(57)【要約】      （修正有）【課題】大口径化や拡散層２の部分的な削り落としに関係なく所望の不純物濃度分布を得る拡散ウエハの製造方法を提供する。【解決手段】ウエハＡにおいて半導体素子が形成される非拡散層と、前記ウエハの表面全体から内部に不純物が拡散された拡散層２を有する拡散ウエハの製造方法であって、ウエハの表面に前記不純物を付着して浸透させるデポジション工程と、前記不純物を前記ウエハの内部に拡散させることで、前記拡散層として前記不純物の濃度が前記非拡散層側へ向かって減衰する濃度減衰層部２１を形成するドライブイン工程と、を含む。デポジション工程の後にドライブイン工程を行うことで、前記拡散層の露出した拡散面に沿って前記不純物の濃度が、前記濃度減衰層部における前記不純物の最大濃度と略同じとなり、前記拡散層を目標厚さにする削り落とし部位が含まれる濃度均等層部２２を形成する。【選択図】図１
2018006640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハにおいて半導体素子が形成される非拡散層と、前記ウエハの表面全体から内部に不純物が拡散された拡散層を有する拡散ウエハの製造方法であって、
ウエハの表面に前記不純物を付着して浸透させるデポジション工程と、
前記不純物を前記ウエハの内部に拡散させることで、前記拡散層として前記不純物の濃度が前記非拡散層側へ向かって減衰する濃度減衰層部を形成するドライブイン工程と、を含み、
前記デポジション工程の後に前記ドライブイン工程を行うことで、前記拡散層の露出した拡散面に沿って前記不純物の濃度が、前記濃度減衰層部における前記不純物の最大濃度と略同じとなり、前記拡散層を目標厚さにする削り落とし部位が含まれる濃度均等層部を形成することを特徴とする拡散ウエハの製造方法。
【請求項２】
前記デポジション工程中において前記ウエハの前記表面に生成される化合物層を除去する除去工程を含み、
前記デポジション工程及び前記除去工程を行った後に、最後の前記デポジション工程で生成された化合物層が残ったまま前記ドライブイン工程を行う請求項１記載の拡散ウエハの製造方法。
【請求項３】
前記デポジション工程を行った後に、前記デポジション工程で生成された化合物層が残ったまま前記ドライブイン工程を行うことを特徴とする請求項１記載の拡散ウエハの製造方法。
【請求項４】
前記ドライブイン工程では、前記ウエハを複数枚それぞれ所定間隔が空くように配置することを特徴とする請求項２又は３記載の拡散ウエハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や半導体デバイスなどの製造過程に用いられる、非拡散層と拡散層を有する拡散ウエハ、及び、拡散ウエハを生産するための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半導体素子の製造過程は、棒状の半導体単結晶から半導体ウエハを作成するウエハ作成工程と、この半導体ウエハの主面部に半導体素子を形成する素子形成工程と、に大別される。棒状のシリコン単結晶から半導体素子を作成する場合には、前記ウエハ作成工程で先ず棒状のシリコン単結晶からスライシングされたシリコンウエハに拡散処理を施して、その両主面に拡散層が形成され、次に拡散処理した後のシリコンウエハの中間部をスライシング加工により切断分離し、その次に拡散層以外の厚さが目標厚みになるように、それぞれの切断面に鏡面研磨加工を施すことで、ほぼ厚さの等しい２つの半導体ウエハ片を得る、半導体素子の製造方法がある（例えば、特許文献１参照）。
最後に、前記半導体ウエハ片の非拡散層の一部に、ｐ形層やｎ形層が形成され、これをペレットに切断分離して素子形成工程が終了される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５４−０４１６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記ウエハ作成工程と前記素子形成工程は、一般的に異なる場所で行われることが多い。例えば前記ウエハ作成工程が行われる第一の工場で、半導体素子の種類に関係なく共通する半導体ウエハ（拡散ウエハ）を作成する。この半導体ウエハ（拡散ウエハ）を第二の工場に出荷し、第二の工場では各種の前記素子形成工程を行うことにより、多種類の半導体素子が効率良く製造されている。
