(57)【要約】【課題】固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法において、拡散チューブ内に固体不純物源となる円板状のＢ（ボロン）と裏面同士を背中合わせにして組み合わせた半導体基板をウェハボートにセットし、拡散チューブのガス導入口よりガスを導入する際、ガスが拡散チューブ雰囲気内で均等に半導体基板へ当たらず、半導体基板表面に形成された不純物拡散層の不純物量にバラツキが生じるという問題があった。【解決手段】円板状の固体不純物源に一つの貫通孔を備えており、拡散チューブのガス導入口よりガスを導入した際、その導入されたガスが固体不純物源に設けた一つの貫通孔からも流れるため、従来の方法のように、導入され流れてきたガスが固体不純物源に遮られ、均等に半導体基板の表面に不純物層の形成ができなかったという問題を解決できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の固体不純物源と半導体基板を平行に近接してウェハボートの上に立て、それを拡散チューブの中にセットし、前記拡散チューブのガス導入口よりガスを導入し同時に前記拡散チューブを加熱し、前記半導体基板の表面に酸化膜の層から拡散層を形成する工程において、前記円板状の固体不純物源に一つの貫通孔を備えていることを特徴とする固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法。
【請求項２】
前記円板状の固体不純物源の直径を１とした時、前記一つの貫通孔の直径はその１０分の１から３分の１であることを特徴とする請求項１記載の固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法。
【請求項３】
前記円板状の固体不純物源に備えている前記一つの貫通孔の中心は、前記固体不純物源の中心から鉛直方向で下方に対し、前記固体不純物源の直径の４分の１までの間にあることを特徴とする請求項１乃至２いずれかに記載の固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板への不純物拡散方法で、特に固体不純物源からの不純物拡散方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法について、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図５は従来の固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法の実施形態の断面図である。ウェハボート１上に、図６に示されるような円板状の固体不純物源２である板（例えばボロンナイトライド、以下Ｂ（ボロン）と呼ぶ）と、裏面同士を背中合わせにした半導体基板３ａ、３ｂとを交互に立てる。これらが拡散チューブ４中にセットされており、ガス導入口５よりガス６を導入し、半導体基板３ａ、３ｂ表面にＢ（ボロン）を含んだ酸化膜の層を形成させ、半導体基板３ａ、３ｂ表面にＢ（ボロン）の拡散層を得る。ここで、半導体基板を裏面同士背中合わせにするのは、半導体基板の裏面にはＢ（ボロン）を拡散する必要がないため一枚ずつ立てるよりもウェハボートに立てられる半導体基板の枚数を増加させ処理枚数を増やし、生産効率を上げ製造コストを下げるためである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭５９−１７７９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、ガス導入口より導入されたガスが拡散チューブ雰囲気内で均等に半導体基板へ当たらず、半導体基板表面に形成された不純物拡散層の不純物量にバラツキが生じるという問題があった。具体的には、図７に示されるウェハボート上の位置と半導体基板のシート抵抗値の関係を表したグラフでわかるようにウェハボート上に裏面同士を背中合わせにして立てられた２枚の半導体基板３ａ、３ｂのうち、○で表示した表面が炉口７を向いた半導体基板３ａの方が×で表示したもう一方の半導体基板３ｂよりもシート抵抗値が低く、すなわち拡散される不純物量が多い傾向にあることがわかる。
【０００５】
本発明は、前記問題に鑑み、半導体基板への不純物拡散において、不純物量の均一化を図ることができる固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明の固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法は、円板形状である固体不純物源に一つの貫通孔を備えている。
【０００７】
