JPS62272521A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS62272521A JPS62272521A JP11464586A JP11464586A JPS62272521A JP S62272521 A JPS62272521 A JP S62272521A JP 11464586 A JP11464586 A JP 11464586A JP 11464586 A JP11464586 A JP 11464586A JP S62272521 A JPS62272521 A JP S62272521A
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Landscapes
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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】
３、発明の詳細な説明
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は多結晶珪素を利用する半導体装置の製造方法に
係り、特に抵抗ならびにダイオードに好適するものであ
る。
係り、特に抵抗ならびにダイオードに好適するものであ
る。
（従来の技術）
最近の半導体装置とりわけ超ＬＳＩに代表される集積回
路では高集積化ならびに高機能化が促進されていること
は良く知られており、その観点から素子に必要な外付は
部品であるダイオードや抵抗を３次元方式で一体化する
方式が採用されている。
路では高集積化ならびに高機能化が促進されていること
は良く知られており、その観点から素子に必要な外付は
部品であるダイオードや抵抗を３次元方式で一体化する
方式が採用されている。
この具体的製法を説明すると、半導体素子として要求さ
れる耐圧特性に応じてρｓ１０Ω／口〜５０Ω／口の半
導体基板を選択し、その表面には酸化性雰囲気での処理
によって約３０００人の酸化被膜を形成後、更に通常使
用されている減圧ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって多結晶珪素層
を５０００人堆積する。
れる耐圧特性に応じてρｓ１０Ω／口〜５０Ω／口の半
導体基板を選択し、その表面には酸化性雰囲気での処理
によって約３０００人の酸化被膜を形成後、更に通常使
用されている減圧ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって多結晶珪素層
を５０００人堆積する。
この半導体基板に形成する酸化被膜は二Ｎに設ける機能
素子と前述のように３次元的に積層する素子間を電気的
に隔てる役割りを果すもので、前記多結晶珪素内にボロ
ン等の不純物をイオン注入法で導入してベース層とし、
更にリン又は砒素を同じくイオン注入してエミッタとし
たダイオードを形成する。ダイオードとしての機能を発
揮させるには、この各層にＡｌを堆積後パターニングし
て電極を設け、更に、Ｏｎ ＡＩ Ｐａ５ｓｉｖａｔｉ
ｏｎ層としてＳｉ、 Ｎ、層をＣＶＤ法によって被覆す
る。
素子と前述のように３次元的に積層する素子間を電気的
に隔てる役割りを果すもので、前記多結晶珪素内にボロ
ン等の不純物をイオン注入法で導入してベース層とし、
更にリン又は砒素を同じくイオン注入してエミッタとし
たダイオードを形成する。ダイオードとしての機能を発
揮させるには、この各層にＡｌを堆積後パターニングし
て電極を設け、更に、Ｏｎ ＡＩ Ｐａ５ｓｉｖａｔｉ
ｏｎ層としてＳｉ、 Ｎ、層をＣＶＤ法によって被覆す
る。
イオン注入した不純物濃度としてはベース層で１０”
〜１０”３−”Ｚミッタ層は、１０”ａｍ−”オーダで
あり、これらの不純物は８００℃以上例えば１１００℃
で約２時間の活性化処理を又Ａｌ電極のシンタ一工程と
して５００℃、窒素雰囲気での約２０分間の熱処理を実
施する。
〜１０”３−”Ｚミッタ層は、１０”ａｍ−”オーダで
あり、これらの不純物は８００℃以上例えば１１００℃
で約２時間の活性化処理を又Ａｌ電極のシンタ一工程と
して５００℃、窒素雰囲気での約２０分間の熱処理を実
施する。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、多結晶シリコン中の不純物を活性化する熱処
理工程は８００℃以上で行われており、その後は電極を
構成するＡ１シンタ一工程として５００℃程度の熱処理
が実施されており、その雰囲気としては、多結晶シリコ
ンでは不活性雰囲気、シンタ工程でのフォーミングガス
が一般的である。更に、多結晶シリコンの熱処理温度は
前述８００℃以上で実施されるのが通常である。
理工程は８００℃以上で行われており、その後は電極を
構成するＡ１シンタ一工程として５００℃程度の熱処理
が実施されており、その雰囲気としては、多結晶シリコ
ンでは不活性雰囲気、シンタ工程でのフォーミングガス
が一般的である。更に、多結晶シリコンの熱処理温度は
前述８００℃以上で実施されるのが通常である。
前記ダイオードにおける多結晶シリコン中での不純物量
と、四探針法で測定した多結晶シリコンの抵抗値の関係
を第３図に示した。この図は横軸にボロン注入量を、縦
軸に多結晶シリコン抵抗値（Ω１０）を採り、アニール
温度をパラメータとした曲線図であり、こＮにはシリコ
ン単結晶に前記ダイオードと同一ドーズ量のボロンをイ
オン注入法で導入してから四探針法による抵抗測定値も
プロットした。
と、四探針法で測定した多結晶シリコンの抵抗値の関係