また、シリコンウエハにおいては、その口径を拡大することで、ウエハ１枚からより多くの半導体デバイスを作ることが可能となり、その生産性を大幅に高めることが行われている。
これと同様に拡散ウエハにおいても、従前の小口径サイズから大口径サイズに切り換えることで生産性を向上させることが検討されている。
しかし乍ら、拡散ウエハは、単結晶の板であるため極めて欠け易く、その厚みを従前の小口径サイズと同寸法に維持しつつ大口径化した場合には、機械的強度が更に低下してしまい、その後の前記素子形成工程におけるハンドリングなどで割れてしまうという問題がある。
そこで、このような問題点を解決するため、前記ウエハ作成工程において従前の小口径サイズよりも厚くて且つ大口径なシリコンウエハに拡散処理を施して、従前の小口径サイズと同じ厚みの非拡散層と、従前の拡散層よりも肉厚な拡散層とを有する拡散ウエハを作成することが考えられる。この大口径で肉厚な拡散ウエハであれば、その後の前記素子形成工程でハンドリングしても割れず、最終的には拡散層の余分な部分を削り落として目標厚みにすればよい。これにより、大口径化した拡散ウエハであっても、機械的強度が向上して前記素子形成工程における割れを防止可能にしつつ、従前の小口径サイズと同様に半導体素子が形成可能になって加工性の低下も防止できる。
しかし、この場合には、機械的強度アップで厚くした拡散層の追加厚み分を削り落すため、この大口径な拡散ウエハの拡散層における不純物の濃度分布は、従前の小口径な拡散ウエハの拡散層における不純物の濃度分布と異なってしまう。
詳しく説明すると、前記ウエハ作成工程で拡散処理を施した時点における不純物の濃度分布は、肉厚で大口径な拡散ウエハの拡散層と、従前の小口径な拡散ウエハの拡散層とがそれぞれ同じであるものの、大口径な拡散ウエハはその後に拡散層の拡散面から不純物の濃度分布が高い部分が削り落されてしまう。
このように従前の小口径な拡散ウエハと比べて、削り落としで不純物の濃度分布が異なってしまう大口径な拡散ウエハは、既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハと製品規格が相違するため、従前の小口径な拡散ウエハの代替品として使用できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決するために本発明に係る拡散ウエハの製造方法は、ウエハにおいて半導体素子が形成される非拡散層と、前記ウエハの表面全体から内部に不純物が拡散された拡散層を有する拡散ウエハの製造方法であって、ウエハの表面に前記不純物を付着して浸透させるデポジション工程と、前記不純物を前記ウエハの内部に拡散させることで、前記拡散層として前記不純物の濃度が前記非拡散層側へ向かって減衰する濃度減衰層部を形成するドライブイン工程と、を含み、前記デポジション工程の後に前記ドライブイン工程を行うことで、前記拡散層の露出した拡散面に沿って前記不純物の濃度が、前記濃度減衰層部における前記不純物の最大濃度と略同じとなり、前記拡散層を目標厚さにする削り落とし部位が含まれる濃度均等層部を形成することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係る拡散ウエハの全体構成を示す説明図であり、（ａ）が不純物の濃度分布グラフ、（ｂ）が縦断正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る拡散ウエハの製造方法を示す説明図であり、（ａ）〜（ｅ）が製造過程を工程順に示した縦断正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る拡散ウエハの製造方法の変形例を示す説明図であり、（ａ）〜（ｄ）が製造過程を工程順に示した縦断正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る拡散ウエハの製造方法の変形例を示す説明図であり、（ａ）（ｂ）が製造過程を工程順に示した縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る拡散ウエハＡは、半導体素子や半導体デバイスなどの製造過程に用いられる、棒状の半導体単結晶（インゴット）からスライスされたウエハに拡散処理を施すことで、例えばリンなどの不純物（ドーパント）が拡散されるものである。
