JPS62123098A - 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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- JPS62123098A JPS62123098A JP26135185A JP26135185A JPS62123098A JP S62123098 A JPS62123098 A JP S62123098A JP 26135185 A JP26135185 A JP 26135185A JP 26135185 A JP26135185 A JP 26135185A JP S62123098 A JPS62123098 A JP S62123098A
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- Japan
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- silicon single
- single crystal
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
・ の１
この発明は半導体用のシリコン単結晶の改良に関するも
のである。
のである。
従１と艮頂−
半導体用のシリコン単結晶において、結晶欠陥を低減す
るために種々の処理が行なわれている。例えば、そのよ
うな結晶欠陥を低減する技術の１つとして無欠陥ＮＪ
（Ｄ ｅｎｕｄｅｄｚｏｎｅ＞処理が知られている。
るために種々の処理が行なわれている。例えば、そのよ
うな結晶欠陥を低減する技術の１つとして無欠陥ＮＪ
（Ｄ ｅｎｕｄｅｄｚｏｎｅ＞処理が知られている。
無欠陥層処理を施したウェーハは高温熱処理工程を経て
製造されるため、ウェーハ表面の格子間のＭ素濃度が減
少する。そのために、ウェーハ表面近傍には微小欠陥（
Ｂｌｌｌｋ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｆｅｃｔ 、酸素析
出物）が生成せず、デバイスプロセスにおいて、結晶欠
陥の誘因となる汚染重金属元素がバルク中の微小欠陥（
３ｕｌｋ Ｍ １ｃｒｏ ｄｅｆｅｃｔ）にトラッ
プされる。すなわち、イントリンシック・ゲッタリング
効果（ｒＧ効果）が生ずるのである。この結果、酸化誘
起積層欠陥（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ １ｎｄｕｃｅｄ
Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ）の発生が減少する
。
製造されるため、ウェーハ表面の格子間のＭ素濃度が減
少する。そのために、ウェーハ表面近傍には微小欠陥（
Ｂｌｌｌｋ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｆｅｃｔ 、酸素析
出物）が生成せず、デバイスプロセスにおいて、結晶欠
陥の誘因となる汚染重金属元素がバルク中の微小欠陥（
３ｕｌｋ Ｍ １ｃｒｏ ｄｅｆｅｃｔ）にトラッ
プされる。すなわち、イントリンシック・ゲッタリング
効果（ｒＧ効果）が生ずるのである。この結果、酸化誘
起積層欠陥（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ １ｎｄｕｃｅｄ
Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ）の発生が減少する
。
一般にＩＧ効果は製造歩留りの向上とデバイスの信頼性
の向上に役立つといわれている。
の向上に役立つといわれている。
Ｂが ンしようとするＩＪ。
無欠陥層処理を行なったウェーハであっても、基板の元
の酸化誘起積層欠陥密度が大きい場合には、所望の酸化
誘起８！ｉ層欠陥密度の低下が期待できないことがある
。
の酸化誘起積層欠陥密度が大きい場合には、所望の酸化
誘起８！ｉ層欠陥密度の低下が期待できないことがある
。
また、無欠陥層処理を行なうには、相当長い熱処理時間
が必要であり、そのため、製造’ｉＪ率が悪くなる欠点
がある。
が必要であり、そのため、製造’ｉＪ率が悪くなる欠点
がある。
また、無欠陥層処理を行なったウェーハにあっては、結
