TW540100B - Method for the production of an epitaxially grown semiconductor wafer - Google Patents
Method for the production of an epitaxially grown semiconductor wafer Download PDFInfo
- Publication number
- TW540100B TW540100B TW090112557A TW90112557A TW540100B TW 540100 B TW540100 B TW 540100B TW 090112557 A TW090112557 A TW 090112557A TW 90112557 A TW90112557 A TW 90112557A TW 540100 B TW540100 B TW 540100B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- substrate wafer
- scope
- wafer
- patent application
- item
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 16
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N dichlorosilicon Chemical compound Cl[Si]Cl BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 208000034189 Sclerosis Diseases 0.000 claims 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 2
- XQVKLMRIZCRVPO-UHFFFAOYSA-N 4-[(2-arsonophenyl)diazenyl]-3-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound C12=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C2C=C(S(O)(=O)=O)C(O)=C1N=NC1=CC=CC=C1[As](O)(O)=O XQVKLMRIZCRVPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241000679125 Thoron Species 0.000 claims 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 claims 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 claims 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 64
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N diboron Chemical compound B#B ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
540100 五、發明說明（1) 本發明與一種用以製造具有一正面、一背面及正面沉 積有半導體材料磊晶（外延）層之半導體晶圓（片）之方法有 關。 依照既有技術，由中間產品製造磊晶生長半導體晶圓 之加工順序為：研磨性拋光-精密拋光-清洗-磊晶，於一 1 微米X 1微米面積内，用原子力顯微鏡（AFM)法量測，研 磨性拋光後之表面粗度約為〇 · 5至3 RMS (根均值，均方根） ，視加工情況而定，精密拋光後約為0 · 〇 5至0 · 2毫微米 RMS ° 歐洲專利申請案EP 71 1 8 54 A 1中曾述及一種製造系 φ 晶生長晶圓之方法，其中係將一經雜割-精研—姓刻之石夕晶 圓加以研磨性拋光，所得表面粗度為0 · 3至1 · 2 RMS (原子 · 力顯微鏡’ 1微米X 1微米）’為降低成本，在未實施平滑 精密拋光步驟之前沉積一磊晶矽層。就其電性而言，雖然 · 如此製造之磊晶層與先經過精密拋光步驟以傳統方式製造 之蠢晶層相若，但由於初始粗度較高，磊晶生長表面上局 部光線散射點（LLS)之入射較高，容易導致製作在該辈曰 圓上之元件之報廢率增加。 亦所週知者’基材晶圓（基片）内之瑕疫（該等瑕龜可 偵檢出來為氧化物沉澱），於磊晶層沉積後，可導致局部 彳馨 光線散射點之數目增加。歐洲專利ΕΡ- 9 5 9 1 5 4 A1中曾建 5義·於磊晶沉積前將基材晶圓施以熱處理，可減少近表面 . 瑕疲之數目。但經發現，如此達成之減少程度（尤其使用 可偵檢出許多瑕疵之基材晶圓時）仍嫌不足或提高成本。 - 540100 五、發明說明（2) ^—- 減低瑕疵之效果視熱處理之久暫而定。若熱處理僅將有關 成本維持在可承受水準之程度，磊晶生長表面上則發現極 多局部光線散射點。 所以其目的在說明一種方法，該方法可製得一種蠢晶 生長半導體晶圓，該晶圓之磊晶生長表面上無該等粗度及 局部光線散射點方面之缺點，而且該方法亦適於使用具有 可债檢氧化物沉殿瑕疲之半導體晶圓。另一目的在保持該 蠢晶生長半導體晶圓之其他性能至少與依照既有技術所製 屋晶生長半導體晶圓者相同。 、 本舍明之技術内谷係一種用以製造具有一正面及一背 面及正面沉積有半導體材料磊晶層之半導體晶圓之方法， 該方法包括下列諸加工步驟： (a )製備一具有拋光正面及特定厚度之基材晶圓； (b )於一磊晶反應器内，在有HC 1氣體及矽烷源存在、溫 度9 5 0至1 2 5 0 °C之情況下預處理該基材晶圓之正面，基材 晶圓之厚度實質上保持不變；及 i (c) 於經預處理之基材晶圓正面上沉積磊晶層。 | 此方法可製得一半導體晶圓，其中該磊晶層表面之最 大密度為每平方公分0 · 1 4個局部光線散射點及散射橫斷面 為大於或等於0 · 1 2微米。蟲晶層沉積之前，基材晶圓正面 之表面粗度為0 · 0 5至0 · 2毫微米根均值（由原子力顯微鏡於 1微米X 1微米大參考面上測得）。該半導體晶圓適用於半 導體工業，尤其適於製作線寬等於或低於〇.丨8微米之電子 元件。 540100 五、 ， 可 調 發 衡 0· 基 0· 動 體 若 情 單 產 公 薄 33 及 材 用 溫 發明說明（5) 將本方法（b)步驟内之基材晶圓（尤其矽晶 達到此目的。HC1氣體及石夕院源之濃度係經適當處理 整，俾石夕之沉積或半導體材料之#刻性腐飯實田口以 生，而且半導體晶圓之厚度亦實質上不芒；不致 狀態之現象可以承受，可承受之範圍是：沉=平 5微米/分鐘及蝕刻性腐蝕最多為〇 . 2微 铲夕二 材晶圓之厚度而言，亦包含厚度減少高達;就 達〇.2微米更佳），或厚度增加高達〇 ·尤未（^以 2微米更佳）。 又本、尤从向達 钱刻及沉積之反應速率夠高，所以表面上之石夕係 ，該表面上發生表面光滑及瑕疵移除作用。机 m之外，環境氣體中亦可含有摻質氣體:、尤1其-^理係在材料沉積至可承受程度之情況下實施，此種 >甚為適合。經此預處理之後，可獲 晶 1文j〗又双無瑕疵而光滑之 體矽表面。文獻中曾述及氫環境中之HC1對矽表面可 ^蝕刻^光滑效果（廖及羅斯：磊晶矽技術，學術出版 二二奥蘭多，佛羅里達，1 986，第71至73頁及漢慕德， 、"L積方法及技術手冊，諾斯出版公司，1988，第32至 頁）、。現在驚奇地發現，另有矽烷源存在，可大幅改善 加連表面之光滑及晶體瑕疵之移除。 曰特別適合的是，於第一個次步驟内將原有氧化物自基 曰曰圓之正面移除，最好於一隨後實施矽層磊晶沉積亦使 之反應器内，在9 0 0至1 2 0 0 °C溫度下（尤以1 1 0 0至1 1 5 0 °C 度下更佳）將該基材晶圓暴露於一純氫環境中。但，該 540100 五、發明說明（6) — -- 原生氧化，之移除亦可藉另一種習知方法，例如·· 氫處理=基材晶圓。之後該依照步驟（b)之預處理 化 最好藉將包括…源、Η。氣體ί 至 A 〇 ^ 初晶反應器内。若原生氧化物曾用氫預弁 移除，僅於業已存在之氫環境内添加矽烷源及仳丨即足夠 適當矽_烧源之特別實例包含矽烷（Si H4)、二氯矽烷（ SiH2Cl2)、三氯矽烷（SiHCl3)、四氯矽&(sicu或該等物 質之混合物。其中以三氯矽烷最佳。 關於本發明加工順序之步驟（c ): 在本發明加工順序之最後步驟内，藉一標準方法，於 依照步驟（b)處理所得基材晶圓至少正面上形成一磊晶層 此員工作係用化學蒸氣沉積（c v D )法完成，所用之矽烷 (S=4·)、—氯矽烷（SiH2C12)、三氯矽烷（SiHCl3)、四氯矽 烷1 C丨。4 )或該等物質之混合物係送至晶圓表面，在6 〇 〇 ΐ溫度下，該等物質於該處分解生成元素石夕及揮發 ^ ασ，並形成一磊晶矽層，亦即與半導體晶圓結晶定 =長之非結晶矽層。矽層之厚度最好為〇· 3微米至10微 =設定導電類型及預期之導電性，該磊晶詹可不摻任 何凡素或有計晝地摻以硼、磷、砷或錄。 石曰本發明加工順序（a)至㈧）經實施後，所製表面清晰之 曰f；長半導體晶圓，可在其進一步加工以製造半導體元 4 2則將其特性加以描繪。利用雷射原理操作之光學表面 儀二、所測得之結果為··蠢晶生長石夕表面之最大密度為
540100 五、發明說明（7) 母平方公分〇 · 1 4個局部光線散射點，表面粗度低於〇 · 2個 百萬分點及微粗度低於1毫微米根均值。 本發明所製磊晶生長半導體晶圓，尤其具有磊晶矽塗 層之矽晶圓，符合製造線寬等於或低於〇· 18微米半導體元 件所需之條件。經驗證本發明之方法乃製造具有上述特徵 之蠢晶生長矽晶圓所遇問題之最佳答案。局部幾何形狀改 正可避免採用電漿蝕刻等成本密集之步驟。精密拋光亦無 必要。由於加工步驟少，破裂之風險亦減低。 實驗例1 :
步驟（a ):為用於本實驗例，所提供者係雙面拋光、 作為基材晶圓之3 0 0公厘矽晶圓，該等晶圓曾經對應地加 以抛光、清洗及烘乾。拋光前諸晶圓之粗度係〇 · 7毫微米 根均值（原子力顯微鏡，1微米X 1微米面積）。 步驟（b):實施磊晶塗被之前，於該磊晶反應器内，
將該等半導體晶圓之正面施以預處理，其目的係：於第一 個次（部分）步驟内移除正面上之原生氧化物及於第二個次 步驟内大幅減低表面上之粗度，俾於磊晶塗被之後可製得 表面粗度及局部光線散射點數目等性能獲致大幅改進之半 導體晶圓。於氫環境内、在丨丨2 〇 °c溫度下，首先將原生氧 化物移除’歷時一分鐘，可達成此目的。在1140溫度下 將HC1氣體及三氯矽烷加入氫環境内，歷時3 〇秒鐘，其目 的在大幅減低仍存在於正面上之粗度。沉積反應及蝕刻反 應在1 0 0 0標準立方公分/分鐘HC1及“⑽標準立方公分/分 鐘三氯石夕烧（飽和溫度為2 〇它）之情況下達到平衡，預處理
第11頁 540100 五、發明說明（8) 晶圓之粗度為〇 . 〇 9毫微米根均值。 步驟（C ):於一蟲晶反應内’依照既有技術，在經 步驟（b )預處理之半導體晶圓正面上供以磊晶生長石夕晶圓 ，利用SiHCl3作為矽成分，並以摻二硼烷（B2H6)以調整阻 力。在11 4 0 °C反應室溫度下，以3微米/分鐘之沉積速率沉 積之層厚為3 · 2微米。 磊晶生長矽晶圓特性之描繪：
正面上曾以磊晶方式生長矽層之矽晶圓，其磊晶生長 正面上之瑕疵，係利用一種依照雷射原理操作之KLA-Ten cor工廠製造之SP1型表面檢查儀器加以特性描繪；其 局部光線散射點之總數為等於或大於0.1 2微米，DWN(「暗 域寬」）通道之平均值為20 ± 9，對應於0· 03個局部光線散 射點/平方公分，其霧值為〇 · 〇 6 ± 0 · 0 3個百萬分點，及根 均值為0 · 0 7毫微米（1 X 1平方微米面積）。 比較例1 -未經預處理：
