JP2001319931A

JP2001319931A - 半導体基板の製造方法及び固体撮像装置の製造方法

Info

Publication number: JP2001319931A
Application number: JP2000134814A
Authority: JP
Inventors: Ritsuo Takizawa; 律夫滝澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】エピタキシャル層形成中に混入する金属不純
物を有効にゲッタリングすることができるエピタキシャ
ル半導体基板の製造方法、及び白傷欠陥を低減した固体
撮像装置を製造することができる固体撮像装置の製造方
法を提供する。【解決手段】固体撮像装置用のエピタキシャル半導体
基板３の作製において、半導体基板の略同一の深さに炭
素及びフッ素をそれぞれ注入した領域３４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば固体撮像装
置等の半導体装置を形成するときに用いられるエピタキ
シャル基板等の半導体基板を製造する方法と、この半導
体基板を用いて作製する固体撮像装置の製造方法に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像装置等の半導体装置を製造する
ために用いる半導体基板では、ＣＺ（Czochralski ）法
で成長させたＣＺ基板、ＭＣＺ（Magnetic field Czoch
ralski）法で成長させたＭＣＺ基板や、これらＣＺ基板
又はＭＣＺ基板の表面にエピタキシャル層を形成したエ
ピタキシャル半導体基板等が一般的に多く用いられてい
る。

【０００３】特に、固体撮像装置用基板としては、ドー
パント濃度ムラ（Striation ）に起因する、画像コント
ラストのムラを低減するために、エピタキシャル半導体
基板やＭＣＺ基板が主として使用されている。このう
ち、エピタキシャル半導体基板は、埋め込み領域を形成
するか又は低抵抗基板を使用することにより、素子形成
層下に低抵抗領域を形成することができるため、低電圧
で駆動、低消費電力化に有利であり、今後も用途の拡大
が期待されている。

【０００４】シリコンエピタキシャル半導体基板では、
実用的な方法として、ＣＶＤ（化学的気相成長）法が用
いられており、以下の主な４種類のソースガスが使用さ
れている。

【０００５】水素還元法としては、ＳｉＣｌ₄〔ＳｉＣ
ｌ₄＋２Ｈ₂→Ｓｉ＋４ＨＣｌ〕と、ＳｉＨＣｌ₃〔Ｓ
ｉＨＣｌ₃＋Ｈ₂→Ｓｉ＋３ＨＣｌ〕の２種のソースガ
スが用いられている。熱分解法としては、ＳｉＨ₂Ｃｌ
₂〔ＳｉＨ₂Ｃｌ₂→Ｓｉ＋２ＨＣｌ〕と、ＳｉＨ
₄〔ＳｉＨ₄→Ｓｉ＋２Ｈ₂〕の２種のソースガスが用
いられている。

【０００６】このうち、固体撮像装置用の基板の製造に
おいては、ＳｉＨＣｌ₃が、その安価なこと、成長速度
が大きく厚膜を成長させるのに適していること等から、
主に用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
のソースガスを用いて形成したエピタキシャル基板も、
エピタキシャル層形成中に混入する不純物、特に金属不
純物が多く、固体撮像装置において暗電流に起因する白
傷欠陥を充分に低減することができず、特性や製造歩留
まりを悪くする原因となっている。

【０００８】重金属不純物の発生源としては、エピタキ
シャル成長装置のベルジャー内のＳＵＳ系部材からのも
の、原材料ガス配管からのもの等が考えられる。ソース
ガスに塩素（Ｃｌ）系ガスが含まれていると、成長時に
分解してＨＣｌが形成され、これがＳＵＳ系部材を腐食
して金属の塩化物としてソースガス中に取り込まれ、こ
れがさらにエピタキシャル層中に取り込まれると考えら
れる。

【０００９】また、エピタキシャル層を形成する前に、
シリコン基板の表面を軽くエッチオフするためにＨＣｌ
ガスを故意に導入する場合もあり、これも腐食の一因と
なっている。

