JPH1092761A - シリコンウエーハの製造方法 - Google Patents
シリコンウエーハの製造方法Info
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- JPH1092761A JPH1092761A JP15143397A JP15143397A JPH1092761A JP H1092761 A JPH1092761 A JP H1092761A JP 15143397 A JP15143397 A JP 15143397A JP 15143397 A JP15143397 A JP 15143397A JP H1092761 A JPH1092761 A JP H1092761A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スループットの低下やコストの増大をなく
し、また重金属汚染が低濃度で且つ重金属が深く拡散す
ることなく、低ＢＭＤ密度を実現し、酸素析出量の多い
シリコンウエーハを得ること。 【構成】 チョクラルスキー法により育成されたシリコ
ン単結晶からシリコンウエーハを製造する際に、シリコ
ンウエーハを１２００℃以上の温度で、ランプ加熱処理
する構成のシリコンウエーハの製造方法である。
し、また重金属汚染が低濃度で且つ重金属が深く拡散す
ることなく、低ＢＭＤ密度を実現し、酸素析出量の多い
シリコンウエーハを得ること。 【構成】 チョクラルスキー法により育成されたシリコ
ン単結晶からシリコンウエーハを製造する際に、シリコ
ンウエーハを１２００℃以上の温度で、ランプ加熱処理
する構成のシリコンウエーハの製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法によりシリコン単結晶のシリコンウエーハを製造する
際に、シリコンウエーハの結晶品質の向上を可能とした
熱処理を行うシリコンウエーハの製造方法に関する。
法によりシリコン単結晶のシリコンウエーハを製造する
際に、シリコンウエーハの結晶品質の向上を可能とした
熱処理を行うシリコンウエーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＬＳＩやＶＬＳＩ等の高集積半
導体素子の製造には、チョクラルスキー法（以下ＣＺ法
という）により育成されたシリコン単結晶から切り出さ
れたシリコンウエーハが主に用いられている。
導体素子の製造には、チョクラルスキー法（以下ＣＺ法
という）により育成されたシリコン単結晶から切り出さ
れたシリコンウエーハが主に用いられている。
【０００３】ところで、ＣＺ法により育成されたシリコ
ン単結晶中には、１〜２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程
度の濃度で酸素不純物が含まれているため、半導体素子
製造時の熱処理プロセス中に酸素不純物が析出し、ＢＭ
Ｄ（Ｂｕｌｋ ＭｉｃｒｏＤｅｆｅｃｔ）と呼ばれる酸
素析出物や、この酸素析出物から２次的に誘起される転
位ループ、及びＯＳＦ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕ
ｃｅｄ Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ）等の結晶欠陥
が生成される。そして、これらのＢＭＤがシリコンウエ
ーハの表面から２０〜３０μｍよりも深いバルク中に存
在する場合は、半導体素子の製造プロセス中に混入する
重金属不純物をゲッタリングする作用がある。また、こ
れらのＢＭＤが表面から５μｍ程度までの範囲に存在す
る場合は、ＭＯＳ型トランジスターやキャパシター等の
能動領域に相当する箇所に存在することとなり、これら
の素子の特性（例えば、ゲート酸化膜の絶縁耐性、ＰＮ
接合のリーク、キャパシターの電荷保持時間等）を劣化
させることが広く知られている。
ン単結晶中には、１〜２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程
度の濃度で酸素不純物が含まれているため、半導体素子
製造時の熱処理プロセス中に酸素不純物が析出し、ＢＭ
Ｄ（Ｂｕｌｋ ＭｉｃｒｏＤｅｆｅｃｔ）と呼ばれる酸
素析出物や、この酸素析出物から２次的に誘起される転
位ループ、及びＯＳＦ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕ
ｃｅｄ Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ）等の結晶欠陥
