JP2002201093A - シリコン単結晶ウエーハおよびシリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶ウエーハおよびシリコン単結晶の製造方法Info
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空孔リッチのＶ領域、ＯＳＦ領域、そして格
子間シリコンリッチのＩ域のいずれにも属さず、かつ確
実に酸化膜耐圧等の電気特性を向上させることができる
ＣＺ法によるシリコン単結晶ウエーハを安定した製造条
件下に製造する。 【解決手段】 チョクラルスキー法により育成されたシ
リコン単結晶ウエーハにおいて、ウエーハ全面が熱酸化
処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領
域であって、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領
域が存在しないものであることを特徴とするシリコン単
結晶ウエーハ及びシリコン単結晶の製造方法。
子間シリコンリッチのＩ域のいずれにも属さず、かつ確
実に酸化膜耐圧等の電気特性を向上させることができる
ＣＺ法によるシリコン単結晶ウエーハを安定した製造条
件下に製造する。 【解決手段】 チョクラルスキー法により育成されたシ
リコン単結晶ウエーハにおいて、ウエーハ全面が熱酸化
処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領
域であって、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領
域が存在しないものであることを特徴とするシリコン単
結晶ウエーハ及びシリコン単結晶の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、後述するようなＶ
領域、ＯＳＦ領域およびＩ領域のいずれの欠陥領域でも
なく、さらに銅デポジション処理により検出される酸化
膜欠陥も形成されない、高耐圧で優れた電気特性をもつ
シリコン単結晶ウエーハ及びシリコン単結晶の製造方法
に関するものである。
領域、ＯＳＦ領域およびＩ領域のいずれの欠陥領域でも
なく、さらに銅デポジション処理により検出される酸化
膜欠陥も形成されない、高耐圧で優れた電気特性をもつ
シリコン単結晶ウエーハ及びシリコン単結晶の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年は、半導体回路の高集積化に伴う素
子の微細化に伴い、その基板となるチョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法と略記する）で作製されたシリコン単結
晶に対する品質要求が高まってきている。特に、ＦＰ
Ｄ、ＬＳＴＤ、ＣＯＰ等のグローンイン（Ｇｒｏｗｎ−
ｉｎ）欠陥と呼ばれる酸化膜耐圧特性やデバイスの特性
を悪化させる、単結晶成長起因の欠陥が存在しその密度
とサイズの低減が重要視されている。
子の微細化に伴い、その基板となるチョクラルスキー法
（以下、ＣＺ法と略記する）で作製されたシリコン単結
晶に対する品質要求が高まってきている。特に、ＦＰ
Ｄ、ＬＳＴＤ、ＣＯＰ等のグローンイン（Ｇｒｏｗｎ−
ｉｎ）欠陥と呼ばれる酸化膜耐圧特性やデバイスの特性
を悪化させる、単結晶成長起因の欠陥が存在しその密度
とサイズの低減が重要視されている。
【０００３】これらの欠陥を説明するに当たって、先
ず、シリコン単結晶に取り込まれるベイカンシイ（Ｖａ
ｃａｎｃｙ、以下Ｖと略記することがある）と呼ばれる
空孔型の点欠陥と、インタースティシアル−シリコン
（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ−Ｓｉ、以下Ｉと略記する
ことがある）と呼ばれる格子間型シリコン点欠陥のそれ
ぞれの取り込まれる濃度を決定する因子について、一般
的に知られていることを説明する。
ず、シリコン単結晶に取り込まれるベイカンシイ（Ｖａ
ｃａｎｃｙ、以下Ｖと略記することがある）と呼ばれる
空孔型の点欠陥と、インタースティシアル−シリコン
（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ−Ｓｉ、以下Ｉと略記する
ことがある）と呼ばれる格子間型シリコン点欠陥のそれ
ぞれの取り込まれる濃度を決定する因子について、一般
的に知られていることを説明する。
【０００４】シリコン単結晶において、Ｖ領域とは、Ｖ
ａｃａｎｃｙ、つまりシリコン原子の不足から発生する
凹部、穴のようなものが多い領域であり、Ｉ領域とは、
シリコン原子が余分に存在することにより発生する転位
や余分なシリコン原子の塊が多い領域のことであり、そ
してＶ領域とＩ領域の間には、原子の不足や余分が無い
（少ない）ニュートラル（Ｎｅｕｔｒａｌ、以下Ｎと略
記することがある）領域が存在していることになる。そ
して、前記グローンイン欠陥（ＦＰＤ、ＬＳＴＤ、ＣＯ
Ｐ等）というのは、あくまでもＶやＩが過飽和な状態の
時に発生するものであり、多少の原子の偏りがあって
も、飽和以下であれば、欠陥としては存在しないことが
判ってきた。
ａｃａｎｃｙ、つまりシリコン原子の不足から発生する
凹部、穴のようなものが多い領域であり、Ｉ領域とは、
シリコン原子が余分に存在することにより発生する転位
や余分なシリコン原子の塊が多い領域のことであり、そ
してＶ領域とＩ領域の間には、原子の不足や余分が無い
（少ない）ニュートラル（Ｎｅｕｔｒａｌ、以下Ｎと略
記することがある）領域が存在していることになる。そ
して、前記グローンイン欠陥（ＦＰＤ、ＬＳＴＤ、ＣＯ
Ｐ等）というのは、あくまでもＶやＩが過飽和な状態の
時に発生するものであり、多少の原子の偏りがあって
も、飽和以下であれば、欠陥としては存在しないことが
判ってきた。
【０００５】この両点欠陥の濃度は、ＣＺ法における結
晶の引上げ速度（成長速度）と結晶中の固液界面近傍の
温度勾配Ｇとの関係から決まり、Ｖ領域とＩ領域との境
界近辺にはＯＳＦ（酸化誘起積層欠陥、Ｏｘｉｄａｔｉ
ｏｎ Ｉｎｄｕｓｅｄ Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌ
ｔ）と呼ばれる欠陥が、結晶成長軸に対する垂直方向の
断面で見た時に、リング状に分布（以下、ＯＳＦリング
ということがある）していることが確認されている。
晶の引上げ速度（成長速度）と結晶中の固液界面近傍の
温度勾配Ｇとの関係から決まり、Ｖ領域とＩ領域との境
界近辺にはＯＳＦ（酸化誘起積層欠陥、Ｏｘｉｄａｔｉ
ｏｎ Ｉｎｄｕｓｅｄ Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌ
ｔ）と呼ばれる欠陥が、結晶成長軸に対する垂直方向の
断面で見た時に、リング状に分布（以下、ＯＳＦリング
ということがある）していることが確認されている。
【０００６】これら結晶成長起因の欠陥は、通常の結晶
中固液界面近傍の温度勾配Ｇが大きい炉内構造（ホット
ゾーン：ＨＺということがある）を使用したＣＺ引上げ
機で結晶軸方向に成長速度を高速から低速に変化させた
場合、図７に示したような欠陥分布図として得られる。
中固液界面近傍の温度勾配Ｇが大きい炉内構造（ホット
ゾーン：ＨＺということがある）を使用したＣＺ引上げ
機で結晶軸方向に成長速度を高速から低速に変化させた
場合、図７に示したような欠陥分布図として得られる。
【０００７】そしてこれら結晶成長起因の欠陥を分類す
ると、例えば成長速度が０．６ｍｍ／ｍｉｎ前後以上と
比較的高速の場合には、空孔タイプの点欠陥が集合した
ボイド起因とされているＦＰＤ、ＬＳＴＤ、ＣＯＰ等の
グローンイン欠陥が結晶径方向全域に高密度に存在し、
これら欠陥が存在する領域はＶ領域と呼ばれている（図
７のライン（Ａ））。また、成長速度が０．６ｍｍ／ｍ
ｉｎ以下の場合は、成長速度の低下に伴い、ＯＳＦリン
グが結晶の周辺から発生し、このリングの外側に転位ル
ープ起因と考えられているＬ／Ｄ（Ｌａｒｇｅ Ｄｉｓ
ｌｏｃａｔｉｏｎ：格子間転位ループの略号、ＬＳＥＰ
Ｄ、ＬＦＰＤ等）の欠陥が低密度に存在し、これら欠陥
が存在する領域はＩ領域（Ｌ／Ｄ領域ということがあ
る）と呼ばれている。さらに、成長速度を０．４ｍｍ／
ｍｉｎ前後以下と低速にすると、ＯＳＦリングがウエー
ハの中心に凝集して消滅し、全面がＩ領域となる（図７
のライン（ｃ））。
ると、例えば成長速度が０．６ｍｍ／ｍｉｎ前後以上と
比較的高速の場合には、空孔タイプの点欠陥が集合した
ボイド起因とされているＦＰＤ、ＬＳＴＤ、ＣＯＰ等の
グローンイン欠陥が結晶径方向全域に高密度に存在し、
これら欠陥が存在する領域はＶ領域と呼ばれている（図
７のライン（Ａ））。また、成長速度が０．６ｍｍ／ｍ
ｉｎ以下の場合は、成長速度の低下に伴い、ＯＳＦリン
グが結晶の周辺から発生し、このリングの外側に転位ル
ープ起因と考えられているＬ／Ｄ（Ｌａｒｇｅ Ｄｉｓ
ｌｏｃａｔｉｏｎ：格子間転位ループの略号、ＬＳＥＰ
Ｄ、ＬＦＰＤ等）の欠陥が低密度に存在し、これら欠陥
が存在する領域はＩ領域（Ｌ／Ｄ領域ということがあ
る）と呼ばれている。さらに、成長速度を０．４ｍｍ／
ｍｉｎ前後以下と低速にすると、ＯＳＦリングがウエー
ハの中心に凝集して消滅し、全面がＩ領域となる（図７
のライン（ｃ））。
【０００８】また、近年Ｖ領域とＩ領域の中間でＯＳＦ
リングの外側に、Ｎ領域と呼ばれる、空孔起因のＦＰ
Ｄ、ＬＳＴＤ、ＣＯＰも、転位ループ起因のＬＳＥＰ
Ｄ、ＬＦＰＤも存在しない領域の存在が発見されてい
る。この領域はＯＳＦリングの外側にあり、そして、酸
素析出熱処理を施し、Ｘ−ｒａｙ観察等で析出のコント
ラストを確認した場合に、酸素析出がほとんどなく、か
つ、ＬＳＥＰＤ、ＬＦＰＤが形成されるほどリッチでは
ないＩ領域側であると報告されている（図７のライン
（Ｂ））。
リングの外側に、Ｎ領域と呼ばれる、空孔起因のＦＰ
Ｄ、ＬＳＴＤ、ＣＯＰも、転位ループ起因のＬＳＥＰ
Ｄ、ＬＦＰＤも存在しない領域の存在が発見されてい
