外延硅晶片的制備方法及外延硅晶片的制作方法
【專利摘要】外延硅晶片的制備方法，具備：在添加有硼且電阻率為100mΩ·cm以下的硅晶片上使外延膜生長的外延膜形成工序(步驟S2)，和在低于900℃的溫度下對所述外延硅晶片進行熱處理的熱處理工序(步驟S3)。
【專利說明】
外延括晶片的制備方法及外延括晶片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及外延娃晶片的制備方法及外延娃晶片。
【背景技術(shù)】
[0002] W往，已知在切割單晶娃得到的娃晶片的表面使外延膜進行氣相生長而得的外延 晶片。外延膜是通過利用氣相生長的CVD來成膜，理論上在外延膜內(nèi)無氧，實際上也處于氧 濃度為零或幾乎不存在的狀態(tài)。
[0003] 如上所述，在外延膜中的氧濃度低的情況下，例如有時在器件方法等的熱處理中 在外延膜中產(chǎn)生位錯，且該位錯會擴展。因此，進行了用于防止運樣的位錯的擴展的研究 (例如參照專利文獻1)。
[0004] 專利文獻1中記載:發(fā)現(xiàn)了外延膜表面的氧濃度與位錯的產(chǎn)生有關(guān)，通過將該外延 膜表面的氧濃度設(shè)定為1.0X l〇n~12X 1〇υ原子/cm3 (ASTM F-121,1979)，可防止位錯的擴 展。還記載了：作為具有運樣的特性的外延晶片的制備方法，在外延膜的形成工序后進行在 900°CW上且娃的烙點W下的熱處理溫度下處理的氧濃度設(shè)定熱處理工序。通過在形成外 延膜后實施如上所述的高溫下的熱處理，在娃晶片中固溶的氧熱擴散至外延膜，從而外延 膜的氧濃度上升。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻 專利文獻1:日本特開2010-141272號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的課題 可是，在半導體器件的集成電路工作的情況下，產(chǎn)生被稱為所謂的円鎖效應的現(xiàn)象，該 現(xiàn)象因產(chǎn)生的游離電荷使不希望的寄生晶體管工作而產(chǎn)生。若產(chǎn)生円鎖效應現(xiàn)象，則半導 體器件不再正常工作，從而產(chǎn)生為了使其恢復至正常狀態(tài)而必須切斷電源運樣的問題。 [0007]作為円鎖效應的對策，應用p/p+外延晶片。p/p+夕t'延晶片是在局濃度地含有棚的低 電阻的娃晶片(P+娃晶片）的表面使外延膜生長而得到的晶片。除了防止上述円鎖效應現(xiàn)象 的對策W外，P/P+外延晶片還可在使用溝槽結(jié)構(gòu)的電容器的情況下防止溝槽周邊的電壓施 加所伴有的耗盡層的擴展等，實現(xiàn)器件功能的提高，所W得到廣泛應用。
[000引但是，在對p/p+外延晶片實施上述專利文獻1中記載的高溫熱處理的情況下，不僅 娃晶片中固溶的氧，而且娃晶片中的棚也會熱擴散至外延膜，有外延膜的電阻率變化而不 再滿足所希望的電阻率范圍之虞。
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供：即使在使用低電阻娃晶片的情況下也不使外延膜的電阻 率變化，且能夠抑制位錯的擴展的外延娃晶片的制備方法及外延娃晶片。
[0010] 解決課題的手段 本發(fā)明人反復深入研究，發(fā)現(xiàn):在使用低電阻娃晶片的外延娃晶片中，通過控制在外延 膜形成工序后實施的熱處理工序的熱處理條件，可通過棚導致的氧的增速擴散效果提高外 延膜的平均氧濃度，且抑制棚向外延膜的擴散，從而不會使外延膜的電阻率變化。
[0011] 本發(fā)明基于如上所述的見解而完成。