が生成される。そして、これらのＢＭＤがシリコンウエ
ーハの表面から２０〜３０μｍよりも深いバルク中に存
在する場合は、半導体素子の製造プロセス中に混入する
重金属不純物をゲッタリングする作用がある。また、こ
れらのＢＭＤが表面から５μｍ程度までの範囲に存在す
る場合は、ＭＯＳ型トランジスターやキャパシター等の
能動領域に相当する箇所に存在することとなり、これら
の素子の特性（例えば、ゲート酸化膜の絶縁耐性、ＰＮ
接合のリーク、キャパシターの電荷保持時間等）を劣化
させることが広く知られている。
【０００４】更に、近年においては、半導体素子の集積
度の増大が著しく、半導体素子の占める面積が減少して
おり、ＭＯＳ型キャパシターの容量を確保するために、
シリコン基板中に５μｍ程度の深い穴を形成してキャパ
シター面積を増大させるトレンチ技術や、基板上を盛り
上げるスタック技術が実用化されている。上記トレンチ
構造を有する半導体素子の場合は、シリコン基板の表面
近傍に存在するＢＭＤにより素子の信頼性や歩留りが大
きく影響を受ける。また、上記スタック構造の場合に
も、ＭＯＳ型トランジスター等の表面近傍の動作部分で
は、より表面近傍でのＢＭＤが特性に影響を及ぼす。こ
のように従来に増して、シリコン基板の表面近傍でのＢ
ＭＤ密度の低減が必要となってきているのが現状であ
る。
度の増大が著しく、半導体素子の占める面積が減少して
おり、ＭＯＳ型キャパシターの容量を確保するために、
シリコン基板中に５μｍ程度の深い穴を形成してキャパ
シター面積を増大させるトレンチ技術や、基板上を盛り
上げるスタック技術が実用化されている。上記トレンチ
構造を有する半導体素子の場合は、シリコン基板の表面
近傍に存在するＢＭＤにより素子の信頼性や歩留りが大
きく影響を受ける。また、上記スタック構造の場合に
も、ＭＯＳ型トランジスター等の表面近傍の動作部分で
は、より表面近傍でのＢＭＤが特性に影響を及ぼす。こ
のように従来に増して、シリコン基板の表面近傍でのＢ
ＭＤ密度の低減が必要となってきているのが現状であ
る。
【０００５】また、上記シリコン基板の表面近傍でのＢ
ＭＤ密度は、より深い位置でのＢＭＤの密度と比例関係
にあり、深い位置でのＢＭＤ密度が増大すると表面近傍
でのＢＭＤ密度も増加する傾向があり、半導体素子の良
品率を向上させるには、バルク中でのＢＭＤ密度を極力
低下させることが必要である。
ＭＤ密度は、より深い位置でのＢＭＤの密度と比例関係
にあり、深い位置でのＢＭＤ密度が増大すると表面近傍
でのＢＭＤ密度も増加する傾向があり、半導体素子の良
品率を向上させるには、バルク中でのＢＭＤ密度を極力
低下させることが必要である。
【０００６】従来、このようなバルク中でのＢＭＤ密度
を制御する方法として、１）６００〜７００℃での酸素
ドナーキラーアニールの温度及び時間を制御する方法
や、２）１１００〜１２００℃で１〜６ｈｒでの高温ア
ニールによって、シリコンウエーハ表面近傍での酸素外
方拡散による低酸素化処理と、５００〜９００℃で６〜
２０ｈｒでのアニールによる酸素析出物の核の形成処理
とからなる、所謂、ＤＺ（Ｄｅｎｕｄｅｄ Ｚｏｎｅ）
処理技術が用いられている。
を制御する方法として、１）６００〜７００℃での酸素
ドナーキラーアニールの温度及び時間を制御する方法
や、２）１１００〜１２００℃で１〜６ｈｒでの高温ア
ニールによって、シリコンウエーハ表面近傍での酸素外
方拡散による低酸素化処理と、５００〜９００℃で６〜
２０ｈｒでのアニールによる酸素析出物の核の形成処理
とからなる、所謂、ＤＺ（Ｄｅｎｕｄｅｄ Ｚｏｎｅ）
処理技術が用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の方法においては以下のような問題がある。
来の方法においては以下のような問題がある。
【０００８】すなわち、通常の酸素ドナーキラーアニー
ル（６５０℃で３０ｍｉｎ）処理や、酸素析出アニール
（６５０℃で１〜２ｈｒ）処理された場合で、酸素濃度
１２〜１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 を含むシリコン
ウエーハを、７８０℃で３ｈｒと１０００℃で１６ｈｒ
の熱処理を施した後のＢＭＤ密度は、図３に示すよう
に、酸素濃度に強く依存し、酸素濃度の低下とともに低
下する。そこで、所望のＢＭＤ密度、例えば５×１０5
ｃｍ-2以下とするには、シリコンウエーハ中の酸素濃度
を低くする必要がある。
ル（６５０℃で３０ｍｉｎ）処理や、酸素析出アニール
（６５０℃で１〜２ｈｒ）処理された場合で、酸素濃度
