JPS5835931A - ウエ−ハおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は牛導体つエーノ・訃よび半導体装置の製造方法
Ｋ１１ｌする。

半導体装置の特性劣化、特性同上を図るためには、ＰＭ
接合を結晶欠陥のない無欠陥領域に形成することが要求
ちれる。

しかし、現在の結晶育成技術では、微小欠陥フリーの結
晶は実現できないため、デバイス（半導体装置）の製造
プロセスでは種々の欠陥制御技術（ゲッタリング）が施
もれている。七の代表的なものにイントリンシック・ゲ
ッタリング、裏面ひずみ等がある。無欠陥領域にＰＮ接
合を形成する技術としてのイントリンシック・ゲッタリ
ングは８１１１図に示すように、シリコンウェーハ１ｔ
−非酸化性雰囲気でアニール（〜１２００　Ｃ）　Ｌ、
、結晶内のＩＩＸ會外方拡散させ、表面層に無欠陥領域
２を形成する一方、続く低温アニール（〜８００℃）で
微小欠陥３ｔバルク４円に生せしめ、この欠陥によって
表面層の不純物會ゲッターする方法でめる。またその他
に、ウェーハ畳面にひずみ會残丁方法、あるいけ裏面に
高濃度リン拡散を行なり。

七のさい発生するミスフィツト転位によってゲッタリン
グ効果音あげる方法などがある。

しかし、前記イントリンシック・ゲッタリングは高温（
、〜１２００Ｃ）で数時間から時１ｃは十数時間の、賂
らＫ、低温（〜５ｏｏｃ）で数時間のアニールを必要と
し、極めて大喪で１１７生産性が低くコスト高となる。

また、裏面ひずみ法では、ひずみｍ′ｆｔ−均一に入れ
ることが難しいこと、および、ひずみの部分で熱応力転
位が発生し易く新な欠陥の発生に繋るなどの１％ｔ１題
がある。

したがって、本発明の目的は、欠陥の無い表層部ｔ−肩
するウェーハを短時間に製造する方法および無欠陥領域
ＫＰＮ接合１に有する品質の亮い半導体装置の製造方法
を提供することＫめる。

このような目的を達成するために本発８Ａは、シリコン
半導体ウェーハ會表面酸化るるいは非酸化性雰囲気中で
アニールしたのち、またけヤの前に、大出力の電子−照
射、キセノンランプ照射（酸化膜のついてｂなり状態で
はレーザ照射が有効）を行ない、ウェーハの表面層（表
層ｆ＠Ｓ）６μｍの領域において、融解−再結晶化を生
ぜしめ、その場い結晶育成に起叩する微小欠陥（スワー
ル）や酸化のさし発生ずる［１欠陥、酸素析出物、転位
ループ等の結晶欠陥をシリコン母相に再固溶ぜしめ、再
結晶化領域を無欠陥領域とし、この領域にＰＮ接合を形
成することを特徴とする。

以下、実施例により本発明ｔｅ明する。

＃２図は本発明の一実施例による半導体装置の製造工程
を示すフローチャートである。半導体装置の製造におい
ては、まず、シリコン□単結晶を用意しｔ後、スライシ
ングして薄板（ウエーノＳ）とし、七の後、ラッピング
、ポリシング等を行なって鏡面ウェーハとする。一般に
はこれまでの作業工Ｓｔ−％にウェーハ製造工程Ａと呼
び、での後の作業工、ｔＭｋデバイス・プロセスＢと呼
んでいる。

デバイス・プロセスＢ＆Ｃ移ったウェーハ１は第３図に
示すように、熱酸化により表１１ｆｌを酸化（ａｉ（ｈ
ｊｌ［化）ネれる。つぎに、このウェーハ１は電子＊１
−照射される。電子ｗＪ照射は酸化膜（８１０ｍ膜）５
上に行なわれる。この結果、酸化膜５の下層のウエーノ
・１の表層Ｓは−［１に解、再結晶化が行なわれ、単時
間下で無欠ｗｉ４＠ｂｌ　２となる。

丁なわち、この方法では、シリコンウェー／ＳＬを熱処
理し、表面層の固溶酸素全外方の酸化膜５中に拡散せし
めたのち、極めて短時間（〜ｍθ以下）の照射によって
表面層数μｍの領域のみを融解−再結晶化さぞ、無欠陥
層を形成できる。いつ九ん、照射部分が融解するｔめ、
スワール等の前核段階（エンブリヨウ）のクラスターが
完全に消失してしまい、また外方拡散によって固溶＃累
濃度が減少しているので、続けて熱処理しても照射領域
には酸素の析出による欠陥形成か起こらない。