半導体素子や半導体デバイスなどの製造過程は、棒状の半導体単結晶から半導体ウエハを作成するウエハ作成工程と、この半導体ウエハの主面部に半導体素子を形成する素子形成工程と、に大別される。棒状のシリコン単結晶を用いて半導体素子を作成する場合には、ウエハ作成工程で先ず棒状のシリコン単結晶からスライシングされたシリコンウエハに拡散処理を施すことにより、拡散ウエハＡが作成される。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る拡散ウエハＡは、図１（ａ）（ｂ）に示すように、非拡散層１と、不純物が拡散された拡散層２と、を主要な構成要素として備えている。
また図示しないが、非拡散層１や拡散層２以外に別の層を追加することも可能である。
【０００８】
拡散層２は、不純物の濃度が非拡散層１側へ向かうに従って減衰する濃度減衰層部２１と、露出した拡散面２ａに沿って形成される濃度均等層部２２と、を有している。
濃度減衰層部２１とは、拡散層２において非拡散層１と反対側の拡散面２ａ側から、非拡散層１と隣り合う隣接面２ｂへ向け深さ（以下「深度」という）が深くなるに従って、不純物の濃度が徐々に減衰するように形成される部位である。
濃度均等層部２２とは、拡散面２ａから濃度減衰層部２１との境界面２ｃまでにおける不純物の濃度を、その深度に関係なく濃度減衰層部２１へ向かって減衰せず、濃度減衰層部２１における不純物の最大濃度と略同じになるように形成される部位である。
ここでいう「略同じ」とは、拡散面２ａから境界面２ｃまでにおける不純物の濃度が、濃度減衰層部２１における不純物の最大濃度と全く同じ（同一）のみに限らず、これに加えて、境界面２ｃから拡散面２ａへ向かう不純物の濃度が、濃度減衰層部２１における不純物の最大濃度よりも僅かに増えるものも含まれる。
さらに、濃度均等層部２２は、前記ウエハ作成工程の後工程において目標厚さまで拡散層２を削り落とすために利用可能である。すなわち、濃度均等層部２２は、その拡散面２ａ側に拡散層２を目標厚さにするための削り落とし部位２２ａを有している。
ウエハ作成工程の後工程とは、非拡散層１に対して半導体素子を作るための前記素子形成工程や、半導体デバイスを作るためのデバイス形成工程などが挙げられる。
【０００９】
一方、本発明の実施形態に係る拡散ウエハＡは、既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢの代替品として使用可能な大口径な拡散ウエハである。
既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢとは、図１（ａ）（ｂ）に示される例の場合、本発明の実施形態に係る大口径な拡散ウエハＡから濃度均等層部２２を除いた、境界面２ｃが拡散面として露出する構造体に相当する。
ところで、既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢにおける不純物の濃度の分布と、大口径な拡散ウエハＡにおける不純物の濃度の分布は、拡散現象の基礎法則（Ｆｉｃｋの法則）に従い、数式１に示す拡散方程式で表される。
【数１】
2018006640.tif 000003
ここで、Ｎｄは、拡散ウエハ内の拡散による不純物の濃度（拡散によってウエハ内に追加された不純物の濃度）、ｔは、拡散ウエハの拡散時間、ｘは、拡散ウエハ内における深度、Ｄは、拡散係数である。
数式１を満たすｘとｔの関数をＦ（ｘ，ｔ）、拡散ウエハの露出した拡散面における拡散による不純物の濃度（拡散によってウエハ内に追加された不純物の表面濃度）をＮｓとすると、数式２に示すようになる。
【数２】
2018006640.tif 000004
さらに、拡散ウエハ内における不純物の最小濃度（拡散前からウエハ内に存在する不純物の濃度）をＮｂとすると、拡散ウエハの全体における全不純物の濃度Ｎの分布は、数式３に示すように表せる。
【数３】
2018006640.tif 000005
【００１０】
このように既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢにおける全不純物の濃度の分布が、数式３で示される拡散プロファイルを有するとき、従前の小口径な拡散ウエハＢの代替品として使用可能な大口径な拡散ウエハＡの全不純物の濃度Ｎの分布は、近似的に数式４と数式５に示す拡散プロファイルを有している。
