JP3223873B2 - シリコンウエーハ及びその製造方法 - Google Patents
シリコンウエーハ及びその製造方法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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- C30B15/36—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method characterised by the seed, e.g. its crystallographic orientation
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ツェナーダイオー
ド等に適した＜１１１＞結晶軸のＮ型シリコンウエーハ
及びその製造方法に関する。
ド等に適した＜１１１＞結晶軸のＮ型シリコンウエーハ
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ツェナーダイオードは、一般にＮ型シリ
コン基板にＰ型不純物を選択ドーピングした構造になっ
ており、そのＮ型シリコン基板としては、比抵抗が数ｍ
Ω〜数Ωという低抵抗になるようにリン等のＶ族元素が
ドーピングされたシリコンウエーハが使用される。そし
て、このシリコンウエーハとしては、電気的特性、主に
動作抵抗値の点から、＜１１１＞結晶軸をもつものが好
ましいとされ、そのウエーハは通常ＣＺ法による育成プ
ロセスを経て製造される。
コン基板にＰ型不純物を選択ドーピングした構造になっ
ており、そのＮ型シリコン基板としては、比抵抗が数ｍ
Ω〜数Ωという低抵抗になるようにリン等のＶ族元素が
ドーピングされたシリコンウエーハが使用される。そし
て、このシリコンウエーハとしては、電気的特性、主に
動作抵抗値の点から、＜１１１＞結晶軸をもつものが好
ましいとされ、そのウエーハは通常ＣＺ法による育成プ
ロセスを経て製造される。
【０００３】また、＜１１１＞結晶軸をもつＮ型ウエー
ハは、後述するように、面内の抵抗率分布が不均一であ
るため、一部では＜１００＞結晶軸や＜５１１＞結晶軸
をもつＮ型ウエーハの使用も考えられている（特開平４
−２６６０６５号公報）。
ハは、後述するように、面内の抵抗率分布が不均一であ
るため、一部では＜１００＞結晶軸や＜５１１＞結晶軸
をもつＮ型ウエーハの使用も考えられている（特開平４
−２６６０６５号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、＜１０
０＞結晶軸や＜５１１＞結晶軸をもつＮ型ウエーハは、
＜１１１＞結晶軸をもつＮ型ウエーハに比べると電気的
特性が本質的に劣る。具体的には、特定の動作電圧区分
でしか使用できないという問題がある。この問題のた
め、ツェナーダイオード用のＮ型ウエーハとしては、依
然として＜１１１＞結晶軸をもつものが望まれている。
しかし、＜１１１＞結晶軸をもつＮ型ウエーハには、ツ
ェナーダイオードの特性に関連して次のような問題があ
る。
０＞結晶軸や＜５１１＞結晶軸をもつＮ型ウエーハは、
＜１１１＞結晶軸をもつＮ型ウエーハに比べると電気的
特性が本質的に劣る。具体的には、特定の動作電圧区分
でしか使用できないという問題がある。この問題のた
め、ツェナーダイオード用のＮ型ウエーハとしては、依
然として＜１１１＞結晶軸をもつものが望まれている。
しかし、＜１１１＞結晶軸をもつＮ型ウエーハには、ツ
ェナーダイオードの特性に関連して次のような問題があ
る。
【０００５】ツェナーダイオードの特性の一つとして、
動作電圧区分が細かく分かれ、しかも個々の動作電圧範
囲が非常に狭いことがある。このため、その素材である
シリコンウエーハには、ウエーハ面内の抵抗率分布が均
一であることが要求される。しかしながら、＜１１１＞
結晶軸をもつＮ型シリコンウエーハは、この抵抗率分布
の均一性が本質的に劣るという問題がある。従って、そ
のウエーハにおける良品歩留りはかなり低いものになっ
ている。
動作電圧区分が細かく分かれ、しかも個々の動作電圧範
囲が非常に狭いことがある。このため、その素材である
シリコンウエーハには、ウエーハ面内の抵抗率分布が均
一であることが要求される。しかしながら、＜１１１＞
結晶軸をもつＮ型シリコンウエーハは、この抵抗率分布
の均一性が本質的に劣るという問題がある。従って、そ
のウエーハにおける良品歩留りはかなり低いものになっ
ている。
【０００６】この問題を解決するためには、シリコンウ
エーハの素材である単結晶ロッドの育成プロセスにおい
て、坩堝の回転速度を遅くして、結晶径方向のドーピン
グ元素分布を均一化することが一応有効である。実際、
その回転速度は通常のＣＺ育成と比べてかなり遅くされ
ている。しかし、坩堝の回転速度を遅くすると、シリコ
ン融液の対流条件が、異物を結晶の方に運搬しやすい条
件となり、有転位化を促進する。このため、単結晶の歩
留りは低く、この観点から極端な速度低下も不可能であ
る。
エーハの素材である単結晶ロッドの育成プロセスにおい
