JP2002234794A - シリコン単結晶引上方法及びシリコンウェーハ - Google Patents
シリコン単結晶引上方法及びシリコンウェーハInfo
- Publication number
- JP2002234794A JP2002234794A JP2001024956A JP2001024956A JP2002234794A JP 2002234794 A JP2002234794 A JP 2002234794A JP 2001024956 A JP2001024956 A JP 2001024956A JP 2001024956 A JP2001024956 A JP 2001024956A JP 2002234794 A JP2002234794 A JP 2002234794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- silicon
- silicon single
- pulling
- crucible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン単結晶引上方法及びシリコンウェー
ハにおいて、シリコン単結晶の軸方向において均一なＢ
ＭＤ密度を得ること。 【解決手段】 ルツボ内のシリコン融液からシリコン単
結晶を引き上げるシリコン単結晶引上方法であって、前
記シリコン単結晶の軸方向における酸素濃度分布を推定
し、該酸素濃度分布に応じた量で前記シリコン融液中に
予め窒素を添加しておく。
ハにおいて、シリコン単結晶の軸方向において均一なＢ
ＭＤ密度を得ること。 【解決手段】 ルツボ内のシリコン融液からシリコン単
結晶を引き上げるシリコン単結晶引上方法であって、前
記シリコン単結晶の軸方向における酸素濃度分布を推定
し、該酸素濃度分布に応じた量で前記シリコン融液中に
予め窒素を添加しておく。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＺ法（チョクラ
ルスキー法）を用いて、ルツボ内に貯留されたシリコン
融液からシリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶引
上方法及びこの方法で引き上げたシリコン単結晶からス
ライスしたシリコンウェーハに関する。
ルスキー法）を用いて、ルツボ内に貯留されたシリコン
融液からシリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶引
上方法及びこの方法で引き上げたシリコン単結晶からス
ライスしたシリコンウェーハに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、シリコン（Ｓｉ）単結晶を成長
する手段の一つとして、ＣＺ（チョクラルスキー）法を
用いた単結晶引上方法が知られている。この単結晶引上
方法は、チャンバ内部のサセプタ上に配設した石英ルツ
ボ内にシリコン融液を貯留し、該シリコン融液を石英ル
ツボの周囲に配置した円筒状のヒータで所定温度に加熱
制御して、このシリコン融液からインゴット状にシリコ
ン単結晶を引き上げるものである。
する手段の一つとして、ＣＺ（チョクラルスキー）法を
用いた単結晶引上方法が知られている。この単結晶引上
方法は、チャンバ内部のサセプタ上に配設した石英ルツ
ボ内にシリコン融液を貯留し、該シリコン融液を石英ル
ツボの周囲に配置した円筒状のヒータで所定温度に加熱
制御して、このシリコン融液からインゴット状にシリコ
ン単結晶を引き上げるものである。
【０００３】このＣＺ法で引上成長されたシリコン単結
晶を加工して作製されたシリコンウェーハは、酸素不純
物を多く含んでおり、この酸素不純物は転位や欠陥等を
生じさせる酸素析出物となる。この酸素析出物及びそれ
によって発生した転位群の総称は、ＢＭＤ(Bulk Micro
Defect)と呼ばれ、ＩＧ(Intrinsic Gettering)法のゲッ
タリング源となる。
晶を加工して作製されたシリコンウェーハは、酸素不純
物を多く含んでおり、この酸素不純物は転位や欠陥等を
生じさせる酸素析出物となる。この酸素析出物及びそれ
によって発生した転位群の総称は、ＢＭＤ(Bulk Micro
Defect)と呼ばれ、ＩＧ(Intrinsic Gettering)法のゲッ
タリング源となる。
【０００４】すなわち、ＩＧ法は、Ｓｉ結晶中に存在す
る過飽和な格子間酸素が熱処理によりＳｉと反応して析
出する際にＳｉＯ2に変態し、転位や積層欠陥のＢＭＤ
が結晶内部に二次欠陥として形成されることを利用した
ものであり、この二次欠陥に金属不純物を捕獲させて金
属汚染による素子への悪影響を低減するものである。し
たがって、ＩＧ法によるゲッタリング効果は、ＢＭＤ密
度に大きく依存する。
る過飽和な格子間酸素が熱処理によりＳｉと反応して析
出する際にＳｉＯ2に変態し、転位や積層欠陥のＢＭＤ
が結晶内部に二次欠陥として形成されることを利用した
ものであり、この二次欠陥に金属不純物を捕獲させて金
属汚染による素子への悪影響を低減するものである。し
たがって、ＩＧ法によるゲッタリング効果は、ＢＭＤ密
