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JPS5950531A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPS5950531A
JPS5950531A JP57161243A JP16124382A JPS5950531A JP S5950531 A JPS5950531 A JP S5950531A JP 57161243 A JP57161243 A JP 57161243A JP 16124382 A JP16124382 A JP 16124382A JP S5950531 A JPS5950531 A JP S5950531A
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JP
Japan
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lifetime
region
semiconductor substrate
semiconductor device
restored
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Pending
Application number
JP57161243A
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English (en)
Inventor
Shigeo Furuguchi
古口　栄男
Toshio Yonezawa
敏夫 米沢
Shunichi Kai
開　俊一
Hiroshi Kinoshita
博 木下
Kuniaki Kumamaru
熊丸　邦明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP83109181A priority patent/EP0111638B1/en
Priority to DE8383109181T priority patent/DE3368347D1/de
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は少数キャリアのう・ｆフタイムを選択的に制
御してアナログ回路とデジタル回路が形成される領域の
少数キャリアのライフタイムを変化させて、特にデジタ
ル回路での高速スイッチング特性を向上させた選択的に
ライフタイムが制御された半導体装置及びその製造方法
に関する。
〔発明の技術的背景〕
高速スイッチング特性を必要とするシリコンダイオード
、トランジスタ、ザイリスク等では、少数キャリアのラ
イフタイムを短かくするため、通常人υ等の不純物拡散
あるいは部分的な電子線照射技術が導入されており、制
御性の優位性によシミ子線照射が主流となっている。電
子腺照射による少数キャリアのライフタイムの制御は照
射された電子が半導体ウニノ・を通過する際に、励起、
イオン効果、衝突散乱効果、原子核変位効果等によシ半
導体つェハ内に結晶欠陥を誘起し再結合サイトを故意に
形成して、少数キャリアのライフタイムを変化させてい
る。このように電子線照射によるライフタイムの変化は
次式％式％ ここで、Ｎ＝再結合センター密度（錆　）φ　−電子線
照射量（ｃｒｎ） σ　＝再結合センタの捕獲断面積 ｖｔｈ＝熱キャリア速度 ｋ　＝電子線による損傷係数 である。
上記した式から明らかなように電子線照射量φを可変に
することによ択フサ自由にコントロールすることができ
る。
〔背景技術の問題点〕
しかし、従来のようにライフタイムを変化させる場合の
電子線照射はウェア１単位、又はチッｆ（半導体装置）
単位で適用されているため、半導体装置内でライフタイ
ムを制御することが不可能であった。
〔発明の目的〕
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
は半導体装置内で選択的にライフタイムを制御すること
ができる選択的ライフタイムが制御された半導体装置及
びその製造方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
半導体ウェハに電子線を照射してライフタイムを制御す
るように欠陥を誘起させた後選択的にイオンイングラン
チージョンを行い、その後加熱処理によフ選択的に半導
体ウニノ・の横方向及び縦方向にライフタイムを回復さ
せ同一ウエバ内にライフタイムの異なる領域を形成して
いる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図（４）において、ＩＪはｓｉ半導体基板、１２１
及び１２２は上記半導体基板１１上に形成されたＰＮ接
合を有する領域で、実施例において、領域１２．にはデ
ジタル回路、領域１２２にはアナログ回路が形成されて
いるものとする。従って、領域１２１に形成されるデジ
タル回路に対しては少数キャリアのライフタイムを短か
くしてスイッチング特性を速くすることが望まれる。
まず、第１図（Ｂ）に示すように半導体基板１１に、α
線、γ線、電子線、Ｘ線、中性子腺等の放射線を照射し
て欠陥１３を誘起させる。この場合の放射線の照射量と
少数キャリアのライフタイムの変化の関係は上記した第
１式に示したとおシである。例えば、抵抗率ρ−１５０
にｈ１ライフタイム＝８０μｓに対してＥＡ　（照射エ
ネルギー＝１、ＯＭｅＶ　１　φ（ドーズＷ（）　＝　
ｌＸｌ０　ｃｍを照射するとライフタイムは５μｓ程度
に短縮される。次に第１図（Ｃ）に示すように上記半導
体基板１１にマスク材としてレジスト膜１４を形成する
。なお、マスク材として５１０２　、ＳｉＮ等の酸化膜
、ＣＶＤ膜を形Ｊｊ、’ＣＬでもよい。そして、上記レ
ジスト膜１４を露光、エッグングして８ＰＪｉ図（Ｄ）
に示すようなレジスト・ギターンを形成する。
ここで、このレジストｚｆターンはアナログ回路が形成
される領域１２２にその開［」部１５が位置するように
設定される。次に、２■１図（Ｅ）に示すようにこの開
口部１５よシＳｉイオンをイオンプランテーションする
。ここで、ライフタイムを回復させる領域１２２の深さ
、ラインタイツ・の程度によって打込みエネルギー、１
゛−ゾ量が決定される。例えは、打込み工オル”ｌ”　
　Ｉ　ＭｅＶドーズ量ｌＸｌ０１３でＳｉを注入し次に
、第１図１（Ｆ）に示すように、ＹＡＧレーザ−（２０
ｋｌ’Ｌｙ、　１０　Ｗ）照射を行い、ゲッターサイｉ
・を形成し、ラインタイムの回復された領域が選択的に
形成される。
第２図において、ｓＩイオンプランテーションを行なっ
た後レーザーアニール処理にょシライフタイムの回復を
行々っだ場合の特性を曲線ａによシ、電子線照射後サー
マルアニールによってのみのライフタイムの回復を行な
った場合の特性を曲線すによシ示している。曲＋ＴＩＪ
　＆の条件は抵抗率ρ＝１５００ｔｙｎ、　ＥＡ（照射
エネルギー）＝１、ＯＭｅＶ　、　　φｅ（ドーズ量）
　＝　Ｉ　Ｘ　１０”ｃｍ−２、インプラ加速電圧””
　Ｉ　ＭｅＶ　、インプラ後レーザーアニール、レーザ
ーアニ−＃　：　２０　ｋＨｚ　、　１０Ｗまた、曲線
ｂｏ条件は抵抗率（１）　＝　１５０　Ｑｔｍ　。
ＥＡ（照射エネルギー）　＝　１．０　ＭｅＶ　、　　
φ　（ドーズ量”　Ｉ　Ｘ　ｌ　０１４ｃｒｎ−２、ア
ニーリング温度３ｏｏ℃である。これによシ、アニーリ
ングにょシライフタイム回復が可能な電子線照射量に対
してもイオンインプランテーションを行い、かつアニー
ル処理を行なう事でライフタイムを、選択的に回復させ
ることができる。また、イオンインプランテーションの
打込みエネルギーによりライフタイム回復領域を深さ方
向に制御することができる。また、ドーズ量とアニーリ
ングを組合せてライフタイムの回復の程度を任意に制御
することができる。
なお、上記実施例においてはシリコン半導体基板を用い
たが、ＧａＡｓ半導体基板を用いても良いことは勿論で
ある。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、半導体装置内で
選択的にライフタイムを制御することかので、アナログ
回路とデジタル回路を有するバイポーラＬＳＩ　（大規
模集積回路）ではライフタイムの長い領域でアナログデ
バイスを形成して周波数特性を改善し、ライフタイムの
短い領域にデジタル回路を形成してスイッチング特性を
改善してスピードアップを割ることが可能となる。さら
に、例えばＭＯ８ＬＳＩで最近話題になっているα線に
よるソフトエラーやインパクトイオン化によって発生し
た少数キャリアによるメモリ誤動作などの改善を計るこ
とができる。
また、ＣＯＤイメージセンサでは光漏れ現象と呼ばれる
受光部以外の不要部分からの光漏れによるノイズ、周辺
回路から電気的に注入された少数キャリアによるクロッ
ク、ノイズなどの悪化を改善するととができる。更に、
分光特性や解像度特性々どの特性向上をもたらすことが
できる。さらに、ＣＭＯＳデバイスのラッチアップ防止
対策にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）〜（Ｆ）はこの発明の一実施例における半
導体装置及びその製造方法を示す図、第２図はライフタ
イムの変化を示す図である。 １ノ・・・８１半導体基板、１３・・・欠陥、１５・・
・開口部。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）少なくとも１つのＰＮ接合を有した半導体基板に
    均一に少数キャリアのライフタイムが短かくされた領域
    と、上記領域中に形成されたライフタイムが回復された
    領域とを具備したことを特徴とする半導体装置。
  2. （２）少なくとも１つのＰＮ接合を有している半導体基
    板に放射線を照射して少数キャリアのライフタイムを短
    かくするように欠陥を誘起させる電子照射工程と、上記
    半導体基板のライフタイム回復予定領域に選択的にイオ
    ン注入を行なうイオンインプランテーション工程と、上
    記半導体基板に対して加熱処理を行なう加熱処理工程と
    を具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. （３）上記半導体基板はＳｌあるいはＧａＡｓであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置
    。
  4. （４）上記半導体基板はＳｔあるいはＧａＡｓであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置
    の製造方法。
JP57161243A 1982-09-16 1982-09-16 半導体装置及びその製造方法 Pending JPS5950531A (ja)

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