１２〜１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 を含むシリコン
ウエーハを、７８０℃で３ｈｒと１０００℃で１６ｈｒ
の熱処理を施した後のＢＭＤ密度は、図３に示すよう
に、酸素濃度に強く依存し、酸素濃度の低下とともに低
下する。そこで、所望のＢＭＤ密度、例えば５×１０5
ｃｍ-2以下とするには、シリコンウエーハ中の酸素濃度
を低くする必要がある。
【０００９】しかし、酸素濃度を低下させると、シリコ
ンウエーハの機械的強度が低下し、半導体素子製造プロ
セスでの高温熱処理時に塑性変形しやすくなってしま
い、ウエーハが著しく反り返ったり、スリップ等の転位
が発生するといった問題が生ずる。このため、ウエーハ
中の酸素濃度の下限としては、所定値以上（例えば、１
３×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度が望ましい）に保つ
必要がある。
ンウエーハの機械的強度が低下し、半導体素子製造プロ
セスでの高温熱処理時に塑性変形しやすくなってしま
い、ウエーハが著しく反り返ったり、スリップ等の転位
が発生するといった問題が生ずる。このため、ウエーハ
中の酸素濃度の下限としては、所定値以上（例えば、１
３×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度が望ましい）に保つ
必要がある。
【００１０】また、従来において、半導体素子製造プロ
セス中での汚染による重金属不純物をゲッタリングする
ためには、酸素析出量やＢＭＤ密度を適正な範囲に制御
することが必要であり、例えば、６００〜７００℃での
酸素ドナーキラーアニール時に、温度及び時間を制御
（酸素析出アニールは図３の６５０℃で１〜２ｈｒ）す
ることにより、酸素析出量を制御する方法が採用されて
いた。
セス中での汚染による重金属不純物をゲッタリングする
ためには、酸素析出量やＢＭＤ密度を適正な範囲に制御
することが必要であり、例えば、６００〜７００℃での
酸素ドナーキラーアニール時に、温度及び時間を制御
（酸素析出アニールは図３の６５０℃で１〜２ｈｒ）す
ることにより、酸素析出量を制御する方法が採用されて
いた。
【００１１】しかしながら、この方法によれば、酸素ド
ナーキラーアニールに必要な最短時間（例えば、６５０
℃で３０ｍｉｎ）の熱処理に比べ、酸素析出量やＢＭＤ
密度を増加させることは可能であるが、減少させること
は不可能であった。
ナーキラーアニールに必要な最短時間（例えば、６５０
℃で３０ｍｉｎ）の熱処理に比べ、酸素析出量やＢＭＤ
密度を増加させることは可能であるが、減少させること
は不可能であった。
【００１２】このため、このような問題を回避するには
従来からＤＺ処理技術が実用化されている。この方法に
よれば、シリコンウエーハの表面近傍でのＢＭＤ密度を
低下させ、且つ、バルク内部では所望するＢＭＤ密度に
制御することが可能であるが、熱処理に要する時間が７
〜２６ｈｒという長時間に及ぶため、スループット（単
位時間当たりのウエーハ処理枚数）が低下し、生産コス
トを増大させる問題があった。更に、１１００〜１２０
０℃で１ｈｒ〜６ｈｒという高温で長時間の熱処理が必
要であるために、熱処理中に重金属に汚染された場合に
ウエーハ内部に有害な重金属不純物が深く拡散し、ま
た、汚染量が処理時間に比例して増大するため、重金属
汚染に対して極めて厳しい管理が必要となる不具合があ
った。
従来からＤＺ処理技術が実用化されている。この方法に
よれば、シリコンウエーハの表面近傍でのＢＭＤ密度を
低下させ、且つ、バルク内部では所望するＢＭＤ密度に
制御することが可能であるが、熱処理に要する時間が７
〜２６ｈｒという長時間に及ぶため、スループット（単
位時間当たりのウエーハ処理枚数）が低下し、生産コス
トを増大させる問題があった。更に、１１００〜１２０
０℃で１ｈｒ〜６ｈｒという高温で長時間の熱処理が必
要であるために、熱処理中に重金属に汚染された場合に
ウエーハ内部に有害な重金属不純物が深く拡散し、ま
た、汚染量が処理時間に比例して増大するため、重金属
汚染に対して極めて厳しい管理が必要となる不具合があ
った。
【００１３】そこで、本発明は、上述したような従来の
酸素析出制御法における各種の問題を解消し、極めて短
時間の熱処理を行う効果により酸素ドナーキラーを行
い、スループットの低下やコストの増大をなくし、また
重金属汚染が低濃度で且つ重金属によって深く拡散され
ることがなく、低ＢＭＤ密度を実現することができ、更
にる酸素析出量の増大を期待できるシリコンウエーハの
製造方法を提供することを目的としている。
酸素析出制御法における各種の問題を解消し、極めて短
