TW576876B - Silicon wafer and method for producing the same - Google Patents

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576876 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（) (技術領域） 本發明有關於使用於半導體元件之製造上所使用之可 替代砂嘉晶晶圓（silicon epitaxial wafer)地使用之砂晶 圓及其製造方法。 (背景技術） 近年來隨著半導體之顯著之高積體化、高性能化 ’而對於做爲基板而可用之矽圓之結果性之要求也是很嚴 可 ° 以往做爲D RAM或MP U用之基板而主要以大口徑 化容易之切克勞斯基法（czocharalski method)(晶體生長 法）（或稱C Z法）所製作之C Z晶圓。惟C Z晶圓中在 於單（結）晶育成時所導入之〜生長時進入〃 （Grow-in) 之缺陷之存在。而由其影響所致之元件特性之劣化或良品 率之降低等問題點之愈來愈顯在化。於是最近即考量開發 C Z法之育成條件以資減低v'生長時進入〃之缺陷之技術 ，使用了生長時進入之缺陷較少之由C Z單晶所獲得之晶 圓，或使用沒有生長時進入之缺陷之不存在之磊晶晶圓者 〇 惟欲形成生長時進入之缺陷少之C Z結晶起見，該拉 伸條件乃需要以極嚴格的管理之狀態下進行拉伸’因此 C Z晶圓本身之良品率降低，結果有導致成本提高之問題 〇 另外雖然亦開發有，對於具有生長時進入之缺陷之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公髮） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -4- 576876 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2) C Z晶圓在於高溫之還原性環境而實施熱處理以資消減存 在於c Z晶圓表面近傍之生長時之缺陷，由而在於C Z晶 圓表面上形成低缺陷層之技術，惟實施此種熱處理雖有某 一程度之缺陷之減低之效果，惟並不一定可以充分的消減 該缺陷之事實乃愈來愈明顯化。 另一方面延伸晶圓時，係在於以通常之條件所製作之 c Z晶圓上形成磊晶層，因此該結晶性可以獲得非常優異 ，所以具有很大的提高所製作之元件之特性及良品率之可 能性之利點，惟另一方面須追加使用高價格之磊晶成長元 件之磊晶層之形成之過程（製程），因此同樣也無法避免 成本之提高之問題。 加上，由於在於磊晶成長時之熱處理，而在c Z晶圓 之體（bulk)中所存在之氧氣析出核係溶體化，由而實施元 件製程熱處理時，體中之氧氣析出物之形成顯現不夠充分 ，由而導致製程中所發生之重金屬不純物之除氧能力有不 足之問題，所以以往之磊晶晶圓之製造乃使用除氧效果高 之高硼濃度之p +晶圓（例如3 X 1 0 1 8個/ C m 3以上， 0 · 02Ω · cm以下），而在其上面形成硼濃度較高之 低之P型磊晶層之p / p +磊晶晶圓較多。 惟欲製造此種p / P +磊晶晶圓時，很容易發生在於磊 晶生長中，從p +晶圓而被氧化之硼之再被取入於嘉晶層， 或矽之從P +晶圓表面而以固相外方擴散而取入於磊晶層內 之自行摻雜現象（Auto-doping )之問題。又由此自行慘~雜 而使磊晶層之電阻率改變，因此需要以C V D法所形成之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） -5 - 576876 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 S i〇2來被覆該p +晶圓之背面等等對策，由而更能成爲 使生產性及成本更劣化之原因。 又，最近有，做爲C Μ〇S元件用之磊晶矽晶圓而使 用在於比較低之硼濃度（例如〇 · 1〜5 Ο Ω · c m程度 )之P —晶圓上形成p型磊晶層之p / p +磊晶晶圓之傾向 。此種晶圓雖然沒有自行摻雜之問題，惟具有與p / p +磊 晶晶圓比較時，除氧能力低之問題。 另一方面，亦有人提案對於含有硼之矽晶上實施在於 氫環境中之熱處理以資控制晶圓表層之硼濃度之方法。（ 參照日本專利公報特開平1 〇 — 1 4 4 6 9 7號）。依此 方法時，可以獲得，在於高硼濃度之P +晶圓之表層部形成 比較的硼濃度低之P型層之例如從矽晶圓之表面而至少 0 . 2 // m之深度爲止之表層部之硼濃度之體之硼濃度之 以下之P / P +晶圓者。而關於硼濃度分佈而言即可以獲 得與P / P +磊晶晶圓同樣之晶圓者。 惟在此種p/p +晶圓之表面層仍然留存有上述之生長 時進入之缺陷，實施氫環境中之熱處理也無法充分的消減 缺陷所以以此狀態下，無法以磊晶晶圓之同一條件而使用 ，要供以同一條件下使用起見，需要在此P / P +晶圓之表 面形成磊晶層才可以，所以生產性及成本之劣化乃不能避 免。 (發明之揭示） 本發明係鑒於此問題所創作’以提供一種可做爲半導 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 576876 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（j 體元件之製造上所用之P / P +磊晶晶圓之替代者而使用之 石夕晶圓及以非常低成本且簡單之製造方法爲目的。 爲了解決上述問題，本發明乃主要乃摻雜了硼及氮之 矽晶圓中其特徵爲：從該矽晶圓之表面而至少〇 . 2从m 之深度爲止之表面層之硼濃度係體部之硼濃度之f以下。 上述表面層之0 . 0 9 // m大小以上之缺陷密度係1 · 〇 X 1 04個/cm3以下，且氧氣析出熱處理後之上述體部 之內部微小缺陷密度爲1 X 1 0 8〜2 χ 1 〇 ! Q個/ c m 3 者。 如上述摻雜了硼及氮之矽晶圓中，該晶圓之表層部之 硼濃度爲體部之硼濃度之f以下，而表層部之〇 . 09 Lu # m大小以上之缺陷密度係1 . 〇 X 1 〇 4個/ c m 3以下 ’且氧析出熱處理後之上述體部之內部微小缺陷密度係1 X 1 0 8〜2 X 1 0 1 °個/ c m 3之矽晶圓係，在於表層部 而生長進入之缺陷少，所以可以獲得磊晶層水平程度之元 件特性’並且硼濃度係體部之以下所以將表層部視爲P / P+嘉晶晶圓之嘉晶層同等來應用。再者，在體部有經高 溫之熱處理也不會消減之氧析出核之存在，因此實施除氧 熱處理或元件製程等之熱處理時即可以形成充分之內部微 小缺陷，由而顯示對於防止重金屬等之污染上優異之除氧 效果。 此時上述矽晶圓之氮濃度爲1 X 1 0 1 °〜5 X 1 0 1 5 個/ c m 3爲合宜， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) » 7i : - 4 II ·· · 、11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ：297公釐） -7- 576876 經漓部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7_五、發明説明（g 這是由於藉由氮而抑制摻雜了硼之矽晶圓中之尺寸大 之生長時進入之缺陷之形成，同時使之具有充分的促進氧 析出之效果起見，使之爲lx 1 01()個/ cm 3以上爲合宜 。以及爲不妨礙，切克勞斯基法之矽單結晶之單結晶化起 見，以5 X 1 0 1 5個/ c m 3以下爲合宜。 再者，上述矽晶圓之體部之硼濃度爲1 X 1 0 1 7個/ c m 3以上爲合宜，這是由於晶圓體部之硼濃度高時，除氧 效果得再增加，而除去晶圓表層部之重金屬不純物之效果 會大之緣故者。 再者本發明乃：育成以切克勞斯基法（Czochralski methode)而摻雜了氮及硼之矽單晶棒，而將隊單晶棒予以 切片加工成爲矽晶圓之後，對於該矽晶圓，在於含有氫氣 之環境中施予熱處理而將晶圓表面之硼擴散於外方爲其特 徵之矽晶圓之製造方法者。 