JPH0234932A - 半導体ウエハのゲッタリング方法 - Google Patents
半導体ウエハのゲッタリング方法Info
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- JPH0234932A JPH0234932A JP18599688A JP18599688A JPH0234932A JP H0234932 A JPH0234932 A JP H0234932A JP 18599688 A JP18599688 A JP 18599688A JP 18599688 A JP18599688 A JP 18599688A JP H0234932 A JPH0234932 A JP H0234932A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
以下の順序に従って本発明を説明する。
Ａ、産業上の利用分野
発明の概要
従来技術
発明が解決しようとする問題点
問題点を解決するための手段
作用
実施例［第１図、第２図］
発明の効果
（Ａ、 ｆＩｉ業上の利用分野）
本発明は半導体ウェハのゲッタリング方法、特にイント
リンシックゲッタリング方？去に関するつ（Ｂ、発明の
概要） 本発明は、半導体ウェハのイントリンシックのゲッタリ
ング方法において。
リンシックゲッタリング方？去に関するつ（Ｂ、発明の
概要） 本発明は、半導体ウェハのイントリンシックのゲッタリ
ング方法において。
半導体ウェハ内におけるゲッタリング効果を゛ト導体ウ
ェハの全域に渡って均一にするため、低酸素濃度半導体
ウェハの表面より適宜深いところに、酸素をイオン打込
みし、次いで高温短時間アニールにより上記イオン打込
みによるダメ−ジ修復をし、しかる後低温アニール処理
及び高温アニール処理を行うものである。
ェハの全域に渡って均一にするため、低酸素濃度半導体
ウェハの表面より適宜深いところに、酸素をイオン打込
みし、次いで高温短時間アニールにより上記イオン打込
みによるダメ−ジ修復をし、しかる後低温アニール処理
及び高温アニール処理を行うものである。
（Ｃ，従来技術）
ｆ、導体ウェハのイントリンシックゲッタリングは、月
刊Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ （プレス
ジャーナル社）１９８７年１月号「・シリコン結晶・超
ＬＳＩウェーハの結晶欠陥とゲッタリグ技術」８８〜９
５頁に記載されているように、シリコン結晶中の酸素を
析出させてそこに結晶中の重金属等の不純物をゲッタリ
ングさせるものである。
刊Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ （プレス
ジャーナル社）１９８７年１月号「・シリコン結晶・超
ＬＳＩウェーハの結晶欠陥とゲッタリグ技術」８８〜９
５頁に記載されているように、シリコン結晶中の酸素を
析出させてそこに結晶中の重金属等の不純物をゲッタリ
ングさせるものである。
そして、従来においては一般に、半導体インゴットを引
き上げ法（ＣＺ法）により形成する際にその時の温度（
引き上げ温度）での固溶度いっばいに酸素を添加してお
き、半導体ウェハの状態で上記引き上げ温度よりも低い
温度で熱処理することにより半導体ウェハ中の酸素を析
出させ、その析出により生じた核にゲッタリングをさせ
るという方法で行われた。
き上げ法（ＣＺ法）により形成する際にその時の温度（
引き上げ温度）での固溶度いっばいに酸素を添加してお
き、半導体ウェハの状態で上記引き上げ温度よりも低い
温度で熱処理することにより半導体ウェハ中の酸素を析
出させ、その析出により生じた核にゲッタリングをさせ
るという方法で行われた。
（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、引き
上げのときに添加される酸素の濃度は非常に不均一であ
る。従って、ゲッタリングのためのアニールをしたとき
に得られるゲッタリング効果も場所によって異なり不均
一・になるという問題がある。また、アンチモンｓｂが
不純物としてドープされた基板をつくるための半導体イ
ンゴットの製造段階では酸素濃度を高くすることが難し
く、そのため所望のゲッタリング効果を得ることが不可
能である。
