JP6922851B2 - How to form a gettering layer - Google Patents
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Description
本発明は、ゲッタリング能力を有するシリコンウェーハに関する。 The present invention relates to a silicon wafer having a gettering ability.
単結晶シリコンウェーハにゲッタリング能力を付与する方法として、RTA等の熱処理によってウェーハ内部に酸素析出物を形成し、いわゆるイントリンシック・ゲッタリング(IG)効果を付与することが一般的に行われている(例えば、特許文献1)。
また、FZウェーハ、低酸素CZウェーハ及びエピタキシャルウェーハなどのように、酸素析出物を形成することが困難なウェーハに対しては、ゲッタリング能力を付与するために、ウェーハの裏面にCVD酸化膜等を形成し、エクストリンシックゲッタリング(EG)効果を付与することが行われている。(例えば、特許文献2)
また、最近では、Feなどの拡散速度の比較的遅い不純物に対してもゲッタリング能力を付与するため、エピタキシャルウェーハにイオン注入を行い、デバイス形成領域に近い領域にゲッタリング層を形成すること(いわゆる近接ゲッタリング)も行われている(例えば、特許文献3)。
As a method of imparting gettering ability to a single crystal silicon wafer, it is common practice to form an oxygen precipitate inside the wafer by heat treatment such as RTA to impart a so-called intrinsic gettering (IG) effect. (For example, Patent Document 1).
Further, for wafers in which it is difficult to form oxygen precipitates, such as FZ wafers, low oxygen CZ wafers, and epitaxial wafers, a CVD oxide film or the like is provided on the back surface of the wafer in order to impart gettering ability. Is formed to impart an extrinsic gettering (EG) effect. (For example, Patent Document 2)
Recently, in order to impart gettering ability to impurities with a relatively slow diffusion rate such as Fe, ion implantation is performed on an epitaxial wafer to form a gettering layer in a region close to the device formation region (). So-called proximity gettering) is also performed (for example, Patent Document 3).
しかし、上記イオン注入による近接ゲッタリングの形成では、イオン注入を行う前にウェーハ表面に酸化膜を形成したり、イオン注入後に酸化膜除去、結晶性回復熱処理工程等を行ったりする必要があった。このような工程は、ゲッタリング層形成に必要な工程を増加させ、スループットを低下させるという問題がある。また、工程数の増加により、様々な汚染を受ける機会も増加する。このため、工程数の少ない簡便な方法によりゲッタリング層を形成することが望まれていた。 However, in the formation of proximity gettering by the ion implantation, it is necessary to form an oxide film on the wafer surface before the ion implantation, remove the oxide film after the ion implantation, and perform a crystalline recovery heat treatment step. .. Such a step has a problem that the number of steps required for forming the gettering layer is increased and the throughput is lowered. In addition, as the number of processes increases, the chances of receiving various types of contamination also increase. Therefore, it has been desired to form a gettering layer by a simple method with a small number of steps.
そこで、本発明は、ゲッタリング層を形成する前にウェーハ表面に酸化膜を形成することや、ゲッタリング層を形成した後に結晶性回復熱処理工程を行う必要もない、簡便な方法で、しかも、所望の領域に確実にゲッタリング層を形成する方法、及び、単結晶シリコンウェーハの内部にゲッタリング層が形成された新規なシリコンウェーハを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a simple method that does not require forming an oxide film on the wafer surface before forming the gettering layer or performing a crystallinity recovery heat treatment step after forming the gettering layer, and moreover. It is an object of the present invention to provide a method for surely forming a gettering layer in a desired region, and a new silicon wafer in which a gettering layer is formed inside a single crystal silicon wafer.
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、単結晶シリコンウェーハの内部にゲッタリング層を形成する方法であって、単結晶シリコンウェーハにレーザー光の照射を行い、前記単結晶シリコンウェーハの内部に前記レーザー光の集光点を合わせることによって、前記単結晶シリコンウェーハの内部の所定の領域を多結晶シリコン化し、前記ゲッタリング層としての多結晶シリコン層を形成するゲッタリング層の形成方法を提供する。 The present invention has been made to achieve the above object, and is a method of forming a gettering layer inside a single crystal silicon wafer by irradiating the single crystal silicon wafer with laser light to form the single crystal. A gettering layer that forms a polycrystalline silicon layer as the gettering layer by converting a predetermined region inside the single crystal silicon wafer into polycrystalline silicon by aligning the condensing point of the laser beam inside the silicon wafer. A method of forming is provided.
