JPS63182815A - エピタキシアルウエ−ハの製造方法 - Google Patents
エピタキシアルウエ−ハの製造方法Info
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- JPS63182815A JPS63182815A JP1487287A JP1487287A JPS63182815A JP S63182815 A JPS63182815 A JP S63182815A JP 1487287 A JP1487287 A JP 1487287A JP 1487287 A JP1487287 A JP 1487287A JP S63182815 A JPS63182815 A JP S63182815A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔従来の技術〕
高濃度の不純物を含む基板上のエピタキシアル層の形成
が、例えばメガビット級の超高周波集積回路用のＰ／Ｐ
＋ウェーハあるいはＣＯＤ デバイス用のＮ／Ｎ＋ウェ
ーハとして、開発されている。この場合Ｐ、Ｎ＋基板は
デバイス特性の観点から極力低抵抗のものを使用する。
が、例えばメガビット級の超高周波集積回路用のＰ／Ｐ
＋ウェーハあるいはＣＯＤ デバイス用のＮ／Ｎ＋ウェ
ーハとして、開発されている。この場合Ｐ、Ｎ＋基板は
デバイス特性の観点から極力低抵抗のものを使用する。
通常、０．０１Ω信以下になるように、高濃度に不純物
を添加する。エピタキシアル成長前には基板に特別な処
理を施さずにエピタキシアル成長を行なう方法が一般的
である。（例えば” Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｔｏｒ３ｉ１
ｉｃｏｎ １９８６ ’ 、 Ｈ，Ｒ，Ｈｕｆｆ、 Ｔ
、Ａｂｅ ＆ Ｂ、Ｋｏｌｂｅ−ｓｅｎ Ｅｄｓ、、
Ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃ、
、 Ｐｅｎｎｉｇ−ｔｏｎ ＮＪ、 （１９８６）Ｐ、
８４９ ）〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の方法では、高濃度不純物基板と低濃度エピタキシ
アル層とは、格子の不整合が大きいので、エピタキシア
ル層の境界面にミスフィツト転位などの結晶欠陥が発生
したり、ウェーハの湾曲が生ずる。またミスフィツト転
位によるひずみ場によって、基板の残留重金属のエピタ
キシアル層中ヘゲツタリングがおこり、ウェーハ上に形
成するデバイスの特性を劣化させるという欠点があった
。
を添加する。エピタキシアル成長前には基板に特別な処
理を施さずにエピタキシアル成長を行なう方法が一般的
である。（例えば” Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｔｏｒ３ｉ１
ｉｃｏｎ １９８６ ’ 、 Ｈ，Ｒ，Ｈｕｆｆ、 Ｔ
、Ａｂｅ ＆ Ｂ、Ｋｏｌｂｅ−ｓｅｎ Ｅｄｓ、、
Ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃ、
、 Ｐｅｎｎｉｇ−ｔｏｎ ＮＪ、 （１９８６）Ｐ、
８４９ ）〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の方法では、高濃度不純物基板と低濃度エピタキシ
アル層とは、格子の不整合が大きいので、エピタキシア
ル層の境界面にミスフィツト転位などの結晶欠陥が発生
したり、ウェーハの湾曲が生ずる。またミスフィツト転
位によるひずみ場によって、基板の残留重金属のエピタ
キシアル層中ヘゲツタリングがおこり、ウェーハ上に形
成するデバイスの特性を劣化させるという欠点があった
。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、高濃度不純物を含む半導体基板に、低濃度不純物を
含むエピタキシアル層を形成する前に、次に示す前処理
工程をあらかじめなすものである。
で、高濃度不純物を含む半導体基板に、低濃度不純物を
含むエピタキシアル層を形成する前に、次に示す前処理
工程をあらかじめなすものである。
