JPH01225130A - 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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- JPH01225130A JPH01225130A JP4965088A JP4965088A JPH01225130A JP H01225130 A JPH01225130 A JP H01225130A JP 4965088 A JP4965088 A JP 4965088A JP 4965088 A JP4965088 A JP 4965088A JP H01225130 A JPH01225130 A JP H01225130A
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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】
〔概要〕
基板背面からイオン注入により埋込み層を形成する半導
体装置の製造方法に関し、 デバイスを形成する基板表面側に損傷を残すことなく、
イオン注入により埋込み層を形成する半導体装置の製造
方法を提供することを目的とし、基板（１１，２１）を
所望の厚さに形成する工程と、この基板（１１，２１）
の背面側より表面に近い領域に注入分布のピークを持つ
ようイオン注入する工程と、この注入イオン導入層を熱
処理により埋込み層（１３，２３）に形成する工程とを
有することを特徴とする半導体装置の製造方法を含み構
成する。
体装置の製造方法に関し、 デバイスを形成する基板表面側に損傷を残すことなく、
イオン注入により埋込み層を形成する半導体装置の製造
方法を提供することを目的とし、基板（１１，２１）を
所望の厚さに形成する工程と、この基板（１１，２１）
の背面側より表面に近い領域に注入分布のピークを持つ
ようイオン注入する工程と、この注入イオン導入層を熱
処理により埋込み層（１３，２３）に形成する工程とを
有することを特徴とする半導体装置の製造方法を含み構
成する。
本発明は、基板背面からイオン注入により埋込み層を形
成する半導体装置の製造方法に関する。
成する半導体装置の製造方法に関する。
従来、半導体装置の分野におけるイオン注入には、２０
０ＫｅＶ程度のエネルギーが使用されていたが、近年０
．５〜３ＭｅＶ程度の範囲の高エネルギーによるイオン
注入が注目されている。この高エネルギーでは、基板内
に注入分布のピークを持つ埋込み層を形成でき、その表
面側にデバイスを製造することが可能になる。このよう
な埋込み層として絶縁層を形成する技術として、例えば
ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａ−ｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌ
ａｎｔｅｄ ＯＸｙｇｅｎ）が知られている。このＳＩ
ＭＯＸは、酸素等の埋込み注入によりシリコン単結晶基
板中に埋込みの非晶質絶縁層を形成する技術である。ま
た、他の埋込み層としては、例えばＮ型高濃度埋込み層
を形成する場合には、注入エネルギーＩＭｅＶ程度、ド
ーズ量Ｉ ＸＩＯ”ｃｍ−”程度でリンイオン注入が行
なわれ、これにより高濃度不純物の導電層が形成される
。
０ＫｅＶ程度のエネルギーが使用されていたが、近年０
．５〜３ＭｅＶ程度の範囲の高エネルギーによるイオン
注入が注目されている。この高エネルギーでは、基板内
に注入分布のピークを持つ埋込み層を形成でき、その表
面側にデバイスを製造することが可能になる。このよう
な埋込み層として絶縁層を形成する技術として、例えば
ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａ−ｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌ
ａｎｔｅｄ ＯＸｙｇｅｎ）が知られている。このＳＩ
ＭＯＸは、酸素等の埋込み注入によりシリコン単結晶基
板中に埋込みの非晶質絶縁層を形成する技術である。ま
た、他の埋込み層としては、例えばＮ型高濃度埋込み層
を形成する場合には、注入エネルギーＩＭｅＶ程度、ド
ーズ量Ｉ ＸＩＯ”ｃｍ−”程度でリンイオン注入が行
なわれ、これにより高濃度不純物の導電層が形成される
。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上述の如き高エネルギーのイオン注入により埋
込み層を形成する方法では、この埋込み層を形成する過
程において、入射イオンが基板原子と衝突し、これをは
じき飛ばすために損傷が形成され、基板表面と埋込み層
との間に損傷が残ってしまうため、この損傷がデバイス
形成に問題になることがあった。このような損傷は、通
常、ドーズ量が５ Ｘ１０１３ｃｍ−”程度以下のとき
には、後の熱処理により回復することができたが、それ
以上のドーズ量では回復できず残ってしまい素子特性を
劣化させる原因となっていた。
込み層を形成する方法では、この埋込み層を形成する過
程において、入射イオンが基板原子と衝突し、これをは
