(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基層に対して３００℃以上でイオンを注入するイオン注入工程を含み、
前記イオン注入工程より後に前記基層の上側にエピタキシャル成長層であるキャップ層を形成する工程と、
前記キャップ層を形成する工程の後にアニールを行なうアニール工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記アニールはアルゴン雰囲気中で行なう、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記アニールは１５００℃以上で行なう、請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記イオン注入工程は、約５００℃で行なう、請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記イオン注入工程は、窒素、ヒ素、ボロンおよびアルミニウムからなる群から選ばれたいずれかのイオンを注入する、請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記基層は、エピタキシャル成長によって形成した層である、請求項１から５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法、特に成膜方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置において、イオン注入された層を得たい場合に用いる成膜方法のひとつとして、図５に示すように、基材１の上にエピタキシャル成長によって第１のエピタキシャル成長層２を形成し、これに対して室温で矢印３に示すようにイオンを注入することが行なわれていた。基材１は、場合によって、シリコン基板であったり、他の工程で形成された他の層であったりする。従来の成膜方法においては、イオンを注入するのは、当該領域におけるすべてのエピタキシャル成長層が形成された後であり、この第１のエピタキシャル成長層２にイオン注入を行なった後には、もはやこの上にはエピタキシャル成長をさせることはなかった。また、仮に、さらに上にエピタキシャル成長をしようとした場合であっても、室温でイオン注入することで、第１のエピタキシャル成長層２の結晶がアモルファス化してしまい、たとえ高温でアニールしても完全に結晶性が回復することなく、それ以上エピタキシャル成長しても表面が荒れた状態になるという問題点があった。これは、表面の形状が粗くなるだけでなく、内部に結晶欠陥を生じる傾向があり、電気的にも漏れ電流の生じやすい状態でもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、半導体装置の構造によっては、イオン注入された層の上にさらにエピタキシャル成長層を積んだ構造を得たい場合がある。
【０００４】
そこで、本発明は、イオン注入された層の上にさらに良好なエピタキシャル成長層を積んだ構造を得るための半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく半導体装置の製造方法は、基層に対して３００℃以上でイオンを注入するイオン注入工程を含み、上記イオン注入工程より後に上記基層の上側にエピタキシャル成長層であるキャップ層を形成する工程と、上記キャップ層を形成する工程の後にアニールを行なうアニール工程とを含む。この方法を採用することにより、イオン注入後の基層の表面形状が良好となり、その上に成長したキャップ層の表面も、荒れることなく平滑なものとすることができる。
【０００６】
上記発明において好ましくは、上記アニールはアルゴン雰囲気中で行なう。上記発明において好ましくは、上記アニールは１５００℃以上で行なう。この方法を採用することにより、基層を適切にアニールすることができる。また、この方法を採用することにより、基層の上のキャップ層として成長層を用いることができる。キャップ層の存在により、アニール時の基層からのイオンおよび原子の脱離が防止できる。
【０００８】
上記発明において好ましくは、上記イオン注入工程は、約５００℃で行なう。この方法を採用することにより、基層の上に成長したエピタキシャル成長層の表面を、荒れることなく平滑なものとすることができる。
【０００９】
上記発明において好ましくは、上記イオン注入工程は、窒素、ヒ素、ボロンおよびアルミニウムからなる群から選ばれたいずれかのイオンを注入する。この方法を採用することにより、基層をＮ型またはＰ型の層とすることができる。
【００１０】