（ａｌ 半導体基板の表面に酸素濃度低減層を形成す
る工程 （ｂ） 前記酸ｓＳ度低減層上に、半導体基板よシ濃
度の低い不純物濃度のエピタキシアル層を成長させる工
程 （ｅｌ 次に加熱処理により前記エピタキシアル層に
半導体基板内の不純物を拡散させることによりバッファ
層を形成する工程 〔作用〕 バッファ層は、半導体基板からバッファ層の表面にいた
るまで、抵抗値が次第に増加する（不純物濃度が減少す
る）ので、その上にエピタキシアル層を形成したときに
格子不整合が生じない。またバッファ層は、酸素濃度低
減層上に形成するので、酸素析出による誘起＆層欠陥が
生じない。上記のことからエピタキシアル層として欠陥
のないものが得られる。
る工程 （ｂ） 前記酸ｓＳ度低減層上に、半導体基板よシ濃
度の低い不純物濃度のエピタキシアル層を成長させる工
程 （ｅｌ 次に加熱処理により前記エピタキシアル層に
半導体基板内の不純物を拡散させることによりバッファ
層を形成する工程 〔作用〕 バッファ層は、半導体基板からバッファ層の表面にいた
るまで、抵抗値が次第に増加する（不純物濃度が減少す
る）ので、その上にエピタキシアル層を形成したときに
格子不整合が生じない。またバッファ層は、酸素濃度低
減層上に形成するので、酸素析出による誘起＆層欠陥が
生じない。上記のことからエピタキシアル層として欠陥
のないものが得られる。
以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。
第１実施例として、抵抗率が０．００２Ω備になるよう
に、ボロンを添加した、チヨクラスキー法によるシリコ
ン単結晶ウェーハ上に成長させたＰ／Ｐ ウェーハの
製造方法を第１図に示す。
に、ボロンを添加した、チヨクラスキー法によるシリコ
ン単結晶ウェーハ上に成長させたＰ／Ｐ ウェーハの
製造方法を第１図に示す。
先ず第１図（ａ）に示すように、シリコン基板ｌを１１
５００で１時間水素中で熱処理を行ない、表面の酸素を
外方に拡散させ、酸素濃度低減層２を形成する。次に第
１図（ｂｌに示すように、酸素濃度低減層２の上に１１
００ｔ：’で、ジクロロシラン（Ｓ １Ｈｚ（ＪＩ＊
）を用い、厚さ２５ｐｍ、抵抗率０．１Ω備のボロン添
加の第１エピタキシアル層３を気相成長させる。その後
、第１図（Ｃ）に示すように、１１５０ＣでＩ分間、水
素中で熱処理を行ない、前記シリコン基板１．酸素濃度
低減層２中のボロンを第１エピタキシアル層３の中へ拡
散させ、バッファ層４を形成する。バッフ７層４の形成
時にボロンと同様に酸素の拡散もおこるが、酸素濃度低
減層２″Ｉｋ形成しであるため、酸素の析出による欠陥
発生をおさえることができる。
５００で１時間水素中で熱処理を行ない、表面の酸素を
外方に拡散させ、酸素濃度低減層２を形成する。次に第
１図（ｂｌに示すように、酸素濃度低減層２の上に１１
００ｔ：’で、ジクロロシラン（Ｓ １Ｈｚ（ＪＩ＊
）を用い、厚さ２５ｐｍ、抵抗率０．１Ω備のボロン添
加の第１エピタキシアル層３を気相成長させる。その後
、第１図（Ｃ）に示すように、１１５０ＣでＩ分間、水
素中で熱処理を行ない、前記シリコン基板１．酸素濃度
低減層２中のボロンを第１エピタキシアル層３の中へ拡
散させ、バッファ層４を形成する。バッフ７層４の形成
時にボロンと同様に酸素の拡散もおこるが、酸素濃度低
減層２″Ｉｋ形成しであるため、酸素の析出による欠陥
発生をおさえることができる。
上記前処理工程を終えた後、第１図（ａ）に示すように
バッファ層４上に５ＬＨｚＣＱｘを用い、厚さ２５μｍ
、抵抗率１２備になるようにボロンを添加して第２エピ
タキシアル層５を気相成長させて、ウェーハ形成を終了
する。このようにして形成した第２エピタキシアル層５
は、ミスフィツト転位がなく、また、そのひずみ場によ
る重金属のエピタキシアル層中へのゲッタリングが生じ
ない。
バッファ層４上に５ＬＨｚＣＱｘを用い、厚さ２５μｍ
、抵抗率１２備になるようにボロンを添加して第２エピ
タキシアル層５を気相成長させて、ウェーハ形成を終了
する。このようにして形成した第２エピタキシアル層５
は、ミスフィツト転位がなく、また、そのひずみ場によ
る重金属のエピタキシアル層中へのゲッタリングが生じ
ない。
第２図に、上記の方法で製作した、エピタキシアルウェ
