JP5915565B2 - Method for producing silicon single crystal and method for producing silicon single crystal wafer - Google Patents
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Description
本発明は、シリコン単結晶の製造方法およびシリコン単結晶ウェーハの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a silicon single crystal and a method for producing a silicon single crystal wafer.
近年、ＣＺ法（チョクラルスキー法）によって製造されたシリコン単結晶の品質として、１０００Ωｃｍ以上の高抵抗率をもったものの要求が増えてきている。これらの用途としては、今までＦＺ法によって製造されたシリコン単結晶で製造していた品種やＲＦデバイスといわれる通信用のデバイスなど、様々な用途がある。 In recent years, as a quality of a silicon single crystal manufactured by the CZ method (Czochralski method), there has been an increasing demand for a material having a high resistivity of 1000 Ωcm or more. As these uses, there are various uses such as varieties manufactured using silicon single crystals manufactured by the FZ method until now and communication devices called RF devices.
通常のＣＺ法による製造では、リンやボロンといったドープ剤をシリコン原料に添加することにより、目標の抵抗率をもったシリコン単結晶を製造している。 In normal CZ manufacturing, a silicon single crystal having a target resistivity is manufactured by adding a dopant such as phosphorus or boron to a silicon raw material.
１０００Ωｃｍ以上のシリコン単結晶を製造する場合は、高純度の石英ルツボ（内表面が合成石英でコートされたもの）に高純度の多結晶シリコンを投入し、ドープ剤を添加しない方法、すなわち、ノンドープで製造することが一般的である。 When producing a silicon single crystal of 1000 Ωcm or more, a method in which high-purity polycrystalline silicon is introduced into a high-purity quartz crucible (inner surface coated with synthetic quartz) and no dopant is added, that is, non-doping It is common to manufacture with.
多結晶シリコンの純度は、一般的にバルク部分のドナー濃度、および、アクセプター濃度を品質保証している。これは、製造した多結晶シリコンのロッドから、ＦＺ法（フローティングゾーン法）による製造に使われる多結晶シリコンをくりぬき、バルク部分のドナー濃度およびアクセプター濃度を測定するとともに、これを原料にしてＦＺ法によってシリコン単結晶を製造し、このようにして製造されたシリコン単結晶から切り出したサンプル（以下、ＦＺサンプルと称する）により、多結晶シリコンのバルク部分のドナー、アクセプターが規格値以下の濃度であること、ＦＺサンプルの抵抗率がある値以上であることにより保証している。上記で保証された多結晶シリコンを使うことにより、１０００Ωｃｍ以上の高抵抗率のシリコン単結晶を製造することが可能となる。 The purity of polycrystalline silicon generally guarantees the donor concentration and acceptor concentration in the bulk portion. This is done by hollowing out the polycrystalline silicon used for manufacturing by the FZ method (floating zone method) from the manufactured polycrystalline silicon rod, measuring the donor concentration and acceptor concentration in the bulk part, and using this as a raw material for the FZ method. A silicon single crystal is manufactured by the above, and a sample cut from the silicon single crystal thus manufactured (hereinafter referred to as an FZ sample) has a concentration of donors and acceptors in the bulk portion of polycrystalline silicon that is lower than the standard value. This is guaranteed by the fact that the resistivity of the FZ sample is above a certain value. By using the polycrystalline silicon guaranteed as described above, it becomes possible to manufacture a silicon single crystal having a high resistivity of 1000 Ωcm or more.
今までは、抵抗率が１０００Ωｃｍ以上であれば、どのような値の抵抗率でも良かったが、最近の品質要求は、たとえば、抵抗率が１０００Ωｃｍ以上という要求に加えて、導電型がＰ型であることや、抵抗率の上限を１５００−２５００Ωｃｍに限定されたり、導電型がＰ型であって、さらに抵抗率が３５００Ωｃｍ以上と要求されたりする。 Until now, any value of resistivity was acceptable as long as the resistivity was 1000 Ωcm or more. However, recent quality requirements include, for example, that the conductivity type is P-type in addition to the requirement that the resistivity is 1000 Ωcm or more. In other words, the upper limit of the resistivity is limited to 1500-2500 Ωcm, the conductivity type is P-type, and the resistivity is further required to be 3500 Ωcm or more.
このような厳しい要求に対して、原料となる多結晶シリコンのドナー、アクセプターの量を的確に把握し、必要なドープ剤（たとえば、ボロン）を添加する必要がある。 In order to meet such strict requirements, it is necessary to accurately grasp the amounts of polycrystalline silicon donors and acceptors as raw materials and add a necessary dopant (for example, boron).
このような高抵抗シリコン単結晶の製造方法として、特許文献１は、抵抗率が１００−２０００Ωｃｍの高抵抗シリコン単結晶を製造する際に、シリコン原料として、原料中の不純物濃度が「ドナー濃度−アクセプター濃度」で表して、−５〜５０ｐｐｔａの範囲に管理されたものを使用することを開示している。
As a manufacturing method of such a high resistance silicon single crystal,
また、特許文献２は、品質の高いシリコン単結晶を製造するためのシリコン原料として、バルク部分から検出されるクロム、鉄、ニッケル、銅、コバルトの不純物濃度の総計が１５０ｐｐｔａ以下である多結晶シリコンを使うことを開示している。 Patent Document 2 discloses polycrystalline silicon whose total impurity concentration of chromium, iron, nickel, copper, and cobalt detected from the bulk portion is 150 ppta or less as a silicon raw material for producing a high-quality silicon single crystal. The use of is disclosed.
発明者らが検討した結果、１０００Ωｃｍ以上の抵抗率をもった高抵抗シリコン単結晶を製造する場合には、従来のように、多結晶シリコン原料のバルク部分のドナー濃度、および、アクセプター濃度より推定して単結晶を製造すると、予想された製品抵抗率と、実際に製造された単結晶の抵抗率に大きな乖離が有ることが確認された。 As a result of investigations by the inventors, when producing a high-resistance silicon single crystal having a resistivity of 1000 Ωcm or more, it is estimated from the donor concentration and the acceptor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon raw material as in the past. Thus, when a single crystal was manufactured, it was confirmed that there was a large difference between the expected product resistivity and the resistivity of the actually manufactured single crystal.
図６は、シリコン原料である多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度と、この多結晶シリコンから作製したＦＺサンプル（定義については（０００５）段落参照）の抵抗率の関係を示すグラフである。図６からわかるように、多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度と、多結晶シリコンから作製したＦＺサンプルの抵抗率との間には、良好な相関が見られ、バルク部分のアクセプターを供給する不純物（例えば、ボロン）の影響がほとんど見られないことが確認された。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the donor concentration in the bulk portion of polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, and the resistivity of an FZ sample (see paragraph (0005) for definition) made from this polycrystalline silicon. As can be seen from FIG. 6, there is a good correlation between the donor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon and the resistivity of the FZ sample made from the polycrystalline silicon, and the impurities supplying the acceptor in the bulk portion. It was confirmed that the influence of (for example, boron) was hardly seen.
一方、図７は、シリコン原料である多結晶シリコンから作製したＦＺサンプルの抵抗率の最大値と、この多結晶シリコンからＣＺ法によって製造したシリコン単結晶の抵抗率の最大値の関係を示すグラフである。図７からわかるように、多結晶シリコンから作製したＦＺサンプルの抵抗率と、この多結晶シリコンから製造したシリコン単結晶の抵抗率との間には、相関が全く見られない。さらに、多結晶シリコンから作製したＦＺサンプルでは、Ｎ型の導電型を示していたにもかかわらず、この多結晶シリコンから製造したシリコン単結晶では、Ｐ型の導電型を示している。
この原因として、シリコン原料である多結晶シリコンの表面部分に付着したアクセプターを供給する不純物（例えば、ボロン）の影響が考えられる。
On the other hand, FIG. 7 is a graph showing the relationship between the maximum value of resistivity of an FZ sample manufactured from polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, and the maximum value of resistivity of a silicon single crystal manufactured from this polycrystalline silicon by the CZ method. It is. As can be seen from FIG. 7, no correlation is found between the resistivity of the FZ sample made from polycrystalline silicon and the resistivity of the silicon single crystal produced from this polycrystalline silicon. Furthermore, although the FZ sample manufactured from polycrystalline silicon showed N-type conductivity, the silicon single crystal produced from this polycrystalline silicon shows P-type conductivity.
As this cause, the influence of the impurity (for example, boron) which supplies the acceptor adhering to the surface part of the polycrystalline silicon which is a silicon raw material can be considered.
従って、シリコン原料である多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度、および、アクセプター濃度より、この多結晶シリコンから製造されたシリコン単結晶の抵抗率を推定するという従来の管理方法では、シリコン単結晶の製造に大きな支障が発生することが判明した。 Therefore, in the conventional management method in which the resistivity of a silicon single crystal manufactured from this polycrystalline silicon is estimated from the donor concentration and the acceptor concentration in the bulk portion of polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, It has been found that there is a major obstacle to production.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、高抵抗シリコン単結晶を製造する際に、シリコン単結晶の導電型および抵抗率を精度よく制御することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to accurately control the conductivity type and resistivity of a silicon single crystal when a high-resistance silicon single crystal is manufactured.
上記目的を達成するために、本発明は、多結晶シリコンを原料として、シリコン単結晶を製造するシリコン単結晶の製造方法であって、前記多結晶シリコンの表面部分の抵抗率、又は、ドナー濃度およびアクセプター濃度と、前記多結晶シリコンのバルク部分の抵抗率、又は、ドナー濃度およびアクセプター濃度とを測定する工程と、前記測定の結果に基づいて、ドナーまたはアクセプターを供給するドープ剤のドープ量を決定する工程と、前記ドープ量のドープ剤を投入して、シリコン単結晶を製造する工程と、を備えることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a method for producing a silicon single crystal using polycrystalline silicon as a raw material, wherein the resistivity of the surface portion of the polycrystalline silicon or the donor concentration And the step of measuring the acceptor concentration, the resistivity of the bulk portion of the polycrystalline silicon, or the donor concentration and the acceptor concentration, and the doping amount of the dopant supplying the donor or the acceptor based on the measurement result There is provided a method for producing a silicon single crystal, comprising: a step of determining; and a step of producing a silicon single crystal by introducing a dopant of the dope amount.
このように、多結晶シリコンのバルク部分の抵抗率、又は、ドナー濃度およびアクセプター濃度に加えて、多結晶シリコンの表面部分の抵抗率、又は、ドナー濃度およびアクセプター濃度を考慮して、ドナーまたはアクセプターを供給するドープ剤を投入して、シリコン単結晶を製造するので、高抵抗シリコン単結晶を製造する場合でも、シリコン単結晶の導電型および抵抗率を精度よく制御することができる。 Thus, in consideration of the resistivity of the bulk portion of the polycrystalline silicon, or the donor concentration and the acceptor concentration, the resistivity of the surface portion of the polycrystalline silicon, or the donor concentration and the acceptor concentration, the donor or acceptor Since the silicon single crystal is manufactured by introducing the dopant for supplying the silicon, the conductivity type and resistivity of the silicon single crystal can be accurately controlled even when the high resistance silicon single crystal is manufactured.
ここで、前記シリコン単結晶は、チョクラルスキー法により製造されることが好ましい。
このように、前記シリコン単結晶がチョクラルスキー法により製造されれば、高抵抗率で結晶性の良好な大口径のシリコン単結晶を製造することができる。
Here, the silicon single crystal is preferably manufactured by the Czochralski method.
Thus, if the silicon single crystal is manufactured by the Czochralski method, a large-diameter silicon single crystal with high resistivity and good crystallinity can be manufactured.
また、前記製造されるシリコン単結晶は、抵抗率が１０００Ωｃｍ以上であることが好ましい。
本発明は、抵抗率が１０００Ωｃｍ以上の高抵抗率のシリコン単結晶を製造する場合に、好適に、シリコン単結晶の導電型および抵抗率を精度よく制御することができる。
Moreover, it is preferable that the manufactured silicon single crystal has a resistivity of 1000 Ωcm or more.
The present invention can suitably control the conductivity type and resistivity of a silicon single crystal when producing a high resistivity silicon single crystal having a resistivity of 1000 Ωcm or more.
そして、前記製造されるシリコン単結晶の導電型がＰ型の場合は、前記多結晶シリコンとして、表面部分およびバルク部分のドナー濃度が０．０４ｐｐｂａ未満の多結晶シリコンを使用し、前記製造される単結晶シリコンの導電型がＮ型の場合は、前記多結晶シリコンとして、表面部分およびバルク部分のアクセプター濃度が０．１ｐｐｂａ未満の多結晶シリコンを使用することが好ましい。
このように、シリコン原料となる多結晶シリコンに関して、シリコン単結晶の導電型をコンペンセートするような表面部分およびバルク部分の不純物濃度の上限を規定することによって、Ｐ型／Ｎ型のコンペンセートを抑制することができ、デバイス特性に対して問題のないシリコン単結晶を製造することができる。
And when the conductivity type of the silicon single crystal to be manufactured is P type, the polycrystalline silicon having a donor concentration of less than 0.04 ppba in the surface portion and the bulk portion is used as the polycrystalline silicon. When the conductivity type of single crystal silicon is N-type, it is preferable to use polycrystalline silicon having an acceptor concentration of less than 0.1 ppba in the surface portion and bulk portion as the polycrystalline silicon.
In this way, with respect to polycrystalline silicon as a silicon raw material, by defining the upper limit of the impurity concentration of the surface portion and the bulk portion that compensate the conductivity type of the silicon single crystal, P-type / N-type compensate can be obtained. It is possible to manufacture a silicon single crystal that can be suppressed and has no problem with respect to device characteristics.
さらに、上記のシリコン単結晶の製造方法によって製造されたシリコン単結晶をスライスして、シリコン単結晶ウェーハを製造することができる。
このようにして、本発明は、高抵抗シリコン単結晶ウェーハを製造することができるとともに、高抵抗シリコン単結晶ウェーハの導電型および抵抗率を精度よく制御することができる。
Furthermore, a silicon single crystal wafer can be manufactured by slicing a silicon single crystal manufactured by the above-described method for manufacturing a silicon single crystal.
In this way, the present invention can produce a high-resistance silicon single crystal wafer and can control the conductivity type and resistivity of the high-resistance silicon single crystal wafer with high accuracy.
以上のように、本発明によれば、高抵抗シリコン単結晶を製造する際に、シリコン単結晶の導電型および抵抗率を精度よく制御することができるので、高抵抗シリコン単結晶の製造歩留まりを向上させることができる。 As described above, according to the present invention, when the high resistance silicon single crystal is manufactured, the conductivity type and resistivity of the silicon single crystal can be controlled with high accuracy, so that the manufacturing yield of the high resistance silicon single crystal can be reduced. Can be improved.
以下本発明についてより具体的に説明する。 前述のように、高抵抗シリコン単結晶を製造する場合に、従来のように、シリコン原料である多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度、および、アクセプター濃度より推定して単結晶を製造すると、予想されるシリコン単結晶の抵抗率と、実際に製造されたシリコン単結晶の抵抗率に大きな乖離が有った。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically. As described above, when manufacturing a high-resistance silicon single crystal, it is expected that a single crystal will be manufactured as estimated from the donor concentration and acceptor concentration in the bulk portion of polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, as in the past. There was a large discrepancy between the resistivity of the silicon single crystal produced and the resistivity of the actually produced silicon single crystal.
そこで、本発明者らは、予想されるシリコン単結晶の抵抗率と、実際に製造されたシリコン単結晶の抵抗率との間の乖離を解消すべく検討を行ってきた。その結果、予想されるシリコン単結晶の抵抗率と、実際に製造されたシリコン単結晶の抵抗率との間の乖離の原因が、シリコン原料である多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度、および、アクセプター濃度を考慮しないことであることを見出し、本発明をなすに至った。 Therefore, the present inventors have studied to eliminate the difference between the expected resistivity of the silicon single crystal and the resistivity of the actually manufactured silicon single crystal. As a result, the cause of the difference between the resistivity of the expected silicon single crystal and the resistivity of the actually manufactured silicon single crystal is the donor concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon, which is the silicon raw material, and It was found that the acceptor concentration was not taken into consideration, and the present invention was made.
すなわち、本発明者らは、多結晶シリコンを原料として、シリコン単結晶を製造するシリコン単結晶の製造方法であって、前記多結晶シリコンの表面部分の抵抗率、又は、ドナー濃度およびアクセプター濃度と、前記多結晶シリコンのバルク部分の抵抗率、又は、ドナー濃度およびアクセプター濃度とを測定する工程と、前記測定の結果に基づいて、ドナーまたはアクセプターを供給するドープ剤のドープ量を決定する工程と、前記ドープ量のドープ剤を投入して、シリコン単結晶を製造する工程と、を備えることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法を用いることで、予想されるシリコン単結晶の抵抗率と、実際に製造されたシリコン単結晶の抵抗率との間の乖離が解消されることを見出した。 That is, the inventors of the present invention provide a silicon single crystal manufacturing method for manufacturing a silicon single crystal using polycrystalline silicon as a raw material, the resistivity of the surface portion of the polycrystalline silicon, or the donor concentration and the acceptor concentration. Measuring the resistivity of the bulk portion of the polycrystalline silicon, or the donor concentration and the acceptor concentration, and determining the doping amount of the dopant supplying the donor or the acceptor based on the result of the measurement; And a step of producing a silicon single crystal by introducing a doping agent of the dope amount, and using a silicon single crystal production method characterized by: It has been found that the deviation from the resistivity of the actually produced silicon single crystal is eliminated.
図１は、シリコン原料である多結晶シリコンのバルク部分および表面部分の不純物濃度から計算した抵抗率の最大値と、この多結晶シリコンから製造したシリコン単結晶の抵抗率の最大値との関係を示すグラフである。 FIG. 1 shows the relationship between the maximum value of resistivity calculated from the impurity concentration in the bulk and surface portions of polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, and the maximum value of resistivity of a silicon single crystal manufactured from this polycrystalline silicon. It is a graph to show.
図１からわかるように、シリコン原料である多結晶シリコンのバルク部分および表面部分の不純物濃度から計算した抵抗率の最大値と、この多結晶シリコンから製造したシリコン単結晶の抵抗率の最大値との間には、良い相関が見られる。なお、シリコン単結晶の抵抗率が、計算により求められた抵抗率より低くなっているのは、多結晶シリコンの袋を開封した後、石英るつぼへの仕込み、シリコン単結晶製造装置へのセットまでの間にも、アクセプターを供給する不純物であるボロンが多結晶シリコンの表面に付着した影響であると考えられる。 As can be seen from FIG. 1, the maximum resistivity calculated from the impurity concentration in the bulk and surface portions of polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, and the maximum resistivity of a silicon single crystal manufactured from this polycrystalline silicon There is a good correlation between the two. Note that the resistivity of the silicon single crystal is lower than the resistivity obtained by calculation until the polycrystalline silicon bag is opened, the quartz crucible is charged, and the silicon single crystal manufacturing apparatus is set. In between, it is considered that boron, which is an impurity supplying the acceptor, is attached to the surface of the polycrystalline silicon.
図１に示された実験結果から、高抵抗シリコン単結晶を製造する場合には、シリコン原料である多結晶シリコンのバルク部分の不純物濃度だけでなく、多結晶シリコンの表面部分の不純物濃度も考慮することによって、シリコン単結晶の抵抗率を精度よく制御することができることがわかる。 From the experimental results shown in FIG. 1, when manufacturing a high-resistance silicon single crystal, not only the impurity concentration in the bulk portion of polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, but also the impurity concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon is considered. It can be seen that the resistivity of the silicon single crystal can be controlled with high accuracy.
ここで、本発明のシリコン単結晶の製造フローを、図２を用いて以下に詳述する。
まず、シリコン原料としての多結晶シリコンを準備する（ステップＳ１１）。次いで、この多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度およびアクセプター濃度を測定する（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１２において、多結晶シリコンの表面部分の抵抗率を測定してもよい。次いで、この多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度およびアクセプター濃度を測定する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１３において、多結晶シリコンのバルク部分の抵抗率を測定してもよい。次いで、ステップＳ１２およびステップＳ１３の測定結果に基づいて、ドナー又はアクセプターを供給するドープ剤のドープ量を決定する（ステップＳ１４）。次いで、シリコン原料としての多結晶シリコンとともに、ステップＳ１４で決定されたドープ量のドープ剤を坩堝に投入して、シリコン単結晶を製造する（ステップＳ１５）。
Here, the manufacturing flow of the silicon single crystal of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.
First, polycrystalline silicon as a silicon raw material is prepared (step S11). Next, the donor concentration and acceptor concentration of the surface portion of the polycrystalline silicon are measured (step S12). In step S12, the resistivity of the surface portion of the polycrystalline silicon may be measured. Next, the donor concentration and the acceptor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon are measured (step S13). In step S13, the resistivity of the bulk portion of the polycrystalline silicon may be measured. Next, based on the measurement results of step S12 and step S13, the doping amount of the dopant that supplies the donor or acceptor is determined (step S14). Next, together with the polycrystalline silicon as the silicon raw material, the doping agent having the doping amount determined in step S14 is charged into the crucible to produce a silicon single crystal (step S15).
この場合、ステップＳ１２およびステップＳ１３の測定結果に基づいて、多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度と多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度の合計が、０．０４ｐｐｂａ未満であり、かつ、多結晶シリコンの表面部分のアクセプター濃度と多結晶シリコンのバルク部分のアクセプター濃度の合計が、０．１ｐｐｂａ未満である基準を満たす多結晶シリコンを使用することが好ましい。
上記のような基準を満たす多結晶シリコンを使用することにより、目標抵抗率が１０００Ωｃｍ以上であっても、導電型が所望の導電型（Ｐ型またはＮ型）であり、かつ、所望の抵抗率の規格（上限値および下限値を有する規格）に対応することができる。
さらに、目標抵抗率が３０００Ωｃｍ以上である場合に、Ｐ型／Ｎ型コンペンセートによる高抵抗率のシリコン単結晶である可能性もあるが、上記のような基準を満たす多結晶シリコンを使用することにより、Ｐ型／Ｎ型コンペンセートによる高抵抗率であるリスクを低減することができ、デバイス特性に対して問題のないシリコン単結晶を製造することができる。
In this case, based on the measurement results of step S12 and step S13, the total of the donor concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon and the donor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon is less than 0.04 ppba, and the polycrystalline silicon It is preferable to use polycrystalline silicon that satisfies the criterion that the sum of the acceptor concentration in the surface portion and the acceptor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon is less than 0.1 ppba.
By using polycrystalline silicon that satisfies the above criteria, even if the target resistivity is 1000 Ωcm or more, the conductivity type is the desired conductivity type (P-type or N-type), and the desired resistivity (Standards having an upper limit value and a lower limit value).
Furthermore, when the target resistivity is 3000 Ωcm or more, there is a possibility that it is a high resistivity silicon single crystal by P-type / N-type compensate, but use polycrystalline silicon that satisfies the above criteria. Thus, the risk of high resistivity due to P-type / N-type compensate can be reduced, and a silicon single crystal having no problem with device characteristics can be manufactured.
また、導電型がＰ型指定の場合は、アクセプターの濃度は目標の抵抗率の領域まで規格を緩和することができ、導電型がＮ型指定の場合は、ドナーの濃度は目標の抵抗率の領域まで規格を緩和することができ、足りない分をドープ剤で補うことも可能である。ただし、Ｐ型／Ｎ型コンペンセートを避けるために、導電型がＰ型指定の場合は、多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度と多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度の合計が、０．０４ｐｐｂａ未満という基準を維持し、導電型がＮ型指定の場合は、多結晶シリコンの表面部分のアクセプター濃度と多結晶シリコンのバルク部分のアクセプター濃度の合計が、０．１ｐｐｂａ未満という基準を維持することが望ましい。 When the conductivity type is designated as P-type, the acceptor concentration can be relaxed to the target resistivity region, and when the conductivity type is designated as N-type, the donor concentration is equal to the target resistivity. It is possible to relax the standard to the region, and it is also possible to compensate for the shortage with a dopant. However, in order to avoid P-type / N-type compensate, when the conductivity type is designated as P-type, the total of the donor concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon and the donor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon is 0.04 ppba. If the conductivity type is designated as N-type, the sum of the acceptor concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon and the acceptor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon should be kept below 0.1 ppba. Is desirable.
なお、０．０４ｐｐｂａのドナー濃度は、Ｎ型シリコン単結晶のおよそ５０００Ωｃｍの抵抗率に相当し、０．１ｐｐｂａのアクセプター濃度は、Ｐ型シリコン単結晶のおよそ３０００Ωｃｍの抵抗率に相当する。 A donor concentration of 0.04 ppba corresponds to a resistivity of about 5000 Ωcm for an N-type silicon single crystal, and an acceptor concentration of 0.1 ppba corresponds to a resistivity of about 3000 Ωcm for a P-type silicon single crystal.
上記の基準のドナー濃度上限値およびアクセプター濃度上限値は、低ければ低いほど望ましいが、現状の製造レベルおよび検出感度を考慮すれば、このレベルでの管理が望ましい。 The lower donor concentration upper limit value and acceptor concentration upper limit value are preferably as low as possible. However, in consideration of the current production level and detection sensitivity, management at this level is desirable.
ここで、図２のステップＳ１２における多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度およびアクセプター濃度の測定方法の一例について、以下に説明する。
まず、シリコン原料である多結晶シリコンを、特定の袋から一定量だけサンプリングにより抽出し、この一定量の多結晶シリコンをフッ酸溶液中にいれる。次いで、多結晶シリコンの表面部分が溶解した後に、残った多結晶シリコンをフッ酸溶液中から取り出す。次いで、多結晶シリコンの表面部分が溶解したフッ酸溶液をＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析装置）に投入して、ドーパント元素（例えば、リン、ボロン、等）の定量分析を行う。次いで、定量分析によって得られた量のドーパント元素が、上記の一定量の多結晶シリコンに含まれると仮定して、ドーパント元素の濃度を算出する。ドーパント元素がリンのようなＮ型のドーパントの場合にはドナー濃度とし、ドーパント元素がボロンのようなＰ型のドーパントの場合にはアクセプター濃度とする。
なお、上記の測定方法は一例であり、測定方法はこれに限定されない。
Here, an example of a method for measuring the donor concentration and the acceptor concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon in step S12 of FIG. 2 will be described below.
First, polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, is extracted by sampling a certain amount from a specific bag, and this certain amount of polycrystalline silicon is placed in a hydrofluoric acid solution. Next, after the surface portion of the polycrystalline silicon is dissolved, the remaining polycrystalline silicon is taken out from the hydrofluoric acid solution. Next, a hydrofluoric acid solution in which the surface portion of polycrystalline silicon is dissolved is put into an ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer), and quantitative analysis of dopant elements (for example, phosphorus, boron, etc.) is performed. Next, the concentration of the dopant element is calculated on the assumption that the amount of the dopant element obtained by the quantitative analysis is included in the fixed amount of polycrystalline silicon. When the dopant element is an N-type dopant such as phosphorus, the donor concentration is used. When the dopant element is a P-type dopant such as boron, the acceptor concentration is used.
In addition, said measuring method is an example and a measuring method is not limited to this.
また、図２のステップＳ１３における多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度およびアクセプター濃度の測定方法の一例について、以下に説明する。
まず、シリコン原料である多結晶シリコンを、特定の袋からサンプリングにより抽出し、この多結晶シリコンを粉砕し、中心部分の多結晶シリコンを一定量採取する。次いで、この一定量の多結晶シリコンの表面部分を、フッ硝酸でエッチングする。次いで、表面部分が除去された多結晶シリコンをフッ硝酸ですべて溶解させる。次いで、多結晶シリコンが溶解したフッ硝酸をＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析装置）に投入して、ドーパント元素（例えば、リン、ボロン、等）の定量分析を行う。次いで、定量分析によって得られた量のドーパント元素が、上記の一定量の多結晶シリコンに含まれると仮定して、ドーパント元素の濃度を算出する。ドーパント元素がリンのようなＮ型のドーパントの場合にはドナー濃度とし、ドーパント元素がボロンのようなＰ型のドーパントの場合にはアクセプター濃度とする。
なお、上記の測定方法は一例であり、測定方法はこれに限定されない。
An example of a method for measuring the donor concentration and acceptor concentration in the bulk portion of polycrystalline silicon in step S13 in FIG. 2 will be described below.
First, polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, is extracted from a specific bag by sampling, the polycrystalline silicon is crushed, and a certain amount of polycrystalline silicon in the central portion is collected. Next, the surface portion of the certain amount of polycrystalline silicon is etched with hydrofluoric acid. Next, all of the polycrystalline silicon from which the surface portion has been removed is dissolved with hydrofluoric acid. Next, hydrofluoric acid in which polycrystalline silicon is dissolved is introduced into an ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer), and quantitative analysis of dopant elements (for example, phosphorus, boron, etc.) is performed. Next, the concentration of the dopant element is calculated on the assumption that the amount of the dopant element obtained by the quantitative analysis is included in the fixed amount of polycrystalline silicon. When the dopant element is an N-type dopant such as phosphorus, the donor concentration is used. When the dopant element is a P-type dopant such as boron, the acceptor concentration is used.
In addition, said measuring method is an example and a measuring method is not limited to this.
さらに、図２のステップＳ１４におけるドープ剤のドープ量の決定方法について、以下に説明する。
まず、目標抵抗率に必要なキャリア濃度Ａを計算する。例えば、導電型指定がＰ型で、目標抵抗率が２０００Ωｃｍの場合には、０．２ｐｐｂａのアクセプター濃度が必要となる。次いで、Ｓ１２で測定した多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度にＳ１３で測定した多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度を加えて、多結晶シリコンの表面部分およびバルク部分のドナー濃度Ｂを算出する。例えば、多結晶シリコンの表面部分およびバルク部分のドナー濃度は、０．０２ｐｐｂａであるとする。次いで、Ｓ１２で測定した多結晶シリコンの表面部分のアクセプター濃度にＳ１３で測定した多結晶シリコンのバルク部分のアクセプター濃度を加えて、多結晶シリコンの表面部分およびバルク部分のアクセプター濃度Ｃを算出する。例えば、多結晶シリコンの表面部分およびバルク部分のアクセプター濃度は、０．０５ｐｐｂａであるとする。次いで、多結晶シリコンの表面部分およびバルク部分のドナー濃度Ｂ、および、多結晶シリコンの表面部分およびバルク部分のアクセプター濃度Ｃを考慮して、正味のキャリア濃度が目標抵抗率に必要なキャリア濃度Ａになるように、ドープ剤のドープ量Ｄを算出する。例えば、Ｄ＝０．２ｐｐｂａ−０．０５ｐｐｂａ＋０．０２ｐｐｂａ＝０．１７ｐｐｂａに相当するドープ量のドープ剤が必要となる。
Further, a method for determining the doping amount of the dopant in step S14 of FIG. 2 will be described below.
First, the carrier concentration A required for the target resistivity is calculated. For example, when the conductivity type designation is P type and the target resistivity is 2000 Ωcm, an acceptor concentration of 0.2 ppba is required. Next, the donor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon measured in S13 is added to the donor concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon measured in S12 to calculate the donor concentration B in the surface portion of the polycrystalline silicon and the bulk portion. For example, it is assumed that the donor concentration in the surface portion and bulk portion of polycrystalline silicon is 0.02 ppba. Next, by adding the acceptor concentration of the bulk portion of the polycrystalline silicon measured in S13 to the acceptor concentration of the surface portion of the polycrystalline silicon measured in S12, the acceptor concentration C of the surface portion and the bulk portion of the polycrystalline silicon is calculated. For example, it is assumed that the acceptor concentration in the surface portion and bulk portion of polycrystalline silicon is 0.05 ppba. Then, considering the donor concentration B of the surface portion and bulk portion of the polycrystalline silicon and the acceptor concentration C of the surface portion and bulk portion of the polycrystalline silicon, the net carrier concentration is the carrier concentration A required for the target resistivity. Then, the doping amount D of the dopant is calculated. For example, a doping amount corresponding to D = 0.2 ppba−0.05 ppba + 0.02 ppba = 0.17 ppba is required.
なお、図２のステップＳ１５において、ＣＺ法（チョクラルスキー法）によって、シリコン単結晶を製造することが好ましい。シリコン単結晶がＣＺ法により製造されれば、結晶性の良好な大口径のシリコン単結晶を製造することができる。 In addition, in step S15 of FIG. 2, it is preferable to manufacture a silicon single crystal by the CZ method (Czochralski method). If the silicon single crystal is produced by the CZ method, a large-diameter silicon single crystal with good crystallinity can be produced.
さらに、上述した製造方法によって、製造されたシリコン単結晶をスライスして、シリコン単結晶ウェーハを製造することができる。
このようにして、本発明では、高抵抗シリコン単結晶ウェーハを製造する場合でも、シリコン単結晶ウェーハの導電型および抵抗率を精度よく制御することができる。
Furthermore, a silicon single crystal wafer can be manufactured by slicing the manufactured silicon single crystal by the manufacturing method described above.
Thus, in the present invention, even when a high-resistance silicon single crystal wafer is manufactured, the conductivity type and resistivity of the silicon single crystal wafer can be accurately controlled.
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。 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.
（実施例１）
図２に示すようなフローを用いて、６水準（Ｐ型指定で目標抵抗率５００〜１０００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率１０００〜３０００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率３０００〜５０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率５００〜１０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率１０００〜３０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率３０００〜５０００Ωｃｍ）のシリコン単結晶を製造した。
ここで、図２のステップＳ１５におけるシリコン単結晶の製造に関しては、ＣＺ法を用いて、直径２００ｍｍのシリコン単結晶を製造した。
また、多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度と多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度の合計が、０．０４ｐｐｂａ未満であり、かつ、多結晶シリコンの表面部分のアクセプター濃度と多結晶シリコンのバルク部分のアクセプター濃度の合計が、０．１ｐｐｂａ未満である基準を満たす多結晶シリコンをシリコン原料として使用した。
Example 1
Using the flow shown in FIG. 2, 6 levels (target resistivity 500 to 1000 Ωcm with P type designation,
Here, regarding the manufacture of the silicon single crystal in step S15 of FIG. 2, a silicon single crystal having a diameter of 200 mm was manufactured using the CZ method.
The total of the donor concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon and the donor concentration in the bulk portion of the polycrystalline silicon is less than 0.04 ppba, and the acceptor concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon and the bulk portion of the polycrystalline silicon are Polycrystalline silicon satisfying the criterion that the total acceptor concentration is less than 0.1 ppba was used as the silicon raw material.
（比較例）
実施例１と同様に、６水準（Ｐ型指定で目標抵抗率５００〜１０００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率１０００〜３０００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率３０００〜５０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率５００〜１０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率１０００〜３０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率３０００〜５０００Ωｃｍ）のシリコン単結晶を製造した。ただし、ドープ剤のドープ量は、シリコン原料である多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度およびアクセプター濃度のみを考慮して、決定した。
また、シリコン原料である多結晶シリコンのキャリア濃度については、基準を設けなかった。
(Comparative example)
As in Example 1, 6 levels (target resistivity 500 to 1000 Ωcm with P type designation,
Further, no standard was set for the carrier concentration of polycrystalline silicon as a silicon raw material.