て、坩堝の回転速度を遅くして、結晶径方向のドーピン
グ元素分布を均一化することが一応有効である。実際、
その回転速度は通常のＣＺ育成と比べてかなり遅くされ
ている。しかし、坩堝の回転速度を遅くすると、シリコ
ン融液の対流条件が、異物を結晶の方に運搬しやすい条
件となり、有転位化を促進する。このため、単結晶の歩
留りは低く、この観点から極端な速度低下も不可能であ
る。
【０００７】また、単結晶におけるドーピング元素の不
均一は、結晶径が大きくなるほど顕著になり、これを抑
えるために坩堝回転数の更なる低下が必要になるが、そ
の低下は有転位化を促進する。
均一は、結晶径が大きくなるほど顕著になり、これを抑
えるために坩堝回転数の更なる低下が必要になるが、そ
の低下は有転位化を促進する。
【０００８】これらのため、＜１１１＞結晶軸をもつＮ
型ウエーハの面内抵抗率分布は、Δρ＝（ρmax −ρmi
n ）／ρmin ×１００％で表して１０％以下に抑えるこ
とができないのが実情である。また、結晶径は４インチ
以下に制限されているのが実情である。
型ウエーハの面内抵抗率分布は、Δρ＝（ρmax −ρmi
n ）／ρmin ×１００％で表して１０％以下に抑えるこ
とができないのが実情である。また、結晶径は４インチ
以下に制限されているのが実情である。
【０００９】以上はＣＺ法による育成プロセスを経て製
造されたウエーハの場合であるが、ＦＺ法による育成プ
ロセスを経て製造されたウエーハにも同様の問題があ
る。
造されたウエーハの場合であるが、ＦＺ法による育成プ
ロセスを経て製造されたウエーハにも同様の問題があ
る。
【００１０】結晶軸の方向を変えず、＜１１１＞結晶軸
のままでこれらの問題を解決するために、原子炉内で中
性子を照射してシリコンの同位体の一部をリンに変換す
る方法は知られている。しかし、このドーピングによら
ない方法は、多大のコストを必要とする問題がある。
のままでこれらの問題を解決するために、原子炉内で中
性子を照射してシリコンの同位体の一部をリンに変換す
る方法は知られている。しかし、このドーピングによら
ない方法は、多大のコストを必要とする問題がある。
【００１１】本発明の目的は、リン等のＶ族元素がドー
ピングされたＮ型の＜１１１＞結晶軸ウエーハにおい
て、ウエーハ面内の抵抗率分布を従来より均一化するこ
とにある。
ピングされたＮ型の＜１１１＞結晶軸ウエーハにおい
て、ウエーハ面内の抵抗率分布を従来より均一化するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは単結晶の育成工程でその中心軸を＜１
１１＞結晶軸に対して僅かに傾斜させることを企画し、
種々の実験検討を行った結果、以下の事項を知見し、本
発明を完成させるに至った。
に、本発明者らは単結晶の育成工程でその中心軸を＜１
１１＞結晶軸に対して僅かに傾斜させることを企画し、
種々の実験検討を行った結果、以下の事項を知見し、本
発明を完成させるに至った。
【００１３】後で詳しく説明するが、単結晶の中心軸を
＜１１１＞結晶軸に対して僅かに傾斜させることによ
り、結晶半径方向におけるドーピング元素の量的分布が
著しく均一化される。その傾斜角度に対応する角度で単
結晶から斜めに切り出したウエーハは＜１１１＞結晶軸
をもつものとなるが、傾斜角度が小さいために、傾斜に
伴う材料採取ロスは僅かである。切り出されたウエーハ
の面内抵抗率分布は、中性子照射を用いないドーピング
型ウエーハであるにもかかわらず、Δρ＝（ρmax −ρ
min ）／ρmin ×１００％で表して１０％以下に抑える
ことが可能となる。
＜１１１＞結晶軸に対して僅かに傾斜させることによ
り、結晶半径方向におけるドーピング元素の量的分布が
著しく均一化される。その傾斜角度に対応する角度で単
結晶から斜めに切り出したウエーハは＜１１１＞結晶軸
をもつものとなるが、傾斜角度が小さいために、傾斜に
伴う材料採取ロスは僅かである。切り出されたウエーハ
の面内抵抗率分布は、中性子照射を用いないドーピング
型ウエーハであるにもかかわらず、Δρ＝（ρmax −ρ
min ）／ρmin ×１００％で表して１０％以下に抑える
ことが可能となる。
【００１４】本発明のシリコンウエーハは、中性子照射
されていない、Ｖ族元素がドーピングされた＜１１１＞
結晶軸のＮ型ウエーハであって、面内抵抗率分布がΔρ
＝（ρmax −ρmin ）／ρmin ×１００％で表して１０
％以下のものである。
されていない、Ｖ族元素がドーピングされた＜１１１＞
結晶軸のＮ型ウエーハであって、面内抵抗率分布がΔρ
＝（ρmax −ρmin ）／ρmin ×１００％で表して１０
％以下のものである。
【００１５】また、本発明のシリコンウエーハ製造方法
は、ＣＺ法又はＦＺ法を用いてＶ族元素がドーピングさ
れたＮ型のシリコン単結晶を育成する際に、中心軸が＜
１１１＞結晶軸に対して１〜６°傾斜した単結晶を育成
し、育成された単結晶からウエーハを切り出す際に、切
り出されたウエーハが＜１１１＞結晶軸を持つように、
傾斜角度に対応する角度で単結晶を斜めに切断するもの
である。
は、ＣＺ法又はＦＺ法を用いてＶ族元素がドーピングさ