如上述’育成，以切克勞斯基法而摻雜了氮及硼之矽 單晶棒’而將該單晶棒予以切片加工成爲矽晶圓之後，對 於該矽晶圓在於含有氫氣之環境中，施予熱處理而將晶圓 表面之硼擴散於外方而製造矽晶圓時，就可以製造出，在 晶圓表層部之生長時進入（Grow-in )之缺陷少，硼濃度之 較體部爲低之晶圓，而此晶圓係除氧效果也優異，所以充 分可以做爲替代於該p / p +或p / p -磊晶矽晶圓而使用 之矽晶圓者。 再者以此方法來製造晶圓時，可免除磊晶成長熱處理 ’所以大幅度地可以降低晶圓製造成本。 本纸張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --- -8 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 576876 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（g .由於育成以切克勞斯基法而摻雜氮及硼之矽單晶棒時 ，令摻雜於該單晶棒之氮濃度定爲1 X 1 0 1 ^〜5 X 1 015個/cm 3爲宜。 以熱處理而充分可消減生長時進入之缺陷之尺寸大小 之氮濃度係以lx 1 01()個/ cm 3以上爲宜。因爲如果5 X 1 0 1 5以上時，恐有對於單結晶化有妨礙之虞之緣故。 由於育成以切克勞斯基法而摻雜氮及硼之矽單晶棒時 ，令摻雜於該單晶棒之硼濃度定爲1 X 1 0 1 7個/ c m 3爲 合宜。具有如上述之高硼濃度時除氧_( gettering )效果將再 會增加。 又，上述含有氫氣環境係氫氣1 0 0%之環境，而熱 處理溫度爲1 1 0 0 °c以上爲合宜。 如上述氫氣含有環境係氫氣1 0 0%之環境而熱處理 溫度係1 1 0 0 °c以上時，更能有效果的實施晶圓表面之 硼之外方擴散且確實的可以消減該生長時進入之缺陷者。 如上所述本發明乃育成以切克勞斯基法來摻雜氮及硼 之矽單（結）晶，而對於由此單結晶所獲得之晶圓實施在 於含有氫氣環境中之熱處理，由而將晶圓表面之硼朝外方 擴散由而以高生產性且簡單的可以製造出可以替代P / P + 磊晶矽晶而使用之矽晶圓者。 (實施發明之最佳之形態） 下面詳細的說明本發明之實施形態，惟本發明並不侷 限於這些實施形態。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9 - 576876 A7 B7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（) 本發明乃創作了，如果將以C Z法而育成矽單結晶中 ，摻雜氮之技術中所獲得之矽晶圓上施予熱處理就得於很 有效率的可以消減該在矽晶圓表面之生長時進入之缺陷之 知識，應用於，將摻雜了硼之晶圓，在於含有氫氣環境中 實施熱處理以資將晶圓表面近傍之硼擴散於外方之技術， 就可以以非常低成本且簡便的可以製造可用做例如替代P / P +磊晶晶圓而使用之矽晶圓，而緻細的查究諸條件而完 成者。 詳言之，有文獻指出，將氮摻雜於單結昌中，即可以 抑制矽中之原子空孔之凝集。（T. Abe and H. Takeno， Mat Res. Soc· Symp. Proc Vol 262,3· 1992 )。這效果可能是 由於原子空孔之凝集過程係由均一核形成移行至不均一核 形成之緣故。所以以C Ζ法來育成矽單結晶時將氮予以摻 雜時，可以使以原子空孔之凝集體所形成之空洞（Void ) 缺陷等之生長時進入（Glow-in )之缺陷之尺寸變爲非常小 ，而此種尺寸大小之結晶缺陷乃得以熱處理而容易的將它 消減者。 再者，又有一文獻揭示，在於矽單結晶中摻雜有氮時 ，就有助長氧之析出之效果，而氧析出物密度爲變高之事 實。（例如 F. Shimura and R.S· Hockett. Appl. Phys· Lett· 48, 224, 1986 )。 所以由實施了熱處理而晶圓表面之氧析出物乃由擴散 於外方而消減，且在於體部即具有高密度之氧析出物，可 以形成除氧能力高之晶圓者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 576876 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 kl B7五、發明説明（〗 按在於上述之日本專利公報特開平1 0 - 1 4 4 6 9 7號公報揭示有，在含有硼之矽晶圓上實施在於氫氣環境 中之熱處理，由而控制晶圓表層之硼濃度之方法。