JPH01175229A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPH01175229A JPH01175229A JP33312387A JP33312387A JPH01175229A JP H01175229 A JPH01175229 A JP H01175229A JP 33312387 A JP33312387 A JP 33312387A JP 33312387 A JP33312387 A JP 33312387A JP H01175229 A JPH01175229 A JP H01175229A
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- semiconductor substrate
- oxide film
- film
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、一方の主面に酸化膜が形成され、かつ他方の
主面が露出している半導体基板を窒素雰囲気中で熱処理
した後、上記酸化膜を除去する工程を有する半導体装置
の製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a method for heat-treating a semiconductor substrate in which an oxide film is formed on one main surface and the other main surface is exposed in a nitrogen atmosphere. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device including the step of removing the oxide film.
本発明は、その一方の主面に酸化膜が形成され、かつ他
方の主面が露出している半導体基板を窒素雰囲気中で熱
処理した後、上記酸化膜を除去する工程を有する半導体
装置の製造方法において、上記熱処理によって上記半導
体基板の上記露出している主面に形成される窒化膜を酸
素含有窒化膜にした後、この酸素含有窒化膜と上記酸化
膜とを除去するようにすることによって、酸化膜を除去
した後に半導体基板の一方の主面にエピタキシャル成長
を行う時に他方の主面に異常成長により凹凸が発生する
のを防止することができるようにしたものである。The present invention provides manufacturing of a semiconductor device, which includes the step of heat-treating a semiconductor substrate having an oxide film formed on one main surface and exposing the other main surface in a nitrogen atmosphere, and then removing the oxide film. In the method, after the nitride film formed on the exposed main surface of the semiconductor substrate is made into an oxygen-containing nitride film by the heat treatment, the oxygen-containing nitride film and the oxide film are removed. When epitaxial growth is performed on one main surface of a semiconductor substrate after removing an oxide film, it is possible to prevent unevenness from occurring on the other main surface due to abnormal growth.
〔従来の技術］
従来、バイポーラＬＳＩの製造工程においては、例えば
次のようにしてコレクタ埋め込み層を形成していた。す
なわち、第５図に示すように、例えばｐ型シリコン基板
のような半導体基板１１の一方の主面１１ａに例えば熱
酸化によりＳｉ０ｇ膜のような酸化膜１２を形成した後
、この酸化膜１２の所定部分をエツチング除去して開口
１２ａを形成する０次に、リンを含有する酸化シリコン
膜であるリンシリケートガラス（ｐｓｃ）膜１３をＣＶ
Ｄ法により全面に形成した後、窒素（Ｎ２）雰囲気中で
熱処理することによりこのＰＳＧ膜１膜中３中ンを半導
体基板１１中に拡散させ、これによってｎ゛型のコレク
タ埋め込み層１４を形成する。[Prior Art] Conventionally, in the manufacturing process of bipolar LSI, a collector buried layer has been formed, for example, in the following manner. That is, as shown in FIG. 5, an oxide film 12 such as a Si0g film is formed on one main surface 11a of a semiconductor substrate 11 such as a p-type silicon substrate by thermal oxidation, and then this oxide film 12 is A predetermined portion is etched away to form an opening 12a. Next, a phosphorus silicate glass (PSC) film 13, which is a silicon oxide film containing phosphorus, is removed by CVD.
After being formed on the entire surface by the D method, the three atoms in one PSG film are diffused into the semiconductor substrate 11 by heat treatment in a nitrogen (N2) atmosphere, thereby forming an n-type collector buried layer 14. do.
このコレクタ埋め込み層１４の形成後は、例えばフッ酸
処理により上記ＰＳＧ膜１３及び酸化膜１２をエツチン
グ除去して半導体基板１１の主面１１ａを露出させた後
、反応ガスとして例えば５ｉＣ１４を用いて例えば１１
６０℃でこの主面１１ａに第６図に示すようにシリコン
エピタキシャル層１５を形成する。After forming the collector buried layer 14, the PSG film 13 and the oxide film 12 are etched away by, for example, hydrofluoric acid treatment to expose the main surface 11a of the semiconductor substrate 11, and then etched using, for example, 5iC14 as a reactive gas. 11
A silicon epitaxial layer 15 is formed on this main surface 11a at 60.degree. C. as shown in FIG.
