JPH04342173A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04342173A JPH04342173A JP3114581A JP11458191A JPH04342173A JP H04342173 A JPH04342173 A JP H04342173A JP 3114581 A JP3114581 A JP 3114581A JP 11458191 A JP11458191 A JP 11458191A JP H04342173 A JPH04342173 A JP H04342173A
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- semiconductor device
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- oxygen concentration
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Landscapes
- Light Receiving Elements (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホトダイオードを有する
半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】接合分離型の半導体集積回路装置（ＩＣ
）においては、製造工程における熱的なストレスに対し
て、ウエハの機械的強度を保つために、また析出した酸
素による格子欠陥をゲッタサイトとして働かせるために
、Ｓｉ単結晶基板の格子間酸素濃度は１．５×１０１８
／ｃｍ３ 〜１．８×１０１８／ｃｍ３ 程度に設定さ
れている。そして、このようなＳｉ単結晶基板は、ホト
ダイオードを組み込んだ光バイポーラＩＣにおいても同
様に用いられていた。
）においては、製造工程における熱的なストレスに対し
て、ウエハの機械的強度を保つために、また析出した酸
素による格子欠陥をゲッタサイトとして働かせるために
、Ｓｉ単結晶基板の格子間酸素濃度は１．５×１０１８
／ｃｍ３ 〜１．８×１０１８／ｃｍ３ 程度に設定さ
れている。そして、このようなＳｉ単結晶基板は、ホト
ダイオードを組み込んだ光バイポーラＩＣにおいても同
様に用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、ＩＣにお
いてＳｉ単結晶基板中には、ある程度以上の格子間酸素
濃度が必要となるが、酸素が多すぎると、酸素析出によ
る格子欠陥が過剰となり、キャリアのライフタイムが短
くなる。ところで、通常のホトダイオードを含まないバ
イポーラＩＣでは、ウエハの表層部にのみ素子を形成す
るため、上記のキャリアのライフタイム短縮は大きな問
題とならない。なぜなら、ウエハの表層部の酸素は熱処
理工程によって除去でき、また表面にエピタキシャル層
を堆積して、ここにトランジスタなどを形成することで
、過剰な格子欠陥の悪影響を受けないようにできる。
いてＳｉ単結晶基板中には、ある程度以上の格子間酸素
濃度が必要となるが、酸素が多すぎると、酸素析出によ
る格子欠陥が過剰となり、キャリアのライフタイムが短
くなる。ところで、通常のホトダイオードを含まないバ
イポーラＩＣでは、ウエハの表層部にのみ素子を形成す
るため、上記のキャリアのライフタイム短縮は大きな問
題とならない。なぜなら、ウエハの表層部の酸素は熱処
理工程によって除去でき、また表面にエピタキシャル層
を堆積して、ここにトランジスタなどを形成することで
、過剰な格子欠陥の悪影響を受けないようにできる。
【０００４】しかし、ホトダイオードについては、基板
の比較的深いところが受光領域となるため、過剰な酸素
析出が大きな問題となる。とりわけ、光ＩＣにおいては
、ＩＣの形成のために高温処理が必要となるため、熱的
ストレスが大きい。このため、格子間酸素濃度について
は、■熱的ストレスを十分に緩和でき、■酸素析出によ
る格子欠陥をゲッタサイトとして働かせることができ、
■しかも、過剰な格子欠陥がライフタイム短縮を招かな
いようにするため、微妙な調整をしなければならない。
の比較的深いところが受光領域となるため、過剰な酸素
析出が大きな問題となる。とりわけ、光ＩＣにおいては
、ＩＣの形成のために高温処理が必要となるため、熱的
ストレスが大きい。このため、格子間酸素濃度について
は、■熱的ストレスを十分に緩和でき、■酸素析出によ
る格子欠陥をゲッタサイトとして働かせることができ、
■しかも、過剰な格子欠陥がライフタイム短縮を招かな
いようにするため、微妙な調整をしなければならない。
【０００５】ところが、従来技術においては、この点に
ついて格別の配慮がされていなかった。すなわち、Ｓｉ
単結晶基板の格子間酸素濃度は１．５×１０１８／ｃｍ
３ 〜１．８×１０１８／ｃｍ３程度にされていたため