[0012] 目P，本發(fā)明的外延娃晶片的制備方法是在娃晶片的表面設(shè)置有外延膜的外延娃晶 片的制備方法，其特征在于，具備:在添加有棚且電阻率為ΙΟΟπιΩ . cmW下的所述娃晶片上 使所述外延膜生長的外延膜形成工序，和在低于900°C的溫度下對所述外延娃晶片進行熱 處理的熱處理工序。
[001引根據(jù)本發(fā)明的外延娃晶片的制備方法，使用電阻率為ΙΟΟπιΩ . cmW下的低電阻娃 晶片，且在低于900°C的溫度下進行熱處理工序，所W可產(chǎn)生棚導致的氧向外延膜的增速擴 散作用。由此，可充分地提高外延膜的平均氧濃度，從而制備能夠抑制位錯的擴展的外延娃 晶片。另外，由于在低于900°C的溫度下進行熱處理工序，所W也可抑制娃晶片中的棚熱擴 散至外延膜。
[0014] 在本發(fā)明的外延娃晶片的制備方法中，優(yōu)選實施所述熱處理工序前的所述娃晶片 的氧濃度為8X10"原子/cm3W上且18X10"原子/cm3 (ASTM F-121，1979似下，所述外延 膜的膜厚度為0.5μπι W上且8. Ομπι W下。
[0015] 在運里，確認了：即使氧從娃晶片擴散至外延膜，在擴散前后襯底氧濃度(娃晶片 的氧濃度)也幾乎不變。
[0016] 通過使用將襯底氧濃度設(shè)定為上述范圍的娃晶片，可通過只控制在外延膜形成工 序后實施的熱處理工序的熱處理溫度的簡單方法，使不產(chǎn)生位錯的擴展的量的氧擴散至外 延膜。
[0017] 另外，若外延膜的膜厚度在上述范圍內(nèi)，則通過充分地提高外延膜的平均氧濃度， 可防止位錯的擴展。
[0018] 在本發(fā)明的外延娃晶片的制備方法中，優(yōu)選實施所述熱處理工序后的所述外延膜 的平均氧濃度為1.7X10"原子/cm3 (ASTM F-121，1979)?上。
[0019] 若外延膜的平均氧濃度在上述范圍內(nèi)，則可防止位錯的擴展。
[0020] 在本發(fā)明的外延娃晶片的制備方法中，優(yōu)選進行所述熱處理工序，使得:將實施所 述外延膜形成工序前的所述娃晶片的氧濃度計為X ( X 1〇υ原子/cm3)，將實施所述外延膜 形成工序前的所述娃晶片的電阻率計為Y (Ω .cm),將所述外延膜的膜厚度計為Z (μπι)， 將所述熱處理的溫度計為Τ rC)，且將所述熱處理的時間計為t (min),則滿足W下式（1):
通過只是在上述式（1)中代入娃晶片的氧濃度、娃晶片的電阻率、外延膜的膜厚度和熱 處理的溫度并經(jīng)計算求得熱處理的時間的簡單方法，可制備能夠抑制位錯的擴展的外延娃 晶片。
[0021] 另外，本發(fā)明的外延娃晶片是在娃晶片的表面設(shè)置有外延膜的外延娃晶片，其特 征在于，所述娃晶片添加有棚，且電阻率為lOOmQ . cmW下，所述外延膜的平均氧濃度為 1.7X10"原子/cm] (ASTM F-121，1979)?上。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的外延娃晶片，通過確保外延膜的平均氧濃度為至少1.7 X 1〇υ原子/ cm3W上，可在器件方法的熱處理過程中充分地抑制位錯的擴展。
[0023] 在本發(fā)明的外延娃晶片中，優(yōu)選在測定深度方向的氧濃度譜時，在所述娃晶片與 所述外延膜的界面附近，可觀察到局部的氧濃度上升譜。
[0024] 測定深度方向的氧濃度譜，若在娃晶片與外延膜的界面下有時簡稱為"界面"） 附近觀察到局部的氧濃度上升譜，則可確認產(chǎn)生棚導致的氧向外延膜的增速擴散作用，確 保外延膜的平均氧濃度至能夠抑制位錯的擴展的程度。
