JPH0818907B2 - Ｉｇ効果の高いシリコン単結晶の引上げ育成方法 - Google Patents
Ｉｇ効果の高いシリコン単結晶の引上げ育成方法Info
- Publication number
- JPH0818907B2 JPH0818907B2 JP6849087A JP6849087A JPH0818907B2 JP H0818907 B2 JPH0818907 B2 JP H0818907B2 JP 6849087 A JP6849087 A JP 6849087A JP 6849087 A JP6849087 A JP 6849087A JP H0818907 B2 JPH0818907 B2 JP H0818907B2
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- silicon single
- pulling
- silicon
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、欠陥発生を著しく多くし、イントリンシ
ックゲッタリング（IG）効果の高いシリコン単結晶の引
上げ育成方法に関するものである。
ックゲッタリング（IG）効果の高いシリコン単結晶の引
上げ育成方法に関するものである。
〔従来の技術〕 一般に、シリコン単結晶は、第２図に概略説明図で示
されるように、引上げ装置１内の下部に回転軸２により
支持された石英ルツボ３内に保持され、かつ保温体４と
前記石英ルツボ３の間に設けたヒータ５によって加熱さ
れたシリコン融液６に、引上げ軸７の先端に取りつけた
種結晶８を浸け、この引上げ軸７を回転させながら、例
えば1mm/minの速度で引上げて単結晶９を育成すること
によって製造されている。このため、引上げ育成直後の
シリコン単結晶は、その長さが例えば30cmの場合、下端
部の約1400℃から漸次上端部の約800℃まで降下の温度
分布をもつものである。
されるように、引上げ装置１内の下部に回転軸２により
支持された石英ルツボ３内に保持され、かつ保温体４と
前記石英ルツボ３の間に設けたヒータ５によって加熱さ
れたシリコン融液６に、引上げ軸７の先端に取りつけた
種結晶８を浸け、この引上げ軸７を回転させながら、例
えば1mm/minの速度で引上げて単結晶９を育成すること
によって製造されている。このため、引上げ育成直後の
シリコン単結晶は、その長さが例えば30cmの場合、下端
部の約1400℃から漸次上端部の約800℃まで降下の温度
分布をもつものである。
このシリコン単結晶の引上げ育成において、ホットゾ
ーンを構成するカーボンパーツからシリコン融液を介し
てシリコン単結晶中にカーボンが混入してくるが、この
カーボンは、欠陥発生を助長する効果があることが知ら
れている。しかし、上記従来の結晶育成方法では、必ず
しも、混入したカーボン量に応じた十分な欠陥発生を得
ることができない。
ーンを構成するカーボンパーツからシリコン融液を介し
てシリコン単結晶中にカーボンが混入してくるが、この
カーボンは、欠陥発生を助長する効果があることが知ら
れている。しかし、上記従来の結晶育成方法では、必ず
しも、混入したカーボン量に応じた十分な欠陥発生を得
ることができない。
そして、半導体デバイス製造工程において、上記従来
の結晶育成方法によって得られた、微量のカーボンを含
むシリコン単結晶を用いて製造したウェハに、種々の高
温熱処理が施された場合には、ウェハ表面近傍の活性領
域より内部に十分な微小析出物が発生せず、従って、こ
の微小析出物を核とした転位や積層欠陥などの欠陥の発
生が十分に起こらないことがある。これらの欠陥発生が
不十分な場合には、半導体デバイス製造工程において、
ウェハ表面に付着した汚染物質によって、半導体デバイ
スの絶縁耐圧不良や、キャリアのライフタイム減少など
の重大な特性劣化を招くことがある。
の結晶育成方法によって得られた、微量のカーボンを含
むシリコン単結晶を用いて製造したウェハに、種々の高
温熱処理が施された場合には、ウェハ表面近傍の活性領
域より内部に十分な微小析出物が発生せず、従って、こ
の微小析出物を核とした転位や積層欠陥などの欠陥の発
生が十分に起こらないことがある。これらの欠陥発生が
不十分な場合には、半導体デバイス製造工程において、
ウェハ表面に付着した汚染物質によって、半導体デバイ
スの絶縁耐圧不良や、キャリアのライフタイム減少など
の重大な特性劣化を招くことがある。
そこで、本発明者等は、上述したような観点から、内
部に十分な欠陥発生を起こすことができるウェハを得る
