JPS6379329A - 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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- JPS6379329A JPS6379329A JP22451886A JP22451886A JPS6379329A JP S6379329 A JPS6379329 A JP S6379329A JP 22451886 A JP22451886 A JP 22451886A JP 22451886 A JP22451886 A JP 22451886A JP S6379329 A JPS6379329 A JP S6379329A
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Landscapes
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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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、半導体装置の製造方法に関するもので、特
に製造工程中に発生する転位の防止に係わる。
に製造工程中に発生する転位の防止に係わる。
(従来の技術)
一般に、半導体装置に使用されるウェーハには、その製
造工程中に発生する転位の増殖を防止するために、半導
体装置の特性とは無関保で且つその特性を損なうことの
ない不純物の混入が行なわれている。従来は、このよう
な目的の不純物として酸素が用いられ、ウェーハ中に1
.0〜2.OX1018atoms/cm 程度混入
していた。しかしながら、製造工程中に1100℃以上
の高温の熱処理が行なわれると、表面の酸素濃度が低下
するためウェーハの機械的強度も低下し、転位が発生し
ゃすくなる欠点がある。しかも、半導体基板(ウェーハ
)をエツチングして溝を形成する構造のデバイスにおい
ては、特に溝の開口部や底部に転位が発生しやすくなる
。
造工程中に発生する転位の増殖を防止するために、半導
体装置の特性とは無関保で且つその特性を損なうことの
ない不純物の混入が行なわれている。従来は、このよう
な目的の不純物として酸素が用いられ、ウェーハ中に1
.0〜2.OX1018atoms/cm 程度混入
していた。しかしながら、製造工程中に1100℃以上
の高温の熱処理が行なわれると、表面の酸素濃度が低下
するためウェーハの機械的強度も低下し、転位が発生し
ゃすくなる欠点がある。しかも、半導体基板(ウェーハ
)をエツチングして溝を形成する構造のデバイスにおい
ては、特に溝の開口部や底部に転位が発生しやすくなる
。
第2図(a)〜(6)は、1100℃以上の熱処理と基
板エツチングによる溝堀)工程の含まれる半導体装置の
製造工程の一部を示すウェーハの断面図である。ここに
示す工程は、半導体基板と異なりた導電型の不純物拡散
層と溝堀シ構造を形成する工程を示すもので、まず(a
)図に示すように、酸素濃度が1.6 X 10 、
atoms/c!nのN型シリコンウェーハJ1を10
00℃の乾燥酸素雰囲気中にさらして膜厚が100OX
のシリコン酸化膜(SI02膜)12を形成する。その
後、上記5io2膜12上にレジスト13を塗布し、こ
のレゾスト13に開孔13mを形成した後、上記レゾス
ト13をマスクK t、テ+v o 7に加速電圧15
0 keV”t” 1.OXl 013atoms/σ
程度の濃度に選択的にイオン注入する。
板エツチングによる溝堀)工程の含まれる半導体装置の
製造工程の一部を示すウェーハの断面図である。ここに
示す工程は、半導体基板と異なりた導電型の不純物拡散
層と溝堀シ構造を形成する工程を示すもので、まず(a
)図に示すように、酸素濃度が1.6 X 10 、
atoms/c!nのN型シリコンウェーハJ1を10
00℃の乾燥酸素雰囲気中にさらして膜厚が100OX
のシリコン酸化膜(SI02膜)12を形成する。その
後、上記5io2膜12上にレジスト13を塗布し、こ
のレゾスト13に開孔13mを形成した後、上記レゾス
ト13をマスクK t、テ+v o 7に加速電圧15
0 keV”t” 1.OXl 013atoms/σ
程度の濃度に選択的にイオン注入する。
次に、上記レジスト13を剥離し、注入した♂ロンを1
200℃の窒素雰囲気中で10時間程度熱処理して拡散
