JPH10152395A - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶の製造方法Info
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- JPH10152395A JPH10152395A JP8326138A JP32613896A JPH10152395A JP H10152395 A JPH10152395 A JP H10152395A JP 8326138 A JP8326138 A JP 8326138A JP 32613896 A JP32613896 A JP 32613896A JP H10152395 A JPH10152395 A JP H10152395A
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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
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- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/20—Controlling or regulating
- C30B15/203—Controlling or regulating the relationship of pull rate (v) to axial thermal gradient (G)
-
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- C30B15/206—Controlling or regulating the thermal history of growing the ingot
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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】
【課題】 ＣＺ法による単結晶の製造において、as-gro
wnシリコン単結晶中に存在する八面体状ボイド欠陥の密
度低減を図り、酸化膜耐圧特性の優れたウェーハを得る
ことができるようにする。 【解決手段】 結晶引上速度をＶ(mm/min)、シリコンの
融点〜１３００℃の温度範囲および１１５０℃〜１０８
０℃の温度範囲における結晶軸方向の温度勾配をそれぞ
れＧ1(℃/mm ）、Ｇ2(℃/mm)とし、欠陥密度をｄ( 個/c
m3）としたとき、 Ｖ／Ｇ1 ＞０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 で、かつ、Ｖ／Ｇ1 ＞０．２５となるようにＶ、Ｇ1 、
Ｇ2 、ｄを定めて結晶を成長させる。これにより、欠陥
の密度を１×１０6 個/cm3未満に低減させ、酸化膜耐圧
特性およびデバイス歩留りに優れたシリコン単結晶を製
造することができる。
wnシリコン単結晶中に存在する八面体状ボイド欠陥の密
度低減を図り、酸化膜耐圧特性の優れたウェーハを得る
ことができるようにする。 【解決手段】 結晶引上速度をＶ(mm/min)、シリコンの
融点〜１３００℃の温度範囲および１１５０℃〜１０８
０℃の温度範囲における結晶軸方向の温度勾配をそれぞ
れＧ1(℃/mm ）、Ｇ2(℃/mm)とし、欠陥密度をｄ( 個/c
m3）としたとき、 Ｖ／Ｇ1 ＞０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 で、かつ、Ｖ／Ｇ1 ＞０．２５となるようにＶ、Ｇ1 、
Ｇ2 、ｄを定めて結晶を成長させる。これにより、欠陥
の密度を１×１０6 個/cm3未満に低減させ、酸化膜耐圧
特性およびデバイス歩留りに優れたシリコン単結晶を製
造することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＺ法によるシリ
コン単結晶の製造方法に係り、特に、酸化膜耐圧特性の
優れたシリコン単結晶の製造方法に関する。
コン単結晶の製造方法に係り、特に、酸化膜耐圧特性の
優れたシリコン単結晶の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン単結晶は一般にＣＺ法を用いて
製造されている。ＣＺ法は、単結晶製造装置内に設置し
た石英るつぼに多結晶シリコンを充填し、石英るつぼの
周囲に設けたヒータによって原料を加熱溶解した上、シ
ードチャックに取り付けた種結晶を融液に浸漬し、シー
ドチャックおよび石英るつぼを互いに同方向または逆方
向に回転しつつシードチャックを引き上げてシリコン単
結晶を所定の直径および長さに成長させる方法である。
製造されている。ＣＺ法は、単結晶製造装置内に設置し
た石英るつぼに多結晶シリコンを充填し、石英るつぼの
周囲に設けたヒータによって原料を加熱溶解した上、シ
ードチャックに取り付けた種結晶を融液に浸漬し、シー
ドチャックおよび石英るつぼを互いに同方向または逆方
向に回転しつつシードチャックを引き上げてシリコン単
結晶を所定の直径および長さに成長させる方法である。
【０００３】赤外線散乱光トモグラフィーで調査する
と、ＣＺ法を用いて製造されたas-grownシリコン単結晶
中に八面体状ボイド欠陥（以下ＬＳＴＤという）が検出
される。ＬＳＴＤは、ほとんどの単結晶中に１×１０6
個／cm3 を超える密度で存在している。
と、ＣＺ法を用いて製造されたas-grownシリコン単結晶
中に八面体状ボイド欠陥（以下ＬＳＴＤという）が検出
される。ＬＳＴＤは、ほとんどの単結晶中に１×１０6
個／cm3 を超える密度で存在している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、デバイス構造の
微細化、高集積化に伴い、酸化膜耐圧の信頼性が特に重
要視されるようになっている。図２はＬＳＴＤ密度と酸
化膜耐圧良品率との関係を示し、ＬＳＴＤ密度が１×１
０6 個／cm3 を超えると酸化膜耐圧良品率が５０％以下
に低下している。また、図３は酸化膜耐圧良品率とデバ
イスの信頼性不良率との関係を示したもの（Semiconduc
tor Silicon(1994),937-986 ）で、酸化膜耐圧良品率が
約５０％以下になると信頼性不良率が急激に上昇してい
る。これらの点からＬＳＴＤ密度の低減は、ＣＺ法によ
るシリコン単結晶（以下ＣＺ−Ｓｉ単結晶という）の育
成における最重要課題であり、as-grownＣＺ−Ｓｉ単結
晶中のＬＳＴＤ密度を少なくとも１×１０6 個／cm3 未
満に低減させる必要がある。
微細化、高集積化に伴い、酸化膜耐圧の信頼性が特に重
要視されるようになっている。図２はＬＳＴＤ密度と酸
化膜耐圧良品率との関係を示し、ＬＳＴＤ密度が１×１
０6 個／cm3 を超えると酸化膜耐圧良品率が５０％以下
に低下している。また、図３は酸化膜耐圧良品率とデバ
イスの信頼性不良率との関係を示したもの（Semiconduc
tor Silicon(1994),937-986 ）で、酸化膜耐圧良品率が
約５０％以下になると信頼性不良率が急激に上昇してい
る。これらの点からＬＳＴＤ密度の低減は、ＣＺ法によ
るシリコン単結晶（以下ＣＺ−Ｓｉ単結晶という）の育
成における最重要課題であり、as-grownＣＺ−Ｓｉ単結
晶中のＬＳＴＤ密度を少なくとも１×１０6 個／cm3 未
満に低減させる必要がある。
【０００５】従来から、酸化膜耐圧特性と関係のあるＣ
Ｚ−Ｓｉ単結晶中の酸素析出物密度を低減する方法とし
て、単結晶の成長速度を０．８mm／min 以下で成長させ
る方法（たとえば特開平２−２６７１９５号公報参照）
や、結晶成長速度をｆp （mm／min ）としてシリコンの
融点から１３００℃までの温度範囲における結晶軸方向
の温度勾配をＧ（℃／mm）としたとき、ｆp ／Ｇで表さ
れる係数を０．２５mm2 ／℃・min 以上にし、かつ、１
１５０℃から１０００℃までの温度範囲における冷却速
度を２．０℃／min 以下として単結晶を成長させる方法
（たとえば特開平８−１２４９３号公報参照）等が提案
されている。
Ｚ−Ｓｉ単結晶中の酸素析出物密度を低減する方法とし
て、単結晶の成長速度を０．８mm／min 以下で成長させ
る方法（たとえば特開平２−２６７１９５号公報参照）
や、結晶成長速度をｆp （mm／min ）としてシリコンの
融点から１３００℃までの温度範囲における結晶軸方向
の温度勾配をＧ（℃／mm）としたとき、ｆp ／Ｇで表さ
れる係数を０．２５mm2 ／℃・min 以上にし、かつ、１
１５０℃から１０００℃までの温度範囲における冷却速
度を２．０℃／min 以下として単結晶を成長させる方法
（たとえば特開平８−１２４９３号公報参照）等が提案
されている。
【０００６】上記特開平８−１２４９３号公報によるシ
リコン単結晶の製造方法は、ウェーハに加工した後の熱
酸化処理によって発生するリング状の酸素誘起積層欠陥
（以下リングＯＳＦという）の外径が、デバイス製造工
程で使用されないウェーハ外周部に分布するように制御
するためのパラメータとしてｆp ／Ｇを用い、ＬＳＴＤ
の密度を制御するためのパラメータとして１１５０℃か
ら１０００℃までの温度範囲における冷却速度を規定し
ている。すなわち、独立した前記２つの目的に対してそ
れぞれパラメータを規格化している。
リコン単結晶の製造方法は、ウェーハに加工した後の熱
酸化処理によって発生するリング状の酸素誘起積層欠陥
（以下リングＯＳＦという）の外径が、デバイス製造工
程で使用されないウェーハ外周部に分布するように制御
するためのパラメータとしてｆp ／Ｇを用い、ＬＳＴＤ
の密度を制御するためのパラメータとして１１５０℃か
ら１０００℃までの温度範囲における冷却速度を規定し
ている。すなわち、独立した前記２つの目的に対してそ
れぞれパラメータを規格化している。
【０００７】これに対し本発明者等は、ＬＳＴＤの密度
には結晶育成時の２つの温度帯、すなわちシリコンの融
点から１３００℃まで、および１１５０℃から１０８０
℃までの温度帯における冷却過程が影響している点に着
目した。公知の文献、公報等から１１５０℃から１０８
０℃や１１５０℃から１０００℃など１１００℃付近の
温度帯における冷却速度のパラメータがＬＳＴＤ密度に
影響を与えていることはいうまでもないが、結晶引上速
度／（融液〜１３００℃の温度勾配）なるパラメータも
寄与率は小さいながらＬＳＴＤ密度に影響している。従
って、ＬＳＴＤ密度を厳密に制御するには前記２つのパ
ラメータを考慮しなければならない。
には結晶育成時の２つの温度帯、すなわちシリコンの融
点から１３００℃まで、および１１５０℃から１０８０
℃までの温度帯における冷却過程が影響している点に着
目した。公知の文献、公報等から１１５０℃から１０８
０℃や１１５０℃から１０００℃など１１００℃付近の
温度帯における冷却速度のパラメータがＬＳＴＤ密度に
影響を与えていることはいうまでもないが、結晶引上速
度／（融液〜１３００℃の温度勾配）なるパラメータも
寄与率は小さいながらＬＳＴＤ密度に影響している。従
って、ＬＳＴＤ密度を厳密に制御するには前記２つのパ
ラメータを考慮しなければならない。
【０００８】本発明は上記着眼点に基づいてなされたも
ので、as-grownＣＺ−Ｓｉ単結晶中に存在するＬＳＴＤ
密度の低減を図り、ゲート酸化膜耐圧特性の優れたウェ
ーハを得ることができるシリコン単結晶の製造方法を提
供することを目的としている。
ので、as-grownＣＺ−Ｓｉ単結晶中に存在するＬＳＴＤ
密度の低減を図り、ゲート酸化膜耐圧特性の優れたウェ
ーハを得ることができるシリコン単結晶の製造方法を提
供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るシリコン単結晶の製造方法は、ＣＺ法
によるシリコン単結晶の製造において、結晶引上速度を
Ｖ（mm／min ）、シリコンの融点から１３００℃までの
温度範囲における結晶軸方向の温度勾配をＧ1 （℃／m
m）、１１５０℃から１０８０℃までの温度範囲におけ
る結晶軸方向の温度勾配をＧ2 （℃／mm）とし、ＬＳＴ
Ｄ密度をｄ（個／cm3 ）としたとき、 Ｖ／Ｇ1 ＞０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 で、かつ、 Ｖ／Ｇ1 ＞０．２５ となるように結晶を成長させることを特徴としている。
め、本発明に係るシリコン単結晶の製造方法は、ＣＺ法
によるシリコン単結晶の製造において、結晶引上速度を
Ｖ（mm／min ）、シリコンの融点から１３００℃までの
温度範囲における結晶軸方向の温度勾配をＧ1 （℃／m
m）、１１５０℃から１０８０℃までの温度範囲におけ
る結晶軸方向の温度勾配をＧ2 （℃／mm）とし、ＬＳＴ
Ｄ密度をｄ（個／cm3 ）としたとき、 Ｖ／Ｇ1 ＞０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 で、かつ、 Ｖ／Ｇ1 ＞０．２５ となるように結晶を成長させることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態および実施例】上記構成によれば、
目標値として設定したＬＳＴＤ密度を実現するために必
要なシリコン単結晶の冷却条件、すなわち結晶引上速度
に対するシリコン融点から１３００℃までと、１１５０
℃から１０８０℃までの２つの温度範囲における結晶軸
方向の温度勾配を算式を用いて求めることにしたので、
算出した冷却条件で単結晶を引き上げればＬＳＴＤ密度
の小さいシリコン単結晶が得られる。
目標値として設定したＬＳＴＤ密度を実現するために必
要なシリコン単結晶の冷却条件、すなわち結晶引上速度
に対するシリコン融点から１３００℃までと、１１５０
℃から１０８０℃までの２つの温度範囲における結晶軸
方向の温度勾配を算式を用いて求めることにしたので、
算出した冷却条件で単結晶を引き上げればＬＳＴＤ密度
の小さいシリコン単結晶が得られる。
【００１１】次に、本発明に係るシリコン単結晶の製造
方法の実施例について図面を参照して説明する。シリコ
ン単結晶に発生する欠陥と結晶育成時の冷却過程との関
連については、数多くの報告がなされているが、本発明
で取り上げた結晶引上速度をＶ（mm／min ）、シリコン
の融点から１３００℃までの温度範囲における結晶軸方
向の温度勾配をＧ1 （℃／mm）、１１５０℃から１０８
０℃までの温度範囲における結晶軸方向の温度勾配をＧ
2 （℃／mm）としたとき、Ｖ／Ｇ1 、Ｖ×Ｇ2 なるパラ
メータと結晶欠陥との関係については既にいくつかの報
告例がある。まず、Ｖ／Ｇ1 については、結晶の直径方
向におけるリングＯＳＦの発生位置を決定するパラメー
タとして、Materials Sciense Forum Vols. 196-201 (1
995)pp.1713-1718およびJoumal of Crystal Growth 151
(1995) 273-277 で報告されている。このリングＯＳＦ
がウェーハ面内に存在すれば、デバイス製造に悪影響を
及ぼすことはいうまでもないが、その外側領域について
も転位欠陥の発生や重金属のゲッター能力の低下等の問
題がある。従って、市場ウェーハのほとんどはＶ／Ｇ1
をある臨界値以上にしてリングＯＳＦの内側領域で製造
されたものとなっている。
方法の実施例について図面を参照して説明する。シリコ
ン単結晶に発生する欠陥と結晶育成時の冷却過程との関
連については、数多くの報告がなされているが、本発明
で取り上げた結晶引上速度をＶ（mm／min ）、シリコン
の融点から１３００℃までの温度範囲における結晶軸方
向の温度勾配をＧ1 （℃／mm）、１１５０℃から１０８
０℃までの温度範囲における結晶軸方向の温度勾配をＧ
2 （℃／mm）としたとき、Ｖ／Ｇ1 、Ｖ×Ｇ2 なるパラ
メータと結晶欠陥との関係については既にいくつかの報
告例がある。まず、Ｖ／Ｇ1 については、結晶の直径方
向におけるリングＯＳＦの発生位置を決定するパラメー
タとして、Materials Sciense Forum Vols. 196-201 (1
995)pp.1713-1718およびJoumal of Crystal Growth 151
(1995) 273-277 で報告されている。このリングＯＳＦ
がウェーハ面内に存在すれば、デバイス製造に悪影響を
及ぼすことはいうまでもないが、その外側領域について
も転位欠陥の発生や重金属のゲッター能力の低下等の問
題がある。従って、市場ウェーハのほとんどはＶ／Ｇ1
をある臨界値以上にしてリングＯＳＦの内側領域で製造
されたものとなっている。
【００１２】また、格子間シリコンによる２次欠陥であ
るＡ欠陥およびＢ欠陥もしくは空孔による２次欠陥であ
るＤ欠陥といった発生欠陥の種類を決定することも報告
されている（Joumal of Crystal Growth 59 (1982) 625
-643）ことから、前記パラメータが結晶育成時に導入さ
れる点欠陥（格子間シリコンと空孔）の濃度を左右し、
空孔の凝集体と考えられているＬＳＴＤの形成過程に少
なからず影響を与えていることが想定される。
るＡ欠陥およびＢ欠陥もしくは空孔による２次欠陥であ
るＤ欠陥といった発生欠陥の種類を決定することも報告
されている（Joumal of Crystal Growth 59 (1982) 625
-643）ことから、前記パラメータが結晶育成時に導入さ
れる点欠陥（格子間シリコンと空孔）の濃度を左右し、
空孔の凝集体と考えられているＬＳＴＤの形成過程に少
なからず影響を与えていることが想定される。
【００１３】Ｖ×Ｇ2 は、育成中のシリコン単結晶の１
１５０℃〜１０８０℃における冷却速度であり、この冷
却速度とＬＳＴＤ密度との間によい相関関係があること
がMaterials Sciense Forum Vols. 196-201 (1995)pp.1
707-1712で報告されている。本発明者等もＬＳＴＤが１
１５０℃〜１０８０℃の温度帯で形成され、その温度帯
の冷却速度を遅くすることによってＬＳＴＤの密度が低
減することを確認している。
１５０℃〜１０８０℃における冷却速度であり、この冷
却速度とＬＳＴＤ密度との間によい相関関係があること
がMaterials Sciense Forum Vols. 196-201 (1995)pp.1
707-1712で報告されている。本発明者等もＬＳＴＤが１
１５０℃〜１０８０℃の温度帯で形成され、その温度帯
の冷却速度を遅くすることによってＬＳＴＤの密度が低
減することを確認している。
【００１４】そこで、本発明者等は、種々の条件で引き
上げられた単結晶のＬＳＴＤ密度とＶ／Ｇ1 およびＶ×
Ｇ2 との関係について調査した。その結果、ＬＳＴＤ密
度にはＶ／Ｇ1 およびＶ×Ｇ2 が関与していることが分
かり、ＬＳＴＤ密度ｄを１×１０6 個／cm3 未満にまで
低減させるには、 Ｖ／Ｇ1 ＞０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 の領域で結晶を成長させる必要があることを発見した。
また、前述したようにＶ／Ｇ1 は、リングＯＳＦの発生
位置を決めるパラメータでもあるため、リングＯＳＦが
結晶の外周側に消滅するようにＶ／Ｇ1 ＞０．２５の条
件を同時に満たす必要がある。
上げられた単結晶のＬＳＴＤ密度とＶ／Ｇ1 およびＶ×
