JP2001007116A - 結晶格子欠陥を有する半導体ディスク及びその製造法 - Google Patents
結晶格子欠陥を有する半導体ディスク及びその製造法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/322—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections
- H01L21/3221—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering
- H01L21/3225—Thermally inducing defects using oxygen present in the silicon body for intrinsic gettering
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表側面１、裏側面２、上層３、下層４、上層
３の下側に存在する内側層５、下層４の上側に存在する
内側層６、層５と６との間の中央領域７及び結晶格子欠
陥の不均一な分布を有する半導体ディスク。 【解決手段】 結晶格子欠陥は、置換又は割り込みによ
って組み込まれた窒素又は空所である。
３の下側に存在する内側層５、下層４の上側に存在する
内側層６、層５と６との間の中央領域７及び結晶格子欠
陥の不均一な分布を有する半導体ディスク。 【解決手段】 結晶格子欠陥は、置換又は割り込みによ
って組み込まれた窒素又は空所である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶格子欠陥の不
均一な分布を有する半導体ディスク及びその製造法に関
するものである。
均一な分布を有する半導体ディスク及びその製造法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】殊に半導体ディスクの製造のための珪素
結晶体は、有利に、通常、石英ガラス坩堝中に装入され
る珪素溶融液からの種晶の引き延ばしによって得られ
る。書斎には、前記のいわゆる坩堝引き延ばし法（Ｔｉ
ｅｇｅｌｚｉｅｈ−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ）は、Ｃｚｏｃ
ｈｒａｌｓｋｉにより、例えばＷ．Ｚｕｌｅｈｎｅｒ
ｕｎｄ Ｄ．Ｈｕｂｅｒ、Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ−Ｇ
ｒｏｗｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ、Ｃｒｙｓｔａｌｓ ８、Ｓ
ｐｒｉｎｇｅｒ Ｖｅｒｌａｇ Ｂｅｒｌｉｎ−Ｈｅｉ
ｄｅｌｂｅｒｇ １９８２中に記載されている。
結晶体は、有利に、通常、石英ガラス坩堝中に装入され
る珪素溶融液からの種晶の引き延ばしによって得られ
る。書斎には、前記のいわゆる坩堝引き延ばし法（Ｔｉ
ｅｇｅｌｚｉｅｈ−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ）は、Ｃｚｏｃ
ｈｒａｌｓｋｉにより、例えばＷ．Ｚｕｌｅｈｎｅｒ
ｕｎｄ Ｄ．Ｈｕｂｅｒ、Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ−Ｇ
ｒｏｗｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ、Ｃｒｙｓｔａｌｓ ８、Ｓ
ｐｒｉｎｇｅｒ Ｖｅｒｌａｇ Ｂｅｒｌｉｎ−Ｈｅｉ
ｄｅｌｂｅｒｇ １９８２中に記載されている。
【０００３】坩堝引き延ばし法の間の珪素溶融液との石
英ガラス坩堝の反応によって、成長していく珪素結晶体
中に、主要不純物としての酸素が組み込まれている。酸
素の濃度は、多くの場合に高いので、酸素は、結晶体の
冷却後には過飽和の形で存在している。引き続く熱処理
において、酸素は酸素沈着物の形で排除される。この排
除には、利点と欠点がある。酸素沈着物のいわゆるゲッ
ター特性は有利である。
英ガラス坩堝の反応によって、成長していく珪素結晶体
中に、主要不純物としての酸素が組み込まれている。酸
素の濃度は、多くの場合に高いので、酸素は、結晶体の
冷却後には過飽和の形で存在している。引き続く熱処理
において、酸素は酸素沈着物の形で排除される。この排
除には、利点と欠点がある。酸素沈着物のいわゆるゲッ
ター特性は有利である。
【０００４】これは、例えば金属不純物が半導体ディス
ク中で酸素沈着物に結合させられ、ひいては表面付近の
構成要素に関係する層から除去されることである。欠点
は、酸素沈着物が表面付近の構成要素に関係する層中
で、半導体ディスク上で仕上げられた構成要素の機能を
損なうことである。従って、表面付近では、露出した帯
域、ＤＺとも呼称される沈着物のない帯域、ＰＦＺ及び
半導体ディスクの内側、いわゆるバルク中で、高濃度の
沈着物を生じさせようとしてきた。
ク中で酸素沈着物に結合させられ、ひいては表面付近の
構成要素に関係する層から除去されることである。欠点
は、酸素沈着物が表面付近の構成要素に関係する層中
で、半導体ディスク上で仕上げられた構成要素の機能を
損なうことである。従って、表面付近では、露出した帯
域、ＤＺとも呼称される沈着物のない帯域、ＰＦＺ及び
半導体ディスクの内側、いわゆるバルク中で、高濃度の
沈着物を生じさせようとしてきた。
【０００５】公知技術水準、例えば「Ｏｘｙｇｅｎ ｉ
ｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ」Ｆ．Ｈｉｍｕｒａ、Ｓｅｍｉｃｏ
ｎｄｕｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｓｅｍｉｍａｔｅｒｉａｌ
ｓＶｏｌ ４２、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、Ｓａ
ｎ Ｄｉｅｇｏ、１９９４においては、表面付近での酸
素の拡散が、有利に１１００℃の温度での熱処理の際に
達成されると開示されている。この拡散によって、沈着
がもはや行われず、ひいてはＰＦＺが生じる限り、酸素
の濃度は、表面付近の層中で低下する。この熱処理は、
構成要素の製造プロセスの際に、多くの場合、直接組み
込まれていた。最近のプロセスでは、前記の高い温度
は、確かにもはや使用されていないので、必要な拡散
は、付加的な熱処理工程によって実施されている。
ｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ」Ｆ．Ｈｉｍｕｒａ、Ｓｅｍｉｃｏ
ｎｄｕｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｓｅｍｉｍａｔｅｒｉａｌ
ｓＶｏｌ ４２、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、Ｓａ
ｎ Ｄｉｅｇｏ、１９９４においては、表面付近での酸
素の拡散が、有利に１１００℃の温度での熱処理の際に
達成されると開示されている。この拡散によって、沈着
がもはや行われず、ひいてはＰＦＺが生じる限り、酸素
の濃度は、表面付近の層中で低下する。この熱処理は、
構成要素の製造プロセスの際に、多くの場合、直接組み
込まれていた。最近のプロセスでは、前記の高い温度
は、確かにもはや使用されていないので、必要な拡散
は、付加的な熱処理工程によって実施されている。
【０００６】酸素沈着は、本質的に２つの工程で行われ
る： １）酸素沈着のための核形成中心、いわゆる核の形成 ２）検出可能な酸素沈着のための前記の中心の成長 引き続く熱処理の間に、前記の核の大きさは、いわゆる
「臨界半径」としてのより大きな半径を有する核が成長
して酸素沈着物なるよう変性することができるが；これ
とは異なり、より小さな半径を有する核は崩壊（分解）
してしまう。＞ｒcの半径を有する核の成長は、より高
い温度で行われ、本質的に、酸素の拡散によって制限さ
れている。一般に許容されるモデル（例えば、Ｖａｎｈ
ｅｌｌｅｍｏｎｔ他、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６２、
第３９６０頁、１９８７参照）は、臨界半径ｒcが、温
度、酸素過飽和並びに空所の濃度の関数として記載され
ている。濃度とは、単位容量あたりの粒子のことであ
る。高い酸素濃度及び／又は高い空所過剰飽和は、酸素
沈着を簡素化もしくは促進し、より高い濃度の沈着につ
ながる。更に、沈着物の濃度もしくは大きさは、殊に半
導体ディスクの場合、熱炉プロセスの間、殊にいわゆる
ＲＴＡプロセス（高速熱アニーリング）の間又はディス
ク上の薄い結晶層のエピタキシャル分離の間の加熱率及
び冷却率に左右される。前記の熱処理の場合、半導体デ
ィスクは、数秒内に、１３００℃までの温度に昇温さ
れ、引き続き、毎秒３００℃までの速度で冷却される。
る： １）酸素沈着のための核形成中心、いわゆる核の形成 ２）検出可能な酸素沈着のための前記の中心の成長 引き続く熱処理の間に、前記の核の大きさは、いわゆる
「臨界半径」としてのより大きな半径を有する核が成長
して酸素沈着物なるよう変性することができるが；これ
とは異なり、より小さな半径を有する核は崩壊（分解）
