| 主权项 |
1.一种氧沈淀物在矽晶圆中成核和成长之方法,该矽晶圆具有前表面、后表面、在前和后表面之间的中央平面、前表面层,其包含在前表面和由前表面向中央平面度量一距离,D,之间的晶圆区域、及整合体层,其包含在中央平面和前表面层之间的晶圆区域,该晶圆进一步包含非均匀浓度之晶格空缺且在整合体层中之空缺浓度大于在表面层中之空缺浓度,该方法包含:将晶圆加热至温度,Tn,使氧沈淀物晶核在整合体层中形成且其中Tn为由约750℃至约900℃;将温度由Tn增加至温度,Tg,使氧沈淀物在晶核位置成长且其中Tg为至少约10℃地高于Tn;在温度由Tn增加至Tg时控制速率以得到氧沈淀物群且其在操作温度Tp,其中Tp大于Tg,时为安定;及在氧沈淀物成长至30奈米或更大之大小之前将晶圆自Tg冷却至最终温度,Tf,其中Tf为低于约650℃。2.一种氧沈淀物在矽晶圆中成核和成长之方法,该矽晶圆具有前表面、后表面、在前和后表面之间的中央平面、前表面层,其包含在前表面和由前表面向中央平面度量一距离,D,之间的晶圆区域、及整合体层,其包含在中央平面和前表面层之间的晶圆区域,该晶圆进一步包含非均匀浓度之晶格空缺且在整合体层中之空缺浓度大于在表面层中之空缺浓度,该方法包含:该晶圆在至少约15分钟的时间周期,Tn,温度,tn,下进行热处理以得到扩散长度,Ln,其中Tn为由约750℃至约900℃;在时间周期ti之间将温度由Tn增加至温度,Tg,以得到扩散长度Li,其中Tg为至少约10℃地高于Tn;视需要地维持该晶圆于Tg之最终温度一段tg之时间,以提供一扩散长度Lg,在时间周期td之间将晶圆由Tg冷却至最终温度,Tf,因而得到扩散长度Ld,其中Tf为低于约650℃,因此该方法可提供由Ln,Li,Lg和Ld的値积相加而测得之总扩散长度,Lt,其在总循环时间,tt,之间在整合体层中形成具有有效半径为由约0.5奈米至约30奈米之安定化氧沈淀物,其中总循环时间tn等于tn,ti,tg和td的总和且其与晶圆在温度Tn进行等温热处理以提供与Lt相等的总扩散长度Ln,i时所需的时间周期tn,i相较为低于至少约20%。3.根据申请专利范围第2项之方法,其中Lt为至少约0.19微米。4.根据申请专利范围第2项之方法,其中Lt为至少约0.47微米。5.根据申请专利范围第2项之方法,其中Lt为至少约0.95微米。6.根据申请专利范围第2项之方法,其中Lt为至少约1.9微米。7.根据申请专利范围第2项之方法,其中提供总扩散长度,Lt,所需之总循环时间,tt,与晶圆在温度Tn进行等温热处理所提供与Lt相等的总扩散长度Ln,i时所需的时间周期tn,i较为低于至少约30%。8.根据申请专利范围第2项之方法,其中提供总扩散长度,Lt,所需之总循环时间,tt,与晶圆在温度Tn进行等温热处理所提供与Lt相等的总扩散长度Ln,i时所需的时间周期tn,i相较为低于至少约50%。9.一种具有非均匀浓度之安定化氧沈淀物之矽晶圆的制备方法,该晶圆包含前表面、后表面、在前和后表面之间的中央平面、前表面层,其包含在前表面和由前表面向中央平面度量一距离,D,之间的晶圆区域、及整合体层,其包含在中央平面和前表面层之间的晶圆区域,其中该方法包含:对晶圆进行热处理制程使晶格空缺在前表面和整合体层中形成,及控制经热处理晶圆之冷却速率使生成晶圆所具有之空缺浓度分布为在整合体层中的空缺浓度大于在表面层中的空缺浓度;及对经热处理晶圆进行非等温退火造成剥蚀区在表面层中形成及氧沈淀物在整合体层中的成核作用和成长,该退火包含(i)将晶圆加热至温度,Tn,使氧沈淀物晶核在整合体层中形成且其中Tn为由约750℃至约900℃,(ii)将温度由Tn增加至温度,Tg,使氧沈淀物在晶核位置成长且其中Tg为至少约10℃地高于Tn,(iii)在温度由Tn增加至Tg时控制速率以得到氧沈淀物群且其在操作温度Tp,其中Tp大于Tg,时为安定,及(iv)在氧沈淀物成长至至少30奈米大小之前将晶圆由Tg冷却至最终温度,Tf,其中Tf为低于约650℃。10.根据申请专利范围第9项之方法,其中形成晶格空缺之热处理包含将晶圆在非氧化气围下加热至温度超过约1175℃。11.根据申请专利范围第9项之方法,其中形成晶格空缺之热处理包含将晶圆在非氧化气围下加热至温度超过约1200℃。12.根据申请专利范围第9项之方法,其中形成晶格空缺之热处理包含将晶圆在非氧化气围下加热至温度范围为约1200℃至约1275℃。13.根据申请专利范围第9项之方法,其中冷却速率为每秒至少约20℃且通经晶格空缺在矽中相当易移动的温度范围。14.根据申请专利范围第9项之方法,其中冷却速率为每秒至少约50℃且通经晶格空缺在矽中相当易移动的温度范围。15.根据申请专利范围第9项之方法,其中冷却速率为每秒至少约100℃且通经晶格空缺在矽中相当易移动的温度范围。16.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其进一步包含晶圆冷却至最终温度,Tf,其中Tf为低于约650℃,之后在由约1000至约1275之温度对晶圆进行热处理。17.根据申请专利范围第16项之方法,其中热处理系选自包含磊晶沈积作用制程,快速热氧化作用和快速热氮化作用。18.根据申请专利范围第17项之方法,其中热处理为磊晶层沈积在晶圆上之磊晶沈积作用制程。19.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中晶圆在至少约30分钟的时间周期,tn,间维持在Tg。20.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中晶圆在至少约60分钟的时间周期,tn,间维持在Tg。