【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン基板上に
エピタキシャル層が形成されてなる半導体装置を製造す
る方法とその半導体装置とに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which an epitaxial layer is formed on a silicon substrate, and the semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の半導体装置としては、例
えばバイポーラＩＣ等が知られている。バイポーラＩＣ
を製造する場合には、１×１０18atoms/ｃｍ3以上の高
濃度の不純物埋め込み層、例えばＰ型の不純物であるホ
ウ素の埋込み層を有するシリコン基板上に、この埋込み
層よりも低濃度、例えば１×１０15atoms/ｃｍ3以下の
濃度の不純物が含有されてなるエピタキシャル層を成長
させる場合がある。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a bipolar IC is known as a semiconductor device of this type. Bipolar IC
In the case of manufacturing, a silicon substrate having a high-concentration impurity embedding layer of 1 × 1018 atoms / cm3 or more, for example, an embedding layer of boron which is a P-type impurity, has a concentration lower than that of the embedding layer. For example, there are cases in which an epitaxial layer containing impurities with a concentration of 1 × 1015 atoms / cm3 or less is grown.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の半導体装置の製造にあっては、エピタキシャル層を
形成する際の加熱によって、シリコン基板中のホウ素が
一旦、雰囲気ガス中に飛び出し、それが再びエピタキシ
ャル層中に取り込まれる、いわゆるオートドーピング現
象が起こる。このため、シリコン基板界面付近の不純物
プロファイルが急峻にならずにダレてしまい、目的とし
たデバイス特性が得られないといった不具合が多く発生
している。However, in the manufacture of the above-mentioned conventional semiconductor device, the boron in the silicon substrate once jumps out into the atmosphere gas due to the heating during the formation of the epitaxial layer, and A so-called autodoping phenomenon occurs, which is taken into the epitaxial layer again. Therefore, the impurity profile near the interface of the silicon substrate does not become steep but sags, and many problems occur such that desired device characteristics cannot be obtained.
【０００４】そこで、従来では以下のような３つの手法
にてオートドピングの抑制を図っている。 （１）エピタキシャル層の導電型がＮ型である場合に
は、エピタキシャル層を形成するための昇温中からドー
ピングガスであるホスフィン（ＰＨ3）をエピタキシャ
ル成長炉内に供給し、シリコン基板から炉内の雰囲気ガ
ス中に飛び出したホウ素を相殺してエピタキシャル成長
を行う。 （２）エピタキシャル層の導電型がＰ型である場合に
は、エピタキシャル層の成長を２段階に分ける。そして
１段階目で、シリコン基板からのホウ素の外方拡散を抑
制するための、不純物を含まないエピタキシャル層を成
長させる。その後、炉内に飛び出したＰ型のホウ素を含
む雰囲気ガスを一定時間、水素ガスの炉内への供給によ
り排出してから、２段階目で所望のエピタキシャル層の
成長を行う。 （３）炉内の雰囲気ガス中にできる限りホウ素を飛び出
させないよう、例えば９５０℃〜１０００℃程度の低温
でエピタキシャル層を成長させる。Therefore, conventionally, auto-doping is suppressed by the following three methods. (1) When the conductivity type of the epitaxial layer is N type, phosphine (PH3 ) that is a doping gas is supplied into the epitaxial growth furnace during the temperature rise for forming the epitaxial layer, and the silicon substrate is used to supply the inside of the furnace. The epitaxial growth is performed by offsetting the boron that has jumped out into the atmosphere gas. (2) When the conductivity type of the epitaxial layer is P type, the growth of the epitaxial layer is divided into two stages. Then, in the first stage, an epitaxial layer containing no impurities is grown in order to suppress outward diffusion of boron from the silicon substrate. After that, the atmospheric gas containing P-type boron that has jumped out into the furnace is discharged by supplying hydrogen gas into the furnace for a certain period of time, and then a desired epitaxial layer is grown in the second stage. (3) The epitaxial layer is grown at a low temperature of, for example, about 950 ° C. to 1000 ° C. so that boron is not blown out into the atmosphere gas in the furnace as much as possible.
