JP2000306915A - Manufacture of silicon wafer - Google Patents

Manufacture of silicon wafer

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JP2000306915A
JP2000306915A JP11117433A JP11743399A JP2000306915A JP 2000306915 A JP2000306915 A JP 2000306915A JP 11117433 A JP11117433 A JP 11117433A JP 11743399 A JP11743399 A JP 11743399A JP 2000306915 A JP2000306915 A JP 2000306915A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain a gettering effect enough for repeated heat treatment, avoiding recrystallization of polysilicon, by stacking polycrystalline silicon on it after forming a silicon carbide film layer on a single crystalline silicon face prior to stacking the polycrystalline silicon. SOLUTION: A silicon carbide(SIC) film layer 2 is made on the rear side of a single crystalline silicon wafer 1, and a polycrystalline silicon (polysilicon) layer 3 is made on the SIC film layer 2. When applying gettering to the rear side (the opposite side of a device process face) of this silicon wafer 1, in the first place an SIC film layer 5-40 nm thick is made on this rear face. A polycrystalline silicon layer 0.5-2 nm thick is made on this SIC film. Hereby, the polycrystalline silicon layer is made in equal thickness with excellent adhesive force. The single crystallization by the epitaxial recrystallization of the polysilicon layer does not occur even by heat treatment, and the gettering performance of the layer does not drop.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウエハの製
造方法に関し、特に、シリコンウエハの製造工程におけ
る単結晶シリコンウエハ裏面に、多結晶シリコン(ポリ
シリコン)を推積してゲッタリングサイトを形成するシ
リコンウエハの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a silicon wafer, and more particularly, to forming a gettering site by depositing polycrystalline silicon (polysilicon) on the back surface of a single crystal silicon wafer in a silicon wafer manufacturing process. The present invention relates to a method for manufacturing a silicon wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体用シリコンウエハの製造において
は、素子特性を劣化させる重金属やナトリウムなどの不
純物を除去、捕獲するためゲッタリング処理が施され
る。このゲッタリングには、各種の方法があるが、その
一つとして、PBS法(Polysilicon Ba
ck Sealing 法)がある。この方法は、所
謂、エクストリッシング・ゲッタリング法の一つであ
り、単結晶シリコンウエハの裏面(半導体ウエハのデバ
イスプロセス面の対向面)にポリシリコンを推積して厚
さ1乃至数μm程度のポリシリコン膜層を形成するもの
である。そして、該形成したポリシリコン層中の粒界や
単結晶シリコンウエハとポリシリコン層の界面を、工程
中のウエハ熱処理において移行する重金属やナトリウム
などの不純物を捕獲するゲッタリングサイトとするもの
である。PBS法におけるポリシリコン膜層の形成は、
ウエハ製造工程の初期又は途中の適時に実施される。従
来、このポリシリコン膜層は、通常の場合、シリコンイ
ンゴットをスライスし、ラップしてエッチングにより歪
みを除去した後、例えば、減圧CVD法等により、ウエ
ハ単結晶シリコン裏面に直接ポリシリコンを推積して形
成していた。
2. Description of the Related Art In the manufacture of silicon wafers for semiconductors, gettering treatment is performed to remove and capture impurities such as heavy metals and sodium which deteriorate device characteristics. There are various methods for this gettering, one of which is the PBS method (Polysilicon Ba).
ck Sealing method). This method is one of the so-called “extriding gettering method”, in which polysilicon is deposited on the back surface of a single-crystal silicon wafer (opposite to the device process surface of a semiconductor wafer) to have a thickness of about 1 to several μm. Is formed. The grain boundaries in the formed polysilicon layer and the interface between the single crystal silicon wafer and the polysilicon layer are used as gettering sites for capturing impurities such as heavy metals and sodium which migrate during the wafer heat treatment in the process. . The formation of the polysilicon film layer in the PBS method is as follows.
It is carried out at the beginning of the wafer manufacturing process or at an appropriate time during the process. Conventionally, this polysilicon film layer is usually formed by slicing a silicon ingot, wrapping it, removing the distortion by etching, and then depositing polysilicon directly on the back surface of the wafer single crystal silicon by, for example, a low pressure CVD method. Was formed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単結晶
シリコンウエハ裏面に直接ポリシリコン膜層を形成させ
る従来の方法においては、その後の工程中の熱処理によ
り形成界面のポリシリコンが固体反応によりシリコンウ
エハ上で再結晶化する。しかも、この時、基板のシリコ
ンウエハが単結晶であるため、ポリシリコンのシリコン
単結晶基板面との界面からの結晶成長がエピキャシタル
状に起こり、該部分からのポリシリコンの単結晶化を招
来し、その分、ゲッタリングのサイトが減少してしまう
という技術的課題があった。更に、工程中におけるウエ
ハの熱処理が重なるに従い、このポリシリコン層の再結
晶固相成長による単結晶化が進行し、ポリシリコン相が
減少して薄くなり、極端な場合には、ポリシリコンが消
失するに至る。従って、ゲッタリングサイトが極端に減
少してゲッタリング能力が低下してしまうという不都合
を生じた。
However, in the conventional method in which a polysilicon film layer is formed directly on the back surface of a single crystal silicon wafer, the polysilicon at the formation interface is formed on the silicon wafer by a solid reaction due to a heat treatment in a subsequent process. To recrystallize. In addition, at this time, since the silicon wafer of the substrate is single crystal, crystal growth of the polysilicon from the interface with the surface of the silicon single crystal substrate occurs in an epitaxial manner, leading to single crystallization of polysilicon from the portion. However, there is a technical problem that the number of gettering sites decreases accordingly. Furthermore, as the heat treatment of the wafers in the process overlaps, single crystallization by recrystallization solid phase growth of the polysilicon layer progresses, the polysilicon phase decreases and becomes thinner, and in extreme cases, the polysilicon disappears. Leads to. Therefore, there has been a problem that the number of gettering sites is extremely reduced and the gettering ability is reduced.

