JPH02187019A - 半導体ウエハ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体結晶のインゴットを所定の方向に切り
出し、これを所定の形状に整形した半導体ウェハに関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、ボート法等によって結晶成長させた、ＧａＡｓお
よびＩｎＡｓなどの化合物半導体ウェハは、インゴット
を所定方向に切り出し、これを正方形や長方形などの矩
形や、円形等に整形して使用されている。

円形に整形する場合、ウェハの各位置を見極めるための
目印としてオリエンテーションフラットと呼ばれる直線
部が設けられる。通常、インゴットのフラット部をこの
オリエンテーションフラットとなるように整形している
。従来は、このオリエンテーションフラットの長さが、
整形する円の直径の５〜２０％程度の長さになるように
成形されている。

しかしながら、このようにオリエンテーションフラット
の部分以外の部分を完全な円形にしようとすると、ウェ
ハの面積のかなりの部分を廃棄しなければならず、面積
ロスが増大し、結果的にコストが高くなるという問題を
生じる。このような問題を解消するため、特開昭６２−
１２１３３号公報では、ウェハの外周のそれぞれがほぼ
１２００をなす３箇所の部分を円に内接する形状である
擬似円形に整形することが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような擬似円形のウェハは、その形
が不規則であることから、エピタキシャル成長用のボー
トに入れた際、ボートの内面とウェハとの間に隙間が生
じ、エピタキシャル成長において異常成長が生じてしま
うという問題を生じる。

このように異常成長が生じた部分は、有効には使用でき
ず、このため結果的には面積ロスとなってしまう。

またインゴットを斜めに切り出した略半楕円形あるいは
０字形状のウェハをそのまま用いる場合にも、やはりエ
ピタキシャル成長用のボートとの間に隙間が生じ、異常
成長が発生するという問題があった。

この発明の目的は、エピタキシャル成長における異常成
長を少なくして、しかも面積ロスをできるだけ少なくす
ることのできる半導体ウエノ１を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明の半導体ウェハは、＜１１１＞方向に成長させ
た半導体結晶の半円筒状インゴットを径方向から５５”
　±５°傾斜した方向に切り出して得られる（１００）
表面を有する略半楕円形のウェハを該ウェハのフラット
部がオリエンテーションフラットの部分となるようにそ
の他の部分を略円形に整形した半導体ウェハであり、オ
リエンテーションフラットの部分の長さが前記整形する
円の直径の６５〜７５％の長さであり、整形する円が略
半楕円形のウェハに内接するように略円形に整形された
ことを特徴としている。

［作用］ 第７図は、この発明を説明するためウェハを座標軸上に
表わした図である。第７図において、インゴットから切
り出されたウェハは半楕円形の形状に近似されており、
短軸方向の幅は２ａであり、長軸方向の長さはｂである
。また、整形される円の半径はｒであり、この整形され
る円の中心からｙ軸までの距離をｐとしている。整形す
るウェハここで、円と楕円とが接する条件式である（２
）式を入れると、Ｓは（３）式のように表わされる。

・・・　（４） 半円筒状のインゴットを径方向から５４．７゜傾斜した
方向に切り出す場合は、得られる半楕円形のａ、ｂは、
次の（５）式で表わされる関係を有する。

したがって、（５）式を（３）式に代入して、微分すれ
ばウェハの面積Ｓの最大値を求めることができる。

ここでは、簡略化のため、ａおよびｂとして、適当な値
を代入して、整形する円の半径とウェハの面積との関係
を求める。第８図は、整形する円の半径と整形されたウ
ェハの面積との関係を示す図であり、Ａは、ａｍ３２．
ｂ−５５、Ｂはａ−３４、ｂ−５８の値を代入して面積
Ｓを算出しプロットしたものである。

第８図に示されるように、Ａでは半径ｒが２９ｍｍのと
ころに最大値があり、Ｂでは半径ｒが３１ｍｍのところ
に面積Ｓの最大値がある。このことから、最大の面積の
円を与える直径は５８〜６２ｍｍであり、概ね６０ｍｍ
のときに面積Ｓが最大になると考えられる。この値は、
切り出したウェハの幅６６ｍｍのおよそ０．９倍である
ので、半径「とａとの間には、次の（６）式の関係があ
る。

ｒ＃０．９ａ　　　　　　　・・・（６）（５）式およ
び（６）式の関係を、（２）式に代入してｐを求めると
、ｐ−０，６２ａという関係が得られる。この関係を、
オリエンテーションフラットの長さ（ＯＦと略す）を表
わす式に代入すれば、次の（７）式のようにＯＦとして
１．３８という値が得られる。

ＯＦ　−２Ｘ　ｎ　＃１　、３　ａ　　　−（７）この
ＯＦを整形する円の直径である２ｒで割れば、次の（８
）式のようになる。

と空」コ！！−＝ｏ、ｎ　　　　　　　　−（８）１？
　　　１．９Ｑ このようにオリエンテーションフラットの長さと整形す
る円の半径との比が、およそ０．７２であることがわか
った。種々の誤差を考慮して、オリエンテーションフラ
ットの部分の長さを整形する部分の直径の６５〜７５％
の長さにし、かつ整形する円が半楕円形のウェハに内接
するように整形すれば、最大の面積を有するウェハとし
て整形することができる。

［実施例］ 半径３３ｍｍのボートにより、＜１１１＞方向にＧａＡ
ｓ半導体結晶を成長させ、半円筒状のＧａＡｓインゴッ
トを得た。二のＧａＡｓインゴットは、幅６６ｍｍであ
り、深さ方向の長さが３３ｍｍであった。このＧａＡｓ
インゴットを径方向から５４．７°傾斜した方向にウェ
ハを切り出した。このウェハは（１００）表面を有する
半楕円形のウェハであり、短軸方向の長さが６６ｍｍで
あり、長軸方向の長さが５７ｍｍであり、面積は２９．
６ｃｍ２であった。