（実施例２）
実施例１と同様にして、３水準（Ｐ型指定で目標抵抗率９００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率２５００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率４０００Ωｃｍ）のシリコン単結晶を製造した。多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度に多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度加えたものが、０．０４ｐｐｂａ未満であり、かつ、多結晶シリコンの表面部分のアクセプター濃度に多結晶シリコンのバルク部分のアクセプター濃度を加えたものが、０．１ｐｐｂａ未満である多結晶シリコンのみを、シリコン原料として使用した。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, a silicon single crystal of three levels (target resistivity 900 Ωcm for P type designation, target resistivity 2500 Ωcm for P type designation,
（実施例３）
実施例２と同様にして、３水準（Ｐ型指定で目標抵抗率９００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率２５００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率４０００Ωｃｍ）のシリコン単結晶を製造した。ただし、シリコン原料である多結晶シリコンのキャリア濃度については、基準を設けなかった。
(Example 3)
In the same manner as in Example 2, a silicon single crystal of three levels (target resistivity 900 Ωcm for P-type designation, target resistivity 2500 Ωcm for P-type designation,
実施例１および比較例の６水準（Ｐ型指定で目標抵抗率５００〜１０００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率１０００〜３０００Ωｃｍ、Ｐ型指定で目標抵抗率３０００〜５０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率５００〜１０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率１０００〜３０００Ωｃｍ、Ｎ型指定で目標抵抗率３０００〜５０００Ωｃｍ）のそれぞれについて、抵抗率の合格率を比較した結果を。表１に示す。
Six levels of Example 1 and Comparative Example (target resistivity 500 to 1000 Ωcm with P type designation,
表１から、全水準において、多結晶シリコンの表面部分のキャリア濃度を考慮した実施例１のほうが、比較例に比べ、抵抗率の合格率が高くなっていることがわかる。特に、目標抵抗率が１０００Ωｃｍ以上の水準においては、導電型にかかわりなく、抵抗率の合格率の上昇率が顕著である。 From Table 1, it can be seen that, at all levels, the pass rate of resistivity is higher in Example 1 in which the carrier concentration of the surface portion of the polycrystalline silicon is taken into consideration than in the comparative example. In particular, when the target resistivity is 1000 Ωcm or higher, the rate of increase in the pass rate of the resistivity is significant regardless of the conductivity type.
図３に、比較例の水準２（Ｐ型指定で目標抵抗率１０００〜３０００Ωｃｍ）における各キャリア濃度（多結晶シリコンのバルク部分由来のドナー濃度、多結晶シリコンの表面部分由来のドナー濃度、多結晶シリコンのバルク部分由来のアクセプター濃度、多結晶シリコンの表面部分由来のアクセプター濃度、ドープ剤由来のアクセプター濃度）の分布を示す。ここで、図３の横軸は、各キャリア濃度を複数の所定の範囲に分類したときの各キャリア濃度のそれぞれの所定の範囲の中心値を表している。
なお、比較例においては、多結晶シリコンの表面部分由来のキャリア濃度は、ＰＬ（フォトルミネッセンス）により測定したシリコン単結晶中のリン濃度、ボロン濃度と、バルク由来のキャリア濃度と、ドープ剤由来のキャリア濃度から算出した。
FIG. 3 shows carrier concentrations (donor concentration derived from the bulk portion of polycrystalline silicon, donor concentration derived from the surface portion of polycrystalline silicon, and polycrystal at level 2 of the comparative example (
In the comparative example, the carrier concentration derived from the surface portion of the polycrystalline silicon is derived from the phosphorus concentration, boron concentration, bulk-derived carrier concentration, and dopant-derived concentration in the silicon single crystal measured by PL (photoluminescence). Calculated from the carrier concentration.
図４に、実施例１の水準２（Ｐ型指定で目標抵抗率１０００〜３０００Ωｃｍ）における各キャリア濃度（多結晶シリコンのバルク部分由来のドナー濃度、多結晶シリコンの表面部分由来のドナー濃度、多結晶シリコンのバルク部分由来のアクセプター濃度、多結晶シリコンの表面部分由来のアクセプター濃度、ドープ剤由来のアクセプター濃度）の分布を示す。ここで、図４の横軸は、図３と同様に、各キャリア濃度を複数の所定の範囲に分類したときの各キャリア濃度のそれぞれの所定の範囲の中心値を表している。
FIG. 4 shows carrier concentrations (a donor concentration derived from a bulk portion of polycrystalline silicon, a donor concentration derived from a surface portion of polycrystalline silicon, a large concentration) at level 2 of Example 1 (
図３（比較例）と図４（実施例１）を比較するとわかるように、多結晶シリコンの表面部分由来のキャリア濃度を考慮しない比較例においては、多結晶シリコンの表面部分のキャリア濃度がばらつているにもかかわらず、ドープ剤のドープ量がほぼ同じ量になっている（ドープ剤由来のアクセプター濃度は、全て０．２５ｐｐｂａ）に対して、多結晶シリコンの表面部分由来のキャリア濃度を考慮する実施例１においては、多結晶シリコンの表面部分のキャリア濃度のばらつきに応じて、ドープ剤のドープ量を変えている。
すなわち、比較例では、表面部分のキャリア濃度のばらつきの分だけ抵抗率がばらつき、表１に示すように抵抗率の合格率が低下している。
それに対して、実施例１では、表面部分のキャリア濃度のばらつきを、ドープ剤によって吸収しているので、抵抗率のばらつきを抑えることができ、表１に示すように良好な合格率（９０％）が得られている。
さらに、比較例では、シリコン原料である多結晶シリコンのキャリア濃度については、基準を設けなかったので、Ｐ型指定であるにもかかわらず、ある程度の量のドナーが入っているものがあり、Ｐ型／Ｎ型コンペンセートのリスクがある。
As can be seen by comparing FIG. 3 (Comparative Example) and FIG. 4 (Example 1), in the comparative example in which the carrier concentration derived from the surface portion of the polycrystalline silicon is not taken into account, the carrier concentration in the surface portion of the polycrystalline silicon varies. Despite the fact that the doping amount of the dopant is almost the same (the acceptor concentration derived from the dopant is all 0.25 ppba), the carrier concentration derived from the surface portion of the polycrystalline silicon is considered. In Example 1, the doping amount of the dopant is changed according to the variation in the carrier concentration of the surface portion of the polycrystalline silicon.
