[发明专利]单晶硅晶片的氧化膜耐压的评价方法

说明书

提供单晶硅晶片的氧化膜耐压的评价方法，该评价方法可简便且精度良好地评价从极低氧、氮掺杂单晶硅锭切出的单晶硅晶片的氧化膜耐压的好坏。对从极低氧、氮掺杂单晶硅锭采集的晶片状试样或纵切试样的表面实施铜装饰处理和随后的Wright蚀刻处理或Secco蚀刻处理。然后，观察所述表面，基于所述表面上显现的缺陷的有无和存在区域，评价从所述单晶硅锭切出的单晶硅晶片的氧化膜耐压的好坏。

技术领域

本发明涉及从极低氧、氮掺杂单晶硅锭切出的单晶硅晶片的氧化膜耐压的评价方法。

背景技术

作为单晶硅锭的代表性的制备方法，可列举出切克劳斯基法(CZ法)。对于用CZ法培育的单晶硅锭，已知取决于提拉速度V与固液界面处温度梯度G之比V/G，会产生在器件制作工序中能够成为问题的各种原生缺陷(Grown-in defect)。

参照图1，在V/G大的条件下，单晶硅锭由检测到COP (晶体源生颗粒，CrystalOriginated Particle)的结晶区域即COP产生区域11支配。该COP产生区域11是空位(Vacancy)占优势的区域，也被称为V区域。即，COP是作为空位的聚集体的微小空隙(void)缺陷。在V/G大的条件下，COP产生区域11存在于锭的直径方向的整个区域，随着V/G变小，缩小至锭的中心轴附近。

在V/G小的条件下，单晶硅锭由检测到位错簇的结晶区域即位错簇区域15支配。该位错簇区域15是填隙硅(Interstitial Silicon)占优势的区域，也被称为I区域。即，位错簇是作为过剩的填隙硅的聚集体而形成的缺陷(位错环)。

V区域与I区域之间是既检测不到COP、也不存在位错簇的通常被认为是没有缺陷的结晶区域，从V/G大的一方开始依次被分类为OSF区域12、氧析出促进区域(Pv区域) 13和氧析出抑制区域(Pi区域) 14。

OSF区域12是在结晶培育后未经受任何热历程的生成态(as-grown)状态下包含氧化诱生层错(OSF：Oxidation induced Stacking Fault)的核，在1000℃以上的高温下热氧化的情况下OSF显现的区域。由于COP产生区域11的形状，位于其外侧的OSF区域12在锭被加工成晶片状时呈环状分布在晶片表面。但是，通常在填隙氧浓度为6×10¹⁷个原子/cm³以下的极低氧的单晶硅锭的情况下，OSF区域12并不显现。

OSF区域12与位错簇区域15之间是既检测不到COP、也不存在位错簇和OSF的真正无缺陷区域，也被称为P (完美，Perfect)区域或N (中性，Neutral)区域。但是，P区域(N区域)被分为：空位较多，在生成态状态下存在氧析出核，在实施热处理时容易引起氧析出的氧析出促进区域13 (也被称为Pv区域或Nv区域)；和填隙硅较多，在生成态状态下几乎不存在氧析出核，即使实施热处理也难以引起氧析出的氧析出抑制区域14 (也被称为Pi区域或Ni区域)。

通常，在从单晶硅锭切出的单晶硅晶片包含COP产生区域11的情况下，该单晶硅晶片的氧化膜耐压特性不好。另外，在单晶硅晶片包含位错簇区域15的情况下，在半导体器件制品中产生泄漏缺陷。因此，从氧化膜耐压特性的观点和防止半导体器件制品的泄漏缺陷的观点出发，已知期待只含有P区域(N区域)的单晶硅晶片。

在这里，在专利文献1中公开了以下见解，即在构成单晶硅的N区域的Nv区域和Ni区域中，Nv区域的一部分是可通过Cu沉积检测到的缺陷区域；和即使单晶硅晶片的整个面由N区域构成，在该N区域中包含可通过Cu沉积检测到的缺陷区域的情况下，氧化膜耐压特性也劣化。在专利文献1中，基于上述见解，记载了在通过切克劳斯基法培育单晶硅的情况下，在得到只由不存在可通过Cu沉积检测到的缺陷区域的N区域构成的单晶硅锭的条件下进行培育的方法。