[发明专利]外延晶片的制造方法

说明书

外延晶片的制造方法包括准备工艺和生长工艺。在准备工艺中，准备掺杂有红磷的低电阻率基板W。基板W中添加5×10supgt;19/supgt;atoms/cm³以上的磷作为掺杂剂。在生长工艺中，在1040℃以上且1130℃以下的温度下，以2μm/min以下的生长速度，在基板W上生长外延层。由此，提供一种可以抑制积层缺陷的外延晶片的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种外延晶片的制造方法。

背景技术

例如，在用于移动终端等的半导体元件基板上使用外延晶片。就该半导体元件而言，为了满足省电需求，需要降低开机电阻。降低开机电阻的具体方法有将半导体元件基板薄膜化的方法和降低半导体元件基板电阻率的方法，但由于半导体元件的设备特性，将半导体元件基板薄膜化存在限制。因而，在掺杂高浓度掺杂剂的低电阻率硅单结晶基板上生长外延层，制造作为半导体元件基板的低电阻率的外延晶片。作为这种外延晶片，专利文献1～3公开了一种在低电阻率半导体基板上生长外延层的外延晶片。

作为该外延晶片基底的硅单结晶基板以掺杂高浓度掺杂剂提取而成的铸锭基底为原料制造而成。然而，如果掺杂剂中使用Sb(锑)、As(砷)等n型掺杂剂，在捞出时掺杂的掺杂剂就会蒸发。因此，如果生长外延晶片的硅单结晶基板是n型，则使用以挥发性较低的磷(红磷)作为掺杂剂掺杂的硅单结晶基板。然后，在准备好的硅单结晶基板主表面上，通过外延层的气相生长，制造低电阻率的外延晶片。

但是，如果在掺杂高浓度磷的低电阻率硅单结晶基板上生长外延层，在气相生长后的外延晶片主表面上会产生很多堆垛层错(积层缺陷)。如果使用该发生积层缺陷的外延晶片来制造半导体元件，则会降低半导体元件(device)的特性(主要是抗压特性)。因此，必须将产生积层缺陷的数量降低到不影响设备特性的水平以下。

在外延晶片主表面观察到的积层缺陷是低电阻率硅单结晶基板上产生的结晶缺陷等作为起点并传播至外延晶片主表面，从而被观察到的。因为该积层缺陷具有随着硅单结晶基板电阻率的降低而增加的倾向，因此可以认为积层缺陷的形成与作为掺杂剂的磷有关。

因此，采用了在低电阻率硅单结晶基板上生长外延层之前，通过氯化氢气体对该硅单结晶基板的主表面进行气相蚀刻来净化基板表面进而抑制积层缺陷产生的方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：特开2012-156303号公报

专利文献2：特开2014-82242号公报

专利文献3：特开2005-79134号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，即便在实施了该气相蚀刻的低电阻率硅单结晶基板上生长外延层，在外延晶片上有时也会产生对半导体元件特性造成不良影响的浓度的积层缺陷。

本发明的课题在于提供一种可以抑制积层缺陷的外延晶片的制造方法。

解决课题的方法及发明效果

本发明的外延晶片的制造方法，包括：准备工艺，其准备掺杂有磷的低电阻率硅单结晶基板，生长工艺，其在硅单结晶基板上，在1040℃以上且1130℃以下的温度下，以2μm/min以下的生长速度生长外延层。