Ｇ2 との関係について調査した。その結果、ＬＳＴＤ密
度にはＶ／Ｇ1 およびＶ×Ｇ2 が関与していることが分
かり、ＬＳＴＤ密度ｄを１×１０6 個／cm3 未満にまで
低減させるには、 Ｖ／Ｇ1 ＞０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 の領域で結晶を成長させる必要があることを発見した。
また、前述したようにＶ／Ｇ1 は、リングＯＳＦの発生
位置を決めるパラメータでもあるため、リングＯＳＦが
結晶の外周側に消滅するようにＶ／Ｇ1 ＞０．２５の条
件を同時に満たす必要がある。
【００１５】Ｖ／Ｇ1 およびＶ×Ｇ2 をパラメータとし
て、本発明による製造方法１０水準と従来法１２水準、
計２２水準の製造条件でシリコン単結晶を育成した。こ
のシリコン単結晶は、多結晶シリコンにホウ素をドープ
し、結晶径１００〜２００mm、結晶方位＜１００＞の単
結晶を異なる製造装置および炉内ホットゾーンで引き上
げたものである。結晶引上速度ＶおよびＶ／Ｇ1 、Ｖ×
Ｇ2 、ＬＳＴＤ密度の値は表１に示す通りである。本発
明の実施例の場合、ＬＳＴＤ密度ｄを目標値として設定
し、これを実現するためのＶ、Ｖ／Ｇ1 およびＶ×Ｇ2
を算出した上、これらを製造条件とした。従来法による
実施例の場合は結晶引上速度Ｖ、温度勾配Ｇ1 およびＧ
2 を適宜定め、得られたシリコン単結晶のＬＳＴＤ密度
を測定した。
て、本発明による製造方法１０水準と従来法１２水準、
計２２水準の製造条件でシリコン単結晶を育成した。こ
のシリコン単結晶は、多結晶シリコンにホウ素をドープ
し、結晶径１００〜２００mm、結晶方位＜１００＞の単
結晶を異なる製造装置および炉内ホットゾーンで引き上
げたものである。結晶引上速度ＶおよびＶ／Ｇ1 、Ｖ×
Ｇ2 、ＬＳＴＤ密度の値は表１に示す通りである。本発
明の実施例の場合、ＬＳＴＤ密度ｄを目標値として設定
し、これを実現するためのＶ、Ｖ／Ｇ1 およびＶ×Ｇ2
を算出した上、これらを製造条件とした。従来法による
実施例の場合は結晶引上速度Ｖ、温度勾配Ｇ1 およびＧ
2 を適宜定め、得られたシリコン単結晶のＬＳＴＤ密度
を測定した。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１に記載した製造条件によって得られた
シリコン単結晶におけるＶ／Ｇ1 およびＶ×Ｇ2 とＬＳ
ＴＤ密度との関係を図１に示した。同図の○はＬＳＴＤ
密度が１×１０6 個／cm3 未満、●はＬＳＴＤ密度が１
×１０6 個／cm3 を超えるものを示す。これらの境界線
は、 Ｖ／Ｇ1 ＝０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 に基づく直線である。また、プロットした各点の近傍に
記載した数字は、ＬＳＴＤ密度（×１０6 個／cm3 ）で
ある。なお、Ｖ／Ｇ1 ＜０．２５ではリングＯＳＦが発
生し、Ｖ／Ｇ1 の値が０に近づくにつれて結晶の中心方
向に消滅する。本発明の条件を満たす範囲で製造された
単結晶のＬＳＴＤ密度は、いずれも１×１０6 個／cm3
未満に低減していることが分かる。
シリコン単結晶におけるＶ／Ｇ1 およびＶ×Ｇ2 とＬＳ
ＴＤ密度との関係を図１に示した。同図の○はＬＳＴＤ
密度が１×１０6 個／cm3 未満、●はＬＳＴＤ密度が１
×１０6 個／cm3 を超えるものを示す。これらの境界線
は、 Ｖ／Ｇ1 ＝０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 に基づく直線である。また、プロットした各点の近傍に
記載した数字は、ＬＳＴＤ密度（×１０6 個／cm3 ）で
ある。なお、Ｖ／Ｇ1 ＜０．２５ではリングＯＳＦが発
生し、Ｖ／Ｇ1 の値が０に近づくにつれて結晶の中心方
向に消滅する。本発明の条件を満たす範囲で製造された
単結晶のＬＳＴＤ密度は、いずれも１×１０6 個／cm3
未満に低減していることが分かる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ａ
ｓ−ｇｒｏｗｎ ＣＺ−Ｓｉ単結晶のほとんどに存在し
ている八面体状ボイド欠陥の密度を厳密に制御して所望
の値に低減するため、シリコン融点から１３００℃まで
および１１５０℃から１０８０℃までの２つの温度範囲
における結晶引上条件を決定する算式を定めた。そし
て、この算式に基づいて得られた冷却条件を満足する結
晶引上速度で単結晶の引き上げを行うことにしたので、
欠陥密度を１×１０6 個／cm3 未満に低減させ、酸化膜
耐圧特性およびデバイスの歩留りに優れたＣＺ−Ｓｉ単
結晶を製造することが可能となる。
ｓ−ｇｒｏｗｎ ＣＺ−Ｓｉ単結晶のほとんどに存在し
ている八面体状ボイド欠陥の密度を厳密に制御して所望
の値に低減するため、シリコン融点から１３００℃まで