上げのときに添加される酸素の濃度は非常に不均一であ
る。従って、ゲッタリングのためのアニールをしたとき
に得られるゲッタリング効果も場所によって異なり不均
一・になるという問題がある。また、アンチモンｓｂが
不純物としてドープされた基板をつくるための半導体イ
ンゴットの製造段階では酸素濃度を高くすることが難し
く、そのため所望のゲッタリング効果を得ることが不可
能である。
そのため、スライスして半４体りエへの状態にした後酸
素をイオン打込みして半導体ウェハ中に均一な濃度分布
で酸素を注入し、その後酸素を析出させてゲッタリング
核をつくりゲッタリングをするということが考えられる
が、酸素をイオン打込みするとそれによって半導体ウニ
八表面部、Ｉ！１１ち半導体素子の活性領域となる部分
がダメージを受けてしまうことになる。そのためダメー
ジを修復して元の良好な結晶性が得られるようにするた
めのアニールが必要となる。しかし、そのアニルを従来
−数的に行われているファーネスアニル（電気炉内にお
いてのアニール）により行えば、アニール中に半導体ウ
ェハ表面部の酸素が外部に抜は出てしまい、ゲッタリン
グ核がつくれなくなってしまうことになる。
素をイオン打込みして半導体ウェハ中に均一な濃度分布
で酸素を注入し、その後酸素を析出させてゲッタリング
核をつくりゲッタリングをするということが考えられる
が、酸素をイオン打込みするとそれによって半導体ウニ
八表面部、Ｉ！１１ち半導体素子の活性領域となる部分
がダメージを受けてしまうことになる。そのためダメー
ジを修復して元の良好な結晶性が得られるようにするた
めのアニールが必要となる。しかし、そのアニルを従来
−数的に行われているファーネスアニル（電気炉内にお
いてのアニール）により行えば、アニール中に半導体ウ
ェハ表面部の酸素が外部に抜は出てしまい、ゲッタリン
グ核がつくれなくなってしまうことになる。
このように、従来においては半導体ウェハ内の酸素濃度
が不均一になり、所望のゲッタリング効果を半導体ウェ
ハ内において均一に得ることが非常に難しいという問題
があった。
が不均一になり、所望のゲッタリング効果を半導体ウェ
ハ内において均一に得ることが非常に難しいという問題
があった。
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、半導体ウェハ内におけるゲッタリング効果を半導
体ウェハの全域に渡フて均一にすることを目的とする。
あり、半導体ウェハ内におけるゲッタリング効果を半導
体ウェハの全域に渡フて均一にすることを目的とする。
（Ｅ、問題点を解決するための手段）
本発明半導体ウェハのゲッタリング方法は上記問題点を
解決するため、低酸素濃度半導体ウェハの表面より適宜
深いところに、酸素をイオン打込みし、次いで高温短時
間アニールにより上記イオン打込みによるダメージを修
復し、しかる後低温アニール処理及び高温アニール時間
埋を行うことを特徴とする。
解決するため、低酸素濃度半導体ウェハの表面より適宜
深いところに、酸素をイオン打込みし、次いで高温短時
間アニールにより上記イオン打込みによるダメージを修
復し、しかる後低温アニール処理及び高温アニール時間
埋を行うことを特徴とする。
（Ｆ、作用）
本発明半導体ウェハのゲッタリング方法によれば、半導
体ウェハとして低酸素濃度のものを用い、酸素濃度を高
蹟度に制御することのできる・ｒオン打込みにより半導
体ウェハにイオン打込みするので、半導体ウェハの酸素
濃度をその全域に渡って均一に且つ所望の値にすること
ができる。
体ウェハとして低酸素濃度のものを用い、酸素濃度を高
蹟度に制御することのできる・ｒオン打込みにより半導
体ウェハにイオン打込みするので、半導体ウェハの酸素
濃度をその全域に渡って均一に且つ所望の値にすること
ができる。
そし・で、イオン打込みにより半導体ウニ八表面に生じ
るダメージは高温短時間アニールにより修復することが
でき、それでいてアニール時間が短いので酸素濃度の！
ト導体ウェハ厚み方向における分布、平面方向における
分布はほとんど崩れない。
るダメージは高温短時間アニールにより修復することが
でき、それでいてアニール時間が短いので酸素濃度の！
ト導体ウェハ厚み方向における分布、平面方向における
分布はほとんど崩れない。
従って、所望のゲッタリング効果を持つゲッタリング核