このようなゲッタリング層の形成方法によれば、単一の単結晶シリコンウェーハの内部に、イオン注入や貼り合わせなどの手法を用いることなく、簡便な手法でゲッタリング層を形成できる。また、ゲッタリング層を形成する処理の前にウェーハ表面に酸化膜等を形成する必要もなく、ゲッタリング層を形成した後に結晶性回復熱処理工程を行う必要もない。 According to such a method for forming a gettering layer, a gettering layer can be formed inside a single single crystal silicon wafer by a simple method without using a method such as ion implantation or bonding. Further, it is not necessary to form an oxide film or the like on the wafer surface before the process of forming the gettering layer, and it is not necessary to perform a crystallinity recovery heat treatment step after forming the gettering layer.
このとき、前記レーザー光の中心波長を900〜1100nmとすることができる。 At this time, the center wavelength of the laser beam can be set to 900 to 1100 nm.
これにより、単結晶シリコンウェーハの深さ方向の所定の範囲に、より効果的に単結晶シリコンを多結晶シリコンに変換することができる。 Thereby, the single crystal silicon can be more effectively converted into the polycrystalline silicon within a predetermined range in the depth direction of the single crystal silicon wafer.
このとき、前記レーザー光の集光点におけるピークパワー密度を1×108〜1×1012W/cm2とすることができる。 At this time, the peak power density at the condensing point of the laser light can be set to 1 × 10 8 to 1 × 10 12 W / cm 2.
これにより、より効果的に単結晶シリコンを多結晶シリコンに変換することができる。 This makes it possible to more effectively convert single crystal silicon to polycrystalline silicon.
このとき、前記多結晶シリコン層の厚さが1nm以上、10μm以下となるように、前記レーザー光の照射条件を調整することができる。 At this time, the irradiation conditions of the laser beam can be adjusted so that the thickness of the polycrystalline silicon layer is 1 nm or more and 10 μm or less.
これにより、より有効なゲッタリング能力を有するゲッタリング層とすることができる。 This makes it possible to a gettering layer having a more effective gettering ability.
このとき、前記多結晶シリコン層を形成する深さを調整するために、下記式に基づいて照射条件を決定することができる。
Xd = 10−11exp(0.0287λ)
但し、Xd:多結晶層の深さ(μm)、λ=レーザー光の中心波長(nm)
At this time, in order to adjust the depth of forming the polycrystalline silicon layer, the irradiation conditions can be determined based on the following formula.
Xd = 10 -11 exp (0.0287λ)
However, Xd: depth of the polycrystalline layer (μm), λ = center wavelength of laser light (nm)
これにより、多結晶シリコン層を形成する深さを簡便に設定することができる。 Thereby, the depth for forming the polycrystalline silicon layer can be easily set.
このとき、前記単結晶シリコンウェーハとして、FZウェーハ、酸素濃度が7ppma(JEIDA)以下のCZウェーハ、エピタキシャルウェーハのいずれかを用いることができる。 At this time, as the single crystal silicon wafer, any of an FZ wafer, a CZ wafer having an oxygen concentration of 7 ppma (JEIDA) or less, and an epitaxial wafer can be used.
これにより、酸素析出物を形成しにくいウェーハに対しても、有効なゲッタリング能力を付与することができる。 As a result, effective gettering ability can be imparted even to a wafer in which oxygen precipitates are difficult to form.
また、本発明は、ゲッタリング層が形成されたシリコンウェーハであって、シリコンウェーハの表面から、第1の単結晶シリコン層、前記第1の単結晶シリコン層に接したゲッタリング層としての多結晶シリコン層、前記ゲッタリング層としての多結晶シリコン層に接した第2の単結晶シリコン層を有し、前記第1の単結晶シリコン層の厚さが1μm以上、500μm以下であることを特徴とするシリコンウェーハを提供する。 Further, the present invention is a silicon wafer on which a gettering layer is formed, and is a multi-layer as a gettering layer in contact with a first single crystal silicon layer and the first single crystal silicon layer from the surface of the silicon wafer. It has a crystalline silicon layer and a second single crystal silicon layer in contact with the polycrystalline silicon layer as the gettering layer, and the thickness of the first single crystal silicon layer is 1 μm or more and 500 μm or less. To provide a silicon wafer.
