JPH02263793A - 酸化誘起積層欠陥の発生し難いシリコン単結晶及びその製造方法 - Google Patents
酸化誘起積層欠陥の発生し難いシリコン単結晶及びその製造方法Info
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- JPH02263793A JPH02263793A JP1086504A JP8650489A JPH02263793A JP H02263793 A JPH02263793 A JP H02263793A JP 1086504 A JP1086504 A JP 1086504A JP 8650489 A JP8650489 A JP 8650489A JP H02263793 A JPH02263793 A JP H02263793A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
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- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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。
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）
本発明は酸化誘起積層欠陥の発生し難いシリコン単結晶
およびその製造方法に関する。
およびその製造方法に関する。
（従来の技術）
従来、ＩＣやＬＳＩなどのデバイス製造用シリコン単結
晶の育成に関して種々の方法が知られている。なかでも
、石英坩堝中のシリコン融液に付けた種結晶を引き上げ
ることにより単結晶棒を成長させるチョクラルスキー法
は、■同法で製造されたシリコンウェハ（以下、ＣＺウ
ェハと称する。
晶の育成に関して種々の方法が知られている。なかでも
、石英坩堝中のシリコン融液に付けた種結晶を引き上げ
ることにより単結晶棒を成長させるチョクラルスキー法
は、■同法で製造されたシリコンウェハ（以下、ＣＺウ
ェハと称する。
）が繰り返し熱処理を受けても反り難い、■イントリン
ジック・ゲッタリング作用があるためにデバイス製造プ
ロセスからの重金属汚染に対して抵抗力がある、などの
理由により工業的に広く利用されている。ＣＺウェハに
おける」二記２つの長所はいずれも結晶中に含まれる酸
素に起因している。
ジック・ゲッタリング作用があるためにデバイス製造プ
ロセスからの重金属汚染に対して抵抗力がある、などの
理由により工業的に広く利用されている。ＣＺウェハに
おける」二記２つの長所はいずれも結晶中に含まれる酸
素に起因している。
しかし、この酸素は一方で、熱処理誘起結晶欠陥の原因
となる。結晶欠陥がデバイスの能動領域に現れるとデバ
イス特−性か著し７く劣化するため、その低減方法が模
索されてきた。とりわけ、酸化プロセスで発生する酸化
誘起積層欠陥（以下、Ｏ８Ｆと称する。）は、酸化熱処
理がＬＳＩ製造プロセスでは必須であるため極めて重要
な問題であり、デバイス用シリコン単結晶にはＯ８Ｆの
発生し難いという特性が必須となっている。チョクラル
スキー法により製造されたシリコン単結晶（以下、ＣＺ
シリコン単結晶と称する。）のＯ８Ｆ発生挙動が結晶成
長条件に影響されることは広く知られており、従来の結
晶引き上げ速度を、１． ３［１１１１１／ｍｉｎ程度
以」二にすることでＯ３Ｆの発生し難いシリコン単結晶
を製造している（例えば、星 全治うