JPH02140937A - シリコン基板 - Google Patents
シリコン基板Info
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- JPH02140937A JPH02140937A JP29500788A JP29500788A JPH02140937A JP H02140937 A JPH02140937 A JP H02140937A JP 29500788 A JP29500788 A JP 29500788A JP 29500788 A JP29500788 A JP 29500788A JP H02140937 A JPH02140937 A JP H02140937A
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- Japan
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- silicon substrate
- oxygen
- silicon
- semiconductor device
- atoms
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- Pending
Links
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はシリコン基板に関し、特に汚染不純物や微小欠
陥のゲッター能力をもつイントリンシックゲッタリング
用シリコン基板に関する。
陥のゲッター能力をもつイントリンシックゲッタリング
用シリコン基板に関する。
〔従来の技術Ｊ
イントリンシックゲッタリン、グ（以下ＩＧと略す）は
、シリコン基板内部の結晶欠陥領域に半導体装置製造過
程で潜入する汚染不純物や微小欠陥をゲッターする技術
である。
、シリコン基板内部の結晶欠陥領域に半導体装置製造過
程で潜入する汚染不純物や微小欠陥をゲッターする技術
である。
従来この種のシリコン基板では、シリコン基板表面数μ
ｍから数十μｍの深さでは酸素析出による結晶欠陥の無
い領域であるので、シリコン基板内部に比べ酸素濃度が
極端に低く１０”乃至１ｏ１７原子／ｃｏｔ（ＡＳＴＭ
Ｆ−１２１−７６による測ぬ以下同様）であった。
ｍから数十μｍの深さでは酸素析出による結晶欠陥の無
い領域であるので、シリコン基板内部に比べ酸素濃度が
極端に低く１０”乃至１ｏ１７原子／ｃｏｔ（ＡＳＴＭ
Ｆ−１２１−７６による測ぬ以下同様）であった。
単結晶中の酸素は転位を固着しシリコン基板の機械的強
度をあげる働きがあることが一般に知られている。しか
し、酸素濃度が１×１０１８原子／ｃｍ３より低いとそ
の働きが急激に低下する。
度をあげる働きがあることが一般に知られている。しか
し、酸素濃度が１×１０１８原子／ｃｍ３より低いとそ
の働きが急激に低下する。
上述した従来のイントリンシックゲッタリング用シリコ
ン基板は、表面の酸素濃度が１０１６乃至ｌｏＨ程度と
なっているため、シリコン基板表面の機械的強度の低下
がある。従って、このようなシリコン基板に半導体装置
を設けた場合、半導体装置の構成物質である酸化シリコ
ン膜や窒化シリコン膜等のパターン端部での応力により
転位等の結晶欠陥が導入されやすいという欠点がある。
ン基板は、表面の酸素濃度が１０１６乃至ｌｏＨ程度と
なっているため、シリコン基板表面の機械的強度の低下
がある。従って、このようなシリコン基板に半導体装置
を設けた場合、半導体装置の構成物質である酸化シリコ
ン膜や窒化シリコン膜等のパターン端部での応力により
転位等の結晶欠陥が導入されやすいという欠点がある。
特に最近の高密度、高集積化した半導体装置においては
顕著にみられる。
顕著にみられる。
これら結晶欠陥が導入された半導体装置では、半導体素
子の電気特性の劣化を招き、歩留りの低下を引き起こし
、ひいては信頼性の低下にもなる。
子の電気特性の劣化を招き、歩留りの低下を引き起こし
、ひいては信頼性の低下にもなる。
本発明のシリコン基板は、Ｉ Ｘ １０ ”ｇ子／ｄよ
り高い濃度の酸素を含む表面を有している。
り高い濃度の酸素を含む表面を有している。
上述した従来のシリコン基板に対し、本発明はイントリ
ンシックゲッタリング用シリコン基板でありながら、シ
リコン基板表面の酸素濃度が１×１０′″原子／ｄより
高く、シリコン基板表面で半導体装置を構成するシリコ
ンと異なる物質の応力に十分耐えうる機械的強度を持つ
。
ンシックゲッタリング用シリコン基板でありながら、シ
リコン基板表面の酸素濃度が１×１０′″原子／ｄより
高く、シリコン基板表面で半導体装置を構成するシリコ
ンと異なる物質の応力に十分耐えうる機械的強度を持つ