[0025] 在本說明書中，"局部的氧濃度上升譜"指在氧濃度的深度微分(原子/cm4)的深度 譜中在界面附近具有2X102i (原子/cm4)W上的峰。在運里，氧濃度的深度微分(原子/cm4) 的深度譜可通過測定外延娃晶片的深度方向的氧濃度譜(SIMS測定)來得到。另外，界面附 近指在深度方向從在外延膜一側(cè)距界面1WI1的位置起至在襯底一側(cè)距界面0.5WI1的位置為 止的范圍。
【附圖說明】
[0026] 圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的外延娃晶片的制備方法的流程圖。
[0027] 圖2是表示上述一個實施方式的外延娃晶片的截面圖。
[00%]圖3是表示實驗1的在850°C下實施熱處理的實例的氧濃度的深度譜的圖。
[0029] 圖4是表示實驗2的在900°C下實施熱處理的實例的氧濃度的深度譜的圖。
[0030] 圖5是表示實驗1的在850°C下實施熱處理的實例的氧濃度的深度微分的深度譜的 圖。
[0031] 圖6是表示實驗2的在900°C下實施熱處理的實例的氧濃度的深度微分的深度譜的 圖。
[0032] 圖7是表示實驗3的棚濃度的深度譜的圖。
[0033] 圖8是表示實驗4的應力負荷試驗結(jié)果的圖。
[0034] 圖9是表示在實驗5中使用電阻率為5mΩ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗結(jié) 果的圖。
[0035] 圖10是表示在實驗5中使用電阻率為lOmQ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗 結(jié)果的圖。
[0036] 圖11是表示在實驗5中使用電阻率為lOOmQ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗 結(jié)果的圖。
[0037] 圖12是表示在實驗6中使用電阻率為5πιΩ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗結(jié) 果的圖。
[0038] 圖13是表示在實驗6中使用電阻率為lOmQ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗 結(jié)果的圖。
[0039] 圖14是表示在實驗6中使用電阻率為lOOmQ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗 結(jié)果的圖。
[0040] 圖15是表示在實驗7中使用電阻率為5πιΩ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗結(jié) 果的圖。
[0041] 圖16是表示在實驗7中使用電阻率為lOmQ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗 結(jié)果的圖。
[0042] 圖17是表示在實驗7中使用電阻率為100mΩ . cm的娃晶片的實例的應力負荷試驗 結(jié)果的圖。
[0043] 圖18是表示實驗8的應力負荷試驗結(jié)果的圖。
[0044] 圖19是表示實驗9的應力負荷試驗結(jié)果的圖。
【具體實施方式】
[0045] W下參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0046] 圖1是表示外延娃晶片的制備方法的流程圖。圖2是表示外延娃晶片的截面圖。
[0047] 如圖1所示，在圖2所示的外延娃晶片1的制備方法中，首先進行娃晶片準備工序 (步驟S1)。
