JPH01319932A - 固体拡散源、ドープされたシリコンウェーハ並びにそれを作る方法 - Google Patents
固体拡散源、ドープされたシリコンウェーハ並びにそれを作る方法Info
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- JPH01319932A JPH01319932A JP1064017A JP6401789A JPH01319932A JP H01319932 A JPH01319932 A JP H01319932A JP 1064017 A JP1064017 A JP 1064017A JP 6401789 A JP6401789 A JP 6401789A JP H01319932 A JPH01319932 A JP H01319932A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１１上曵肌里光！
本発明は、Ｇｄ酸化物／ＰオＯ１である化合物からなる
固体拡散源用組成物並びにてそれを用いてドープされた
シリコンウェーハを作る方法に関する。
固体拡散源用組成物並びにてそれを用いてドープされた
シリコンウェーハを作る方法に関する。
盗】ｆとＬ彬
ガラスセラミック又は多結晶粒子からなる固体拡散源が
、ラップ（Ｒａｐｐ）の米国特許第４，１４１，７３８
号に開示されている。米国特許第４，０３３，７９０号
にはＬａｇ’ｓ／Ｐ２Ｏ５ 、ＣｅｔＯｚ／Ｐｇｏｓ又
はＹｚＣｈ／Ｐｇｏｓである化合物を熱圧することによ
って作られた固体拡散源が開示されている。これらの２
つの米国特許が、参考のために挙げられる。
、ラップ（Ｒａｐｐ）の米国特許第４，１４１，７３８
号に開示されている。米国特許第４，０３３，７９０号
にはＬａｇ’ｓ／Ｐ２Ｏ５ 、ＣｅｔＯｚ／Ｐｇｏｓ又
はＹｚＣｈ／Ｐｇｏｓである化合物を熱圧することによ
って作られた固体拡散源が開示されている。これらの２
つの米国特許が、参考のために挙げられる。
■ （″ 脅
熱圧することなく容易に製造されかつ比較的低温にてし
かも比較的高速にてＰ２Ｏ５を放出する組成物から作ら
れる固体拡散源を提供することが望ましい。
かも比較的高速にてＰ２Ｏ５を放出する組成物から作ら
れる固体拡散源を提供することが望ましい。
ｉ 力５
本発明の目的は、被覆されたシリコンウェーハを作るた
めの固体拡散源用ドーピング組成物であって、比較的低
温にてしかも比較的高速にてＰｒｏｓを放出するＧｄ酸
化物／Ｐｉｅｓである化合物からなる組成物を提供する
ことである。
めの固体拡散源用ドーピング組成物であって、比較的低
温にてしかも比較的高速にてＰｒｏｓを放出するＧｄ酸
化物／Ｐｉｅｓである化合物からなる組成物を提供する
ことである。
本発明の目的はまた、固体拡散源を用いてドープされた
シリコンウェーハを作る方法であワて、Ａ、Ｇｄ酸化物
及びＨｓ Ｐ Ｏａを加熱してＧｄ酸化物／Ｐｉｅｓ組
成物を作り、そして Ｂ、該組成物を焼成してＰ２Ｏ５を比較的低温にてシリ
コンウェーハへ放出させる ことからなる方法を提供することである。
シリコンウェーハを作る方法であワて、Ａ、Ｇｄ酸化物
及びＨｓ Ｐ Ｏａを加熱してＧｄ酸化物／Ｐｉｅｓ組
成物を作り、そして Ｂ、該組成物を焼成してＰ２Ｏ５を比較的低温にてシリ
コンウェーハへ放出させる ことからなる方法を提供することである。
本発明のこれらの目的及び他の目的は、以下の記載及び
特許請求の範囲から明らかであろう。
特許請求の範囲から明らかであろう。
本発明は、比較的低温例えば７００℃ないし１０５０″
Ｃにてしかもシリコンウェーハ上への厚い被膜の付着に
より指摘されるように比較的高速にて（該被膜は９００
℃にて１時間で約１５００〜２０００人（オングストロ
ーム）の厚さを有するのに対し−同じ温度にて同じ時間
でＬａｇ’ｓ／Ｐｔｏｓを用いる場合ｒ；１ｓｏｏ人に
すぎない−）Ｐ２Ｏ５を放出するＧｄ酸化物／ Ｐ ｚ
Ｏｓである化合物からなる新規固体拡散源用組成物を
提供する。
Ｃにてしかもシリコンウェーハ上への厚い被膜の付着に
より指摘されるように比較的高速にて（該被膜は９００
℃にて１時間で約１５００〜２０００人（オングストロ
ーム）の厚さを有するのに対し−同じ温度にて同じ時間
でＬａｇ’ｓ／Ｐｔｏｓを用いる場合ｒ；１ｓｏｏ人に
すぎない−）Ｐ２Ｏ５を放出するＧｄ酸化物／ Ｐ ｚ
Ｏｓである化合物からなる新規固体拡散源用組成物を
提供する。
本発明はまた、固体拡散源を用いてドープされたシリコ
ンウェーハを作る方法であって、Ａ、Ｇｄ酸化物及びＨ
ｓＰＯ４を加熱してＧｄ酸化物／ Ｐ ！ Ｏｓ組成物
を作り、そしてＢ、該組成物を焼成してｐｔｏ、を比較
的低温にてしかも比較的高速にてシリコンウェーハへ放
出させる ことからなる方法を提供する。
ンウェーハを作る方法であって、Ａ、Ｇｄ酸化物及びＨ
ｓＰＯ４を加熱してＧｄ酸化物／ Ｐ ！ Ｏｓ組成物