べく、特に前記ウェハの原料となる微量のカーボンを含
むシリコン単結晶について研究を行った結果、引上げ装
置内のルツボに保持されたシリコン融液からシリコン単
結晶を引上げ育成するに際して、該シリコン単結晶中の
カーボン濃度を所定範囲内（５×1014〜１×1017atoms/
cm3）の一定値に調整し、かつ結晶育成中の冷却過程を
前記シリコン単結晶中のカーボン濃度に応じて制御（温
度と時間）してやると、この結果得られたシリコン単結
晶から製造されたウェハにおいては、半導体デバイス製
造工程における種々の高温処理によって、ウェハ内部
に、カーボン濃度に応じて、十分な微小欠陥が生じると
いう知見を得たものである。
部に十分な欠陥発生を起こすことができるウェハを得る
べく、特に前記ウェハの原料となる微量のカーボンを含
むシリコン単結晶について研究を行った結果、引上げ装
置内のルツボに保持されたシリコン融液からシリコン単
結晶を引上げ育成するに際して、該シリコン単結晶中の
カーボン濃度を所定範囲内（５×1014〜１×1017atoms/
cm3）の一定値に調整し、かつ結晶育成中の冷却過程を
前記シリコン単結晶中のカーボン濃度に応じて制御（温
度と時間）してやると、この結果得られたシリコン単結
晶から製造されたウェハにおいては、半導体デバイス製
造工程における種々の高温処理によって、ウェハ内部
に、カーボン濃度に応じて、十分な微小欠陥が生じると
いう知見を得たものである。
さらに、具体的に説明すると、引上げ育成されたシリ
コン単結晶の所定帯域に温度制御装置を設け、この温度
制御装置によって、含有カーボン濃度が2.5×1015〜１
×1017atoms/cm3内の値の場合の前記シリコン単結晶に
対しては、その全長に亘って750〜600℃の温度領域に２
時間以上保持する熱処理を施し、また含有カーボン濃度
が５×1014〜2.5×1015atoms/cm3内の値の場合の前記シ
リコン単結晶に対しては、その全長に亘って1350〜1250
℃の温度領域に２時間以上保持する熱処理を施すことに
より、IG効果の高いシリコン単結晶を得ることができ
る。
コン単結晶の所定帯域に温度制御装置を設け、この温度
制御装置によって、含有カーボン濃度が2.5×1015〜１
×1017atoms/cm3内の値の場合の前記シリコン単結晶に
対しては、その全長に亘って750〜600℃の温度領域に２
時間以上保持する熱処理を施し、また含有カーボン濃度
が５×1014〜2.5×1015atoms/cm3内の値の場合の前記シ
リコン単結晶に対しては、その全長に亘って1350〜1250
℃の温度領域に２時間以上保持する熱処理を施すことに
より、IG効果の高いシリコン単結晶を得ることができ
る。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものである
と共に、上記熱処理における保持時間は、種々の実験結
果に基づいて定められるものであり、その上限は製品仕
様（必要とされるIG効果の程度）、生産性等を考慮して
決定されるものである。
と共に、上記熱処理における保持時間は、種々の実験結
果に基づいて定められるものであり、その上限は製品仕
様（必要とされるIG効果の程度）、生産性等を考慮して
決定されるものである。
つぎに、この発明の方法を実施例に基づいて詳述す
る。
る。
第２図に示されるシリコン単結晶製造装置を用いて、
直径:130mmφ，長さ:500mmのシリコン単結晶を引上げ速
度:1mm/minの条件で引上げ育成するに際して、第１図に
同じく概略説明図で示されるように、引上げ育成された
シリコン単結晶９の所定帯域、すなわち下端がシリコン
融液６の液表面から50mm上方に位置する箇所に、温度制
御装置としての多段可変ヒータ10を設け、この多段可変
ヒータ10によって引上げ育成されたシリコン単結晶９の
所定帯域に対して、第1,第２表に示される条件で熱処理
を施し、この熱処理をシリコン単結晶９の下端部が前記
所定帯域を通過するまで一様に行ない（この結果として
シリコン単結晶９は、その全長に亘って所定の熱処理が
均等に施されたことになる）、前記シリコン単結晶の下
端部が前記所定帯域通過後、これを引上げて冷却するこ
とによって本発明１〜６および比較法１〜６をそれぞれ
実施した。
直径:130mmφ，長さ:500mmのシリコン単結晶を引上げ速
度:1mm/minの条件で引上げ育成するに際して、第１図に
同じく概略説明図で示されるように、引上げ育成された
シリコン単結晶９の所定帯域、すなわち下端がシリコン
