JPH07335654A - 多層ウエハ用ゲッタ及びその作製法 - Google Patents
多層ウエハ用ゲッタ及びその作製法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接合ウエハのような誘電的分離ウエハ構造用
の、ゲッタ構造を提供する。 【構成】 ゲッタ層は、溝により相互に分離された半導
体領域を有するウエハ上に、堆積させる。層はエッチバ
ックし、半導体領域の側壁に沿って、ポリシリコンの層
を残す。ポリシリコンはドープしてもよい。ポリシリコ
ンは酸化し、溝中の空孔を満すため、ポリシリコンを、
堆積させる。
の、ゲッタ構造を提供する。 【構成】 ゲッタ層は、溝により相互に分離された半導
体領域を有するウエハ上に、堆積させる。層はエッチバ
ックし、半導体領域の側壁に沿って、ポリシリコンの層
を残す。ポリシリコンはドープしてもよい。ポリシリコ
ンは酸化し、溝中の空孔を満すため、ポリシリコンを、
堆積させる。
Description
【０００１】本発明の背景 ＩＣ特性に対する汚染の影響を減すため、注入したリン
のようなゲッタリング層を、ＩＣウエハの裏面に加えて
もよい。ゲッタリング材料はウエハ内を拡散するナトリ
ウムや金属のような不純物を、捕獲する。ゲッタリング
層を効果的にするため、ゲッタリングは空乏にしないこ
とが、望ましい。すなわち、ゲッタリング層中のいずれ
の電界も、ゲッタリング層の少くとも一部でも、電荷が
本質的に空乏にならないよう、不十分であるようにする
ことが、望ましい。更に、ゲッタリングを効果的にする
ためには、ゲッタリング層はたとえば絶縁層により、Ｉ
Ｃウエハのどの半導体部分からも、分離してはならな
い。
のようなゲッタリング層を、ＩＣウエハの裏面に加えて
もよい。ゲッタリング材料はウエハ内を拡散するナトリ
ウムや金属のような不純物を、捕獲する。ゲッタリング
層を効果的にするため、ゲッタリングは空乏にしないこ
とが、望ましい。すなわち、ゲッタリング層中のいずれ
の電界も、ゲッタリング層の少くとも一部でも、電荷が
本質的に空乏にならないよう、不十分であるようにする
ことが、望ましい。更に、ゲッタリングを効果的にする
ためには、ゲッタリング層はたとえば絶縁層により、Ｉ
Ｃウエハのどの半導体部分からも、分離してはならな
い。
【０００２】接合ウエハ技術は、誘電体分離の型で、既
存のゲッタリング技術に対する挑戦のように、みえる。
典型的な接合ウエハにおいて、能動及び受動デバイス
は、操作を容易にする層及び動作層の支持となる層とし
て用いられる半導体層から、絶縁層により分離された動
作半導体層中に、形成される。しかし、操作層上にゲッ
タリング層を置くことは、絶縁層のため、動作層中の不
純物を捕獲するには、効果的でない。動作層上にゲッタ
リング層を置くことは、ゲッタリング層の一部が空乏す
る可能性が高いため、効果的でない。
存のゲッタリング技術に対する挑戦のように、みえる。
典型的な接合ウエハにおいて、能動及び受動デバイス
は、操作を容易にする層及び動作層の支持となる層とし
て用いられる半導体層から、絶縁層により分離された動
作半導体層中に、形成される。しかし、操作層上にゲッ
タリング層を置くことは、絶縁層のため、動作層中の不
純物を捕獲するには、効果的でない。動作層上にゲッタ
リング層を置くことは、ゲッタリング層の一部が空乏す
る可能性が高いため、効果的でない。
【０００３】従って、接合ウエハ又は他の誘電的に分離
するウエハ技術に対し、効果的なゲッタリング技術を実
現することが、望ましい。
するウエハ技術に対し、効果的なゲッタリング技術を実
現することが、望ましい。
【０００４】更に、接合ウエハ又は他の誘電的に分離す
るウエハ技術に対し、効果的なゲッタリングを実現する
単一プロセスを、実現することが望ましい。
るウエハ技術に対し、効果的なゲッタリングを実現する
