(57)【要約】【課題】  高いゲッタリング能力を有するとともに効率的に製造可能な半導体装置、及びその製造方法を提供する。【解決手段】  ＢＦ２イオン１２をシリコン単結晶で形成される半導体基板１０の裏面１ｂより所定条件下で注入することで、内部に非晶質性領域１３ａと結晶性領域１３ｂを含む高濃度ホウ素領域１３を形成する。その後、非晶質性領域１３ａの上部及び下部に存する結晶性領域１３ｂ及びシリコン結晶領域１０をシード層として固相エピタキシャル成長を生じさせ、非晶質性領域１３ａを結晶性領域１３ｂに変化させる。この固相エピタキシャル成長に伴い、結晶欠陥１４及び１５が形成されるとともに、高濃度ホウ素領域１３内のホウ素が活性化される。この活性化されたホウ素及び結晶欠陥１４、１５によってゲッタリング能力を備えた半導体装置を実現できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含有される酸素濃度が１×１０１７〜１３×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲内にある単結晶シリコンからなる半導体基板と、
前記半導体基板の主面上に形成されたシリコンのエピタキシャル層と、を備えてなり、
前記半導体基板が、
前記主面、及び前記主面と反対側の面である裏面の両面が鏡面状に研磨されるとともに、当該半導体基板の内部にホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンの注入に起因する結晶欠陥を有する高濃度ホウ素領域を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記高濃度ホウ素領域が、前記半導体基板の前記裏面から深さ０．０３μｍ〜１．０μｍの範囲内に位置する内部領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
単結晶シリコンからなる半導体基板の主面と反対側の面である裏面からホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンを注入して当該半導体基板の内部に非晶質層を有する高濃度ホウ素領域を形成する第１工程と、
前記非晶質層を上下に狭持する結晶層をシード層として当該非晶質層に対して固相エピタキシャル成長を相互に向かい合う方向に進行させるとともに、前記非晶質層と結晶層との界面、及び前記固相エピタキシャル成長の合わせ目に結晶欠陥を形成する第２工程と、
前記主面上にエピタキシャル成長によりシリコンからなるエピタキシャル層を形成する第３工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１工程において注入するホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンは、ＢＦ２イオン、又はＢ１０Ｈ１４イオンであることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１工程において注入する前記ホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンのドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２〜５×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１工程において、前記ホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンの注入エネルギーが５０ｋｅＶ〜１０００ｋｅＶの範囲内であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の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、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、特に含有される酸素濃度が低濃度であって、主面と裏面の両面が研磨された半導体基板にゲッタリング層を備えた半導体装置、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば半導体集積回路であるＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリ素子および固体撮像素子などの半導体デバイスは、単結晶シリコンを素材とする半導体基板主面に各種回路素子（半導体装置）を形成することによって製造されている。このような従来の半導体デバイスの製造において、半導体基板内部に金属、特に重金属などの不純物が混入していると、製造された半導体デバイスの品質や特性が著しく低下してしまう。
【０００３】
