度冷凍技術(shù)的定向性凝固制造的鑄塊而獲得。
[0175] 該起始晶圓具有通過電阻率測量確定的IX IQiScm3的空穴型電荷載流子的含量 W及通過FTIR分析確定的7 X 10"cm3的填隙氧的濃度。 陽17引 D+講巧n+講的產(chǎn)牛 陽177] 交替的2. 5cm寬度的n+阱和P+阱形成在晶圓的正面和背面上，如圖7a所示。
[0178] 通過分別利用棚和憐進(jìn)行局部滲雜來形成P+阱和n+阱。 陽179] 然后，將晶圓的兩面氧化，W形成厚度約IOnm的氧化娃薄層。 陽180] 然后，將SisNA防反射層沉積在晶圓的兩面上。 陽1W] 最后，通過在正面和背面上絲網(wǎng)印刷Ag/Al來沉積金屬化體。在800°C的內(nèi)聯(lián)烤箱 中進(jìn)行持續(xù)幾秒的對金屬化體退火的步驟。圖7a中示出了所獲得的晶圓。 。化引將晶圓轉(zhuǎn)巧為n巧 陽183] 在該制造操作之后，首先使晶圓經(jīng)受450°C下的退火，W激活熱施主。針對該退火 所選擇的、取決于空穴含量和氧含量二者的持續(xù)時間是12小時。該持續(xù)時間使得可W將P型晶圓轉(zhuǎn)變?yōu)樵谑覝叵戮哂写蠹s1XIQi5Cm3的電子含量的n型，如圖化所示。 階84]形成由隔離區(qū)域
[01化]在該階段，所制造的結(jié)構(gòu)包括各種串聯(lián)連接、但不相互電隔離的n+/n/p+單元元 件和p+/n/n+單元元件。 陽186] 然后，該電隔離通過利用激光對熱施主進(jìn)行局部去激活而實現(xiàn)。 陽187] 激光束指向與金屬化焊盤相對的面。調(diào)整福射時間段和激光功率的參數(shù)，目的是 獲得其中僅一部分熱施主已分解的局部區(qū)域，運允許獲得已耗盡電荷載流子且因此非常電 阻性的區(qū)域。所使用的激光功率例如是15W，波長是1064nm且福射時間段是5秒。
[018引所形成的隔離區(qū)域的寬度是大約500 ym，目的是盡可能地減小該寬度W保留大的 活性區(qū)域。
[0化引示倆I 2 陽190] 起始晶圓是由高電阻率娃形成的晶圓，其具有IX IQi2Cm3的空穴載流子的含量 (等于電子型電荷載流子的含量）W及7 X 10"cm3的氧濃度。
[0191]D+講巧n+講的產(chǎn)牛 陽1巧如圖8a所示，交替的2. 5cm寬的n+阱和P+阱形成在晶圓的正面和背面上。 陽193] P+阱和n+阱分別通過利用棚和憐進(jìn)行局部滲雜而形成。
[0194] 然后，將晶圓的兩面氧化，W形成厚度大約IOnm的氧化娃薄層。 陽195] 然后，將SisNA防反射層沉積在晶圓的兩面上。
[0196] 最后，通過在正面和背面上絲網(wǎng)印刷Ag/Al來沉積金屬化體。在800°C的內(nèi)聯(lián)烤箱 中進(jìn)行持續(xù)幾秒的對金屬化體退火的步驟。圖8a中示出了所獲得的晶圓。 陽197] 將晶圓轉(zhuǎn)巧為n巧
[0198] 在該制造操作之后，首先使晶圓經(jīng)受450°C下的退火，W激活熱施主。針對該退火 所選擇的、取決于空穴含量和氧含量二者的持續(xù)時間是6小時。該持續(xù)時間使得可W將高 電阻率晶圓轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂写蠹sIXIQiScm3的電子含量的n型（圖8b)。 陽1W] 形成由隔離區(qū)域
[0200] 在該階段，所制造的結(jié)構(gòu)包括各種串聯(lián)連接、但不相互電隔離的n+/n/p+單元元 件和p+/n/n+單元元件。 陽201] 然后，該電隔離通過利用激光對熱施主進(jìn)行局部去激活而實現(xiàn)。800°C的溫度下的 10秒的處理足W使TD去激活且允許局部形成將各個單元元件電隔離的非常電阻性的區(qū)域 (圖8c)。隔離寬度是1mm，目的是盡可能地減小該隔離寬度，W保留大的活性區(qū)域。 。20引參考義獻(xiàn) 陽203] 山US4,330,680; 陽204] [2巧ozner等人，ProgressinPhotovoltaics20 (2012)，197; 陽205] 巧]Wijaranakula，Appl.Phys.Lett. 59 (1991)，1608。
