FIG. 3, the gas flow of the dopant gas supplied from above and the flow of the impurity gas evaporated from the surface of the semiconductor substrate 11 cause a high-concentration stagnation layer (shaded in FIG. Part) 21 is formed.
【００４６】その後、ステップＳＴ７において反応炉１
内の炉内温度を降温した後、ステップＳＴ８において高
周波発振機の電源を切る。Thereafter, in step ST7, the reactor 1
After the temperature inside the furnace is lowered, the power of the high-frequency oscillator is turned off in step ST8.
【００４７】次に、ステップＳＴ２から継続して反応炉
１内に供給されているＨ2 ガスによりＨ2 ガスパージを
行う（図２中、ステップＳＴ９）。次に、Ｈ2 ガスの反
応炉１内への供給を停止した後、ステップＳＴ１におけ
ると同様にして、反応炉１内にＮ2 ガスを供給すること
により、Ｎ2 ガスパージを行う（図２中、ステップＳＴ
１０）。Next, H 2 gas purging is performed with H 2 gas supplied into the reaction furnace 1 continuously from step ST2 (step ST9 in FIG. 2). Next, after the supply of the H 2 gas into the reaction furnace 1 is stopped, the N 2 gas is purged by supplying the N 2 gas into the reaction furnace 1 in the same manner as in step ST1 (see FIG. 2). , Step ST
10).
【００４８】次に、図１に示すアウターベルジャー４お
よび石英インナーベルジャー５を上昇させて反応炉１を
開放した後、所定の搬送装置（図示せず）により、不純
物拡散層が形成された半導体基板１１を反応炉１から搬
出する。Next, after raising the outer bell jar 4 and the quartz inner bell jar 5 shown in FIG. 1 and opening the reaction furnace 1, the semiconductor substrate on which the impurity diffusion layer is formed is formed by a predetermined transfer device (not shown). 11 is unloaded from the reactor 1.
【００４９】以上の工程を経て、半導体基板１１上に、
表面濃度が１×１０19ｃｍ-3程度の不純物拡散層が形成
される。Through the above steps, on the semiconductor substrate 11,
An impurity diffusion layer having a surface concentration of about 1 × 10 19 cm −3 is formed.
【００５０】図４は、この一実施形態による気相ドーピ
ング装置を用い、上述のシーケンスに従って不純物拡散
層を形成した場合について、その不純物拡散層の面内濃
度分布を測定した結果を示し、図５は、従来の気相ドー
ピング装置を用いて不純物拡散層を形成した場合につい
て、同様の面内濃度分布を測定した結果を示す。FIG. 4 shows the result of measuring the in-plane concentration distribution of the impurity diffusion layer when the impurity diffusion layer was formed in accordance with the above-described sequence using the vapor phase doping apparatus according to this embodiment. Shows the same in-plane concentration distribution measurement result when an impurity diffusion layer is formed using a conventional vapor-phase doping apparatus.
【００５１】図４、図５から、この一実施形態による気
相ドーピング装置を用いた場合の不純物拡散層の面内均
一性が、従来の気相ドーピング装置を用いた場合と比較
して、著しく向上していることがわかる。FIGS. 4 and 5 show that the in-plane uniformity of the impurity diffusion layer when the vapor-phase doping apparatus according to this embodiment is used is remarkably compared with the case where the conventional vapor-phase doping apparatus is used. It can be seen that it has improved.
【００５２】また、上述の図４および図５に示す半導体
基板の不純物拡散層の面内濃度分布のばらつきを測定し
た結果、従来の気相ドーピング装置を用いた場合の面内
濃度分布のばらつきが±１５％程度であったのに対し、
この一実施形態による気相ドーピング装置を用いた場合
の面内濃度分布のばらつきは±５％であり、面内均一性
が従来と比較して著しく向上していることがわかる。Also, as a result of measuring the variation in the in-plane concentration distribution of the impurity diffusion layer of the semiconductor substrate shown in FIGS. 4 and 5 above, the variation in the in-plane concentration distribution when using a conventional vapor phase doping apparatus was found. About ± 15%,
The variation in the in-plane concentration distribution when the vapor phase doping apparatus according to this embodiment is used is ± 5%, and it can be seen that the in-plane uniformity is remarkably improved as compared with the related art.