を半導体ウニ八表面から適宜の深さのところに存在させ
ることができ、延いてはその状態で低温アニール処理及
び高温アニール処理にょるゲッタリングを行うことがで
きる。依って、所望のゲッタリング効果を半導体ウェハ
全域に渡って均一に得ることができる。
を半導体ウニ八表面から適宜の深さのところに存在させ
ることができ、延いてはその状態で低温アニール処理及
び高温アニール処理にょるゲッタリングを行うことがで
きる。依って、所望のゲッタリング効果を半導体ウェハ
全域に渡って均一に得ることができる。
（Ｇ、実施例）［第１図、第２図］
以下１本発明半導体ウェハのゲッタリング方法を図示実
施例に従って詳細に説明する。
施例に従って詳細に説明する。
第１図（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明半導体ウェハのゲッタ
リング方法の一つの実施例を工程順に示す半導体ウェハ
の断面図である。
リング方法の一つの実施例を工程順に示す半導体ウェハ
の断面図である。
（Ａ）！ｔ！：導体ウェハとして同図（Ａ）に示すよう
に低酸素濃度（１０”ｃ ｍ−’以下）のもの１を用意
する。半導体ウェハとして低酸素濃度のものを用意する
のは、後のイオン打込みによって所望の酸素濃度が均一
に得られるようにするためである。即ち、若し普通のＣ
Ｚ法で得られる半導体インゴットのように酸素濃度を高
くすると、イオン打込みにより酸素をイオン打込みして
も全体の酸素濃度に占めるイオン打込みによる酸素濃度
の割合が小さくなり、イオン打込みの濃度を精度良く制
御することができるという利点を有効に活かすことがで
きなくなるのである。尚、図においては、２は表面、３
は裏面である。
に低酸素濃度（１０”ｃ ｍ−’以下）のもの１を用意
する。半導体ウェハとして低酸素濃度のものを用意する
のは、後のイオン打込みによって所望の酸素濃度が均一
に得られるようにするためである。即ち、若し普通のＣ
Ｚ法で得られる半導体インゴットのように酸素濃度を高
くすると、イオン打込みにより酸素をイオン打込みして
も全体の酸素濃度に占めるイオン打込みによる酸素濃度
の割合が小さくなり、イオン打込みの濃度を精度良く制
御することができるという利点を有効に活かすことがで
きなくなるのである。尚、図においては、２は表面、３
は裏面である。
（Ｂ）次に、第１図（Ｂ）に示すように酸素をＩＭｅＶ
以上のハイエネルギーで半導体ウェハ１の表面２側から
イオン打込みして、半導体素子の活性領域が形成される
部分（以下便宜−ヒ単に「活性領域」と称する。）４よ
りも深いところ（深さ例えば１μｍ以、トのところ）を
高酸素濃度にする。同図（Ｂ）の右側の部分は酸素濃度
分布をボしている。
以上のハイエネルギーで半導体ウェハ１の表面２側から
イオン打込みして、半導体素子の活性領域が形成される
部分（以下便宜−ヒ単に「活性領域」と称する。）４よ
りも深いところ（深さ例えば１μｍ以、トのところ）を
高酸素濃度にする。同図（Ｂ）の右側の部分は酸素濃度
分布をボしている。
このイオン打込みは、半導体ウェハｌの所望の深さのと
ころに所望の高い酸素濃度の層をつくり、上記の半導体
素子の活性領域４にある重金属や結晶欠陥等をその酸素
濃度の高い層によって後でゲッタリングできるようにす
るために行うものであり、後の第１図（Ｄ）に示す低温
アニール処理で酸素が充分に析出してゲッタリング核が
生じ得るようにかかる高酸素濃度層の濃度は１０１８ｃ
ｍ−３よりも高い値にする。
ころに所望の高い酸素濃度の層をつくり、上記の半導体
素子の活性領域４にある重金属や結晶欠陥等をその酸素
濃度の高い層によって後でゲッタリングできるようにす
るために行うものであり、後の第１図（Ｄ）に示す低温
アニール処理で酸素が充分に析出してゲッタリング核が
生じ得るようにかかる高酸素濃度層の濃度は１０１８ｃ
ｍ−３よりも高い値にする。
尚、５．５、・・・はこのイオン打込みにより活性領域
４に生じたダメージであり、これは放置すると半導体素
子の特性を劣化させ、不安定にする要因となるものであ
る。
４に生じたダメージであり、これは放置すると半導体素
子の特性を劣化させ、不安定にする要因となるものであ
る。
（Ｃ）次に、上記ダメージ５．５、・・・を修復して良
好な結晶性を回復させるために第１図（Ｃ）に示すよう