この構成によって、拡散チューブのガス導入口よりガスを導入した際、その導入されたガスが固体不純物源に設けた一つの貫通孔からも流れるため、従来の方法のように、導入され流れてきたガスが固体不純物源に遮られ、均等に半導体基板の表面に不純物層の形成ができなかったという問題を解決することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上詳述したように、本発明は固体不純物源に一つの貫通孔を設けることにより、半導体基板表面に均等にＢ（ボロン）を含んだ酸化膜の層を形成し、不純物拡散を均一に行うことができ、また固体不純物源の寿命も延ばすことができる優れた固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法を実現するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態における固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法の断面を示すものである。
【００１１】
ウェハボート１１上に、図２に示されるような円板状に一つの貫通孔１３が設けてある固体不純物源１２である板と、裏面同士を背中合わせにした半導体基板１４ａ、１４ｂとを交互に立てる。ここで、固体不純物源１２の貫通孔１３について説明する。図２（ａ）で示されるように固体不純物源１２の直径を仮に１とした場合、一つの貫通孔１３の直径はその１０分の１から３分の１になることが望ましい。また次に、図２（ｂ）で示されるように一つの貫通孔１３の中心は固体不純物源１２の中心から鉛直方向で下方に対し、固体不純物源１２の直径の４分の１までの間にあることが望ましい。そしてこれらが拡散チューブ１５中にセットされており、ガス導入口１６よりガス１７を導入する。導入されたガス１７は、固体不純物源１２の一つの貫通孔１３をも通ることにより、流れを遮られることなく拡散チューブ１５の雰囲気中に均等に充満し、半導体基板１４ａ、１４ｂ表面に均一的にＢ（ボロン）を含んだ酸化膜の層を形成させ、半導体基板１４ａ、１４ｂ表面にＢ（ボロン）の拡散層を得ることができる。図３に示されるように、本発明のウェハボート上の位置と半導体基板のシート抵抗値の関係を表したグラフより、炉口１８側からガス導入口１６側のいずれの場所においても、○で示した表面が炉口側を向いた半導体基板と×で示した表面がガス導入口側を向いた半導体基板のシート抵抗値は殆ど差がなく、安定してＢ（ボロン）を含んだ酸化膜の層を形成させ不純物拡散を均一に行うことができることがわかる。ここで、半導体基板を裏面同士背中合わせにするのは、従来同様に半導体基板の裏面にはＢ（ボロン）を拡散する必要がないため一枚ずつ立てるよりもウェハボートに立てられる半導体基板の枚数を増加させ処理枚数を増やし、生産効率を上げ製造コストを下げるためである。
【００１２】
次に図４のグラフに示されるように、固体不純物源について図６のような従来の形状のものと、図２（ａ）、（ｂ）で示されるような本発明の形状のものとの比較で、使用回数とシート抵抗偏差値の関係では、本発明の形状の固体不純物源の方が使用回数を重ねても従来形状のものより、シート抵抗偏差値が安定していることがわかる。具体的に縦軸のシート抵抗偏差値で０．１５％を目安に固体不純物源の交換を実施する。横軸の使用回数を観ると従来の固体不純物源が９５回程で交換時期に達しているのに対し、本発明の固体不純物源では１５０回程まで使用可能であり、約１．５倍寿命を延ばすことができる。
【００１３】
本発明は、Ｐ型不純物ボロンだけでなく、例えば他の不純物Ｎ型不純物リンの固体不純物源にも応用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明の固体不純物源からの半導体基板への不純物拡散方法は、不純物量を均一化する方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の固体不純物源からの不純物拡散方法の実施形態の断面図
【図２】（ａ）本発明の固体不純物源の外観図、（ｂ）本発明の固体不純物源の外観図
【図３】本発明のウェハボート上の位置と半導体基板のシート抵抗値の関係を表した図
【図４】固体不純物源の使用回数とシート抵抗偏差値の関係を表した図
【図５】従来の固体不純物源からの不純物拡散方法の実施形態の断面図
【図６】従来の固体不純物源の外観図
【図７】従来のウェハボート上の位置と半導体基板のシート抵抗値の関係を表した図
【符号の説明】
【００１６】
１、１１  ウェハボート
２、１２  固体不純物源
３ａ、３ｂ  半導体基板
４、１５  拡散チューブ
５、１６  ガス導入口
６、１７  ガス
７、１８  炉口
１３  貫通孔
１４ａ、１４ｂ  半導体基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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