を作り、そしてＢ、該組成物を焼成してｐｔｏ、を比較
的低温にてしかも比較的高速にてシリコンウェーハへ放
出させる ことからなる方法を提供する。
本発明はまた、この方法によりｃａ／ｐｆｉｏ５である
化合物から製造されたドープされたシリコンウェーハを
提供する。
化合物から製造されたドープされたシリコンウェーハを
提供する。
一般に、ガドリニウム酸化物／ Ｐ ｚ Ｏｓの拡散源
用組成物は、約１＝１ないし１：５好ましくは１：３な
いし１：５のＧｄ酸化物／ Ｐ ｔ Ｏｓのモル比を有
する０通常、最良の結果は、メタリン酸ガドリニウムの
場合は約１／３そして五リン酸ガドリニウムの場合は１
１５のモル比を用いて得られる。
用組成物は、約１＝１ないし１：５好ましくは１：３な
いし１：５のＧｄ酸化物／ Ｐ ｔ Ｏｓのモル比を有
する０通常、最良の結果は、メタリン酸ガドリニウムの
場合は約１／３そして五リン酸ガドリニウムの場合は１
１５のモル比を用いて得られる。
皇−旅−■
五リン酸ガドリニウム拡散源を次のようにして製造した
： １）化学量論的割合のＧｄ酸化物をリン酸（Ｇｄ酸化物
／ Ｐ ｔ Ｏｓのモル比１：５）と、過剰量のリン酸
と混合する。
： １）化学量論的割合のＧｄ酸化物をリン酸（Ｇｄ酸化物
／ Ｐ ｔ Ｏｓのモル比１：５）と、過剰量のリン酸
と混合する。
２）３５０℃に加熱して過剰の水を追い出す。
３） ふた付きルツボ中で７５０℃にて１５時間焼成す
る。
る。
４） 物質を取り出しそて粉砕して微粉末（６０メツシ
ュまたはそれより細かい、）にする。
ュまたはそれより細かい、）にする。
５） 所望するなら、Ｘ線回折（ＸＲＤ）試験のため粉
末のサンプルを採取する。
末のサンプルを採取する。
６）注入可能な混合物を作るのに適した粉末／水の混合
物を注型して未加工ウェーハの形態にする（１５ｇの粉
末対５ｇの水）。
物を注型して未加工ウェーハの形態にする（１５ｇの粉
末対５ｇの水）。
７） 未加工ウェー・八を焼結して源ウェーハ（拡散源
ウェーハ）である硬質の盤にする。
ウェーハ）である硬質の盤にする。
８） ドーピング特性について源ウェーハを試験し、そ
してこのウェーハを半導体デバイスに用いる。
してこのウェーハを半導体デバイスに用いる。
鋼管（未分解の銅α）及びわん曲結晶モノクロメータ−
を備えたフィリップス社製３１００Ｘ線回折計を、結晶
相の分析のために用いた。
を備えたフィリップス社製３１００Ｘ線回折計を、結晶
相の分析のために用いた。
五リン酸ガドリニウムのサンプルに関して得られたＸ線
パターンは、五リン酸ガドリニウムについて公表されて
いるデータと非常によく合致している。
パターンは、五リン酸ガドリニウムについて公表されて
いるデータと非常によく合致している。
ＸＲＤパターンからみて、Ｇｄ酸化物／ｐｚｏｓの組成
化合物は、７５０℃にて１５時間で充分に反応されると
認められる。
化合物は、７５０℃にて１５時間で充分に反応されると
認められる。
五リン酸ガドリニウムに関するドーピング試験（９００
°ｃ、 を時間、Ｎ！−３１，７分）を、この拡散源
をシリコンウェー八に拡散させるためのシリカボートを
用いて行った。
°ｃ、 を時間、Ｎ！−３１，７分）を、この拡散源
をシリコンウェー八に拡散させるためのシリカボートを
用いて行った。
五リン酸ガドリニウム源との比較のために、ランタン酸
化物：５Ｐｇｏｓの化合物拡散源も試験した。
化物：５Ｐｇｏｓの化合物拡散源も試験した。
五リン酸ガドリニウムは、予期されなかった厚いガラス
質の膜を生じた。
質の膜を生じた。
五リン酸ガドリニウムを用いて得られたデータを表１に
要約する。
要約する。
（以下余白）
驚くべきことに、Ｇｄ酸化物／Ｐｒｏｓの化合物源は、
同し温度かつ同じ時間でＬａ酸化物／Ｐ２０．の源の３
〜５倍厚い付着膜厚をもたらした、ということがわかる
。
同し温度かつ同じ時間でＬａ酸化物／Ｐ２０．の源の３
〜５倍厚い付着膜厚をもたらした、ということがわかる
。
Ｇｄ酸化物／ Ｐ ｔ Ｏｓの組成物源のＰ２Ｏ５の放
出は、−ＩＩに所与の温度における所与の時間でＬａ酸
化物／ Ｐ ｚ Ｏｓの源の少な（とも２倍通常３〜４
倍又はそれ以上の速さである。
出は、−ＩＩに所与の温度における所与の時間でＬａ酸
化物／ Ｐ ｚ Ｏｓの源の少な（とも２倍通常３〜４
倍又はそれ以上の速さである。
Ｐ２Ｏ５を放出させるための焼成サイクルは、−般に約
１／４時間ないし２４時間又はそれ以上で好ましくは約
１／２時間ないし２時間で約７００又は７５０“Ｃから
１０００〜１０５０ ”Ｃまで又はそれ以上好ましくは
７５０〜１０５０’Ｃである。
１／４時間ないし２４時間又はそれ以上で好ましくは約
１／２時間ないし２時間で約７００又は７５０“Ｃから
１０００〜１０５０ ”Ｃまで又はそれ以上好ましくは
７５０〜１０５０’Ｃである。
ガドリニウム化合物／ Ｐ ！ ＯＳである化合物は、
注型及び焼成する前は、好ましくは細かい粒子サイズ（
−船に６０メツシュ又はそれより細かく好ましくは約１
００〜４００メツシュ）を有する。
注型及び焼成する前は、好ましくは細かい粒子サイズ（
−船に６０メツシュ又はそれより細かく好ましくは約１
００〜４００メツシュ）を有する。
好ましくは、細かく分割された粒子は少量の水と混合さ
れて、源ウェーハ用モールド中で拡散源つ工−ハを作る
ための注入可能な混合物である粘性なスラリーを生じる
。一般に、粉末／水の重量比は約５／１ないし約１／１
である。源ウェーハそれ自体は一般に、直径に依り約５
〜２００ミル又はそれ以上の厚さを有する。
れて、源ウェーハ用モールド中で拡散源つ工−ハを作る
ための注入可能な混合物である粘性なスラリーを生じる
。一般に、粉末／水の重量比は約５／１ないし約１／１
である。源ウェーハそれ自体は一般に、直径に依り約５
〜２００ミル又はそれ以上の厚さを有する。
シリコンウェー八が源ウェーハから作られる場合、ドー
プされたシリコンウェー八の面積抵抗率は、温度及び時
間に依り約１〜２００オーム／平方である。９００℃に
て１時間付着された一層厚い（１０００〜１５００から
２０００〜３０００オングストロームまで）膜は、最終
シリコンウェーハにおける一層高いリン濃度をもたらす
。
プされたシリコンウェー八の面積抵抗率は、温度及び時
間に依り約１〜２００オーム／平方である。９００℃に
て１時間付着された一層厚い（１０００〜１５００から
２０００〜３０００オングストロームまで）膜は、最終
シリコンウェーハにおける一層高いリン濃度をもたらす
。
得られたドープされたウェーハは、不所望な有毒なガス
や液体を有さない典型的なエミッター、チャンネルＭＯ
３及びポリシリコン拡散体に用いられ得る。
や液体を有さない典型的なエミッター、チャンネルＭＯ
３及びポリシリコン拡散体に用いられ得る。
五リン酸ガドリニウム固体拡散源は、次の分解反応に従
って働く： ＣｄＰ ｓｏ＋ａ （ｓ）→Ｃｄ（Ｐ ０ｓ）ｓ （ｓ
） ＋ Ｐ ｇｏｓ （ｇ）↑この反応は、約７００〜
１０５０″Ｃにてドーパント源として用いられるのに充
分な速度で進行する。所与の温度（恒温）における時間
の関数としての放出速度４１減量）の特定値は、粒子サ
イズ、粒子の充填度、密度、多孔度、サンプルの外形及
び多くの他の因子に左右されよう。
って働く： ＣｄＰ ｓｏ＋ａ （ｓ）→Ｃｄ（Ｐ ０ｓ）ｓ （ｓ
） ＋ Ｐ ｇｏｓ （ｇ）↑この反応は、約７００〜
１０５０″Ｃにてドーパント源として用いられるのに充
分な速度で進行する。所与の温度（恒温）における時間
の関数としての放出速度４１減量）の特定値は、粒子サ
イズ、粒子の充填度、密度、多孔度、サンプルの外形及
び多くの他の因子に左右されよう。
五リン酸ガドリニウムは好ましくは、３５０℃のカーボ
ンルツボ中でＧａｚｅｓを８５％ＨｚＰＯｓに１：５の
重量比にて溶解することにより製造される。過剰の水が
蒸発された後、該ルツボはふたをされそして温度は７５
０ ”Ｃに２４時間上げられる。五リン酸ガドリニウム
の結晶が、溶液から成是する。該結晶は、細かい粉末が
得られる（−６０メツシュ）までボールミルにかけられ
る。次いで二３：１の粉末対水の重量比をもたらすよう
に該粉末は蒸留水と混合され、このスラリーがテフロン
製モールド中で注型されそして５０℃にて乾燥され、ア
ルミナ板の間で９００℃にて１時間焼成されそして次い
で試験される。これらのウェーハは、現在のリンドーパ
ント源と比べて良好な熱衝撃性を示す。
ンルツボ中でＧａｚｅｓを８５％ＨｚＰＯｓに１：５の
重量比にて溶解することにより製造される。過剰の水が
蒸発された後、該ルツボはふたをされそして温度は７５
０ ”Ｃに２４時間上げられる。五リン酸ガドリニウム
の結晶が、溶液から成是する。該結晶は、細かい粉末が
得られる（−６０メツシュ）までボールミルにかけられ
る。次いで二３：１の粉末対水の重量比をもたらすよう
に該粉末は蒸留水と混合され、このスラリーがテフロン
製モールド中で注型されそして５０℃にて乾燥され、ア
ルミナ板の間で９００℃にて１時間焼成されそして次い
で試験される。これらのウェーハは、現在のリンドーパ
ント源と比べて良好な熱衝撃性を示す。
代理人の氏名 川原１）−穂
Claims (14)
- （１）シリコンウェーハ上に酸化リン被膜を付着させる
ための固体拡散源用組成物であって、比較的低温にてし
かも比較的高速にてＰ＿２Ｏ＿５を放出するＧｄ酸化物
／Ｐ＿２Ｏ＿５である化合物からなる組成物。 - （２）Ｇｄ酸化物／Ｐ＿２Ｏ＿５のモル比が約１／１な
いし１／５である、請求項１記載の組成物。 - （３）固体拡散源を用いてドープされたシリコンウェー
ハを作る方法であって、 Ａ、Ｇｄ酸化物及びＨ＿３ＰＯ＿４を加熱してＧｄ酸化
物／Ｐ＿２Ｏ＿５組成物を作り、そして Ｂ、該組成物を焼成してＰ＿２Ｏ＿５を放出させて、比
較的低温にてしかも比較的高速にてシリコンウェーハ上
にリン含有被膜を付着させる ことからなる方法。 - （４）Ｇｄ酸化物／Ｐ＿２Ｏ＿５のモル比が約１／３な
