JPH0737893A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】今後の素子の微細化に要求される高温短時間あ
るいは低温の熱処理でもシリコン基板内の汚染物質を十
分に取り除くことができるゲッタリングを提供するこ
と。 【構成】シリコン基板１の全面に、ピーク濃度が１０²⁰
atoms/cm ² 以上の濃度分布を有するボロンを含むアモ
ルファスシリコン膜２を形成する工程と、アモルファス
シリコン膜２を固相成長により単結晶シリコン膜３に変
える工程と、熱処理によって、シリコン基板１内の汚染
物質を単結晶シリコン膜３内に取り込む工程とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に係わり、特にシリコン基板内の汚染物質の除
去に係わる半導体装置およびその製造方法の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程中に侵入する汚染
物質、例えば、鉄，銅等の重金属は、少数キャリアの生
成消滅中心の形成や，ｐｎ接合のリ−ク電流の増大や、
過剰キャリア寿命の短命化等を引き起こし、その結果と
して半導体装置の電気的特性が劣化する。

【０００３】例えば、ＭＯＳ型メモリ素子においては、
電荷蓄積セル内に重金属が存在すると蓄積された電荷が
減少し、これにより蓄積電荷が臨界電荷以下になると、
メモリセルの状態が１から０へ反転し、蓄積情報が失わ
れる。

【０００４】このように重金属汚染は、素子の電気的特
性の劣化を引き起こし、特に超ＬＳＩの生産において
は、少量の汚染でも素子特性が劣化・変動するため、生
産歩留まりを低下させる大きな原因となっている。

【０００５】このような汚染に対して、従来から二つの
対策がなされてきた。一つは生産環境の清浄化を行なう
ことによって、ウェハーへの汚染を極力減らすことであ
る。汚染源としては、例えば、クリーンルーム内のダス
ト、各種製造装置からのダストや汚染、或いは純水、ガ
ス、化学薬品等からの汚染等が考えられる。これらのダ
スト、汚染等を低減する技術は、ウルトラクリーンテク
ノロジーとして開発が行なわれている。

【０００６】しかしながら、これらの生産環境の完全な
清浄化達成には、時間、コスト等の色々な要因から困難
な点が多い。もう一つは重金属等の汚染物質を素子の活
性領域から取り除いてしまうこと、すなわち、ゲッタリ
ングである。

【０００７】ゲッタリングには、大きく分けて、イント
リンシックゲッタリング（ＩＧ）とエクストリンシック
ゲッタリング（ＥＧ）とがある。ＩＧでは、６５０〜７
５０℃程度の低温熱処理によって酸素の析出核を形成し
た後、１０００〜１１００℃程度の高温熱処理によって
酸素を析出させ、この酸素に重金属等の汚染物質を取り
込む。また、基板表面近傍の素子活性領域内に析出物が
発生するのを防止するために、１２００℃程度の高温熱
処理を低温熱処理の前に行なうことも多い。通常、上記
低温熱処理はウェハー製造工程で行ない、一方、上記高
温熱処理は超ＬＳＩ製造工程で行なっている。

【０００８】しかしながら、ＩＧの場合、最適な酸素析
出状態を作り出すため、低温から高温までの全ての熱プ
ロセスにおけるウェハーの熱履歴管理が必要となり、ウ
ェハーの転位強度との兼ね合いから高度の技術が必要に
なる。

【０００９】また、ＣＺ結晶ではＩＧ効果が望めるが、
酸素濃度の低いＦＺ結晶ではその効果は望めない。ま
た、最近では、ＩＧはシリコン基板中で各熱処理温度で
過飽和となった金属不純物を捕まえるだけで、固溶限以
下の不純物に関してはゲッタリング効果がないという報
告がある。このため、ＩＧでは一旦低温で捕まえた不純
物も次の高温熱処理によって再放出されるという問題も
ある。更に、一般に、各金属不純物の固溶限は高温ほど
高くなり、過飽和な金属不純物量は低下するので、ＩＧ
では高温状態においてゲッタリング効果がほとんど望め
ない。

