[发明专利]高电阻率硅结构和用于制备该结构的方法

权利要求书

1.一种用于制备高电阻率硅结构的方法，该方法包括：

对包含初始电阻率为至少大约50ohm-cm的CZ单晶硅衬底的硅结构在一段时间内和一定温度下进行热处理，从而所得到的经过热处理的结构的衬底具有热施主浓度[TD]和受主浓度[A]，其中比率[TD]∶[A]在大约0.8∶1和大约1.2∶1之间。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述比率在大约0.9∶1和大约1.1∶1之间。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，硼原子是所述受主，氧簇是所述热施主。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述结构的衬底的硼浓度[B]和氧浓度[Oi]，以及热处理的温度T通过以下等式相关联：

[B]＝1e14([Oi]/[Oi]_ref)ⁿexp(E/kT-E/kT_ref)

其中：

[B]是硼浓度；

[Oi]_ref是基准间隙氧浓度并且大约为6.6e17cm^-3；

[Oi]是所述结构的衬底的实际间隙氧浓度；

n是氧指数并且大约为7；

E是激活能并且大约为4eV；

k是波耳兹曼常数；

T是热处理的实际温度；以及

T_ref是基准温度并且大约为520℃；

并且其中：

(i)对于给定的硼浓度[B]，氧浓度可以是计算出的浓度的大约+/-0.5ppma，热处理的温度可以是计算出的温度的大约+/-10℃；

(ii)对于给定的氧浓度[Oi]，硼浓度可以是计算出的浓度的大约+/-20％，热处理的温度可以是计算出的温度的大约+/-10℃；以及

(iii)对于给定的热处理温度T，氧浓度可以是计算出的浓度的大约+/-0.5ppma，硼浓度可以是计算出的浓度的大约+/-20％。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所得到的经过热处理的衬底的电阻率比基于该衬底中的受主浓度计算出的电阻率大至少大约10倍。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述结构的衬底具有正面层和背面层，圆周边缘、基本上垂直于所述正面层和背面层中的每一个的中心轴线、以及从所述中心轴线基本平行于所述正面层和背面层中的每一个并且朝该圆周边缘延伸的半径，所述衬底具有沿所述半径变化的氧浓度。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述氧浓度沿所述半径从大约5ppma到大约20ppma变化。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述结构的衬底具有正面层和背面层、圆周边缘、基本上垂直于所述正面层和背面层中的每一个的中心轴线、以及从所述中心轴线基本平行于所述正面层和背面层中的每一个并且朝该圆周边缘延伸的半径，所述衬底具有沿所述半径变化的硼浓度。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述硼浓度沿所述半径从至少大约1％到小于大约20％变化。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述热处理的温度在大于大约480℃到小于大约600℃的范围内。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述热处理的时间为大约10分钟到大约250分钟。

12.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述硅结构的衬底的氧浓度在从至少大约5ppma到小于大约20ppma的范围内。

13.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述硅结构的衬底的初始电阻率在从至少大约100ohm-cm到小于大约300ohm-cm的范围内。

14.根据权利要求1的方法，其特征在于，在热处理之后，所得到的经过热处理的硅结构的衬底具有至少大约1000ohm-cm的电阻率。