KR20010082183A - 이상적 산소 침전 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 - Google Patents
이상적 산소 침전 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
샘플 | 4-7 | 4-8 | 3-14 |
S1 | N2+ ~1% O2내에서1,000℃로 15분 | N2+ ~1% O2내에서1,000℃로 15분 | 실시하지 않음 |
S2 | N2내에서1,250℃로 35분 | Ar 내에서1,250℃로 35분 | N2내에서1,250℃로 35분 |
S3 | 100 ℃/sec | 100 ℃/sec | 100 ℃/sec |
S4 | N2내에서800℃로 4시간 +1000℃로 16시간 | N2내에서800℃로 4시간 +1000℃로 16시간 | N2내에서800℃로 4시간 +1000℃로 16시간 |
Oi(atoms/cm3) | 7 ×1017 | 6.67 ×1017 | 7.2 ×1017 |
OPD (atoms/cm3) | 1 ×1010 | 4.4 ×109 | 1.69 ×1010 |
DZ (depth in ㎛) | 70 | 95 | 0 |
샘플 | 3-4 | 3-5 | 3-6 |
S1 | N2+ ~1% O2내에서1,000℃로 15분 | N2+ ~1% O2내에서1,000℃로 15분 | N2+ ~1% O2내에서1,000℃로 15분 |
S2 | N2내에서1,250℃로 35분 | N2내에서1,250℃로 35분 | N2내에서1,250℃로 35분 |
S3 | 125 ℃/sec | 125 ℃/sec | 125 ℃/sec |
S4 | N2내에서800℃로 4시간 +1000℃로 16시간 | N2내에서800℃로 4시간 +1000℃로 16시간 | N2내에서800℃로 4시간 +1000℃로 16시간 |
Oi(atoms/cm3) | 6 ×1017 | 7 ×1017 | 8 ×1017 |
OPD (atoms/cm3) | 4 ×1010 | 1 ×1010 | 6 ×1010 |
DZ (depth in ㎛) | ~40 | ~40 | ~40 |
웨이퍼 세트 | 산소 분압(ppma) | BMD 밀도(결함들/cm3) | DZ 깊이(㎛) |
A | 250 | 6.14 ×109 | 70 |
A | 500 | 6.24 ×109 | 80 |
A | 1000 | 2.97 ×109 | 80 |
A | 2000 | 7.02 ×108 | 100 |
A | 5000 | 2.99 ×107 | ND |
A | 1 ×106 | 6.03 ×106 | ND |
B | 500 | 2.59 ×109 | 80 |
B | 1000 | 1.72 ×109 | 100 |
B | 2000 | 9.15 ×108 | 100 |
B | 5000 | 2.65 ×107 | ND |
B | 1 ×106 | 2.17 ×106 | ND |
C | 250 | 2.65 ×109 | 90 |
C | 500 | 4.03 ×109 | 70 |
C | 1000 | 1.72 ×109 | 140 |
C | 5000 | 1.69 ×108 | 120 |
Claims (26)
- 다음의 열처리 단계에서 상기 웨이퍼 내의 산소의 침전 거동에 영향을 주기 위해, 앞면, 뒤면, 상기 앞면과 상기 뒤면 사이의 중심면, 상기 앞면에서 상기 중심면쪽으로 측정된 거리 D 와 상기 앞면 사이의 상기 웨이퍼의 영역을 포함하는 표면층 및 상기 중심면과 상기 표면층 사이의 상기 웨이퍼의 영역을 포함하는 벌크층을 구비하는 단결정 실리콘 웨이퍼를 열처리 하는 방법에 있어서,상기 웨이퍼의 상기 표면층 및 상기 벌크층 내에 결정 격자 빈자리들을 형성하기 위해 상기 웨이퍼를 분위기 내에서 열처리하는 단계;적어도 약 100 ppma의 산소 분압을 갖는 분위기 내에서 약 1150 ℃를 넘는 온도에서 상기 열처리된 웨이퍼를 열어닐하는 단계; 및최대 밀도가 상기 중심면 또는 그 근처에 존재하고 상기 웨이퍼의 앞면 방향으로 농도가 일반적으로 감소하며, 상기 표면층과 상기 벌크층에서의 상기 농도 차이가 750 ℃ 이상에서 상기 웨이퍼를 열처리하여 상기 표면층에서는 디누드 영역을 형성하고 상기 벌크층 내에서는 상기 빈자리들의 농도에 주로 의존하는 산소 클러스터들 및 침전물들의 농도로 상기 산소 클러스터들 또는 침전물들을 형성할 수 있을 정도인 빈자리 농도 프로파일을 갖는, 상기 웨이퍼를 생산하기 위해 상기 열처리된 웨이퍼의 냉각 속도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위한 상기 열처리는 적어도 약 1175℃ 의 온도에서 약 60 초 이상의 시간 동안 웨이퍼를 가열하여 수행되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,결정 격자 빈자리를 형성하기 위해 상기 웨이퍼는 질화 분위기에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 분위기는 약 5,000 ppma 이하의 산소 분압을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위해 상기 웨이퍼는 비질화 분위기에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 분위기는 주로 아르곤, 헬륨 또는 그 혼합물들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 분위기는 약 5,000 이하의 산소 분압을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위한 상기 열처리 전에 산소를 함유하는 분위기 하에서 상기 웨이퍼를 가열하여 상기 