[004引在該娃晶片準備工序中，包括準備娃晶片2的所有工序，該娃晶片2是將通過CZ法 或MCZ (外加磁場Czochra 1 ski)法等提拉的單晶錠，通過包括切片、倒角、磨削、研磨、蝕刻、 拋光、清洗等的需要的各工序，對表面21進行鏡面拋光而得到。此時，娃晶片2的氧濃度優(yōu)選 為8 X 1017原子/cm3W上且18 X 1017原子/cm3 (ASTM F-121，1979) W下。若娃晶片的氧濃度 在上述范圍，則可在下述熱處理工序中將外延膜的氧濃度提高至所希望的范圍。
[0049] 另外，娃晶片2添加有棚，使得其電阻率被調(diào)整為lOOmQ . cmW下，優(yōu)選5πιΩ . cm W上且ΙΟΟι?Ω · cmW下。
[0050] 接著，進行在娃晶片2上形成外延膜3的外延膜形成工序(步驟S2)。
[0051] 在未圖示的外延裝置的反應容器內(nèi)放置娃晶片2,使反應容器內(nèi)的溫度從室溫升 溫至目標溫度。目標溫度優(yōu)選設(shè)定為1050°C~1280°C。若反應容器內(nèi)的溫度達到上述目標溫 度，則在娃晶片2的表面21上使外延膜3生長。例如，在反應容器內(nèi)引入Ξ氯硅烷等生長氣 體，在該生長氣體氣氛中進行外延膜3的成膜。需說明的是，在該成膜中，可添加棚、憐等需 要的滲雜劑。
[0052] 外延膜形成工序優(yōu)選進行至外延膜3的膜厚度T為0.5μπι W上且8. Ομπι W下。然后， 若將外延膜3成膜至上述膜厚度Τ，則將外延娃晶片1的溫度從使外延膜3生長時的溫度降溫 至室溫。
[0053] 接著，進行對外延娃晶片1進行熱處理的熱處理工序（步驟S3)。在該熱處理工序 中，控制熱處理條件，使得溫度低于900°C。
[0054] 另外，優(yōu)選在上述溫度范圍內(nèi)控制熱處理時間。
[0055] 具體而言，控制熱處理的時間，使得:將實施外延膜形成工序前的娃晶片2的氧濃 度計為X (Xl〇i7原子/cm3)，將實施外延膜形成工序前的娃晶片2的電阻率計為Y (Ω . cm),將外延膜3的膜厚度計為Z (μπι)，將熱處理的溫度計為T rC)，且將熱處理的時間計為 t (min),則滿足W下式(1):
通過使熱處理的時間為由上述式（1)得到的t的值W上，可制備將外延膜3的平均氧濃 度調(diào)整為1.7 X l〇n原子/cm3 (ASTM F-121，1979) W上的無位錯的擴展的外延娃晶片1。
[0056] [實施方式的作用效果] 如上所述，上述實施方式可發(fā)揮如下所述的作用效果。
[0057] (1)由于使用電阻率為ΙΟΟπιΩ . cmW下的低電阻娃晶片，且在低于900°C的溫度 下進行熱處理工序，所W可產(chǎn)生棚導致的氧向外延膜的增速擴散作用。由此，可充分地提高 外延膜的平均氧濃度，從而制備能夠抑制位錯的擴展的外延娃晶片。
[005引（2)由于在低于900°C的溫度下進行熱處理工序，所W也可抑制娃晶片中的棚熱 擴散至外延膜。
[0059] (3)通過只是在上述式（1)中代入娃晶片2的氧濃度、娃晶片2的電阻率、外延膜3 的膜厚度和熱處理的溫度并經(jīng)計算求得熱處理的時間的簡單方法，可制備能夠抑制位錯的 擴展的外延娃晶片1。
[0060] [其它實施方式] 需說明的是，本發(fā)明并不只限定于上述實施方式，可在不偏離本發(fā)明的要點的范圍內(nèi) 進行各種改良及設(shè)計的變更等。
[0061] 目P，在熱處理工序中，可不使用基于上述式（1)求得的熱處理時間，而基于在多種 條件下進行的實驗，在低于900°c的溫度范圍內(nèi)設(shè)定熱處理條件，使得可制備將外延膜3的 平均氧濃度調(diào)整為1.7X10"原子/cm3 (ASTM F-121，1979)?上的外延娃晶片1。