【００１０】従って、エピタキシャル半導体基板を用い
て固体撮像装置を形成する場合には、上記金属不純物を
除去するために、何らかのゲッタリング技術が必要とな
る。

【００１１】ゲッタリング技術としては、シリコン基板
中の酸素を基板内部のみに析出させ、これをゲッターシ
ンクとするIntrinsic Gettering （ＩＧ）法、基板の裏
面に多結晶シリコン層や高濃度リン領域等を形成し、基
板のシリコンとの歪み応力を利用してゲッターシンクを
形成するExtrinsic Gettering （ＥＧ）法等がある。し
かしながら、いずれの方法も、エピタキシャル半導体基
板のゲッタリング法としては能力が充分でなく、固体撮
像装置の暗電流である白傷欠陥を充分に低減できていな
かった。

【００１２】そこで、本出願人は、先に、エピタキシャ
ルウエハの製造において、エピタキシャル前のシリコン
基板にシリコンと同族の元素を１×１０¹⁶ｃｍ^-3以上の
濃度で導入することにより、優れたゲッター能力が得ら
れ、この基板にエピタキシャル成長させたウエハを用い
ることで、固体撮像装置の暗電流による白傷欠陥を大幅
に低減できる製法を提案した（特願平６−２３１４５号
参照）。

【００１３】その中で一例として、炭素原子を１×１０
¹³ｃｍ^-2以上のドーズ量でイオン注入する、いわゆる炭
素ゲッタリングと呼ばれる方法を提案した。この方法に
よれば、従来のゲッタリング法を用いたエピタキシャル
基板と比較して、固体撮像装置の白傷欠陥を１／５程度
に低減することができた。

【００１４】しかしながら、この製法を採用しても、今
後の超高感度な固体撮像装置ではまだ充分なレベルでは
なく、さらなる改善が必要である。

【００１５】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、エピタキシャル層形成中に混入する金属不純物
を有効にゲッタリングすることができるエピタキシャル
半導体基板の製造方法、及び白傷欠陥を低減した固体撮
像装置を製造することができる固体撮像装置の製造方法
を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板の略同一深さに炭素とフッ素とを
それぞれ注入する工程と、この半導体基板上にエピタキ
シャル層を成長させる工程とを有して、固体撮像装置用
のエピタキシャル半導体基板を作製するものである。

【００１７】本発明の半導体装置の製造方法は、略同一
深さに炭素とフッ素とが注入された半導体基板に対し
て、この半導体基板上にエピタキシャル層を成長させて
固体撮像装置用のエピタキシャル半導体基板を作製する
ものである。

【００１８】本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導
体基板の略同一深さに炭素とフッ素とをそれぞれ注入
し、この半導体基板上にエピタキシャル層を成長させて
エピタキシャル半導体基板を作製し、エピタキシャル半
導体基板のエピタキシャル層に固体撮像素子を形成する
ものである。

【００１９】本発明の固体撮像装置の製造方法は、略同
一深さに炭素とフッ素とが注入された半導体基板に対し
て、この半導体基板上にエピタキシャル層を成長させて
エピタキシャル半導体基板を作製し、エピタキシャル半
導体基板のエピタキシャル層に固体撮像素子を形成する
ものである。

【００２０】上述の本発明によれば、炭素とフッ素とを
半導体基板の略同一深さに注入することにより、これら
炭素とフッ素の相互作用により半導体基板中の酸素析出
が加速され、炭素及びフッ素を注入した領域において強
力なゲッタリング効果が得られる。そして、この半導体
基板上にエピタキシャル層を成長させてエピタキシャル
半導体基板を作製することにより、強力なゲッタリング
効果によりエピタキシャル層から金属不純物が有効に除
去されたエピタキシャル半導体基板を形成することがで
きる。

【００２１】また、エピタキシャル層から金属不純物が
有効に除去されたエピタキシャル半導体基板のエピタキ
シャル層に固体撮像素子を作製して固体撮像装置を構成
することにより、白傷欠陥を低減することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、固体撮像装置用のエピ
タキシャル半導体基板の作製において、半導体基板の略
同一深さに炭素とフッ素とをそれぞれ注入する工程と、
半導体基板上にエピタキシャル層を成長させる工程とを
有する半導体基板の製造方法である。

【００２３】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、炭素の注入量が５×１０ ¹³ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が該炭素の注入量の１／１００
以上である構成とする。

【００２４】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、炭素の注入量が５×１０ ¹³ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2以上である
構成とする。

【００２５】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、炭素の注入量が５×１０ ¹⁴ｃｍ^-2以上であ
り、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2以上で
ある構成とする。