上記発明において好ましくは、上記基層は、エピタキシャル成長によって形成した層である。この方法を採用することにより、複数のエピタキシャル成長層の積層体を得ようとする場合に、各層を積むごとにその都度イオン注入を行ないながら順に積層していくことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（製造方法）
図５、図１、図２を参照して、本発明に基づく実施の形態１における半導体装置の製造方法について説明する。図５に示すように、基材１の表面にエピタキシャル成長させ、第１のエピタキシャル成長層２を形成する。さらに、第１のエピタキシャル成長層２に対してイオンを注入する。注入するイオンとしては、たとえば、窒素、ヒ素、ボロン、アルミニウムなどのイオンが使用可能である、ただし、このイオン注入は、室温ではなく、３００℃以上、好ましくは約５００℃で行なう。こうして、図１に示す構造を得る。次に、図１の構造のものに対して、アニールを行なう。アニールは、好ましくはアルゴン雰囲気中で行なう。アニールは、たとえば、１５００〜１８００℃で行なう。この後、図２に示すように、第１のエピタキシャル成長層２の表面にエピタキシャル成長させ、第２のエピタキシャル成長層４を形成する。
【００１２】
（作用・効果）
従来は室温でイオン注入を行なっていたのに対し、本実施の形態では、３００℃以上、好ましくは約５００℃でイオン注入を行ない、その後にアニールを行なっているので、第１のエピタキシャル成長層２の表面性状が良好となり、その上に正常にエピタキシャル成長をさせることができるようになる。したがって、第２のエピタキシャル成長層４の表面は、荒れることなく平滑なものとなる。また、表面形状の改善のみならず、第２のエピタキシャル成長層４に生じる結晶欠陥を減らすことができ、電気的にも漏れ電流を防止することができる。さらにこの工程を繰り返すことで、第２のエピタキシャル成長層４の上に層形成を繰り返してもよい。
【００１３】
（実施の形態２）
（製造方法）
図１、図３、図４を参照して、本発明に基づく実施の形態２における半導体装置の製造方法について説明する。図１に示す構造を得るところまでは、実施の形態１で説明した工程と同じである。本実施の形態では、この後すぐにはアニールを行なわずに、まず、図３に示すように、第１のエピタキシャル成長層２の表面に薄くエピタキシャル成長させ、キャップ層５を形成する。この状態で、アニールを行なう。アニールの条件は、実施の形態１で説明したものと同じである。次に、キャップ層５の上にエピタキシャル成長を行ない、図４に示すように、第２のエピタキシャル成長層４を形成する。ここでは、キャップ層５を残したままで、この上に第２のエピタキシャル成長層４を形成したが、キャップ層５を除去してから第２のエピタキシャル成長層４を形成することとしてもよい。
【００１４】
（作用・効果）
本実施の形態では、アニールする前に、イオン注入済の第１のエピタキシャル成長層２を覆うようにキャップ層５を形成しているため、アニール時には、キャップ層５に保護されて、第１のエピタキシャル成長層２からのイオンおよび原子の脱離が防止できる。
【００１５】
なお、実施の形態１，２とも、第１のエピタキシャル成長層２を基層とし、第２のエピタキシャル成長層４を、基層の上に成長させる層とした例を用いて説明したが、本発明の適用対象は、基層がエピタキシャル成長層である場合に限られず、たとえば、基層がシリコン基板である場合にも適用可能である。
【００１６】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、基層に対するイオン注入時の温度が室温ではなく３００℃以上であって、イオン注入後にはアニールを行なっているので、イオン注入後の基層の表面性状が良好となり、その上に成長したエピタキシャル成長層の表面も、荒れることなく平滑なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に基づく実施の形態１，２における半導体装置の製造方法の第１の工程の説明図である。
【図２】  本発明に基づく実施の形態１における半導体装置の製造方法の第２の工程の説明図である。
【図３】  本発明に基づく実施の形態２における半導体装置の製造方法の第２の工程の説明図である。
【図４】  本発明に基づく実施の形態２における半導体装置の製造方法の第３の工程の説明図である。
【図５】  従来技術に基づく半導体装置の製造方法におけるエピタキシャル成長層へのイオン注入の工程の説明図である。
【符号の説明】
１  基材、２  第１のエピタキシャル成長層、３  （イオン注入を示す）矢印、４  第２のエピタキシャル成長層、５  キャップ層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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