專利名稱：一定缺陷特性的半導(dǎo)體硅晶片的制法以及具有該特性的半導(dǎo)體硅晶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造具有關(guān)于聚結(jié)空位缺陷一定缺陷特性的半導(dǎo)體硅晶片的方法。本發(fā)明還涉及具有該缺陷特性的半導(dǎo)體硅晶片。
背景技術(shù)：
已知單晶硅可具有向內(nèi)生長(zhǎng)的缺陷，其是非期望的，因?yàn)樗鼈兏蓴_集成在硅中的電子元件的功能，甚至使該器件喪失功能。該缺陷尤其是點(diǎn)缺陷的附聚物，其中空位與硅晶格間隙原子不同。此類點(diǎn)缺陷傾向于過飽和地聚集為附聚物。聚集的空位缺陷(空洞)在文獻(xiàn)中通常稱作COP缺陷(晶體原生顆粒)、LPDs(光點(diǎn)缺陷)、LLS(局部光散射體)、LSTD(激光掃描斷層攝影缺陷)或FPD(流體圖案缺陷)。若該附聚物的尺寸已形成位錯(cuò)形式的二次缺陷，則硅晶格間隙原子被稱為A缺陷(A旋渦紋缺陷)或Lpit’s(大尺寸腐蝕坑)，若尚未產(chǎn)生二次缺陷，則被稱作B缺陷。
此外還已知點(diǎn)缺陷是在制造單晶期間形成的，在此情況下的控制參數(shù)是拉伸速率V與晶體生長(zhǎng)前沿處的軸向溫度梯度G的比例V/G。若該比例V/G大于臨界值ξc，該臨界值目前通常約為0.134mm2min-1K-1，則空位類型主要為點(diǎn)缺陷，若該比例V/G小于該臨界值ξc，則主要為硅晶格間隙原子。在單晶冷卻期間，已形成的點(diǎn)缺陷達(dá)到過飽和，并且可聚集成更大的群組。已知單晶從約1100℃冷卻至較低溫度的冷卻速率q對(duì)該聚集的空位缺陷的尺寸具有關(guān)鍵性的影響，甚至在該缺陷的密度升高時(shí)，隨著冷卻速率的提高，其尺寸減小。冷卻速率q與軸向溫度梯度G近似成正比，所以通過相應(yīng)地控制拉伸單晶期間的比例V/G，還可影響該聚集的點(diǎn)缺陷的尺寸，而且若該軸向溫度梯度G是已知的，還可預(yù)先估計(jì)所形成的聚集空位缺陷的尺寸。聚集的空位缺陷通常為八面體的形狀。此類缺陷的尺寸是指對(duì)應(yīng)于球體積的缺陷體積。
通過從單晶邊緣發(fā)射出的熱輻射導(dǎo)致軸向溫度梯度G朝該單晶邊緣方向伸展。軸向溫度梯度G(r)與單晶的徑向位置r在徑向上的關(guān)系以及上述聚集空位缺陷的尺寸與軸向溫度梯度G之間的關(guān)系所造成的直接后果是，在半導(dǎo)體晶片的空位區(qū)域內(nèi)，該缺陷的尺寸并非恒定不變，而是從該半導(dǎo)體晶片的中心朝邊緣方向遞減，然而該缺陷的密度卻以相同的方向遞增。
利用計(jì)算機(jī)程序(例如比利時(shí)的FEMAG Soft S.A.的FEMAG)可精確計(jì)算出軸向溫度梯度G，從而可通過控制拉伸速率而控制該比例V/G。同時(shí)，若已知軸向溫度梯度G，則可計(jì)算出引入的空位的徑向分布，從而可計(jì)算出聚集的空位缺陷的平均尺寸在徑向上的變化。Voronkov(Voronkov，V.V.及Falster，R.(1999)J.Appl.Phys.，86，(11)5975及Voronkov及Falster，R.(1998)J.Crystal Growth，194 76)所研究的公式為這些計(jì)算奠定了理論基礎(chǔ)。例如，該公式可預(yù)先計(jì)算出例如可被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的引入的空位的濃度、聚集的空位的濃度以及該附聚物的尺寸。
若該缺陷的尺寸在元件的結(jié)構(gòu)尺寸范圍內(nèi)，隨著電子元件集成密度的增加，其形成的結(jié)構(gòu)隨之減小，則該聚集的空位缺陷的存在成為問題。
為解決該問題，已有人建議控制該比例V/G，從而不形成聚集的點(diǎn)缺陷，因?yàn)槲催_(dá)到必需的點(diǎn)缺陷過飽和現(xiàn)象。但尤其是在制造大于200毫米的大直徑半導(dǎo)體硅晶片時(shí)，僅能極度困難地實(shí)現(xiàn)，由于軸向溫度梯度G與徑向位置r的關(guān)系，僅存在狹窄的加工窗口，比例V/G可在該狹窄的加工窗口的范圍內(nèi)改變。如依照Voronkov公式精確計(jì)算的結(jié)果表明，在空位富集的區(qū)域內(nèi)不發(fā)生空位聚集的V/G范圍非常狹窄，所以在技術(shù)上無法操作。類似的考慮適合于硅晶格間隙原子的多個(gè)面上的B缺陷。僅有更大的V/G范圍可避免Lpit’s的形成，因?yàn)楸仨毚笥陂g隙附聚物的臨界尺寸。
解決該問題的另一個(gè)途徑是，通過接近表面區(qū)域內(nèi)半導(dǎo)體晶片的熱處理消除聚集的空位缺陷。該熱處理同樣是復(fù)雜的，尤其是在氧化氣氛中無法完全實(shí)施(Ji Wook Seo和Young Kwan Kim，Journal of TheElectrochemical Society，149(7)G379-G383(2002))。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的見解，在熱處理期間有兩個(gè)階段的機(jī)理發(fā)生作用，第一階段中將氧化物層從該聚集的空位缺陷的內(nèi)表面去除。為此需要使來自接近表面區(qū)域的氧擴(kuò)散出去，從而消除此處的氧過飽和現(xiàn)象。之后通過與硅晶格間隙原子的重組并通過空位的向外擴(kuò)散作用，才能消除該聚集的空位缺陷。雖然在該半導(dǎo)體晶片上制造熱氧化物層可促進(jìn)硅晶格間隙原子的形成，但與諸如氬的非氧化氣氛內(nèi)實(shí)施的熱處理相比，為此而實(shí)施的半導(dǎo)體晶片的氧化熱處理是不利的，因?yàn)檫@阻礙了第一步驟中所需的從聚集的空位缺陷的內(nèi)表面消除氧化物層的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法不必消除聚集的空位缺陷，并因此避免了相關(guān)的困難，但確保存在此類缺陷不會(huì)對(duì)在隨后的加工步驟中由該半導(dǎo)體晶片進(jìn)一步加工而成的電子元件的功能造成任何危害。
本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體硅晶片的方法，其中利用Czochralski法拉伸硅單晶，并將其加工成半導(dǎo)體晶片，在拉伸單晶期間控制拉伸速率V與生長(zhǎng)前沿處的軸向溫度梯度G的比例V/G，從而在該單晶內(nèi)形成尺寸超過臨界尺寸的聚集的空位缺陷，在制造該元件過程中，在對(duì)電子元件具有重要意義的半導(dǎo)體晶片區(qū)域內(nèi)，使該聚集的空位缺陷收縮，從而使該區(qū)域內(nèi)的尺寸不再超過該臨界尺寸。
本發(fā)明還涉及半導(dǎo)體硅晶片，其在對(duì)電子元件具有重要意義的區(qū)域內(nèi)具有聚集的空位缺陷，其中該聚集的空位缺陷具有至少部分不含氧化物層的內(nèi)表面，且其尺寸小于50納米。


圖1所示為在未實(shí)施犧牲氧化作用的試驗(yàn)晶片上的GOI測(cè)量結(jié)果。
圖2、3及4所示為在預(yù)先實(shí)施犧牲氧化作用的試驗(yàn)晶片上實(shí)施同類的GOI測(cè)量的結(jié)果，其中制成給定厚度的氧化物層。
圖5所示為平均缺陷尺寸(缺陷直徑)作為徑向位置的函數(shù)的關(guān)系。