このようなシリコンウェーハによれば、単一の単結晶シリコンウェーハ中に多結晶シリコン層による有効なゲッタリング層を有する新規なシリコンウェーハとなる。 According to such a silicon wafer, it becomes a novel silicon wafer which has an effective gettering layer by a polycrystalline silicon layer in a single single crystal silicon wafer.
以上のように、本発明のゲッタリング層の形成方法によれば、単一の単結晶シリコンウェーハの内部に、イオン注入や貼り合わせなどの手法を用いることなく、簡便な手法でゲッタリング層を形成することが可能となる。また、本発明のシリコンウェーハによれば、単一の単結晶シリコンウェーハ中に多結晶シリコン層からなる有効なゲッタリング層を有する新規なシリコンウェーハとなる。 As described above, according to the gettering layer forming method of the present invention, a gettering layer is formed inside a single single crystal silicon wafer by a simple method without using a method such as ion implantation or bonding. It becomes possible to form. Further, according to the silicon wafer of the present invention, it is a novel silicon wafer having an effective gettering layer composed of a polycrystalline silicon layer in a single single crystal silicon wafer.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
上述のように、ゲッタリング層を形成する前にウェーハ表面に酸化膜を形成することや、ゲッタリング層を形成した後に結晶性回復熱処理工程を行う必要もない、簡便な方法で、しかも、所望の領域に確実にゲッタリング層を形成する方法、及び、単結晶シリコンウェーハの内部にゲッタリング層が形成された新規なシリコンウェーハが求められていた。 As described above, it is not necessary to form an oxide film on the wafer surface before forming the gettering layer, or to perform a crystallinity recovery heat treatment step after forming the gettering layer, which is a simple method and is desired. There has been a demand for a method for reliably forming a gettering layer in the above region and a new silicon wafer in which a gettering layer is formed inside a single crystal silicon wafer.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、単結晶シリコンウェーハの内部にゲッタリング層を形成する方法であって、単結晶シリコンウェーハにレーザー光の照射を行い、前記単結晶シリコンウェーハの内部に前記レーザー光の集光点を合わせることによって、前記単結晶シリコンウェーハの内部の所定の領域を多結晶シリコン化し、前記ゲッタリング層としての多結晶シリコン層を形成するゲッタリング層の形成方法により、単一の単結晶シリコンウェーハの内部に、イオン注入や貼り合わせなどの手法を用いることなく、簡便な手法で多結晶シリコン層からなるゲッタリング層を形成できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have formed a gettering layer inside a single crystal silicon wafer by irradiating the single crystal silicon wafer with laser light to form the single crystal silicon. By aligning the condensing point of the laser beam inside the wafer, a predetermined region inside the single crystal silicon wafer is made into polycrystalline silicon, and the gettering layer forming the polycrystalline silicon layer as the gettering layer is formed. We have found that a gettering layer composed of a polycrystalline silicon layer can be formed inside a single single crystal silicon wafer by a simple method without using a method such as ion injection or bonding, and the present invention has been made. completed.
また、本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、ゲッタリング層が形成されたシリコンウェーハであって、シリコンウェーハの表面から、第1の単結晶シリコン層、前記第1の単結晶シリコン層に接したゲッタリング層としての多結晶シリコン層、前記ゲッタリング層としての多結晶シリコン層に接した第2の単結晶シリコン層を有し、前記第1の単結晶シリコン層の厚さが1μm以上、500μm以下であるシリコンウェーハにより、単一の単結晶シリコンウェーハ中に有効なゲッタリング層を有する新規なシリコンウェーハとなることを見出し、本発明を完成した。 Further, as a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have formed a silicon wafer in which a gettering layer is formed, and from the surface of the silicon wafer, a first single crystal silicon layer and the first single crystal layer. It has a polycrystalline silicon layer as a gettering layer in contact with a crystalline silicon layer, a second single crystal silicon layer in contact with a polycrystalline silicon layer as the gettering layer, and a thickness of the first single crystal silicon layer. We have found that a silicon wafer having a thickness of 1 μm or more and 500 μm or less becomes a novel silicon wafer having an effective gettering layer in a single single crystal silicon wafer, and completed the present invention.