【００５３】以上説明したように、この一実施形態によ
れば、気相ドーピング装置を、ドーパントガスの流れが
半導体基板１１の面に対して、４５°〜９０°、好適に
は６０°〜９０°、より好適には８５°〜９０°、すな
わち垂直か垂直に近い角度になるように構成しているこ
とにより、半導体基板１１表面から蒸発するドーパント
ガスを半導体基板１１表面に再吸着させることができ、
半導体基板１１表面に形成される不純物拡散層の面内均
一性の向上を図ることができる。また、半導体基板１１
表面に供給されるドーパントガスの流れと半導体基板１
１の表面から蒸発する不純物ガスの流れとによって、半
導体基板１１の上方の大きい範囲に高濃度の淀み層２１
を形成することができる。そのため、半導体基板１１表
面に不純物を多く吸着させることができ、不純物拡散層
の面内均一性をより一層向上させることができる。As described above, according to this embodiment, the vapor-phase doping apparatus is used to control the flow of the dopant gas to 45 ° to 90 °, preferably 60 ° to 90 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate 11. °, more preferably from 85 ° to 90 °, that is, perpendicular or nearly perpendicular so that the dopant gas evaporating from the surface of the semiconductor substrate 11 can be re-adsorbed to the surface of the semiconductor substrate 11. Can,
The in-plane uniformity of the impurity diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate 11 can be improved. In addition, the semiconductor substrate 11
Flow of dopant gas supplied to the surface and semiconductor substrate 1
The high concentration stagnation layer 21 in a large area above the semiconductor substrate 11 due to the flow of the impurity gas evaporating from the surface of the semiconductor substrate 11.
Can be formed. Therefore, a large amount of impurities can be adsorbed on the surface of the semiconductor substrate 11, and the in-plane uniformity of the impurity diffusion layer can be further improved.
【００５４】以上、この発明の一実施形態について具体
的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定
されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各
種の変形が可能である。Although the embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. is there.
【００５５】例えば、上述の一実施形態において挙げた
ドーピング条件や数値はあくまでも例に過ぎず、必要に
応じてこれと異なるドーピング条件や数値を用いてもよ
い。For example, the doping conditions and numerical values described in the above embodiment are merely examples, and different doping conditions and numerical values may be used as needed.
【００５６】また、例えば上述の一実施形態において
は、石英ガスノズル１２の形状を、ガス拡散穴１２ａを
上部に設け、そのガス拡散穴１２ａから吹き出されるド
ーパントガスのガス流が上方に向くように構成された、
いわゆる吹き上げ型としたが、図６に示すように、石英
ガスノズル１２を、その断面形状をＴ字型とし、その水
平部の下部にガス拡散穴１２ｂ〜１２ｅを設け、それら
のガス拡散穴１２ｂ〜１２ｅから吹き出されるドーパン
トガスのガス流が下方に向くように構成された、いわゆ
るシャワーヘッド型としてもよい。For example, in the above-described embodiment, the shape of the quartz gas nozzle 12 is set so that the gas diffusion hole 12a is provided at the upper part, and the gas flow of the dopant gas blown out from the gas diffusion hole 12a is directed upward. Composed,
As shown in FIG. 6, the quartz gas nozzle 12 has a T-shaped cross section, and gas diffusion holes 12b to 12e are provided at the lower part of the horizontal portion, as shown in FIG. It may be a so-called shower head type in which the gas flow of the dopant gas blown from 12e is directed downward.
【００５７】また、例えば上述の一実施形態において
は、気相ドーピング装置をバッチ式としたが、枚葉式の
気相ドーピング装置であってもよい。Further, for example, in the above-described embodiment, the vapor phase doping apparatus is a batch type, but may be a single wafer type vapor phase doping apparatus.
【００５８】また、例えば上述の一実施形態において
は、ドーパントガスとしてＰＨ3 ガスを用いているが、
ＡｓＨ3 ガスを用いることも可能である。For example, in the above-described embodiment, PH 3 gas is used as the dopant gas.
It is also possible to use AsH 3 gas.