時間の熱処理を行う効果により酸素ドナーキラーを行
い、スループットの低下やコストの増大をなくし、また
重金属汚染が低濃度で且つ重金属によって深く拡散され
ることがなく、低ＢＭＤ密度を実現することができ、更
にる酸素析出量の増大を期待できるシリコンウエーハの
製造方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願第１請求項に係る発
明は、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単
結晶からシリコンウエーハを製造する際に、シリコンウ
エーハを１２００℃以上の温度で、ランプ加熱処理する
構成のシリコンウエーハの製造方法である。
明は、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単
結晶からシリコンウエーハを製造する際に、シリコンウ
エーハを１２００℃以上の温度で、ランプ加熱処理する
構成のシリコンウエーハの製造方法である。
【００１５】本願第２請求項に係る発明は、請求項１の
発明において、前記ランプ加熱処理は、加熱保持時間が
６００秒以内である構成のシリコンウエーハの製造方法
である。
発明において、前記ランプ加熱処理は、加熱保持時間が
６００秒以内である構成のシリコンウエーハの製造方法
である。
【００１６】本願第３請求項に係る発明は、請求項１又
は２の発明において、前記ランプ加熱処理は、加熱保持
時間が３０秒以内である構成のシリコンウエーハの製造
方法である。
は２の発明において、前記ランプ加熱処理は、加熱保持
時間が３０秒以内である構成のシリコンウエーハの製造
方法である。
【００１７】本願第４請求項に係る発明は、請求項１、
２又は３の発明において、前記ランプ加熱処理は、枚葉
式である構成のシリコンウエーハの製造方法である。
２又は３の発明において、前記ランプ加熱処理は、枚葉
式である構成のシリコンウエーハの製造方法である。
【００１８】本願第５請求項に係る発明は、請求項１、
２、３又は４の発明において、前記シリコンウエーハの
酸素濃度が、（１３．５〜１７．５）×１０17ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ3である構成のシリコンウエーハの製造方法で
ある。
２、３又は４の発明において、前記シリコンウエーハの
酸素濃度が、（１３．５〜１７．５）×１０17ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ3である構成のシリコンウエーハの製造方法で
ある。
【００１９】本願第６請求項に係る発明は、請求項１、
２、３、４又は５の発明において、得られたシリコンウ
エーハを１０００℃で１６時間処理した場合の酸素析出
量が、（２〜１０）×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3である
構成のシリコンウエーハの製造方法である。
２、３、４又は５の発明において、得られたシリコンウ
エーハを１０００℃で１６時間処理した場合の酸素析出
量が、（２〜１０）×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3である
構成のシリコンウエーハの製造方法である。
【００２０】通常では、ＣＺ法により育成されたシリコ
ン単結晶中には１〜２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度
の酸素不純物が含まれており、この濃度の１％程度が、
育成直後に、電気的に活性なドナーレベルとして形成さ
れている。このため、ＰｈｏｓまたはＳｂ不純物が添加
されているＮ型結晶では、所定値よりも低い抵抗率を示
し、Ｂ不純物が添加されているＰ型結晶では、高い抵抗
率を示す。
ン単結晶中には１〜２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度
の酸素不純物が含まれており、この濃度の１％程度が、
育成直後に、電気的に活性なドナーレベルとして形成さ
れている。このため、ＰｈｏｓまたはＳｂ不純物が添加
されているＮ型結晶では、所定値よりも低い抵抗率を示
し、Ｂ不純物が添加されているＰ型結晶では、高い抵抗
率を示す。
【００２１】そこで、所定の抵抗率を得るために、６０
０〜７００℃で３０分程度の熱処理を施すことにより上
記酸素ドナーが消去されるが、このような酸素ドナーキ
ラーアニールでは、横型または縦型のチューブ炉におい
て一度に数百枚を充填して処理されるので、炉内に投入