る。この領域はＯＳＦリングの外側にあり、そして、酸
素析出熱処理を施し、Ｘ−ｒａｙ観察等で析出のコント
ラストを確認した場合に、酸素析出がほとんどなく、か
つ、ＬＳＥＰＤ、ＬＦＰＤが形成されるほどリッチでは
ないＩ領域側であると報告されている（図７のライン
（Ｂ））。
【０００９】これらのＮ領域は、通常の方法では、成長
速度を下げた時に成長軸方向に対して斜めに存在するた
め、ウエーハ面内では一部分にしか存在しなかった。こ
のＮ領域について、ボロンコフ理論（Ｖ．Ｖ．Ｖｏｒｏ
ｎｋｏｖ；Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇ
ｒｏｗｔｈ，５９（１９８２）６２５〜６４３）では、
引上げ速度（Ｖ）と結晶固液界面軸方向温度勾配（Ｇ）
の比であるＶ／Ｇというパラメータが点欠陥のトータル
な濃度を決定すると唱えている。このことから考える
と、面内で引上げ速度は一定のはずであるから、面内で
Ｇが分布を持つために、例えば、ある引上げ速度では中
心がＶ領域でＮ領域を挟んで周辺でＩ領域となるような
結晶しか得られなかった。
速度を下げた時に成長軸方向に対して斜めに存在するた
め、ウエーハ面内では一部分にしか存在しなかった。こ
のＮ領域について、ボロンコフ理論（Ｖ．Ｖ．Ｖｏｒｏ
ｎｋｏｖ；Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇ
ｒｏｗｔｈ，５９（１９８２）６２５〜６４３）では、
引上げ速度（Ｖ）と結晶固液界面軸方向温度勾配（Ｇ）
の比であるＶ／Ｇというパラメータが点欠陥のトータル
な濃度を決定すると唱えている。このことから考える
と、面内で引上げ速度は一定のはずであるから、面内で
Ｇが分布を持つために、例えば、ある引上げ速度では中
心がＶ領域でＮ領域を挟んで周辺でＩ領域となるような
結晶しか得られなかった。
【００１０】そこで最近、面内のＧの分布を改良して、
この斜めでしか存在しなかったＮ−領域を、例えば、引
上げ速度Ｆを徐々に下げながら引上げた時に、ある引上
げ速度でＮ領域が横全面に広がった結晶が製造できるよ
うになった。また、この全面Ｎ領域の結晶を長さ方向へ
拡大するには、このＮ領域が横に広がった時の引上げ速
度を維持して引上げればある程度達成できる。また、結
晶が成長するに従ってＧが変化することを考慮し、それ
を補正して、あくまでもＶ／Ｇが一定になるように、引
上げ速度を調節すれば、それなりに成長方向にも、全面
Ｎ領域となる結晶が拡大できるようになった。
この斜めでしか存在しなかったＮ−領域を、例えば、引
上げ速度Ｆを徐々に下げながら引上げた時に、ある引上
げ速度でＮ領域が横全面に広がった結晶が製造できるよ
うになった。また、この全面Ｎ領域の結晶を長さ方向へ
拡大するには、このＮ領域が横に広がった時の引上げ速
度を維持して引上げればある程度達成できる。また、結
晶が成長するに従ってＧが変化することを考慮し、それ
を補正して、あくまでもＶ／Ｇが一定になるように、引
上げ速度を調節すれば、それなりに成長方向にも、全面
Ｎ領域となる結晶が拡大できるようになった。
【００１１】このＮ領域をさらに分類すると、ＯＳＦリ
ングの外側に隣接するＮｖ領域（空孔の多い領域）とＩ
領域に隣接するＮｉ領域（格子間シリコンが多い領域）
とがあり、Ｎｖ領域では、熱酸化処理した際に酸素析出
量が多く、Ｎｉ領域では酸素析出が殆ど無いことがわか
っている。
ングの外側に隣接するＮｖ領域（空孔の多い領域）とＩ
領域に隣接するＮｉ領域（格子間シリコンが多い領域）
とがあり、Ｎｖ領域では、熱酸化処理した際に酸素析出
量が多く、Ｎｉ領域では酸素析出が殆ど無いことがわか
っている。
【００１２】ところが上記のように、全面Ｎ領域であ
り、熱酸化処理した際にＯＳＦリングを発生せず、かつ
全面にＦＰＤ、Ｌ／Ｄが存在しない単結晶であるにもか
かわらず酸化膜欠陥が著しく発生する場合があることが
わかった。そして、これが酸化膜耐圧特性のような電気
特性を劣化させる原因となっており、従来の全面がＮ領
域であるというだけでは不十分であり、さらなる改善が
望まれていた。
り、熱酸化処理した際にＯＳＦリングを発生せず、かつ
全面にＦＰＤ、Ｌ／Ｄが存在しない単結晶であるにもか
かわらず酸化膜欠陥が著しく発生する場合があることが
わかった。そして、これが酸化膜耐圧特性のような電気
特性を劣化させる原因となっており、従来の全面がＮ領
域であるというだけでは不十分であり、さらなる改善が
望まれていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、この
ような問題点に鑑みてなされたもので、空孔リッチのＶ
領域、ＯＳＦ領域、そして格子間シリコンリッチのＩ領
域のいずれにも属さず、かつ確実に酸化膜耐圧等の電気
特性を向上させることができるＣＺ法によるシリコン単
結晶ウエーハを安定した製造条件下に得ることを目的と
する。
ような問題点に鑑みてなされたもので、空孔リッチのＶ
領域、ＯＳＦ領域、そして格子間シリコンリッチのＩ領
域のいずれにも属さず、かつ確実に酸化膜耐圧等の電気
特性を向上させることができるＣＺ法によるシリコン単
結晶ウエーハを安定した製造条件下に得ることを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために為されたもので、本発明に係るシリコン単
結晶ウエーハは、チョクラルスキー法により育成された
シリコン単結晶ウエーハにおいて、ウエーハ全面が熱酸
化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ
領域であって、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥
領域が存在しないものであることを特徴としている（請
求項１）。
成するために為されたもので、本発明に係るシリコン単
結晶ウエーハは、チョクラルスキー法により育成された
シリコン単結晶ウエーハにおいて、ウエーハ全面が熱酸
化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ
領域であって、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥
領域が存在しないものであることを特徴としている（請
求項１）。
【００１５】このように、本発明のシリコン単結晶ウエ
ーハは、ウエーハ全面が熱酸化処理をした際にリング状
に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であって、特にＣｕデ
ポジションにより検出される欠陥領域が存在しない無欠
陥ウエーハであり、デバイスを作製しても酸化膜耐圧特
性等の電気特性を劣化させることのない高品質のシリコ
ンウエーハとなる。
ーハは、ウエーハ全面が熱酸化処理をした際にリング状
に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であって、特にＣｕデ
ポジションにより検出される欠陥領域が存在しない無欠
陥ウエーハであり、デバイスを作製しても酸化膜耐圧特
性等の電気特性を劣化させることのない高品質のシリコ
ンウエーハとなる。
【００１６】そして、本発明の第２の態様であるシリコ
ン単結晶ウエーハは、チョクラルスキー法により育成さ
れたシリコン単結晶ウエーハにおいて、ウエーハ全面が
熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側
のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより検出される
欠陥領域および酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエー
ハ全面内に存在しないものであることを特徴としている
（請求項２）。
ン単結晶ウエーハは、チョクラルスキー法により育成さ
れたシリコン単結晶ウエーハにおいて、ウエーハ全面が
熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側
のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより検出される
欠陥領域および酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエー
ハ全面内に存在しないものであることを特徴としている
（請求項２）。
【００１７】このように、本発明のシリコン単結晶ウエ
ーハは、ウエーハ全面が熱酸化処理をした際にリング状
に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であって、特にＣｕデ
ポジションにより検出される欠陥領域および酸素析出が
生じにくいＮｉ領域がウエーハ全面内に存在しない無欠
陥ウエーハであり、デバイスを作製しても酸化膜耐圧特
性等の電気特性を劣化させないとともに、ゲッタリング
能力も高いものである。
ーハは、ウエーハ全面が熱酸化処理をした際にリング状
に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であって、特にＣｕデ
ポジションにより検出される欠陥領域および酸素析出が
生じにくいＮｉ領域がウエーハ全面内に存在しない無欠
陥ウエーハであり、デバイスを作製しても酸化膜耐圧特
性等の電気特性を劣化させないとともに、ゲッタリング
能力も高いものである。
【００１８】次に本発明に係るシリコン単結晶の製造方
法は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を育成
する場合において、育成されたシリコン単結晶ウエーハ
に熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外
側のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより検出され
る欠陥領域が存在しない無欠陥領域内で結晶を成長させ
ることを特徴としている（請求項３）。
法は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を育成
する場合において、育成されたシリコン単結晶ウエーハ
に熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外
側のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより検出され
る欠陥領域が存在しない無欠陥領域内で結晶を成長させ
ることを特徴としている（請求項３）。
【００１９】そして本発明に係るシリコン単結晶の製造
方法は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を育
成する場合において、引上げ中のシリコン単結晶の成長
速度を漸減した場合、ＯＳＦリング消滅後に残存するＣ
ｕデポジションにより検出される欠陥領域が消滅する境
界の成長速度と、さらに成長速度を漸減した場合に格子
間転移ループが発生する境界の成長速度との間の成長速
度に制御して結晶を育成することを特徴としている（請
求項４）。
方法は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を育
成する場合において、引上げ中のシリコン単結晶の成長
速度を漸減した場合、ＯＳＦリング消滅後に残存するＣ
ｕデポジションにより検出される欠陥領域が消滅する境
界の成長速度と、さらに成長速度を漸減した場合に格子
間転移ループが発生する境界の成長速度との間の成長速
度に制御して結晶を育成することを特徴としている（請
求項４）。
【００２０】これらの製造方法によれば、育成されたシ
リコン単結晶ウエーハに熱酸化処理をした際にリング状
に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であって、特にＣｕデ
ポジションにより検出される酸化膜耐圧等の電気特性を
劣化させる欠陥領域が存在しない無欠陥シリコン単結晶
ウエーハを製造することができる。
リコン単結晶ウエーハに熱酸化処理をした際にリング状
に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であって、特にＣｕデ
ポジションにより検出される酸化膜耐圧等の電気特性を
劣化させる欠陥領域が存在しない無欠陥シリコン単結晶
ウエーハを製造することができる。
【００２１】さらに本発明に係るシリコン単結晶の製造
方法の第２の態様は、チョクラルスキー法によりシリコ
ン単結晶を育成する場合において、育成されたシリコン
単結晶ウエーハに熱酸化処理をした際にリング状に発生
するＯＳＦの外側のＮ領域であって、Ｃｕデポジション
により検出される欠陥領域および酸素析出が生じにくい
Ｎｉ領域が存在しない領域内で結晶を成長させることを
特徴としている（請求項５）。
方法の第２の態様は、チョクラルスキー法によりシリコ
ン単結晶を育成する場合において、育成されたシリコン
単結晶ウエーハに熱酸化処理をした際にリング状に発生
するＯＳＦの外側のＮ領域であって、Ｃｕデポジション
により検出される欠陥領域および酸素析出が生じにくい
Ｎｉ領域が存在しない領域内で結晶を成長させることを
特徴としている（請求項５）。
【００２２】加えて、本発明に係るシリコン単結晶の製
造方法は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を
育成する場合において、引上げ中のシリコン単結晶の成
長速度を漸減した場合、ＯＳＦリング消滅後に残存する
Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域が消滅する
境界の成長速度と、さらに成長速度を漸減した場合に酸
素析出が生じにくいＮｉ領域が発生する境界の成長速度
との間の成長速度に制御して結晶を育成することを特徴
としている（請求項６）。
造方法は、チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を
育成する場合において、引上げ中のシリコン単結晶の成
長速度を漸減した場合、ＯＳＦリング消滅後に残存する
Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域が消滅する
境界の成長速度と、さらに成長速度を漸減した場合に酸
素析出が生じにくいＮｉ領域が発生する境界の成長速度
との間の成長速度に制御して結晶を育成することを特徴
としている（請求項６）。
【００２３】これらの製造方法によれば、ウエーハ全面
が熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外
側のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより検出され
る欠陥領域および酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエ
ーハ全面内に存在しない無欠陥シリコン単結晶ウエーハ
を製造することができる。従って、酸化膜耐圧およびゲ
ッタリング能力ともに良好な結晶を得ることができる。
が熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外
側のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより検出され
る欠陥領域および酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエ
ーハ全面内に存在しない無欠陥シリコン単結晶ウエーハ
を製造することができる。従って、酸化膜耐圧およびゲ
ッタリング能力ともに良好な結晶を得ることができる。
【００２４】これらの製造方法において、結晶成長時の
引上げ速度を０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ま
しい（請求項７）。このように、結晶成長時の引上げ速
度を０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上とすれば、本発明の無欠陥
領域、特に酸素析出物層が形成される領域の製造マージ
ンが拡大し、安定供給が可能になる。
引上げ速度を０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ま
しい（請求項７）。このように、結晶成長時の引上げ速
度を０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上とすれば、本発明の無欠陥
領域、特に酸素析出物層が形成される領域の製造マージ
ンが拡大し、安定供給が可能になる。
【００２５】以下、本発明につき詳細に説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。説明に先立ち
各用語につき予め解説しておく。 １）ＦＰＤ（Ｆｌｏｗ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｄｅｆｅｃ
ｔ）とは、成長後のシリコン単結晶棒からウエーハを切
り出し、表面の歪み層を弗酸と硝酸の混合液でエッチン
グして取り除いた後、Ｋ2 Ｃｒ2 Ｏ7 と弗酸と水の混合
液で表面をエッチング（Ｓｅｃｃｏエッチング）するこ
とによりピットおよびさざ波模様が生じる。このさざ波
模様をＦＰＤと称し、ウエーハ面内のＦＰＤ密度が高い
ほど酸化膜耐圧の不良が増える（特開平４−１９２３４
５号公報参照）。
発明はこれらに限定されるものではない。説明に先立ち
各用語につき予め解説しておく。 １）ＦＰＤ（Ｆｌｏｗ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｄｅｆｅｃ
ｔ）とは、成長後のシリコン単結晶棒からウエーハを切
り出し、表面の歪み層を弗酸と硝酸の混合液でエッチン
グして取り除いた後、Ｋ2 Ｃｒ2 Ｏ7 と弗酸と水の混合
液で表面をエッチング（Ｓｅｃｃｏエッチング）するこ
とによりピットおよびさざ波模様が生じる。このさざ波
模様をＦＰＤと称し、ウエーハ面内のＦＰＤ密度が高い
ほど酸化膜耐圧の不良が増える（特開平４−１９２３４
５号公報参照）。
【００２６】２）ＳＥＰＤ（Ｓｅｃｃｏ Ｅｔｃｈ Ｐ
ｉｔ Ｄｅｆｅｃｔ）とは、ＦＰＤと同一のＳｅｃｃｏ
エッチングを施した時に、流れ模様（ｆｌｏｗ ｐａｔ
ｔｅｒｎ）を伴うものをＦＰＤと呼び、流れ模様を伴わ
ないものをＳＥＰＤと呼ぶ。この中で１０μｍ以上の大
きいＳＥＰＤ（ＬＳＥＰＤ）は転位クラスターに起因す
ると考えられ、デバイスに転位クラスターが存在する場
合、この転位を通じて電流がリークし、Ｐ−Ｎジャンク
ションとしての機能を果たさなくなる。
ｉｔ Ｄｅｆｅｃｔ）とは、ＦＰＤと同一のＳｅｃｃｏ
エッチングを施した時に、流れ模様（ｆｌｏｗ ｐａｔ
ｔｅｒｎ）を伴うものをＦＰＤと呼び、流れ模様を伴わ
ないものをＳＥＰＤと呼ぶ。この中で１０μｍ以上の大
きいＳＥＰＤ（ＬＳＥＰＤ）は転位クラスターに起因す
ると考えられ、デバイスに転位クラスターが存在する場
合、この転位を通じて電流がリークし、Ｐ−Ｎジャンク
ションとしての機能を果たさなくなる。
【００２７】３）ＬＳＴＤ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｔｔｅ
ｒｉｎｇ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｄｅｆｅｃｔ）と
は、成長後のシリコン単結晶棒からウエーハを切り出
し、表面の歪み層を弗酸と硝酸の混合液でエッチングし
て取り除いた後、ウエーハを劈開する。この劈開面より
赤外光を入射し、ウエーハ表面から出た光を検出するこ
とでウエーハ内に存在する欠陥による散乱光を検出する
ことができる。ここで観察される散乱体については学会