【００２６】本発明は、固体撮像装置用のエピタキシャ
ル半導体基板の作製において、略同一深さに炭素とフッ
素とが注入された半導体基板に対して、半導体基板上に
エピタキシャル層を成長させる半導体基板の製造方法で
ある。

【００２７】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、炭素の注入量が５×１０ ¹³ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が該炭素の注入量の１／１００
以上である構成とする。

【００２８】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、炭素の注入量が５×１０ ¹³ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2以上である
構成とする。

【００２９】また本発明は、上記半導体装置の製造方法
において、炭素の注入量が５×１０ ¹⁴ｃｍ^-2以上であ
り、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2以上で
ある構成とする。

【００３０】本発明は、半導体基板の略同一深さに炭素
とフッ素とをそれぞれ注入し、半導体基板上にエピタキ
シャル層を成長させてエピタキシャル半導体基板を作製
し、エピタキシャル半導体基板のエピタキシャル層に固
体撮像素子を形成する固体撮像装置の製造方法である。

【００３１】また本発明は、上記固体撮像装置の製造方
法において、炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が炭素の注入量の１／１００以
上である構成とする。

【００３２】また本発明は、上記固体撮像装置の製造方
法において、炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2以上である
構成とする。

【００３３】また本発明は、上記固体撮像装置の製造方
法において、炭素の注入量が５×１０¹⁴ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2以上である
構成とする。

【００３４】本発明は、略同一深さに炭素とフッ素とが
注入された半導体基板に対して、半導体基板上にエピタ
キシャル層を成長させてエピタキシャル半導体基板を作
製し、エピタキシャル半導体基板のエピタキシャル層に
固体撮像素子を形成する固体撮像装置の製造方法であ
る。

【００３５】また本発明は、上記固体撮像装置の製造方
法において、炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が炭素の注入量の１／１００以
上である構成とする。

【００３６】また本発明は、上記固体撮像装置の製造方
法において、炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2以上である
構成とする。

【００３７】また本発明は、上記固体撮像装置の製造方
法において、炭素の注入量が５×１０¹⁴ｃｍ^-2以上であ
り、かつフッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2以上である
構成とする。

【００３８】以下本発明の一実施の形態を説明する。図
１はエピタキシャル基板の形成工程を示す工程図であ
る。また、図２は本発明に係るＣＣＤ固体撮像装置の構
成図である。

【００３９】まず、図１Ａに示すように、ＣＺ法で成長
させたシリコン単結晶から切り出して形成されたＣＺ基
板（リンがドープされたｎ型基板で比抵抗は８〜１２Ω
ｃｍ）１の一表面（ミラー表面）３０にＲＣＡ洗浄を施
した後に、１０００℃のドライ酸化による２０ｎｍの熱
酸化膜３１を形成する。

【００４０】そして、酸化膜３１を介してミラー表面３
０から、例えば１６０ｋｅＶの加速エネルギー及び１×
１０¹⁵ｃｍ^-2のドーズ量で炭素３２を、また、連続して
例えば１６０ｋｅＶの加速エネルギー及び１×１０¹³ｃ
ｍ^-2或いは１×１０¹⁴ｃｍ^-2のドーズ量でフッ素３３
を、それぞれＣＺ基板１の略同一深さにイオン注入す
る。尚、この炭素３２のイオン注入とフッ素３３のイオ
ン注入の順序を逆にしても効果は変わらない。このと
き、炭素とフッ素のイオン注入の投影射程距離は、共に
約０．３５μｍ程度であり、炭素のピーク濃度は約５×
１０¹⁸ｃｍ^-3程度である。

【００４１】次に、１０００℃、１０分のアニールを施
す。この結果、図１Ｂに示すように、ＣＺ基板１のミラ
ー表面３０よりも深い位置にピーク濃度を有する炭素及
びフッ素注入領域３４が形成される。その後、ＨＦ溶液
を含む溶液で酸化膜３１を除去する。

【００４２】そして、ソースガスとしてＳｉＨＣｌ₃ガ
スを用いて、１１００℃程度の温度で、比抵抗が４０〜
５０Ω・ｃｍのｎ型（リンドープ）のシリコンエピタキ
シャル層２を、ミラー表面３０上に例えば８μｍの厚さ
に成長させる。これにより、図１Ｃに示すように、エピ
タキシャル基板３が形成される。

