发明名称 单结晶矽晶圆、晶锭及其制造方法(一)
摘要 本发明论及一单结晶矽晶碇、一单结晶矽晶圆以及其根据切克劳斯基方法之制造方法,该切克劳斯基方法藉由提供晶体晶锭生长以及冷却的均匀条件以及藉由调节一用以生长一晶锭以生长之拉晶速度能使得大型缺陷区域之减小而同时增加在一凝聚性空位点缺陷区域中之微空位缺陷区域,该微空位缺陷区域为介于一中心轴以及一氧化感应叠层缺陷环之间的区域,因此,该氧化感应叠层缺陷环只存在于该晶锭半径的边缘。
申请公布号 TW591128 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW090121795 申请日期 2001.09.03
申请人 希特隆股份有限公司 发明人 李洪雨;崔荣;赵铉鼎;俞学道
分类号 C30B15/00 主分类号 C30B15/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种单结晶矽晶圆,该晶圆具有垂直于一中心轴之一正面以及一背面且提供一以被延伸之正及背面所形成的圆周部分以及自该中心轴起的半径,该晶圆呈一圆盘型,其中该晶圆具有一小于该从晶圆圆周到该中心轴之半径10%的无凝聚性空位点缺陷之区域、一紧邻该无凝聚性空位点缺陷之区域的氧化感应叠层缺陷环以及从该氧化感应叠层缺陷环的内缘到该中心轴之一不具有像FPD一样大的缺陷但具有DSOD之微空位缺陷区域。2.如申请专利范围第1项之晶圆,其中该微空位缺陷区域具有一大于该晶圆半径之10%的宽度。3.如申请专利范围第1项之晶圆,其中该微空位缺陷区域具有一大于该晶圆半径之20%的宽度。4.如申请专利范围第1项之晶圆,其中该微空位缺陷区域具有一大于该晶圆半径之30%的宽度。5.如申请专利范围第1项之晶圆,其中该微空位缺陷区域占据一从该氧化感应叠层缺陷环至该中心轴的区域。6.如申请专利范围第1项之晶圆,其中一大型的缺陷区域存在于该微空位缺陷区域之中心部分中且包括超过0.08m具数目等于或小于20的COP缺陷。7.如申请专利范围第1项之晶圆,其中该晶圆的起始氧气浓度系少于12ppma。8.如申请专利范围第1项之晶圆,其中该晶圆的起始氧气浓度系少于8ppma。9.一种单结晶矽晶锭,该晶锭具有一自一中心轴起之一预定的半径,该晶锭包括一具有一沿该中心轴之预定的长度的直躯部,该晶锭包括:在一相对于该中心轴之圆周部分作为一共轴型环之一氧化感应叠层缺陷环;以及一朝向该中心轴的方向仅于该氧化感应叠层缺陷环内部之微空位缺陷区域,该微空位缺陷区域不具有FPD缺陷。10.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该微空位缺陷区域具有一大于该半径之10%的宽度。11.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该微空位缺陷区域具有一大于该半径之20%的宽度。12.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该微空位缺陷区域具有一大于该半径之30%的宽度。13.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该微空位缺陷区域占据一从该氧化感应叠层缺陷环至该中心轴的区域。14.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该微空位缺陷区域系等于或长于该直躯部长度的10%。15.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该微空位缺陷区域系等于或长于该直躯部长度的20%。16.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该微空位缺陷区域系等于或长于该直躯部长度的30%。17.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该微空位缺陷区域系等于或长于该直躯部长度的40%。18.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该晶锭的起始氧气浓度系低于12ppma。19.