、ホトダイオードを有する半導体装置の製造上の歩留り
を低下させていた。本発明は、かかる従来技術の欠点を
解決することを課題としている。
ついて格別の配慮がされていなかった。すなわち、Ｓｉ
単結晶基板の格子間酸素濃度は１．５×１０１８／ｃｍ
３ 〜１．８×１０１８／ｃｍ３程度にされていたため
、ホトダイオードを有する半導体装置の製造上の歩留り
を低下させていた。本発明は、かかる従来技術の欠点を
解決することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｓｉ単結晶基
板中に受光素子（ホトダイオード）の受光領域が構成さ
れる半導体装置の製造方法において、上記Ｓｉ単結晶基
板中の格子間酸素濃度を１．１×１０１８／ｃｍ３ 〜
１．３×１０１８／ｃｍ３ としたことを特徴とする。
板中に受光素子（ホトダイオード）の受光領域が構成さ
れる半導体装置の製造方法において、上記Ｓｉ単結晶基
板中の格子間酸素濃度を１．１×１０１８／ｃｍ３ 〜
１．３×１０１８／ｃｍ３ としたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明の構成によれば、Ｓｉ単結晶基板の格子
間酸素濃度を１．１×１０１８／ｃｍ３ 以上としたこ
とにより、高温処理に伴なう熱的ストレスによる劣化を
緩和しながら、必要に応じてゲッタサイトとして働く格
子欠陥を生成し得る。また、格子間酸素濃度を１．３×
１０１８／ｃｍ３ 以下としたことにより、過剰な酸素
析出を抑制し、キャリアのライフタイムを長くすること
ができる。
間酸素濃度を１．１×１０１８／ｃｍ３ 以上としたこ
とにより、高温処理に伴なう熱的ストレスによる劣化を
緩和しながら、必要に応じてゲッタサイトとして働く格
子欠陥を生成し得る。また、格子間酸素濃度を１．３×
１０１８／ｃｍ３ 以下としたことにより、過剰な酸素
析出を抑制し、キャリアのライフタイムを長くすること
ができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【０００９】本発明による半導体装置は、ホトダイオー
ドを有するものであり、一例として光バイポーラＩＣが
挙げられる。ここで、ＩＣ部分については、基板の表層
部にイオン注入等によってトランジスタ等を作製して形
成する場合と、基板上に堆積したエピタキシャル層中に
トランジスタ等を作製して形成する場合とがある。一方
、ホトダイオード部分については、基板部分を受光層（
例えばｐｉｎホトダイオードのｉ層）の少なくとも一部
としていることが必要であり、ホトダイオードの全てが
エピタキシャル層中に含まれるようなタイプのＩＣは、
本発明の対象とするものではない。
ドを有するものであり、一例として光バイポーラＩＣが
挙げられる。ここで、ＩＣ部分については、基板の表層
部にイオン注入等によってトランジスタ等を作製して形
成する場合と、基板上に堆積したエピタキシャル層中に
トランジスタ等を作製して形成する場合とがある。一方
、ホトダイオード部分については、基板部分を受光層（
例えばｐｉｎホトダイオードのｉ層）の少なくとも一部
としていることが必要であり、ホトダイオードの全てが
エピタキシャル層中に含まれるようなタイプのＩＣは、
本発明の対象とするものではない。
【００１０】一方、Ｓｉ単結晶基板中の格子間酸素濃度
の下限値については、次の点が考慮される。すなわち、
一般的には、基板中の格子欠陥の数については、格子間
酸素濃度に影響されるため、格子間酸素濃度の低い方が
格子欠陥は少い。しかし、プロセスの過程において残留
格子間酸素濃度がある値以下になると、熱プロセスにお
いて、熱的ストレスに対する機械的な強度が低下し、ス
リップディスロケーションが多発して製品歩留りが低下
する。そこで、Ｓｉ単結晶基板中の格子間酸素濃度につ
いては、１．１×１０１８／ｃｍ３ 以上とすることが
必要となる。
の下限値については、次の点が考慮される。すなわち、
一般的には、基板中の格子欠陥の数については、格子間
酸素濃度に影響されるため、格子間酸素濃度の低い方が
格子欠陥は少い。しかし、プロセスの過程において残留
格子間酸素濃度がある値以下になると、熱プロセスにお
いて、熱的ストレスに対する機械的な強度が低下し、ス
リップディスロケーションが多発して製品歩留りが低下
する。そこで、Ｓｉ単結晶基板中の格子間酸素濃度につ
いては、１．１×１０１８／ｃｍ３ 以上とすることが
必要となる。
【００１１】他方、Ｓｉ単結晶基板中の格子間酸素濃度
の上限値については、次の点が考慮される。すなわち、
格子欠陥によるキャリアのライフタイムの低下について
は、バイポーラトランジスタ等では特に問題とならない
が、ホトダイオードにおいては、特に光吸収領域に格子
欠陥が過剰に存在すると、少数キャリアのライフタイム
を減少させて感度低下を招く。そこで、Ｓｉ単結晶基板
中の格子間酸素濃度については、１．３×１０１８／ｃ
ｍ３ 以下とすべきであり、これは感度およびリーク電