させ、シリコンウェーハ1ノと異なる導電型であるP型
のウェル領域(不純物拡散層)14を形成する。その後
、上記5102膜12上に気相成長によって5102膜
15を500OX程度の膜厚に堆積形成し、レジストを
マスクにしてこのS i02 膜15をエツチングして
開孔15.’fi形成すると(b)図に示すようになる
。
200℃の窒素雰囲気中で10時間程度熱処理して拡散
させ、シリコンウェーハ1ノと異なる導電型であるP型
のウェル領域(不純物拡散層)14を形成する。その後
、上記5102膜12上に気相成長によって5102膜
15を500OX程度の膜厚に堆積形成し、レジストを
マスクにしてこのS i02 膜15をエツチングして
開孔15.’fi形成すると(b)図に示すようになる
。
次に、(、)図に示す如く、上記5IO2膜15をマス
クにしてシリコンウェー八11をエツチングし、溝16
を形成する。
クにしてシリコンウェー八11をエツチングし、溝16
を形成する。
その後、1000℃の乾燥酸素雰囲気中で熱処理を行な
い、上記溝16内にSIO□膜17全17しく(d)図
)、さらに気相成長によりsho2m1g 25000
X程度堆槓形成した後、1000℃の窒素雰囲気中で3
0分熱処理すると(@)図に示すようになる。
い、上記溝16内にSIO□膜17全17しく(d)図
)、さらに気相成長によりsho2m1g 25000
X程度堆槓形成した後、1000℃の窒素雰囲気中で3
0分熱処理すると(@)図に示すようになる。
ところで、上述したように従来はウェーハの機械的強度
を上げるために、半導体装置の特性に悪影響を与えない
酸素の含有率の多いウェーハを用いていた。しかし、半
導体装置の製造工程中に高温(1100℃以上)の熱処
理が行なわれるとこの熱処理時にウェーハ表面の酸素が
外拡散して酸素濃度が低下する。このため、その後の工
程においては転位の増殖を妨たげるものがなくなり、ウ
ェーハ表面に転位が発生してしまうことがある。
を上げるために、半導体装置の特性に悪影響を与えない
酸素の含有率の多いウェーハを用いていた。しかし、半
導体装置の製造工程中に高温(1100℃以上)の熱処
理が行なわれるとこの熱処理時にウェーハ表面の酸素が
外拡散して酸素濃度が低下する。このため、その後の工
程においては転位の増殖を妨たげるものがなくなり、ウ
ェーハ表面に転位が発生してしまうことがある。
特に、0MO8型のデバイスにおいては、部分的にウェ
ーハと異なった導電型の不純物拡散層であるウェル領域
を必要とし、このウェル領域の形成のための拡散時には
1200℃程度の高温で数時間もの拡散時間を必要とす
る。この際、ウェーハ表面の酸素は外拡散し、機械的強
度が低下するという問題がおる。
ーハと異なった導電型の不純物拡散層であるウェル領域
を必要とし、このウェル領域の形成のための拡散時には
1200℃程度の高温で数時間もの拡散時間を必要とす
る。この際、ウェーハ表面の酸素は外拡散し、機械的強
度が低下するという問題がおる。
また、トレンチ構造等のようにウェーハに溝を形成する
デバイスにおいては、応力の集中しやすい溝の開口部付
近や底部で転位が発生しやすく、特にCMO8型デバ型
入バイス造を有するものでは転位が多発する欠点がある
。
デバイスにおいては、応力の集中しやすい溝の開口部付
近や底部で転位が発生しやすく、特にCMO8型デバ型
入バイス造を有するものでは転位が多発する欠点がある
。
(発明が解決しようとする問題点)
上述したように従来の半導体装置の製造方法では、11
00℃以上の熱処理工程とウェーハのエツチング工程を
行なうと転位の増殖が発生してウェーハの機械的強度が
低下する欠点がある。
00℃以上の熱処理工程とウェーハのエツチング工程を
行なうと転位の増殖が発生してウェーハの機械的強度が
低下する欠点がある。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、1100℃以上の熱処理工程
とウェーハのエツチング工程を有する半導体装置におい
て、転位の増殖を防止してウェーハの機械的強度を向上
できる半導体装置の製造方法を提供することである。
その目的とするところは、1100℃以上の熱処理工程
とウェーハのエツチング工程を有する半導体装置におい
て、転位の増殖を防止してウェーハの機械的強度を向上
できる半導体装置の製造方法を提供することである。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
すなわち、この発明にお′いては、上記の目的を達成す