してしまう。＞ｒcの半径を有する核の成長は、より高
い温度で行われ、本質的に、酸素の拡散によって制限さ
れている。一般に許容されるモデル（例えば、Ｖａｎｈ
ｅｌｌｅｍｏｎｔ他、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６２、
第３９６０頁、１９８７参照）は、臨界半径ｒcが、温
度、酸素過飽和並びに空所の濃度の関数として記載され
ている。濃度とは、単位容量あたりの粒子のことであ
る。高い酸素濃度及び／又は高い空所過剰飽和は、酸素
沈着を簡素化もしくは促進し、より高い濃度の沈着につ
ながる。更に、沈着物の濃度もしくは大きさは、殊に半
導体ディスクの場合、熱炉プロセスの間、殊にいわゆる
ＲＴＡプロセス（高速熱アニーリング）の間又はディス
ク上の薄い結晶層のエピタキシャル分離の間の加熱率及
び冷却率に左右される。前記の熱処理の場合、半導体デ
ィスクは、数秒内に、１３００℃までの温度に昇温さ
れ、引き続き、毎秒３００℃までの速度で冷却される。
【０００７】酸素濃度、空所濃度、割り込みの重度、ド
ープ剤濃度並びに既に存在する除去種晶、例えば炭素原
子の濃度は、同様に酸素の沈着に影響を及ぼすものであ
る。
ープ剤濃度並びに既に存在する除去種晶、例えば炭素原
子の濃度は、同様に酸素の沈着に影響を及ぼすものであ
る。
【０００８】国際公開番号ＷＯ９８／３８６７５号から
は、熱処理を用いて得られる結晶格子空所の不均一な分
布を有する半導体ディスクが公知である。この種の生じ
た空所プロフィールの最大値は、半導体ディスクのバル
クの場合に存在しており、表面の方向で著しく低下す
る。引き続く、殊に８００℃で３時間及び１０００℃で
１６時間の熱処理法の間、酸素沈着は前記のプロフィー
ルに追従している。これによって、半導体ディスクのバ
ルク中に酸素の事前の拡散及び酸素沈着のないＰＦＺが
得られる。酸素沈着の濃度は、国際公開番号ＷＯ９８／
３８６５７号によれば空所の濃度を上回って調節され、
深さは、熱処理後の冷却率により調節される。前記半導
体ディスクの欠点は、殊に＞１０００℃の温度での熱処
理の間に、結晶格子中の空所が極めて流動的であること
が判明したことである。従って、空所のプロフィール、
ひいては酸素沈着のプロフィールは、引き続く熱処理の
間に「ふさがってしまう」。
は、熱処理を用いて得られる結晶格子空所の不均一な分
布を有する半導体ディスクが公知である。この種の生じ
た空所プロフィールの最大値は、半導体ディスクのバル
クの場合に存在しており、表面の方向で著しく低下す
る。引き続く、殊に８００℃で３時間及び１０００℃で
１６時間の熱処理法の間、酸素沈着は前記のプロフィー
ルに追従している。これによって、半導体ディスクのバ
ルク中に酸素の事前の拡散及び酸素沈着のないＰＦＺが
得られる。酸素沈着の濃度は、国際公開番号ＷＯ９８／
３８６５７号によれば空所の濃度を上回って調節され、
深さは、熱処理後の冷却率により調節される。前記半導
体ディスクの欠点は、殊に＞１０００℃の温度での熱処
理の間に、結晶格子中の空所が極めて流動的であること
が判明したことである。従って、空所のプロフィール、
ひいては酸素沈着のプロフィールは、引き続く熱処理の
間に「ふさがってしまう」。
【０００９】酸素の拡散のための＞１０５０℃の高い温
度プロセスも、国際公開番号ＷＯ９８／３８６５７号か
らはに記載の熱処理も施さなかった酸素含有半導体ディ
スクに有利に４５０℃〜８５０℃の間の温度範囲での熱
処理を有利に数時間施す場合には、例えば７８０℃で３
時間及び１０００℃で１６時間の引き続く熱処理の際
に、ＰＦＺの形成が生じるのではなく、珪素ディスク中
での均一な沈着物密度が生じるにすぎない。これは、後
の酸素濃度のための核形成中心の均一な濃度のみが有利
に４５０℃〜８５０℃の間の範囲での熱処理によっても
たらされたということを意味するものである。
度プロセスも、国際公開番号ＷＯ９８／３８６５７号か
らはに記載の熱処理も施さなかった酸素含有半導体ディ
スクに有利に４５０℃〜８５０℃の間の温度範囲での熱
処理を有利に数時間施す場合には、例えば７８０℃で３
時間及び１０００℃で１６時間の引き続く熱処理の際
に、ＰＦＺの形成が生じるのではなく、珪素ディスク中
での均一な沈着物密度が生じるにすぎない。これは、後
の酸素濃度のための核形成中心の均一な濃度のみが有利
に４５０℃〜８５０℃の間の範囲での熱処理によっても
たらされたということを意味するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、酸素沈着のための核形成中心の安定なプロフィール
を有し、ひいては、改善された内部格子作用を有する半
導体ディスクのベースとして用いられる半導体ディスク
及びその製造法を提供することである。
は、酸素沈着のための核形成中心の安定なプロフィール
を有し、ひいては、改善された内部格子作用を有する半
導体ディスクのベースとして用いられる半導体ディスク
及びその製造法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題は、結晶格子欠
陥が置換又は割り込みによって組み込まれた窒素又は空
所であることによって特徴付けられる、表側面１、裏側
面２、上層３、下層４、上層３の下側に存在する内側層
５、下層４の上側に存在する内側層６、層５と６との間
の中央領域７及び結晶格子欠陥の不均一な分布を有する
半導体ディスクによって解決される。
陥が置換又は割り込みによって組み込まれた窒素又は空
所であることによって特徴付けられる、表側面１、裏側
面２、上層３、下層４、上層３の下側に存在する内側層
５、下層４の上側に存在する内側層６、層５と６との間
の中央領域７及び結晶格子欠陥の不均一な分布を有する
半導体ディスクによって解決される。
【００１２】窒素の濃度は、有利に中央領域７で最大値
（ｍａｘ1）を有し、有利に、表側面１の方向及び裏側
面２の方向で低下している。最大値（ｍａｘ1）の場
合、窒素の濃度は、有利に原子１０11〜１０15個／ｃｍ
3の間である。
（ｍａｘ1）を有し、有利に、表側面１の方向及び裏側
面２の方向で低下している。最大値（ｍａｘ1）の場
合、窒素の濃度は、有利に原子１０11〜１０15個／ｃｍ
3の間である。
【００１３】図１は、半導体ディスクの本発明により定
義された層並びに表側面１、裏側面２及び層５と６との
間の中央領域７を示している。上層３は、有利に０〜１
００μｍの厚さであり、内側層５は、有利に１５〜３３
０μｍの厚さであり、内側層６は、有利に１００〜３０
０μｍの厚さであり、下層４は、有利に０〜２５０μｍ
の厚さである。
義された層並びに表側面１、裏側面２及び層５と６との
間の中央領域７を示している。上層３は、有利に０〜１
００μｍの厚さであり、内側層５は、有利に１５〜３３
０μｍの厚さであり、内側層６は、有利に１００〜３０
０μｍの厚さであり、下層４は、有利に０〜２５０μｍ
の厚さである。
【００１４】また、本発明の課題は、窒素でドープされ
た半導体ディスクに、８００〜１３００℃の間の温度で
１〜３６０秒間の熱処理を施すことによって特徴付けら
れる、表側面１、裏側面２、上層３、下層４、上層３の
下側に存在する内側層５、下層４の上側に存在する内側
層６、層５と６との間の中央領域７及び置換又は割り込
みによって組み込まれた窒素の不均一な分布を有する半
導体ディスクの製造法によっても解決される。
た半導体ディスクに、８００〜１３００℃の間の温度で
１〜３６０秒間の熱処理を施すことによって特徴付けら
れる、表側面１、裏側面２、上層３、下層４、上層３の
下側に存在する内側層５、下層４の上側に存在する内側
層６、層５と６との間の中央領域７及び置換又は割り込
みによって組み込まれた窒素の不均一な分布を有する半
導体ディスクの製造法によっても解決される。
【００１５】ドープされた半導体ディスクは、有利に原
子１０12から３×１０15個／ｃｍ3、特に有利に原子２
×１０13個／ｃｍ3から原子４×１０14個／ｃｍ3の窒素
濃度及び有利に原子１×１０17から１×１０18個／ｃｍ
3、特に有利に原子２×１０1 7から６．５×１０17個／
ｃｍ3の酸素濃度を有している。この種の半導体ディス
クは、例えばＴ．Ｓ．Ｈｏｃｋｅｔｔ、Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．Ｌｅｔｔ．４８、１９８６、第２２４頁中に開示
されている窒素ドープされた結晶スティックから得られ
る。
子１０12から３×１０15個／ｃｍ3、特に有利に原子２
×１０13個／ｃｍ3から原子４×１０14個／ｃｍ3の窒素
濃度及び有利に原子１×１０17から１×１０18個／ｃｍ
3、特に有利に原子２×１０1 7から６．５×１０17個／
ｃｍ3の酸素濃度を有している。この種の半導体ディス
クは、例えばＴ．Ｓ．Ｈｏｃｋｅｔｔ、Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．Ｌｅｔｔ．４８、１９８６、第２２４頁中に開示
されている窒素ドープされた結晶スティックから得られ
る。
【００１６】熱処理は、有利にプロセスガス雰囲気下で
実施される。このプロセスガスは、有利に、酸素、窒
素、水素及び希ガス並びに前記のガスの任意の混合物及
び任意の化合物を含むガスのグループから選択されてい