圖5a所示為由Voronkov公式求得的數(shù)值。
圖6所示為該試驗(yàn)晶片任何徑向位置處的尺寸分布的各個(gè)平均值。
圖7所示為V/G在徑向上的改變。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是基于以下認(rèn)識(shí)若封閉的內(nèi)氧化物層尚未形成，則該聚集的空位缺陷僅在大于臨界尺寸時(shí)才會(huì)對(duì)電子元件產(chǎn)生不良影響，并且在制造電子元件期間降低該缺陷的尺寸。制造電子元件通常需要實(shí)施熱處理，在該熱處理期間產(chǎn)生硅晶格間隙原子，該熱處理可具有縮小聚集的空位缺陷的尺寸的作用。具有該功效的熱處理特別是氧化熱處理，例如用于制造閘極氧化物。
若該聚集的空位缺陷的半徑小于該溫度下的特定半徑，最大為該特定半徑時(shí)該缺陷是熱力學(xué)穩(wěn)定的，在熱處理的溫度足夠高時(shí)，即使不在氧化氣氛中，該聚集的空位缺陷仍可消除。但尤其是在將來該事實(shí)并不太重要，這是因?yàn)榭偸窃诟偷臏囟认轮圃煸撾娮釉?br> 根據(jù)本發(fā)明所制的半導(dǎo)體晶片雖然具有聚集的空位缺陷，但由于其尺寸小而并不損害元件的功能，其中考慮在制造電子元件期間使該聚集的空位缺陷的尺寸減小。所述現(xiàn)有技術(shù)并未預(yù)期缺陷尺寸的減小，這是因?yàn)楸豢醋髌湎葲Q條件的內(nèi)氧化物層的消除受到形成硅晶格間隙原子及缺乏氧向外擴(kuò)散作用的抑制。
無需精確重復(fù)說明下列實(shí)際狀況，假設(shè)根據(jù)本發(fā)明的方法考慮聚集的空位缺陷，該聚集的空位缺陷由于其尺寸而具有不被氧化物層覆蓋或完全覆蓋的內(nèi)表面。該表面進(jìn)行兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性的反應(yīng)。硅晶格間隙原子會(huì)累積，而聚集的空位缺陷卻收縮。氧同樣可從單晶擴(kuò)散到該聚集的空位缺陷的內(nèi)表面，從而造成內(nèi)氧化物層的生長(zhǎng)。直至該氧化物層將該聚集的空位缺陷的內(nèi)表面完全覆蓋時(shí)，該硅晶格間隙原子不再進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性的累積。該假設(shè)與本申請(qǐng)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，依照該假設(shè)，在通過氧化熱處理，下文中還稱作犧牲氧化作用，使聚集的空位缺陷的尺寸減小期間，應(yīng)考慮其程度隨深度增加而遞減。在半導(dǎo)體晶片的表面上形成的熱氧化物層，下文中還稱作犧牲氧化物層，將硅晶格間隙原子注入位于該半導(dǎo)體晶片下方的區(qū)域內(nèi)。該硅晶格間隙原子達(dá)到聚集的空位缺陷，與該半導(dǎo)體晶片的表面相比，該聚集的空位缺陷位于晶體內(nèi)更深處，這是因?yàn)樵摴杈Ц耖g隙原子累積在更接近于半導(dǎo)體晶片表面的聚集的空位缺陷處，或在競(jìng)爭(zhēng)性形成內(nèi)氧化物層時(shí)才防止硅晶格間隙原子進(jìn)一步累積時(shí)，達(dá)到該聚集的空位缺陷。所以，聚集的空位缺陷位于晶體內(nèi)越深，即離半導(dǎo)體晶片的表面越遠(yuǎn)，則通過氧化熱處理使聚集的空位缺陷收縮得更小。依照本發(fā)明，在制造電子元件之后，半導(dǎo)體晶片內(nèi)的電子元件處，即對(duì)電子元件具有重要意義的區(qū)域內(nèi)，聚集的空位的尺寸必須不超過臨界尺寸，該結(jié)果應(yīng)根據(jù)本發(fā)明加以考慮。