じき飛ばすために損傷が形成され、基板表面と埋込み層
との間に損傷が残ってしまうため、この損傷がデバイス
形成に問題になることがあった。このような損傷は、通
常、ドーズ量が５ Ｘ１０１３ｃｍ−”程度以下のとき
には、後の熱処理により回復することができたが、それ
以上のドーズ量では回復できず残ってしまい素子特性を
劣化させる原因となっていた。
そこで本発明は、デバイスを形成する基板表面側に損傷
を残すことな（、イオン注入により埋込み層を形成する
半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
を残すことな（、イオン注入により埋込み層を形成する
半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記問題点は、基板を所望の厚さに形成する工程と、こ
の基板の表面に近い領域に注入分布のピークを持つよう
基板背面側よりイオン注入する工程と、この注入イオン
導入層を熱処理により埋込み層に形成する工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法によって解決
される。
の基板の表面に近い領域に注入分布のピークを持つよう
基板背面側よりイオン注入する工程と、この注入イオン
導入層を熱処理により埋込み層に形成する工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法によって解決
される。
即ち、本発明は基板の背面側からイオン注入し、熱処理
により埋込み層を形成するようにしているため、高エネ
ルギーのイオンを注入しても、基板表面側に後の熱処理
により回復させることができないような損傷を与えるこ
とがな（なる。また、基板を所望の厚さに形成してイオ
ン注入するため、必要な領域に埋込み層を形成すること
ができる。
により埋込み層を形成するようにしているため、高エネ
ルギーのイオンを注入しても、基板表面側に後の熱処理
により回復させることができないような損傷を与えるこ
とがな（なる。また、基板を所望の厚さに形成してイオ
ン注入するため、必要な領域に埋込み層を形成すること
ができる。
従って、この埋込み層を絶縁層、または導電層等として
基板表面側にデバイスを形成しても損傷による素子特性
の劣化がなくなる。
基板表面側にデバイスを形成しても損傷による素子特性
の劣化がなくなる。
以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。
。
第１図は、本発明実施例に係る半導体装置の製造工程断
面図である。この図に示す方法は、シリコン単結晶基板
中に埋込みの非晶質絶縁層を形成する方法である。
面図である。この図に示す方法は、シリコン単結晶基板
中に埋込みの非晶質絶縁層を形成する方法である。
まず、同図（ａ）に示す如く、シリコン基板１１の表面
に気相成長（ＣＶＤ）法により、膜厚１００μ…程度の
酸化シリコン膜（Ｓｉ（ｈ膜）１２を形成する。
に気相成長（ＣＶＤ）法により、膜厚１００μ…程度の
酸化シリコン膜（Ｓｉ（ｈ膜）１２を形成する。
次に、同図（ｂ）に示す如く、シリコン基板１１の背面
側をエツチングし、Ｓｉ層の厚さを１０．ｃｚｍ程度に
形成する。
側をエツチングし、Ｓｉ層の厚さを１０．ｃｚｍ程度に
形成する。
次に、同図（Ｃ）に示す如く、シリコン基板１１の背面
側より、酸素イオン（０°）を、エネルギー１０ＭｅＶ
、ドーズ量５ ＸＩＯ”ｃｍ−”、基板温度５００°Ｃ
の条件でイオン注入を行なう。その後、乾燥窒素ガス（
Ｎ２ガス）雰囲気中、１２５０’Ｃ，１２０分の条件で
熱処理を行なう。これによりデバイスを形成するシリコ
ン基板１１表面側の内部全体に厚さ１μｍ程度のＳｉｎ
、層からなる絶縁層として埋込み層１３が形成される。
側より、酸素イオン（０°）を、エネルギー１０ＭｅＶ
、ドーズ量５ ＸＩＯ”ｃｍ−”、基板温度５００°Ｃ
の条件でイオン注入を行なう。その後、乾燥窒素ガス（
Ｎ２ガス）雰囲気中、１２５０’Ｃ，１２０分の条件で
熱処理を行なう。これによりデバイスを形成するシリコ
ン基板１１表面側の内部全体に厚さ１μｍ程度のＳｉｎ
、層からなる絶縁層として埋込み層１３が形成される。
以上の製造方法により、ＳｉＯ□層を埋込み層１３とし
て持つＳＩＭＯＸ基板が得られる。この製造方法では、
シリコン基板１１の背面側からイオン注入を行なうため
、デバイス領域側にイオン注入による損傷が形成されな
い。従って、シリコン基板１１表面側の結晶品質は維持
され、デバイス形成に悪影響を与えない。また、レーザ
やランプアニールによるＳｉＯ□上Ｓｉの単結晶化によ
るＳＯＩ技術に比較して、イオン注入を用いるため再現
性がよく、平坦で−様な絶縁層が得られる。
て持つＳＩＭＯＸ基板が得られる。この製造方法では、
シリコン基板１１の背面側からイオン注入を行なうため
、デバイス領域側にイオン注入による損傷が形成されな
い。従って、シリコン基板１１表面側の結晶品質は維持
され、デバイス形成に悪影響を与えない。また、レーザ
やランプアニールによるＳｉＯ□上Ｓｉの単結晶化によ
るＳＯＩ技術に比較して、イオン注入を用いるため再現
性がよく、平坦で−様な絶縁層が得られる。