【数４】
2018006640.tif 000006
ここで、ｘｍは、図１（ａ）（ｂ）に示されるように、拡散層２の拡散面２ａから任意の深度である。
【数５】
2018006640.tif 000007
【００１１】
特に、数式３の一例として、「拡散係数Ｄがｘ，ｔに依らない定数」、「拡散に用いた不純物の総量が一定」、「拡散開始時（ｔ＝０）には全ての拡散に用いた不純物が拡散面（ｘ＝０）に集中している」の全てを満たす場合には、拡散ウエハの全体における全不純物の濃度Ｎの分布は、数式６に示すように表せる。
【数６】
2018006640.tif 000008
ここで、ｘｊは、図１（ａ）（ｂ）に示されるように、拡散層２の拡散面２ａから非拡散層１と隣り合う隣接面２ｂまでの深度である。
数式６から、従前の小口径な拡散ウエハＢの代替品として使用可能な大口径な拡散ウエハＡの全不純物の濃度Ｎの分布を、近似的に数式７に示される拡散プロファイルを有するように変更することも可能である。
【数７】
2018006640.tif 000009
数式４及び数式５又は数式７により、拡散層２において拡散面２ａから任意の深度ｘｍまでの箇所には、その全不純物の濃度Ｎの分布が、その深度に関係なく濃度減衰層部２１へ向かって減衰せず、濃度減衰層部２１における不純物の最大濃度と略同じ又は同一になる、濃度均等層部２２が形成される。
すなわち、この実施形態に係る拡散ウエハＡにおいても、前述した実施形態に係る拡散ウエハＡと同様になる。
【００１２】
そして、本発明の実施形態に係る拡散ウエハＡを生産するための製造方法は、棒状の半導体単結晶から半導体ウエハを作成するウエハ作成工程において、棒状の半導体単結晶からスライシングされたウエハに対し、拡散処理を施すための製法である。半導体単結晶がシリコン単結晶である場合には、ウエハがシリコンウエハとなる。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る拡散ウエハＡの製造方法は、図２〜図４に示すように、ウエハ１０の表面１１に例えばリンなどの不純物を付着して浸透させるデポジション工程と、デポジション工程で付着し浸透された不純物をウエハ１０の内部に拡散させるドライブイン工程と、を主要な工程として含んでいる。さらに加えて、デポジション工程中においてウエハ１０の表面１１に生成される化合物層３をデポジション工程後に除去する除去工程を含むことも可能である。
デポジション工程中においてウエハ１０の表面１１に生成される化合物層３とは、例えばリンガラスなどの酸化物やその他のシリコン化合物などからなる。
ドライブイン工程では、不純物をウエハ１０の内部に拡散させることにより、拡散層２として不純物の濃度が非拡散層１側へ向かうに従って減衰する濃度減衰層部２１を形成している。
デポジション工程の後にドライブイン工程を行うことにより、拡散層２の拡散面２ａに沿って不純物の濃度が、濃度減衰層部２１における不純物の最大濃度と略同じとなる濃度均等層部２２を形成している。濃度均等層部２２には、前記ウエハ作成工程の後工程で拡散層２を目標厚さにするための削り落とし部位２２ａが含まれている。
【００１３】
デポジション工程からドライブイン工程に至る製法には、デポジション工程からドライブイン工程に至る過程において、デポジション工程中でウエハ１０の表面１１に生成される化合物層３を除去した後にドライブイン工程を行う第一の製法と、最後のデポジション工程中で生成される化合物層３を残したままドライブイン工程を行う第二の製法と、がある。
第一の製法として図２（ａ）〜（ｅ）に示される例の場合には、図２（ａ），（ｃ）のデポジション工程と、図２（ｂ），（ｄ）の除去工程を一回ずつ又は複数回（２回以上）繰り返して行った後に、最終的に化合物層３が除去された状態で、図２（ｅ）のドライブイン工程を行っている。
第二の製法として図３（ａ）〜（ｄ）に示される例の場合には、図３（ａ）のデポジション工程と、図３（ｂ）の除去工程を一回ずつ又は複数回（２回以上）繰り返して行った後に、図３（ｃ）の最後のデポジション工程で生成された化合物層３が最終的に残された状態で、図３（ｄ）のドライブイン工程を行っている。
それ以外の第二の製法として図４（ａ）（ｂ）に示される例の場合には、図４（ａ）のデポジション工程を一回又は複数回（２回以上）繰り返して行った後に、最終的に化合物層３が残された状態で、図４（ｂ）のドライブイン工程を行っている。
また、図３（ａ）〜（ｄ）に示される例や図４（ａ）（ｂ）に示される例のように最終的に化合物層３を残した状態でドライブインする場合には、ドライブイン後もウエハ１０の表面１１に化合物層３が残る。しかし、ドライブイン後に残った化合物層３は、洗浄などで容易に除去できる。その他に前記ウエハ作成工程などの後工程において、濃度均等層部２２の一部（削り落とし部位２２ａ）が削り落とされる時に化合物層３を含めて削り落とすことも可能である。
【００１４】
本発明の実施形態に係る大口径な拡散ウエハＡの製造方法の具体例としては、従前の小口径な拡散ウエハＢよりも大口径化された半導体単結晶から、従前の小口径な拡散ウエハＢよりも肉厚にスライスし、この大口径で且つ肉厚なウエハ１０に対し、気相拡散法などにより拡散処理を施すことが好ましい。
詳しく説明すると、所定温度に加熱された拡散炉（図示しない）の内部に、スライシング後にラッピング加工やエッチング加工などの前処理が施されたウエハ１０を入れ、ｎ型不純物であるリンが含まれた塩化ホスホリル（オキシ塩化リン）などと、窒素やアルゴンやヘリウム又はいずれかの混合ガスなど及び酸素と、を同時に流し込み、約１２００℃以下でデポジションさせている。
これにより、拡散炉内のウエハ１０は、その表面１１からリンなどのｎ型不純物を取り込み、表面１１から所定深さまで不純物２０が浸透する。これと同時にウエハ１０の表面１１が酸素と熱の影響で酸化されるため、ウエハ１０の表面１１には、リンガラスなどの酸化物からなる化合物層３が生成される。
その後、デポジションされたウエハ１０を拡散炉から取り出し、化合物層３の除去を行ってから拡散炉に入れてドライブインするか、又はデポジションされたウエハ１０を拡散炉から取り出さずに化合物層３が残ったままでドライブインする。ドライブインは、拡散炉の内部に窒素やアルゴンやヘリウム又はいずれかの混合ガスなどを流し込み、一般的にデポジション温度より高い温度に加熱して行われる。なお、ドライブインに使用する拡散炉は、デポジションで使用した拡散炉と別なものでよいし、同じものでもよい。
これにより、ウエハ１０の表面１１から内部に向かって、所定濃度で所定深さの拡散層２が生成される。
なお、図２〜図４に示される例では、拡散炉で拡散処理されたウエハ１０の中間部をスライシング加工により切断分離（二分割）して、拡散層２以外の厚みが目標厚みになるように、それぞれの切断面を研磨加工している。これにより、一方の表面１１のみに拡散層２を有する全体の厚みがほぼ等しい２つの拡散ウエハＡを作成している。図示例では、２つの拡散ウエハＡのうち一方のみを示し、他方を省略している。
また、その他の例として図示しないが、気相拡散法と別の拡散法を用いたり、不純物としてリンと別なものを用いたり、デポジション工程を繰り返す度にデポジション条件を変更したり、拡散処理されたウエハ１０の二分割に代えて、非拡散層１側を削り研磨することで、拡散層２以外の厚みが目標厚みとなった一つの拡散ウエハＡを作成することも可能である。
【００１５】
一方、大量のウエハ１０をバッチ処理で一度にまとめて拡散処理するには、拡散炉の内部に複数枚のウエハ１０を相互に密接させて並列状に起立配置することが好ましい。
この場合には、各ウエハ１０の間に緩衝材としてシリコンや酸化アルミニウムなどの耐熱性に優れた粉体（図示しない）を挟んでスタックし、この状態でドライブインすることが好ましい。これにより、作成された拡散ウエハＡ同士が容易に分離可能となって作業性に優れる。
また、その他の例として図３（ａ）〜（ｄ）に示される例や図４（ａ）（ｂ）に示される例のように最終的に化合物層３が残された状態でドライブインする場合には、拡散炉の内部に複数枚のウエハ１０をそれぞれ所定間隔、詳しくは約５００μｍ以上の間隔が空くように配置することが好ましい。
【００１６】
このような本発明の実施形態に係る拡散ウエハＡによると、従前の小口径な拡散ウエハＢよりも大口径化しつつ、従前の小口径な拡散ウエハＢの拡散層と同等な不純物の濃度を有するように形成された濃度減衰層部２１に沿って、不純物の濃度が濃度減衰層部２１における不純物の最大濃度と略同じ濃度均等層部２２を形成することで、従前の小口径な拡散ウエハＢよりも肉厚になる。
このため、半導体素子や半導体デバイスなどを作るための後工程でハンドリングしても割れることはなく、最終的に濃度均等層部２２の一部（削り落とし部位２２ａ）を部分的に削り落としても、従前の小口径な拡散ウエハＢの拡散層と同じ不純物の濃度の分布を確保することが可能になる。