また、短時間かつ局所加熱のため、基板内の特性は影響
もれない。

そこで、この無欠陥領域に電気的に活性なＰＭ接合を通
常の拡散技術によって形成することによって、製造する
半導体装置の微小欠陥の存在による接合リーク不良は減
小あるいは防止できることに一＆す、半導体装置の特性
向上、信頼性、寿命の向上が図れる。この実施例の応用
可能な素子の一例としては、メモリ素子（６４にダイナ
ミックＲムＭ）や撮＊＊子（Ｍ　Ｏ８Ｉｍａｇｅ　Ｄｅ
ｖｉｃｅ　　）　ｉＥある。これらの素子は、結晶欠陥
の存在によって特性が劣化し易いからである。たとえば
、微／」１欠陥の存在のために生じる接合リークによる
不良としては、メモリ素子ではリフレッシュ不良として
現われ、撮ｇＩ素子としては白点不良となって現われる
。したがって、乙の実施行の適用により、これらの不良
発生は防止できる。なお、Ｖｂｅ工のプロセスは低温化
を志向してシ９、七の点でハ熱が加わらない電子−アニ
・−ル、また後記するレーザーアニール処理は有効でめ
る。

ｔた、この実１ｓ例において、電子騨照射後のデバイス
・プロセスでＭｆ熱処理を行なうことによって、ウェー
７１の結晶内部に含まれる酸素の外方拡散およびバルク
欠陥の核発生を促進することｉ＝できる。たとえば、酸
素の外方拡散として、１２００℃の非酸化性雰囲気中で
のアニール、バルク４内に結晶欠陥の核を発生させ、イ
ントリンシック−ゲッタリング効果を期待できる方法と
しては、８００℃程度の７ニールが考えられる。この結
果、ウェーハの表層部には欠陥のなり無欠陥領域２１に
形作ることができる。

なシ１本発明は前記実施例に限定されない。友とえば、
ｔｌＩＡ４図１８１のフローチャートで示すようＫ、表
面酸化工程と電子！ＩＳ射工程との間に高温アニール処
理ｔ−２〜２０時間行なめ、ウェーハの表層部の無欠陥
化を図るようにしてもよい。

まｔ、第４図１ｂｌ　Ｋ示すように、ウェーハの表面酸
化工程の前にレーザー照射をウェーハの表層部（数ｐｍ
）？行ない、ウェーハの表層部の無欠陥領域化を図って
もよい。この場合、レーザーはパルスレーザ−を用い、
出力はｉｏｏ〜１０ＵＯＭｆで行なうとよい。また、レ
ーザー照射に変えて電子線照射によって行なってもよい
。

場らに、本発明はウェーハの全！５！面を行なうように
丁れば、どのような半導体装置の製造にも適する。した
がって２ウエーハ供給という観点からすれば、鏡面ウェ
ーハの全表面にレーザ−７ニールあるいは電子線アニー
ル１行なって、ウェーハの表層部の無欠陥化を図って出
荷丁ればよい。また、デバイスプロセスの観点から丁れ
ば、レーザ照射、電子線照射はＰＭ接合を形成するアク
ティブ領域のみｔ無欠陥仕丁ればよく、ウェーハ全表面
の無欠陥化処理は無駄が多い。そこで２ウエーハの必要
部分にのみ、レーザー光るるいは電子線を照射して生−
性の向上を図るとよい。仁の場合。

１スク會用いてもまた、電子線、レーザー光の走査時の
点滅によって行なってもよい。

以上のように、本発明によれば、欠陥の無い表層部′を
肩するウェーハを短時間に製造することができるととも
に、無欠陥領域［ＰＭ接合を形成できることから、特性
が良好で寿命、信頼度が高い半導体装置を製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

＄１図は従来のウェーハの断面構造を示ア概念図、第２
図は本発明の一実施例による半導体装置製造工種の一部
を示すフローチャート、ｌｌＬａ図は同じくウェー７１
の断面構造の概念図、隼４図−２ｔｉｌｌは他の実施例
によるフローチャートである。 １−・・ウエーノ・、２・・・無欠陥領域、３・・・微
小欠陥、４・・・バルク、５・・・８１（ｈｌ！。 第　　１　　図　　　　　　　　　　　　第　　２　　
図Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鏡面研摩したウェハの主面の所望領域に、電子線、
   レーザー元金照射して、所望表層部′ｋＭ解。 再結晶化姑ぜ、再結晶化領域を無欠陥領域とすることを
   ％値とするウェー７１の製造方法。 ２、　　＠面研摩したウェーハの主面に表面酸化を施こ
   シを後に、フォトエツチングによってマスクパターン全
   形成する工程？Ｉ−有する半導体装置の製造方法におい
   て、前記表面酸化工程の前または後にウェーハの主面の
   所望領域に、電子線、レーザー元ｔ−照射して、所望表
   層部全融解、再結晶化さぞ、再顯晶化領域ヲ焦久陥領域
   とするとともに、半導体装置製造時にはこの無欠陥領域
   にＰＮ接合を形成することｔ％徴とする半導体装置の製
   造方法。 ３、前記無欠陥領域形成後に、アニールを行ない、無欠
   陥領域の下層の母材中に慎小欠陥を形ｇ、ｊること′に
   特徴とする特許−求の範囲＃２項記載の半導体装置の製
   造方法。