以下、図面を参照して説明する。 Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.
本発明者らは、シリコンウェーハに対してレーザー光を照射することにより、照射領域のシリコンを溶融させ、溶融したシリコンが再結晶する際に多結晶シリコン層が形成され、これがゲッタリング層として機能することを見出した。 By irradiating a silicon wafer with laser light, the present inventors melt the silicon in the irradiation region, and when the melted silicon recrystallizes, a polycrystalline silicon layer is formed, which functions as a gettering layer. I found out to do.
図1に、本発明のゲッタリング層の形成方法の概念図を示す。単結晶シリコンウェーハ1の表面2側からレーザー光3を照射し、単結晶シリコンウェーハ1の内部に集光させ、集光部で単結晶シリコンを溶融、再結晶化することで多結晶シリコンに改質し、多結晶シリコン層4を形成する。
図2に、本発明に係る、単結晶シリコンウェーハ1の内部に多結晶シリコン層4を形成する工程フローを示す。
まず、単結晶シリコンウェーハ1を準備する。準備するウェーハは、FZウェーハ、酸素濃度が7ppma(JEIDA)以下のCZウェーハ、エピタキシャルウェーハ等を用いることができる。このような酸素析出物を形成しにくいウェーハに対して、本発明のゲッタリング層の形成方法を適用することで、有効なゲッタリング能力を付与することができる。
FIG. 1 shows a conceptual diagram of a method for forming a gettering layer of the present invention. Laser light 3 is irradiated from the
FIG. 2 shows a process flow for forming the
First, the single crystal silicon wafer 1 is prepared. As the wafer to be prepared, an FZ wafer, a CZ wafer having an oxygen concentration of 7 ppma (JEIDA) or less, an epitaxial wafer, or the like can be used. By applying the method for forming a gettering layer of the present invention to a wafer in which such oxygen precipitates are difficult to form, an effective gettering ability can be imparted.
次に、単結晶シリコンウェーハ1に表面保護のための酸化膜5を形成してもよい。本発明のゲッタリング層としての多結晶シリコン層4の形成においては、後述のようにレーザー光が単結晶シリコンウェーハ1を通過するだけであり、原理的に汚染の懸念がないため、イオン注入処理のように表面保護のための酸化膜5を形成する必要はない。しかしながら、表面保護のための酸化膜5の形成を排除するものではなく、汚染をより低レベルとするために、表面保護のための酸化膜5を形成してもよいことは言うまでもない。図2には、表面保護のための酸化膜5を形成する場合の工程フローを示す。
Next, the
次に、単結晶シリコンウェーハ1にレーザー照射を行い、ウェーハの内部の一部の領域を溶融、再結晶化して多結晶シリコン化し、多結晶シリコン層4を形成する。
このとき、例えば、レーザー中心波長が900〜1100nmである近赤外線域半導体レーザーを使用することができる。このようなレーザー光の中心波長であれば、十分な光子をウェーハに吸収させることにより、単結晶シリコンをより効果的に溶融させることができるとともに、溶融するシリコン層の深さや厚さの制御性をより高くすることができる。
Next, the single crystal silicon wafer 1 is irradiated with a laser, and a part of the region inside the wafer is melted and recrystallized to form polycrystalline silicon to form the
At this time, for example, a near-infrared region semiconductor laser having a laser center wavelength of 900 to 1100 nm can be used. With such a central wavelength of laser light, by absorbing sufficient photons into the wafer, single crystal silicon can be melted more effectively, and the depth and thickness of the melted silicon layer can be controlled. Can be higher.