すなわち、大口径化に伴う機械的強度低下(割れ防止)を図りながら、濃度均等層部２２を削り落した後も、従前の小口径な拡散ウエハＢの拡散層と同じ不純物の濃度の分布が得られて、既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢの製品規格と合致できる。
これにより、拡散層２の一部を削り落す際の自由度が高くなる。
したがって、大口径化や拡散層２の部分的な削り落としに関係なく所望の不純物濃度分布を得ることができる。
その結果、既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢの代替品として大口径な拡散ウエハＡを使用できる。
このため、大口径化に伴う機械的強度の低下による割れを防止でき、大口径化により生産性を大幅に高めて経済合理性の向上が図れる。
また、拡散層２において非拡散層１近くの深層部位における不純物の濃度を精密に調整可能となるため、半導体デバイスの領域直下における通電性を改善することも可能になる。
したがって、電力損失の少ない半導体デバイスを作製できる。
【００１７】
本発明の実施形態に係る拡散ウエハＡの製造方法によると、デポジション工程の後にドライブイン工程を行うことで、ウエハ１０の表面１１側に拡散層２として不純物の濃度を非拡散層１側へ向かって減衰させる濃度減衰層部２１が形成される。これと同時に、拡散層２の拡散面２ａから境界面２ｃまでにおける不純物の濃度が、その深度に関係なく濃度減衰層部２１における不純物の最大濃度と同じとなるとともに後工程で拡散層２を目標厚さにするための削り落とし部位２２ａを含んだ濃度均等層部２２が形成される。
このため、半導体素子や半導体デバイスなどを作るための後工程でハンドリングしても割れることはなく、最終的に濃度均等層部２２の一部（削り落とし部位２２ａ）を削り落としても、従前の小口径な拡散ウエハＢの拡散層と同じ不純物の濃度の分布を確保することが可能になる。これにより、拡散層２の一部を削り落す際の自由度が高くなる。
したがって、大口径化や拡散層２の部分的な削り落としに関係なく所望の不純物濃度分布を得ることができる。
その結果、既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢの代替品として大口径な拡散ウエハＡを使用できる。
このため、大口径化に伴う機械的強度の低下による割れを防止でき、大口径化により生産性を大幅に高めて経済合理性の向上が図れる。
また、拡散層２において非拡散層１近くの深層部位における不純物の濃度を精密に調整可能となるため、半導体デバイスの領域直下における通電性を改善することも可能になる。
したがって、電力損失の少ない半導体デバイスを作製できる。
【００１８】
特に、図２（ａ）〜（ｅ）に示されるように、デポジション工程と除去工程を行った後にドライブイン工程を行うことが好ましい。
この場合には、前回のデポジションで生成された化合物層３が除去された状態で、次回のデポジションを行うため、不純物２０が短時間でより深く浸透する。
したがって、大口径化や拡散層２の部分的な削り落としに関係なく所望の不純物濃度分布を短時間の熱処理で得ることができる。
その結果、前回のデポジションで生成された化合物層３を除去せずに次回のデポジションが行われたものに比べ、拡散面２ａから境界面２ｃまでにおける不純物の濃度が、その深度に関係なく濃度減衰層部２１における不純物の最大濃度と同じなる濃度均等層部２２を、短時間でしかも簡単に作成することが可能になる。
デポジション工程及び除去工程の繰り返し回数と、それぞれのデポジション工程におけるデポジション温度やデポジション時間や拡散源の供給量などのデポジション条件、又はドライブイン工程におけるドライブイン温度やドライブイン時間などのドライブイン条件のいずれか一方又は両方を調節することによって、拡散層２の拡散面２ａから任意の深度ｘｍを任意に設定することが可能となる。
【００１９】
さらに、図３（ａ）〜（ｄ）に示されるように、デポジション工程と除去工程を行った後に、最後のデポジション工程で生成された化合物層３が残ったままドライブイン工程を行うことが好ましい。
