JP2001217196A - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液状不純物源を使
用してシリコン半導体基体に拡散領域を形成する工程を
含むトランジスタ、サイリスタ、ダイオード等の半導体
装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device such as a transistor, a thyristor, and a diode including a step of forming a diffusion region in a silicon semiconductor substrate using a liquid impurity source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｐ形不純物としてのアルミニウムはホウ
素よりも拡散係数が大きいので、これを使用すると熱処
理時間の短縮を図ることができる。従って、アルミニウ
ムは、シリコン半導体基体に例えば１０15ｃｍ-3オーダ
のような比較的不純物濃度の低いＰ形半導体領域を数１
０μｍ以上の深さに形成する場合の不純物として好適で
ある。アルミニウムの拡散方法としては、シリコン半導
体基体の表面にアルミニウムを蒸着してアルミニウム層
を形成し、これを不純物源としてシリコン半導体基体に
アルミニウム拡散層を形成する方法と、アルミニウムを
半導体基体にイオン注入する方法とがある。しかし、前
者の方法では製造プロセスが複雑となり、後者の方法で
は製造装置がコスト高になるという問題があった。これ
等の問題を解決するための方法としてアルミニウム化合
物を含む液状不純物源を使用する方法が知られている。
この方法では、ＡｌＣｌ3 、６Ｈ2 Ｏ又はＡｌ（ＮＯ
3 ）3・９Ｈ2 Ｏ又はＡｌ（ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3 ）
3 等のアルミニウム化合物と有機溶剤との混合物から成
る液状不純物源を周知のスピンナ方法で半導体基体上に
塗布して液状不純物被膜を形成し、次に、このシリコン
半導体基体に１２０〜１５０℃、３０秒〜１分の熱処理
を施し、この液状不純物源をベーキングして有機溶剤を
蒸発させて拡散源膜を形成し、続いて、このシリコン半
導体基体に窒素雰囲気中で１２００℃以上の熱処理を施
してＡｌ拡散層を形成する。その後、上記の熱処理によ
って半導体基板の表面に形成された絶縁膜を弗酸でエッ
チング除去してから、半導体基体の表面にオーミックコ
ンタクト電極を形成する。2. Description of the Related Art Aluminum, which is a P-type impurity, has a larger diffusion coefficient than boron. Therefore, aluminum makes the silicon semiconductor substrate a P-type semiconductor region having a relatively low impurity concentration, for example, on the order of 10 15 cm −3, by several tens of cm.
It is suitable as an impurity when formed to a depth of 0 μm or more. As a method for diffusing aluminum, aluminum is deposited on the surface of a silicon semiconductor substrate to form an aluminum layer, and an aluminum diffusion layer is formed on the silicon semiconductor substrate using the aluminum layer as an impurity source, and aluminum is ion-implanted into the semiconductor substrate. There is a way. However, the former method has a problem in that the manufacturing process is complicated, and the latter method has a problem in that the manufacturing equipment is expensive. As a method for solving these problems, a method using a liquid impurity source containing an aluminum compound is known.
In this method, AlCl 3 , 6H 2 O or Al (NO
3) 3 · 9H 2 O or Al (CH 3 COCHCOCH 3)
A liquid impurity source consisting of a mixture of an aluminum compound such as 3 and an organic solvent is applied to the semiconductor substrate by a known spinner method to form a liquid impurity film. A heat treatment is performed for 1 to 1 minute, the liquid impurity source is baked, and the organic solvent is evaporated to form a diffusion source film. Subsequently, the silicon semiconductor substrate is subjected to a heat treatment at 1200 ° C. or more in a nitrogen atmosphere. An Al diffusion layer is formed. After that, the insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate by the heat treatment is removed by etching with hydrofluoric acid, and then an ohmic contact electrode is formed on the surface of the semiconductor substrate.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のＡｌ拡散方法で
は、シリコン半導体基体に窒素雰囲気中で１２００℃以
上の熱処理を施してＡｌ拡散層を形成するため、シリコ
ン半導体基体の表面にシリコン窒化物から成る絶縁膜が
形成されてしまう。この絶縁膜は、半導体基体の表面に
良好なオーミックコンタクト電極又はショットキバリア
電極等を形成するために完全に除去する必要があるが、
シリコン窒化物から成る絶縁膜は弗酸等で容易にエッチ
ング除去することができない。今、窒素雰囲気中で拡散
する場合について述べたが、アルゴン等の雰囲気で不純
物を拡散する場合においてもシリコン半導体基体の表面
にエッチングによって除去し難いシリコン化合物が形成
される場合もある。また、Ａｌ以外の不純物（例えばホ
ウ素等）を拡散する場合においてもＡｌの場合と同様な
問題が発生することがある。In the above-described Al diffusion method, the silicon semiconductor substrate is subjected to a heat treatment at 1200 ° C. or more in a nitrogen atmosphere to form an Al diffusion layer. Resulting in an insulating film. This insulating film needs to be completely removed to form a good ohmic contact electrode or Schottky barrier electrode on the surface of the semiconductor substrate,
The insulating film made of silicon nitride cannot be easily removed by etching with hydrofluoric acid or the like. Although the case where diffusion is performed in a nitrogen atmosphere has been described above, a silicon compound that is difficult to remove by etching may be formed on the surface of a silicon semiconductor substrate even when impurities are diffused in an atmosphere such as argon. Also, when diffusing impurities other than Al (for example, boron or the like), the same problem as in the case of Al may occur.
【０００４】そこで、本発明の目的は、オーミック電極
等を良好に形成することができる不純物拡散領域を有す
る半導体装置の製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having an impurity diffusion region in which an ohmic electrode or the like can be formed satisfactorily.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、シリコン半導体基体の
表面に導電型決定用不純物と溶剤とを含む不純物源溶液
を塗布する工程と、塗布された不純物源溶液に対して前
記不純物の拡散温度よりも低い温度の加熱処理を施して
前記溶剤を揮発させ、不純物源膜を形成する工程と、前
記不純物源膜の上にガラス形成用材料と溶剤とを含むガ
ラス膜形成用溶液を塗布する工程と、塗布された前記ガ
ラス膜形成用溶液に対して前記不純物の拡散温度よりも
低い温度の加熱処理を施してガラス膜を形成する工程
と、前記不純物源膜及び前記ガラス膜を伴なった半導体
基体に前記不純物の拡散温度よりも高い温度の加熱処理
を施して前記半導体基体に前記不純物を拡散させ、不純
物拡散領域を形成する工程と、前記ガラス膜及び残存し
ている不純物源膜を除去する工程とを備えていることを
特徴とする半導体装置の製造方法に係わるものである。In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a step of applying an impurity source solution containing an impurity for determining conductivity type and a solvent to the surface of a silicon semiconductor substrate. Subjecting the applied impurity source solution to a heat treatment at a temperature lower than the diffusion temperature of the impurities to volatilize the solvent to form an impurity source film; and forming a glass on the impurity source film. A step of applying a glass film forming solution containing a material and a solvent, and a step of subjecting the applied glass film forming solution to a heat treatment at a temperature lower than the diffusion temperature of the impurity to form a glass film And performing a heat treatment at a temperature higher than the diffusion temperature of the impurity on the semiconductor substrate with the impurity source film and the glass film to diffuse the impurity into the semiconductor substrate to form an impurity diffusion region. Process and it is intended according to the method of manufacturing a semiconductor device according to claim which comprises the step of removing the glass film and the remaining to have an impurity source film.
【０００６】なお、請求項２に示すように、不純物源溶
液は、アルミニウム化合物又はボロン化合物又はこれ等
の混合物を含むものであることが望ましい。また、請求
項３に示すように、ガラス形成用材料を有機珪素化合物
とし、この加熱を酸化性雰囲気で行うことが望ましい。
また、請求項４に示すように、不純物拡散を窒素又はア
ルゴンの非酸化性雰囲気で行うことが望ましい。It is preferable that the impurity source solution contains an aluminum compound, a boron compound, or a mixture thereof. Further, as described in claim 3, it is desirable that the glass forming material is an organic silicon compound, and that the heating is performed in an oxidizing atmosphere.