融液６の液表面から50mm上方に位置する箇所に、温度制
御装置としての多段可変ヒータ10を設け、この多段可変
ヒータ10によって引上げ育成されたシリコン単結晶９の
所定帯域に対して、第1,第２表に示される条件で熱処理
を施し、この熱処理をシリコン単結晶９の下端部が前記
所定帯域を通過するまで一様に行ない（この結果として
シリコン単結晶９は、その全長に亘って所定の熱処理が
均等に施されたことになる）、前記シリコン単結晶の下
端部が前記所定帯域通過後、これを引上げて冷却するこ
とによって本発明１〜６および比較法１〜６をそれぞれ
実施した。
なお、引上げ育成されたシリコン単結晶に対して、何
らの熱処理も施さない場合、引上げ育成終了直後のシリ
コン単結晶は、その長さにそって、下端部：約1400℃，
中央部：約900℃，上端部：約600℃の温度分布をもつも
のであった。
らの熱処理も施さない場合、引上げ育成終了直後のシリ
コン単結晶は、その長さにそって、下端部：約1400℃，
中央部：約900℃，上端部：約600℃の温度分布をもつも
のであった。
ついで、本発明法１〜６および比較法１〜６によって
得られたシリコン単結晶の上端部、中央部、および下端
部からそれぞれ試料を採取し、これに温度:800℃に120
時間保持の加熱処理を施した状態で酸素析出物の密度を
測定した。これらの測定結果を第1,第２表にあわせて示
した。
得られたシリコン単結晶の上端部、中央部、および下端
部からそれぞれ試料を採取し、これに温度:800℃に120
時間保持の加熱処理を施した状態で酸素析出物の密度を
測定した。これらの測定結果を第1,第２表にあわせて示
した。
ここで、第１表はシリコン単結晶に含まれるカーボン
濃度が５×1014〜2.5×1015atoms/cm3の場合の代表的な
一例として、カーボン濃度１×1015atoms/cm3の場合に
ついて示し、また第２表はシリコン単結晶に含まれるカ
ーボン濃度が2.5×1015〜１×1017atoms/cm3の場合の代
表的な一例として、カーボン濃度５×1016atoms/cm3の
場合について示した。
濃度が５×1014〜2.5×1015atoms/cm3の場合の代表的な
一例として、カーボン濃度１×1015atoms/cm3の場合に
ついて示し、また第２表はシリコン単結晶に含まれるカ
ーボン濃度が2.5×1015〜１×1017atoms/cm3の場合の代
表的な一例として、カーボン濃度５×1016atoms/cm3の
場合について示した。
これらの第1,第２表に示される結果から、本発明法１
〜６によって製造されたシリコン単結晶においては、結
晶中のカーボン濃度に応じて、IG効果を高めるために重
要となる欠陥発生が十分に起こるために対して、熱処理
条件がこの発明の範囲から外れた比較法１〜６によって
製造されたシリコン単結晶においては、カーボン濃度に
応じた十分な欠陥発生が起こらないことが明らかであ
る。
〜６によって製造されたシリコン単結晶においては、結
晶中のカーボン濃度に応じて、IG効果を高めるために重
要となる欠陥発生が十分に起こるために対して、熱処理
条件がこの発明の範囲から外れた比較法１〜６によって
製造されたシリコン単結晶においては、カーボン濃度に
応じた十分な欠陥発生が起こらないことが明らかであ
る。
なお、結晶中のカーボン濃度2.5×1015近傍において
は、第３表に示すように温度領域1350〜1250℃および75
0〜600℃に120分以上保持することによって、それぞれ
同様の酸素析出物の密度を測定し、ともに欠陥発生が十
分に起こることがわかった。
は、第３表に示すように温度領域1350〜1250℃および75
0〜600℃に120分以上保持することによって、それぞれ
同様の酸素析出物の密度を測定し、ともに欠陥発生が十
分に起こることがわかった。
〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明のシリコン単結晶の引
上げ育成方法によれば、得られた微量のカーボンを含む
シリコン単結晶を用いて製造したウェハに、カーボン濃
度に依存した十分な微小欠陥を発生させることができ、
この微小欠陥の発生によってIG効果を高め、前記ウェハ
で製造された半導体デバイスの特性の向上を図ることが
できる。
上げ育成方法によれば、得られた微量のカーボンを含む
シリコン単結晶を用いて製造したウェハに、カーボン濃
度に依存した十分な微小欠陥を発生させることができ、
この微小欠陥の発生によってIG効果を高め、前記ウェハ
で製造された半導体デバイスの特性の向上を図ることが
できる。
