本发明专利技术涉及一种基座，其用于在由化学气相沉积法（ＣＶＤ）于半导体晶片正面上沉积层期间将该半导体晶片置于该基座上，其具有一种透气的结构，该结构的孔隙率至少为１５％，密度为０．５至１．５ｇ／ｃｍ↑［３］，孔直径小于０．１ｍｍ且孔的内表面积大于１０，０００ｃｍ↑［２］／ｃｍ↑［３］。本发明专利技术还涉及半导体晶片，其具有一个由化学气相沉积法（ＣＶＤ）涂覆的正面和一个经抛光或蚀刻的背面，其特征在于，该背面的表示为高度起伏ＰＶ（＝峰与谷的高度起伏）的纳米形貌低于５ｎｍ，同时该背面的表示为光雾的“晕圈”现象小于５ｐｐｍ。本发明专利技术还涉及该半导体晶片的制造方法。
【技术实现步骤摘要】
经涂覆的半导体晶片以及制造该半导体晶片的方法和装置
本专利技术涉及一种半导体晶片，其具有一个由化学气相沉积法(CVD)涂覆的正面以及一个经抛光或蚀刻的背面，以及制造该半导体晶片的方法和装置。本专利技术还涉及一种基座，其用于在通过化学气相沉积法(CVD)于半导体晶片的正面上沉积一层的过程中放置该半导体晶片。
技术介绍
在化学气相沉积法(CVD)期间，尤其是在经双面抛光的硅基体晶片上沉积一层外延层期间，存在两种称作“自动掺杂”和“晕圈(halo)”的现象。在“自动掺杂”的情况下，掺杂剂从该半导体晶片的背面经气相进入沉积气体，该沉积气体被送至该半导体晶片正面的上方。这些掺杂剂随后主要在该半导体晶片正面边缘的范围内被引入该外延层内，由此导致该外延层的电阻率沿径向变化，这或多或少是非常不期望的。“晕圈”是指通过光散射结构在该半导体晶片背面上产生的散射光效应，该效应在照射该半导体晶片背面时由聚焦光线显现出。该结构在该半导体晶片背面的表面上标记转变情况，此处具有天然氧化物层的区域与不含此类氧化物层的区域相邻。若在实际沉积相之前，在称作“预焙”的预加热阶段期间，未将该天然氧化物层完全去除，则同样会发生非期望的转变情况。一种对该“晕圈”效应加以量化的方法是，例如用Tencor SP1装置在所谓的DNN(暗场窄法线DarkField Narrow Normal)或DWN通道(暗场宽法线DarkField Wide Normal)中实施光雾(haze)的散射光测量。为避免“自动掺杂”的问题，US-6,129,047中建议，在基座的接受该半导体晶片的凹槽(“口袋”)底部设有缝隙，这些缝隙置于底部的外边缘。由该半导体晶片背面扩散出的掺杂剂，在到达该半导体晶片正面-->之前，可由通过基座中的缝隙而被导入该晶片背面的清洗气体从该反应器中去除。根据US-2001/0037761A1，对于同样的目的，在基座的整个底部设置有小孔。这里也通过使清洗气体流过而将由该半导体晶片背面扩散出的掺杂剂带出。因为在溶解天然氧化物期间产生的气态反应产物同样也通过底部的小孔以及流过的清洗气体被带出，所以这些措施使天然氧化物易于去除，因此这些措施对防止形成“晕圈”是有效的。然而，因为该半导体晶片的背面和正面上的温度场对这些小孔有影响，所以使用所述的基座并不是完全没有问题的。若该基座底部小孔的直径超过一定的尺寸，则它们将对该半导体晶片正面的纳米形貌产生负面影响。术语纳米形貌是指在0.5至10mm的侧面范围内所测的高度起伏在纳米范围内。由这些小孔引起的温度变化导致在该半导体晶片正面上沉积外延层期间的局部沉积速率不同，并最终导致所述的高度起伏。US-2001/0037761A1建议限制这些小孔的直径并通过调节加热灯的功率而使温度场均匀化，从而避免该问题。但这些措施仅对该半导体晶片的正面有效。本专利技术的专利技术人发现，若所选基座内这些小孔的直径越小，该半导体晶片背面的纳米形貌值则变得甚至更差。由于存在这些小孔，该半导体晶片背面上的温度场产生不均匀性，从而导致由诸如氢的清洗气体引起的局部蚀刻现象，并导致由到达该半导体晶片背面的沉积气体引起的局部沉积现象。因为该半导体晶片背面上的不均匀性会在该半导体晶片正面上制造电子元件期间导致聚焦问题，所以这两种现象对背面的纳米形貌具有无法容许的负面影响。
技术实现思路
