专利名称：一种制备高电阻率硅晶片的方法
技术领域：
本发明涉及半导体材料制造技术领域，特别涉及一种制备高电阻率硅晶片的方法。
背景技术：
近来，随着在用于制备高电阻率单晶硅晶片的制造技术中已经实现的改进，这种 晶片在高电阻率电子工业中的使用得到扩展。直拉(Czochralski，CZ)方法是制备单晶硅 晶片最常用的方法。但是由目前的技术制备的CZ硅也不是没有局限性。例如，硼是CZ硅 内的常见杂质。为了生长具有足够高的纯度以直接实现这种高电阻率的CZ材料，硼浓度通 常不超过1. 3 X IO13原子/厘米3。但是，一旦实现了这种低硼浓度，会存在第二个挑战，即 存在热施主。利用CZ法制造的硅晶体由于利用石英坩锅进行晶体生长，因此在晶体中含有 过饱和的氧，该氧在热处理工序中形成热施主，在集成电路制造工序的热处理后就会产生 使基板的电阻率变动这样的问题。热施主的形成在低电阻率晶片内通常不是问题，这是因为低电阻率的掺杂浓度比 较高，少量的热施主产生不会对电阻率产生较大的影响。但是，对于其中添加的掺杂剂浓度 低的高电阻率应用，在器件处理步骤内形成热施主是影响最终晶片电阻率的主要因素。因 此，对于高电阻率CZ应用，残留的间隙氧浓度将对器件处理期间的热施主形成率产生很大影响。图1为氧热施主产生量和晶片电阻率间的关系图。如图1所示，对于低电阻晶片 的情况，与热施主的产生量相比，由于掺杂剂量足够多，因此即使产生热施主，对电阻率的 影响也很轻微。但是，对于高电阻的晶片的情况，由于掺杂剂量少，因此其电阻率就会受到 热施主的产生量的很大的影响。特别是对于P型晶片的情况，由于受体的空穴导致的导电 性会因施主的电子的供给而抵消，使电阻率显著地上升，当施主进一步增加时，则会转化为 η型的半导体，电阻率降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种制备高电阻率硅结构的方法，以解决现有技 术中低掺杂高电阻率的硅结构经过热处理过程后电阻率会下降的问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种制备高电阻率硅结构的方法，包括以下步 骤首先，提供一掺杂浓度为中等、初始电阻率为200-1000ohm-Cm的P型硅结构；其次，对所述硅结构进行热处理，通过所述热处理产生氧热施主，使得所述硅结构 中的一部分或全部空穴被抵消。可选的，所述热处理的温度为300-450°C，时间为10-120分钟。本发明提供的制备高电阻率硅结构的方法首先提供掺杂浓度为中等、电阻率并不 是很高的P型晶片，然后对其进行热处理，通过控制热处理过程的时间使得热处理过程不会产生过多的氧热施主，由于先前提供的晶片的掺杂浓度为中等，并不是轻掺杂，因此对于 P型晶片，产生的适当氧热施主会使晶片中部分或全部受体空穴产生抵消，从而可使晶片的 电阻率显著地上升。通过本发明方法可得的电阻率高达lOOOohm-cm的晶片。
图1为氧热施主产生量和晶片电阻率间的关系图；图2为本发明的制备高电阻率硅结构的方法的步骤示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施方式
做详细的说明。本发明提供的制备高电阻率硅结构的方法可利用多种替换方式实现，下面是通过 较佳的实施例来加以说明，当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的普通技术人 员所熟知的一般的替换无疑涵盖在本发明的保护范围内。其次，本发明利用示意图进行了详细描述，在详述本发明实施例时，为了便于说 明，示意图不依一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。请参看图2，图2为本发明的制备高电阻率硅结构的方法的步骤示意图。如图2所 示，本发明的制备高电阻率硅结构的方法包括以下步骤首先，提供一掺杂浓度为中等、初始电阻率为200-1000ohm-Cm的P型硅结构；其次，对所述硅结构进行热处理，通过所述热处理产生氧热施主，使得所述硅结构 中的一部分或全部空穴被抵消。所述热处理的温度为300-450°C，时间为10-120分钟。对于高电阻的晶片，通常由于掺杂剂量少，在对其进行热处理过程时，其电阻率就 会因热施主的产生量而受到很大的影响。特别是对于P型晶片的情况，由于受体的空穴导 致的导电性会因施主电子的供给而抵消，使电阻率显著地上升，当施主进一步增加时，则会 转化为η型的半导体，电阻率降低。因此为了得到高电阻的晶片，本发明方法中，根据晶片所使用的制程中的温度高 低和时间，选择掺杂浓度为中等、电阻率合适的P型晶片，然后对其进行热处理，通过控制 热处理过程的时间使得热处理过程不会产生过多的氧热施主，由于先前提供的晶片的掺杂 浓度为中等，并不是轻掺杂，因此对于P型晶片，产生的适当氧热施主会使晶片中部分或全 部受体空穴产生抵消，从而可使晶片的电阻率显著地上升。通过本发明方法可得的电阻率 高达lOOOohm-cm的晶片。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种制备高电阻率硅结构的方法，包括以下步骤首先，提供一掺杂浓度为中等、初始电阻率为200 1000ohm cm的P型硅结构；其次，对所述硅结构进行热处理，通过所述热处理产生氧热施主，使得所述硅结构中的一部分或全部空穴被抵消。
2.如权利要求1所述的制备高电阻率硅结构的方法，其特征在于，所述热处理的温度 为300-450°C，时间为10-120分钟。
全文摘要
本发明提供一种制备高电阻率硅结构的方法，包括以下步骤首先，提供一掺杂浓度为中等、初始电阻率为200-1000ohm-cm的P型硅结构；其次，对所述硅结构进行热处理，通过所述热处理产生氧热施主，使得所述硅结构中的部分或全部空穴被抵消。本发明方法首先提供掺杂浓度为中等、电阻率并不是很高的p型晶片，然后对其进行热处理，通过控制热处理过程的时间使得热处理过程不会产生过多的氧热施主，由于先前提供的晶片的掺杂浓度为中等，因此对于p型晶片，产生的适当氧热施主会使晶片中部分或全部受体空穴产生抵消，从而可使晶片的电阻率显著地上升。通过本发明方法可得的电阻率高达1000ohm-cm以上的晶片。
文档编号C30B33/02GK101935873SQ20101027860
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者曼纽尔, 黎坡 申请人:上海宏力半导体制造有限公司