JP5846025B2 - Epitaxial wafer manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、シリコン基板上にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルウェーハとその製造方法に関する。 The present invention relates to an epitaxial wafer in which an epitaxial layer is formed on a silicon substrate and a manufacturing method thereof.
固体撮像素子（ＣＣＤ＜Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ＞、ＣＩＳ＜ＣＭＯＳ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ＞）向け基板として、主流は炭素ドープ、高酸素濃度のエピタキシャルウェーハが用いられる。
この炭素ドープエピタキシャルウェーハは、基板の酸素と炭素がエピタキシャル層に拡散し、拡散した酸素と炭素がエピタキシャル層に欠陥やドナーなどを誘発して、ＣＣＤ／ＣＩＳの白キズの発生やストリエーションを悪化させるという問題がある。
As a substrate for a solid-state imaging device (CCD <Charge-Coupled Device>, CIS <CMOS Image Sensor>), a carbon-doped, high oxygen concentration epitaxial wafer is mainly used.
In this carbon-doped epitaxial wafer, oxygen and carbon of the substrate diffuse into the epitaxial layer, and the diffused oxygen and carbon induce defects and donors in the epitaxial layer, thereby deteriorating the occurrence of white scratches and striations in CCD / CIS. There is a problem of making it.
また、エピタキシャルウェーハは、低温のデバイス工程中に酸素析出する特徴があり、エピタキシャル層と基板の界面付近にＢＭＤ（Ｂｕｌｋ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｆｅｃｔ）が形成され、リーク電流の発生原因となる。
これらの問題を解決するためには、基板のバルクからエピキシャル層への酸素の拡散を抑制する必要がある。また、白キズはエピタキシャル層の表層の酸素濃度と密接に関係していると考えられるが、エピタキシャル層の表層の酸素濃度はＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）の測定限界以下であるため、白キズの発生と酸素濃度との関係が不明であった。
In addition, the epitaxial wafer is characterized by oxygen precipitation during a low-temperature device process, and BMD (Bulk Micro Defect) is formed in the vicinity of the interface between the epitaxial layer and the substrate, causing a leak current.
In order to solve these problems, it is necessary to suppress the diffusion of oxygen from the bulk of the substrate to the epitaxial layer. Moreover, although white scratches are considered to be closely related to the oxygen concentration of the surface layer of the epitaxial layer, the oxygen concentration of the surface layer of the epitaxial layer is below the measurement limit of SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy). The relationship between generation and oxygen concentration was unknown.
白キズやストリエーションの対策としては、厚膜のエピタキシャル層や２層のエピタキシャル層が形成されていた。一般的に、酸素がエピタキシャル層へ拡散しても固体撮像素子の品質に影響が及ぼさないエピタキシャル層の厚さは１０μｍ程度以上と考えられている。
また、エピタキシャルウェーハのゲッタリング能力向上として、エピタキシャル成長用基板として、高酸素濃度基板の他、Ｐ＋、窒素、炭素ドープ、イオン注入の基板を用い、バルク中に高密度のＢＭＤを形成するため、低温〜中温熱処理＋高温熱処理を実施している。
これらのようなエピタキシャルウェーハの製造方法が、特許文献１−７に記載されている。
As countermeasures against white scratches and striations, a thick epitaxial layer or two epitaxial layers were formed. Generally, it is considered that the thickness of the epitaxial layer that does not affect the quality of the solid-state imaging device even if oxygen diffuses into the epitaxial layer is about 10 μm or more.
In addition, in order to improve the gettering ability of an epitaxial wafer, in order to form a high-density BMD in a bulk by using a substrate of P + , nitrogen, carbon dope, ion implantation in addition to a high oxygen concentration substrate as an epitaxial growth substrate, Low temperature to medium temperature heat treatment + high temperature heat treatment is performed.
The manufacturing method of such an epitaxial wafer is described in patent documents 1-7.
特許文献１には、１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の初期酸素濃度が高いシリコン基板に１１００℃以上の高温処理を行った後、エピタキシャル層を形成する方法が開示され、特許文献２には、酸素濃度１．２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、ドーパント濃度１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上のシリコン基板に、非酸化性ガス雰囲気下、１０００℃以上の熱処理を行った後、エピタキシャル層を形成する方法が開示されている。
しかし、エピタキシャル層形成前の熱処理において、基板表層の酸素の外方拡散が不十分で、エピタキシャル層形成工程やデバイス工程中に、基板表層の酸素がエピタキシャル層に拡散して、固体撮像素子を形成した際に白キズやストリエーションの発生の原因となることがあった。
However, in the heat treatment before the formation of the epitaxial layer, the outward diffusion of oxygen on the substrate surface is insufficient, and the oxygen on the substrate surface diffuses into the epitaxial layer during the epitaxial layer formation process or device process, forming a solid-state imaging device In some cases, white scratches and striations may occur.
また、Ｐ＋、窒素ドープエピタキシャルウェーハ（特許文献３）や、窒素＋炭素ドープエピタキシャルウェーハ（特許文献４）は、ゲッタリング能力が促進されるが、この場合も固体撮像素子を形成した際に白キズやストリエーションの防止対策としては不十分であった。
窒素ドープ基板に１２００℃〜１３００℃の熱処理を施した後、エピタキシャル層を形成する方法（特許文献５）や、Ｐ＋基板に１０００℃以上の熱処理を施した後、エピタキシャル層を形成する方法（特許文献６）も提案されている。このようなエピタキシャル層形成前の高温熱処理により、基板表層の酸素外方拡散はある程度期待されるが、エピタキシャル層中の酸素濃度を制御しているわけではないので、白キズやストリエーションの発生を防止するには不十分であった。
In addition, the P + , nitrogen-doped epitaxial wafer (Patent Document 3) and the nitrogen + carbon-doped epitaxial wafer (Patent Document 4) promote the gettering ability. It was insufficient as a measure to prevent scratches and striations.
A method of forming an epitaxial layer after performing heat treatment at 1200 ° C. to 1300 ° C. on a nitrogen-doped substrate (Patent Document 5), or a method of forming an epitaxial layer after performing heat treatment at 1000 ° C. or higher on a P + substrate ( Patent Document 6) has also been proposed. Oxygen diffusion outside the substrate surface is expected to some extent by such high-temperature heat treatment before the epitaxial layer formation, but since the oxygen concentration in the epitaxial layer is not controlled, white scratches and striations may occur. It was insufficient to prevent.
特許文献７には、シリコンエピタキシャルウェーハ上に作製されたＭＯＳデバイスが気まぐれ現象（Ｅｒｒａｔｉｃ現象）を起こさないように、請求項２ではシリコン基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度を１×１０１７〜１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３とし、請求項４ではシリコン基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度を５×１０１６〜５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３とすることが提案されている。
しかし、このエピタキシャル層界面の酸素濃度では、その後デバイス熱処理を行うことにより基板からエピタキシャル層に酸素が拡散して、エピタキシャル層中の酸素濃度が上昇し、白キズやストリエーションの発生を確実に防止することはできなかった。
In
However, with this oxygen concentration at the interface of the epitaxial layer, oxygen is diffused from the substrate to the epitaxial layer by subsequent device heat treatment, increasing the oxygen concentration in the epitaxial layer, and reliably preventing white scratches and striations. I couldn't.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、白キズやストリエーションの発生を確実に防止することができるエピタキシャルウェーハを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an epitaxial wafer that can reliably prevent the occurrence of white scratches and striations.
上記目的を達成するために、本発明は、ＣＺシリコン基板上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャルウェーハの製造方法であって、前記エピタキシャル層を形成する前に、前記シリコン基板に熱処理を行って表層の酸素を外方拡散させ、該熱処理後のシリコン基板上に前記エピタキシャル層を形成することで、前記シリコン基板と前記エピタキシャル層との界面の酸素濃度が５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満であるエピタキシャルウェーハを製造することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an epitaxial wafer manufacturing method for forming an epitaxial layer on a CZ silicon substrate, wherein the silicon substrate is subjected to a heat treatment before the epitaxial layer is formed. Oxygen is diffused outward and the epitaxial layer is formed on the silicon substrate after the heat treatment, so that the oxygen concentration at the interface between the silicon substrate and the epitaxial layer is 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79 The present invention provides an epitaxial wafer manufacturing method characterized by manufacturing an epitaxial wafer that is less than
このように、エピタキシャル層形成前に熱処理で表層の酸素を外方拡散させることで、シリコン基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度が５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満であるエピタキシャルウェーハを効率的に製造することができる。このような界面の酸素濃度を有するエピタキシャルウェーハを製造することで、固体撮像素子に用いた場合に、デバイス熱処理を施してもバルクからエピタキシャル層への酸素の拡散を効果的に抑制して、白キズやストリエーションの発生を確実に防止することができる。 Thus, the oxygen concentration at the interface between the silicon substrate and the epitaxial layer is less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) by outwardly diffusing oxygen in the surface layer by heat treatment before forming the epitaxial layer. An epitaxial wafer can be manufactured efficiently. By manufacturing an epitaxial wafer having such an interface oxygen concentration, when used in a solid-state imaging device, even if device heat treatment is performed, diffusion of oxygen from the bulk to the epitaxial layer is effectively suppressed, and white Scratches and striations can be reliably prevented.
このとき、前記シリコン基板の初期酸素濃度を、８×１０１７〜１６×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）とすることが好ましい。
また、前記シリコン基板を、１×１０１３〜１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度の窒素がドープされたものとすることが好ましい。
また、前記シリコン基板を、ボロンがドープされ、抵抗率が０．０１〜０．００１Ω・ｃｍのＰ型基板とすることが好ましい。
At this time, the initial oxygen concentration of the silicon substrate is preferably 8 × 10 17 to 16 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79).
The silicon substrate is preferably doped with nitrogen having a concentration of 1 × 10 13 to 1 × 10 15 atoms / cm 3 .
The silicon substrate is preferably a P-type substrate doped with boron and having a resistivity of 0.01 to 0.001 Ω · cm.
このようなシリコン基板であれば、基板のバルクに十分にＢＭＤを形成することができるため、ゲッタリング能力を高くすることができ、かつ、エピタキシャル層形成やデバイス熱処理時にバルク中の酸素がエピタキシャル層へ拡散することを効果的に抑制することができる。 With such a silicon substrate, the BMD can be sufficiently formed in the bulk of the substrate, so that the gettering capability can be increased, and oxygen in the bulk is formed in the epitaxial layer during epitaxial layer formation or device heat treatment. Can be effectively suppressed.
このとき、前記表層の酸素を外方拡散させる熱処理を、Ａｒ雰囲気下又はＡｒとＨ２の混合雰囲気下、１１５０〜１３００℃で、３０分〜４時間行うことが好ましい。
このような熱処理条件であれば、シリコン基板の表層の酸素を効率的に外方拡散させて酸素濃度を十分に低減することができ、本発明の界面酸素濃度を有するエピタキシャルウェーハを製造することが容易となる。
At this time, the heat treatment for outward diffusion of oxygen in the surface layer is preferably performed in an Ar atmosphere or a mixed atmosphere of Ar and H 2 at 1150 to 1300 ° C. for 30 minutes to 4 hours.