る。有利に、プロセスガスは酸化特性を有している。熱
処理後に、１３００から８００℃までの温度範囲内で、
有利に毎秒１〜３００℃、特に有利に毎秒１００℃から
毎秒２５０℃、殊に毎秒７５℃から毎秒２００℃の間の
冷却率が保持される。前記冷却率を用いて、欠陥の濃度
及び深さが制御される。
実施される。このプロセスガスは、有利に、酸素、窒
素、水素及び希ガス並びに前記のガスの任意の混合物及
び任意の化合物を含むガスのグループから選択されてい
る。有利に、プロセスガスは酸化特性を有している。熱
処理後に、１３００から８００℃までの温度範囲内で、
有利に毎秒１〜３００℃、特に有利に毎秒１００℃から
毎秒２５０℃、殊に毎秒７５℃から毎秒２００℃の間の
冷却率が保持される。前記冷却率を用いて、欠陥の濃度
及び深さが制御される。
【００１７】本発明によれば、窒素でドープされた半導
体ディスク中には、熱処理の間の核酸プロセスで窒素の
濃度プロフィールが生じる。窒素の濃度は、中央領域７
に最大値（ｍａｘ1）を有し、表側面１の方向及び裏側
面２の方向で有利に一様に低下している。最大値（ｍａ
ｘ1）での窒素濃度は、有利に原子１０12〜１０15ｌ個
／ｃｍ3である。
体ディスク中には、熱処理の間の核酸プロセスで窒素の
濃度プロフィールが生じる。窒素の濃度は、中央領域７
に最大値（ｍａｘ1）を有し、表側面１の方向及び裏側
面２の方向で有利に一様に低下している。最大値（ｍａ
ｘ1）での窒素濃度は、有利に原子１０12〜１０15ｌ個
／ｃｍ3である。
【００１８】驚異的なことに、置換又は割り込みによっ
て組み込まれた窒素の不均一な分布の前記プロフィール
は、引き続く熱処理で、酸素沈着のための核形成中心の
不均一な分布の相応するプロフィールに変わっている。
て組み込まれた窒素の不均一な分布の前記プロフィール
は、引き続く熱処理で、酸素沈着のための核形成中心の
不均一な分布の相応するプロフィールに変わっている。
【００１９】従って、本発明の課題は、核形成中心の濃
度が、中央領域７で最大値（ｍａｘ 1）を有し、核形成
中心の濃度は、表側面１の上、裏側面２の上、上層３及
び下層４中において、引き続く熱処理の際に、拡散せず
に酸素が沈着していない１〜１００μｍの厚さの層が、
表側面１及び裏側面２の上に生じていることによって特
徴付けられる、表側面１、裏側面２、上層３、下層４、
上層３の下側に存在する内側層５、下層４の上側に存在
する内側層６、層５と６との間の中央領域７及び酸素沈
着のための核形成中心の不均一な分布を有する半導体デ
ィスクによっても解決される。
度が、中央領域７で最大値（ｍａｘ 1）を有し、核形成
中心の濃度は、表側面１の上、裏側面２の上、上層３及
び下層４中において、引き続く熱処理の際に、拡散せず
に酸素が沈着していない１〜１００μｍの厚さの層が、
表側面１及び裏側面２の上に生じていることによって特
徴付けられる、表側面１、裏側面２、上層３、下層４、
上層３の下側に存在する内側層５、下層４の上側に存在
する内側層６、層５と６との間の中央領域７及び酸素沈
着のための核形成中心の不均一な分布を有する半導体デ
ィスクによっても解決される。
【００２０】本発明の課題は、置換又は割り込みによっ
て組み込まれた窒素の不均一な分布又は空所の不均一な
分布を有する半導体ディスクに、３００〜１０００℃の
間、有利に５００〜８００℃の間の温度での熱処理を施
すことによって特徴付けられる、酸素沈着のための核形
成中心の不均一な分布を有する半導体ディスクの製造法
によっても解決される。
て組み込まれた窒素の不均一な分布又は空所の不均一な
分布を有する半導体ディスクに、３００〜１０００℃の
間、有利に５００〜８００℃の間の温度での熱処理を施
すことによって特徴付けられる、酸素沈着のための核形
成中心の不均一な分布を有する半導体ディスクの製造法
によっても解決される。
【００２１】本発明によれば、窒素又は空所の濃度プロ
フィールを有する半導体ディスクは、熱処理の間に、酸
素沈着のための核形成中心の不均一な分布を有する半導
体ディスクに変わる。核形成中心の濃度は、中央領域７
に最大値（ｍａｘ1）を有している。核形成中心の濃度
は、表側面１の上、裏側面２の上、上層３及び下層４中
において、引き続く熱処理の際に、拡散せずに酸素が沈
着していない１〜１００μｍの厚さの層が、表側面１及
び裏側面２の上に生じているような程度に低下してい
る。
フィールを有する半導体ディスクは、熱処理の間に、酸
素沈着のための核形成中心の不均一な分布を有する半導
体ディスクに変わる。核形成中心の濃度は、中央領域７
に最大値（ｍａｘ1）を有している。核形成中心の濃度
は、表側面１の上、裏側面２の上、上層３及び下層４中