為完美還述及其他熱處理，例如磷擴(kuò)散作用，產(chǎn)生硅晶格間隙原子，所以與氧化熱處理具有類似的效應(yīng)。但這些熱處理通常較不適合，這是因?yàn)槠洳豢杀苊獾馗淖儞诫s劑的分布，或具有其他缺點(diǎn)。因此，下文僅述及本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案。
本發(fā)明制造半導(dǎo)體晶片的方法符合將該半導(dǎo)體晶片進(jìn)一步加工成電子元件的可靠功能必須滿足的要求，而該要求通常是不同的。在此情況下，它們避免無需為了滿足該要求的消耗。
為評(píng)估具有聚集的空位缺陷的半導(dǎo)體硅晶片是否基本上適合作為制造電子元件的基材，建議使用閘極氧化物整體性(GOI)測(cè)量法。該高敏感性方法是在該晶片表面上制造金屬氧化物(MOS)半導(dǎo)體電容器，并利用施加電流-電壓測(cè)量法評(píng)估電擊穿場(chǎng)強(qiáng)。K.Yamabe，K.Taniguchi及Y.Matsushita的Proc.of the Internat.Reliability Phys.Symp.第184頁，IEEE，紐澤西州(1983)描述了制造及測(cè)量方法。差的擊穿強(qiáng)度是干擾的聚集空位缺陷的可靠指標(biāo)。相反地，若擊穿強(qiáng)度在100％的范圍內(nèi)，則認(rèn)為該半導(dǎo)體晶片適合于制造電子元件。
依照本發(fā)明的優(yōu)選的具體實(shí)施方案，在第一步驟內(nèi)制造試驗(yàn)晶片，其具有中心區(qū)域及邊緣區(qū)域，并具有一定尺寸的聚集的空位缺陷，該聚集的空位缺陷的尺寸從該試驗(yàn)晶片的中心區(qū)域向邊緣區(qū)域遞減。該試驗(yàn)晶片可由根據(jù)Czochralski法(CZ法)所制單晶及浮區(qū)法(FZ法)所制單晶制得，在其制造過程中，選擇比例V/G，使晶體中心內(nèi)高于臨界值ξc。根據(jù)FZ法所制單晶針對(duì)性地?fù)诫s氧的程度應(yīng)可與根據(jù)CZ法所制單晶相比較。由于軸向溫度梯度G隨徑向位置不同而改變，該空位缺陷的尺寸從中心區(qū)域向邊緣區(qū)域連續(xù)遞減。該聚集的空位缺陷的確定的尺寸取決于其徑向位置r。
在接下來的步驟中，對(duì)該試驗(yàn)晶片實(shí)施至少一次氧化熱處理(犧牲氧化作用)，其中在該晶片表面上形成一定厚度，優(yōu)選為1至2000納米的氧化物層(犧牲氧化物層)。該步驟應(yīng)在加熱及產(chǎn)生硅晶格間隙原子方面近似重復(fù)制造電子元件的方法，在制造元件期間，對(duì)根據(jù)本發(fā)明制得的半導(dǎo)體晶片實(shí)施該步驟。
隨后，將該犧牲氧化物層去除，并實(shí)施GOI測(cè)量。該測(cè)量清楚顯示從徑向位置r起該MOS電容器的擊穿強(qiáng)度恰好仍滿足各種要求。若未達(dá)到所要求的擊穿強(qiáng)度，則認(rèn)為存在尺寸大于臨界尺寸的聚集的空位缺陷。
在隨后制造單晶期間，應(yīng)注意單晶是在一定的條件下實(shí)施拉伸，在這些條件中，比例V/G對(duì)應(yīng)于一個(gè)值，該值可使尺寸大于臨界尺寸的聚集的空位缺陷在制造電子元件期間收縮之后恰好不再大于臨界尺寸。若對(duì)由如此所制單晶制得的半導(dǎo)體晶片實(shí)施GOI測(cè)量，則該半導(dǎo)體晶片是不適當(dāng)?shù)摹５驗(yàn)樵谠募庸み^程中已實(shí)施熱處理，該熱處理類似于試驗(yàn)晶片的氧化熱處理，該聚集的空位缺陷收縮至恰好不損害元件的臨界尺寸。
