JPS5892227A - 結晶欠陥のゲツタリング法 - Google Patents
結晶欠陥のゲツタリング法Info
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- JPS5892227A JPS5892227A JP19352981A JP19352981A JPS5892227A JP S5892227 A JPS5892227 A JP S5892227A JP 19352981 A JP19352981 A JP 19352981A JP 19352981 A JP19352981 A JP 19352981A JP S5892227 A JPS5892227 A JP S5892227A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザアニールによってアモルファスシリコ
ンから単結晶シリコンへと構造変換された薄膜内のプロ
セス誘起欠陥１重金属汚染などを効果的にゲッターする
新規な方法に関するものである。
ンから単結晶シリコンへと構造変換された薄膜内のプロ
セス誘起欠陥１重金属汚染などを効果的にゲッターする
新規な方法に関するものである。
レーザアニール技術はデバイスパターンの微細化に対応
して、多結晶シリコン膜の低抵抗化（粒径制御によって
）、シリコン幕板裏面ヘレーザ照射し積極的に転位を導
入してシリコン基板内のパルグ微小欠陥や重金属をゲッ
ターする、異種金属間の相互反応促進・合金化・シリサ
イド化、多結晶シリコンの単結晶シリコン化などをはじ
めとして幅広い応用が期待され、基礎技術の開発が活発
にされている。
して、多結晶シリコン膜の低抵抗化（粒径制御によって
）、シリコン幕板裏面ヘレーザ照射し積極的に転位を導
入してシリコン基板内のパルグ微小欠陥や重金属をゲッ
ターする、異種金属間の相互反応促進・合金化・シリサ
イド化、多結晶シリコンの単結晶シリコン化などをはじ
めとして幅広い応用が期待され、基礎技術の開発が活発
にされている。
ところで、アモルファスシリコンをレーザアニールで融
溶し単結晶化される場合、大きな問題点が発生する。そ
れはビームアニール後に多数誘起される転位群であり、
アニール雰囲気からの重金属汚染である。レーザアニー
ルで形成された単結晶シリコン膜の表面に微細なデバイ
スを高密度に配置し、かつ絶縁膜を介して単結晶シリコ
ン膜を三次元的に重層構造で重ね合わせ、それらを磁気
的に相互結線して有機的Ｃ二動作させる機能を有する新
しいデバイスを実現させるうえで上記の問題点の解決は
重要な技術的課題である。
溶し単結晶化される場合、大きな問題点が発生する。そ
れはビームアニール後に多数誘起される転位群であり、
アニール雰囲気からの重金属汚染である。レーザアニー
ルで形成された単結晶シリコン膜の表面に微細なデバイ
スを高密度に配置し、かつ絶縁膜を介して単結晶シリコ
ン膜を三次元的に重層構造で重ね合わせ、それらを磁気
的に相互結線して有機的Ｃ二動作させる機能を有する新
しいデバイスを実現させるうえで上記の問題点の解決は
重要な技術的課題である。
従来、プロヤス誘起欠陥１重金属汚染などデバイスの磁
気的特性を著しく低下させるものをデバイスの活性領域
から効果的に除去する方法として、シリコン単結晶基板
の裏面へ５１ｏ２粒子を衝突させる。Ｖリコンに比べ硬
度の高い材料で裏面を機械的に研削する。イオンを注入
するなどで意識的に裏面へ加工歪み、転位を導入し、こ
れらの結晶欠陥でデバイスの活性領域に存在する微小欠
陥、汚染を捕獲するなどの手段が講じられてきた。
気的特性を著しく低下させるものをデバイスの活性領域
から効果的に除去する方法として、シリコン単結晶基板
の裏面へ５１ｏ２粒子を衝突させる。Ｖリコンに比べ硬
度の高い材料で裏面を機械的に研削する。イオンを注入
するなどで意識的に裏面へ加工歪み、転位を導入し、こ
れらの結晶欠陥でデバイスの活性領域に存在する微小欠
陥、汚染を捕獲するなどの手段が講じられてきた。
しかし、これらの方法はシリコン単結晶基板内のデバイ
スに対しては有効であるが８ｉ０２ 、 Ａｌ２Ｏ３。
スに対しては有効であるが８ｉ０２ 、 Ａｌ２Ｏ３。
８１１Ｎ、などの絶縁膜上に形成された２層目以上の単
結晶シリコン膜内の結晶欠陥、重金属汚染に対しては全
く効果が無いことは明らかである。
結晶シリコン膜内の結晶欠陥、重金属汚染に対しては全
く効果が無いことは明らかである。
また、シリコン単結晶の代表的育成方法であるチョクラ
ルスキー（ＯＺ）法ではるつぼとして石英で内張すされ
たグラファイト材を用いることから石英の構成元素であ
る酸素がシリコン融液中に溶けこみ、結果的に酸素が過
剰に固溶したシリコン単結晶ができ上る。この酸素はシ
リコン結晶ハの高温熱処理プロセスの過程で積層欠陥、
析出物へと変質しＯＯＤの画像欠陥、ダイナミックＲＡ
Ｍのリフレッシュ不良、接合耐圧の低下などをもたらす
ので一般的には嫌われた存在である。しかし、この酸素
を逆に活用して酸素析出物をゲッタサイトとして活性領
域の無欠陥化をはかるいわゆるイントリンシックゲッタ
リング法が注目をあびるに及び、酸素の利点が一転して
クローズアップされている。しかしこのイントリンシッ
クゲッタリング法は単結晶シリコン中に酸素が固溶限で
ある４、１５Ｘ１０ ａｔ、ｏｎｓ／ｄＪａ上含有？
ｇｔｔてぃてはじめてクエハブロセス適用可となる方法
であって、極低酸素温間であるＦ Ｚ （Ｆｌｏａｔｉ
ｎｇ ｚｏｖｅ ）シリコン結晶には本来適さないこと
は言うまでもない。イントリンシックゲッタリングの物
理的メカニズムを考えれば、既に述べた絶縁膜上の単結
晶シリコン膜も酸素フリーでありＦＺ結晶のケースと同
様に単純にイントリンシックゲッタリングを採用するわ
けにはいかない。
ルスキー（ＯＺ）法ではるつぼとして石英で内張すされ
たグラファイト材を用いることから石英の構成元素であ
る酸素がシリコン融液中に溶けこみ、結果的に酸素が過
剰に固溶したシリコン単結晶ができ上る。この酸素はシ
リコン結晶ハの高温熱処理プロセスの過程で積層欠陥、
析出物へと変質しＯＯＤの画像欠陥、ダイナミックＲＡ
Ｍのリフレッシュ不良、接合耐圧の低下などをもたらす
ので一般的には嫌われた存在である。しかし、この酸素
を逆に活用して酸素析出物をゲッタサイトとして活性領
域の無欠陥化をはかるいわゆるイントリンシックゲッタ
リング法が注目をあびるに及び、酸素の利点が一転して
クローズアップされている。しかしこのイントリンシッ
クゲッタリング法は単結晶シリコン中に酸素が固溶限で
ある４、１５Ｘ１０ ａｔ、ｏｎｓ／ｄＪａ上含有？
ｇｔｔてぃてはじめてクエハブロセス適用可となる方法
であって、極低酸素温間であるＦ Ｚ （Ｆｌｏａｔｉ
ｎｇ ｚｏｖｅ ）シリコン結晶には本来適さないこと
は言うまでもない。イントリンシックゲッタリングの物
理的メカニズムを考えれば、既に述べた絶縁膜上の単結
晶シリコン膜も酸素フリーでありＦＺ結晶のケースと同
様に単純にイントリンシックゲッタリングを採用するわ
けにはいかない。
本発明は既に詳細に述べた従来のデバイス形成技術の難
点を克服するためになされたもので、絶縁膜上に形成さ
れた単結晶シリコン暎においてもゲッタリングの効果を
もたせることのできる新しいブックリング方法を提供す
ることを目的としている。
点を克服するためになされたもので、絶縁膜上に形成さ
れた単結晶シリコン暎においてもゲッタリングの効果を
もたせることのできる新しいブックリング方法を提供す
ることを目的としている。
以下、この発明の一実施例について図で説明する。第１
図〜第４図は本発明方法を説明するための断面図である
。第１図において、シリコンｌ結晶基板（１）に接して
形成された絶縁膜（２）の上にアモルファスシリコン膜
（３）がデポジシコンされている。このアモルファスシ
リコン膜（３）へ高ドーズの酸素イオン（４）、ここで
は同位体存在比の高い ０を全面に均一に注入する。次
いで、第２図の如くアモルファスシリコン膜（３）へ高
出力のレーザ（５）、たとえばＯＷのＡｒ レーザやｒ
Ａａ（Ｎｄ）ｖ−ザな光学的に細く絞って全面１二照射
する。これに伴ないアモルファスシリコン膜（３１は単
結晶シリコン膜（６１へと構造変換されるとともに既に
注入されていた酸素イオンは単結晶シリボン膜（６）内
へと均−ｍ＝拡散すれる。、良に、第３図の如く上述の
単結晶シリコン膜（３）へ、単結晶化の条件とは異なる
出力のレーザ（５′）を同様艦；照射する。これによっ
て単結晶シリコン膜の最表面に存在していた酸素は雰囲
気中へ外部拡散され酸素フリーの領域（７）が単結晶シ
リコン膜の表面に形成される。最後に第４図の如く単結
晶シリコン膜を６００〜８００°０の非酸化性雰囲気で
低温アニールし、単結晶シリコン膜用）内に酸素析出を
核とした微小欠陥発生領域（８）と無欠陥領域１９）を
同時１＝形成する。このようＩｎ、デバイスが形成され
る活性領域のみを無欠陥化し。
図〜第４図は本発明方法を説明するための断面図である
。第１図において、シリコンｌ結晶基板（１）に接して
形成された絶縁膜（２）の上にアモルファスシリコン膜
（３）がデポジシコンされている。このアモルファスシ
リコン膜（３）へ高ドーズの酸素イオン（４）、ここで
は同位体存在比の高い ０を全面に均一に注入する。次
いで、第２図の如くアモルファスシリコン膜（３）へ高
出力のレーザ（５）、たとえばＯＷのＡｒ レーザやｒ
Ａａ（Ｎｄ）ｖ−ザな光学的に細く絞って全面１二照射
する。これに伴ないアモルファスシリコン膜（３１は単
結晶シリコン膜（６１へと構造変換されるとともに既に
注入されていた酸素イオンは単結晶シリボン膜（６）内
へと均−ｍ＝拡散すれる。、良に、第３図の如く上述の
単結晶シリコン膜（３）へ、単結晶化の条件とは異なる
出力のレーザ（５′）を同様艦；照射する。これによっ
て単結晶シリコン膜の最表面に存在していた酸素は雰囲
気中へ外部拡散され酸素フリーの領域（７）が単結晶シ
リコン膜の表面に形成される。最後に第４図の如く単結
晶シリコン膜を６００〜８００°０の非酸化性雰囲気で
低温アニールし、単結晶シリコン膜用）内に酸素析出を
核とした微小欠陥発生領域（８）と無欠陥領域１９）を
同時１＝形成する。このようＩｎ、デバイスが形成され
る活性領域のみを無欠陥化し。
もし活性領域に極微小の残留結晶欠陥が新たに発生した
り１重金属汚染があっても内部に高密間に発生させた微
小欠陥でこれらを効果的にブックできる。
り１重金属汚染があっても内部に高密間に発生させた微
小欠陥でこれらを効果的にブックできる。
なお上記実施例ではアモルファスシリコンを単結晶化さ
せる熱源としてレーザを用いたが１代りに電子ビームを
適用しても同様の効果は得られる。
せる熱源としてレーザを用いたが１代りに電子ビームを
適用しても同様の効果は得られる。
以上のように本発明によれば、三次元素子を構成する単
結晶シリコン層のブックリングも可能となりデバイス特
性の向上が一段と容易となる。
結晶シリコン層のブックリングも可能となりデバイス特
性の向上が一段と容易となる。
第１図〜第４図は本発明方法を説明するための断面図で
ある。図中＋１１ｖ！ｌコン単結晶幕板、（２）絶縁膜
、（３）アモルファスシリコン膜、（４）酸素イオン＋
５１ （５’）レーザ、（６）単結晶シリコン膜、（７
）酸素が外部拡散した単結晶シリコン膜、（８）微小欠
陥発生領域、（９；無欠陥領域である。 代理人 葛野信− 転 嫁 の り 昧 外
ある。図中＋１１ｖ！ｌコン単結晶幕板、（２）絶縁膜
、（３）アモルファスシリコン膜、（４）酸素イオン＋
５１ （５’）レーザ、（６）単結晶シリコン膜、（７
）酸素が外部拡散した単結晶シリコン膜、（８）微小欠
陥発生領域、（９；無欠陥領域である。 代理人 葛野信− 転 嫁 の り 昧 外
Claims (1)
- レーザアニールによってアモルファスシリコンから単結
晶シリコンへと構造変換された薄膜内のプロセス誘起欠
陥１重金属汚染などをブックリングする方法において、
レーザアニールする前にアモルファスシリコンに所望の
加速電圧で酸素イオンを注入する工程、レーザをアモル
ファスシリコンに照射するとともに、アモルファスシリ
コンを単結晶化させ、かつ固溶限以上の酸素を単結晶シ
リコン内に拡散させる工程、レーザな単結晶シリコンの
極表面に照射し前記の酸素を外部拡散させる工程、＠記
拳結晶シリコンを６００〜８００’０の非酸化性雰囲気
で低温アニールし単結晶シリコン膜の表面に無欠陥層を
形成させる工程から成る結晶欠陥のブックリング法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19352981A JPS5892227A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 結晶欠陥のゲツタリング法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19352981A JPS5892227A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 結晶欠陥のゲツタリング法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892227A true JPS5892227A (ja) | 1983-06-01 |
| JPS6213815B2 JPS6213815B2 (ja) | 1987-03-28 |
Family
ID=16309582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19352981A Granted JPS5892227A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 結晶欠陥のゲツタリング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5892227A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042838A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Toshiba Corp | 半導体ウェハの処理方法 |
| JPS61145818A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Sony Corp | 半導体薄膜の熱処理方法 |
| JPS62179731A (ja) * | 1986-02-04 | 1987-08-06 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1981
- 1981-11-28 JP JP19352981A patent/JPS5892227A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042838A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Toshiba Corp | 半導体ウェハの処理方法 |
| JPS61145818A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Sony Corp | 半導体薄膜の熱処理方法 |
| JPH07118444B2 (ja) * | 1984-12-20 | 1995-12-18 | ソニー株式会社 | 半導体薄膜の熱処理方法 |
| JPS62179731A (ja) * | 1986-02-04 | 1987-08-06 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6213815B2 (ja) | 1987-03-28 |
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