度に大きく依存する。
【０００５】また、酸素析出物がデバイスが形成される
表面にある場合、リーク電流増大や酸化膜耐圧低下等の
原因になって半導体デバイスの特性に大きな影響を及ぼ
す。このため、シリコンウェーハ表面に対し、１２５０
℃以上の高温で短時間の急速加熱・急冷の熱処理を所定
の雰囲気ガス中で施し、内部に過剰空孔（Ｖａｃａｎ
ｙ）を埋設するとともに表面では空孔を外方拡散させる
ことによりＤＺ層（無欠陥層）を均一に形成する方法が
用いられている（例えば、国際公開公報 ＷＯ98/38675
に記載の技術）。そして、上記ＤＺ層形成後に、上記温
度より低温で熱処理を施すことで、内部の欠陥層に酸素
析出核を形成・安定化してゲッタリング効果を有するＢ
ＭＤ層を形成する工程が採用されている。
表面にある場合、リーク電流増大や酸化膜耐圧低下等の
原因になって半導体デバイスの特性に大きな影響を及ぼ
す。このため、シリコンウェーハ表面に対し、１２５０
℃以上の高温で短時間の急速加熱・急冷の熱処理を所定
の雰囲気ガス中で施し、内部に過剰空孔（Ｖａｃａｎ
ｙ）を埋設するとともに表面では空孔を外方拡散させる
ことによりＤＺ層（無欠陥層）を均一に形成する方法が
用いられている（例えば、国際公開公報 ＷＯ98/38675
に記載の技術）。そして、上記ＤＺ層形成後に、上記温
度より低温で熱処理を施すことで、内部の欠陥層に酸素
析出核を形成・安定化してゲッタリング効果を有するＢ
ＭＤ層を形成する工程が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記単
結晶成長技術では、以下のような課題が残されている。
すなわち、引上成長されるシリコン単結晶に取り込まれ
る酸素は、その偏析係数が１より大きいため及び結晶引
上中の熱履歴により、引き上げられるにつれて徐々に酸
素濃度が低くなってしまう現象がある。すなわち、引き
上げられたシリコン単結晶のボトム側の酸素析出量がト
ップ側に比べて低くなり、軸方向において均一なＢＭＤ
密度を得ることが困難であった。このため、シリコン単
結晶のスライス位置によってシリコンウェーハの特性、
特に上記ゲッタリング効果等にばらつきが生じてしまっ
ていた。
結晶成長技術では、以下のような課題が残されている。
すなわち、引上成長されるシリコン単結晶に取り込まれ
る酸素は、その偏析係数が１より大きいため及び結晶引
上中の熱履歴により、引き上げられるにつれて徐々に酸
素濃度が低くなってしまう現象がある。すなわち、引き
上げられたシリコン単結晶のボトム側の酸素析出量がト
ップ側に比べて低くなり、軸方向において均一なＢＭＤ
密度を得ることが困難であった。このため、シリコン単
結晶のスライス位置によってシリコンウェーハの特性、
特に上記ゲッタリング効果等にばらつきが生じてしまっ
ていた。
【０００７】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、シリコン単結晶の軸方向において均一なＢＭＤ密
度を得ることができるシリコン単結晶引上方法及びシリ
コンウェーハを提供することを目的とする。
ので、シリコン単結晶の軸方向において均一なＢＭＤ密
度を得ることができるシリコン単結晶引上方法及びシリ
コンウェーハを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
のシリコン単結晶引上方法は、ルツボ内のシリコン融液
からシリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶引上方
法であって、前記シリコン単結晶の軸方向における酸素
濃度分布を推定し、該酸素濃度分布に応じた量で前記シ
リコン融液中に予め窒素を添加しておくことを特徴とす
る。
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
のシリコン単結晶引上方法は、ルツボ内のシリコン融液
からシリコン単結晶を引き上げるシリコン単結晶引上方
法であって、前記シリコン単結晶の軸方向における酸素
濃度分布を推定し、該酸素濃度分布に応じた量で前記シ
リコン融液中に予め窒素を添加しておくことを特徴とす
る。
【０００９】このシリコン単結晶引上方法では、シリコ
ン単結晶の軸方向における酸素濃度分布を推定し、該酸
素濃度分布に応じた量でシリコン融液中に予め窒素を添
加しておくので、ＢＭＤを発生させる不純物の一つであ
る窒素の偏析現象、すなわち偏析係数が１より小さい窒
素の偏析により、シリコン単結晶のボトム側の窒素濃度
が高くなり、ボトム側ほど低くなる酸素に起因したＢＭ
Ｄ密度分布とボトム側ほど高くなる窒素に起因したＢＭ
Ｄ密度分布とにより、トータルのＢＭＤ密度分布が軸方
向で均一化される。
ン単結晶の軸方向における酸素濃度分布を推定し、該酸
素濃度分布に応じた量でシリコン融液中に予め窒素を添
加しておくので、ＢＭＤを発生させる不純物の一つであ
る窒素の偏析現象、すなわち偏析係数が１より小さい窒
素の偏析により、シリコン単結晶のボトム側の窒素濃度
が高くなり、ボトム側ほど低くなる酸素に起因したＢＭ
Ｄ密度分布とボトム側ほど高くなる窒素に起因したＢＭ
