JP2575495B2 - ほう素拡散剤およびその製造方法 - Google Patents
ほう素拡散剤およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はほう素拡散剤、特には半導体基板にドープ剤
としてのほう素を拡散させるために有用とされるほう素
拡散剤およびその製造方法に関するものである。
としてのほう素を拡散させるために有用とされるほう素
拡散剤およびその製造方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来、シリコン、ゲルマニウムなどの半導体基板をＰ
型とするためのドープ剤としてほう素化合物を使用する
ことは公知とされており、このほう素化合物としては窒
化ほう素の焼結体が汎用されている。
型とするためのドープ剤としてほう素化合物を使用する
ことは公知とされており、このほう素化合物としては窒
化ほう素の焼結体が汎用されている。
しかし、この窒化ほう素には不純物が多く、特に焼結
バインダーが残存していて、結晶欠陥の発生があるとい
うことから、これについては化学気相蒸着法（以下CVD
法と略記する）によって合成される熱分解窒化ほう素を
用いる方法も提案されており（特開昭62−101026号公報
参照）、これによれば高純度の熱分解窒化ほう素が得ら
れることから目的とする半導体の転位や結晶の格子欠陥
を大巾に減少させることができるとされている。
バインダーが残存していて、結晶欠陥の発生があるとい
うことから、これについては化学気相蒸着法（以下CVD
法と略記する）によって合成される熱分解窒化ほう素を
用いる方法も提案されており（特開昭62−101026号公報
参照）、これによれば高純度の熱分解窒化ほう素が得ら
れることから目的とする半導体の転位や結晶の格子欠陥
を大巾に減少させることができるとされている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、この熱分解窒化ほう素はこれをほう素拡散剤
として使用するときにはこの表面を予じめ酸化処理する
ことが不可欠とされるのにも拘わらず、このCVD法で得
られた窒化ほう素は窒化ほう素の焼結体にくらべて酸化
速度が小さく、したがって酸化処理時間が長くなるとい
う工業的な欠点がある。
として使用するときにはこの表面を予じめ酸化処理する
ことが不可欠とされるのにも拘わらず、このCVD法で得
られた窒化ほう素は窒化ほう素の焼結体にくらべて酸化
速度が小さく、したがって酸化処理時間が長くなるとい
う工業的な欠点がある。
［課題を解決するための手段］ 本発明はこのような不利を解決した窒化ほう素系のほ
う素拡散剤およびその製造方法に関するものであり、こ
れは配向度が3.5以下である熱分解窒化ほう素からなる
ことを特徴とするほう素拡散剤、およびハロゲン化ほう
素、アンモニアおよび少量の配向を乱すための第３成分
とをCVD法で反応させることを特徴とするほう素拡散剤
の製造方法に関するものである。
う素拡散剤およびその製造方法に関するものであり、こ
れは配向度が3.5以下である熱分解窒化ほう素からなる
ことを特徴とするほう素拡散剤、およびハロゲン化ほう
素、アンモニアおよび少量の配向を乱すための第３成分
とをCVD法で反応させることを特徴とするほう素拡散剤
の製造方法に関するものである。
すなわち、本発明者らは特に酸化速度の大きい熱分解
窒化ほう素からなるほう素拡散剤を開発すべく種々検討
した。六方晶窒化ほう素は酸化反応に対して異方性をも
っており、（100）面の酸化速度が（002）面の酸化速度
よりも10倍以上大きい。しかし、CVD法で得られた熱分
解窒化ほう素はその堆積面が（002）面に平行に配向し
ているために、この（002）面の配向を乱すことによっ
て酸化速度の大きい（100）面がその表面に現われるよ
うにすればよいということを見出し、このためにはCVD
法による熱分解窒化ほう素の合成時にハロゲン化ほう素
とアンモニアとの反応系にこの窒化ほう素の配向を乱す
第３成分を添加すれば酸化速度の大きい熱分解窒化ほう
素を得ることができることを確認し、この配向度と酸化
速度との関係について研究を進めて本発明を完成させ
た。
窒化ほう素からなるほう素拡散剤を開発すべく種々検討
した。六方晶窒化ほう素は酸化反応に対して異方性をも
っており、（100）面の酸化速度が（002）面の酸化速度
よりも10倍以上大きい。しかし、CVD法で得られた熱分
解窒化ほう素はその堆積面が（002）面に平行に配向し
ているために、この（002）面の配向を乱すことによっ
て酸化速度の大きい（100）面がその表面に現われるよ
うにすればよいということを見出し、このためにはCVD
法による熱分解窒化ほう素の合成時にハロゲン化ほう素
とアンモニアとの反応系にこの窒化ほう素の配向を乱す
第３成分を添加すれば酸化速度の大きい熱分解窒化ほう
素を得ることができることを確認し、この配向度と酸化
速度との関係について研究を進めて本発明を完成させ
た。