単一プロセスを、実現することが望ましい。
【０００５】本発明の要約 本発明のこれらの特徴及び他の特徴は、動作層及び操作
層を有するウエハ中で、一般的に実現され、動作層は溝
により各部に分割され、各動作層部分は溝により形成さ
れた小表面を有する。ゲッタリングは小表面の少くとも
１つの上のゲッタリング層により、動作層部分に供給さ
れる。
層を有するウエハ中で、一般的に実現され、動作層は溝
により各部に分割され、各動作層部分は溝により形成さ
れた小表面を有する。ゲッタリングは小表面の少くとも
１つの上のゲッタリング層により、動作層部分に供給さ
れる。
【０００６】更に、本発明の上述の特徴は、ウエハの作
製法によっても一般的に得られ、ウエハは動作層と操作
層を有する。溝は各部分を作るために、動作層中に切ら
れ、各部は小表面を有する。次に、ゲッタリング層は対
応する部分に対し、ゲッタリングの働きをする小表面の
少くとも一つの上に、形成される。
製法によっても一般的に得られ、ウエハは動作層と操作
層を有する。溝は各部分を作るために、動作層中に切ら
れ、各部は小表面を有する。次に、ゲッタリング層は対
応する部分に対し、ゲッタリングの働きをする小表面の
少くとも一つの上に、形成される。
【０００７】詳細な記述 図４において、本発明の特徴の１つに従う完成したウエ
ハ１０の例が、示されている。ここではシリコンである
動作層１３は、溝１５により、部分１４に分割されてい
る。二酸化シリコンのような絶縁層１２は、動作層部分
１４を、操作層１１から分離している。操作層１１は、
シリコン、ポリシリコン等でよい。溝１５は動作層１３
を完全に貫き、絶縁層１２まで延びる。部分１４の小表
面１６上のポリシリコン“細帯”１７は、各部分１４に
対し、ゲッタリングの働きをする。酸化物１８はポリシ
リコン・ゲッタリング層１７上にあり、部分１４の充填
ポリシリコン１９からの分離を保持する働きをする。
ハ１０の例が、示されている。ここではシリコンである
動作層１３は、溝１５により、部分１４に分割されてい
る。二酸化シリコンのような絶縁層１２は、動作層部分
１４を、操作層１１から分離している。操作層１１は、
シリコン、ポリシリコン等でよい。溝１５は動作層１３
を完全に貫き、絶縁層１２まで延びる。部分１４の小表
面１６上のポリシリコン“細帯”１７は、各部分１４に
対し、ゲッタリングの働きをする。酸化物１８はポリシ
リコン・ゲッタリング層１７上にあり、部分１４の充填
ポリシリコン１９からの分離を保持する働きをする。
【０００８】図１−図３は、図４に示された構造の例を
作製する好ましい方法の例を、より詳細に示し、説明を
助けるためのものである。
作製する好ましい方法の例を、より詳細に示し、説明を
助けるためのものである。
【０００９】図１において、誘電的に分離されたウエハ
１０の例は、操作層１１、絶縁層１２及び動作層１３を
有するように、示されている。そのようなウエハ１０
は、米国特許第４，８８３，２１５号に示されているプ
ロセスの例を用いた接合ボンディングにより、作製して
よい。あるいは、ウエハ１０は米国特許第４，８２０，
６５３号で明らかにされ、本発明と同じ権利者に承認さ
れたような他の誘電体分離（ＤＩ）技術により、作製し
てもよい。
１０の例は、操作層１１、絶縁層１２及び動作層１３を
有するように、示されている。そのようなウエハ１０
は、米国特許第４，８８３，２１５号に示されているプ
ロセスの例を用いた接合ボンディングにより、作製して
よい。あるいは、ウエハ１０は米国特許第４，８２０，
６５３号で明らかにされ、本発明と同じ権利者に承認さ
れたような他の誘電体分離（ＤＩ）技術により、作製し
てもよい。
【００１０】図１に示されるように、動作層１３は溝１
５により、各部分１４に分割されている。溝１５はフォ
トレジスト（図示されていない）により規定し、小表面
１６を形成するために、等方性エッチにより、エッチン
