[发明专利]由单晶硅构成的半导体晶片和用于制备由单晶硅构成的半导体晶片的方法

说明书

本发明涉及具有前侧、后侧、中部和周边的由单晶硅半导体晶片，并涉及所述半导体晶片的制备，所述半导体晶片包括：从所述中部延伸至所述周边的空穴占优势的中性区域；从所述前侧延伸进入所述半导体晶片的内部中至不小于20μm的深度的洁净区，其中借助于铂扩散和DLTS确定的所述洁净区中的空穴密度不超过1×10¹³个空穴/cm³；不小于4.5×10¹⁷个原子/cm³且不超过5.5×10¹⁷个原子/cm³的氧浓度；所述半导体晶片的所述内部中的区域，该区域与所述洁净区邻接并且具有可借助于热处理形成为具有不小于6.0×10⁹/cm³的峰值密度的BMD的核，其中所述热处理包括在4小时的时段内将所述半导体晶片加热至800℃的温度，以及在16小时的时段内将其加热至1000℃的温度。

本发明涉及由单晶硅构成的半导体晶片和用于制备由单晶硅构成的半导体晶片的方法。半导体晶片的性质是半导体晶片的洁净区(DZ)和内部区域，所述半导体晶片具有可形成为具有高峰值密度的BMD的核。半导体晶片展示在其表面上产生的栅极氧化物的高电击穿电阻。因此，即使在提供相对小的热预算(thermal budget)的条件下，它也特别适于制备具有与非逻辑(NAND logic)的电子元件。

用于制备由单晶硅构成的半导体晶片的方法包括各自在特定温度范围中的温度下在不同气氛中的两次RTA处理。

现有技术/问题

具有洁净区和具有相对高浓度的BMD(本体微缺陷(bulk micro defect))的内部区域的半导体晶片是例如US 2010/0 105 191 A1的主题。为了制备这种已知的半导体晶片，通过CZ法生长单晶硅并进一步处理以制备半导体晶片。在拉制单晶时，注意调节单晶和熔体之间界面处的拉制速度V和轴向温度梯度G，使得形成中性区域N。在中性区域N中，间隙硅原子(硅间隙)和空穴的浓度低于浓度阈值，高于该浓度阈值，形成诸如Lpit(大凹坑)和COP(晶体原生粒子)的缺陷。硅间隙相对于空穴占优势的中性区域被称为Ni区域。空穴相对于硅间隙占优势的中性区域被称为Nv区域。描述于US 2010/0 105 191 A1中的用于制备由单晶硅构成的半导体晶片的方法包括在氧化气氛中对半导体晶片进行RTA(快速热退火)处理，之后去除在RTA处理期间形成的氧化物层，然后在氮化气氛中进行RTA处理。

由单晶硅构成的上述已知半导体晶片并不完全满足电子元件制造商的所有要求，特别是不满足制备具有与非逻辑的电子元件所期望的那些要求。因此，本发明的目的是提供由单晶硅构成并满足此类要求的半导体晶片。

本发明的目的是通过具有前侧、后侧、中部和周边的由单晶硅构成的半导体晶片来实现的，所述半导体晶片包括：

从所述中部延伸至所述周边的Nv区域；

从所述前侧延伸进入所述半导体晶片的内部中至不小于20μm的深度的洁净区，其中借助于铂扩散和DLTS确定的所述洁净区中的空穴密度不超过1×10¹³个空穴/cm³；

不小于4.5×10¹⁷个原子/cm³且不超过5.5×10¹⁷个原子/cm³的氧浓度；

所述半导体晶片的所述内部中的区域，该区域与所述洁净区邻接并且具有可借助于热处理形成为具有不小于6.0×10⁹/cm³的峰值密度的BMD的核，其中所述热处理包括在4小时的时段内将所述半导体晶片加热至800℃的温度，以及在16小时的时段内将其加热至1000℃的温度。

洁净区是半导体晶片的晶格区域，其不含BMD，并且其中不可借助于热处理产生BMD。