[发明专利]硅单晶基板的制造方法及硅单晶基板

说明书

本发明提供一种硅单晶基板的制造方法，其为在表面具有碳扩散层的硅单晶基板的制造方法，其包含：通过在含碳气体气氛中对硅单晶基板进行RTA处理，使碳附着于所述硅单晶基板的表面的工序；使所述碳与所述硅单晶基板反应，从而在所述硅单晶基板的表面形成3C‑SiC单晶膜的工序；通过在氧化性气氛中对形成有所述3C‑SiC单晶膜的硅单晶基板进行RTA处理，将所述3C‑SiC单晶膜氧化而制成氧化膜并同时使碳在所述硅单晶基板中向内扩散的工序；及去除所述氧化膜的工序。由此，提供具有近邻吸杂能力且表面附近的强度高、不易发生位错或位错不易扩展的硅单晶基板及其制造方法。

技术领域

本发明涉及一种在表面具有碳扩散层的硅单晶基板及其制造方法。

背景技术

已经提出了以对硅单晶基板表层赋予近邻吸杂(proximity gettering)能力、抑制滑移位错为目的，通过热处理向硅单晶基板的表层注入氮或碳的技术。

例如，专利文献1公开了通过在含氮气体气氛中进行RTA处理来抑制滑移位错的技术。专利文献2公开了在包含含碳气体的气氛中进行热处理，以使从表面往深度方向的距离在5μm以下的任一位置的碳浓度达到饱和的技术。此时的碳浓度的饱和浓度为热处理时的最高温度下的碳的固溶度，例如，记载了以1200℃加热硅晶圆时的碳的饱和浓度为11×10¹⁶原子/cm³。专利文献3公开了通过在含碳气体气氛中进行热处理而在表层形成碳扩散层，并在其上形成外延层的外延硅晶圆的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-110685号公报

专利文献2：日本特开2018-190903号公报

专利文献3：日本特开2020-43232号公报

专利文献4：日本特开2016-111044号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

本申请的发明人进行了深入研究，结果发现在如专利文献1所记载的掺杂了氮的硅单晶基板中，由于氮的扩散系数大，故存在向外扩散速度高而无法使表层的氮浓度充分提升的问题。对此，碳的扩散系数小，可使表层的碳浓度为高浓度。

然而，专利文献2所记载的技术并不充分，为了更确实地抑制滑移位错，需要形成饱和浓度更高的碳扩散层。此外，虽然记载于专利文献3的碳扩散层的峰值浓度为1×10¹⁸～1×10²⁰原子/cm³而为高浓度，但其碳扩散层的厚度为200nm以下，厚度薄，对于更确实地抑制滑移位错而言并不充分。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供具有近邻吸杂能力且表面附近的强度高、不易发生位错或位错不易扩展的硅单晶基板及其制造方法。

解决技术问题的技术手段

本发明是为了达成上述目的而完成的，本发明提供一种硅单晶基板的制造方法，其为在表面具有碳扩散层的硅单晶基板的制造方法，其包含：通过在含碳气体气氛中对硅单晶基板进行RTA处理，使碳附着于所述硅单晶基板的表面的工序；使所述碳与所述硅单晶基板反应，从而在所述硅单晶基板的表面形成3C-SiC单晶膜的工序；通过在氧化性气氛中对形成有所述3C-SiC单晶膜的硅单晶基板进行RTA处理，将所述3C-SiC单晶膜氧化而制成氧化膜并同时使碳在所述硅单晶基板中向内扩散的工序；及去除所述氧化膜的工序。

根据这种硅单晶基板的制造方法，能够制造具有近邻吸杂能力且表面附近的强度高、不易发生位错或位错不易扩展的硅单晶基板。

此时，可设定成：在使碳附着于所述硅单晶基板的表面的工序中，所述RTA处理的温度小于800℃的硅单晶基板的制造方法。

由此，能够在短时间内更稳定地使充足数量的碳附着于硅单晶基板的表面。