這是發 現，在氬環境中施予熱處理也幾乎不會發生硼之向外方之 擴散，惟在於含有氫氣環境中實施熱處理由而可以看出晶 圓表層部之硼之擴散於外方之現象，利用此現象，而在於 含有氫氣環境對於含高濃度之硼之晶圓實施熱處理以資在 表層部形成了低硼濃度層之P / P +矽晶圓者。 所以對於高硼濃度之P +晶圓，在於含有氫氣之環境中 實施了熱處理由而不會發生自行摻雜之問題地可以製造p / P +晶圓。惟以此技術雖然可以控制晶圓表層部之硼濃度 使之成爲所欲之電阻率，惟可以預料，雖然經過了含有氫 氣環境中之熱處理之後，在晶圓表層部仍然殘留有生長時 進入之缺陷之存在。 於是本發明人等，以通常之C Z法製作硼濃度之約1 X 1 0 1 8個/ c m 3之矽晶圓，而對於此晶圓實施氫氣環境 下，1 2 0 0 °C，6 0分鐘之熱處理，測定從該表面約〇 • 5 // m之深度之領域，測定T Z D B ( Time Zero Dielectric Breakdown )之累積不良率做爲其氧化膜耐壓特性 ，該結果顯示於第2圖。 由第2圖之曲線A可知，稱謂「B模式之不良」之電 場強度之3〜6 MV/ c m之領域之破壞頻度高之事實， 這表示雖然在氫氣環境中實施1 2 0 0 °C，6 0分鐘之熱 處理’在於從晶圓表面到〇 . 5 // m之深度之領域中仍然 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ' -11 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ

576876 A 7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（^ 存留有生長時進入之缺陷。 換言之確認了，對於以通常之c z法所製作之摻雜)了 硼之晶圓，適用上述特開平1 〇 — 1 4 4 6 9 7號公報之 技術，該晶圓表面附近之生長時進入之缺陷仍然無法充分 的被消減之事實。 於是本發明人等創作了，對於摻雜了氮之上述C Z矽 晶圓而適用了上述特開平1 0 — 1 44 6 9 7號公報之技 術，於是由於摻雜了氮時，矽晶圓單結晶中之生長時進入 之缺陷之尺寸已變小，所以可預料在含有氫氣環境下之熱 處理而能容易地消減上述缺陷。 本發明人等製作了以C Z法摻雜氮之氮濃度爲lx 1 0 1 4個/ c m 3且與上述者同樣地硼濃度爲約1 X 1 0 1 8個/ c m 3之矽晶圓，而對於此晶圓同樣地實施在 於氫氣環境下1 2 0 0 °C，6 0分鐘之熱處理，做爲從表 面至約0 . 5 // m之深度之領域之氧化膜耐壓特性測定了 TZD B之累積不良率，而一倂表示於第2圖。 由第2圖之曲線B可知，摻雜了氮之晶圓係在於所謂 C模式之電場強度之8 Μ V / c m以上之領域之破壞頻度 高，C模式收率高之事實。換言之，這個表示，經過氮之 摻雜後施予熱處理之結果晶圓表層部之生長時進入之缺陷 被消減。 換言之，育成以c Z法而摻雜硼，再摻雜氮之矽單結 晶’將由此單結晶所獲得之晶圓，在於含有氫氣之環境中 施予熱處理，由而將晶圓表面之硼擴散於外方，由而可以 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -12- 576876 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 獲得，雖然係p /p +晶圓，但是晶圓表層部之結晶缺陷密 度係與磊晶晶圓同樣的少之晶圓者。 本發明中，欲以切克勞斯基法來摻雜硼以及摻雜氮之 矽單結晶棒乃可以採用例如日本專利公報特開昭6 〇 -2 5 1 1 9 0號所記述之習知之方法就可以。 詳述之，切克勞斯基法乃，對於收容於石英坩堝中之 多晶矽原料之融液接觸種結晶，而將電一面旋轉一面緩慢 拉昇以資育成單結晶棒之方法。