上述熱處理對(duì)聚集的空位缺陷的尺寸的影響與深度的關(guān)系可依據(jù)試驗(yàn)晶片實(shí)施氧化熱處理期間所形成的犧牲氧化物層的厚度加以說明。該犧牲氧化物層的厚度約為氧化作用所消耗的硅的2倍。若將GOI測(cè)量期間所形成的氧化物層忽略不計(jì)，其結(jié)果是若元件結(jié)構(gòu)不在位于半導(dǎo)體晶片內(nèi)的深度大于犧牲氧化作用期間所消耗硅的厚度時(shí)，該臨界尺寸可定為極限尺寸。否則，在對(duì)試驗(yàn)晶片實(shí)施氧化熱處理期間，相應(yīng)地增加犧牲氧化物層的厚度，以提供適合于更深區(qū)域的決定性的臨界缺陷尺寸的經(jīng)驗(yàn)。
本發(fā)明測(cè)試了直徑為125毫米的根據(jù)FZ法制得的半導(dǎo)體硅晶片，其拉伸速率為2.5毫米/分鐘，并且在此情況下?lián)诫s氧。氧濃度為5×1017原子/立方厘米，所以在根據(jù)Czochralski法拉伸材料的氧濃度的典型范圍內(nèi)。此外，選擇拉伸單晶期間的拉伸條件(V/G(r))，從而在從晶體中心至少至半徑＝0.8R(R＝晶體半徑)的區(qū)域內(nèi)形成聚集的空位缺陷。這是由摻雜氧的單晶所制半導(dǎo)體晶片上實(shí)施的GOI測(cè)量而加以確認(rèn)的。對(duì)由該單晶制得的試驗(yàn)晶片實(shí)施犧牲氧化作用(T＝1100℃)。改變其時(shí)間，從而形成不同厚度(200、400及800納米)的氧化物。隨后將氧化物(犧牲氧化物)去除，并實(shí)施GOI測(cè)量，其中再次形成25納米厚的氧化物層。
該測(cè)量的結(jié)果如圖1至4所示。
圖1所示為在未實(shí)施犧牲氧化作用的試驗(yàn)晶片上的GOI測(cè)量結(jié)果。該圖強(qiáng)調(diào)了在所施加的場(chǎng)強(qiáng)低于9百萬伏特/厘米的情況下?lián)舸┑脑囼?yàn)電容器。該灰色臺(tái)階表示實(shí)際的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。擊穿的試驗(yàn)電容器主要位于具有突出顯示的半徑的圓內(nèi)。
圖2、3及4所示為在預(yù)先實(shí)施犧牲氧化作用的試驗(yàn)晶片上實(shí)施同類的GOI測(cè)量的結(jié)果，其中制成給定厚度的氧化物層。
可以看出，在犧牲氧化物厚度為200納米時(shí)，可檢測(cè)的聚集空位區(qū)域的半徑顯著縮小。但該效應(yīng)隨犧牲氧化物厚度的增加而再次減小。與僅實(shí)施GOI測(cè)量但未實(shí)施氧化熱處理的試驗(yàn)晶片相比，在厚度為800納米時(shí)幾乎不存在任何可察覺的差異。
該結(jié)果證實(shí)了上述的假設(shè)，即通過犧牲氧化作用可使超過特定尺寸的聚集空位缺陷收縮，從而不再對(duì)電容器的擊穿特性造成任何不良影響。同樣證實(shí)了以晶片表面為基準(zhǔn)，該尺寸取決于深度，即隨著與晶片表面距離的增加而增加。
試驗(yàn)晶片上每個(gè)徑向位置的聚集空位缺陷的尺寸分布均可計(jì)算出。圖5所示為平均缺陷尺寸(缺陷直徑)作為徑向位置的函數(shù)的關(guān)系。將徑向位置及對(duì)應(yīng)的缺陷尺寸額外繪制出來，其中依照?qǐng)D1至4所示的結(jié)果，該試驗(yàn)電容器的擊穿強(qiáng)度仍恰巧是足夠的。該對(duì)應(yīng)的缺陷尺寸對(duì)應(yīng)于各個(gè)臨界尺寸。因?yàn)樾纬?00納米厚的犧牲氧化物層而消耗的硅達(dá)到約100納米的深度，使氧化物層的厚度減半，從而可達(dá)到適合于制造電子元件的區(qū)域的深度，這是因?yàn)樵摼奂目瘴蝗毕菸闯^該區(qū)域內(nèi)的臨界尺寸。