【００１０】一方、ＥＧには、リンゲッタリング、ウェ
ハー裏面ダメージゲッタリング、ｐ／ｐ⁺ 気相エピタキ
シャル界面に発生するミスフィット転移によるゲッタリ
ング、ウェハー裏面ポリシリコンゲッタリング等があ
る。

【００１１】リンゲッタリングでは、プロセスの最終工
程でウェハー裏面からリンを拡散させ、金属不純物をリ
ン拡散層に偏析させることによって、素子活性領域から
金属不純物を取り除いている。しかしながら、リンゲッ
タリングを行なうには、ＰＯＣｌ₃ 等をリンの原料ガス
として用い、１０²¹ atoms/cm ³ 以上の高濃度のリン拡
散層を形成する必要があるために、ウェハーを９００〜
１０００℃程度の温度の下で酸化性雰囲気に晒す必要が
ある。更に、十分なリン拡散層を形成するためには高温
長時間の熱処理が必要になる。

【００１２】また、ウェハー裏面ダメージゲッタリング
では、ウェハー裏面に故意に機械的歪みを形成し、この
機械的歪みを核にして最初の酸化工程で酸化誘起積層欠
陥（ＯＳＦ）を発生させ、そこに金属不純物をトラップ
させる。機械的歪みは、例えば、ＳｉＯ₂ 微粉をウェハ
ー裏面に吹き付ければ形成できる。しかしながら、この
ゲッタリングにおいても高温熱処理が必要であり、且つ
金属不純物の捕獲容量がＯＳＦ密度と相関があり、その
容量に限界があり容量が少ない。

【００１３】また、ｐ／ｐ⁺ エピタキシャル膜のミスフ
ィット転移によるゲッタリングでは、高濃度のボロン等
の不純物が添加された基板上に高温状態でシリコン膜を
気相エピタキシャル成長させ、界面にミスフィット転移
を発生させ、そこに金属不純物をゲッタリングさせる。
これも上記ゲッタリングと同様に転移によるゲッタリン
グであるため、その容量に限界があり、且つ比較的容量
は少ない。

【００１４】また、ウェハー裏面ポリシリコンゲッタリ
ングでは、ウェハーの裏面にポリシリコン膜を堆積さ
せ、ウェハー中の金属不純物をポリシリコン膜中の粒
界、或いはシリコン基板との界面に析出させているが、
高温状態ではゲッタリング効果が小さいという問題があ
る。

【００１５】これらＥＧはゲッタリングサイトが主にウ
ェハーの裏面になっているため、上記問題以外に、これ
らゲッタリング技術には次のような問題がある。今後の
半導体産業において微細化が進むと、コストと歩留まり
との関係から必然的にウェハーの大直径化が進み、その
結果としてウェハーの反りや、強度の問題からウェハー
の厚さが増加する。また、高集積化のために、浅い不純
物の拡散層が必要になり、その結果として熱処理温度が
低くなるとともに、熱処理時間も短くなる。したがっ
て、ウェハー表面近傍の金属不純物を裏面のゲッタリン
グサイトまで拡散させ、汚染物質を素子形成層から十分
に除去することが非常に困難になる。

【００１６】このような問題からウェハーの表面にゲッ
タリングサイトを形成する必要が生じ、その結果とし
て、ＥＧ等のゲッタリング効果を有するウェハー上に別
の生ウェハーを張り合わせ、生ウェハーを表面から研磨
し、薄くすることによって表面近傍に別のウェハーのＥ
Ｇ層を形成する技術や、ウェハー表面に高エネルギーイ
オンを注入することによって、素子形成層から数ミクロ
ンの深い所にゲッタリングサイトを形成する技術や、ｐ
／ｐ⁺ 気相エピタキシャル成長の界面に形成されるミス
フィット転移層に不純物をゲッタリングする技術などが
開発された。