実施例１ 整形する円の直径を６０ｍｍとし、オリエンテーション
フラットの部分の長さがこの直径の６５％である３９ｍ
ｍとなるようにして整形した。なお、オリエンテーショ
ンフラットの部分は襞間ることなく、フリー面とした。

整形されたウェハの面積は２９．４ｃｍ２であり、面積
の収率は８４％であった。この実施例の平面図を第１図
に示す。

実施例２ 整形する円の直径を６０ｍｍとし、オリエンテーション
フラットの部分の長さをこの整形する円の直径の７５％
である４５ｍｍとなるようにして整形した。オリエンテ
ーションフラットは、実施例１と同様にフリー面とした
。整形されたウェハの面積は２３．７ｃｍ２であり、面
積の収率は８０％であった。この実施例の平面図を第２
図に示す。

比較例１ 整形する円の直径を５０ｍｍとし、オリエンテーション
フラット部分の長さをこの整形する円の直径の３２％で
ある１６ｍｍとなるように整形した。得られたウェハの
面積は１９．５ｃｍ２であり、面積の収率は６６％であ
った。なお、オリエンテーションフラットの部分は襞間
して形成した。

この比較例１の平面図を第３図に示す。

比較例２ 整形する円の直径を６０ｍｍとし、オリエンテーション
フラット部分の長さをこの整形する円の直径の５６％で
ある３４ｍｍとなるように整形した。この場合、整形す
る円が半楕円形ウェハからはみ出してしまい、類似円形
となった。オリエンテーションフラット部分はフリー面
とした。得られたウェハの面積は２３．４ｃｍ２であり
、面積収率は７９％であった。この比較例２の平面図を
第４図に示す。

第１図〜第４図において、１はインゴットから切り出さ
れた半楕円形のウェハを、２は整形される円形状をｓ２
ａはオリエンテーションフラットを示している。

以上のようにして得られた実施例１および２ならびに比
較例１および２のウェハを用いて、エピタキシャル成長
させた。実施例１および２ならびニ比較例１のウェハの
場合には、第５図に示すように異常成長が起こる部分は
オリエンテーションフラットの部分のみであった。これ
に対して、比較例２の類似円形に整形したウェハでは、
第６図に示すようにオリエンテーションフラットの部分
のみならず、他の円形に整形されていない部分にも異常
成長が起こった。なお、第５図および第６図において、
３はウェハ、４はオリエンテーションフラット、５は異
常成長部分を示す。

これらの異常成長の部分を除外した、エピタキシャル成
長後の有効面積およびその面積率を以下に示す。

実施例１：有効面積　２３．０ｃｍ２　（７８％）実施
例２：有効面積　２１．６ｃｍ２　（７３％）比較例１
：有効面積　１７．９ｃｍ２　（６０％）比較例２：有
効面積　２０．０ｃｍ２　（６８％）以上のように、こ
の発明に従う実施例１および２では、異常成長が少ない
ので、エピタキシャル成長後の有効面積を向上させるこ
とができる。

なお、実施例１および２では、オリエンテーションフラ
ットの部分をフリー面としているが、これを襞間面とし
た場合にも同様の結果が得られた。

このように、オリエンテーションフラットの部分は、フ
リー面としてもよいし、自然臂開面としてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の半導体ウェハでは、オ
リエンテーションフラット部分の長さを整形する円の直
径の６５〜７５％の長さにし、整形する円が略半楕円形
のウェハに内接するよう整形されている。このように整
形することにより、ウェハの面積を最も大きくとること
ができ、しかも、オリエンテーションフラット部分以外
は円形であるので、従来の擬似円形状のウェハのように
、異常成長が多く発生することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従いオリエンテーションフラット
の長さが円の直径の６５％になるように整形した例を示
す平面図である。第２図は、この発明に従いオリエンテ
ーションフラットの長さが円の直径の７５％になるよう
に整形した例を示す平面図である。第３図は、オリエン
テーションフラットの長さが円の直径の３２％になるよ
うに整形した比較例を示す平面図である。第４図は、オ
リエンテーションフラットの長さが円の直径の５６％に
なるように整形した比較例を示す平面図である。第５図
は、この発明の実施例を半導体ウェハを用いてエピタキ
シャル成長させたときの異常成長部分を示す平面図であ
る。第６図は、従来の半導体ウェハを用いてエピタキシ
ャル成長させたときの異常成長部分を示す平面図である
。第７図は、この発明を説明するためウェハを座標軸上
に表わした図である。第８図は、整形する円の半径と整
形されたウェハの面積との関係を示す図である。 図において、１は切り出した略半楕円形のウェハ、２は
整形する円形状、２ａはオリエンテーションフラット、
３は整形されたウェハ、４はオリエンテーションフラッ
ト、５は異常成長部分を示す。 第５ 図 第６図 第８図 半径ｒ −？Ｆｌ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）〈１１１〉方向に成長させた半導体結晶の半円筒
   状インゴットを径方向から５５°±５°傾斜した方向に
   切り出して得られる（１００）表面を有する略半楕円形
   のウェハを該ウェハのフラット部がオリエンテーション
   フラットの部分となるようにその他の部分を略円形に整
   形した半導体ウェハであって、 前記オリエンテーションフラットの部分の長さが前記整
   形する円の直径の６５〜７５％の長さであり、前記整形
   する円が前記略半楕円形のウェハに内接するように略円
   形に整形されたことを特徴とする、半導体ウェハ。