Ｄ密度分布とにより、トータルのＢＭＤ密度分布が軸方
向で均一化される。
【００１０】なお、窒素をドーピングして引上成長した
場合のシリコン単結晶における軸方向の窒素濃度分布
を、図５に示す。この図からもわかるように、ボトム側
ほど窒素濃度が高くなっている。この図中で、点◆及び
△は、偏析係数ｋがそれぞれ０．００７及び０．２の場
合であり、点●は、実際にＳＩＭＳで測定した値であ
る。
場合のシリコン単結晶における軸方向の窒素濃度分布
を、図５に示す。この図からもわかるように、ボトム側
ほど窒素濃度が高くなっている。この図中で、点◆及び
△は、偏析係数ｋがそれぞれ０．００７及び０．２の場
合であり、点●は、実際にＳＩＭＳで測定した値であ
る。
【００１１】また、本発明のシリコン単結晶引上方法
は、前記酸素濃度分布を、前記窒素の添加量以外の条件
を同一とした条件で予め引き上げたシリコン単結晶から
実測したものに基づいて推定することが好ましい。すな
わち、このシリコン単結晶引上方法では、酸素濃度分布
を、窒素の添加量以外の条件を同一とした条件で予め引
き上げたシリコン単結晶から実測したものに基づいて推
定するので、シリコン単結晶の軸方向において、酸素に
起因したＢＭＤ密度分布を正確に推定することができる
と共に、正確に窒素添加量を設定することができ、高精
度にＢＭＤ密度を均一化させることができる。
は、前記酸素濃度分布を、前記窒素の添加量以外の条件
を同一とした条件で予め引き上げたシリコン単結晶から
実測したものに基づいて推定することが好ましい。すな
わち、このシリコン単結晶引上方法では、酸素濃度分布
を、窒素の添加量以外の条件を同一とした条件で予め引
き上げたシリコン単結晶から実測したものに基づいて推
定するので、シリコン単結晶の軸方向において、酸素に
起因したＢＭＤ密度分布を正確に推定することができる
と共に、正確に窒素添加量を設定することができ、高精
度にＢＭＤ密度を均一化させることができる。
【００１２】また、本発明のシリコン単結晶引上方法
は、前記酸素濃度分布を、前記ルツボと前記シリコン融
液との接触面の面積及び温度、ルツボの直径と前記シリ
コン単結晶の結晶径との比、シリコン融液表面を流れる
ガスの流量又はルツボの回転速度の少なくとも一つに基
づいて推定することが好ましい。すなわち、このシリコ
ン単結晶引上方法では、ルツボとシリコン融液との接触
面の面積及び温度、ルツボの直径とシリコン単結晶の結
晶径との比、シリコン融液表面を流れるガスの流量又は
ルツボの回転速度という引上成長において酸素濃度に大
きく影響するパラメータに基づいて酸素濃度分布を推定
するので、酸素に起因したＢＭＤ密度をより正確に推定
することができると共に、より正確に窒素添加量を設定
することができ、高精度にＢＭＤ密度を均一化させるこ
とができる。
は、前記酸素濃度分布を、前記ルツボと前記シリコン融
液との接触面の面積及び温度、ルツボの直径と前記シリ
コン単結晶の結晶径との比、シリコン融液表面を流れる
ガスの流量又はルツボの回転速度の少なくとも一つに基
づいて推定することが好ましい。すなわち、このシリコ
ン単結晶引上方法では、ルツボとシリコン融液との接触
面の面積及び温度、ルツボの直径とシリコン単結晶の結
晶径との比、シリコン融液表面を流れるガスの流量又は
ルツボの回転速度という引上成長において酸素濃度に大
きく影響するパラメータに基づいて酸素濃度分布を推定
するので、酸素に起因したＢＭＤ密度をより正確に推定
することができると共に、より正確に窒素添加量を設定
することができ、高精度にＢＭＤ密度を均一化させるこ
とができる。
【００１３】本発明のシリコンウェーハは、ルツボ内の
シリコン融液から引き上げられたシリコン単結晶をスラ
イスしたシリコンウェーハであって、前記シリコン単結
晶は、上記本発明のシリコン単結晶引上方法により引き
上げられたものであることを特徴とする。
シリコン融液から引き上げられたシリコン単結晶をスラ
イスしたシリコンウェーハであって、前記シリコン単結
晶は、上記本発明のシリコン単結晶引上方法により引き
上げられたものであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシリコン単結
晶引上方法及びシリコンウェーハの一実施形態を、図１
から図４を参照しながら説明する。図１にあって、符号
１はチャンバ、２はシャフト、３はサセプタ、４はルツ
ボ、５はヒータ、６は保温筒を示している。
晶引上方法及びシリコンウェーハの一実施形態を、図１
から図４を参照しながら説明する。図１にあって、符号
１はチャンバ、２はシャフト、３はサセプタ、４はルツ
ボ、５はヒータ、６は保温筒を示している。
【００１５】図１は、本実施形態のシリコン単結晶引上
方法を実施するための単結晶引上装置を示すものであっ
て、該単結晶引上装置は、中空の気密容器であるチャン
バ１内に、該チャンバ１の中央下部に垂直に立設され上
下動可能なシャフト２と、該シャフト２上に載置された
サセプタ３と、該サセプタ３上に載置されて支持されシ
リコン融液Ｌを貯留する石英（ＳｉＯ2）製のルツボ４
と、該ルツボ４の外周に所定距離離間して配されたヒー
