CN102373509A - 硅片及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氧浓度为5×10¹⁷-7.5×10¹⁷cm^-3的硅片，所述硅片在二选一进行以下热过程之后具有以下BMD密度：-在780℃下处理3小时并随后在1000℃下处理16小时之后，BMD密度为至多1×10⁸cm^-3；和-在以1K/min的加热速率下将该硅片从500℃的起始温度加热到1000℃的目标温度并随后在1000℃下保持16小时之后，BMD密度为至少1×10⁹cm^-3，本发明还涉及一种通过用闪光照射来生产所述硅片的方法。

Description

硅片及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种氧沉积倾向大大减少的硅片，和一种生产所述硅片的方法，所述方法包括热处理。

背景技术

硅单晶通常是用Czochralski方法从位于石英坩埚内的硅熔体中拉制而成的。由于石英坩埚的侵蚀作用，氧进入到硅熔体中，并且其以数10¹⁷到数10¹⁸cm^-3的浓度(原子/立方厘米)掺入到晶体内。初始所述氧以溶解的形态存在，但是在室温下以及在生产电子电路和电子元件期间的典型温度下其是过饱和的。因此，在生产电子电路与电子元件期间或在类似的温度下进行其它热处理期间其发生沉积。在工艺中产生所谓的BMD。它们是具有或者没有其它缺陷的氧聚集体(oxygen agglomerate)，所述缺陷可能在热处理期间直接出现在所述氧聚集体附近。早在拉晶法中在冷却单晶期间就可以形成BMD的核。如果所述核超过随温度而定的临界尺寸，它们能够在热处理期间生长。这些能够生长的BMD核被称作稳定的核。

由于它们的尺寸小，因此BMD核的密度不能直接测定。为了测量稳定的BMD核的密度，通常使制成的硅片(不过尚未在元件工艺中被结构化)经受BMD试验。这个试验例如可以涉及将硅片在780℃的温度下保持3小时，随后在1000℃的温度下保持16小时。在这个热处理期间，稳定的BMD核在第一个步骤中被进一步稳定化，以便它们可以在第二个步骤中在1000℃下16小时内生长形成大的可检测的BMD。在热处理之后通过Secco蚀刻在蚀刻除去2.5μm的情况下在破裂硅片的裂痕边缘进行检测。这是检测硅片氧沉积性能的常规试验。在通常使用的产生类似结果的另一个BMD试验中，将硅片在800℃的温度下保持4小时，随后在1000℃的温度下保持16小时。

由于热处理，生长形成大BMD的稳定BMD核可以通过例如产生短路或减少硅片内的载流子的使用期限或数量来削弱电子电路与电子元件的功能。

这个问题至今一般通过热处理来解决，热处理在硅片的表面上产生洁净区(denuded zone)。US 2008/0292523A1描述了生产这种洁净区的几种方法。在那种情况下，用卤素灯、氙闪光灯或激光将硅片在短时间(最长100ms)内加热到1000℃以上的温度，然后再快速冷却。因此消除了在表面下的薄层中的BMD核。而相对比，在大于10μm的深度下仍然存在稳定的BMD核。在1250℃的最高温度下进行1ms的闪光灯热处理之后，在硅片内的BMD密度是3.8×10⁶cm^-2(相当于约1.9×10¹⁰cm^-3)，以及洁净层的厚度是0.6μm。在1300℃的最高温度下，在硅片的其余部分中产生了厚度为0.8μm和BMD密度为5.2×10⁶cm^-2(相当于约2.6×10¹⁰cm^-3)的洁净层。在800℃下热处理4小时并随后在1000℃下热处理16小时之后测量BMD密度。

然而，对于有些元件，例如由BMD致使在硅片内的载流子使用期限短是不利的，对于这样的元件，内部具有高BMD密度和在表面上仅具有薄洁净区的硅片是不适宜的。

因此，已经开发出了可以使硅片的整个体积内不含BMD核的方法。US 6336968B1描述了一种方法，其中将硅片快速加热到至少1150℃的温度并且在这个温度下保持若干秒(至少1s)以便溶解预先存在的BMD核。然后，将硅片以至多20K/s的冷却速率冷却到950℃的最高温度。在至少1150℃的维持温度下，产生很高浓度的晶格空位，所述空位在冷却期间通常变成过饱和的并大大促进新BMD核的产生。通过缓慢冷却，想要它们预先向外扩散。同样的效果可以通过将硅片保持在1150-950℃的恒温下更长时间(例如在1150℃下≥2s或在950℃下≥2min)来实现。可以通过含氧的气氛来协助减少空位的过饱和，因为表面的氧化产生硅间隙(间隙硅原子)，其与空位复合，从而进一步减少它们的密度。这个方法的问题在于：在低于1150℃的温度下空位与氧结合，因此它们的外扩散变得困难得多，因为再次释放出空位的逆反应需要一些时间。因此，根据US 6336968B1的方法需要较长的时间。

因此，提出的目的是提供一种生产硅片的经济方法，所述硅片尽管氧含量在常规范围内，但是在整个硅片体积内具有密度显著降低的稳定BMD核。

发明内容

所述目的通过氧浓度为5×10¹⁷-7.5×10¹⁷cm^-3的硅片来实现，所述硅片在二选一地进行下面的热过程之后具有下面的BMD密度：

-在780℃下处理3小时并随后在1000℃下处理16小时之后，BMD密度为至多1×10⁸cm^-3；和

-在以1K/min的加热速率下将硅片从500℃的起始温度加热到1000℃的目标温度并随后在1000℃下保持16小时之后，BMD密度为至少1×10⁹cm^-3。

在本说明书中所有的氧浓度都应该理解为在新ASTM标准(ASTMF121-83)的含义内。

这个类型的硅片可以通过包括特定顺序的以下步骤的方法来生产：

a)提供氧浓度为5×10¹⁷-7.5×10¹⁷cm^-3和厚度为0.6-1.2mm的未结构化硅片，

b)将所述未结构化硅片加热到600-1000℃的预热温度，随后用闪光照射该硅片的一面15-400ms的时间，其中照射的能量密度是开始熔化表面所需的能量密度的50-100％。

根据本发明的方法，由于使用了短的闪光，包括超快加热到最高温度和随后立即超快冷却，该方法仅仅减小了BMD核的尺寸，而没有在整个硅片体积中形成高的空位过饱和。而且，空位与氧结合的程度远小于在US 6336968B1中所述方法的。通过闪光灯热处理从一面快速加热15-400ms，优选20-50ms的时间，在硅片中产生温度从正面到背面下降的温度分布图。在本说明书中，正面表示用闪光照射的面。如随后所说明的，其不一定是随后在其上生产电子元件的面。然而，该温度在整个硅片体积中太高以至于稳定生长的BMD核缩小。这导致空位的过饱和从正面到背面降低，以及在冷却期间由扩散补偿之后空位浓度总体较低。因此，根据本发明，向外扩散空位不是必需的。因此，根据本发明，在1150℃和950℃之间的温度范围内的维持时间和小于或等于20K/s的冷却速率都不是必需的，所述小于或等于20K/s的冷却速率对于RTA方法(“快速热退火”)是相对非常低的。同样，用氧化气氛协助空位浓度的降低也不是必需的。

根据本发明的硅片与根据US6336968B1的非沉积硅片的区别在于生长的BMD核基本上不溶解或仅仅部分溶解，而是它们缩小到一定的尺寸，该尺寸小于在随后热过程如BMD试验中它们生长的临界尺寸。根据本发明的具有缩小的BMD核的硅片的特征在于在BMD试验之后其具有非常低的BMD密度。在作为BMD试验的代替的另一个热过程中，硅片被缓慢加热到1000℃，随后在这个温度下保持16小时，在这个热过程之后，相反硅片显示出很高的BMD密度。

因此，由于它非常小的BMD核，根据本发明的硅片在两个不同的热过程中具有非常不同的性能。在这种情况下，应该考虑到这些过程不是顺序进行的，而是二选一进行的。这意味着，硅片被分裂成两个部分，一部分经受第一热过程，而第二部分经受第二热过程，以便确定是否涉及根据本发明的硅片。然而，也可以使用以相同方式生产的，因此具有相同性能的两个硅片。(它们可以是，例如，源于同一个硅单晶上的两个直接相邻位置，并且以相同的方式被进一步加工的两个硅片)。这两个硅片中的一个硅片经受第一过程，而另一个硅片经受第二过程，以便确定这类硅片是否涉及根据本发明的硅片。

下面详细地描述用于测定本发明硅片的氧沉积性能的两个热过程：

试验1：为了测量BMD核的密度，对制成的硅片进行BMD试验，其包括在780℃的温度下热处理3小时并随后在1000℃下热处理16小时。加热和冷却速率是100K/min。整个热处理在惰性气氛下进行。在这个热处理的第一步中，稳定的BMD核被进一步稳定化以便它们在1000℃下16小时内的第二步骤中可以生长形成大的可检测的BMD。这个试验是常规的BMD试验。最后以下面所述的方式检测BMD。

试验2：为了测量缩小的BMD核的密度，将制成的硅片从500℃的起始温度以1K/min的加热速率加热到1000℃，随后在这个温度下保持16小时。整个热处理在惰性气氛下进行。这个方法可用于检测对于正常BMD试验是亚临界的小的BMD核，因为1K/min的低加热速率，它们可以准确地快速生长以便使它们的尺寸总是保持在临界半径以上。然而，该加热速率同时太高以至于在加热期间新产生的核总是保持在亚临界，因为对于它们而言随着温度增加临界半径增加过快。在G.Kissinger，A.Sattler，J.Dabrowski，W.von Ammon，Verification of a method to detectgrown-in oxide precipitate nuclei in Czochralski silicon，ECS Transactions，11(3)161-171(2007)中描述了这个试验的操作方法。然而，在1000℃下的保持时间被延长到16小时，以便保证在缓慢加热期间同时生长的所有BMD实际都超过检测限，从而使它们随后可被检测。最后，用与试验1中的相同方法来检测BMD。

在这两个试验的每个试验之后，都以同样的方式在热处理之后破裂的硅片的裂痕边缘上通过Secco蚀刻，在蚀刻去除2.5μm的情况下，检测BMD。Secco蚀刻溶液是通过将44g重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)溶解于1dm³的水中来制备的。将该溶液以1∶2的比例与50重量％的氢氟酸(HF水溶液)混合(一份重铬酸钾溶液与两份氢氟酸)。蚀刻时间是3min，这导致在室温下蚀刻去除2.5μm。随后在光学显微镜下计数在开始蚀刻的裂痕边缘上的BMD。用这种方法，首先测定相对于面积的BMD密度，随后利用蚀刻去除将其转化成体积密度。

根据本发明的具有缩小的BMD核的硅片的特征在于：在进行如上所述的试验1之后在整个硅片中BMD密度为1×10⁶cm^-3-1×10⁸cm^-3，优选5×10⁶cm^-3-5×10⁷cm^-3。相对比，在如上所述的试验2之后，该硅片显示出的BMD密度为1×10⁹cm^-3-5×10¹¹cm^-3，优选1×10¹⁰cm^-3-3×10¹¹cm^-3。

根据如上试验1所述的BMD试验，本发明的硅片在该硅片内没有密度急剧上升的BMD核，而是在整个硅片体积中具有非常低密度的BMD核。这个密度太低以至于可以辨别没有洁净区(DZ)。

根据本发明的生产非沉淀硅片的方法显著比US 6336968B1的方法更快。

根据本发明生产的硅片还具有的优势是：在直接在表面以下的区域中生长的缺陷如COP(＝空位聚集体)或LPIT(间隙聚集体)也被溶解了，否则这些缺陷可能削弱元件的功能或电子电路的功能。

附图说明

图1显示了在本发明方法期间两个不同时间点下在硅片厚度上的温度分布图。

图2显示了作为对比，在具有更短暂的闪光持续时间的非本发明方法期间两个不同时间点下在硅片厚度上的温度分布图。

图3显示了在进行试验2之后，与不经受热处理的硅片比较，根据本发明硅片的BMD密度与深度的相关性。

具体实施方式

步骤a)提供硅片

根据本发明方法的步骤a)涉及生产氧浓度为5×10¹⁷-7.5×10¹⁷cm^-3的硅片。为此，首先拉制硅单晶。这优选使用Czochralski方法来进行，因为在这个方法中氧被不可避免地掺入到单晶中，由此发生氧沉积的问题，这个问题通过本发明的方法来解决。然后将单晶切成硅片。这些硅片可以经受现有技术中已知的另外的工艺步骤，例如倒角、磨削、磨片、蚀刻、抛光、边缘抛光，或者可以立即经受本发明的热处理。优选，硅片表面应该被平面化，以及在进行步骤b)的热处理之前应该去除由切削破坏的晶体区域。这可以通过磨削或磨片或其合适的组合来进行。此外，在进行步骤b)之前，通过蚀刻去除被硅片表面的这个机械过程破坏的表面区域是有利的。在热处理以前去除破坏的晶体区域是有利的，否则在热处理期间可能形成位错。在热处理以前抛光硅片表面不是必须的，但是也可以进行。

生产硅单晶的方法，将单晶切成硅片的方法以及加工硅片的方法是本领域技术人员所熟知的，因此没有进行任何详细地说明。

然而，重要的是使还没有承载元件结构的硅片经受步骤b)的热处理。这些硅片以下被称为“未结构化”硅片。在生产微电子元件的情况下用闪光对硅片进行热处理也是已知的。然而，这是用于完全不同的目的，例如用于电激活植入的掺杂剂。

步骤b)热处理

在步骤b)中对硅片进行两个阶段的热处理。优选在配备有一个或多个闪光灯的装置中独立地进行该处理。这些一般是氙气灯，其供有与电容器相互作用的电流和适合的极短时间的控制器，由此发射出持续时间为微秒或毫秒范围的闪光。而且，该装置优选另外配备有单独的加热装置用于硅片的预热。例如在US 2009/0103906A1中描述了适合于热处理的装置。作为在其中描述的电阻加热的替换，还可以使用其它的加热源例如RTA装置中所使用的卤素灯，来预热硅片。

将要处理的硅片转移到热处理装置中，并且从起始温度加热到第一目标温度，所述第一目标温度以下被称为预热温度。起始温度是将硅片转移到热处理装置之后的硅片温度。预热温度为600℃-1000℃。预热到至少600℃是必须的，以避免在随后的闪光灯热处理期间损害或破坏硅片。1000℃的上限保证通过用闪光进行随后的瞬时照射而在硅片照射正面与硅片未照射背面之间仍然可获得足够的温度梯度。优选根据硅片的厚度来选择预热温度。因此，较厚的硅片比较薄的硅片需要更高的预热温度，以便在硅片整个体积上通过随后的闪光能够获得本发明BMD核缩小的效果。例如，600-950℃的预热温度适合于厚度为0.6-1.0mm的硅片，而700-1000℃的预热温度适合于厚度为1.0-1.2mm的硅片。

如上所述，首先利用灯(例如卤素灯)或其它加热源通过电阻加热将硅片从起始温度加热到预热温度。加热速率对于成功实施本发明而言不是重要的。然而，其应该是至少20K/min以避免已有的BMD核生长。出于经济的原因，无论如何该加热速率应该显著更高，以便保持短的加工时间。由RTA装置已知的卤素灯例如允许最高100K/s或甚至更高的加热速率。然而，成功实施本发明方法的关键是在用闪光照射之前使整个硅片完全受热，也就是说，整个硅片应该具有与预热温度一致的均匀温度。在实践中在最高100K/s的常规加热速率的情况下，这个要求总是能实现的。

一旦达到预热温度和均匀的硅片温度，闪光灯就发射持续时间为15-400ms，优选20-50ms的闪光。在这种情况下，照射的能量密度相当于开始熔化表面所需的能量密度的50-100％，优选90-100％。

根据本发明，用闪光仅照射硅片的一面。这面在这里被称为“正面”。其可以是随后提供元件生产的那一面。这种实施方案是优选的，因为在这种情况下由硅片载体(基座、插头)引起的可能的压痕或其它的损伤出现在不提供元件生产的那一面上，在这一面上它们导致较少的干扰。

开始熔化表面所需的能量密度取决于预热温度、硅片的厚度、其表面的反射率(即表面组成)和闪光的持续时间。这可通过一系列简单的实验来确定，在所述实验中改变能量密度，而其它上述的参数保持不变。可以通过在进行闪光热处理之后对表面进行光学检验来确定表面的开始熔化。对于抛光的表面，开始熔化造成抛光的混浊，这与光滑表面的几何结构变化有关。对于粗糙的表面，开始熔化也造成表面结构的几何结构变化。

如果对于一组参数测定开始熔化表面所需的能量密度，则可以在本发明的这个值的50-100％的范围内选择闪光的能量密度。在这个范围内确保对于缩小BMD核足够高的温度和在正面和背面之间足够大的温度梯度。该闪光将硅片的正面加热到在1100℃到硅熔点范围内的最高温度。尤其优选就在硅熔点以下的最高温度，这通过能量密度为开始熔化表面所需能量密度的90-100％来实现。如果该温度高于熔点，则硅片表面稍微开始熔化，这可能导致在开始熔化区域下出现位错。因此，尤其优选在能量密度为开始熔化表面所需能量密度的＜100％下进行照射。然而，只要满足这个要求，应该选择尽可能高的能量密度。

也可以连续地发射多道闪光，在这种情况下，硅片正面的最高温度应该再次就在硅熔点以下。

正面加热到最高温度和随后的冷却，在所有情况下以数百度计，均在毫秒的时间内进行。这表示硅片正面的加热和冷却速率比例如US6336968B1所述的RTA处理情况下大许多数量级。根据本发明，在最高温度下的保持时间比在RTA方法中的保持时间短得多，根据US6336968B1其在一秒以上的范围内。

成功实施本发明方法的关键是闪光的持续时间。在这个上下文中，“闪光的持续时间”应该被理解为它的半宽度。因此，在持续时间小于15ms的情况下，在硅片整个体积中BMD核的尺寸不能被减小以至于在常规BMD试验期间(例如在如上所述的试验1期间)不再形成BMD。关键是，一方面，闪光持续足够长的时间使硅片的整个厚度经受显著的温度升高，即使所述温度升高根据与受照射表面的距离来改变大小。另一方面，不允许闪光持续太长时间，因为这会导致整个硅片完全被加热，即在正面和背面之间的温度梯度消失，而这个温度梯度对本发明而言是必须的。直到400ms的最大时间这个要求都被实现。在这些条件下以及与本发明闪光的上述能量密度结合，一方面，硅片的整个体积被瞬时到达足以缩小BMD核的温度。另一方面，当闪光起作用时产生的温度梯度(即在硅片背面上较低的温度)确保平均空位过饱和显著低于将硅片完全加热到熔点附近的温度的情况。而且，该温度梯度还确保，在闪光之后硅片非常快速地冷却。这防止稳定的BMD核在冷却期间再次重新形成，如例如根据US 6336968B1在相对缓慢地冷却期间可能发生的。

参考图1和图2说明在闪光作用之后在不同时间点下在硅片厚度上的温度分布图。

图1显示了在根据本发明用闪光进行热处理期间的不同时间点下在700μm厚的硅片中两个模式的温度分布图。为此，使用在边界条件下的热传导方程，即在闪光之前整个硅片的温度等于预热温度，以及在面对闪光灯的那面上的温度升高到最高温度并且根据具有相应的半宽度(闪光持续时间)的高斯曲线再降低。曲线1显示了在预热阶段结束之后和在闪光之前在硅片厚度上的温度分布图。在这种情况下，硅片的整个厚度均匀地处于800℃的温度下。由于使用强度分布相当于高斯正态分布和半宽度为20ms的闪光，在硅片的正面上获得1400℃的最高温度。曲线2显示了在硅片正面上获得最高温度的时间点下在硅片厚度上的温度分布。由于在硅片内的热传导，来自表面的辐射以及周围大气的热传导，随后发生冷却和同时发生温度的再分布。曲线3显示了随后在硅片背面的温度达到其最大值的时间点下的温度分布。