を第３図に示した。この図は横軸にボロン注入量を、縦
軸に多結晶シリコン抵抗値（Ω１０）を採り、アニール
温度をパラメータとした曲線図であり、こＮにはシリコ
ン単結晶に前記ダイオードと同一ドーズ量のボロンをイ
オン注入法で導入してから四探針法による抵抗測定値も
プロットした。
パラメータとしたアニール温度としては、５００’Ｃ２
０分及び４５０℃２０分と８００℃より可成り低温度を
採って測定したところ、シリコン単結晶での測定値は多
結晶シリコンのそれより可成り低値を示し、即ち多結晶
シリコンでは不純物の活性化が十分でないことが判明し
た。
０分及び４５０℃２０分と８００℃より可成り低温度を
採って測定したところ、シリコン単結晶での測定値は多
結晶シリコンのそれより可成り低値を示し、即ち多結晶
シリコンでは不純物の活性化が十分でないことが判明し
た。
本発明ではこのような欠点を除去した半導体装置を提供
し、特に多結晶珪素にイオン注入した不純物元素の活性
化を十分に実施して抵抗値を低減することを目的とする
。
し、特に多結晶珪素にイオン注入した不純物元素の活性
化を十分に実施して抵抗値を低減することを目的とする
。
（問題点を解決するための手段）
本発明ではイオン注入法によってボロンを導入した多結
晶シリコン層を水素を含有し４００℃〜４５０℃の不活
性雰囲気中で熱処理する方法を採用した。
晶シリコン層を水素を含有し４００℃〜４５０℃の不活
性雰囲気中で熱処理する方法を採用した。
（作 用）
第１図にはボロンをｌＸｌ０”ａｍ−”イオン注入法で
導入した多結晶シリコンを水素を１０ｖｏ１％混合した
窒素雰囲気中で処理時間をパラメータとして熱処理し、
その抵抗を四探針法で測定した結果を示した。この図は
横軸に熱処理温度を、縦軸に多結晶シリコンの抵抗Ω／
口 を採り両者の関係を示す曲線図であるが、４００℃
〜４５０℃では他の温度に比較して約１００Ωの低下が
みられると共にその間は殆ど変化していないことが明ら
かであり、この結果第３図に示したシリコン単結晶の測
定値に近づき結晶性が改善・されていることが明らかで
ある。
導入した多結晶シリコンを水素を１０ｖｏ１％混合した
窒素雰囲気中で処理時間をパラメータとして熱処理し、
その抵抗を四探針法で測定した結果を示した。この図は
横軸に熱処理温度を、縦軸に多結晶シリコンの抵抗Ω／
口 を採り両者の関係を示す曲線図であるが、４００℃
〜４５０℃では他の温度に比較して約１００Ωの低下が
みられると共にその間は殆ど変化していないことが明ら
かであり、この結果第３図に示したシリコン単結晶の測
定値に近づき結晶性が改善・されていることが明らかで
ある。
′この熱処理温度としては図に示すように最低１５分が
必要である。即ち１図中点線のプロットは熱処理時間２
０分における測定値であり、４５０℃ではこの２０分と
１５分の測定値ははゾ同一であるのに対して１０分では
抵抗値が高いことから前述の最低１５分が判明する。更
にボロン濃度についてはドーズ量Ｉ Ｘ １０１３ｅｘ
−”についても同様な結果が得られたことを付記する。
必要である。即ち１図中点線のプロットは熱処理時間２
０分における測定値であり、４５０℃ではこの２０分と
１５分の測定値ははゾ同一であるのに対して１０分では
抵抗値が高いことから前述の最低１５分が判明する。更
にボロン濃度についてはドーズ量Ｉ Ｘ １０１３ｅｘ
−”についても同様な結果が得られたことを付記する。
この熱処理の雰囲気であるが、水素を含有した窒素雰囲
気によって多結晶シリコン層の結晶性が改善されており
、この水素が、この多結晶シリコンに存在する未結合手
を埋めるためと想定され、特異な現像と判断される。こ
の水素流量に関してはＬｏｙａ１％より増しても余り抵
抗値に変化はみられず、逆に少なくなると窒素雰囲気に
よる熱処理結果に近づく。
気によって多結晶シリコン層の結晶性が改善されており
、この水素が、この多結晶シリコンに存在する未結合手
を埋めるためと想定され、特異な現像と判断される。こ
の水素流量に関してはＬｏｙａ１％より増しても余り抵
抗値に変化はみられず、逆に少なくなると窒素雰囲気に
よる熱処理結果に近づく。
（実施例）
第２図に本発明を適用したダイオードの概略を断面図に
より示す。ダイオードとして要求される耐圧特性に応じ
てζｓ １０Ω／口〜５０Ω／口から選択した半導体基
板１に通常の酸化工程を施して約３０００人の酸化膜２
を形成し、この表面に減圧ＣＶＤ法によって５０００人
程度０多結晶珪素層３を堆積する。
より示す。ダイオードとして要求される耐圧特性に応じ
てζｓ １０Ω／口〜５０Ω／口から選択した半導体基
板１に通常の酸化工程を施して約３０００人の酸化膜２
を形成し、この表面に減圧ＣＶＤ法によって５０００人
程度０多結晶珪素層３を堆積する。
この多結晶珪素層３にイオン注入法によってドズ量Ｉ
Ｘ １０” 〜Ｉ Ｘ １０１１０ｌ３”のボロンを導
入してベース層４を形成してから１１００℃にて約２時
間熱処理する。
Ｘ １０” 〜Ｉ Ｘ １０１１０ｌ３”のボロンを導
入してベース層４を形成してから１１００℃にて約２時
間熱処理する。
次に水１１０ｖｏ１％窒素９０ｖｏ１％４００℃〜４５
０℃の不活性雰囲気で１５分以上この多結晶珪素層３を
熱処理してその結晶性を改善して抵抗を少なくする。
０℃の不活性雰囲気で１５分以上この多結晶珪素層３を
熱処理してその結晶性を改善して抵抗を少なくする。
次いでリン又は砒素をドーズ量Ｉ Ｘ １０１ｓｃｘｎ
−”オーダでイオン注入してエミツタ層５を設けてから
このベース層４ならびにエミッタｙａ５にＡ１電極６を
形成し、こＮにＯｎ Ａｔ Ｐｏ５ｓｉｖａｔｉｏｎ層
として５ｉ３Ｎ４７を１００００人堆積してダイオード