しかしながら、上述の従来のバイポーラＬＳＩの製造工
程においては、上述のＮｔ雰囲気中での熱処理により、
第５図に示すように、半導体基板１１の他方の主面（裏
面）ｌｌｂに約５００人程度以下の厚さの多孔質の窒化
シリコン（Ｓｔ Ｎ ）膜１６が形成される。このため
、上記シリコンエピタキシャル層１５の成長時にこの多
孔質の窒化シリコン膜１６を介して半導体基板１１から
シリコンの異常成長が起き、第６図に示すように窒化シ
リコン膜１６の表面にシリコンの析出物１７が形成され
て凹凸が発生する。この結果、半導体基板１１を主面１
１ｂ側から真空チャックする際にチャックエラーを生じ
やすいという問題があった。However, in the above-mentioned conventional bipolar LSI manufacturing process, due to the above-mentioned heat treatment in the Nt atmosphere,
As shown in FIG. 5, a porous silicon nitride (St N ) film 16 having a thickness of approximately 500 nm or less is formed on the other main surface (back surface) llb of the semiconductor substrate 11. As shown in FIG. Therefore, during the growth of the silicon epitaxial layer 15, abnormal growth of silicon occurs from the semiconductor substrate 11 through the porous silicon nitride film 16, and silicon is deposited on the surface of the silicon nitride film 16 as shown in FIG. Objects 17 are formed and unevenness occurs. As a result, the semiconductor substrate 11 is
There was a problem in that chuck errors were likely to occur when vacuum chuck was performed from the 1b side.
従って本発明の目的は、酸化膜を除去した後に半導体基
板の一方の主面にエピタキシャル成長を行う時に他方の
主面に異常成長により凹凸が発生するのを防止すること
ができる半導体装置の製造方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can prevent unevenness from occurring on the other main surface due to abnormal growth when epitaxial growth is performed on one main surface of a semiconductor substrate after removing an oxide film. It is about providing.
〔問題点を解決するための手段］
本発明は、その一方の主面に酸化膜が形成され、かつ他
方の主面が露出している半導体基板を窒素雰囲気中で熱
処理した後、酸化膜を除去する工程を有する半導体装置
の製造方法において、熱処理によって半導体基板の露出
している主面に形成される窒化膜を酸素含有窒化膜にし
た後、この酸素含有窒化膜と酸化膜とを除去するように
した半導体装置の製造方法である。[Means for Solving the Problems] The present invention heat-treats a semiconductor substrate in which an oxide film is formed on one main surface and the other main surface is exposed in a nitrogen atmosphere, and then removes the oxide film. In a method for manufacturing a semiconductor device that includes a step of removing, a nitride film formed on an exposed main surface of a semiconductor substrate is converted into an oxygen-containing nitride film by heat treatment, and then the oxygen-containing nitride film and the oxide film are removed. This is a method for manufacturing a semiconductor device.
上記した手段によれば、エピタキシャル成長時に半導体
基板の他方の主面に凹凸が発生する原因となる窒化膜が
除去されることから、酸化膜を除去した後に半導体基板
の一方の主面にエピタキシャル成長を行う時に他方の主
面に異常成長により凹凸が発生するのを防止することが
できる。According to the above method, the nitride film that causes unevenness on the other main surface of the semiconductor substrate during epitaxial growth is removed, so epitaxial growth is performed on one main surface of the semiconductor substrate after removing the oxide film. Occasionally, it is possible to prevent unevenness from occurring on the other main surface due to abnormal growth.
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。この実施例は、本発明をバイポーラＬＳＩの製
造に適用した実施例である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is an example in which the present invention is applied to manufacturing a bipolar LSI.
第１図に示すように、まず例えばｐ型シリコン基板のよ
うな半導体基板１の一方の主面１ａに例えば熱酸化によ
り例えばＳｌｙ！膜のような酸化膜２を形成した後、こ
の酸化膜２の所定部分をエツチング除去して開口２ａを
形成する。次に、ＣＶＤ法により例えばＰＳＧ膜３を全
面に形成する。As shown in FIG. 1, first, one main surface 1a of a semiconductor substrate 1, such as a p-type silicon substrate, is coated with, for example, Sly! by thermal oxidation. After forming an oxide film 2 like a film, a predetermined portion of the oxide film 2 is removed by etching to form an opening 2a. Next, for example, a PSG film 3 is formed on the entire surface by CVD.