および１１５０℃から１０８０℃までの２つの温度範囲
における結晶引上条件を決定する算式を定めた。そし
て、この算式に基づいて得られた冷却条件を満足する結
晶引上速度で単結晶の引き上げを行うことにしたので、
欠陥密度を１×１０6 個／cm3 未満に低減させ、酸化膜
耐圧特性およびデバイスの歩留りに優れたＣＺ−Ｓｉ単
結晶を製造することが可能となる。
【図１】Ｖ／Ｇ1 およびＶ×Ｇ2 とＬＳＴＤ密度との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２】ａｓ−ｇｒｏｗｎ ＣＺ−Ｓｉ単結晶中に存在
するＬＳＴＤ密度と酸化膜耐圧良品率との関係を示す図
である。
するＬＳＴＤ密度と酸化膜耐圧良品率との関係を示す図
である。
【図３】酸化膜耐圧良品率とデバイスの信頼性不良率と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨岡 純輔 神奈川県平塚市四之宮2612 コマツ電子金 属株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造にお
いて、結晶引上速度をＶ（mm／min)、シリコンの融点か
ら１３００℃までの温度範囲における結晶軸方向の温度
勾配をＧ1 （℃／mm）、１１５０℃から１０８０℃まで
の温度範囲における結晶軸方向の温度勾配をＧ2 （℃／
mm）とし、八面体状ボイド欠陥の密度をｄ（個／cm3 ）
としたとき、 Ｖ／Ｇ1 ＞０.5８１×Ｖ×Ｇ2 −（ｄ−４.3×１０3 ）
／２.6５×１０6 で、かつ、 Ｖ／Ｇ1 ＞０．２５ となるように結晶を成長させることを特徴とするシリコ
ン単結晶の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326138A JPH10152395A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | シリコン単結晶の製造方法 |
| TW086110712A TW383341B (en) | 1996-11-21 | 1997-07-28 | Method for manufacturing silicon single crystals |
| US08/976,340 US5968262A (en) | 1996-11-21 | 1997-11-21 | Method of fabricating silicon single crystals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326138A JPH10152395A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | シリコン単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10152395A true JPH10152395A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18184482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8326138A Pending JPH10152395A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | シリコン単結晶の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5968262A (ja) |
| JP (1) | JPH10152395A (ja) |
| TW (1) | TW383341B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031326A1 (fr) * | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Silicium monocristallin et production d'une tranche de silicium monocristallin |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6190631B1 (en) | 1997-04-09 | 2001-02-20 | Memc Electronic Materials, Inc. | Low defect density, ideal oxygen precipitating silicon |
| US6379642B1 (en) | 1997-04-09 | 2002-04-30 | Memc Electronic Materials, Inc. | Vacancy dominated, defect-free silicon |