【００４３】尚、炭素及びフッ素注入領域３４のピーク
濃度を表面よりも深くするのは、エピタキシャル層２の
結晶性劣化を防ぐためである。また、イオン注入後に窒
素雰囲気でアニールするのは、注入で非結晶化されたミ
ラー表面３０の表面近傍における結晶性を回復させるた
めであるが、注入条件によっては、必ずしも必要ではな
い。

【００４４】エピタキシャル基板３に夫々ＣＣＤ固体撮
像素子を形成して、図２に示すようなＣＣＤ固体撮像装
置２３を形成した。

【００４５】このＣＣＤ固体撮像装置２３は、上記エピ
タキシャル半導体基板３のｎ型エピタキシャル層２にｐ
型半導体ウエル領域４を形成し、このｐ型半導体ウエル
領域４内に、ｎ型の不純物拡散領域５と垂直転送レジス
タ６を構成するｎ型転送チャネル領域７、及びｐ型チャ
ネルストッパ領域８が形成され、ｎ型不純物拡散領域５
上にｐ型領域９が、ｎ型転送チャネル領域７の直下に第
２のｐ型半導体ウエル領域１０が夫々形成されている。

【００４６】ｎ型不純物拡散領域５とｐ型半導体ウエル
領域４とのｐｎ接合ｊによるフォトダイオードＰＤによ
って受光部（光電変換部）１１が構成されている。この
受光部１１は画素となるもので、複数の受光部１１がマ
トリックス状に配列されている。

【００４７】垂直転送レジスタ６を構成する転送チャネ
ル領域７、チャネルストッパ領域８及び読み出しゲート
部１２上に例えばＳｉＯ₂膜１５，Ｓｉ₃Ｎ₄膜１６，
ＳｉＯ₂膜１７（ＯＮＯ膜）からなるゲート絶縁膜１８
を介して第１及び第２の多結晶シリコンからなる複数の
転送電極１９が形成されている。ただし、受光部１１上
の絶縁膜はＳｉＯ₂膜１４のみで形成されている。さら
に、層間絶縁膜２０を介して各垂直転送レジスタ６上を
覆うようにＡｌ膜等による遮光膜２１が形成されてい
る。

【００４８】ここで、前述の特願平６−２３１４５号の
方法におけるゲッタリングメカニズムに関して調査した
結果、本出願人が他に提案した方法（特願平８−２０７
７５６号参照）において記載されているように、ゲッタ
ーシンクは炭素と酸素の化合物であると推測される。こ
の場合、酸素はＣＺ基板１中に予め存在する過飽和の格
子間酸素や、故意に注入した酸素イオンである。

【００４９】そこで、酸素の析出を加速させる元素とし
て、フッ素に着目した。そして、炭素イオンを注入する
と共に、フッ素イオンを炭素イオンと略同一の深さにイ
オン注入することによりゲッターシンクを形成すること
を見出した。

【００５０】また、シリコン基板１に対するフッ素のイ
オン注入量を変化させて、固体撮像装置２３における白
傷欠陥の発生を調べた。シリコン基板１に対して、炭素
イオン３２を注入量１×１０¹⁵ｃｍ^-2でイオン注入し、
さらにフッ素イオン３３を注入しないもの、フッ素イオ
ン３３を注入量１×１０¹³ｃｍ^-2でイオン注入したも
の、注入量１×１０¹⁴ｃｍ^-2でイオン注入したもの、と
３種類の基板１を作製した。

【００５１】そして作製したシリコン基板１に対して、
ソースガスとしてＳｉＨＣｌ₃ガスを用いて、成長温度
１１１０℃、比抵抗が４０〜５０Ωｃｍのｎ型（リンド
ープ）のシリコンエピタキシャル層２を成長させて、図
１に示したエピタキシャル基板３を作製した。

【００５２】その後、エピタキシャル層２内にＣＣＤ固
体撮像素子を形成して、図２に示したＣＣＤ固体撮像装
置２３を形成し、白傷欠陥を評価した。その結果を図３
に示す。尚、対照として炭素イオンもフッ素イオンも注
入しないシリコン基板を使用した場合も同様に示す。