等ですでに報告があり、酸素析出物とみなされている
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｖｏｌ．３２，
Ｐ３６７９，１９９３参照）。また、最近の研究では、
八面体のボイド（穴）であるという結果も報告されてい
る。
ｒｉｎｇ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｄｅｆｅｃｔ）と
は、成長後のシリコン単結晶棒からウエーハを切り出
し、表面の歪み層を弗酸と硝酸の混合液でエッチングし
て取り除いた後、ウエーハを劈開する。この劈開面より
赤外光を入射し、ウエーハ表面から出た光を検出するこ
とでウエーハ内に存在する欠陥による散乱光を検出する
ことができる。ここで観察される散乱体については学会
等ですでに報告があり、酸素析出物とみなされている
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｖｏｌ．３２，
Ｐ３６７９，１９９３参照）。また、最近の研究では、
八面体のボイド（穴）であるという結果も報告されてい
る。
【００２８】４）ＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉ
ｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）とは、ウエーハの中心
部の酸化膜耐圧を劣化させる原因となる欠陥で、Ｓｅｃ
ｃｏエッチではＦＰＤになる欠陥が、ＳＣ−１洗浄（Ｎ
Ｈ4 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：１０の混合液に
よる洗浄）では選択エッチング液として働き、ＣＯＰに
なる。このピットの直径は１μｍ以下で光散乱法で調べ
る。
ｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）とは、ウエーハの中心
部の酸化膜耐圧を劣化させる原因となる欠陥で、Ｓｅｃ
ｃｏエッチではＦＰＤになる欠陥が、ＳＣ−１洗浄（Ｎ
Ｈ4 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：１０の混合液に
よる洗浄）では選択エッチング液として働き、ＣＯＰに
なる。このピットの直径は１μｍ以下で光散乱法で調べ
る。
【００２９】５）Ｌ／Ｄ（Ｌａｒｇｅ Ｄｉｓｌｏｃａ
ｔｉｏｎ：格子間転位ループの略号）には、ＬＳＥＰ
Ｄ、ＬＦＰＤ等があり、転位ループ起因と考えられてい
る欠陥である。ＬＳＥＰＤは、上記したようにＳＥＰＤ
の中でも１０μｍ以上の大きいものをいう。また、ＬＦ
ＰＤは、上記したＦＰＤの中でも先端ピットの大きさが
１０μｍ以上の大きいものをいい、こちらも転位ループ
起因と考えられている。
ｔｉｏｎ：格子間転位ループの略号）には、ＬＳＥＰ
Ｄ、ＬＦＰＤ等があり、転位ループ起因と考えられてい
る欠陥である。ＬＳＥＰＤは、上記したようにＳＥＰＤ
の中でも１０μｍ以上の大きいものをいう。また、ＬＦ
ＰＤは、上記したＦＰＤの中でも先端ピットの大きさが
１０μｍ以上の大きいものをいい、こちらも転位ループ
起因と考えられている。
【００３０】６）Ｃｕデポジション法は、半導体ウエー
ハの欠陥の位置を正確に測定し、半導体ウエーハの欠陥
に対する検出限度を向上させ、より微細な欠陥に対して
も正確に測定し、分析できるウエーハの評価法である。
ハの欠陥の位置を正確に測定し、半導体ウエーハの欠陥
に対する検出限度を向上させ、より微細な欠陥に対して
も正確に測定し、分析できるウエーハの評価法である。
【００３１】具体的なウエーハの評価方法は、ウエーハ
表面上に所定の厚さの絶縁膜を形成させ、前記ウエーハ
の表面近くに形成された欠陥部位上の絶縁膜を破壊して
欠陥部位にＣｕ等の電解物質を析出（デポジション）す
るものである。つまり、Ｃｕデポジション法は、Ｃｕイ
オンが溶存する液体の中で、ウエーハ表面に形成した酸
化膜に電位を印加すると、酸化膜が劣化している部位に
電流が流れ、ＣｕイオンがＣｕとなって析出することを
利用した評価法である。酸化膜が劣化し易い部分にはＣ
ＯＰ等の欠陥が存在していることが知られている。
表面上に所定の厚さの絶縁膜を形成させ、前記ウエーハ
の表面近くに形成された欠陥部位上の絶縁膜を破壊して
欠陥部位にＣｕ等の電解物質を析出（デポジション）す
るものである。つまり、Ｃｕデポジション法は、Ｃｕイ
オンが溶存する液体の中で、ウエーハ表面に形成した酸
化膜に電位を印加すると、酸化膜が劣化している部位に
電流が流れ、ＣｕイオンがＣｕとなって析出することを
利用した評価法である。酸化膜が劣化し易い部分にはＣ
ＯＰ等の欠陥が存在していることが知られている。
【００３２】Ｃｕデポジションされたウエーハの欠陥部
位は、集光灯下や直接的に肉眼で分析してその分布や密
度を評価することができ、さらに顕微鏡観察、透過電子
顕微鏡（ＴＥＭ）または走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で
も確認することができる。
位は、集光灯下や直接的に肉眼で分析してその分布や密
度を評価することができ、さらに顕微鏡観察、透過電子
顕微鏡（ＴＥＭ）または走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で
も確認することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】本発明者らは、ＣＺ法によるシリ
コン単結晶成長に関し、Ｖ領域とＩ領域の境界近辺につ
いて、詳細に調査したところ、Ｖ領域とＩ領域の中間で
ＯＳＦリングの外側に、ＦＰＤ、ＬＳＴＤ、ＣＯＰの数
が著しく少なく、Ｌ／Ｄも存在しないニュートラルなＮ
領域を見出した。そして、このＮ領域をさらに分類する
と、ＯＳＦリングの外側に隣接するＮｖ領域（空孔の多
い領域）とＩ領域に隣接するＮｉ領域（格子間シリコン
が多い領域）とがあり、Ｎｖ領域では、熱酸化処理した
際に酸素析出量が多く、Ｎｉ領域では酸素析出が無いこ
とがわかってきた。
コン単結晶成長に関し、Ｖ領域とＩ領域の境界近辺につ
いて、詳細に調査したところ、Ｖ領域とＩ領域の中間で
ＯＳＦリングの外側に、ＦＰＤ、ＬＳＴＤ、ＣＯＰの数
が著しく少なく、Ｌ／Ｄも存在しないニュートラルなＮ
領域を見出した。そして、このＮ領域をさらに分類する
と、ＯＳＦリングの外側に隣接するＮｖ領域（空孔の多
い領域）とＩ領域に隣接するＮｉ領域（格子間シリコン
が多い領域）とがあり、Ｎｖ領域では、熱酸化処理した
際に酸素析出量が多く、Ｎｉ領域では酸素析出が無いこ
とがわかってきた。
【００３４】ところが、上記Ｎ領域で結晶を育成して
も、酸化膜耐圧が悪いものがあり、その原因がよく判っ
ていなかった。そこで本発明者等は、Ｃｕデポジション
法によりＮ領域についてさらに詳細に調査したところ、
ＯＳＦ領域の外側のＮ領域であって、析出熱処理後酸素
析出が発生し易いＮｖ領域の一部にＣｕデポジション処
理で検出される欠陥が著しく発生する領域があることを
発見した。そして、これが酸化膜耐圧特性のような電気
特性を劣化させる原因となっていることをつきとめた。
も、酸化膜耐圧が悪いものがあり、その原因がよく判っ
ていなかった。そこで本発明者等は、Ｃｕデポジション
法によりＮ領域についてさらに詳細に調査したところ、
ＯＳＦ領域の外側のＮ領域であって、析出熱処理後酸素
析出が発生し易いＮｖ領域の一部にＣｕデポジション処
理で検出される欠陥が著しく発生する領域があることを
発見した。そして、これが酸化膜耐圧特性のような電気
特性を劣化させる原因となっていることをつきとめた。
【００３５】そこで、このＯＳＦの外側のＮ領域であっ
て、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域のない
領域をウエーハ全面に広げることができれば、前記種々
のグローンイン欠陥がないとともに、確実に酸化膜耐圧
特性等を向上することができるウエーハが得られること
になる。
て、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域のない
領域をウエーハ全面に広げることができれば、前記種々
のグローンイン欠陥がないとともに、確実に酸化膜耐圧
特性等を向上することができるウエーハが得られること
になる。
【００３６】本発明者等は、以下の実験を行って成長速
度と欠陥分布の関係を求め、その結果に基づいて単結晶
棒を育成し、ウエーハの酸化膜耐圧特性を評価した。 （実験１）図２（ａ）の装置Ａおよび図２（ｂ）の装置
Ｂに示したＭＣＺ法単結晶引上げ装置（横磁場印加）の
内、装置Ａは２４インチ石英ルツボに原料多結晶シリコ
ンを１５０ｋｇチャージし、装置Ｂは２６インチ石英ル
ツポに原料多結晶シリコンを１６０ｋｇチャージし、各
装置にて直径８インチ（直径２００ｍｍ）、方位＜１０
０＞のシリコン単結晶を引上げた。単結晶を引上げる
際、成長速度を０．７ｍｍ／ｍｉｎから０．３ｍｍ／ｍ
ｉｎの範囲で結晶頭部から尾部にかけて漸減させるよう
制御した。またウエーハの酸素濃度が２２〜２３ｐｐｍ
ａ（ＡＳＴＭ’７９値）となるように単結晶を作製し
た。
度と欠陥分布の関係を求め、その結果に基づいて単結晶
棒を育成し、ウエーハの酸化膜耐圧特性を評価した。 （実験１）図２（ａ）の装置Ａおよび図２（ｂ）の装置
Ｂに示したＭＣＺ法単結晶引上げ装置（横磁場印加）の
内、装置Ａは２４インチ石英ルツボに原料多結晶シリコ
ンを１５０ｋｇチャージし、装置Ｂは２６インチ石英ル
ツポに原料多結晶シリコンを１６０ｋｇチャージし、各
装置にて直径８インチ（直径２００ｍｍ）、方位＜１０
０＞のシリコン単結晶を引上げた。単結晶を引上げる
際、成長速度を０．７ｍｍ／ｍｉｎから０．３ｍｍ／ｍ
ｉｎの範囲で結晶頭部から尾部にかけて漸減させるよう
制御した。またウエーハの酸素濃度が２２〜２３ｐｐｍ
ａ（ＡＳＴＭ’７９値）となるように単結晶を作製し
た。
【００３７】そして図３（ａ）、（ｂ）に示したよう
に、引上げた結晶の頭部から尾部にかけて結晶軸方向に
