KR950006036A - 열처리로 부터 야기된 미소결함이 작은 저 수소 농도 실리콘 결정과 그 제조방법 - Google Patents
열처리로 부터 야기된 미소결함이 작은 저 수소 농도 실리콘 결정과 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본원 발명은 열처리 공정시 생성된 산소 석출로 부터 야기된 미소 결함이 더 작은 저 수소 농도 실리콘 결정을 제조하는데 있다.
특히, 수소 농도의 의존성이 작고 미소 결함밀도 더 작은 0.55X1011㎝-3이하의 수소 농도를 포함하는 실리콘 결정은 반도체 장치의 기판으로서 사용될 수가 있다. 저 수소 농도 실리콘 기판은 실리콘 결정과 알려진 수소 농도를 갖는 수소 도프 실리콘 결정중의 수소 농도를 측정하고 이렇게 측정된 수소 농도를 비교함으로써 제조되며, 여기서 양쪽의 실리콘 결정은 그 안에 열 주개를 생성하도록 동일한 조건에서 열처리 되어진다. 알려진 수소 도프 실리콘 결정은 수소를 포함하는 분위기에서 수소 확산 열처리에 의해 제조되어지며, 여기서 수소 농도는 수소 부분압과 열처리 온도로 부터 계산된다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 열 주개(thermal donor)농도의 수소함량 의존성을 도시한 도,
제2도는 캐리어(carrier)농도의 열처리 시간 의존성을 도시한도,
제3도는 열 주개 농도비의 열처리 온도 의존성을 도시한도.
Claims (23)
- 결정속에 실제 과포화 상태로 되어 있는 산소 농도, 실리콘 결정의 산소 석출 열처리 공정으로 부터 야기된 산소를 포함하는 미소결정 결함의 밀도가 수소농도의 증가에 따라 급속히 증가하기 시작하는 임계 농도 보다 낮은 실리콘 결정속에 수소농도로 구성되는 저 수소농도 실리콘 결정.
- 제1항에 있어서, 실리콘 결정중의 수소 농도가 0.55X1011atoms ㎝-3인 저수소 농동 실리콘 결정.
- 과포화된 수소를 실제 포함하는 실리콘 결정중의 수소 농도를 측정하고, 상기 측정된 수소 농도의 정도에 따라 실리콘 결정이 저수소 농도 실리콘 결정과 동일한지 여부를 판정하는 단계로 구성되는 실제 과포화된 산소를 포함하는 저 수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 수소 농도의 측정단계가 실리콘 결정과 이미 알려진 서로 다른 수소농도를 각각 갖는 다수의 수소 도프 실리콘 결정에 동일하게 적용되는 조건하에서 가열하여 열 주개를 생성하는 주게 생성 열처리 공정단계, 상기 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정중의 상기 열 주개의 각각의 농도를 측정하는 단계, 및 상기 열 주개 농도와 상기 수소 도프 실리콘 결정의 알려진 수소 농도 사이의 관계로 상기 실리콘 결정중의 열 주개 농도를 보간 또는 보외하여 실리콘 결정중의 수소 농도를 얻는 단계로 더 구성되는 저 수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 실리콘 결정중의 수소 농도의 측정단계가 기간 t동안 실제 수소 농도를 포함하지 않는 분위기에서 수소 도프 실리콘 결정을 가열하여 소소 농도 Cs를 갖는 수소 도프 실리콘 결정의 표면 부근에 수소를 외부로 확산시키는 외부 확산 단계, 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정에 동일하게 적용된 조건하에 가열하여 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정중의 열 주개를 생성하는 열 주개 생성 열처리 단계, 수소 도프 실리콘 결정의 표면 부근에 깊이 방향을 따라 열 주개 농도의 분포와 실리콘 결정중의 열 주개의 농도를 측정하는 단계, 수소 도프 실리콘 결정의 표면에서 깊이 x와 실리콘 결정중의 열 주개 농도와 동일한 상기 깊이 x에서 관찰된 열 주개 농도를 얻는 단계, 및 erfc(오차보충함수)를 이용하는 식C=Cs(1-erfc(X(Dt)-½/2)(D:실리콘 결정중의 온도 TD에서 수소 확산 상수)을 사용하여 실리콘 결정중의 수소 농도 C를 계산하는 단계로 더 구성되는 저수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 실리콘 결정과 동일한 조건에서 알려진 수소 농도를 갖는 수소 도프 