JP2002217204A - ボロンドープされたシリコンウエハの熱処理方法 - Google Patents

ボロンドープされたシリコンウエハの熱処理方法

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JP2002217204A
JP2002217204A JP2001008217A JP2001008217A JP2002217204A JP 2002217204 A JP2002217204 A JP 2002217204A JP 2001008217 A JP2001008217 A JP 2001008217A JP 2001008217 A JP2001008217 A JP 2001008217A JP 2002217204 A JP2002217204 A JP 2002217204A
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boron
wafer
silicon wafer
gas
surface layer
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Yuji Sato
裕司 佐藤
Shiro Yoshino
史朗 芳野
Hiroshi Furukawa
弘 古川
Hiroyuki Matsuyama
博行 松山
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Komatsu Electronic Metals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボロンがドープされたシリコンウエハに対し
ても、ウエハ表層におけるウエハ深さ方向のボロン濃度
の十分な均一化を図ることができる方法を提供する。 【解決手段】 水素アニール中に適度にジボランを添加
することによって、ボロンドープされたシリコンウエハ
のウエハ表層におけるウエハ深さ方向のボロン濃度の均
一化が図れる。また、添加されるジボランの濃度を調整
することによって、ウエハ表層におけるボロン濃度の分
布の調整を行なうことができ、ウエハの深さ方向に向か
って濃度変化がフラットになるようにしたり、或いは、
徐々に濃度が低下或いは上昇させたりするというような
調整が自由にできるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボロンドープされ
たシリコンウエハを還元雰囲気下で熱処理をするにあた
って、ウエハ表層におけるウエハ深さ方向のボロン濃度
の均一化を図るのに有効な方法に関する。
【0002】
【従来の技術】チョクラルスキー(CZ:Czochralsk
i)法で育成した無転位単結晶シリコンインゴットから
切り出されるシリコンウエハには、一般的に、COP
(CrystalOriginated Particle)という結晶欠陥が観察
される。ここで、COPは、インゴットの成長過程で導
入されるボイド(void)欠陥に起因するものであり、シ
リコンウエハの表面に露出してピットとなったり、露出
はしていなくてもシリコンウエハの表層に存在すると
(すなわちCOPがデバイス活性領域に含まれている
と)、ゲート酸化膜耐圧の不良、リーク特性不良といっ
たようなデバイス特性の不良を招く要因となる。
【0003】このようなことから、シリコンウエハの表
面に露出し若しくは表層に存在しているCOPを除去す
るために、水素雰囲気あるいはアルゴン雰囲気等の非酸
化性雰囲気下、1200℃程度の高温で熱処理(アニー
ル)を施すことが行われている(例えば、特開昭58−
85534号公報、特開平4−167433号公報)。
実際に、このような熱処理(アニール)を施すことによ
り、ウエハ表層の酸素が外方拡散されることとなり、シ
リコンウエハの表面に露出し若しくは表層に存在してい
るCOPが低減され、或いは消失する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボロン
(Boron)をドーパントとするシリコンウエハを水素雰囲
気でアニール処理すると、酸素のみならず、ウエハ表層
のボロンが外方拡散されてしまい、ウエハ表層部付近の
抵抗率が、当初に想定したものとは異なってしまうとい
う問題がある。
【0005】本発明は以上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、ウエハ表層におけるウエハ
深さ方向のボロン濃度の十分な均一化を図ることができ
る方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために本発明者らが鋭意研究を行った結果、ボロン
ドープされたシリコンウエハにアルゴンアニールを行う
と、ウエハ深さ方向のボロン濃度については、シリコン
ウエハウエハ表層のボロン濃度が一時的に上昇してか
ら、それが徐々に低下していくという現象が観察された
が、このウエハ表層におけるボロン濃度の一時的な上昇
