由矽制造经掺杂半导体晶圆之方法及该半导体晶圆

摘要

本发明系关于一种由矽制造经掺杂半导体晶圆之方法,该等经掺杂半导体晶圆含有一电活性掺质,例如:硼、磷、砷或锑,若适合另外掺以锗且具有特定之导热性,其中单晶体系由矽制得并再进一步加工形成半导体晶圆,其导热性系藉选择电活性掺质之浓度及若适合藉助于锗之浓度而确定。本发明亦关于藉该方法由矽制得之半导体晶圆,其具有与导热性及电阻系数有关之特定性质。

主权项

1.一种由矽制造具有导热性k之经掺杂半导体晶圆 之方法,含有电活性掺质,并进一步掺杂浓度高达2 1020原子/立方公分之锗,该方法包括由矽制造单晶 体,及进一步加工该单晶体形成半导体晶圆,并依 下式设定导热性k k=(1-5.6*10-21*c(Ge)+1.4*10-41*c(Ge)2)/(6.8*10-3+alpha*c(Dot)) 其系藉选择锗及电活性掺质之浓度,其中式k为在22 ℃且单位为W/mK之导热性,c(Ge)与c(Dot)分别为锗及电 活性掺质之经选定浓度且单位为原子/立方公分, 且alpha为视电活性掺质而定且有下述値之系数: 掺质: 硼 磷 砷 锑 alpha: 9.57*10-23 6.42*10-23 2.11*10-22 1.30*10-21。 2.如请求项1之方法,其中利用左科拉斯基法将该单 晶体自含有电活性掺质及锗之矽熔融体拉出,量测 该单晶体内电活性掺质之浓度c(Dop)及锗之浓度c(Ge )。 3.如请求项1之方法,其中利用左科拉斯基法将该单 晶体自含有锗之矽熔融体拉出,量测锗之浓度c(Ge), 将该单晶体加工成批式晶圆,利用扩散作用或杂子 植入法将该晶圆掺以电活性掺质,用足够数目之晶 圆量测浓度c(Dop)以证实该批晶圆中电活性掺质之 浓度。 4.如请求项1之方法,其中硼为电活性掺质,且硼浓 度以产生与半导体晶圆之导热率(TC)与电阻系数(R) 有关之下列性质组合之一种的方式加以选择: a) TC<105 W/mK;R>5 mOhmcm b) TC=90 W/mK-30 W/mK;R=5-3 mOhmcm c) TC=80 W/mk-20 W/mK;R=3-2 mOhmcm d) TC=70 W/mK-20 W/mK;R=2-1.5 mOhmcm e) TC<50 W/mK;R<1.5 mOhmcm。 5.如请求项4之方法,其中该电阻系数之径向变化量 低于8%。 6.如请求项1之方法,其中该半导体晶圆掺杂磷作为 电活性掺质,磷浓度以产生与半导体晶圆之导热性 (TC)与电阻系数(R)有关之下列性质组合之一种的方 式加以选择: a) TC=90 W/mK-50 W/mK;R=1.5-1.2 mOhmcm b) TC=80 W/mK-40 W/mK;R=1.2-0.9 mOhmcm c) TC=75 W/mK-30 W/mK;R<0.9 mOhmcm。 7.如请求项6之方法,其中该电阻系数之径向变化量 低于10%。 8.如请求项1之方法,其中该半导体晶圆系用作电子 功率半导体元件之基板。 9.如请求项1之方法,其中该半导体晶圆上系沉积一 磊晶层。 10.如请求项1之方法,其中该单晶体另外掺杂至少 一种其他掺质。 11.如请求项1之方法,其中该单晶体另外掺杂氮、 碳、或氮与碳之组合。