惟，預先在石英坩堝內， 放入已摻雜了硼之多結晶矽原料，同時在石英坩堝內放入 氮化物，或在矽融液中投入氮化物，或以氮氣體來形成該 環境等等由而對於拉昇中之結晶可摻雜氮者。此時以調整 氮化物之量，氮氣之濃度等等而可以控制結晶中之氮之摻 雜量。 如果對於矽單結晶中摻雜氮就可以助長矽中之氧原子 之凝集’，而使氧析出物濃度變高之理由可能爲：如上述氧 原子之凝集過程乃由均一核形而移行於以不純物氮爲核之 不均一核之緣故。所以所摻轉之氮之濃度乃以可以充分引 起不均一核之形成之lx 1 01。個/cm3以上爲合宜，由 而可以充分的提高氧析出物之濃度。另一方面氮濃度超過 矽單結晶中之固溶限界之5x 1 〇15個/cm3時，有時會 阻礙矽單結晶之單結晶化本身，所以不宜超過上述之濃度 〇 再者摻雜之硼之濃度乃以達到1 X 1 0 1 7個/ c m 3以 上爲合宜，這是由於如此之高之硼濃度時更可助長晶圓體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -13- 576876 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（^ 部之氧析出，再者以此程度之硼濃度即在於後實施之在於 含有氫氣環境中之熱處理而很容易使晶圓表層部之硼擴散 於外方也。 於是以切克勞斯基法中摻雜了硼之同時可以摻雜規定 濃度之氮，由而可以獲得結晶缺陷之尺寸小之矽單結晶棒 〇 而以通常之方法，使用內周刀刃切片機或鋼絲鋸等之 切斷元件予以切片之後，經過，端面倒角、硏光、蝕刻、 硏磨等過程而加工成矽單晶晶圓，當然上述過程只是例示 舉例而已，其他亦有洗淨、熱處理等等過程，而過程之順 序之變更，一部份省略等等適宜的可以依目的變更過程。 接著對於所獲得之已摻雜了硼及氮之矽晶圓在含有氫 氣之環境下施予熱處理，由此熱處理而可以使晶圓表層部 之硼擴散於外方而很容易的製造P / P +晶圓。 此時，在於氫氣1 0 0 %環境中，以1 1 0 0 °C以上 地實施熱處理時就能更有效果的實施向外方之擴散由而確 實的可以消減表面之缺陷者。 另一方面晶圓之體部之硼濃度乃維持於高値，加上摻 雜有氮，所以由氧析出熱處理而可誘起適當之密度之·內部 微小缺陷，而可以發揮很高之除氧效果者。 下面舉出本發明之實施例及比較例，而具體的做說明 ，惟本發明並侷限於此實施例。 (實施例） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -14- 576876 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（)2 在於直徑2 4英寸之石英坩鍋中放入電阻率爲〇 · 1 〜Q · 〇 1 Ω · c m地添加規定之濃度之硼之原料多晶砂 ’同時且與原料多結晶矽一齊放入具有氮化矽膜之矽晶圓 ’而予以熔融’而以CZ法拉昇直徑8英寸，p型，方位 〈1 0 0〉之單結晶棒。由此單結晶棒而以偏析係數之計 算而從氮濃度爲lx 1 〇 14個之位置而切片而成之 晶圓’施予加工製作了鏡面硏磨晶圓，所製作之晶圓之電 阻率爲約〇 · 〇 7 Ω · c m (硼濃度爲約]_ X 1 〇 1 8個/ cm3。 將此晶圓在於1 〇 〇 %氫氣環境中以1 2 0 0 °C， 6 0分鐘之條件實施熱處理，而在晶圓表面形成熱氧化膜 ’而從該氧化膜利用粒子計數器（KLA tencoal公司製S P 一 1 )來測定 L P D (Light Pattern Defect)以資測定深 度方向之空洞缺陷密度（大小〇 · 〇 9 // m以上）。其測 定結果表示於第1圖。 又在於深度方向之測定時，即對於同一晶圓及複實施 熱氧化處理，而從熱氧化膜與矽之界面之位置之從原來之 晶圓表面之深度爲達到約5 0 n m，1 2 0 n m，1 8 0 n m，2 7 0 n m之狀態而測定L P D，將所獲得之測定 値換算爲每單位體積之個數而予以標記；。 由第1圖可知，在測定之深度之全領域而尺寸 0 · 0 9 //m以上之空洞缺陷密度爲lx 1 〇4個/ cm 3 以下。 