借助于計(jì)算出的缺陷尺寸(缺陷直徑)的徑向關(guān)系(圖5)，由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的臨界尺寸以100納米的深度為基準(zhǔn)約為23納米，或以200納米的深度為基準(zhǔn)約為20納米。圖5所示的缺陷尺寸代表圖6所示的該試驗(yàn)晶片任何徑向位置處的尺寸分布的各個(gè)平均值。圖6內(nèi)分布的最大值對(duì)應(yīng)于圖5內(nèi)所示的缺陷尺寸。圖5內(nèi)的缺陷尺寸及其在圖6內(nèi)的分布是由模擬計(jì)算求得的。若已知徑向V/G的改變(圖7)，則各個(gè)平均尺寸非常符合由Voronkov公式求得的數(shù)值(圖5a)。在Voronkov公式中，即缺陷直徑(cm)＝ε·(CV/q)1/2中，比例系數(shù)ε是3.6·10-12cm5/2K1/2min-1/2。如此確定的臨界尺寸可借助于圖7內(nèi)計(jì)算的徑向V/G的改變而歸入特定的V/G值，就該缺陷尺寸而言，在晶體拉伸期間，生長(zhǎng)的晶體的位置上均不超過該值。依照本發(fā)明發(fā)明人由Voronkov理論推導(dǎo)出的公式，(V/G-ξc)～D2·V2適用于V/G加工窗口，或由于在V/G＝ξc的附近實(shí)施拉伸，(V/G-ξc)～D2·G2，其中D是臨界缺陷直徑。因?yàn)樗谐叽缇怯赡M計(jì)算得知的，所以可確定比例常數(shù)α。依照具有G2關(guān)系的第二公式，該比例常數(shù)為0.56·108±10％mm2min-1K-3。這意謂著若D是由元件加工預(yù)先確定且G是由所選的拉伸加工預(yù)先確定的，則晶體必須以適當(dāng)?shù)姆绞嚼?，使此處給定的G在晶體的各個(gè)徑向位置上均滿足以下關(guān)系(V/G-ξc)≤α·D2·G2。對(duì)于G優(yōu)選地選擇晶體中心內(nèi)的值，這是因?yàn)镚通常取此處的最低值，所以首先超過此處的臨界缺陷直徑D。由該公式得知允許的加工窗口以與軸向溫度梯度G或拉伸速率V及臨界缺陷直徑D的平方成正比的方式上升。優(yōu)選地控制比例V/G，使下列關(guān)系成立V/G≥ξc。優(yōu)選地控制比例V/G，使得不產(chǎn)生Lpit’s。
最新一代的許多元件制造方法中，D的臨界值通常在20至50納米的范圍內(nèi)。其明顯小于利用Secco蝕刻所產(chǎn)生的FPD缺陷通常檢測(cè)出的尺寸范圍。根據(jù)FZ法所制的、未摻雜氧且未實(shí)施犧牲氧化作用的半導(dǎo)體晶片測(cè)得的臨界尺寸為18納米，即無加熱加工步驟，臨界尺寸小于20納米。該值與圖1內(nèi)未經(jīng)處理的摻雜氧的FZ法所制晶片所得的臨界尺寸相一致(比較圖1及圖5)。這清楚地表明圖1內(nèi)晶片所含具有臨界尺寸的缺陷，雖然已摻雜氧，但不具有氧化層。
權(quán)利要求
1.用于制造半導(dǎo)體硅晶片的方法，其中根據(jù)Czochralski法拉伸硅單晶，并將其加工成半導(dǎo)體晶片，在拉伸該單晶期間控制拉伸速率V與生長(zhǎng)前沿處的軸向溫度梯度G的比例V/G，從而在該單晶內(nèi)形成尺寸超過臨界尺寸的聚集的空位缺陷，在制造該元件過程中，在對(duì)電子元件具有重要意義的半導(dǎo)體晶片的區(qū)域內(nèi)，使該聚集的空位缺陷收縮，從而使該區(qū)域內(nèi)的尺寸不再超過所述臨界尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于試驗(yàn)晶片確定所述臨界尺寸，所述試驗(yàn)晶片是在制造元件之后實(shí)施加熱及產(chǎn)生硅晶格間隙原子方面的處