JP2000315656A - エピタキシャルシリコン基板の製造方法 - Google Patents
エピタキシャルシリコン基板の製造方法Info
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Abstract
分布が得られるエピタキシャルシリコン基板の製造方法
を提供する。 【解決手段】ヘビードーパントシリコン基板1の裏面1
rに多結晶シリコンPsを蒸発させてシリコン膜Pを形
成する方法において、シリコン膜P形成時、基板1の曲
率半径rが常にサセプタ4のザグリ5の曲率半径Rより
も大きくなるような関係を有する基板1とサセプタ4を
用いるエピタキシャルシリコン基板の製造方法。
Description
コン基板の製造方法に係わり、特に安価でエピタキシャ
ル層面内に安定したエピタキシャル層電気抵抗率分布が
得られるエピタキシャルシリコン基板の製造方法に関す
る。
子、集積回路素子等の各種の回路素子を形成する場合、
高濃度のドーピングがなされたP型またはN型ヘビード
ープウェーハ(電気抵抗率ρ≦0.02Ωcm)上にP
−またはN+のエピタキシャル(以下エピという。)層
を形成し、このエピ層に各種の回路素子を形成する。こ
のエピ層を形成する際、主としてウェーハの裏面から、
また一部周縁部から不純物(ドーパント)がエピ層表面
に拡散し、ρepi(エピ層電気抵抗率)分布にバラツ
キが生じ、所望の不純物濃度のエピ層が得られなくなる
いわゆるオートドープ現象が問題になる。
る前にウェーハの裏面、周縁部にSiO2の保護膜を常
圧化学気相成長により形成するSiO2膜シール方式
と、エピ熱処理中にSiでシール処理を行うSiシール
方式とがある。
ーハの裏面にシール処理を行うため、エピ時のρepi
制御が容易に行えて優れているが、膜付工程を別個に必
要とするため、製造コストが上昇する。
Siシール方式は、予めサセプタ11に積もらせた多結
晶シリコンPsをエピ中にウェーハ12の裏面12rに
蒸着させるものであるが、単に蒸着させるだけであるの
で、ほとんど製造コストの上昇がなく、また一旦形成さ
れたSi膜のシール性は、SiO2膜より優れている。
ンケーキ型)を用い、エピ熱処理中に多結晶シリコンP
sをサセプタ11の上面11sからウェーハ12の裏面
12rに蒸着させるため、サセプタ11のザグリ13の
形状やウェーハ12の形状の影響を受け易く、ウェーハ
12のエピ膜面内のρepi分布が非常に良好な場合と
極端に悪い場合があり、安定したρepi分布が得られて
いない。
タキシャル層面内に安定したエピタキシャル層電気抵抗
率分布が得られるエピタキシャルシリコン基板の製造方
法が要望されていた。
もので、安価でエピタキシャル層面内に安定したエピタ
キシャル層電気抵抗率分布が得られるエピタキシャルシ
リコン基板の製造方法を提供することを目的とする。
になされた本願請求項1の発明は、高濃度不純物を含有
するシリコン単結晶基板を用意し、このシリコン単結晶
基板を予め多結晶シリコンが堆積されたサセプタのザグ
リに収納してサセプタに載置し、このサセプタを加熱し
て多結晶シリコンを蒸発させてサセプタに面するシリコ
ン単結晶基板の裏面にシリコン膜を形成する工程と、こ
のシリコン膜形成工程と同時またはこの工程終了後にエ
ピタキシャル成長により、前記シリコン単結晶基板より
も低濃度の不純物を含有するシリコン単結のエピタキシ
ャル層を前記シリコン単結晶基板の表面に形成する工程
を有し、前記シリコン膜形成工程において、シリコン単
結晶基板の曲率半径が常にサセプタのザグリの曲率半径
よりも大きくなるような関係を有するシリコン単結晶基
板とサセプタを用いることを特徴とするエピタキシャル
シリコン基板の製造方法であることを要旨としている。
ザグリの曲率半径が15〜25mであることを特徴とす
る請求項1に記載のエピタキシャルシリコン単結晶基板
の製造方法であることを要旨としている。
結晶基板は常温における反りの曲率半径が130m以上
であることを特徴とする請求項1または2に記載のエピ
タキシャルシリコン単結晶基板の製造方法であることを
要旨としている。
ャルシリコン基板の製造方法の一実施態様を図面に基づ
き説明する。
板の製造方法は、図1および図2に示すような製造装置
を用いて、図3に示すような工程で行われる。
を含有するシリコン単結晶基板1を用意し(図3
(a))、このシリコン基板1をエピ装置2の石英製ベ
ルジャ3内に回転自在に設けられサセプタ4に外部から
供給された原料ガスGにより予め多結晶シリコンPsを
堆積させる(図3(b))。多結晶シリコンPsが堆積
されたサセプタ4のザグリ5にシリコン基板1の周縁部
1eが支持された状態で収納して、シリコン基板1をサ
セプタ4に載置する(図3(c))。
熱して多結晶シリコンPsを蒸発させてサセプタ4に面
するシリコン基板1の裏面1rにシリコン膜Sを形成し
(図3(d))、このシリコン膜形成後に外部から原料
ガスGを導入してシリコン基板1よりも低濃度の不純物
を含有したシリコン単結晶膜Sをシリコン基板1の表面
1sに形成する(図3(e))。
結晶インゴット引上げ時、例えば砒素などのドーパント
を通常よりも多量に添加して引上げられた単結晶インゴ
ットを切断、研磨して例えば厚さ525μm、ρ≦0.
02Ωのものとして製造される。シリコン基板1は反り
の曲率半径rが130m以上のものが用いられる。
うにするのは、シリコン基板1の反りの曲率半径rが加
熱時常にサセプタ4のザグリ5の曲率半径Rよりも大き
くするためである。
と、加熱によるシリコン基板1の反りによりシリコン基
板1の周縁部1eがサセプタ4のザグリ5から浮き(離
間)、均一なシリコン膜Sを形成できない。
は、Si含浸SiC基材にCVD膜を被覆した高純度の
もので、サセプタ4には複数個のザグリ5が設けられて
いる。このザグリ5は曲率半径Rが15〜25mであ
る。図5に示すように、例えば5インチ(図中■印)の
シリコン基板1を用いた場合に、ザグリ5の深さ(図中
X軸)を0.1mmにするとザグリ5の曲率半径R(図
中Y軸)は約20mになる。
シリコン基板1の反りの曲率半径rが常にサセプタ4の
ザグリ5の曲率半径Rよりも大きくなるようにするため
である。
mmを超えると加熱によるシリコン基板1の反りにより
シリコン基板1の周縁部1eがサセプタ4のザグリ5か
ら浮き、均一なシリコン膜Sを形成できない。
ガスG例えばSiガスを導入して多結晶シリコンPsを
堆積される。しかる後、シリコン基板1をサセプタ4の
ザグリ5に収納して、サセプタ4に載置し、誘導加熱装
置6によりサセプタ4を加熱して、多結晶シリコンPs
を蒸発させてサセプタ4に面するシリコン基板1の裏面
1rに多結晶シリコン膜Pを形成する。
ン基板1の曲率半径rが常にサセプタ4のザグリ5の曲
率半径Rよりも大きくなるような関係を有するシリコン
基板1とサセプタ4を用いること、例えばサセプタ4の
ザグリ5の曲率半径Rが20m、シリコン基板1の反り
の曲率半径rが130m以上であるシリコン基板1とサ
セプタ4を用いたので、シリコン基板1の周縁部1eの
浮上がりが抑制されて、シリコン基板1の裏面1r、周
縁部1eにシリコン膜Sが均一に形成できる。
3に供給して、シリコン基板1よりも低濃度の不純物を
含有したシリコン単結のエピ層Epをシリコン基板1の
表面1sに形成する。
は、裏面1r、周縁部1eにシリコン膜Sが確実かつ均
一に形成されたているので、シリコン基板1に添加され
た不純物がエピ層Epに拡散してエピ層Epの電気抵抗
率を低下させることがないので、エピ層Ep面内の電気
抵抗率の分布が3%以下と均一に制御することができ
る。
形成工程をエピ工程に先行して行う例で説明したが、シ
リコン膜形成工程とエピ工程を同時に行うようにして
も、同様の効果を期待できる。
い、次に記載するようなエピ条件で、エピ層面内の電気
抵抗率のバラツキ率を調査した。
厚さ525μm 3)エピ層電気抵抗率:エピ層厚さ20μm、20Ωc
m (2)試験結果 シリコン基板の反り量(常温)と電気抵抗率のバラツキ
率の関係は図4の通りである。
(凹面)間では、電気抵抗率(ρ)のバラツキ率(△
ρ)は2〜7%以下と小さく、電気抵抗率は安定してい
る。
エピ層電気抵抗率分布が得られるエピタキシャルシリコ
ン基板を提供することができる。
ル用シリコン基板を用いたエピタキシャルシリコン基板
が得られて、安価で安定したエピ層電気抵抗率分布が得
られるエピタキシャルシリコン基板が得られる。
5〜25mにすること、およびシリコン単結晶基板は常
温における反りの曲率半径が130m以上にすることに
より、シール性のよいエピタキシャル用シリコン基板を
得ることができる。
製造方法に用いられる製造装置の要部を示す説明図。
製造方法に用いられる製造装置の概念図。
製造方法の製造プロセスの説明図。
製造方法の実施例試験結果の説明図。
製造方法に用いられるサセプタのザグリと曲率半径の関
係図。
Claims (3)
- 【請求項1】 高濃度不純物を含有するシリコン単結晶
基板を用意し、このシリコン単結晶基板を予め多結晶シ
リコンが堆積されたサセプタのザグリに収納してサセプ
タに載置し、このサセプタを加熱して多結晶シリコンを
蒸発させてサセプタに面するシリコン単結晶基板の裏面
にシリコン膜を形成する工程と、このシリコン膜形成工
程と同時またはこの工程終了後にエピタキシャル成長に
より、前記シリコン単結晶基板よりも低濃度の不純物を
含有するシリコン単結のエピタキシャル層を前記シリコ
ン単結晶基板の表面に形成する工程を有し、前記シリコ
ン膜形成工程において、シリコン単結晶基板の曲率半径
が常にサセプタのザグリの曲率半径よりも大きくなるよ
うな関係を有するシリコン単結晶基板とサセプタを用い
ることを特徴とするエピタキシャルシリコン基板の製造
方法。 - 【請求項2】 上記サセプタのザグリの曲率半径が15
〜25mであることを特徴とする請求項1に記載のエピ
タキシャルシリコン単結晶基板の製造方法。 - 【請求項3】 上記シリコン単結晶基板は常温における
反りの曲率半径が130m以上であることを特徴とする
請求項1または2に記載のエピタキシャルシリコン単結
晶基板の製造方法。
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JP12289199A JP3424069B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | エピタキシャルシリコン基板の製造方法 |
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---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-04-28 JP JP12289199A patent/JP3424069B2/ja not_active Expired - Lifetime
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