That is, in the comparative example, the resistivity varies as much as the variation in the carrier concentration of the surface portion, and as shown in Table 1, the pass rate of the resistivity decreases.
On the other hand, in Example 1, since the variation in the carrier concentration in the surface portion is absorbed by the dopant, the variation in resistivity can be suppressed, and a satisfactory pass rate (90% as shown in Table 1). ) Is obtained.
Furthermore, in the comparative example, since no reference was provided for the carrier concentration of polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, there are cases in which a certain amount of donor is contained even though P-type designation is made. There is a risk of type / N-type compensate.
図５は、Ｐ型のシリコン単結晶を製造した場合の、実施例２および実施例３における、多結晶シリコン由来のキャリア濃度と、ドープ剤由来のキャリア濃度を示すグラフである。
シリコン原料である多結晶シリコンのキャリア濃度について基準を設けなかった実施例３では、抵抗率の制御は可能であるが、多結晶シリコン由来のアクセプター濃度が高くなると、Ｐ型指定にもかかわらずに、ドープ剤によりドナーを投入して調整する（すなわち、Ｐ型／Ｎ型コンペンセートにより調整する）という本来の使用目的から外れたシリコン単結晶になってしまう。
それに対して、多結晶シリコンのキャリア濃度について基準（多結晶シリコンの表面部分のドナー濃度に多結晶シリコンのバルク部分のドナー濃度加えたものが、０．０４ｐｐｂａ未満で、かつ、多結晶シリコンの表面部分のアクセプター濃度に多結晶シリコンのバルク部分のアクセプター濃度を加えたものが、０．１ｐｐｂａ未満）を設けた実施例２においては、ドープ剤によりドナーを投入して調整する必要がない。
上記の結果から、多結晶シリコン由来のドナー濃度、アクセプター濃度は、ある程度の低いレベルに抑えておくことが好ましいことがわかる。
FIG. 5 is a graph showing the carrier concentration derived from polycrystalline silicon and the carrier concentration derived from the dopant in Example 2 and Example 3 when a P-type silicon single crystal was manufactured.
In Example 3 in which no standard is set for the carrier concentration of polycrystalline silicon, which is a silicon raw material, the resistivity can be controlled. However, when the acceptor concentration derived from polycrystalline silicon is increased, the P-type designation is used. Then, a silicon single crystal deviating from the original purpose of use by adjusting a donor by introducing a donor with a dopant (ie, adjusting by P-type / N-type compensate).
In contrast, the carrier concentration of polycrystalline silicon is a reference (the donor concentration of the polycrystalline silicon surface portion plus the donor concentration of the bulk portion of polycrystalline silicon is less than 0.04 ppba, and the surface of the polycrystalline silicon In Example 2 in which the acceptor concentration of the bulk portion of the polycrystalline silicon added to the acceptor concentration of the portion is less than 0.1 ppba), it is not necessary to adjust by introducing a donor with a dopant.
From the above results, it is understood that the donor concentration and acceptor concentration derived from polycrystalline silicon are preferably kept at a certain low level.
なお、図５からわかるように、目標の抵抗率が２５００Ωｃｍの場合には、多結晶シリコンのドナー濃度の上限基準は０．０４ｐｐｂａ未満に保ったまま、多結晶シリコンのアクセプター濃度の上限基準を０．１５ｐｐｂａ未満にまで緩和して、使用する多結晶シリコンを選択することは、本来の調整方法からは外れていない。
すなわち、目標の抵抗率に合わせて、指定導電型と同じ導電型のキャリア濃度の上限基準を緩和することは好ましい。
As can be seen from FIG. 5, when the target resistivity is 2500 Ωcm, the upper limit standard of the polycrystalline silicon acceptor concentration is kept at less than 0.04 ppba, and the upper limit standard of the acceptor concentration of polycrystalline silicon is 0. It is not deviated from the original adjustment method to select polycrystalline silicon to be used by relaxing to less than .15 ppba.
That is, it is preferable to relax the upper limit standard of the carrier concentration of the same conductivity type as the designated conductivity type in accordance with the target resistivity.
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 (4)
前記多結晶シリコンの表面部分の抵抗率、又は、ドナー濃度およびアクセプター濃度と、前記多結晶シリコンのバルク部分の抵抗率、又は、ドナー濃度およびアクセプター濃度とを測定する工程と、
前記測定の結果に基づいて、ドナーまたはアクセプターを供給するドープ剤のドープ量を決定する工程と、
前記ドープ量のドープ剤を投入して、シリコン単結晶を製造する工程と、
を備え、
前記製造されるシリコン単結晶の導電型がＰ型の場合は、前記多結晶シリコンとして、表面部分およびバルク部分のドナー濃度が０．０４ｐｐｂａ未満の多結晶シリコンを使用し、
前記製造されるシリコン単結晶の導電型がＮ型の場合は、前記多結晶シリコンとして、表面部分およびバルク部分のアクセプター濃度が０．１ｐｐｂａ未満の多結晶シリコンを使用することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 A method for producing a silicon single crystal using polycrystalline silicon as a raw material to produce a silicon single crystal,
Measuring the resistivity of the surface portion of the polycrystalline silicon, or the donor concentration and the acceptor concentration, and the resistivity of the bulk portion of the polycrystalline silicon, or the donor concentration and the acceptor concentration;
Determining a doping amount of a dopant for supplying a donor or an acceptor based on a result of the measurement;
Adding a dope of the dope amount to produce a silicon single crystal; and
Equipped with a,
When the conductivity type of the silicon single crystal to be manufactured is P-type, polycrystalline silicon having a donor concentration of less than 0.04 ppba in the surface portion and bulk portion is used as the polycrystalline silicon.
When the conductivity type of the silicon single crystal to be manufactured is N-type, polycrystalline silicon having an acceptor concentration of less than 0.1 ppba in the surface portion and the bulk portion is used as the polycrystalline silicon. Crystal production method.
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