【００１７】しかしながら、張り付けウェハーによるゲ
ッタリングはウェハーが二枚必要になるためコスト高の
問題がある。また、高エネルギーイオン注入によるゲッ
タリングは高エネルギーのイオン注入を行なうため、チ
ャンバー内の金属不純物により深いサイトが汚染されて
しまうという問題がある。更に、浅い素子形成領域に結
晶欠陥を発生させる恐れもある。

【００１８】また、ミスフィット転移によるゲッタリン
グは前記したようにミスフィット転移層がゲッタリング
サイトとなるため、その容量が比較的少ないという問題
がある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来より
種々のゲッタリングが提案され、それなりの効果も認め
られ、有望視されているが、その欠点も顕著になり、今
後の微細化に対して本命視されるものはまだ無い。

【００２０】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、今後の素子の微細化に要
求される高温短時間あるいは低温の熱処理でもシリコン
基板内の汚染物質を十分に取り除くことができる半導体
装置およびその製造方法を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置は、シリコン基板と、このシ
リコン基板上の少なくとも一部分に形成され、ピーク濃
度が１０²⁰ atoms/cm² 以上の濃度分布を有するボロン
またはリンの少なくとも一方を含み、素子が形成されて
ない単結晶シリコン膜とを備えたことを特徴とする。

【００２２】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
シリコン基板上の少なくとも一部分に、ピーク濃度が１
０²⁰ atoms/cm ² 以上の濃度分布を有するボロンまたは
リンの少なくとも一方を含むアモルファスシリコン膜を
形成する工程と、前記アモルファスシリコン膜を固相成
長により単結晶シリコン膜に変える工程と、熱処理によ
って、前記シリコン基板内の汚染物質を前記単結晶シリ
コン膜内に取り込む工程とを備えたことを特徴とする。

【００２３】

【作用】本発明等の研究によれば、シリコン基板の表面
にゲッタリングサイトとして、ピーク濃度が１０²⁰ ato
ms/cm ² 以上の濃度分布を有するボロンまたはリンを含
み、素子が形成されてない単結晶シリコン膜を用いる
と、熱処理温度に関係なく（６００〜１２００℃程度）
良好なゲッタリング効果が得られることが分かった。ま
た、上記単結晶シリコン膜はシリコン基板の表面に形成
することもできるので、シリコン基板の表面から深い所
（例えばシリコン基板の裏面）にゲッタリングサイトを
形成する場合に比べて、汚染物質の除去のための熱処理
の時間を短くできる。したがって、上記知見に基づいた
本発明の半導体装置の製造方法によれば、高温短時間あ
るいは低温の熱処理でもシリコン基板内の汚染物質を十
分に取り除くことができる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例に係るゲッタリング
方法を説明するための工程断面図である。

【００２５】まず、図１（ａ）に示すように、例えば、
ｎ型シリコン基板１の（１００）面上に、Ｓｉ₂ Ｈ₆ ガ
ス、Ｂ₂ Ｈ₆ ガスを用いたＬＰＣＶＤ法等によって、膜
厚が３００ｎｍ程度で、ボロンのピーク濃度が１０²⁰ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ³ 以上のアモルファスシリコン膜２を堆
積する。

【００２６】次に図１（ｂ）に示すように、６００℃程
度の低温熱処理による固相エピタキシャル成長によっ
て、アモルファスシリコン膜２をゲッタリングサイトと
しての単結晶シリコン膜３に変える。

【００２７】ここで、単結晶シリコン膜３は、ゲッタリ
ングサイトとして単独に用いるものであり、パイポーラ
トランジスタの埋め込みエピタキシャル層に用いられて
いる単結晶シリコン膜のように、外部の電極と電気的に
接続されているものではないので、この単結晶シリコン
膜３の上部にはあらゆる構造の素子を形成することがで
きる。

【００２８】この後、１０００℃程度の熱処理を３０分
間施し、シリコン基板１内の重金属等の汚染物を単結晶
シリコン膜３内に偏析させ、素子活性領域となる領域内
の汚染物を取り除く。