Further, as described in claim 4, it is desirable that impurity diffusion is performed in a non-oxidizing atmosphere of nitrogen or argon.
【０００７】[0007]
【発明の効果】各請求項の発明によれば、不純物源膜の
上にガラス膜を形成して拡散するので、ガラス膜が保護
膜として機能し、拡散工程中にシリコン半導体基体の表
面上に容易に除去することができない絶縁膜の生成を抑
制することができる。ガラス膜は弗酸等によるエッチン
グによって容易に除去することができるので、これを除
去して不純物拡散領域上にオーミックコンタクト電極、
ショットキバリア電極等を良好に形成することができ
る。According to the invention of each claim, a glass film is formed on the impurity source film and diffused, so that the glass film functions as a protective film and is formed on the surface of the silicon semiconductor substrate during the diffusion step. Generation of an insulating film that cannot be easily removed can be suppressed. Since the glass film can be easily removed by etching with hydrofluoric acid or the like, the glass film is removed and an ohmic contact electrode,
A Schottky barrier electrode and the like can be formed favorably.
【０００８】[0008]
【実施形態及び実施例】次に、図１及び図２を参照して
本発明の実施形態及び実施例を説明する。Embodiments and Examples Next, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS.
【０００９】まず、半導体基体としてＮ型のシリコン半
導体基板１を用意する。First, an N-type silicon semiconductor substrate 1 is prepared as a semiconductor substrate.
【００１０】次に、水酸基を持つポリマー（ポリビニル
アルコール）とアルコールとＡｌ化合物との混合物から
成る不純物源溶液即ち液状不純物源を用意する。ここで
のアルミニウム化合物として、塩化アルミニウム・六水
和物（ＡｌＣｌ3 ・６Ｈ2Ｏ）即ちＡｌＣｌ3 分子１個
に対して結晶水として６個の水を保有しているもの、硝
酸アルミニウム・九水和物Ａｌ（ＮＯ3 ）3 ・９Ｈ2Ｏ
即ちＡｌ（ＮＯ3）3 分子１個に対して結晶水として９
個の水を保有しているもの、アルミニウムアセチルアセ
テートＡｌ（ＣＨ3ＣＯＣＨＯＣＨ3）3等の高純度で容
易に入手でき、且つアルコールに可溶であって取り扱い
が容易で比較的安全なものが適する。また、溶剤として
のアルコールは、メタノール、エタノール、２−プロパ
ノール、２−メトキシエタノール等の上記アルミニウム
化合物が可溶なものから選択される。Next, an impurity source solution, ie, a liquid impurity source, composed of a mixture of a polymer having a hydroxyl group (polyvinyl alcohol), an alcohol and an Al compound is prepared. The aluminum compound used herein is aluminum chloride hexahydrate (AlCl 3 .6H 2 O), that is, a compound having six waters as crystallization water for one AlCl 3 molecule, aluminum nitrate. hydrate Al (NO 3) 3 · 9H 2 O
As i.e. Al (NO 3) crystal water for one 3 molecule 9
A water-retaining material such as aluminum acetylacetate Al (CH 3 COCHOCH 3 ) 3, which is easily available with high purity, is soluble in alcohol, is easy to handle, and is relatively safe . The alcohol as the solvent is selected from those in which the aluminum compound is soluble, such as methanol, ethanol, 2-propanol, and 2-methoxyethanol.
【００１１】次に、この液状不純物源を、周知のスピン
ナ方法によって半導体基板１の一方の主面即ち不純物拡
散予定領域の表面に均一に塗布して液状不純物源層２を
図１（Ｂ）に概略的に示すように形成する。本実施例で
は、液状不純物源のスピンナ塗布形成時における半導体
基板１の回転数を３０００〜４０００ｒｐｍに設定し
た。Next, this liquid impurity source is uniformly applied to one main surface of the semiconductor substrate 1, that is, the surface of the region where the impurity is to be diffused, by a well-known spinner method, and the liquid impurity source layer 2 is formed as shown in FIG. It is formed as shown schematically. In this embodiment, the number of revolutions of the semiconductor substrate 1 during spinner coating of the liquid impurity source is set to 3000 to 4000 rpm.
