发明名称 矽晶圆及磊晶晶圆的制造方法以及磊晶晶圆
摘要 本发明系于使用CZ法培养掺杂有氮之单晶矽从该单结晶制造矽晶圆之方法,将所掺杂之氮浓度成为1×1014个/cm3以下,使在所制造之矽晶圆发生之BMD为能够成为既定密度设定为在培养上述单晶矽时之拉起速度V与固液界面温度坡度G之比(V/G)之矽晶圆形成磊晶层之磊具晶圆之制造方法以及由该方法所制造之磊晶晶圆。藉此,在掺杂氮之CZ法单晶矽晶圆进行磊晶成长时,提供一种抑制发生于磊晶层之结晶缺陷,并且,具有优异IG能力之磊晶晶圆用基板以及使用其基板之磊晶晶圆,以及其等制造方法。
申请公布号 TW575696 申请公布日期 2004.02.11
申请号 TW090115662 申请日期 2001.06.26
申请人 信越半导体股份有限公司 发明人 饭田诚;速水善范;木村明浩
分类号 C30B15/04;C30B29/06 主分类号 C30B15/04
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种矽晶圆之制造方法,其系使用CZ法培养掺杂 氮之单晶矽,于从该单晶矽制造矽晶圆之方法,其 特征为: 将掺杂之氮浓度成为大于等于11012个/cm3且小于等 于11014个/cm3,设定培养上述单晶矽时之拉起速度V 与固液界面温度坡度G之比(V/G)使发生于所制造之 矽晶圆形成磊晶层之后所发生之BMD为能够成为既 定密度。2.如申请专利范围第1项之矽晶圆之制造 方法,其中将上述V/G,在所培养单晶矽之径向之至 少90%范围成为大于等于0.3mm2/Kmin且小于等于0.55 cm2/Kmin。3.如申请专利范围第1项之矽晶圆之制 造方法,其中上述V/G之偏差,为于所培养之单晶矽 之径向位于0.015mm2/Kmin之范围。4.如申请专利范 围第2项之矽晶圆之制造方法,其中上述V/G之偏差, 为于所培养之单晶矽之径向位于0.015mm2/Kmin之 范围。5.如申请专利范围第1项之矽晶圆之制造方 法,其中上述欲掺杂之氮浓度成为大于等于11013个 /cm3。6.如申请专利范围第2项之矽晶圆之制造方法 ,其中上述欲掺杂之氮浓度成为大于等于11013个/cm 3。7.如申请专利范围第3项之矽晶圆之制造方法, 其中上述欲掺杂之氮浓度成为大于等于11013个/cm3 。8.如申请专利范围第4项之矽晶圆之制造方法,其 中上述欲掺杂之氮浓度成为大于等于11013个/cm3。 9.一种磊晶晶圆之制造方法,其特征为:在使用申请 专利范围第1项至第8项之任一项之制造方法所制 造之矽晶圆,形成磊晶层。10.一种磊晶晶圆,其特 征为由申请专利范围第9项之制造方法所制造者。 11.一种磊晶晶圆,其特征为:在形成磊晶层之矽晶 圆,施加800℃,4小时及1000℃,16小时之热处理,属于 基板之矽晶圆之体(bulk)中发生大于等于5108个/cm3 以上且小于等于4109个/cm3之BMD之磊晶晶圆,该磊晶 晶圆之表层部之结晶缺陷为大于等于0个/cm2且小 于等于0.064个/cm2。12.如申请专利范围第11项之磊 晶晶圆,其中上述矽晶圆中之氮浓度为11013~11014 个/cm3。13.如申请专利范围第11项之磊晶晶圆,其中 上述矽晶圆表面之转位环密度为大于等于0个/cm2 且小于等于20个/cm2。14.如申请专利范围第12项之 磊晶晶圆,其中上述矽晶圆表面之转位环之密度为 大于等于0个/cm2且小于等于20个/cm2。15.申请专利 范围第11项至第14项之任一项之磊晶晶圆,其中上 述矽晶圆表面之OSF密度为大于等于0个/cm2且小于 100个/cm2。图式简单说明: 第1图系表示拉起掺杂21013个/cm3氮之CZ法矽单结晶 时之V/G之面内分布之结果图(拉起速度系成为1.1 mm /min与1.3mm/min)。 第2图系表示从以第1图之拉起条件所拉起之单晶 矽块锭制作矽镜面晶圆,对此以1125℃形成5m之磊 晶层之后,为了使BMD成长到可检测之尺寸施加800℃ ,4小时及1000℃,16小时热处理,使用OPP装置测定面内 之BMD密度之结果之结果图。 第3图系于实施例1,表示拉起掺杂31013个/cm3氮之CZ 法矽单结晶时之V/G之面内分布之结果图(拉起速度 系成为1.2mm/min与1.0mm/min)。 第4图系以第3图之拉起条件所拉起之单晶矽块锭 制作矽镜面晶圆,对此以1125℃形成5m之磊晶层之 后,为了使BMD成长到可检测之尺寸施加800℃,4小时 及1000℃,16小时热处理,使用OPP装置测定面内之BMD 密度之结果之结果图。 第5图系于单结晶拉起装置A(实施例2,5,比较例1,2),B (实施例3),C(实施例4),表示各个结晶拉起时之G之结 晶径向左面内分布之图。 第6图系表示于实施例2~5,比较例1,2,拉起掺杂氮之 CZ法单晶矽时之V/G之面内分布之图。 第7图系本发明所使用之CZ法之单结晶拉起装置之 概略说明图。 第8图系本发明所使用之MCZ法之单结晶拉起装置之 概略说明图。 第9图系本发明所使用之通常单结晶拉起装置之概 略说明图。 第10图系表示于实施例6所制作之矽晶圆之OSF密度 分布之图。 第11图系表示于实施例6所制作之磊晶晶圆之BMD密 度之面内分布之图。
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