所以本专利技术的目的在于如何可以充分避免正面和背面的“自动掺杂”、“晕圈”以及不利的纳米形貌。本专利技术涉及半导体晶片，其具有一个由化学气相沉积法(CVD)涂覆的正面和一个经抛光或蚀刻的背面，其特征在于，该背面的表示为高-->度起伏PV(＝峰与谷的高度起伏)的纳米形貌低于5nm，同时该背面的表示为光雾的“晕圈”现象小于5ppm。该半导体晶片优选为在正面上具有一层外延沉积层的硅基体晶片。所述半导体晶片的背面经抛光或蚀刻。该基体晶片优选为p型掺杂或n型掺杂，特别优选为用硼作为掺杂剂的p型掺杂，其中掺杂等级可为p-、p、p+及p++。掺杂等级特别优选为p+，这对应于约0.005至约0.03Ω·cm的电阻率。该外延层同样优选为p型掺杂，特别优选用硼作为掺杂剂，且掺杂等级优选为p，这对应于约1至约20Ω·cm的电阻率。该外延层的厚度取决于特定的应用目的，优选为0.1μm至100μm。以面积通常为0.5mm×0.5mm、2mm×2mm或10mm×10mm的正方形测量面(点)为基准，所述半导体晶片正面的纳米形貌优选小于10nm，特别优选小于5nm。优选以面积为10mm×10mm的测量窗为基准，该半导体晶片背面的纳米形貌小于5nm。本专利技术还涉及用于制造半导体晶片的方法，该半导体晶片具有一个由化学气相沉积法(CVD)沉积在正面上的层和一个经抛光或蚀刻的背面，其中将该半导体晶片置于基座上以沉积层，从而使该半导体晶片的背面朝向该基座的底部，其特征在于，使气态物质通过气体扩散从该半导体晶片背面上方的区域穿过该基座到达该基座背面上方的区域中。该方法与已知方法的区别，尤其在于使用具有孔直径小且孔的内表面积大的多孔结构的基座。由此，通过扩散作用进行气体输送，而不是以定向气流的方式进行，如同使用带孔基座的情况。例如，虽然在完全不同的情况下，但是由石墨毡制成的薄膜也可用于制造燃料电池，而且其在这里用作扩散层(例如参见A.Heinzel和F.Mahlendorf在第2届工业联合会研究论坛(Forum Industrielle Gemeinschaftsforschung)上的报告，Nordrhein-Westfalen，Gelsenkirchen，2003年2月12日)。该多孔基座阻止在晶片背面附近产生流动不均匀性，并使上述的纳米形貌效应最小化。此外，也使晶片背面和正面上的温度分布均匀化。这些实事的原因在于，-->与带孔的基座不同，这里所述的多孔基座中不规则排列、在空间上彼此错排、非常小的孔的密度非常高，从而使热辐射无法不受阻碍地穿过基座中的孔，并且不会使晶片背面产生局部不同的加热或升温现象。若对基体晶片预加热，并使其暴露于由惰性的气体(惰性气体或氮)和/或还原性气体(氢)组成的清洗气体中，以去除天然氧化物层，则该基座在预加热阶段期间已发挥了作用。在溶解氧化物层期间形成的气态反应产物，如同从基体晶片扩散出的掺杂剂，经过基座的孔到达基座的背面，在此被清洗气体流吸收并从反应器中去除。在去除氧化物层之后，可将氯化氢通入清洗气体中，以优选在沉积外延层之前使该半导体晶片正面的表面平滑。为沉积外延层，将基体晶片加热至沉积温度，并使该基体晶片的正面与沉积气体相接触，同时该基体晶片的背面优选继续受清洗气体影响。该沉积气体含有在化学分解之后提供形成层的物质的化合物。这些物质优选包括硅、锗以及诸如硼的掺杂剂。沉积气体特别优选含有三氯硅烷、氢和二硼烷。在沉积外延层之后，例如在通过反应器的氢气流中，使经涂覆的半导体晶片冷却。最后，本专利技术还涉及一种基座，其用于在由化学气相沉积法(CVD)于半导体晶片正面上沉积层期间将该半导体晶片置于该基座上，其特征在于一种透气的结构，该结构的孔隙率至少为15％，密度为0.5至1.5g/cm3，孔直径小于0.1mm且孔的内表面积大于10，000cm2/cm3。该基座优选由石墨组成或由具有所述特性本文档来自技高网...
【技术保护点】
基座，其用于在由化学气相沉积法（ＣＶＤ）于半导体晶片正面上沉积层期间将该半导体晶片置于该基座上，其特征在于一种透气的结构，该结构的孔隙率至少为１５％，密度为０．５至１．５ｇ／ｃｍ↑［３］，孔直径小于０．１ｍｍ，孔的内表面积大于１０，０００ｃｍ↑［２］／ｃｍ↑［３］。
【技术特征摘要】
DE 2004-12-16 102004060625.01、基座，其用于在由化学气相沉积法(CVD)于半导体晶片正面上沉积层期间将该半导体晶片置于该基座上，其特征在于一种透气的结构，该结构的孔隙率至少为15％，密度为0.5至1.5g/cm3，孔直径小于0.1mm，孔的内表面积大于10,000cm2/cm3。2、根据权利要求1所述的基座，其特征在于，所述结构主要包含石墨纤维。3、根据权利要求1所述的基座，其特征在于，所述结构主要包含石墨颗粒。4、根据权利要求1至3之一所述的基座，其特征在于碳化硅的涂层。5、根据权利要求4所述的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖因哈德绍尔，诺贝特维尔纳，
申请(专利权)人：硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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