縦割り切断し、４枚のウエーハサンプルを作製した。４
枚中３枚はＷＬＴ（ウエーハライフタイム）測定（測定
器：ＳＥＭＩＬＡＢ ＷＴ−８５）およびセコエッチン
グによりＶ領域、ＯＳＦ領域、Ｉ領域の各領域の分布状
況とＦＰＤ、ＬＥＰの分布状況、そしてＯＳＦ熱処理に
よるＯＳＦ発生状況を調査し、各領域境界の成長速度を
確認した。さらに結晶軸方向に縦割り切断したサンプル
の内１枚は、図３（ｃ）に示したように、直径６インチ
のウエーハ形状にくり抜き加工し、1 枚は鏡面加工仕上
げの上、ウエーハ表面に熱酸化膜を形成した後、Ｃｕデ
ポジション処理を施し、酸化膜欠陥の分布状況を確認し
た。
に、引上げた結晶の頭部から尾部にかけて結晶軸方向に
縦割り切断し、４枚のウエーハサンプルを作製した。４
枚中３枚はＷＬＴ（ウエーハライフタイム）測定（測定
器：ＳＥＭＩＬＡＢ ＷＴ−８５）およびセコエッチン
グによりＶ領域、ＯＳＦ領域、Ｉ領域の各領域の分布状
況とＦＰＤ、ＬＥＰの分布状況、そしてＯＳＦ熱処理に
よるＯＳＦ発生状況を調査し、各領域境界の成長速度を
確認した。さらに結晶軸方向に縦割り切断したサンプル
の内１枚は、図３（ｃ）に示したように、直径６インチ
のウエーハ形状にくり抜き加工し、1 枚は鏡面加工仕上
げの上、ウエーハ表面に熱酸化膜を形成した後、Ｃｕデ
ポジション処理を施し、酸化膜欠陥の分布状況を確認し
た。
【００３８】本実験におけるウエーハの評価手順および
評価結果の詳細を以下に述べる。 （１）引上げた単結晶棒を結晶軸方向１０ｃｍ毎の長さ
にブロック切断後、縦結晶軸方向に縦割り切断し、約２
ｍｍ厚さのサンプルを４枚作製した。 （２）上記サンプルのうち１枚目は、ウェーハ熱処理炉
内６２０℃、２時間、窒素雰囲気下において熱処理後、
８００℃、４時間（窒素雰囲気下）熱処理を施し、その
後１０００℃、１６時間（ドライ酸素雰囲気下）熱処理
後冷却し、ＳＥＭＩＬＡＢ−８５によりウエーハライフ
タイム（ＷＬＴ）のマップを作成した（図４（ａ）、
（ｂ）参照）。また２枚目はミラーエッチング後セコエ
ッチングを施し、ＦＰＤおよびＬＥＰの分布を観察し
た。そして３枚目はＯＳＦ熱処理後セコエッチングして
酸化膜を除去し、ＯＳＦの分布状況を確認した。これら
の結果からＶ領域、ＯＳＦ領域、Ｉ領域の各領域を特定
し、各境界の成長速度を調査した。
評価結果の詳細を以下に述べる。 （１）引上げた単結晶棒を結晶軸方向１０ｃｍ毎の長さ
にブロック切断後、縦結晶軸方向に縦割り切断し、約２
ｍｍ厚さのサンプルを４枚作製した。 （２）上記サンプルのうち１枚目は、ウェーハ熱処理炉
内６２０℃、２時間、窒素雰囲気下において熱処理後、
８００℃、４時間（窒素雰囲気下）熱処理を施し、その
後１０００℃、１６時間（ドライ酸素雰囲気下）熱処理
後冷却し、ＳＥＭＩＬＡＢ−８５によりウエーハライフ
タイム（ＷＬＴ）のマップを作成した（図４（ａ）、
（ｂ）参照）。また２枚目はミラーエッチング後セコエ
ッチングを施し、ＦＰＤおよびＬＥＰの分布を観察し
た。そして３枚目はＯＳＦ熱処理後セコエッチングして
酸化膜を除去し、ＯＳＦの分布状況を確認した。これら
の結果からＶ領域、ＯＳＦ領域、Ｉ領域の各領域を特定
し、各境界の成長速度を調査した。
【００３９】装置Ａ（図２（ａ））で引上げた単結晶の
各境界の成長速度（図４（ａ）参照）は、次のようにな
った。 Ｖ領域／ＯＳＦ領域境界： ０．４８４ｍｍ／ｍｉｎ、 ＯＳＦ消滅境界： ０．４７２ｍｍ／ｍｉｎ、 Ｃｕデポジション欠陥消滅境界： ０．４６７ｍｍ／ｍｉｎ、 非析出Ｎ（Ｎｉ）領域／Ｉ領域境界： ０．４５４ｍｍ／ｍｉｎ、
各境界の成長速度（図４（ａ）参照）は、次のようにな
った。 Ｖ領域／ＯＳＦ領域境界： ０．４８４ｍｍ／ｍｉｎ、 ＯＳＦ消滅境界： ０．４７２ｍｍ／ｍｉｎ、 Ｃｕデポジション欠陥消滅境界： ０．４６７ｍｍ／ｍｉｎ、 非析出Ｎ（Ｎｉ）領域／Ｉ領域境界： ０．４５４ｍｍ／ｍｉｎ、
【００４０】装置Ｂ（図２（ｂ））で引上げた単結晶の
各境界の成長速度（図４（ｂ）参照）は、次の通りであ
る。 Ｖ領域／ＯＳＦ領域境界： ０．５９６ｍｍ／ｍｉｎ、 ＯＳＦ消滅境界： ０．５８７ｍｍ／ｍｉｎ、 Ｃｕデポジション欠陥消滅境界： ０．５６６ｍｍ／ｍｉｎ、 析出Ｎ（Ｎｖ）領域／Ｎｉ領域境界： ０．５２６ｍｍ／ｍｉｎ、 Ｎｉ領域／Ｉ領域境界 ： ０．５１０ｍｍ／ｍｉｎ、
各境界の成長速度（図４（ｂ）参照）は、次の通りであ
る。 Ｖ領域／ＯＳＦ領域境界： ０．５９６ｍｍ／ｍｉｎ、 ＯＳＦ消滅境界： ０．５８７ｍｍ／ｍｉｎ、 Ｃｕデポジション欠陥消滅境界： ０．５６６ｍｍ／ｍｉｎ、 析出Ｎ（Ｎｖ）領域／Ｎｉ領域境界： ０．５２６ｍｍ／ｍｉｎ、 Ｎｉ領域／Ｉ領域境界 ： ０．５１０ｍｍ／ｍｉｎ、
【００４１】（３）上記（１）の単結晶棒の結晶軸方向
に縦割り切断したサンプルの内残り１枚を直径６インチ
のウェーハ形状にくり抜き加工（図３（ｃ）参照）し、
鏡面加工仕上げの上、ウエーハ表面に熱酸化膜形成後Ｃ
ｕデポジション処理を施し、酸化膜欠陥の分布状況を確
認した。評価条件は次のとおりである。 １）酸化膜：２５ｎｍ、 ２）電解強度：６ＭＶ／ｃ
ｍ、 ３）電圧印加時間：５分間。
に縦割り切断したサンプルの内残り１枚を直径６インチ
のウェーハ形状にくり抜き加工（図３（ｃ）参照）し、
鏡面加工仕上げの上、ウエーハ表面に熱酸化膜形成後Ｃ
ｕデポジション処理を施し、酸化膜欠陥の分布状況を確
認した。評価条件は次のとおりである。 １）酸化膜：２５ｎｍ、 ２）電解強度：６ＭＶ／ｃ
ｍ、 ３）電圧印加時間：５分間。
【００４２】図５にＣｕデポジションによりＮｖ領域を
評価した結果図を示す。図５（ａ）はＣｕデポジション
により発生した欠陥領域の欠陥分布を、（ｂ）はＣｕデ
ポジションによる欠陥のないＮｖ領域の欠陥分布を示
す。図６（ａ）は、Ｃｕデポジションで欠陥が発生した
Ｎｖ領域の評価結果であり、（ｂ）は、Ｃｕデポジショ
ンにより欠陥が発生しなかったＮｖ領域の評価結果であ
る。
評価した結果図を示す。図５（ａ）はＣｕデポジション
により発生した欠陥領域の欠陥分布を、（ｂ）はＣｕデ
ポジションによる欠陥のないＮｖ領域の欠陥分布を示
す。図６（ａ）は、Ｃｕデポジションで欠陥が発生した
Ｎｖ領域の評価結果であり、（ｂ）は、Ｃｕデポジショ
ンにより欠陥が発生しなかったＮｖ領域の評価結果であ
る。
【００４３】以上の結果から、ＯＳＦ外側に存在するＮ
領域の内、酸素析出が生じ易いＮｖ領域中に、酸化膜欠
陥の生じ易いＣｕデポジションにより検出される欠陥領
域が存在することが判る。この領域では、Ｎｖ領域であ
るにもかかわらず、酸化膜耐圧が必ずしも良くない。一
方、同じＮｖ領域でも、このＣｕデポジションにより検
出される欠陥領域のないＮｖ領域では酸化膜耐圧が満足
できる結果となることが判る。
領域の内、酸素析出が生じ易いＮｖ領域中に、酸化膜欠
陥の生じ易いＣｕデポジションにより検出される欠陥領
域が存在することが判る。この領域では、Ｎｖ領域であ
るにもかかわらず、酸化膜耐圧が必ずしも良くない。一
方、同じＮｖ領域でも、このＣｕデポジションにより検
出される欠陥領域のないＮｖ領域では酸化膜耐圧が満足
できる結果となることが判る。
【００４４】（実験２）次に上記結果を踏まえて装置Ｂ
（図２（ｂ））を用いてＯＳＦ外側のＮ領域であって、
Ｃｕデポジション欠陥領域（Ｄｎ領域）でない領域およ
びさらに酸素析出が生じにくいＮｉ領域も含まない領域
が狙えるように成長速度を制御し、引上げた結晶から鏡
面仕上げのウエーハに加工し、酸化膜耐圧特性の評価を
行った。なお、Ｃ−モード測定条件は次のとおりであ
る。 １）酸化膜：２５ｎｍ、 ２）測定電極：リン・ドー
プ・ポリシリコン、 ３）電極面積：８ｍｍ2 、 ４）判定電流：１ｍＡ／ｃ
ｍ2 。 その結果、酸化膜耐圧レベルは１００％の良品率であっ
た。
（図２（ｂ））を用いてＯＳＦ外側のＮ領域であって、
Ｃｕデポジション欠陥領域（Ｄｎ領域）でない領域およ
びさらに酸素析出が生じにくいＮｉ領域も含まない領域
が狙えるように成長速度を制御し、引上げた結晶から鏡
面仕上げのウエーハに加工し、酸化膜耐圧特性の評価を
行った。なお、Ｃ−モード測定条件は次のとおりであ
る。 １）酸化膜：２５ｎｍ、 ２）測定電極：リン・ドー
プ・ポリシリコン、 ３）電極面積：８ｍｍ2 、 ４）判定電流：１ｍＡ／ｃ
ｍ2 。 その結果、酸化膜耐圧レベルは１００％の良品率であっ
た。
【００４５】本発明者等は、以上の実験で得られた知見
を踏まえた上で鋭意検討を重ね、本発明に想到したもの
である。本発明の第１のシリコン単結晶の製造方法は、
育成されたシリコン単結晶ウエーハに熱酸化処理をした
際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であっ
て、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域が存在
しない無欠陥領域内で結晶を成長させることを特徴とし
ている。
を踏まえた上で鋭意検討を重ね、本発明に想到したもの
である。本発明の第１のシリコン単結晶の製造方法は、
育成されたシリコン単結晶ウエーハに熱酸化処理をした
際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であっ
て、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域が存在
しない無欠陥領域内で結晶を成長させることを特徴とし
ている。
【００４６】この方法を図１に基づいて説明すると、引
上げ中のシリコン単結晶の成長速度を漸減した場合、Ｏ
ＳＦリング消滅後に残存するＣｕデポジションにより検
出される欠陥領域が消滅する境界の成長速度と、さらに
成長速度を漸減した場合に格子間転移ループが発生する
境界の成長速度との間の成長速度に制御して結晶を育成
することになる。
上げ中のシリコン単結晶の成長速度を漸減した場合、Ｏ
ＳＦリング消滅後に残存するＣｕデポジションにより検
出される欠陥領域が消滅する境界の成長速度と、さらに