晶中の格子間の酸素を析出させてしまうため、ウェーハ
の機械的強度が低下し、スリップ等が生じやずくなる。
晶中の格子間の酸素を析出させてしまうため、ウェーハ
の機械的強度が低下し、スリップ等が生じやずくなる。
ユＪ日と圧力−
この発明は前述のような従来技術の欠点を解消して、結
晶欠陥密度の低減効果が大きいシリコン単結晶を提供す
ることを目的としている。
晶欠陥密度の低減効果が大きいシリコン単結晶を提供す
ることを目的としている。
ユ」ＬΔ、ＬＬ
このような目的を達成するために、この発明は、半導体
用のシリコン単結晶であって、Ｎ２ガスの雰囲気下にお
いて８００℃から１３５０℃までの温度範囲で１秒間な
いし４８時間にわたって熱処理したことを特徴とするシ
リコン単結晶を要旨としている。
用のシリコン単結晶であって、Ｎ２ガスの雰囲気下にお
いて８００℃から１３５０℃までの温度範囲で１秒間な
いし４８時間にわたって熱処理したことを特徴とするシ
リコン単結晶を要旨としている。
ム １、を ゛するためのｍ：
この発明にあっては、Ｎ２ガスの雰囲気下においてシリ
コン単結晶を熱処理する。その際、処理温度の範囲は８
００℃〜１３５０℃であり、処理時開は１秒間から４８
時間までの範囲内である。Ｎ２ガスは、Ｈ２ガス１００
％のものでもよいし、またＮ２ガスや不活性ガスあるい
はこれらの混合ガスで希釈されたものであってもよい。
コン単結晶を熱処理する。その際、処理温度の範囲は８
００℃〜１３５０℃であり、処理時開は１秒間から４８
時間までの範囲内である。Ｎ２ガスは、Ｈ２ガス１００
％のものでもよいし、またＮ２ガスや不活性ガスあるい
はこれらの混合ガスで希釈されたものであってもよい。
後者の場合、［」２とＮ２または不活性ガスとの比率を
１＝９以上にするのが望ましい。
１＝９以上にするのが望ましい。
なお、この発明は半導体用のチョコラルスキー引き上げ
法（ＣＺ法）により育成したシリコン単結晶を含むもの
である。
法（ＣＺ法）により育成したシリコン単結晶を含むもの
である。
１皿
シリコン！１１結晶をＮ２ガスの雰囲気下で高温にて熱
処理することにより、熱処理によって誘起される結晶欠
陥密度を大幅に低減することができる。しかも、このよ
うな熱処理であると、他の特性に影響を与えることがな
く、実用上の作用効果が大である。
処理することにより、熱処理によって誘起される結晶欠
陥密度を大幅に低減することができる。しかも、このよ
うな熱処理であると、他の特性に影響を与えることがな
く、実用上の作用効果が大である。
丸１１上
同−のＣＺ−シリコン単結晶インゴットの同一領域から
切り出したｎタイプ、２０Ωｃｍ程度で面方位（１００
）のミラーウェー八を、表１に示すように、Ｎ２１００
％ガスあるいは）−１２１００％ガスの雰囲気下におい
て熱処理温度、熱処理時間をかえて熱処理をした。
切り出したｎタイプ、２０Ωｃｍ程度で面方位（１００
）のミラーウェー八を、表１に示すように、Ｎ２１００
％ガスあるいは）−１２１００％ガスの雰囲気下におい
て熱処理温度、熱処理時間をかえて熱処理をした。
さらに、これらのウェーハを乾燥０２ガス雰囲気下にお
いて、１０００℃にて１６時間熱処理したのち、ライト
エツチング（Ｗｒｉｇｈｔｅｔｃｈｉｎｇ ）を行なっ
た。用いたライトエツチング液の組成を表２に示す。
いて、１０００℃にて１６時間熱処理したのち、ライト
エツチング（Ｗｒｉｇｈｔｅｔｃｈｉｎｇ ）を行なっ
た。用いたライトエツチング液の組成を表２に示す。
ライトエツチングを行なったサンプルについて、顕微鏡
を使って酸化誘起積層欠陥密度を測定した。その結果を
第１図と第２図に示す。第１図は、熱処理時間を３０分
として熱処理温度を８００℃から１３５０’Ｃまで変え
たときの酸化誘起積層欠陥の発生状況を示す。
を使って酸化誘起積層欠陥密度を測定した。その結果を
第１図と第２図に示す。第１図は、熱処理時間を３０分
として熱処理温度を８００℃から１３５０’Ｃまで変え
たときの酸化誘起積層欠陥の発生状況を示す。
第２図は、熱処理温度を１１００℃として熱処理時間を
０時間から１００時間まで変えたときの酸化誘起積層欠
陥の発生状況を示ず。
０時間から１００時間まで変えたときの酸化誘起積層欠
陥の発生状況を示ず。
この結果から、Ｎ２アニール、ｆ−１ｚアニールを行な
った場合の方が、行なわない場合よりも、酸化誘起積層
