JP6024710B2 - シリコンウェーハ及びその製造方法、並びに、半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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T×S2≦9×106
を満たす条件で行うことを特徴とする。
T×S2≦9×106
を満たす条件でLSA処理を行えば、板状酸素析出物を起点とした転位の発生はほとんど起こらない。上記の式が示す値(=9×106)がしきい値となる理由については明らかではないが、追って説明する多くの実験データによって裏付けられている。
格子間酸素濃度が12.5×1017atoms/cm3である直径300mmのポリッシュウェーハを複数枚準備した。これらウェーハに種々の熱処理を施し、サイズ及び形態の互いに異なる酸素析出物を形成した。析出物のサイズ及び形態は、同じ熱処理を施した別サンプルを透過電子顕微鏡(TEM)にて測定、観察することにより特定した。析出物のサイズ及び形態は、表1に示すとおりである。
T×S2≦9×106
を満たす条件でLSA処理を行えば、板状酸素析出物を起点とした転位の発生が生じないことが実証された。
窒素ドープされたウェーハ本体にエピタキシャル層が形成された300mmのエピタキシャルウェーハと、ボロンドープされたウェーハ本体にエピタキシャル層が形成された300mmのエピタキシャルウェーハを準備した。ドープ量は表2に示すとおりである。また、各サンプルにおけるウェーハ本体の格子間酸素濃度は11.5〜13.6×1017atoms/cm3である。
T×S2>9×106
となる条件でLSA処理を行った。そして、LSA処理後、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて酸素析出物の形態を観察するとともに、X線トポグラフィー装置を用いて転位発生の有無を調べた。
窒素ドープされたウェーハ本体にエピタキシャル層が形成された300mmのエピタキシャルウェーハと、ボロンドープされたウェーハ本体にエピタキシャル層が形成された300mmのエピタキシャルウェーハを準備した。ドープ量は表3に示すとおりである。また、各サンプルにおけるウェーハ本体の格子間酸素濃度は11.5〜13.6×1017atoms/cm3である。
T×S2>9×106
となる条件でLSA処理を行った。そして、LSA処理後、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて酸素析出物の形態を観察するとともに、X線トポグラフィー装置を用いて転位発生の有無を調べた。
窒素ドープされたウェーハ本体にエピタキシャル層が形成された300mmのエピタキシャルウェーハと、ボロンドープされたウェーハ本体にエピタキシャル層が形成された300mmのエピタキシャルウェーハを準備した。ドープ量は表4に示すとおりである。また、各サンプルにおけるウェーハ本体の格子間酸素濃度は11.5〜13.6×1017atoms/cm3である。
T×S2>9×106
となる条件でLSA処理を行った。そして、LSA処理後、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて酸素析出物の形態を観察するとともに、X線トポグラフィー装置を用いて転位発生の有無を調べた。
窒素ドープされたウェーハ本体にエピタキシャル層が形成された300mmのエピタキシャルウェーハと、ボロンドープされたウェーハ本体にエピタキシャル層が形成された300mmのエピタキシャルウェーハを準備した。ドープ量はサンプルごとに異なる値とした。また、各サンプルにおけるウェーハ本体の格子間酸素濃度は11.5〜13.6×1017atoms/cm3である。
T×S2>9×106
となる条件でLSA処理を行った。そして、LSA処理後、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて酸素析出物の形態を観察するとともに、X線トポグラフィー装置を用いて転位発生の有無を調べた。
11 ウェーハ本体
12 エピタキシャル層
21 板状酸素析出物の主面
22 多面体酸素析出物の表面
Claims (5)
- LSA(Laser Spike Anneal)処理を含むデバイスプロセスに供せられるシリコンウェーハであって、窒素濃度が1×1012atoms/cm3以上に設定されたウェーハ本体と、前記ウェーハ本体の表面に設けられたエピタキシャル層とを備え、