次に第２図に示すように、Ｎ２雰囲気中において例えば
１２００℃程度の温度で例えば７５分間熱処理を行うこ
とにより二〇ＰＳＧ膜３中のリンを半導体基板１中に拡
散させ、これによって例えばｎ＋型の埋め込み層４を形
成する。このＮ２雰囲気中での熱処理により、半導体基
板１の露出していた他方の主面（裏面）ｌｂには約５０
０人程度以下の厚さの多孔質の窒化シリコン膜５が形成
される。Next, as shown in FIG. 2, the phosphorus in the 20 PSG film 3 is diffused into the semiconductor substrate 1 by performing heat treatment at a temperature of about 1200° C. for 75 minutes in an N2 atmosphere. A mold embedding layer 4 is formed. By this heat treatment in the N2 atmosphere, approximately 50% of the exposed main surface (back surface) 1b of the semiconductor substrate 1 was
A porous silicon nitride film 5 having a thickness of about 0.0 mm or less is formed.
次に、酸素（０り雰囲気中において例えば１２００℃程
度の温度で例えば１０分間熱処理を行う。この結果、上
記窒化シリコン膜５が酸化されて、第３図に示すように
酸素含有窒化シリコン（Ｓｔ−０−Ｎ）膜６が形成され
る。この酸素含有窒化シリコン膜６は、窒化シリコン膜
５と異なり、フッ酸処理によりエツチングすることが可
能である。そこで、次にフン酸処理により上記ＰＳＧ膜
３、酸化膜２及び酸素含有窒化シリコン膜６をエツチン
グ除去して、半導体基板１の両生面１ａｓｌｂを露出さ
せる。Next, heat treatment is performed at a temperature of, for example, 1200° C. for 10 minutes in an oxygen (zero) atmosphere. As a result, the silicon nitride film 5 is oxidized, and as shown in FIG. -0-N) film 6 is formed.This oxygen-containing silicon nitride film 6, unlike the silicon nitride film 5, can be etched by hydrofluoric acid treatment.Therefore, the above PSG is then etched by hydrofluoric acid treatment. The film 3, the oxide film 2, and the oxygen-containing silicon nitride film 6 are removed by etching to expose the amphiboid surface 1aslb of the semiconductor substrate 1.
次に第４図に示すように、反応ガスとして例えば５ｉＣ
１４を用いて例えば１１６０℃程度の温度でこの半導体
基板１の主面１ａの上にシリコンエピタキシャル層７を
成長させる。この際、半導体基板１の主面１ｂ（裏面）
には従来のように多孔質の窒化シリコン膜が形成されて
いないので、半導体基板１からのシリコンの異常成長に
より凹凸が形成される問題はない。このため、この後に
半導体基板１を主面１ｂ側から真空チャックする際にチ
ャックエラーが生じるのを防止することができる。Next, as shown in FIG. 4, as a reaction gas, for example, 5iC
A silicon epitaxial layer 7 is grown on the main surface 1a of the semiconductor substrate 1 at a temperature of, for example, about 1160° C. using a silicon wafer 14. At this time, the main surface 1b (back surface) of the semiconductor substrate 1
Since a porous silicon nitride film is not formed as in the conventional case, there is no problem of unevenness being formed due to abnormal growth of silicon from the semiconductor substrate 1. Therefore, it is possible to prevent a chuck error from occurring when vacuum chucking the semiconductor substrate 1 from the main surface 1b side thereafter.