【００１２】次に、図１（Ｂ）に示す不純物源層２を形
成した半導体基板１をホットプレート（ヒートプレー
ト）上に配置し、この不純物源層２を伴なった半導体基
板１に対してアルミニウムの拡散温度よりも低い１２０
〜１５０℃の温度で熱処理を施して、液状不純物源層２
に含まれる溶剤を揮発させて、図１（Ｃ）に示すように
半導体基板１の一方の主面にＡｌを含む高分子錯体フィ
ルムから成る拡散源膜即ち不純物源膜３を形成する。Next, the semiconductor substrate 1 on which the impurity source layer 2 shown in FIG. 1B is formed is placed on a hot plate (heat plate), and the semiconductor substrate 1 with the impurity source layer 2 is 120 lower than the diffusion temperature of aluminum
Heat treatment at a temperature of about 150 ° C. to form a liquid impurity source layer 2
Is evaporated to form a diffusion source film, that is, an impurity source film 3 made of a polymer complex film containing Al on one main surface of the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. 1 (C).
【００１３】次に、半導体基板１の一方の主面に設けら
れた不純物源膜３の上に、ガラス形成用材料としてのケ
イ素化合物例えばＲnＳｉ（ＯＨ）4-n（Ｒはアルキル基
を示し、ｎは任意の数値を示す。）を溶剤としてのアル
コールに溶かしたものから成る溶液を、周知のスピンナ
方法によって均一に塗布して図１（Ｄ）に概略的に示す
ようにガラス溶液層４を形成する。本実施例では、ガラ
ス溶液をスピンナで塗布する時における半導体基板１の
回転数を約３０００ｒｐｍに設定した。Next, on the impurity source film 3 provided on one main surface of the semiconductor substrate 1, a silicon compound such as R n Si (OH) 4-n (R is an alkyl group) is used as a glass forming material. And n represents an arbitrary numerical value), and a solution composed of a solution of alcohol dissolved in an alcohol as a solvent is uniformly applied by a well-known spinner method to form a glass solution layer as schematically shown in FIG. 4 is formed. In this embodiment, the number of revolutions of the semiconductor substrate 1 when applying the glass solution with a spinner was set to about 3000 rpm.
【００１４】次に、図１（Ｄ）に示すガラス溶液層４を
形成した半導体基板１をホットプレート（ヒートプレー
ト）上に配置し、これに対してアルミニウムの拡散温度
よりも低い１５０℃の温度で空気中において熱処理を施
して、ガラス溶液層４に含まれるアルコールを揮発させ
る。Next, the semiconductor substrate 1 on which the glass solution layer 4 shown in FIG. 1D is formed is placed on a hot plate (heat plate), and a temperature of 150 ° C. lower than the diffusion temperature of aluminum is applied thereto. Is performed in air to volatilize the alcohol contained in the glass solution layer 4.
