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JPH0414836A - Si基板 - Google Patents

Si基板

Info

Publication number
JPH0414836A
JPH0414836A JP11816390A JP11816390A JPH0414836A JP H0414836 A JPH0414836 A JP H0414836A JP 11816390 A JP11816390 A JP 11816390A JP 11816390 A JP11816390 A JP 11816390A JP H0414836 A JPH0414836 A JP H0414836A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
polycrystalline
substrate
deposited
sio2
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11816390A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumitoshi Toyokawa
豊川 文敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP11816390A priority Critical patent/JPH0414836A/ja
Publication of JPH0414836A publication Critical patent/JPH0414836A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大規模集積回路等の半導体装置の製造に供さ
れるSi基板に関し、特に、エクストリンシックゲッタ
リング能力付与のため、裏面に多結晶Si膜を堆積した
Si基板に関する。
〔従来の技術〕
今日、大規模集積回路等の半導体装置は、極めて清浄な
環境下で製造されているが、ドライエツチング等、多く
の工程を得る間にSi基板は極微量ながら鉄、銅、ニッ
ケル等の重金属元素により汚染される。これら重金属汚
染は半導体装置の特性劣化(接合リーク増大、薄い絶縁
膜の耐圧低下)を引き起こし、ひいては、製品の歩留り
低下の原因となる事が知られている。
この様な汚染不純物を半導体装置形成領域であるSi基
板表面から除去するゲッタリンダ技術としてエクストリ
ンシックゲッタリング(ExtrinsicGette
ring 、以下EGと略す)が広く知られている。
EGは主にSi基板裏面に、結晶欠陥等の歪を導入し、
これをゲッタリング源として、81基板表面の汚染不純
物を裏面側に捕獲・固着するものである。従来、EG技
術としてはSi基板裏面にシリカ等の細粒を打ちつけ、
機械的に損傷を与えるサイドブラスト法が広く利用され
ていたが、Si基板裏面よりSiあるいはSiO2の微
粒子が発生するという欠点がある事から、第2図に示し
たようにSi基板裏面に多結晶Siを堆積し、この多結
晶Siの結晶粒界等をゲッタリング源とする手法が提案
されている( VLSI Technology 2n
dedition、 S、 M、 Sze、 McGr
aw−Hill Book Company)。この手
法によれば、Si基板裏面からの微粒子の発生は抑制さ
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の多結晶SiによるEGでは、ゲッタリング効果が
接続せず、半導体装置製造工程の初期のみに有効で充分
なゲッタリング効果が得られないという欠点があった。
これは、半導体装置の製造工程におけるアニル、酸化の
ための熱処理により、堆積当初は数十〜数百nm程度の
サイズを有した多結晶81粒が成長し、ゲッタリング能
力が徐々に減退し、さらに酸化処理により多結晶Si膜
膜体体SiO2膜となりゲッタリング源として多結晶S
i膜が徐々に失われる事による。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のSi基板は、Si基板裏面に多結晶Si膜を堆
積した後、この多結晶Si膜を気相成長法もしくは塗布
焼成法によるSiO□膜もしくは気相成長法による81
3N4膜で被覆する事を特徴とする。また、多結晶Si
膜の堆積に先立ってSi基板裏面に複数の溝を設け、こ
の溝を埋設するようにSi基板裏面に多結晶Si膜を堆
積した後、この多結晶Si膜を気相成長法もしくは塗布
焼成法によるS i O2膜もしくは気相成長法による
5i3Nt膜で被覆する事を特徴とする。
〔作用〕
ここで、多結晶Si膜を被覆するSi、Oz膜もしくは
5i3Nt膜は、酸化熱処理時、酸素が多結晶Si膜に
達するのを抑制する作用を持ち、ゲッタリング源となる
多結晶Si膜が酸化され膜厚が減少するのを抑制する作
用を有する。
〔実施例〕
次に本実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の81基板の製造工程の
概略を示すSi基板の断面図である。
Si単結晶インゴットより切り圧された粗研磨Si基板
1の全面に、気相成長技術を用いて多結晶Si膜2を所
望の厚さで堆積させる(第1−1図)。
続いて、気相成長技術を用いてSiO2膜3を全面に堆
積させる(第1−2図)。この後、〜・主面のSiO2
膜3を選択的に除去し、さらにこの主面を鏡面研磨し、
Si基板4とする。
堆積する多結晶Si膜、5iCh膜の膜厚は、Si基板
の反りに影響を及ぼすが、これはSi基板の直径及び厚
さに依存するため一義的に決定する事はてきない。しか
し、直径150〜200mm。
厚さ0.6〜0.75mmの範囲のSi基板であれば、
多結晶Si膜及びSiO2膜の膜厚は1〜1.5μmの
範囲である事が望ましい。
本実施例によるSi基板(多結晶Si膜1.0μm。
SiO2膜1.5μm)第2−1図及び従来技術による
Si基・板(裏面を1.0μmの多結晶Si膜のみで被
覆)(第2−1図)上にMOSグイオートを作製し、M
OS  C−を法による小数キャリア生成ライフタイム
(τg)の比較を試みた。
両Si基板に0MO8製造の初期工程を模した熱処理(
1000℃水素燃焼酸化2時間、 1200℃乾燥02
酸化4時間)を行ない、Si基板5上に0.7μmの熱
SiO□膜を形成した後、表面の熱5in2膜を選択的
に除去した(第2−2図)。この時点で本実施例による
Si基板の裏面には0.8μmの多結晶Si膜6が残存
していたのに対し、従来技術のものでは、0.4μmま
で膜厚が減少していた。続いて、Siの選択酸化技術に
よりフィールド5iCh膜8を形成し、この後、’r”
−)Sin2膜9.ゲート電極10を形成してMOSダ
イオードを完成したく第2−3図)。このMOSダイオ
ードについてMO3C−を法 表1 τg      5〜6m冠   0.5〜4m5ec
によりτgを測定した結果、本実施例では5〜7m5e
cの値が得られ、従来技術によった場合の0.5〜4m
5ecと比較して明らかなゲッタリング効果の優位性が
確認された。
なお、本実施例では多結晶Si膜を被覆する膜として気
相成長法によるS i Oz膜を用いたが、塗布焼成法
による5iCh膜を用いても同等の結果が得られている
。また、SiO□膜の代わりに気相成長法によるSi3
N4膜を用いても良い。
第3図は本発明の第2の実施例のSi基板の製造工程の
概略を示す断面図である。
第3−1図のように粗研磨Si基板11の一主面に溝1
2を設ける。続いて、第3−2図のように粗研磨Si基
板11の全面に多結晶Si膜13を堆積する。この際溝
12は多結晶Si膜13で完全に埋設する。この後、全
面にS i O2膜14を気相成長法により堆積する。
続いて、第3−3図のように、溝12が形成されていな
い側の主面を鏡面研磨しSi基板15とする。
なお、溝12の形状、数は任意に設定可能であるが、多
結晶Si膜13の堆積により、溝が完全に埋設される様
溝寸法と多結晶Si膜の膜厚を設定する必要がある。
本実施例においては、ゲッタリング源となる多結晶Si
が溝内に埋設されているため、第4図のようにより長時
間の酸化処理を経て、裏面の多結晶Siが全て酸化され
ても溝内に多結晶Siが残存し、高いゲッタリング効果
をより長く持続できる。
本実施例により幅1.0μm、深さ2.0μmの溝を格
子状に形成し、多結晶Si膜0.7μm、SiO2膜1
.0μmを堆積したSi基板を作製し、第1の実施例と
同様にMOSダイオードを作製(第2図)しτgを測定
した結果、7g27〜9m5ecと極めて良好な結果を
得た。
なお、本実施例においても、多結晶Si膜を被覆する膜
として、塗布焼成によるSiO□膜を使用する事が可能
であり、気相成長によるS iO2膜を用いた場合と同
等のτgが得られる事を確認した。
第5図は本発明の第3の実施例の製造工程の概略を示す
断面図である。
第5−1図のように粗研磨Si基板16の一主面に溝1
7を設ける。続いて、第5−2図のように粗研磨Si基
板16の全面に多結晶Si膜18を堆積する。この際、
溝17は、多結晶Si膜18で完全に埋設する。この後
、全面に5isNt膜19を気相成長法により堆積する
。続いて、第5−3図のように、溝が形成されていない
側の主面を鏡面研磨しSi基板20とする。
溝形状・数等、及び多結晶Si膜18の膜厚等は任意に
設定可能であるが、第2の実施例と同様に溝は多結晶S
i膜18で完全に埋設される様に設定される必要がある
。本実施例では多結晶Si膜18の被覆にSi!N4膜
19を膜用9ているが、Si3N<膜は02の遮へい能
力が高い事からS i 3N 1膜の膜厚は50nm程
度で充分な効果を得られる。
本実施例においても第1第2の実施例と同様、MOSタ
イオードによるτg測定を行ったが、7g27〜9m5