欠陥の発生頻度は低く、さらにＮ２アニールサンプルよ
りもＨ２アニールサンプルの方が、酸化誘起積層欠陥の
発生頻度が低いことが明らかである。Ｎ２アニールサン
プルよりもＮ２アニールサンプルの方が酸化誘起積層欠
陥の発生頻度が低いことから、酸化誘起積層欠陥の低減
に関して、つ工−ハ表面近傍の酸素の外方拡散による効
果以外に、Ｎ２アニールによる効果が確認される。
った場合の方が、行なわない場合よりも、酸化誘起積層
欠陥の発生頻度は低く、さらにＮ２アニールサンプルよ
りもＨ２アニールサンプルの方が、酸化誘起積層欠陥の
発生頻度が低いことが明らかである。Ｎ２アニールサン
プルよりもＮ２アニールサンプルの方が酸化誘起積層欠
陥の発生頻度が低いことから、酸化誘起積層欠陥の低減
に関して、つ工−ハ表面近傍の酸素の外方拡散による効
果以外に、Ｎ２アニールによる効果が確認される。
この実験から、Ｈ２ガス雰囲気下における熱処理により
酸化誘起積層欠陥の発生が抑制されることが明らかにな
った。
酸化誘起積層欠陥の発生が抑制されることが明らかにな
った。
第１図および第２図から明らかなように、熱処理時間は
１秒間〜４８時間の範囲内が適切である。また、熱処理
温度は８００℃〜１３５０℃までの温度範囲が適当であ
る。
１秒間〜４８時間の範囲内が適切である。また、熱処理
温度は８００℃〜１３５０℃までの温度範囲が適当であ
る。
及１ｉＬ
１〕タイプ、１００ｃｍ程度でチョコラルスキー法によ
り引き上げた方位（１００）のシリコン単結晶の隣接す
る２つのブロックを取出した。これらのブロックは直径
１２５ｍｍで、長さが５ｃｍであった。これら２つのブ
ロックの一方をＨ２１００％ガスの雰囲気下で１２００
℃にて４８時間熱処理した。このブロックともう１つの
ブロックとを通常のミラーウェーハに加工した後、前述
の実施例１と同じ酸化誘起積層欠陥密度の検査を実施し
た。その結果、Ｉ〜１２ガス雰囲気で熱処理したブロッ
クから切出したウェーハの酸化誘起積層欠陥密度は平均
１０個／Ｃｍ２であった。これに対し、ト（２ガスで熱
処理しなかった方のブロックから切出したウェーハの酸
化誘起積層欠陥密度は平均８０個／Ｃｍ２であり、）−
ｆ ２雰囲気下における熱処理による酸化誘起積層欠陥
の発生の抑制効果が確認された。
り引き上げた方位（１００）のシリコン単結晶の隣接す
る２つのブロックを取出した。これらのブロックは直径
１２５ｍｍで、長さが５ｃｍであった。これら２つのブ
ロックの一方をＨ２１００％ガスの雰囲気下で１２００
℃にて４８時間熱処理した。このブロックともう１つの
ブロックとを通常のミラーウェーハに加工した後、前述
の実施例１と同じ酸化誘起積層欠陥密度の検査を実施し
た。その結果、Ｉ〜１２ガス雰囲気で熱処理したブロッ
クから切出したウェーハの酸化誘起積層欠陥密度は平均
１０個／Ｃｍ２であった。これに対し、ト（２ガスで熱
処理しなかった方のブロックから切出したウェーハの酸
化誘起積層欠陥密度は平均８０個／Ｃｍ２であり、）−
ｆ ２雰囲気下における熱処理による酸化誘起積層欠陥
の発生の抑制効果が確認された。
ｍ二
同−のＣＺ−シリコン単結晶インゴットの同一領域から
切り出したｎタイプ、２ｏΩａｍ程度で面方位（１００
）のミラーウェーハを、表３に示すように、Ｈｚ １０
０％ガスの雰囲気下において１０００℃あるいは１１０
０℃にて３０５”１間熱処理を行ない、さらに一部のザ
ンプルについてミラー表面を鏡面研磨して厚さ５μ分除
去した。これらのウェーハについて前述の実施例１と同
じ酸化誘起積層欠陥密度の検査を実施した。その結果、
表３に示すように、１」２ガス雰囲気で熱処理したまま
のウェーハとＨ２ガス雰囲気で熱処理したの５５μ除去
したつＴ−ハとでは、酸化誘起積層欠陥密度はほぼ同じ
であり、１０００℃でのＮ２アニールでは平均５０個／
Ｃｍ２であり、１ｉｏｏ℃では平均３０個／Ｃｍ２であ
った。
切り出したｎタイプ、２ｏΩａｍ程度で面方位（１００
）のミラーウェーハを、表３に示すように、Ｈｚ １０
０％ガスの雰囲気下において１０００℃あるいは１１０
０℃にて３０５”１間熱処理を行ない、さらに一部のザ
ンプルについてミラー表面を鏡面研磨して厚さ５μ分除
去した。これらのウェーハについて前述の実施例１と同
じ酸化誘起積層欠陥密度の検査を実施した。その結果、
