[发明专利]外延硅晶片的制备方法及外延硅晶片

说明书

本发明的课题在于减少SF产生。解决手段为在添加磷使得电阻率为0.6mΩ·cm以上且0.9mΩ·cm以下的硅晶片的表面设置有外延膜的外延硅晶片的制备方法，所述制备方法具有：晶片形成工序，其中，通过CZ法使硅单晶生长，并切割出硅晶片；簇固溶处理工序，其中，在所述硅晶片中，制成在用平面TEM观察其表面的情况下规定尺寸的缺陷不被检出的状态；和外延膜生长工序，其中，在所述硅晶片的表面使外延膜生长。

技术领域

本发明涉及外延硅晶片的制备方法和外延硅晶片，特别是涉及适合用于磷掺杂的低电阻的硅晶片的技术。

背景技术

例如，对于功率MOS晶体管用的外延硅晶片，要求其硅晶片的基板电阻率非常低。为了充分降低硅晶片的基板电阻率，已知在作为硅晶片原料的单晶的锭(以下称为单晶锭)的提拉工序中(即在硅晶体的培育时)，在熔融硅中掺杂砷(As)、锑(Sb)作为电阻率调整用的n型掺杂剂的技术。但是，由于这些掺杂剂非常容易蒸发，所以难以充分提高硅晶体中的掺杂剂浓度，难以制备具有要求的程度的低电阻率的硅晶片。

因此，作为具有与砷(As)、锑(Sb)相比挥发性较低的性质的n型掺杂剂，高浓度地掺杂有磷(P)的基板电阻率非常低的硅晶片逐渐得到使用(例如参照专利文献1)。

在该专利文献1中，记载了：若在培育单晶锭时同时掺杂了高浓度的磷和锗(Ge)的硅晶片上使外延膜生长，则在外延膜产生大量的层错(stacking fault，以下称为SF)，该SF作为高低差出现在硅晶片的表面，硅晶片表面的LPD (Light Point Defect：亮点缺陷)水平大幅恶化。

为了消除如上所述的不良情况，在专利文献1中，公开了在氢气气氛下对硅晶片进行预烘烤处理后，通过CVD法在1000℃~1090℃的低温下使外延膜生长。

另一方面，由于外延硅晶片在高温下进行外延生长，所以在单晶锭的培育阶段在晶体内形成的氧析出物(BMD)、氧析出核等会因高温热处理而消失，有吸杂能力低的问题。

作为用于消除吸杂不足的对策，已知在外延生长处理前进行多晶硅背封(PBS)法的技术。多晶硅背封法是在硅晶片的背面形成多晶硅膜，利用在与硅晶片的界面等形成的应变场、晶格失配的EG (External Gettering，外吸杂)法的一例。

在专利文献2中，为了提高吸杂能力，公开了在培育单晶锭时掺杂了磷和锗的硅晶片上使外延膜生长时，在使外延膜生长前，在特定PBS条件下在硅晶片的背面形成多晶硅膜。

具体而言，公开了：在硅晶片的背面形成多晶硅膜的情况下，在外延膜上也大量产生SF，该SF作为高低差出现在硅晶片的表面，有硅晶片表面的LPD水平大幅恶化的不良情况，因此通过在硅晶片的背面于低于600℃的温度形成多晶硅膜，可有效地抑制SF的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-153631号公报

专利文献2：日本特开2011-9613号公报

专利文献3：日本特开2003-273063号公报

专利文献4：日本特开2011-114210号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，近年来产生基板电阻率为0.9mΩ·cm以下的n型硅晶片的需求。为了应对如上所述的需求，需要在培育单晶锭时高浓度地掺杂了红磷的硅晶片上形成有外延膜的外延硅晶片。

因此，在制备如上所述的外延硅晶片时，考虑应用如专利文献1、2所记载的方法。