ecと第2の実施例と同等の結果を得た。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、Si基板裏面に堆積し
た多結晶Si膜を気相成長法によるSiO2膜あるいは
5iiNi膜、もしくは塗布焼成による5iCh膜で被
覆した事により、裏面多結晶Si膜のゲッタリング効果
が長く持続させられるという効果を有する。また、Si
基板裏面に溝を形成した後、多結晶Si膜を堆積し、先
述のSiO□膜あるいは5ixNs膜で被覆した場合に
は、通常、裏面多結晶Si膜が完全に酸化されてしまう
ような半導体装置の製造条件においても、溝内に多結晶
Siを残存させる事が可能で、より持続性の高いゲッタ
リンダ能力をSi基板に付与できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1〜1図乃至第1−3図は、本発明の第1の実施例に
よるSi基板の製造工程の概略を示す断面図、第2−1
図乃至第2−3図は、第1の実施例及び従来技術による
Si基板により、MOSダイオードを作製する工程の概
略を示す断面図、第3−1図乃至第3−3図は、本発明
の第2の実施例によるSi基板の製造工程の概略を示す
断面図、第4図は第2の実施例によるSi基板において
、Si基板裏面の多結晶Si膜が完全に酸化されても溝
内に多結晶Si膜が残存する事を示す断面図、第5−1
図乃至第5−3図は本発明の第3の実施例によるSi基
板の製造工程の概略を示す断面図である。 1・・・・・・粗研磨Si基板、2・・・・・・多結晶
Si膜、3・・・・・・SiO2膜、4・・・・・・S
i基板、5・・・・・・Si基板、6・・・・・多結晶
Si膜、7・・・・・SiO2膜、8・・・・・・フィ
ールドSin、膜、9・・・・・・ゲー)SiO□膜、
10・・・・・・ゲート電極、11・・・・・粗研磨S
i基板、12・・・・・・溝、13・・・・・・多結晶
Si膜、14・・・・・・SiO2膜、I5・・・・・
Si基板、16・・・・・・粗研磨S】基板、17・・
・・・・溝、18・・・・・・多結晶Si膜、19・・
山S 13N4膜、20・・・・・・Si基板。 代理人 弁理士  内 原   晋 本寅施例 従来我町 第r−r図 第2−1図 第1−2図 第2−2図 第1−3図 第 1 図 第2−3図 第2図 拓 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、裏面に多結晶Si膜が堆積されているSi基板にお
    いて、該多結晶Si膜の全面が、気相成長法もしくは、
    塗布焼成法によるSiO_2膜で被覆されている事を特
    徴とするSi基板 2、裏面に多結晶Si膜が堆積されているSi基板にお
    いて、該多結晶Si膜が気相成長法によるSi_3N_
    4膜で被覆されている事を特徴とするSi基板 3、裏面に複数の溝が形成され、この溝が完全に埋設さ
    れるよう該裏面に多結晶Si膜が堆積され、かつ、該裏
    面の多結晶Si膜の全面が気相成長法もしくは塗布焼成
    法によるSiO_2膜で被覆されている事を特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のSi基板 4、裏面に複数の溝が形成され、この溝が完全に埋設さ
    れる様該裏面に多結晶Si膜が堆積され、かつ、該裏面
    の多結晶Si膜の全面が気相成長法によるSi_3N_
    4膜で被覆されている事を特徴とする特許請求の範囲第
    2項記載のSi基板
JP11816390A 1990-05-08 1990-05-08 Si基板 Pending JPH0414836A (ja)

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JP11816390A JPH0414836A (ja) 1990-05-08 1990-05-08 Si基板

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06104268A (ja) * 1992-09-21 1994-04-15 Mitsubishi Electric Corp ゲッタリング効果を持たせた半導体基板およびその製造方法
JPH07161724A (ja) * 1993-12-13 1995-06-23 Nec Corp シリコン半導体基板
US6229196B1 (en) 1997-07-30 2001-05-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and fabrication method thereof
JP2012129312A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Canon Inc 半導体装置の製造方法

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