【００５３】図３から、フッ素イオンが注入されること
により、炭素イオンの注入のみの場合と比較して、白傷
欠陥が約１／２に低減されることがわかる。

【００５４】これは、炭素イオンと共にフッ素イオンを
注入することにより、強力なゲッタリング能力をもっ
た、有効なゲッターシンクを形成することができるから
と考えられる。このようなゲッターシンクを形成するた
めには、炭素イオンとフッ素イオンをそれぞれ異なる領
域にイオン注入するのではなく、前述したように炭素イ
オンとフッ素イオンの投影飛程距離を揃えて、略同一の
深さにイオン注入することが必要になる。

【００５５】尚、炭素のイオン注入におけるドーズ量
（注入量）は、先に特願平６−２３１４５号で提案した
と同様に、５×１０¹³ｃｍ^-2以上とすることが好まし
い。より好ましくは５×１０¹⁴ｃｍ^-2以上とする。

【００５６】また、フッ素のイオン注入におけるドーズ
量（注入量）は、図３の結果から、炭素のドーズ量（注
入量）の１／１００以上、又は１×１０¹³ｃｍ^-2以上の
ドーズ量が必要であることがわかる。尚、その上限は、
エピタキシャル層の結晶性を損なわないドーズ量とす
る。

【００５７】続いて、図４〜図６に従って、本発明の一
実施の形態として、本発明に係る固体撮像装置の製造方
法の一形態を説明する。本実施の形態は、前述した図２
に示したと同様のＣＣＤ固体撮像装置に適用した場合で
ある。

【００５８】まず、図４Ａに示すように、ｎ型のＣＺシ
リコン基板１を設ける。このシリコン基板１は、主面が
（１００）面を有し、抵抗率が１０Ω・ｃｍであり、直
径８インチの基板である。また、この基板１の表面付近
の領域３４には炭素が１×１０¹⁵ｃｍ^-2のドーズ量で、
フッ素が１×１０¹³ｃｍ^-2のドーズ量でそれぞれ注入さ
れている。

【００５９】次に、図４Ｂに示すように、基板１の一主
面上に、ＳｉＨＣｌ₃ソースガスによる水素還元法を用
いて、１１１０℃のエピタキシャル成長温度で例えば８
μｍの厚さにｎ型シリコンエピタキシャル層２を成長す
る。

【００６０】次に、図４Ｃに示すように、ｎ型シリコン
エピタキシャル層２に第１のｐ型半導体ウエル領域４を
形成する。

【００６１】次に、ｐ型半導体ウエル領域４の表面上に
絶縁膜、例えばＳｉＯ₂膜１５を形成した後、第１のｐ
型半導体ウエル領域４内にｎ型不純物及びｐ型不純物を
選択的にイオン注入する。これにより、図５Ｄに示すよ
うに、垂直転送レジスタを構成するｎ型の転送チャネル
領域７と、ｐ型のチャネルストップ領域８と、第２のｐ
型半導体ウエル領域１０とをそれぞれ形成する。尚、図
５Ｄ以降は、ＣＣＤ固体撮像装置の要部（撮像領域の受
光部付近）の断面図を示す。

【００６２】次に、ＳｉＯ₂膜１５上の全面に例えばＳ
ｉ₃Ｎ₄膜１６及びＳｉＯ₂膜１７を順次積層した後、
受光部１１となる部分のＳｉＯ₂膜１５・Ｓｉ₃Ｎ₄膜
１６・ＳｉＯ₂膜１７を選択的にエッチング除去する。
図５Ｅに示すように、ここで除去されずに残った積層
膜、即ちｎ型転送チャネル領域７、チャネルストップ領
域８、読み出しゲート部１２に対応する部分上のＳｉＯ
₂膜１５・Ｓｉ₃Ｎ₄膜１６・ＳｉＯ₂膜１７の積層膜
（いわゆるＯＮＯ膜）がゲート絶縁膜１８として構成さ
れる。尚、受光部１１となる部分には、ＳｉＯ₂膜１４
を再度形成する。また、このゲート絶縁膜１８上に、多
結晶シリコン層による転送電極１９を形成する。