如申请专利范围第9项之晶锭,其中该晶锭的起始氧气浓度系低于8ppma。20.一种制造一单结晶矽晶锭的方法,该方法乃是藉由切克劳斯基方法,其中该晶锭具有一从一中心轴起之预定的半径且包括一具有一沿该中心轴之一预定长度的直躯部,该方法包含步骤如下:藉由装设一热遮蔽以避免从一熔化矽所生长之该晶锭的直躯部被突然地冷却下来且藉由调节一介于该热遮蔽之下部分与该熔化矽之表面之间的熔融间隙而降低该直躯部圆周部分的轴向温度梯度;藉由控制一生长速率以及藉由经藉由降低该晶锭与该热遮蔽之上部分的温度而增加中心部分的轴向温度梯度使中心部分的轴向温度梯度类似于圆周部分者来维持一整体均匀轴向温度梯度以形成一在距该中心轴最远处之圆周部分呈一共轴型环之一氧化感应叠层缺陷环;以及形成于一朝向该中心轴的方向仅于该氧化感应叠层缺陷环内部不具有FPD缺陷之一微空间缺陷区域。21.如申请专利范围第20项之方法,其中该微空间缺陷区域具有一大于该半径之10%的宽度。22.如申请专利范围第20项之方法,其中该微空间缺陷区域具有一大于该半径之20%的宽度。23.如申请专利范围第20项之方法,其中该微空间缺陷区域具有一大于该半径之30%的宽度。24.如申请专利范围第20项之方法,其中该微空间缺陷区域占据一从该氧化感应叠层缺陷环至该中心轴的区域。25.如申请专利范围第20项之方法,其中该微空间缺陷区域系等于或长于该直躯部长度的10%。26.如申请专利范围第20项之方法,其中该微空间缺陷区域系等于或长于该直躯部长度的20%。27.如申请专利范围第20项之方法,其中该微空间缺陷区域系等于或长于该直躯部长度的30%。28.如申请专利范围第20项之方法,其中该微空间缺陷区域系等于或长于该直躯部长度的40%。29.如申请专利范围第20项之方法,其中该晶锭的起始氧气浓度系低于12ppma。30.如申请专利范围第20项之方法,其中该晶锭的起始氧气浓度系低于8ppma。31.如申请专利范围第20项之方法,其中当该晶锭的温度范围系介于1120℃至1070℃之间时,在中心部分之轴向温度梯度的平均値系等于或大于30K/cm且在圆周部分之轴向温度梯度的平均値系等于或大于40K/cm。32.如申请专利范围第20项之方法,其中当该晶锭的温度范围系介于1070℃至800℃之间时,在中心部分之轴向温度梯度的平均値系等于或大于20K/cm且在圆周部分之轴向温度梯度的平均値系等于或大于23K/cm。图式简单说明:第1图显示根据相关技艺藉由变换拉晶速度沿一晶锭的长度方向被生成且生长之一缺陷区域;第2图显示根据相关技艺一沿在第1图中之切线II被对切开以表示缺陷分布之晶锭的水平横截面,其中该晶锭系藉由调节拉晶速度以具有位于在一加热区域中之结晶晶锭的圆周部分之一氧化感应叠层缺陷环而被制造;第3图为一显示一晶锭之垂直横截面的XRT(X射线形貌学)图像,该晶锭根据相关技艺在一一般加热区域中承受保持试验;第4图显示根据本发明一被径向对切开晶锭的垂直横截面,其中该晶锭系藉由调节拉晶速度以具有位于在冷却条件为均匀之一加热区域中结晶晶锭之圆周部分的一氧化感应叠层缺陷环而被制造;第5图用示意图显示一靠近一生长界面的加热区域;第6图显示在一加热区域中承受保持试验之一晶锭的一XRT垂直横截面,其中径向生长以及冷却条件为均匀;第7图显示一被垂直对切开之一晶锭的示意图,其中该晶锭系藉由降低在一加热区域中之拉晶速度被生长,其中径向热条件为均匀;第8及第9图显示在8寸单晶体中在第7图中分别地被表示为VIII以及IX之FPD以及DSOD区域的径向分布;第10图用示意图显示被施加在一晶锭之一热处理周期,该晶锭系用于一256M DRAM元件;第11图显示在第7图中被表示为VIII以及IX之一晶圆的一DZ深度曲线图;第12图显示在第7图中被表示为VIII以及IX之一晶圆的一BMD密度曲线图;第13图为在一说明一晶锭之径向生长以及冷却条件的加热区域中之轴向温度梯度的曲线图;第14图显示一被垂直对切开之晶锭的一示意图,其中该晶锭系藉由降低在一加热区域中之拉晶速度被生长,其中径向热条件为均匀;第15图为藉由第16图的热处理周期于热处理一晶圆之后在第14图中于横截面XV被测量之一FDP缺陷分布的曲线图;以及第16图为根据本发明之一热处理周期的一曲线图。
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