に高温短時間アニールを行う。具体的には、赤外線によ
りあるいはレーザビームにより例えば１１５０℃程度の
温度で数十秒間加熱することにより行う。
好な結晶性を回復させるために第１図（Ｃ）に示すよう
に高温短時間アニールを行う。具体的には、赤外線によ
りあるいはレーザビームにより例えば１１５０℃程度の
温度で数十秒間加熱することにより行う。
このアニールはダメージ５．５、・・・を充分に修復し
て活性領域４内に元の良好な結晶性をもたらすためのも
のであるが、そのダメージ修復を酸素濃度分布の変動を
ほとんどもたらすことなく行うために例えば１１５０℃
という高温での数十秒間という短時間加熱により行うの
である。このようにアニールすると実際に酸素濃度分布
がほとんど変動せず、従フて、半導体ウェハ１の活性領
域４の下にある高酸素濃度層内の酸素が半導体ウェハ１
の表面から外へ出るという現象が生ぜず、活性領域４
’）”には高濃度で酸素が存在し、後の工程で充分なゲ
ッタリング効果を持ち得るように待機した状態を維持す
ることができる。
て活性領域４内に元の良好な結晶性をもたらすためのも
のであるが、そのダメージ修復を酸素濃度分布の変動を
ほとんどもたらすことなく行うために例えば１１５０℃
という高温での数十秒間という短時間加熱により行うの
である。このようにアニールすると実際に酸素濃度分布
がほとんど変動せず、従フて、半導体ウェハ１の活性領
域４の下にある高酸素濃度層内の酸素が半導体ウェハ１
の表面から外へ出るという現象が生ぜず、活性領域４
’）”には高濃度で酸素が存在し、後の工程で充分なゲ
ッタリング効果を持ち得るように待機した状態を維持す
ることができる。
（Ｄ）次に、第１１Ｊ （Ｄ ）に示すように、ドライ
酸素０２雰囲気中で６００〜９００℃の温度で１０〜２
０時間加熱する低温アニール処理を施す。この低温アニ
ール処理は高濃度の酸素を析出させてゲッタリング核６
．６、・・・を活性領域４下に発生させるためである。
酸素０２雰囲気中で６００〜９００℃の温度で１０〜２
０時間加熱する低温アニール処理を施す。この低温アニ
ール処理は高濃度の酸素を析出させてゲッタリング核６
．６、・・・を活性領域４下に発生させるためである。
（Ｅ）次に、第１″図（Ｅ）に示すように、ドライ酸素
０２雰囲気中で９００〜１１００℃の温度で５〜１０時
間加熱する高温アニール処理を施する。この高温アニー
ル処理は、上記低温アニール処理で発生したゲッタリン
グ核６．６、・・・を成長させるために行う。そして、
この成長したゲッタリング各６．６、・・・により各高
温処理毎に活性領域４内の重金属、結晶欠陥がゲッタリ
ングされ、良好な特性の半導体素子を得ることが可能に
なる。７はこのようなゲッタリング各６．６、・・・が
層を成して存在するゲッタリング領域である。
０２雰囲気中で９００〜１１００℃の温度で５〜１０時
間加熱する高温アニール処理を施する。この高温アニー
ル処理は、上記低温アニール処理で発生したゲッタリン
グ核６．６、・・・を成長させるために行う。そして、
この成長したゲッタリング各６．６、・・・により各高
温処理毎に活性領域４内の重金属、結晶欠陥がゲッタリ
ングされ、良好な特性の半導体素子を得ることが可能に
なる。７はこのようなゲッタリング各６．６、・・・が
層を成して存在するゲッタリング領域である。
第２図はダメージ修復のための高温短時間アニール、低
温アニール処理及び高温アニール処理の各アニールにつ
いてのアニール温度とアニール時間を示すプロセス図で
ある。
温アニール処理及び高温アニール処理の各アニールにつ
いてのアニール温度とアニール時間を示すプロセス図で
ある。
このような半導体ウェハのゲッタリング方法によれば、
イオン打込みにより酸素を注入することによって酸素濃
度を高い積度で制御でき、しかもダメージ消去のための
アニールを高温短時間アニールにより行うので、高精度
で制御された酸素濃度分布をダメージ修復のためのアニ
ールによって変動しないようにすることができる。従っ
て、普通の半導体ウェハであるか、従来の非常に酸素濃
度制御が難しい高不純物濃度半導体クエへであるかを問
わず結晶中の所定の深さのところに、即ち、活性領域４
の下側に制御性良く所望のゲッタリング効果を有するゲ
ッタリング領域７をつくることができる。
イオン打込みにより酸素を注入することによって酸素濃
