JP6881292B2 - 再結合ライフタイムの制御方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、再結合ライフタイムのばらつきに対しては、これらの炭素や酸素の不純物が主要因であるか否か、実際には明らかになっていない。
しかしながら、特許文献6では、窒素添加FZシリコン単結晶基板における再結合ライフタイムのばらつき要因や制御方法が明らかではないという問題があった。
前記準備工程で準備された前記シリコン単結晶基板の酸素濃度Coに応じて、前記熱処理工程Aにおいて、前記熱処理によって前記シリコン単結晶基板中の窒素を外方拡散させることにより前記シリコン単結晶基板の窒素濃度Cnを調整し、その後、窒素濃度Cnが調整された前記シリコン単結晶基板に対し、前記粒子線照射工程を行うことを特徴とする再結合ライフタイムの制御方法を提供する。
前記準備工程で準備された前記シリコン単結晶基板の酸素濃度Coに応じて、前記熱処理工程Aにおいて、前記熱処理によって前記シリコン単結晶基板中の窒素を外方拡散させることにより前記シリコン単結晶基板の窒素濃度Cnを調整し、その後、窒素濃度Cnが調整された前記シリコン単結晶基板に対し、前記粒子線照射工程を行うことを特徴とする再結合ライフタイムの制御方法である。
まず、FZ法により育成された窒素添加のシリコン単結晶からシリコン単結晶基板を準備する(図1のS1)。ここで用意するシリコン単結晶基板の仕様(直径、厚み、抵抗率など)は、本発明において特に限定されない。例えば、半導体デバイス側からの要求に沿った仕様とすることができる。
この熱処理工程Aにおいて、準備工程で準備されたシリコン単結晶基板の酸素濃度Coに応じて、シリコン単結晶基板中の窒素を外方拡散させることにより、粒子線照射工程の前にシリコン単結晶基板の窒素濃度を調整する。
FZ法により育成された、複数の窒素添加のシリコン単結晶からシリコン単結晶基板(FZ基板と呼ぶ場合もある)を用意した。また、比較のため、MCZ法により育成された窒素無添加のシリコン単結晶からシリコン単結晶基板(MCZ基板と呼ぶ場合もある)を用意した。何れのシリコン単結晶基板も、直径は200mm、結晶面方位は(100)、厚みは720〜730μm、導電型はn型(リン添加)、抵抗率は63〜71Ω・cmである。
図1に示すような、本発明の再結合ライフタイムの制御方法でシリコン単結晶基板の再結合ライフタイムの制御を行った。
酸素濃度が0.1ppma以上のFZ基板(FZ−A、FZ−B)においては、粒子線照射工程前にバルク窒素濃度が2×1015atoms/cm3以下となるように、熱処理工程Aを行った。この場合、熱処理工程Aの温度は1050℃、時間は4時間、雰囲気は酸素とした。この熱処理では、900℃に保持された炉内にFZ基板を挿入し、900℃から1050℃まで5℃/分の速度で昇温し、1050℃で4時間保持した後、1050℃から900℃まで−3℃/分の速度で降温し、炉内からFZ基板を取り出した。
シリコン単結晶基板の酸素濃度に応じて粒子線照射工程前の窒素濃度を調整しなかったこと以外、実施例と同様の条件でシリコン単結晶基板の再結合ライフタイムを制御した。
この熱処理工程A’では、粒子線照射工程前の窒素濃度の調整を考えずに、何れのFZ基板も同じ条件で熱処理を施し、温度は1000℃、時間は1時間、雰囲気は酸素とした。この熱処理では、900℃に保持された炉内にFZ基板を挿入し、900℃から1000℃まで5℃/分の速度で昇温し、1000℃で1時間保持した後、1000℃から900℃まで−3℃/分の速度で降温し、炉内からFZ基板を取り出した。
Claims (1)
- 浮遊帯溶融法(FZ法)により育成された窒素添加のシリコン単結晶からシリコン単結晶基板を準備する準備工程と、
該準備したシリコン単結晶基板に熱処理を施す熱処理工程Aと、
該熱処理工程A後の前記シリコン単結晶基板に粒子線を照射する粒子線照射工程と、
該粒子線照射工程後の前記シリコン単結晶基板を熱処理する熱処理工程Bと
を行うことで、シリコン単結晶基板のキャリアの再結合ライフタイムを制御する再結合ライフタイムの制御方法であって、
前記準備工程で準備された前記シリコン単結晶基板の酸素濃度Coに応じて、前記熱処理工程Aにおいて、前記熱処理によって前記シリコン単結晶基板中の窒素を外方拡散させることにより前記シリコン単結晶基板の窒素濃度Cnを調整するときに、前記準備工程で準備されたシリコン単結晶基板の酸素濃度Coが0.1ppma未満の場合は、前記熱処理工程Aにおいて、該熱処理工程A後の前記シリコン単結晶基板の窒素濃度Cnが2×10 14 atoms/cm 3 未満となるように前記熱処理を施して窒素を外方拡散させ、前記準備工程で準備されたシリコン単結晶基板の酸素濃度Coが0.1ppma以上の場合は、前記熱処理工程Aにおいて、該熱処理工程A後の前記シリコン単結晶基板の窒素濃度Cnが2×10 15 atoms/cm 3 未満となるように前記熱処理を施して窒素を外方拡散させ、
その後、窒素濃度Cnが調整された前記シリコン単結晶基板に対し、前記粒子線照射工程を行うことを特徴とする再結合ライフタイムの制御方法。
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