[0062] 此外，娃晶片2的氧濃度可低于8X10"原子/cm3,或超過18X10"原子/cm 3 (ASTM F-m，1979)。 實施例
[0063] 接著，通過實施例更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不因運些實例而受到任何限定。
[0064] [實驗U 使用CZ法(Czoc虹al ski法）由滲雜有棚的娃烙體制備單晶錠，從該單晶錠切割娃晶片。 娃晶片的氧濃度m下有時稱為"襯底氧濃度"）為11X10"原子/cm3。娃晶片的電阻率m下 有時稱為"襯底電阻率"）為5πιΩ .cm。另外，也準備襯底電阻率為10Ω .cm的娃晶片。
[0065] 接著，將娃晶片的（100)面作為鏡面拋光面，在該鏡面拋光面使膜厚度下有時 稱為"外延膜厚度"）為3WI1的外延膜生長。外延膜的生長在Ξ氯硅烷等氣體氣氛中115(TC左 右的溫度下進行。
[0066] 然后，對于結(jié)束外延膜的生長的晶片，實施在非氧化性氣氛中在85(TC下保持60分 鐘的熱處理工序，得到外延娃晶片。
[0067] 需說明的是，也準備不實施熱處理的外延娃晶片。
[0068] 對于制備的外延娃晶片，進行應力負荷試驗。
[0069] 首先，從外延娃晶片切割長度為3cm、寬度為1.5cm的測定用樣品。接著，在測定用 樣品的表面(外延膜的表面），用微型維氏硬度計施加5g的負荷并保持10秒鐘，引入深度為3 WI1的壓痕。然后，在支點間距離為2cm、試驗溫度為800°C的條件下對測定用樣品實施3點彎 曲試驗。此時，施加5N的負荷，使拉伸應力作用在測定用樣品的表面一側(cè)。
[0070] 然后，對于冷卻至室溫的測定用樣品，實施2皿的光蝕刻，使用光學顯微鏡測定從 在外延膜上引入的壓痕產(chǎn)生的在外延膜表面觀察到的位錯坑的有無。測定結(jié)果示于W下表 1〇
[0071] 另外，在制備的外延娃晶片中，對于實施了熱處理工序的晶片，測定氧濃度的深度 譜。氧濃度的測定通過SIMS (二次離子質(zhì)譜儀)來進行。該深度譜示于圖3。
[0072] [表1]
如表1所示，在形成外延膜后實施熱處理的實例中，若襯底電阻率為5m Ω . cm,則可知： 無來自壓痕的位錯的擴展，外延膜的強度提高。另一方面，若襯底電阻率為10 Ω . cm,則可 知:確認有自壓痕的位錯的擴展，即使實施相同的熱處理溫度下的熱處理工序，外延膜的強 度也低。
[0073] 需說明的是，對于不實施熱處理工序的實例，可知：即使是任一種電阻率，也可確 認有位錯的擴展，外延膜的強度低。
[0074] 如圖3所示，若對兩者進行比較，則可知：雖然在襯底電阻率為5πιΩ . cm的實例中 可觀察到襯底的氧濃度減少的譜，但是其是外延膜的氧濃度局部地上升的譜。
[0075] [實驗 2] 將熱處理溫度變更為900°C，除此之外，在與上述實驗1相同的條件下進行外延娃晶片 的制備，在制備的外延娃晶片中，對于實施了熱處理工序的晶片，測定氧濃度的深度譜。該 深度譜示于圖4。
[0076] [表 2]
如圖4所示，若熱處理溫度為900°C，則在低電阻襯底的外延膜的氧濃度譜中無法確認 有局部的氧濃度的上升譜。
[0077] 接著，在上述實驗1、實驗2中制備的外延娃晶片中，對于實施了熱處理工序的晶 片，測定氧濃度的深度微分(原子/cm4)的深度譜。該深度譜示于圖5、圖6。
[007引如圖5所示，在850°C下實施熱處理的實驗1中，在使用襯底電阻率為5πιΩ . cm的娃 晶片的實例中，在界面附近觀察到局部的氧濃度的深度微分的深度譜的峰。該局部的氧濃 度的深度微分的深度譜的峰表示在界面附近氧濃度局部地上升，推測其印證了：在上述表1 中得到無自壓痕的位錯的擴展且外延膜的強度高的結(jié)果。