【主權(quán)項】
1. 一種豎向分成相互隔離的子單元（2)的基于硅的單片半導(dǎo)體基板（10)，所述基板 (10)包括由P型娃或n型娃形成的、具有包括在IXIO17Cm3與2X10lscm3之間的填隙氧濃 度的基部（1)，以及在所述基板的至少一面上集成的相對于彼此不連續(xù)的n+過摻雜阱和/ 或P+過摻雜阱， 其特征在于，所述基板的介于兩個相繼的阱之間且延伸直接穿過所述基板的厚度（e) 的至少一個區(qū)域是電隔離區(qū)域（3)， 所述電隔離區(qū)域（3)的基于填隙氧的熱施主的濃度不同于所述基部（1)的基于填隙氧 的熱施主的濃度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，其中，在所述基板的一面上集成到所述基板中的每個 n+過摻雜阱或P+過摻雜阱面對在相對的面上集成到所述基板中的相反的P+導(dǎo)電性或n+ 導(dǎo)電性的阱。3. 根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的基板，所述基板被分成通過電隔離區(qū)域（3)相互隔離的 交替的n+/n/p+類型的子單元（2)和p+/n/n+類型的子單元（2)，或被分成通過電隔離區(qū)域 相互隔離的交替的n+/p/p+類型的子單元和p+/p/n+類型的子單元。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基板，其中，所述n+過摻雜阱和/或所述p+過摻雜阱中 的每一者在豎向剖平面中具有至少1mm、尤其范圍從Imm到10cm、更尤其范圍從5mm到5cm 的寬度OJ。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板，在所述基板的一面上具有n+過摻雜阱和p+過摻雜阱 的交替，且在與所述阱相對的面上具有n+摻雜連續(xù)層或p+摻雜連續(xù)層。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的基板，其中，每個所述電隔離區(qū)域（3)在豎向剖 平面中具有范圍從50ym到5mm、尤其從200ym到Imm的寬度（L1)07. -種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的基板（10)的方法，所述基板（10) 中的所述基部（1)為n型，所述方法至少包括以下步驟： (al)提供由p型硅制成的晶圓，所述晶圓具有包括在IXIO14cm3和2X1016Cm3之間的 空穴型電荷載流子的濃度（P。）以及包括在IXIO17cm3和2X10lscm3之間的填隙氧的濃度 [O1]; (bl)在所述晶圓的至少一面上形成所述n+過摻雜阱和/或所述p+過摻雜阱； (cl)在有利于激活所述基于填隙氧的熱施主且有利于將整個硅晶圓從p型轉(zhuǎn)變到n型 的條件下，使整個所述晶圓經(jīng)受毯式熱處理；以及 (dl)使所述晶圓的在兩個相繼的阱之間的一個或多個區(qū)域經(jīng)受局部熱處理，所述局部 熱處理有利于消除所述熱施主的一部分且有利于將所述區(qū)域轉(zhuǎn)變成電隔離區(qū)域（3)，以獲 得期望的所述基板（10)。8. -種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的基板（10)的方法，所述基板（10) 中的所述基部（1)為P型，所述方法至少包括以下步驟： (a2)提供由p型硅形成的晶圓，所述晶圓具有包括在IXIO14cm3和2X1016Cm3之間的 空穴型電荷載流子的濃度（P。）以及包括在IXIO17cm3和2X10lscm3之間的氧的濃度[0d; (b2)在所述晶圓的至少一面上形成所述n+過摻雜阱和/或所述p+過摻雜阱；以及 (c2)使所述晶圓的在兩個相繼的阱之間的一個或多個區(qū)域經(jīng)受局部熱處理，所述局部 熱處理有利于部分激活所述基于填隙氧的熱施主且有利于將所述區(qū)域轉(zhuǎn)變成電隔離區(qū)域 (3)，以獲得期望的所述基板（10)。9. 一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的基板（10)的方法，所述基板（10) 中的所述基部（1)為n型，所述方法至少包括以下步驟： (a3)提供由高電阻率硅形成的晶圓，所述晶圓具有包括在IXIOwcm3和IX1014Cm3之 間的空穴型電荷載流子的濃度以及包括在IXIO17cm3和2X10lscm3之間的填隙氧的濃度 [O1]; (b3)在所述晶圓的至少一面上形成所述n+過摻雜阱和/或所述p+過摻雜阱； (c3)在有利于激活所述基于填隙氧的熱施主且有利于將整個硅晶圓轉(zhuǎn)變成n型的條 件下，使整個所述晶圓經(jīng)受毯式熱處理；以及 (d3)使所述晶圓的在兩個相繼的阱之間的一個或多個區(qū)域經(jīng)受局部熱處理，所述局部 熱處理有利于所述熱施主的完全消除且有利于將所述區(qū)域再轉(zhuǎn)變成電隔離區(qū)域（3)，以獲 得期望的所述基板（10)。10. -種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的基板（10)的方法，所述基板 (10)中的所述基部（1)為n型，所述方法至少包括以下步驟： (a4)提供由高電阻率硅形成的晶圓，所述晶圓具有包括在I X IOwcm3和I X 1014Cm3之 間的空穴型電荷載流子的濃度以及包括在IX IO17cm3和2X10lscm3之間的填隙氧的濃度 [O1]; (b4)在所述晶圓的至少一面上形成所述n+過摻雜阱和/或所述p+過摻雜阱；以及 (c4)使所述晶圓的位于每個阱下面的區(qū)域經(jīng)受局部熱處理，所述局部熱處理有利于激 活所述基于填隙氧的熱施主且有利于將所述區(qū)域轉(zhuǎn)變成n型區(qū)域，以獲得期望的所述基板 (IO)011. 根據(jù)權(quán)利要求7到10中任一項所述的方法，其中，用于激活基于氧的所述熱施主 的熱處理在高于或等于300°C且嚴(yán)格低于600°C、尤其范圍從400°C到500°C、更尤其大約 450 °C的溫度下操作。12. 根據(jù)權(quán)利要求7和9中任一項所述的方法，其中，用于消除基于氧的所述熱施主的 熱處理在高于或等于600°C、尤其范圍從600°C到1000°C的溫度下操作。13. 根據(jù)權(quán)利要求7到12中任一項所述的方法，其中，所述局部熱處理通過將待處理的 區(qū)域暴露于激光束而操作。14. 一種半導(dǎo)體設(shè)備（100)，包括如權(quán)利要求1到6中任一項所述的基于硅的單片半導(dǎo) 體基板（10)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于硅的單片半導(dǎo)體基板(10)，該基板被豎向分成相互隔離的子單元，該基板包括具有在1×1017cm-3與2×1018cm-3之間的填隙氧濃度的p型或n型硅基部(1)，以及在其至少一面上包括相對于彼此不連續(xù)的n+過摻雜阱和/或p+過摻雜阱，其特征在于，插入在兩個相繼的阱之間且在基板的整個厚度上延伸的至少一個基板區(qū)域是電隔離區(qū)域(3)，該電隔離區(qū)域的基于填隙氧的熱施主濃度不同于基部(1)的基于填隙氧的熱施主濃度。本發(fā)明還涉及用于制造這樣的基板的方法。
【IPC分類】H01L21/761
【公開號】CN105190864
【申請?zhí)枴緾N201480026164
【發(fā)明人】Y·維舍蒂, 塞巴斯蒂安·迪布瓦, 尼古拉斯·昂雅爾貝, 讓-保羅·加朗代, 約爾迪·威爾曼
【申請人】原子能與替代能源委員會
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2014年3月6日
【公告號】EP2965350A1, WO2014136083A1