前記ウェーハ本体には、板状酸素析出物に成長するタイプの析出核よりも、多面体酸素析出物に成長するタイプの析出核の方が多く含まれており、これにより、750℃で4時間の熱処理を行った後、1000℃で4時間の熱処理を行った場合に、板状酸素析出物よりも多面体酸素析出物が優勢に成長し、
前記LSA処理時において前記ウェーハ本体に含まれる板状酸素析出物の対角線長をS(nm)、前記LSA処理における最高到達温度をT(℃)とした場合、
T×S2≦9×106
を満たすことを特徴とするシリコンウェーハ。 - LSA(Laser Spike Anneal)処理を含むデバイスプロセスに供せられるシリコンウェーハであって、ボロンドープによって比抵抗が20mΩ・cm以下に設定されたウェーハ本体と、前記ウェーハ本体の表面に設けられたエピタキシャル層とを備え、
前記ウェーハ本体には、板状酸素析出物に成長するタイプの析出核よりも、多面体酸素析出物に成長するタイプの析出核の方が多く含まれており、これにより、750℃で4時間の熱処理を行った後、1000℃で4時間の熱処理を行った場合に、板状酸素析出物よりも多面体酸素析出物が優勢に成長し、
前記LSA処理時において前記ウェーハ本体に含まれる板状酸素析出物の対角線長をS(nm)、前記LSA処理における最高到達温度をT(℃)とした場合、
T×S 2 ≦9×10 6
を満たすことを特徴とするシリコンウェーハ。 - LSA(Laser Spike Anneal)処理を含むデバイスプロセスに供せられるシリコンウェーハの製造方法であって、
窒素濃度が1×1012atoms/cm3以上に設定されたウェーハ本体の表面にエピタキシャル層を形成する工程と、
前記エピタキシャル層を形成した後、少なくとも800℃以上の温度領域において5℃/min以上のレートで昇温し、1050℃以上融点以下の温度で5分以上の熱処理を行うことによって、多面体酸素析出物に成長するタイプの析出核を形成する工程と、を備え、
前記LSA処理時において前記ウェーハ本体に含まれる板状酸素析出物の対角線長をS(nm)、前記LSA処理における最高到達温度をT(℃)とした場合、
T×S2≦9×106
を満たすことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - LSA(Laser Spike Anneal)処理を含むデバイスプロセスに供せられるシリコンウェーハの製造方法であって、
ボロンドープによって比抵抗が20mΩ・cm以下に設定されたウェーハ本体の表面にエピタキシャル層を形成する工程と、
前記エピタキシャル層を形成した後、少なくとも800℃以上の温度領域において5℃/min以上のレートで昇温し、1050℃以上融点以下の温度で5分以上の熱処理を行うことによって、多面体酸素析出物に成長するタイプの析出核を形成する工程と、を備え、
前記LSA処理時において前記ウェーハ本体に含まれる板状酸素析出物の対角線長をS(nm)、前記LSA処理における最高到達温度をT(℃)とした場合、
T×S 2 ≦9×10 6
を満たす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製造するウェーハプロセスと、前記シリコンウェーハに半導体デバイスを形成するデバイスプロセスとを備える半導体デバイスの製造方法であって、
前記ウェーハプロセスは、
窒素濃度が1×1012atoms/cm3以上、又は、ボロンドープによって比抵抗が20mΩ・cm以下に設定されたウェーハ本体の表面にエピタキシャル層を形成する工程と、
前記エピタキシャル層を形成した後、少なくとも800℃以上の温度領域において5℃/min以上のレートで昇温し、1050℃以上融点以下の温度で5分以上の熱処理を行うことによって、多面体酸素析出物に成長するタイプの析出核を形成する工程と、を含み、
前記デバイスプロセスは、LSA(Laser Spike Anneal)処理を行う工程を含み、
前記LSA処理は、前記ウェーハ本体に含まれる板状酸素析出物の対角線長をS(nm)、最高到達温度をT(℃)とした場合、
T×S2≦9×106
を満たす条件で行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
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