실리콘 결정을 열처리하여 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정중의 열 주개를 생성하는 주개 생성 열처리 단계, 수소 결정중의 열 주개 농도와 수소 도프 실리콘 결정중의 열 주개 농도와 비교하여 실리콘 결정이 저 수소 농도 실리콘 결정과 동일한지 여부를 판정하는 단계로 구성되는 저 수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 실리콘 결정의 수소를 포함하는 분위기에서의 온도에서 열처리되어 열처리 온도에서의 분위기에서 수소 부분압과 열 평형을 이루는 수소 농도를 갖는 수소 도프 실리콘 결정을 제조하는 수소 확산 공정 단계를 더 구성되는 저 수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 수소를 포함하는 분위기에서 수소 부분압이 수소 확산 공정들에 대하여 서로 다르게 설정되고 열처리 온도는 수소 확산 공정을 통하여 동일하게 설정되는 다수의 수소 확산 공정을 사용하여 각각 서로 다른 수소 농도를 갖는 다수의 수소 도프 실리콘 결정의 제조 단계로 더 구성되는 저 수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 수소를 포함하는 분위기에서 수소 부분압이 수소 확산 공정들을 통하여 동일하게 설정되고 열처리 온도는 수소 확산 공정에 대하여 서로다르게 설정되는 다수의 확산 공정을 사용하여 각각 서로 다른 수소 농도를 갖는 다수의 수소 도프 실리콘 결정의 제조단계로 더 구성되는 저 수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 주개 생성 열처리 공정이 430℃이하의 온도에서 실행되는 저수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 주개 생성 열처리 공정이 1시간 미만의 기간에서 실행되는 저수소 농도 실리콘 결정의 제조방법.
- 실리콘 결정의 수소농도는 실리콘 결정의 산소 석출 열처리 공정시 실리콘 결정에서 생성된 산소를 포함하는 미소 결함의 밀도가 실리콘 결정중의 수소 농도의 증가에 따라 함께 증가하는 임계 농도 이하인 실제 과포화 된 산소를 포함하는 실리콘 결정으로 부터 제조된 기판을 갖는 반도체 장치.
- 잉곳으로 부터 절단된 실리콘 결정중의 수소 농도를 측정하고, 수소농도의 정도에 따라 잉곳이 저 수소 잉곳인지 여부를 판정하며, 판정된 저 수소 농도로부터 기판을 제조하는 단계로 구성되는 실제 과포화된 산소를 포함하는 잉곳으로 부터 절단된 실리콘기판을 사용하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 실리콘 결정중의 수소 농도를 측정하는 단계가 잉곳으로 부터 절단된 실리콘 결정과 알려진 서로 다른 수소 농도를 각각 갖는 다수의 수소 도프 실리콘 결정을 동일한 조건에서 열처리하여 열 주개를 생성하는 주개 생성 열처리 공정단계, 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정중에 열 주개 농도를 측정하는 단계, 및 수소 도프 실리콘 결정중의 수소 농도와 실리콘 결정중의 알려진 수소 농도 사이의 관계로 실리콘 결정중의 열 주개 농도를 보간 또는 보외하여 실리콘 결정중에 수소 농도를 얻는 단계로 구성되는 반도체 장치의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 실리콘 결정중의 수소 농도를 측정하는 단계가 기간 t동안 실제 수소 농도를 포함하지 않는 분위기에서 수소 농도 Cs를 갖는 수소 도프 실리콘 결정을 열처리하여 수소 도프 실리콘 결정의 표면 부근에 수소를 외부로 확산시키는 외부 확산 단계, 잉곳으로 부터 절단됨 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정을 동일한 조건하에 열철하여 열 주개를 생성하는 열 주개 생성 열처리 단계, 수소 도프 실리콘 결정의 표면 부근에 깊이 방향을 따라 열 주개 농도의 분포와 실리콘 결정중의 열 주개 농도와 동일한 열 주개 농도를 관찰하는 깊이 X를 얻는 단계, 및 식C=Cs(1-erfc(X(Dt)-1/2/2)(D:온도 TD에서 수소 확산상수, erfc; 오차 보충함수)를 사용하여 실리콘 결정중의 수소 농도 C를 계산하는 단계로 구성되는 반도체 장치의 제조방법.
