[發明專利]半導體外延晶片和其制造方法以及固體攝像元件的制造方法

有效

• 申請號: 201710112267.3
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN107134404B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 廣瀨諒
• 申請（專利權）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/265;H01L21/322
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 閆小龍;陳嵐

1.一種半導體外延晶片的制造方法，其特征在于，具有：

第一工序，向半導體晶片的表面照射作為結構元素而包含碳、氫和氧的簇離子，在該半導體晶片的表面部形成所述簇離子的結構元素固溶后的改性層；以及

第二工序，在該第一工序之后，在所述半導體晶片的所述改性層上形成外延層，

其中，所述簇離子的碳原子數目為16個以下，并且，所述簇離子的氧原子數目為16個以下。

2.根據權利要求1所述的半導體外延晶片的制造方法，其中，所述簇離子的照射的碳的劑量為1.0×10¹³原子/cm²以上1.0×10¹⁷原子/cm²以下。

3.根據權利要求1或2所述的半導體外延晶片的制造方法，其中，所述半導體晶片為硅晶片。

4.一種半導體外延晶片，其特征在于，

具有：半導體晶片；在該半導體晶片的表面部形成的、碳、氫和氧固溶在該半導體晶片中后的改性層；以及該改性層上的外延層，

所述改性層中的所述碳的深度方向的碳濃度分布的碳峰值濃度為1.0×10¹⁵原子/cm³以上1.0×10²⁰原子/cm³以下，

所述改性層中的所述氫的深度方向的氫濃度分布的氫峰值濃度為1.0×10¹⁷原子/cm³以上，

所述改性層中的所述氧的深度方向的氧濃度分布的氧峰值濃度為5.0×10¹⁸原子/cm³以上。

5.根據權利要求4所述的半導體外延晶片，其中，所述氧峰值濃度為1.0×10¹⁹原子/cm³以上。

6.根據權利要求4或5所述的半導體外延晶片，其中，所述碳濃度分布、所述氫濃度分布、以及所述氧濃度分布的至少任一個為雙峰型的濃度分布。

7.根據權利要求4或5所述的半導體外延晶片，其中，

在所述改性層中存在包含第一黑點狀缺陷的第一層、以及包含比所述第一黑點狀缺陷的尺寸大的第二黑點狀缺陷的第二層，

在所述深度方向上，所述第一層與所述第二層相比位于所述外延層側。

8.根據權利要求7所述的半導體外延晶片，其中，

所述第一黑點狀缺陷的密度為1.0×10¹⁶個/cm³以上1.0×10¹⁸個/cm³以下，

所述第二黑點狀缺陷的密度為1.0×10¹⁴個/cm³以上1.0×10¹⁶個/cm³以下。

9.根據權利要求7所述的半導體外延晶片，其中，

在所述改性層中，所述第一黑點狀缺陷存在于從所述半導體晶片與所述外延層的界面起在深度方向上30nm以上150nm以下的深度位置，

所述第二黑點狀缺陷存在于從所述界面起在深度方向上60nm以上150nm以下的深度位置。

10.根據權利要求4或5所述的半導體外延晶片，其中，所述半導體晶片由硅晶片構成。

11.一種固體攝像元件的制造方法，其特征在于，將固體攝像元件形成于由根據權利要求1~3的任一項所述的制造方法制造的半導體外延晶片或者根據權利要求4~10的任一項所述的半導體外延晶片的所述外延層。