JPH0741391A - Silicon single crystal, heat treatment method thereof and manufacturing method thereof - Google Patents

Silicon single crystal, heat treatment method thereof and manufacturing method thereof

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JPH0741391A
JPH0741391A JP18854393A JP18854393A JPH0741391A JP H0741391 A JPH0741391 A JP H0741391A JP 18854393 A JP18854393 A JP 18854393A JP 18854393 A JP18854393 A JP 18854393A JP H0741391 A JPH0741391 A JP H0741391A
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JP
Japan
Prior art keywords
heat treatment
single crystal
silicon single
silicon
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18854393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Iwasaki
俊夫 岩崎
Kazuto Kawakami
和人 川上
Tsuneo Nakashizu
恒夫 中靜
Masamichi Okubo
正道 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Siltronic Japan Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
NSC Electron Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, NSC Electron Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP18854393A priority Critical patent/JPH0741391A/en
Publication of JPH0741391A publication Critical patent/JPH0741391A/en
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、チョクラルスキー法(以下、CZ
法)により製造された良好な表面無欠陥層の形成が可能
なシリコン単結晶、その熱処理方法およびその製造方法
を提供することを目的とする。 【構成】 上記目的を達するために本発明においては、
CZ法により製造されたシリコン単結晶を1200℃〜
1400℃の高温で熱処理し、つづいて500℃〜80
0℃の温度域で熱処理を行う。また、CZ法によりシリ
コン単結晶を製造する過程において、結晶製造炉内で8
00℃〜500℃の温度域を200分以上滞在させるこ
とによっても同じ効果が得られる。この方法で得られる
シリコンウェーハ及びシリコン単結晶から切り出された
シリコンウェーハの無欠陥層形成熱処理を施された後の
シリコンウェーハ表面には良好な無欠陥層が形成されて
いる。
(57) [Abstract] [Purpose] The present invention is directed to the Czochralski method (hereinafter referred to as CZ
It is an object of the present invention to provide a silicon single crystal capable of forming a good surface-defect-free layer, a heat treatment method thereof, and a manufacturing method thereof. In order to achieve the above object, in the present invention,
The silicon single crystal manufactured by the CZ method is 1200 ° C-
Heat treatment at a high temperature of 1400 ° C, followed by 500 ° C-80
Heat treatment is performed in the temperature range of 0 ° C. In addition, in the process of manufacturing a silicon single crystal by the CZ method,
The same effect can be obtained by allowing the temperature range of 00 ° C to 500 ° C to stay for 200 minutes or more. A good defect-free layer is formed on the surface of the silicon wafer after the heat treatment for forming a defect-free layer on the silicon wafer obtained by this method and the silicon wafer cut out from the silicon single crystal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、無欠陥層形成熱処理を
施した後のシリコンウェーハ表面から5μm以内の領域
に、直径が1000オングストローム以上の微小結晶欠
陥が密度1×105 cm3 以下しか存在しない、良好な
表面無欠陥層の形成が容易なチョクラルスキー法(以
下、CZ法)により製造されたシリコン単結晶、その熱
処理方法およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention has a density of 1 × 10 5 cm 3 or less of fine crystal defects having a diameter of 1000 Å or more in a region within 5 μm from the surface of a silicon wafer after heat treatment for forming a defect-free layer. The present invention relates to a silicon single crystal produced by the Czochralski method (hereinafter, CZ method) in which a good surface-defect-free layer that does not exist can be easily formed, a heat treatment method thereof, and a production method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】CZ法により製造されたシリコン単結晶
中には微小結晶欠陥が含まれている。また、CZ法によ
り製造されたシリコン単結晶には過飽和な酸素が含まれ
ている。過飽和酸素はLSI製造工程の熱処理中にこの
微小結晶欠損を発生中心として析出し、酸素析出部を発
生させ、さらには転位ループや積層欠陥などの巨大二次
結晶欠陥をも誘起させる。この析出物あるいは二次欠陥
がシリコンウェーハ最表面の素子形成領域に導入される
と、接合リークなどの特性劣化を引き起こし、素子にと
って有害な影響を及ぼす。従って、歩留よくLSIを製
造するためには、酸素析出物の発生中心となる微小結晶
欠陥をシリコンウェーハ最表面の素子形成領域から排除
し、良好な表面無欠陥層を形成することが重要である。
2. Description of the Related Art A silicon single crystal manufactured by the CZ method contains fine crystal defects. Further, a silicon single crystal manufactured by the CZ method contains supersaturated oxygen. Supersaturated oxygen precipitates with the minute crystal defects as a generation center during the heat treatment in the LSI manufacturing process, generates an oxygen precipitation portion, and further induces giant secondary crystal defects such as dislocation loops and stacking faults. If these precipitates or secondary defects are introduced into the element formation region on the outermost surface of the silicon wafer, characteristic deterioration such as junction leakage is caused, which adversely affects the element. Therefore, in order to manufacture an LSI with a high yield, it is important to eliminate the fine crystal defects, which are the generation centers of oxygen precipitates, from the element formation region on the outermost surface of the silicon wafer and form a good surface-defect-free layer. is there.

【0003】表面無欠陥層の優劣を調査することを目的
とした熱処理としては、窒素及び酸素混合雰囲気中11
00℃10時間に加え、窒素雰囲気中650℃16時
間、さらに乾燥酸素雰囲気中1000℃16時間の多段
熱処理(以下、無欠陥層形成熱処理)が一般的に行なわ
れている。また、シリコンウェーハ最表面の微小結晶欠
陥の調査には赤外トモグラフィ法が一般的に用いられて
いる。
As a heat treatment for the purpose of investigating the superiority or inferiority of the surface defect-free layer, a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen was used.
In addition to 00 ° C. for 10 hours, a multi-step heat treatment (hereinafter, heat treatment for forming a defect-free layer) is generally performed at 650 ° C. for 16 hours in a nitrogen atmosphere, and at 1000 ° C. for 16 hours in a dry oxygen atmosphere. Further, the infrared tomography method is generally used for investigating microcrystalline defects on the outermost surface of a silicon wafer.

