JPH021119B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH021119B2 JPH021119B2 JP57031090A JP3109082A JPH021119B2 JP H021119 B2 JPH021119 B2 JP H021119B2 JP 57031090 A JP57031090 A JP 57031090A JP 3109082 A JP3109082 A JP 3109082A JP H021119 B2 JPH021119 B2 JP H021119B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- silicon crystal
- silicon
- heat treatment
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明はシリコン結晶の製造方法に係り、特に
シリコン結晶内部に一様に結晶欠陥を形成する方
法に関する。
シリコン結晶内部に一様に結晶欠陥を形成する方
法に関する。
(b) 技術の背景
近年益々高集積化する超LSIの製造に当つて
は、半導体結晶にある種の加熱処理を施すことに
より半導体結晶内部に含まれる微量の重金属等が
結晶の内部欠陥に析出する所謂イントリンシツ
ク・ゲツタリング（以下IGと略記する）効果が、
積極的に利用される趨勢にある。
は、半導体結晶にある種の加熱処理を施すことに
より半導体結晶内部に含まれる微量の重金属等が
結晶の内部欠陥に析出する所謂イントリンシツ
ク・ゲツタリング（以下IGと略記する）効果が、
積極的に利用される趨勢にある。
(c) 従来技術と問題点
上述の半導体結晶の内部欠陥は、当該半導体結
晶を600〜900〔℃〕で加熱処理（以後これを低温
処理と称する）することにより、結晶内部に含ま
れる格子間酸素が析出して欠陥核が形成され、更
に1100〔℃〕程度で加熱処理（以後これを高温処
理と称する）する２段階の加熱処理により、上記
欠陥核が成長して形成される。
晶を600〜900〔℃〕で加熱処理（以後これを低温
処理と称する）することにより、結晶内部に含ま
れる格子間酸素が析出して欠陥核が形成され、更
に1100〔℃〕程度で加熱処理（以後これを高温処
理と称する）する２段階の加熱処理により、上記
欠陥核が成長して形成される。
上述のIG効果の積極的利用とは、このように
結晶中に内部欠陥を形成し、その間の加熱処理工
程、または以後の加熱処理工程において、結晶内
部に含まれる重金属を上記内部欠陥に析出せし
め、半導体装置の製作に適合した結晶特性を得よ
うとするものである。
結晶中に内部欠陥を形成し、その間の加熱処理工
程、または以後の加熱処理工程において、結晶内
部に含まれる重金属を上記内部欠陥に析出せし
め、半導体装置の製作に適合した結晶特性を得よ
うとするものである。
上記結晶欠陥核の密度は、結晶内部に含まれる
酸素（Oi：添字のｉはInterstitial即ち格子間に存
在することを意味する）濃度と上記低温処理時間
に依存する。即ち内部欠陥核密度は、酸素濃度が
大である程、また低温処理時間が長い程大とな
る。
酸素（Oi：添字のｉはInterstitial即ち格子間に存
在することを意味する）濃度と上記低温処理時間
に依存する。即ち内部欠陥核密度は、酸素濃度が
大である程、また低温処理時間が長い程大とな
る。
一方上記シリコン（Si）結晶中に含まれる酸素
（Oi）は、シリコン（Si）結晶をチヨクラルスキ
（CZ）法により引き上げる際に、石英ルツボより
内部の溶融シリコン（Si）中に混入するもので、
その濃度分布は一様ではなく、第１図及び第２図
（後述）に示すように、シリコン（Si）結晶イン
ゴツト１のシード側（Top）が高く、他端
（Bottom）側に行くにつれて低くなる。そのた
めIG効果も一様とならず、結晶インゴツトの
Top側で強く、Bottom側程弱くなる。
（Oi）は、シリコン（Si）結晶をチヨクラルスキ
（CZ）法により引き上げる際に、石英ルツボより
内部の溶融シリコン（Si）中に混入するもので、
その濃度分布は一様ではなく、第１図及び第２図
（後述）に示すように、シリコン（Si）結晶イン
ゴツト１のシード側（Top）が高く、他端
（Bottom）側に行くにつれて低くなる。そのた
めIG効果も一様とならず、結晶インゴツトの
Top側で強く、Bottom側程弱くなる。
通常使用されているシリコン（Si）結晶はこの
ような酸素（Oi）濃度分布を有するため、内部欠
陥密度が一様とならず、従つてIG効果を一様に
することが出来ない。
ような酸素（Oi）濃度分布を有するため、内部欠
陥密度が一様とならず、従つてIG効果を一様に
することが出来ない。
(d) 発明の目的
本発明の目的は上記問題点を解消して、内部欠
陥密度を一様にし得るシリコン（Si）結晶の製造
方法を提供することにある。
陥密度を一様にし得るシリコン（Si）結晶の製造
方法を提供することにある。
(e) 発明の構成
本発明のシリコン結晶の製造方法の特徴は、高
周波コイルをシリコン結晶と同心状に周設し、該
高周波コイルまたはシリコン結晶を前記シリコン
結晶の引き上げ軸方向に移動せしめ、且つその移
動速度を該シリコン結晶の前記高周波コイル位置