された後、所定温度に到達するには２０〜２５分を要
し、実際に所定温度でアニール（加熱）される時間とし
ては５〜１０分程度であり、上記のような酸素ドナーを
確実に消去するには少なくとも熱処理プログラム上で３
０分を要することになる。
０〜７００℃で３０分程度の熱処理を施すことにより上
記酸素ドナーが消去されるが、このような酸素ドナーキ
ラーアニールでは、横型または縦型のチューブ炉におい
て一度に数百枚を充填して処理されるので、炉内に投入
された後、所定温度に到達するには２０〜２５分を要
し、実際に所定温度でアニール（加熱）される時間とし
ては５〜１０分程度であり、上記のような酸素ドナーを
確実に消去するには少なくとも熱処理プログラム上で３
０分を要することになる。
【００２２】一方、ＣＺ法により育成されたシリコン単
結晶のウエーハ中の酸素析出核については、６００〜７
００℃でのアニールにおいて新たに形成され、酸素析出
量がアニール時間に依存して増大することは、よく知ら
れており、上述したように最短のドナーキラーアニール
によれば、育成直後では、酸素析出量が増大することは
あっても、減少することはないことも周知の通りであ
る。
結晶のウエーハ中の酸素析出核については、６００〜７
００℃でのアニールにおいて新たに形成され、酸素析出
量がアニール時間に依存して増大することは、よく知ら
れており、上述したように最短のドナーキラーアニール
によれば、育成直後では、酸素析出量が増大することは
あっても、減少することはないことも周知の通りであ
る。
【００２３】そこで、本発明者らは、上述したような状
況に鑑み、まず、酸素ドナーの消去に必要な温度と時間
を正確に求め、また、アニール温度から急冷することに
より、酸素析出量を育成直後と同等かそれ以下に減少さ
せることが可能となる方法を見出した。
況に鑑み、まず、酸素ドナーの消去に必要な温度と時間
を正確に求め、また、アニール温度から急冷することに
より、酸素析出量を育成直後と同等かそれ以下に減少さ
せることが可能となる方法を見出した。
【００２４】すなわち、本発明者らの実験によれば、酸
素ドナーキラーについて、６００℃では２００〜６００
秒で、また６５０℃では約２００秒で、７００℃以上で
は昇温のみにより、消去することが可能であった。ま
た、酸素析出については、７００℃〜９００℃で、育成
直後で見られる酸素析出量と略同程度の析出量となり、
更に、１０００℃〜１２００℃では著しく析出量を抑制
する効果があることが確認された。１２５０℃では、逆
に、酸素析出量が増大する傾向が見られる。
素ドナーキラーについて、６００℃では２００〜６００
秒で、また６５０℃では約２００秒で、７００℃以上で
は昇温のみにより、消去することが可能であった。ま
た、酸素析出については、７００℃〜９００℃で、育成
直後で見られる酸素析出量と略同程度の析出量となり、
更に、１０００℃〜１２００℃では著しく析出量を抑制
する効果があることが確認された。１２５０℃では、逆
に、酸素析出量が増大する傾向が見られる。
【００２５】したがって、本発明に係るシリコンウエー
ハの製造方法によれば、酸素析出量が増大する傾向を把
握して、酸素析出量の多いシリコンウエーハを得るとと
もに、この酸素析出量の多いシリコンウエーハを用い
て、例えばシリコンウエーハのゲッタリング能改善に用
いることができる。
ハの製造方法によれば、酸素析出量が増大する傾向を把
握して、酸素析出量の多いシリコンウエーハを得るとと
もに、この酸素析出量の多いシリコンウエーハを用い
て、例えばシリコンウエーハのゲッタリング能改善に用
いることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の第１具体例につ
いて説明する。尚、本具体例では、アニールとしてタン
グステン・ハロゲン・ランプの赤外線輻射加熱を用いた
場合について説明する。
いて説明する。尚、本具体例では、アニールとしてタン
グステン・ハロゲン・ランプの赤外線輻射加熱を用いた
場合について説明する。
【００２７】まず、ランプアニールにより酸素ドナーを
消去（キラー）する際に必要な時間と温度の関係を検討
する。このために、本具体例では、Ｎ型の直径６インチ
で、抵抗率が３．６ΩｃｍのＣＺ法によるシリコン単結
晶から製作されたシリコンウエーハを、４５０℃の窒素
雰囲気中で６４時間熱処理することにより、酸素ドナー
を形成した。この場合、熱処理による抵抗率は０．２８
Ωｃｍとなった。
消去（キラー）する際に必要な時間と温度の関係を検討
する。このために、本具体例では、Ｎ型の直径６インチ
で、抵抗率が３．６ΩｃｍのＣＺ法によるシリコン単結
晶から製作されたシリコンウエーハを、４５０℃の窒素
雰囲気中で６４時間熱処理することにより、酸素ドナー
を形成した。この場合、熱処理による抵抗率は０．２８
Ωｃｍとなった。
【００２８】そして、これらのシリコンウエーハをラン
プアニール炉を用い窒素雰囲気中で、５４０℃、６００
℃、６５０℃、７００℃、７５０℃で昇温のみによる０
秒から６００秒の範囲で熱処理した。この場合の上記各
温度での抵抗率の回復を時間の関数として図１に示す結
果が得られた。
プアニール炉を用い窒素雰囲気中で、５４０℃、６００
℃、６５０℃、７００℃、７５０℃で昇温のみによる０
秒から６００秒の範囲で熱処理した。この場合の上記各
温度での抵抗率の回復を時間の関数として図１に示す結
果が得られた。
【００２９】この結果から理解できるように、酸素ドナ
ーの消去の速度は、アニール温度に依存し、高温ほど消
去速度は速くなり、熱処理温度が７００℃以上では０
秒、すなわち、昇温のみで瞬時に抵抗率が回復すること
が確認された。
ーの消去の速度は、アニール温度に依存し、高温ほど消
去速度は速くなり、熱処理温度が７００℃以上では０
秒、すなわち、昇温のみで瞬時に抵抗率が回復すること
が確認された。
【００３０】次に、本発明の第２具体例について説明す
る。
る。
【００３１】本具体例では、ランプアニールの温度と酸
素析出量の関係を検討する。このため、本具体例では、
Ｐ型の直径６インチで、酸素濃度が１３．５〜１４．５
×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、１５．０〜１６．０×１
０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、１６．５〜１７．５×１０17
ａｔｏｍｓ／ｃｍ3をそれぞれ含むＣＺ法によるシリコ
ンウエーハを、７００℃〜１２５０℃の範囲で３０秒
間、ランプ炉において熱処理した後、各々のシリコンウ
エーハを７００℃で４時間と、１０００℃で１６時間、
熱処理を施して酸素析出量を測定した。この場合の測定
結果であるアニール温度と酸素析出量との関係を図２に
示す。
素析出量の関係を検討する。このため、本具体例では、
Ｐ型の直径６インチで、酸素濃度が１３．５〜１４．５
×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、１５．０〜１６．０×１
０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、１６．５〜１７．５×１０17
ａｔｏｍｓ／ｃｍ3をそれぞれ含むＣＺ法によるシリコ
ンウエーハを、７００℃〜１２５０℃の範囲で３０秒
間、ランプ炉において熱処理した後、各々のシリコンウ
エーハを７００℃で４時間と、１０００℃で１６時間、
熱処理を施して酸素析出量を測定した。この場合の測定
結果であるアニール温度と酸素析出量との関係を図２に
示す。
【００３２】図２からも理解できるように、７００℃〜
９００℃の温度範囲では、各酸素濃度においてアニール
なしの育成直後と殆んど同等の酸素析出量を示している
が、１０００℃〜１２００℃では、各酸素濃度とともに
酸素析出量は著しく減少している。また、１２５０℃で
は、逆に、酸素析出量が増大する傾向が見られる。これ
らの結果から、要求される酸素析出量に応じて、酸素析
出量をコントロールすることが可能であることが理解で
きる。
９００℃の温度範囲では、各酸素濃度においてアニール
なしの育成直後と殆んど同等の酸素析出量を示している
が、１０００℃〜１２００℃では、各酸素濃度とともに
酸素析出量は著しく減少している。また、１２５０℃で
は、逆に、酸素析出量が増大する傾向が見られる。これ
らの結果から、要求される酸素析出量に応じて、酸素析
出量をコントロールすることが可能であることが理解で
きる。
【００３３】次に、本発明の第３具体例について説明す
る。
る。
【００３４】本具体例では、ＢＭＤ密度のアニール条件
による差について検討する。このため、本具体例では、
Ｐ型の直径６インチ（１００）で、ＣＺ法によるシリコ
ン単結晶から、厚みが６００μｍに切り出されたシリコ
ンウエーハを、通常のウエーハ製造工程に従って、ラッ
ピング、エッチング加工した後、３つのグループに分け
て、窒素雰囲気中で、６５０℃で３０分の通常のチュー
ブ炉によるドナーキラー処理と、６５０℃で１〜２時間
の析出処理を行い、ランプ炉により１０００℃で１０秒
の処理を行った。
による差について検討する。このため、本具体例では、
Ｐ型の直径６インチ（１００）で、ＣＺ法によるシリコ
ン単結晶から、厚みが６００μｍに切り出されたシリコ
