专利名称：一种制造硅片的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造硅片的方法，特别是涉及制造能够改善硅片中硅纯度的制造硅片的方法。
半导体器件变得越来越小型化和集成化。为了制造MOS晶体管，一定要在硅片中形成N-型阱和P-型阱。通过把杂质离子注入到硅片，形成N-型阱和P-型阱，然后，通过长时间高温扩散工艺，扩散注入的杂质离子。但是，在上述工艺中，因为难于控制各阱的尺寸不可能制造高集成电路。为了克服上述问题，采用形成非常规阱的方法。利用高能量，把杂质离子注入到硅片中，然后，通过低温扩散工艺，对已注入的杂质离子进行短时间的扩散，形成非常规的阱。由于退火时间短，形成非常规阱的工艺容易控制阱的尺寸。但是，因为退火时间短，难于利用固有的吸杂方法形成在硅片中形成的去杂区。如果采用硅片中没有形成去杂区的硅片制造晶体管时，则这种方法存在下述缺点，即难于制造具有高集成电路的器件，这是因为栅氧化膜具有低级电特性和在结中漏电流增加。因此，为了制造具于0.3μm线宽的高集成电路，要求利用氧浓度小于10ppm的硅片。
有两种类型高纯度的硅片，它们已经商品化了，一种是由直拉(Czochralski)晶体生长方法(由SINETSU Co.制造)制造的MCZ晶片，另一种是由氢气退火方法(由TOSHIBA Co.制造)制造的HI-晶片。不能制造小于10ppm氧浓度的MCZ晶片，这是因为在晶体生长期间，不能完全阻止内部进入氧气。因此为了减少在晶体生长期间进入其中的氧和金属，要求在1100℃进行长时间的退火。还要求在氢气氛中在高温下退火Hi-晶片，把晶片中的氧浓度减到10ppm以下。在氢气氛中进行退火的吸杂方法成本高，这是因为它需要保证安全防止其特有的危险的设备，并且该方法生产率低，因此不可能商品化。
产生低生产率问题的原因是，只利用高温长时间退火的特有吸杂方法来除去氧和金属离子，进行小于10ppm高纯度的硅片的制造。
因此，本发明的目的是提供一种制造高纯度硅片的方法，通过采用离子注入和退火的非固有的吸杂方法，只进行低温短时间的退火，可能获得所希望的吸杂作用。
为实现上述目的，按照本发明的一种制造硅片的方法，包括下列步骤通过离子注入工艺在硅片中形成晶体块陷区；退火硅片，使晶体缺陷区变成吸杂层，并在吸杂层下面形成去杂区，除掉吸杂层，然后进行清洁处理。
为了比较充分的理解本发明的特征和目的，下面参考附图进行详细地叙述
图1A到图1C表示说明按本发明制造硅片的方法的硅片的剖视图。
各图中的类似部分，采用类似的标记。
下面参考附图详细叙述本发明。
图1A到图1C表示说明按本发明制造硅片的方法的硅片的剖视图。
参考图1A，通过把杂质离子注入到用于制造希望的器件的硅片1中，在硅片1中形成晶体缺陷区2。
在上述工艺中，杂质离子注入工艺至少利用Si+，Ar+，As+，F+，He+，B+，P+，Ge+，Sb+，In+，N2+离子中的一种以上的离子，采用10到180KeV的能量，5.0E14到1.0E16离子/cm2的剂量。
参考图1B，通过退火其中形成有晶体缺陷区2的硅片1，使晶片缺陷层2变成吸杂层2A。在退火期间，位于硅片1中比吸杂层2A深的区域的氧离子和金属离子被俘获，因此，在吸杂层2A下部形成去杂区3。
在上述工艺中，在恒压炉或真空炉中，在诸如O2，N2＋O2和Ar气氛中，在900-1100℃的温度下进行退火处理，时间大约1到3小时，由此，形成高纯度的去杂区3，其中氧浓度小于10ppm，例如7到10ppm。
除上述工艺之外，在诸如O2，N2＋O2，Ar等气氛中，温度为1050℃到1200℃，在快速加热炉中进行退火大约10到30分钟，在这种情况下则形成厚度为10到30μm的高纯度浓度小于10ppm的去杂区。
参看图1C，通过抛光处理除去吸杂层2A，制造高纯度的硅片10，该硅片中氧浓度小于10ppm，然后进行清洁处理，除掉抛光处理期间产生的杂质颗粒和抛光浆液。
在上述工艺中，应进行抛光处理，除掉吸杂层2A，以便至少保留10μm以上的去杂区3。
如上所述，本发明通过采用离子注入和退火的非固有吸杂方法，仅进行低温短时间的退火处理，便获得所希望的吸杂作用，从而能制造高纯度的硅片。
因此，本发明可以提高稳定性和生产效率，这是因为利用非固有的吸杂方法，能容易地获得高纯度的硅片，而难于利用固有的吸杂方法获得，因为在含氢气氛中进行退火，它能消除了吸杂方法中带来的危险，而且，本发明还能改善栅氧化膜的薄膜质量和结中漏电特性，这是因为利用高纯度硅片制造器件，由此，可能制造高集成电路。
如前所述，虽然对特别的实施例进行了叙述，但那仅仅是说明本发明的原理。应该了解，本发明不限于上述公开和说明的优选实施例。因此，在本发明的范围和精神实质内，可以作各种合适的变化，但它们皆包含在本发明的进一步的实施例中。
权利要求
1.一种制造硅片的方法，包括下列步骤利用离子注入工艺在硅片中形成晶体缺陷区；退火所述硅片，使晶体缺陷区变成吸杂层，并且在所述吸杂层下面形成去杂区；除去所述的吸杂层，然后进行清洁处理。
2.按照权利要求1的方法，其特征是所述的离子注入工艺至少利用Si+，Ar+，As+，F+，He+，B+，P+，Ge+，Sb+，In+，N2+离子中的一种以上的离子，采用10到180KeV的能量和5.0E14到1.0E16离子/cm2的剂量。
3.按照权利要求1的方法，其特征是在诸如O2，N2＋O2，Ar的气氛中，在900℃到1100℃温度下，在恒压炉中进行退火处理大约1到3小时。
4.按照权利要求1的方法，其特征是在诸如O2，N2＋O2，Ar的气氛中，在900℃到1100℃温度下，在真空炉中进行退火处理大约1到3小时。
5.按照权利要求1的方法，其特征是在诸如O2，N2＋O2，Ar的气氛中，在1050℃到1200℃温度下，在快速加热炉中退火处理大约10到30分。
6.按照权利要求1的方法，其特征是所述去杂区的氧浓度为7到10ppm。
7.按照权利要求1的方法，其特征是由所述退火处理形成的所述去杂区的初始厚度是10到30μm。
8.按照权利要求1的方法，其特征是通过抛光处理，除掉所述的吸杂层。
9.按照权利要求8的方法，其特征是进行所述抛光处理，至少保留所述去杂区10μm以上的厚度。
全文摘要
本发明公开了一种制造高纯度硅 片的方法，通过利用离子注入和退火的非固有吸杂方法，仅仅进行低温短时间的退火处理，获得的所期望的吸杂效果来实现高纯度硅片的制造。
文档编号C30B33/00GK1147571SQ9611102
公开日1997年4月16日 申请日期1996年6月24日 优先权日1995年6月24日
发明者孙容宣, 李东浩 申请人:现代电子产业株式会社