【００２９】図３は、上記ゲッタリングの効果を示す不
純物（Ｆｅ）の濃度プロファイルである。これは、シリ
コン基板の表面側にボロン濃度１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ
³ 、膜厚約３００ｎｍのゲッタリングサイトとしての単
結晶シリコン膜を形成した後、このシリコン基板の裏面
側にＦｅを強制汚染し（Ｆｅ濃度：１００ｐｐｍの酸性
溶液）、１０００℃、３０分の熱処理を行なったものに
対し、単結晶シリコン膜が形成されている表面側からＳ
ＩＭＳ分析して得られたものである。

【００３０】図３からＦｅがゲッタリングサイトである
単結晶シリコン膜中に均一に捕獲されていることが分か
る。すなわち、シリコン基板の裏面側に汚染したＦｅが
熱処理によってシリコン基板中を拡散し、単結晶シリコ
ン膜に捕獲されていることが分かる。

【００３１】更に、シリコン基板中に拡散したボロンの
層にはＦｅがゲッタリングされていないことから、シリ
コン基板中の高濃度のボロン拡散層よりも、固相エピタ
キシャル成長によって形成され、ボロンが添加された単
結晶シリコン膜の方がゲッタリング効果が高いことが分
かる。

【００３２】また、比較のために、シリコン基板上に形
成したボロンが添加されたポリシリコン膜のゲッタリン
グ効果を、前述と同様の方法（ＳＩＭＳ分析）にて検討
してみた。

【００３３】その結果、ボロンが添加された単結晶シリ
コン膜と同様にボロンが添加されたポリシリコン膜中に
もＦｅが均一にゲッタリングされていることが分かっ
た。すなわち、ポリシリコンゲッタリングのゲッタリン
グサイトは、一般に、ポリシリコンの結晶粒界、或いは
ポリシリコン膜とシリコン基板との界面と考えられてい
るが、上記結果から考えると、ポリシリコン膜の結晶粒
界が必ずしもゲッタリングサイトとして必要な訳ではな
く、ポリシリコン結晶粒中若しくは固相エピタキシャル
成長層中の点欠点、又は高濃度の不純物を添加すること
によって発生した点欠陥がゲッタリングサイトとして働
いているものと考えられる。

【００３４】本実施例の場合、ゲッタリングサイトはポ
リシリコン膜でなく単結晶シリコン膜であるため、その
上部に半導体薄膜をエピタキシャル成長によって容易に
形成することができる。このため、上述したポリシリコ
ンゲッタリングの場合とは異なり、別の半導体基板を張
り付けることなく、容易に埋め込みゲッタリングサイト
を形成することができる。

【００３５】図４は、Ｆｅで汚染されたシリコン基板中
の少数キャリアーの再結合寿命と熱処理温度との関係を
示す特性図である。また、比較のために、本実施例の単
結晶シリコン膜と同じ膜厚の裏面ポリシリコンゲッタリ
ング（比較例１）と、２ステップＩＧ（比較例２）につ
いても調べてみた。

【００３６】図４から本実施例のゲッタリングが施され
たシリコン基板は、全ての温度領域（６００〜１２００
℃程度）において、比較例１，２のゲッタリングが施さ
れたシリコン基板よりも、再結合寿命を長くできること
が分かる。

【００３７】すなわち、本実施例のゲッタリングは、低
温ほどゲッタリング効果が増しているが、熱処理温度が
高くても従来のゲッタリングよりも十分に高いゲッタリ
ング効果が得られるものである。

【００３８】図５は、リンが添加された単結晶シリコン
膜３を用いた場合に、シリコン基板１の表面に形成した
ｐｎ接合における接合リーク電流と熱処理時間との関係
を示す図である。また、比較のために、従来の裏面ＥＧ
の一つである裏面ポリシリコン付きウェハーの場合につ
いても調べてみた。

【００３９】図５から本実施例のゲッタリング（フロン
トサイドゲッタリング）は、従来例のゲッタリング（バ
ックサイドゲッタリング）に比べて、低温短時間でもリ
ーク電流が小さく、ゲッタリング効果が高いことが分か
る。