現象は、ウエハのバルクの部分に存在するボロンに起因
して生ずる現象ではなく、外部からのボロンの影響によ
るものであろうということが判明した。そして、水素ア
ニールのような還元雰囲気下での熱処理によってシリコ
ンウエハウエハ表層のボロンが拡散され、当該ウエハ表
層のボロン濃度が減少するという現象に対して、上記の
ようなウエハ表層におけるボロン濃度の一時的な上昇現
象を人為的に起こすことによって、ボロンドープされた
シリコンウエハのウエハ表層におけるウエハ深さ方向の
ボロン濃度の均一化を図ることができるということを見
出し、幾つかの試行錯誤を重ね、本発明を完成するに至
った。
【0007】即ち、本発明では、シリコンウエハウエハ
の熱処理を行うにあたって、還元雰囲気下でのウエハ表
層付近におけるボロン濃度の低減に対して、適宜ボロン
の供給を行うことによってこれを補償し、表層からのボ
ロンの拡散と表層へのボロンの供給との間でバランスを
とるようにすることによって、ボロンドープされたシリ
コンウエハのウエハ表層におけるウエハ深さ方向のボロ
ン濃度の均一化を図るようにしたことを特徴とする。
【0008】より具体的には、本発明は以下のようなも
のを提供する。
【0009】(1) ボロンドープされたシリコンウエ
ハを還元雰囲気下で熱処理をするにあたって、この系内
に、前記シリコンウエハの表層から失われたボロンを補
填するように適宜ボロンドーピング用ガスを混合するこ
とを特徴とする熱処理方法。
【0010】(2) 適宜ボロンドーピング用ガスを混
合するにあたって、前記還元雰囲気を適宜アルゴンガス
及び「アルゴンガスと水素ガスの混合気」の群よりなる
いずれか一つ以上のガスに切り換える工程を更に含むこ
とを特徴とする(1)記載の熱処理方法。
【0011】即ち、ボロンドーピング用ガスは、水素雰
囲気を形成するために系内に供給される水素ガスに混合
するようにしてもよく、系内に適宜供給されるアルゴン
ガスや「アルゴンガスと水素ガスの混合気」に混合する
ようにしてもよい。
【0012】ここで、ボロンドーピング用ガスを後から
供給するようにすると、水素アニールによって低下させ
られたウエハ表層におけるボロン濃度が、ボロンドーピ
ング用ガスが供給されることによってフラットに調整さ
れることになる。
【0013】このようなガスの供給順序等は、ウエハ表
層におけるウエハ深さ方向のボロン濃度の均一化の度合
の要求の程度や、当該濃度の調整の進行具合等によって
適宜調整することになる。
【0014】(3) 前記ボロンドープされたシリコン
ウエハのウエハ表層におけるウエハ深さ方向のボロン濃
度の均一化を図る方法である(1)または(2)いずれ
か記載の熱処理方法。
【0015】(4) ボロンドープされたシリコンウエ
ハを還元雰囲気下で熱処理をするにあたって、この系内
に適宜ボロンドーピング用ガスを混合することにより、
ボロンドープされたシリコンウエハのウエハ表層におけ
るウエハ深さ方向のボロン濃度をフラットにするように
水素アニールを行う方法。
【0016】(5) 前記還元雰囲気を適宜アルゴンガ
ス及び「アルゴンガスと水素ガスの混合気」の群よりな
るいずれか一つ以上のガスに切り換える工程を更に含む
ことを特徴とする(4)記載の方法。
【0017】(6) (1)から(5)いずれか記載の
方法を使用することによって製造されたシリコンウエ
ハ。
【0018】また、「ボロンドーピング用ガス」という
のは、シリコンウエハの熱処理が行われるような高温下
で分解等してボロン原子を固溶させるようなガスのこと
を意味し、そのようなものとしては、例えばジボランガ
スを挙げることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】既に述べたように、ボロンがドー
プされたシリコンウエハに水素アニールを施した場合に
は、表層付近でボロン濃度の低下が起こる。従って、本
発明では、このことを想定してジボラン等のボロンドー
ピング用ガスを供給するようにし、ジボラン等のボロン
ドーピング用ガスで故意的にシリコンウエハの表面から
ボロンをドープする。そしてそうすることによって、水
素アニールによってウエハ表層付近でのボロン濃度の低
下を補償することができるようになると考えられる。
【0020】また、本発明によれば、水素アニールを行
っている最中に、ジボラン等のボロンドーピング用ガス
を適宜添加し、ウエハ表層におけるボロン濃度の分布の
調整を行なうことができ、ウエハの深さ方向に向かって
濃度変化がフラットになるようにすることもできるし、
或いは、徐々に濃度が低下或いは上昇させたりするよう
なこともできる。
【0021】ここで、図1は、一般的な縦型水素熱処理
装置の熱処理炉(縦型炉)の構成を図示したブロック図
である。本発明は、このような一般的な縦型水素熱処理
装置の熱処理炉を使用して実施することができるので、
以下にその実施態様を説明する。
【0022】この図1において、縦型水素熱処理装置の
熱処理炉11は、石英製のチューブ11aの上部にガス供給