【0004】ポリシリコン層のゲッタリング能力を高め
る方法や、ポリシリコン再結晶化の不都合を回避するた
め方法に関しては、既にいくつか提案がなされている。
例えば、特開平1−235242号公報には、シリコン
ウエハの裏面にポリシリコンを推積してゲッタリングサ
イトを形成するに際して、ポリシリコンの推積に先立
ち、単結晶シリコン上のポリシリコンが単結晶に固相成
長するのを抑制する不純物をウエハの裏面にイオン注入
することを特徴とする半導体ウエハの製造方法が開示さ
れ、該明細書中には、好適なイオン注入不純物として、
窒素、酸素又はアルゴンが挙げられている。また、特開
平5−206144号公報には、シリコンウエハの裏面
に機械的損傷による歪層を形成させた後、この歪層上に
ポリシリコン膜層を形成させ、ゲッタリング能力を高め
る方法が開示され、また、特開平1−315144号公
報には、単結晶シリコン基体の一方の表面を酸化して厚
さ1乃至8Åの酸化シリコン膜を形成させ、この酸化シ
リコン膜をガス状シラン類と加熱下に接触させて該酸化
シリコン膜上にポリシリコン層を形成させるシリコンウ
エハの製造方法が開示されている。
Some proposals have already been made regarding a method for improving the gettering ability of the polysilicon layer and a method for avoiding the disadvantage of recrystallization of polysilicon.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-253242 discloses that when polysilicon is deposited on the back surface of a silicon wafer to form a gettering site, the polysilicon on the single crystal silicon is monocrystalline before the deposition of the polysilicon. A method for manufacturing a semiconductor wafer, characterized by ion-implanting impurities that suppress solid phase growth into the back surface of the wafer, is disclosed in the specification, as a suitable ion-implanted impurity,
Nitrogen, oxygen or argon are mentioned. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-206144 discloses a method of forming a strained layer due to mechanical damage on the back surface of a silicon wafer and then forming a polysilicon film layer on the strained layer to improve the gettering ability. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-315144 discloses that one surface of a single crystal silicon substrate is oxidized to form a silicon oxide film having a thickness of 1 to 8 °, and this silicon oxide film is heated with gaseous silanes. There is disclosed a method of manufacturing a silicon wafer in which a polysilicon layer is formed on the silicon oxide film by making contact therewith.

【0005】しかしながら、上記特開平1−23524
2号公報の方法は、イオン注入工程等の煩雑な工程を要
し、しかも、イオン注入ドーズ量、注入エネルギー等の
適切なコントロールを必要とし、他の方法は、繰り返し
の熱処理に対し、ゲッタリング効果の持続性が充分でな
く、また例えば適当な酸化シリコン層厚さに均等調製す
ることが困難である等、簡易且つ有効な方法として工業
規模の製造工程に採用するには必ずしも充分ではない。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei.
The method disclosed in Japanese Patent Publication No. 2 requires complicated steps such as an ion implantation step, and requires appropriate control of an ion implantation dose amount, implantation energy, and the like. Other methods require gettering for repeated heat treatment. It is not always sufficient to be adopted in an industrial-scale production process as a simple and effective method, for example, the effect is not long-lasting and it is difficult to uniformly adjust the thickness to an appropriate silicon oxide layer.

【0006】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
ためになされたものであり、ポリシリコンの再結晶化の
不都合が回避されて、該層乃至層間界面に多数のゲッタ
リングサイトが形成されることにより繰り返しの熱処理
に対しても充分にゲッタリング効果が持続し、しかも工
業規模の製造工程に容易に適用できる、簡易かつ有効な
半導体シリコンウエハのゲッタリングサイト形成できる
シリコンウエハの製造方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and avoids the inconvenience of recrystallization of polysilicon and forms a large number of gettering sites at the layer or at the interface between the layers. This provides a simple and effective method of manufacturing a silicon wafer capable of forming a gettering site of a semiconductor silicon wafer that can maintain a sufficient gettering effect even with repeated heat treatments and can be easily applied to an industrial-scale manufacturing process. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、単結晶
シリコンウエハの裏面に多結晶シリコン層を推積してゲ
ッタリングサイトを形成するに際し、多結晶シリコンの
推積に先立ち、該単結晶シリコン面上に炭化珪素薄膜層
を形成して後、炭化珪素薄膜層上に多結晶シリコンを推
積することを特徴とするシリコンウエハの製造方法が提
供される。
According to the present invention, in forming a gettering site by depositing a polycrystalline silicon layer on the back surface of a single crystal silicon wafer, prior to depositing the polycrystalline silicon, A method for manufacturing a silicon wafer is provided, wherein a silicon carbide thin film layer is formed on a crystalline silicon surface, and then polycrystalline silicon is deposited on the silicon carbide thin film layer.

【0008】半導体用シリコンウエハの製造において
は、デバイス工程中に熱拡散や混入により入ってくる不
純物(原子)をトラップするサイトを形成する、所謂ゲ
ッタリング処理が施される。本発明は、ゲッタリング処
理の内、単結晶シリコンウエハの裏面にポリシリコンを
推積して厚さ1乃至数μm程度のポリシリコン膜層を形
成し、該形成したポリシリコン層中の粒界や単結晶ウエ
ハとポリシリコン層の界面を、工程中のウエハ熱処理に
おいて移行する該重金属やナトリウムなどの不純物を捕
獲するゲッタリングサイトとする、所謂、PBS法を改
良したものである。
In the production of a silicon wafer for a semiconductor, a so-called gettering process for forming a site for trapping an impurity (atom) that enters due to thermal diffusion or mixing during a device process is performed. According to the present invention, during the gettering process, polysilicon is deposited on the back surface of a single crystal silicon wafer to form a polysilicon film layer having a thickness of about 1 to several μm, and grain boundaries in the formed polysilicon layer are formed. The so-called PBS method is improved in that the interface between the single crystal wafer and the polysilicon layer is a gettering site for capturing impurities such as heavy metals and sodium that migrate during the wafer heat treatment in the process.

【0009】従来のPBS法によって、シリコンウエハ
裏面にポリシリコンを直接形成させると、その後の熱処
理により形成界面のポリシリコンが固相反応により再結
晶化する。この時、基板のシリコンウエハは単結晶であ
るため、この界面ポリシリコンから始まる再結晶による
結晶成長はエピタキシャル状に起こり、単結晶化する。
該エピタキシャル状に単結晶成長したポリシリコンの部
分は、当然ながら、欠陥や転位がポリシリコン相(多結
晶シリコン相)に比較して少ないため、従ってゲッタリ
ングサイトが減少する。そして、該ポリシリコン層によ
るゲッタリングサイト形成後のウエハに熱処理が繰り返
し実施されると、このポリシリコン層の再結晶固相成長
による単結晶化の進行により該層のポリシリコン相が減
少して薄くなり、極端な場合には、ポリシリコンが消失
する。このように、シリコンウエハのゲッタリングサイ
トが極端に減少してゲッタリング能力が低下するもので
あった。
When polysilicon is directly formed on the back surface of a silicon wafer by the conventional PBS method, the subsequent heat treatment causes the polysilicon at the formation interface to be recrystallized by a solid phase reaction. At this time, since the silicon wafer of the substrate is a single crystal, the crystal growth by recrystallization starting from the interfacial polysilicon occurs in an epitaxial state and becomes a single crystal.
Naturally, the portion of the polysilicon that has grown in the epitaxial single crystal state has fewer defects and dislocations than the polysilicon phase (polycrystalline silicon phase), so that the number of gettering sites is reduced. Then, when the heat treatment is repeatedly performed on the wafer after the gettering site is formed by the polysilicon layer, the polysilicon phase of the layer decreases due to the progress of single crystallization by recrystallization solid phase growth of the polysilicon layer. It becomes thinner and, in extreme cases, the polysilicon disappears. As described above, the gettering site of the silicon wafer is extremely reduced, and the gettering ability is reduced.