웨이퍼의 상기 앞면에 산화막을 성장시키는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 8 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위해, 상기 웨이퍼가 질화 분위기에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 8 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위해, 상기 웨이퍼가 비질화 분위기에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 열어닐을 위한 온도는 상기 열처리를 위한 온도와 거의 동일한 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 열어닐의 분위기는 적어도 약 200 ppma의 산소 분압을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 어닐된 웨이퍼는 결정 격자 빈자리들이 실리콘 내에서 비교적 이동성이 있는 온도 범위에 걸쳐 적어도 약 20 ℃/sec 의 속도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 어닐된 웨이퍼가 결정 격자 빈자리들이 실리콘 내에서 비교적 이동성이 있는 온도 범위에 걸쳐 적어도 약 50 ℃/sec 의 속도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 열어닐 전에, 상기 열처리된 웨이퍼가 결정 격자 빈자리들이 실리콘 내에서 비교적 이동성이 있는 온도 범위에 걸쳐 적어도 약 50 ℃/sec 의 속도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 열어닐 전에, 상기 열처리된 웨이퍼가 결정 격자 빈자리들이 실리콘 내에서 비교적 이동성이 있는 온도 범위에 걸쳐 적어도 약 100 ℃/sec 의 속도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 다음의 열처리 단계에서 상기 웨이퍼 내의 산소의 침전 거동에 영향을 주기 위해, 앞면, 뒤면, 상기 앞면과 상기 뒤면 사이의 중심면, 상기 앞면에서 상기 중심면쪽으로 측정된 거리 D와 상기 앞면 사이의 상기 웨이퍼의 영역을 포함하는 표면층 및 상기 중심면과 상기 표면층 사이의 상기 웨이퍼의 영역을 포함하는 벌크층을 구비하는 단결정 실리콘 웨이퍼를 열처리 하는 방법에 있어서,상기 웨이퍼의 상기 표면층 및 상기 벌크층 내에 결정 격자 빈자리들을 형성하기 위해 상기 웨이퍼를 분위기 내에서 열처리하는 단계;산소 함유 분위기에서 상기 웨이퍼를 열처리하여 상기 열처리된 웨이퍼의 표면을 산화시키는 단계; 및최대 밀도가 상기 중심면 또는 그 근처에 존재하고 상기 웨이퍼의 앞면 방향으로 농도가 일반적으로 감소하며, 상기 표면층과 상기 벌크층에서의 상기 농도 차이가 750 ℃ 이상에서 상기 웨이퍼를 열처리하여 상기 표면층에서는 디누드 영역을 형성하고 상기 벌크층 내에서는 상기 빈자리들의 농도에 주로 의존하는 산소 클러스터들 및 침전물들의 농도로 상기 산소 클러스터들 또는 침전물들을 형성할 수 있을 정도인 빈자리 농도 프로파일을 갖는, 상기 웨이퍼를 생산하기 위해 상기 열처리된 웨이퍼의 냉각 속도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 17 항에 있어서,발열 증기의 존재 하에서 상기 웨이퍼를 가열하여 상기 열처리된 웨이퍼의 표면을 산화시키는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 17 항에 있어서,적어도 약 100 ppma의 산소 분압을 갖는 산소 함유 분위기에서 상기 웨이퍼를 가열하여 상기 열처리된 웨이퍼의 표면을 산화시키는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위해, 상기 웨이퍼는 질화 분위기에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위해, 상기 웨이퍼는 비질화 분위기에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위한 상기 열처리 이전에 산소 함유 분위기의 존재 하에서 상기 웨이퍼를 가열하여 상기 웨이퍼의 상기 앞면에 산화막을 성장시키는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,적어도 약 1150 ℃ 의 온도로 상기 웨이퍼를 가열하여 상기 열처리된 웨이퍼를 산화시키는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,상기 산화된 웨이퍼는 결정 격자 빈자리들이 실리콘 내에서 비교적 이동성이 있는 온도 범위에 걸쳐 적어도 약 20 ℃/sec 의 속도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,상기 산화된 웨이퍼는 결정 격자 빈자리들이 실리콘 내에서 비교적 이동성이 있는 온도 범위에 걸쳐 적어도 약 50 ℃/sec 의 속도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 20 항에 있어서,결정 격자 빈자리들을 형성하기 위한 상기 열처리는 약 60 초 이하의 시간 동안 적어도 약 1175 ℃ 로 상기 웨이퍼를 가열하여 수행되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
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