[发明专利]烧结硅晶片

说明书

技术领域

本发明涉及具有平滑表面的烧结硅晶片。

背景技术

硅半导体制造工序中，专门使用通过单晶提拉制造的晶片。该单晶硅晶片日趋变大，预计在不远的将来将达到400mm以上。因此，为了确立半导体制造工艺中所需的装置及外围技术，试验中需要使用所谓的机械晶片。

一般而言，这样的机械晶片需要进行精度相当高的试验，因此，要求具有与单晶硅的机械物性类似的特性。因此，一直以来，虽然说是试验用，但事实上也只是直接使用实际中使用的单晶硅晶片。但是，400mm以上的单晶硅晶片非常昂贵，因此需要与单晶硅的特性类似的廉价的晶片。

作为机械晶片使用时，最大的问题之一是，多晶硅烧结体具有与单晶硅晶片同等的平滑性。现有技术中，认为多晶硅晶片难以具有与单晶硅晶片相同程度的平滑性。

为了改善硅烧结体的特性，提出了一种硅烧结体，其通过将在减压下、1200℃以上且低于硅熔点的温度范围内加热脱氧的硅粉末压缩成形并煅烧而形成，其中，烧结体的结晶粒径设定为100μm以下(例如，参考专利文献1)。但是，这样制造的多晶硅烧结体完全没有考虑表面平滑性。

本申请人先前提出了平均结晶粒径为50μm以下、相对密度为99％以上的硅烧结体及其制造方法(参考专利文献2)。该硅烧结体的密度高、机械强度高、具有许多优点，但是，硅烧结体表面的平滑性还需要改善。

专利文献1：日本专利第3342898号

专利文献2：日本专利第3819863号

发明内容

本发明鉴于上述情况而做出，其目的在于提供具有平滑的表面、并且具有与单晶硅同等的表面粗糙度的烧结硅晶片。

为了解决上述问题，本发明人对烧结条件进行了研究，发现通过调节结晶方位，能够得到具有与单晶硅相同程度的表面平滑性的烧结硅晶片。

根据上述发现，本发明提供

1.一种烧结硅晶片，其特征在于，通过X射线衍射测定的(220)面的强度与(111)面的强度之比[I(220)/I(111)…(1)]为0.5以上、0.8以下，并且(311)面的强度与(111)面的强度之比[I(311)/I(111)…(2)]为0.3以上、0.5以下。

2.如上述1所述的烧结硅晶片，其特征在于，通过X射线衍射测定的(220)面及(311)面以外的面的强度与(111)面的强度之比为0.2以下。

另外，本发明提供

3.如上述1或2所述的烧结硅晶片，其特征在于，在所述烧结硅晶片面上测定的关于(220)面的面方位强度比(1)和关于(311)面的面方位强度比(2)，相对于在垂直于该晶片面的面上测定的各个强度比(1)’及(2)’，满足：|(1)-(1)’|为0.1以下，|(2)-(2)’|为0.05以下。

4.如上述1至3中任一项所述的烧结硅晶片，其中，具有Ra为0.02μm以下的表面粗糙度。

发明效果

如上所述，本发明具有以下显著特征：能够提供具有平滑表面的烧结硅晶片，并且能够提供表面粗糙度与作为机械晶片使用的单晶硅晶片的表面粗糙度极其类似的烧结硅晶片。

具体实施方式

本发明提供一种烧结硅晶片，其特征在于，通过X射线衍射测定的(220)面的强度与(111)面的强度之比[I(220)/I(111)…(1)]为0.5以上、0.8以下，并且(311)面的强度与(111)面的强度之比[I(311)/I(111)…(2)]为0.3以上、0.5以下。

由此，能够提供表面粗糙度与单晶硅晶片的表面粗糙度同等程度的烧结硅晶片。这是对烧结硅晶片的结晶方位进行调节的结果，上述结晶方位以外的烧结硅晶片不能具备与单晶硅晶片同等的表面粗糙度。

具备上述结晶方位的本发明的烧结硅晶片的目的在于具备与单晶硅晶片同等的表面粗糙度，因此，第一目的并不在于提高机械特性。但是，也可以在实现烧结硅晶片的平滑性的同时提高机械特性。应该理解本发明中上述结晶方位的调节与机械强度的提高并不矛盾。

本发明提供一种烧结硅晶片，其中，通过X射线衍射测定的(220)面及(311)面以外的面的强度与(111)面的强度之比为0.2以下。作为通过X射线衍射测定的(220)面及(311)面以外的面方位，可以列举(331)和(400)，但是，这些面方位有损平滑性，因此以尽可能少为宜。