の酸素濃度に対応して変化せしめながら、高周波
誘導加熱法により前記シリコン結晶に加熱処理を
施し、その後に、第１温度の加熱処理と第１温度
より高い第２温度の加熱処理とを順次施して、前
記シリコン結晶内部に結晶欠陥を一様な密度に発
生せしめる工程を含むことにある。
周波コイルをシリコン結晶と同心状に周設し、該
高周波コイルまたはシリコン結晶を前記シリコン
結晶の引き上げ軸方向に移動せしめ、且つその移
動速度を該シリコン結晶の前記高周波コイル位置
の酸素濃度に対応して変化せしめながら、高周波
誘導加熱法により前記シリコン結晶に加熱処理を
施し、その後に、第１温度の加熱処理と第１温度
より高い第２温度の加熱処理とを順次施して、前
記シリコン結晶内部に結晶欠陥を一様な密度に発
生せしめる工程を含むことにある。
(f) 発明の実施例
以下本発明のシリコン結晶の製造方法の一実施
例を第１図〜第４図を用いて説明する。
例を第１図〜第４図を用いて説明する。
第１図において、１はCZ法で作成したシリコ
ン（Si）結晶インゴツト、２はSi結晶１と同心状
に配設された高周波コイルである。
ン（Si）結晶インゴツト、２はSi結晶１と同心状
に配設された高周波コイルである。
本実施例では同図に見られる如く、矢線３で示
すようにSi結晶１を回転させ、且つコイル２を矢
線４で示す如くSi結晶インゴツト１のTop部より
Bottom部に向かつて移動させながら、コイル３
より高周波電力を供給する誘導加熱法によりSi結
晶インゴツト１を加熱し、上述の低温加熱処理を
施す。温度は従つて凡そ600〜900〔℃〕の範囲で
選択する。なお本実施例は、周波数凡そ300〔ｋ
Hz〕の高周波電源より約10〔kw〕の電力を供給し
て実施した。
すようにSi結晶１を回転させ、且つコイル２を矢
線４で示す如くSi結晶インゴツト１のTop部より
Bottom部に向かつて移動させながら、コイル３
より高周波電力を供給する誘導加熱法によりSi結
晶インゴツト１を加熱し、上述の低温加熱処理を
施す。温度は従つて凡そ600〜900〔℃〕の範囲で
選択する。なお本実施例は、周波数凡そ300〔ｋ
Hz〕の高周波電源より約10〔kw〕の電力を供給し
て実施した。
上記Si結晶インゴツト１は第２図に見られる如
く酸素濃度分布を有するので、上記コイル２の移
動速度は、第３図に示す如く各位置における結晶
インゴツト１内部の酸素濃度に比例するよう制御
する。このようにコイル２の掃引速度を酸素濃度
の高い所では速く、低い所では遅くする。即ちSi
結晶インゴツト１各部の加熱処理時間を、Si結晶
インゴツト１のTop側は短く、Bottom側に行く
につれて長くする。
く酸素濃度分布を有するので、上記コイル２の移
動速度は、第３図に示す如く各位置における結晶
インゴツト１内部の酸素濃度に比例するよう制御
する。このようにコイル２の掃引速度を酸素濃度
の高い所では速く、低い所では遅くする。即ちSi
結晶インゴツト１各部の加熱処理時間を、Si結晶
インゴツト１のTop側は短く、Bottom側に行く
につれて長くする。
この後前述した通常の２段階の加熱処理を施す
ことにより、内部欠陥密度を全インゴツト長にわ
たつて略一様に形成することが出来た。
ことにより、内部欠陥密度を全インゴツト長にわ
たつて略一様に形成することが出来た。
第４図に本実施例により得られたSi結晶インゴ
ツトの内部欠陥密度（曲線Ａ）を、従来の２段階
の加熱処理のみを施したSi結晶インゴツトの内部
欠陥密度（曲線Ｂ）と比較して示す。なお上記２
段階加熱処理は両者とも、第１ステツプを凡そ
650〔℃〕の温度で約３〔時間〕、第２ステツプを凡
そ1100〔℃〕の温度で約５〔時間〕とした。
ツトの内部欠陥密度（曲線Ａ）を、従来の２段階
の加熱処理のみを施したSi結晶インゴツトの内部
欠陥密度（曲線Ｂ）と比較して示す。なお上記２
段階加熱処理は両者とも、第１ステツプを凡そ
650〔℃〕の温度で約３〔時間〕、第２ステツプを凡
そ1100〔℃〕の温度で約５〔時間〕とした。
同図の縦軸は酸素濃度の減少量を示すが、内部
欠陥は前述した如くインゴツト中に含まれていた
格子間酸素が析出して形成されるので、酸素濃度
の減少量を形成された内部欠陥密度と看做して良
い。
欠陥は前述した如くインゴツト中に含まれていた
格子間酸素が析出して形成されるので、酸素濃度
の減少量を形成された内部欠陥密度と看做して良
い。
同図の曲線Ｂに示す従来の製造方法により製作
したSi結晶インゴツトの内部欠陥密度が、場所に
より著しく異なるのに対し、曲線Ａに示す本実施
例により製作したSi結晶インゴツトは、どの部分
を取つても内部欠陥密度のバラツキは小さく、略
一様となる。従つて本実施例によれば、得られた
結晶インゴツトを全長にわたつて前記IG効果が
一様となるので、結晶インゴツトを有効に使用す
ることが可能となる。
したSi結晶インゴツトの内部欠陥密度が、場所に
より著しく異なるのに対し、曲線Ａに示す本実施
例により製作したSi結晶インゴツトは、どの部分
を取つても内部欠陥密度のバラツキは小さく、略
一様となる。従つて本実施例によれば、得られた
結晶インゴツトを全長にわたつて前記IG効果が
一様となるので、結晶インゴツトを有効に使用す
ることが可能となる。
このあとのSi基板を作成するための結晶インゴ
ツトの切断、研磨工程或いはSi基板に所望の素子
を形成するための素子形成工程等は総て通常の製
造方法に従つて進めて良い。
ツトの切断、研磨工程或いはSi基板に所望の素子
を形成するための素子形成工程等は総て通常の製
造方法に従つて進めて良い。
なお、前記実施例においてはコイル２を移動さ
せたが、シリコン結晶インゴツト１を移動させて
もよいことは勿論である。
せたが、シリコン結晶インゴツト１を移動させて
もよいことは勿論である。
(g) 発明の効果
以上説明したごとく本発明により内部欠陥密度
を一様に形成し得るシリコン結晶の製造方法が提
供される。
を一様に形成し得るシリコン結晶の製造方法が提
供される。
第１図は本発明の一実施例を示す要部側面図、
第２図はシリコン結晶インゴツト内部の格子間酸
素濃度分布を示す曲線図、第３図はコイルの掃引
速度を示す曲線図、第４図は本実施例により得ら
れたSi結晶インゴツトの内部欠陥密度を従来の製
造方法と比較して示す曲線図である。 図において、１はシリコン（Si）結晶インゴツ
ト、２はコイル、４はコイル２の掃引方向を示す
矢線、Ａは本発明の効果としての内部欠陥密度を
示す曲線である。
第２図はシリコン結晶インゴツト内部の格子間酸
素濃度分布を示す曲線図、第３図はコイルの掃引
速度を示す曲線図、第４図は本実施例により得ら
れたSi結晶インゴツトの内部欠陥密度を従来の製
造方法と比較して示す曲線図である。 図において、１はシリコン（Si）結晶インゴツ
ト、２はコイル、４はコイル２の掃引方向を示す
矢線、Ａは本発明の効果としての内部欠陥密度を
示す曲線である。
Claims (1)
- １ 高周波コイルをシリコン結晶と同心状に周設
し、該高周波コイルまたはシリコン結晶を、前記
シリコン結晶の引き上げ軸方向に移動せしめ、且
つその移動速度を該シリコン結晶の前記高周波コ
イル位置の酸素濃度に対応して変化せしめなが
ら、高周波誘導加熱法により前記シリコン結晶に
加熱処理を施し、その後に、第１温度の加熱処理
と第１温度より高い第２温度の加熱処理とを順次
施して、前記シリコン結晶内部に結晶欠陥を一様
な密度に発生せしめる工程を含むことを特徴とす
るシリコン結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109082A JPS58151393A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | シリコン結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109082A JPS58151393A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | シリコン結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58151393A JPS58151393A (ja) | 1983-09-08 |
| JPH021119B2 true JPH021119B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=12321702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3109082A Granted JPS58151393A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | シリコン結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58151393A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61242984A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Shinetsu Sekiei Kk | シリコン単結晶引上げ用ルツボ |
| KR20200015535A (ko) | 2017-05-10 | 2020-02-12 | 쉐인 토마스 맥마흔 | 박막 결정화 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55130897A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-11 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Silicon single crystal |
| JPS5645894A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Reducing method for defect of silicon single crystal |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP3109082A patent/JPS58151393A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58151393A (ja) | 1983-09-08 |
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