JP2019186449A - エピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
リンがドープされたシリコン単結晶基板を準備する準備工程と、
前記シリコン単結晶基板に700℃以上かつ1050℃未満の温度で30秒以上等温保持する熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理後の前記シリコン単結晶基板の主表面にエピタキシャル層を成長させる成長工程と、
を備えることを特徴とする。
前記エッチング後熱処理工程では、700℃以上かつ1050℃未満の温度で30秒以上等温保持する。
前記エッチング前熱処理工程の温度と前記エッチング工程の温度と前記エッチング後熱処理工程の温度は、互いに同一温度であり、かつ700℃以上かつ1050℃未満の温度とすることができる。
抵抗率1.2mΩ・cm以下となるようリンがドープされた直径200mm、厚さ735μmで主表面が鏡面研磨処理されたシリコン単結晶基板を6枚準備した。そのうち2枚の基板の抵抗率A1、A2は同等に設定され、別の2枚の基板の抵抗率B1、B2は同等に設定され、残りの2枚の基板の抵抗率C1、C2は同等に設定されている。これら抵抗率の大小関係は、B1、B2<C1、C2<A1、A2となっている。また、各基板のリン濃度は5×1019atоms/cm3以上となっているが、抵抗率B1、B2の基板のリン濃度が最も高く、8×1019atоms/cm3以上となっている。
S2〜S5の熱処理工程の温度を850℃にしたこと以外は実施例1と同じ条件でシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、作製した各シリコンエピタキシャルウェーハに発生した積層欠陥を測定した。
S2〜S5の熱処理工程の温度を1100℃にしたこと以外は実施例1と同じ条件でシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、作製した各シリコンエピタキシャルウェーハに発生した積層欠陥を測定した。
図7は、実施例1、2、比較例で測定した積層欠陥数を示している。比較例では、いずれの基板抵抗率のウェーハであっても積層欠陥数は4000(個/ウェーハ)以上となっている。特に、抵抗率B1、B2(リン濃度が8×1019atоms/cm3以上)のウェーハでは積層欠陥数は7000(個/ウェーハ)程度であり、他の抵抗率の積層欠陥数よりも大きくなっている。
2 反応炉
3 サセプタ
4 ガス供給口
5 ガス排出口
6 加熱部
7 温度計測部
Claims (12)
- リンがドープされたシリコン単結晶基板を準備する準備工程と、
前記シリコン単結晶基板に700℃以上かつ1050℃未満の温度で30秒以上等温保持する熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理後の前記シリコン単結晶基板の主表面にエピタキシャル層を成長させる成長工程と、
を備えることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記熱処理工程から前記成長工程に移行の際には前記シリコン単結晶基板の温度を等温保持又は昇温させることを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記シリコン単結晶基板を反応炉に投入後、前記シリコン単結晶基板の温度を降下させることなく前記成長工程に移行させることを特徴とする請求項1又は2に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記熱処理工程は、前記シリコン単結晶基板の主表面を加熱しつつ塩化水素ガスによる気相エッチングするエッチング工程と、気相エッチング後の前記シリコン単結晶基板に熱処理を行うエッチング後熱処理工程とを備え、
前記エッチング後熱処理工程では、700℃以上かつ1050℃未満の温度で30秒以上等温保持することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記エッチング工程の温度は、700℃以上かつ1050℃未満の温度であることを特徴とする請求項4に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記熱処理工程は、前記気相エッチング前の前記シリコン単結晶基板に熱処理を行うエッチング前熱処理工程を備え、
前記エッチング前熱処理工程の温度は、700℃以上かつ1050℃未満の温度であることを特徴とする請求項4又は5に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記熱処理工程は、前記シリコン単結晶基板の主表面を加熱しつつ塩化水素ガスによる気相エッチングするエッチング工程と、前記気相エッチング前の前記シリコン単結晶基板に熱処理を行うエッチング前熱処理工程と、前記気相エッチング後の前記シリコン単結晶基板に熱処理を行うエッチング後熱処理工程とを備え、
前記エッチング前熱処理工程の温度と前記エッチング工程の温度と前記エッチング後熱処理工程の温度は、互いに同一温度であり、かつ700℃以上かつ1050℃未満の温度であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記準備工程では、リンが5×1019atоms/cm3以上ドープされたシリコン単結晶基板を準備することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記熱処理工程では、750℃以上、850℃以下の温度に等温保持することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記成長工程は、第1の成長工程と、前記第1の成長工程に続いて前記第1の成長工程よりも成長速度を大きくした第2の成長工程とを備え、
前記第1の成長工程では成長速度を徐々に大きくすることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記第1の成長工程で成長させるエピタキシャル層の膜厚である第1膜厚は、前記第2の成長工程で成長させるエピタキシャル層の膜厚である第2膜厚よりも小さいことを特徴とする請求項10に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記第1膜厚は、前記第1膜厚と前記第2膜厚とを合わせた全体膜厚の5〜10%の膜厚であることを特徴とする請求項11に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
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