將具有實驗例1同樣特性之矽晶圓作為基材晶圓。未經 施以本發明所述之預處理，正面加以蠢晶塗被後，於DWN 通道内發現其局部光線散射點瑕疵等於或大於〇. 1 2微米者 之平均值為368± 124，對應於〇.52± 0.18個局部光線散射 點/平方公分。其霧值為0 · 0 9 ± 0 · 0 4個百萬分點。 比較例2 -僅用HC1預處理： 將具有實驗例1同樣特性之矽晶圓作為基材晶圓。實 施蠢晶塗被前’於蠢晶反應器内，用H C 1將石夕晶圓之正面 細> 以預處理。為此，在1 1 4 0 °C溫度下，於氫氣環境中添加
540100 五、發明說明（9) — HC1氣體’歷時3〇秒鐘或1分鐘。該經預處理晶圓之粗度為 0 · 3 2毫微米根均值（3 〇秒鐘）及〇 · 1 7毫微米根均值（丨分鐘） ’亦即與本發明用HC 1及三氯矽烷實施預處理之情形相較 ’處理時間雖為兩倍，粗度卻大幅提高。以磊晶矽層實施 塗被之後’經分別發現總局部光線散射點瑕疵數為丨3 2 土 28 ( 30秒鐘）及22 ± 15(1分鐘）；霧值為0· 07 ± 〇· 〇3個百萬 · 分點（3 0秒鐘）及〇 · 〇 6 ± 〇 · 〇 3個百萬分點（丨分鐘），其根均 -值粗度為0· 10毫微米（30秒鐘）及0· 09毫微米（1分鐘）。 依照上述實驗例1及兩個比較例所製3 0 0公厘矽晶圓之 正面、背面及邊緣係利用精於此項技藝者習知之標準方法 ，就晶圓表面之金屬污染，少數電荷載體壽命以及毫微表 面狀態特性加以描繪。各個實驗組間未發現有統計相關之 · 差異。 實驗例2 : 步驟（a ):為此實驗例，供以具有拋光表面之3 〇 〇公厘 石夕晶圓作為基材晶圓’在該等晶圓上可侦檢到瑕疲種子之 環狀堆積，亦即所謂之氧化感應疊層缺陷環。 I 步驟（b):實施磊晶塗被之前，於該磊晶反應器内，
|將該等半導體晶圓之正面施以預處理，其目的在將磊晶塗 被後仍可偵檢出之局部光線散射點之數目減至最低。在氫 氣環境内、11 5 0 °C溫度下，首先將原生氧化物移除，歷時 1分鐘，可達成此目的。在11 2 0 °C —溫度下，於氫氣環境中 添加HC 1及三氯矽烷，歷經另外6 0秒鐘[9 0 0標準立方公分/ 分鐘氣化氫及2 000標準立方公分/分鐘三氣矽烷（飽和溫度
第13頁
540100 五、發明說明（ίο) 2 0 〇C )]。 步驟（c )··之後’於蠢晶反應器内，依照既有技術， 於依照步驟（b )預處理過之半導體晶圓正面上提供一磊晶 生長矽晶圓。該塗被工作係1 120 °C溫度下實施，歷時75秒 鐘。 磊晶生長矽晶圓特性之描繪：正面上附有磊晶生長石夕 之石夕晶圓係利用依照雷射原理操作、K L A - T e n c 〇 r S p 1型之 表面檢查儀器，就其蠢晶生長正面之瑕疯加以特性描繪； 大於0· 12微米之局部光線散射點瑕疵總數為4〇。 比較例3至6，經過熱處理： 將具有實驗例2同樣特性之矽晶圓作為基材晶圓。實 施磊晶塗被前，在11 2 0 °C (比較例3 )，1 1 5 0 °C (比較例4 )及 1 2 0 0 °C (比較例5 )溫度下之氫氣内，將該等矽晶圓施以熱 處理，歷時6 0秒鐘，以取代本發明之預處理。在比較例6 内處理溫度同樣亦係1 1 5 0 °C，但處理時間為1 2 0秒鐘。隨 熱處理之後，磊晶塗被之條件與比較例4至6情形之實驗例 2者相同。在比較例3之情形中，塗被工作係在丨〇 9 〇。〇溫度 下實施’歷時8 1秒鐘。在磊晶塗被之後，局部光線散射點 瑕疵之數目分別為2 5 7 7 (比較例3 )、4 2 8 (比較例4 )及2 3 9 ( 比較例5 )及5 0 9 (比較例6 )。 比較例7-僅用HC 1實施預處理： 將具有實驗例2同樣特性之矽晶圓作為基材晶圓。與 實驗例2作對比，未添加三氯矽烷。下列磊晶塗被係在實 驗例2内同樣條件下實施。局部光線散射點瑕疵之數目為
第14頁 540100
第15頁
Claims (1)
- r正 六、申請專利範圍 f 540100 1· 一種用以製造具有一正面及一背面及正面沉積有半導 體材料蠢晶層之半導體晶圓之方法，其特徵為該方法包括 下列諸加工步驟： (a) 製備一具有拋光正面及特定厚度之基材晶圓； (b) 於一；日日反應内’在有HC1氣體及碎院源存在、溫 度950至1250 C之情況下預處理該基材晶圓之正面，基材 晶圓之厚度實質上保持不變；及 (c )於經預處理之基材晶圓正面上沉積磊晶層。2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中依照步驟（a )之抛 光正面係利用研磨性拋光為唯一拋光步驟而形成者。 3.如申請專利範圍第！項之方法，其中該基材晶圓之瑕 疵係可偵檢出之近表面氧化物沉澱或充有氧化物之細孔洞 f二申請專利範圍第3項之方法1中該基材晶圓含有 i辰度為3 X 1〇π至9 χ ι〇π個/立方公分之氧及至少一 質，該摻質係選自-個由氮、碳及删所組成之族群，視推 質種類而定，該等摻質之濃度範圍如下： 氮濃度範圍：1 χ 1〇1。至5 X 1〇11 2個/立方公分 碳濃度範圍：1 χ 1〇ΐ1至5 X ι〇π個/立方公分 石朋濃度範圍：超過5 χ 1〇〗3個/立方公分。Α刀1 ‘ s ΐ㈣專利範圍第1項之方法’其中該基材晶圓之正 面及月面係經同時拋光而形成拋光正面。 2 6.如申請專利範圍第卜員^法，其中僅基材晶圓之正 3 面加以拋光而形成拋光正面。 540100 六、申請專利範圍 7·如申請專利範圍第1項之方法，其中該基材晶圓之預 处及v胡日日層之/儿積係於蠢晶反應器内依照立即相互輪 替之方式實施。 ％ 8 ·如申明專利範圍第1項之方法，其中依照步驟（b)實施 基材晶圓預處理之過程中，原、生氧化物係於第一個次步驟 内自基材晶圓移除’在第二個次步驟内，該基材晶圓之處 理係在9 5 0至1 2 5 0 °C溫度下，於一添加ΗΠ氣體及一矽烷 之氳氣環境内實施。 9 ·如申明專利範圍第1項之方法，其中該矽院源係選自 一個，群，該族群包括：矽烷（SiH4)、二氯矽烷（SiH2Cl2) 、二氯矽烷（S1HCI3)、四氣矽烷（Sicl4)及該等物質之任何 混合物。 10·如申請專利範圍第1項之方法，其中HC1與矽烷源之濃 度比導致·石夕沉積之沉積速率低於0 · 5微米/分鐘或矽蝕刻 之餘刻速率低於〇· 2微米/分鐘，自該基材晶圓蝕除之材料 低於0 · 5被米及沉積在該基材晶圓表面上之材料低於〇 · $微 米。 11·如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（c )内所沉積 磊晶層之厚度為0 · 3微米至1 0微米，沉積溫度為6 至 1 2 5 0。。。 12·如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（c )内所沉積 之蠢晶層係利用一氧化氣體加以親水化。 13·如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（c )内所沉積 之磊晶層係加以濕化學親水化。第17頁 540100 六、申請專利範圍 14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中尚包括用以製造
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10025871A DE10025871A1 (de) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | Epitaxierte Halbleiterscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW540100B true TW540100B (en) | 2003-07-01 |
Family
ID=7643502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW090112557A TW540100B (en) | 2000-05-25 | 2001-05-24 | Method for the production of an epitaxially grown semiconductor wafer |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6630024B2 (zh) |
| EP (1) | EP1160360B1 (zh) |
| JP (1) | JP3889939B2 (zh) |
| KR (1) | KR100460308B1 (zh) |
| DE (2) | DE10025871A1 (zh) |
| TW (1) | TW540100B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI420003B (zh) * | 2009-02-25 | 2013-12-21 | Siltronic Ag | 經磊晶塗覆的矽晶圓的製造方法 |
| TWI424476B (zh) * | 2009-01-14 | 2014-01-21 | Siltronic Ag | 磊晶塗覆的矽晶圓及製造磊晶塗覆的矽晶圓的方法 |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6703290B2 (en) | 1999-07-14 | 2004-03-09 | Seh America, Inc. | Growth of epitaxial semiconductor material with improved crystallographic properties |
| DE19960823B4 (de) * | 1999-12-16 | 2007-04-12 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Halbleiterscheibe und deren Verwendung |
| JP4215447B2 (ja) * | 2002-04-17 | 2009-01-28 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| JP4089354B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2008-05-28 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | エピタキシャルウェーハとその製造方法 |
| EP1643544A4 (en) * | 2003-06-26 | 2009-07-01 | Shinetsu Handotai Kk | METHOD FOR MANUFACTURING EPITAXIAL SILICON WAFER AND EPITAXIAL SILICON WAFER |
| JP4423903B2 (ja) * | 2003-07-17 | 2010-03-03 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウェーハ及びその製造方法 |
| JP4682508B2 (ja) * | 2003-11-14 | 2011-05-11 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| DE102004005702A1 (de) | 2004-02-05 | 2005-09-01 | Siltronic Ag | Halbleiterscheibe, Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Halbleiterscheibe |
| WO2005084231A2 (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-15 | Asm Aemrica, Inc. | Germanium deposition |
| KR100870246B1 (ko) * | 2004-11-08 | 2008-11-25 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 반도체 장치의 제조방법 및 기판처리장치 |
| DE102004062356A1 (de) * | 2004-12-23 | 2006-07-13 | Siltronic Ag | Halbleiterscheibe mit einer Halbleiterschicht und einer darunter liegenden elektrisch isolierenden Schicht sowie Verfahren zu deren Herstellung |
| DE102004062355A1 (de) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Siltronic Ag | Verfahren zum Behandeln einer Halbleiterscheibe mit einem gasförmigen Medium sowie damit behandelte Halbleiterscheibe |
| DE102005045338B4 (de) | 2005-09-22 | 2009-04-02 | Siltronic Ag | Epitaxierte Siliciumscheibe und Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben |
| DE102005045339B4 (de) | 2005-09-22 | 2009-04-02 | Siltronic Ag | Epitaxierte Siliciumscheibe und Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben |
| DE102005045337B4 (de) | 2005-09-22 | 2008-08-21 | Siltronic Ag | Epitaxierte Siliciumscheibe und Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben |
| DE102006020825A1 (de) * | 2006-05-04 | 2007-11-08 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung einer Schichtenstruktur |
| JP4809175B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2011-11-09 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法 |
| EP1926130A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-28 | S.O.I.TEC. Silicon on Insulator Technologies S.A. | Method of improving the surface of a semiconductor substrate |
| US8362503B2 (en) * | 2007-03-09 | 2013-01-29 | Cree, Inc. | Thick nitride semiconductor structures with interlayer structures |
| JP5212472B2 (ja) * | 2008-06-10 | 2013-06-19 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| DE102009011622B4 (de) * | 2009-03-04 | 2018-10-25 | Siltronic Ag | Epitaxierte Siliciumscheibe und Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Siliciumscheibe |
| DE102009022224B4 (de) | 2009-05-20 | 2012-09-13 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung von epitaxierten Siliciumscheiben |
| DE102009030296B4 (de) | 2009-06-24 | 2013-05-08 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Siliciumscheibe |
