【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及硅片及其制造方法，特别是涉及将通过提拉法(cz法)制造的单晶硅锭切片而制作的硅片的热处理方法。另外，本专利技术涉及通过那样的热处理方法进行了热处理的硅片。
技术介绍
1、作为半导体装置的基板材料的硅片多数使用通过cz法制造的单晶硅锭来制造。cz法是通过一边使与石英坩埚内的硅熔液接触的晶种相对旋转一边缓慢提拉，而使比晶种大的单晶生长的方法。根据cz法，可以提高大口径单晶硅的制造成品率。
2、已知通过cz法使单晶硅生长时，从石英坩埚的表面溶出的氧会纳入硅熔液中。硅熔液中的氧在单晶硅冷却的过程中成为过饱和状态，氧凝聚而形成氧析出核。
3、刚从单晶硅锭切出后的块状硅片的氧析出物密度非常低，低密度的氧析出物对半导体装置的特性造成的影响小。然而，在制造半导体装置的过程中反复施以各种热处理，由此有时氧析出物高密度化。在作为装置活性区域的硅片的表层部存在的氧析出物成为接合裂隙等的装置特性恶化的原因。另一方面，在装置活性区域以外的主体部存在的氧析出物作为捕获使装置特性变差的金属杂质的吸杂位点(gettering site)有效地发挥功能。因此，期望使硅片的表层部的氧析出物为低密度、使比表层部深的区域(晶片内部)的氧析出物为高密度。
4、为了获得这样的硅片，例如在专利文献1记载了一种硅片的制造方法，其包含：第一热处理步骤，在非氧化性氛围的炉内将硅片在1100～1200℃下加热1～30秒；第二热处理步骤，在第一热处理步骤之后将硅片在800～975℃下加热2～10分钟；以及第三热处理步骤，在第二热处理步
5、现有技术文献
6、专利文献
7、专利文献1：日本特开2021-168382号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的课题
2、近年来，作为电源管理半导体装置的制造工艺，在同一基板上形成双极、cmos和dmos的bcd(bipolar-cmos-dmos)工艺受到瞩目。bcd工艺伴随高温热处理，因此容易在晶片上产生滑移位错。为了不仅提高硅片的吸杂能力、而且提高耐滑移性，需要提高氧析出物密度。进而，在bcd工艺中需要数十μm左右的深dz(denudedzone)，因此也有在硅片的表面预先形成外延膜的情况，但是在外延膜形成工艺中，除了伴随高温热处理的滑移问题之外，而且氧析出物容易消失，氧析出物的热稳定性也被质疑。如此，对于bcd工艺用的硅片，氧析出物的高密度化和稳定化为重要课题之一。
3、然而，在专利文献1中记载的硅片的制造方法中，例如在使用8×1017个原子/cm3(astm f-121,1979、对于氧浓度，以下同样)左右的氧浓度低的块状硅片的情况下，通过第一～第三热处理步骤无法使氧析出核充分生长，在其后的客户的热处理中氧析出核消失，难以提高主体部的氧析出物密度，另一方面，在使用11×1017个原子/cm3左右的氧浓度较高的块状硅片的情况下，不仅是在晶片的主体部、而且在表层部变得容易产生氧析出物，因此有可能不能对应于未来的bcd装置。
4、因此，本专利技术的目的是提供能够极力降低表层部的氧析出、并使不受客户的热处理左右的热稳定的氧析出核在主体部高密度地产生的硅片及其制造方法。
5、用于解决课题的方案
6、为了解决上述问题，本专利技术的硅片的特征在于，具有：从表面至深度30μm为止的表层部、和比前述表层部深的主体部，通过第一评价热处理在前述表层部产生的氧析出物的密度为1.0×107～1.0×108cm-3，通过前述第一评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的密度为1.0×109～7.0×109cm-3，将通过前述第一评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的平均密度设为第一主体密度d1、将通过第二评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的平均密度设为第二主体密度d2时，前述第二主体密度d2相对于前述第一主体密度d1的比值(d2/d1)在0.74～1.02的范围内，前述第一评价热处理是在780℃下热处理3小时后实施可视化热处理的两阶段的热处理，前述第二评价热处理是在1150℃下热处理2分钟后实施前述可视化热处理的两阶段的热处理，前述可视化热处理是在950～1000℃下处理16小时的热处理。
7、根据本专利技术，可以提供评价热处理后的表层部的氧析出物密度低至1.0×108cm-3以下、进而主体部的氧析出物密度比表层部高10倍以上且热稳定的硅片。因此，可以提高使用该硅片制造的bcd等的半导体装置的成品率及可靠性。
8、在本专利技术中，优选通过前述第一评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的密度的最大值dmax相对于最小值dmin的比值(dmax/dmin)和通过前述第二评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的密度的最大值dmax相对于最小值dmin的比值(dmax/dmin)均为2以下。该情况下，进一步优选通过前述第一评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的密度的最大值dmax相对于最小值dmin的比值(dmax/dmin)为1.30以下。另外，进一步优选通过前述第二评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的密度的最大值dmax相对于最小值dmin的比值(dmax/dmin)为1.32以下。由此，可以使不受客户的热处理左右的热稳定了的氧析出物在主体部高密度且均匀地产生。
9、在本专利技术中，优选通过前述第一评价热处理在前述表层部产生的氧析出物的平均密度和通过前述第二评价热处理在前述表层部产生的氧析出物的平均密度均为2.1×107cm-3以下。由此，可以提供无论客户的热处理如何、表层部的氧析出物密度都充分降低了的硅片。
10、另外，本专利技术的硅片的特征在于，具备：硅基板、和在前述硅基板的表面上形成的外延硅膜，前述硅基板具有从表面至深度30μm为止的表层部、和比前述表层部深的主体部，通过第一评价热处理在前述表层部产生的氧析出物的密度为1.0×107～1.0×108cm-3，通过前述第一评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的密度为1.0×109～7.0×109cm-3，将通过前述第一评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的平均密度设为第一主体密度、将通过第二评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的平均密度设为第二主体密度时，前述第二主体密度相对于前述第一主体密度的比值在0.98～1.02的范围内，前述第一评价热处理是在780℃下热处理3小时后实施可视化热处理的两阶段的热处理，前述第二评价热处理是前述可视化热处理，前述可视化热处理是在950～1000℃下处理16小时的热处理。
11、根据本专利技术，可以提供评价热处理后的表层部的氧析出物密度低至1.0×108cm-3以下、进而主体部的氧析出物密度比表层部高10倍以上且热稳定的外延硅片。因此，可以提高使用该外延硅片制造的bcd等的半导体装置的成品率及可靠性。
12、在本专利技术中，优选通过前述第一评价热处理在前述主体部产生的氧析出物的密度的最大值dmax相对于最小值dmin的比值(dmax/dmi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硅片，其特征在于，具有：
2.根据权利要求1所述的硅片，其中通过所述第一评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值和通过所述第二评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值均为2以下。
3.根据权利要求1所述的硅片，其中通过所述第一评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值为1.30以下，通过所述第二评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值为1.32以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的硅片，其中通过所述第一评价热处理在所述表层部产生的氧析出物的平均密度和通过所述第二评价热处理在所述表层部产生的氧析出物的平均密度均为2.1×107cm-3以下。
5.一种硅片，其特征在于，具备：
6.根据权利要求5所述的硅片，其中通过所述第一评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值和通过所述第二评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值均为2以下。
7.根据
8.一种硅片的制造方法，其特征在于，包含：
9.根据权利要求8所述的硅片的制造方法，其中，所述第一热处理步骤在包含氨或氮的非氧化性氛围中进行，
10.根据权利要求8或9所述的硅片的制造方法，其中，至所述第一温度的升温速率和从所述第二温度至所述第三温度的升温速率为10～50℃/秒。
11.根据权利要求8或9所述的硅片的制造方法，其中从所述第一温度至所述第二温度的降温速率为20～120℃/秒。
12.根据权利要求8或9所述的硅片的制造方法，其中，在用所述第一热处理步骤进行热处理前的所述硅片是从不存在晶格间硅型点缺陷的凝聚体和空位型点缺陷的凝聚体的单晶硅锭的无缺陷区域切出的硅片。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种硅片，其特征在于，具有：
2.根据权利要求1所述的硅片，其中通过所述第一评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值和通过所述第二评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值均为2以下。
3.根据权利要求1所述的硅片，其中通过所述第一评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值为1.30以下，通过所述第二评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值为1.32以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的硅片，其中通过所述第一评价热处理在所述表层部产生的氧析出物的平均密度和通过所述第二评价热处理在所述表层部产生的氧析出物的平均密度均为2.1×107cm-3以下。
5.一种硅片，其特征在于，具备：
6.根据权利要求5所述的硅片，其中通过所述第一评价热处理在所述主体部产生的氧析出物的密度的最大值相对于最小值的比值和通过所述第二评价热处理在所述主体部产生的氧析出物...
【专利技术属性】
技术研发人员：川口隼矢，鸟越和尚，小野敏昭，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。