タ５と、該ヒータ５の周囲に配された保温筒６とがそれ
ぞれ配置されている。
方法を実施するための単結晶引上装置を示すものであっ
て、該単結晶引上装置は、中空の気密容器であるチャン
バ１内に、該チャンバ１の中央下部に垂直に立設され上
下動可能なシャフト２と、該シャフト２上に載置された
サセプタ３と、該サセプタ３上に載置されて支持されシ
リコン融液Ｌを貯留する石英（ＳｉＯ2）製のルツボ４
と、該ルツボ４の外周に所定距離離間して配されたヒー
タ５と、該ヒータ５の周囲に配された保温筒６とがそれ
ぞれ配置されている。
【００１６】また、この単結晶引上装置は、ルツボ４の
上方に該ルツボ４と同軸に配置された略円筒状のフロー
管７と、保温筒６の上部に取り付けられフロー管７を支
持する円環状のアッパーリング８とを備えている。上記
ルツボ４は、シャフト２の軸線を中心として水平面上で
所定の角速度で回転する構成になっている。上記ヒータ
５は、シリコン原料をルツボ４内で加熱・融解するとと
もに生じたシリコン融液Ｌを保温するもので、通常、抵
抗加熱が用いられる。
上方に該ルツボ４と同軸に配置された略円筒状のフロー
管７と、保温筒６の上部に取り付けられフロー管７を支
持する円環状のアッパーリング８とを備えている。上記
ルツボ４は、シャフト２の軸線を中心として水平面上で
所定の角速度で回転する構成になっている。上記ヒータ
５は、シリコン原料をルツボ４内で加熱・融解するとと
もに生じたシリコン融液Ｌを保温するもので、通常、抵
抗加熱が用いられる。
【００１７】上記保温筒６は、炭素繊維（カーボンファ
イバ）からなる保温材６ａで形成されその内側面に支持
板としてカーボン板６ｂが張られている。また、チャン
バ１上部からは、引上ワイヤ９が昇降自在にかつ回転自
在に吊り下げられ、該引上ワイヤ９の下端部には、シリ
コンの種結晶が固定されている。なお、チャンバ１の上
部には、シリコン単結晶Ｃの固液界面を観察するための
透明窓部１０が設けられている。
イバ）からなる保温材６ａで形成されその内側面に支持
板としてカーボン板６ｂが張られている。また、チャン
バ１上部からは、引上ワイヤ９が昇降自在にかつ回転自
在に吊り下げられ、該引上ワイヤ９の下端部には、シリ
コンの種結晶が固定されている。なお、チャンバ１の上
部には、シリコン単結晶Ｃの固液界面を観察するための
透明窓部１０が設けられている。
【００１８】上記フロー管７は、内径が下方に向けて漸
次小さくなるテーパ状の円筒部材であり、その上端フラ
ンジ部７ａがアッパーリング８を介して保温筒６の上部
に固定されている。このフロー管７は、成長時にシリコ
ン単結晶Ｃへの輻射熱を遮断するとともに、チャンバ１
上端のガス導入口１ａから供給されるアルゴンガス（不
活性ガス）を通過させてシリコン融液Ｌ上に吹き付け、
シリコン融液Ｌから発生するＳｉＯ2を吹き流すもので
ある。なお、吹き流されたＳｉＯ2を含むアルゴンガス
は、チャンバ１下端のガス排出口１ｂから外部に順次排
出される。
次小さくなるテーパ状の円筒部材であり、その上端フラ
ンジ部７ａがアッパーリング８を介して保温筒６の上部
に固定されている。このフロー管７は、成長時にシリコ
ン単結晶Ｃへの輻射熱を遮断するとともに、チャンバ１
上端のガス導入口１ａから供給されるアルゴンガス（不
活性ガス）を通過させてシリコン融液Ｌ上に吹き付け、
シリコン融液Ｌから発生するＳｉＯ2を吹き流すもので
ある。なお、吹き流されたＳｉＯ2を含むアルゴンガス
は、チャンバ１下端のガス排出口１ｂから外部に順次排
出される。
【００１９】この単結晶引上装置により本実施形態のシ
リコン単結晶の引上成長を行う場合、まず、後述する窒
素の添加量以外の条件を同一とした条件で予めシリコン
単結晶を引上成長しておき、該シリコン単結晶から軸方
向の酸素濃度分布を実測しておく。この後、ルツボ４内
に多結晶シリコンのシリコン原料を所定量入れると共
に、上記実測した酸素濃度分布に基づいてシリコン原料
中にＳｉＮを所定量添加する。
リコン単結晶の引上成長を行う場合、まず、後述する窒
素の添加量以外の条件を同一とした条件で予めシリコン
単結晶を引上成長しておき、該シリコン単結晶から軸方
向の酸素濃度分布を実測しておく。この後、ルツボ４内
に多結晶シリコンのシリコン原料を所定量入れると共
に、上記実測した酸素濃度分布に基づいてシリコン原料
中にＳｉＮを所定量添加する。
【００２０】この際、図２に示すように、酸素濃度分布
に起因して発生する軸方向のＢＭＤ密度分布ＯＢと、Ｓ
ｉＮによりドーピングされた窒素（Ｎ2）に起因して発
生するＢＭＤ密度分布ＮＢとにより、軸方向におけるト
ータルのＢＭＤ密度分布ＴＢが均一になるようにＳｉＮ
の添加量を設定する。
に起因して発生する軸方向のＢＭＤ密度分布ＯＢと、Ｓ
ｉＮによりドーピングされた窒素（Ｎ2）に起因して発
生するＢＭＤ密度分布ＮＢとにより、軸方向におけるト
ータルのＢＭＤ密度分布ＴＢが均一になるようにＳｉＮ
の添加量を設定する。
【００２１】このようにルツボ４に窒素添加したシリコ
ン原料を入れた後、ガス導入口１ａからアルゴンガスを
供給するとともに、ヒータ５に通電してルツボ４内のシ