ーハの角度研Ｍ面の拡がり抵抗測定値（ａ）を、従来例
（ｂ）とともに示す。図に示すように、深さ２．５μｍ
からＰ＋シリコン基板までの間で、ボロン濃度が傾斜状
に変化したバッファ層が存在することがわかる。
ーハの角度研Ｍ面の拡がり抵抗測定値（ａ）を、従来例
（ｂ）とともに示す。図に示すように、深さ２．５μｍ
からＰ＋シリコン基板までの間で、ボロン濃度が傾斜状
に変化したバッファ層が存在することがわかる。
岸ｆ、笛９宙添硼１シＬイに７Ｍ“エノ麿か・ソ丁ルウ
エーハの製造方法につき説明する。シリコン基板として
、抵抗率ｏ、ｏｏｓΩｃｍのアンチモン添加のウェーハ
を用いる。工程は第１実施例と殆ど同様である。
エーハの製造方法につき説明する。シリコン基板として
、抵抗率ｏ、ｏｏｓΩｃｍのアンチモン添加のウェーハ
を用いる。工程は第１実施例と殆ど同様である。
前記シリコン基板を１１５０Ｃで１時間水素中で熱処理
をおこない、表面層の酸素を外方拡散させ、ｌ！Ｉ２索
濃度低濃度低減層し、次いで前記酸素濃度低減層上に１
１５０ｔ：’の温度で５ｊＨｔＣＱ２を用いて厚さ２．
５μｍの抵抗率０．１Ω譚になるようにアンチモンを添
加した第１エピタキシアル層ヲ気相成長させる。その後
１１５０Ｇで１．５時間、水草中で熱処理をおこない、
バッファ層を形成した。
をおこない、表面層の酸素を外方拡散させ、ｌ！Ｉ２索
濃度低濃度低減層し、次いで前記酸素濃度低減層上に１
１５０ｔ：’の温度で５ｊＨｔＣＱ２を用いて厚さ２．
５μｍの抵抗率０．１Ω譚になるようにアンチモンを添
加した第１エピタキシアル層ヲ気相成長させる。その後
１１５０Ｇで１．５時間、水草中で熱処理をおこない、
バッファ層を形成した。
上記の前処理後に、バッファ層上に１１５０Ｃで、５ｉ
ＨｘＣｆｆｉｔを成長ガスとして厚さ３μｍ、抵抗率が
１．５Ω傭になるようにアンチモンを添加した第２エピ
タキシアル層を気相成長させた。その結果第２エピタキ
シアル層中にミスフィツト転位の発生や重金属のゲッタ
リングのないエピタキシアルウェーハを形成することが
できた。
ＨｘＣｆｆｉｔを成長ガスとして厚さ３μｍ、抵抗率が
１．５Ω傭になるようにアンチモンを添加した第２エピ
タキシアル層を気相成長させた。その結果第２エピタキ
シアル層中にミスフィツト転位の発生や重金属のゲッタ
リングのないエピタキシアルウェーハを形成することが
できた。
第３図は、第２図と同様の拡がり抵抗値と深さとの関係
を示したもので、上述の方法で形成したエピタキシアル
層の下のｎ＋基板側に第１段目のエピタキシアル成長後
の加熱処理過程で形成てれたアンチモン濃度が傾斜状に
変化したバッファ層が存在することがわかる。
を示したもので、上述の方法で形成したエピタキシアル
層の下のｎ＋基板側に第１段目のエピタキシアル成長後
の加熱処理過程で形成てれたアンチモン濃度が傾斜状に
変化したバッファ層が存在することがわかる。
以上説明したように、本発明は高濃度に不純物を添加し
たシリコン単結晶基板上にエピタキシアル成長をおこな
い、次いでエピタキシアル装置内での熱処理で不純物濃
度がシリコン単結晶基板よりも低減したバッファ層を形
成し、再びエピタキシアル成長をおこなうという一連の
簡単なエピタキシアル成長プロセスによってエピタキシ
アル層と基板との格子不整合によるミスフィツト転位の
発生と、ひずみ場によるエピタキシアル層中への重金属
のゲッタリングを防ぐことができた。
たシリコン単結晶基板上にエピタキシアル成長をおこな
い、次いでエピタキシアル装置内での熱処理で不純物濃
度がシリコン単結晶基板よりも低減したバッファ層を形
成し、再びエピタキシアル成長をおこなうという一連の
簡単なエピタキシアル成長プロセスによってエピタキシ
アル層と基板との格子不整合によるミスフィツト転位の
発生と、ひずみ場によるエピタキシアル層中への重金属
のゲッタリングを防ぐことができた。
第１図は本発明の一実施例を示す工程順の断面図、第２
図、第３図は、エピタキシアルウェーハの表面からの深
さに対応する抵抗値変化を図示したもので、国は本発明
、（ｂ）は従来例の場合である。 １・・・シリコン基板、２・・・酸素濃度低減層、３・
・・第１エピタキシアル層、 ４・・・バッファ層、 ５・・・第２エピタキシアル層。