【００１５】次に、図１（Ｄ）に示すガラス溶液層４か
らアルコールを揮発させた層を有する半導体基板１を石
英やＳｉＣ（シリコンカーバイト）から構成される半導
体基板拡散用ホルダーにチャージした後に、これを石英
やＳｉＣ等から構成されるプロセスチューブ内に入れて
所定の温度プロファイルの熱処理を施す。即ち、チュー
ブ内に酸素を導入してチューブ内を酸素雰囲気とした状
態でアルミニウムの拡散温度（１２６０℃）よりも低い
５００〜１０００℃の温度まで半導体基板１を徐々に加
熱する。この熱処理の結果、ガラス形成用材料としての
シラノールが酸化して図２（Ｅ）に示すように半導体基
板１の一方の主面にＳｉＯ2から成るガラス膜５が形成
される。このガラス膜５は一般にＳＯＧ（Spin on Gias
s ）と呼ばれるものであり、不純物源膜３のほぼ全面を
被覆している。Next, the semiconductor substrate 1 having a layer in which alcohol was volatilized from the glass solution layer 4 shown in FIG. 1D was charged into a semiconductor substrate diffusion holder made of quartz or SiC (silicon carbide). Thereafter, this is placed in a process tube made of quartz, SiC, or the like, and subjected to a heat treatment having a predetermined temperature profile. That is, the semiconductor substrate 1 is gradually heated to a temperature of 500 to 1000 ° C. lower than the diffusion temperature of aluminum (1260 ° C.) in a state where oxygen is introduced into the tube and the inside of the tube is in an oxygen atmosphere. As a result of this heat treatment, silanol as a glass forming material is oxidized, and a glass film 5 made of SiO 2 is formed on one main surface of the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. This glass film 5 is generally made of SOG (Spin on Gias).
s), which covers almost the entire surface of the impurity source film 3.
【００１６】次に、チューブ内に導入するガスを酸素か
ら窒素に切り替えてから、図２（Ｅ）の半導体基板１に
１２６０℃の熱処理を約５時間施して不純物源膜３から
シリコン半導体基板１内にＡｌを拡散する。これによ
り、図２（Ｆ）に示すように半導体基板１内に表面濃度
が２×１０15ｃｍ-3、拡散深さが約３６μｍの比較的低
濃度のＰ形半導体領域６が形成される。ガラス膜５の形
成後における不純物源膜３は、Ａｌのみではなく、Ａｌ
とＳｉとの化合物又は混合物の状態になっているものと
考えられ、ここからＡｌが半導体基板１内に拡散する。
本実施例では、拡散源膜即ち不純物源膜３のほぼ全面が
ＳＯＧ膜即ちガラス膜５によって被覆された状態でＡｌ
の拡散を行っているので、このＡｌ拡散工程の熱処理に
よってシリコン半導体基板１の一方の主面が窒化されな
い。なお、半導体基板１の他方の主面側にＮ形半導体領
域１ａが残存し、ＰＮ接合が得られる。Next, after the gas introduced into the tube is changed from oxygen to nitrogen, a heat treatment at 1260 ° C. is performed on the semiconductor substrate 1 of FIG. Al diffuses into the inside. As a result, a relatively low-concentration P-type semiconductor region 6 having a surface concentration of 2 × 10 15 cm −3 and a diffusion depth of about 36 μm is formed in the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. After the formation of the glass film 5, the impurity source film 3 is made of not only Al but also Al.
Is considered to be in the state of a compound or a mixture of Si and Si, from which Al diffuses into the semiconductor substrate 1.
In this embodiment, almost all of the diffusion source film, that is, the impurity source film 3 is covered with the SOG film,
Is performed, so that one main surface of the silicon semiconductor substrate 1 is not nitrided by the heat treatment in the Al diffusion step. The N-type semiconductor region 1a remains on the other main surface side of the semiconductor substrate 1, and a PN junction is obtained.
【００１７】次に、図２（Ｆ）の半導体基板１に弗酸又
はこれを主成分とする液でエッチングを施して、半導体
基板１の一方の主面に残存した不純物源膜３及びガラス
膜５を除去して、図２（Ｇ）に示すように半導体基板１
の一方の主面にＰ形半導体領域６を露出させる。本実施
形態では、上述のようにシリコン半導体基板１の一方の
主面が窒化されることがないため、半導体基板１の一方
の主面に形成された不純物源膜３やガラス膜５から成る
残さ被膜を容易に且つ完全に除去することができる。Next, the semiconductor substrate 1 shown in FIG. 2F is etched with hydrofluoric acid or a liquid containing the same as a main component, and the impurity source film 3 and the glass film remaining on one main surface of the semiconductor substrate 1 are etched. 5 is removed, and as shown in FIG.