リコン原料を溶融してシリコン融液Ｌとし、そしてヒー
タ５の電力を調整してシリコン融液Ｌの中央液面付近を
単結晶成長温度に保つ。次に、引上ワイヤ９により吊り
下げられた種結晶を下降させてシリコン融液Ｌに浸して
なじませ、いわゆるネッキングにより無転位化を行い、
その後、ルツボ５と引上ワイヤ９とを互いに反対に回転
させながらシリコン単結晶Ｃを引き上げ成長する。この
ように引上成長したシリコン単結晶Ｃのインゴットをワ
イヤソー等でスライスすることにより、ＢＭＤ密度が同
様の多数のシリコンウェーハが得られる。
ン原料を入れた後、ガス導入口１ａからアルゴンガスを
供給するとともに、ヒータ５に通電してルツボ４内のシ
リコン原料を溶融してシリコン融液Ｌとし、そしてヒー
タ５の電力を調整してシリコン融液Ｌの中央液面付近を
単結晶成長温度に保つ。次に、引上ワイヤ９により吊り
下げられた種結晶を下降させてシリコン融液Ｌに浸して
なじませ、いわゆるネッキングにより無転位化を行い、
その後、ルツボ５と引上ワイヤ９とを互いに反対に回転
させながらシリコン単結晶Ｃを引き上げ成長する。この
ように引上成長したシリコン単結晶Ｃのインゴットをワ
イヤソー等でスライスすることにより、ＢＭＤ密度が同
様の多数のシリコンウェーハが得られる。
【００２２】本実施形態では、シリコン単結晶Ｃの軸方
向における酸素濃度分布を推定し、該酸素濃度分布に応
じた量でシリコン融液Ｌ中に予め窒素を添加しておくの
で、ＢＭＤを発生させる不純物の一つである窒素の偏析
現象により、シリコン単結晶Ｃのボトム側の窒素濃度が
高くなり、ボトム側ほど低くなる酸素に起因したＢＭＤ
密度分布とボトム側ほど高くなる窒素に起因したＢＭＤ
密度分布とにより、トータルのＢＭＤ密度分布を軸方向
で均一化することができる。
向における酸素濃度分布を推定し、該酸素濃度分布に応
じた量でシリコン融液Ｌ中に予め窒素を添加しておくの
で、ＢＭＤを発生させる不純物の一つである窒素の偏析
現象により、シリコン単結晶Ｃのボトム側の窒素濃度が
高くなり、ボトム側ほど低くなる酸素に起因したＢＭＤ
密度分布とボトム側ほど高くなる窒素に起因したＢＭＤ
密度分布とにより、トータルのＢＭＤ密度分布を軸方向
で均一化することができる。
【００２３】また、酸素濃度分布を、窒素の添加量以外
の条件を同一とした条件で予め引き上げたシリコン単結
晶から実測したものに基づいて推定するので、シリコン
単結晶Ｃの軸方向において、酸素に起因したＢＭＤ密度
分布を正確に推定することができると共に、正確に窒素
添加量を設定することができ、高精度にＢＭＤ密度を均
一化させることができる。
の条件を同一とした条件で予め引き上げたシリコン単結
晶から実測したものに基づいて推定するので、シリコン
単結晶Ｃの軸方向において、酸素に起因したＢＭＤ密度
分布を正確に推定することができると共に、正確に窒素
添加量を設定することができ、高精度にＢＭＤ密度を均
一化させることができる。
【００２４】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、上記実施形態では、予め引き上げたシリコン単結
晶から実測したデータに基づいて酸素濃度分布を推定し
ているが、酸素濃度に大きく影響する引上成長時のパラ
メータに基づいて酸素濃度分布を推定する方法を採用し
ても構わない。
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、上記実施形態では、予め引き上げたシリコン単結
晶から実測したデータに基づいて酸素濃度分布を推定し
ているが、酸素濃度に大きく影響する引上成長時のパラ
メータに基づいて酸素濃度分布を推定する方法を採用し
ても構わない。
【００２５】すなわち、ルツボ５とシリコン融液Ｌとの
接触面の面積及び温度、ルツボ５の直径とシリコン単結
晶Ｃの結晶径との比、シリコン融液Ｌ表面を流れるＡｒ
ガスの流量又はルツボ５の回転速度の少なくとも一つに
基づいて酸素濃度分布を推定する場合でも、酸素に起因
したＢＭＤ密度をより正確に推定することができると共
に、より正確に窒素添加量を設定することができ、高精
度にＢＭＤ密度を均一化させることができる。
接触面の面積及び温度、ルツボ５の直径とシリコン単結
晶Ｃの結晶径との比、シリコン融液Ｌ表面を流れるＡｒ
ガスの流量又はルツボ５の回転速度の少なくとも一つに
基づいて酸素濃度分布を推定する場合でも、酸素に起因
したＢＭＤ密度をより正確に推定することができると共
に、より正確に窒素添加量を設定することができ、高精
度にＢＭＤ密度を均一化させることができる。
【００２６】例えば、ルツボ５内のシリコン融液Ｌのチ
ャージ量が多い場合、ルツボ５とシリコン融液Ｌとの接
触面の面積が増え、酸素濃度が高くなり、またシリコン
融液Ｌ表面を流れるＡｒガスの流量又は流速が増える
と、酸素濃度が低くなる。さらに、ルツボ５の回転速度
が高速になると、酸素濃度は高くなる。なお、フロー管
７とシリコン融液Ｌとのギャップが狭くなると、シリコ
ン融液Ｌ表面を流れるＡｒガスの流速が増え、酸素濃度
は低くなる。
ャージ量が多い場合、ルツボ５とシリコン融液Ｌとの接
触面の面積が増え、酸素濃度が高くなり、またシリコン
融液Ｌ表面を流れるＡｒガスの流量又は流速が増える
と、酸素濃度が低くなる。さらに、ルツボ５の回転速度
が高速になると、酸素濃度は高くなる。なお、フロー管
７とシリコン融液Ｌとのギャップが狭くなると、シリコ
ン融液Ｌ表面を流れるＡｒガスの流速が増え、酸素濃度
は低くなる。
【００２７】
【実施例】次に、本発明に係るシリコン単結晶引上方法
及びシリコンウェーハを実施例により具体的に説明す
る。
及びシリコンウェーハを実施例により具体的に説明す
る。
【００２８】上記実施形態に基づいて、実際に窒素を上
記添加量（１×１０14ｃｍ-3）にして引上成長したシリ
コン単結晶Ｃについて、実測した軸方向における酸素濃
度分布及びＢＭＤ密度分布を、図３及び図４に示す（線
Ａ）。なお、比較のため、窒素をドーピングしない場合
（他の条件同一：線Ｂ）及び窒素を上記実施形態の添加
量に満たない量（５×１０13ｃｍ-3：線Ｃ）でドーピン
グした場合も合わせて示す。
記添加量（１×１０14ｃｍ-3）にして引上成長したシリ
コン単結晶Ｃについて、実測した軸方向における酸素濃
度分布及びＢＭＤ密度分布を、図３及び図４に示す（線
Ａ）。なお、比較のため、窒素をドーピングしない場合
（他の条件同一：線Ｂ）及び窒素を上記実施形態の添加
量に満たない量（５×１０13ｃｍ-3：線Ｃ）でドーピン
グした場合も合わせて示す。
【００２９】軸方向の酸素濃度分布は、図３からわかる
ように、上記のいずれの場合もボトム側ほど同様に低く
なっている。これに対して、軸方向のＢＭＤ密度分布
は、図４からわかるように、窒素をドーピングしない場
合は、酸素濃度分布と同様に、ＢＭＤ密度分布もボトム
側ほど低くなっているが、窒素を上記実施形態の添加量
に満たない量でドーピングした場合では、ＢＭＤ密度の
低下が大幅に改善され、さらに窒素を上記実施形態の添
加量でドーピングした場合では、軸方向全体にわたって
均一なＢＭＤ密度が得られている。
ように、上記のいずれの場合もボトム側ほど同様に低く
なっている。これに対して、軸方向のＢＭＤ密度分布
は、図４からわかるように、窒素をドーピングしない場
合は、酸素濃度分布と同様に、ＢＭＤ密度分布もボトム
側ほど低くなっているが、窒素を上記実施形態の添加量
に満たない量でドーピングした場合では、ＢＭＤ密度の
低下が大幅に改善され、さらに窒素を上記実施形態の添
加量でドーピングした場合では、軸方向全体にわたって
均一なＢＭＤ密度が得られている。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のシリコン単結晶引上方法及びシリコンウェーハ
によれば、シリコン単結晶の軸方向における酸素濃度分
布を推定し、該酸素濃度分布に応じた量でシリコン融液
中に予め窒素を添加しておくので、窒素の偏析現象によ
り、シリコン単結晶のボトム側の窒素濃度が高くなり、
ボトム側ほど低くなる酸素に起因したＢＭＤ密度分布と
ボトム側ほど高くなる窒素に起因したＢＭＤ密度分布と
により、トータルのＢＭＤ密度分布を軸方向で均一化さ
せることができる。したがって、シリコン単結晶のイン
ゴット全体にわたって所望のＢＭＤ密度のシリコンウェ
ーハを高歩留まりで作製することができる。
本発明のシリコン単結晶引上方法及びシリコンウェーハ
によれば、シリコン単結晶の軸方向における酸素濃度分
布を推定し、該酸素濃度分布に応じた量でシリコン融液
中に予め窒素を添加しておくので、窒素の偏析現象によ
り、シリコン単結晶のボトム側の窒素濃度が高くなり、
ボトム側ほど低くなる酸素に起因したＢＭＤ密度分布と
ボトム側ほど高くなる窒素に起因したＢＭＤ密度分布と
により、トータルのＢＭＤ密度分布を軸方向で均一化さ
せることができる。したがって、シリコン単結晶のイン
ゴット全体にわたって所望のＢＭＤ密度のシリコンウェ
ーハを高歩留まりで作製することができる。
【図１】 本発明に係るシリコン単結晶引上方法及びシ
リコンウェーハの一実施形態における単結晶引上装置を
示す概略的な全体断面図である。
リコンウェーハの一実施形態における単結晶引上装置を
示す概略的な全体断面図である。
【図２】 シリコン単結晶の軸方向における酸素濃度分
布、窒素濃度分布及び本発明に係るシリコン単結晶引上
方法による場合のＢＭＤ密度分布を模式的に示すグラフ
である。
布、窒素濃度分布及び本発明に係るシリコン単結晶引上
方法による場合のＢＭＤ密度分布を模式的に示すグラフ
である。
【図３】 本発明に係るシリコン単結晶引上方法及びシ
リコンウェーハの実施例、窒素をドーピングしない場合
及び窒素を上記実施形態の添加量に満たない量でドーピ
ングした場合における軸方向の酸素濃度分布を示すグラ
フである。
リコンウェーハの実施例、窒素をドーピングしない場合
及び窒素を上記実施形態の添加量に満たない量でドーピ
ングした場合における軸方向の酸素濃度分布を示すグラ
フである。
【図４】 本発明に係るシリコン単結晶引上方法及びシ
リコンウェーハの実施例、窒素をドーピングしない場合
及び窒素を上記実施形態の添加量に満たない量でドーピ
ングした場合における軸方向のＢＭＤ密度分布を示すグ
ラフである。
リコンウェーハの実施例、窒素をドーピングしない場合
及び窒素を上記実施形態の添加量に満たない量でドーピ
ングした場合における軸方向のＢＭＤ密度分布を示すグ
ラフである。
【図５】 シリコン単結晶の軸方向における窒素濃度分
布を示すグラフである。
布を示すグラフである。
１ チャンバ ４ ルツボ Ｃ シリコン単結晶 Ｌ シリコン融液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小屋 浩 東京都千代田区大手町一丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 CF10 EB01 HA12 5F053 AA12 AA13 DD01 FF04 GG01 RR01 RR20
Claims (4)
- 【請求項１】 ルツボ内のシリコン融液からシリコン単
結晶を引き上げるシリコン単結晶引上方法であって、 前記シリコン単結晶の軸方向における酸素濃度分布を推
定し、 該酸素濃度分布に応じた量で前記シリコン融液中に予め
窒素を添加しておくことを特徴とするシリコン単結晶引
上方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のシリコン単結晶引上方
法において、 前記酸素濃度分布を、前記窒素の添加量以外の条件を同
一とした条件で予め引き上げたシリコン単結晶から実測
したものに基づいて推定することを特徴とするシリコン
単結晶引上方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のシリコン単結晶
引上方法において、 前記酸素濃度分布を、前記ルツボと前記シリコン融液と
の接触面の面積及び温度、ルツボの直径と前記シリコン
単結晶の結晶径との比、シリコン融液表面を流れるガス
の流量又はルツボの回転速度の少なくとも一つに基づい
て推定することを特徴とするシリコン単結晶引上方法。 - 【請求項４】 ルツボ内のシリコン融液から引き上げら
れたシリコン単結晶をスライスしたシリコンウェーハで
あって、 前記シリコン単結晶は、請求項１から３のいずれかに記
載のシリコン単結晶引上方法により引き上げられたもの
であることを特徴とするシリコンウェーハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001024956A JP2002234794A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | シリコン単結晶引上方法及びシリコンウェーハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001024956A JP2002234794A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | シリコン単結晶引上方法及びシリコンウェーハ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002234794A true JP2002234794A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18890023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001024956A Pending JP2002234794A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | シリコン単結晶引上方法及びシリコンウェーハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002234794A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014192662A1 (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | 京セラ株式会社 | シリコンインゴットの製造方法およびシリコンインゴット |
| JP2017105675A (ja) * | 2015-12-10 | 2017-06-15 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
| CN111101194A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种单晶硅晶棒的长晶方法 |
| CN113862777A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种用于制造单晶硅棒的拉晶炉、方法及单晶硅棒 |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001024956A patent/JP2002234794A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014192662A1 (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | 京セラ株式会社 | シリコンインゴットの製造方法およびシリコンインゴット |