７を完成する。尚このＳＬ、 Ｎ、層と多結晶珪素層の
間に酸化珪素層を被着する場合もある。
−”オーダでイオン注入してエミツタ層５を設けてから
このベース層４ならびにエミッタｙａ５にＡ１電極６を
形成し、こＮにＯｎ Ａｔ Ｐｏ５ｓｉｖａｔｉｏｎ層
として５ｉ３Ｎ４７を１００００人堆積してダイオード
７を完成する。尚このＳＬ、 Ｎ、層と多結晶珪素層の
間に酸化珪素層を被着する場合もある。
又、半導体基板１に設けた酸化膜２はこの基板内に形成
する機能素子（図示しない）との電気的絶縁を図るもの
である。
する機能素子（図示しない）との電気的絶縁を図るもの
である。
このように本発明ではボロンを特定量イオン注入した多
結晶珪素層を水素含有不活性雰囲気で熱処理すると、こ
の水素によってシリコンの未結合手が埋められてその結
晶性が改善されて抵抗が少なくなる。このため、イオン
注入に際しては、ドーズ量を押えられ又、ダイオードに
発生するリーク電流レベルを低くし得る効果をもたらす
ものである。
結晶珪素層を水素含有不活性雰囲気で熱処理すると、こ
の水素によってシリコンの未結合手が埋められてその結
晶性が改善されて抵抗が少なくなる。このため、イオン
注入に際しては、ドーズ量を押えられ又、ダイオードに
発生するリーク電流レベルを低くし得る効果をもたらす
ものである。
尚、水素を含有する不活性雰囲気による熱処理に関して
は作用槽で説明したので省略する。
は作用槽で説明したので省略する。
第１図は、多結晶シリコンの抵抗と水素含有窒素雰囲気
における熱処理温度の関係を示す曲線図、第２図は本発
明方法を適用したダイオードの断面図、第３図は多結晶
シリコン抵抗と二Ｎにイオン注入したボロンドーズ量の
関係を示す曲線図である。
における熱処理温度の関係を示す曲線図、第２図は本発
明方法を適用したダイオードの断面図、第３図は多結晶
シリコン抵抗と二Ｎにイオン注入したボロンドーズ量の
関係を示す曲線図である。
Claims (1)
- 半導体基板表面に形成する酸化膜に多結晶珪素層を被覆
し、こゝに注入するボロンに活性化熱処理を施してから
１０容積％以上の水素を含有する酸化性雰囲気で最低１
５分４００℃〜４５０℃の熱処理を行う工程を具備する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114645A JP2669611B2 (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114645A JP2669611B2 (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62272521A true JPS62272521A (ja) | 1987-11-26 |
| JP2669611B2 JP2669611B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=14642985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61114645A Expired - Fee Related JP2669611B2 (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669611B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5646057A (en) * | 1994-07-25 | 1997-07-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for a MOS device manufacturing |
| JP2019087635A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893243A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | ポリシリコン薄膜半導体の改善方法 |
| JPS58155719A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 単結晶体の製造法 |
-
1986
- 1986-05-21 JP JP61114645A patent/JP2669611B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893243A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | ポリシリコン薄膜半導体の改善方法 |
| JPS58155719A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 単結晶体の製造法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5646057A (en) * | 1994-07-25 | 1997-07-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for a MOS device manufacturing |
| JP2019087635A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2669611B2 (ja) | 1997-10-29 |
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