JP2000264796A - シリコン単結晶ウェハの製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶ウェハの製造方法Info
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Abstract
造する方法を提供する。 【解決手段】 OSFリング内径の結晶径に対する比率
と、G1×G2、及びG1edge/G1centerを制御する
ことにより、「1.15≦(G1edge/G1center)≦
1.25」かつ「0.5<(OSFリング内径/結晶
径)<1.06×(G1×G2)−0.2」に設定し、
酸化膜耐圧がCモード率60%以上で転位の存在しない
シリコン単結晶を得る。
Description
法(CZ法)により所定の条件下で引き上げられるシリ
コンインゴット及びそこから切り出されるシリコン単結
晶ウェハ、並びにそれらの製造方法に関する。
耐圧特性は、CZシリコン中に存在するボイド欠陥が原
因となって劣化することが知られており、ゲート酸化膜
耐圧特性の劣化を防止するためには、CZシリコン製造
においてボイド欠陥を低減させる必要がある。
ゴット及びそこから切り出されるシリコンウェハは、成
長時導入欠陥(Grown−in欠陥)の分布によっ
て、(I)ボイド欠陥存在領域、(II)OSFリング発
生領域、(III)完全結晶(無欠陥)の領域、及び(I
V)転位クラスタ存在領域の4つの領域に分けることが
できる。
領域」はデバイス用ウェーハとしては不適で、「(IV)
転位クラスタ存在領域」についても、転位クラスタがP
N接合リーク特性などに悪影響を及ぼすこととなるの
で、デバイス用ウェーハには適さないとされている。
ボイド欠陥存在領域」の結晶が主に使用されているが、
最近は「(III)完全結晶(無欠陥)の領域」が全面を
占める結晶の作製が注目されている(日本結晶成長学会
誌Vol.25No.5(1998)p207)。
全結晶(無欠陥)の領域」のみからなる結晶を効率よく
育成することができれば、ボイド欠陥の存在によるゲー
ト酸化膜耐圧特性の劣化の問題は解消する。しかしなが
ら、完全結晶の作製にはかなりの精密な引上制御が必要
になるので、従来に比べて生産効率の低下を招くという
問題がある。
たものであり、その目的は、効率的な製造に適したデバ
イス用ウェーハ製造する方法を提供することにある。
するために、本発明者らは、完全結晶よりも引上制御が
容易な上記I、II、およびIIIの領域が混在した結晶の
有効性を追求し、かかる混在型の結晶において酸化膜耐
圧の良品率が良好で、転位クラスタの発生していないも
のが作製できる条件を求め、本発明を完成するに至っ
た。
III領域の存在割合および酸化膜耐圧良品率との関係は
明確に示されておらず(面内の欠陥領域分布でIII領域
が拡がれば耐圧特性の良好な部分が拡がることになる
が、それにつれて狭くなるI領域内での耐圧不良率が増
える傾向が見られるので、ウエーハ全面での良品率を考
えると、単純にIII領域を増やせば高酸化膜耐圧の強化
になるとは限らない)、高酸化膜耐圧性が良好な結晶を
作製するための引上条件を決めることが困難であった
が、完全結晶よりも引上制御が容易な上記I、II、およ
びIIIの領域が混在した結晶をあえて作製することも有
効な解決方法のーつと考え、綿密な条件検討の結果、本
発明を完成するに至ったのである。
により作製されるシリコンインゴットから切り出された
シリコンウェハにおいては、OSFリングの内径を拡大
することにより、その内側に存在するボイド欠陥領域に
おけるボイド欠陥の密度が低下し、非アニール用のシリ
コンウェーハ(アニール処理(例えば、特開昭61−1
93456号公報)を施さないシリコンウェーハ)に適
すようになることを見出して、本発明を完成した。
提供する。
満たす条件で引き上げられたシリコンインゴット。 「1.15≦(G1edge/G1center)≦1.25」 「0.5<(OSFリング内径/結晶径)<1.06×(G1cente
r×G2center)−0.2」
ットから切り出され、OSFリングの内径がウェハの内
径の1/2以上であることを特徴とするシリコンウェ
ハ。
満たす条件で引き上げることを特徴とするシリコンイン
ゴットの製造方法。 「1.15≦(G1edge/G1center)≦1.25」 「0.5<(OSFリング内径/結晶径)<1.06×(G1cente
r×G2center)−0.2」
インゴットから切り出されるシリコンウェハであって、
OSFリングの内径がウェハの内径の1/2以上である