| CN105263859A (zh) * | 2013-05-30 | 2016-01-20 | 京瓷株式会社 | 硅锭的制造方法以及硅锭 |
| JPWO2014192662A1 (ja) * | 2013-05-30 | 2017-02-23 | 京セラ株式会社 | シリコンインゴットの製造方法およびシリコンインゴット |
| JP2017105675A (ja) * | 2015-12-10 | 2017-06-15 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
| CN106906514A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-30 | 胜高股份有限公司 | 单晶硅的制造方法 |
| CN111101194A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种单晶硅晶棒的长晶方法 |
| CN113862777A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 一种用于制造单晶硅棒的拉晶炉、方法及单晶硅棒 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4147599B2 (ja) | シリコン単結晶及びその製造方法 | |
| JPH1179889A (ja) | 結晶欠陥が少ないシリコン単結晶の製造方法、製造装置並びにこの方法、装置で製造されたシリコン単結晶とシリコンウエーハ | |
| JPH08330316A (ja) | シリコン単結晶ウェーハおよびその製造方法 | |
| JPH0393700A (ja) | シリコン単結晶の熱処理方法および装置ならびに製造装置 | |
| JPH07165487A (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JPH10152389A (ja) | 半導体単結晶の製造装置および製造方法 | |
| JP2006315869A (ja) | 窒素ドープシリコン単結晶の製造方法 | |
| JPH11322490A (ja) | シリコン単結晶ウエ―ハの製造方法およびシリコン単結晶ウエ―ハ | |
| US7329317B2 (en) | Method for producing silicon wafer | |
| JP2002234794A (ja) | シリコン単結晶引上方法及びシリコンウェーハ | |
| JPH06340490A (ja) | シリコン単結晶製造装置 | |
| JPH07267776A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JP4080657B2 (ja) | シリコン単結晶インゴットの製造方法 | |
| JP6729411B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JP6958632B2 (ja) | シリコン単結晶及びその製造方法並びにシリコンウェーハ | |
| JP2800867B2 (ja) | シリコン単結晶の製造装置 | |
| JP3900816B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2007210820A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JP2004521056A (ja) | 凝集した内因性点欠陥が実質的に存在しない鉄濃度の低い単結晶シリコンの製造方法および製造装置 | |
| JPH07157391A (ja) | 酸化膜耐圧特性に優れたシリコン単結晶の製造方法および製造装置 | |
| JP4360069B2 (ja) | シリコン単結晶の育成方法 | |
| JP3149320B2 (ja) | シリコン単結晶の引上げ方法 | |
| JP2002057160A (ja) | シリコンウエーハの製造方法 | |
| JP3890861B2 (ja) | シリコン単結晶の引上げ方法 | |
| JP2010116271A (ja) | シリコン単結晶の育成方法及びシリコン単結晶インゴット |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060410 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060619 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060829 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061030 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070313 |