发明名称 实质上不含氧化诱导叠差之矽晶圆
摘要 本发明指向一种磊晶矽晶圆,及用于准备该种晶圆之制程,其中基板晶圆经高度P型植入,具有矽晶格空孔,为主要之内部点缺陷,且实质上不含氧化诱导叠差,而生长于基板晶圆上之磊晶矽层,实质上不含氧化诱导叠差。
申请公布号 TW538431 申请公布日期 2003.06.21
申请号 TW090132807 申请日期 2001.12.28
申请人 MEMC电子材料公司 发明人 汤玛士C 莫尔;露西安诺 穆磊 史戴葛诺;费 露;摩森 班纳;安东尼拉 布莱恩沙
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种单晶矽晶圆,其特征为直径至少约150mm,电阻率小于0.03cm,空孔支配,且实质上不含氧化诱导叠差。2.根据申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该电阻率约在0.03cm至0.01cm之间。3.根据申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该电阻率在0.01cm至0.005cm之间。4.根据申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该晶圆之含氧浓度高达18ppma。5.根据申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该晶圆之含氧浓度约在10ppma至16ppma。6.根据申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该直径约为200mm。7.根据申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该直径约为300mm。8.根据申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该晶圆包含选自由硼、铝、镓以及铟所组成之群体中之掺杂原子。9.根据申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该晶圆包含硼原子。10.根据申请专利范围第9项之单晶矽晶圆,其中该硼原子之浓度大约为11019原子/立方公分至31019原子/立方公分。11.一种磊晶晶圆,其包含:一单晶矽基板,其直径最少为150mm,电阻率小于0.03cm,系空孔支配,且实质上不会引起氧化诱导叠差;以及沈积于该基板表面上之磊晶层,该磊晶层实质上不会有内部生长之缺陷。12.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该磊晶层厚度大约1至15微米。13.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该磊晶层厚度大约1至10微米。14.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该磊晶层厚度大约1至5微米。15.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该单晶矽基板之直径大约为200mm。16.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该单晶矽基板之直径大约为300mm。17.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该磊晶层之电阻率大约为100cm至0.005cm。18.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该磊晶层之电阻率大约为20cm至1cm。19.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该磊晶层之电阻率大约为0.03cm至0.01cm。20.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该磊晶层之电阻率大约为0.01cm至0.005cm。21.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该单晶矽基板与磊晶层包含选自由硼、铝、镓以及铟所组成之群体中之掺杂原子。22.根据申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中该单晶矽基板与磊晶层包含硼原子。23.根据申请专利范围第22项之磊晶晶圆,其中该单晶矽基板中硼原子之浓度大约为11019原子/立方公分至31019原子/立方公分。24.根据申请专利范围第22项之磊晶晶圆,其中该磊晶层中硼原子之浓度大约为31017原子/立方公分至31019原子/立方公分。25.根据申请专利范围第22项之磊晶晶圆,其中该磊晶层中硼原子之浓度大约为11019原子/立方公分至31019原子/立方公分。26.一种单晶矽锭,其具有一中心轴、一种子圆锥、以及一终端圆锥,以及在种子圆锥与终端圆锥之间之固定直径部分,其具有一周边,以及从中心轴往周边延伸至少75mm之半径,该单晶矽锭之特性为其生成并从固化温度冷却之后,固定直径部分包含一般为圆柱形之区域,其电阻率小于0.03cm,系空孔支配,且实质上无氧化诱导叠差,其中该一般圆柱形区域宽度与该矽锭之固定直径部分者相等,且其沿中心轴量得之长度,至少为该矽锭之固定直径部分长度之20%。27.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该固定直径部分之半径至少约为100mm。