JP7420046B2 - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
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Description
リンを主ドーパントとし、ボロンを副ドーパントとする直径約200mmのn型シリコン単結晶をCZ法により育成した。その際、直胴部の引き上げ途中で2回のカウンタードープを実施した。このシリコン単結晶の副ドーパントの投入直後に固化した結晶部分を切り出してウェーハサンプルを作製し、当該ウェーハサンプルの面内抵抗率分布を四探針法により測定した。
カウンタードープ後に発生する面内抵抗率分布の変動を抑制して各抵抗率評価領域におけるPA-RRGを目標値以下にするため、副ドーパント(ボロン)の分割ドープ回数を求めた。抵抗率規格から求められるPA-RRGの目標値が2.5%である場合、1回の副ドーパントの投下量を1/5以下に分割して投入すると、抵抗率の上昇値が1/5となり、PA-RRGを2.5%以下に改善できる。この計算ではウェーハ中心の抵抗率を基準として抵抗率の上昇率を見積もった。比較例では2回のカウンタードープを実施していたので、5×2=10回以上の分割ドープを実施すればよいことになる。
2 シリコン単結晶
3 シリコン融液
5 ドーパント
10 チャンバー
10a メインチャンバー
10b トップチャンバー
10c プルチャンバー
10d ガス吸気口
10e ガス排気口
10f 開口部
11 断熱材
12 石英ルツボ
13 サセプタ
14 シャフト
15 ヒータ
16 熱遮蔽部材
17 ワイヤー
18 ワイヤー巻き取り機構
19 シャフト駆動機構
20 ドーパント供給装置
21 ドーパント供給管
22 ドーパントホッパー
23 シールキャップ
30 制御部
31 Arガス供給源
32 マスフローコントローラ
33 真空ポンプ
34 バルブ
S11 原料充填工程
S12 溶融工程
S14 ネッキング工程
S15 ショルダー部育成工程
S16 直胴部育成工程
S17 テール部育成工程
Claims (7)
- 主ドーパントと反対極性の導電型を有する副ドーパントを添加して第1シリコン単結晶を育成するステップと、
前記副ドーパントを添加する期間中に育成された結晶部分を前記第1シリコン単結晶から切り出してウェーハサンプルを作製するステップと、
前記ウェーハサンプルの抵抗率の径方向分布を第1ピッチで測定するステップと、
前記ウェーハサンプルをその径方向に前記第1ピッチよりも広い第2ピッチで区画して得られる複数の抵抗率評価領域の各々における抵抗率の偏差指標であるPA-RRGを求めるステップと、
前記ウェーハサンプルから求めた前記PA-RRGの最大値が目標値以下となるために必要な前記副ドーパントの分割ドープ回数及び分割ドープ量を求めるステップと、
前記分割ドープ量の前記副ドーパントを前記分割ドープ回数で添加して第2シリコン単結晶を育成するステップ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。 - 前記分割ドープ回数は、前記PA-RRGの最大値を前記目標値で除した値よりも大きな正の整数のうちの最小値である、請求項1に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記第1シリコン単結晶を育成する前に、前記副ドーパントを添加する際の1回当たりの最大ドープ量をシリコンウェーハに要求される抵抗率規格から求めるステップをさらに備え、
前記第1シリコン単結晶を育成するステップは、前記最大ドープ量の前記副ドーパントを添加し、
前記分割ドープ量は、前記最大ドープ量を前記分割ドープ回数で除した値である、請求項1又は2に記載のシリコン単結晶の製造方法。 - 前記PA-RRGは、前記抵抗率評価領域内における抵抗率の最大値と最小値との差を当該最小値で除した値を百分率で表した値である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記第2ピッチは、前記第1ピッチの3倍以上である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記第1ピッチは1mm以上5mm以下である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記第2ピッチは10mm以上20mm以下である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
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