接著形成於表面之氧化膜厚之達到約1〆m之處而以 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 576876 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7_ __ 五、發明説明（)3 H F水溶流來除去此氧化膜，以資測定自晶圓之表面到深 度約0 · 5 # m之氧化膜耐壓特性（T Z D B特性）。 T Z D B特性之測定條件乃：氧化膜厚：2 5 n m ’測定 電極：摻雜磷之多晶矽。 電極面積：8 m m，判定電流：1 m A / c rri。測定 結果係做爲第2圖中之曲線B來表示。 由第2圖之曲線B可知C模式良品率（絕緣破壞電場 爲8MV以上之比例）爲9 5%以上。這表示與通常之磊 晶\晶圓大致相同之T Z D B特性。所以可知本發明之晶圓 係在於從表面至深度約0 · 5 // m也具有與磊晶晶圓之大 致同一之T Z D B特性者。 又，以二次離子質量分析元件而測定此晶圓之表面附 近之硼濃度，換言之從原來之晶圓之表面之深度約〇 · 5 # m之硼濃度，即硼濃度係約1 X 1 0 1 7個/ c m 3。所以 在於氫氣環境中之熱處理後之表面附近之硼濃度乃可以確 認與體部相比較降低很多之事實。. 再者，爲了確認此晶圓之除氧能力起見，實施氮環境 中800 °C，4小時，及在氧氣環境下1〇〇〇 °C，16 小時之氧析出熱處理，而以〇p P ( Optical Precipitate Profiler)法來測定體部之內部微小缺陷密度。 此〇P P法係應用諾馬斯基型（Nomarski type)微分 干涉顯微鏡者，首先藉由偏光稜鏡而將從光源所出射之雷 射光分離成爲2條之互相正交之9 0 °相位不同之直線偏 光之光束而使之從晶圓之鏡面側射入。此時一個光束橫過 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~~ -16 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

576876 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（）4 光束之缺陷時就發生相位偏移，而與另一光束發生相位差 。而透過晶圓之背面後，以偏光分析器來檢出此相位差而 可以檢出缺陷。 該結果內部微小缺陷密度係5 X 1 0 9個/ c m 3。所 以可知本發明之晶圓係雖然在於氫氣之環境中，以 1 2 0 〇 °C，6 0分鐘之條件而實施熱處理，惟在於 as-grown時形成之氧析出核不會消減在於以後之熱處理而 可形成對於除氧而充分之內部微小缺陷密度（1 X 1 〇 8〜 2父1〇10個/(：1113)。 (比較例） 不施予滲氮雜，而與實施例之同一條件製作鏡面硏磨 晶圓。使用此晶圓而實施例同樣的實施同一之氫氣熱處理 之晶圓，以及不實施氫氣熱處理之晶圓，分別測定深度方 向之空洞缺陷密度，而一倂標記於第1圖上。 由第1圖可知，在未實施氮摻雜之晶圓，也施予氫氣 熱處理之結果，在於深度5 0 n m程度，有某一程度地可 以減輕0 . 0 9 // m以上之空洞缺陷，惟超出該深度以上 時即呈顯與未實施氫氣熱處理之晶圓同等之缺陷。 又對於實施氫氣熱處理之晶圓即與實施例同樣地調查 了厚度約0 . 5 # m之T Z D B特性，在第2圖上以曲線 A地倂於標記，由曲線A查知，不實施氮摻雜而實施氫氣 熱處理之晶圓之從表面到深度約0 · 5 // m之C模式良品 率係6 0 %程度，可以知道與通常之磊晶晶圓相比相當的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 576876 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（）5 劣者。 再者本發明並不侷限於上述實施形態，上述實施形態 係只是例示，具有與本發明之申請專利範圍所述之技術思 想實質上同一之構成且可以獲得同樣之作用效果者均應包 含於本發明之技術範圍者。 