れたＮ型のシリコン単結晶を育成する際に、中心軸が＜
１１１＞結晶軸に対して１〜６°傾斜した単結晶を育成
し、育成された単結晶からウエーハを切り出す際に、切
り出されたウエーハが＜１１１＞結晶軸を持つように、
傾斜角度に対応する角度で単結晶を斜めに切断するもの
である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１７】本発明の実施形態では、図１（ａ）に示す
ように、ＣＺ法により、所定量のＶ族元素、例えばリ
ン、ヒ素、アンチモン等がドーピングされた坩堝１内の
シリコン融液２からシリコン単結晶３を育成する。この
とき、種結晶４として、中心軸が＜１１１＞結晶軸に対
して１〜６°傾斜したものを用いる。これにより、育成
されるシリコン単結晶３は、中心軸が＜１１１＞結晶軸
に対して１〜６°傾斜したものとなる。そして、この傾
斜に伴って単結晶中のドーピング元素の量的分布は、結
晶半径方向において均一化されたものになる。
ように、ＣＺ法により、所定量のＶ族元素、例えばリ
ン、ヒ素、アンチモン等がドーピングされた坩堝１内の
シリコン融液２からシリコン単結晶３を育成する。この
とき、種結晶４として、中心軸が＜１１１＞結晶軸に対
して１〜６°傾斜したものを用いる。これにより、育成
されるシリコン単結晶３は、中心軸が＜１１１＞結晶軸
に対して１〜６°傾斜したものとなる。そして、この傾
斜に伴って単結晶中のドーピング元素の量的分布は、結
晶半径方向において均一化されたものになる。
【００１８】結晶中心軸を＜１１１＞結晶軸に対して１
〜６°傾斜させることにより、結晶半径方向におけるド
ーピング元素の量的分布が均一化される理由は以下のと
おりである。
〜６°傾斜させることにより、結晶半径方向におけるド
ーピング元素の量的分布が均一化される理由は以下のと
おりである。
【００１９】そもそも、シリコン単結晶３においてドー
ピング元素量が結晶半径方向で不均一を生じるのは、シ
リコン単結晶３の回転速度とシリコン融液２の凝固速度
の影響を受けて偏析係数が結晶半径方向で変化すること
による。
ピング元素量が結晶半径方向で不均一を生じるのは、シ
リコン単結晶３の回転速度とシリコン融液２の凝固速度
の影響を受けて偏析係数が結晶半径方向で変化すること
による。
【００２０】即ち、シリコン融液２から育成されるシリ
コン単結晶３は、シリコン融液２に対して相対的に軸回
りの回転を生じており、その結果、シリコン単結晶３の
周速度は中心部で低速、外周部で高速となる。シリコン
融液２からシリコン単結晶３に取り込まれるドーピング
元素の量は偏析係数に依存するが、この偏析係数は単結
晶の凝固界面での相対速度が小さいほど高くなる傾向が
ある。この傾向のため、シリコン単結晶３では、結晶中
心部に近いところほどドーピング元素の濃度が高くな
り、その結果、ウエーハ面内の抵抗率分布への影響は、
図１（ｂ）に示すように、ドーピング元素濃度の高い結
晶中心部ほど低抵抗なものとなる。
コン単結晶３は、シリコン融液２に対して相対的に軸回
りの回転を生じており、その結果、シリコン単結晶３の
周速度は中心部で低速、外周部で高速となる。シリコン
融液２からシリコン単結晶３に取り込まれるドーピング
元素の量は偏析係数に依存するが、この偏析係数は単結
晶の凝固界面での相対速度が小さいほど高くなる傾向が
ある。この傾向のため、シリコン単結晶３では、結晶中
心部に近いところほどドーピング元素の濃度が高くな
り、その結果、ウエーハ面内の抵抗率分布への影響は、
図１（ｂ）に示すように、ドーピング元素濃度の高い結
晶中心部ほど低抵抗なものとなる。
【００２１】この現象は、結晶軸の方向の影響を受けな
いので、＜１１１＞結晶軸だけでなく、＜１００＞結晶
軸や＜５１１＞結晶軸をもつウエーハにおいても発生
し、更には、結晶中心軸を＜１１１＞結晶軸に対して１
〜６°傾斜させた場合にも同様に生じる。
いので、＜１１１＞結晶軸だけでなく、＜１００＞結晶
軸や＜５１１＞結晶軸をもつウエーハにおいても発生
し、更には、結晶中心軸を＜１１１＞結晶軸に対して１
〜６°傾斜させた場合にも同様に生じる。
【００２２】これに対し、シリコン融液２の凝固速度に
よる影響は、結晶軸の方向に支配される。即ち、＜１１
１＞結晶軸をもつシリコン単結晶３では、中心軸に直角
な横方向の原子間結合が強固なため、横方向の結晶成長
速度が速い。ここで、単結晶の凝固界面は通常は上に凸
の湾曲面であるため、水平な頂部での凝固速度が他の部
分に比べて速くなる。そして、凝固速度が速いほど、結
晶から融液に吐き出されるドーピング元素が減少し、偏
析係数が大きくなるので、＜１１１＞結晶軸をもつシリ
コン単結晶３では、結晶中心部に近いところでドーピン
グ元素の濃度が高くなり、ウエーハ面内の抵抗率分布へ
の影響も、図１（ｃ）に示すように、ドーピング元素濃
度の高い結晶中心部で低抵抗なものとなる。
よる影響は、結晶軸の方向に支配される。即ち、＜１１
１＞結晶軸をもつシリコン単結晶３では、中心軸に直角
な横方向の原子間結合が強固なため、横方向の結晶成長
速度が速い。ここで、単結晶の凝固界面は通常は上に凸
