JP5434239B2 - シリコンウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
近年、絶縁ゲートバイポーラトランジスター(IGBT;Insulated Gate Bipolar Transistor)の開発などが進められている。IGBTは、メモリ等のLSIのようにウェーハの表面近傍だけを横方向に使う素子ではなく、ウェーハを縦方向(ウェーハ厚み方向)に使う素子であるため、その特性はウェーハのバルクの品質に影響される。このため、ウェーハ表層部のCOPやBMDだけではなく、ウェーハ内部のCOPやBMDをも低減化する必要が出てきた。また、IGBT用ウェーハに限らず、近年、デバイス製造工程における一層のクリーン化が進み、不純物汚染の危険性も大幅に低減されたことにより、ウェーハに要求される品質として、COP、転位クラスターに限らず、結晶欠陥の一種であるBMDさえも限りなく低減させたシリコンウェーハが次世代ウェーハとして今後要求されることが予想される。
シリコンウェーハ中の酸素濃度が低い場合は、BMD析出核の形成そのものが抑制されてBMDを低減させることができるが、ウェーハ内部まで低酸素であるため、ウェーハの強度が弱くなるという問題が発生する。
その結果、シリコンウェーハの外表面にあらかじめポリシリコン層を形成することにより、ウェーハ内部の金属不純物汚染が抑制でき、かつウェーハ厚み方向全域に亘ってBMD密度が低減できることを確認し、本発明をなすに至った。
本発明のシリコンウェーハの素材としては、CZ法により育成されたシリコン単結晶インゴットから切り出された無欠陥領域からなるシリコンウェーハを使用する。ここでいう無欠陥領域とはCOP、OSFおよび転位クラスターが存在しない結晶領域のことである。
前記ポリシリコン層を形成したシリコンウェーハにRTA処理を施す。このRTA処理は、シリコン単結晶インゴットの引き上げ過程で結晶内に導入され、ウェーハ内部に取り込まれた微小な酸素析出核およびシリコンウェーハの外表面にポリシリコン層を形成する過程でウェーハ内部に新たに導入された微小な酸素析出核を消滅させるために行うものである。
RTA処理後に、シリコンウェーハの外表面に形成したポリシリコン層を除去する。ウェーハの外表面に形成したポリシリコン層は全て除去してもよいし、一方の主面(例えばウェーハの裏面側となる主面)のみポリシリコン層を残すようにポリシリコン層を除去してもよい。残されたポリシリコン層は、ゲッタリングサイトとして機能する。
不純物濃度測定結果を、表4に示す。
上記調査により、本発明のシリコンウェーハの製造方法を適用することによって、不純物汚染が低減され、ウェーハ内部においてBMDが低減され、無欠陥領域がウェーハ表面から深さ方向に大きく拡げられていることが確認できた。
したがって、本発明は、シリコンウェーハならびに半導体デバイスの製造において広く利用することができる。
Claims (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インゴットから切り出された無欠陥領域からなるシリコンウェーハの外表面の全域に酸化膜を形成した後にポリシリコン層を形成する工程と、
前記ポリシリコン層を形成したウェーハにNH 3 (アンモニア)ガスとArガスを用いた雰囲気でRTA処理を施す工程と、
前記RTA処理後のウェーハのすくなくとも一方の主面のポリシリコン層を除去する工程と
を有することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
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