第２図は、本発明の他の実施例に係る半導体装置の製造
方法を示す断面図である。この図に示す方法は、シリコ
ン単結晶基板中に高濃度の埋込み層を形成する方法であ
る。
方法を示す断面図である。この図に示す方法は、シリコ
ン単結晶基板中に高濃度の埋込み層を形成する方法であ
る。
まず、同図（ａ）に示す如く、シリコン基板２１の不純
物導入の所望領域の背面をパターニングによりエツチン
グし、表面から厚さが７μｍ程度になるよう溝２２を形
成する。
物導入の所望領域の背面をパターニングによりエツチン
グし、表面から厚さが７μｍ程度になるよう溝２２を形
成する。
次に、同図（ｂ）に示す如く、シリコン基板２１の背面
側より、リンイオン（Ｐ゛）を、エネルギー１２門ｅｖ
、ドーズ量Ｉ Ｘ１０１４ｃｍ−”の条件でイオン注入
を行なう。その後熱処理を行なうことにより、シリコン
基板２１の表面から１．５μｍ程度の深さに注入分布の
ピークを持つ高濃度不純物の埋込み層２３が形成される
。
側より、リンイオン（Ｐ゛）を、エネルギー１２門ｅｖ
、ドーズ量Ｉ Ｘ１０１４ｃｍ−”の条件でイオン注入
を行なう。その後熱処理を行なうことにより、シリコン
基板２１の表面から１．５μｍ程度の深さに注入分布の
ピークを持つ高濃度不純物の埋込み層２３が形成される
。
以上の製造方法により、シリコン基板１１の溝２２以外
の厚い部分はマスクと同様に作用し、満２２を形成した
所望領域のみに高濃度不純物の埋込み層２３を形成でき
る。溝２２が形成されない部分、すなわち基板がもとの
厚さに保たれる部分にも埋込み層２３ａ形成されるが、
これは製造されるデバイスに対してはなんら影響しない
ものである。すなわち、溝２２を形成することにより、
選択的にイオン注入が可能になる。また、上記実施例と
同様に、シリコン基板２１の背面側からイオン注入を行
なうため、デバイス領域側にイオン注入による損傷が形
成されない。従って、シリコン基板２１表面側の結晶は
品質維持され、素子特性等に悪影響を与えない。このよ
うな形成方法を、例えば、ＣＭＯ５のりトログレードウ
ェル構造の高濃度不純物の埋込み層に適用すれば、ウェ
ルの表面から深い部分の濃度を高めることにより、接合
容量、基板バイアス効果に影響する表面付近の濃度を変
化させずにウェル抵抗を下げることができ、同時にラッ
チアップ耐性が増大する。
の厚い部分はマスクと同様に作用し、満２２を形成した
所望領域のみに高濃度不純物の埋込み層２３を形成でき
る。溝２２が形成されない部分、すなわち基板がもとの
厚さに保たれる部分にも埋込み層２３ａ形成されるが、
これは製造されるデバイスに対してはなんら影響しない
ものである。すなわち、溝２２を形成することにより、
選択的にイオン注入が可能になる。また、上記実施例と
同様に、シリコン基板２１の背面側からイオン注入を行
なうため、デバイス領域側にイオン注入による損傷が形
成されない。従って、シリコン基板２１表面側の結晶は
品質維持され、素子特性等に悪影響を与えない。このよ
うな形成方法を、例えば、ＣＭＯ５のりトログレードウ
ェル構造の高濃度不純物の埋込み層に適用すれば、ウェ
ルの表面から深い部分の濃度を高めることにより、接合
容量、基板バイアス効果に影響する表面付近の濃度を変
化させずにウェル抵抗を下げることができ、同時にラッ
チアップ耐性が増大する。
第３図は本発明の他の実施例に係る半導体装置の製造方
法を示す断面図である。この図に示す方法は、シリコン
単結晶基板中に高濃度の不純物理込み層を形成する方法
である。なお、第２図に対応する部分は、同一の符号を
記す。
法を示す断面図である。この図に示す方法は、シリコン
単結晶基板中に高濃度の不純物理込み層を形成する方法
である。なお、第２図に対応する部分は、同一の符号を
記す。
この実施例は、第２図に示す方法と同様にシリコン基板
２１の背面に溝２２を形成した後、シリコン等のイオン
を注入し、基板背面側にアモルファス層３１を形成し、
次に、リンイオン（Ｐ゛）を注入を行なう。その後熱処
理を行ない高濃度不純物の埋込み層２３を形成する。
２１の背面に溝２２を形成した後、シリコン等のイオン
を注入し、基板背面側にアモルファス層３１を形成し、
次に、リンイオン（Ｐ゛）を注入を行なう。その後熱処
理を行ない高濃度不純物の埋込み層２３を形成する。
以上の製造方法により、上記実施例と同様に選択的にイ
オン注入ができ、かつイオン注入による損傷が形成され
ないが、本実施例ではアモルファス層３１をシリコン基
板２１の背面側に形成しているため、熱処理工程で損傷
が背面側に向かって回復し、さらにシリコン基板２１表
面側の結晶品質が維持される。
オン注入ができ、かつイオン注入による損傷が形成され
ないが、本実施例ではアモルファス層３１をシリコン基
板２１の背面側に形成しているため、熱処理工程で損傷
が背面側に向かって回復し、さらにシリコン基板２１表
面側の結晶品質が維持される。
なお、上記実施例において、酸素イオンを注入し熱処理
により酸化シリコンの絶縁膜を形成するようにしている
が、窒素イオンを注入し窒化シリコンからなる絶縁層を
形成するようにしてもよい。
により酸化シリコンの絶縁膜を形成するようにしている
が、窒素イオンを注入し窒化シリコンからなる絶縁層を
形成するようにしてもよい。