の湾曲面であるため、水平な頂部での凝固速度が他の部
分に比べて速くなる。そして、凝固速度が速いほど、結
晶から融液に吐き出されるドーピング元素が減少し、偏
析係数が大きくなるので、＜１１１＞結晶軸をもつシリ
コン単結晶３では、結晶中心部に近いところでドーピン
グ元素の濃度が高くなり、ウエーハ面内の抵抗率分布へ
の影響も、図１（ｃ）に示すように、ドーピング元素濃
度の高い結晶中心部で低抵抗なものとなる。
【００２３】この現象は＜１１１＞結晶軸に特有のもの
であるため、＜１１１＞結晶軸をもつウエーハでは、前
述した単結晶の回転による影響と、この凝固速度による
影響とが重なって、中央部の抵抗率が極端に低下し、面
内の抵抗率分布が非常に不均一になる。これが、＜１１
１＞結晶軸のウエーハで、抵抗率分布が極端に不均一に
なる理由である。
であるため、＜１１１＞結晶軸をもつウエーハでは、前
述した単結晶の回転による影響と、この凝固速度による
影響とが重なって、中央部の抵抗率が極端に低下し、面
内の抵抗率分布が非常に不均一になる。これが、＜１１
１＞結晶軸のウエーハで、抵抗率分布が極端に不均一に
なる理由である。
【００２４】なお、＜１００＞結晶軸ウエーハや＜５１
１＞結晶軸ウエーハで、面内の抵抗率分布が均一化され
るのは、＜１１１＞結晶軸に特有の中央部での抵抗率の
極端な低下が生じないことによる。しかし、これらのウ
エーハが、電気的特性の点からツェナーダイオード用と
して不適なことは、前述のとおりである。
１＞結晶軸ウエーハで、面内の抵抗率分布が均一化され
るのは、＜１１１＞結晶軸に特有の中央部での抵抗率の
極端な低下が生じないことによる。しかし、これらのウ
エーハが、電気的特性の点からツェナーダイオード用と
して不適なことは、前述のとおりである。
【００２５】一方、図１（ａ）のように、中心軸が＜１
１１＞結晶軸に対して僅かに傾斜したシリコン単結晶３
を育成した場合は、凝固速度の速い部分、即ちドーピン
グ元素の高濃度部分が、この傾斜にともなって結晶中心
部から側方に移動する。その結果、ウエーハ面内の抵抗
率分布への影響は、図１（ｄ）に示すように、中心部を
挟む２位置で低抵抗となり、中心部での抵抗低下が解消
されたものとなる。
１１＞結晶軸に対して僅かに傾斜したシリコン単結晶３
を育成した場合は、凝固速度の速い部分、即ちドーピン
グ元素の高濃度部分が、この傾斜にともなって結晶中心
部から側方に移動する。その結果、ウエーハ面内の抵抗
率分布への影響は、図１（ｄ）に示すように、中心部を
挟む２位置で低抵抗となり、中心部での抵抗低下が解消
されたものとなる。
【００２６】そして、中心軸が＜１１１＞結晶軸に対し
て僅かに傾斜したシリコン単結晶３では、図１（ｃ）に
示す影響と図１（ｄ）に示す影響とが重なり、図１
（ｅ）に実線で示すようなドーピング元素分布となる結
果、主に結晶中心部での高濃度化が緩和される。かくし
て、結晶半径方向におけるドーピング元素濃度分布は、
＜１１１＞結晶軸のシリコン単結晶３と比べて著しく均
一化される。
て僅かに傾斜したシリコン単結晶３では、図１（ｃ）に
示す影響と図１（ｄ）に示す影響とが重なり、図１
（ｅ）に実線で示すようなドーピング元素分布となる結
果、主に結晶中心部での高濃度化が緩和される。かくし
て、結晶半径方向におけるドーピング元素濃度分布は、
＜１１１＞結晶軸のシリコン単結晶３と比べて著しく均
一化される。
【００２７】以上が、結晶中心軸を＜１１１＞結晶軸に
対して１〜６°傾斜させることにより、結晶半径方向に
おけるドーピング元素の量的分布が均一化される理由で
ある。
対して１〜６°傾斜させることにより、結晶半径方向に
おけるドーピング元素の量的分布が均一化される理由で
ある。
【００２８】中心軸が＜１１１＞結晶軸に対して僅かに
傾斜したシリコン単結晶３が育成されると、次に、傾斜
角度に対応する角度でシリコン単結晶３を斜め切断し
て、＜１１１＞結晶軸をもつシリコンウエーハを得る。
このシリコンウエーハは、シリコン単結晶３におけるド
ーピング元素濃度分布に対応して、面内抵抗率分布が均
一化されたものになる。
傾斜したシリコン単結晶３が育成されると、次に、傾斜
角度に対応する角度でシリコン単結晶３を斜め切断し
て、＜１１１＞結晶軸をもつシリコンウエーハを得る。
このシリコンウエーハは、シリコン単結晶３におけるド
ーピング元素濃度分布に対応して、面内抵抗率分布が均
一化されたものになる。
【００２９】その結果、中性子照射を用いないドーピン
グ型では製造されなかったΔρが１０％以下の＜１１１
＞結晶軸をもつＮ型ウエーハが製造される。
グ型では製造されなかったΔρが１０％以下の＜１１１
＞結晶軸をもつＮ型ウエーハが製造される。
【００３０】しかも、シリコン単結晶３でのドーピング
元素濃度分布が均一化されることにより、坩堝１の極端
な低速回転が不要となるので、単結晶の有転位化が抑制
され、単結晶の無転位歩留りが改善される。また、５イ
ンチ以上の大径単結晶の育成が可能になる。
元素濃度分布が均一化されることにより、坩堝１の極端
な低速回転が不要となるので、単結晶の有転位化が抑制
