JP2590271B2 - 半導体基板の製造方法 - Google Patents
半導体基板の製造方法Info
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Description
るためのエピタキシャル層の形成基板となる品質の改良
された保護膜付き半導体基板の製造方法に関するもので
ある。
場合、例えば、不純物濃度の高いp型またはn型の半導
体基板を用い、その半導体基板の上に基板に比較してそ
の不純物濃度の低いp型またはn型のエピタキシャル層
を形成し、このエピタキシャル層に各種回路素子を形成
することが行われている。
層を形成する場合、オートドーピングの問題を生じる。
このオートドーピング現象は、半導体基板における側面
部および背面部の不純物が主として化学反応によって気
相中に一旦放出され、当該不純物がエピタキシャル層表
面に搬送され、エピタキシャル層中にドープされること
によって生じる。
ル層の不純物濃度が変化し、エピタキシャル層内におい
て不純物濃度が不均一化してしまう。
エピタキシャル層を形成する前に半導体基板の側面およ
び裏面に酸化膜からなる保護膜を形成し、当該酸化膜に
よって不純物の気相への放出を抑止し、その状態で半導
体基板の表面にエピタキシャル層を形成するようにして
いた。このような技術については、例えば、特開昭58−
95819号公報に記載されている。
を形成した半導体基板を用いてエピタキシャルウェーハ
を製造し、該エピタキシャルウェーハを評価してみる
と、下記のような問題を生じた。
したp+型半導体基板(ボロン不純物濃度6.0×1018原子/
cm3)1の上にバッファの役目をするn+エピタキシャル
層(第1層:リン不純物濃度7.84×1016原子/cm3、厚さ
20μm)3を形成し、さらに、その上にn-エピタキシャ
ル層(第2層:リン不純物濃度4.5×1013原子/cm3、厚
さ100μm)4を形成したところ、第6図に示すように
その第2層の表層部がp型化し、その途中にpnジャンク
ション(第7図にアルファベットJで表されている。)
を生じたり、また第8図に示すように、抵抗値が表面に
近づくにつれて高くなることがあった。
は、エピタキシャル層形成の際又はそれ以前に保護膜に
生じたクラックにあることを確認した。
クラックが発生し難いが、膜厚が0.3μm未満であると
オートドーピング防止効果(シール効果)が不十分であ
ること、さらに、その膜厚が同じ場合には、SiH4/O2の
組成比が小さい程、また成長速度が遅い場合に緻密な膜
が形成され、オートドーピング防止効果が高いことが見
出された。
ル効果の高い、そしてその効果の安定した保護膜を持つ
半導体基板の製造方法を提供することを目的としてい
る。
については、本明細書の記述および添附図面から明らか
になるであろう。
要を説明すれば、下記のとおりである。
面および裏面に、エピタキシャル層形成の際のオートド
ーピングを防止するためのCVD酸化膜からなる保護膜を
形成するにあたり、常圧CVD法によって、SiH4/O2の組成
比が0.09以下となるような反応ガス雰囲気中で、上記保
護膜を、0.3μm/min以下の膜形成速度で、0.3〜1.4μm
の厚さに形成するようにしたものである。
となるような反応ガス雰囲気中で、上記保護膜を、0.3
μm/min以下の膜形成速度で0.3〜1.4μmの厚さに形成
するようにしたので、緻密な膜が形成できると共に、ク
ラックが発生しないので、エピタキシャル層形成の際に
オートドーピングが確実に防止できることになる。
図面に基づいて説明する。
いる。
板)を表わしており、この半導体基板1の側面および裏
面にはCVD酸化膜からなる保護膜2が形成されている。
この保護膜2の厚さは1.4μm以下となっている。
ようにして形成される。
型半導体基板1の側面および裏面にCVD酸化膜からなる
保護膜2を形成する。加熱された搬送ベルトの上を基板
が約350〜450℃に加熱されながら連続的に移動し、例え
ば、キャリアガスとして不活性ガスである窒素ガスを用
いて、これにSiH4/O2の組成比(体積比)を0.09以下か
つ0.3μm/min以下の膜形成速度となるように反応ガスを
上から吹き付ける。搬送ベルトのスピード調整により膜
厚を0.3〜1.4μmとなるように保護膜2の形成を行な
う。しかして、以上のようにして半導体基板1の側面お
よび裏面にCVD酸化膜からなる保護膜2が形成されたな
ら、半導体基板1の表面側にエピタキシャル層を形成す
る。
ダーの中に懸架された多角錐台状サセプタの側壁面に基
板ウェーハを設置し、その上方から反応ガスを流して赤
外線ランプにより加熱するバレル型炉などを用いて行な
われる。
もクラックの発生も防止されるので、エピタキシャル層
形成の際のオートドーピングが効果的に防止されること
になる。
た。
異なる保護膜2を形成したサンプルについてエピタキシ
ャル層形成前後(EP前およびEP後)でクラックの発生の
有無を調べた。
れている。
行った。
従来品と同じ膜厚のもの、つまり、1.5μmの保護膜2
を持つサンプル7,8,9にのみクラックが生じていること
が判る。また、アニールによる効果を調べるために1.3
μmの膜厚の保護膜2を形成した場合においてアニール
処理(800℃又は900℃)を施した(サンプル14,15)と
ころ、エピタキシャル層形成前に既にクラックが生じて
いることが判る。したがって酸化膜のクラック防止にア
ニールは効果のないことが判った。
い、そのエッチング速度が2.0μm/min以下であれば、保
護膜は緻密であり、エピタキシャル層形成の際のオート
ドーピングが効果的に防止されることを前実験により見
出し、次の実験では、SiH4/O2の組成比を変えたサンプ
ルについて、25%HF水溶液でエッチング処理を行った。
その結果が第2図に示されている。□は1.1μmの保護
膜、△は1.3μmの保護膜、○は1.5μmの保護膜、▲は
1.3μmの保護膜を形成しアニール処理(800℃又は900
℃)を行ったものを示している。
では、いずれも、エッチング速度が2.0μm/min以下とな
っており、緻密な膜が形成されていることが判る。した