このような不純物混入に伴う半導体デバイスの特性劣化を防ぐ方法として、シリコンの内部又は裏面に、不純物（金属）を捕獲する領域たるゲッタリングサイトを設ける方法が知られている。ゲッタリングサイトの形成方法としては、シリコンからなる半導体基板の内部に含有される酸素を半導体基板内部に析出させることでバルク微小欠陥（ＢＭＤ：Ｂｕｌｋ  Ｍｉｃｒｏ  Ｄｅｆｅｃｔ）を形成し、このＢＭＤをゲッタリング源とする内部ゲッタリング（ＩＧ：Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）や、半導体基板の裏面側にポリシリコン等の多結晶シリコン膜を形成したり、半導体基板の裏面側に高濃度のリンを導入することによって格子不整合を生じさせて、この格子不整合をゲッタリング源とする外部ゲッタリング（ＥＧ：Ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ  Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）等が現在知られている。
【０００４】
ところで、近年の半導体装置の微細化に伴い、不純物拡散を抑制するために急速熱処理（ＲＴＰ：Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）を中心にした製造工程に置き換わってきているため、従来より加熱時間が短縮化されており、製造工程中でのＢＭＤ析出がほとんど見られない。
【０００５】
又、近年の半導体装置の微細化に伴い、酸素誘起欠陥（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｓｔａｃｋｉｎｇ  Ｆａｕｌｔ：ＯＳＦ）の発生を抑制し、シリコン基板の平坦性を高める目的で低酸素濃度の基板が利用されてきている。半導体基板に含有される酸素濃度が低くなると、ＢＭＤの形成が促進されず、基板のゲッタリング能力が低下する。
【０００６】
このようなゲッタリング能力の低下を補う方法として、ＢＭＤを有する半導体装置に高濃度ホウ素イオンを注入することでゲッタリング能力を強化する方法が開示されている（特許文献１参照）。尚、ホウ素と鉄とが対をなして安定になることから、従来よりホウ素が鉄に対するゲッタリング能力を有することは広く知られている（例えば非特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７５２５１号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｌ.Ｂｅｎｔｏｎ ｅｔ ａｌ．, "Ｉｒｏｎ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ"， Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ, Ｖｏｌｕｍｅ  ８０, Ｉｓｓｕｅ  ６， １９９６, ｐ.３２７５−３２８４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の方法は、あくまでＢＭＤのゲッタリング能力を補完する目的で高濃度ホウ素イオン領域を内部に形成するものであり、製造工程下においてＢＭＤの形成が殆ど期待できない半導体装置に適用した場合には、十分なゲッタリング能力を備えているとは言えない。
【０００９】
又、特許文献１に記載の方法は、多くの熱処理、及び高ドーズ量のホウ素イオンドーピング処理を要するため、半導体装置の製造に多くの時間を要する。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑み、高いゲッタリング能力を有するとともに効率的に製造可能な半導体装置、及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】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る半導体装置は、含有される酸素濃度が１×１０１７〜１３×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲内にある単結晶シリコンからなる半導体基板と、前記半導体基板の主面上に形成されたシリコンのエピタキシャル層と、を備えてなり、前記半導体基板が、前記主面、及び前記主面と反対側の面である裏面の両面が鏡面状に研磨されるとともに、当該半導体基板の内部にホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンの注入に起因する結晶欠陥を有する高濃度ホウ素領域を備えることを第１の特徴とする。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の上記第１の特徴構成によれば、ゲッタリング能力を有する高濃度ホウ素領域とに加えて、当該領域内にゲッタリング能力を有する結晶欠陥が形成されるため、ゲッタリング能力を強化することができる。
【００１３】
又、本発明に係る半導体装置は、上記第１の特徴構成に加えて、前記高濃度ホウ素領域が、前記半導体基板の前記裏面から深さ０．０３μｍ〜１．０μｍの範囲内に位置する内部領域に形成されることを第２の特徴とする。
【００１４】
又、上記目的を達成するための本発明に係る半導体装置の製造方法は、単結晶シリコンからなる半導体基板の主面と反対側の面である裏面からホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンを注入して当該半導体基板の内部に非晶質層を形成する第１工程と、前記非晶質層を上下に狭持するシリコン結晶層をシード層として当該非晶質層に対して固相エピタキシャル成長を相互に向かい合う方向に進行させるとともに、前記非晶質層と結晶層との界面、及び前記固相エピタキシャル成長の合わせ目に結晶欠陥を形成する第２工程と、前記主面上にエピタキシャル成長によりシリコンからなるエピタキシャル層を形成する第３工程と、を有することを第１の特徴とする。
【００１５】
本発明に係る半導体装置の製造方法の上記第１の特徴によれば、ホウ素を含む分子イオンまたはクラスターイオンを注入することにより、ゲッタリング能力を有する高濃度ホウ素領域と結晶欠陥とを内部に形成できるため、ゲッタリング能力が強化された半導体装置を製造することができる。このため、熱処理に伴う酸素析出物に起因するＢＭＤがあまり形成されない低酸素濃度の半導体基板に対してもゲッタリング能力を付与することができる。
【００１６】
又、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記第１の特徴に加えて、前記第１工程において注入するホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンは、ＢＦ２イオン、又はＢ１０Ｈ１４イオンであることを第２の特徴とする。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の製造方法の上記第２の特徴によれば、ＢＦ２イオンやＢ１０Ｈ１４イオン等の分子量の大きい分子イオン又はクラスターイオンによってイオン注入することで、非晶質層を形成するために必要となる注入イオンのドーズ量を少なくすることができ、処理時間の短縮化を図ることができる。
【００１８】
又、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記第２の特徴に加えて、前記第１工程において注入する前記ホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンのドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２〜５×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２の範囲内であること第３の特徴とする。
【００１９】
又、本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記第２又は第３の特徴に加えて、前記第１工程において、前記ホウ素を含む分子イオン又はクラスターイオンの注入エネルギーが５０ｋｅＶ〜１０００ｋｅＶの範囲内であることを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る半導体装置の構成によれば、ゲッタリング能力を有する高濃度ホウ素領域に加えて、当該領域内にゲッタリング能力を有する結晶欠陥が形成されるため、ゲッタリング能力を強化することができる。
【００２１】
又、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、ホウ素を含む分子イオンまたはクラスターイオンを注入することにより、ゲッタリング能力を有する高濃度ホウ素領域と結晶欠陥とを内部に形成できるため、ゲッタリング能力が強化された半導体装置を製造することができる。このため、熱処理に伴う酸素析出物に起因するＢＭＤがあまり形成されない低酸素濃度の半導体基板に対してもゲッタリング能力を付与することができる。
【００２２】
特に、分子イオンまたはクラスターイオンが注入されて形成された高濃度ホウ素領域を含む非晶質層が固相エピタキシャル成長を進行することで結晶欠陥が形成されるが、この固相エピタキシャル成長と並行して高濃度ホウ素領域内のホウ素が活性化されるため、ゲッタリング能力付与のために必要な処理を効率的に行うことができる。
【００２３】
又、本発明に係る半導体装置の製造方法は、従来の外部ゲッタリング方法のように裏面に多結晶シリコン膜や窒化シリコン膜を堆積させる工程を有さないため、主面だけでなく裏面に対しても研磨処理が施された平坦性の高い半導体基板を採用することができる。