- 잉곳으로 부터 절단된 실리콘 결정과 동일한 조건에서 알려진 수소 농도를 갖는 수소 도프 실리콘 결정을 열처리하여 열 주개를 생성하는 주개 생성 열처리 단계, 수소 도프 실리콘 결정중의 주개 농도와 실리콘 결정중의 주개 농도를 비교하여 실리콘결정이 저 농도 열 주개를 포함하는지 여부를 판정하는 단계, 및 분류된 실리콘 결정을 절단한 잉곳으로 부터 실리콘 기판을 제조하는 단계로 구성되는 실제 과포화된 산소를 포함하는 잉곳으로 부터 절단된 실리콘 기판을 사용하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제14항, 제15항 또는 제16항에 있어서, 실리콘 결정을 수소를 포함하는 분위기에서 열처리하여 그 분위기에서 수소 부분압과 열 평형을 이루는 수소 농도를 갖는 수소도프 실리콘 결정을 제조하는 수소 확산 열처리 단계로 더 구성되는 반도체 장치의 제조방법.
- 제17항에 있어서, 수소를 포함하는 분위기에서 수소 부분압을 수소 확산 공정들에 대하여 서로다르게 설정하고 열처리 온도를 수소 확산 공정을 통하여 동일하게 설정하는 다수의 수소 확산 공정을 사용하여 각각 서로 다른 수소 농도를 갖는 다수의 수소 도프 실리콘 결정의 제조 단계로 더 구성되는 반도체 장치의 제조방법.
- 제17항에 있어서, 수소를 포함하는 분위기에서 수소 부분압이 수소 확산 공정들을 통하여 동일하게 설정되고 열처리 온도는 수소 확산 공정에 대하여 서로다르게 설정되는 다수의 확산 공정을 사용하여 각각 서로 다른 수소 농도를 갖는 다수의 수소 도프 실리콘 결정의 제조단계로 더 구성되는 반도체 장치의 제조방법.
- 제14항, 제15항 또는 제16항에 있어서, 주개 생성 열처리 공정이 430℃이하의 온도에서 실행되는 반도체 장치의 제조방법.
- 제20항에 있어서, 주개 생성 열처리 공정이 1시간 미만의 기간에서 실행되는 반도체 장치의 제조방법.
- 열 주개를 생성하도록 실리콘 결정과 각각 서로 다른 알려진 수소 농도를 갖는 다수의 수소 도프 실리콘 결정을 동일한 조건에서 열처리하는 주개 생성 열처리 단계, 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정중의 열 주개의 각 농도를 측정하는 단계 및 열 주개 농도와 수소 도프 실리콘 결정의 알려진 수소 농도사이의 관계로 실리콘 결정중의 열 주개 농도를 보간 또는 보외하여 실리콘 결정중의 수소 농도를 얻는 단계로 구성되는 실리콘 결정중의 수소 농도 측정방법.
- 온도 TD에서 기간 t동안 수소 농도를 실제 포함하지 않는 분위기에서 수소 도프 실리콘 결정을 가열하여 수소 농도 Cs를 갖는 수소 도프 실리콘 결정의 표면 부근에 수소를 외부로 확산시키는 외부 확산단계, 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정의 표면 부근에 수소를 외부로 확산시키는 외부 확산단계, 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정에 동일하게 적용된 조건에서 열처리하여 실리콘 결정과 수소 도프 실리콘 결정중에 열 주개를 생성하는 주개 생성 열처리 단계, 수소 도프 실리콘 결정의 표면 부근에 깊이 방향을 따라 열 주개 농도의 분포와 실리콘 결정중에 열 주개의 농도를 측정하는단계, 수소 도프 실리콘 결정의 표면으로 부터 깊이 X를 얻는 단계로서, 깊이 X에서 관찰된 열 주개 농도가 실리콘 결정중의 열 주개 농도와 동일하게 하는 단계, 및 오차 보충 함수 erfc를 이용한 식C=Cs(1-erfc(X(Dt)-½/2)(D:수소도프 실리콘 결정에서 온도TD에서 수소 확산상수)를 사용하여 실리콘 결정중에 수소 농도 C를 계산하는 단계로 구성되는 실리콘 결정중의 수소 농도 측정방법.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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