第１図はこの発明の方法を実施する単結晶製造装置の一
例を示す概略説明図、第２図は従来の引上げ育成方法を
説明する概略説明図である。 １……引上げ装置、３……石英ルツボ、 ６……シリコン融液、９……シリコン単結晶、 10……多段可変ヒータ（温度制御装置）。
例を示す概略説明図、第２図は従来の引上げ育成方法を
説明する概略説明図である。 １……引上げ装置、３……石英ルツボ、 ６……シリコン融液、９……シリコン単結晶、 10……多段可変ヒータ（温度制御装置）。
Claims (3)
- 【請求項１】引上げ装置内のルツボに保持された、微量
のカーボンを含むシリコン融液からシリコン単結晶を引
上げ育成する方法において、 シリコン単結晶の引上げに際して、該シリコン単結晶中
のカーボン濃度を所定範囲内の一定値に調整し、かつ結
晶育成中の冷却過程を前記シリコン単結晶中のカーボン
濃度に応じて制御し、カーボンに起因するIG効果を高め
ることを特徴とするIG効果の高いシリコン単結晶の引上
げ育成方法。 - 【請求項２】引上げ育成されたシリコン単結晶の所定帯
域に温度制御装置を設け、前記シリコン単結晶中のカー
ボン濃度が2.5×1015〜１×1017atoms/cm3内の値の場合
の該シリコン単結晶に対し、その全長に亘って750〜600
℃の温度領域に２時間以上保持の熱処理を施すことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のIG効果の高いシリ
コン単結晶の引上げ育成方法。 - 【請求項３】引上げ育成されたシリコン単結晶の所定帯
域に温度制御装置を設け、前記シリコン単結晶中のカー
ボン濃度が５×1014〜2.5×1015atoms/cm3内の値の場合
の該シリコン単結晶に対し、その全長に亘って1350〜12
50℃の温度領域に２時間以上保持の熱処理を施すことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のIG効果の高いシ
リコン単結晶の引上げ育成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6849087A JPH0818907B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | Ｉｇ効果の高いシリコン単結晶の引上げ育成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6849087A JPH0818907B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | Ｉｇ効果の高いシリコン単結晶の引上げ育成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63233096A JPS63233096A (ja) | 1988-09-28 |
| JPH0818907B2 true JPH0818907B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=13375186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6849087A Expired - Lifetime JPH0818907B2 (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | Ｉｇ効果の高いシリコン単結晶の引上げ育成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818907B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002176058A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | シリコン半導体基板の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-23 JP JP6849087A patent/JPH0818907B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63233096A (ja) | 1988-09-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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