【0010】本発明にかかるシリコンウエハの製造方法
は、この不都合を防止するため、ウエハ基板裏面上にポ
リシリコン層を形成するに先立って、炭化珪素(Si
C)薄膜を該基板面上に予め形成しておき、その後にポ
リシリコン膜層を形成させることに特徴を有する。
In order to prevent this inconvenience, the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention requires a step of forming a silicon carbide (Si) layer before forming a polysilicon layer on the back surface of the wafer substrate.
C) A feature is that a thin film is formed in advance on the substrate surface, and then a polysilicon film layer is formed.

【0011】即ち、SiCとSiとの結晶格子定数の相
違により(SiとSiCとの間には約20%もの格子不
整合がある)、ポリシリコンの単結晶化を防止するもの
である。一般に、エピタキシャル成長の速度は、温度条
件(エピタキシー温度)や基体面の単結晶の状態、その
構造、特に基体の結晶格子サイズとエピタキシー成長さ
せるべき結晶の格子サイズとの相違、等により大きく影
響される。通常、シリコン単結晶基板上に直接成長形成
された多結晶シリコン(ポリシリコン)は、珪素(S
i)融点の1/2程度の温度での熱処理等による熱履歴
を受けた場合、固相状態で再結晶化(単結晶化)する、
所謂、固相エピタキシャル成長現象を発現する傾向を有
するが、Siとは結晶の格子定数が異なるSiC膜層を
間に挿入することによりこの成長がほぼ完全に抑制され
る。
That is, due to the difference in crystal lattice constant between SiC and Si (there is a lattice mismatch of about 20% between Si and SiC), single crystal of polysilicon is prevented. In general, the rate of epitaxial growth is greatly affected by temperature conditions (epitaxy temperature), the state of a single crystal on a substrate surface, its structure, especially the difference between the crystal lattice size of the substrate and the lattice size of the crystal to be epitaxially grown, and the like. . Usually, polycrystalline silicon (polysilicon) directly grown and formed on a silicon single crystal substrate is silicon (S).
i) recrystallization (single crystallization) in a solid state when subjected to a heat history due to a heat treatment at a temperature of about の of the melting point,
It has a tendency to exhibit the so-called solid phase epitaxial growth phenomenon, but this growth is almost completely suppressed by inserting an SiC film layer having a different crystal lattice constant from Si.

【0012】本発明にかかるシリコンウエハの製造方法
によって製造された、即ち、熱的、化学的に安定な物質
であるSiC薄膜層を中間層として挿入し、この層の面
上にポリシリコン層を推積したシリコンウエハは、該シ
リコン基板単結晶とSiC界面及びSiCとポリシリコ
ン界面の夫々の界面でも不純物金属原子をトラップでき
るためゲッタリング効果が更に一層高められる。また、
本発明にかかるシリコンウエハの製造方法において、形
成されるSiC相が多結晶SiC相である場合、特にこ
の効果が顕著で、しかも多結晶SiCは、その上に推積
される多結晶シリコン(ポリシリコン)結晶成長に必要
な多数の核を供給するため、ポリシリコン結晶相の形成
が均等かつ高速に達成できるという利点も有する。
An SiC thin film layer manufactured by the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention, that is, a thermally and chemically stable substance, is inserted as an intermediate layer, and a polysilicon layer is formed on the surface of this layer. The deposited silicon wafer can trap impurity metal atoms at the interface between the silicon substrate single crystal and the SiC interface and between the SiC and the polysilicon interface, so that the gettering effect is further enhanced. Also,
In the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention, when the SiC phase to be formed is a polycrystalline SiC phase, this effect is particularly remarkable, and the polycrystalline SiC is deposited on the polycrystalline silicon (poly). Since a large number of nuclei required for silicon (Si) crystal growth are supplied, there is also an advantage that formation of a polysilicon crystal phase can be achieved uniformly and at high speed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明にかかるシリコンウエハの
製造方法は、図1に示すように、単結晶シリコンウエハ
1の裏面側面に炭化珪素(SiC)薄膜層2を形成し、
そのSiC薄膜層2上に多結晶シリコン(ポリシリコ
ン)層3を形成するものである。本発明で使用される単
結晶シリコンウエハは、一般の半導体用シリコンウエハ
の製造工程において通常施される処理、即ち、シリコン
単結晶インゴットのスライシング、該スライシングされ
たウエハの表面ラッピング、それに続くケミカルエッチ
ングによる数十μm以下の表面層エッチング除去等の処
理工程を経て表面研磨された厚さ300乃至2000μ
m程度のものが用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention, as shown in FIG. 1, a silicon carbide (SiC) thin film layer 2 is formed on the back side surface of a single crystal silicon wafer 1.
A polycrystalline silicon (polysilicon) layer 3 is formed on the SiC thin film layer 2. The single crystal silicon wafer used in the present invention is subjected to a process usually performed in a general manufacturing process of a silicon wafer for semiconductors, that is, slicing of a silicon single crystal ingot, surface lapping of the sliced wafer, and subsequent chemical etching. Thickness of 300 to 2000 μm, which has been polished through a process such as surface layer etching removal of several tens μm or less by
m is used.

【0014】本発明にかかるシリコンウエハの製造方法
においては、上述したようにこのシリコンウエハの裏面
側(デバイスプロセス面の反対側面)にゲッタリング処
理を施すに際し、まずこの裏面上にSiC薄膜層を形成
させる。この単結晶シリコン基板に形成されるSiC膜
の厚さは、本発明においては、通常5乃至40nm、よ
り好ましくは5乃至20nmの厚さに形成される。この
形成膜厚が5nm以下では、その上に形成されるポリシ
リコン層の厚さが不均一に成り勝ちとなり、しかも密着
力が充分でなく、また形成されるポリシリコン層の結晶
粒が大きくなるため好ましくない。一方、40nmを越
える場合には、単結晶シリコン基板中の不純物がポリシ
リコン層に移行する際に、SiC層厚さが厚すぎるた
め、これが障害となってゲッタリング能力が低下する。
In the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention, as described above, when performing the gettering process on the back side (the side opposite to the device process surface) of the silicon wafer, first, an SiC thin film layer is formed on the back side. Let it form. In the present invention, the thickness of the SiC film formed on the single crystal silicon substrate is usually 5 to 40 nm, more preferably 5 to 20 nm. If the film thickness is less than 5 nm, the thickness of the polysilicon layer formed thereon tends to be non-uniform, the adhesion is not sufficient, and the crystal grains of the formed polysilicon layer are large. Therefore, it is not preferable. On the other hand, when the thickness exceeds 40 nm, when impurities in the single crystal silicon substrate migrate to the polysilicon layer, the thickness of the SiC layer is too large, which becomes an obstacle, and lowers the gettering ability.

【0015】単結晶シリコンウエハの表面にSiC膜を
形成する前に、まず、該単結晶シリコン基体の表面に付
着している酸化物や汚染物質を、例えば希フッ酸等を用
いて除去し、次いで、純水等でリンスし、乾燥しておく
ことが好ましい。SiC薄膜層形成方法としては、特に
限定されるものではないが、例えば、C 38 ,C2
4 、C22 等の炭化水素をC源として用い、この分解
によるウエハ表面Siの炭化によりSiC層を形成する
方法、SiH4 、SiHCl3 、SiCl4 等のSi
源、C38 ,C24 、C22 等のC源、キャリア
ガスとしてH2 を用いて1300乃至1800℃で反応
させる気相反応法(CVD法)による方法、CH3 Si
Cl3 等、SiとCを同じ原子数含む化合物の熱分解に
よる、所謂、熱分解法等の方法の他にグラファイト、C
22 等の炭素源を用いた分子線エピタキシャル法(M
BE法)等を用いることができる。
An SiC film is formed on the surface of a single crystal silicon wafer.
Before forming, first attach to the surface of the single crystal silicon substrate.
Oxides and contaminants, such as dilute hydrofluoric acid
And then rinsed with pure water etc. and dried
Is preferred. In particular, as a method of forming a SiC thin film layer,
Although not limited, for example, C Three H8 , CTwo H
Four , CTwo HTwo Using hydrocarbons such as
To form SiC layer by carbonization of wafer surface Si
Method, SiHFour , SiHClThree , SiClFour Si
Source, CThree H8 , CTwo HFour , CTwo HTwo C source, carrier, etc.
H as gasTwo Reaction at 1300 to 1800 ° C using
By a gas phase reaction method (CVD method)Three Si
ClThree For thermal decomposition of compounds containing the same number of atoms as Si and C
In addition to the so-called pyrolysis method, graphite, C
Two HTwo Molecular beam epitaxy using a carbon source such as
BE method) can be used.