成長速度を漸減した場合に格子間転移ループが発生する
境界の成長速度との間の成長速度に制御して結晶を育成
することになる。
【００４７】以上述べた方法により育成された単結晶棒
から切り出されたウエーハは、ウエーハ全面が熱酸化処
理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領域
であって、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域
が全く存在しない無欠陥シリコン単結晶ウエーハとな
る。
から切り出されたウエーハは、ウエーハ全面が熱酸化処
理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領域
であって、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域
が全く存在しない無欠陥シリコン単結晶ウエーハとな
る。
【００４８】次に、第２の製造方法は、育成されたシリ
コン単結晶ウエーハに熱酸化処理をした際にリング状に
発生するＯＳＦの外側のＮ領域であって、Ｃｕデポジシ
ョンにより検出される欠陥領域および酸素析出が生じに
くいＮｉ領域が存在しない領域内で結晶を成長させるこ
とを特徴としている。
コン単結晶ウエーハに熱酸化処理をした際にリング状に
発生するＯＳＦの外側のＮ領域であって、Ｃｕデポジシ
ョンにより検出される欠陥領域および酸素析出が生じに
くいＮｉ領域が存在しない領域内で結晶を成長させるこ
とを特徴としている。
【００４９】この方法を図１に基づいて説明すると、引
上げ中のシリコン単結晶の成長速度を漸減した場合、Ｏ
ＳＦリング消滅後に残存するＣｕデポジションにより検
出される欠陥領域が消滅する境界の成長速度と、さらに
成長速度を漸減した場合に酸素析出が生じにくいＮｉ領
域が発生する境界の成長速度との間の成長速度に制御し
て結晶を育成することになる。
上げ中のシリコン単結晶の成長速度を漸減した場合、Ｏ
ＳＦリング消滅後に残存するＣｕデポジションにより検
出される欠陥領域が消滅する境界の成長速度と、さらに
成長速度を漸減した場合に酸素析出が生じにくいＮｉ領
域が発生する境界の成長速度との間の成長速度に制御し
て結晶を育成することになる。
【００５０】この製造方法により育成された単結晶棒か
ら作製されたウエーハは、ウエーハ全面が熱酸化処理を
した際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であ
って、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域およ
び酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエーハ全面内に存
在しない無欠陥シリコン単結晶ウエーハとすることがで
きる。
ら作製されたウエーハは、ウエーハ全面が熱酸化処理を
した際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であ
って、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域およ
び酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエーハ全面内に存
在しない無欠陥シリコン単結晶ウエーハとすることがで
きる。
【００５１】このウエーハは、酸素析出が生じにくいＮ
ｉ領域を含まず、全てＮｖ領域であるので、無欠陥領域
中に窒素およびドライ酸素雰囲気下に熱処理した際、酸
素析出物層がバルク中に形成される。従って、この領域
から作製したシリコン単結晶ウエーハは、酸化膜耐圧等
が良好であるのみならず、優れたゲッタリング能力を持
つ。
ｉ領域を含まず、全てＮｖ領域であるので、無欠陥領域
中に窒素およびドライ酸素雰囲気下に熱処理した際、酸
素析出物層がバルク中に形成される。従って、この領域
から作製したシリコン単結晶ウエーハは、酸化膜耐圧等
が良好であるのみならず、優れたゲッタリング能力を持
つ。
【００５２】さらに本発明品を作製する際、原料となる
シリコン単結晶を０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上の成長速度で
引上げ可能な急冷構造のＣＺ引上げ装置を使用すれば、
本発明の無欠陥領域、特に酸素析出物層が形成される領
域（Ｎｖ−Ｄｎ）の方がより拡大し、製造上安定性を維
持することができた。
シリコン単結晶を０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上の成長速度で
引上げ可能な急冷構造のＣＺ引上げ装置を使用すれば、
本発明の無欠陥領域、特に酸素析出物層が形成される領
域（Ｎｖ−Ｄｎ）の方がより拡大し、製造上安定性を維
持することができた。
【００５３】そして結晶中心部での結晶固液界面の軸方
向温度勾配Ｇｃが小さく、本発明の無欠陥領域製造の
際、０．５ｍｍ／ｍｉｎの成長速度が超えられないＣＺ
法引上げ装置の場合、本発明品の成長速度マージンは
０．０２ｍｍ／ｍｉｎを下回るため、容易に量産できな
かったが、Ｇｃが大きく、本発明の無欠陥領域製造の
際、０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上の成長速度が達成できるＣ
Ｚ法引上げ装置の場合、本発明品の成長速度マージンは
０．０２ｍｍ／ｍｉｎ以上であり、最大約０．０５ｍｍ
／ｍｉｎを達成することができた。特に上記のように
０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上の成長速度で本発明品を製造し
た場合、窒素およびドライ酸素雰囲気中の熱処理後に酸
素析出物層がバルグ中に形成される領域の成長速度マー
ジンの方が容易に拡大できることがわかった。
向温度勾配Ｇｃが小さく、本発明の無欠陥領域製造の
際、０．５ｍｍ／ｍｉｎの成長速度が超えられないＣＺ
法引上げ装置の場合、本発明品の成長速度マージンは
０．０２ｍｍ／ｍｉｎを下回るため、容易に量産できな
かったが、Ｇｃが大きく、本発明の無欠陥領域製造の
際、０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上の成長速度が達成できるＣ
Ｚ法引上げ装置の場合、本発明品の成長速度マージンは
０．０２ｍｍ／ｍｉｎ以上であり、最大約０．０５ｍｍ
／ｍｉｎを達成することができた。特に上記のように
０．５ｍｍ／ｍｉｎ以上の成長速度で本発明品を製造し
た場合、窒素およびドライ酸素雰囲気中の熱処理後に酸
素析出物層がバルグ中に形成される領域の成長速度マー
ジンの方が容易に拡大できることがわかった。
【００５４】最後に本発明で使用したＣＺ法による単結
晶引上げ装置の構成例を図２（ａ）（ｂ）により説明す
る。図２（ａ）に示すように、この単結晶引上げ装置３
０は、引上げ室３１と、引上げ室３１中に設けられたル
ツボ３２と、ルツボ３２の周囲に配置されたヒータ３４
と、ルツボ３２を回転させるルツボ保持軸３３及びその
回転機構（図示せず）と、シリコンの種結晶を保持する
シードチャック６と、シードチャック６を引上げるワイ
ヤ７と、ワイヤ７を回転又は巻き取る巻取機構（図示せ
ず）を備えて構成されている。ルツボ３２は、その内側
のシリコン融液（湯）２を収容する側には石英ルツボが
設けられ、その外側には黒鉛ルツボが設けられている。
また、ヒータ３４の外側周囲には断熱材３５が配置され
ている。
晶引上げ装置の構成例を図２（ａ）（ｂ）により説明す
る。図２（ａ）に示すように、この単結晶引上げ装置３
０は、引上げ室３１と、引上げ室３１中に設けられたル
ツボ３２と、ルツボ３２の周囲に配置されたヒータ３４
と、ルツボ３２を回転させるルツボ保持軸３３及びその
回転機構（図示せず）と、シリコンの種結晶を保持する
シードチャック６と、シードチャック６を引上げるワイ
ヤ７と、ワイヤ７を回転又は巻き取る巻取機構（図示せ
ず）を備えて構成されている。ルツボ３２は、その内側
のシリコン融液（湯）２を収容する側には石英ルツボが
設けられ、その外側には黒鉛ルツボが設けられている。
また、ヒータ３４の外側周囲には断熱材３５が配置され
ている。
【００５５】また、本発明の製造方法に関わる製造条件
を設定するために、環状の黒鉛筒（遮熱板）９を設けて
いる。また、図２（ｂ）に示したものは、結晶の固液界
面４の外周に環状の外側断熱材１０を設けている。この
外側断熱材１０は、その下端とシリコン融液２の湯面３
との間に２〜２０ｃｍの間隔を設けて設置されている。
さらに、冷却ガスを吹き付けたり、輻射熱を遮って単結
晶を冷却する筒状の冷却装置を設けることもある。別
に、最近では引上げ室３１の水平方向の外側に、図示し
ない磁石を設置し、シリコン融液２に水平方向あるいは
垂直方向等の磁場を印加することによって、融液の対流
を抑制し、単結晶の安定成長をはかる、いわゆるＭＣＺ
法が用いられることも多い。
を設定するために、環状の黒鉛筒（遮熱板）９を設けて
いる。また、図２（ｂ）に示したものは、結晶の固液界
面４の外周に環状の外側断熱材１０を設けている。この
外側断熱材１０は、その下端とシリコン融液２の湯面３
との間に２〜２０ｃｍの間隔を設けて設置されている。
さらに、冷却ガスを吹き付けたり、輻射熱を遮って単結
晶を冷却する筒状の冷却装置を設けることもある。別
に、最近では引上げ室３１の水平方向の外側に、図示し
ない磁石を設置し、シリコン融液２に水平方向あるいは
垂直方向等の磁場を印加することによって、融液の対流
を抑制し、単結晶の安定成長をはかる、いわゆるＭＣＺ
法が用いられることも多い。
【００５６】次に、上記の単結晶引上げ装置３０による
単結晶育成方法について説明する。まず、ルツボ３２内
でシリコンの高純度多結晶原料を融点（約１４２０°
Ｃ）以上に加熱して融解する。次に、ワイヤ７を巻き出
すことにより融液２の表面略中心部に種結晶の先端を接
触又は浸漬させる。その後、ルツボ保持軸３３を適宜の
方向に回転させるとともに、ワイヤ７を回転させながら