【００４０】また、ゲッタリングサイトが素子形成領域
の表面側に形成されているので、裏面側に形成されてい
る場合に比べて、短い時間で済む。このため、今後予想
されるウェハーの大直径化に伴ってウェハー厚さが増大
しても高温の熱処理を長く行なう必要が無く、シリコン
基板に形成された拡散層の再拡散を防止できる。

【００４１】したがって、本実施例のゲッタリングによ
れば、今後の素子の微細化に要求される高温短時間ある
いは低温の熱処理でもシリコン基板内の汚染物質を十分
に取り除くことができる。

【００４２】また、ゲッタリングサイトが素子形成領域
の基板表面に設けられている本実施例のシリコン基板を
用い、半導体集積回路を製造すれば、製造プロセスの最
初の段階からプロセスをスルーした効果的なゲッタリン
グを行なうことができる。

【００４３】ここで、本実施例のゲッタリングを従来の
種々のゲッタリングと比べると次のようになる。まず、
本実施例のゲッタリングは、高温気相エピタキシャル成
長によってｐ／ｐ⁺ の基板側に形成されるミスフィット
転移に金属不純物をゲッタリングさせる方法とは全く異
なる。

【００４４】すなわち、本実施例のゲッタリングは、高
濃度の不純物（ボロン，リン等）が添加された固相エピ
タキシャル成長の単結晶シリコン膜がゲッタリングサイ
トとして働いており、ミスフィット転移によるゲッタリ
ングとはゲッタリングサイトが異なる。

【００４５】また、ミスフィット転移によるゲッタリン
グは、ＩＧと同様にシリコン基板中で過飽和になった不
純物しかゲッタリングできないが、本実施例のゲッタリ
ングは、図４に示したように、高温状態でシリコン基板
中に固溶しているＦｅ等の金属汚染物も効果的にゲッタ
リングできる。

【００４６】また、フロントサイドゲッタリングである
高エネルギーイオン注入によるゲッタリングとを比較す
ると、高エネルギーイオン注入によるゲッタリングで
は、イオン注入による欠陥がゲッタリングサイトとして
働いているため、一旦高温熱処理を施すことによって欠
陥の一部が回復し、ゲッタリング効果は低下する。

【００４７】一方、本実施例のゲッタリングでは、ゲッ
タリングサイトをＬＰＣＶＤ等によるアモルファスシリ
コン膜の堆積と、固相成長のための熱処理によって形成
するため、高エネルギーイオン注入により形成するゲッ
タリングサイトよりも遥かに容量の大きいゲッタリング
サイトをシリコン基板に欠陥等のダメージを与えること
なく形成することができる。しかも、実効的には熱処理
を何回行ってもゲッタリング効果は低下しない。

【００４８】また、リンゲッタリングと比較すると、リ
ン濃度はリン拡散の熱処理温度、拡散時間によって決ま
り、高濃度のリン不純物層を形成するには少なくとも８
５０℃以上の高温熱処理を数時間施す必要があるが、本
実施例によれば、ＬＰＣＶＤ等の堆積方法によって、例
えば、６００℃程度の低温で、且つ１０²⁰atoms/cm³以
上の高濃度のリンやボロンを含む不純物層（単結晶シリ
コン膜３）を容易に形成できる。

【００４９】更に、リンゲッタリングでは、ゲッタリン
グサイトとしての高濃度のリン不純物層を幅広く形成す
るのが難しいが、本実施例によれば、ゲッタリングサイ
トとしての単結晶シリコン膜を厚く形成できるので、容
量の大きいゲッタリングサイトを容易に設けることがで
きる。すなわち、従来のゲッタリングに比べ、容量の大
きいゲッタリングサイトを容易に形成できるため、ゲッ
タリング効果の持続性の面においても優れている。

