用于处理含氧半导体主体的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于处理半导体主体的方法。在一实施例中，该方法包括通过第一热处理降低第一区中的硅晶片中的氧浓度，该第一区邻接该硅晶片的第一表面，通过经由第一表面向晶片中注入颗粒，至少在第二区中的晶片的晶格中生成空位，该第二区邻接该第一区，以及通过第二热处理在该第二区中形成氧沉淀。

【技术实现步骤摘要】

本公开总的涉及一种，具体地涉及一种用于在硅半导体主体中生产洁净区(denuded zone)和吸杂区(gettering zone)的方法。
技术介绍
现今，单晶硅是最广泛地用于生产半导体器件和集成电路的半导体材料。用于生产硅单晶的一种方法是根据丘克拉斯基(Czochralski，CZ)法从熔融硅生长晶体。通过特定的生长过程，该硅(在下文中被称为CZ硅)是氧过饱和的。也即，该硅包括典型浓度高于5E17cm 3的间隙氧。在制造电子器件时通常所采用的热处理周期可造成氧过饱和的硅晶片中的氧的沉淀。根据其在晶片中的位置，氧沉淀可以是有害的或有益的。包括氧聚集物和氧空位聚集物的氧沉淀可引起缺陷的形成，比如，位错或堆叠层错。如果这些缺陷发生在半导体器件的有源区中，这些缺陷转而可使该器件的性能降低。然而，位于远离有源区处(在晶片的大部分中)的氧沉淀能够诱捕不想要的金属杂质，这些金属杂质在电子器件制造时可与晶片产生接触。位于晶片的大部分中的氧沉淀用于诱捕金属通常被称为内吸杂或本征吸杂。亟需生产一种硅晶片，该硅晶片具有靠近晶片的表面的没有氧沉淀的区域(通常称为“洁净区”或“无沉淀区”)以及邻接该洁净区的吸杂区。还亟需在此过程中精确控制该洁净区的厚度。
技术实现思路
一个实施例涉及一种方法。该方法包括通过第一热处理在第一区中降低硅晶片中的氧浓度，该第一区邻接该硅晶片的第一表面，通过经由第一表面向晶片之中注入颗粒，至少在第二区中的晶片的晶格中生成空位，该第二区邻接该第一区，以及通过第二热处理在该第二区中形成氧沉淀。一个实施例涉及一种半导体晶片，其包括第一表面；第一区、第二区和第三区。第一区邻接第一表面，并且第二区位于第一区和第三区之间。第三区中的氧沉淀的最小浓度高于第一区中的氧沉淀的最大浓度，并且第二区中的氧沉淀的最小浓度高于第三区中的氧沉淀的最大浓度。【附图说明】下文中，示例参考附图进行说明。附图用于说明特定原理，因此仅对于理解这些原理的必要部分被示出。附图不一定是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。图1示出了一种半导体晶片的一个部分的垂直剖视图，以及在第一热处理之前和之后的该半导体晶片的第一区中的间隙氧浓度；图2示出了该半导体晶片的一部分的垂直剖视图，以及在向第一表面注入颗粒之后该晶片的第一区和第二区中的半导体晶片中的空位浓度；图3示出了通过第二热处理获得的半导体晶片中的氧沉淀浓度；图4示出了该半导体晶片的一部分的垂直剖视图，以及在将间隙硅从第一表面驱入半导体晶片之中之前和之后的半导体晶片中的空位浓度；图5示出在一过程步骤期间的半导体晶片的垂直剖视图，在该步骤期间在半导体晶片的第二表面的区域中，空位在半导体晶片中被生成；以及图6示出了在半导体晶片的第一表面上形成外延层之后的该半导体晶片的一部分的垂直剖视图。【具体实施方式】下面的【具体实施方式】参考了附图。附图构成【具体实施方式】的一部分并且以举例说明的方式示出了本专利技术可以实施的特定实施例。应当可以理解的是，本文中所描述的各种实施例的特征可彼此结合，除非另有特别说明。图1示出了半导体晶片100的一个部分的垂直剖视图。参考图1，半导体晶片100包括第一表面101和与第一表面101相对的第二表面102。根据一个实施例，半导体晶片100是硅晶片，具体地，是依照丘克拉斯基(CZ)法所生产的硅晶片。也即，半导体晶片100已从根据CZ法由熔融硅所生长的单晶(锭)被切下。半导体晶片100(尤其是当其是依照CZ法所生产时)包括间隙氧。在图1中邻近半导体晶片100的示意图所示出的曲线图示意性地示出了沿着半导体晶片100的垂直方向X且从第一表面101处开始的氧浓度。半导体晶片100的“垂直方向(vertical direct1n) ”是垂直于第一表面101 (和第二表面102)的方向。在图1所示的图示中的实线表示在将该晶片从锭中切下之后的半导体晶片100中的间隙氧浓度。例如，最大间隙氧浓度NI高于6E17cm3。在图1中，仅在第一表面101下面的区域中的氧浓度被示出。间隙氧在半导体晶片100的集成有半导体晶片100的区域中的存在，可降低这些半导体器件的性能。如本文所用，术语“半导体器件(semiconductor device)”包括任何种类的集成半导体器件，例如:晶体管(例如，MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)、JFET (结场效应晶体管)、BJT (双极型结晶体管)等)、二极管、存储单元或者相同或不同半导体器件的组合。不同的半导体器件的此种组合也可被称为集成电路。氧在半导体晶片100中的存在可使被集成在该晶片中的半导体器件(即，其具有被集成在该半导体晶片中的有源器件区)的性能降低。这些半导体器件可在下文所说明的过程步骤之后被集成在晶片100中。参考下文中的说明，这些过程步骤包括热处理。这些热处理可以是用于形成半导体器件的过程的部分。这将在下文中进行更详细说明。间隙氧可沉淀(形成氧沉淀)，可导致半导体晶片100中的晶体缺陷(比如，位错或堆叠层错)。这些缺陷可使半导体器件的性能降低。另一方面，存在因氧沉淀的吸收杂质能力而欢迎氧沉淀的半导体晶片100的区域，这些杂质比如是例如用于在半导体晶片100中集成半导体器件的过程步骤中被引入至半导体晶片100之中的重金属原子。用于生产第一区和氧沉淀的方法的一实施例在下文中进行了说明，该第一区基本上没有氧沉淀(通常被称为“洁净区”或“无沉淀区”)，该氧沉淀包括邻接洁净区的吸杂区。参考图1，该方法包括通过第一热处理降低在硅晶片100的邻接第一表面101的第一区110处的氧浓度。图1中所示的图示中的虚线示意性地示出了在第一热处理之后在半导体晶片100的位于第一表面101以下的区域中的间隙氧浓度N1(]x。降低氧浓度包括将该氧浓度降低至第一热处理之前的氧浓度以下，特别地，降低至预定义的最大氧浓度N2以下。根据一个实施例，降低氧浓度包括将该氧浓度降低至5E17cm3以下或甚至4E17cm 3以下。在图1中，附图标记110表示半导体晶片100的第一区，在第一热处理之后该第一区中的氧浓度低于预定义的最大浓度N2。第一区110邻接第一表面101。例如，该第一区110的深度dl是约10微米(μ m)。第一区110中的最大浓度N2和第一区110的深度dl可通过第一热处理的温度和持续时间中的至少一个被调节。根据一个实施例，在第一热处理中的温度高于1000°C，并且第一热处理的持续时间大于I小时，特别地，是大于4小时。特别地，第一区110的深度dl可由第一热处理的温度和持续时间来调节。通常，在给定第一热处理持续时间时，深度dl随着第一热处理的温度的增加而增加。在此外，在给定第一热处理温度时，深度dl随着第一热处理的持续时间的增加而增加。根据一个实施例，第一热处理在惰性气氛(例如，含氮气氛或含氩气氛)中当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：通过第一热处理降低第一区中的硅晶片中的氧浓度，所述第一区邻接所述硅晶片的第一表面；通过经由所述第一表面向所述晶片中注入颗粒，至少在位于邻接所述第一区的第二区中的所述晶片的晶格中生成空位；以及通过第二热处理在所述第二区中形成氧沉淀。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HJ·舒尔策，H·奥弗纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE