DE102016115436A1 - Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium und einem daraus hergestellten monokristallinen Siliziumingot - Google Patents

Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium und einem daraus hergestellten monokristallinen Siliziumingot Download PDF

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Abstract

Diese Erfindung stellt ein Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium durch Anwenden des Czochralski-Verfahrens bereit, umfassend die Bildung einer Schmelze aus siliziumhaltigen Materialien in einem Tiegel und Ziehen der Schmelze für ein monokristallines Siliziumwachstum, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die siliziumhaltigen Materialien ein mit Deuterium implantiertes Silizium mit abgeschiedenem Nitrid und ein monokristallines Silizium umfassen, Einführen eines gashaltigen Argons während der Bildung der Schmelze und ein Magnetfeld während des Zugschrittes aussetzen. Diese Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines auf dem obigen monokristallinen Silizium basierenden Wafers bereit.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gegenstand der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Züchten eines Siliziumkristalls und insbesondere ein Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei dem Czochralski-Verfahren (CZ-Verfahren) zum Züchten von monokristallinem Silizium kann aufgrund der Schmelze des Quarztiegels Sauerstoff in das monokristalline Silizium eindringen. Der Sauerstoff ist hauptsächlich in den Silizium-Gitterräumen vorhanden und fällt aus, wenn die Konzentration über dessen Löslichkeit im Silizium hinweg ansteigt, wodurch der Sauerstoff-Fällungsdefekt gebildet wird. Der Sauerstoff-Fällungsdefekt kann die integrierte Schaltkreisvorrichtung beschädigen.
  • Die Technologie des intrinsischen Getterns bedeutet, dass ein sauberer Bereich mit einer gewissen Tiefe ohne Defekt auf der Oberfläche eines Siliziumwafers durch Erzeugen einer hochdichten Sauerstofffällung innerhalb des Siliziumwafers gebildet werden kann. Der saubere Bereich kann zur Vorrichtungsproduktion verwendet werden. Allerdings ist eine kleinere Zeichengröße bei der Entwicklung von ultra-hochintegrierten Schaltkreisen (ULSI) erforderlich, so dass die Sauerstoffkonzentration in dem monokristallinen Silizium verringert werden muss, um eine Defektbildung in dem Quellbereich zu verhindern. Da die Wärmebilanz des Herstellungsprozesses integrierter Schaltkreise in letzter Zeit erheblich verringert ist, kann sie keine geeigneten Bedingungen für eine Sauerstofffällung innerhalb des Siliziumwafers bereitstellen und der intrinsische Gettereffekt wird beeinträchtigt.
  • Die obigen Probleme können bei dem Czochralski-Verfahren durch Stickstoffdotierung während des Züchtens des monokristallinen Siliziums gelöst werden. Der Stickstoff kann die Sauerstofffällung innerhalb des monokristallinen Siliziums erleichtern und damit kann der intrinsische Gettereffekt verstärkt werden. Weiterhin kann Stickstoffdotierung die mechanische Festigkeit des Siliziumwafers erhöhen und (den) Leerraumdefekt verringern. Die Verteilung der Sauerstofffällung wird per Infrarot-Scatteringtomographie (IR-LST) und Scanning-Infrarotmikroskopie (SIRM) untersucht. Es zeigt sich, dass nach einem einstufigen thermalen Tempern eines mit Stickstoff dotierten 300 mm Siliziumwafers mit geeigneter Stickstoffdotierungskonzentration eine hochdichte Sauerstofffällung generiert werden kann und ein sauberer Bereich mit einer gewissen Tiefe in der Nähe der Oberfläche des Wafers gebildet werden kann. Weiterhin wird die radiale Verteilung der Sauerstofffällung mit der steigenden Stickstoffkonzentration homogener.
  • In dieser Branche ist es üblich, Festphasenstickstoffdotierung anzuwenden, z. B. Pulver aus Siliziumnitrid (Si3N4), um Stickstoff in monokristallines Silizium zu dotieren. Die Festphasenstickstoffdotierung kann die Stickstoffkonzentration steuern, doch ist es schwierig, Si3N4-Pulver mit hoher Reinheit zu erhalten. Häufig verbleiben Si3N4-Patikel aufgrund ihrer schwierigen Schmelzeigenschaften. Daher kann kein verlagerungsfreies monokristallines Silizium gebildet werden. In dieser Branche wird ebenfalls Stickstoffdotierung der Gasphase angewendet, bei der hochreines Stickstoffgas oder ein Stickstoff-Argongasgemisch nach dem Ankeimen eingeführt wird. Die Stickstoff-Dotierungskonzentration in dem Siliziumkristall wird durch die Zeitdauer der Stickstoffeinführung gesteuert. Die Stickstoffdotierung der Gasphase wird durch die Reaktion des Stickstoffgases und der Siliziumschmelze erreicht, so dass die Reinheit relativ hoch ist und die Siliziumnitridpartikel nicht problemlos gebildet werden. Allerdings ist es schwierig, den Prozess und die Stickstoffkonzentration zu steuern, da die Reaktion der Stickstoffdotierung der Gasphase komplett auf thermischer Konvektion basiert. Gemäß den obigen Ausführungen ist ein Verfahren zur Herstellung von monokristallinem Silizium immer noch erforderlich.
  • Wasserstoffpassivierung ist bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen zu einer bekannten und etablierten Praxis geworden. Beim Wasserstoffpassivierungsprozess werden Defekte, die den Betrieb von Halbleitervorrichtungen beeinträchtigen, entfernt. Derartige Defekte wurden z. B. als Rekombinations-/Generierungszentren auf aktiven Komponenten von Halbleitervorrichtungen beschrieben. Es wird vermutet, dass diese Zentren durch nichtpaarige Bindungen (sogenannte „dangling bonds”) verursacht werden, die Zustände in der Energielücke einführen, die teilweise in Abhängigkeit von der aufgebrachten Vorspannung g geladene Träger entfernen oder unerwünschte Ladungsträger in die Vorrichtung hinzufügen. Während nichtpaarige Bindungen primär an Oberflächen oder Grenzflächen in der Vorrichtung auftreten, wird ebenfalls vermutet, dass sie an freien Stellen, Mikroporen, Verlagerungen auftreten und ebenfalls mit Unreinheiten verbunden sind.
  • Ein weiteres Problem, das in der Halbleiterbranche aufgetreten ist, ist die Verschlechterung der Vorrichtungsleistung durch Effekte heißer Ladungsträger. Dies ist insbesondere in Bezug auf kleinere Vorrichtungen problematisch, bei denen proportional größere Spannungen verwendet werden. Wenn derart hohe Spannungen verwendet werden, können Kanalträger ausreichend energetisch sein, um in eine Isolationsschicht einzutreten und das Vorrichtungsverhalten zu verschlechtern.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Anmeldung stellt ein Verfahren zum Wachsen von monokristallinem Silizium durch Anwendung des Czochralski-Verfahrens bereit, umfassend die Bildung einer Schmelze aus siliziumhaltigen Materialien in einem Tiegel und Ziehen der Schmelze für das monokristalline Siliziumwachstum, das gekennzeichnet ist durch die Verwendung der Siliziumstücke und Polysiliziumvolumen umfassenden siliziumhaltigen Materialien, wobei die Siliziumstücke ein Oberflächenwachstum des Siliziumnitrids haben und mit Deuterium dotieren sind; Einführen eines Argon enthaltenden Gases während der Bildung der Schmelze; und Aufbringen eines Magnetfeldes während des Schritts des Ziehens.
  • Die vorliegende Anmeldung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Wafers bereit, umfassend die Aufbringung eines durch das obige Verfahren hergestellten monokristallinen Siliziumingots, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wafer 1 × 1013 bis 1 × 1016 Stickstoffatome/Kubikzentimeter umfasst (cm3).
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 stellt das Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium der vorliegenden Anmeldung dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Obwohl nachstehende Ausführungen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung in weiteren Einzelheiten beschrieben werden, wird eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der erfahrene Fachmann kann die hierin beschriebene Erfindung abändern und dabei immer noch die vorteilhaften Ergebnisse der vorliegenden Erfindung erreichen. Somit sind diese Ausführungen als breitgefasste Lehre für den Fachmann und nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu verstehen.
  • Zur besseren Übersichtlichkeit werden nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Ausführung beschrieben. Auch beschreibt sie eventuell nicht die bekannten Funktionen sowie bekannte Strukturen in allen Einzelheiten, um eine durch unnötige Einzelheiten verursachte Verwirrung zu vermeiden. Es ist zu berücksichtigen, dass bei der Entwicklung einer tatsächlichen Ausführung eine große Anzahl von praktischen Einzelheiten durchzuführen ist, um die spezifischen Zielsetzungen des Entwicklers zu erreichen, z. B. wird entsprechend den Anforderungen oder den Vorgaben des Systems oder des Handels eine Ausführung in die andere umgewandelt. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass ein derartiger Entwicklungsaufwand komplex und zeitaufwändig sein kann, doch für den erfahrenen Fachmann ist dies reine Routinearbeit.
  • In den folgenden Absätzen wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, um die vorliegende Erfindung beispielhaft spezifischer zu beschreiben. Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Ansprüche offensichtlicher. Es ist anzumerken, dass die Zeichnungen zum Zweck der Unterstützung einer problemlosen und übersichtlichen Erläuterung einer Ausführung dieser Erfindung in vereinfachter Form ohne präzise Verhältnisse dargestellt werden.
  • In der vorliegenden Anmeldung basiert das Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium auf dem Czochralski-Verfahren (CZ). Das monokristalline Silizium wird per Festphasenstickstoffdotierung und dem Magnetfeld-Czochralski-Verfahren (MCZ) hergestellt. Kurz, beim Czochralski-Verfahren werden die siliziumhaltigen Materialien in eine Tiegelschmelze platziert, um eine Schmelze zu bilden, und die Schmelze wird gezogen, um als ein monokristallines Silizium zu wachsen. Das Verfahren der vorliegenden Anmeldung ist gekennzeichnet durch die Verwendung der Siliziumstücke und Polysiliziumvolumen umfassenden siliziumhaltigen Materialien, wobei die Siliziumstücke ein Oberflächenwachstum von Siliziumnitrid haben und mit Deuterium dotiert sind; Einführen eines gashaltigen Argons während der Bildung der Schmelze und Aufbringen eines Magnetfeldes während des Zugschritts.
  • In der vorliegenden Anmeldung umfasst das siliziumhaltige Material Siliziumstücke und Polysiliziumvolumen, wobei die Siliziumstücke ein Oberflächenwachstum von Siliziumnitrid haben und mit Deuterium dotiert sind. In einer Ausführungsform wird das Siliziumnitrid durch CVD oder plasmagestützte CVD aufgewachsen. In einer Ausführungsform hat das Siliziumnitrid eine Dicke von 20–5000 nm.
  • Nach dem Aufwachsen des Siliziumnitrids werden die Siliziumstücke durch Ionenimplantation mit Deuterium dotiert. In einer Ausführungsform wird für die Ionenimplantation eine Implantationsenergie von 1 keV bis 800 keV und eine Implantationsdosis von 1 × 1012 bis 1 × 1018 Ionen/cm2 aufgebracht.
  • Das Magnetfeld in der vorliegenden Anmeldung hat eine Intensität von 1000 bis 5000 Gauss.
  • In Ausführungsformen ist das Magnetfeld ein supraleitendes Gradientenmagnetfeld. In einer Ausführungsform umfasst das Magnetfeld eine um 0–45° oder 45–90° zur Schmelzoberfläche gewinkelte magnetische Linie, der Winkel kann gemäß den praktischen Anforderungen angepasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die magnetische Linie um 0–10° oder 80–90° zur Schmelzfläche gewinkelt.
  • Das Verfahren der vorliegenden Anmeldung umfasst die folgenden Einzelschritte. Die Siliziumstücke und Polysilizium-Volumen enthaltenden siliziumhaltigen Materialien in dem Tiegel schmelzen bei einer vorbestimmten Temperatur, wobei die Siliziumstücke ein Oberflächenwachstum eines Siliziumnitrids haben und mit Deuterium dotiert sind. Das Magnetfeld wird aufgebracht. Das Kristallstäbchen wird um eine vorgegebene Zugrate von einem Kristallkeim bis zum Erreichen einer vorbestimmten Länge des Kristallstäbchens aufwärts gezogen. Die Zugrate wird verringert und die lineare Kühlrate wird beibehalten, um den monokristallinen Siliziumingot mit einem vorbestimmten Durchmesser zu bilden. Während der monokristalline Siliziumingot den vorbestimmten Durchmesser hat, wird die Zugrate unverzüglich erhöht und die Temperatur wird gleichzeitig heruntergekühlt. Gleichzeitig wird der lineare Kühlschritt beendet. Die steigende Rate des Tiegels wird gesteuert. Gemäß der Änderungsrate des Durchmessers des monokristallinen Siliziumingots wird die Zugrate langsam angepasst, um den Durchmesser des monokristallinen Siliziumingots zu stabilisieren und den monokristallinen Siliziumingot kontinuierlich wachsen zu lassen. Zur Überwachung des Ingotwachstums wird ein automatisches Durchmesser-Steuerungsprogramm angewendet.
  • In Ausführungsformen ist der Durchmesser des monokristallinen Siliziumingots durch die Zugrate und die vorbestimmte Temperatur gesteuert.
  • In Ausführungsformen enthalten die siliziumhaltigen Materialien Siliziumstücke und Polysiliziumvolumen, wobei die Siliziumstücke einen dünnen Siliziumnitridfilm aufweisen und mit Deuterium dotiert sind. Die Materialien sind gut gemischt und schmelzen bei der den Schmelzpunkt von Siliziumnitrid übersteigenden Temperatur, d. h. höher als 1900°C. Dann wird die Schmelze gekühlt und von dem Kristallkeimling angekeimt. Zu diesem Zeitpunkt weist der zentrale Bereich der Schmelzoberfläche die Temperatur des Silizium-Schmelzpunktes auf. Dann können der Festphasenstickstoffdotierungsschritt und das Kristallzugwachsen durchgeführt werden. Dementsprechend kann die Stickstoffdotierungskonzentration bei monokristallinem Silizium präzise gesteuert werden und ein homogenes Dotierung kann erreicht werden.
  • Die vorliegende Anmeldung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Wafers bereit, umfassend die Aufbringung eines durch das obige Verfahren hergestellten monokristallinen Siliziumingots, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wafer 1 × 1013 bis 1 × 1016 Stickstoffatome/cm3 umfasst.
  • In Ausführungsformen umfasst der Wafer 1 × 1012 bis 1 × 1018 Deuteriumatome/cm3.
  • In Ausführungsformen wird der monokristalline Siliziumingot mit Schneiden, Oberflächenschleifen, Polieren, Kantenbearbeiten und Waschen bearbeitet, um den Wafer zu bilden.
  • Beispiele
  • In der vorliegenden Anwendung werden sowohl Festphasenstickstoffdotierung als auch das Magnetfeld-Czochralski-Verfahren (MCZ) auf die Stickstoffdotierung des monokristallinen Siliziums angewendet. Das Verfahren umfasst allgemein die folgenden Schritte: Schmelzen, Ankeimen, Kristallziehen, Kronenwachstum, Wachstum von Ansätzen und Wachstum des Körpers. 1 stellt eine Ausführungsform des Verfahrens zum Wachsen von monokristallinem Silizium der vorliegenden Anmeldung dar, die umfasst:
  • S100: Schmelzen von Siliziumstücken und Polysiliziumvolumen umfassenden siliziumhaltigen Materialien in einem Quarztiegel bei einer vorbestimmten Temperatur, wobei die Siliziumstücke ein Oberflächenwachstum von Siliziumnitrid haben und mit Deuterium dotiert sind;
  • S200: Aufbringung eines Magnetfeldes;
  • S300 (Kristallzugschritt): Aufwärtsziehen eines Kristallstäbchens um eine vorgegebene Zugrate von einem Kristallkeim bis zum Erreichen einer vorbestimmten Länge des Kristallstäbchens;
  • S400 (Kronenwachstumsschritt): Verringern der Zugrate und Beibehalten einer linearen Kühlrate zum Bilden eines monokristallinen Siliziumingots mit einem vorbestimmten Durchmesser; und
  • S500 (Ansatz- und Körperwachstumsschritte): während der monokristalline Siliziumingot den vorbestimmten Durchmesser hat, Erhöhen der Zugrate, gleichzeitig Kühlen und Beenden des linearen Kühlens zur Stabilisierung des Durchmessers des monokristallinen Siliziumingots und kontinuierliches Wachsen lassen des monokristallinen Siliziumingots.
  • In dem Festphasenstickstoffdotierungsschritt wird unter Verwendung von Siliziumstücken, die Siliziumnitrid enthalten, welche auf der Oberfläche als Siliziummaterial gewachsene Stücke enthalten, ein Siliziumnitridfilm von Halbleiterqualität hergestellt. Besagter Siliziumnitridfilm kann durch Niederdruckgasphasenabscheidung, z. B. (CVD) bei relativ hohen Temperaturen oder mit plasmagestützter Gasphasenabscheidung (PECVD) bei relativ niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck auf Siliziumsubstrat erhalten werden. Die Reaktionen ergeben sich wie folgt. 3SiH4 (g) + 4NH3 (g) → Si3N4 (s) + 12H2 (g) 3SiCl4 (g) + 4NH3 (g) → Si3N4 (s) + 12HCl (g) 3SiCl2H2 (g) + 4NH3 (g) → Si3N4 (s) + 6HCl (g) + 6H2 (g)
  • In den obigen Reaktionen steht g für Gas und s steht für fest.
  • Eine Siliziumnitridschicht mit einer Dicke von 20–5000 nm kann auf dem Siliziumsubstrat durch CVD oder PECVD gebildet sein.
  • Dann wird die Deuteriumionenimplantation auf das die Siliziumnitridschicht aufweisende Siliziumsubstrat angewendet. Die Implantationsenergie beträgt 1 keV bis 800 keV und die Implantationsdosis beträgt 1 × 1012 bis 1 × 1018 Ionen/cm2.
  • Die obigen siliziumhaltigen Materialien werden in einen Quarztiegel platziert, vollständig vermischt und bei 1900–2000°C (d. h. höher als der Schmelzpunkt von Siliziumnitrid) unter Einführen von Argon geschmolzen. Dann wird die erhaltene Schmelze abgekühlt, um die Temperatur des zentralen Bereichs der Schmelzoberfläche auf ungefähr 1400°C (d. h. den Schmelzpunkt des Siliziums) zu bringen.
  • Auf den Tiegel und die Schmelze wird ein Magnetfeld aufgebracht, das Magnetfeld ist bevorzugt ein supraleitendes Gradientenmagnetfeld. Das Magnetfeld umfasst eine um 0–45° oder 45–90° zur Schmelzoberfläche gewinkelte magnetische Linie, bevorzugt beträgt der Winkel 0–10° oder 80–90°. Das Magnetfeld hat eine Intensität von 1000 bis 5000 Gauss.
  • Der Kristallkeim wird angekeimt, dann wird die vorgegebene Kristallzugrate angewendet, um das Kristallstäbchen aufwärts zu ziehen. Bis zum Erreichen der vorbestimmten Länge des Kristallstäbchens wird die Zugrate verringert, um in den Kronenwachstumsschritt einzutreten. In dem Kronenwachstumsschritt werden die verringerte Zugrate und die stabile lineare Kühlrate angewendet, um den monokristallinen Siliziumingot mit dem vorbestimmten Durchmesser zu bilden und dann in die Ansatz- und Körperwachstumsschritte einzutreten. Während der monokristalline Siliziumingot die Anforderungen erfüllt, wird die Zugrate rasch erhöht, die Temperatur wird rasch abgekühlt, die lineare Kühlung wird gleichzeitig beendet und dem Tiegel wird eine Anstiegsrate bereitgestellt. Die Zugrate wird gemäß der Durchmesseränderung des monokristallinen Siliziumingots vorsichtig angepasst. Während der Durchmesser des monokristallinen Siliziumingots relativ stabil ist, wird das automatische, den Durchmesser steuernde Programm angewendet, um die folgenden Verfahren zu überwachen.
  • Gemäß dem obigen Verfahren kann die Stickstoff dotierende Konzentration im monokristallinen Silizium präziser gesteuert werden und die homogene Stickstoffdotierung kann erreicht werden. Der durch das Verfahren der vorliegenden Anmeldung hergestellte monokristalline Siliziumingot oder Wafer umfasst 1 × 1013 bis 1 × 1016 Stickstoffatome/cm3 und 1 × 1012 bis 1 × 1018 Deuteriumatome/cm3.
  • Auf den erhaltenen stickstoffdotierten monokristallinen Siliziumwafer wird eine rasche thermische Temper-Behandlung (RTA) angewendet, um die auf Kristalle zurückzuführenden Partikeldefekte (COP) zu entfernen, die innerhalb einer Tiefe von 0,5 μm Seitenoberfläche vorhanden sind. Die COP-Oberflächendichte kann auf ungefähr 50% oder niedriger verringert werden. Der erhaltene Siliziumwafer hat keinerlei Volumenmikrodefekt (BMD) auf der Oberfläche.
  • Ein Deuteriumatomzusatz in der Siliziumschmelze kann das Deuteriumatom in einem Raum oder einer Lücke innerhalb des monokristallinen Siliziumingots speichern und die Sauerstoffkonzentration und Kohlenstoffunreinheiten reduzieren. Während der Bildung einer Vorrichtung auf einem Wafer aus dem monokristallinen Siliziumingot werden die Deuteriumatome in die Schnittstelle zwischen der dielektrischen Torschicht und dem Halbleiter hinaus diffundiert und kovalent an die nichtpaarigen Bindungen gebunden, um die stabileren Strukturen zu bilden. Dementsprechend können Effekte heißer Ladungsträger verhindert werden, Kriechströme können verringert werden und die Eigenschaften der Vorrichtung können verbessert werden.
  • Realisierungen des obigen Verfahrens wurden im Zusammenhang von bestimmten Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sollen zu Anschauungszwecken dienen und sind nicht einschränkend. Möglich sind viele Variationen, Modifikationen, Zusätze und Verbesserungen. Diese und weitere Variationen, Modifikationen, Zusätze und Verbesserungen können in den Umfang der Erfindung fallen, wie in den nachstehenden Ansprüchen definiert.

Claims (10)

  1. Ein Verfahren zum Züchten von monokristallinem Silizium durch Anwendung des Czochralski-Verfahrens, umfassend die Bildung einer Schmelze aus siliziumhaltigen Materialien in einem Tiegel und Ziehen der Schmelze für das monokristalline Siliziumwachstum, das gekennzeichnet ist durch die Verwendung der Siliziumstücke und Polysiliziumvolumen umfassenden siliziumhaltigen Materialien, wobei die Siliziumstücke ein Oberflächenwachstum des Siliziumnitrids haben und mit Deuterium dotiert sind, Einführen eines Argon enthaltenden Gases während der Bildung der Schmelze; und, eine Magnetfeld während des Schritts des Ziehens aussetzen.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Siliziumnitrid durch chemische Niederdruckgasphasenabscheidung oder plasmagestützte Gasphasenabscheidung gewachsen wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Siliziumnitrid eine Dicke von 20–5000 nm hat.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Siliziumstücke nach dem Wachstum des Siliziumnitrids per Ionenimplantation mit Deuterium dotiert werden.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Ionenimplantation eine Implantationsenergie von 1 keV bis 800 keV und eine Implantationsdosis von 1 × 1012 bis 1 × 1018 Ionen/cm2 besitzt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, das die folgenden Schritte umfasst: Schmelzen der Silizium-enthaltenden Materialien umfassend Siliziumstücke und Polysiliziumvolumen in dem Tiegel bei einer vorbestimmten Temperatur, wobei die Siliziumstücke ein Oberflächenwachstum des Siliziumnitrids haben und mit Deuterium dotiert werden; ein Magnetfeld aussetzen; Aufwärtsziehen eines Kristallstäbchens durch eine vorgegebene Zugrate von einem Kristallkeim bis zum Erreichen einer vorbestimmten Länge des Kristallstäbchens; Verringern der Zugrate und Beibehalten einer linearen Kühlrate zur Bildung eines monokristallinen Siliziumingots mit einem vorbestimmten Durchmesser; und während der monokristalline Siliziumingot den vorbestimmten Durchmesser hat, Erhöhen der Zugrate, gleichzeitiges Kühlen und Beenden des linearen Kühlens, um den Durchmesser des monokristallinen Siliziumingots zu stabilisieren, und den monokristallinen Siliziumingot kontinuierlich wachsen zu lassen.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Magnetfeld eine Intensität von 1000 bis 5000 Gauss hat.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Wafers, umfassend die Aufbringung eines durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellten monokristallinen Siliziumingots, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wafer 1 × 1013 bis 1 × 1016 Stickstoffatome/cm3 umfasst.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Wafer 1 × 1012 bis 1 × 1018 Deuteriumatome/cm3 umfasst.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der monokristalline Siliziumingot mit Schneiden, Oberflächenschleifen, Polieren, Kantenbearbeiten und Waschen bearbeitet wird, um den Wafer zu bilden.
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