るために、1100℃以上の熱処理を行なった後に、酸
素あるいは窒素をクエーハ表面にイオン注入するととも
に、ウェーハのエツチング工程の後に溝内に酸素あるい
は窒素をイオン注入している。
るために、1100℃以上の熱処理を行なった後に、酸
素あるいは窒素をクエーハ表面にイオン注入するととも
に、ウェーハのエツチング工程の後に溝内に酸素あるい
は窒素をイオン注入している。
(作用)
こうすることによシ、1100℃以上の熱処理によって
ウェーハの光面から外拡散した酸素金補うことができる
ので、ウェーハの塑性変形を防げる(転位の増殖を防止
して機械的強度を向上できる)、また、応力が集中して
転位の増殖が起こシやすい溝の底部にも酸素または窒素
をイオン注入するので、ウェーハの機械的強度をさらに
向上できる。
ウェーハの光面から外拡散した酸素金補うことができる
ので、ウェーハの塑性変形を防げる(転位の増殖を防止
して機械的強度を向上できる)、また、応力が集中して
転位の増殖が起こシやすい溝の底部にも酸素または窒素
をイオン注入するので、ウェーハの機械的強度をさらに
向上できる。
(実施例)
以下、この発明の一冥施例について図面を参照して説明
する。第1図(&)〜(、)は、前記第2回(a)〜(
、)に対応する半導体装置の製造工程の一部を示してい
る。まず、(&)図に示す如く、酸素濃度が1、6 X
10 atoms/cyのNWシリコンウェーハ1
9t−1000℃の乾燥酸素雰囲気中にさらして膜厚が
1000Xの5io2膜20を形成する。次に、上記5
102膜20上にレジスト21を塗布し、このレジスト
21に開孔21hを形成する。そして、上記レジスト2
1をマスクにしてゾロンを加速電圧150 keVで1
゜OX 10 atoms/c!n程度の濃度に選択
的にイオン注入する。その後、上記レジスト2ノを剥離
し、注入したボロンを1200℃の窒素雰囲気中で10
時間程度熱処理して拡散嘔せる。これによりて、シリコ
ンウェーハ1ノにおける上記レジスト2ノの開孔部21
aに対応した部分には、P型のウェル領域22が形成さ
れる1次に、窒素(または酸素)を80 keVの加速
電圧で1、4 X 10 atonoa/m程度の濃
度にイオン注入する((b)図)。
する。第1図(&)〜(、)は、前記第2回(a)〜(
、)に対応する半導体装置の製造工程の一部を示してい
る。まず、(&)図に示す如く、酸素濃度が1、6 X
10 atoms/cyのNWシリコンウェーハ1
9t−1000℃の乾燥酸素雰囲気中にさらして膜厚が
1000Xの5io2膜20を形成する。次に、上記5
102膜20上にレジスト21を塗布し、このレジスト
21に開孔21hを形成する。そして、上記レジスト2
1をマスクにしてゾロンを加速電圧150 keVで1
゜OX 10 atoms/c!n程度の濃度に選択
的にイオン注入する。その後、上記レジスト2ノを剥離
し、注入したボロンを1200℃の窒素雰囲気中で10
時間程度熱処理して拡散嘔せる。これによりて、シリコ
ンウェーハ1ノにおける上記レジスト2ノの開孔部21
aに対応した部分には、P型のウェル領域22が形成さ
れる1次に、窒素(または酸素)を80 keVの加速
電圧で1、4 X 10 atonoa/m程度の濃
度にイオン注入する((b)図)。
次に、上記5102膜20上に気相成長により5102
膜、?5f50001の膜厚に堆積形成し、レジストを
マスクにして上記S’tO2g23をエツチングするこ
とによシ開孔23hを形成する。その後、上記5io2
膜23をマスクにしてシリコンウェーハ19をエツチン
グして溝24を形成すると(、)図に示すようになる。
膜、?5f50001の膜厚に堆積形成し、レジストを
マスクにして上記S’tO2g23をエツチングするこ
とによシ開孔23hを形成する。その後、上記5io2
膜23をマスクにしてシリコンウェーハ19をエツチン
グして溝24を形成すると(、)図に示すようになる。
次に、(d)図に示すように、上記エツチングによシ形
成された424FF3に、1000℃の乾燥酸素雰囲気
中で膜厚が500Xの5i02膜25を形成する。その
後、上記5102膜23をマスクにして溝24の底部に
窒素(または酸素)を80 keVの加速電圧で1.4
X X Oatoms/cm程度の磯度にイオン注入
する。
成された424FF3に、1000℃の乾燥酸素雰囲気
中で膜厚が500Xの5i02膜25を形成する。その
後、上記5102膜23をマスクにして溝24の底部に
窒素(または酸素)を80 keVの加速電圧で1.4