【００２４】
又、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、高いゲッタリング能力を有する半導体装置を製造することができるため、ゲッタリング能力を向上させるために基板全体に高濃度のホウ素がドープされたＰ＋型半導体基板を利用する必要がない。高濃度のホウ素が基板全体にドープされることで、熱処理過程下で基板の裏面からホウ素が外方拡散し、このホウ素が場合によってはシリコンエピタキシャル層の表面に再拡散することでデバイス特性の劣化を招くオートドーピング現象を生じることがあるため、Ｐ＋型半導体基板を用いる場合には、この現象を防止すべく基板裏面にシリコン酸化膜等で構成されるシール層を積層する必要があるが、本発明はＰ＋型半導体基板を利用せずとも十分なゲッタリング能力を有する半導体装置を製造することができるため、基板裏面にシール層の積層が不要である。このため、主面だけでなく裏面に対しても研磨処理が施された平坦性の高い半導体基板を採用することができる。特に、３００ｍｍ径の半導体基板は両面に研磨されることが通例であり、本発明方法によれば、このような３００ｍｍ系の半導体基板を用いて高いゲッタリング能力を有する半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下において、本発明に係る半導体装置（以下、適宜「本発明装置」と呼称する）、及びその製造方法（以下、適宜「本発明方法」と呼称する）の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明装置の各製造過程における概略断面構造図を示している。又、図２は本発明装置の製造工程をフローチャートにしたものであり、以下の文中の各ステップは図２に示されるフローチャートのステップを表すものとする。
【００２７】
尚、図１及び後述する図３に示される各概略断面構造図は、あくまで模式的に図示されたものであり、実際の構造の寸法の縮尺と図面の縮尺とは必ずしも一致するものではない。
【００２８】
まず、図１（ａ）に示すように、酸素濃度１０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度のシリコン単結晶で構成される半導体基板に、比抵抗値１Ωｃｍ〜２０Ωｃｍのホウ素（Ｂ）をドープしてＰ型半導体基板１０を形成する。そして、このＰ型半導体基板１０の主面１ａと裏面１ｂの両面を研磨して、平坦性を向上させる（ステップ＃１）。
【００２９】
次に、図１（ｂ）に示すように、裏面１ｂ上に熱酸化法によりシリコン酸化膜１１を形成する（ステップ＃２）。尚、ここでは酸化膜１１の膜厚を約５ｎｍとした。
【００３０】
次に、裏面１ｂ側に分子イオンであるＢＦ２イオンを注入する（ステップ＃３）。尚、ＢＦ２イオン注入の際に要する注入エネルギーを２００ｋｅＶ程度とし、ＢＦ２イオンのドーズ量を７×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度とした。これによって、注入されたホウ素を含むイオンが主として裏面１ｂから深さ０．０５μｍ〜０．３μｍの範囲内に存在し、高濃度ホウ素領域（以下において、「高濃度ホウ素層」と記載する場合がある）１３を形成する（図１（ｃ））。尚、後述するように、この高濃度ホウ素領域１３は、その一部領域が非晶質性を有する非晶質性高濃度ホウ素領域（以下において、適宜「非晶質性ホウ素層」と略称する）１３ａを形成するとともに、この非晶質層１３ａを上下に狭持するように結晶性を有する結晶性高濃度ホウ素領域（以下において、適宜「結晶性ホウ素層」と略称する）１３ｂを形成する。そして、これらの高濃度ホウ素領域１３を上下に狭持するようにシリコン結晶層が形成されている。
【００３１】
次に、温度９００℃で３０分程度の熱処理を加えることで、非晶質性ホウ素層１３ａに対して固相エピタキシャル成長を起こさせる（ステップ＃４）。これによって非晶質性ホウ素層１３ａは結晶性ホウ素層１３ｂになるとともに、当該領域内に結晶欠陥１４、及び結晶欠陥１５を形成する（結晶欠陥１５は裏面１ｂから深さ０．１５μｍ付近に生成される）。又、当該熱処理工程において、イオン注入されたホウ素が活性化される。以下に、ステップ＃４によって結晶欠陥１４及び１５が形成される過程について、更に図３を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図３は、結晶欠陥が形成されるプロセスを説明するための概略断面構造図であり、図１（ｃ）或いは図１（ｄ）に示される一過程における概略断面構造図を一部拡大したものである。
【００３３】