| EP0973963B1 (en) | 1997-04-09 | 2002-06-19 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Low defect density silicon |
| KR100395181B1 (ko) * | 1997-08-26 | 2003-08-21 | 미츠비시 스미토모 실리콘 주식회사 | 고품질 실리콘 단결정 및 그 제조방법 |
| JP3943717B2 (ja) * | 1998-06-11 | 2007-07-11 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶ウエーハ及びその製造方法 |
| DE69901115T2 (de) | 1998-06-26 | 2002-12-19 | Memc Electronic Materials, Inc. | Verfahren zur herstellung fehlerfreier siliziumkristalle von willkürlichem grossen durchmesser |
| JP4567192B2 (ja) | 1998-06-26 | 2010-10-20 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | 結晶成長装置用電気抵抗ヒータ及びその使用方法 |
| EP1114454A2 (en) * | 1998-09-02 | 2001-07-11 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Silicon on insulator structure from low defect density single crystal silicon |
| WO2000022197A1 (en) * | 1998-10-14 | 2000-04-20 | Memc Electronic Materials, Inc. | Epitaxial silicon wafers substantially free of grown-in defects |
| US6416836B1 (en) | 1998-10-14 | 2002-07-09 | Memc Electronic Materials, Inc. | Thermally annealed, low defect density single crystal silicon |
| US6312516B2 (en) | 1998-10-14 | 2001-11-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Process for preparing defect free silicon crystals which allows for variability in process conditions |
| JP2000154070A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | Suminoe Textile Co Ltd | セラミックス三次元構造体及びその製造方法 |
| JP2000256092A (ja) * | 1999-03-04 | 2000-09-19 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンウエーハ |
| US6635587B1 (en) | 1999-09-23 | 2003-10-21 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for producing czochralski silicon free of agglomerated self-interstitial defects |
| WO2001021861A1 (en) * | 1999-09-23 | 2001-03-29 | Memc Electronic Materials, Inc. | Czochralski process for growing single crystal silicon by controlling the cooling rate |
| US6663708B1 (en) * | 2000-09-22 | 2003-12-16 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Silicon wafer, and manufacturing method and heat treatment method of the same |