【００５０】図２は、本発明の第２の実施例に係るゲッ
タリングサイトの構造を示す断面図である。本実施例が
先の実施例と異なる点は、ゲッタリングサイトとしての
単結晶シリコン膜３が、シリコン基板１の表面の一部に
形成されていることにある。このような構造は以下のよ
うにして形成することができる。例えば、シリコン基板
１の表面を部分的にエッチングし、溝或いは穴を形成し
た後、第１の実施例と同様にして、全面に単結晶シリコ
ン膜３を形成する。その後、単結晶シリコン膜３と同じ
エッチング速度の膜により平坦化し、最後に、エッチバ
ックすることにより完成する。

【００５１】図６は、本発明の第３の実施例に係るゲッ
タリングサイトの構造を示す断面図である。シリコン基
板１の全面には固相エピタキシャル成長によって不純物
（ボロンまたはリン）が添加された単結晶シリコン膜３
が形成され、この単結晶シリコン膜３上にはシリコン薄
膜４が形成されている。このシリコン薄膜４は、例え
ば、気相エピタキシャル成長や、固相エピタキシャル成
長によって形成する。

【００５２】本実施例のように、埋め込み構造のゲッタ
リングサイトを形成した場合、素子形成層となるシリコ
ン薄膜４に混入した重金属等のゲッタリングによる汚染
物の除去は、素子形成工程中の熱処理により行なわれ
る。

【００５３】図９は、このゲッタリングの効果を示すＳ
ＩＭＳ分析による汚染物であるＦｅの深さ方向の分布図
である。図９からＦｅはゲッタリングサイトである単結
晶シリコン膜中に均一に捕獲されていることが分かる。

【００５４】なお、単結晶シリコン膜中に添加する不純
物は、ボロンまたはリンの一方だけでも、ボロンおよび
リンの両方であっても良い。更に、この添加するボロン
またはリンの濃度は、１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 以上
で、好ましくは１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 以上にする。

【００５５】また、本実施例の場合、シリコン薄膜４は
その内部に添加されるドーパントの濃度が、単結晶シリ
コン膜３中に添加される不純物（ボロンまたはリン）の
濃度よりも低ければ良い。

【００５６】また、一般に行なわれているウェハーの張
り合わせ技術を用いて、シリコン薄膜の代わりに別のシ
リコン基板を張り付けても良い。すなわち、単結晶シリ
コン膜上に形成する半導体膜や半導体基板等は、どの様
な手法によって形成されても問題ない。

【００５７】図７は、本発明の第４の実施例に係るゲッ
タリングサイトの構造を示す断面図である。本実施例が
第３の実施例と異なる点は、ゲッタリングサイトである
単結晶シリコン膜３が、シリコン基板１の表面に部分的
に形成されていることにある。このような構造は、例え
ば、シリコン基板１の表面を部分的にエッチングし、溝
或いは穴を形成した後、第２の実施例と同様に、全面に
単結晶シリコン膜３を形成し、単結晶シリコン膜３とエ
ッチング速度が等しい膜で平坦化した後、エッチバック
によって単結晶シリコン膜３の埋め込みを行ない、その
後、全面にシリコン薄膜４を堆積することにより形成す
ることができる。

【００５８】また、シリコン基板１の全面に単結晶シリ
コン膜３を形成し、この単結晶シリコン膜３を部分的に
エッチング除去した後、全面にシリコン薄膜４を堆積し
ても同様な構造が得られる。

【００５９】更にまた、部分的に高濃度の不純物が添加
されたアモルファスシリコン層をエピタキシャル成長に
よって単結晶シリコン膜に変えても得られる。図８は、
本発明の第５の実施例に係るゲッタリングサイトの構造
を示す断面図である。

【００６０】本実施例が第３の実施例と異なる点は、シ
リコン基板１の裏面側にもゲッタリングサイトである単
結晶シリコン膜３ａが形成されていることにある。本実
施例でも先の実施例と同様な効果が得られるのは勿論の
こと、シリコン基板１の裏面側から混入する重金属等の
汚染物の素子形成領域への拡散を防止することができ
る。