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述試驗(yàn)晶片上形成厚度為1至2000納米的氧化物層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，使磷擴(kuò)散至所述試驗(yàn)晶片中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，控制所述比例V/G，使得G在單晶的各個(gè)徑向位置上均滿足以下關(guān)系式(V/G-ξc)≤α·D2·G2。其中α是數(shù)值為0.56·108±10％mm2min-1K-3的比例常數(shù)，D是臨界尺寸，而ξc是點(diǎn)缺陷類型不占主要地位的臨界值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，控制比例V/G，使以下關(guān)系成立V/G≥ξc。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，控制比例V/G，使得不產(chǎn)生Lpit’s。
8.硅的半導(dǎo)體晶片，其在對(duì)電子元件具有重要意義的區(qū)域內(nèi)具有聚集的空位缺陷，其中該聚集的空位缺陷具有至少部分不含氧化物層的內(nèi)表面，且其尺寸小于50納米。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體晶片，其中所述尺寸小于20納米。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體晶片，其中在制造元件的過程中，在對(duì)電子元件具有重要意義的半導(dǎo)體晶片的區(qū)域內(nèi)，使該聚集的空位缺陷收縮，從而使該區(qū)域內(nèi)的尺寸不再超過臨界尺寸，超過該臨界尺寸會(huì)損害元件的功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體晶片，其中在至少一種氧化熱處理過程中，在對(duì)電子元件具有重要意義的半導(dǎo)體晶片的區(qū)域內(nèi)，使該聚集的空位缺陷收縮，從而使該區(qū)域內(nèi)的尺寸不再超過臨界尺寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的半導(dǎo)體晶片，其特征在于，若在GOI測(cè)量中得出MOS電容器的擊穿強(qiáng)度，則不再損害電子元件的功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體硅晶片的方法，其中根據(jù)Czochralski法拉伸硅單晶，并將其加工成半導(dǎo)體晶片，在拉伸單晶期間控制拉伸速率V與生長(zhǎng)前沿處的軸向溫度梯度G的比例V/G，從而在該單晶內(nèi)形成尺寸超過臨界尺寸的聚集的空位缺陷，在制造該元件過程中，在對(duì)電子元件具有重要意義的半導(dǎo)體晶片的區(qū)域內(nèi)，使該聚集的空位缺陷收縮，從而使該區(qū)域內(nèi)的尺寸不再超過所述臨界尺寸。本發(fā)明還涉及半導(dǎo)體硅晶片，其在對(duì)電子元件具有重要意義的區(qū)域內(nèi)具有聚集的空位缺陷，其中該聚集的空位缺陷具有至少部分不含氧化物層的內(nèi)表面，而該聚集的空位缺陷的尺寸小于50納米。
文檔編號(hào)C30B29/06GK1896339SQ200610093779
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者維爾弗里德·馮·阿蒙, 瓦爾特·黑克爾, 安德烈亞斯·胡貝爾, 烏爾里希·蘭貝特 申請(qǐng)人:硅電子股份公司