JP2014201468A - エピタキシャルシリコンウェーハおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このエピタキシャルシリコンウェーハは、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶から切り出され、直径が300mm以上であり、育成時にシリコン単結晶の各部を800℃から600℃まで降温させる所要時間を、450分以下とされたものであり、格子間酸素濃度が、1.5×1018〜2.2×1018atoms/cm3(old ASTM)であり、前記切り出されたシリコンウェーハの全面が、COP領域からなり、エピタキシャルウェーハのバルク部の1000℃×16時間の熱処理後のBMD密度が、1×104/cm2以下である。
【選択図】なし
Description
本発明の他の目的は、半導体デバイスの製造プロセスにおける熱プロセスが低温熱プロセスであっても、十分なゲッタリング能力が得られるとともに、エピタキシャル欠陥が生じないエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を提供することである。
(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から切り出され、直径が300mm以上で、表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、
育成時に前記シリコン単結晶の各部を800℃から600℃まで降温させる所要時間を450分以下とされたものであり、
格子間酸素濃度が、1.5×1018〜2.2×1018atoms/cm3(old ASTM)であり、
窒素濃度が、1×1013atoms/cm3以下であり、
炭素濃度が、1×1016atoms/cm3以下であり、
前記切り出されたシリコンウェーハの全面が、COP領域からなり、
前記エピタキシャルウェーハのバルク部のBMD密度が、1000℃×16時間の熱処理後に、1×104/cm2以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
(2)1000℃以下で熱処理し、その後、最高到達温度が1200℃のフラッシュランプアニールによる熱応力負荷試験を行った後、ライトエッチングを行っても転位エッチピットが発生しないことを特徴とする上記(1)に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
(3)上記(1)に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法であって、
チョクラルスキー法により、シリコン単結晶を育成する工程であって、当該シリコン単結晶各部の800℃から600℃まで降温させる所要時間を450分以下とする工程と、
前記シリコン単結晶外周部のOSF−ring領域を除去する工程と、
OSF−ring領域を除去した前記シリコン単結晶から、直径が300mm以上のシリコンウェーハを切り出す工程と、
前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程とを含み、
前記シリコン単結晶を育成する工程は、当該シリコン単結晶の中心軸から少なくとも半径150mm内の領域がCOP領域のみになるようにして、シリコン単結晶の育成を行う工程を含み、
前記OSF−ringを除去する工程は、シリコン単結晶の径方向に関してCOP領域のみが残るように、OSF−ring領域を除去する工程を含むことを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
(4)前記エピタキシャル層を形成する工程は、酸素析出核を減少させるように、当該シリコンウェーハを加熱する工程を含むことを特徴とする上記(3)に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
チョクラルスキー法により、シリコン単結晶を育成する工程であって、当該シリコン単結晶各部の800℃から600℃まで降温させる所要時間を450分以下とする工程と、
前記シリコン単結晶外周部のOSF−ring領域を除去する工程と、
OSF−ring領域を除去した前記シリコン単結晶から、直径が300mm以上のシリコンウェーハを切り出す工程と、
前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程とを含む。
表1に示すエピタキシャルシリコンウェーハのサンプルを作製した。これらのサンプルは、いずれも、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶から切り出したウェーハに後述の処理をして得たものである。
第2ステップ:900℃で20分保持
第3ステップ:825℃で30分保持
第4ステップ:725℃で100分保持
表2に、OSF−ring領域を含まないサンプルと、OSF−ring領域を含むサンプルとについて、熱応力負荷試験の結果を示す。OSF−ring領域を含まないサンプルとして、表2に示す通り、実施例1で説明したサンプル3を採用した。
Claims (4)
- チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶から切り出され、直径が300mm以上で、表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、
育成時に前記シリコン単結晶の各部を800℃から600℃まで降温させる所要時間を、450分以下とされたものであり、
格子間酸素濃度が、1.5×1018〜2.2×1018atoms/cm3(old ASTM)であり、
窒素濃度が、1×1013atoms/cm3以下であり、
炭素濃度が、1×1016atoms/cm3以下であり、
前記切り出されたシリコンウェーハの全面が、COP領域からなり、
前記エピタキシャルウェーハのバルク部のBMD密度が、1000℃×16時間の熱処理後に、1×104/cm2以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。 - 1000℃以下で熱処理し、その後、最高到達温度が1200℃のフラッシュランプアニールによる熱応力負荷試験を行った後、ライトエッチングを行っても転位エッチピットが発生しないことを特徴とする請求項1に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
- 請求項1に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法であって、
チョクラルスキー法により、シリコン単結晶を育成する工程であって、当該シリコン単結晶各部の800℃から600℃まで降温させる所要時間を450分以下とする工程と、
前記シリコン単結晶外周部のOSF−ring領域を除去する工程と、
OSF−ring領域を除去した前記シリコン単結晶から、直径が300mm以上のシリコンウェーハを切り出す工程と、
前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程とを含み、
前記シリコン単結晶を育成する工程は、当該シリコン単結晶の中心軸から少なくとも半径150mm内の領域がCOP領域のみになるようにして、シリコン単結晶の育成を行う工程を含み、
前記OSF−ringを除去する工程は、シリコン単結晶の径方向に関してCOP領域のみが残るように、OSF−ring領域を除去する工程を含むことを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。 - 前記エピタキシャル層を形成する工程は、酸素析出核を減少させるように、当該シリコンウェーハを加熱する工程を含むことを特徴とする請求項3に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
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