[0079] 另一方面，在圖5所示的使用襯底電阻率為10 Ω . cm的娃晶片的實例、圖6所示的 在900°C下實施熱處理的實驗2中，任一實例均可觀察到寬的峰。
[0080] [實驗引 將熱處理溫度變更為1000°c，除此之外，在與實驗1相同的條件下制備外延娃晶片。另 夕h也與實驗1相同地在850°c的熱處理溫度下制備外延娃晶片。對于制備的外延娃晶片，測 定棚濃度的深度譜。棚濃度的深度譜通過SIMS (二次離子質(zhì)譜儀)來進行。該深度譜示于圖 7。
[0081] 如圖7所示，可確認:在850°C下實施熱處理的實例中在外延膜一側(cè)棚的擴散少，相 比之下，在l〇〇〇°C下實施熱處理的實例中在外延膜一側(cè)棚大量地擴散。
[00劇[實驗4] 將外延膜厚度、襯底氧濃度和襯底電阻率設(shè)為W下表3的條件，并在890°C的熱處理溫 度下變化熱處理時間，除此之外，在與實驗1相同的條件下進行外延娃晶片的制備和應力負 荷試驗，測定在外延膜表面觀察到的位錯坑。測定結(jié)果示于W下表3。另外，應力負荷試驗結(jié) 果示于圖8。需說明的是，圖8中的曲線是表示由上述式（1)導出的有無位錯擴展的界限的近 似曲線。
[0083] [表 3]
如表3所示，若熱處理溫度為890°C，則可知:無自壓痕的位錯的擴展，外延膜的強度提 局。
[0084] 另外，如由圖8所知，位錯擴展的有無 W近似曲線為界限，可發(fā)現(xiàn)下述傾向：若熱處 理時間比該近似曲線短，則產(chǎn)生位錯的擴展。
[0085] [實驗引 將外延膜厚度、襯底氧濃度和襯底電阻率設(shè)為W下表4的條件，并在850°C的熱處理溫 度下變化熱處理時間，除此之外，在與實驗1相同的條件下進行外延娃晶片的制備和應力負 荷試驗，測定在外延膜表面觀察到的位錯坑。
[0086] 另外，在使用襯底電阻率為5πιΩ . cm的娃晶片的實例中，測定外延膜的平均氧濃 度。測定結(jié)果示于W下表4。另外，應力負荷試驗結(jié)果示于圖9~圖11。需說明的是，圖9~圖11 中的曲線是由上述式(1)導出的近似曲線。
[0087][表 4]

[實驗6] 將外延膜厚度、襯底氧濃度和襯底電阻率設(shè)為W下表5的條件，并在800°C的熱處理溫 度下變化熱處理時間，除此之外，在與實驗1相同的條件下進行外延娃晶片的制備和應力負 荷試驗，測定在外延膜表面觀察到的位錯坑。測定結(jié)果示于W下表5。另外，應力負荷試驗結(jié) 果示于圖12~圖14。需說明的是，圖12~圖14中的曲線是由上述式(1)導出的近似曲線。
[008引[表5]
[實驗7] 將外延膜厚度、襯底氧濃度和襯底電阻率設(shè)為W下表6的條件，并在750°C的熱處理溫 度下變化熱處理時間，除此之外，在與實驗1相同的條件下進行外延娃晶片的制備和應力負 荷試驗，測定在外延膜表面觀察到的位錯坑。測定結(jié)果示于W下表6。另外，應力負荷試驗結(jié) 果示于圖15~圖17。需說明的是，圖15~圖17中的曲線是由上述式(1)導出的近似曲線。
[0089][表 6]

[實驗8] 將外延膜厚度設(shè)為2μπι，并將襯底氧濃度、襯底電阻率、熱處理溫度和熱處理時間設(shè)為 W下表7的條件，除此之外，在與實驗1相同的條件下制備外延娃晶片。另外，將微型維氏硬 度計的負荷設(shè)為3g并將壓痕深度設(shè)為2μπι，除此之外，在與實施例1相同的條件下進行應力 負荷試驗，測定在外延膜表面觀察到的位錯坑。測定結(jié)果示于W下表7。另外，應力負荷試驗 結(jié)果示于圖18。需說明的是，圖18中的曲線是由上述式(1)導出的近似曲線。
[0090] [表7]