され、単結晶の無転位歩留りが改善される。また、５イ
ンチ以上の大径単結晶の育成が可能になる。
【００３１】更に、シリコン単結晶３の中心軸の＜１１
１＞結晶軸に対する傾斜角度が僅かであるため、ウエー
ハを採取するときの切断傾斜角度も僅かとなり、その傾
斜切断による切断ロスも抑えられる。また、採取された
ウエーハでは、傾斜切断による楕円化が軽微であるの
で、楕円化による切断ロスも抑制される。
１＞結晶軸に対する傾斜角度が僅かであるため、ウエー
ハを採取するときの切断傾斜角度も僅かとなり、その傾
斜切断による切断ロスも抑えられる。また、採取された
ウエーハでは、傾斜切断による楕円化が軽微であるの
で、楕円化による切断ロスも抑制される。
【００３２】ちなみに、＜５１１＞結晶軸の場合は、＜
１１１＞結晶軸に対して１５°以上も傾斜することにな
るので、仮に傾斜切断によって＜１１１＞結晶軸のウエ
ーハを採取したとしても、傾斜切断によるロス及び楕円
化によるロスともに非常に大きくなる。
１１１＞結晶軸に対して１５°以上も傾斜することにな
るので、仮に傾斜切断によって＜１１１＞結晶軸のウエ
ーハを採取したとしても、傾斜切断によるロス及び楕円
化によるロスともに非常に大きくなる。
【００３３】本発明のウエーハ製造方法においてこの傾
斜角度を１〜６°に限定したのは、１°未満ではウエー
ハ面内の抵抗率分布が十分に均一化されず、６°を超え
ると傾斜切断及び楕円化によるロスが顕著になるからで
ある。特に望ましい傾斜角度は、下限については２°以
上であり、上限については５°以下である。
斜角度を１〜６°に限定したのは、１°未満ではウエー
ハ面内の抵抗率分布が十分に均一化されず、６°を超え
ると傾斜切断及び楕円化によるロスが顕著になるからで
ある。特に望ましい傾斜角度は、下限については２°以
上であり、上限については５°以下である。
【００３４】
【実施例】次に本発明の実施例を示し、従来例及び比較
例と対比することにより、本発明の効果を明らかにす
る。
例と対比することにより、本発明の効果を明らかにす
る。
【００３５】表１及び表２に示す条件で、ツェナーダイ
オード用のリンドープ４インチ及び４インチシリコン単
結晶を育成した。結晶育成での無転位化歩留り、及び育
成結晶のトップ部、中央部、ボトム部から採取したウエ
ーハの面内抵抗率ρを表２に示す。
オード用のリンドープ４インチ及び４インチシリコン単
結晶を育成した。結晶育成での無転位化歩留り、及び育
成結晶のトップ部、中央部、ボトム部から採取したウエ
ーハの面内抵抗率ρを表２に示す。
【００３６】抵抗率ρの平均値は、融液における経時的
なリン濃度変化に伴って、トップ部からボトム部にかけ
て漸次低下するものとなる。抵抗率ρの分布はΔρ＝
（ρmax −ρmin ）／ρmin ×１００％で表わした。
なリン濃度変化に伴って、トップ部からボトム部にかけ
て漸次低下するものとなる。抵抗率ρの分布はΔρ＝
（ρmax −ρmin ）／ρmin ×１００％で表わした。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】現状の育成条件に相当する従来例では、４
インチ単結晶を育成した。結晶中心軸は＜１１１＞結晶
軸に対する傾斜角度が０°で、その結晶軸に一致してお
り、坩堝回転数は０．８ｒｐｍの低速である。育成され
たシリコン単結晶を中心軸に直角な方向に切断して＜１
１１＞結晶軸をもつＮ型ウエーハを採取した。
インチ単結晶を育成した。結晶中心軸は＜１１１＞結晶
軸に対する傾斜角度が０°で、その結晶軸に一致してお
り、坩堝回転数は０．８ｒｐｍの低速である。育成され
たシリコン単結晶を中心軸に直角な方向に切断して＜１
１１＞結晶軸をもつＮ型ウエーハを採取した。
【００４０】採取されたウエーハの面内抵抗率分布は、
最小でも１１％であった。また、育成プロセスにおける
無転位歩留りは４５本平均で２７％であった。
最小でも１１％であった。また、育成プロセスにおける
無転位歩留りは４５本平均で２７％であった。
【００４１】比較例１では、４インチ単結晶を育成し
た。結晶中心軸は＜１１１＞結晶軸に対する傾斜角度が
０°で、その結晶軸に一致している。坩堝回転数は、無
転位歩留りを上げるために、従来例より高速の１０ｒｐ
ｍとした。育成されたシリコン単結晶を中心軸に直角な
方向に切断して＜１１１＞結晶軸をもつＮ型の４インチ
ウエーハを採取した。
た。結晶中心軸は＜１１１＞結晶軸に対する傾斜角度が
０°で、その結晶軸に一致している。坩堝回転数は、無
転位歩留りを上げるために、従来例より高速の１０ｒｐ
ｍとした。育成されたシリコン単結晶を中心軸に直角な
方向に切断して＜１１１＞結晶軸をもつＮ型の４インチ
ウエーハを採取した。
【００４２】坩堝の回転速度を上昇させたため、育成プ
ロセスにおける無転位歩留りは、１２本平均で８３％と
向上した。しかし、採取されたウエーハの面内抵抗率分
布は、従来例より極端に不均一になり、最小でも１６％
になった。
ロセスにおける無転位歩留りは、１２本平均で８３％と
向上した。しかし、採取されたウエーハの面内抵抗率分
布は、従来例より極端に不均一になり、最小でも１６％
になった。