The P-type semiconductor region 6 is exposed on one of the main surfaces. In the present embodiment, since the one main surface of the silicon semiconductor substrate 1 is not nitrided as described above, the residue composed of the impurity source film 3 and the glass film 5 formed on the one main surface of the semiconductor substrate 1 is formed. The coating can be easily and completely removed.
【００１８】次に、図２（Ｈ）に示すようにＰ形半導体
領域６の上に金属オーミック電極７を形成する。なお、
図２（Ｈ）では省略されているが、Ｎ形半導体領域１ａ
に必要に応じてＰ形半導体領域等を形成し、周知のトラ
ンジスタ、サイリスタ等を構成する。Next, a metal ohmic electrode 7 is formed on the P-type semiconductor region 6 as shown in FIG. In addition,
Although omitted in FIG. 2H, the N-type semiconductor region 1a
A P-type semiconductor region or the like is formed as necessary to form a well-known transistor or thyristor.
【００１９】本実施例によれば次の効果を得ることがで
きる。 （１） アルミニウム化合物と有機溶剤との混合物から
成る液状不純物源を塗布して、これを乾燥し、拡散する
という比較的簡単な製造工程によって、相対的に不純物
濃度が低く且つ拡散の深さが深いＰ形半導体領域６を容
易に形成することができる。 （２） ガラス膜５を設けたので。半導体基板１の一方
の主面にシリコン窒化膜が形成されない。この結果、不
純物源膜３等から構成される残さ被膜を弗酸又はこれを
主成分とするエッチング液によって容易に且つ完全にエ
ッチング除去することができ、Ｐ形半導体領域６に対し
てオーミック電極７を良好に形成することができる。 （３） ガラス溶液層４を形成した半導体基板１をホッ
トプレートで熱処理するので、溶剤が揮発し、且つ表面
がある程度ガラス化状態となる。従って、ピンセット等
で半導体基板１を把持しても、ガラス溶液層４を熱処理
したものの表面に跡が残らず、次のガラス化工程のため
に半導体基板１をホルダーに対して容易且つ良好にチャ
ージすることができる。According to this embodiment, the following effects can be obtained. (1) A relatively simple manufacturing process of applying a liquid impurity source composed of a mixture of an aluminum compound and an organic solvent, drying and diffusing the same, has a relatively low impurity concentration and a low diffusion depth. Deep P-type semiconductor region 6 can be easily formed. (2) Because the glass film 5 is provided. No silicon nitride film is formed on one main surface of semiconductor substrate 1. As a result, the residual film composed of the impurity source film 3 and the like can be easily and completely removed by etching with hydrofluoric acid or an etchant containing the same as the main component. Can be formed favorably. (3) Since the semiconductor substrate 1 on which the glass solution layer 4 is formed is heat-treated on a hot plate, the solvent is volatilized, and the surface is vitrified to some extent. Therefore, even if the semiconductor substrate 1 is gripped with tweezers or the like, no trace is left on the surface of the glass solution layer 4 that has been heat-treated, and the semiconductor substrate 1 is easily and satisfactorily charged into the holder for the next vitrification step. can do.