において、引き続く熱処理の際に、拡散せずに酸素が沈
着していない１〜１００μｍの厚さの層が、表側面１及
び裏側面２の上に生じているような程度に低下してい
る。
【００２２】熱処理は、有利にプロセスガス雰囲気下に
実施される。このプロセスガスは、有利に、酸素、窒
素、水素及び希ガス並びに前記のガスの任意の混合物及
び任意の化合物を含むガスのグループから選択されてい
る。熱処理は、有利に１５〜３６０分間継続する。
実施される。このプロセスガスは、有利に、酸素、窒
素、水素及び希ガス並びに前記のガスの任意の混合物及
び任意の化合物を含むガスのグループから選択されてい
る。熱処理は、有利に１５〜３６０分間継続する。
【００２３】従って、前記課題は、酸素沈着のための核
形成中心の不均一な分布を有する半導体ディスクによっ
ても解決される。
形成中心の不均一な分布を有する半導体ディスクによっ
ても解決される。
【００２４】驚異的なことに、核形成中心は、可動性の
点欠陥ではなく、位置の固定した析出物であることが判
明した。従って、本発明によれば、酸素沈着は、引き続
く熱処理の間、例えば７８０℃で３時間及び１０００℃
で１６時間の熱処理の間に、前記の位置の固定した析出
物のプロフィールに正確に追従している。従って、前記
課題は、酸素沈着のための核形成中心の不均一な分布を
有する半導体ディスクによっても解決される。
点欠陥ではなく、位置の固定した析出物であることが判
明した。従って、本発明によれば、酸素沈着は、引き続
く熱処理の間、例えば７８０℃で３時間及び１０００℃
で１６時間の熱処理の間に、前記の位置の固定した析出
物のプロフィールに正確に追従している。従って、前記
課題は、酸素沈着のための核形成中心の不均一な分布を
有する半導体ディスクによっても解決される。
【００２５】本発明によれば、有利に７８０℃で３時間
及び１０００℃で１６時間の前記熱処理の際に、沈着物
のない層が、高価な酸素拡散工程を実施しなくとも、半
導体ディスクの構成要素活性面の上に有利に１〜１００
μｍの厚さで得られる。半導体ディスクのバルク中に
は、酸素沈着物が代表的には１×１０8から１×１０11
／ｃｍ3の濃度で存在しているので、不純物の内部ゲッ
ターが保証される。
及び１０００℃で１６時間の前記熱処理の際に、沈着物
のない層が、高価な酸素拡散工程を実施しなくとも、半
導体ディスクの構成要素活性面の上に有利に１〜１００
μｍの厚さで得られる。半導体ディスクのバルク中に
は、酸素沈着物が代表的には１×１０8から１×１０11
／ｃｍ3の濃度で存在しているので、不純物の内部ゲッ
ターが保証される。
【図１】図１は、半導体ディスクの本発明により定義さ
れた層並びに表側面１、裏側面２及び層５と６との間の
中央領域７を示す図面である。
れた層並びに表側面１、裏側面２及び層５と６との間の
中央領域７を示す図面である。
１ 表側面、 ２ 裏側面、 ３ 上層、 ４ 下層、
５ 内側層、 ６内側層、 ７ 中央領域
５ 内側層、 ６内側層、 ７ 中央領域
フロントページの続き (72)発明者 アルフレート ブーフナー オーストリア国 ピッシェルスドルフ ピ ッシェルスドルフ 66 (72)発明者 テレジア バウアー ドイツ連邦共和国 ブルクキルヒェン オ ルトレーナーシュトラーセ 19 (72)発明者 ユルゲン ハーゲ ドイツ連邦共和国 メーリング−エート ガングホーファー シュトラーセ ５ (72)発明者 ラッソ オスターマイア ドイツ連邦共和国 コットガイゼリング アマーゼーシュトラーセ 18ベー (72)発明者 ヴィルフリート フォン アモン オーストリア国 ホーホブルク−アッハ ヴァングハウゼン 111
Claims (8)
- 【請求項１】 表側面１、裏側面２、上層３、下層４、
上層３の下側に存在する内側層５、下層４の上側に存在
する内側層６、層５と６との間の中央領域７及び結晶格
子欠陥の不均一な分布を有する半導体ディスクにおい
て、結晶格子欠陥が置換又は割り込みにより組み込まれ
た窒素又は空所であることを特徴とする、半導体ディス
ク。 - 【請求項２】 窒素の濃度が、中央領域７に最大値（ｍ
ａｘ1）を有し、表側面１の方向及び裏側面２の方向に
向かって減少している、請求項１に記載の半導体ディス
ク。 - 【請求項３】 最大値（ｍａｘ1）の窒素の濃度が、原
子１０11〜１０15個／ｃｍ3の間である、請求項１に記
載の半導体ディスク。 - 【請求項４】 請求項１に記載の半導体ディスクの製造
法において、窒素でドープされた半導体ディスクに、８
００〜１３００℃の間の温度で１〜３６０秒間の熱処理
を施す、請求項１に記載の半導体ディスクの製造法。 - 【請求項５】 熱処理後に、１３００から８００℃の温