【００６３】次に、図６Ｆに示すように、転送電極１９
をマスクとしてｎ型不純物、例えばリン（Ｐ）を第１の
ｐ型半導体ウエル領域４内に選択的にイオン注入し、窒
素アニールを施してｎ型不純物拡散領域５を形成する。
このとき、ｎ型不純物拡散領域５と第１のｐ型半導体ウ
エル領域４とのｐｎ接合によるフォトダイオードＰＤに
よって受光部１１が構成される。また、図６Ｆに示すよ
うに、転送電極１９をマスクとしてｐ型不純物、例えば
ボロン（Ｂ）を受光部１１の表面に選択的にイオン注入
し、窒素中で熱処理してイオン注入されたｐ型不純物を
拡散、活性化させて受光部の表面にｐ型の正電荷蓄積領
域９を形成する。

【００６４】次に、図６Ｇに示すように、転送電極１９
を含む全面にＰＳＧ（リンシリケートガラス）等からな
る層間絶縁層２０を介して例えばＡｌ層からなる遮光膜
２１を選択的に形成する。このようにして、目的のＣＣ
Ｄ固体撮像装置２３を得る。

【００６５】このように製造したＣＣＤ固体撮像装置２
３を構成することによって、白傷欠陥を大幅に低減する
ことができた。

【００６６】上述の本実施の形態によれば、半導体基板
の略同一深さに炭素イオン３２とフッ素イオン３３とを
イオン注入することにより、これら炭素及びフッ素が注
入された領域３４即ちゲッターシンクを強力なゲッター
能力を有するように形成することができる。

【００６７】特に、シリコン基板１に、炭素イオンに加
えてフッ素イオンを炭素イオンの注入量の１／１００以
上、または注入量１×１０¹³ｃｍ^-2以上で注入した後
に、シリコン基板の表面にシリコンエピタキシャル層を
形成することにより、ゲッタリング能力が極めて強いシ
リコンエピタキシャル基板３を作製することができる。

【００６８】そして、ゲッタリング能力が強いエピタキ
シャル基板３を用いて、エピタキシャル層２に固体撮像
素子を形成することにより、白傷欠陥数を大幅に低減し
た固体撮像装置を作製することができる。

【００６９】上述の実施の形態では炭素ゲッタリング法
しか用いていないが、本発明においては、他のゲッタリ
ング法（ＩＧ、多結晶シリコンゲッタリング、リンゲッ
タリング等）を組み合わせれば、より白傷欠陥が低減す
ることが確認されている。

【００７０】また、さらに酸素イオンを故意に注入する
工程を追加すれば、ゲッタリング能力をさらに向上させ
ることも可能になる。

【００７１】また、上述の実施の形態では、ｎ型のシリ
コンエピタキシャル基板上に形成されたｐ型半導体ウエ
ル領域４の表面にｎ型不純物領域５を形成して、ｐ型半
導体ウエル領域４とｎ型不純物拡散領域４とのｐｎ接合
によってフォトダイオードＰＤを形成したが、ｐ型シリ
コンエピタキシャル基板にｎ型不純物領域を形成してフ
ォトダイオードＰＤを構成する場合にも同様に本発明を
適用することができる。

【００７２】また、層内レンズを有するＣＣＤ固体撮像
装置にも同様に本発明を適用することができる。

【００７３】さらに、本発明は、上述のＣＣＤ固体撮像
装置の他、その他の固体撮像装置、例えば増幅型固体撮
像装置やＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造にも同様に適用
することができる。本発明を適用することにより、その
他の固体撮像装置においても白傷欠陥を大幅に低減する
ことができる。

【００７４】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。

【００７５】

【発明の効果】上述の本発明によれば、ゲッタリング能
力が強いシリコンエピタキシャル半導体基板を作製する
ことができ、金属不純物をエピタキシャル層から有効に
除去することができる。

【００７６】特に、フッ素イオンの注入量を、炭素イオ
ンの注入量の１／１００以上、または１×１０¹³ｃｍ^-2
以上注入することにより、ゲッタリング能力が極めて強
いエピタキシャル半導体基板を作製することができる。

【００７７】従って、本発明により、このように形成し
たエピタキシャル半導体基板を用いて固体撮像装置を製
造することにより、固体撮像装置の白傷不良を大幅に低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエピタキシャル半導体基板の一形
態を示す断面図である。