次に、表面保護のための酸化膜5を形成した場合には、酸化膜5の除去を行う。
このようにして、シリコンウェーハの表面から、第1の単結晶シリコン層6、前記第1の単結晶シリコン層6に接したゲッタリング層としての多結晶シリコン層4、前記ゲッタリング層としての多結晶シリコン層4に接した第2の単結晶シリコン層7を有するシリコンウェーハ8を得ることができる。
Next, when the
In this way, from the surface of the silicon wafer, the first single
ここで、多結晶シリコン層を形成する深さの制御について述べる。
レーザー光の中心波長はレーザー光の侵入深さ制御のパラメータである。レーザー光として近赤外線域半導体レーザー光を用い、レーザー光の中心波長を変化させて、形成された多結晶シリコン層の深さ(ウェーハ表面からの距離)との関係を調査した。その結果を図3に示す。図3(A)のグラフのうち、レーザー光の中心波長の低波長領域を拡大したものを、図3(B)に示す。
なお、他のレーザー光の照射条件は、レーザー光のピークパワー密度を1×108(W/cm2)、照射時間を30nsecとした。
Here, the control of the depth at which the polycrystalline silicon layer is formed will be described.
The central wavelength of the laser beam is a parameter for controlling the penetration depth of the laser beam. A near-infrared region semiconductor laser beam was used as the laser beam, and the central wavelength of the laser beam was changed to investigate the relationship with the depth (distance from the wafer surface) of the formed polycrystalline silicon layer. The result is shown in FIG. Of the graph of FIG. 3 (A), an enlarged low wavelength region of the central wavelength of the laser beam is shown in FIG. 3 (B).
The irradiation conditions of the other laser light, a peak power density of the laser beam 1 × 10 8 (W / cm 2), the irradiation morphism time was 30 nsec.
図3の結果から回帰式を求めることにより、レーザーの中心波長と、多結晶シリコン層が形成された深さ(ウェーハ表面からの距離)の関係は下記式で表わされることがわかった。
Xd = 10−11exp(0.0287λ)
ここで、Xdは多結晶層の深さ(ウェーハ表面からの距離;μm)、λはレーザー光の中心波長(nm)である。
上記式から、レーザー光の中心波長を900〜1100nmとすると、多結晶シリコン層を形成する表面からの深さを1μm〜500μmの範囲で制御することができることがわかる。言い換えると、上記第1の単結晶シリコン層6の厚さが、1μm以上、500μm以下であるシリコンウェーハを得ることができる。
By obtaining the regression equation from the results of FIG. 3, it was found that the relationship between the center wavelength of the laser and the depth at which the polycrystalline silicon layer was formed (distance from the wafer surface) is expressed by the following equation.
Xd = 10 -11 exp (0.0287λ)
Here, Xd is the depth of the polycrystalline layer (distance from the wafer surface; μm), and λ is the center wavelength (nm) of the laser beam.
From the above formula, it can be seen that when the central wavelength of the laser beam is 900 to 1100 nm, the depth from the surface on which the polycrystalline silicon layer is formed can be controlled in the range of 1 μm to 500 μm. In other words, it is possible to obtain a silicon wafer in which the thickness of the first single
また、多結晶シリコン層の厚さ(深さ方向の幅)は、レーザー光の強度と照射時間を調節することによって制御できる。
多結晶シリコン層の厚さは、1nm以上、10μm以下とすることが好ましい。このような範囲とすることで、より有効なゲッタリング能力を有するゲッタリング層とすることができる。
なお、レーザー光の強度は、レーザー光の集光点におけるピークパワー密度(W/cm2)で決まる。集光点におけるピークパワー密度は、1×108〜1×1012W/cm2とすることが好ましい。このようなピークパワー密度であれば、照射部で吸収されたエネルギーが熱エネルギーに転化して単結晶シリコンを溶融させることが、より効果的にできるとともに、溶融する単結晶シリコン層の深さや厚さの制御性をより高くすることができる。
Further, the thickness (width in the depth direction) of the polycrystalline silicon layer can be controlled by adjusting the intensity of the laser beam and the irradiation time.
The thickness of the polycrystalline silicon layer is preferably 1 nm or more and 10 μm or less. With such a range, a gettering layer having a more effective gettering ability can be obtained.
The intensity of the laser light is determined by the peak power density (W / cm 2) at the focusing point of the laser light. The peak power density at the condensing point is preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 12 W / cm 2. With such a peak power density, it is possible to more effectively melt the single crystal silicon by converting the energy absorbed by the irradiation part into thermal energy, and the depth and thickness of the single crystal silicon layer to be melted. The controllability of the energy can be improved.
レーザー光の照射は、単結晶シリコンウェーハを室温にして行ってもよいし、例えば、400℃程度に加熱した状態で行ってもよい。レーザー光照射時の温度の上限は特に限定されないが、単結晶シリコンウェーハの内部のみを溶融させることや、生産性等を考慮すると、800℃以下とすることが好ましい。 The laser light irradiation may be performed at room temperature of the single crystal silicon wafer, or may be performed, for example, in a state of being heated to about 400 ° C. The upper limit of the temperature at the time of laser light irradiation is not particularly limited, but it is preferably 800 ° C. or lower in consideration of melting only the inside of the single crystal silicon wafer and productivity.
また、レーザー光の照射は、低出力レーザーである、例えば、フェムト秒レーザーのような超短パルスレーザが好ましい。低出力レーザーは、YAGレーザーのような高出力レーザーと比較して、より制御性良く所定の深さ位置だけに熱エネルギーを伝達することができるためである。 Further, the irradiation of the laser light is preferably a low-power laser, for example, an ultrashort pulse laser such as a femtosecond laser. This is because the low-power laser can transfer heat energy only to a predetermined depth position with better controllability as compared with a high-power laser such as a YAG laser.
以下、実施例を挙げて本発明について詳細に説明するが、これは本発明を限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but this does not limit the present invention.
(実施例)
まず、抵抗率10Ωcmのボロンドープ、直径200mm、結晶面方位(100)の単結晶シリコンウェーハを準備した。
次に、単結晶シリコンウェーハ表面に汚染防止酸化層としての酸化膜を形成した。酸化条件は、900℃、2時間、酸化性雰囲気とした。
(Example)
First, a single crystal silicon wafer having a resistivity of 10 Ωcm, a diameter of 200 mm, and a crystal plane orientation (100) was prepared.
Next, an oxide film as a pollution-preventing oxide layer was formed on the surface of the single crystal silicon wafer. The oxidizing conditions were 900 ° C. for 2 hours and an oxidizing atmosphere.
次に、上述のように、図3をもとに導出したレーザー光の中心波長と多結晶シリコン層が形成される深さの関係に基づいて、表面から深さ約20μmの位置に多結晶シリコン層を形成するため、近赤外線域半導体レーザー光の中心波長を987nmとして、レーザー光の照射を行った。また、他の条件としては、集光点でのビーム径を2mm、レーザー光のピークパワー密度を1×108(W/cm2)、照射時間を30nsecとした。 Next, as described above, based on the relationship between the central wavelength of the laser beam derived based on FIG. 3 and the depth at which the polycrystalline silicon layer is formed, the polycrystalline silicon is located at a depth of about 20 μm from the surface. In order to form a layer, laser light irradiation was performed with the central wavelength of the near-infrared region semiconductor laser light set to 987 nm. As another condition, 2 mm beam diameter at the focal point, the peak of the laser beam power density 1 × 10 8 (W / cm 2), the irradiation morphism time was 30 nsec.
このようにして得た、多結晶シリコン層を備えたシリコンウェーハを劈開しエッチングして、高倍率顕微鏡でウェーハの内部構造を観察した。
観察結果を図4に示す。図4の上図に示されるように、表面から深さ約20μmの場所から深さ方向に約10μmの厚さで単結晶シリコンが改質されており、図4の下図(拡大画像)に示されるように、改質された部分のみが多結晶シリコン層となっていることがわかった。
The silicon wafer provided with the polycrystalline silicon layer thus obtained was cleaved and etched, and the internal structure of the wafer was observed with a high-magnification microscope.
The observation results are shown in FIG. As shown in the upper figure of FIG. 4, the single crystal silicon is modified to a thickness of about 10 μm in the depth direction from a place having a depth of about 20 μm from the surface, and is shown in the lower figure (enlarged image) of FIG. As a result, it was found that only the modified portion was a polycrystalline silicon layer.