相比较，图2显示了非本发明的具有3ms半宽度的闪光的相应模式的温度分布图。

可以清楚地看出，在用20ms半宽度的闪光实施本发明的情况下(参见图1)，整个硅片的温度显著上升到预热温度以上，而在用3ms半宽度的闪光对硅片的背面进行非本发明的处理的情况下(图2)，温度仅上升一点并且保持在1000℃以下，即使正面达到1400℃。结果是，在相同的最高温度下，仅在足够高的闪光半宽度的情况下，在硅片内的和在硅片背面的BMD核也缩小。根据本发明，选择预热温度、闪光持续时间和最高温度以便保证在硅片内的和在硅片背面的BMD核也充分地缩小。结果，不仅在硅片正面产生洁净区(DZ)。而是，在整个硅片体积中氧沉积的倾向被显著减小。

步骤c)边缘加工

在热处理之后，以现有技术已知的方式进一步加工硅片。举例来说，在热处理之后，还可以另外对双面或仅仅正面进行单阶段或多阶段抛光。

已知的是，使用超快加热到最高温度和随后超快冷却的热过程可能导致硅片上划伤。所述划伤可能在随后电路和元件生产中的热过程中进一步扩散，干扰电路和元件的功能或使其功能无效。所述划伤主要发生在硅片的边缘区域。

由于本发明热处理的整个过程持续的时间非常短，因此边缘划伤是非常短暂的。因此，在硅片的边缘发生所述边缘划伤的区域仅仅是非常窄的。因此，其可以被去除而没有大的损失。要去除的区域的宽度优选是1-5mm，特别优选2-3mm。因此，在热处理之后，优选在另外的步骤c)中对硅片的边缘进行机械加工，以便除去硅片的划伤所在的最外边缘。

任何用于硅片边缘加工的已知方法，尤其是同时赋予硅片边缘确定的轮廓(所谓的倒角)的方法适合于这个目的。这一般通过磨削硅片边缘来完成。成形磨削盘通常用于这个目的，所述盘将其反面轮廓正面复制到到硅片边缘上。然而，也可以使用非成形磨削工具例如研磨垫。如果在步骤b)的热处理之后进行边缘加工作为步骤c)，则优选省略在热处理之前的倒角。

通过对硅片边缘的机械加工，将硅片的半径减少一定的值，所述值优选是至少与受边缘划伤影响的区域宽度相同的值。

在用于去除受划伤影响的区域的机械边缘加工之后，可优选对边缘进行抛光。

如果在任选存在的步骤c)中需要去除的材料太大以至于完成加工的硅片的直径会低于其标称直径，则这可以在单晶的生产中被考虑到。可以以比由其生产的硅片的标称直径超出至少与步骤b)中产生的划伤区域的宽度相当的值的直径拉制单晶。在这种情况下，在步骤b)的热处理期间硅片的直径大于标称直径。仅仅由于步骤c)的边缘加工，硅片的直径被减小到标称直径。

除氧沉积方面的上述性能之外，由此产生的硅片没有边缘划伤。这可通过SIRD(扫描红外去极化)来证实。

如果边缘划伤不是干扰，则无须除去边缘划伤，或无需完全除去。

实施例和比较例

实施例1

通过Czochralski方法生产掺杂硼的硅单晶。将所述硅单晶锯成多个硅片，进行磨片、蚀刻和抛光。所产生的硅片具有725μm的厚度，约10Ωcm的电阻率和如表1所示的氧浓度。

对所述硅片(除了比较样品号11/3之外)进行根据本发明的热处理。在这种情况下，将硅片在两分钟内预热到800℃。在达到预热温度之后直接起动半宽度为20ms的氙灯的闪光，由此照射硅片正面。改变闪光的能量密度，其中硅片表面在大于97.5J/m²的能量密度下开始熔化。

然后进行如上所述的试验1作为BMD试验，然后以如上所述的方式测定BMD密度。

表1

表1表明在试验1之后未经受热处理的硅片(编号11/3)的BMD密度是3.0×10⁹cm^-3。相对比，通过本发明的热处理，在硅片的整个体积中BMD密度被减小到小于5×10⁷cm^-3。用闪光的最高的能量密度，即当硅片正面的最高温度尽可能地接近硅的熔点时，获得了最低的BMD密度。在所有情况下BMD密度都是如此低的以至于可以确定没有洁净区(DZ)。