図、第３図は、エピタキシアルウェーハの表面からの深
さに対応する抵抗値変化を図示したもので、国は本発明
、（ｂ）は従来例の場合である。 １・・・シリコン基板、２・・・酸素濃度低減層、３・
・・第１エピタキシアル層、 ４・・・バッファ層、 ５・・・第２エピタキシアル層。
Claims (1)
- 高濃度不純物を含む半導体基板上に、低濃度不純物を
含むエピタキシアル層を形成する前処理として、半導体
基板の表面に酸素濃度低減層を形成する工程と、前記酸
素濃度低減層上に、半導体基板より濃度の低い不純物濃
度のエピタキシアル層を成長させる工程と、次に加熱処
理により前記エピタキシアル層に半導体基板内の不純物
を拡散させることによりバッファ層を形成する工程とを
行なうことを特徴とするエピタキシアルウェーハの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1487287A JPH0616498B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | エピタキシアルウエ−ハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1487287A JPH0616498B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | エピタキシアルウエ−ハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182815A true JPS63182815A (ja) | 1988-07-28 |
| JPH0616498B2 JPH0616498B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=11873107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1487287A Expired - Lifetime JPH0616498B2 (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | エピタキシアルウエ−ハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616498B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030040951A (ko) * | 2001-11-17 | 2003-05-23 | 주식회사 실트론 | 고품질 에피택셜 웨이퍼 및 그의 제조방법 |
| JP2010205866A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法およびシリコンエピタキシャルウェーハ |
| JP2012064659A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2012064660A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP1487287A patent/JPH0616498B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030040951A (ko) * | 2001-11-17 | 2003-05-23 | 주식회사 실트론 | 고품질 에피택셜 웨이퍼 및 그의 제조방법 |
| JP2010205866A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法およびシリコンエピタキシャルウェーハ |
| JP2012064659A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2012064660A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0616498B2 (ja) | 1994-03-02 |
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