28.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该固定直径部分之半径至少约为150mm。29.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该一般圆柱形区域之长度至少约为该矽锭之固定直径部分长度之40%。30.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该一般圆柱形区域之长度至少约为该矽锭之固定直径部分长度之60%。31.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该一般圆柱形区域之长度至少约为该矽锭之固定直径部分长度之80%。32.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该一般圆柱形区域之长度约为该矽锭之固定直径部分长度之100%。33.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该一般圆柱形区域含氧浓度可达18ppma。34.根据申请专利范围第26类之单晶矽锭,其中该一般圆柱形区域含氧浓度约在10ppma至16ppma。35.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该一般圆柱形区域电阻率大约为0.03cm至0.01cm。36.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该一般圆柱形区域电阻率大约其0.01cm至0.005cm。37.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该矽锭包含选自由硼、铝、镓以及铟所组成之群体中之掺杂原子。38.根据申请专利范围第26项之单晶矽锭,其中该矽锭包含硼原子。39.根据申请专利范围第38项之单晶矽锭,其中该硼原子之浓度大约为11019原子/立方公分至31019原子/立方公分。40.一种用于生长单晶矽锭之方法,其中该矽锭包含一中心轴、一种子圆锥、以及一终端圆锥,以及在种子圆锥与终端圆锥之间之固定直径部分,其具有一周边,以及从中心轴往周边延伸至少75mm之半径,该矽锭之电阻率小于0.03cm,依据Czochralski方法,该矽锭系从融熔矽中生长,接着从圆化温度冷却,该方法包含:在温度从固化温度至不少于1325℃之范围内,该结晶之固定直径部分之生长期间,控制生长速率v,以及平均轴向温度梯度Go,以生成一般圆柱形区域,其中由于该矽锭从固化温度冷却而产生之空孔,其较显着之内部点缺陷,且一般圆柱形区域之宽度,与该矽锭之固定直径部分宽度相等。41.根据申请专利范围第40项之方法,其中该一般圆柱形区域之长度至少约为该矽锭之固定直径部分长度之40%。42.根据申请专利范围第40项之方法,其中该一般圆柱形区域之长度至少约为该矽锭之固定直径部分长度之60%。43.根据申请专利范围第40项之方法,其中该一般圆柱形区域之长度至少约为该矽锭之固定直径部分长度之80%。44.根据申请专利范围第40项之方法,其中该一般圆柱形区域之长度约为该矽锭之固定直径部分长度之100%。45.根据申请专利范围第40项之方法,其中该矽锭之固定直径部分之半径大约100mm。46.根据申请专利范围第40项之方法,其中该矽锭之固定直径部分之半径大约150mm。47.根据申请专利范围第40项之方法,其中该一般圆柱形区域含氧浓度可达18ppma。48.根据申请专利范围第40项之方法,其中该一般圆柱形区域含氧浓度约10ppma至16ppma。49.根据申请专利范围第40项之方法,其中该生长速率v,与平均轴向温度梯度Go受到控制,使得一比例v/Go,在周边为v/Go(rce),范围为临界値v/Go之约1.0倍至3.0倍。50.根据申请专利范围第40项之方法,其中该生长速率v,与平均轴向温度梯度Go受到控制,使得一比例v/Go,在周边为v/Go(rce),范围从临界値v/Go之约2.0倍至2.75倍。51.根据申请专利范围第40项之方法,其中该生长速率v,与平均轴向温度梯度Go受到控制,使得一比例v/Go,在周边为v/Go(rce),范围从临界値v/Go之约2.1倍至2.6倍。52.根据申请专利范围第40项之方法,其中该晶体有一名义上之直径约150mm,其中生长速率v,与平均轴向温度梯度Go受到控制,使得一比例v/Go,在周边为v/Go(rce),大于约4.210-5cm2/sK。53.根据申请专利范围第40项之方法,其中该矽锭包含选自由硼、铝、镓以及铟所组成之群体中之掺杂原子。54.根据申请专利范围第40项之方法,其中该矽锭包含硼原子。55.根据申请专利范围第54项之方法,其中该硼原子之浓度大约为11019原子/之方公分至31019原子/立方公分。图式简单说明:图1为一图形,举例显示自我间隙之初始浓度[I],与空孔浓度[V],如何随着比例v/Go之增加而减少,其中v为生长速率,而Go为平均轴向温度梯度。图2为一图形,举例显示自我间隙之初始浓度[I],与空孔浓度[V],当比例v/Go减少时,因为Go之增加,会沿着晶圆之矽锭之半径而变化,注意,在V/I边界上,有一转变发生,即空孔支配材料转变为自我间隙支配材料。图3为晶圆之单晶矽锭上视图,分别显示空孔为主材料区域V,与自我间隙为主材料区域I,以及存在于其间之V/I边界。图4为单晶矽锭之纵向截面图示,细节上,该矽锭之固定直径部分之轴对称区域。
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