带损伤应力环的半导体硅切片制造技术

本实用新型专利技术属于半导体硅晶片，尤其涉及一种可以消除半导体硅晶片表面应力的带损伤应力环的半导体硅切片，其特征是：在所述硅切片表面设有损伤应力环。本实用新型专利技术的有益效果：通过制作损伤应力环，可有效地减少并除去硅晶片表面应力，避免晶片出现滑移线、位错排和造成集成电路ｐ－ｎ结导通或导致漏电流增大。其方法简便，易操作，不需要改变现有设备。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体硅晶片，尤其涉及一种可以消除半导体硅晶片表面应力的带损伤应力环的半导体硅切片。
技术介绍
经研究表明，用于大规模集成电路衬底的硅晶片，其残余应力98％来源于切片、磨片等前道工序的机械加工。在硅切片加工过程中，要经过滚圆、切片、倒角、研磨等前道机械加工工序。由于强烈的机械作用硅切片成型过程中，边缘部位最容易受损，应力也主要集中在硅切片的边缘部位，会造成崩边、微裂等损伤，在表面损伤层残留较大的应力，由于晶体硅材料的固体表面张力很大，致使应力有由边缘和表层向圆心和硅切片内部扩展和延伸的趋向。在研磨、抛光及输运过程中，受到外界机械力的作用，会使应力和微裂进一步向硅切片中心和内部延伸，扩展。硅切片残余应力可造成以下危害当应力积累达到临界值时就会造成裂纹、破碎；在外延或高温氧化时，可造成滑移线、位错排等缺陷；在扩散时，应力集中处扩散过度，造成集成电路p-n结导通；应力集中处金属离子杂质极易沉积，可导致漏电流增大。对于硅切片表面应力问题，目前主要使用精密抛光去除损伤层，以去除残余应力，但由于机械力的作用又会引入新的损伤，导致应力向硅切片深层延伸，很难彻底消除残余应力。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种根据力学原理，对机械加工的应力进行分散和分解，阻止表面应力集中区的应力扩散和延伸的带损伤应力环的半导体硅切片。本技术为实现上述目的，采用以下技术方案一种带损伤应力环的半导体硅切片，其特征是所述硅切片表面设有损伤应力环。所述损伤应力环可以有多个，除最外圈损伤应力环之外的损伤应力环半径与损伤应力环的顺序编号的函数关系为Ri＝k×I，其中，I表示从中心至边缘的第I个损伤应力环的序号，Ri为第I个损伤应力环的半径，k为常数且取10～13范围。所述损伤应力环最外圈设于硅切片边缘2～3mm，离定位面0.5～1mm。所述损伤应力环的刻痕深度为硅切片厚度的0.1％～10％；刀痕角度为10度～50度，压力为2～5kg。本技术的有益效果通过制作损伤应力环，可有效地减少并除去硅晶片表面应力，避免造成集成电路p-n结导通或导致漏电流增大。其方法简便，易操作，不需要改变现有设备。附图说明图1是防损伤应力圈的结构示意图；图2是闭环防损伤应力圈对硅表面滑移线缺陷影响的分布示意图；图3是开环防损伤应力圈对硅表面滑移线缺陷影响的分布示意图；图4是硅切片表面滑移线缺陷示意图。具体实施方式以下结合附图及较佳实施例详细说明本技术的具体实施方式。如图1-4所示，一种带损伤应力环的半导体硅切片，在所述初加工后的硅切片1表面设有损伤应力环2。损伤应力环可以有多个，除最外圈损伤应力环之外的损伤应力环半径与损伤应力环的顺序编号的函数关系为Ri＝k×I，其中，I表示从中心至边缘的第I个损伤应力环的序号，Ri为第I个损伤应力环的半径，k为常数且取10～13范围。最外圈损伤应力环设于硅切片边缘2～3mm，离定位面4为0.5～1mm。损伤应力环的刻痕深度为硅切片厚度的2％～10％；刀痕角度为10度～50度，压力为2～5kg。实施例1闭环防损伤应力圈消除硅表面滑移线3缺陷影响选用φ35mm、电阻率2～3×103Ωcm的单晶硅切片1。在距边沿3mm处取半径用金刚石刀刻损伤应力环2，然后研磨及做高温外延(或氧化)，取T＝1200℃，观察滑移线滑移线完全消失。实施例2损伤应力环消除硅表面滑移线缺陷影响选用2片φ50mm、电阻率2～3×103Ωcm的相同单晶硅切片，分别编号为A、B。在A片上用金刚石刀制作1个损伤应力环，损伤应力环距边缘3mm。在B片上用金刚石刀制作2个损伤应力环，外环距边缘3mm，内环半径选取12.5mm。经研磨，然后做高温外延(或氧化)，取T＝1200℃，观察滑移线A片从边缘至内20mm无滑移线，其中心部位有浅条滑移线。B片滑移线完全消失。实施例3制作多个损伤应力环消除硅表面滑移线缺陷影响选用2片φ100mm、电阻率2～3×103Ωcm的相同单晶硅切片。分别编号为A、B。在A片上用金刚石刀制作2个损伤应力环，最外环距边缘3mm，内环半径取37.5mm。在B片上用金刚石刀制作4个损伤应力环，外环距边缘3mm，其它损伤应力环由内向外半径依次选取12.5mm、25mm、37.5mm。经研磨，然后做高温外延(或氧化)，取T＝1200℃，观察滑移线A片从边缘至内60mm无滑移线，其中心部位有浅条滑移线。B片滑移线完全消失。以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术的结构作任何形式上的限制。凡是依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术的技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带损伤应力环的半导体硅切片，其特征是：在所述硅切片表面设有损伤应力环。

【技术特征摘要】
1.一种带损伤应力环的半导体硅切片，其特征是在所述硅切片表面设有损伤应力环。2.根据权利要求1所述的带损伤应力环的半导体硅切片，其特征是所述损伤应力环可以有多个，除最外圈损伤应力环之外的损伤应力环半径与损伤应力环的顺序编号的函数关系为Ri＝k×I，其中，I表示从中心至边缘的第I个损伤应力环的序号，Ri为第I个损伤应力环的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉岭，周建伟，张伟，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]