【０００５】しかしながら、最近では、半導体装置の微
細化の進展に伴って、デバイス形成領域が益々狭小にな
っており、上記手法によってもオートドーピングの抑制
が充分になされているとは言えない状態となっている。However, recently, with the progress of miniaturization of semiconductor devices, the device formation region has become smaller and narrower, and it cannot be said that the auto-doping is sufficiently suppressed even by the above method. Has become.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、まず、不純物を含有してなるシリコン基
板上に、シリコンとゲルマニウムとの混晶層を形成し、
次いでこの混晶層上に、上記シリコン基板における不純
物の濃度よりも低い濃度の不純物を含有してなるエピタ
キシャル層を形成することを上記課題の解決手段とし
た。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, first, a mixed crystal layer of silicon and germanium is formed on a silicon substrate containing impurities,
Then, forming an epitaxial layer containing an impurity at a concentration lower than that of the silicon substrate on the mixed crystal layer was a means for solving the above problems.
【０００７】本発明に係る半導体装置は、不純物を含有
してなるシリコン基板と、このシリコン基板上に形成さ
れかつシリコン基板における不純物の濃度よりも低い濃
度の不純物を含有してなるエピタキシャル層とを備え、
シリコン基板とエピタキシャル層との間に、シリコンと
ゲルマニウムとの混晶層が形成されてなることを上記課
題の解決手段とした。A semiconductor device according to the present invention comprises a silicon substrate containing impurities and an epitaxial layer formed on the silicon substrate and containing impurities at a concentration lower than the concentration of impurities in the silicon substrate. Prepare,
The formation of a mixed crystal layer of silicon and germanium between the silicon substrate and the epitaxial layer is a means for solving the above problems.
【０００８】シリコンとゲルマニウムとの混晶層は、ゲ
ルマニウムの含有率が、ある範囲において不純物、特に
ホウ素の拡散係数を小さくし、その拡散速度を遅くする
層であることが知られている。本発明に係る半導体装置
の製造方法では、シリコン基板上にこのような混晶層を
形成した後、エピタキシャル層を形成するため、特にシ
リコン基板に含有されている不純物がホウ素である場
合、エピタキシャル層の形成時に、混晶層がキャップ層
となってシリコン基板のホウ素が雰囲気ガス中へ飛び出
すことが抑制される。よって、エピタキシャル層を形成
する際に、オートドーピングが起こり難い。It is known that the mixed crystal layer of silicon and germanium is a layer in which the diffusion coefficient of impurities, particularly boron, is reduced and the diffusion rate thereof is slowed in a certain range of the germanium content. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, since the epitaxial layer is formed after forming such a mixed crystal layer on the silicon substrate, the epitaxial layer is formed especially when the impurity contained in the silicon substrate is boron. During formation, the mixed crystal layer serves as a cap layer, and boron in the silicon substrate is suppressed from jumping out into the atmospheric gas. Therefore, auto-doping does not easily occur when forming the epitaxial layer.
【０００９】また本発明に係る半導体装置は、シリコン
基板とエピタキシャル層との間にシリコンとゲルマニウ
ムとの混晶層が形成されていることから、シリコン基板
上に上記混晶層を形成した後、混晶上にエピタキシャル
層を形成する手順で製造される。よって、その製造に際
してシリコン基板のホウ素が雰囲気ガス中へ飛び出すこ
とが抑えられてオートドーピングが抑制されたものとな
る。In the semiconductor device according to the present invention, since the mixed crystal layer of silicon and germanium is formed between the silicon substrate and the epitaxial layer, after the mixed crystal layer is formed on the silicon substrate, It is manufactured by a procedure of forming an epitaxial layer on the mixed crystal. Therefore, during the production, the boron of the silicon substrate is suppressed from jumping out into the atmospheric gas, and the autodoping is suppressed.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置の
製造方法および半導体装置の実施形態を図面に基づいて
説明する。図１は本発明に係る半導体装置の製造方法の
一実施形態を示す工程図であり、図２はこの実施形態の
方法によって形成された半導体装置を示した要部断面図
である。本実施形態では、不純物を含有してなるシリコ
ン基板（以下、Ｓｉ基板と記す）基板として、ホウ素を
高濃度、例えば１×１０18atoms/ｃｍ3の濃度で含有す
る埋込み層１１ａを備えたＳｉ基板１１を用いる。そし
てまずステップ（以下、ＳＴと記す）１として、Ｓｉ基
板１１の洗浄処理を行い、その後Ｓｉ基板１１上にＳｉ
層１２を形成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a semiconductor device and an embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing a semiconductor device formed by the method of this embodiment. In the present embodiment, as a silicon substrate containing impurities (hereinafter referred to as Si substrate), a Si layer having a buried layer 11a containing a high concentration of boron, for example, a concentration of 1 × 1018 atoms / cm3 is provided. The substrate 11 is used. Then, first, as step (hereinafter referred to as ST) 1, a cleaning process of the Si substrate 11 is performed, and thereafter, Si is formed on the Si substrate 11.