度範囲内で、毎秒１〜３００℃の冷却率を保つ、請求項
４に記載の方法。 - 【請求項６】 表側面１、裏側面２、上層３、下層４、
上層３の下側に存在する内側層５、下層４の上側に存在
する内側層６、層５と６との間の中央領域７及び酸素沈
着のための核形成中心の不均一な分布を有する半導体デ
ィスクにおいて、核形成中心の濃度が、中央領域７で最
大値（ｍａｘ1）を有し、核形成中心の濃度は、表側面
１の上、裏側面２の上、上層３及び下層４中において、
引き続く熱処理の際に、拡散せずに酸素が沈着していな
い１〜１００μｍの厚さの層が、表側面１及び裏側面２
の上に生じる程度に低下していることを特徴とする、半
導体ディスク。 - 【請求項７】 請求項６に記載の半導体ディスクの製造
法において、置換又は割り込みによって組み込まれた窒
素の不均一な分布又は空所の不均一な分布を有する半導
体ディスクに３００〜１０００℃の間の温度で熱処理を
施す、請求項６に記載の半導体ディスクの製造法。 - 【請求項８】 熱処理を１５〜３６０分間継続する、請
求項７に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19925044A DE19925044B4 (de) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | Halbleiterscheibe mit Kristallgitter-Defekten und Verfahren zur Herstellung derselben |
| DE19925044.8 | 1999-05-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001007116A true JP2001007116A (ja) | 2001-01-12 |
| JP3578397B2 JP3578397B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=7909854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000155230A Expired - Lifetime JP3578397B2 (ja) | 1999-05-28 | 2000-05-25 | 結晶格子欠陥を有する半導体ディスク及びその製造法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6395653B1 (ja) |
| JP (1) | JP3578397B2 (ja) |
| DE (1) | DE19925044B4 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005515633A (ja) * | 2001-12-21 | 2005-05-26 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | 窒素／炭素安定化された酸素析出核形成中心を有する理想的酸素析出を行ったシリコンウエハおよびその製造方法 |
| JP2008135773A (ja) * | 2002-02-07 | 2008-06-12 | Siltronic Ag | シリコンウェーハの熱処理方法及び該方法で処理したシリコンウェーハ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4463957B2 (ja) * | 2000-09-20 | 2010-05-19 | 信越半導体株式会社 | シリコンウエーハの製造方法およびシリコンウエーハ |
| JP4567251B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2010-10-20 | シルトロニック・ジャパン株式会社 | シリコン半導体基板およびその製造方法 |
| DE102008061519A1 (de) * | 2008-12-10 | 2010-01-07 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe aus Silizium mit internem Getter |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69213795T2 (de) * | 1991-04-03 | 1997-03-27 | Philips Electronics Nv | Verfahren zur Erzeugung von epitaktischen II-VI-Halbleiterschichten mit hohen Akzeptor-Konzentrationen |