【００２０】[0020]
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） Ａｌを含む液状不純物の代りに、Ａｌ（アルミ
ニウム）とＢ（ホウ素）とを含む液状不純物源を半導体
基板１に塗布し、乾燥し、その上にガラス膜５を形成し
て拡散処理することができる。この場合、ホウ素はアル
ミニウムよりも拡散係数が小さいので、半導体基板１の
表面寄りに高い不純物濃度を有した第１のＰ形半導体領
域（ＡｌとＢの拡散領域）と、これよりも低い不純物濃
度を有して第１のＰ形半導体領域よりも深い位置に配置
された第２のＰ形半導体領域（Ａｌ拡散領域）とが同時
に形成される。この結果、第１及び第２のＰ形半導体領
域を比較的短時間且つ容易に形成することができる。な
お、Ａｌ化合物と共にＢ化合物も含有する液状不純物源
を使用すると、実施例と同じ１２６０℃、５時間の熱処
理拡散によって、表面不純物濃度３×１０18ｃｍ-3、拡
散深さが約１８μｍの高濃度の第１のＰ形半導体領域
と、不純物濃度２×１０15ｃｍ-3、拡散深さが約３６μ
ｍの低濃度の第２のＰ形半導体領域とを一度の拡散によ
って形成することができる。ボロン化合物としては、高
純度のものが得易く、アルコールに可溶であり取り扱い
が容易で比較的安全なものである例えば三酸化二ホウ素
（Ｂ2 Ｏ3）、オルトホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）等を使用す
る。 （２） Ｎ形不純物の拡散にも本発明を適用することが
できる。 （３） 実施例では、ケイ素化合物ＲnＳｉ（ＯＨ）4-n
をアルコールに溶かしたものから成るガラス溶液（ＳＯ
Ｇ）を使用したが、ポリシラザン系の化合物をエ−テル
等の溶剤に溶かしたものから成るガラス溶液（ＳＯＧ）
を使用しても良い。この場合、このガラス溶液（ＳＯ
Ｇ）に水分を加えて加水分解、脱ＮＨ3、脱Ｈ2反応を起
こさせて重合させることによってＳＯＧ被膜を形成する
ことができる。この場合、チューブ内をウェットＮ2 雰
囲気として、半導体基板に対してＡｌ等の不純物を拡散
する温度よりも低い温度（例えば５００℃程度）の熱処
理を施してＳＯＧを加水分解し、その後にＡｌ等が拡散
する１２６０℃に上昇させる。これにより、半導体基板
１の一方の主面における窒化膜の生成が防止される。 （４） シラノール、ポリシラザン系化合物以外の有機
珪素化合物をガラス膜５の形成に使用することができ
る。 （５） 窒素雰囲気の代りにアルゴン等の非酸化性雰囲
気で不純物を拡散する場合においても、弗酸又はこれを
主成分とするエッチング液で除去し難いシリコン化合物
が形成されることがある。従って、本発明は、この場合
にも適用可能である。 （６） 液状不純物源を半導体基板１の特定領域即ち拡
散予定領域のみに塗布することができる。 （７） オーミック電極９の代りに、ショットキバリア
電極、ＦＥＴのゲート絶縁膜等をＰ形半導体領域６の表
面に形成することができる。[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) Instead of a liquid impurity containing Al, a liquid impurity source containing Al (aluminum) and B (boron) is applied to the semiconductor substrate 1, dried, and a glass film 5 is formed thereon to perform a diffusion process. can do. In this case, since the diffusion coefficient of boron is smaller than that of aluminum, the first P-type semiconductor region (a diffusion region of Al and B) having a high impurity concentration near the surface of the semiconductor substrate 1 has a lower impurity concentration. And a second P-type semiconductor region (Al diffusion region) located at a position deeper than the first P-type semiconductor region. As a result, the first and second P-type semiconductor regions can be easily formed in a relatively short time. When a liquid impurity source containing a B compound as well as an Al compound is used, the same heat treatment and diffusion at 1260 ° C. for 5 hours as in the example result in a surface impurity concentration of 3 × 10 18 cm −3 and a diffusion depth of about 18 μm. Concentration of the first P-type semiconductor region, an impurity concentration of 2 × 10 15 cm −3 , and a diffusion depth of about 36 μm.