以下にこれをさらに詳述する。
［作 用］ 本発明のほう素拡散剤は配向度が3.5以下である窒化
ほう素からなるものであるが、この窒化ほう素はCVD法
で作られた熱分解窒化ほう素とされる。
ほう素からなるものであるが、この窒化ほう素はCVD法
で作られた熱分解窒化ほう素とされる。
このCVD法による熱分解窒化ほう素の製造は例えばシ
ックス ナインの高純度の三塩化ほう素とファイブ ナ
インの高純度のアンモニアとを３〜30トールの減圧とし
た系内に、三塩化ほう素を２〜20／分で、またアンモ
ニアを８〜80／分の速度で供給し、1,600〜2,000℃に
加熱して三塩化ほう素とアンモニアとを反応させ、生成
した窒化ほう素を基板上に蒸着させるという方法で行え
ばよく、この際基板の形状を半導体ウエーハと同じ大き
さの円板とすればここに得られる熱分解窒化ほう素を半
導体ウエーハと同じ大きさの円板として得ることができ
る。
ックス ナインの高純度の三塩化ほう素とファイブ ナ
インの高純度のアンモニアとを３〜30トールの減圧とし
た系内に、三塩化ほう素を２〜20／分で、またアンモ
ニアを８〜80／分の速度で供給し、1,600〜2,000℃に
加熱して三塩化ほう素とアンモニアとを反応させ、生成
した窒化ほう素を基板上に蒸着させるという方法で行え
ばよく、この際基板の形状を半導体ウエーハと同じ大き
さの円板とすればここに得られる熱分解窒化ほう素を半
導体ウエーハと同じ大きさの円板として得ることができ
る。
しかし、このようにして得られた窒化ほう素は堆積面
での（002）面と（100）面のＸ線回折強度比を、粉末状
にして配向の効果をキャンセルしたものの（002）面と
（100）面のＸ線回折強度比で割って補正した値（以下
これを配向度という）で示すと6.5以上となり、（002）
面の多いものとなるので酸化速度の小さいものになる
が、このハロゲン化ほう素とアンモニアとの反応系にこ
の配向度を乱す第３成分として四塩化けい素、四フッ化
けい素などのハロゲン化シラン、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシランなどのアルコキシシラン、ト
リメトキシボロン、トリエトキシボロンなどのアルコキ
シボロンを添加すると、この配向度が3.5以下となって
（100）面の多いものとなり酸化速度の大きいものにな
ることが確認された。
での（002）面と（100）面のＸ線回折強度比を、粉末状
にして配向の効果をキャンセルしたものの（002）面と
（100）面のＸ線回折強度比で割って補正した値（以下
これを配向度という）で示すと6.5以上となり、（002）
面の多いものとなるので酸化速度の小さいものになる
が、このハロゲン化ほう素とアンモニアとの反応系にこ
の配向度を乱す第３成分として四塩化けい素、四フッ化
けい素などのハロゲン化シラン、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシランなどのアルコキシシラン、ト
リメトキシボロン、トリエトキシボロンなどのアルコキ
シボロンを添加すると、この配向度が3.5以下となって
（100）面の多いものとなり酸化速度の大きいものにな
ることが確認された。
また、この配向度と酸化速度についての実験を進めた
ところ、この両者の関係については第１図に示したとお
りの結果が得られ、これについては配向度の低いものほ
ど酸化速度が大きくなり、例えば配向度が6.5で（002）
面の多いものは酸化速度が1.2mg/cm2・hrと小さいが、
配向度が3.5となると酸化速度が1.8mg/cm2・hrとなり、
このものは配向度が6.5のものの50％以上も酸化速度が
早くなることが確認されたので、この配向度は3.5以下
とすべきであるとされた。
ところ、この両者の関係については第１図に示したとお
りの結果が得られ、これについては配向度の低いものほ
ど酸化速度が大きくなり、例えば配向度が6.5で（002）
面の多いものは酸化速度が1.2mg/cm2・hrと小さいが、
配向度が3.5となると酸化速度が1.8mg/cm2・hrとなり、
このものは配向度が6.5のものの50％以上も酸化速度が
早くなることが確認されたので、この配向度は3.5以下
とすべきであるとされた。
なお、前記のようにして作られた熱分解窒化ほう素の
酸化はこのものを酸素ガス中で高温に、例えば1,200℃
に加熱して行えばよいが、本発明の窒化ほう素は酸化速
度が大きいのでこの加熱処理は略々30分間で終了させる
ことができる。
酸化はこのものを酸素ガス中で高温に、例えば1,200℃
に加熱して行えばよいが、本発明の窒化ほう素は酸化速
度が大きいのでこの加熱処理は略々30分間で終了させる
ことができる。
このようにして酸化処理されたウエーハ状の窒化ほう
素を用いた半導体ウエーハのドーピング処理は、これを
石英管内に半導体ウエーハと交互に配置したのち、非酸
化性ガス、例えば窒素、アルゴン、ヘリウムなどの雰囲
気中で700〜1,300℃程度に加熱すればよく、これによれ
