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一种具有晶格补偿的重掺硼硅单晶衬底
                              技术领域

    本发明涉及一种重掺硼硅单晶衬底。

                              背景技术

    随着超大规模集成电路(ULSI)的发展，作为外延衬底的重掺硅越来越得到广泛的应用。这种N/N+、P/P+外延结构与IG工艺相结合，能够大大提高动态存储器RAM的记忆保持时间，是解决电路中的锁存效应(Latch up)和α粒子引起的软失效(Softerror)的最佳途径。

    重掺硼硅单晶，作为最主要的p型重掺硅单晶，同其它类型重掺硅单晶相比，具有许多优良特性，是一种重要的超大规模集成电路的衬底材料，但是，当硅中硼的掺杂浓度大于1×1019cm-3，即硅单晶的电阻率小于0.01欧姆厘米时，由于硼的原子半径小于基体硅原子，因此，容易出现晶格失配，产生失配位错，并延伸到外延层，最终导致集成电路器件失效。

                              发明内容

    本发明的目的是提供一种具有晶格补偿地重掺硼硅单晶衬底，改善衬底质量，以消除或减少重掺硼硅单晶外延层中的晶格失配和失配位错，有效提高超大规模集成电路器件的成品率。

    发明的具有晶格补偿的重掺硼硅单晶衬底，它含有浓度1013～1×1021/cm3的硼，浓度为1×1016～1×1021cm-3的锗。

    本发明的具有晶格补偿的重掺硼硅单晶衬底可按如下述方法制备而成：

    将含有硼掺杂的多晶硅原料放入石英坩埚，根据设定的锗掺杂浓度，加入高纯锗(纯度大于99.999％)，在氩气保护下，将温度升到1400℃～1500℃，当多晶硅融化时，锗熔入多晶硅熔液中。按常规调整晶体生长参数，得本发明的硅单晶，在经过切磨抛等加工后用作衬底，生长硅外延薄膜。

    本发明的优点在于：

    在重掺硼硅单晶中掺杂锗，由于锗的原子半径大于基体硅原子，形成晶格补偿，使得晶格失配不再出现，失配位错不再产生，从而能有效改善重掺硼硅外延片的质量。而锗元素的最外层电子数和硅元素一样，都是4个，因此不会影响重掺硼硅单晶衬底和外延层的电学性能。

                            具体实例方式

    以生长p型6英寸<100>重掺硼硅单晶衬底为例，将硼掺杂浓度为1×1020cm-3的多晶硅放入石英坩埚，根据设定锗掺杂的浓度在1×1019～1×1022cm-3，加入0.001～1000g的高纯锗，在氩气保护下，将温度升到1400℃，当多晶硅融化时，锗熔入多晶硅熔液中。调整晶体生长参数，生长微量锗元素掺杂的高质量的单晶硅，在经过切磨抛等加工后，用作衬底，生长硅外延薄膜。