对来自这组硅片的经受本发明的热处理的另一个硅片(相应于表1的样品编号20/4)和另一个未经受热处理的硅片(相应于样品编号11/3)进行如上所述的试验2，而不是试验1。在试验2之后，如图3所示，经受本发明热处理的硅片20/4呈现出约10¹¹cm^-3的BMD密度。图3显示了在试验2之后BMD密度与深度的相关性。在试验2之后，未经受热处理的硅片11/3具有稍大于10¹¹cm^-3的BMD密度。因此，在试验2之后，可看出根据本发明经受热处理的硅片与未经受热处理的硅片之间的BMD密度没有明显的差异，即使试验1之后BMD密度(参见表1)显著不同。这表明，BMD核仅仅因为本发明的热处理而缩小，而在试验2的特定条件下可以再次变得可见。

比较例1

以与实施例1相同的方式生产硅片，并且使硅片(除了样品编号11/3之外)经受热处理。该热处理与实施例1的热处理的区别仅仅在于闪光的半宽度是3ms。改变闪光的能量密度，其中在大于52.5J/m²的能量密度下硅片表面开始熔化。

表2显示了在试验1之后未经受热处理的硅片的BMD密度是3.0×10⁹cm^-3。在经受热处理的硅片中，硅片体积中的BMD密度仅仅减小到小于1×10⁹cm^-3。不可能获得小于2×10⁸cm^-3的BMD密度。在用闪光照射的那面的表面以下能够检测到具有如表2所示深度的洁净区(DZ)。DZ的深度随着闪光的能量密度增加。这个比较例表明，不可能用现有技术的短的闪光灯热处理实现期望的效果。而是产生在表面具有洁净区和在硅片体积中具有高BMD密度的硅片。

表2

实施例2

用Czochralski方法生产掺杂硼的硅单晶。将所述硅单晶锯成多个硅片，进行磨片和蚀刻，但是与实施例1相对比，不进行抛光。所产生的硅片具有680μm的厚度，约10Ωcm的电阻率和6.9×10¹⁷cm^-3的氧浓度。

随后对硅片进行实施例1的热处理。改变闪光的能量密度，其中在大于97.5J/m²的能量密度下硅片表面开始熔化。

表3

实施例2表明，对于未抛光硅片本发明的方法也是成功的。

Claims (8)

1.一种氧浓度为5×10¹⁷-7.5×10¹⁷cm^-3的硅片，其在二选一进行以下热过程之后具有以下BMD密度：

-在780℃下处理3小时并随后在1000℃下处理16小时之后，BMD密度为至多1×10⁸cm^-3；和

-在以1K/min的加热速率下将所述硅片从500℃的起始温度加热到1000℃的目标温度并随后在1000℃下保持16小时之后，BMD密度为至少1×10⁹cm^-3。

2.如权利要求1所述的硅片，其特征在于，在780℃下处理3小时并随后在1000℃下处理16小时之后，BMD密度为5×10⁶cm^-3-5×10⁷cm^-3。

3.如权利要求1或2所述的硅片，其特征在于，在以1K/min的加热速率下将所述硅片从500℃的起始温度加热到1000℃的目标温度并随后在1000℃下保持16小时之后，BMD密度为1×10¹⁰cm^-3-3×10¹¹cm^-3。

4.一种生产如权利要求1所述的硅片的方法，其包括以下所述顺序的步骤：

a)提供一种氧浓度为5×10¹⁷-7.5×10¹⁷cm^-3且厚度为0.6-1.2mm的未结构化硅片，

b)将所述未结构化硅片加热到600-1000℃的预热温度，随后用闪光照射该硅片的一面15-400ms的时间，其中照射的能量密度是开始熔化表面所需的能量密度的50-100％。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述硅片的厚度是0.6-1.0mm，以及步骤b)中的所述预热温度是600-950℃。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述硅片的厚度是1.0-1.2mm，以及步骤b)中的所述预热温度是700-1000℃。

7.如权利要求4-6之一所述的方法，其中所述照射的能量密度是开始熔化表面所需的能量密度的90-100％。

8.如权利要求4-7之一所述的方法，其中在步骤b)之后，在另外的步骤c)中以去除材料的方式对所述硅片的边缘进行加工，其中材料的去除量是最大5mm。

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