表３に示すように、１」２ガス雰囲気で熱処理したまま
のウェーハとＨ２ガス雰囲気で熱処理したの５５μ除去
したつＴ−ハとでは、酸化誘起積層欠陥密度はほぼ同じ
であり、１０００℃でのＮ２アニールでは平均５０個／
Ｃｍ２であり、１ｉｏｏ℃では平均３０個／Ｃｍ２であ
った。
一方、Ｈｚがス雰囲気で熱処理しなかったつｒ−ハの酸
化誘起４ａ層欠陥密度は平均３００個／Ｃｍ２であった
。
化誘起４ａ層欠陥密度は平均３００個／Ｃｍ２であった
。
この実験により、Ｈ２ガス雰囲気下における熱処理によ
る酸化誘起積層欠陥の低減効果は、さらに５μ程度ミラ
ー表面を研磨により除去しても、失われないことが明ら
かになった。
る酸化誘起積層欠陥の低減効果は、さらに５μ程度ミラ
ー表面を研磨により除去しても、失われないことが明ら
かになった。
尖堝Ｊｉ
同一の０７−シリコン単結晶インゴットの同一領域から
切り出したｎタイプ、２０Ωｃｍ程度で面方位（１００
）のミラーウェーハを、表４に示すような比率で、Ｈ２
ガスと△ｒガスとを混合した雰囲気下において、１００
０℃にて３０分間熱処理した。これらのウェーハについ
て前）小の実施例１と同じ酸化誘起積層欠陥密度の検査
を実施した。
切り出したｎタイプ、２０Ωｃｍ程度で面方位（１００
）のミラーウェーハを、表４に示すような比率で、Ｈ２
ガスと△ｒガスとを混合した雰囲気下において、１００
０℃にて３０分間熱処理した。これらのウェーハについ
て前）小の実施例１と同じ酸化誘起積層欠陥密度の検査
を実施した。
その結果、第３図に示すように、混合ガス中のＮ２の割
合が減少するにつれ、酸化誘起積層欠陥が発生しやすく
なる傾向があることが示され、Ｎ２ガスの割合が１０％
以下の場合には、この熱処理による酸化誘起積層欠陥の
抑制効果はみられない。
合が減少するにつれ、酸化誘起積層欠陥が発生しやすく
なる傾向があることが示され、Ｎ２ガスの割合が１０％
以下の場合には、この熱処理による酸化誘起積層欠陥の
抑制効果はみられない。
この実験結果から明らかなように、Ｎ２とＮ２または不
活性ガスとの比率は、１：’１上にするのが適当である
。
活性ガスとの比率は、１：’１上にするのが適当である
。
１匪二１１
この発明によれば、結晶欠陥密度の低減効果が極めて顕
著であり、しかも短時間の処理であっても有効な結果が
得られる。特に酸化誘起積層欠陥の密度の点で歩留まり
の悪かったｎタイプにあっては、高抵抗量であっても、
本発明によれば、平均酸化誘起積層欠陥密度が約１１５
に減少した。
著であり、しかも短時間の処理であっても有効な結果が
得られる。特に酸化誘起積層欠陥の密度の点で歩留まり
の悪かったｎタイプにあっては、高抵抗量であっても、
本発明によれば、平均酸化誘起積層欠陥密度が約１１５
に減少した。
なお、無欠陥層（Ｄｅｎｕｄｅｄ Ｚｏｎｅ ）処理
と１」２ガスの熱処理とは全く別の処理であり、例えば
、Ｎ２ガスの熱処理と無欠陥層処理を組み合わせること
も可能である。一般的にいって、この無欠陥層処理は特
殊な用途に限られており、通常、ウェーハには施さない
。
と１」２ガスの熱処理とは全く別の処理であり、例えば
、Ｎ２ガスの熱処理と無欠陥層処理を組み合わせること
も可能である。一般的にいって、この無欠陥層処理は特
殊な用途に限られており、通常、ウェーハには施さない
。
第１〜３図は、本発明の効果を示すためのグラフである
。 ７−−−〜、 代理人 弁理士 田辺 徹（１１，：”：”、）１ノＦ
ｓ、ｒｃノ 表 １ 表２ ライトエツチング ｃｏｎｃ、 ＨＦ ： ６
０ｍ Ｑｃｏｎｃ、ＨＮＯ３： ３０ｍＱ ５Ｍ ＣｒＯ３： ３０ｍＱ Ｃｕ（ＮＯ３）２ ・３ｆ−１ｚ Ｏ２！Ｊ００ｎＣ
，ＣＩ−ｈ Ｃｏｏ）→ ：
６０ｍＱ＋−１２０
： ６０ｍＱ表 ３ 表 ４
。 ７−−−〜、 代理人 弁理士 田辺 徹（１１，：”：”、）１ノＦ
ｓ、ｒｃノ 表 １ 表２ ライトエツチング ｃｏｎｃ、 ＨＦ ： ６
０ｍ Ｑｃｏｎｃ、ＨＮＯ３： ３０ｍＱ ５Ｍ ＣｒＯ３： ３０ｍＱ Ｃｕ（ＮＯ３）２ ・３ｆ−１ｚ Ｏ２！Ｊ００ｎＣ
，ＣＩ−ｈ Ｃｏｏ）→ ：
６０ｍＱ＋−１２０
： ６０ｍＱ表 ３ 表 ４
Claims (4)
- （１）半導体のシリコン単結晶において、 Ｈ＿２ガスの雰囲気下において８００℃から１３５０℃
までの温度範囲で１秒間ないし４８時間にわたって熱処
理したことを特徴とするシリコン単結晶。 - （２）Ｈ＿２ガスがＨ＿２ガス１００％である特許請求
の範囲第１項に記載のシリコン単結晶。 - （３）Ｈ＿２ガスがＮ＿２ガス、不活性ガスまたはこれ
らの混合ガスで希釈されたものである特許請求の範囲第
１項に記載のシリコン単結晶。 - （４）半導体用ＣＺ−シリコン単結晶である特許請求の
範囲第１項に記載されたシリコン単結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26135185A JPS62123098A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | シリコン単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26135185A JPS62123098A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | シリコン単結晶の製造方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6232516A Division JP2652344B2 (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | シリコンウエーハ |
| JP6234476A Division JP2652346B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | シリコンウエーハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123098A true JPS62123098A (ja) | 1987-06-04 |
| JPH0561240B2 JPH0561240B2 (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=17360634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26135185A Granted JPS62123098A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | シリコン単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62123098A (ja) |
Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH04285099A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Ｓｉ単結晶ウエーハの熱処理方法 |
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| JPS58164229A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Sony Corp | 半導体基板処理法 |
| JPS59202640A (ja) * | 1983-05-02 | 1984-11-16 | Toshiba Corp | 半導体ウエハの処理方法 |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP26135185A patent/JPS62123098A/ja active Granted
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| JP2003332344A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-11-21 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | シリコン単結晶層の製造方法及びシリコン単結晶層 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0561240B2 (ja) | 1993-09-03 |
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