| 主权项 |
1.一种用于热处理单晶矽晶圆以影响后续热处理步骤中,晶圆之氧气沈淀作用之方法,该矽晶圆具有一前表面,一后表面,介于该前后表面间之一中间平面,一表层,其包括该晶圆介于前表面与一距离D间之区域,D为从前表面往中间平面量得的距离,及一整体层,包括该晶圆介于中间平面与表层间之区域,该方法包括下列步骤:在大气下,热处理晶圆以在晶圆表层及整体层中形成晶格空洞;在超过约1150℃之温度,于具有至少约100 ppma氧气分压之大气中,将已热处理之晶圆做热退火;以及控制该退火晶圆之冷却速率,以制造具空洞浓度分布之晶圆,其中最高密度位于或接近中间平面,其浓度向晶圆前表面方向逐渐减少,且该表层与整体层空洞浓度之差异在于,晶圆在温度超过750℃之热处理,可在表层中形成一裸露区,而氧气丛聚或沈淀在整体层中,该氧气丛聚或沈淀在整体层中之浓度,系相关于空洞之浓度。2.如申请专利范围第1项之方法,其中热处理以形成晶格空洞系藉加热该晶圆至少约1175℃下少于60秒之期间而达成。3.如申请专利范围第1或2项之方法,其中晶圆系在一氮化大气中热处理以形成晶格空洞。4.如申请专利范围第3项之方法,其中该大气具有少于约5000 ppma之氧气分压。5.如申请专利范围第1或2项之方法,其中晶圆系在一非氮化大气中热处理以形成晶格空洞。6.如申请专利范围第5项之方法,其中该大气主要系氩,氦,或其混合物。7.如申请专利范围第5项之方法,其中该大气具有少于5,000 ppma之氧气分压。8.如申请专利范围第1或2项之方法,其中氧化物层系在做热处理以形成晶格空洞前,藉由在一含氧大气中加热晶圆,而成长于该晶圆前表面。9.如申请专利范围第8项之方法,其中晶圆系在一氮化大气中热处理以形成晶格空洞。10.如申请专利范围第8项之方法,其中晶圆系在一非氮化大气中热处理以形成晶格空洞。11.如申请专利范围第1或2项之方法,其中该热退火之温度约等于热处理之温度。12.如申请专利范围第1或2项之方法,其中用以做热退火之大气具有之至少约200 ppma氧气分压。13.如申请专利范围第1或2项之方法,其中退火之晶圆系在速率至少约20℃/秒,经过在矽中晶格空洞仍相当可移动之温度范围下冷却。14.如申请专利范围第1或2项之方法,其中退火之晶圆系在速率至少约50℃/秒,经过在矽中晶格空洞仍相当可移动之温度范围下冷却。15.如申请专利范围第1或2项之方法,其中在热退火前,热处理晶圆系在速率至少约50℃/秒,经过在矽中晶格空洞仍相当可移动之温度范围下冷却。16.如申请专利范围第1或2项之方法,其中在热退火前,热处理晶圆系在速率至少约100℃/秒,经过在矽中晶格空洞仍相当可移动之温度范围下冷却,。17.一种用于热处理单结晶晶圆以影响其后续热处理步骤中之晶圆内氧气沈淀作用之方法,该矽晶圆具有一前表面,一后表面,介于该前后表面间之一中间平面,一表层,包括该晶圆介于前表面与一距离D间之区域,D为自前表面往中间平面量得的距离,以及一整体层,包括该晶圆介于中间平面与表层间之区域。该方法包括下列步骤:在一大气下热处理晶圆以在表层与整体层中形成晶格空洞;藉由在一含氧大气中加热该晶圆以氧化热处理晶圆表面;及控制该退火晶圆之冷却速率以制造具空洞浓度分布之晶圆,其中最高密度位于或靠近中间平面,其浓度向晶圆前表面的方向逐渐变小,而该表层与整体层中之空洞浓度的差异在于,晶圆在温度超过750℃之热处理,可在表层中形成一裸露区,而氧气丛聚或沈淀在整体层中,该氧气丛聚或沈淀在整体层中之浓度,系相关于空洞之浓度。18.如申请专利范围第17项之方法,其中热处理晶圆之表面系藉由在高温蒸气存在下氧化。19.如申请专利范围第17项之方法,其中热处理晶圆之表面系藉由在具有至少约100 ppma氧气分压之含氧大气中加热而氧化。20.如申请专利范围第17或19项之方法,其中晶圆系在一氮化大气中热处理以形成晶格空洞。21.如申请专利范围第17或19项之方法,其中晶圆系在一非氮化大气中热处理以形成晶格空洞。22.如申请专利范围第17或19项之方法,其中氧化物层系在做热处理以形成晶格空洞前,藉由在一含氧大气中加热晶圆,而成长于以在该晶圆前表面。23.如申请专利范围第17或19项之方法,其中热处理晶圆系藉由加热将该晶圆至至少约1150℃而氧化。24.如申请专利范围第17或19项之方法,其中经氧化晶圆系在速率至少约20℃/秒,经过在矽中晶格空洞仍相当可移动之温度范围下冷却。25.如申请专利范围第17或19项之方法,其中在做热退火前,热处理晶圆系在速率至少约50℃/秒,经过在矽中晶格空洞仍相当可移动之温度范围下冷却。26.如申请专利范围第20项之方法,其中热处理以形成晶圆格空洞系藉由加热晶圆到至少约1175℃下少于约60秒之期间而达成。图式简单说明:第一图为本发明方法之示意说明。第二图为一晶圆(样本4-7)剖面图之照片,已将该晶圆做如范例1中之处理。第三图为一晶圆(样本4-8)剖面图之照片,该晶圆已经过如范例1之一连串步骤。第四图为一晶圆(样本3-14)剖面图之照片,该晶圆已经过范例1一连串步骤。第五图为铂浓度(atoms/cm3)与距离晶圆(样本4-7)表面深度之记录图表,该晶圆已经过范例1之一连串步骤。第六图为一晶圆(样本3-4)剖面图之照片,该晶圆已经过范例2之一连串步骤。第七图为一晶圆(样本3-5)剖面图之照片,该晶圆已经过范例2之一连串步骤。第八图为一晶圆(样本3-6)剖面图之照片,该晶圆已经过范例2之一连串步骤。第九图为一晶圆(样本1-8)剖面图之照片,该晶圆已经过范例3之一连串步骤。第十图为如范例4所述,根据本发明单晶矽晶圆快速热退火期间,在一大气下,出现之整体微缺陷(BMD)数量密度与氧气分压之对数表。第十一图为一晶圆(白色背景)剖面图之放大照片,该晶圆已根据本发明,经由一NEC-1处理,在缺乏加强氧化层下,于一氮化气体中热退火。第十二图为如第十一图所示晶圆剖面图一部分之照片,取自较第十一图更大之放大倍率,详细显示本质上缺乏裸露区。第十三图为一晶圆(白色背景)剖面图之放大照片,该晶圆已根据本发明,在缺乏加强氧化层下,于一氮化气体中热退火,并接着加以热氧化处理。第十四图为如第十三图所示晶圆剖面图一部分更进一步放大的照片,详细显示本质上缺乏裸露区。第十五图为一晶圆(白色背景)剖面图之放大照片,该晶圆已根据本发明,在缺乏加强氧化层下,于一氮化气体中热退火,并接着只在该晶圆一侧加以热氧化处理。第十六图为如第十五图所示晶圆剖面图一部分更进一步放大的照片,详细显示在该晶圆屏蔽侧之实质缺乏裸露区。 |