【００５９】また、例えば上述の一実施形態において
は、この発明を気相ドーピング装置に適用しているが、
他の同様な装置に適用することも可能であり、例えば、
エピタキシャル成長装置に適用することも可能である。Further, for example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a gas phase doping apparatus.
It is also possible to apply to other similar devices, for example,
It is also possible to apply to an epitaxial growth apparatus.
【００６０】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、半導体基板に不純物をドーピングする際に、半導体
基板表面に供給される不純物ガスのガス流の方向が、半
導体基板の面に対して４５°から９０°の角度になるよ
うにしていることにより、半導体基板上に浅い接合の不
純物拡散層を形成する際に、その面内均一性を向上させ
ることができる。As described above, according to the present invention, when doping an impurity into a semiconductor substrate, the direction of the gas flow of the impurity gas supplied to the surface of the semiconductor substrate is changed with respect to the surface of the semiconductor substrate. By forming the angle between 45 ° and 90 °, it is possible to improve in-plane uniformity when forming an impurity diffusion layer having a shallow junction on a semiconductor substrate.
【図１】この発明の一実施形態による気相ドーピング装
置を示す略線図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a gas phase doping apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の一実施形態による不純物の気相ドー
ピングのタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart of vapor-phase doping of impurities according to an embodiment of the present invention.
【図３】この発明の一実施形態による気相ドーピング装
置において、半導体基板上方に形成される淀み層を説明
するための略線図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a stagnation layer formed above a semiconductor substrate in the vapor phase doping apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図４】この発明の一実施形態による気相ドーピング装
置を用いて形成された不純物拡散層の面内濃度分布を示
す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an in-plane concentration distribution of an impurity diffusion layer formed using the vapor phase doping apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図５】従来の気相ドーピング装置を用いて形成された
不純物拡散層の面内濃度分布を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing an in-plane concentration distribution of an impurity diffusion layer formed using a conventional gas phase doping apparatus.
【図６】この発明の一実施形態による気相ドーピング装
置の他の例を示す略線図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating another example of a gas phase doping apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図７】ＲＶＤ法の原理を説明するための略線図であ
る。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the principle of the RVD method.
【図８】従来の気相ドーピング装置を示す略線図であ
る。FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional gas phase doping apparatus.
【図９】ＲＶＤ法の問題点を説明するための略線図であ
る。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a problem of the RVD method.
【図１０】従来の気相ドーピング装置における問題点を
説明するための略線図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a problem in a conventional vapor phase doping apparatus.
１・・・反応炉、２・・・ガス供給系、１１・・・半導
体基板、１２・・・石英ガスノズル、１２ａ〜１２ｅ・
・・ガス拡散穴、１６・・・ドーパントガス流量調節計DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor, 2 ... Gas supply system, 11 ... Semiconductor substrate, 12 ... Quartz gas nozzle, 12a-12e.
..Gas diffusion holes, 16 ... Dopant gas flow controllers
Claims (11)
炉内に、不純物ガスを供給することにより、上記半導体
基板に不純物をドーピングするようにした気相ドーピン
グ装置において、 上記半導体基板の表面に供給される上記不純物ガスのガ
ス流の方向が、上記半導体基板の表面に対して、４５°
から９０°の角度になるように構成されていることを特
徴とする気相ドーピング装置。1. A gas-phase doping apparatus in which an impurity gas is supplied into a reaction furnace configured to mount a semiconductor substrate thereon, thereby doping the semiconductor substrate with an impurity. The direction of the gas flow of the impurity gas supplied to the semiconductor substrate is 45 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate.
A gas phase doping apparatus characterized in that the angle is set to 90 ° from the angle.
に供給するときの上記不純物ガスのガス流の方向が、上
記半導体基板の表面に対して、６０°から９０°の角度
になるように構成されていることを特徴とする請求項１
記載の気相ドーピング装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a direction of a gas flow of the impurity gas when the impurity gas is supplied to the surface of the semiconductor substrate is at an angle of 60 ° to 90 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate. 2. The method according to claim 1, wherein
The vapor-phase doping apparatus according to claim 1.