X X Oatoms/cm程度の磯度にイオン注入
する。
そして、(@)図に示すように上記5102膜23上お
よび溝24内の8102.+IJlS上に気相成長によ
り5102膜26を5ooo1程度形成し、1000℃
の窒素雰囲気中で30分間熱処理する。
よび溝24内の8102.+IJlS上に気相成長によ
り5102膜26を5ooo1程度形成し、1000℃
の窒素雰囲気中で30分間熱処理する。
なお、上記(b)図および(d)図に示した工程におい
て、窒素をイオン注入する場合、少なくとも50に@V
以上の加速電圧で少なくとも1.4X10”atoms
/cm以上の量、酸素をイオン注入する場合には少なく
とも50 ksV以上の加速電圧で少なくとも4.3
X 10 atorna/m以上の曾イオン注入する
ことにより転位の増殖効果が得られる。
て、窒素をイオン注入する場合、少なくとも50に@V
以上の加速電圧で少なくとも1.4X10”atoms
/cm以上の量、酸素をイオン注入する場合には少なく
とも50 ksV以上の加速電圧で少なくとも4.3
X 10 atorna/m以上の曾イオン注入する
ことにより転位の増殖効果が得られる。
このような製造方法によれば、1100℃以上の熱処理
工程の後に窒素(′または酸素)のイオン注入を行なう
ので、シリコンウェー八表面の酸素が外拡散しても上記
窒素によって転位の増殖を防ぐことができ、シリコンウ
ェーハの機械的強度の低下を防止できる。また、シリコ
ンウェーハをエツチングして溝を形成した銹、この溝内
に室累(または酸素)t−イオン注入しているので、溝
周辺に転位が発生しないため、機械的強度の低下を防止
できるとともに、上記溝内にキャパシタを形成した場合
にはキャリアのリークが少なく、良好な特性が得られる
。本発明の製造方法を用いた半導体装置は、従来の製造
方法で形成した半導体装置に比べて転位の発生を約1/
100にできることをWL 実壌により確認した。
工程の後に窒素(′または酸素)のイオン注入を行なう
ので、シリコンウェー八表面の酸素が外拡散しても上記
窒素によって転位の増殖を防ぐことができ、シリコンウ
ェーハの機械的強度の低下を防止できる。また、シリコ
ンウェーハをエツチングして溝を形成した銹、この溝内
に室累(または酸素)t−イオン注入しているので、溝
周辺に転位が発生しないため、機械的強度の低下を防止
できるとともに、上記溝内にキャパシタを形成した場合
にはキャリアのリークが少なく、良好な特性が得られる
。本発明の製造方法を用いた半導体装置は、従来の製造
方法で形成した半導体装置に比べて転位の発生を約1/
100にできることをWL 実壌により確認した。
なお、上記実施例では1100℃の熱処理の後とシリコ
ンウェーハのエツチングの後の両方に窒素(または酸素
)のイオン注入を行なったが、エツチング仮に溝の底部
に窒素(または酸素)のイオン注入を行なうだけでも転
位の増殖によるウェーハの機械的強度の低下金大幅に防
止できる。
ンウェーハのエツチングの後の両方に窒素(または酸素
)のイオン注入を行なったが、エツチング仮に溝の底部
に窒素(または酸素)のイオン注入を行なうだけでも転
位の増殖によるウェーハの機械的強度の低下金大幅に防
止できる。
[発明の効果コ
以上説明したようにこの発明によれば、1100℃以上
の熱処理工程とウェーハのエツチング工程を有する半導
体装置において、転位の増殖を防止してウェーハの機械
的強度を向上できる半導体装置の製造方法が得られる。
の熱処理工程とウェーハのエツチング工程を有する半導
体装置において、転位の増殖を防止してウェーハの機械
的強度を向上できる半導体装置の製造方法が得られる。
第1図はこの発明の一実施例に係わる半導体装置の製造
方法について説明するための図、第2図は従来の半導体
装置の製造方法について説明するための図である。 19・・・シリコンウェーハ(半導体基板)、20゜2
3.25.26・・・5102膜、22・・・ウェル領
域、24・・・溝。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第1図
方法について説明するための図、第2図は従来の半導体
装置の製造方法について説明するための図である。 19・・・シリコンウェーハ(半導体基板)、20゜2
3.25.26・・・5102膜、22・・・ウェル領
域、24・・・溝。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第1図
Claims (10)