次に、多結晶シリコン層のゲッタリング能力を確認するために、作製した多結晶シリコン層を有するシリコンウェーハを故意汚染させ、評価を行った。
まず、ウェーハ表面に1×1011atoms/cm2の汚染量でNiを塗布した。その後、800℃、20分の拡散熱処理を施し、室温まで冷却した。このシリコンウェーハを、表面から混酸系薬液(HF/HNO3/H2O=1:7.5:5)を用いて選択エッチング(1〜5μm/Step)し、ICP−MSを用いてNiの深さ方向分布を測定した。その結果を図5に示す。
Next, in order to confirm the gettering ability of the polycrystalline silicon layer, the silicon wafer having the produced polycrystalline silicon layer was intentionally contaminated and evaluated.
First, Ni was applied to the wafer surface at a contamination amount of 1 × 10 11 atoms / cm 2. Then, it was subjected to diffusion heat treatment at 800 ° C. for 20 minutes and cooled to room temperature. This silicon wafer is selectively etched (1 to 5 μm / Step) from the surface using a mixed acid chemical solution (HF / HNO 3 / H 2 O = 1: 7.5: 5), and Ni is used by ICP-MS. The distribution in the depth direction was measured. The result is shown in FIG.
図5からわかるように、表面から深さが約20μmの多結晶シリコン層を形成した領域にNiのピークが確認できた。形成した多結晶シリコン層がゲッタリング層として機能していることが確認できた。 As can be seen from FIG. 5, a Ni peak was confirmed in the region where the polycrystalline silicon layer having a depth of about 20 μm was formed from the surface. It was confirmed that the formed polycrystalline silicon layer functions as a gettering layer.
本発明のゲッタリング層の形成方法によれば、単一の単結晶シリコンウェーハの内部に、ゲッタリング層として機能する多結晶シリコン層を簡便に形成することができる。また、本発明のゲッタリング層の形成方法を、FZウェーハ、酸素濃度が7ppma(JEIDA)以下のCZウェーハ、エピタキシャルウェーハのような基板に適用すると、酸素析出物を形成しにくいウェーハに対しても、有効なゲッタリング能力を付与することができる。 According to the method for forming a gettering layer of the present invention, a polycrystalline silicon layer that functions as a gettering layer can be easily formed inside a single single crystal silicon wafer. Further, when the method for forming the gettering layer of the present invention is applied to a substrate such as an FZ wafer, a CZ wafer having an oxygen concentration of 7 ppma (JEIDA) or less, and an epitaxial wafer, even a wafer in which oxygen precipitates are difficult to form can be formed. , Can impart effective gettering ability.
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 example, and any object having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect and effect is the present invention. Is included in the technical scope of.
1…単結晶シリコンウェーハ、 2…表面、 3…レーザー光、
4…多結晶シリコン層(ゲッタリング層)、 5…酸化膜、
6…第1の単結晶シリコン層、 7…第2の単結晶シリコン層、
8…シリコンウェーハ。
1 ... Single crystal silicon wafer, 2 ... Surface, 3 ... Laser light,
4 ... Polycrystalline silicon layer (gettering layer), 5 ... Oxide film,
6 ... 1st single crystal silicon layer, 7 ... 2nd single crystal silicon layer,
8 ... Silicon wafer.
Claims (5)
単結晶シリコンウェーハにレーザー光の照射を行い、前記単結晶シリコンウェーハの内部に前記レーザー光の集光点を合わせることによって、前記単結晶シリコンウェーハの内部の所定の領域を多結晶シリコン化し、前記ゲッタリング層としての多結晶シリコン層を形成し、
前記多結晶シリコン層を形成する深さを調整するために、下記式に基づいて照射条件を決定することを特徴とするゲッタリング層の形成方法。
Xd = 10 −11 exp(0.0287λ)
但し、Xd:多結晶シリコン層の深さ(μm)、λ=レーザー光の中心波長(nm) A method of forming a gettering layer inside a single crystal silicon wafer.
By irradiating the single crystal silicon wafer with laser light and aligning the focusing point of the laser light with the inside of the single crystal silicon wafer, a predetermined region inside the single crystal silicon wafer is made into polycrystalline silicon, and the above. Forming a polycrystalline silicon layer as a gettering layer ,
A method for forming a gettering layer, which comprises determining irradiation conditions based on the following formula in order to adjust the depth at which the polycrystalline silicon layer is formed.
Xd = 10 -11 exp (0.0287λ)
However, Xd: depth of polycrystalline silicon layer (μm), λ = center wavelength of laser light (nm)
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