に供給するときの上記不純物ガスのガス流の方向が、上
記半導体基板の表面に対して、８５°から９０°の角度
になるように構成されていることを特徴とする請求項１
記載の気相ドーピング装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a direction of a gas flow of the impurity gas when the impurity gas is supplied to the surface of the semiconductor substrate is at an angle of 85 ° to 90 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate. 2. The method according to claim 1, wherein
The vapor-phase doping apparatus according to claim 1.
る供給管を有し、上記供給管が、上記不純物ガスを上方
に向けて吹き出して上記反応炉の内壁で反射させること
により、上記不純物ガスを上記半導体基板の表面に供給
するように構成されていることを特徴とする請求項１記
載の気相ドーピング装置。4. A supply pipe for supplying the impurity gas into the reaction furnace, wherein the supply pipe blows the impurity gas upward and reflects the impurity gas on an inner wall of the reaction furnace, thereby forming the impurity gas. The gas phase doping apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is configured to supply a gas to a surface of the semiconductor substrate.
る供給管を有し、上記供給管が、上記不純物ガスを下方
に向けて吹き出すことにより、上記不純物ガスを上記半
導体基板の表面に供給するように構成されていることを
特徴とする請求項１記載の気相ドーピング装置。5. A supply pipe for supplying the impurity gas into the reaction furnace, wherein the supply pipe supplies the impurity gas to a surface of the semiconductor substrate by blowing the impurity gas downward. The gas-phase doping apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is configured to perform the following.
物をドーピングするようにした気相ドーピング方法にお
いて、 上記半導体基板の表面に供給される上記不純物ガスのガ
ス流の方向を、上記半導体基板の表面に対して、４５°
から９０°の角度になるようにすることを特徴とする気
相ドーピング方法。6. A method for doping a semiconductor substrate with an impurity gas using an impurity gas, wherein a direction of a gas flow of the impurity gas supplied to a surface of the semiconductor substrate is controlled by a direction of the semiconductor substrate. 45 ° to the surface
A gaseous doping method characterized by making an angle of 90 ° from the angle.
に供給するときの上記不純物ガスのガス流の方向を、上
記半導体基板の表面に対して、６０°から９０°の角度
になるようにすることを特徴とする請求項６記載の気相
ドーピング方法。7. A gas flow direction of the impurity gas when supplying the impurity gas to the surface of the semiconductor substrate is set to be at an angle of 60 ° to 90 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate. 7. The gas phase doping method according to claim 6, wherein:
に供給するときの上記不純物ガスのガス流の方向を、上
記半導体基板の表面に対して、８５°から９０°の角度
になるようにすることを特徴とする請求項６記載の気相
ドーピング方法。8. The direction of a gas flow of the impurity gas when the impurity gas is supplied to the surface of the semiconductor substrate is set to an angle of 85 ° to 90 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate. 7. The gas phase doping method according to claim 6, wherein:
導体基板に上記不純物をドーピングする時の基板加熱温
度未満であることを特徴とする請求項６記載の気相ドー
ピング方法。9. The vapor phase doping method according to claim 6, wherein an equilibrium vapor pressure temperature of the impurity is lower than a substrate heating temperature when the semiconductor substrate is doped with the impurity.
たはアルシンガスであることを特徴とする請求項６記載
の気相ドーピング方法。10. The gas-phase doping method according to claim 6, wherein the impurity gas is a phosphine gas or an arsine gas.
ングする際に、上記半導体基板を８００℃以上１０００
℃以下の温度に加熱することを特徴とする請求項６記載
の気相ドーピング方法。11. When the semiconductor substrate is doped with the impurity, the semiconductor substrate is kept at 800 ° C. or more and 1000 ° C.
7. The method according to claim 6, wherein the heating is performed at a temperature of not more than ℃.
Priority Applications (1)
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| JP10367230A JP2000195812A (en) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Vapor phase doping apparatus and vapor phase doping method |
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| JP10367230A JP2000195812A (en) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | Vapor phase doping apparatus and vapor phase doping method |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130121728A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Impurity diffusion method, substrate processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
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-
1998
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130121728A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Impurity diffusion method, substrate processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
| JP2013232529A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Tokyo Electron Ltd | Method for diffusing impurity, substrate processing device, and method for manufacturing semiconductor device |
| KR101655929B1 (en) * | 2012-04-27 | 2016-09-08 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Impurity diffusion method, substrate processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
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