| JP2726583B2 (ja) * | 1991-11-18 | 1998-03-11 | 三菱マテリアルシリコン株式会社 | 半導体基板 |
| JPH0684925A (ja) * | 1992-07-17 | 1994-03-25 | Toshiba Corp | 半導体基板およびその処理方法 |
| JPH0786289A (ja) * | 1993-07-22 | 1995-03-31 | Toshiba Corp | 半導体シリコンウェハおよびその製造方法 |
| US5445975A (en) * | 1994-03-07 | 1995-08-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | Semiconductor wafer with enhanced pre-process denudation and process-induced gettering |
| US5994761A (en) * | 1997-02-26 | 1999-11-30 | Memc Electronic Materials Spa | Ideal oxygen precipitating silicon wafers and oxygen out-diffusion-less process therefor |
| US5882989A (en) * | 1997-09-22 | 1999-03-16 | Memc Electronic Materials, Inc. | Process for the preparation of silicon wafers having a controlled distribution of oxygen precipitate nucleation centers |
| TW508378B (en) * | 1998-03-09 | 2002-11-01 | Shinetsu Handotai Kk | A method for producing a silicon single crystal wafer and a silicon single crystal wafer |
| EP0959154B1 (en) * | 1998-05-22 | 2010-04-21 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd | A method for producing an epitaxial silicon single crystal wafer and the epitaxial single crystal wafer |
-
1999
- 1999-05-28 DE DE19925044A patent/DE19925044B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-05-22 US US09/575,281 patent/US6395653B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-25 JP JP2000155230A patent/JP3578397B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005515633A (ja) * | 2001-12-21 | 2005-05-26 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | 窒素／炭素安定化された酸素析出核形成中心を有する理想的酸素析出を行ったシリコンウエハおよびその製造方法 |
| JP2008135773A (ja) * | 2002-02-07 | 2008-06-12 | Siltronic Ag | シリコンウェーハの熱処理方法及び該方法で処理したシリコンウェーハ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3578397B2 (ja) | 2004-10-20 |
| DE19925044B4 (de) | 2005-07-21 |
| DE19925044A1 (de) | 2000-12-07 |
| US6395653B1 (en) | 2002-05-28 |
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