[發(fā)明專利]半導(dǎo)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710112267.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107134404B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廣瀨諒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L21/265;H01L21/322
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 閆小龍;陳嵐

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體外延晶片和其制造方法以及固體攝像元件的制造方法。本發(fā)明的目的在于提供具有更優(yōu)越的吸雜能力并且能夠抑制外延缺陷的產(chǎn)生的半導(dǎo)體外延晶片的制造方法。本發(fā)明的半導(dǎo)體外延晶片的制造方法的特征在于，具有：第一工序，向半導(dǎo)體晶片的表面照射作為結(jié)構(gòu)元素而包含碳、氫和氧的蔟離子，在該半導(dǎo)體晶片的表面部形成所述蔟離子的結(jié)構(gòu)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(dǎo)體晶片的所述改性層上形成外延層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體外延晶片和其制造方法以及固體攝像元件的制造方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體晶片上形成有外延層的半導(dǎo)體外延晶片被用作用于制造MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）、DRAM（Dynamic Random Access Memory，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）、功率晶體管和背面照射型固體攝像元件等各種半導(dǎo)體器件的器件基板。

在此，作為使半導(dǎo)體器件的特性劣化的主要原因，可舉出金屬污染。例如，在背面照射型固體攝像元件中，混入到成為該元件的基板的半導(dǎo)體外延晶片中的金屬成為使固體攝像元件的暗電流增加的主要原因，使被稱為白色損傷缺陷的缺陷產(chǎn)生。背面照射型固體攝像元件通過(guò)將布線層等配置在傳感器部的下層來(lái)將來(lái)自外面的光直接取入到傳感器中，即使在暗處等也能夠拍攝更鮮明的圖像或活動(dòng)圖像，因此，近年來(lái)，被廣泛地用于數(shù)字視頻攝像機(jī)（digital video camera）或智能電話等便攜式電話。因此，期望極力減少白色損傷缺陷。

向晶片的金屬的混入主要在半導(dǎo)體外延晶片的制造工序和固體攝像元件的制造工序（器件制造工序）中產(chǎn)生。關(guān)于前者的半導(dǎo)體外延晶片的制造工序中的金屬污染，可考慮由來(lái)自外延生長(zhǎng)爐的結(jié)構(gòu)材料的重金屬顆粒造成的金屬污染、或者、由由于將氯類氣體用作外延生長(zhǎng)時(shí)的爐內(nèi)氣體所以使其配管材料進(jìn)行金屬腐蝕而產(chǎn)生的重金屬顆粒造成的金屬污染等。近年來(lái)，這些金屬污染通過(guò)將外延生長(zhǎng)爐的結(jié)構(gòu)材料更換為耐腐蝕性優(yōu)越的材料等來(lái)被某種程度改善，但是，并不充分。另一方面，在后者的固體攝像元件的制造工序中，在離子注入、擴(kuò)散和氧化熱處理等各處理中，擔(dān)憂半導(dǎo)體基板的重金屬污染。

為了抑制這樣的重金屬污染，存在在半導(dǎo)體晶片中形成用于捕獲重金屬的吸雜場(chǎng)所的技術(shù)。作為其方法之一，已知在半導(dǎo)體晶片中注入離子而之后形成外延層的方法。在該方法中，離子注入?yún)^(qū)域作為吸雜場(chǎng)所發(fā)揮作用。

本申請(qǐng)申請(qǐng)人在專利文獻(xiàn)1中提出了半導(dǎo)體外延晶片的制造方法，所述半導(dǎo)體外延晶片的制造方法具有：向半導(dǎo)體晶片的表面照射簇離子而在該半導(dǎo)體晶片的表面部形成前述簇離子的結(jié)構(gòu)元素固溶后的改性層的第一工序、以及在前述半導(dǎo)體晶片的改性層上形成外延層的第二工序。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開(kāi)第2012/157162號(hào)。

發(fā)明要解決的課題

在專利文獻(xiàn)1中，示出了照射簇離子而形成的改性層得到與注入單體離子（單離子）而得到的離子注入?yún)^(qū)域相比高的吸雜能力。在此，為了使利用專利文獻(xiàn)1中的改性層的吸雜能力更高，例如使簇離子的劑量多是有效的。可是，當(dāng)使劑量過(guò)于多時(shí)，在改性層中的之后形成的外延層中產(chǎn)生許多外延缺陷。像這樣，對(duì)于利用劑量增加的吸雜能力的改善存在極限。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明鑒于上述課題，其目的在于提供具有更優(yōu)越的吸雜能力并且能夠抑制外延缺陷的產(chǎn)生的半導(dǎo)體外延晶片的制造方法。

用于解決課題的方案