[發明專利]硅外延片

有效

• 申請號: 200810095543.0
• 申請日: 2004-05-21
• 公開（公告）號: CN101271870A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 保科祐章;田中紀通
• 申請（專利權）人: 信越半導體株式會社
• 主分類號: H01L23/00
• 分類號: H01L23/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 廖凌玲

本申請是申請日為2004年5月21日、申請號為200410045706.6的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及單晶硅基片的表面處理方法、硅外延片的制造方法以及硅外延片。

背景技術

過去，作為在單晶硅基片的主表面上氣相生長硅外延層的裝置，例如使用的是圓筒型氣相生長裝置。該氣相生長裝置在反應爐的內部具有呈多棱錐臺形狀的基座。在基座的外周面上形成有锪孔部，進行氣相生長時將單晶硅基片呈豎立狀態放置于其中。

但是，在采用該氣相生長裝置在低電阻率的單晶硅基片的主表面上氣相生長高電阻率的硅外延層時，容易發生單晶硅基片內的摻雜劑從諸如單晶硅基片的背面等一度釋放到氣相中而摻雜到硅外延層中的現象，即自摻雜現象。為此，在進行氣相生長之前，要在單晶硅基片的背面形成防自摻雜用的硅氧化膜。

然而，采用CVD法形成上述硅氧化膜時，硅氧化膜是從單晶硅基片的背面延續到外周部的主表面一側形成的，因此，氣相生長時在單晶硅基片的外周部的主表面側上，會產生如圖9所示的團狀物5，即塊狀的多晶硅。并且，該團狀物5會導致從硅外延片上脫落而產生顆粒。為此，作為防止產生上述團狀物的方法，過去曾提出在單晶硅基片的整個外周部的硅氧化膜被去除的狀態下進行氣相生長的方法(例如可參照特開平1-248527號公報)。

但是，采用上述特開平1-248527號公報所公開的方法，以例如圓筒型氣相生長裝置在單晶硅基片的主表面上氣相生長較厚的硅外延層時，有時會發生這種現象，即，上述基座與單晶硅基片二者中間夾著該硅外延層粘在一起，在硅外延片上產生裂紋。為此，作為防止產生上述裂紋的方法，曾提出在對硅外延層的生長速度進行控制的狀態下進行氣相生長的方法(例如可參照特開平8-279470號公報)。

而采用上述特開平8-279470號公報的方法，雖然能夠防止裂紋的產生，但由于硅外延層的生長速度較低，硅外延片的生產率將大幅度降低。

發明內容

本發明的任務在于，提供一種在自摻雜現象、顆粒以及裂紋的產生受到抑制的狀態下，能夠一邊保持較高的生長速度一邊在單晶硅基片的主表面上氣相生長硅外延層的表面處理方法、硅外延片的制造方法、以及硅外延片。

按照本發明的一方面，提供一種硅外延片，具有單晶硅基片，形成于該單晶硅基片的背面的硅氧化膜，以及形成于上述單晶硅基片的主表面上的硅外延層，其特征是，從上述單晶硅基片的上述背面延續到該單晶硅基片的外周部的至少最外緣的外周氧化膜，僅存在于上述外周部的局部上。

按照本發明所述的硅外延片，其特征還在于，上述外周氧化膜形成于上述單晶硅基片的外周部的1/4以下的區域。

根據本發明，通過將單晶硅基片以單晶硅基片背面的硅氧化膜被遮蓋的狀態浸漬在氫氟酸(氟化氫水溶液)中，可使單晶硅基片背面的硅氧化膜不被腐蝕掉而保留下來，因此，在進行氣相生長時能夠抑制自摻雜現象的發生。

此時之所以產生團狀物，是由于在厚度不均的狀態下較薄地形成的單晶硅基片的外周部的硅氧化膜，在氣相生長時被氫氣腐蝕而導致單晶硅基片局部性外露，而硅在該外露部位氣相生長的緣故。為此，通過將單晶硅基片以單晶硅基片的外周部的一部分露出于液面之上的狀態浸漬在氫氟酸中，可使得單晶硅基片的外周部之中的氫氟酸處理工序中殘留外周氧化膜以外的部分，處于未被硅氧化膜覆蓋的狀態，可防止團狀物的產生。此外，即便是氫氟酸處理工序中殘留的外周氧化膜，其容易產生團狀物的部分，即單晶硅基片外周部的主表面一側區域之中硅氧化膜厚度較薄、經氫氣腐蝕可被稀疏地去除的部分，可被蒸發自氫氟酸的氫氟酸蒸氣預先腐蝕除掉，而較厚的硅氧化膜殘留下來，因此，在進行氣相生長時，能夠延長殘留硅氧化膜被氫氣腐蝕而導致單晶硅基片局部外露所需要的時間，相應地，可使團狀物的產生變得困難。其結果，能夠抑制由團狀物引起的顆粒的產生。

而之所以會在硅外延片上產生裂紋，是由于堆積在基座表面上的多晶硅層與在單晶硅基片主表面上氣相生長的硅外延層二者，在基座與單晶硅基片相接觸的部位附近成為一體，而在進行冷卻時在該部分產生熱應力的緣故。為此，通過使一部分殘留的外周氧化膜與基座相接觸，可使單晶硅基片的外周部與基座之間處于非接觸狀態。此外，由于硅氧化膜上不會氣相生長硅外延層，因此，在該狀態下進行氣相生長，堆積在基座表面上的多晶硅層與在單晶硅基片主表面上氣相生長的硅外延層不會成為一體，因此，在氣相生長結束后，能夠抑制硅外延片上裂紋的產生。