[发明专利]一种氮掺杂单晶硅棒的制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种氮掺杂单晶硅棒的制备方法及氮掺杂单晶硅棒，所述制备方法包括：基于基准氮掺杂单晶硅棒切割成样品硅片后，选取多个待检测硅片，并评估所述多个待检测硅片的缺陷区域分布；基于所述多个待检测硅片的缺陷区域分布，确定所述基准氮掺杂单晶硅棒中各缺陷区域分布的位置；在当前氮掺杂单晶硅棒的制备过程中，在所述基准氮掺杂单晶硅棒中各缺陷区域分布的位置处按照设定的各缺陷区域对应的目标提拉速率进行提拉以制备得到所述当前氮掺杂单晶硅棒。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种氮掺杂单晶硅棒的制备方法及氮掺杂单晶硅棒。

背景技术

用于半导体集成电路的衬底的硅片，主要是通过将直拉(Czochralski)法拉制的单晶硅棒切片而制造出。Czochralski法包括使由石英制成的坩埚中的多晶硅原料熔化以获得硅熔体，将籽晶晶种浸入硅熔体中，以及连续地提升籽晶移动离开硅熔体表面，由此在移动过程中在相界面处生长出单晶硅棒。

在上述生产过程中，提供这样的一种硅片是非常有利的：该硅片具有从正面开始向体内延伸的无晶体缺陷区域(Denuded Zone，DZ)以及与DZ邻接并且进一步向体内延伸的含有体微缺陷(Bulk Micro Defect，BMD)的区域，这里的正面指的是硅片的需要形成电子元器件的表面。上述的DZ是重要的，因为为了在硅片上形成电子元器件，要求在电子元器件的形成区域内不存在晶体缺陷，否则会导致电路断路等故障的产生，使电子元器件形成在DZ中便可以避免晶体缺陷的影响；而上述的BMD的作用在于，能够对金属杂质产生内在吸杂(Intrinsic Getter，IG)作用，使硅片中的金属杂质保持远离DZ，从而避免金属杂质导致的漏电电流增加、栅极氧化膜的膜质下降等不利影响。

然而，在生产上述的具有BMD区域的硅片的过程中，在硅片中掺杂有氮是非常有利的。举例而言，在硅片中掺杂有氮的情况下，能够促进以氮作为核心的BMD的形成，从而使BMD达到一定的密度，使BMD作为金属吸杂源有效地发挥作用，而且还能够对BMD的密度分布产生有利影响，比如使BMD的密度在硅片的径向上的分布更为均匀，比如使BMD的密度在临近DZ的区域更高而朝向硅片的体内逐渐降低等。

但是，常规氮掺杂单晶硅棒的生长工艺是除在硅熔体中掺入氮元素外，还需要对由氮掺杂单晶硅棒制备出的硅片进行热处理工艺，以助于在硅片内部产生BMD，将硅片表面的杂质吸附在BMD附近，进而提升硅片表面的洁净品质。另一方面，目前生产整根掺杂单晶硅棒时由于提拉速率/提拉轴方向的结晶内温度(V/G)比值保持不变，导致生产得到的整根掺杂单晶硅棒中会包含各种原生缺陷，以使得整根掺杂单晶硅棒BMD的含量以及密度不均一，造成高洁净表面的硅片占整根掺杂单晶硅棒比例较低，造成掺杂单晶硅棒的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种氮掺杂单晶硅棒的制备方法及氮掺杂单晶硅棒；能够制备得到只存在空穴富集区域的氮掺杂单晶硅棒，进而获得更多比例的高洁净表面硅片。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种氮掺杂单晶硅棒的制备方法，所述制备方法包括：

基于基准氮掺杂单晶硅棒切割成样品硅片后，选取多个待检测硅片，并评估所述多个待检测硅片的缺陷区域分布；其中，所述缺陷区域包括空穴富集区域、间隙富集区域以及空穴富集和间隙富集交替分布区域；

基于所述多个待检测硅片的缺陷区域分布，确定所述基准氮掺杂单晶硅棒中各缺陷区域分布的位置；

在当前氮掺杂单晶硅棒的制备过程中，在所述基准氮掺杂单晶硅棒中各缺陷区域分布的位置处按照设定的各缺陷区域对应的目标提拉速率进行提拉以制备得到所述当前氮掺杂单晶硅棒。

第二方面，本发明实施例提供了一种氮掺杂单晶硅棒，所述氮掺杂单晶硅棒由第一方面所述的制备方法制备而得。