【0016】形成されるSiC膜層は、単結晶層でも、
また多結晶層でも良く、更に立方晶の3C−SiCで
も、六方晶の6H−SiCでも良いが、次いで実施する
ポリシリコン膜層(多結晶シリコン膜層)の推積時にお
いて多数の結晶成長核を付与できる点から結晶粒径0.
05乃至0.5μm程度の多結晶相であることがより好
ましい。
The formed SiC film layer may be a single crystal layer,
A polycrystalline layer may be used, and cubic 3C-SiC or hexagonal 6H-SiC may be used. However, when a polysilicon film layer (polycrystalline silicon film layer) is subsequently deposited, a large number of crystal growth nuclei are formed. From the point that crystal grain size of 0.
More preferably, the polycrystalline phase has a thickness of about 05 to 0.5 μm.

【0017】本発明においては、このSiC膜の上に、
多結晶シリコン(ポリシリコン)層を形成する。該多結
晶シリコン層の厚みは0.5〜2μm、好ましくは0.
5〜1μmであり、その結晶粒はアモルファスではな
く、2μm以下、好ましくは0.05〜0.5μmであ
る。
In the present invention, on this SiC film,
A polycrystalline silicon (polysilicon) layer is formed. The thickness of the polycrystalline silicon layer is 0.5 to 2 μm, preferably 0.1 to 2 μm.
5 to 1 μm, and the crystal grains thereof are not amorphous but 2 μm or less, preferably 0.05 to 0.5 μm.

【0018】SiC膜の上に多結晶シリコン層を形成さ
せるには、窒素ガス、アルゴンガス等によって希釈した
ガス状シラン類の雰囲気中で前記単結晶基板を500〜
800℃、好ましくは600〜700℃の温度で0.1
〜7時間、好ましくは1〜2時間、減圧下または常圧下
で加熱することにより行なわれる。この多結晶シリコン
層形成の好適方法の一例として、減圧CVD法による薄
膜形成を挙げることができる。使用されるシラン類とし
ては、モノシラン(SiH4 )、ジクロロシラン(Si
2 Cl2 )、モノクロロシラン(SiH3 CI)等を
挙げることができる。
In order to form a polycrystalline silicon layer on the SiC film, the single crystal substrate is formed in an atmosphere of gaseous silanes diluted with nitrogen gas, argon gas or the like.
800 ° C., preferably at a temperature of 600-700 ° C.
It is carried out by heating under reduced pressure or normal pressure for up to 7 hours, preferably 1 to 2 hours. An example of a preferable method for forming the polycrystalline silicon layer is a thin film formation by a low pressure CVD method. The silanes used include monosilane (SiH 4 ), dichlorosilane (Si
H 2 Cl 2 ), monochlorosilane (SiH 3 CI) and the like.

【0019】本発明にかかるシリコンウエハの製造方法
によって製造されたシリコンウエハは、単結晶シリコン
基体の表面に、特定の厚みを有するSiC層が形成され
ているので、多結晶シリコン層が優れた密着力で均一な
厚みに形成される。しかも、SiC膜層は多結晶シリコ
ン層の成長のために必要な成長核を与える。SiC膜が
形成されていない場合には、汚れなどを核として島状に
多結晶シリコン層が成長するので成長速度の均等性が担
保できない。これに対して、本発明にかかるシリコンウ
エハの製造方法によって製造されたシリコンウエハのよ
うにSiC膜層が形成されている場合には、多結晶シリ
コンの成長が均等且つ高速に行われる。
In the silicon wafer manufactured by the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention, since the SiC layer having a specific thickness is formed on the surface of the single crystal silicon substrate, the polycrystalline silicon layer has excellent adhesion. A uniform thickness is formed by force. In addition, the SiC film layer provides a growth nucleus necessary for growing the polycrystalline silicon layer. If the SiC film is not formed, the polycrystalline silicon layer grows in an island shape with dirt and the like as nuclei, so that uniformity of the growth rate cannot be ensured. On the other hand, when the SiC film layer is formed as in the silicon wafer manufactured by the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention, the polycrystalline silicon is uniformly and rapidly grown.

【0020】本発明のシリコンウエハの製造方法は、シ
リコン単結晶基板裏面上にSiC膜を形成し、その上に
多結晶シリコン層(ポリシリコン層)を形成しているた
め、多結晶シリコンの成長が均等且つ高速に行われるだ
けでなく形成されたポリシリコン層は、その後の半導体
ウエハ処理工程における何回もの熱処理によってもポリ
シリコン層のエピタキシャル状再結晶による単結晶化が
起こらず、該層のゲッタリング性能が低下しない。
In the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention, the SiC film is formed on the back surface of the silicon single crystal substrate, and the polycrystalline silicon layer (polysilicon layer) is formed thereon. Not only is performed uniformly and at high speed, but also the formed polysilicon layer does not undergo single crystallization due to epitaxial recrystallization of the polysilicon layer even after multiple heat treatments in the subsequent semiconductor wafer processing step, Gettering performance does not decrease.

【0021】[0021]

【実施例】「実施例1」厚さ700μmの単結晶シリコ
ンウエハを1%フッ酸水溶液に浸潰して裏面に付着して
いた自然酸物膜等の不純物を除去し、ついで、純水でリ
ンスし、さらにスピンドライヤーで乾燥した。乾燥終了
後のシリコン単結晶基板のデバイスプロセス面をシール
し、その裏面側に、原料ガスとしてSiH4 およびCH
4 を用い、1100℃で反応させる周知の方法により、
膜厚が5nm、20nm、40nmのSiC膜を形成さ
せた。次いで、減圧CVD法により、シランガス(Si
4 )を水素ガスをキャリアとして650℃で熱分解さ
せてSiC膜状にポリシリコン層を約1.5μm堆積さ
せた。これらのポリシリコン層中の結晶粒子の大きさを
測定した。次に得られたポリシリコン膜層形成ウエハ
を、熱処理炉中にセットして、アルゴン雰囲気中で12
00℃で60分、120分熱処理したものについて形成
したポリシリコン膜の結晶粒径を測定した。これらの結
果を表1に示す。
EXAMPLE 1 A single-crystal silicon wafer having a thickness of 700 μm was immersed in a 1% hydrofluoric acid aqueous solution to remove impurities such as a natural acid film adhered to the back surface, and then rinsed with pure water. And further dried with a spin dryer. The device process surface of the silicon single crystal substrate after the drying is sealed, and SiH 4 and CH
According to a well-known method of reacting at 1100 ° C. using 4 ,
SiC films having thicknesses of 5, 20 and 40 nm were formed. Next, a silane gas (Si
H 4 ) was thermally decomposed at 650 ° C. using hydrogen gas as a carrier to deposit about 1.5 μm of a polysilicon layer in the form of a SiC film. The size of the crystal grains in these polysilicon layers was measured. Next, the obtained polysilicon film layer forming wafer is set in a heat treatment furnace, and the wafer is placed in an argon atmosphere for 12 hours.
The crystal grain size of the polysilicon film formed by heat treatment at 00 ° C. for 60 minutes and 120 minutes was measured. Table 1 shows the results.

【0022】「比較例1」実施例1と同様の単結晶シリ
コンウエハ基板を実施例1と同様に不純物除去、純水リ
ンス、乾燥し、このウエハ基板の裏面上に直接ポリシリ
コン層を、減圧CVD法により約1.5μmの厚さに推
積した。得られたポリシリコン膜層形成ウエハ基板を実
施例1と同様にしてそのゲッタリング性能を評価した。
"Comparative Example 1" A single-crystal silicon wafer substrate similar to that of Example 1 was subjected to impurity removal, pure water rinsing and drying in the same manner as in Example 1, and a polysilicon layer was directly formed on the back surface of this wafer substrate under reduced pressure. It was deposited to a thickness of about 1.5 μm by the CVD method. The gettering performance of the obtained polysilicon film layer-formed wafer substrate was evaluated in the same manner as in Example 1.

