| 主权项 |
1.一种单晶矽晶圆,包括:(a)两个主要而大体上平行之表面,其一系为该晶圆之前表面,而另一系为该晶圆之后表面;(b)一中心平面,位于该前表面与后表面之间而与其平行;(c)一前表面层,包括该晶圆区域,自该前表面向着该中心平面延伸至少10微米之距离D1;及(d)一本体层,包括晶圆区域,自该中心平面向着该前表面层延伸,该晶圆之特征为:该晶圆具有不均匀之晶格空位分布,其中(a)该本体层中之晶格空位浓度系大于该前表面层中之晶格空位浓度,(b)该晶格空位系具有一浓度型线,其中该晶格空位之尖峰密度系位于或接近该中心平面,及(c)晶格空位之浓度大体上系自尖峰密度位置向着该晶圆之前表面减低;且该晶圆之前表面系具有沉积于其上层之磊晶层,该磊晶层系具有由0.1至2.0微米之厚度,且具有一表面,其平均光散射物件浓度不大于0.06/厘米2,其系藉使用以雷射为基础之自动检测工具,设定侦测对应于直径不小于0.12微米之聚苯乙烯球之光散射物件。2.如申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该晶圆之电阻系数系由1.0至20欧姆-厘米。3.如申请专利范围第1项之单晶矽晶圆,其中该磊晶层系具有由0.25至1.0微米之厚度。4.一种单晶矽晶圆,包括:(a)两个主要而大体上平行之表面,其一系为该晶圆之前表面,而另一系为该晶圆之后表面;(b)一中心平面,位于该前表面与后表面之间而与其平行;(c)一前表面层,包括该晶圆区域,自该前表面向着该中心平面延伸至少10微米之距离D2;及(d)一本体层,包括晶圆区域,自该中心平面向着该前表面层延伸,该晶圆之特征为:该晶圆具有不均匀之晶格空位分布,其中(a)该本体层中之晶格空位浓度系大于该前表面层中之晶格空位浓度(b)该晶格空位系具有一浓度型线,其中该晶格空位之尖峰密度系位于或接近该中心平面,及(c)晶格空位之浓度大体上系自尖峰密度位置向着该晶圆之前表面减低;该晶圆之前表面系沉积有一磊晶层,该磊晶层系包括一表面,其平均光散射物件浓度不大于0.06/厘米2,其系藉使用以雷射为基础之自动检测工具,设定侦测对应于直径不小于0.12微米之聚苯乙烯球之光散射物件;且该本体层亦包括最大尺寸至少0.01微米之空隙。5.如申请专利范围第4项之单晶矽晶圆,其中该晶圆之另一特征为该晶圆具有一表面,其平均光散射物件浓度至少0.5/厘米2,于藉着抛光及清洗技术去除磊晶层及至少0.2微米前表面时使用以雷射为基础之自动检测工具测定,该抛光及清洗技术可抛光及清洗一单晶矽晶圆具有低于0.02欧姆-厘米之电阻系数之表面,以形成平均光散射物件浓度不大于0.2/厘米2之表面,使用以雷射为基础之自动检测工具。6.一种单晶矽晶圆,该晶圆系包括:(a)两个主要而大体上平行之表面,其一系为该晶圆之前表面,而另一系为该晶圆之后表面;(b)一中心平面,位于该前表面与后表面之间而与其平行;(c)一前表面层,包括该晶圆区域,自该前表面向着该中心平面延伸不大于100微米之距离;及(d)一本体层,包括晶圆区域,自该中心平面向着该前表面层延伸,其中该本体层系具有实质均匀之氧浓度及一晶格空位浓度,使得该晶圆在进行氧析出热处理时(该晶圆于800℃下退火4小时且之后于1000℃下16小时),该晶圆含有氧析出物浓度型线系其中该本体层中析出物尖峰密度系位于中心平面或附近,而该本体层中析出物浓度通常系于该前表面层之方向上递减;且该晶圆之前表面具有沉积于其上层之磊晶层,此磊晶层系具有由0.1至2.0微米之厚度,及具有一表面,其平均光散射物件浓度不大于0.06/厘米2,其系藉使用以雷射为基础之自动检测工具,设定侦测对应于直径不小于0.12微米之聚苯乙烯球之光散射物件。7.一种单晶矽晶圆,包括:(a)两个主要而大体上平行之表面,其一系为该晶圆之前表面,而另一系为该晶圆之后表面;(b)一中心平面,位于该前表面与后表面之间而与其平行;(c)一前表面层,包括该晶圆区域,自该前表面向着该中心平面延伸不大于100微米之距离;及(d)一本体层,包括晶圆区域,自该中心平面向着该前表面层延伸,其中该本体层系具有实质均匀之氧浓度及一晶格空位浓度,使得该晶圆在进行氧析出热处理时(该晶圆于800℃下退火4小时且之后于1000℃下16小时),该晶圆含有氧析出物,浓度型线系其中该本体层中析出物尖峰密度系位于中心平面或附近,而该本体层中析出物浓度通常系于该前表面层之方向上递减;该本体层亦包括空隙,最大尺寸系至少0.01微米;且该晶圆之前表面系沉积有磊晶层,此磊晶层系包括一表面,平均光散射物件浓度不大于0.06/厘米2,其系藉使用以雷射为基础之自动检测工具,设定侦测对应于直径不小于0.12微米之聚苯乙烯球之光散射物件。8.如申请专利范围第7项之单晶矽晶圆,其中该晶圆之特征为该晶圆具有一表面,其平均光散射物件浓度至少0.5/厘米2,于藉着抛光及清洗技术去除磊晶层及至少0.2微米前表面时使用以雷射为基础之自动检测工具测定,该抛光及清洗技术可抛光及清洗一单晶矽晶圆具有低于0.02欧姆-厘米之电阻系数之表面,以形成平均光散射物件浓度不大于0.2/厘米2之表面,其使用以雷射为基础之自动检测工具测量。9.一种制备矽晶圆之方法,该晶圆系包括一沉积有磊晶层之表面,该方法系包括:先于基本上不含氧化剂之氛围中加热一晶圆起始材料之一表面,以去除该表面上之二氧化矽层;去除该表面上之二氧化矽层之后的30秒内,该表面曝露于包含矽之氛围下,以于该表面上沉积一矽磊晶层,而形成一磊晶晶圆;该磊晶晶圆随后加热至至少1175℃之吸收温度,同时使该磊晶层曝露于包含一氧化剂之氧化氛围下;及经加热之磊晶晶圆系于至少10℃/秒之速率下冷却。10.如申请专利范围第9项之方法,其中该冷却速率系大于15℃/秒。11.如申请专利范围第9项之方法,其中该晶圆自吸收温度冷却至较该吸收温度低150℃时之平均冷却速率系大于15℃/秒。12.如申请专利范围第9项之方法,其中自该表面去除该二氧化矽层之后的10秒内,该表面曝露于包含矽之氛围下,以于该表面上沉积矽磊晶层,而形成磊晶晶圆。13.一种制备矽晶圆之方法,该晶圆包括一沉积有磊晶层之表面,该方法包括:先于不含氧化剂之氛围中将一晶圆起始材料之一表面加热至至少1100℃之温度,以去除该表面上之二氧化矽层,于该表面达到1100℃之30秒内,该表面曝露于包含矽之氛围下,以于该表面上沉积一矽磊晶层,而形成一磊晶晶圆,该磊晶晶圆随后加热至至少1175℃之吸收温度,同时使该磊晶层曝露于包含一氧化剂之氧化氛围下,及经加热之磊晶晶圆系于至少10℃/秒之速率下冷却。14.如申请专利范围第13项之方法,其中该磊晶晶圆之加热及冷却系于一用以于一晶圆之一表面上沉积矽磊晶层之反应器中进行,而该磊晶晶圆于加热步骤期间系支撑于一晶座上,而于该冷却步骤期间脱离与该晶座之接触。15.一种制备矽晶圆之方法,该晶圆包括一沉积有磊晶层之表面,该方法包括:先于不含氧化剂之氛围中将一晶圆起始材料之一表面加热至至少1150℃之温度,以去除该表面上之二氧化矽层,于该表面达到1150℃之30秒内,该表面曝露于包含矽之氛围下,以于该表面上沉积一矽磊晶层,而形成一磊晶晶圆,该磊晶晶圆随后加热至至少1175℃之吸收温度,同时使该磊晶层曝露于包含一氧化剂之氧化氛围下,及经加热之磊晶晶圆系于至少10℃/秒之速率下冷却。16.