Under such heat treatment conditions, oxygen on the surface layer of the silicon substrate can be efficiently outwardly diffused to sufficiently reduce the oxygen concentration, and the epitaxial wafer having the interface oxygen concentration of the present invention can be manufactured. It becomes easy.
このとき、前記シリコン基板に前記表層の酸素を外方拡散させる熱処理を行う際、前記シリコン基板中に直径２５ｎｍ以上のＢＭＤを１×１０８／ｃｍ３以上の密度で形成することが好ましい。
このようにＢＭＤを形成することで、エピタキシャル層の形成やデバイス熱処理時にエピタキシャル層への酸素の拡散を効果的に抑制することができる。
At this time, it is preferable to form BMD having a diameter of 25 nm or more in the silicon substrate at a density of 1 × 10 8 / cm 3 or more when performing heat treatment for outward diffusion of oxygen in the surface layer on the silicon substrate.
By forming the BMD in this way, oxygen diffusion into the epitaxial layer can be effectively suppressed during the formation of the epitaxial layer and device heat treatment.
このとき、前記シリコン基板上に、前記エピタキシャル層を厚さ３μｍ以上１０μｍ未満で形成することができる。
このような薄膜のエピタキシャル層を形成しても、本発明であれば、固体撮像素子に用いた場合に白キズやストリエーションの発生を抑制できる高品質のエピタキシャルウェーハを製造できる。また、薄膜であるためエピタキシャル層形成のための時間を短くでき、生産性が向上する。
At this time, the epitaxial layer can be formed with a thickness of 3 μm or more and less than 10 μm on the silicon substrate.
Even if such a thin epitaxial layer is formed, the present invention can produce a high-quality epitaxial wafer that can suppress the occurrence of white scratches and striations when used in a solid-state imaging device. Moreover, since it is a thin film, the time for forming an epitaxial layer can be shortened, and productivity is improved.
また本発明は、ＣＺシリコン基板上にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハであって、前記シリコン基板と前記エピタキシャル層との界面の酸素濃度が、５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満であることを特徴とするエピタキシャルウェーハを提供する。 The present invention also relates to an epitaxial wafer in which an epitaxial layer is formed on a CZ silicon substrate, wherein the oxygen concentration at the interface between the silicon substrate and the epitaxial layer is 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79). There is provided an epitaxial wafer characterized by being less than
このようなエピタキシャルウェーハであれば、デバイス熱処理においてもエピタキシャル層への酸素の拡散、欠陥の発生を効果的に抑制することができるため、例えば固体撮像素子に用いた場合に白キズやストリエーションの発生を防止できる高品質のウェーハとなる。 Such an epitaxial wafer can effectively suppress the diffusion of oxygen into the epitaxial layer and the generation of defects even in device heat treatment. For example, when used in a solid-state image sensor, white scratches and striations may occur. It becomes a high-quality wafer that can be prevented from occurring.
以上のように、本発明によれば、例えば固体撮像素子に用いた場合に白キズやストリエーションの発生を防止できる高品質のエピタキシャルウェーハを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a high-quality epitaxial wafer that can prevent generation of white scratches and striations when used in, for example, a solid-state imaging device.
例えば初期酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３より大きい基板にエピタキシャル成長する際に、基板中の酸素等がエピタキシャル層中に拡散し、特にエピタキシャル層厚が薄いエピタキシャルウェーハに固体撮像素子を形成した場合、白キズの発生の原因となる。
ＳＩＭＳの酸素濃度の検出下限値は１〜２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３で、エピタキシャル層形成後の段階のウェーハ表面の酸素濃度は殆ど１〜２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ＳＩＭＳの検出下限値以下になってしまって実際の酸素濃度が分からない。そこで、本発明者らは、実際の酸素濃度が測定できるエピタキシャル層と基板との界面に着目したところ、ＣＣＤ／ＣＩＳの白キズ発生がエピタキシャル層界面の酸素濃度に密接に関係することを見出した。そして、この界面の酸素濃度を制御すれば、白キズや酸素ストリエーションの改善が可能であることを見出し、以下のような本発明を完成させた。
For example, when epitaxial growth is performed on a substrate having an initial oxygen concentration greater than 8 × 10 17 atoms / cm 3 , oxygen in the substrate diffuses into the epitaxial layer, and a solid-state imaging device is formed on an epitaxial wafer having a particularly thin epitaxial layer. In this case, white scratches may occur.
The detection lower limit of the SIMS oxygen concentration is 1 to 2 × 10 16 atoms / cm 3 , and the oxygen concentration on the wafer surface at the stage after the epitaxial layer formation is almost 1 to 2 × 10 16 atoms / cm 3. The actual oxygen concentration is unknown because it is below the lower limit of detection. Accordingly, the present inventors have focused on the interface between the epitaxial layer and the substrate where the actual oxygen concentration can be measured, and found that the occurrence of white scratches in the CCD / CIS is closely related to the oxygen concentration at the epitaxial layer interface. . The inventors have found that if the oxygen concentration at the interface is controlled, white scratches and oxygen striation can be improved, and the present invention as described below has been completed.
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail as an example of an embodiment with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
本発明は、ＣＺシリコン基板上にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハであって、シリコン基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度が、５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満であることを特徴とする。
シリコン基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度が、５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）以上であると、エピタキシャル層形成後のエピタキシャル層表面付近の酸素濃度が低くても、後工程のデバイス熱処理によりバルク内の酸素がエピタキシャル層へ浮き上がってくる（拡散する）ため、固体撮像素子として用いた場合に白キズやストリエーション等の問題が生じる。このため、本発明のようにエピタキシャル層界面の酸素濃度が、５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満であれば、酸素のエピタキシャル層への拡散を効果的に抑制でき、固体撮像素子に好適な高品質のエピタキシャルウェーハとなる。
The present invention is an epitaxial wafer in which an epitaxial layer is formed on a CZ silicon substrate, and the oxygen concentration at the interface between the silicon substrate and the epitaxial layer is less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79). It is characterized by that.