ことを特徴とする非アニール用シリコンウェハ。
≦(G1edge/G1center)≦1.25」となる条件で
引き上げられて製造されたことを特徴とする上記(4)
記載の非アニール用シリコンウェハ。
インゴットから切り出されるシリコンウェハにおいて、
OSFリングの内径を拡大することにより、その内側に
存在するボイド欠陥領域におけるボイド欠陥の密度を低
下させる方法。
インゴットから切り出されるシリコンウェハであって、
OSFリング内径の結晶径に対する比率と、G1×G
2、及びG1edge/G1centerを制御することにより、
OSFリング内側の領域の酸化膜耐圧を向上させる方
法。
長時導入欠陥のパターンが決まる温度領域(固液界面温
度〜1350℃付近の温度領域)の軸方向温度勾配(℃
/mm)を意味し、「G2」というのは、ボイド欠陥形
成温度領域(1120℃近傍の温度領域)の軸方向温度
勾配(℃/mm)を意味する。
〜1350℃付近の結晶中心での軸方向温度勾配(℃/
mm)を意味し、「G1edge」というのは、固液界面温
度〜1350℃付近の結晶外周の軸方向温度勾配(℃/
mm)を意味する。「G2center」というのは、112
0℃近傍における結晶中心での軸方向温度勾配(℃/m
m)を意味する。
1.25」及び「0.5<(OSFリング内径/結晶径)<1.06
×(G1center×G2center)−0.2」という条件につ
き、ここに出現する1.15、1.25、0.5、1.
06、及び−0.2という値は、後述するように、実験
から得られたプロットに基づいて算出あるいは決定され
たものであり、現段階で発明者が把握できている最適値
というだけのものに過ぎない。従って、上記範囲からわ
ずかに外れているが本発明と同じ作用・効果を有すると
いうようなものは、技術的にみれば等価であるので、本
発明の技術的範囲に含まれると解するのが妥当である。
件において、引上速度を変化させ、上記I〜IV領域の存
在割合が変化しているような結晶を作製し、各結晶数ヵ
所から切り出したウェーハを用いて、酸化膜耐圧測定、
OSFリング内径(径内はI領域)の計測、及び転位クラ
スタ存在有無の確認を行うことにより、酸化膜耐圧の良
品率が良好で、転位クラスタの発生していない結晶を作
製することができる条件を求めた。酸化膜耐圧測定は酸
化膜厚25nm、電極面積10mm2の条件で行い、O
SF内径は、ウェーハ熱処理後のX線トポグラフ撮影か
ら求め、転位クラスタ存在の有無はセコエッチング後の
光学顕微鏡観察により判定した。
エーハ切り出し位置での引上条件;引上速度V,結 晶中
心軸方向温度勾配G1、G2、G1edge/G1center、
G1×G2、OSFリング内径の結晶径に対する比率、
酸化膜耐圧測定結果、および転位クラスタ存在の有無
を、G1edge/G1center条件ごとに分けて列挙したも
のである。これらの表において、酸化膜耐圧がCモード
率で60%以上であれば、通常使われている結晶より良
好といえる。
それぞれについて、OSFリング内径の結晶径に対する
比率とG1×G2条件による酸化膜耐圧結果と転位クラ
スタの存在の有無を示したものである。酸化膜耐圧がC
モード率60%以上で転位の存在しない結晶を得るため
には、OSFリング内径の結晶径に対する比率と、G1
×G2、及びG1edge/G1centerを制御すればよいと
いうことがわかり、その条件範囲は、 「1.15≦
(G1edge/G1center)≦1.25」かつ「0.5<
(OSFリング内径/結晶径)<1.06×(G1×G
2)−0.2」(なお、G1,G2の単位は「℃/m
m」)であろうことが明らかになった。
(I)ボイド欠陥存在領域、(II)OSFリング発生領
域、及び(III)完全結晶(無欠陥)の領域の混在型の
結晶において、酸化膜耐圧の良品率が良好で、転位クラ
スタの発生していないものが作製でき、効率的な製造に
適したデバイス用ウェーハ製造する方法を提供すること
ができる。
晶径に対する比率とG1×G2条件による酸化膜耐圧結
果と転位クラスタの存在の有無を示した図である。特
に、それぞれ、図1(A)は表1、図1(B)は表2、
図1(C)は表3、図1(D)は表4、図1(E)は表
5、図1(F)は表6についてのものである。図1にお
いて、○は、GOIでCモード率60%以上、かつ転位
クラスタのないものを、また、+は、GOIでCモード
率60%以上で、転位クラスタがあるものを、さらに、
×は、GOIでCモード率60%以下のものを示す。ま
た、図上の数字はG1edge/G1centerを示