この場合には、前回のデポジションで生成された化合物層３が除去された状態で、次回のデポジションを行うため、不純物２０が短時間でより深く浸透する。最後のデポジション後に化合物層３を除去せず連続してドライブインすることが可能になる。
したがって、大口径化や拡散層２の部分的な削り落としに関係なく所望の不純物濃度分布を短時間の熱処理で且つより確実に得ることができる。
その結果、図２（ａ）〜（ｅ）に示されるデポジションと化合物層３の除去が繰り返し行われる製法に比べて、デポジション回数を減らしたり除去回数を減らしても高濃度で深い拡散を実現できる。これにより簡素化とコストダウンが同時に図れる。
デポジション工程及び除去工程の繰り返し回数と、それぞれのデポジション温度やデポジション時間や拡散源の供給量などのデポジション条件、又はドライブイン温度やドライブイン時間などのドライブイン条件のいずれか一方又は両方を調節することによって、拡散層２の拡散面２ａから任意の深度ｘｍを任意に設定することが可能となる。
【００２０】
また、図４（ａ）（ｂ）に示されるように、デポジション工程を行った後に、デポジション工程で生成された化合物層３が残ったままドライブイン工程を行うことが好ましい。
この場合には、デポジション後に化合物層３を除去せず連続してドライブインすることが可能になる。
したがって、大口径化や拡散層２の部分的な削り落としに関係なく所望の不純物濃度分布を最小工程数でより簡単に得ることができる。
その結果、図２（ａ）〜（ｅ）や図３（ａ）〜（ｄ）に示される化合物層３の除去工程を含む製法に比べて、デポジション回数を減らしたり除去工程を省略しても高濃度で深い拡散を実現できる。これにより大幅な簡素化とコストダウンが同時に図れる。
デポジション温度やデポジション時間や拡散源の供給量などのデポジション条件、又はドライブイン温度やドライブイン時間などのドライブイン条件のいずれか一方又は両方を調節することによって、拡散層２の拡散面２ａから任意の深度ｘｍを任意に設定することが可能となる。
【００２１】
さらにまた、ドライブイン工程ではウエハ１０を複数枚それぞれ所定間隔が空くように配置することが好ましい。
この場合には、デポジション後に化合物層３を除去せずにドライブインしても、化合物層３中の不純物の一部がウエハ１０の面内から外部へ均一に飛散するため、面内均一状態でウエハ１０の内部に拡散する。
したがって、化合物層３の有無に関係なくウエハ１０に不純物を面内均一状態で拡散させることができる。
その結果、各ウエハ１０の間にシリコンなどの耐熱性に優れた粉体を挟んでスタックしドライブインする製法に比べて、ウエハ１０面内の拡散深さのバラツキ（面内分布が不均一）を防止することができる。
また、ウエハ１０の間にシリコンなどの粉体を挟んでドライブインした場合、ウエハ１０の表面１１に汚れが発生することがある製法に比べて、ウエハ１０の表面１１が粉体と接触しないため、汚れの発生を防止することができる。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例として、従前の小口径な拡散ウエハＢよりも大口径化され、且つ従前の小口径な拡散ウエハＢの厚みよりも濃度均等層部２２の分だけ肉厚な拡散ウエハＡを作成した。この実施例となる拡散ウエハＡをウエハ作成工程で作成した後に、その後工程となる素子形成工程で濃度均等層部２２の一部（削り落とし部位２２ａ）を削り落とすことにより、従前の小口径な拡散ウエハＢにおける全不純物の濃度分布と同じになるかを検証した。
つまり、既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢの代替品として、大口径な拡散ウエハＡが使用できるか否かを検証した。
【００２３】
このため、図１（ａ）（ｂ）に示されるように、既存製品となる従前の小口径な拡散ウエハＢとして直径が１２５ｍｍで気相拡散法により１２００℃以下で、不純物をウエハ１０の表面１１に付着して浸透させるデポジションが行われたもの（以下「既存製品Ｂ」という）と、この実施例の大口径な拡散ウエハＡとして直径が１５０ｍｍで且つ既存製品Ｂよりも濃度均等層部２２の分だけ肉厚なものと、比較対象の拡散ウエハとして直径が１５０ｍｍで且つ既存製品Ｂよりも濃度均等層部２２の分だけ肉厚なもの（以下「比較品Ｃ，Ｄ」という）と、をそれぞれ用意した。