グするのが望ましい。溝１５は絶縁層１２まで、完全に
延びるのが、望ましい。従って、部分１４は他の部分１
４から、電気的に分離される。
５により、各部分１４に分割されている。溝１５はフォ
トレジスト（図示されていない）により規定し、小表面
１６を形成するために、等方性エッチにより、エッチン
グするのが望ましい。溝１５は絶縁層１２まで、完全に
延びるのが、望ましい。従って、部分１４は他の部分１
４から、電気的に分離される。
【００１１】図２において、ウエハ１０にはその最上部
表面全体を被覆するポリシリコン層１７を、堆積してあ
る。ポリシリコン層１７は部分１４に対するゲッタリン
グの働きをさせるため、部分１４の小表面１６を被覆す
る。ゲッタリングが必要か望ましい所に、ポリシリコン
層１７をたとえばフォトレジスト（図示されていない）
でマスクすることにより、選択的に堆積させてもよいこ
とが、理解される。更に、ポリシリコンのゲッタリング
能力を増すために、ポリシリコンはたとえばリンを、ド
ープしてもよい。ポリシリコンの堆積は、任意の周知の
プロセスにより、行ってよい。
表面全体を被覆するポリシリコン層１７を、堆積してあ
る。ポリシリコン層１７は部分１４に対するゲッタリン
グの働きをさせるため、部分１４の小表面１６を被覆す
る。ゲッタリングが必要か望ましい所に、ポリシリコン
層１７をたとえばフォトレジスト（図示されていない）
でマスクすることにより、選択的に堆積させてもよいこ
とが、理解される。更に、ポリシリコンのゲッタリング
能力を増すために、ポリシリコンはたとえばリンを、ド
ープしてもよい。ポリシリコンの堆積は、任意の周知の
プロセスにより、行ってよい。
【００１２】ポリシリコン層１７のゲッタリング効果
は、小表面１６において、与えられるべきである。なぜ
なら、部分１４内のいずれの電界も、ポリシリコン１７
と部分１４中のシリコンの界面を空乏させるのに十分な
大きさで、延びないからである。ポリシリコン１７のド
ーピングにより、空乏に対するポリシリコン１７の抵抗
を、更に増す。
は、小表面１６において、与えられるべきである。なぜ
なら、部分１４内のいずれの電界も、ポリシリコン１７
と部分１４中のシリコンの界面を空乏させるのに十分な
大きさで、延びないからである。ポリシリコン１７のド
ーピングにより、空乏に対するポリシリコン１７の抵抗
を、更に増す。
【００１３】ポリシリコン層１７は部分１４に沿った
“細帯”を残すため、小表面１６上を除いて、ポリシリ
コンを除去する目的で、エッチバックされる。酸化物層
１８は、ポリシリコン層１７を被覆するため、成長させ
る。堆積させた酸化物も使用できるが、酸化物１８は熱
酸化物が望ましい。ポリシリコン１９は溝１５中のポリ
シリコン１９を残すよう、エッチバックされる。次に、
部分１４の主表面を、トランジスタ、ダイオード、抵抗
等の形成のため露出するよう、酸化物１８はエッチバッ
クされる。得られた構造が、図４に示されている。酸化
物層１８はまた、溝１５が満された時、部分１４を相互
に分離する働きをする。
“細帯”を残すため、小表面１６上を除いて、ポリシリ
コンを除去する目的で、エッチバックされる。酸化物層
１８は、ポリシリコン層１７を被覆するため、成長させ
る。堆積させた酸化物も使用できるが、酸化物１８は熱
酸化物が望ましい。ポリシリコン１９は溝１５中のポリ
シリコン１９を残すよう、エッチバックされる。次に、
部分１４の主表面を、トランジスタ、ダイオード、抵抗
等の形成のため露出するよう、酸化物１８はエッチバッ
クされる。得られた構造が、図４に示されている。酸化
物層１８はまた、溝１５が満された時、部分１４を相互
に分離する働きをする。
【００１４】もし、図３中のポリシリコン細帯１７がド
ープされるなら、ウエハ１０は各部分１４中のゲッタリ
ングのため、細帯１７から小表面１６中へドーパントを