- (1)1100℃以上の熱処理工程と、半導体基板をエ
ッチングする工程とを有する半導体装置の製造方法にお
いて、上記熱処理工程の後に上記半導体基板の表面領域
に半導体装置の電気的特性に関与しない不純物を電気的
特性に関与しない量イオン注入するとともに、上記基板
エッチング工程の後にエッチング領域内に上記不純物を
上記量だけイオン注入することを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - (2)前記不純物は、窒素であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。 - (3)前記窒素を、少なくとも50keV以上の加速電
圧で、少なくとも1.4×10^1^1atoms/c
m^2以上の量イオン仕入することを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載の半導体装置の製造方法。 - (4)前記不純物は、酸素であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。 - (5)前記酸素を、少なくとも50keV以上の加速電
圧で、少なくとも4.3×10^1^2atoms/c
m^2以上の量イオン注入することを特徴とする特許請
求の範囲第4項記載の半導体装置の製造方法。 - (6)半導体基板をエッチングする工程を有する半導体
装置の製造方法において、上記基板エッチング工程の後
に、上記エッチング領域内に半導体装置の電気的特性に
関与しない不純物を電気的特性に関与しない量イオン注
入することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (7)前記不純物は、窒素であることを特徴とする特許
請求の範囲第6項記載の半導体装置の製造方法。 - (8)前記窒素を、少なくとも50keV以上の加速電
圧で、少なくとも1.4×10^1^1atoms/c
m^2以上の量イオン注入することを特徴とする特許請
求の範囲第7項記載の半導体装置の製造方法。 - (9)前記不純物は、酸素であることを特徴とする特許
請求の範囲第6項記載の半導体装置の製造方法。 - (10)前記酸素を、少なくとも50keV以上の加速
電圧で、少なくとも4.3×10^1^2atoms/
cm^2以上の量イオン注入することを特徴とする特許
請求の範囲第9項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22451886A JPS6379329A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22451886A JPS6379329A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6379329A true JPS6379329A (ja) | 1988-04-09 |
Family
ID=16815050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22451886A Pending JPS6379329A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6379329A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5795792A (en) * | 1994-01-20 | 1998-08-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a semiconductor device having a trench structure |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP22451886A patent/JPS6379329A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5795792A (en) * | 1994-01-20 | 1998-08-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a semiconductor device having a trench structure |
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