【図２】本発明に係るＣＣＤ固体撮像装置を示す構成図
である。

【図３】本発明の説明に供するエピタキシャル半導体基
板における炭素及びフッ素の注入量による白傷発生の数
の変化を示す図である。

【図４】Ａ〜Ｃ本発明に係る固体撮像装置の製造工程
図である。

【図５】Ｄ、Ｅ本発明に係る固体撮像装置の製造工程
図である。

【図６】Ｆ、Ｇ本発明に係る固体撮像装置の製造工程
図である。

【符号の説明】

１シリコン基板（ＣＺ基板）、２シリコンエピタキ
シャル層、３エピタキシャル半導体基板、４第１の
ｐ型半導体ウエル領域、５ｎ型不純物拡散領域、６
垂直転送レジスタ、７転送チャネル領域、８チャネ
ルストップ領域、９正電荷蓄積領域、１０第２のｐ
型半導体ウエル領域、１１受光部、１２読み出しゲー
ト部、１８ゲート絶縁膜、１９転送電極、２０層
間絶縁膜、２１遮光膜、２３ＣＣＤ固体撮像装置、
３４炭素及びフッ素注入領域（ゲッターシンク）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像装置用のエピタキシャル半導体
基板の作製において、半導体基板の略同一深さに炭素とフッ素とをそれぞれ注
入する工程と、上記半導体基板上にエピタキシャル層を成長させる工程
とを有することを特徴とする半導体基板の製造方法。
【請求項２】上記炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2以
上であり、かつ上記フッ素の注入量が該炭素の注入量の
１／１００以上であることを特徴とする請求項１に記載
の半導体基板の製造方法。
【請求項３】上記炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2以
上であり、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2
以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体基
板の製造方法。
【請求項４】上記炭素の注入量が５×１０¹⁴ｃｍ^-2以
上であり、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2
以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体基
板の製造方法。
【請求項５】固体撮像装置用のエピタキシャル半導体
基板の作製において、略同一深さに炭素とフッ素とが注入された半導体基板に
対して、該半導体基板上にエピタキシャル層を成長させ
ることを特徴とする半導体基板の製造方法。
【請求項６】上記炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2以
上であり、かつ上記フッ素の注入量が該炭素の注入量の
１／１００以上であることを特徴とする請求項５に記載
の半導体基板の製造方法。
【請求項７】上記炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2以
上であり、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2
以上であることを特徴とする請求項５に記載の半導体基
板の製造方法。
【請求項８】上記炭素の注入量が５×１０¹⁴ｃｍ^-2以
上であり、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ^-2
以上であることを特徴とする請求項５に記載の半導体基
板の製造方法。
【請求項９】半導体基板の略同一深さに炭素とフッ素
とをそれぞれ注入し、該半導体基板上にエピタキシャル
層を成長させてエピタキシャル半導体基板を作製し、上記エピタキシャル半導体基板のエピタキシャル層に固
体撮像素子を形成することを特徴とする固体撮像装置の
製造方法。
【請求項１０】上記炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2
以上であり、かつ上記フッ素の注入量が該炭素の注入量
の１／１００以上であることを特徴とする請求項９に記
載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】上記炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2
以上であり、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ
^-2以上であることを特徴とする請求項９に記載の固体撮
像装置の製造方法。
【請求項１２】上記炭素の注入量が５×１０¹⁴ｃｍ^-2
以上であり、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ
^-2以上であることを特徴とする請求項９に記載の固体撮
像装置の製造方法。
【請求項１３】略同一深さに炭素とフッ素とが注入さ
れた半導体基板に対して、該半導体基板上にエピタキシ
ャル層を成長させてエピタキシャル半導体基板を作製
し、上記エピタキシャル半導体基板のエピタキシャル層に固
体撮像素子を形成することを特徴とする固体撮像装置の
製造方法。
【請求項１４】上記炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2
以上であり、かつ上記フッ素の注入量が該炭素の注入量
の１／１００以上であることを特徴とする請求項１３に
記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】上記炭素の注入量が５×１０¹³ｃｍ^-2
以上であり、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ
^-2以上であることを特徴とする請求項１３に記載の固体
撮像装置の製造方法。
【請求項１６】上記炭素の注入量が５×１０¹⁴ｃｍ^-2
以上であり、かつ上記フッ素の注入量が１×１０¹³ｃｍ
^-2以上であることを特徴とする請求項１３に記載の固体
撮像装置の製造方法。