いし１／５である、請求項１記載の組成物。 - （５）シリコンウェーハをドープする方法であって、 （Ａ）シリコンウェーハをリンでドープするためのドー
ピング源ウェーハを作り、しかも該源ウェーハは、 （ａ）Ｇｄ酸化物／Ｐ＿２Ｏ＿５のモル比が約１／１な
いし１／５であるガドリニウム酸化物／ Ｐ＿２Ｏ＿５である化合物の６０メッシュ又はそれより
小さい粒子及び （ｂ）粘性な注入可能なスラリーを作るのに充分な水 からなる組成物から作り、そして （Ｂ）該ドーピング源ウェーハを焼成してＰ＿２Ｏ＿５
の蒸気相輸送によりシリコンウェーハ上にガラス質層を
作ってリンをシリコンウェーハ中に拡散させる ことからなる方法。 - （６）工程（Ａ）の源ウェーハを充分に乾燥して耐水性
かつ取扱いによる破損抵抗性にする工程を更に含む、請
求項５記載の方法。 - （７）請求項５記載の方法に従って作られたリンでドー
プされたシリコンウェーハ。 - （８）ドーピングウェーハをフルオロカーボンポリマー
製モールド中で作り、このウェーハを該モールド内で乾
燥し、このウェーハを取り出しそして熱処理する、請求
項５記載の方法。 - （９）乾燥工程が約６０℃ないし１４０℃の温度にあり
、焼成工程が約７００℃ないし１０５０℃の温度にある
、請求項６記載の方法。 - （１０）ガラス質層が９００℃にて１時間の付着で約１
０００〜３０００オングストロームの厚さにある、請求
項３記載の方法。 - （１１）最終のドープされたウェーハの面積抵抗率が９
００℃にて約１時間の付着時間で約１〜５０オーム／平
方である、請求項５記載の方法。 - （１２）ドープされたシリコンウェーハの面積抵抗率が
約１０〜３５オーム／平方である、請求項５記載の方法
。 - （１３）乾燥された源ウェーハを約８５０℃ないし１１
５０℃の温度にて１〜１０時間焼結する工程に付した後
、乾燥されかつ焼結されたウェーハを工程（Ｂ）に従っ
て焼成する、請求項６記載の方法。 - （１４）請求項３記載の方法に従って作られたドープさ
れたシリコンウェーハ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/195,940 US4846902A (en) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | Solid diffusion source of GD oxide/P205 compound and method of making silicon wafer |
| US195,940 | 1988-05-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319932A true JPH01319932A (ja) | 1989-12-26 |
| JPH0724258B2 JPH0724258B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=22723465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1064017A Expired - Fee Related JPH0724258B2 (ja) | 1988-05-19 | 1989-03-17 | 固体拡散源、ドープされたシリコンウェーハ並びにそれを作る方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4846902A (ja) |
| JP (1) | JPH0724258B2 (ja) |
| KR (1) | KR890017770A (ja) |
| GB (1) | GB2218699B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009060761A1 (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | ドーパントホストおよびその製造方法 |
| JP2009177129A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-08-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 半導体用ホウ素ドープ材の製造方法 |
| JP2010074149A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-04-02 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ドーパントホスト |
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| US5350460A (en) * | 1992-12-08 | 1994-09-27 | Techneglas, Inc. | High temperature phosphorus oxide diffusion source |