If the oxygen concentration at the interface between the silicon substrate and the epitaxial layer is 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) or more, even if the oxygen concentration near the surface of the epitaxial layer after the formation of the epitaxial layer is low, the post-process Due to the device heat treatment, oxygen in the bulk floats (diffuses) to the epitaxial layer, so that problems such as white scratches and striations occur when used as a solid-state imaging device. For this reason, if the oxygen concentration at the interface of the epitaxial layer is less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) as in the present invention, diffusion of oxygen into the epitaxial layer can be effectively suppressed, and solid-state imaging is possible. It becomes a high-quality epitaxial wafer suitable for an element.
以下、本発明の製造方法により上記した本発明のエピタキシャルウェーハを製造する方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing the above-described epitaxial wafer of the present invention by the manufacturing method of the present invention will be described.
本発明では、まず、ＣＺシリコン基板を準備する。
ＣＺシリコン基板の作製方法としては、例えば、チョクラルスキー法（ＣＺ法）によりシリコン原料融液からシリコン単結晶インゴットを育成し、このシリコン単結晶インゴットを、スライスしてウェーハを切り出し、このウェーハに面取り、ラッピング、エッチング、研磨等を行って、ＣＺシリコン基板を作製することができる。
In the present invention, first, a CZ silicon substrate is prepared.
As a method for producing a CZ silicon substrate, for example, a silicon single crystal ingot is grown from a silicon raw material melt by the Czochralski method (CZ method), the silicon single crystal ingot is sliced, and a wafer is cut out. CZ silicon substrate can be manufactured by chamfering, lapping, etching, polishing, or the like.
当該チョクラルスキー法によるシリコン単結晶インゴットの育成の際に、シリコン単結晶インゴットに酸素が含まれるが、育成条件等を調節して当該含まれる酸素濃度を調整できる。本発明では、シリコン基板の初期酸素濃度を、８×１０１７〜１６×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）とすることが好ましく、１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）より大きく１６×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）以下とすることがより好ましい。なお、初期酸素濃度は、熱処理が施されていないシリコン基板の酸素濃度であり、上記シリコン単結晶インゴットの酸素濃度とほぼ同じになる。 When the silicon single crystal ingot is grown by the Czochralski method, oxygen is contained in the silicon single crystal ingot. The concentration of the contained oxygen can be adjusted by adjusting the growth conditions and the like. In the present invention, the initial oxygen concentration of the silicon substrate is preferably 8 × 10 17 to 16 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79), more preferably 12 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79). More preferably, it is 16 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79) or less. The initial oxygen concentration is the oxygen concentration of a silicon substrate that has not been heat-treated, and is substantially the same as the oxygen concentration of the silicon single crystal ingot.
また、シリコン基板を、１×１０１３〜１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度の窒素がドープされた基板とすることが好ましい。
また、シリコン基板を、ボロンがドープされ、抵抗率が０．０１〜０．００１Ω・ｃｍのＰ型（Ｐ＋）基板とすることが好ましい。
The silicon substrate is preferably a substrate doped with nitrogen having a concentration of 1 × 10 13 to 1 × 10 15 atoms / cm 3 .
The silicon substrate is preferably a P-type (P + ) substrate doped with boron and having a resistivity of 0.01 to 0.001 Ω · cm.
上記のようなゲッタリング能力を有するシリコン基板（高酸素濃度、Ｐ＋、窒素ドープ）であれば、基板表層の酸素を外方拡散させる高温熱処理において、表層約１０μｍの領域の酸素が外方拡散するとともに、当該表層よりもバルク側に高密度のＢＭＤが形成されるため、その後のエピタキシャル成長やデバイス熱処理時にエピタキシャル層への酸素の拡散を効果的に抑制することができる。このため、エピタキシャル成長後のみならず、デバイス熱処理後においても、シリコン基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度は例えば５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満に十分に低く維持され、固体撮像素子として用いても白キズ、ストリエーションの発生は確実に防止できる。
上記高酸素濃度、Ｐ＋、窒素ドープの条件は少なくともいずれか一つの条件を満たせば、ＢＭＤの析出促進の効果を有し、これらを組み合わせた基板とすることもより好ましい。
In the case of a silicon substrate having a gettering capability as described above (high oxygen concentration, P + , nitrogen doping), oxygen in the region of the surface layer of about 10 μm is diffused outward in a high-temperature heat treatment for outwardly diffusing oxygen on the substrate surface layer In addition, since BMD having a higher density is formed on the bulk side than the surface layer, oxygen diffusion to the epitaxial layer can be effectively suppressed during subsequent epitaxial growth or device heat treatment. Therefore, not only after the epitaxial growth but also after the device heat treatment, the oxygen concentration at the interface between the silicon substrate and the epitaxial layer is maintained sufficiently low, for example, less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79). Even if it is used as an image sensor, the occurrence of white scratches and striations can be reliably prevented.
If the conditions for the high oxygen concentration, P + , and nitrogen doping satisfy at least one of the conditions, it has an effect of promoting precipitation of BMD, and it is more preferable to use a combination of these.