がって、SiH4/O2の組成比を0.09以下としたものは、そ
れ自体シール効果が高いことが判る。なお、アニール処
理を行った場合には、エッチングレートが1.0μm/min以
下となり、熱酸化膜のエッチングレートと比較して極め
て緻密な膜が形成されると想像され、従って、それ自体
としてはシール効果を期待できるが、アニール処理を行
った場合には、上述のようにクラックの発生があり、結
果的にオートドーピング効果が低くなる。また、ちなみ
に、熱酸化膜のエッチングレートは0.35μm/min程度で
ある。
流量(実流値)を変えて実験を行った。
3図において、○は成長温度400℃にて1.3μmの保護膜
を形成したサンプル、△は成長温度400℃にて1.5μmの
保護膜を形成したサンプル、●は成長温度450℃にて1.3
μmの保護膜を形成したサンプルを示している。
保護膜であるCVD酸化膜を形成すれば、より緻密な保護
膜が形成できることが判る。すなわち、保護膜の膜形成
速度を0.3μm/min以下に低下させることによって緻密な
保護膜が形成される。
を有するP+型半導体基板1の表面側に、n+エピタキシャ
ル層3およびn-エピタキシャル層4を形成したエピタキ
シャルウェーハについて抵抗値を調べたところ、第5図
に示すようなプロファイルが得られた。つまり、本発明
を適用した半導体基板1を用いてエピタキシャル層を形
成した場合には、エピタキシャル層内において抵抗値が
均一なエピタキシャルウェーハが得られた。
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
エピタキシャル層を形成する場合について説明したが、
n型半導体基板の上にp型エピタキシャル層を形成する
ものにも、さらには、半導体基板の上にそれと同じ導電
型のエピタキシャル層を形成する場合にも適用できる。
を説明すれば下記のとおりである。
板の側面および裏面に、エピタキシャル層形成の際のオ
ートドーピングを防止するためのCVD酸化膜からなる保
護膜を形成するにあたり、常圧CVD法によって、SiH4/O2
の組成比が0.09以下となるような反応ガス雰囲気中で、
上記保護膜を、0.3〜1.4μmの厚さに形成するようにし
たので、緻密な膜が形成できると共に、クラックが発生
しないので、エピタキシャル層形成の際にオートドーピ
ングが確実に防止できることになる。
示すグラフ、 第3図はSiH4の流量とエッチング速度との関係を示すグ
ラフ、 第4図は本発明を適用して得られたエピタキシャルウェ
ーハの一部縦断面図、 第5図は第4図のエピタキシャルウェーハの抵抗プロフ
ァイルを示す図、 第6図は従来のエピタキシャルウェーハの一部縦断面
図、 第7図は第6図のエピタキシャルウェーハの抵抗プロフ
ァイルの一例を示す図、 第8図は従来のエピタキシャルウェーハの抵抗プロファ
イルの他例を示す図である。 1……半導体基板、2……保護膜、3,4……エピタキシ
ャル層。
Claims (1)
- 【請求項1】半導体基板の側面および裏面に、エピタキ
シャル層形成の際のオートドーピングを防止するための
CVD酸化膜からなる保護膜を形成するにあたり、常圧CVD
法によって、SiH4/O2の組成比が0.09以下となるような
反応ガス雰囲気中で、上記保護膜を、0.3μm/min以下の
膜形成速度で、0.3〜1.4μmの厚さに形成することを特
徴とするエピタキシャル単結晶成長のための半導体基板
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1253821A JP2590271B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 半導体基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1253821A JP2590271B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 半導体基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03116833A JPH03116833A (ja) | 1991-05-17 |
JP2590271B2 true JP2590271B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=17256607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1253821A Expired - Fee Related JP2590271B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 半導体基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2590271B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10020187B2 (en) | 2012-11-26 | 2018-07-10 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and methods for backside passivation |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6446936A (en) * | 1987-08-17 | 1989-02-21 | Nippon Telegraph & Telephone | Growth method of thin film |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1253821A patent/JP2590271B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03116833A (ja) | 1991-05-17 |
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