移動させる高温アニールに、露出できることが、予想さ
れる。次に、ポリシリコン細帯１７は、除去できる。し
かし、酸化物層１８を生成させるための熱酸化は、上述
のように、細帯１７から小表面１６中へ、ドーパントを
ある程度、移動させる可能性があるから、理解できる。
もしドーパントのドライブ−インを用いるなら、細帯１
７を除去する必要はない。
ープされるなら、ウエハ１０は各部分１４中のゲッタリ
ングのため、細帯１７から小表面１６中へドーパントを
移動させる高温アニールに、露出できることが、予想さ
れる。次に、ポリシリコン細帯１７は、除去できる。し
かし、酸化物層１８を生成させるための熱酸化は、上述
のように、細帯１７から小表面１６中へ、ドーパントを
ある程度、移動させる可能性があるから、理解できる。
もしドーパントのドライブ−インを用いるなら、細帯１
７を除去する必要はない。
【００１５】ポリシリコン細帯１７の厚さの例は、０．
５ないし２ミクロンである。酸化物層１８の厚さは、
０．０５ないし４ミクロンである。
５ないし２ミクロンである。酸化物層１８の厚さは、
０．０５ないし４ミクロンである。
【００１６】上述のゲッタリング技術は、誘電的分離な
し、すなわち絶縁層１２のないウエハ１０にも、適用で
きることが、理解できる。上述のゲッタリング技術は、
接合分離層１３、１１（たとえば、ヘテロ接合又はホモ
接合による）あるいは層１３及び１１の区別がない単一
層ウエハ１０にも、適用すべきである。更に、他の材料
も、ゲッタリング材料として、使用してよいことが、理
解される。
し、すなわち絶縁層１２のないウエハ１０にも、適用で
きることが、理解できる。上述のゲッタリング技術は、
接合分離層１３、１１（たとえば、ヘテロ接合又はホモ
接合による）あるいは層１３及び１１の区別がない単一
層ウエハ１０にも、適用すべきである。更に、他の材料
も、ゲッタリング材料として、使用してよいことが、理
解される。
【００１７】これまで述べた本発明の好ましい実施例か
ら、当業者には、他の実施例もその概念を組込んで、使
用できることが、明らかであろう。従って、本発明はこ
こで述べた実施例に限られず、添付した特許請求の範囲
の精神及び視野によってのみ、限定されるべきである。
ら、当業者には、他の実施例もその概念を組込んで、使
用できることが、明らかであろう。従って、本発明はこ
こで述べた実施例に限られず、添付した特許請求の範囲
の精神及び視野によってのみ、限定されるべきである。
【図１】ウエハ上の動作層の分離された部分の小表面上
に、ゲッタリング層を有する本発明の実施例を形成する
ための一連の工程の例を、（実際の比率とは異なり）簡
略化した断面で示す図の１である。
に、ゲッタリング層を有する本発明の実施例を形成する
ための一連の工程の例を、（実際の比率とは異なり）簡
略化した断面で示す図の１である。
【図２】ウエハ上の動作層の分離された部分の小表面上
に、ゲッタリング層を有する本発明の実施例を形成する
ための一連の工程の例を、（実際の比率とは異なり）簡
略化した断面で示す図の２である。
に、ゲッタリング層を有する本発明の実施例を形成する
ための一連の工程の例を、（実際の比率とは異なり）簡
略化した断面で示す図の２である。
【図３】ウエハ上の動作層の分離された部分の小表面上
に、ゲッタリング層を有する本発明の実施例を形成する
ための一連の工程の例を、（実際の比率とは異なり）簡
略化した断面で示す図の３である。
に、ゲッタリング層を有する本発明の実施例を形成する
ための一連の工程の例を、（実際の比率とは異なり）簡
略化した断面で示す図の３である。
【図４】ウエハ上の動作層の分離された部分の小表面上
に、ゲッタリング層を有する本発明の実施例を形成する
ための一連の工程の例を、（実際の比率とは異なり）簡
略化した断面で示す図の４である。
に、ゲッタリング層を有する本発明の実施例を形成する
