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公開番号2021170564
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211028
出願番号2020072076
出願日20200414
発明の名称半導体装置およびその製造方法
出願人新日本無線株式会社
代理人個人
主分類H01L 21/322 20060101AFI20211001BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体素子を形成する半導体領域表面にゲッタリング素子を備えた半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】ゲッタリング素子2において、、半導体領域3表面に第1の深さの第1のトレンチ部4と、第1の深さより深い第2の深さの第2のトレンチ部5とが対向配置される。第1のトレンチ部4は、絶縁材料(酸化シリコン6)で充填されている。第2のトレンチ部5は、内部の表面が絶縁材料で被覆され、その内部は応力緩和部(ポリシリコン)となっている。このような構造の半導体領域3を熱処理することで、第1のトレンチ部4の近傍から生じる欠陥が生じてゲッタリングサイトとなり、ゲッタリング領域8を形成することができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
ゲッタリング素子を備えた半導体装置において、
半導体領域表面に、第1の深さの第1のトレンチ部と、該第1の深さより深い第2の深さの第2のトレンチ部とが対向配置し、
前記第1のトレンチ部は、絶縁材料で充填され、
前記第2のトレンチ部は、内部の表面が前記絶縁材料で被覆され、該絶縁材料で囲まれた内部を応力緩和部とし、
前記第2の深さは、前記第1のトレンチ部と前記第2のトレンチ部との間の前記半導体領域に形成されたゲッタリング領域の深さより深く、前記ゲッタリング領域が前記第2のトレンチ部より前記ゲッタリング領域とは逆側の前記半導体領域に広がることを防止する深さであることを特徴とする半導体装置。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
請求項1記載の半導体装置において、前記半導体領域がシリコンからなり、前記絶縁材料が酸化シリコンからなり、前記応力緩和部がポリシリコンあるいは空隙からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項3】
請求項1または2いずれか記載の半導体装置において、
前記ゲッタリング領域は、不純物注入領域を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項4】
ゲッタリング素子を備えた半導体装置の製造方法において、
半導体領域表面の前記ゲッタリング素子形成予定領域に第1のトレンチ部を形成するための第1の開口幅の第1の開口部と、第2のトレンチ部を形成するための前記第1の開口幅より広い第2の開口幅の第2の開口部とを備えたエッチングマスクを形成し、該エッチングマスクを使用し、露出する前記半導体領域の一部をエッチング除去し、前記第1の開口幅で第1の深さの第1のトレンチ部と、前記第2の開口幅で前記第1の深さより深い第2の深さの第2のトレンチ部を形成する工程と、
前記第1のトレンチ部および前記第2のトレンチ部内に、絶縁材料を形成し、前記第1のトレンチ部内を前記絶縁材料で充填するとともに前記第2のトレンチ部の内部の表面を前記絶縁材料で被覆し該絶縁材料で充填された領域を形成する工程と、
前記第2のトレンチ部内の前記絶縁材料で充填されない領域を空隙として残しあるいは応力緩和材で充填して応力緩和部を形成した後、前記半導体領域を熱処理して前記第1のトレンチ部と前記第2のトレンチ部との間の前記半導体領域であって、前記第2のトレンチ部の深さより浅い前記半導体領域にゲッタリング領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項5】
請求項4記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体領域がシリコンからなり、前記絶縁材料が酸化シリコンからなり、前記応力緩和材がポリシリコンからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項6】
請求項4または5いずれか記載の半導体装置の製造方法において、
前記ゲッタリング領域を形成する工程は、少なくとも前記ゲッタリング領域となる前記半導体領域に不純物をイオン注入した後、前記熱処理を行う工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、ゲッタリング素子を備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
続きを表示(約 2,200 文字)【背景技術】
【0002】
半導体領域中に混入した重金属不純物はノイズやリーク電流を発生させるため、半導体領域にゲッタリングサイトを形成して重金属不純物を不動化する必要がある。重金属不純物をゲッタリングする方法としては、例えば、シリコン基板内部に酸素を析出させ、この酸素析出物(BMD:bulk micro defects)をゲッタリングサイトとするイントリンシック・ゲッタリング法(Intrinsic Gettering method、IG法)や、シリコン基板の裏面にサンドブラスト法等を用いて機械的歪みを与えたり、多結晶シリコン膜等を形成してゲッタリングサイトとするエクストリンシック・ゲッタリング法(Extrinsic Gettering method、EG法)が知られている(例えば特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平3−84931号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、BMDの密度を高めると半導体素子を形成できる領域(DZ層:Denuded Zone)が狭くなるため、形成できるBMD密度には限界がある。また、シリコン基板の裏面にサンドブラスト法等を用いて形成される機械的歪みは、シリコン表面のCOP(crystal originated defects)など微小欠陥を還元性ガスでアニールして消滅させるための処理を行うと、消滅してしまいゲッタリング効果が失われてしまう。さらにまた、多結晶シリコン膜の形成は、プロセス中のアニール処理でポリシリコンが単結晶化してしまうと、ゲッタリング効果が失われてしまう。このように従来のIG法やEG法では、十分なゲッタリングサイトが形成できないといった問題がある。本発明はこのような実情に鑑み、半導体素子を形成する半導体領域表面にゲッタリング素子を備えた半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するため、本願請求項1に係る発明は、ゲッタリング素子を備えた半導体装置において、半導体領域表面に、第1の深さの第1のトレンチ部と、該第1の深さより深い第2の深さの第2のトレンチ部とが対向配置し、前記第1のトレンチ部は、絶縁材料で充填され、前記第2のトレンチ部は、内部の表面が前記絶縁材料で被覆され、該絶縁材料で囲まれた内部を応力緩和部とし、前記第2の深さは、前記第1のトレンチ部と前記第2のトレンチ部との間の前記半導体領域に形成されたゲッタリング領域の深さより深く、前記ゲッタリング領域が前記第2のトレンチ部より前記ゲッタリング領域とは逆側の前記半導体領域に広がることを防止する深さであることを特徴とする。
【0006】
本願請求項2に係る発明は、請求項1記載の半導体装置において、前記半導体領域がシリコンからなり、前記絶縁材料が酸化シリコンからなり、前記応力緩和部がポリシリコンあるいは空隙からなることを特徴とする。
【0007】
本願請求項3に係る発明は、請求項1または2いずれか記載の半導体装置において、前記ゲッタリング領域は、不純物注入領域を含むことを特徴とする。
【0008】
本願請求項4に係る発明は、ゲッタリング素子を備えた半導体装置の製造方法において、半導体領域表面の前記ゲッタリング素子形成予定領域に第1のトレンチ部を形成するための第1の開口幅の第1の開口部と、第2のトレンチ部を形成するための前記第1の開口幅より広い第2の開口幅の第2の開口部とを備えたエッチングマスクを形成し、該エッチングマスクを使用し、露出する前記半導体領域の一部をエッチング除去し、前記第1の開口幅で第1の深さの第1のトレンチ部と、前記第2の開口幅で前記第1の深さより深い第2の深さの第2のトレンチ部を形成する工程と、前記第1のトレンチ部および前記第2のトレンチ部内に、絶縁材料を形成し、前記第1のトレンチ部内を前記絶縁材料で充填するとともに前記第2のトレンチ部の内部の表面を前記絶縁材料で被覆し該絶縁材料で充填された領域を形成する工程と、前記第2のトレンチ部内の前記絶縁材料で充填されない領域を空隙として残しあるいは応力緩和材で充填して応力緩和部を形成した後、前記半導体領域を熱処理して前記第1のトレンチ部と前記第2のトレンチ部との間の前記半導体領域であって、前記第2のトレンチ部の深さより浅い前記半導体領域にゲッタリング領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【0009】
本願請求項5に係る発明は、請求項4記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体領域がシリコンからなり、前記絶縁材料が酸化シリコンからなり、前記応力緩和材がポリシリコンからなることを特徴とする。
【0010】
本願請求項6に係る発明は、請求項4または5いずれか記載の半導体装置の製造方法において、前記ゲッタリング領域を形成する工程は、少なくとも前記ゲッタリング領域となる前記半導体領域に不純物をイオン注入した後、前記熱処理を行う工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
(【0011】以降は省略されています)

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