JP4975704B2 - シリコンウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
ーハの表面近傍にデヌードゾーンが十分確保されていると共に、ウェーハのバルク領域内で十分なゲッタリング効果が得られるように制御された欠陥分布をもつシリコンウェーハを提供することである。
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊を防止できるように十分高いが、ベーカンシ集塊をインゴットの軸方向に沿ってベーカンシ−リッチ領域内に制限できるように十分低いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
本発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
ベーカンシ集塊を含むその中央のベーカンシ−リッチ領域と、インタスティシャル点欠陥は含むが、ベーカンシ集塊及びインタスティシャル集塊はない前記ベーカンシ−リッチ領域とウェーハ縁部との間の無欠陥領域をもつセミ−パーフェクトウェーハを生産するインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
本発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊を防止できるように十分高いが、ベーカンシ集塊を防止できるように十分低いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
本発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
点欠陥は含むがインタスティシャル集塊及びベーカンシ集塊の無いパーフェクトウェーハを生産するインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
本発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊の形成無しにベーカンシ集塊がインゴットの半径方向に沿って全体的に形成できるように十分高いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
本発明は、前記インゴットを引き上げた後、シリコンウェーハ内に形成されるベーカンシ集塊の大きさを0.2μm以下に形成することができる。
本発明は、前記インゴットを引き上げた後、シリコンウェーハ内に形成されるベーカンシ集塊の大きさを好ましくは0.2μm以下に形成することができる。
本発明は、前記インゴットを引き上げる段階において、インゴットの成長段階の温度範囲内でのインゴットの中心軸の冷却速度が少なくとも1.4°K/分以上であることができる。
本発明は、前記インゴットを引き上げる段階において、インゴットの引き上げ速度は、0.5〜1.0mm/分の範囲内であることができる。
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、
記急速熱処理段階後に後続する熱処理とによって、
半導体素子のアクティブ領域が形成されるシリコンウェーハの前面から背面までの酸素析出物の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前にデヌードゾーンが形成され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で酸素析出物の濃度プロファイルが凹状とされたことにより上記課題を解決した。
この発明は、半導体素子のアクティブ領域が形成されるシリコンウェーハの前面から背面までの酸素析出物の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前にデヌードゾーンが形成され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で酸素析出物の濃度プロファイルが凹状であり、
前記デヌードゾーンの深さは、ウェーハの表面から10μm〜40μmの範囲に確保されることを特徴とする制御されたことにより上記課題を解決した。
この発明は、半導体素子のアクティブ領域が形成されるシリコンウェーハの前面から背面までの酸素析出物の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前にデヌードゾーンが形成され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で酸素析出物の濃度プロファイルが凹状であり、
前記第1ピーク及び第2ピークの深さは、ウェーハの表面から100μm程度とされることにより上記課題を解決した。
この発明は、半導体素子のアクティブ領域が形成されるシリコンウェーハの前面から背面までの酸素析出物の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前にデヌードゾーンが形成され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で酸素析出物の濃度プロファイルが凹状であり、
前記第1ピーク及び第2ピークにおける酸素析出物の濃度が、前記バルク領域における酸素析出物の濃度の4倍以上とされることにより上記課題を解決した。
この発明は、前記酸素析出物の濃度プロファイルが、シリコンウェーハの中心を軸として対称であることができる。
この発明は、前記デヌードゾーンの深さは、ウェーハの表面から20μm〜40μmの範囲に確保されることができる。
この発明は、前記デヌードゾーンの深さは、ウェーハの表面から30μmの近傍まで確保されることができる。
この発明は、前記第1ピーク及び第2ピークでの酸素析出物の濃度は、少なくとも1×109 /cm3 以上であることができる。
この発明は、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域での酸素析出物の濃度は、少なくとも1×108 /cm3 以上であることができる。
この発明は、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域でのみ、COPがさらに存在することができる。
この発明に関係する第2の発明であるシリコンウェーハの製造方法は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊を防止できるように十分高いが、ベーカンシ集塊をインゴットの軸方向に沿ってベーカンシ−リッチ領域内に制限できるように十分低いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
ベーカンシ集塊を含むその中央のベーカンシ−リッチ領域と、インタスティシャル点欠陥は含むが、ベーカンシ集塊及びインタスティシャル集塊はない前記ベーカンシ−リッチ領域とウェーハ縁部との間の無欠陥領域をもつセミ−パーフェクトウェーハを生産するインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊を防止できるように十分高いが、ベーカンシ集塊を防止できるように十分低いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
点欠陥は含むがインタスティシャル集塊及びベーカンシ集塊の無いパーフェクトウェーハを生産するインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊の形成無しにベーカンシ集塊がインゴットの半径方向に沿って全体的に形成できるように十分高いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することにより上記課題を解決した。
この発明は、前記インゴットを引き上げた後、シリコンウェーハ内に形成されるベーカンシ集塊の大きさを0.2μm以下に形成することができる。
この発明は、前記インゴットを引き上げた後、シリコンウェーハ内に形成されるベーカンシ集塊の大きさを好ましくは0.2μm以下に形成することができる。
この発明は、前記インゴットを引き上げる段階において、インゴットの成長段階の温度範囲内でのインゴットの中心軸の冷却速度が少なくとも1.4°K/分以上であることができる。
この発明は、前記インゴットを引き上げる段階において、インゴットの引き上げ速度は、0.5〜1.0mm/分の範囲内であることができる。
本発明に関係する第3の発明であるシリコンウェーハの製造方法は、チョクラルスキープーラを用いてインゴットを形成する結晶成長工程と、
該結晶成長工程後になされ、このインゴットをウェーハ状に切断する切断工程と、
該切断工程の次になされ、切断された各ウェーハを角取り、表面をエッチングするエッチング工程と、
該エッチング工程の次におこなわれ、前記ウェーハ表面に対する第1洗浄工程と、
該第1洗浄工程の後になされるドナーキーリング工程と、
該ドナーキーリング工程の次になされ、半導体素子が形成されるウェーハの前面をポリシングするポリシング工程と、第2洗浄工程と、
該第2洗浄工程の後になされるウェーハのパッケージング工程とを有し、
前記ドナーキーリング段階における熱処理が、前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階とされてなることにより上記課題を解決した。
この発明は、前記混合ガスは、窒素ガス+アルゴンガスであることができる。
この発明は、前記混合ガスは、窒素ガス+水素ガスであることができる。
この発明は、前記急速熱処理段階は、少なくとも30℃/秒以上の急速冷却を含むことができる。
この発明は、前記急速熱処理段階は、少なくとも1150℃以上の温度で行われることができる。
この発明は、前記急速熱処理段階は、少なくとも5秒以上行われることができる。
この発明は、前記急速熱処理段階は、少なくとも1150℃以上の温度で30秒以上行われることができる。
この発明は、前記急速熱処理段階は、1250℃以上の温度で10秒以上行われることができる。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前述した前記急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊を防止できるように十分高いが、ベーカンシ集塊をインゴットの軸方向に沿ってベーカンシ−リッチ領域内に制限できるように十分低いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することができる。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前述した前記急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
ベーカンシ集塊を含むその中央のベーカンシ−リッチ領域と、インタスティシャル点欠陥は含むが、ベーカンシ集塊及びインタスティシャル集塊はない前記ベーカンシ−リッチ領域とウェーハ縁部との間の無欠陥領域をもつセミ−パーフェクトウェーハを生産するインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することができる。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前述した前記急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊を防止できるように十分高いが、ベーカンシ集塊を防止できるように十分低いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することができる。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前述した前記急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
点欠陥は含むがインタスティシャル集塊及びベーカンシ集塊の無いパーフェクトウェーハを生産するインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することができる。
この発明は、シリコンウェーハを用意する段階と、
前述した前記急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊の形成無しにベーカンシ集塊がインゴットの半径方向に沿って全体的に形成できるように十分高いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することができる。
この発明は、前記インゴットを引き上げた後、シリコンウェーハ内に形成されるベーカンシ集塊の大きさを0.2μm以下に形成することができる。
この発明は、前記インゴットを引き上げた後、シリコンウェーハ内に形成されるベーカンシ集塊の大きさを好ましくは0.2μm以下に形成することができる。
この発明は、前記インゴットを引き上げる段階において、インゴットの成長段階の温度範囲内でのインゴットの中心軸の冷却速度が少なくとも1.4°K/分以上であることができる。
この発明は、前記インゴットを引き上げる段階において、インゴットの引き上げ速度は、0.5〜1.0mm/分の範囲内であることができる。
本発明に関係する第4の発明であるチョクラルスキープーラは、密封体と、
シリコン溶融物を貯蔵する前記密封体内の坩堝と、
前記坩堝に隣接されている前記密封体内のシードホルダーと、
前記坩堝を取り囲む前記密封体内のヒーターと、
垂直である内部熱遮断ハウジング壁、前記内部熱遮断ハウジングと離隔されると共に垂直である外部熱遮断ハウジング壁、前記内部熱遮断ハウジング壁と外部熱遮断ハウジング壁との間を連結すると共に、外側方向に上向き傾斜した熱遮断ハウジング蓋体及び前記内部熱遮断ハウジング壁と外部熱遮断ハウジング壁との間を連結すると共に、外側方向に下向き傾斜した熱遮断ハウジング底を含むリング状の熱遮断ハウジングと、
前記坩堝内に前記熱遮断ハウジングを支持するように配列された支持部材と、を含んでなることにより上記課題を解決した。
この発明は、前記リング状の熱遮断ハウジング内には、熱を吸収できる熱吸収物質が満たされることができる。
この発明は、前記密封体の上側から下向き延在されて前記シードホルダがその内部に引き上げできるように形成された円筒状の冷却ジャケットをさらに具備することができる。
この発明は、前記熱遮断ハウジングの熱遮断ハウジング蓋体と前記冷却ジャケットとの間に、引き上げられるインゴットの周りを取り囲む熱遮断板がさらに具備されることができる。
この発明は、前記シードホルダを前記坩堝から引き上げることにより前記シリコン溶融物から単結晶シリコンインゴットを引き上げる手段をさらに含み、前記単結晶シリコンインゴットはインゴット軸及び円筒状の縁部を有し、前記シリコン溶融物及び前記インゴットがインゴット−溶融物境界によって区切られ、前記インゴット−溶融物境界でのインゴット軸の温度からインゴット軸の温度がインゴットの成長段階に該当する温度に至るまで前記インゴットの冷却速度が少なくとも1.4°K/分以上になるように前記熱遮断ハウジング底の傾斜角、前記インゴットから内部熱遮断ハウジング壁までの距離、前記坩堝から外部熱遮断ハウジング壁までの距離及び前記熱遮断板の配列が選択されたことができる。
この発明は、前記熱遮断ハウジングは、カーボンフェライトよりなることができる。
図4は、本発明の一実施形態によって形成しようとするシリコンウェーハに対する酸素析出物の濃度プロファイルを概略的に示した図である。図2及び図3に示したように、本発明によれば、従来の技術により形成されたシリコンウェーハ内の酸素析出物の濃度プロファイルと比較して、ウェーハの前面及び背面から一定の深さに達するデヌードゾーンが十分確保されており、各デヌードゾーンとバルク領域との境界で最大のピーク値をもつ二重ピークが形成される。また、二重ピーク間のバルク領域内での酸素析出物の濃度が金属汚染物質のゲッタリング効果を十分発揮できる程度に存在する。
Si(シリコン基板)+xOi +yVSi ⇔SiO2 (酸素析出物)+SiI (インタスティシャルシリコン)+σ
本発明は、シリコンウェーハに対して図5の急速熱処理を行うことにより、後続する熱処理によって形成される酸素析出物の分布を制御することに係り、以下では、このような本発明の急速熱処理を行える段階と、その適用対象となるウェーハの用意について説明する。
10a バルク領域
10b デヌードゾーン
12 ソース領域
14 ドレイン領域
16 ゲート絶縁膜
18 ゲート電極
20 ボイド
22 シリコン酸化膜
100、200 チョクラルスキープーラ
102、202 加熱パック
104、204 ヒーター
106、206 坩堝
108、208 サセプタ
110、210 回転軸
112、212 第1方向
114、214 熱遮断体
116、216 熱吸収物質
120、220 結晶引き上げ軸
120a、220a 結晶ホルダ
122、222 第2方向
124、224 シード結晶
126、226 溶融物
128、228 インゴット
130、230 チャンバ密封体
131、231 インゴット−溶融物境界
132、232 冷却ジャケット
234、300 熱遮断ハウジング
310 内部熱遮断ハウジング壁
320 熱遮断ハウジング底
330 外部熱遮断ハウジング壁
340 熱遮断ハウジング蓋部
350 支持部材
360 熱遮断弁
Claims (9)
- シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊を防止できるように十分高いが、ベーカンシ集塊をインゴットの軸方向に沿ってベーカンシ−リッチ領域内に制限できるように十分低いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
ベーカンシ集塊を含むその中央のベーカンシ−リッチ領域と、インタスティシャル点欠陥は含むが、ベーカンシ集塊及びインタスティシャル集塊はない前記ベーカンシ−リッチ領域とウェーハ縁部との間の無欠陥領域をもつセミ−パーフェクトウェーハを生産するインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊を防止できるように十分高いが、ベーカンシ集塊を防止できるように十分低いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
点欠陥は含むがインタスティシャル集塊及びベーカンシ集塊の無いパーフェクトウェーハを生産するインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - シリコンウェーハを用意する段階と、
前記ウェーハをウェーハの表面でベーカンシ注入効果をもつガス及びインタースティシャルシリコン注入効果をもつガスの混合ガス雰囲気下で急速熱処理を行うことにより、該急速熱処理に後続する熱処理中に酸素析出物が成長する場所としての役目をする核生成中心を発生させ、これにより発生する前記ウェーハの前面から背面までの前記核生成中心の濃度プロファイルが、前面及び背面から所定深さで各々第1ピーク及び第2ピークを示し、前記前面及び背面から各々第1ピーク及び第2ピークに達する前に臨界値以下に維持され、前記第1ピーク及び第2ピーク間のバルク領域で核生成中心の濃度プロファイルを凹状にする急速熱処理段階と、を具備し、
前記シリコンウェーハを用意する段階は、
インタスティシャル集塊の形成無しにベーカンシ集塊がインゴットの半径方向に沿って全体的に形成できるように十分高いインゴットの引き上げ速度プロファイルでホットゾーン炉内のシリコン溶融物からインゴットを引き上げる段階と、
前記インゴットを半径方向に切断する段階と、を具備することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - 前記インゴットを引き上げた後、シリコンウェーハ内に形成されるベーカンシ集塊の大きさを0.2μm以下に形成することを特徴とする請求項1、2または5に記載のシリコンウェーハの製造方法。
- 前記インゴットを引き上げた後、シリコンウェーハ内に形成されるベーカンシ集塊の大きさを好ましくは0.2μm以下に形成することを特徴とする請求項1、2または5に記載のシリコンウェーハの製造方法。
- 前記インゴットを引き上げる段階において、インゴットの成長段階の温度範囲内でのインゴットの中心軸の冷却速度が少なくとも1.4°K/分以上であることを特徴とする請求項1、2または5に記載のシリコンウェーハの製造方法。
- 前記インゴットを引き上げる段階において、インゴットの引き上げ速度は、0.5〜1.0mm/分の範囲内であることを特徴とする請求項1、2または5に記載のシリコンウェーハの製造方法。
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