The second P-type semiconductor region having a low concentration of m can be formed by one-time diffusion. The boron compound is easily obtained in high purity, soluble in alcohol, easy to handle and relatively safe. For example, diboron trioxide (B 2 O 3 ), orthoboric acid (H 3 BO 3 ) Use etc. (2) The present invention can be applied to diffusion of N-type impurities. (3) In the examples, the silicon compound R n Si (OH) 4-n
Solution (SO) in which alcohol is dissolved in alcohol
G) was used, but a glass solution (SOG) comprising a solution of a polysilazane-based compound in a solvent such as ether
May be used. In this case, the glass solution (SO
The SOG film can be formed by adding water to G) to cause hydrolysis, NH 3 removal, and H 2 removal reactions to polymerize. In this case, the inside of the tube is set to a wet N2 atmosphere, and the semiconductor substrate is subjected to a heat treatment at a temperature lower than the temperature at which impurities such as Al are diffused (for example, about 500 ° C.) to hydrolyze the SOG. Raise to 1260 ° C. to diffuse. Thus, formation of a nitride film on one main surface of semiconductor substrate 1 is prevented. (4) Organic silicon compounds other than silanol and polysilazane-based compounds can be used for forming the glass film 5. (5) Even when impurities are diffused in a non-oxidizing atmosphere such as argon instead of a nitrogen atmosphere, a silicon compound which is difficult to remove with hydrofluoric acid or an etching solution containing the same as a main component may be formed. Therefore, the present invention is also applicable in this case. (6) The liquid impurity source can be applied only to a specific region of the semiconductor substrate 1, that is, only the diffusion region. (7) Instead of the ohmic electrode 9, a Schottky barrier electrode, a gate insulating film of an FET, and the like can be formed on the surface of the P-type semiconductor region 6.
【図１】本発明の実施例に従う半導体装置の製造方法を
工程順に説明するための概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図２】図１の工程に続く工程を説明するための断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the step of FIG.
１ 半導体基板 ２ 液状不純物源層 ５ ガラス膜 ６ Ｐ形半導体領域 Reference Signs List 1 semiconductor substrate 2 liquid impurity source layer 5 glass film 6 P-type semiconductor region
Claims (4)
用不純物と溶剤とを含む不純物源溶液を塗布する工程
と、 塗布された不純物源溶液に対して前記不純物の拡散温度
よりも低い温度の加熱処理を施して前記溶剤を揮発さ
せ、不純物源膜を形成する工程と、 前記不純物源膜の上にガラス形成用材料と溶剤とを含む
ガラス膜形成用溶液を塗布する工程と、 塗布された前記ガラス膜形成用溶液に対して前記不純物
の拡散温度よりも低い温度の加熱処理を施してガラス膜
を形成する工程と、 前記不純物源膜及び前記ガラス膜を伴なった半導体基体
に前記不純物の拡散温度よりも高い温度の加熱処理を施
して前記半導体基体に前記不純物を拡散させ、不純物拡
散領域を形成する工程と、 前記ガラス膜及び残存している不純物源膜を除去する工
程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方
法。1. A step of applying an impurity source solution containing a conductivity type determining impurity and a solvent to a surface of a silicon semiconductor substrate, and heating the applied impurity source solution at a temperature lower than a diffusion temperature of the impurity. Performing a process to volatilize the solvent to form an impurity source film; and applying a glass film forming solution containing a glass forming material and a solvent on the impurity source film; and Performing a heat treatment on the glass film forming solution at a temperature lower than the diffusion temperature of the impurity to form a glass film; and diffusing the impurity into the semiconductor substrate with the impurity source film and the glass film. Performing a heat treatment at a temperature higher than the temperature to diffuse the impurities into the semiconductor substrate to form an impurity diffusion region; and removing the glass film and the remaining impurity source film. Method of manufacturing a semiconductor device characterized in that it comprises.
物又はボロン化合物又はアルミニウム化合物とボロン化
合物との混合物のいずれか１つを含むものであることを
特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the impurity source solution contains one of an aluminum compound, a boron compound, and a mixture of an aluminum compound and a boron compound.
であり、 前記ガラス膜を形成するための加熱処理は酸化性雰囲気
で加熱する処理であることを特徴とする請求項１又は２
記載の半導体装置の製造方法。3. The glass forming material is an organic silicon compound, and the heat treatment for forming the glass film is a heat treatment in an oxidizing atmosphere.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
アルゴンを含む雰囲気での加熱する処理であることを特
徴とする請求項１又は２又は３記載の半導体装置の製造
方法。4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the heat treatment for impurity diffusion is a heat treatment in an atmosphere containing nitrogen or argon.
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