JP3727821B2

JP3727821B2 - シリコンウェーハ及びその製造方法

Info

Publication number: JP3727821B2
Application number: JP2000086197A
Authority: JP
Inventors: 洋行藤森
Original assignee: 東芝セラミックス株式会社
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-03-27
Also published as: JP2001328897A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩをはじめとするデバイス等に使用されるシリコンウェーハ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンインゴットには、引上げ時の半導体化に必要なボロンやリンなどの元素が含まれている。
【０００３】
また、ＣＺ法の場合は、石英ガラス製のルツボ使用のために、酸素元素が混入しているだけで、通常、窒素元素はドープされていない。
【０００４】
窒素のドープされていないシリコンウェーハ（ノンドープ品）のうちでＣＺ法によるものにおいては、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の形態は、八面体型で、内壁酸化膜が２−５ｎｍであり、内部が空洞のｖｏｉｄ欠陥である。このｖｏｉｄ欠陥は、熱処理によってサイズが変化したり、形態が若干丸みを持つ方向に多面体化したり、多面体が凸型になる、などの特徴を有する。このｖｏｉｄ欠陥自体は、ゲッタリング能力はないが、接合リーク電流でのリーク現象や酸化膜耐圧の劣化など、ＬＳＩにとって好ましくない欠陥である。
【０００５】
さらに、ノンドープ品の熱処理時には、酸素析出物と呼ばれる内部がアモルファス構造の成分（ＳｉＯｘ）で、外形が板状である、多面体の欠陥が生成・成長する。これは、石英ガラスから混入した酸素がシリコンインゴット（シリコンウェーハ）に過飽和に入っていることから起こり、酸素の析出現象によるものである。熱処理により、この酸素析出物をシリコンウェーハ内部に作り込み、直接及び間接的に金属不純物等をインターナルゲッタリング（すなわちＩＧ、イントリンシックゲッタリングともいう）のサイトとして捕獲し、ＬＳＩ等のデバイス製造時に熱拡散や周囲からの汚染による表層の汚染を防ぐことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＩＧを上記ノンドープ品に作り込むために熱処理をすると、シリコンウェーハには、内部だけでなく表層の部分にも酸素析出物が生成・成長する。これは、ゲッタリング効果でなく、リーク現象や酸化膜耐圧劣化などの原因となる。また、ノンドープ品でのＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥は、そのサイズが熱処理前で１００ｎｍ前後ある。これは、単体ではなく、ダブル・トリプルで存在するため、熱処理後でも消滅せずに残存する。これが表層にあると、前述の酸素析出物と同様に、リーク現象や酸化膜耐圧劣化を生じさせることになる。
【０００７】
本発明は、ゲッタリング能力及び電気的特性の優れたシリコンウェーハおよびその製造方法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】
本発明の解決手段は、各請求項に記載のシリコンウェーハおよびその製造方法である。
【０００９】
好ましくは、本発明のシリコンウェーハは、結晶欠陥の形態が多面体であり、ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から伸びている。その結晶欠陥の８０〜９０％にヒゲ状欠陥が存在するのが好ましい。しかも、ヒゲ状欠陥それ自体の長さが５ｎｍ以上であると、より好ましい。
【００１０】
ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から多方向に伸びて、ヒゲ状欠陥と結晶欠陥がシリコンウェーハ内部に平均的に散在して存在するのが好ましい。そして、ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から多方向に伸びて、ヒゲ状欠陥と結晶欠陥により接合リーク電流のリーク不良領域が減少するのが最善である。
【００１１】
前述のような多面体の結晶欠陥を形成するシリコンウェーハの製造方法は、いろいろとあるが、好ましくは、シリコンインゴット引上げ時に窒素をドープすることにより、多面体の頂点からヒゲ状欠陥を伸ばす。とくに、窒素をドープされたシリコンウェーハが、水素、アルゴン、窒素、酸素または真空の雰囲気で１０００℃から１３５０℃の間の適当な温度で５分から８時間熱処理される。
【００１２】
また、窒素のドープを行うことによりＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥のサイズを小さくし、熱処理を行うことによりウェーハ表面のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥を消滅させてウェーハ表面に無欠陥層を形成し、内部に高密度に酸素析出物を生成させるとともにヒゲ状欠陥を生成させることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明方法の製造条件について説明する。
【００１４】
シリコンインゴット引上げ時において、窒素のドープを行うとき、ドープされる窒素の濃度は、好ましくは１０¹²〜１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ³である。濃度が１０¹⁶ａｔｏｍｓ／ｃｍ³よりも高い場合は、固溶界等の問題で一般的に存在しない。濃度が１０¹¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³よりも低い場合は、効果がない状態となる。
【００１５】
窒素ドープされたシリコンウェーハは、水素、アルゴン、窒素または酸素の雰囲気、もしくは真空の雰囲気で熱処理される。
【００１６】
熱処理は、１０００℃から１３５０℃の間の適当な温度で行われる。熱処理温度が１０００℃未満の場合には、無欠陥層の形成が不完全である。熱処理温度が１３５０℃を超える場合には、スリップ転位の発生など、ウェーハに対してこのましくない欠陥が発生する。
【００１７】
熱処理時間は５分から８時間の間が好ましい。熱処理時間が５分未満の場合には、効果がまったくない。熱処理時間が８時間を超える場合には、スリップ転位の発生などウェーハに対してこのましくない欠陥が発生する。
【００１８】
特に水素雰囲気で１２００℃、１時間程度の熱処理条件のものは、シリコンウェーハ表面の無欠陥層（ＤＺ）が、２０μｍ程度の深さまで熱処理と同時に形成されるため、非常に良好な接合リーク電流特性や酸化膜特性が得られる。
【００１９】
本発明による結晶欠陥の形態は、基本的には正八面体型の多面体で、それぞれの頂点からヒゲ状の欠陥が伸びたものである。一般的に、ＩＧ（ＩｎｔｅｒｎａｌＧｅｔｔｅｒｉｎｇ）としてのゲッタリング効果は、酸素析出物の密度及び周りに影響する歪み場量等に起因していると考えられるため、ヒゲ状欠陥の存在は、大きな歪み場を形成することになる。従って、本発明によるシリコンウェーハは、これまでのＨｉ処理品に比べてより大きなゲッタリング効果を生むと言える。通常のノンドープ品でも、熱処理により、一見ヒゲ状に見える転位が欠陥の周囲に発生し付随することがある。しかし、このノンドープ品に存在する欠陥はサイズが大きいため、熱処理によってもシリコンウェーハ表面の浅い部分（表面から２０μｍ程度）に残存し、接合リーク電流の顕著な悪化を招く。
【００２０】
本発明により製造された窒素ドープ品は、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥での欠陥サイズが１０−５０ｎｍと非常に小さく、かつ高密度に生成される。そのため、適切な熱処理により、表面から２０μｍ程度までの欠陥を完全に消滅させることができる。また、一般的に欠陥密度が高いほどゲッタリング効果が高いことから、Ｎドープ品のゲッタリング効果は高いといえる。
【００２１】
本発明による結晶欠陥の多面体の頂点から伸びているヒゲ状欠陥は、その後の熱処理でどのように変化しても表面の無欠陥状態に変化を生じさせないため、通常、接合リーク電流に悪影響を及ぼすことが無い。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００２３】
実施例１
ノンドープ品については説明を省略し、熱処理を行った窒素ドープ品（実施例１）と熱処理を行わない窒素ドープ品（比較例）について説明を行う。
【００２４】
実験方法は次のとおりであった。
【００２５】
試料ウェーハはＣＺ、（１００）、２００ｍｍφ、Ｐ−ｔｙｐｅ（Ｂｏｒｏｎ）で、窒素（Ｎ）ドープ濃度は、６．２×１０¹⁴ａｔｏｍｓ／ｃｍ³、抵抗率は、１５−２３Ωｃｍ、初期酸素濃度［Ｏｉ］は、１．１１×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³である。
【００２６】
Ｎドープの方法はウェーハ表面にＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりＳｉＮ（窒化珪素）膜を形成したものをＣＺ引上げ時にシリコンナゲットと一緒に溶解し行うものである。
【００２７】
この試料ウェーハをもとにＨｉ処理品（１２００℃，１ｈｒ）（実施例１）と未熱処理品（比較例）の２種類を用意した。
【００２８】
観察用試料作製は、通常のイオンミリング法により行い、透過電子顕微鏡すなわちＴＥＭ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：４００ｋｅＶ）で観察を行った。また、ウェーハの中心部（Ｃｅｎｔｅｒ）と外周部（Ｅｄｇｅ）とで欠陥分布及び密度が異なることが考えられるため、それぞれについて試料を作製し、観察を行った。
【００２９】
実施例１の結果（Ｈｉ処理品）を説明する。
【００３０】
図１は、Ｎドープ品のＨｉ処理後での欠陥形態を示す。これは通常のＣＺのＨｉ処理品の欠陥（１００ｎｍ前後）よりサイズが小さく、サイズ５０ｎｍ程度の多面体型酸素析出物である。欠陥密度は外周部で５×１０⁸個／ｃｍ³、中心部で１０⁸個／ｃｍ³であった。この中で外周部の八面体型欠陥の頂点には長さ５−３０ｎｍ程度のヒゲ状欠陥が見られた。ヒゲ状欠陥からは酸素以外に窒素が検出された。このことから、窒素の影響によりヒゲ状欠陥が成長したものと考えられる。このことから考察すると、窒素の影響によりヒゲ状欠陥が成長したものと考えられる。また、回折パターンにはダイヤモンド型の結晶構造しか見られなかったことから、六方晶系ではなく、歪んだダイヤモンド構造及びアモルファスではないかと考えられる。
【００３１】
ヒゲ状欠陥のできる割合は、正八面体型欠陥の８０％以上であった。また、Ｈｉ処理品では表面近傍（０−２０μｍ）には欠陥が観察されず、十分なＤＺ層の形成がなされていた。さらに、接合リーク電流のリーク不良域がＮなしの通常のＣＺウェーハ品と比較して７０％以上減るなどの顕著な特性を示した。また、ＮなしのＣＺにＨｉ処理したものと比較しても３０％以上減る。
【００３２】
比較例（未処理品）
図２は、Ｎドープ品の未熱処理時における２種類のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥形態（多面体型と板状）のうち、多面体型のものを示す。多面体型はサイズが２０−３０ｎｍと非常に小さく、板状の欠陥は密度が非常に低く、サイズが１００ｎｍ程度の（１１１）面にそった形態であった。欠陥密度を部位ごとに示すと外周部では２×１０⁶個／ｃｍ³、１／２Ｒで６×１０⁵個／ｃｍ³（観察した試料数１５個の内で見えた欠陥は１個）、中心部では欠陥はまったく検出されなかった（１０⁴個／ｃｍ³以下）。
【００３３】
実験結果の解析から、多面体型欠陥は酸素析出物と思われるコントラストであり、板状欠陥のコントラストには、ボイド状欠陥特有の内壁酸化膜による２重輪郭が見られた。
【００３４】
実施例２
さらに、このＮドープ特有のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の熱処理での形態変化と、窒素ドープによる形態の違いについて調べた。
【００３５】
まず、そのための実験方法を説明すると、実施例１の試料ウェーハを次の４種類で熱処理した。すなわち、▲１▼未熱処理（比較例）、▲２▼１２００℃、１ｈｒ（Ｈｉ）（実施例１）、▲３▼１２００℃、１ｈｒ（Ｈｉ）＋７８０℃、３ｈｒ＋１０００℃、６ｈｒ（２ｓｔｅｐ）、▲４▼７８０℃、３ｈｒ＋１０００℃、１６ｈｒ（２ｓｔｅｐ）、の４種類であった。１２００℃、１ｈｒ（Ｈｉ）は水素雰囲気で処理し、７８０℃、３ｈｒ＋１０００℃、１６ｈｒ（２ｓｔｅｐ）は窒素雰囲気で処理した。その後、イオンミリング加工をして、ＴＥＭ（４００ｋｅＶ）で観察・解析した。
【００３６】
その結果を説明すると、▲１▼の結果は比較例で示した通りであり、▲２▼の場合も実施例１ですでに示した通りである。▲３▼の場合、Ｈｉ＋２ｓｔｅｐでは多面体型と板状が融合し、二次的に生成した板状、小さい多面体欠陥及び転位ループが見られた。▲４▼の場合、２ステップでは多面体欠陥と板状欠陥の複合型や多面体酸素析出物及びパンチアウト転位を伴なった板状酸素析出物が見られた。
【００３７】
このような結果を総合的に考察すると、Ｎドープにより高密度の酸素析出物になり、Ｈｉでは八面体型欠陥から延びたヒゲ状欠陥が明瞭に見られ、ＩＧとしてのゲッタリング効果が酸素析出物の密度及び周りに影響する歪み場景等に起因しているとすると、このヒゲ状欠陥の存在により大きな歪み場が形成されていることになり、従来Ｚウェーハに比べてより大きなゲッタリング効果を生むことが分かった。
【００３８】
次は、窒素ドープウェーハ中のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥形態のＴＥＭ解析について説明する。
【００３９】
前述の実験の結果、Ｎ（窒素）ドープをすることによりＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥（ＣＯＰ）の抑制状況が確認でき、その中で、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥形態のＨｉ処理前後での形態変化についてＴＥＭ観察を行ったことにより、Ｎドープ品は小型のＧｒｏｗｎ−ｉｎ酸素析出物欠陥がある程度の密度で形成され、Ｈｉ処理により表面では消滅し、内部ではゲッタリンクサイドとしての酸素析出物の形成のもとになったことが分かった。
【００４０】
そこで、この実験の続きとして、Ｈｉ処理後に２段熱処理したもの及びＨｉ処理なしで２段熱処理したものの形態変化観察を行い、Ｈｉ処理前後及び２段熱処理前後での析出挙動を解析した。
【００４１】
２段熱処理のみの場合、７８０℃、３ｈｒ＋１０００℃、１６ｈｒとし、及びＨｉ処理後の２段熱処理の場合、１２００℃、１ｈｒ＋７８０℃、３ｈｒ＋１０００℃、１６ｈｒとした。
【００４２】
その結果は、次のとおりであった。
【００４３】
（１）Ｎドープ品のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥形態を図３〜４に示す。Ｎドープ品のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥形態は多面体型及び板状の２種類で、多面体型はサイズが２０−３０ｎｍで非常に小さく、板状の欠陥は密度が非常に低く、サイズが１００ｎｍ程度で（１１１）面に沿った形態であった。欠陥密度を部位ごとに示すと、外周部では２×１０⁶個／ｃｍ³、１／２Ｒでは６×１０⁵個／ｃｍ³であった。観察した試料数１５個の内で見えた欠陥は１個であった。中心部では、まったく検出されなかった（１０⁴個／ｃｍ³以下）。
【００４４】
観察した写真の解析からは、多面体欠陥は酸素析出物と思われるコントラストで、板状欠陥のコントラストにはボイド状欠陥特有の内壁酸化膜による２重輪郭が見られた。
【００４５】
（２）Ｎドープ品のＨｉ処理後での欠陥を図５〜６に示す。これは通常のＣＺのＨｉ処理品（１００ｎｍ前後）よりサイズが小さく、サイズ５０ｎｍ程度の多面体型酸析出物で、欠陥密度は外周部で５×１０⁸個／ｃｍ³であった。この中で外周部の八面体型欠陥の頂点には長さ１０−２０ｎｍ程度のヒゲ状欠陥が見られた。また、Ｈｉ処理品では表面近傍（０−２０μｍ）には欠陥が観察されず、十分なＤＺ層の形成がなされていた。
【００４６】
（３）Ｎドープ品のＨｉ処理後に２段熱処理したものの欠陥を図７〜８に示す。Ｈｉ＋２ステップ品の欠陥形態は多面体型と板状融合したものが多く、多面体欠陥の周りに二次的に生成したと考えられる板状あるいは小さい多面体欠陥がみられるものがあった。また、転位ループを伴なったものも多数見られた。欠陥サイズは５０−２００ｎｍであった。欠陥密度を部位ごとに示すと外周部では１０¹⁰個／ｃｍ³以上、中心部では１０¹⁰個／ｃｍ³以上と、部位の違いはほとんど見られなかった。
【００４７】
また、ＥＤＳ（エネルギー分散型分光装置）での元素分析結果から観察された欠陥はほとんど酸素析出物であることが確認され、内壁酸化膜を伴なったボイド状欠陥のままのものは見られなかった。
【００４８】
（４）Ｎドープ品の２段熱処理後での欠陥を図９〜１０に示す。一見すると、通常のＣＺの２段熱処理に見らわる欠陥サイズ及び欠陥形態（板状欠陥＋パンチアウト転位）と同様にみえるが、実際はＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥特有の内壁酸化膜を伴なった多面体欠陥と板状欠陥の複合型やＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥から変化した多面体酸素析出物及びパンチアウト転位を伴なった板状酸素析出物であることが分かった。サイズは２００ｎｍ程度のものがほとんどで、欠陥密度は周辺部で１０¹¹個／ｃｍ³、中心部で１０¹¹個／ｃｍ³であった。
【００４９】
観察結果をまとめると、次のとおりである。
【００５０】
通常のＣＺウェーハに見られるＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥では内壁酸化膜を必ず伴なった八面体で低密度であったものが、Ｎドープにより高密度の酸素析出物の多面体になっていた。このことにより、その後の熱処理での密度が通常と異なったものと考えられる。また、ＮドープＨｉ処理品の周辺部では八面体型欠陥の頂点から延びたヒゲ状欠陥が明瞭に見られるものが多数あった。欠陥密度がウェーハの周辺部で高く、中心部で低くなった理由は、一つにはウェーハ引き上げ時の熱環境や格子間酸素濃度ムラ等が基本的原因と考えられる。
【００５１】
一方、Ｎドープ品のＸ線トポグラフで１／２Ｒより外側に環状のコントラストが強く現れる部分が観察される。一般にこの環状コントラスト（リング状欠陥）の外側と内側で空孔濃度及び酸素濃度が異なることが知られている。Ｈｉ後の周辺部ではサイズ５０ｎｍ程度の八面体欠陥がほとんどであったが、中心部ではボイド欠陥の名残と思われる内壁酸化膜のような二重輪郭でサイズが１２０ｎｍ程度と大きいものが観察された。これは、Ｈｉ前のａｓ−Ｇｒｏｗｎ状態において中心部には極低密度のボイド欠陥が存在したことを意味している。
【００５２】
以上から推察すると、初期欠陥形成時には中心部ではボイドの元とされる空孔濃度が高く、周辺部では酸素の過飽和度（酸素濃度）が高いことが考えられる。
【００５３】
また、２ステップのみにおいても周辺部の欠陥では転位を伴なったものが多く、中心部では酸素析出物のみが多くを占めていた。このことも中心部ではボイドのもととされる空孔濃度が高く、周辺部では酸素の過飽和度（酸素濃度）が高いことに由来していると思われる。
【００５４】
以上から明らかなように、ＮドープＨｉ処理品は高いゲッタリング効果を生み出すゲッタリンクサイトとしての酸素析出物が形成されていることが分かった。一方、引き上げ時での熱環境により、このゲッタリンクサイトの効果は異なる可能性があるため、デバイスに対して有用なウェーハとして考える時、この径方向での欠陥密度等のムラが問題になることが示唆された。
【００５５】
【発明の効果】
本発明により窒素（Ｎ）ドープされたシリコンウェーハの熱処理品は、シリコンウェーハ表面の無欠陥層（ＤＺ）が２０μｍ程度の深さまで形成され、またインターナルゲッタリング（ＩＧ）が効果のもとになる微小欠陥形態において、八面体型の多面体のそれぞれの頂点からヒゲ状の欠陥が伸びたものが均一（平均的）に内部に形成されるため、接合リーク電流のリーク不良領域が３０％以上減るなどの顕著な特性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法により製造されたシリコンウェーハの欠陥形態の１つの例を模式的に示す。
【図２】従来の方法により製造されたシリコンウェーハの欠陥形態の１つの例を模式的に示す。
【図３】Ｎドープａｓ−ｇｒｏｗｎにおける周辺部のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥（１）を示す。ａは、多面体型の欠陥で酸素析出物を示し、ｂは、多面体型の欠陥で酸素析出物を示し、ｃは、（１１１）面に伸びた板状欠陥で多面体型ボイド欠陥の変形したものを示す。
【図４】Ｎドープａｓ−ｇｒｏｗｎにおける周辺部のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥を示す。ａ、ｂ、ｃは多面体型で酸素析出物を示す。
【図５】ＮドープＨｉ処理後における周辺部の酸素析出物等の欠陥を示す。ａ、ｂ、ｃは、多面体型でヒゲ状欠陥を伴った酸素析出物を示す。
【図６】ＮドープＨｉ処理後における中心部の酸素析出物等の欠陥を示す。ａは、多面体型の欠陥で酸素析出物を示し、ｂは、多面体型の欠陥で酸素析出物を示し、ｃは、多面体型の欠陥で酸素析出物を示す。ボイド欠陥の名残である二重輪郭が見られる。
【図７】ＮドープＨｉ＋２ステップ処理後における周辺部の酸素析出物等の欠陥を示す。ａは、転位を伴なった板状欠陥を示し、ｂとｃは、転位を伴なった多面体型酸素析出物を示す。
【図８】ＮドープＨｉ＋２ステップ処理後における中心部の酸素析出物等の欠陥を示す。ａは、転位を伴なった板状欠陥を示し、ｂとｃは、転位を伴なった多面体型酸素析出物を示す。
【図９】Ｎドープ２ステップ処理後における周辺部の酸素析出物等の欠陥を示す。ａは、転位を伴なった多面体型酸素析出物を示し、ｂは、板状欠陥を示し、ｃは、転位を伴なった板状及び多面体酸素析出物を示す。
【図１０】Ｎドープ２ステップ処理後における中心部の酸素析出物等の欠陥を示す。ａは、転位を伴なった多面体型酸素析出物を示し、ｂは、板状及び多面体酸素析出物を示し、ｃは、板状酸素析出物を示す。
【符号の説明】
１結晶欠陥
２ヒゲ状欠陥

Claims

結晶欠陥の形態が、１０〜５０ｎｍの多面体であり、ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から伸びていることを特徴とするシリコンウェーハ。
結晶欠陥の８０〜９０％にヒゲ状欠陥が存在することを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハ。
ヒゲ状欠陥が存在する結晶欠陥が正八面体型欠陥であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のシリコンウェーハ。
ヒゲ状欠陥それ自体の長さが５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシリコンウェーハ。
ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から多方向に伸びて、ヒゲ状欠陥と結晶欠陥がシリコンウェーハ内部に平均的に散在して存在することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリコンウェーハ。
ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から多方向に伸びて、ヒゲ状欠陥と結晶欠陥により接合リーク電流のリーク不良領域が減少する構成になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシリコンウェーハ。
多面体の結晶欠陥を形成するシリコンウェーハの製造方法において、シリコンインゴット引上げ時に窒素をドープすることにより、多面体の大きさを１０〜５０ｎｍとし、１０００℃から１３００℃の水素雰囲気中で５分から８時間熱処理し、その頂点からヒゲ状欠陥を伸ばすことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
結晶欠陥の形態が基本的に正八面体型の多面体で、それぞれの頂点からヒゲ状の欠陥を伸ばすことを特徴とする請求項７に記載のシリコンウェーハの製造方法。
ヒゲ状欠陥を多面体の頂点から多方向に伸ばし、ヒゲ状欠陥と結晶欠陥をシリコンウェーハ内部に平均的に散在させることを特徴とする請求項７〜８のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造方法。
ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から多方向に伸びて、ヒゲ状欠陥と結晶欠陥により接合リーク電流のリーク不良領域が減少することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造方法。
窒素のドープを行うことによりＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥のサイズを小さくし、熱処理を行うことによりウェーハ表面のＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥を消滅させてウェーハ表面に無欠陥層を形成し、内部に高密度に酸素析出物を生成させるとともにヒゲ状欠陥を生成させることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの製造方法。
結晶欠陥の形態が１０〜５０ｎｍの多面体で、かつ、ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から伸びていることを判断基準にしてウェーハを判定することを特徴とするシリコンウェーハの判定方法。
結晶欠陥の８０〜９０％にヒゲ状欠陥が存在することをさらに判断基準に加えてウェーハを判定すること特徴とする請求項１２に記載のシリコンウェーハ判定方法。
ヒゲ状欠陥が存在する結晶欠陥が正八面体型欠陥であることをさらに判断基準に加えてウェーハを判定することを特徴とする請求項１２〜１３のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの判定方法。
ヒゲ状欠陥それ自体の長さが５ｎｍ以上であることをさらに判断基準に加えてウェーハを判定することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの判定方法。
ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から多方向に伸びて、ヒゲ状欠陥と結晶欠陥がシリコンウェーハ内部に平均的に散在して存在することをさらに判断基準に加えてウェーハを判定することを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの判定方法。
ヒゲ状欠陥が多面体の頂点から多方向に伸びて、ヒゲ状欠陥と結晶欠陥により接合リーク電流のリーク不良領域が減少する構成になっていることをさらに判断基準に加えてウェーハを判定することを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの判定方法。