JPH0741391A - シリコン単結晶とその熱処理方法およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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（１０^{7 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
０⁵ 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【符号の説明】

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。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。