【００４３】比較例２では、５インチ単結晶を育成し
た。結晶中心軸は＜１１１＞結晶軸に対する傾斜角度が
０°で、その結晶軸に一致している。坩堝回転数は、単
結晶の大径化に伴って従来例より更に低速の０．３ｒｐ
ｍとした。育成されたシリコン単結晶を中心軸に直角な
方向に切断して＜１１１＞結晶軸をもつＮ型の５インチ
ウエーハを採取した。
た。結晶中心軸は＜１１１＞結晶軸に対する傾斜角度が
０°で、その結晶軸に一致している。坩堝回転数は、単
結晶の大径化に伴って従来例より更に低速の０．３ｒｐ
ｍとした。育成されたシリコン単結晶を中心軸に直角な
方向に切断して＜１１１＞結晶軸をもつＮ型の５インチ
ウエーハを採取した。
【００４４】採取されたウエーハの面内抵抗率分布は、
従来例とほぼ同じ最小１２％であり、依然として１０％
を超えた。育成プロセスにおける無転位歩留りは、坩堝
の回転速度を低下させたため、９本平均で１１％と著し
く低下した。この歩留りでは、実操業は不可能である。
従来例とほぼ同じ最小１２％であり、依然として１０％
を超えた。育成プロセスにおける無転位歩留りは、坩堝
の回転速度を低下させたため、９本平均で１１％と著し
く低下した。この歩留りでは、実操業は不可能である。
【００４５】実施例１では、４インチ単結晶を育成し
た。結晶中心軸は＜１１１＞結晶軸に対して５°の角度
で傾斜させた。坩堝回転数は、従来例と同じ０．８ｒｐ
ｍとした。育成されたシリコン単結晶を５°の角度で傾
斜切断して＜１１１＞結晶軸をもつＮ型の４インチウエ
ーハを採取した。
た。結晶中心軸は＜１１１＞結晶軸に対して５°の角度
で傾斜させた。坩堝回転数は、従来例と同じ０．８ｒｐ
ｍとした。育成されたシリコン単結晶を５°の角度で傾
斜切断して＜１１１＞結晶軸をもつＮ型の４インチウエ
ーハを採取した。
【００４６】育成プロセスにおける無転位歩留りは、従
来例と同じ回転速度を採用したため、これとほぼ同じ８
本平均で２５％であったが、採取されたウエーハの面内
抵抗率分布は、最大で６％と、従来例に比べて飛躍的に
均一化された。
来例と同じ回転速度を採用したため、これとほぼ同じ８
本平均で２５％であったが、採取されたウエーハの面内
抵抗率分布は、最大で６％と、従来例に比べて飛躍的に
均一化された。
【００４７】実施例２では、４インチ単結晶を育成し
た。結晶中心軸は、実施例１と同様、＜１１１＞結晶軸
に対して５°の角度で傾斜させた。坩堝回転数は、従来
例より高速の７ｒｐｍとした。育成されたシリコン単結
晶を５°の角度で傾斜切断して＜１１１＞結晶軸をもつ
Ｎ型の４インチウエーハを採取した。
た。結晶中心軸は、実施例１と同様、＜１１１＞結晶軸
に対して５°の角度で傾斜させた。坩堝回転数は、従来
例より高速の７ｒｐｍとした。育成されたシリコン単結
晶を５°の角度で傾斜切断して＜１１１＞結晶軸をもつ
Ｎ型の４インチウエーハを採取した。
【００４８】育成プロセスにおける無転位歩留りは、従
来例より高速で坩堝を回転させたため、８本平均で７５
％に向上した。採取されたウエーハの面内抵抗率分布
は、坩堝の高速回転にもかかわらず、最大でも１０％以
下の８％が確保された。
来例より高速で坩堝を回転させたため、８本平均で７５
％に向上した。採取されたウエーハの面内抵抗率分布
は、坩堝の高速回転にもかかわらず、最大でも１０％以
下の８％が確保された。
【００４９】実施例３では、４インチ単結晶を育成し
た。結晶中心軸は、実施例１，２とは異なり、＜１１１
＞結晶軸に対して１°の角度で傾斜させた。坩堝回転数
は、実施例２と同じ７ｒｐｍとした。育成されたシリコ
ン単結晶を１°の角度で傾斜切断して＜１１１＞結晶軸
をもつＮ型の４インチウエーハを採取した。
た。結晶中心軸は、実施例１，２とは異なり、＜１１１
＞結晶軸に対して１°の角度で傾斜させた。坩堝回転数
は、実施例２と同じ７ｒｐｍとした。育成されたシリコ
ン単結晶を１°の角度で傾斜切断して＜１１１＞結晶軸
をもつＮ型の４インチウエーハを採取した。
【００５０】育成プロセスにおける無転位歩留りは、従
来例より高速で坩堝を回転させたため、８本平均で８８
％に向上した。採取されたウエーハの面内抵抗率分布
は、坩堝の高速回転にもかかわらず、最大９％が確保さ
れた。
来例より高速で坩堝を回転させたため、８本平均で８８
％に向上した。採取されたウエーハの面内抵抗率分布
は、坩堝の高速回転にもかかわらず、最大９％が確保さ
れた。
【００５１】実施例４では、５インチ単結晶を育成し
た。結晶中心軸は、実施例１，２と同様、＜１１１＞結
晶軸に対して５°の角度で傾斜させた。坩堝回転数は、
実施例２，３と同じ７ｒｐｍとした。育成されたシリコ
ン単結晶を５°の角度で傾斜切断して＜１１１＞結晶軸
をもつＮ型の５インチウエーハを採取した。
た。結晶中心軸は、実施例１，２と同様、＜１１１＞結
晶軸に対して５°の角度で傾斜させた。坩堝回転数は、
実施例２，３と同じ７ｒｐｍとした。育成されたシリコ
ン単結晶を５°の角度で傾斜切断して＜１１１＞結晶軸
をもつＮ型の５インチウエーハを採取した。
【００５２】採取されたウエーハの面内抵抗率分布は、
５インチウエーハであるにもかかわらず、最大で１０％
以下の８％が確保された。育成プロセスにおける無転位
歩留りは、実施例２とほぼ同じ１０本平均で７０％が確
保された。これは、実操業の可能な歩留りレベルであ
る。
５インチウエーハであるにもかかわらず、最大で１０％
以下の８％が確保された。育成プロセスにおける無転位
歩留りは、実施例２とほぼ同じ１０本平均で７０％が確
保された。これは、実操業の可能な歩留りレベルであ
る。
【００５３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のシリコンウエーハは、中性子照射されていない、Ｖ族
元素がドーピングされたドープ型であり、且つ、面内の
抵抗率分布の均一性に優れ、良品歩留りが高いので、ツ
ェナーダイオードのコスト低減に寄与する。
のシリコンウエーハは、中性子照射されていない、Ｖ族
元素がドーピングされたドープ型であり、且つ、面内の
抵抗率分布の均一性に優れ、良品歩留りが高いので、ツ
ェナーダイオードのコスト低減に寄与する。
【００５４】また、本発明のウエーハ製造方法は、上記
シリコンウエーハの製造において、製品採取の際のロス
の発生を可及的に抑制することにより、ツェナーダイオ
ードのコスト低減に寄与する。
シリコンウエーハの製造において、製品採取の際のロス
の発生を可及的に抑制することにより、ツェナーダイオ
ードのコスト低減に寄与する。
【図１】本発明の実施形態及び作用を説明するための概
念図である。
念図である。
１ 坩堝 ２ シリコン融液 ３ シリコン単結晶 ４ 種結晶
Claims (2)
- 【請求項１】 中性子照射されていない、Ｖ族元素がド
ーピングされた＜１１１＞結晶軸のＮ型ウエーハであっ
て、ウエーハ面内の抵抗率分布がΔρ＝（ρmax −ρmi
n ）／ρmin ×１００％で表して１０％以下であること
を特徴とするシリコンウエーハ。 - 【請求項２】 ＣＺ法又はＦＺ法を用いてＶ族元素がド
ーピングされたＮ型のシリコン単結晶を育成する際に、
中心軸が＜１１１＞結晶軸に対して１〜６°傾斜した単
結晶を育成し、育成された単結晶からウエーハを切り出
す際に、切り出されたウエーハが＜１１１＞結晶軸を持
つように、傾斜角度に対応する角度で単結晶を斜めに切
断することを特徴とするシリコンウエーハの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36743497A JP3223873B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | シリコンウエーハ及びその製造方法 |
| US09/216,853 US6086670A (en) | 1997-12-24 | 1998-12-21 | Silicon wafer and method for producing the same |
| US09/571,890 US20020124791A1 (en) | 1997-12-24 | 2000-05-16 | Silicon wafer and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36743497A JP3223873B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | シリコンウエーハ及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186121A JPH11186121A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3223873B2 true JP3223873B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=18489307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36743497A Expired - Lifetime JP3223873B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | シリコンウエーハ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6086670A (ja) |
| JP (1) | JP3223873B2 (ja) |
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| US6924215B2 (en) * | 2002-05-29 | 2005-08-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Method of monitoring high tilt angle of medium current implant |
| AU2002311325A1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-01-19 | Sumitomo Titanium Corporation | Silicon single crystal material and its production method |
| US7517511B2 (en) * | 2003-05-01 | 2009-04-14 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for mitigating mercury emissions in exhaust gases |
| JP4407188B2 (ja) * | 2003-07-23 | 2010-02-03 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ |
| US8153180B2 (en) * | 2005-09-06 | 2012-04-10 | Pepsico, Inc. | Method and apparatus for making beverages |
| JP2009527898A (ja) * | 2006-02-17 | 2009-07-30 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 半極性（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｂ）Ｎの光電子素子の成長方法 |
| JP2008060355A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Sumco Corp | 貼り合わせウェーハの製造方法および貼り合わせウェーハ |
| US20080098900A1 (en) * | 2006-11-01 | 2008-05-01 | Babatunde Aremu | Beverage manufacture using a static mixer |
| JP5161492B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2013-03-13 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | シリコン単結晶の製造方法 |
| US8623137B1 (en) | 2008-05-07 | 2014-01-07 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for slicing a shaped silicon ingot using layer transfer |
| JP5202141B2 (ja) * | 2008-07-07 | 2013-06-05 | 信越化学工業株式会社 | チタニアドープ石英ガラス部材及びその製造方法 |
| CN103426735B (zh) * | 2012-05-24 | 2016-08-10 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体结构的形成方法及mos晶体管的形成方法 |
| US20160079059A1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-03-17 | International Business Machines Corporation | Elliptical wafer manufacture |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH04266065A (ja) * | 1991-02-20 | 1992-09-22 | Nec Kansai Ltd | ダイオードおよびその製造方法 |
| SG49058A1 (en) * | 1993-07-21 | 1998-05-18 | Memc Electronic Materials | Improved method for growing silicon crystal |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP36743497A patent/JP3223873B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-12-21 US US09/216,853 patent/US6086670A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-05-16 US US09/571,890 patent/US20020124791A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020124791A1 (en) | 2002-09-12 |
| JPH11186121A (ja) | 1999-07-09 |
| US6086670A (en) | 2000-07-11 |
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