【0004】従来技術において製造されたシリコンウェ
ーハに無欠陥層形成熱処理を施した場合のシリコンウェ
ーハ最表面には、直径が1000オングストローム以上
の微小結晶欠陥密度が1×106 個/cm3 以上の密度
で存在しており、デバイス特性に有害な微小結晶欠陥を
排除することができなかった。
When a heat treatment for forming a defect-free layer is performed on a silicon wafer manufactured in the prior art, the density of fine crystal defects having a diameter of 1000 Å or more is 1 × 10 6 / cm 3 or more on the outermost surface of the silicon wafer. It was not possible to eliminate the microcrystalline defects that exist at a density and are harmful to the device characteristics.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、良
好な表面無欠陥層の形成が可能な、CZ法により製造さ
れたシリコン単結晶、並びにシリコン単結晶にこのよう
な特性を得るための熱処理方法および製造方法を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides a silicon single crystal manufactured by the CZ method capable of forming a good surface-defect-free layer, and a silicon single crystal for obtaining such characteristics. It is an object to provide a heat treatment method and a manufacturing method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、CZ法により製造されたシリコン
単結晶を1200℃〜1400℃の高温で熱処理し、つ
づいて500℃〜800℃の温度域で熱処理を行う。好
ましくは1200℃〜1400℃の高温で熱処理した
後、400℃以下まで降温することなく引き続き500
℃〜800℃の温度域で熱処理を行う。より好ましく
は、1200℃〜1400℃の高温で熱処理した後、1
200℃〜800℃の温度域を0.1℃/分〜100℃
/分の速度で冷却し、400℃以下に降温することなく
引き続き500℃〜800℃の温度域で熱処理を行う。
1200℃〜1400℃高温での熱処理時間は10分以
上で効果がみられるが、好ましくは30分以上である。
また、500℃〜800℃の温度域での熱処理時間は1
0分でも効果がみられるが、好ましくは30分以上であ
る。シリコン単結晶はウェーハであっても、インゴット
であっても、ブロックであっても良い。
In order to achieve the above object, in the present invention, a silicon single crystal produced by the CZ method is heat-treated at a high temperature of 1200 ° C to 1400 ° C, and then 500 ° C to 800 ° C. Heat treatment is performed in the temperature range. Preferably, after heat treatment at a high temperature of 1200 ° C to 1400 ° C, the temperature is continuously lowered to 400 ° C or lower and then 500
Heat treatment is performed in the temperature range of ℃ to 800 ℃. More preferably, after heat treatment at a high temperature of 1200 ° C to 1400 ° C, 1
Temperature range of 200 ℃ ~ 800 ℃ 0.1 ℃ / min ~ 100 ℃
It is cooled at a rate of / min, and heat treatment is continuously performed in a temperature range of 500 ° C to 800 ° C without lowering the temperature to 400 ° C or lower.
The heat treatment time at 1200 ° C. to 1400 ° C. high temperature is effective for 10 minutes or longer, but is preferably 30 minutes or longer.
The heat treatment time in the temperature range of 500 ° C to 800 ° C is 1
Although the effect can be seen even at 0 minutes, it is preferably at least 30 minutes. The silicon single crystal may be a wafer, an ingot, or a block.

【0007】また、CZ法によりシリコン単結晶を製造
する過程において、結晶製造炉内で800℃〜500℃
の温度域を200分以上滞在させることによっても同じ
効果が得られる。好ましくは、1200℃〜800℃の
温度域を300分以下の滞在時間で通過させ、800℃
〜500℃の温度域を200分以上滞在させることによ
ってより効果が高くなる。
Further, in the process of manufacturing a silicon single crystal by the CZ method, the temperature is 800 ° C. to 500 ° C. in a crystal manufacturing furnace.
The same effect can be obtained by allowing the temperature range of 2 to stay for 200 minutes or longer. Preferably, it is passed through a temperature range of 1200 ° C to 800 ° C for a residence time of 300 minutes or less, and 800 ° C.
The effect is further enhanced by allowing the temperature range of 500 ° C. to stay for 200 minutes or more.

【0008】この方法で得られるシリコンウェーハ及び
シリコン単結晶から切り出されたシリコンウェーハは、
いかなる固溶酸素濃度であっても、無欠陥層形成熱処理
を施された後のシリコンウェーハ表面から深さ5μm以
内に存在する直径が1000オングストローム以上の微
小結晶欠陥の密度は、1×105 個/cm3 以下であ
り、良好な無欠陥層が形成されている。
The silicon wafer obtained by this method and the silicon wafer cut out from the silicon single crystal are
Regardless of the concentration of dissolved oxygen, the density of microcrystalline defects with a diameter of 1000 angstroms or more existing within a depth of 5 μm from the surface of the silicon wafer after the heat treatment for forming a defect-free layer is 1 × 10 5 / Cm 3 or less, and a good defect-free layer is formed.

【0009】[0009]

【作用】CZ法によるシリコン単結晶育成過程におい
て、融点から1200℃までの高温域では、直径が約2
00〜800オングストロームの微小結晶欠陥が高密度
(109 個/cm3 程度)に発生する。1200℃〜8
00℃の温度域では、この微小結晶欠陥のうち比較的大
きいものが成長し小さいものが分解して、結果的に直径
が1000オングストローム以上の微小結晶欠陥が低密
度(107 個/cm3 程度)に残存する。800℃〜5
00℃の温度域では、直径が約300オングストローム
の微小結晶欠陥が高密度(109 個/cm3 程度)に新
たに等しい大きさで形成される一方、1000オングス
トローム以上の微小結晶欠陥が直径約300オングスト
ロームになるまで溶解する。500℃以下の温度域で
は、サーマルドナーと呼ばれる異種の欠陥が発生する。
従って、500℃〜800℃の低温域で熱処理する事に
より、約300オングストロームの小さいサイズの微小
結晶欠陥を高密度に均一に形成することができる。
In the process of growing a silicon single crystal by the CZ method, the diameter is about 2 in the high temperature range from the melting point to 1200 ° C.
Fine crystal defects of 00 to 800 angstrom are generated at a high density (about 10 9 defects / cm 3 ). 1200 ° C ~ 8
In the temperature range of 00 ° C., relatively large ones of these microcrystalline defects grow and small ones decompose, resulting in low density of microcrystalline defects with a diameter of 1000 Å or more (about 10 7 / cm 3). ) Remains. 800 ℃ ~ 5
In the temperature range of 00 ° C., fine crystal defects with a diameter of about 300 Å are newly formed at a high density (about 10 9 / cm 3 ), while fine crystal defects with a diameter of 1000 Å or more are about 100 μm. Dissolve to 300 Å. In the temperature range of 500 ° C. or lower, different kinds of defects called thermal donors occur.
Therefore, by performing heat treatment in a low temperature range of 500 ° C. to 800 ° C., it is possible to uniformly form fine crystal defects having a small size of about 300 Å at a high density.

【0010】なお、微小結晶欠陥の直径が1000オン
グストローム以下の場合、あるいは1000オングスト
ローム以上の欠陥密度が1×105 個/cm3 以下の場
合にはウェーハ最表面の素子活性領域に微小結晶欠陥が
存在しても素子特性には悪影響を及ぼさない。また、ほ
とんどのデバイスの素子活性領域は、ウェーハ表面から
5μm以内におさまるため、無欠陥層は表面から5μm
の深さまで形成すれば充分である。したがって、良好な
表面無欠陥層とは表面から深さ5μmの領域に存在する
直径が1000オングストローム以上の微小結晶欠陥が
1×105 個/cm3 以下の場合である。
If the diameter of the microcrystalline defects is 1000 angstroms or less, or if the defect density of 1000 angstroms or more is 1 × 10 5 / cm 3 or less, the microcrystalline defects are present in the device active region on the outermost surface of the wafer. Even if it exists, it does not adversely affect the device characteristics. In addition, since the device active area of most devices is within 5 μm from the wafer surface, the defect-free layer is 5 μm from the surface.
It is sufficient to form up to the depth of. Therefore, a good surface-defect-free layer is a case where there are 1 × 10 5 fine crystal defects having a diameter of 1000 Å or more and existing in a region having a depth of 5 μm from the surface of 1 × 10 5 pieces / cm 3 or less.

【0011】また、無欠陥層形成熱処理の内の窒素およ
び酸素混合雰囲気中1100℃10時間の工程は、微小
結晶欠陥を構成している要素の拡散速度を上げ、かつ微
小結晶欠陥を構成している要素の濃度を表面への外方拡
散を利用して下げることにより、シリコンウェーハ最表
面の微小結晶欠陥を分解する目的を有している。
In the heat treatment for forming a defect-free layer, the step of 1100 ° C. for 10 hours in a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen increases the diffusion rate of the elements forming the microcrystalline defects and forms the microcrystalline defects. The purpose is to decompose the microcrystalline defects on the outermost surface of the silicon wafer by lowering the concentration of existing elements by utilizing the outward diffusion to the surface.

【0012】通常の方法で製造されるCZシリコン単結
晶は、800℃〜500℃の温度域の滞在時間が短いた
め、1200℃〜800℃で形成された直径が1000
オングストローム以上の微小結晶欠陥を300オングス
トローム程度に溶解することができない。そのため、無
欠陥層形成熱処理を施しても表面から深さ5μm以内に
存在する直径が1000オングストローム以上の微小結
晶欠陥の密度は106個/cm3 以上残存してしまい、
素子特性を低下させる要因となっていた。
Since the CZ silicon single crystal produced by the usual method has a short residence time in the temperature range of 800 ° C. to 500 ° C., the diameter formed at 1200 ° C. to 800 ° C. is 1000.
It is not possible to dissolve microcrystalline defects of angstrom or more to about 300 angstrom. Therefore, even if the heat treatment for forming a defect-free layer is performed, the density of fine crystal defects having a diameter of 1000 Å or more and existing within a depth of 5 μm from the surface remains 10 6 / cm 3 or more,
It was a factor that deteriorated the device characteristics.

【0013】一方、育成したままの状態の通常のシリコ
ン単結晶を1200℃以上の高温に保持することにより
微小結晶欠陥を溶解し、その後500℃〜800℃の温
度域で熱処理を行なうと、直径が約300オングストロ
ームの小さいサイズの微小結晶欠陥が高密度に均一に形
成されるため、良好な表面無欠陥層の形成が可能とな
る。また、結晶内部に高密度に均一に存在する微小結晶
欠陥を利用して酸素析出物を成長させることにより、イ
ントリンシックゲッタリング能力に優れた特性をも持た
せることができる。ただし、1400℃を越える温度で
の熱処理は融点直下であるために危険であり、製造技術
としては不向きである。このとき、1200℃以上の高
温に保持した後、400℃以下まで降温することなく5
00℃〜800℃の温度域で熱処理を行なえば、サーマ
ルドナーの影響を受けずに済むため、より良好な表面無
欠陥層の形成が可能となる。さらに、1200℃以上の
高温に保持した後、1200℃〜800℃の温度域を
0.1℃/分以上の速度で急冷し、400℃以下に降温
することなく引き続き500℃〜800℃の温度域で熱
処理を行なえば、微小結晶欠陥の成長を完全に抑制で
き、より良好な表面無欠陥層の形成が可能となる。ただ
し、1200℃〜800℃の温度域の冷速が100℃/
分を越えると急冷凍結欠陥と呼ばれる異種の欠陥が高密
度に形成されるため、冷速は100℃/分以下としなけ
ればならない。
On the other hand, when a normal silicon single crystal in the as-grown state is maintained at a high temperature of 1200 ° C. or higher to dissolve fine crystal defects, and then heat treatment is performed in a temperature range of 500 ° C. to 800 ° C. Since fine crystal defects having a small size of about 300 angstroms are uniformly formed at a high density, a good surface-defect-free layer can be formed. Further, by growing the oxygen precipitates by utilizing fine crystal defects which are uniformly present inside the crystal at a high density, it is possible to provide the characteristic excellent in intrinsic gettering ability. However, heat treatment at a temperature exceeding 1400 ° C. is dangerous because it is just below the melting point, and is not suitable as a manufacturing technique. At this time, after maintaining at a high temperature of 1200 ° C. or higher, 5
When the heat treatment is performed in the temperature range of 00 ° C. to 800 ° C., the influence of the thermal donor is eliminated, and thus it is possible to form a better surface-defect-free layer. Furthermore, after maintaining at a high temperature of 1200 ° C. or higher, the temperature range of 1200 ° C. to 800 ° C. is rapidly cooled at a rate of 0.1 ° C./min or higher, and the temperature of 500 ° C. to 800 ° C. continues without being lowered to 400 ° C. or lower. If the heat treatment is performed in the region, the growth of fine crystal defects can be completely suppressed, and a better surface-defect-free layer can be formed. However, the cooling rate in the temperature range of 1200 ° C to 800 ° C is 100 ° C /
If it exceeds the minute, different kinds of defects called rapid freezing defects are formed at high density, so the cooling rate must be 100 ° C./min or less.

【0014】この一連の熱処理の効果は、シリコン単結
晶がウェーハである場合に最も大きいが、インゴットあ
るいはブロックであっても充分な効果を持つ。
The effect of this series of heat treatments is greatest when the silicon single crystal is a wafer, but even if it is an ingot or block, it has a sufficient effect.

【0015】CZ法によりシリコン単結晶を製造する過
程において、結晶製造装置内で800℃〜500℃の温
度域を200分以上滞在させることによっても同等の効
果が得られる。この場合1200℃〜800℃の温度域
を300分以下の滞在時間で通過させると微小結晶欠陥
の成長が抑制されてより効果が高くなる。
In the process of producing a silicon single crystal by the CZ method, the same effect can be obtained by making the temperature range of 800 ° C. to 500 ° C. stay in the crystal producing apparatus for 200 minutes or more. In this case, when passing through a temperature range of 1200 ° C. to 800 ° C. for a staying time of 300 minutes or less, the growth of fine crystal defects is suppressed and the effect is further enhanced.

【0016】[0016]

【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、
本発明がこれらの実施例の記載によって制限されるもの
でないことは言うまでもない。なお、最表面の微小結晶
欠陥の測定には赤外トモグラフィ法を用いた。赤外トモ
グラフィ法とは、YAGレーザを結晶に照射し、ウェー
ハ内の欠陥で散乱した光をSiビジコンで検知する方法
で、微小結晶欠陥の直径および密度を感度よく測定する
ことができる。また、ここで示した密度はいずれも直径
が1000オングストローム以上の微小結晶欠陥の密度
である。それ以下のサイズの欠陥は存在しても素子特性
に悪影響を及ぼさないため、記載を省略した。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
It goes without saying that the invention is not limited by the description of these examples. An infrared tomography method was used to measure the fine crystal defects on the outermost surface. The infrared tomography method is a method in which a crystal is irradiated with a YAG laser and light scattered by defects in the wafer is detected by a Si vidicon, and the diameter and density of microcrystalline defects can be measured with high sensitivity. In addition, all the densities shown here are densities of fine crystal defects having a diameter of 1000 angstroms or more. The presence of defects having a size smaller than that does not adversely affect the device characteristics, so the description thereof is omitted.

【0017】 実施例1 500℃〜800℃の熱処理効果 試料として用いたシリコンブロックは以下の通りであ
る。 伝導型:p型(ボロンドープ) 結晶サイズ:100×100×100mm 抵抗率:10Ω.cm 酸素濃度:9.0〜9.2×1017atoms/cc(日本電子
工業振興協会による酸素濃度換算係数を用いて算出) 炭素濃度:<1.0×1017atoms/cc (日本電子
工業振興協会による炭素濃度換算係数を用いて算出) このブロックを複数個用意し、それぞれ次の本発明熱処
理を行った。 熱処理温度:1350℃ 熱処理時間:120分 熱処理雰囲気:Ar の条件で熱処理を行なったあと400℃以下まで降温
し、続いて 熱処理温度:650℃ 熱処理時間:10分、30分、100分、400分 熱処理雰囲気:Ar の条件で熱処理を行った。
Example 1 A silicon block used as a heat treatment effect sample at 500 ° C. to 800 ° C. is as follows. Conduction type: p type (boron doped) Crystal size: 100 × 100 × 100 mm Resistivity: 10Ω. cm Oxygen concentration: 9.0 to 9.2 × 10 17 atoms / cc (calculated using the oxygen concentration conversion coefficient by the Japan Electronic Industry Development Association) Carbon concentration: <1.0 × 10 17 atoms / cc Calculation was carried out using a carbon concentration conversion coefficient by the Promotion Association) A plurality of these blocks were prepared, and each of them was subjected to the following heat treatment of the present invention. Heat treatment temperature: 1350 ° C. Heat treatment time: 120 minutes Heat treatment atmosphere: After heat treatment under the conditions of Ar, the temperature is lowered to 400 ° C. or lower, followed by heat treatment temperature: 650 ° C. Heat treatment time: 10 minutes, 30 minutes, 100 minutes, 400 minutes Heat treatment atmosphere: Heat treatment was performed under the condition of Ar 2.

【0018】これらのブロックからウェーハを切り出
し、表面無欠陥層形成熱処理として次の熱処理を行っ
た。 熱処理温度:1100℃ 熱処理時間:10時間 熱処理雰囲気:N2 +O2 の条件で熱処理を行ったあと室温まで降温し、続いて 熱処理温度:650℃ 熱処理時間:16時間 熱処理雰囲気:N2 の条件で熱処理を行ったあと室温まで降温した。さらに 熱処理温度:1000℃ 熱処理時間:16時間 熱処理雰囲気:dry O2 の条件で熱処理を行なった。これらの場合の、ウェーハ
表面から5μm以内の微小結晶欠陥の密度を測定し、表
1に示した。表1の結果は、これらの微小結晶欠陥密度
はいずれも1×105 個/cm3 以下であり、本発明熱
処理を施したシリコンブロックから切り出されたウェー
ハは良好な表面無欠陥層を形成することを示している。
また、熱処理時間が長いほど効果が高くなる。
Wafers were cut out from these blocks and subjected to the following heat treatment as a heat treatment for forming a surface-defect-free layer. Heat treatment temperature: 1100 ° C Heat treatment time: 10 hours Heat treatment atmosphere: After heat treatment under the conditions of N 2 + O 2 , the temperature is lowered to room temperature, and subsequently heat treatment temperature: 650 ° C heat treatment time: 16 hours Heat treatment atmosphere: N 2 After heat treatment, the temperature was lowered to room temperature. Further, heat treatment was performed under the conditions of heat treatment temperature: 1000 ° C., heat treatment time: 16 hours, heat treatment atmosphere: dry O 2 . In these cases, the density of fine crystal defects within 5 μm from the wafer surface was measured and shown in Table 1. The results in Table 1 indicate that the density of these fine crystal defects is 1 × 10 5 defects / cm 3 or less, and that the wafer cut from the silicon block subjected to the heat treatment of the present invention forms a good surface-defect-free layer. It is shown that.
Further, the longer the heat treatment time, the higher the effect.

【0019】実施例2 試料形状に対する熱処理効果 形状の異なる試料として、以下のシリコン単結晶を用意
した。 (1)シリコンウェーハ 用いたシリコンウェーハは以下の通りである。 伝導型:p型(ボロンドープ) 結晶径(ウェーハ径):6インチ(150mm) 抵抗率:10Ω・cm 酸素濃度:7.3〜7.5×1017atoms/cc(日本電子
工業振興協会による酸素濃度換算係数を用いて算出) 炭素濃度:<1.0×1017atoms/cc (日本電子
工業振興協会による炭素濃度換算係数を用いて算出) 熱処理を施すウェーハの厚み:0.625(mm) (2)シリコンブロック 実施例1のシリコンブロックを用いた。 (3)シリコンインゴット 用いたシリコンインゴットは以下の通りである。 伝導型:n型(Pドープ) 結晶径:6インチ用(160mm) 抵抗率:10Ω・cm 酸素濃度:9.8〜10.0×1017atoms/cc(日本電
子工業振興協会による酸素濃度換算係数を用いて算出) 炭素濃度:<1.0×1017atoms/cc (日本電子
工業振興協会による炭素濃度換算係数を用いて算出) インゴット直胴部長さ:1500(mm) これらのウェーハあるいはブロックあるいはインゴット
を複数個用意し、それぞれに次の本発明熱処理を行っ
た。 (a)熱処理後、400℃以下まで降温してから熱処
理を施す本発明熱処理実施例1の熱処理(→)の
内、低温熱処理(650℃)での保持時間が100分の
場合の熱処理。 (b)熱処理後、400℃以下まで降温せずかつ熱処
理との間を急冷せず、熱処理を施す本発明熱処理 熱処理温度:1350℃ 熱処理時間:120分 熱処理雰囲気:Ar の条件で熱処理を行ったあと0.05℃/分で冷却し、
400℃以下まで降温せず、続いて 熱処理温度:650℃ 熱処理時間:100分 熱処理雰囲気:Ar を行う熱処理。 (c)熱処理後、400℃以下まで降温せずかつ熱処
理との間を急冷し、熱処理を施す本発明熱処理 熱処理温度:1350℃ 熱処理時間:120分 熱処理雰囲気:Ar の条件で熱処理を行ったあと10℃/分で冷却し、40
0℃以下まで降温せず続いて 熱処理温度:650℃ 熱処理時間:100分 熱処理雰囲気:Ar を行う熱処理。これらのウェーハ、あるいはブロックか
ら切り出したウェーハ、あるいはインゴットから切り出
したウェーハに実施例1で行った熱処理およびおよ
びを表面無欠陥層形成熱処理として行った。これらの
場合の、ウェーハ表面から5μm以内の微小結晶欠陥の
密度を測定し、表2に示した。表2の結果は、これらの
微小結晶欠陥密度はいずれも1×105 個/cm3 以下
であり、本発明熱処理を施したシリコンウェーハ、およ
びブロックから切り出されたウェーハ、およびインゴッ
トから切り出されたウェーハは良好な表面無欠陥層を形
成することを示している。
Example 2 Effect of heat treatment on sample shape The following silicon single crystals were prepared as samples having different shapes. (1) Silicon wafer The silicon wafer used is as follows. Conductive type: p-type (boron-doped) Crystal diameter (wafer diameter): 6 inches (150 mm) Resistivity: 10 Ω · cm Oxygen concentration: 7.3 to 7.5 × 10 17 atoms / cc (oxygen by Japan Electronic Industry Development Association) Calculation using concentration conversion coefficient) Carbon concentration: <1.0 × 10 17 atoms / cc (Calculation using carbon concentration conversion coefficient by Japan Electronic Industry Development Association) Thickness of wafer subjected to heat treatment: 0.625 (mm) (2) Silicon Block The silicon block of Example 1 was used. (3) Silicon ingot The silicon ingot used is as follows. Conductive type: n-type (P-doped) Crystal diameter: for 6 inches (160 mm) Resistivity: 10 Ω · cm Oxygen concentration: 9.8 to 10.0 × 10 17 atoms / cc (oxygen concentration conversion by Japan Electronic Industry Development Association) Carbon concentration: <1.0 × 10 17 atoms / cc (Calculated using the carbon concentration conversion coefficient by Japan Electronic Industry Development Association) Ingot straight body length: 1500 (mm) These wafers or blocks Alternatively, a plurality of ingots were prepared and subjected to the following heat treatment of the present invention. (A) After the heat treatment, the temperature is lowered to 400 ° C. or less and then the heat treatment is performed.
Among the heat treatments (→) of the heat treatment (1) of the present invention for applying the heat treatment, the heat treatment in which the holding time at the low temperature heat treatment (650 ° C.) is 100 minutes. (B) After the heat treatment, the temperature is not lowered to 400 ° C. or lower and heat treatment is performed.
Heat treatment according to the present invention in which heat treatment is performed without quenching between the heat treatment temperature: 1350 ° C., heat treatment time: 120 minutes, heat treatment atmosphere: Ar, heat treatment is performed, and then cooling is performed at 0.05 ° C./min.
Heat treatment in which the temperature is not lowered to 400 ° C. or lower, and subsequently the heat treatment temperature is 650 ° C., the heat treatment time is 100 minutes, and the heat treatment atmosphere is Ar. (C) After the heat treatment, the temperature is not lowered to 400 ° C. or less and the heat treatment is performed.
Heat treatment according to the present invention, in which a heat treatment is performed by rapidly cooling between the heat treatment temperature: 1350 ° C., a heat treatment time: 120 minutes, a heat treatment atmosphere: Ar, heat treatment is performed at a temperature of 10 ° C./min, and then 40
Heat treatment temperature: 650 ° C. Heat treatment time: 100 minutes Heat treatment atmosphere: Ar heat treatment in which Ar is performed. These wafers, the wafers cut from the blocks, or the wafers cut from the ingot were subjected to the heat treatments and and in Example 1 as the heat treatment for forming the surface defect-free layer. In these cases, the density of fine crystal defects within 5 μm from the wafer surface was measured and is shown in Table 2. The results shown in Table 2 indicate that these microcrystal defect densities are all 1 × 10 5 defects / cm 3 or less, and the silicon wafers subjected to the heat treatment of the present invention, the wafers cut from the blocks, and the ingots were cut out. The wafer is shown to form a good surface defect free layer.

【0020】比較例1 CZ法で育成されたシリコンインゴットの種結晶側から
液面側までの任意の部位から切り出されたシリコンウェ
ーハに対し、実施例1の熱処理工程および行わず、
熱処理工程およびおよびのみを行って最表面の微
小結晶密度を測定し、実施例1とともに表1に示した。
表1より、これらの微小結晶欠陥密度はいずれも1×1
5 個/cm3 以上であり、良好な表面無欠陥層は得ら
れていないことが分かる。
Comparative Example 1 A silicon wafer cut by a CZ method, which was cut from an arbitrary portion from a seed crystal side to a liquid surface side of a silicon ingot, was subjected to the heat treatment step of Example 1 and was not performed.
The heat treatment step and and only were carried out to measure the fine crystal density of the outermost surface, which is shown in Table 1 together with Example 1.
From Table 1, these microcrystal defect densities are all 1 × 1.
It is 0 5 pieces / cm 3 or more, which means that a good surface-defect-free layer is not obtained.

【0021】比較例2 CZ法で育成されたシリコンインゴットの種結晶側から
液面側までの任意の部位から切り出されたシリコンウェ
ーハに対し、実施例1の熱処理工程の熱処理温度を1
190℃とした条件で熱処理を行ったあと10℃/分で
冷却し、400℃以下まで降温せず続いて熱処理工程
の熱処理時間を100分の条件で熱処理を行った。これ
らのウェーハに実施例1の熱処理工程およびおよび
を行って最表面の微小結晶欠陥密度を測定し、実施例
1とともに表1に示した。表1より、これらの微小結晶
欠陥密度はいずれも1×105 個/cm3 以上であり、
良好な表面無欠陥層は得られていないことが分かる。
Comparative Example 2 The heat treatment temperature of the heat treatment step of Example 1 was set to 1 with respect to a silicon wafer cut from an arbitrary portion of the silicon ingot grown by the CZ method from the seed crystal side to the liquid surface side.
The heat treatment was performed under the condition of 190 ° C., followed by cooling at 10 ° C./min, and then the heat treatment was performed under the condition that the heat treatment time was 100 minutes without lowering the temperature to 400 ° C. or lower. These wafers were subjected to the heat treatment steps of Example 1 and and the fine crystal defect density of the outermost surface was measured. The results are shown in Table 1 together with Example 1. From Table 1, each of these fine crystal defect densities is 1 × 10 5 defects / cm 3 or more,
It can be seen that a good surface-defect-free layer has not been obtained.

【0022】比較例3 CZ法で育成されたシリコンインゴットの種結晶側から
液面側までの任意の部位から切り出されたシリコンウェ
ーハに対し、実施例1の熱処理工程を行ったあと11
0℃/分で冷却し、400℃以下まで降温せず続いて熱
処理工程の熱処理時間を100分の条件で熱処理を行
った。これらのウェーハに実施例1の熱処理工程およ
びおよびを行って最表面の微小結晶密度を測定し、
実施例1とともに表1に示した。表1より、これらの微
小結晶欠陥密度はいずれも1×105 個/cm3 以上で
あり、良好な表面無欠陥層は得られていないことが分か
る。
Comparative Example 3 A silicon wafer cut by a CZ method at a desired position from the seed crystal side to the liquid surface side of a silicon ingot was subjected to the heat treatment step of Example 1 and then 11
Cooling was performed at 0 ° C./min, and the temperature was not lowered to 400 ° C. or lower, and subsequently, heat treatment was performed under the condition that the heat treatment time of the heat treatment step was 100 minutes. These wafers are subjected to the heat treatment steps of Example 1 and and to measure the fine crystal density of the outermost surface,
The results are shown in Table 1 together with Example 1. From Table 1, it can be seen that the density of these fine crystal defects is 1 × 10 5 defects / cm 3 or more, and no good surface defect-free layer is obtained.

【0023】比較例4 CZ法で育成されたシリコンインゴットの種結晶側から
液面側までの任意の部位から切り出されたシリコンウェ
ーハに対し、実施例1の熱処理工程を行ったあと10
℃/分で冷却し、400℃以下まで降温せず続いて熱処
理工程の熱処理温度を820℃とし、また熱処理時間
が100分の条件で熱処理を行った。これらのウェーハ
に実施例1の熱処理工程およびおよびを行って最
表面の微小結晶密度を測定し、実施例1とともに表1に
示した。表1より、これらの微小結晶欠陥密度はいずれ
も1×105 個/cm3 以上であり、良好な表面無欠陥
層は得られていないことが分かる。
Comparative Example 4 A silicon wafer cut by a CZ method from a desired position from the seed crystal side to the liquid surface side of a silicon ingot was subjected to the heat treatment step of Example 1 and then 10
The heat treatment was performed at a temperature of 820 ° C./min, without lowering the temperature to 400 ° C. or lower, and subsequently at a heat treatment temperature of 820 ° C. in the heat treatment step, and for a heat treatment time of 100 minutes. These wafers were subjected to the heat treatment steps of Example 1 and and the fine crystal density of the outermost surface was measured. The results are shown in Table 1 together with Example 1. From Table 1, it can be seen that the density of these fine crystal defects is 1 × 10 5 defects / cm 3 or more, and no good surface defect-free layer is obtained.

【0024】比較例5 CZ法で育成されたシリコンインゴットの種結晶側から
液面側までの任意の部位から切り出されたシリコンウェ
ーハに対し、実施例1の熱処理工程の熱処理を行った
あと10℃/分で冷却し、400℃以下まで降温せず続
いて熱処理工程の熱処理温度を490℃とし、熱処理
時間が100分の条件で熱処理を行った。これらのウェ
ーハに実施例1の熱処理工程およびおよびを行っ
て最表面の微小結晶欠陥密度を測定し、実施例1ととも
に表1に示した。表1より、これらの微小結晶欠陥密度
はいずれも1×105 個/cm3 以上であり、良好な表
面無欠陥層は得られていないことが分かる。
Comparative Example 5 A silicon wafer cut by a CZ method at a desired position from the seed crystal side to the liquid surface side of a silicon ingot was subjected to the heat treatment in the heat treatment step of Example 1 and then at 10 ° C. The heat treatment was performed at a heat treatment temperature of 490 ° C. for 100 minutes without cooling to 400 ° C. or lower. These wafers were subjected to the heat treatment steps of Example 1 and and the fine crystal defect density of the outermost surface was measured. The results are shown in Table 1 together with Example 1. From Table 1, it can be seen that the density of these fine crystal defects is 1 × 10 5 defects / cm 3 or more, and no good surface defect-free layer is obtained.

【0025】実施例3 シリコン単結晶の育成過程にお
いて本発明を施した場合 本発明に用いられるシリコン単結晶製造装置は、通常C
Z法によるシリコン単結晶製造に用いられるものであれ
ば特に限定されるものではなく、本実施例では図1に示
すような製造装置を用いた。このCZ法シリコン単結晶
製造装置1は、シリコン溶融のための構造体が収容され
る加熱チャンバ2aと、分離機構20によって分離およ
び接続される育成されたシリコン単結晶インゴットSを
収容する引上げチャンバ2bとからなるチャンバ2を有
し、加熱チャンバ2a内に、石英ルツボ5bとこれを保
護する黒鉛製ルツボ5aとから構成されたルツボ5と、
このルツボ5の側面部を取り囲むように配置された加熱
ヒータ6と、加熱ヒータ6からの熱が加熱チャンバ2a
外部に逃げるのを防止するため断熱部材11が配置され
ており、このルツボ5は、図示されていない駆動装置と
回転治具4によって接続され、この駆動装置によって所
定の速度で回転されると共に、ルツボ5内のシリコン融
液の減少にともないシリコン融液液面が低下するのを補
うためにルツボ5を昇降させるようになっている。引上
げチャンバ2b内には、チャンバ内を垂下された引上げ
ワイヤ7が設置され、このワイヤの下端には種結晶8を
保持するチャック9が設けられている。この引上げワイ
ヤ7の上端側は、ワイヤ巻き上げ機10に巻きとられ
て、シリコン単結晶インゴットを引き上げるようになっ
た引上げ装置が設けられている。そして、チャンバ2内
には、引上げチャンバ2bに形成されたガス導入口12
からArガスが導入され、加熱チャンバ2a内をまんべ
んなく流通してガス流出口13から排出される。このよ
うにArガスを流出させるのは、シリコンの溶融にとも
なってチャンバ内に発生するSiOをシリコン融液内に
混入させないようにするためである。この装置を使用し
て、以下の条件でシリコン単結晶を育成した。 原料融液重量:45kg 結晶育成速度:1.2mm/min結晶a:高温と低温の間を急冷しない場合 1200℃〜800℃温度域の滞在時間:350分 800℃〜500℃温度域の滞在時間:400分結晶b:高温と低温の間を急冷する場合 1200℃〜800℃温度域の滞在時間:120分 800℃〜500℃温度域の滞在時間:400分 この条件で育成されたシリコン単結晶インゴットは次の
通りである。結晶a 伝導型:p型(ボロンドープ) 結晶径:6インチ用(160mm) 抵抗率:10Ω・cm 酸素濃度:9.8〜10.0×1017atoms/cc(日本電
子工業振興協会による酸素濃度換算係数を用いて算出) 炭素濃度:<1.0×1017atoms/cc (日本電子
工業振興協会による炭素濃度換算係数を用いて算出)結晶b 伝導型:n型(Pドープ) 結晶径:6インチ用(160mm) 抵抗率:2Ω・cm 酸素濃度:7.5〜7.8×1017atoms/cc(日本電子
工業振興協会による酸素濃度換算係数を用いて算出) 炭素濃度:<1.0×1017atoms/cc (日本電子
工業振興協会による炭素濃度換算係数を用いて算出) これらのインゴットから切り出したウェーハに実施例1
で行った熱処理およびおよびを表面無欠陥層形成
熱処理として行った。これらの場合の、ウェーハ表面か
ら5μm以内の微小結晶欠陥の密度を測定し、表3に示
した。表3の結果は、これらの微小結晶欠陥密度はいず
れも1×105 個/cm3 以下であり、本発明の方法で
製造されたインゴットから切り出されたウェーハは、良
好な表面無欠陥層を形成することを示している。
Example 3 In the process of growing a silicon single crystal
In the case of applying the present invention, the silicon single crystal production apparatus used in the present invention is usually C
The manufacturing apparatus is not particularly limited as long as it is used for manufacturing a silicon single crystal by the Z method, and the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used in this example. This CZ method silicon single crystal manufacturing apparatus 1 includes a heating chamber 2a that houses a structure for melting silicon and a pulling chamber 2b that houses a grown silicon single crystal ingot S that is separated and connected by a separation mechanism 20. And a crucible 5 including a quartz crucible 5b and a graphite crucible 5a for protecting the quartz crucible 5b in the heating chamber 2a.
The heater 6 arranged so as to surround the side surface of the crucible 5, and the heat from the heater 6 heats the heating chamber 2a.
A heat insulating member 11 is arranged in order to prevent the crucible 5 from escaping to the outside. The crucible 5 is connected to a driving device (not shown) by a rotating jig 4, and is rotated at a predetermined speed by the driving device. The crucible 5 is moved up and down in order to compensate for the decrease of the silicon melt liquid level due to the decrease of the silicon melt in the crucible 5. In the pulling chamber 2b, a pulling wire 7 suspended in the chamber is installed, and a chuck 9 for holding a seed crystal 8 is provided at the lower end of this wire. An upper end side of the pulling wire 7 is provided with a pulling device which is wound around the wire winding machine 10 to pull up the silicon single crystal ingot. Then, in the chamber 2, the gas introduction port 12 formed in the pulling chamber 2b is formed.
Ar gas is introduced into the heating chamber 2a, and the Ar gas is evenly distributed in the heating chamber 2a and discharged from the gas outlet 13. The Ar gas is caused to flow out in this manner so that SiO generated in the chamber due to the melting of silicon is not mixed into the silicon melt. Using this apparatus, a silicon single crystal was grown under the following conditions. Raw material melt weight: 45 kg Crystal growth rate: 1.2 mm / min Crystal a: Without rapid cooling between high temperature and low temperature 1200 ° C. to 800 ° C. residence time in temperature range: 350 minutes 800 ° C. to 500 ° C. residence time in temperature range : 400 minutes Crystal b: When rapidly cooling between high temperature and low temperature 1200 ° C. to 800 ° C. staying time in temperature range: 120 minutes 800 ° C. to 500 ° C. staying time in temperature range: 400 minutes Silicon single crystal grown under these conditions The ingot is as follows. Crystal a conductivity type: p-type (boron-doped) Crystal diameter: for 6 inches (160 mm) Resistivity: 10 Ω · cm Oxygen concentration: 9.8 to 10.0 × 10 17 atoms / cc (oxygen concentration by Japan Electronic Industry Development Association) Calculated using conversion coefficient) Carbon concentration: <1.0 × 10 17 atoms / cc (Calculated using conversion coefficient of carbon concentration by Japan Electronic Industry Development Association) Crystal b Conductivity type: n-type (P-doped) Crystal diameter: For 6 inches (160 mm) Resistivity: 2 Ω · cm Oxygen concentration: 7.5 to 7.8 × 10 17 atoms / cc (calculated using the oxygen concentration conversion coefficient by the Japan Electronic Industry Development Association) Carbon concentration: <1. 0 × 10 17 atoms / cc (calculated by using the carbon concentration conversion coefficient by Japan Electronics Industry Promotion Association) Example 1 was applied to wafers cut from these ingots.
The heat treatment and the heat treatment performed in 1) were performed as the heat treatment for forming a defect-free surface layer. In these cases, the density of fine crystal defects within 5 μm from the wafer surface was measured and shown in Table 3. The results in Table 3 indicate that these microcrystal defect densities are all 1 × 10 5 defects / cm 3 or less, and that the wafer cut from the ingot produced by the method of the present invention has a good surface defect-free layer. It shows that it forms.

【0026】比較例6 実施例3で用いた装置を使用して、以下の条件でシリコ
ン単結晶を育成した。 原料融液重量:45kg 結晶育成速度:1.2mm/min 1200℃〜800℃温度域の滞在時間:200分 800℃〜500℃温度域の滞在時間:190分 この条件で育成されたシリコン単結晶インゴットは次の
通りである。 伝導型:p型(ボロンドープ) 結晶径:6インチ用(160mm) 抵抗率:10Ω・cm 酸素濃度:9.8〜10.0×1017atoms/cc(日本電
子工業振興協会による酸素濃度換算係数を用いて算出) 炭素濃度:<1.0×1017atoms/cc (日本電子
工業振興協会による炭素濃度換算係数を用いて算出) これらのインゴットから切り出したウェーハに実施例1
で行った熱処理およびおよびを表面無欠陥層形成
熱処理として行った。これらの場合の、ウェーハ表面か
ら5μm以内の微小結晶欠陥の密度を測定し、表3に示
した。表3より、これらの微小結晶欠陥密度はいずれも
1×105 個/cm3 以上であり、良好な表面無欠陥層
は得られていないことが分かる。
Comparative Example 6 Using the apparatus used in Example 3, a silicon single crystal was grown under the following conditions. Raw material melt weight: 45 kg Crystal growth rate: 1.2 mm / min 1200 ° C. to 800 ° C. temperature range residence time: 200 minutes 800 ° C. to 500 ° C. temperature range residence time: 190 minutes Silicon single crystal grown under these conditions The ingot is as follows. Conductive type: p-type (boron-doped) Crystal diameter: for 6 inches (160 mm) Resistivity: 10 Ω · cm Oxygen concentration: 9.8 to 10.0 × 10 17 atoms / cc (oxygen concentration conversion coefficient by Japan Electronic Industry Development Association) Carbon concentration: <1.0 × 10 17 atoms / cc (calculated using the carbon concentration conversion coefficient by Japan Electronic Industry Development Association) Example 1 was applied to wafers cut from these ingots.
The heat treatment and the heat treatment performed in 1) were performed as the heat treatment for forming a defect-free surface layer. In these cases, the density of fine crystal defects within 5 μm from the wafer surface was measured and shown in Table 3. From Table 3, it can be seen that the density of these fine crystal defects is 1 × 10 5 defects / cm 3 or more, and a good surface-defect-free layer is not obtained.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明のシリコン単結晶は良好な表面無
欠陥層の形成が可能であるため、デバイス活性層の信頼
性が高く、MOSデバイス用のウェーハに適する。
Since the silicon single crystal of the present invention can form a good surface-defect-free layer, it has a high reliability of the device active layer and is suitable for a wafer for a MOS device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】は、本発明の実施例に用いたCZ法シリコン単
結晶製造装置の概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram of a CZ method silicon single crystal manufacturing apparatus used in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…CZ法シリコン単結晶製造装置、 2…チャンバ、
2a…加熱チャンバ、 2b…引上げチャ
ンバ、4…回転軸、 5…ルツ
ボ、5a…黒鉛製ルツボ、 5b…石英ル
ツボ、6…加熱ヒータ、 7…ワイ
ヤ、9…チャック、 10…ワイヤ
巻き上げ機、11…断熱部材、 12
…ガス導入口、13…ガス流出口、 2
0…分離機構。
1 ... CZ method silicon single crystal manufacturing apparatus, 2 ... chamber,
2a ... Heating chamber, 2b ... Pulling chamber, 4 ... Rotating shaft, 5 ... Crucible, 5a ... Graphite crucible, 5b ... Quartz crucible, 6 ... Heating heater, 7 ... Wire, 9 ... Chuck, 10 ... Wire winding machine, 11 … Thermal insulation, 12
… Gas inlet, 13… Gas outlet, 2
0 ... Separation mechanism.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中靜 恒夫 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 大久保 正道 山口県光市大字島田3434番地 ニッテツ電 子株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Tsuneo Nakatsune 3434 Shimada, Hikari City, Yamaguchi Prefecture Inside the Nippon Steel Works, Nippon Steel Corporation (72) Masamichi Okubo 3434 Shimada, Hikari City, Yamaguchi Prefecture Nittetsu Dentsu Child Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チョクラルスキー法により製造されたシ
リコン単結晶を、さきに1200℃〜1400℃で高温
熱処理し、つづいて500℃〜800℃の低温熱処理す
ることを特徴とするシリコン単結晶の熱処理方法。
1. A silicon single crystal produced by the Czochralski method, which is first heat-treated at a high temperature of 1200 ° C. to 1400 ° C., and then heat-treated at a low temperature of 500 ° C. to 800 ° C. Heat treatment method.
【請求項2】 チョクラルスキー法により製造されたシ
リコン単結晶を、さきに1200℃〜1400℃で高温
熱処理した後、400℃以下に降ろすことなく引き続き
500℃〜800℃の低温熱処理することを特徴とする
シリコン単結晶の熱処理方法。
2. A silicon single crystal produced by the Czochralski method is first subjected to a high temperature heat treatment at 1200 ° C. to 1400 ° C. and then subjected to a low temperature heat treatment at 500 ° C. to 800 ° C. without being lowered to 400 ° C. or lower. A method for heat treating a silicon single crystal characterized.
【請求項3】 チョクラルスキー法により製造されたシ
リコン単結晶を、さきに1200℃〜1400℃で高温
熱処理した後、1200℃〜800℃の温度領域を0.
1℃/分〜100℃/分の速度で冷却し、400℃以下
に降ろすことなく引き続き500℃〜800℃の低温熱
処理することを特徴とするシリコン単結晶の熱処理方
法。
3. A silicon single crystal produced by the Czochralski method is first subjected to a high temperature heat treatment at 1200 ° C. to 1400 ° C., and then a temperature range of 1200 ° C. to 800 ° C. is adjusted to 0.
A method for heat treating a silicon single crystal, which comprises cooling at a rate of 1 ° C / min to 100 ° C / min, and subsequently performing a low temperature heat treatment at 500 ° C to 800 ° C without lowering the temperature to 400 ° C or lower.
【請求項4】 シリコン単結晶がシリコンウェーハであ
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシ
リコン単結晶の熱処理方法。
4. The heat treatment method for a silicon single crystal according to claim 1, wherein the silicon single crystal is a silicon wafer.
【請求項5】 シリコン単結晶がシリコンインゴットあ
るいはブロックであることを特徴とする請求項1〜3の
いずれかに記載のシリコン単結晶の熱処理方法。
5. The heat treatment method for a silicon single crystal according to claim 1, wherein the silicon single crystal is a silicon ingot or a block.
【請求項6】 チョクラルスキー法によりシリコン単結
晶を製造する過程において、結晶製造炉内で800℃〜
500℃の温度領域を200分以上滞在させることを特
徴とする、シリコン単結晶の製造方法。
6. In the process of producing a silicon single crystal by the Czochralski method, the temperature is 800 ° C. in a crystal production furnace.
A method for producing a silicon single crystal, which comprises allowing a temperature range of 500 ° C. to stay for 200 minutes or more.
【請求項7】 チョクラルスキー法によりシリコン単結
晶を製造する過程において、結晶製造炉内で1200℃
〜800℃の温度領域を300分以下の滞在時間で通過
させ、800℃〜500℃の温度領域を200分以上滞
在させることを特徴とする、シリコン単結晶の製造方
法。
7. A process of producing a silicon single crystal by the Czochralski method, at 1200 ° C. in a crystal production furnace.
A method for producing a silicon single crystal, which is characterized in that a temperature range of -800 ° C is passed for a stay time of 300 minutes or less, and a temperature range of 800 ° C-500 ° C is allowed to stay for 200 minutes or more.
【請求項8】 チョクラルスキー法により製造されたシ
リコン単結晶であって、該シリコン単結晶から切り出さ
れたシリコンウェーハに、窒素および酸素混合雰囲気中
1100℃10時間に加え、窒素雰囲気中650℃16
時間、さらに乾燥酸素雰囲気中1000℃16時間の熱
処理を施した後の該シリコンウェーハ表面から深さ5μ
m以内に存在する、直径が1000オングストローム以
上の微小結晶欠陥の密度が1×105 個/cm3 以下で
あることをことを特徴とする、良好な表面無欠陥層の形
成が可能なシリコン単結晶。
8. A silicon single crystal produced by the Czochralski method, which is obtained by adding a silicon wafer cut out from the silicon single crystal to a mixed atmosphere of nitrogen and oxygen at 1100 ° C. for 10 hours and at 650 ° C. in a nitrogen atmosphere. 16
5 μm deep from the surface of the silicon wafer after heat treatment at 1000 ° C. for 16 hours in a dry oxygen atmosphere
Silicon single crystal capable of forming a good surface-defect-free layer, characterized in that the density of microcrystalline defects having a diameter of 1000 angstroms or more and existing within m is 1 × 10 5 defects / cm 3 or less. crystal.
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