ばほう素拡散剤から遊離されたほう素によってＰ型にド
ープされた半導体基板を容易に得ることができる。
素を用いた半導体ウエーハのドーピング処理は、これを
石英管内に半導体ウエーハと交互に配置したのち、非酸
化性ガス、例えば窒素、アルゴン、ヘリウムなどの雰囲
気中で700〜1,300℃程度に加熱すればよく、これによれ
ばほう素拡散剤から遊離されたほう素によってＰ型にド
ープされた半導体基板を容易に得ることができる。
［実施例］ つぎに本発明の実施例をあげる。
実施例１ 圧力が10トールに保たれているグラファイト製の反応
器中に、純度シックス・ナインの高純度三塩化ほう素を
５／分の供給速度で、また純度ファイブ・ナインの高
純度アンモニアを20／分の供給速度で、さらに四塩化
けい素を0.1／の供給速度で供給し、系内を2,000℃に
加熱して三塩化ほう素とアンモニアを反応させ、生成し
た窒化ほう素をカーボン製の直径100mmの円板状基板に
蒸着させて直径100mm、厚さ2mmの熱分解窒化ほう素の円
板を作ったところ、このものの配向度は2.5であり、こ
のものの表面を酸素ガス中で1,200℃で酸化したとこ
ろ、このものの酸化速度が2.1mg/cm2・hrであることか
らこの酸化処理は30分間で終了させることができた。
器中に、純度シックス・ナインの高純度三塩化ほう素を
５／分の供給速度で、また純度ファイブ・ナインの高
純度アンモニアを20／分の供給速度で、さらに四塩化
けい素を0.1／の供給速度で供給し、系内を2,000℃に
加熱して三塩化ほう素とアンモニアを反応させ、生成し
た窒化ほう素をカーボン製の直径100mmの円板状基板に
蒸着させて直径100mm、厚さ2mmの熱分解窒化ほう素の円
板を作ったところ、このものの配向度は2.5であり、こ
のものの表面を酸素ガス中で1,200℃で酸化したとこ
ろ、このものの酸化速度が2.1mg/cm2・hrであることか
らこの酸化処理は30分間で終了させることができた。
実施例２ 実施例１における四塩化けい素をテトラメトキシシラ
ンとしたほかは実施例１と同様に処理して熱分解窒化ほ
う素の円板を作ったところ、このものの配向度は2.5で
あり、1,200℃の酸素中における酸化速度は2.1mg/cm2・
hrであった。
ンとしたほかは実施例１と同様に処理して熱分解窒化ほ
う素の円板を作ったところ、このものの配向度は2.5で
あり、1,200℃の酸素中における酸化速度は2.1mg/cm2・
hrであった。
実施例３ 実施例１における四塩化けい素をトリメトキシボロン
としたほかは実施例１と同様に処理して熱分解窒化ほう
素の円板を作ったところ、このものは配向度が1.3で、
このものの1,200℃における酸化速度は2.6mg/cm2・hrで
あった。
としたほかは実施例１と同様に処理して熱分解窒化ほう
素の円板を作ったところ、このものは配向度が1.3で、
このものの1,200℃における酸化速度は2.6mg/cm2・hrで
あった。
実施例４ 実施例１における三フッ化ほう素の供給速度を３／
分、四塩化けい素を四フッ化けい素とし、この供給速度
を0.03／分とし、器内圧力を５トール、反応温度を1,
950℃としたほかは実施例１と同様にして熱分解窒化ほ
う素の円板を作ったところ、このものは配向度が2.7で
あり、このものの1,200℃における酸化速度は2.0mg/cm2
・hrであった。
分、四塩化けい素を四フッ化けい素とし、この供給速度
を0.03／分とし、器内圧力を５トール、反応温度を1,
950℃としたほかは実施例１と同様にして熱分解窒化ほ
う素の円板を作ったところ、このものは配向度が2.7で
あり、このものの1,200℃における酸化速度は2.0mg/cm2
・hrであった。
実施例５ 前記した実施例４における四フッ化けい素0.03／分
をテトラエトキシシラン0.03／分としたほかは実施例
４と同様に処理して熱分解窒化ほう素の円板を作ったと
ころ、このものは配向度が3.5であり、このものの1,200
℃における酸化速度は1.8mg/cm2・hrであった。
をテトラエトキシシラン0.03／分としたほかは実施例
４と同様に処理して熱分解窒化ほう素の円板を作ったと
ころ、このものは配向度が3.5であり、このものの1,200
℃における酸化速度は1.8mg/cm2・hrであった。
実施例６ 前記した実施例４における四フッ化けい素0.03／分
をトリエトキシボロン0.03／分としたほか実施例４と
同様に処理して熱分解窒化ほう素の円板を作ったとこ
ろ、このものは配向度が2.2であり、このものの1,200℃
における酸化速度は2.1mg/cm2・hrであった。
をトリエトキシボロン0.03／分としたほか実施例４と
同様に処理して熱分解窒化ほう素の円板を作ったとこ
ろ、このものは配向度が2.2であり、このものの1,200℃
における酸化速度は2.1mg/cm2・hrであった。
比較例 実施例１における四塩化けい素を使用しないほかは実
施例１と同様に処理して熱分解窒化ほう素の円板を作っ
たところ、このものは配向度が6.5であるために1,200℃