。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例におけるＰＮダイオードの逆
方向電流・電圧特性を示す図である。
方向電流・電圧特性を示す図である。
すなわち、シリコン基板内部で結晶欠陥層が、表面付近
で無欠陥層がそれぞれ形成され、１．４×１０１′原子
／ｄの酸素を表面から裏面まで均一に含むシリコン基板
に通常の方法で半導体素子を形成して半導体装置を完成
させ、その特性を測定した。第１図において、曲線Ａは
従来のシリコン基板に用いた場合の、曲線Ｂは本実施例
の特性曲線である。なお、この従来のシリコン基板は表
面の酸素濃度が３Ｘ１０”原子／ａＩＩである。
で無欠陥層がそれぞれ形成され、１．４×１０１′原子
／ｄの酸素を表面から裏面まで均一に含むシリコン基板
に通常の方法で半導体素子を形成して半導体装置を完成
させ、その特性を測定した。第１図において、曲線Ａは
従来のシリコン基板に用いた場合の、曲線Ｂは本実施例
の特性曲線である。なお、この従来のシリコン基板は表
面の酸素濃度が３Ｘ１０”原子／ａＩＩである。
第１図から明らかな様に、従来のシリコン基板を用いた
半導体装置に比べ本実施例では逆バイアスに対する電流
は極めて小さい。
半導体装置に比べ本実施例では逆バイアスに対する電流
は極めて小さい。
本願発明者が曲線Ａ、Ｂの測定結果が得られた試料の表
面の結晶欠陥を選択エツチング法により観察したところ
、本発明の試料には、結晶欠陥が全く観察されなかった
が、従来のシリコン基板を用いた試料には１０個／ｄの
転位が半導体素子分離のフィールド酸化シリコン膜のパ
ターン端部に観察された。これは、本発明のシリコン基
板では、表面の酸素濃度が１．４Ｘ１０”原子／ａａと
高いために、シリコン基板表面がフィールド酸化シリコ
ン膜の応力に十分耐えたためである。
面の結晶欠陥を選択エツチング法により観察したところ
、本発明の試料には、結晶欠陥が全く観察されなかった
が、従来のシリコン基板を用いた試料には１０個／ｄの
転位が半導体素子分離のフィールド酸化シリコン膜のパ
ターン端部に観察された。これは、本発明のシリコン基
板では、表面の酸素濃度が１．４Ｘ１０”原子／ａａと
高いために、シリコン基板表面がフィールド酸化シリコ
ン膜の応力に十分耐えたためである。
以上のように、本実施例によれば、フィールド酸化シリ
コン膜のパターン端部で結晶欠陥の発生がなく、ＰＮ接
合の逆方向電流が減少し高性能かつ高品質の半導体装置
を高歩留りで得ることができる。
コン膜のパターン端部で結晶欠陥の発生がなく、ＰＮ接
合の逆方向電流が減少し高性能かつ高品質の半導体装置
を高歩留りで得ることができる。
第２図は本発明の他の実施例のシリコン基板中の酸素濃
度をＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）により測定した時
の深さ方法の分布図である。本発明のシリコン基板を得
るためには、例えば以下の処理を施せば良い。まず、１
．８Ｘ１０”原子／−の酸素を含むシリコン基板を１２
００℃で３時間の熱処理を施し、シリコン基板表面付近
の酸素を外方拡散するとシリコン基板表面の酸素濃度は
１０′′原子／ｄとなる（第２図（ａ））、次に、７０
０℃４時間の熱処理を施し酸素濃度が高いシリコン基板
内部に酸素析出核を成長させる。この後、既知のＬＰＣ
ＵＤ （減圧気相成長）法により窒化シリコン膜を圧さ
６０μｍシリコン基板に被着し、１２００℃、３時間の
熱処理を施すとシリコン基板内部から表面へ酸素が拡散
する。（第２図−（ｂ））。これらの処理を施せば、本
発明のシリコン基板が得られる。
度をＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）により測定した時
の深さ方法の分布図である。本発明のシリコン基板を得
るためには、例えば以下の処理を施せば良い。まず、１
．８Ｘ１０”原子／−の酸素を含むシリコン基板を１２
００℃で３時間の熱処理を施し、シリコン基板表面付近
の酸素を外方拡散するとシリコン基板表面の酸素濃度は
１０′′原子／ｄとなる（第２図（ａ））、次に、７０
０℃４時間の熱処理を施し酸素濃度が高いシリコン基板
内部に酸素析出核を成長させる。この後、既知のＬＰＣ
ＵＤ （減圧気相成長）法により窒化シリコン膜を圧さ
６０μｍシリコン基板に被着し、１２００℃、３時間の
熱処理を施すとシリコン基板内部から表面へ酸素が拡散
する。（第２図−（ｂ））。これらの処理を施せば、本
発明のシリコン基板が得られる。
この実施例では、シリコン基板表面の酸素濃度をあげる
方法として、表面に酸素の耐拡散マスクとして窒化シリ
コン膜な被着し、シリコン基板内部の酸素を表面に拡散
させたが、イオン注入等で酸素を導入してもかまわない
。
方法として、表面に酸素の耐拡散マスクとして窒化シリ
コン膜な被着し、シリコン基板内部の酸素を表面に拡散
させたが、イオン注入等で酸素を導入してもかまわない
。
以上説明したように本発明は、イントリンシックゲッタ
リング用シリコン基板において、１×１０１″原子／ａ
ａより高い酸素濃度の表面を有するシリコン基板とする
ことにより、シリコン基板表面の機械的強度の低下がな
くなる効果がある。
リング用シリコン基板において、１×１０１″原子／ａ
ａより高い酸素濃度の表面を有するシリコン基板とする
ことにより、シリコン基板表面の機械的強度の低下がな
くなる効果がある。
従って、本発明のシリコン基板に半導体装置を設けるこ
とにより、半導体装置の機械物質である酸化シリコン膜
や窒化シリコン膜等の薄膜パターン端部での応力に対し
ても転位等の結晶欠陥が導入されにくく、半導体素子の
電気特性の劣化がなく、高品質の半導体装置を高歩留り
で提供することができる。
とにより、半導体装置の機械物質である酸化シリコン膜
や窒化シリコン膜等の薄膜パターン端部での応力に対し
ても転位等の結晶欠陥が導入されにくく、半導体素子の
電気特性の劣化がなく、高品質の半導体装置を高歩留り
で提供することができる。
第１図は本発明の一実施例におけるＰＮダイオードの逆
方向電流−電圧特性を示す図、第２図（ａ） 、 （ｂ
）は本発明の他の実施例のシリコン基板中の酸素濃度を
ＳＩＭＳにより測定した深さ方向の分布図である。 代理人 弁理士 内 原 晋 茅 菌 （α） θ、ｌ ÷Ｌノ＜Ａアズ ｌθ（Ｖ） 第 茅 圀（ｂ）
方向電流−電圧特性を示す図、第２図（ａ） 、 （ｂ
）は本発明の他の実施例のシリコン基板中の酸素濃度を
ＳＩＭＳにより測定した深さ方向の分布図である。 代理人 弁理士 内 原 晋 茅 菌 （α） θ、ｌ ÷Ｌノ＜Ａアズ ｌθ（Ｖ） 第 茅 圀（ｂ）
Claims (1)
- シリコン基板の内部を酸素析出物による結晶欠陥層と、
シリコン基板の表面を無欠陥層としたシリコン基板にお
いて、１×１０＾１＾８原子／ｃｍ＾３より高い濃度の
酸素を含む表面を有することを特徴とするシリコン基板
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29500788A JPH02140937A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | シリコン基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29500788A JPH02140937A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | シリコン基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02140937A true JPH02140937A (ja) | 1990-05-30 |
Family
ID=17815129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29500788A Pending JPH02140937A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | シリコン基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02140937A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1873823A1 (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-02 | SUMCO Corporation | Method of producing bonded wafer |
-
1988
- 1988-11-21 JP JP29500788A patent/JPH02140937A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1873823A1 (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-02 | SUMCO Corporation | Method of producing bonded wafer |
| US7507641B2 (en) | 2006-06-26 | 2009-03-24 | Sumco Corporation | Method of producing bonded wafer |
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