ンウエーハを、通常のウエーハ製造工程に従って、ラッ
ピング、エッチング加工した後、３つのグループに分け
て、窒素雰囲気中で、６５０℃で３０分の通常のチュー
ブ炉によるドナーキラー処理と、６５０℃で１〜２時間
の析出処理を行い、ランプ炉により１０００℃で１０秒
の処理を行った。
【００３５】その後、鏡面加工を行った後、酸素濃度の
測定を行い、窒素雰囲気中で、７８０℃で３時間の熱処
理と１０００℃で１６時間の熱処理を行った。そして、
これらのウエーハを劈開した後、約５μｍの選択エッチ
ングを行い、バルク中でのＢＭＤ密度を測定した。この
場合の測定結果であるＢＭＤ密度を酸素濃度の関数とし
て図３に示す。
測定を行い、窒素雰囲気中で、７８０℃で３時間の熱処
理と１０００℃で１６時間の熱処理を行った。そして、
これらのウエーハを劈開した後、約５μｍの選択エッチ
ングを行い、バルク中でのＢＭＤ密度を測定した。この
場合の測定結果であるＢＭＤ密度を酸素濃度の関数とし
て図３に示す。
【００３６】図３からも理解できるように、６５０℃で
３０分のドナーキラー処理に比べて、析出処理されたウ
エーハのＢＭＤ密度が増大し、ランプ炉により１０００
℃で１０秒間熱処理されたウエーハでは、大幅にＢＭＤ
密度が減少し、広い酸素濃度の範囲でも低いＢＭＤ密度
を実現可能であることが確認された。
３０分のドナーキラー処理に比べて、析出処理されたウ
エーハのＢＭＤ密度が増大し、ランプ炉により１０００
℃で１０秒間熱処理されたウエーハでは、大幅にＢＭＤ
密度が減少し、広い酸素濃度の範囲でも低いＢＭＤ密度
を実現可能であることが確認された。
【００３７】また、これに伴って、極めて短時間の熱処
理及び急冷を行う効果により、スループットの低下やコ
ストの増大が回避され、更に重金属汚染が低濃度で且つ
重金属によって深く拡散されることも回避することがで
きる。
理及び急冷を行う効果により、スループットの低下やコ
ストの増大が回避され、更に重金属汚染が低濃度で且つ
重金属によって深く拡散されることも回避することがで
きる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸素析出量が増大する傾向を把握して、酸素析出量の多
いシリコンウエーハを得るとともに、この酸素析出量の
多いシリコンウエーハを用いて、例えばシリコンウエー
ハのゲッタリング能改善に用いることができるものであ
る。
酸素析出量が増大する傾向を把握して、酸素析出量の多
いシリコンウエーハを得るとともに、この酸素析出量の
多いシリコンウエーハを用いて、例えばシリコンウエー
ハのゲッタリング能改善に用いることができるものであ
る。
【図１】本発明の第１具体例に係り、ランプアニール時
間と抵抗率との関係を示す図である。
間と抵抗率との関係を示す図である。
【図２】本発明の第２具体例に係り、ランプアニール時
間と酸素析出量との関係を示す図である。
間と酸素析出量との関係を示す図である。
【図３】本発明の第３具体例に係り、酸素濃度とＢＭＤ
密度との関係を示す図である。
密度との関係を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法により育成されたシ
リコン単結晶からシリコンウエーハを製造する際に、シ
リコンウエーハを１２００℃以上の温度で、ランプ加熱
処理することを特徴とするシリコンウエーハの製造方
法。 - 【請求項２】 前記ランプ加熱処理は、加熱保持時間が
６００秒以内であることを特徴とする請求項１記載のシ
リコンウエーハの製造方法。 - 【請求項３】 前記ランプ加熱処理は、加熱保持時間が
３０秒以内であることを特徴とする請求項１又は２記載
のシリコンウエーハの製造方法。 - 【請求項４】 前記ランプ加熱処理は、枚葉式であるこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載のシリコンウエ
ーハの製造方法。 - 【請求項５】 前記シリコンウエーハの酸素濃度が、
（１３．５〜１７．５）×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3で
あることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のシ
リコンウエーハの製造方法。 - 【請求項６】 得られたシリコンウエーハを１０００℃
で１６時間処理した場合の酸素析出量が、（２〜１０）
×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3であることを特徴とする請