Form the layer 12.
【００１１】すなわち、最初にＳｉ基板１１をフッ酸を
用いて洗浄し、Ｓｉ基板１１表面に存在する自然酸化膜
等を除去する。次いで、所要の温度に加熱したアンモニ
ア−過酸化水素水溶液でＳｉ基板１１を洗浄処理し、続
いて希フッ酸でＳｉ基板１１の洗浄処理を行って、Ｓｉ
基板１１表面に付着している有機性、無機性の汚染物質
を除去する。次いでＳｉ基板１１を、例えば化学的気相
成長法（以下、ＣＶＤ法と記す）方式のエピタキシャル
装置の炉内に搬送する。そして、水素ガス雰囲気にて５
分程度、Ｓｉ基板１１を１０００℃〜１１００℃で加熱
処理して、上記洗浄処理後にＳｉ基板１１表面に形成さ
れた自然酸化膜を除去する。That is, first, the Si substrate 11 is washed with hydrofluoric acid to remove the natural oxide film and the like existing on the surface of the Si substrate 11. Then, the Si substrate 11 is washed with an ammonia-hydrogen peroxide aqueous solution heated to a required temperature, and then the Si substrate 11 is washed with diluted hydrofluoric acid to obtain Si.
Organic and inorganic contaminants adhering to the surface of the substrate 11 are removed. Then, the Si substrate 11 is transferred into a furnace of an epitaxial device of, for example, a chemical vapor deposition method (hereinafter, referred to as a CVD method). And 5 in a hydrogen gas atmosphere
The Si substrate 11 is heated at about 1000 to 1100 ° C. for about a minute to remove the natural oxide film formed on the surface of the Si substrate 11 after the cleaning process.
【００１２】次に同じエピタキシャル装置にて、Ｓｉ基
板１１の加熱温度を７００℃〜８００℃程度に降温し、
不純物を含まない、いわゆるノンドープのＳｉ層１２を
Ｓｉ基板１１上にエピタキシャル成長させる。このＳｉ
層１２は、Ｓｉ基板１１の格子定数と、次工程でＳｉ層
１２上に形成するシリコン−ゲルマニウム（以下、Ｓｉ
1-xＧｅxと記す）の混晶層１３の格子定数との不整合
による歪みを緩和するためのバッファ層として設けるも
のである。また、後述するエピタキシャル層１５の形成
時において、Ｓｉ基板１１の埋込み層１１ａからのホウ
素の外方拡散を抑制するための層として設けるものであ
る。Next, in the same epitaxial device, the heating temperature of the Si substrate 11 is lowered to about 700 ° C. to 800 ° C.,
A so-called non-doped Si layer 12 containing no impurities is epitaxially grown on the Si substrate 11. This Si
The layer 12 has a lattice constant of the Si substrate 11 and silicon-germanium (hereinafter referred to as Si-germanium) formed on the Si layer 12 in the next step.
1-x Gex ) is provided as a buffer layer for alleviating distortion due to mismatch with the lattice constant of the mixed crystal layer 13. Further, it is provided as a layer for suppressing outward diffusion of boron from the buried layer 11a of the Si substrate 11 when the epitaxial layer 15 described later is formed.
【００１３】Ｓｉ層１２をエピタキシャル成長させるた
めの原料ガスとしては、例えばモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）、ジシラン
（Ｓｉ2Ｈ6）等のシラン系のガスが挙げられる。また
このときの反応圧力としては、例えば１．３３×１０3
Ｐａ〜１．０１×１０5Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔ
ｏｒｒ）程度の範囲における所定の圧力とする。さらに
Ｓｉ層１２の膜厚は、次工程でＳｉ層１２上に混晶層１
３をエピタキシャル成長させる場合に、Ｓｉ層１２の界
面においても混晶層１３を結晶性良く成長できる厚みに
する。本実施形態ではＳｉ層１２を、例えば３０ｎｍ〜
７０ｎｍ程度の膜厚に形成する。The Si layer 12 was epitaxially grown.
As a raw material gas for the purpose, for example, monosilane (Si
HFour), Dichlorosilane (SiHTwoClTwo), Disilane
(SiTwoH6) And other silane-based gases. Also
The reaction pressure at this time is, for example, 1.33 × 10Three
Pa ~ 1.01 x 10FivePa (10 Torr to 760 T
The predetermined pressure is within a range of about orr). further
The thickness of the Si layer 12 is such that the mixed crystal layer 1 is formed on the Si layer 12 in the next step.
3 is epitaxially grown, the boundary of the Si layer 12
The thickness of the mixed crystal layer 13 so that it can grow with good crystallinity.
I do. In this embodiment, the Si layer 12 has a thickness of, for example, 30 nm to
It is formed to a film thickness of about 70 nm.
【００１４】続いてＳＴ２として、同じエピタキシャル
装置にて、Ｓｉ基板１１の加熱温度を６００℃〜７００
℃程度に降温し、Ｓｉ基板１１上にＳｉ層１２を介して
Ｓｉ1-xＧｅxの混晶層１３をエピタキシャル成長させ
る。ここで、シリコン（Ｓｉ）とゲルマニウム（Ｇｅ）
との混晶層（以下、Ｓｉ1-xＧｅxの混晶層と記す）
は、この混晶層中において不純物、特にホウ素の拡散速
度を遅らせる層であることが知られている。またＳｉ
1-xＧｅxの混晶層は、Ｓｉ中とＧｅ中とでホウ素の拡
散に関与する点欠陥が異なる。すなわち、Ｓｉ中では格
子間原子（self-interstitial)、Ｇｅ中では空孔とな
る。このため、混晶層中におけるホウ素の拡散機構がＧ
ｅの含有率によって異なり、特にある範囲のＧｅの含有
率においてホウ素の拡散速度を遅らせることが知見され
ている。Subsequently, as ST2, the same epitaxial
In the apparatus, the heating temperature of the Si substrate 11 is 600 ° C to 700 ° C.
The temperature is lowered to about ℃, through the Si layer 12 on the Si substrate 11
Si1-xGexEpitaxially grow the mixed crystal layer 13 of
You. Here, silicon (Si) and germanium (Ge)
And a mixed crystal layer (hereinafter referred to as Si1-xGexOf mixed crystal layer)
Is the diffusion rate of impurities, especially boron, in this mixed crystal layer.
It is known to be a slower layer. Also Si
1-xGexIn the mixed crystal layer of, the spread of boron in Si and Ge
The point defects involved in the dispersion are different. That is, in Si
Self-interstitial, a hole in Ge
You. Therefore, the diffusion mechanism of boron in the mixed crystal layer is G
Depending on the content of e, the content of Ge in a certain range
Was found to slow the diffusion rate of boron in the rate
ing.
【００１５】図３は、９００℃にて熱処理を行ったとき
のＳｉ1-xＧｅxの混晶層中のホウ素の拡散係数とＧｅ
の含有率との相関関係を示す図である（「1995 秋期応
用物理学会予稿集 No.1 p175」）。この図から、Ｇｅ
の含有率が０．２〜０．５５程度の範囲においてホウ素
の拡散が遅くなっていることが認められる。FIG. 3 shows the diffusion coefficient of Ge and Ge in the mixed crystal layer of Si1-x Gex when heat-treated at 900 ° C.
It is a figure which shows the correlation with the content rate of "(Autumn of Applied Physics of Autumn 1995 Proceedings No.1 p175"). From this figure, Ge
It can be seen that the diffusion of boron is delayed in the range of the content of 0.2 to 0.55.
【００１６】そこで本実施形態では、図３のデータか
ら、混晶層１３におけるＧｅの含有率が例えばｘ＝０．
２〜０．５５程度であるＳｉ1-xＧｅxの混晶層１３を
エピタキシャル成長させる。このエピタキシャル成長で
のＧｅの原料ガスとしては、例えばゲルマンガス（Ｇｅ
Ｈ4）を、またＳｉの原料ガスとしては、先に述べたＳ
ｉ層１２と同様のガスをそれぞれ用いることができる。
またこれらのガス流量比は、混晶層１３におけるＧｅの
含有率に基づき設定する。そして混晶層１３を結晶性良
く積むことができる厚みに形成する。ここでは混晶層１
３を、例えば２００〜２５０ｎｍ程度の厚みに形成す
る。Therefore, in the present embodiment, the Ge content in the mixed crystal layer 13 is, for example, x = 0.
A mixed crystal layer 13 of Si1-x Gex having a thickness of about 2 to 0.55 is epitaxially grown. As a source gas of Ge in this epitaxial growth, for example, germane gas (Ge
H4 ), and as the Si source gas, the above-mentioned S
The same gas as that for the i layer 12 can be used.
Further, these gas flow rate ratios are set based on the Ge content in the mixed crystal layer 13. Then, the mixed crystal layer 13 is formed to a thickness such that it can be stacked with good crystallinity. Here, mixed crystal layer 1
3 is formed to have a thickness of, for example, about 200 to 250 nm.
【００１７】こうして混晶層１３を形成した後は、ＳＴ
３として、同じエピタキシャル装置にて、Ｓｉ基板１１
の加熱温度を７００℃〜８００℃程度に昇温し、不純物
を含まない、ノンドープのＳｉ層１４を混晶層１３上に
エピタキシャル成長させる。このＳｉ層１４は、Ｓｉ
1-xＧｅxの混晶層１３の格子定数と、次工程で形成す
るエピタキシャル層１５の格子定数との不整合による歪
みを緩和するためのバッファ層として設けるものであ
る。またエピタキシャル層１５の形成の際に、混晶層１
３からエピタキシャル層１５へのＧｅの外方拡散を抑制
するための層として設けるものである。このＳｉ層１４
は、例えば先に述べたＳｉ層１２と同様の条件にて形成
する。またＳｉ層１４の膜厚は、次工程でＳｉ層１４上
にエピタキシャル層１５を形成する場合に、Ｓｉ層１４
の界面においてもエピタキシャル層１５を結晶性良く成
長できる厚みにする。本実施形態ではＳｉ層１４を、例
えば１００ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の膜厚に形成する。After the mixed crystal layer 13 is formed in this manner, ST
3, using the same epitaxial device, the Si substrate 11
The heating temperature is raised to about 700 ° C. to 800 ° C., and the non-doped Si layer 14 containing no impurities is epitaxially grown on the mixed crystal layer 13. This Si layer 14 is made of Si
It is provided as a buffer layer for alleviating strain due to mismatch between the lattice constant of the1-x Gex mixed crystal layer 13 and the lattice constant of the epitaxial layer 15 formed in the next step. Further, when the epitaxial layer 15 is formed, the mixed crystal layer 1
It is provided as a layer for suppressing outward diffusion of Ge from 3 to the epitaxial layer 15. This Si layer 14
Are formed under the same conditions as the Si layer 12 described above, for example. Further, the film thickness of the Si layer 14 is the same as that of the Si layer 14 when the epitaxial layer 15 is formed on the Si layer 14 in the next step.
The thickness is set so that the epitaxial layer 15 can be grown with good crystallinity also at the interface. In this embodiment, the Si layer 14 is formed to have a film thickness of, for example, about 100 nm to 150 nm.
【００１８】次にＳＴ４として、同じエピタキシャル装
置にて、Ｓｉ基板１１の加熱温度を９００℃〜１０５０
℃程度に昇温し、埋込み層１１ａのホウ素濃度よりも低
濃度の不純物を含有してなる例えばＳｉのエピタキシャ
ル層１５を形成する。この形成に使用するＳｉの原料ガ
スとしては、例えばＳｉ層１２の形成に用いる原料ガス
と同様のものを用いることができる。またここでは、反
応圧力を１．０１×１０5Ｐａ（７６０Ｔｏｒｒ）程度
に設定し、エピタキシャル層１５を成長させる。以上の
工程によって、図２に示すＳｉ基板１１とエピタキシャ
ル層１５との間に、Ｓｉ層１２、混晶層１３およびＳｉ
層１４がこの順に積層形成された、本発明に係る半導体
装置の一実施形態となる半導体装置１を製造することが
できる。Next, in ST4, the heating temperature of the Si substrate 11 is set to 900 ° C. to 1050 in the same epitaxial device.
The temperature is raised to about 0 ° C. to form, for example, an epitaxial layer 15 of Si containing impurities at a concentration lower than the boron concentration of the buried layer 11a. As the Si source gas used for this formation, for example, the same source gas used for the formation of the Si layer 12 can be used. Further, here, the reaction pressure is set to about 1.01 × 105 Pa (760 Torr), and the epitaxial layer 15 is grown. Through the above steps, the Si layer 12, the mixed crystal layer 13 and the Si layer between the Si substrate 11 and the epitaxial layer 15 shown in FIG.
It is possible to manufacture the semiconductor device 1 which is an embodiment of the semiconductor device according to the present invention in which the layers 14 are laminated in this order.
【００１９】前述したように、本実施形態の方法では、
Ｓｉ基板１１上に、ノンドープのＳｉ層１２、ホウ素の
拡散速度を遅くする層であるＳｉ1-xＧｅxの混晶層１
３、およびノンドープのＳｉ層１４を順次積層形成した
後、エピタキシャル層１５を形成する。よって、エピタ
キシャル層１５の形成時に、これらＳｉ層１２、混晶層
１３、Ｓｉ層１４がキャップ層となってＳｉ基板１の埋
込み層１１ａのホウ素が雰囲気ガス中へ飛び出すことを
抑えるので、エピタキシャル層１５の形成時におけるホ
ウ素のオートドーピングを抑制することができる。As described above, in the method of this embodiment,
On the Si substrate 11, a non-doped Si layer 12 and a mixed crystal layer 1 of Si1-x Gex for slowing the diffusion rate of boron.
3, and the non-doped Si layer 14 are sequentially laminated, and then the epitaxial layer 15 is formed. Therefore, when the epitaxial layer 15 is formed, the Si layer 12, the mixed crystal layer 13, and the Si layer 14 serve as a cap layer to prevent boron in the buried layer 11a of the Si substrate 1 from jumping out into the atmosphere gas. It is possible to suppress the boron auto-doping when forming 15.
【００２０】また従来のＳｉのエピタキシャル成長の際
に比較してＳｉ層１２、混晶層１３、Ｓｉ層１４を低温
で形成するので、これらの形成時におけるホウ素の外方
拡散も抑制することができる。さらにＳｉ層１４を介し
てエピタキシャル層１５を形成するので、この層１５を
形成する際の混晶層１３からのＧｅの外方拡散を防止す
ることができる。さらにＳｉ基板１１と混晶層３との結
晶の歪みを緩和するＳｉ層１２によって、結晶性の良い
混晶層３を得ることができるとともに、混晶層１３とエ
ピタキシャル層１５との結晶の歪みを緩和するＳｉ層１
４によって、結晶性の良いエピタキシャル層１５を得る
ことができる。Further, since the Si layer 12, the mixed crystal layer 13, and the Si layer 14 are formed at a lower temperature than in the case of the conventional epitaxial growth of Si, it is possible to suppress the outward diffusion of boron during the formation thereof. . Further, since the epitaxial layer 15 is formed via the Si layer 14, the outward diffusion of Ge from the mixed crystal layer 13 when forming the layer 15 can be prevented. Furthermore, the Si layer 12 that relaxes the crystal strain between the Si substrate 11 and the mixed crystal layer 3 can provide the mixed crystal layer 3 with good crystallinity, and the crystal strain between the mixed crystal layer 13 and the epitaxial layer 15 can be obtained. Layer 1 for relaxing
4, it is possible to obtain the epitaxial layer 15 having good crystallinity.
【００２１】また、こうして製造された半導体装置１
は、オートドーピングが抑制されたものとなるので、Ｓ
ｉ基板１１界面付近における不純物プロファイルのダレ
が防止されて急峻になり、目的としたデバイス特性を有
するものとなる。したがって、本実施形態によれば、半
導体装置の微細化および高性能化を一層進展させること
ができる。Further, the semiconductor device 1 thus manufactured
Means that autodoping is suppressed, so S
The impurity profile in the vicinity of the interface of the i substrate 11 is prevented from sagging and becomes steep, and the desired device characteristics are obtained. Therefore, according to this embodiment, miniaturization and high performance of the semiconductor device can be further advanced.
【００２２】なお、本実施形態では、不純物を含有して
なるＳｉ基板として、例えばホウ素を高濃度で含有する
埋込み層を備えたＳｉ基板を用いたが、例えば不純物と
してホウ素を高濃度に含有するＳｉ基板を用いても、同
様の効果を得ることができるのはもちろんである。In this embodiment, as the Si substrate containing impurities, for example, the Si substrate having the buried layer containing boron at a high concentration is used. However, for example, boron is contained at a high concentration as an impurity. Of course, the same effect can be obtained by using a Si substrate.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
装置の製造方法によれば、不純物の、特にホウ素の拡散
速度を遅くする層である混晶層をシリコン基板上に形成
した後、エピタキシャル層を形成するため、エピタキシ
ャル層を形成する際のオートドーピングを抑制できる。
よって、オートドーピング現象によるシリコン基板界面
付近における不純物プロファイルのダレを防止でき、目
的としたデバイス特性を有する半導体装置を製造するこ
とができる。As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a mixed crystal layer, which is a layer for slowing the diffusion rate of impurities, particularly boron, is formed on a silicon substrate and then epitaxially grown. Since the layer is formed, autodoping when forming the epitaxial layer can be suppressed.
Therefore, it is possible to prevent the impurity profile from sagging near the interface of the silicon substrate due to the autodoping phenomenon, and it is possible to manufacture a semiconductor device having desired device characteristics.
【００２４】また本発明に係る半導体装置は、シリコン
基板とエピタキシャル層との間にシリコンとゲルマニウ
ムとの混晶層が形成されており、上記発明の方法によっ
て製造されることとなるため、エピタキシャル層の形成
に際してオートドーピングが抑制されたものとなる。よ
って、シリコン基板界面付近における不純物プロファイ
ルが急峻で、目的としたデバイス特性を有するものとな
る。したがって、本発明に係る方法および装置によれ
ば、半導体装置の微細化および高性能化を一層進展させ
ることができる。In the semiconductor device according to the present invention, since the mixed crystal layer of silicon and germanium is formed between the silicon substrate and the epitaxial layer, and the semiconductor device is manufactured by the method of the present invention, the epitaxial layer is formed. Auto-doping is suppressed during formation of. Therefore, the impurity profile in the vicinity of the interface of the silicon substrate is steep, and the desired device characteristics are obtained. Therefore, according to the method and the device of the present invention, miniaturization and high performance of the semiconductor device can be further advanced.
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形
態を示す工程図である。FIG. 1 is a process chart showing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
【図２】本発明に係る半導体装置の一実施形態を示す要
部側断面図である。FIG. 2 is a sectional side view of a main part showing one embodiment of a semiconductor device according to the present invention.
【図３】Ｓｉ1-xＧｅxの混晶層中におけるホウ素の拡
散係数とＧｅの含有率との相関図である。FIG. 3 is a correlation diagram between a diffusion coefficient of boron and a Ge content in a mixed crystal layer of Si1-x Gex .
１ 半導体装置 １１ Ｓｉ基板 １２、１４ Ｓ
ｉ層 １３ Ｓｉ1-xＧｅxの混晶層 １５ エピタキシャ
ル層1 Semiconductor Device 11 Si Substrate 12, 14 S
i layer 13 Si1-x Gex mixed crystal layer 15 epitaxial layer
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11863996AJPH09306844A (en) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Semiconductor device and manufacture thereof |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11863996AJPH09306844A (en) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Semiconductor device and manufacture thereof |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306844Atrue JPH09306844A (en) | 1997-11-28 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11863996APendingJPH09306844A (en) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Semiconductor device and manufacture thereof |
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH09306844A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012094905A (en)* | 2007-03-09 | 2012-05-17 | Cree Inc | Thick nitride semiconductor structure with interlayer structure, and method of fabricating thick nitride semiconductor structure |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2779005A1 (en)* | 1998-05-19 | 1999-11-26 | Sgs Thomson Microelectronics | METHOD FOR THE EPITAXY DEPOSITION OF A SILICON LAYER ON A HIGHLY DOPED SILICON SUBSTRATE |
| EP0961313A1 (en)* | 1998-05-19 | 1999-12-01 | STMicroelectronics SA | Epitaxial deposition of a silicon layer on a heavily doped silicon substrate |
| JP2001189279A (en)* | 1999-11-05 | 2001-07-10 | Fr Telecom | Method for preventing diffusion of boron into a semiconductor component by forming a nitrogen barrier, and a semiconductor component thus obtained |
| JP2004363510A (en)* | 2003-06-09 | 2004-12-24 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | Manufacturing method of semiconductor substrate |
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