また、他の実施例において不純物イオンを注入している
が、これには活性化する■属または■属のイオンを注入
し、熱処理により導電層が形成されるようにすればよい
。
が、これには活性化する■属または■属のイオンを注入
し、熱処理により導電層が形成されるようにすればよい
。
さらに、上記実施例におけるアモルファス層３１は、損
傷が背面側に形成された後の熱処理工程により、損傷の
回復が背面側に向うようにするもので、注入イオンとし
ては、導電性を持たないシリコン、ゲルマニュウム、ア
ルゴン、水素、ヘリウム等があげられる。また、このア
モルファス層３１の形成は、高濃度不純物の埋込み層２
３の形成の前、あるいは後のいずれであってもよい。
傷が背面側に形成された後の熱処理工程により、損傷の
回復が背面側に向うようにするもので、注入イオンとし
ては、導電性を持たないシリコン、ゲルマニュウム、ア
ルゴン、水素、ヘリウム等があげられる。また、このア
モルファス層３１の形成は、高濃度不純物の埋込み層２
３の形成の前、あるいは後のいずれであってもよい。
以上説明したように本発明によれば、基板の背面側から
イオン注入し、熱処理により埋込み層を形成するように
しているため、デバイスを形成する基板表面側に損傷を
残すことなく、イオン注入により埋込み層を形成するこ
とができる。
イオン注入し、熱処理により埋込み層を形成するように
しているため、デバイスを形成する基板表面側に損傷を
残すことなく、イオン注入により埋込み層を形成するこ
とができる。
第１図は本発明実施例の製造工程断面図、第２図（ａ）
と（ｂ）は本発明の他の実施例の製造工程断面図、 第３図は本発明の他の実施例の断面図である。 図において、 １１、２１はシリコン基板、 １２は酸化シリコン膜（ＳｉＯ□膜）、１３、２３は埋
込み層、 ２２は溝、 ３１はアモルファス層。
と（ｂ）は本発明の他の実施例の製造工程断面図、 第３図は本発明の他の実施例の断面図である。 図において、 １１、２１はシリコン基板、 １２は酸化シリコン膜（ＳｉＯ□膜）、１３、２３は埋
込み層、 ２２は溝、 ３１はアモルファス層。
Claims (3)
- （１）基板（１１、２１）を所望の厚さに形成する工程
と、 この基板（１１、２１）の背面側より表面に近い領域に
注入分布のピークを持つようイオン注入する工程と、 このイオンを熱処理により埋込み層（１３、２３）に形
成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - （２）基板を所望の厚さに形成する工程は、埋込み層（
１３、２３）を形成する領域の背面側をパターニングに
よりエッチングすることを特徴とする請求項１記載の製
造方法。 - （３）前記イオン注入する工程は、基板背面側をアモル
ファス層（３１）に形成し基板面に近い領域に注入分布
のピークを持つようイオン注入することを特徴とする請
求項１記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4965088A JP2613074B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4965088A JP2613074B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01225130A true JPH01225130A (ja) | 1989-09-08 |
| JP2613074B2 JP2613074B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=12837070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4965088A Expired - Fee Related JP2613074B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613074B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136149A (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-26 | Nippon Precision Circuits Inc | 半導体素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP4965088A patent/JP2613074B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136149A (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-26 | Nippon Precision Circuits Inc | 半導体素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2613074B2 (ja) | 1997-05-21 |
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