[发明专利]用于处理含氧半导体主体的方法

说明书

本发明公开了一种用于处理半导体主体的方法。在一实施例中，该方法包括通过第一热处理降低第一区中的硅晶片中的氧浓度，该第一区邻接该硅晶片的第一表面，通过经由第一表面向晶片中注入颗粒，至少在第二区中的晶片的晶格中生成空位，该第二区邻接该第一区，以及通过第二热处理在该第二区中形成氧沉淀。

技术领域

本公开总的涉及一种用于处理含氧半导体主体的方法，具体地涉及一种用于在硅半导体主体中生产洁净区(denuded zone)和吸杂区(gettering zone)的方法。

背景技术

现今，单晶硅是最广泛地用于生产半导体器件和集成电路的半导体材料。用于生产硅单晶的一种方法是根据丘克拉斯基(Czochralski，CZ)法从熔融硅生长晶体。通过特定的生长过程，该硅(在下文中被称为CZ硅)是氧过饱和的。也即，该硅包括典型浓度高于5E17cm^-3的间隙氧。

在制造电子器件时通常所采用的热处理周期可造成氧过饱和的硅晶片中的氧的沉淀。根据其在晶片中的位置，氧沉淀可以是有害的或有益的。包括氧聚集物和氧空位聚集物的氧沉淀可引起缺陷的形成，比如，位错或堆叠层错。如果这些缺陷发生在半导体器件的有源区中，这些缺陷转而可使该器件的性能降低。然而，位于远离有源区处(在晶片的大部分中)的氧沉淀能够诱捕不想要的金属杂质，这些金属杂质在电子器件制造时可与晶片产生接触。位于晶片的大部分中的氧沉淀用于诱捕金属通常被称为内吸杂或本征吸杂。

亟需生产一种硅晶片，该硅晶片具有靠近晶片的表面的没有氧沉淀的区域(通常称为“洁净区”或“无沉淀区”)以及邻接该洁净区的吸杂区。还亟需在此过程中精确控制该洁净区的厚度。

发明内容

一个实施例涉及一种方法。该方法包括通过第一热处理在第一区中降低硅晶片中的氧浓度，该第一区邻接该硅晶片的第一表面，通过经由第一表面向晶片之中注入颗粒，至少在第二区中的晶片的晶格中生成空位，该第二区邻接该第一区，以及通过第二热处理在该第二区中形成氧沉淀。

一个实施例涉及一种半导体晶片，其包括第一表面；第一区、第二区和第三区。第一区邻接第一表面，并且第二区位于第一区和第三区之间。第三区中的氧沉淀的最小浓度高于第一区中的氧沉淀的最大浓度，并且第二区中的氧沉淀的最小浓度高于第三区中的氧沉淀的最大浓度。

附图说明

下文中，示例参考附图进行说明。附图用于说明特定原理，因此仅对于理解这些原理的必要部分被示出。附图不一定是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。

图1示出了一种半导体晶片的一个部分的垂直剖视图，以及在第一热处理之前和之后的该半导体晶片的第一区中的间隙氧浓度；

图2示出了该半导体晶片的一部分的垂直剖视图，以及在向第一表面注入颗粒之后该晶片的第一区和第二区中的半导体晶片中的空位浓度；

图3示出了通过第二热处理获得的半导体晶片中的氧沉淀浓度；

图4示出了该半导体晶片的一部分的垂直剖视图，以及在将间隙硅从第一表面驱入半导体晶片之中之前和之后的半导体晶片中的空位浓度；

图5示出在一过程步骤期间的半导体晶片的垂直剖视图，在该步骤期间在半导体晶片的第二表面的区域中，空位在半导体晶片中被生成；以及

图6示出了在半导体晶片的第一表面上形成外延层之后的该半导体晶片的一部分的垂直剖视图。

具体实施方式

下面的具体实施方式参考了附图。附图构成具体实施方式的一部分并且以举例说明的方式示出了本发明可以实施的特定实施例。应当可以理解的是，本文中所描述的各种实施例的特征可彼此结合，除非另有特别说明。