巻き取り種結晶を引上げることにより、単結晶育成が開
始される。以後、引上げ速度と温度を適切に調節するこ
とにより略円柱形状の単結晶棒１を得ることができる。
単結晶育成方法について説明する。まず、ルツボ３２内
でシリコンの高純度多結晶原料を融点（約１４２０°
Ｃ）以上に加熱して融解する。次に、ワイヤ７を巻き出
すことにより融液２の表面略中心部に種結晶の先端を接
触又は浸漬させる。その後、ルツボ保持軸３３を適宜の
方向に回転させるとともに、ワイヤ７を回転させながら
巻き取り種結晶を引上げることにより、単結晶育成が開
始される。以後、引上げ速度と温度を適切に調節するこ
とにより略円柱形状の単結晶棒１を得ることができる。
【００５７】この場合、本発明では、本発明の目的を達
成するために特に重要であるのは、図２（ａ）または図
２（ｂ）に示したように、引上げ室３１の湯面上の単結
晶棒１中の液状部分の外周空間において、湯面近傍の結
晶の融点から１４００℃までの温度域が制御できるよう
に環状の黒鉛筒（遮熱板）９や外側断熱材１０を設けた
ことである。
成するために特に重要であるのは、図２（ａ）または図
２（ｂ）に示したように、引上げ室３１の湯面上の単結
晶棒１中の液状部分の外周空間において、湯面近傍の結
晶の融点から１４００℃までの温度域が制御できるよう
に環状の黒鉛筒（遮熱板）９や外側断熱材１０を設けた
ことである。
【００５８】すなわち、この炉内温度を制御するため
に、例えば図２（ｂ）に示したように、引上げ室３１内
に外側断熱材１０を設け、この下端と融液表面との間隔
を２〜２０ｃｍに設定すればよい。こうすれば、結晶中
心部分の温度勾配Ｇｃ［℃／ｃｍ］と結晶周辺部分の温
度勾配Ｇｅとの差が小さくなり、例えば結晶周辺の温度
勾配の方が結晶中心より低くなるように炉内温度を制御
することもできる。この外側断熱材１０は黒鉛筒１２の
外側にあり、黒鉛筒１２の内側にも断熱筒１１を設けて
いる。また、黒鉛筒１２の上は金属筒１３につながり、
その上には冷却筒１４があって冷却媒体を流して強制冷
却している。
に、例えば図２（ｂ）に示したように、引上げ室３１内
に外側断熱材１０を設け、この下端と融液表面との間隔
を２〜２０ｃｍに設定すればよい。こうすれば、結晶中
心部分の温度勾配Ｇｃ［℃／ｃｍ］と結晶周辺部分の温
度勾配Ｇｅとの差が小さくなり、例えば結晶周辺の温度
勾配の方が結晶中心より低くなるように炉内温度を制御
することもできる。この外側断熱材１０は黒鉛筒１２の
外側にあり、黒鉛筒１２の内側にも断熱筒１１を設けて
いる。また、黒鉛筒１２の上は金属筒１３につながり、
その上には冷却筒１４があって冷却媒体を流して強制冷
却している。
【００５９】以上述べたシリコン単結晶の製造方法で製
造されたシリコン単結晶をスライスして得られるシリコ
ン単結晶ウエーハは、ウエーハに熱酸化処理をした際
に、リング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であっ
て、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域が存在
しない無欠陥ウエーハである。あるいはウエーハ全面が
熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側
のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより検出される
欠陥領域および酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエー
ハ全面内に存在しない無欠陥ウエーハである。
造されたシリコン単結晶をスライスして得られるシリコ
ン単結晶ウエーハは、ウエーハに熱酸化処理をした際
に、リング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領域であっ
て、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領域が存在
しない無欠陥ウエーハである。あるいはウエーハ全面が
熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側
のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより検出される
欠陥領域および酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエー
ハ全面内に存在しない無欠陥ウエーハである。
【００６０】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００６１】例えば、上記実施形態においては、直径８
インチのシリコン単結晶を育成する場合につき例を挙げ
て説明したが、本発明はこれには限定されず、直径１０
〜１６インチあるいはそれ以上のシリコン単結晶にも適
用できる。また、本発明は、シリコン融液に水平磁場、
縦磁場、カスプ磁場等を印加するいわゆるＭＣＺ法にも
適用できることは言うまでもない。
インチのシリコン単結晶を育成する場合につき例を挙げ
て説明したが、本発明はこれには限定されず、直径１０
〜１６インチあるいはそれ以上のシリコン単結晶にも適
用できる。また、本発明は、シリコン融液に水平磁場、
縦磁場、カスプ磁場等を印加するいわゆるＭＣＺ法にも
適用できることは言うまでもない。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｖ領域、ＯＳＦ領域およびＩ領域のいずれの欠陥領域で
もなく、さらにＣｕデポジション処理により検出される
酸化膜欠陥も形成されない、高耐圧で優れた電気特性を
もつシリコン単結晶ウエーハを安定的に供給することが
できる。
Ｖ領域、ＯＳＦ領域およびＩ領域のいずれの欠陥領域で
もなく、さらにＣｕデポジション処理により検出される
酸化膜欠陥も形成されない、高耐圧で優れた電気特性を
もつシリコン単結晶ウエーハを安定的に供給することが
できる。
【図１】本発明の成長速度と結晶欠陥分布の関係を表す
説明図である。
説明図である。
【図２】本発明で使用した単結晶引上げ装置の概略図で
ある。 （ａ）装置Ａ、 （ｂ）装置Ｂ。
ある。 （ａ）装置Ａ、 （ｂ）装置Ｂ。
【図３】（ａ）単結晶成長速度と結晶切断位置の関係を
示す関係図である。 （ｂ）各引上げ装置のＯＳＦシュリンク速度を示す説明
図である。 （ｃ）Ｃｕデポジション評価試料の作製方法を示す説明
図である。
示す関係図である。 （ｂ）各引上げ装置のＯＳＦシュリンク速度を示す説明
図である。 （ｃ）Ｃｕデポジション評価試料の作製方法を示す説明
図である。
【図４】本発明で使用した単結晶引上げ装置で育成した
単結晶の結晶軸方向のＷＬＴマップである。 （ａ）装置Ａ、 （ｂ）装置Ｂ。
単結晶の結晶軸方向のＷＬＴマップである。 （ａ）装置Ａ、 （ｂ）装置Ｂ。
【図５】ＣｕデポジションによりＮｖ領域における欠陥
分布を観察した結果図である。 （ａ）Ｃｕデポジション領域、 （ｂ）欠陥のないＮｖ
領域。
分布を観察した結果図である。 （ａ）Ｃｕデポジション領域、 （ｂ）欠陥のないＮｖ
領域。
【図６】Ｎｖ領域内の酸化膜耐圧レベルを測定した結果
図である。 （ａ）Ｃｕデポジションにより欠陥発生領域、 （ｂ）
欠陥が発生しなかったＮｖ領域。
図である。 （ａ）Ｃｕデポジションにより欠陥発生領域、 （ｂ）
欠陥が発生しなかったＮｖ領域。
【図７】従来の技術による成長速度と結晶の欠陥分布を
示す説明図である。
示す説明図である。
１…成長単結晶棒、２…シリコン融液、３…湯面、４…
固液界面、６…シードチャック、７…ワイヤ、９…黒鉛
筒、１０…外側断熱材、１１…内側断熱筒、１２…黒鉛
筒、１３…金属筒、１４…冷却筒、３０…単結晶引上げ
装置、３１…引上げ室、３２…ルツボ、３３…ルツボ保
持軸、３４…ヒータ、３５…断熱材。Ｖ…Ｖ領域、Ｎ…
Ｎ領域、ＯＳＦ…ＯＳＦリング及びＯＳＦ領域、Ｉ…Ｉ
領域、Ｎｖ…Ｎｖ領域、Ｎｉ…Ｎｉ領域、Ｄｎ…Ｃｕデ
ポジション欠陥領域。
固液界面、６…シードチャック、７…ワイヤ、９…黒鉛
筒、１０…外側断熱材、１１…内側断熱筒、１２…黒鉛
筒、１３…金属筒、１４…冷却筒、３０…単結晶引上げ
装置、３１…引上げ室、３２…ルツボ、３３…ルツボ保
持軸、３４…ヒータ、３５…断熱材。Ｖ…Ｖ領域、Ｎ…
Ｎ領域、ＯＳＦ…ＯＳＦリング及びＯＳＦ領域、Ｉ…Ｉ
領域、Ｎｖ…Ｎｖ領域、Ｎｉ…Ｎｉ領域、Ｄｎ…Ｃｕデ
ポジション欠陥領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 達生 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内 (72)発明者 布施川 泉 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内 (72)発明者 太田 友彦 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内 Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 CF10 EH09 FE04 HA12 4M106 AA01 AB20 BA05 BA10 BA20 CB19 DB18 5F053 AA12 AA21 DD01 GG01 PP20 RR03
Claims (7)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法により育成されたシ
リコン単結晶ウエーハにおいて、ウエーハ全面が熱酸化
処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領
域であって、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領
域が存在しないものであることを特徴とするシリコン単
結晶ウエーハ。 - 【請求項２】 チョクラルスキー法により育成されたシ
リコン単結晶ウエーハにおいて、ウエーハ全面が熱酸化
処理をした際にリング状に発生するＯＳＦの外側のＮ領
域であって、Ｃｕデポジションにより検出される欠陥領
域および酸素析出が生じにくいＮｉ領域がウエーハ全面
内に存在しないものであることを特徴とするシリコン単
結晶ウエーハ。 - 【請求項３】 チョクラルスキー法によりシリコン単結
晶を育成する場合において、育成されたシリコン単結晶
ウエーハに熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯ
ＳＦの外側のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより
検出される欠陥領域が存在しない無欠陥領域内で結晶を
成長させることを特徴とするシリコン単結晶の製造方
法。 - 【請求項４】 チョクラルスキー法によりシリコン単結
晶を育成する場合において、引上げ中のシリコン単結晶
の成長速度を漸減した場合、ＯＳＦリング消滅後に残存
するＣｕデポジションにより検出される欠陥領域が消滅
する境界の成長速度と、さらに成長速度を漸減した場合
に格子間転移ループが発生する境界の成長速度との間の
成長速度に制御して結晶を育成することを特徴とするシ
リコン単結晶の製造方法。 - 【請求項５】 チョクラルスキー法によりシリコン単結
晶を育成する場合において、育成されたシリコン単結晶
ウエーハに熱酸化処理をした際にリング状に発生するＯ
ＳＦの外側のＮ領域であって、Ｃｕデポジションにより
検出される欠陥領域および酸素析出が生じにくいＮｉ領
域が存在しない領域内で結晶を成長させることを特徴と
するシリコン単結晶の製造方法。 - 【請求項６】 チョクラルスキー法によりシリコン単結
晶を育成する場合において、引上げ中のシリコン単結晶
の成長速度を漸減した場合、ＯＳＦリング消滅後に残存
するＣｕデポジションにより検出される欠陥領域が消滅
する境界の成長速度と、さらに成長速度を漸減した場合
に酸素析出が生じにくいＮｉ領域が発生する境界の成長
速度との間の成長速度に制御して結晶を育成することを
特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 - 【請求項７】 前記結晶成長時の引上げ速度を０．５ｍ
ｍ／ｍｉｎ以上とすることを特徴とする請求項３ないし
請求項６のいずれか１項に記載したシリコン単結晶の製
造方法。
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| EP01272882.0A EP1347083B1 (en) | 2000-12-28 | 2001-12-26 | Silicon single crystal wafer and method for producing silicon single crystal |
| CNB018057411A CN1296529C (zh) | 2000-12-28 | 2001-12-26 | 单晶硅晶片及单晶硅的制造方法 |
| US10/204,935 US6913646B2 (en) | 2000-12-28 | 2001-12-26 | Silicon single crystal wafer and method for producing silicon single crystal |
| PCT/JP2001/011492 WO2002053812A1 (fr) | 2000-12-28 | 2001-12-26 | Plaquette de silicium monocristallin et son procede de production |
| KR1020027011273A KR100838350B1 (ko) | 2000-12-28 | 2001-12-26 | 실리콘 단결정 웨이퍼 및 실리콘 단결정 제조방법 |
| TW090132924A TWI252264B (en) | 2000-12-28 | 2001-12-28 | Silicon single crystal wafer and method for producing silicon single crystal |
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|---|---|
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| TW (1) | TWI252264B (ja) |
| WO (1) | WO2002053812A1 (ja) |
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| WO2004101868A1 (ja) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 単結晶の製造方法及び単結晶 |
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| CN100452407C (zh) * | 2003-01-23 | 2009-01-14 | 信越半导体股份有限公司 | Soi晶片及其制造方法 |
| DE112009000569T5 (de) | 2008-04-02 | 2011-02-03 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Silizium-Einkristall-Wafer, Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls oder Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristall-Wafers, und Halbleiterbauelement |
| US8795432B2 (en) | 2007-05-30 | 2014-08-05 | Sumco Corporation | Apparatus for pulling silicon single crystal |
| JP2016510503A (ja) * | 2013-01-08 | 2016-04-07 | エルジー シルトロン インコーポレイテッド | シリコン単結晶ウェハ、その製造方法及び欠陥検出方法 |
| KR20170018309A (ko) | 2014-06-25 | 2017-02-17 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 반도체 기판의 결함영역의 평가방법 |
| WO2018037755A1 (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶ウェーハの製造方法、シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法、シリコン単結晶ウェーハ及びシリコンエピタキシャルウェーハ |
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|---|---|---|---|---|
| JP4151580B2 (ja) * | 2002-04-24 | 2008-09-17 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の製造方法並びにシリコン単結晶とシリコンウエーハ |
| JP4092946B2 (ja) * | 2002-05-09 | 2008-05-28 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶ウエーハ及びエピタキシャルウエーハ並びにシリコン単結晶の製造方法 |
| JP4854917B2 (ja) * | 2003-03-18 | 2012-01-18 | 信越半導体株式会社 | Ｓｏｉウェーハ及びその製造方法 |
| JP2005015312A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶の製造方法及び単結晶 |
| JP4407192B2 (ja) * | 2003-07-29 | 2010-02-03 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法 |
| KR100779341B1 (ko) * | 2003-10-21 | 2007-11-23 | 가부시키가이샤 섬코 | 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조 방법, 에피택셜 웨이퍼 및ｓｏｉ 웨이퍼의 제조 방법 |
| JP4432458B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2010-03-17 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法 |
| US20070158653A1 (en) * | 2004-02-02 | 2007-07-12 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Silicon single crystal, a silicon wafer, an apparatus for producing the same, and a method for producing the same |
| US20070098905A1 (en) * | 2004-06-17 | 2007-05-03 | Electricite De France Service National | Method for preparing metal oxide layers |
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