そして、上記のように作製されたＣＺシリコン基板に対して、例えば、Ａｒ雰囲気下又はＡｒとＨ２の混合雰囲気下、１１５０〜１３００℃で、３０分〜４時間熱処理を行って、基板の表層の酸素を外方拡散させる。この際、バッチ式熱処理炉を用いることができ、又は、後で用いられるものと同じエピタキシャル成長装置で熱処理することもできる。
このように、予めシリコン基板の表層の酸素を外方拡散させることで、表層の酸素濃度を低減させ、エピタキシャル層形成後に、基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度を本発明の範囲とすることができる。この際、上記のような条件で熱処理することで、界面の酸素濃度を、エピタキシャル成長後に確実に本発明の範囲とすることができる程度まで酸素を外方拡散させることができる。
Then, the CZ silicon substrate manufactured as described above is subjected to heat treatment at 1150 to 1300 ° C. for 30 minutes to 4 hours, for example, in an Ar atmosphere or a mixed atmosphere of Ar and H 2 , and the surface layer of the substrate To diffuse out of oxygen. At this time, a batch-type heat treatment furnace can be used, or heat treatment can be performed by the same epitaxial growth apparatus used later.
Thus, the oxygen concentration in the surface layer of the silicon substrate is previously diffused outward to reduce the oxygen concentration in the surface layer, and the oxygen concentration at the interface between the substrate and the epitaxial layer is within the scope of the present invention after the epitaxial layer is formed. Can do. At this time, by performing heat treatment under the above-described conditions, oxygen can be diffused out to the extent that the oxygen concentration at the interface can be reliably within the scope of the present invention after epitaxial growth.
このシリコン基板に表層の酸素を外方拡散させる熱処理を行う際、シリコン基板中に直径２５ｎｍ以上のＢＭＤを１×１０８／ｃｍ３以上の密度で形成することが好ましい。
このような熱処理を行えば、バルク中に安定なＢＭＤが高密度で形成されるため、エピタキシャルウェーハのゲッタリング能力を向上できるとともに、デバイス熱処理時等に酸素の浮き上がりをＢＭＤにより効果的に抑制することができる。例えば、上記したシリコン基板（高酸素、Ｐ＋、窒素ドープ）を用いて、熱処理条件を調節することで高密度にＢＭＤを形成することができる。
When performing heat treatment for outwardly diffusing surface oxygen to the silicon substrate, it is preferable to form a BMD having a diameter of 25 nm or more in the silicon substrate at a density of 1 × 10 8 / cm 3 or more.
When such heat treatment is performed, stable BMD is formed in the bulk at a high density, so that the gettering ability of the epitaxial wafer can be improved, and oxygen floating is effectively suppressed by BMD during device heat treatment and the like. be able to. For example, BMD can be formed with high density by adjusting the heat treatment conditions using the above-described silicon substrate (high oxygen, P + , nitrogen doping).
次に、表層の酸素を外方拡散させたシリコン基板上に、例えば枚葉式エピタキシャル成長装置を用いてエピタキシャル層を形成する。
この際、厚さ３μｍ以上１０μｍ未満の薄膜のエピタキシャル層を形成する場合は、固体撮像素子として用いた場合にバルクからの酸素の浮き上がりが特に問題となるため、本発明を用いることが特に好適である。また、このような薄膜のエピタキシャル層であれば、形成時間を短くでき、生産性が向上する。
Next, an epitaxial layer is formed on the silicon substrate in which oxygen in the surface layer is diffused outward using, for example, a single wafer epitaxial growth apparatus.
At this time, in the case of forming a thin epitaxial layer having a thickness of 3 μm or more and less than 10 μm, the use of the present invention is particularly suitable because the floating of oxygen from the bulk becomes a particular problem when used as a solid-state imaging device. is there. In addition, such a thin epitaxial layer can shorten the formation time and improve productivity.
上記のような本発明の方法により、シリコン基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度が、５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満のエピタキシャルウェーハを製造でき、この本発明のエピタキシャルウェーハは固体撮像素子用として好適で、白キズ、ストリエーションのような問題が生じない。 By the method of the present invention as described above, an epitaxial wafer having an oxygen concentration at the interface between the silicon substrate and the epitaxial layer of less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) can be produced. Is suitable for a solid-state imaging device and does not cause problems such as white scratches and striations.
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１、比較例１）
（エピタキシャル層界面の酸素濃度の臨界性証明）
Ｐ型、８−１２Ω・ｃｍで、初期酸素濃度が５水準のＣＺシリコン基板（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を用いて、Ａｒ雰囲気で１１７０℃／１時間の熱処理を行って酸素を外方拡散させた後、厚さ６μｍのエピタキシャル層を成長させてエピタキシャルウェーハを作製した。これらのエピタキシャルウェーハについて、ＣＣＤ／ＣＩＳデバイスの白キズ及び酸素ストリエーションを評価した。デバイス評価結果を表１に示す。ここで、○は未検出、×は検出、△は検出されたが問題のないレベルを示す。
また、エピタキシャル層形成後のエピタキシャルウェーハの酸素濃度及び当該エピタキシャルウェーハのデバイス熱処理後の酸素濃度を測定した。図１はエピタキシャル層形成後（デバイス熱処理前）の酸素濃度プロファイル、図２はデバイス熱処理後の酸素濃度プロファイルを示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(Example 1, Comparative Example 1)
(Proof of criticality of oxygen concentration at epitaxial layer interface)
P-type, 8-12 Ω · cm, CZ silicon substrate (A, B, C, D, E) with an initial oxygen concentration of 5 levels is subjected to a heat treatment at 1170 ° C./1 hour in an Ar atmosphere to provide oxygen. After the outward diffusion, an epitaxial layer having a thickness of 6 μm was grown to produce an epitaxial wafer. For these epitaxial wafers, white scratches and oxygen striations of the CCD / CIS device were evaluated. The device evaluation results are shown in Table 1. Here, ◯ indicates an undetected level, × indicates a detected level, and Δ indicates a level that is detected but has no problem.
Moreover, the oxygen concentration of the epitaxial wafer after epitaxial layer formation and the oxygen concentration after the device heat processing of the said epitaxial wafer were measured. FIG. 1 shows an oxygen concentration profile after epitaxial layer formation (before device heat treatment), and FIG. 2 shows an oxygen concentration profile after device heat treatment.
図１から、酸素外方拡散によって、各サンプルの表層部（３μｍまで）の酸素濃度は検出下限以下であるが、エピタキシャル層界面の領域では実際の酸素濃度の測定が可能であることが分かる。
図２に示すように、デバイス熱処理後のエピタキシャル層界面の酸素濃度は、基板バルクからの酸素の外方拡散の影響によりエピタキシャル層形成後（図１）より高くなる傾向を示す。特にエピタキシャル成長後の界面酸素濃度が５．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）以上のサンプルＡ，Ｂ，Ｃはデバイス熱処理により表層の酸素濃度が上昇している。
From FIG. 1, it can be seen that the oxygen concentration in the surface layer portion (up to 3 μm) of each sample is below the lower limit of detection by oxygen outward diffusion, but the actual oxygen concentration can be measured in the region of the epitaxial layer interface.
As shown in FIG. 2, the oxygen concentration at the interface of the epitaxial layer after the device heat treatment tends to be higher than that after the formation of the epitaxial layer (FIG. 1) due to the influence of outward diffusion of oxygen from the substrate bulk. In particular, in the samples A, B, and C in which the interface oxygen concentration after epitaxial growth is 5.0 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) or more, the oxygen concentration of the surface layer is increased by the device heat treatment.
表１から、エピタキシャル成長後の界面酸素濃度が５．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満であれば、デバイス熱処理後にも界面の酸素濃度は十分に低く、白キズやストリエーションの発生を確実に抑制することができることがわかる。 From Table 1, if the interface oxygen concentration after epitaxial growth is less than 5.0 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79), the interface oxygen concentration is sufficiently low even after device heat treatment, and white scratches and striations It turns out that generation | occurrence | production can be suppressed reliably.
（実施例２、比較例２）
窒素ドープ（６×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）の有無及び初期酸素濃度を振ったＣＺシリコン基板（Ｐ型、８−１２Ω・ｃｍ）をそれぞれ用意して、Ａｒ雰囲気下、１２００℃で１時間の高温熱処理を行って酸素を外方拡散させた後、厚さ６μｍのエピタキシャル層を成長させた。このエピタキシャルウェーハについて、ＳＩＲＭ（走査型赤外顕微鏡：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で直径２５ｎｍ以上のＢＭＤ密度評価を行った。
その結果を図３に示す。
(Example 2, comparative example 2)
A CZ silicon substrate (P type, 8-12 Ω · cm) with and without nitrogen doping (6 × 10 13 atoms / cm 3 ) and an initial oxygen concentration was prepared, respectively, at 1200 ° C. for 1 hour in an Ar atmosphere. After performing high temperature heat treatment to diffuse oxygen out, an epitaxial layer having a thickness of 6 μm was grown. About this epitaxial wafer, BMD density evaluation with a diameter of 25 nm or more was performed with SIRM (Scanning Infrared Microscope).
The result is shown in FIG.
窒素ドープの場合は初期酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）以上であればＢＭＤ密度が１×１０８／ｃｍ３以上となる。また、窒素がドープしていない場合であっても、初期酸素濃度が１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）より大きければ、ＢＭＤ密度が１×１０８／ｃｍ３以上となり、十分なゲッタリング能力を有する。ＢＭＤ密度が１×１０８／ｃｍ３以上であったエピタキシャルウェーハについて、基板とエピタキシャル層との界面の酸素濃度を測定した結果、すべて５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満であった。
以上より、初期酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）以上であれば、窒素ドープ等により十分なＢＭＤ密度を確保しつつ本発明の界面酸素濃度とすることができ、また、初期酸素濃度が１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）より大きければ窒素ドープ等が無くても十分なＢＭＤ密度を確保しつつ本発明の界面酸素濃度とすることができることがわかる。
In the case of nitrogen doping, if the initial oxygen concentration is 8 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79) or more, the BMD density is 1 × 10 8 / cm 3 or more. Even when nitrogen is not doped, if the initial oxygen concentration is larger than 12 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79), the BMD density is 1 × 10 8 / cm 3 or more, which is sufficient. Has gettering ability. As a result of measuring the oxygen concentration at the interface between the substrate and the epitaxial layer for the epitaxial wafer having a BMD density of 1 × 10 8 / cm 3 or more, all were less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79). It was.
From the above, when the initial oxygen concentration is 8 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79) or higher, the interface oxygen concentration of the present invention can be obtained while ensuring a sufficient BMD density by nitrogen doping or the like. It can be seen that if the initial oxygen concentration is larger than 12 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79), the interface oxygen concentration of the present invention can be obtained while ensuring a sufficient BMD density without nitrogen doping or the like.
（実施例３、比較例３）
初期酸素濃度が１２．８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）のＣＺシリコン基板（Ｐ型、８−１２Ω・ｃｍ）に、Ａｒ雰囲気で１１００〜１２００℃／１時間の熱処理を行ったものと、当該熱処理を行わなかったものをそれぞれ用意し、厚さ３μｍのエピタキシャル層を成長させた。
エピタキシャル層形成後の酸素濃度プロファイルを図４に示す。さらに、デバイス熱処理後の酸素濃度プロファイルを図５に示す。
(Example 3, Comparative Example 3)
A CZ silicon substrate (P type, 8-12 Ω · cm) having an initial oxygen concentration of 12.8 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79) was subjected to heat treatment at 1100 to 1200 ° C./1 hour in an Ar atmosphere. A sample having a thickness of 3 μm and an epitaxial layer having a thickness of 3 μm were grown.
FIG. 4 shows the oxygen concentration profile after the formation of the epitaxial layer. Furthermore, the oxygen concentration profile after device heat treatment is shown in FIG.
図４，５に示すように、熱処理温度が高くなるに従い、酸素の外方拡散が促進され、エピタキシャル層界面の酸素濃度が低減しているのが分かる。
熱処理温度が１１５０℃以上であれば、図４に示すようにエピタキシャル成長後に、エピタキシャル層界面の酸素濃度は５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満で、この場合は、図５に示すようにデバイス熱処理による界面酸素濃度の上昇を抑制することができることを示している。
As shown in FIGS. 4 and 5, it can be seen that as the heat treatment temperature is increased, the outward diffusion of oxygen is promoted and the oxygen concentration at the interface of the epitaxial layer is reduced.
If the heat treatment temperature is 1150 ° C. or higher, the oxygen concentration at the epitaxial layer interface is less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) after epitaxial growth as shown in FIG. 4, and in this case, as shown in FIG. Thus, it is shown that an increase in interfacial oxygen concentration due to device heat treatment can be suppressed.
（実施例４、比較例４）
初期酸素濃度が８×１０１７〜１６×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）のＣＺシリコン基板（Ｐ型、８−１２Ω・ｃｍ）に、それぞれＡｒ雰囲気で１１７０℃／１時間の熱処理を行い、その後厚さ３μｍのエピタキシャル層を形成した。
このエピタキシャルウェーハの酸素濃度プロファイルを測定した結果を図６に示す。また、当該ウェーハのデバイス熱処理後の酸素濃度プロファイルを図７に示す。
(Example 4, comparative example 4)
A CZ silicon substrate (P type, 8-12 Ω · cm) having an initial oxygen concentration of 8 × 10 17 to 16 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79) is heat-treated at 1170 ° C./1 hour in an Ar atmosphere. After that, an epitaxial layer having a thickness of 3 μm was formed.
The result of measuring the oxygen concentration profile of this epitaxial wafer is shown in FIG. Moreover, the oxygen concentration profile after the device heat treatment of the wafer is shown in FIG.
図６に示すように、基板の初期酸素濃度が高くなると、エピタキシャル層界面の酸素濃度が高くなる傾向を示している。
初期酸素濃度が高い基板は、デバイス熱処理工程においてバルク中にＢＭＤが形成され、基板中の酸素が消費されるので、基板からの外方拡散が抑制される。その結果、図７に示すように、デバイス熱処理工程後では、どの初期酸素濃度の場合でもエピタキシャル層界面の酸素濃度はほとんど同じような値となる。従って、初期酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）以上、より好ましくは１２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）より大きい値の基板を用いることで、ＢＭＤを効率的に析出させてゲッタリング能力を向上させるとともに、デバイス熱処理によるエピタキシャル層界面の酸素濃度の上昇を抑制できることが分かる。
As shown in FIG. 6, when the initial oxygen concentration of the substrate increases, the oxygen concentration at the interface of the epitaxial layer tends to increase.
In the substrate having a high initial oxygen concentration, BMD is formed in the bulk in the device heat treatment step, and oxygen in the substrate is consumed, so that outward diffusion from the substrate is suppressed. As a result, as shown in FIG. 7, after the device heat treatment step, the oxygen concentration at the epitaxial layer interface becomes almost the same value at any initial oxygen concentration. Therefore, by using a substrate having an initial oxygen concentration of 8 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79) or more, more preferably greater than 12 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79), the BMD can be made efficient. It can be seen that the gettering ability can be improved by precipitation, and the increase in the oxygen concentration at the interface of the epitaxial layer due to device heat treatment can be suppressed.
（実施例５、比較例５）
Ｐ型、０．００１Ω・ｃｍで、初期酸素濃度が１０．４×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）のＣＺシリコン基板に、Ａｒ雰囲気で１１７０℃／１時間の熱処理を行って酸素を外方拡散させたものと（実施例５）、当該熱処理を行わなかったもの（比較例５）をそれぞれ用意し、厚さ６μｍのエピタキシャル層をそれぞれ成長させた。
Ａｒ雰囲気で高温熱処理を行わなかった比較例５では、エピタキシャル層界面の酸素濃度が３×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）となり、一方、Ａｒ雰囲気で高温熱処理を行った実施例５では、エピタキシャル層界面の酸素濃度が４×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）となった。
(Example 5, Comparative Example 5)
P-type, 0.001 Ω · cm, CZ silicon substrate with an initial oxygen concentration of 10.4 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79) is subjected to a heat treatment at 1170 ° C./1 hour in an Ar atmosphere to provide oxygen. An out-diffused sample (Example 5) and a sample not subjected to the heat treatment (Comparative Example 5) were prepared, and an epitaxial layer having a thickness of 6 μm was grown.
In Comparative Example 5 in which the high temperature heat treatment was not performed in the Ar atmosphere, the oxygen concentration at the epitaxial layer interface was 3 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79), whereas in Example 5 in which the high temperature heat treatment was performed in the Ar atmosphere, The oxygen concentration at the epitaxial layer interface was 4 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79).
（実施例６、比較例６）
ＣＺシリコン基板（Ｐ型、８−１２Ω・ｃｍ）に、Ａｒ雰囲気で１１７０℃／１時間の熱処理を行って酸素を外方拡散させたものと、当該熱処理を行わなかったものをそれぞれ用意し、厚さ６μｍと厚さ１０μｍのエピタキシャル層をそれぞれ成長させた。これにより、エピタキシャル層界面の酸素濃度が５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満で、エピタキシャル層の厚さが６μｍと１０μｍのエピタキシャルウェーハと、エピタキシャル層界面の酸素濃度が５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）以上で、エピタキシャル層の厚さが６μｍと１０μｍのエピタキシャルウェーハを作製した。
これらのエピタキシャルウェーハについて、ＣＣＤ／ＣＩＳデバイスの白キズ及び酸素ストリエーションを評価した。デバイス評価結果を表２に示す。
(Example 6, Comparative Example 6)
A CZ silicon substrate (P-type, 8-12 Ω · cm) was prepared by performing heat treatment at 1170 ° C./1 hour in an Ar atmosphere to diffuse oxygen outwardly, and without performing the heat treatment, respectively. An epitaxial layer having a thickness of 6 μm and a thickness of 10 μm was grown. As a result, the oxygen concentration at the epitaxial layer interface is less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79), the epitaxial wafer has an epitaxial layer thickness of 6 μm and 10 μm, and the oxygen concentration at the epitaxial layer interface is 5 × 10 6. Epitaxial wafers having an epitaxial layer thickness of 6 μm and 10 μm were prepared at 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) or more.
For these epitaxial wafers, white scratches and oxygen striations of the CCD / CIS device were evaluated. Table 2 shows the device evaluation results.
エピタキシャル層の厚さが１０μｍであれば、熱処理の有無、及びエピタキシャル層界面の酸素濃度に関係なく、白キズ、ストリエーションは発生しにくい。しかし、エピタキシャル層の厚さが６μｍ程度に薄くなってくると、高温熱処理を行わないとエピタキシャル層界面の酸素濃度が５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）以上となり、さらにデバイス熱処理により界面酸素濃度が上昇し、白キズ、ストリエーションが発生する。
以上より、本発明はエピタキシャル層の厚さが１０μｍ未満の薄膜エピタキシャル層を形成する場合に好適で、この場合にも、デバイス熱処理後のエピタキシャル層界面の酸素濃度を十分低減することができ、これにより、白キズやストリエーションの発生を確実に抑制することができる。
If the thickness of the epitaxial layer is 10 μm, white scratches and striations hardly occur regardless of the presence or absence of heat treatment and the oxygen concentration at the epitaxial layer interface. However, when the thickness of the epitaxial layer is reduced to about 6 μm, the oxygen concentration at the interface of the epitaxial layer becomes 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) or more unless high-temperature heat treatment is performed. Interfacial oxygen concentration increases, white scratches and striations occur.
As described above, the present invention is suitable for forming a thin film epitaxial layer having an epitaxial layer thickness of less than 10 μm. In this case as well, the oxygen concentration at the interface of the epitaxial layer after device heat treatment can be sufficiently reduced. Thus, the occurrence of white scratches and striations can be reliably suppressed.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
Claims (2)
前記シリコン基板の初期酸素濃度を、１２×１０ １７ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ （ＡＳＴＭ’７９）より大きく、１６×１０ １７ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ （ＡＳＴＭ’７９）以下とし、
前記シリコン基板を窒素がドープされていないものとし、
前記エピタキシャル層を形成する前に、前記シリコン基板に熱処理を行って表層の酸素を外方拡散させ、該熱処理後のシリコン基板上に前記エピタキシャル層を形成することで、前記シリコン基板と前記エピタキシャル層との界面の酸素濃度が５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ’７９）未満であるエピタキシャルウェーハを製造し、
前記表層の酸素を外方拡散させる熱処理を、Ａｒ雰囲気下又はＡｒとＨ ２ の混合雰囲気下、１１５０〜１３００℃で、３０分〜４時間行い、
前記シリコン基板に前記表層の酸素を外方拡散させる熱処理を行う際、前記シリコン基板中に直径２５ｎｍ以上のＢＭＤを１×１０ ８ ／ｃｍ ３ 以上の密度で形成し、
前記シリコン基板上に、前記エピタキシャル層を厚さ３μｍ以上１０μｍ未満で形成することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。 An epitaxial wafer manufacturing method for forming an epitaxial layer on a CZ silicon substrate,
The initial oxygen concentration of the silicon substrate is greater than 12 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79) and not greater than 16 × 10 17 atoms / cm 3 (ASTM'79),
The silicon substrate is not doped with nitrogen,
Before forming the epitaxial layer, heat treatment is performed on the silicon substrate to diffuse out-surface oxygen, and the epitaxial layer is formed on the silicon substrate after the heat treatment, whereby the silicon substrate and the epitaxial layer are formed. to produce an epitaxial wafer oxygen concentration at the interface is less than 5 × 10 16 atoms / cm 3 (ASTM'79) and,
Heat treatment for outward diffusion of oxygen in the surface layer is performed at 1150 to 1300 ° C. for 30 minutes to 4 hours in an Ar atmosphere or a mixed atmosphere of Ar and H 2 .
When performing heat treatment for outward diffusion of oxygen on the surface layer on the silicon substrate, a BMD having a diameter of 25 nm or more is formed in the silicon substrate at a density of 1 × 10 8 / cm 3 or more.
A method for producing an epitaxial wafer , comprising: forming the epitaxial layer with a thickness of 3 μm or more and less than 10 μm on the silicon substrate .
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