| JP5453967B2 (ja) * | 2009-07-08 | 2014-03-26 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | エピタキシャルウェーハおよびその製造方法 |
| JP5434317B2 (ja) * | 2009-07-08 | 2014-03-05 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
| JP5516158B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2014-06-11 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
| DE112010004362T5 (de) | 2009-07-08 | 2012-12-13 | Sumco Corporation | Epitaxialwafer und verfahren zur herstellung desselben |
| WO2012102755A1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Applied Materials, Inc. | Carbon addition for low resistivity in situ doped silicon epitaxy |
| JP2013055231A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
| DE102012202099A1 (de) | 2012-02-13 | 2013-08-14 | Siltronic Ag | Verfahren zum Abkühlen von Scheiben aus Halbleitermaterial |
| DE102015200890A1 (de) | 2015-01-21 | 2016-07-21 | Siltronic Ag | Epitaktisch beschichtete Halbleiterscheibe und Verfahren zur Herstellung einer epitaktisch beschichteten Halbleiterscheibe |
| JP6924593B2 (ja) * | 2017-03-21 | 2021-08-25 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
| DE102017210450A1 (de) | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Siltronic Ag | Verfahren, Steuerungssystem und Anlage zum Bearbeiten einer Halbleiterscheibe sowie Halbleiterscheibe |
| CN111406129A (zh) * | 2017-12-21 | 2020-07-10 | 环球晶圆股份有限公司 | 处理单晶硅铸锭以改善激光散射环状/核状图案的方法 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3600242A (en) * | 1968-10-03 | 1971-08-17 | Ibm | Process for forming electrically stable doped epitaxial layers |
| NL7812388A (nl) * | 1978-12-21 | 1980-06-24 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleider- inrichting en halfgeleiderinrichting vervaardigd met behulp van de werkwijze. |
| JPS60202952A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH01179788A (ja) * | 1988-01-06 | 1989-07-17 | Nec Corp | Ｓｉ基板上への３−５族化合物半導体結晶の成長方法 |
| US4859626A (en) * | 1988-06-03 | 1989-08-22 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming thin epitaxial layers using multistep growth for autodoping control |
| US5227330A (en) * | 1991-10-31 | 1993-07-13 | International Business Machines Corporation | Comprehensive process for low temperature SI epit axial growth |
| JP3116487B2 (ja) * | 1991-11-22 | 2000-12-11 | ソニー株式会社 | 半導体エピタキシャル基板の製造方法 |
| JP2535701B2 (ja) * | 1992-03-27 | 1996-09-18 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| CA2113336C (en) * | 1993-01-25 | 2001-10-23 | David J. Larkin | Compound semi-conductors and controlled doping thereof |
| US5360509A (en) * | 1993-03-08 | 1994-11-01 | Gi Corporation | Low cost method of fabricating epitaxial semiconductor devices |
| JPH07230955A (ja) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Hitachi Ltd | 気相成長方法とその装置 |
| US5571373A (en) * | 1994-05-18 | 1996-11-05 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method of rough polishing semiconductor wafers to reduce surface roughness |
| JP3120825B2 (ja) * | 1994-11-14 | 2000-12-25 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウエーハ及びその製造方法 |
| US5611855A (en) * | 1995-01-31 | 1997-03-18 | Seh America, Inc. | Method for manufacturing a calibration wafer having a microdefect-free layer of a precisely predetermined depth |
| US5643405A (en) * | 1995-07-31 | 1997-07-01 | Motorola, Inc. | Method for polishing a semiconductor substrate |
| US5705409A (en) * | 1995-09-28 | 1998-01-06 | Motorola Inc. | Method for forming trench transistor structure |
| US5945704A (en) * | 1998-04-06 | 1999-08-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Trench capacitor with epi buried layer |
| EP0959154B1 (en) * | 1998-05-22 | 2010-04-21 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | A method for producing an epitaxial silicon single crystal wafer and the epitaxial single crystal wafer |
| US6221168B1 (en) * | 1998-06-16 | 2001-04-24 | Fsi International, Inc. | HF/IPA based process for removing undesired oxides form a substrate |
| US6338756B2 (en) * | 1998-06-30 | 2002-01-15 | Seh America, Inc. | In-situ post epitaxial treatment process |
| DE19905737C2 (de) | 1999-02-11 | 2000-12-14 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit verbesserter Ebenheit |
| US6190453B1 (en) * | 1999-07-14 | 2001-02-20 | Seh America, Inc. | Growth of epitaxial semiconductor material with improved crystallographic properties |
-
2000
- 2000-05-25 DE DE10025871A patent/DE10025871A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-05-10 EP EP01111147A patent/EP1160360B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-10 DE DE50100024T patent/DE50100024D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-23 JP JP2001154250A patent/JP3889939B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-23 KR KR10-2001-0028410A patent/KR100460308B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-05-24 TW TW090112557A patent/TW540100B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-05-24 US US09/864,994 patent/US6630024B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI424476B (zh) * | 2009-01-14 | 2014-01-21 | Siltronic Ag | 磊晶塗覆的矽晶圓及製造磊晶塗覆的矽晶圓的方法 |
| TWI420003B (zh) * | 2009-02-25 | 2013-12-21 | Siltronic Ag | 經磊晶塗覆的矽晶圓的製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020022351A1 (en) | 2002-02-21 |
| KR100460308B1 (ko) | 2004-12-04 |
| EP1160360B1 (de) | 2002-09-11 |
| US6630024B2 (en) | 2003-10-07 |
| DE50100024D1 (de) | 2002-10-17 |
| JP3889939B2 (ja) | 2007-03-07 |
| DE10025871A1 (de) | 2001-12-06 |
| EP1160360A1 (de) | 2001-12-05 |
| JP2002050579A (ja) | 2002-02-15 |
| KR20010107686A (ko) | 2001-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW540100B (en) | Method for the production of an epitaxially grown semiconductor wafer | |
| US5465680A (en) | Method of forming crystalline silicon carbide coatings | |
| KR101050377B1 (ko) | 반도체 박막 증착을 위한 개선된 공정 | |
| EP0639661B1 (en) | Method of forming crystalline silicon carbide coatings at low temperatures | |
| WO2012067112A1 (ja) | エピタキシャル炭化珪素単結晶基板の製造方法 | |
| US20070066082A1 (en) | Epitaxially coated silicon wafer and method for producing epitaxially coated silicon wafer | |
| JP3772088B2 (ja) | 半導体デイスクの製法 | |
| JP2012033944A (ja) | シリコンゲルマニウムの、平坦化及び欠陥密度を減少させる方法 | |
| CN100580881C (zh) | 氮化物半导体装置及其制造方法 | |
| US20240052521A1 (en) | Methods of forming silicon carbide coated base substrates at multiple temperatures | |
| Amaral et al. | The role of surface activation prior to seeding on CVD diamond adhesion | |
| Comfort et al. | I n situ arsenic doping of epitaxial silicon at 800° C by plasma enhanced chemical vapor deposition | |
| Watanabe et al. | Surface oxidation of aluminium nitride thin films | |
| JPH11130451A (ja) | 半導体熱処理装置用石英ガラス治具 | |
| López et al. | ArF-excimer laser induced chemical vapour deposition of amorphous hydrogenated SiGeC films | |
| US20240120240A1 (en) | Setup method for adjusting the temperature conditions of an epitaxy process | |
| JPH11274089A (ja) | 薄膜の製造方法 | |
| Elahi et al. | RETRACTED: Application of the HFCVD technique for growth of nano-rods and nano-crystals | |
| WO2023136345A1 (ja) | ダイヤモンドツール及びその製造方法 | |
| Abraham et al. | Effect of surface defects on CVD diamond nucleation on 6H SiC | |
| Shimada et al. | Synthesis of diamond on substrate with mechanical treatment by RF plasma CVD method | |
| JPH02199098A (ja) | 単結晶ダイヤモンドの製造法 | |
| JP2024019474A (ja) | 炭化ケイ素半導体エピタキシャル基板 | |
| JP2023104318A (ja) | ダイヤモンド接合体、電子デバイス及びダイヤモンド接合体の製造方法 | |
| JP2023082528A (ja) | 単結晶ダイヤモンド膜の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |