JP3751329B2 - エピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エピタキシャルウェーハにおいては、基板となるシリコンウェーハ上にこの基板の結晶性を受け継いだシリコン単結晶層を成長させる。ここで図１に示すように、基板１となるシリコンウェーハ中にレーザ散乱体２が分布していることがある。レーザ散乱体とは、赤外レーザをウェーハに入射した際に生じる散乱光によって検出される（垂直散乱法、透過散乱（干渉）法）欠陥である。レーザ散乱体は基板内にほぼ均一に分布し、その密度は１×１０6 個／ｃｍ3 程度である。前記レーザ散乱体２を含む基板１にエピタキシャル層を形成した場合、図２に示すようにエピタキシャルウェーハ中のレーザ散乱体２の密度は基板１内において高く、基板１とエピタキシャル層３との界面からエピタキシャル層３の内部に移るにつれて低くなることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにレーザ散乱体密度が１×１０6 個／ｃｍ3 以下の基板上にエピタキシャル成長を行った場合、その後の工程たとえばデバイス工程などにおいてエピタキシャルウェーハが不純物に汚染されると、基板内部に前記不純物に対するゲッタリング層すなわち高密度のレーザ散乱体が存在しないため、不純物を捕捉することができず、素子特性を悪化させてしまう。本発明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、高い電気的特性（酸化膜耐圧）とゲッタリング能力とを備えた高品質のエピタキシャルウェーハを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るエピタキシャルウェーハの製造方法は、５×１０６個／ｃｍ３以上のレーザ散乱体を含む熱処理前の単結晶シリコン基板ウェーハにエピタキシャル成長を行うことによりシリコン単結晶層からなるエピタキシャル層を形成し、エピタキシャル層の表面領域に無欠陥層を有し、基板内にゲッタリング層を備えたエピタキシャルウェーハを得ることを特徴としている。
【０００５】
【作用】
上記構成によれば、高密度のレーザ散乱体を含むウェーハをエピタキシャルウェーハの基板として用いることにしたので、エピタキシャル層と基板の界面には基板と同様にレーザ散乱体が分布する。しかし、デバイス工程で活性層となる表面領域のみはレーザ散乱体の分布がなく、無欠陥層であることが分り、さらに、エピタキシャルウェーハにシミュレーション熱処理を施してもエピタキシャル層中のレーザ散乱体は増加しない事が分かったので（図３）、デバイス工程後においても前記表面領域では高い電気的特性（酸化膜耐圧）を維持することができる。また、前記表面領域以外の層にはレーザ散乱体が高密度に分布しているので、不純物に対する高いゲッタリング能力をもつことができる。
【０００６】
【実施例】
以下に、本発明に係るエピタキシャルウェーハの実施例について、図面を参照して説明する。エピタキシャルウェーハの基板となる単結晶シリコンは、ＣＺ法による単結晶引き上げ装置により製造される。その場合、高速引き上げあるいはるつぼの回転を早め、前記単結晶シリコン中に含まれるレーザ散乱体が多くなるように調節する。この方法で引き上げた単結晶シリコンをスライスして得られるシリコンウェーハの内部には、高密度、たとえば５×１０6 個／ｃｍ3 以上のレーザ散乱体が存在している。
【０００７】
図１に示すように、５×１０6 個／ｃｍ3 以上の高密度のレーザ散乱体２を含む単結晶シリコンからなる基板１を用意し、図２に示すように、前記基板１の表面にエピタキシャル成長によりシリコン単結晶層を形成した。その結果、デバイス活性領域となるエピタキシャル層３の表面領域のみは無欠陥層であり、高密度のレーザ散乱体２はエピタキシャル層３においては基板１との界面付近に、また基板１においては全体に分布することが分かった。つまり、エピタキシャル成長によってイントリンシックゲッタリング構造をもつウェーハを造ることができる。従って、高電気的特性（酸化膜耐圧）とゲッタリング構造とを併せもつエピタキシャルウェーハを得るには、５×１０6 個／ｃｍ 3以上のレーザ散乱体を含むシリコンウェーハを用いてエピタキシャル成長を行えばよい。この場合、デバイス活性領域を考慮し、表面領域が完全にクリーンとなるようなエピタキシャル成長を行う必要がある。
【０００８】
本発明によるエピタキシャルウェーハは、デバイス工程などにおいて安定した状態を保つとともに、熱処理を施してもレーザ散乱体の分布がエピタキシャル層の表面領域に広がらないという利点を備えている。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エピタキシャルウェーハの基板として、５×１０6 個／ｃｍ3 の高密度のレーザ散乱体を有するシリコンウェーハを用いることにしたので、エピタキシャル層においては基板との界面付近には基板内と同様にレーザ散乱体が分布する。しかし、活性層として利用する表面領域はレーザ散乱体の分布がない無欠陥層となるので、高い電気的特性（酸化膜耐圧）が得られる。さらに熱処理工程後も表面領域の無欠陥層は維持される。また、基板の内部に存在する高密度のレーザ散乱体によるイントリンシックゲッタリング構造を兼ね備えた高品質のエピタキシャルウェーハを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エピタキシャルウェーハの基板となるシリコンウェーハの模式的断面図である。
【図２】エピタキシャルウェーハの模式的断面図である。
【図３】シミュレーション熱処理前後におけるエピタキシャルウェーハ中のレーザ散乱体の分布図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ レーザ散乱体
３ エピタキシャル層。

Claims (1)

  1. ５×１０６個／ｃｍ３以上のレーザ散乱体を含む熱処理前の単結晶シリコン基板ウェーハにエピタキシャル成長を行うことによりシリコン単結晶層からなるエピタキシャル層を形成し、
    エピタキシャル層の表面領域に無欠陥層を有し、基板内にゲッタリング層を備えたエピタキシャルウェーハを得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。
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