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| US4000247A (en) * | 1974-05-27 | 1976-12-28 | Nippon Telegraph And Telephone Public Corporation | Dielectric active medium for lasers |
| US4160672A (en) * | 1974-12-23 | 1979-07-10 | Owens-Illinois, Inc. | Glass-ceramics for semiconductor doping |
| US4033790A (en) * | 1976-07-29 | 1977-07-05 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Solid diffusion dopants for semiconductors and method of making the same |
| US4152286A (en) * | 1977-09-13 | 1979-05-01 | Texas Instruments Incorporated | Composition and method for forming a doped oxide film |
| US4175988A (en) * | 1978-03-16 | 1979-11-27 | Owens-Illinois, Inc. | Melt-formed polycrystalline ceramics and dopant hosts containing phosphorus |
| US4141738A (en) * | 1978-03-16 | 1979-02-27 | Owens-Illinois, Inc. | Melt-formed polycrystalline ceramics and dopant hosts containing phosphorus |
-
1988
- 1988-05-19 US US07/195,940 patent/US4846902A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1064017A patent/JPH0724258B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-04-20 KR KR1019890005213A patent/KR890017770A/ko not_active Application Discontinuation
- 1989-05-18 GB GB8911478A patent/GB2218699B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009060761A1 (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | ドーパントホストおよびその製造方法 |
| US9040177B2 (en) | 2007-11-09 | 2015-05-26 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Dopant host |
| JP2009177129A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-08-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 半導体用ホウ素ドープ材の製造方法 |
| JP2010074149A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-04-02 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ドーパントホスト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4846902A (en) | 1989-07-11 |
| GB8911478D0 (en) | 1989-07-05 |
| JPH0724258B2 (ja) | 1995-03-15 |
| KR890017770A (ko) | 1989-12-18 |
| GB2218699B (en) | 1992-02-19 |
| GB2218699A (en) | 1989-11-22 |
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