ための一連の工程の例を、（実際の比率とは異なり）簡
略化した断面で示す図の４である。
１０ ウエハ １１ 操作層、接合分離層、層 １２ 絶縁層 １３ 動作層、接合分離層、層 １４ 部分 １５ 溝 １６ 小表面 １７ ゲッタリング層、ポリシリコン層、ポリシリコン
細帯、細帯 １８ 酸化物、酸化物層 １９ 充填ポリシリコン、ポリシリコン
細帯、細帯 １８ 酸化物、酸化物層 １９ 充填ポリシリコン、ポリシリコン
Claims (17)
- 【請求項１】 動作層（たとえば１３）及び操作層（た
とえば１１）を有し、動作層は溝（たとえば１５）によ
り、部分に分割され、各動作層部分は溝により形成され
た小表面（たとえば１６）を有するウエハ（たとえば１
０）において、 小表面の少くとも１つの上のゲッタリング層（たとえば
１７）を特徴とするウエハ。 - 【請求項２】 ゲッタリング層はポリシリコンである請
求項１記載のウエハ。 - 【請求項３】 ポリシリコンはドープされる請求項２記
載のウエハ。 - 【請求項４】 ポリシリコンにはリンがドープされる請
求項２記載のウエハ。 - 【請求項５】 ゲッタリング層は小表面の本質的に全体
を被覆する請求項２又は４記載のウエハ。 - 【請求項６】 ゲッタリング層は酸化物物層（たとえば
１８）を、その上に有し、 溝はポリシリコン（たとえば１９）で満される請求項５
記載のウエハ。 - 【請求項７】 動作層及び操作層は、二酸化シリコン
（たとえば１２）の絶縁層により、分離される請求項６
記載のウエハ。 - 【請求項８】 ウエハは接合ウエハである請求項７記載
のウエハ。 - 【請求項９】 動作層（たとえば１８）及び操作層（た
とえば１１）を有するウエハ（たとえば１０）の作製方
法において、 小表面（たとえば１６）を有する部分を形成するため、
動作層に溝（たとえば１５）を形成し、かつ小表面の少
くとも１つの上に、ゲッタリング層（たとえば１７）を
形成することを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 ゲッタリング層の形成工程は、 小表面を被覆するため、動作層上及び溝中に、ポリシリ
コンを堆積させる工程及び小表面上にポリシリコンを保
持するように、ポリシリコンをエッチバックする工程を
更に特徴とする請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 少くともポリシリコン・ゲッタリング
層上に、酸化物（たとえば１８）を形成する工程、及び
ポリシリコン（たとえば１９）で溝を満す工程を更に特
徴とする請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 ポリシリコンで溝を満す工程は、 溝を確実に満すため、動作層上にポリシリコンを堆積さ
せる工程及び溝中にのみポリシリコンを残すよう、ポリ
シリコンをエッチバックする工程を更に特徴とする請求
項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 酸化物は熱的に成長させる請求項１２
記載の方法。 - 【請求項１４】 ポリシリコン・ゲッタリング層はドー
プされる請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 ポリシリコン・ゲッタリング層はリン
がドープされる請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 操作層及び動作層は、絶縁層（たとえ
ば１２）により分離され、溝形成工程は動作層を貫き、
絶縁層まで延びる溝を、再度満すことを更に特徴とする
請求項１２記載の方法。 - 【請求項１７】 絶縁層は二酸化シリコンで、ウエハは
接合ウエハである請求項１６記載の方法。
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