一种制备矽晶圆之方法,该晶圆包括一沉积有磊晶层之表面,该方法包括:先于一晶圆之一表面沉积磊晶层,以形成一磊晶晶圆,该磊晶晶圆随后加热至至少1175℃之吸收温度,同时使该磊晶层曝露于包含一氧化剂之氧化氛围下,及经加热之磊晶晶圆系于至少10℃/秒之速率下冷却,其中在该磊晶晶圆加热至该吸收温度前,该磊晶层并未与磊晶沉积后之清洗溶液接触。17.一种制备矽晶圆之方法,该晶圆包括一沉积有磊晶层之表面,其中该磊晶层系具有至少0.1微米且小于2.0微米之厚度,该方法系包括:先将包括一沉积有磊晶层之表面的晶圆加热至至少1175℃之吸收温度,同时使该磊晶层曝露于一包含有一氧化剂之氧化氛围下,及经加热之晶圆系于至少10℃/秒之速率下冷却。18.如申请专利范围第17项之方法,其中该磊晶层系具有由0.25至1.0微米之厚度。19.一种制备矽晶圆之方法,该晶圆包括一沉积有磊晶层之表面,该方法包括:先于一晶圆起始材料表面上沉积一磊晶层,以形成一磊晶晶圆,该磊晶晶圆系加热至至少1175℃之温度,同时使该磊晶层曝露于包含一氧化剂之氧化氛围下,及经加热之磊晶晶圆系于至少10℃/秒之速率下冷却,其中,该晶圆起始材料之表面(于该表面上沉积磊晶层之前)系具有至少0.5/厘米2之平均光散射物件浓度,使用供侦测对应于直径不小于0.12微米之聚苯乙烯球之光散射物件使用而以雷射为基础之自动检测工具测定。20.一种制备矽晶圆之方法,该晶圆包括一沉积有磊晶层之表面,该方法系包括:先于实质由H2组成之氛围中将一晶圆起始材料之表面加热至至少1150℃之温度,以去除该表面上之二氧化矽层,于该表面达到1150℃之10秒内,该表面曝露于包含SiHCl3之氛围下,以于该表面上沉积矽磊晶层,而形成磊晶晶圆,该磊晶晶圆加热至至少1175℃之吸收温度,同时使该磊晶层曝露于包含O2之氧化氛围下,及该磊晶晶圆系于至少20℃/秒之速率下,由该吸收温度冷却至较该吸收温度低250℃,其中该磊晶层系具有由0.65至1.0微米之厚度,而该氧化氛围中之O2浓度系由百万分之300至百万分之500。21.一种于一反应器中加热及迅速冷却一单晶矽晶圆之方法,该反应器之结构系用以于一晶圆表面上沉积矽磊晶层,此方法包括步骤有:将该晶圆加热至至少1175℃之吸收温度,及于至少10℃/秒之速率下冷却该经加热之晶圆,其中该晶圆于该加热步骤期间系支撑于一晶座上,于该冷却步骤期间脱离与该晶座之接触。22.如申请专利范围第21项之方法,其中该晶圆于冷却步骤期间系支撑于栓上。图式简单说明:图1系显示单晶矽晶圆之较佳结构,可作为本发明之起始材料。图2系显示一晶圆之氧析出物型线,其可根据本发明较佳具体实例制备。图3系为用以将一晶圆放置于该反应器内之EPICENTURA反应器(Applied Materisls, Santa Clara, CA)之机制的示意图。图中,该晶座支撑轴105及晶圆升降轴107系位于交换位置。图4系为EPI CENTURA反应器中所使用之机制的示意图,用以将晶圆放置于该反应器内,其中该晶座支撑轴105及晶圆升降轴107系位于原来位置。图5系为EPI CENTURA反应器中使用之机制的示意图,用以将一晶圆放置于该反应器内。此图中,该晶座支撑轴105及晶圆升降轴107系位于处理位置。图6系为EPI CENTURA反应器中所使用之机制的示意图,用以将晶圆放置于该反应器内。此图系显示当该晶圆根据本发明迅速冷却以影响该晶圆中之晶格空位型线时,该晶座支撑轴105与该晶圆升降轴107之较佳位置。图7系为EPI CENTURA反应器所使用之机制的剖面图,用以将晶圆放置于该反应器内。此视图系自图3之线7--7取得。图8系显示一晶圆之氧析出物型线,该晶圆可根据本发明较佳具体实例制备,而该起始材料系为富含空隙之单晶矽晶圆。 |