における酸化速度は1.2mg/cm2・hrと小さいものであっ
た。
施例１と同様に処理して熱分解窒化ほう素の円板を作っ
たところ、このものは配向度が6.5であるために1,200℃
における酸化速度は1.2mg/cm2・hrと小さいものであっ
た。
［発明の効果］ 本発明のほう素拡散剤は配向度が3.5以下である熱分
解窒化ほう素からなるものであり、これはハロゲン化ほ
う素とアンモニアとを配向度を乱す第３成分の存在下で
CVD法により作られるのであるが、このものは配向度が
3.5以下であることから酸化速度が1.8mg/cm2・hr以上と
なり、従来公知のものにくらべて酸化速度が50％以上も
大きくなるので、半導体ウエーハのほう素ドーピング用
に有用とされるという工業的な有利性をもつものにな
る。
解窒化ほう素からなるものであり、これはハロゲン化ほ
う素とアンモニアとを配向度を乱す第３成分の存在下で
CVD法により作られるのであるが、このものは配向度が
3.5以下であることから酸化速度が1.8mg/cm2・hr以上と
なり、従来公知のものにくらべて酸化速度が50％以上も
大きくなるので、半導体ウエーハのほう素ドーピング用
に有用とされるという工業的な有利性をもつものにな
る。
第１図はハロゲン化ほう素とアンモニアとのCVD反応に
よって得た熱分解窒化ほう素の配向度とこのものの1,20
0℃における酸化速度との関係グラフを示したものであ
る。
よって得た熱分解窒化ほう素の配向度とこのものの1,20
0℃における酸化速度との関係グラフを示したものであ
る。
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 賢治 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社精密機能材料研究所内 (56)参考文献 特開 昭50−81777（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】配向度が3.5以下である熱分解窒化ほう素
からなることを特徴とするほう素拡散剤。 - 【請求項２】ハロゲン化ほう素、アンモニアおよび少量
の配向を乱すための第３成分とを化学気相蒸着法で反応
させることを特徴とする請求項１に記載のほう素拡散剤
の製造方法。 - 【請求項３】第３成分がハロゲン化シラン、アルコキシ
シランまたはアルコキシボロンである請求項２に記載の
ほう素拡散剤の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139617A JP2575495B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | ほう素拡散剤およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139617A JP2575495B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | ほう素拡散剤およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034523A JPH034523A (ja) | 1991-01-10 |
| JP2575495B2 true JP2575495B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=15249464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1139617A Expired - Fee Related JP2575495B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | ほう素拡散剤およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2575495B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2012096018A1 (ja) * | 2011-01-13 | 2014-06-09 | 日立化成株式会社 | ｐ型拡散層形成組成物、ｐ型拡散層の製造方法及び太陽電池素子の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5081777A (ja) * | 1973-11-22 | 1975-07-02 |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP1139617A patent/JP2575495B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH034523A (ja) | 1991-01-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |