低缺陷密度、理想氧沉淀的硅

摘要

一种单晶硅晶片，在基本上任何电子器件制造工艺的热处理周期中将形成理想的非均匀深度分布的氧沉淀。该晶片的特征在于，具有非均匀分布的晶格空位，本体层中空位的浓度大于表面层中空位的浓度，空位的浓度分布为空位的峰值密度处于或靠近中心平面，该浓度一般在晶片正面方向从峰值密度下降。在一个实施例中，晶片的特征还在于，具有第一轴对称区，其中空位为主要本征点缺陷，且基本上没有聚集的本征点缺陷，其中第一轴对称区包括中心轴或其宽度至少为约15mm。在另一实施例中，晶片的特征还在于，具有基本上没有聚集本征点缺陷的轴对称区，该轴对称区从晶片的周边径向向内延伸，从周边径向向中心轴测量其宽度至少为晶片半径长度的约40％。

主权项

一种热处理从直拉法生长的单晶硅锭上切下的单晶硅晶片的方法，该方法会影响随后热加工步骤中晶片中氧的沉淀行为，该硅晶片具有：小于5×1016原子/cm3的碳浓度；中心轴；正面；背面；在正面和背面之间的中心平面；连接正面和背面的周边；从晶片的中心轴延伸到周边的半径；200mm或大于200mm的标称直径；正表面层，包括在正面和从正面向中心平面测量的距离D1之间的晶片区；本体层，包括在中心平面和正表面层之间的晶片区；以及基本上没有聚集的本征点缺陷的轴对称区，该轴对称区从晶片的周边沿径向向内延伸并具有当从周边沿径向向中心轴测量时至少为晶片半径长度的40％的宽度，该方法包括以下步骤：对晶片进行热处理，其中，将晶片加热到至少1150℃的温度Ta至少1秒钟，以在正表面层和本体层中形成晶格空位，以及以至少5℃/s的平均冷却速率使热处理过的晶片冷却穿过硅中的晶格空位迁移率较高的温度范围，以生成一种具有峰值密度处于或靠近中心平面并且浓度总体上在晶片正面的方向下降的空位浓度分布的晶片，该晶片的正表面层和本体层内的空位浓度的差使得，在对晶片进行主要由800℃退火晶片4小时和然后1000℃退火晶片16小时构成的氧沉淀热处理后，晶片将在本体层中形成氧沉淀并在正表面层中形成解吸区，在本体层中的氧原子团簇或沉淀的浓度主要取决于空位的浓度。