す。の存在しないシリコン単結晶を得る。
Claims (7)
- 【請求項1】 CZ法により、下記の及びを満たす
条件で引き上げられたシリコンインゴット。 「1.15≦(G1edge/G1center)≦1.25」 「0.5<(OSFリング内径/結晶径)<1.06×(G1cente
r×G2center)−0.2」 - 【請求項2】 請求項1記載のシリコンインゴットから
切り出され、OSFリングの内径がウェハの内径の1/
2以上であることを特徴とするシリコンウェハ。 - 【請求項3】 CZ法により、下記の及びを満たす
条件で引き上げることを特徴とするシリコンインゴット
の製造方法。 「1.15≦(G1edge/G1center)≦1.25」 「0.5<(OSFリング内径/結晶径)<1.06×(G1cente
r×G2center)−0.2」 - 【請求項4】 CZ法により作製されるシリコンインゴ
ットから切り出されるシリコンウェハであって、OSF
リングの内径がウェハの内径の1/2以上であることを
特徴とする非アニール用シリコンウェハ。 - 【請求項5】 シリコンインゴットが「1.15≦(G
1edge/G1center)≦1.25」となる条件で引き上
げられて製造されたことを特徴とする請求項4記載の非
アニール用シリコンウェハ。 - 【請求項6】 CZ法により作製されるシリコンインゴ
ットから切り出されるシリコンウェハにおいて、OSF
リングの内径を拡大することにより、その内側に存在す
るボイド欠陥領域におけるボイド欠陥の密度を低下させ
る方法。 - 【請求項7】 CZ法により作製されるシリコンインゴ
ットから切り出されるシリコンウェハであって、OSF
リング内径の結晶径に対する比率と、G1×G2、及び
G1edge/G1centerを制御することにより、OSFリ
ング内側の領域の酸化膜耐圧を向上させる方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11078498A JP2000264796A (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | シリコン単結晶ウェハの製造方法 |
TW088120127A TW593798B (en) | 1998-11-20 | 1999-11-18 | Production of silicon single crystal wafer |
EP99972701A EP1143046A4 (en) | 1998-11-20 | 1999-11-19 | SILICON CRYSTAL AND PRODUCTION METHOD FOR SILICON CRYSTAL WAFERS |
PCT/JP1999/006478 WO2000031326A1 (fr) | 1998-11-20 | 1999-11-19 | Silicium monocristallin et production d'une tranche de silicium monocristallin |
KR1020017006404A KR20010101046A (ko) | 1998-11-20 | 1999-11-19 | 실리콘 단결정 및 실리콘 단결정 웨이퍼의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP11078498A JP2000264796A (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | シリコン単結晶ウェハの製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000264796A true JP2000264796A (ja) | 2000-09-26 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11078498A Pending JP2000264796A (ja) | 1998-11-20 | 1999-03-23 | シリコン単結晶ウェハの製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2000264796A (ja) |
-
1999
- 1999-03-23 JP JP11078498A patent/JP2000264796A/ja active Pending
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