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば、上述の実施例においては、Ｎｔ雰囲気中で熱処
理を行った後に０．雰囲気中で熱処理を行ったが、Ｎ２
と０□との混合ガス雰囲気中で熱処理を行ったり、Ｎｔ
雰囲気中での熱処理の途中で０２雰囲気に切り換えて所
定時間熱処理を行い、その後再びＮ２雰囲気での熱処理
を行うことも可能である。なお、Ｎｔ雰囲気での熱処理
前に０２雰囲気で所定時間熱処理を行うことによっても
同様な効果が得られる。さらに、上述の実施例において
は、本発明をバイポーラＬＳＩに適用した場合について
説明したが、本発明は例えばバイボーソーＣＭＯ３ＬＳ
Ｉのような他の種類の半導体装置にも適用することが
できる。For example, in the above-mentioned embodiment, after heat treatment in an Nt atmosphere, 0. Heat treatment was performed in an atmosphere of N2
Heat treatment is performed in a mixed gas atmosphere of
It is also possible to switch to the 02 atmosphere during the heat treatment in the atmosphere, perform the heat treatment for a predetermined time, and then perform the heat treatment again in the N2 atmosphere. Note that the same effect can be obtained by performing heat treatment for a predetermined time in 02 atmosphere before heat treatment in Nt atmosphere. Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a bipolar LSI was explained, but the present invention can be applied to a bipolar LSI, for example.
It can also be applied to other types of semiconductor devices such as I.
本発明によれば、熱処理によって半導体基板の露出して
いる主面に形成される窒化膜を酸素含有窒化膜にした後
、この酸素含有窒化膜と酸化膜とを除去するようにして
いるので、酸化膜を除去した後に半導体基板の一方の主
面にエピタキシャル成長を行う時に他方の主面に異常成
長により凹凸が発生するのを防止することができる。According to the present invention, after the nitride film formed on the exposed main surface of the semiconductor substrate is made into an oxygen-containing nitride film by heat treatment, the oxygen-containing nitride film and the oxide film are removed. When epitaxial growth is performed on one main surface of the semiconductor substrate after removing the oxide film, it is possible to prevent unevenness from occurring on the other main surface due to abnormal growth.
第１図〜第４図は本発明の一実施例によるバイポーラＬ
ＳＩの製造方法を工程順に示す断面図、第５図及び第６
図は従来のバイポーラＬＳＩの製造方法を工程順に示す
断面図である。
図面における主要な符号の説明
１：半導体基板、 １ａ、１ｂ：主面、 ２：酸化膜
、 ３：ＰＳＧ膜、 ４：埋め込み層、５：窒化シリコ
ン膜、 ６：酸素含有窒化シリコ７Ｌ７：エピタキシャ
ル層。
代理人 弁理士 杉 浦 正 知
−ワ；゛方キｔ４夕Ｉ」
第２図
第３図
１ｂ
−大力乞例
第４図FIGS. 1 to 4 show a bipolar L according to an embodiment of the present invention.
Cross-sectional views showing the SI manufacturing method in the order of steps, FIGS. 5 and 6
The figure is a cross-sectional view showing a conventional bipolar LSI manufacturing method in order of steps. Explanation of main symbols in the drawings 1: Semiconductor substrate, 1a, 1b: Main surface, 2: Oxide film, 3: PSG film, 4: Buried layer, 5: Silicon nitride film, 6: Oxygen-containing silicon nitride 7L7: Epitaxial layer . Agent Patent Attorney Tadashi Sugiura
Claims (1)
が露出している半導体基板を窒素雰囲気中で熱処理した
後、上記酸化膜を除去する工程を有する半導体装置の製
造方法において、 上記熱処理によって上記半導体基板の上記露出している
主面に形成される窒化膜を酸素含有窒化膜にした後、こ
の酸素含有窒化膜と上記酸化膜とを除去するようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。[Claims] A semiconductor device comprising the step of heat-treating a semiconductor substrate having an oxide film formed on one main surface and exposing the other main surface in a nitrogen atmosphere, and then removing the oxide film. In the manufacturing method, after the nitride film formed on the exposed main surface of the semiconductor substrate is made into an oxygen-containing nitride film by the heat treatment, the oxygen-containing nitride film and the oxide film are removed. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33312387A JPH01175229A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33312387A JPH01175229A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01175229A true JPH01175229A (en) | 1989-07-11 |
Family
ID=18262546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33312387A Pending JPH01175229A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01175229A (en) |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP33312387A patent/JPH01175229A/en active Pending
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