具有缺陷减少区域之单晶半导体晶圆及其制造方法

摘要

本发明系关于一种具缺陷减少区域之单晶半导体晶圆，其中该缺陷减少区域之栅氧化层完整性(gate oxide integrity,GOI)相关缺陷的密度在0/平方公分至0.1/平方公分的范围内，且该缺陷减少区域总共占据该半导体晶圆之平面区域10至100%的面积比例，其中该半导体晶圆剩余区域的缺陷密度系明显高于该缺陷减少区域的缺陷密度。本发明亦关于一种用于退火单晶半导体晶圆内之GOI相关缺陷的方法，该方法系以雷射照射该半导体晶圆至少一个面的经定义区域，其特征在于，该经定义区域内之各个位置系以1十亿瓦特/平方公尺(GW/m2)至10十亿瓦特/平方公尺(GW/m2)的功率密度照射至少25毫秒(ms)，该雷射所发射的辐射波长系大于组成该半导体晶圆之半导体材料的吸收极限，且其中因以该雷射照射而使该半导体晶圆温度上升的幅度系小于20 K。

主权项

一种具缺陷减少区域之单晶半导体晶圆，其中该缺陷减少区域之闸极氧化层完整性(GOI)相关缺陷的密度在0/平方公分至0.1/平方公分的范围内，且总共占据该半导体晶圆之平面区域之10%至100%的面积比例，其中该剩余区域内之GOI相关缺陷密度为该缺陷减少区域内之GOI相关缺陷密度之至少2倍大。如请求项1之单晶半导体晶圆，其中在该缺陷减少区域内之任意位置处之GOI相关缺陷密度，相对于在该缺陷减少区域内所测得之GOI相关缺陷密度之平均值的偏差为至多10%。如请求项1之单晶半导体晶圆，其中在每一情况下，该缺陷减少区域系延伸至该半导体晶圆之整个厚度。如请求项1之单晶半导体晶圆，其中该缺陷减少区域系占该半导体晶圆之平面区域之95%至100%的面积比例。如请求项1之单晶半导体晶圆，其中该缺陷减少区域系占该半导体晶圆之平面区域之10%至95%的面积比例。如请求项1之单晶半导体晶圆，其中该GOI相关缺陷之密度在该半导体晶圆之该缺陷减少区域与该剩余区域间的边界上骤变。如请求项6之单晶半导体晶圆，其中在该缺陷减少区域与该剩余区域间之边界上，该GOI相关缺陷密度沿着一长度为0.5毫米之区段变化至少2倍，该区段系平行于该半导体晶圆之平面区域且垂直于各自的边界。一种用于制造如请求项1之单晶半导体晶圆的方法，其中以雷射照射该半导体晶圆至少一个面之经定义区域，其中该经定义区域内的各个位置系以1十亿瓦特/平方公尺(GW/m2)至10十亿瓦特/平方公尺(GW/m2)的功率密度照射至少25毫秒(ms)，从而使该经定义区域转化为缺陷减少区域，其中该雷射所发射的辐射波长系大于组成该半导体晶圆之半导体材料的吸收极限，且其中因以该雷射照射而使该半导体晶圆温度上升的幅度系小于20 K。如请求项8之方法，其中在以该雷射照射之期间，该半导体晶圆系保持在20℃至50℃范围内之温度下。如请求项8或9之方法，其中该半导体晶圆实质上系一圆形且未经图案化之半导体晶圆。如请求项8或9之方法，其中该半导体材料于正进行照射之位置上的温度至多为800℃。如请求项8或9之方法，其中该半导体晶圆之至少一个面之经定义区域的照射系藉由利用雷射光束扫描该经定义区域而进行，从而使该经定义区域转化为缺陷减少区域。如请求项4之单晶半导体晶圆，其中该缺陷减少区域系占该半导体晶圆之平面区域之95%至小于100%的面积比例。