ステップ＃３において、ＢＦ２イオンを上述した条件下で注入すると、裏面１ｂから深さ０．０８μｍ〜０．２２μｍの範囲内の領域に非晶質性ホウ素層１３ａを形成する。この非晶質性ホウ素層１３ａは、上下を結晶性ホウ素層１３ｂ１、１３ｂ２に挟まれる構造である。更に、非晶質性ホウ素層１３ａ、及び結晶性ホウ素層１３ｂ１、１３ｂ２で構成される高濃度ホウ素領域１３は、上下をシリコン結晶層１０ａ及び１０ｂによって挟まれる構造である。（図３（ａ））。
【００３４】
かかる状態の下で温度９００℃で３０分態度の熱処理を加えると、非晶質性ホウ素層１３ａは、上下領域に存在する結晶性ホウ素層１３ｂ１、１３ｂ２、及びシリコン結晶層１０ａ、１０ｂをシード層とする固相エピタキシャル成長を生じる。具体的には、非晶質性ホウ素層１３ａの裏面１ｂ側領域が結晶性ホウ素層１３ｂ１、及びシリコン結晶層１０ａをシード層として主面１ａ方向に固相エピタキシャル成長を進行させ、非晶質性ホウ素層１３ａの主面１ａ側領域が結晶性ホウ素層１３ｂ２、及びシリコン結晶層１０ｂをシード層として裏面１ｂ方向に固相エピタキシャル成長を進行させる。エピタキシャル成長が進行した領域は結晶性ホウ素層１３ｂに変化し、このとき、非晶質性ホウ素層１３ａと結晶性ホウ素層１３ｂの界面の一部に結晶欠陥１５が形成される（図３（ｂ））。
【００３５】
更に、固相エピタキシャル成長が進行すると、主面１ａ方向の固相エピタキシャル成長の界面と裏面１ｂ方向の固相エピタキシャル成長の界面が重なり、略全ての非晶質性ホウ素層１３ａが結晶性ホウ素層１３ｂに変化する。このとき、主面１ａ方向の成長界面と裏面１ｂ方向の成長界面の合わせ目位置に結晶欠陥１４が形成される（図３（ｃ））。
【００３６】
このように結晶欠陥１４及び１５を形成した後、図１（ｅ）に示すようにＨＦ／ＮＨ４Ｆ水溶液でシリコン酸化膜１１を除去し、ＳｉＨＣｌ３ガスを用いて半導体基板１０の主面上にエピタキシャル成長を施すことでシリコンエピタキシャル層１６を形成する（ステップ＃５）。
【００３７】
このようにして形成された本発明装置１は、基板内部にゲッタリング能力を有する高濃度ホウ素領域１３に加え、結晶欠陥１４及び１５を備える構成であるため、ゲッタリング能力が強化された構成である。特に、裏面１ｂ側に高濃度ホウ素領域１３、結晶欠陥１４、及び結晶欠陥１５を有する構成であるため、裏面１ｂ側からの汚染金属に対するゲッタリングに有効である。
【００３８】
特に、上述した製法によれば、ホウ素の活性化処理と並行してゲッタリング能力を強化するための結晶欠陥１４及び１５を形成することができるため、効率的に高いゲッタリング能力を有する半導体装置を製造することができる。
【００３９】
以下において、上述した製法によって製造された本発明装置のゲッタリング能力を評価するため、ゲッタリング層を有しない半導体装置ａ、及びホウ素イオンを注入することでゲッタリング層を形成した半導体装置ｂと、及びＢＦ２イオンを注入することでゲッタリング層を形成した本発明装置ｃのゲッタリング能力の比較を行った。評価方法としては、各半導体装置の基板裏面にスピンコート法により故意に金属汚染を行い（ここでは例として鉄を採用した）、熱処理によって金属を拡散させた後、基板主面へ拡散した汚染金属量を結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）法により計測し、夫々の半導体装置における計測結果を比較することで行った。半導体装置の内部にゲッタリング層を有する場合、金属拡散の途中で当該ゲッタリング層によって金属が捕獲されるため、主面における検出金属量を計測することで半導体装置のゲッタリング能力を評価することができる。
【００４０】
図４は、上記半導体装置ａ〜ｃの主面に拡散した金属量について、半導体装置ａで検出された量を１００とした場合の各装置の検出量を示したグラフである。金属汚染の方法としては、１×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度の鉄をスピンコートで裏面に塗布し、１０００℃で３０分間の熱処理を行った。又、半導体装置ｂの製造にかかるホウ素イオンの注入条件としては、注入エネルギーを２００ｋｅＶ程度、ドーズ量を７×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度とし、半導体装置ｃ（本発明装置）の製造にかかるＢＦ２イオンの注入条件（注入エネルギーを２００ｋｅＶ程度、ドーズ量を７×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度）と同一条件とした。
【００４１】
図４に示されるように、ＢＦ２イオンを注入した本発明装置ｃは、ゲッタリング層を有しない半導体装置ａと比較して鉄の検出濃度が２５％程度に抑制されており、又、ホウ素イオンを注入した半導体装置ｂと比較しても鉄の検出濃度が抑制されていることが分かる。このことより、ＢＦ２イオンの注入により高濃度ホウ素領域及び結晶欠陥を形成することでゲッタリング層を備える本発明装置ｃが高いゲッタリング能力を有することが分かる。