さらに、これらを容易に比較できるように、図１（ａ）に示される不純物の濃度分布グラフでは、実施例の大口径な拡散ウエハＡにおける全不純物の濃度分布Ａ１を実線で示し、既存製品Ｂにおける全不純物の濃度分布Ｂ１を太い破線で示し、比較品Ｃにおける全不純物の濃度分布Ｃ１を二点鎖線で示し、比較品Ｄにおける全不純物の濃度分布Ｄ１を二点鎖線で示している。
【００２４】
この実施例の大口径な拡散ウエハＡでは、図２〜図４に示されるように、既存製品Ｂと同様に気相拡散法により１２００℃以下で、ウエハ１０の表面１１に不純物が付着し浸透されるデポジションを行い、その後にドライブインを行った。
詳しく説明すると、図２（ａ）〜（ｅ）に示されるように、デポジション工程と、デポジションで生成された（不純物を含む）リンガラスなどの化合物層３の除去工程を２回繰り返した後にドライブインしたもの用意した。さらに、図３（ａ）〜（ｄ）に示されるるように、デポジション工程と化合物層３の除去工程を一回ずつ行い、その後のデポジション工程で生成された化合物層３が残された状態でドライブインしたものも用意した。また、図４（ａ）（ｂ）に示されるように、デポジション後に化合物層３が残された状態でドライブインしたものも用意した。
一方、比較品Ｃ，Ｄは、デポジション工程と化合物層３の除去工程をそれぞれ一回のみ行った。
さらに、比較品Ｃは、その後ドライブイン工程で不純物の濃度分布Ｃ１を図１（ａ）に二点鎖線で示されるように、既存製品Ｂにおける全不純物の濃度分布Ｂ１の一部分に倣わせるとともに、比較品Ｄにおける全不純物の濃度分布Ｄ１よりも濃くなるように拡散させている。
比較品Ｄは、その後ドライブイン工程で不純物の濃度分布Ｄ１を図１（ａ）に二点鎖線で示されるように、拡散面２ａにおける不純物の濃度（全不純物の表面濃度、Ｎｓ＋Ｎｂ）が、既存製品Ｂの露出した拡散面における不純物の濃度と同じになるように、比較品Ｃにおける全不純物の濃度分布Ｃ１よりも薄くなるように拡散させている。
【００２５】
実施例の大口径な拡散ウエハＡと比較品Ｃ，Ｄを比較すると、実施例の大口径な拡散ウエハＡは、その濃度分布Ａ１が図１（ａ）に実線で示されるように、拡散層２において拡散面２ａから任意の深度ｘｍ（濃度減衰層部２１と濃度均等層部２２の境界面２ｃ）まで等しく概ね一直線上になるように短時間で且つ容易に拡散できた。
さらに、実施例の大口径な拡散ウエハＡの濃度分布Ａ１は、任意の深度ｘｍ（境界面２ｃ）から非拡散層１との隣接面２ｂまでが、既存製品Ｂにおける不純物の濃度分布Ｂ１と同じになるように短時間で且つ容易に拡散できた。
これにより、濃度均等層部２２の一部（削り落とし部位２２ａ）を削り落とすことで、既存製品Ｂにおける不純物の濃度分布Ｂ１が得られ、既存製品Ｂの製品規格と簡単に合致させることが実証できた。
その結果として、実施例の大口径な拡散ウエハＡは、既存製品Ｂの代替品として使用できることが解った。
【００２６】
これに対して、比較品Ｃ，Ｄは、それぞれの濃度分布Ｃ１，Ｄ１が図１（ａ）に二点鎖線で示されるように、既存製品Ｂにおける不純物の濃度分布Ｂ１と同じになるように拡散できなかった。
これにより、実施例の大口径な拡散ウエハＡの濃度均等層部２２となる拡散面２ａ側を削り落としても、既存製品Ｂにおける不純物の濃度分布Ｂ１が得られず、既存製品Ｂの製品規格と合致不能なことが実証できた。
【００２７】
なお、前示実施例では、拡散ウエハＡの作成後に後工程で濃度均等層部２２の一部を削り落とす場合を説明したが、これに限定されず、後工程で濃度均等層部２２の一部を削り落とさないように変更してもよく、また濃度均等層部２２を超えて更に削り落とすように変更してもよい。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ  拡散ウエハ                          １  非拡散層
２  拡散層                              ２ａ  拡散面
２ｂ  隣接面                            ２ｃ  境界面
２０  不純物                            ２１  濃度減衰層部
２２  濃度均等層部                      ２２ａ  削り落とし部位
３  化合物層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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