度を高い積度で制御でき、しかもダメージ消去のための
アニールを高温短時間アニールにより行うので、高精度
で制御された酸素濃度分布をダメージ修復のためのアニ
ールによって変動しないようにすることができる。従っ
て、普通の半導体ウェハであるか、従来の非常に酸素濃
度制御が難しい高不純物濃度半導体クエへであるかを問
わず結晶中の所定の深さのところに、即ち、活性領域４
の下側に制御性良く所望のゲッタリング効果を有するゲ
ッタリング領域７をつくることができる。
（Ｈ，発明の効果）
以上に述べたように、本発明半導体ウェハのゲッタリン
グ方法は、比較的酸素濃度の低い半導体ウェハにその表
面側から表面より適宜深いところへ酸素イオンを注入す
るイオン打込みをし、次いで、半導体ウニ八表面部の上
記のイオン打込みにより生じたダメージを修復する高温
短時間アニ゛−ルを行い、その後、低温アニール処理を
行い。しかる後、高温アニール処理を行うことを特徴と
するものである。
グ方法は、比較的酸素濃度の低い半導体ウェハにその表
面側から表面より適宜深いところへ酸素イオンを注入す
るイオン打込みをし、次いで、半導体ウニ八表面部の上
記のイオン打込みにより生じたダメージを修復する高温
短時間アニ゛−ルを行い、その後、低温アニール処理を
行い。しかる後、高温アニール処理を行うことを特徴と
するものである。
従って、本発明半導体ウェハのゲッタリング方法によれ
ば、半導体ウェハとして低酸素濃度のものを用い、深さ
及び濃度を高精度に制御することのできるイオン打込み
により半導体ウェハに酸素を導入するので、半導体ウェ
ハの所望の深さのところにゲッタリング領域となる高酸
素濃度層を形成することができ、そしてその層の酸素濃
度をその全域に渡って均一に巨つ所望の値にすることが
できる。そ１ノ℃、イオン打込みにより半導体ウニ八表
面に生じるダメージは高温短時間アニールにより修復す
ることができ、それでいてアニール時間が短いので酸素
濃度の半導体ウェハ厚み方向における分布、平面方向に
おける分布はほとんど崩れない。従フて、所望のゲッタ
リング効果を持つゲッタリング核を半導体ウェハ表面か
ら適宜の深さのところに存在させることができ、延いて
はその状態で低温アニール処理及び高温アニール処理に
よるゲッタリングを行うことができる。依って、所望の
ゲッタリング効果を半導体ウェハ全域に渡って均一に得
ることができる。
ば、半導体ウェハとして低酸素濃度のものを用い、深さ
及び濃度を高精度に制御することのできるイオン打込み
により半導体ウェハに酸素を導入するので、半導体ウェ
ハの所望の深さのところにゲッタリング領域となる高酸
素濃度層を形成することができ、そしてその層の酸素濃
度をその全域に渡って均一に巨つ所望の値にすることが
できる。そ１ノ℃、イオン打込みにより半導体ウニ八表
面に生じるダメージは高温短時間アニールにより修復す
ることができ、それでいてアニール時間が短いので酸素
濃度の半導体ウェハ厚み方向における分布、平面方向に
おける分布はほとんど崩れない。従フて、所望のゲッタ
リング効果を持つゲッタリング核を半導体ウェハ表面か
ら適宜の深さのところに存在させることができ、延いて
はその状態で低温アニール処理及び高温アニール処理に
よるゲッタリングを行うことができる。依って、所望の
ゲッタリング効果を半導体ウェハ全域に渡って均一に得
ることができる。
７・・・ゲッタリング領域。
第１図（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明半導体ウェハのゲッタ
リング方法の一つの実施例を工程順に示す断面図、第２
図は各アニールの時間と温度を示すプロセス図である。 符号の説明 １・・・半導体ウェハ、 ２・・・半導体ウェハの表面、 ４・・・活性領域となる部分、 ５・・・ダメージ、
リング方法の一つの実施例を工程順に示す断面図、第２
図は各アニールの時間と温度を示すプロセス図である。 符号の説明 １・・・半導体ウェハ、 ２・・・半導体ウェハの表面、 ４・・・活性領域となる部分、 ５・・・ダメージ、
Claims (1)
- （１）比較的酸素濃度の低い半導体ウェハにその表面側
から表面より適宜深いところへ酸素イオンを注入するイ
オン打込みをし、 次いで、半導体ウェハ表面部の上記のイオン打込みによ