[實驗9] 將外延膜厚度設(shè)為4μπι，并將襯底氧濃度、襯底電阻率、熱處理溫度和熱處理時間設(shè)為 W下表8的條件，除此之外，在與實驗1相同的條件下制備外延娃晶片。另外，將微型維氏硬 度計的負荷設(shè)為7g并將壓痕深度設(shè)為4μπι，除此之外，在與實施例1相同的條件下進行應力 負荷試驗，測定在外延膜表面觀察到的位錯坑。測定結(jié)果示于W下表8。另外，應力負荷試驗 結(jié)果示于圖19。需說明的是，圖19中的曲線是由上述式(1)導出的近似曲線。
[0091] [表 8]
由表4~表8及圖9~圖19可知，位錯擴展的有無 W近似曲線為界限，發(fā)現(xiàn)有下述傾向：若 熱處理時間比該近似曲線短，則產(chǎn)生位錯的擴展。
[0092] 另外，由表4所示的位錯擴展的有無與外延膜的平均氧濃度的關(guān)系可導出：若外延 膜的平均氧濃度為1.7 X l〇n原子/cm3 W上，則可抑制位錯擴展。
[0093] [實驗 10] 對于實驗5~實驗9中制備的外延娃晶片，進行了模擬半導體器件的制備方法的熱處理 (在1000°C下保持1小時，在800°C下保持2小時，在650°C下保持3小時，在900°C下保持1小 時）。熱處理的氣氛為化與化的混合氣氛（W3質(zhì)量%的比例混合化）。
[0094] 對于在上述實驗5~實驗9中應力負荷試驗的結(jié)果為無位錯的擴展的實例，就在該 實驗10中的器件熱處理后的強度試驗而言，也相同地得到無位錯的擴展的結(jié)果。
[00巧]標記說明 1…外延娃晶片 2…娃晶片 3…外延膜 21…娃晶片的表面。
【主權(quán)項】
1. 外延硅晶片的制備方法，其是在硅晶片的表面設(shè)置有外延膜的外延硅晶片的制備 方法，其特征在于，具備： 在添加有硼且電阻率為ΙΟΟπιΩ · cm以下的所述硅晶片上使所述外延膜生長的外延膜 形成工序，和 在低于900 °C的溫度下對所述外延硅晶片進行熱處理的熱處理工序。2. 權(quán)利要求1的外延硅晶片的制備方法，其特征在于， 實施所述熱處理工序前的所述硅晶片的氧濃度為8 X1017原子/cm3以上且18 X1017原 子/cm3 (ASTM F-121，1979)以下， 所述外延膜的膜厚度為〇.5μηι以上且8.0μηι以下。3. 權(quán)利要求1或2的外延硅晶片的制備方法，其特征在于， 實施所述熱處理工序后的所述外延膜的平均氧濃度為1.7 Χ1017原子/cm3 (ASTM F-121，1979)以上。4. 權(quán)利要求1~3中任一項的外延硅晶片的制備方法，其特征在于， 進行所述熱處理工序，使得： 將實施所述外延膜形成工序前的所述硅晶片的氧濃度計為X ( X 1〇17原子/cm3)， 將實施所述外延膜形成工序前的所述硅晶片的電阻率計為Υ (Ω · cm)， 將所述外延膜的膜厚度計為Ζ (μπι)， 將所述熱處理的溫度計為T (°C)，且 將所述熱處理的時間計為t (min)， 則滿足以下式(1): t彡3·71Χ 1056ΧΧ-7.03XY0.27XZ 3.34XT-16.7 ……（1)〇5. 外延硅晶片，其是在硅晶片的表面設(shè)置有外延膜的外延硅晶片，其特征在于， 所述硅晶片添加有硼，且電阻率為ΙΟΟπιΩ · cm以下， 所述外延膜的平均氧濃度為1.7X1017原子/cm3 (ASTM F-121，1979)以上。6. 權(quán)利要求5的外延硅晶片，其特征在于， 在測定深度方向的氧濃度譜時，在所述硅晶片與所述外延膜的界面附近，可觀察到局 部的氧濃度上升譜。
【文檔編號】C30B25/20GK106062926SQ201480076370
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年12月19日
【發(fā)明人】鳥越和尚, 小野敏昭
【申請人】勝高股份有限公司