【0023】表1から理解されるように、本発明のSi
C膜を介してポリシリコン層を形成したシリコンウエハ
は、熱処理をしてもポリシリコン層を形成する結晶の成
長が抑えられていることが理解される。これによりゲッ
タリング性能を長時間維持することができる。
As can be seen from Table 1, the Si of the present invention
It is understood that the growth of the crystal forming the polysilicon layer is suppressed in the silicon wafer on which the polysilicon layer is formed via the C film even if the heat treatment is performed. Thereby, the gettering performance can be maintained for a long time.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【発明の効果】上記のように本発明にかかるシリコンウ
エハの製造方法により製造されたシリコンウエハは、特
定厚みに形成された炭化珪素膜層を介して単結晶シリコ
ン基体上に多結晶シリコン(ポリシリコン)層を形成し
て成るものであるため、SiC結晶とSi結晶との格子
定数の相違により、その後の半導体ウエハ処理工程にお
ける熱処理によってもポリシリコン層のエピタキシャル
状再結晶による単結晶化が起こらず、該層のゲッタリン
グ性能が低下しない。また、ポリシリコン層との密着性
及び均質性も優れたものとなり、従って、高密度集積回
路のデバイスとしての歩留まりが高い材料として好適に
使用される。
As described above, a silicon wafer manufactured by the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention is provided on a single-crystal silicon substrate through a silicon carbide film layer formed to a specific thickness. Due to the difference in the lattice constant between the SiC crystal and the Si crystal, single-crystallization due to epitaxial recrystallization of the polysilicon layer occurs even in the subsequent heat treatment in the semiconductor wafer processing step. And the gettering performance of the layer does not decrease. Further, the adhesiveness and the homogeneity with the polysilicon layer are also excellent, and therefore, it is suitably used as a material having a high yield as a device of a high-density integrated circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるシリコンウエハの製造方法によ
り製造されたシリコンウエハの層構成を説明するための
概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a layer configuration of a silicon wafer manufactured by a method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単結晶シリコンウエハ 2 炭化珪素(SiC)薄膜層 3 多結晶シリコン(ポリシリコン)層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single crystal silicon wafer 2 Silicon carbide (SiC) thin film layer 3 Polycrystalline silicon (polysilicon) layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA05 AA06 AA09 AA17 BA29 BA37 BB03 CA12 DA03 HA01 JA01 JA09 5F045 AA03 AA05 AA06 AB03 AB06 AC01 AC03 AC05 AC07 AC15 AC16 AD10 AD11 AD16 AD17 AD18 AF03 BB09 BB14 BB18 DA61 DA70 DC65 HA02 5F058 BA10 BC20 BE10 BF02 BF23 BF24 BF26 BH20 BJ01 BJ10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K030 AA05 AA06 AA09 AA17 BA29 BA37 BB03 CA12 DA03 HA01 JA01 JA09 5F045 AA03 AA05 AA06 AB03 AB06 AC01 AC03 AC05 AC07 AC15 AC16 AD10 AD11 AD16 AD17 AD18 AF03 BB09 BB70 BB18 DA61 5F058 BA10 BC20 BE10 BF02 BF23 BF24 BF26 BH20 BJ01 BJ10

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単結晶シリコンウエハの裏面に多結晶シ
リコン層を推積してゲッタリングサイトを形成するに際
し、多結晶シリコンの推積に先立ち、該単結晶シリコン
面上に炭化珪素薄膜層を形成して後、炭化珪素薄膜層上
に多結晶シリコンを推積することを特徴とするシリコン
ウエハの製造方法。
In forming a gettering site by depositing a polycrystalline silicon layer on the back surface of a single crystal silicon wafer, a silicon carbide thin film layer is formed on the single crystal silicon surface prior to depositing the polycrystalline silicon. A method for manufacturing a silicon wafer, comprising forming polycrystalline silicon on a silicon carbide thin film layer after forming.
【請求項2】 前記炭化珪素薄膜層の厚さが5乃至40
nmであることを特徴とする請求項1に記載されたシリ
コンウエハの製造方法。
2. The silicon carbide thin film layer has a thickness of 5 to 40.
2. The method for manufacturing a silicon wafer according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記炭化珪素薄膜層が、CVD法により
形成された多結晶炭化珪素薄膜層であることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載されたシリコンウエハ
の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the silicon carbide thin film layer is a polycrystalline silicon carbide thin film layer formed by a CVD method.
【請求項4】 前記多結晶シリコン膜層の厚さが0.5
乃至2.0μmであることを特徴とする請求項1乃至請
求項3のいずれかに記載されたシリコンウエハの製造方
法。
4. The polycrystalline silicon film layer has a thickness of 0.5
4. The method for manufacturing a silicon wafer according to claim 1, wherein the thickness is from 2.0 μm to 2.0 μm. 5.
【請求項5】 前記多結晶シリコン膜層が、減圧CVD
法により推積形成されることを特徴とする請求項1乃至
請求項4のいずれかに記載されたシリコンウエハの製造
方法。
5. The method according to claim 1, wherein the polycrystalline silicon film layer is formed by low pressure CVD.
5. The method for manufacturing a silicon wafer according to claim 1, wherein the silicon wafer is formed by deposition.
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