り生じたダメージを修復する高温短時間アニールを行い
、 その後、低温アニール処理を行い しかる後、高温アニール処理を行う ことを特徴とする半導体ウェハのゲッタリング方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185996A JP3066968B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体ウエハのゲッタリング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185996A JP3066968B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体ウエハのゲッタリング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234932A true JPH0234932A (ja) | 1990-02-05 |
| JP3066968B2 JP3066968B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=16180545
Family Applications (1)
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| JP63185996A Expired - Fee Related JP3066968B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 半導体ウエハのゲッタリング方法 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5098852A (en) * | 1989-07-05 | 1992-03-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor device by mega-electron volt ion implantation |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS58180028A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体ウエハの処理方法 |
| JPS6042839A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Toshiba Corp | 半導体ウエハの処理方法 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP63185996A patent/JP3066968B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04214143A (ja) * | 1991-01-29 | 1992-08-05 | Kubota Toreen Kk | 空気調和システム |
| US5229305A (en) * | 1992-02-03 | 1993-07-20 | Motorola, Inc. | Method for making intrinsic gettering sites in bonded substrates |
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| CN115188825A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-14 | 弘大芯源(深圳)半导体有限公司 | 一种制造抗辐射金属氧化物半导体场效应器件及其制造方法 |
| CN115188825B (zh) * | 2022-07-04 | 2024-01-30 | 弘大芯源(深圳)半导体有限公司 | 一种制造抗辐射金属氧化物半导体场效应器件及其制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3066968B2 (ja) | 2000-07-17 |
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