JPH0741392A - シリコン単結晶およびその製造方法 - Google Patents

シリコン単結晶およびその製造方法

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JPH0741392A
JPH0741392A JP18854193A JP18854193A JPH0741392A JP H0741392 A JPH0741392 A JP H0741392A JP 18854193 A JP18854193 A JP 18854193A JP 18854193 A JP18854193 A JP 18854193A JP H0741392 A JPH0741392 A JP H0741392A
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JP
Japan
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single crystal
silicon single
manufacturing
silicon
ammonia
Prior art date
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Pending
Application number
JP18854193A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Iwasaki
俊夫 岩崎
Kiyoshi Kojima
清 小島
Masaru Takebayashi
優 竹林
Tsuneo Nakashizu
恒夫 中靜
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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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を鏡面加工し、さら
にアンモニア系洗浄を行った際に、0.07μm以上の
エッチピットの発生が抑制されたシリコン単結晶および
その製造方法に関する。 【構成】 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1100℃〜850℃の温度
域を250分以下の滞在時間で通過させる。好ましく
は、炉内で固化直後から850℃までの温度域を400
分以下の滞在時間で通過させる。また、本発明のシリコ
ン単結晶は、該シリコン単結晶から切り出されたシリコ
ンウェーハを鏡面加工し、加えてアンモニア系洗浄を行
った際に、0.07μm以上のエッチピットの発生が抑
制された、品質の優れたシリコン単結晶である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】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
ーハを鏡面加工し、加えてアンモニア系洗浄を行った際
に、0.07μm以上のエッチピットの発生が抑制され
たものとなるシリコン単結晶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
中には固溶酸素が含まれている。また、これらの固溶酸
素はシリコン単結晶の製造過程において析出し、微小酸
素析出物となる。さらに、シリコン単結晶の製造過程に
おいてこの微小酸素析出物からごくまれではあるが転位
ループ等の微小二次欠陥が発生することがある。該シリ
コン単結晶から切り出され、鏡面加工を施されたシリコ
ンウェーハの最表面に、この微小二次欠陥が存在する
と、その後のアンモニア系洗浄の際、0.07μm以上
のエッチピットが形成される。エッチピット上にLSI
等の素子が形成されると、電界集中等が発生し、素子に
とって有害な影響を及ぼす。従って、歩留良くLSIを
製造するには、アンモニア系洗浄の際にエッチピットを
形成する微小二次欠陥の発生が抑制されたシリコン単結
晶が重要となる。また、そのような結晶の製造方法の確
立が必要である。しかしながら、そのような技術は従来
存在しなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、C
Z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を鏡面加
工し、加えてアンモニア系洗浄を行った際に発生するエ
ッチピットが抑制されたシリコン単結晶およびその製造
方法を提供することを目的とするものである。
【0004】
【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、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11
00℃〜850℃の温度域を250分以下の滞在時間で
通過させる。好ましくは、結晶製造炉内で固化直後から
850℃までの温度域を400分以下の滞在時間で通過
させる。
【0005】また、本発明のシリコン単結晶は、該シリ
コン単結晶から切り出されたシリコンウェーハを鏡面加
工し、加えてアンモニア系洗浄を行った際に、0.07
μm以上のエッチピットの発生が抑制された品質の優れ
たシリコン単結晶である。
【0006】
【作用】CZ法によるシリコン単結晶の製造過程におい
て、融点から1200℃までの高温域は、酸素析出の発
生核の導入を行う効果がある。1200〜1100℃の
温度域は、発生核の安定化を行う効果がある。1100
℃以下では発生核を中心として酸素析出が進行し、微小
酸素析出物を形成する効果がある。特に、1100℃〜
850℃の温度域は、微小酸素析出物からごくまれに転
位ループ等の微小二次欠陥を発生させる効果がある。
【0007】鏡面研磨されたシリコンウェーハの表面に
微小二次欠陥が存在した場合には、その後のアンモニア
系洗浄の際エッチングされて、0.07μm以上のエッ
チピットを形成する。
【0008】通常の方法で製造されるCZシリコン単結
晶は、1100℃〜850℃の温度域の滞在時間が長い
ため、微小酸素析出物から低密度の微小二次欠陥が発生
し、それがアンモニア系洗浄で見られる0.07μm以
上のエッチピットの原因となっていた。
【0009】一方、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1100℃〜850
℃の温度域を250分以下の滞在時間で通過させること
によって、微小二次欠陥の発生を抑制することができる
ため、アンモニア系洗浄後に発生する0.07μm以上
のエッチピットを抑制することができる。好ましくは、
固化直後から850℃までの温度域を400分以下の滞
在時間で通過させると、酸素析出物の発生核の安定化を
も抑制することができるため、より効果が大きくなる。
【0010】これらの方法で製造されたCZシリコン単
結晶では、アンモニア系洗浄液で発生する0.07μm
以上のエッチピットが抑制されている。
【0011】
【実施例】本発明に用いられる単結晶製造装置は、通常
CZ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。
【0012】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。
【0013】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。
【0014】この装置を使用して、次の条件でシリコン
単結晶を育成した。 a)原料融液重量:45kg b)結晶育成速度:1.2mm/min なお、上記の2つの条件は、実施例1、実施例2、比較
例1および比較例2について共通である。
【0015】実施例1 固化〜850℃温度域の滞在時間:300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: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の表面を鏡
面加工した上で、アンモニア系洗浄液NH4 OH:H2
2 :H2 O=1:1:5を用いて洗浄し、周知のパー
ティクル測定装置にて0.07μ以上のエッチピット密
度を測定し、その結果を表1に示した。表1に示される
ように0.07μm以上のエッチピット密度は低く、本
発明の製造方法により得られたシリコン単結晶インゴッ
トから切り出されたウェーハは、アンモニア系洗浄液で
洗浄した際に発生する0.07μm以上のエッチピット
が抑制されていることを示している。
【0016】実施例2 1100℃〜850℃温度域の滞在時間:150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:n型(Pドープ) 結晶径:6インチ用(160mm) 抵抗率:2Ω・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の表面を鏡
面加工した上で、アンモニア系洗浄液NH4 OH:H2
2 :H2 O=1:1:5を用いて洗浄し、周知のパー
ティクル測定装置にて0.07μ以上のエッチピット密
度を測定し、その結果を実施例1にあわせて表1に示し
た。表1に示されるように0.07μm以上のエッチピ
ット密度は低く、本発明の製造方法により得られたシリ
コン単結晶インゴットから切り出されたウェーハは、ア
ンモニア系洗浄液で洗浄した際に発生する0.07μm
以上のエッチピットが完全に抑制されていることを示し
ている。
【0017】比較例1 固化〜850℃温度域の滞在時間:420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:n型(Pドープ) 結晶径:6インチ用(160mm) 抵抗率:2Ω・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の表面を鏡
面加工した上で、アンモニア系洗浄液NH4 OH:H2
2 :H2 O=1:1:5を用いて洗浄し、周知のパー
ティクル測定装置にて0.07μ以上のエッチピット密
度を測定し、その結果も実施例1および実施例2にあわ
せて表1に示した。表1に示されるように0.07μm
以上のエッチピット密度は高く、アンモニア系洗浄液で
洗浄した際に発生する0.07μm以上のエッチピット
が抑制されていないことがわかる。
【0018】比較例2 1100℃〜850℃温度域の滞在時間:300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: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の表面を鏡
面加工した上で、アンモニア系洗浄液NH4 OH:H2
2 :H2 O=1:1:5を用いて洗浄し、周知のパー
ティクル測定装置にて0.07μ以上のエッチピット密
度を測定し、その結果を実施例1および実施例2にあわ
せて表1に示した。表1に示されるように0.07μm
以上のエッチピット密度は高く、アンモニア系洗浄液で
洗浄した際に発生する0.07μm以上のエッチピット
が抑制されていないことがわかる。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】本発明のシリコン単結晶および本発明の
方法で製造されたシリコン単結晶は、該シリコン単結晶
から切り出されたシリコンウェーハの表面を鏡面加工し
た後、アンモニア系洗浄を行った際に発生する0.07
μm以上のエッチピットが抑制されているため、表面凹
凸が少なくMOSデバイス用ウェーハに適する。
【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である。
【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 竹林 優 山口県光市大字島田3434番地 ニッテツ電 子株式会社内 (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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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、結晶製造炉内で固化直後か
    ら850℃までの温度域を400分以下の滞在時間で通
    過させることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
  2. 【請求項2】 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1100℃
    〜850℃の温度域を250分以下の滞在時間で通過さ
    せることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
  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を鏡面加工し、加えてアンモニア
    系洗浄を行った際に、0.07μm以上のエッチピット
    の発生が抑制されていることを特徴とするシリコン単結
    晶。
JP18854193A 1993-07-29 1993-07-29 シリコン単結晶およびその製造方法 Pending JPH0741392A (ja)

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JP18854193A JPH0741392A (ja) 1993-07-29 1993-07-29 シリコン単結晶およびその製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009035481A (ja) * 2008-09-24 2009-02-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶ウエーハ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009035481A (ja) * 2008-09-24 2009-02-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶ウエーハ

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