| US6547875B1 (en) * | 2000-09-25 | 2003-04-15 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Epitaxial wafer and a method for manufacturing the same |
| US7105050B2 (en) * | 2000-11-03 | 2006-09-12 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for the production of low defect density silicon |
| US6858307B2 (en) | 2000-11-03 | 2005-02-22 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for the production of low defect density silicon |
| CN100348782C (zh) * | 2001-01-26 | 2007-11-14 | Memc电子材料有限公司 | 具有基本上没有氧化诱生堆垛层错的空位为主的芯的低缺陷密度硅 |
| US6663709B2 (en) | 2001-06-26 | 2003-12-16 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal puller and method for growing monocrystalline silicon ingots |
| US8147613B2 (en) * | 2002-11-12 | 2012-04-03 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal puller and method for growing a monocrystalline ingot |
| JP4151474B2 (ja) * | 2003-05-13 | 2008-09-17 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法及び単結晶 |
| US8673248B2 (en) * | 2006-05-19 | 2014-03-18 | Memc Electronic Materials, Inc. | Silicon material with controlled agglomerated point defects and oxygen clusters induced by the lateral surface |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08337490A (ja) * | 1995-06-09 | 1996-12-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 結晶欠陥の少ないシリコン単結晶及びその製造方法 |
| JP3128795B2 (ja) * | 1995-06-09 | 2001-01-29 | 信越半導体株式会社 | チョクラルスキー法による結晶製造装置および製造方法 |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP8326138A patent/JPH10152395A/ja active Pending
-
1997
- 1997-07-28 TW TW086110712A patent/TW383341B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-11-21 US US08/976,340 patent/US5968262A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031326A1 (fr) * | 1998-11-20 | 2000-06-02 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Silicium monocristallin et production d'une tranche de silicium monocristallin |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5968262A (en) | 1999-10-19 |
| TW383341B (en) | 2000-03-01 |
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| A02 | Decision of refusal |
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