口13が設けられ、その下部にガス排出口15が設けられて
いる。従って、水素アニールを行うための水素ガス等
は、チューブ11aの上部のガス供給口13からチューブ11
a内に供給され、下部のガス排出口15を通って外部に排
出されていくこととなる。
【0023】また、チューブ11a内には、水素アニール
に供されるシリコンウエハ17が格納されたウエハボード
19が収容されるが、このウエハボード19は、チューブ11
aの下方に設置されている昇降機18で上下移動させられ
ることによってチューブ11a内へ出し入れされる。
【0024】この縦型水素熱処理炉11で水素アニールを
行うにあたって、本実施の形態では、ガス供給口13か
ら、水素アニールのための水素ガス、ボロン拡散のため
に添加されるジボラン等のボロンドーピング用ガス、ウ
エハ表層におけるボロン濃度の分布の調整のためのアル
ゴンガスや「アルゴンガスと水素ガスの混合気」が適宜
供給されることとなる。
【0025】
【実施例】図2は、本発明の実施結果を示すグラフであ
る。
【0026】この実施にあたっては、P型で10-15(ohm
-cm)の200mmのCZシリコンウエハを用い、水素
雰囲気をベースとして1200℃で1時間のアニールを
実施した。なお、グラフ中、「水準1」は水素雰囲気だ
けでアニールを行った場合のウエハ表層付近のボロン濃
度の変化を示したものであり、「水準2」は水素雰囲気
をベースとして適度にジボランガスを添加してアニール
を行った場合のウエハ表層付近のボロン濃度の変化を示
したものであり、「水準3」は少し多めにジボランガス
を添加してアニールを行った場合のウエハ表層付近のボ
ロン濃度の変化を示したものである。なお、ボロン濃度
の検出はSIMS(Secondary Iron Mass Spectroscop
y)によって行った。
【0027】この図2において、雰囲気を100%の水
素で実施した場合には、「水準1」で示されたようなプ
ロファイルが得られることは従来からよく知られている
が、水素ガス20L/min中に水素で希釈した50p
pmのジボランをマザータンクから20cc/min
(cm3/min)の流量で添加をしながら1200℃
で1時間のアニールを実施した結果、「水準2」で示さ
れるような深さ方向でボロン濃度が均一なものが得られ
たのである。
【0028】そして、このような「水準2」に対し、ジ
ボランの流量を100cc/min(cm3/min)
にまで増加させたところ、「水準3」に示されるよう
に、逆に表面付近のボロン濃度が増加するという結果が
得られた。
【0029】このように、水素アニール中に適度にジボ
ランを添加することによって、ボロンドープされたシリ
コンウエハのウエハ表層におけるウエハ深さ方向のボロ
ン濃度の均一化が図れるということが分かる。そして更
に、水素アニールを行っている最中に、ジボランを添加
するにあたって、ジボランの濃度を調整することによっ
て、ウエハ表層におけるボロン濃度の分布の調整を行な
うことができ、ウエハの深さ方向に向かって濃度変化が
フラットになるようにしたり、或いは、徐々に濃度が低
下或いは上昇させたりするというような調整が自由にで
きるということもわかる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハ表層におけるウエハ深さ方向のボロン濃度の十分
な均一化やその調整を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般的な縦型水素熱処理装置の熱処理炉(縦
型炉)の構成を図示したブロック図である。
【図2】 本発明の実施結果を示すグラフであり、図
中、「水準1」は水素雰囲気だけでアニールを行った場
合、「水準2」は水素雰囲気をベースとして適度にジボ
ランガスを添加してアニールを行った場合、「水準3」
は少し多めにジボランガスを添加してアニールを行った
場合のウエハ表層付近のボロン濃度の変化を示したもの
である。
【符号の説明】
11 縦型水素熱処理装置の熱処理炉 11a 石英製のチューブ 13 ガス供給口 15 ガス排出口 17 シリコンウエハ 18 昇降機 19 ウエハボード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 博行 神奈川県平塚市四之宮2612番地 コマツ電 子金属株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボロンドープされたシリコンウエハを還
    元雰囲気下で熱処理をするにあたって、この系内に、前
    記シリコンウエハの表層から失われたボロンを補填する
    ように適宜ボロンドーピング用ガスを混合することを特
    徴とする熱処理方法。
  2. 【請求項2】 適宜ボロンドーピング用ガスを混合する
    にあたって、前記還元雰囲気を適宜アルゴンガス及び
    「アルゴンガスと水素ガスの混合気」の群よりなるいず
    れか一つ以上のガスに切り換える工程を更に含むことを
    特徴とする請求項1記載の熱処理方法。
  3. 【請求項3】 前記ボロンドープされたシリコンウエハ
    のウエハ表層におけるウエハ深さ方向のボロン濃度の均
    一化を図る方法である請求項1または2いずれか記載の
    熱処理方法。
  4. 【請求項4】 ボロンドープされたシリコンウエハを還
    元雰囲気下で熱処理をするにあたって、この系内に適宜
    ボロンドーピング用ガスを混合することにより、ボロン
    ドープされたシリコンウエハのウエハ表層におけるウエ
    ハ深さ方向のボロン濃度をフラットにするように水素ア
    ニールを行う方法。
  5. 【請求項5】 前記還元雰囲気を適宜アルゴンガス及び
    「アルゴンガスと水素ガスの混合気」の群よりなるいず
    れか一つ以上のガスに切り換える工程を更に含むことを
    特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 請求項1から5いずれか記載の方法を使
    用することによって製造されたシリコンウエハ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2372750A1 (en) * 2008-12-25 2011-10-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for manufacturing bonded wafer
US8153538B1 (en) 2010-12-09 2012-04-10 Memc Electronic Materials, Inc. Process for annealing semiconductor wafers with flat dopant depth profiles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04340710A (ja) * 1991-05-17 1992-11-27 Seiko Instr Inc 不純物ドーピングの方法
JPH05315270A (ja) * 1992-05-13 1993-11-26 Hitachi Ltd 不純物拡散法及び半導体装置
JPH088264A (ja) * 1994-06-17 1996-01-12 Toshiba Ceramics Co Ltd シリコンウエハの製造方法
JPH10144698A (ja) * 1996-11-07 1998-05-29 Toshiba Ceramics Co Ltd シリコンウエーハ及びその製造方法
JP2002184781A (ja) * 2000-12-13 2002-06-28 Sumitomo Metal Ind Ltd シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04340710A (ja) * 1991-05-17 1992-11-27 Seiko Instr Inc 不純物ドーピングの方法
JPH05315270A (ja) * 1992-05-13 1993-11-26 Hitachi Ltd 不純物拡散法及び半導体装置
JPH088264A (ja) * 1994-06-17 1996-01-12 Toshiba Ceramics Co Ltd シリコンウエハの製造方法
JPH10144698A (ja) * 1996-11-07 1998-05-29 Toshiba Ceramics Co Ltd シリコンウエーハ及びその製造方法
JP2002184781A (ja) * 2000-12-13 2002-06-28 Sumitomo Metal Ind Ltd シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2372750A1 (en) * 2008-12-25 2011-10-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for manufacturing bonded wafer
EP2372750A4 (en) * 2008-12-25 2012-08-01 Shinetsu Handotai Kk MANUFACTURING PROCESS FOR JOINT WAFERS
US8389382B2 (en) 2008-12-25 2013-03-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for manufacturing bonded wafer
US8153538B1 (en) 2010-12-09 2012-04-10 Memc Electronic Materials, Inc. Process for annealing semiconductor wafers with flat dopant depth profiles

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