【００４２】
以下に他の実施形態について説明する。
【００４３】
〈１〉  上述の実施形態では、ステップ＃２において半導体基板１０の裏面１ｂにシリコン酸化膜１１を形成するものとしたが、当該酸化膜１１が存在しない場合においても、上述した工程により半導体装置１内に結晶欠陥１４及び１５が形成されるため、必ずしも当該ステップを製造過程内に必要とするものではない。しかしながら、酸化膜１１を介してＢＦ２イオンを注入することにより、ノックオン現象によって酸化膜１１内の酸素原子がＢＦ２イオンとともに半導体基板１０内部に打ち込まれることで結晶欠陥１４或いは結晶欠陥１５が発生しやすくなるため、ステップ＃２の工程を有する方が好ましいことは確かである。このとき、酸化膜１１の膜厚は５ｎｍ〜５０ｎｍ程度の範囲内とすることが好ましい。
【００４４】
〈２〉  上述の実施形態では、ステップ＃３におけるＢＦ２イオンの注入条件として、注入エネルギーを２００ｋｅＶ程度とし、ドーズ量を７×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度としたが、イオン注入に伴って半導体基板１０内部に非晶質性ホウ素層１３ａが形成される条件下であればこの数値に限られるものではない。尚、イオン注入時の注入エネルギーが５０ｋｅＶ〜１０００ｋｅＶの範囲内であって、注入するイオンのドーズ量が１×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２〜５×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２の範囲内である場合、半導体基板１０内部に非晶質性ホウ素層１３ａを形成することが確認される。
【００４５】
又、上述の実施形態では、注入するイオンとしてＢＦ２イオンを採用したが、ホウ素を含む分子量の大きい分子イオン或いはクラスターイオンであればＢＦ２イオンに限られず、例えばＢ１０Ｈ１４イオンを用いることも可能である。尚、この場合、注入エネルギーを２００ｋｅＶ程度とし、注入するイオンのドーズ量を３×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度とすると、裏面１ｂから深さ０．０３μｍ〜１．０μｍ（主として裏面１ｂから深さ０．０３μｍ〜０．１５μｍ）の範囲内に非晶質層を内部に有する高濃度ホウ素領域１３が形成される。本発明の構成のように、分子量の大きい分子イオン又はクラスターイオンを用いてイオン注入することにより、非晶質層を形成するために必要となる注入イオンのドーズ量を少なくすることができ、処理時間の短縮化を図ることができる。例えば、注入するイオンとしてホウ素イオンを用いる場合、非晶質層を形成するためには２×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度のドーズ量が必要となるため、多くの処理時間を要してしまう。
【００４６】
〈３〉  上述の実施形態では、ステップ＃３においてＢＦ２イオンを注入後、非晶質ステップ＃４において熱処理を施しているが、非晶質性ホウ素層１３ａの固相エピタキシャル成長は５００℃〜６００℃程度の低温でも進行し、ランプアニール等の急速熱処理においても進行するため、ステップ＃５におけるシリコンエピタキシャル層形成工程や、その他の酸化や活性化処理等の通常の半導体プロセス過程で非晶質性ホウ素層１３ａは固相エピタキシャル成長を進行可能であり、従って必ずしも当該ステップを製造過程内に必要とするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明装置を製造する際の各過程における概略断面構造図
【図２】本発明装置の製造工程を示すフローチャート
【図３】結晶欠陥が形成されるプロセスを説明するための概略断面構造図
【図４】本発明装置のゲッタリング能力を評価するためのグラフ
【符号の説明】
【００４８】
１：    本発明に係る半導体装置
１ａ：    主面
１ｂ：    裏面
１０：    半導体基板
１０ａ、１０ｂ：    シリコン結晶層
１１：    シリコン酸化膜
１２：    ＢＦ２イオン
１３：    高濃度ホウ素領域
１３ａ：    非晶質性高濃度ホウ素領域
１３ｂ（１３ｂ１、１３ｂ２）：    結晶性高濃度ホウ素領域
１４：    結晶欠陥
１５：    結晶欠陥
１６：    シリコンエピタキシャル層
＃１〜＃５：    一製造過程を表す一ステップ 
【図１】
2007317760.tif 000003
【図２】
2007317760.tif 000004
【図３】
2007317760.tif 000005
【図４】
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