求項１、２、３、４又は５記載のシリコンウエーハの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15143397A JPH1092761A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | シリコンウエーハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15143397A JPH1092761A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | シリコンウエーハの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8829893A Division JPH06321692A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | シリコンウェーハの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092761A true JPH1092761A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=15518516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15143397A Pending JPH1092761A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | シリコンウエーハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1092761A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971055A3 (en) * | 1998-07-07 | 2002-03-06 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | "Method for heat treatment of silicon substrate, substrate treated by the method, and epitaxial wafer utilizing the substrate |
| KR100777198B1 (ko) * | 2006-02-15 | 2007-11-19 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 처리 방법, 반도체 장치의 제조 방법 및웨이퍼 처리 장치 |
| CN115715338A (zh) * | 2020-06-25 | 2023-02-24 | 硅电子股份公司 | 由单晶硅制成的半导体晶片及其生产方法 |
-
1997
- 1997-06-09 JP JP15143397A patent/JPH1092761A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971055A3 (en) * | 1998-07-07 | 2002-03-06 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | "Method for heat treatment of silicon substrate, substrate treated by the method, and epitaxial wafer utilizing the substrate |
| KR100777198B1 (ko) * | 2006-02-15 | 2007-11-19 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 처리 방법, 반도체 장치의 제조 방법 및웨이퍼 처리 장치 |
| US7906443B2 (en) | 2006-02-15 | 2011-03-15 | Fujitsu Limited | Controlling oxygen precipitates in silicon wafers using infrared irradiation and heating |
| CN115715338A (zh) * | 2020-06-25 | 2023-02-24 | 硅电子股份公司 | 由单晶硅制成的半导体晶片及其生产方法 |
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