流の実測から確認できた。
の上限値については、次の点が考慮される。すなわち、
格子欠陥によるキャリアのライフタイムの低下について
は、バイポーラトランジスタ等では特に問題とならない
が、ホトダイオードにおいては、特に光吸収領域に格子
欠陥が過剰に存在すると、少数キャリアのライフタイム
を減少させて感度低下を招く。そこで、Ｓｉ単結晶基板
中の格子間酸素濃度については、１．３×１０１８／ｃ
ｍ３ 以下とすべきであり、これは感度およびリーク電
流の実測から確認できた。
【００１２】これを図１に示す。この実験では、Ｓｉ単
結晶基板中の格子間酸素濃度が、１．２×１０１８／ｃ
ｍ３ 〜１．８×１０１８／ｃｍ３ のものを複数枚ず
つ用意し、基板型のホトダイオードを試作した。そして
、受光感度、リーク電流、良品率を調べた。図から明ら
かなように、格子間酸素濃度が１．４×１０１８／ｃｍ
３ を越えると、感度およびリーク電流特性が急に劣化
しているのがわかる。
結晶基板中の格子間酸素濃度が、１．２×１０１８／ｃ
ｍ３ 〜１．８×１０１８／ｃｍ３ のものを複数枚ず
つ用意し、基板型のホトダイオードを試作した。そして
、受光感度、リーク電流、良品率を調べた。図から明ら
かなように、格子間酸素濃度が１．４×１０１８／ｃｍ
３ を越えると、感度およびリーク電流特性が急に劣化
しているのがわかる。
【００１３】
【発明の効果】以上の通り、本発明の構成によれば、Ｓ
ｉ単結晶基板の格子間酸素濃度を１．１×１０１８／ｃ
ｍ３ 以上としたことにより、高温処理に伴なう熱的ス
トレスによる劣化を緩和しながら、必要に応じてゲッタ
サイトとしての格子欠陥を生成し得る。また、格子間酸
素濃度を１．３×１０１８／ｃｍ３ 以下としたことに
より、過剰な酸素析出を抑制し、キャリアのライフタイ
ムを長くすることができる。このため、製造歩留りの低
下を招くことなく、受光感度の向上を達成することがで
きる。
ｉ単結晶基板の格子間酸素濃度を１．１×１０１８／ｃ
ｍ３ 以上としたことにより、高温処理に伴なう熱的ス
トレスによる劣化を緩和しながら、必要に応じてゲッタ
サイトとしての格子欠陥を生成し得る。また、格子間酸
素濃度を１．３×１０１８／ｃｍ３ 以下としたことに
より、過剰な酸素析出を抑制し、キャリアのライフタイ
ムを長くすることができる。このため、製造歩留りの低
下を招くことなく、受光感度の向上を達成することがで
きる。
【図１】実験結果を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 第１導電型シリコン単結晶からなる基
板の表層部に第２導電型の不純物ドープ層を形成し、前
記基板と前記不純物ドープ層によるｐｎ接合によって受
光素子を構成する半導体装置の製造方法において、前記
基板中の格子間酸素濃度を１．１×１０１８／ｃｍ３
〜１．３×１０１８／ｃｍ３ としたことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 第１導電型シリコン単結晶からなる基
板上に第２導電型シリコンからなるエピタキシャル層を
成長させ、前記基板と前記エピタキシャル層によるｐｎ
接合によって受光素子を構成する半導体装置の製造方法
において、前記基板中の格子間酸素濃度を１．１×１０
１８／ｃｍ３ 〜１．３×１０１８／ｃｍ３ としたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記エピタキシャル層には、前記受光
素子の光電流信号を処理するための回路素子がモノリシ
ックに集積されている請求項２記載の半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3114581A JPH04342173A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3114581A JPH04342173A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04342173A true JPH04342173A (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=14641431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3114581A Pending JPH04342173A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04342173A (ja) |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP3114581A patent/JPH04342173A/ja active Pending
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