21.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中晶圆以由约1℃/分至约5℃/分之速率,Ti,将温度由Tn增加至Tg。22.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中晶圆以由约2℃/分至约4℃/分之速率,Ti,将温度由Tn增加至Tg。23.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中晶圆以由约3℃/分至约4℃/分之速率,Ti,将温度由Tn增加至Tg。24.根据申请专利范围第23项之方法,其中晶圆在至少约30分钟的时间周期,tn,间维持在Tg。25.根据申请专利范围第23项之方法,其中晶圆在至少约60分钟的时间周期,tn,间维持在Tg。26.根据申请专利范围第23项之方法,其中Tg为至少约25℃地高于Tn。27.根据申请专利范围第23项之方法,其中Tg为至少约50℃地高于Tn。28.根据申请专利范围第23项之方法,其中Tg为至少约75℃地高于Tn。29.根据申请专利范围第23项之方法,其中Tg为至少约100℃地高于Tn。30.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中Tn为由约800℃至约850℃。31.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中Tn为由约800℃至约825℃。32.根据申请专利范围第31项之方法,其中晶圆在至少约30分钟的时间周期,tn,间维持在Tg。33.根据申请专利范围第31项之方法,其中晶圆在至少约60分钟的时间周期,tn,间维持在Tg。34.根据申请专利范围第33项之方法,其中Tg为至少约25℃地高于Tn。35.根据申请专利范围第33项之方法,其中Tg为至少约50℃地高于Tn。36.根据申请专利范围第33项之方法,其中Tg为至少约75℃地高于Tn。37.根据申请专利范围第33项之方法,其中Tg为至少约100℃地高于Tn。38.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中Tg为由约850℃至约1150℃。39.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中Tg为由约900℃至约1100℃。40.根据申请专利范围第1,2或9项中任一项之方法,其中Tg为由约900℃至约1000℃。41.一种依据柴氏(Czochralski)方法成长之单晶矽锭块经切片而得之晶圆,该晶圆包含:前表面、后表面、在前和后表面之间的中央平面、前表面层,其包含在前表面和由前表面向中央平面度量一距离,D,之间的晶圆区域、及整合体层,其包含在中央平面和前表面层之间的晶圆区域;在整合体层中的安定化氧沈淀物浓度;及在表面层中的剥蚀区(denuded zone),其中D为至少约5微米且小于约30微米。42.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中D为大于约5微米且小于约25微米。43.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中D为大于约5微米且小于约20微米。44.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中D为大于约5微米且小于约15微米。45.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中D为大于约5微米且小于约10微米。46.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中D的范围为由约10微米至约25微米。47.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中整合体层具有氧沈淀物密度为大于约1x107cm-3。48.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中整合体层具有氧沈淀物密度为大于约1x108cm-3。49.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中整合体层具有氧沈淀物密度为大于约1x109cm-3。50.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中整合体层具有氧沈淀物密度为大于约1x1010cm-3。51.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中整合体层具有氧沈淀物密度范围为由约1x108cm-3至约1x1010cm-3。52.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中安定化氧沈淀物在至少约1000℃的温度为安定。53.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中安定化氧沈淀物在至少约1100℃的温度为安定。54.根据申请专利范围第41项之晶圆,其中安定化氧沈淀物在至少约1150℃的温度为安定。图式简单说明:图1为理想沈淀作用热处理制程之示意说明图。图2为各种不同间隙氧浓度之临界半径对温度图。图3为非等温氧沈淀物成核作用和安定作用热处理的示意说明图。 |