例如本發明中，欲育成藉由切克勞斯基法摻雜了氮之 矽單結晶棒時，對於融液施加磁場與否並管者，本發明之 切克勞斯基法乃施加所謂磁場之M C Z法亦包括者。 再者，在上述之實施形態乃，以Ρ / ρ +晶圓中，晶圓 表層部之結晶缺陷密度係與磊晶晶圓同等的少之晶圓爲中 心的做了說明，惟本發明並不侷限於此，雖然係Ρ / Ρ -晶 圓，而是摻雜了硼及氮之+晶~圓，且從該矽晶圓之表面， 至少0 · 2 //m之深度爲止之表層部之硼濃度爲體部之硼 濃度之+以下，而上述表層部之0 . 0 9 //m大小以上之 缺陷密度爲1 . Ox 1 〇4個/ cm3以下，且氧析出熱處 理後之上述體部之內部微小缺陷密度係1 X 1 〇 8〜2 X 1 0 1 ^個/ c m 3之矽晶圓亦包含於本發明之矽晶圓者。 圖式之簡單說明’ 第1圖乃，在於氮雜了硼之晶圓中，比較了有•無退 火，有·無氮藤雜之條件之下之晶圓表層部之缺陷密度之 圖。 第2圖乃在於摻雜了硼之晶圓中，比較有·無氮之瘆^ 雜之下T Z D B特性之圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) " " -18- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 576876

   々、申請專利範圍 〜 第89 1 1 8378號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年8月19日修正 1 · 一種矽晶圓，是摻雜了硼及氮之矽晶圓，其特徵 爲：從該矽晶圓之表面而.至少〇 · 2 // m之深度爲止之表 面層之硼濃度係體部之硼濃度之j以下。上述表面層之 乙 0 · 0 9 // m大小以上之缺陷密度係1 · 〇 X 1 〇 4個/ c m 3以下’且氧氣析出熱處理後之上述體部之內部微小缺 陷密度爲lx 1 〇8〜2x 1 01G1個/ cm2者。 2 .如申請專利範圍第1項所述之矽晶圓，其中上述 矽晶圓之氮濃度係1 X 1 〇 1 〇〜5 X 1 〇 1 5個/ c m 3者 〇 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項所述之矽晶圓， 其中上述矽晶圓之體部之硼濃度係1 x 1 〇 1 7個/ c m 3以 上者。 4 _ 一種矽晶圓之製造方法，其特徵爲： 育成以切克勞斯基法（C ζ 〇 c h 1· a 1 s k i m e t h 〇 d )來摻雜了 氮及硼之矽單晶棒，使摻雜於該單晶棒之氮濃度定爲1 x 1 0 1 Q〜5 X 1 〇 1 5個/ c m 3，而將該單晶棒予以切片 加工成爲矽晶圓之後，對於該矽晶圓，在於含有氫氣之環 境中施以熱處理溫度爲1 1 〇 〇 °C以上的熱處理而將晶圓 表面之硼擴散於外方。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之矽晶圓之製造方法 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公羡） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·«裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 576876 A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 ，其中 當育成以切克勞斯基法來摻雜氮及硼之矽單晶棒時， 令摻雜於該單晶棒之硼濃度定爲1 X 1 0 1 7個/ C m 3者。 6 .如申請專利範圍第4或5項所述之矽晶圓之製造 方法，其中 上述含有氫之環境係氫1 0 0%之環境。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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