【００６１】図１０は、本発明の第６の実施例に係るゲ
ッタリングサイトの構造を示す断面図である。シリコン
基板１の表面には、固相エピタキシャル成長によって、
ボロンまたはリンの少なくも一方を含む複数の単結晶シ
リコン膜３が形成されている。

【００６２】このような構造は、例えば、部分的に複数
の単結晶シリコン膜３を固相エピタキシャル成長させて
形成したり、全面に単結晶シリコン膜３を形成した後
に、この単結晶シリコン膜３をエッチング分離したりす
ることで実現できる。

【００６３】図１１は、本発明の第７の実施例に係るゲ
ッタリングサイトの形成方法を示す工程図である。ま
ず、図１１（ａ）に示すように、シリコン基板１の表面
に複数の溝を形成する。次いでボロンまたはリンの少な
くとも一方が添加されたアモルファスシリコン膜（不図
示）を全面に形成した後、エッチバックを行ない、アモ
ルファスシリコン膜を溝内にのみに残置させる。

【００６４】次に図１１（ｂ）に示すように、固相エピ
タキシャル成長によってアモルファスシリコン膜を単結
晶シリコン膜３に変える。このような方法により、複数
の単結晶シリコン膜３が表面に埋め込まれた構造のゲッ
タリングサイトが得られる。

【００６５】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、第１の実施例では、ゲッタリ
ングサイトである単結晶シリコン膜３をシリコン基板１
の素子形成領域となる表面に形成したが、図１２に示す
ように、シリコン基板１の裏面全面に形成しても良い
し、また、裏面に部分的に形成しても良い。

【００６６】また、上記実施例では、汚染物がＦｅの場
合についての効果の説明したが、本発明は、他の汚染
物、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属不純物に対して
も有効である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施できる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、今
後の素子の微細化に要求される高温短時間あるいは低温
の熱処理でもシリコン基板内の汚染物質を十分に取り除
くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るゲッタリング方法
を説明するための工程断面図。

【図２】本発明の第２の実施例に係るゲッタリングサイ
トの構造を示す断面図。

【図３】本発明のゲッタリング効果を示す不純物濃度の
プロファイル。

【図４】本発明のゲッタリング効果を示す熱処理温度と
再結合寿命とに関する特性図。

【図５】本発明のゲッタリング効果を示す熱処理時間と
リーク電流とに関する特性図。

【図６】本発明の第３の実施例に係るゲッタリングサイ
トの構造を示す断面図。

【図７】本発明の第４の実施例に係るゲッタリングサイ
トの構造を示す断面図。

【図８】本発明の第５の実施例に係るゲッタリングサイ
トの構造を示す断面図。

【図９】本発明のゲッタリング効果を示す不純物の濃度
プロファイル

【図１０】本発明の第６の実施例に係るゲッタリングサ
イトの構造を示す断面図。

【図１１】本発明の第７の実施例に係るゲッタリングサ
イトの形成方法を示す工程図。

【図１２】第１の実施例の変形例を示す図。

【符号の説明】

１…シリコン基板 ２…アモルファスシリコン膜 ３，３ａ…単結晶シリコン膜 ４…シリコン薄膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリコン基板と、このシリコン基板上の少
   なくとも一部分に形成され、ピーク濃度が１０²⁰ atoms
   /cm ² 以上の濃度分布を有するボロンまたはリンの少な
   くとも一方を含み、素子が形成されてない単結晶シリコ
   ン膜とを有することを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】シリコン基板上の少なくとも一部分に、ピ
   ーク濃度が１０²⁰ atoms/cm ² 以上の濃度分布を有する
   ボロンまたはリンの少なくとも一方を含むアモルファス
   シリコン膜を形成する工程と、 前記アモルファスシリコン膜を固相成長により単結晶シ
   リコン膜に変える工程と、 熱処理によって、前記シリコン基板内の汚染物質を前記
   単結晶シリコン膜内に取り込む工程とを有することを特
   徴とする半導体装置の製造方法。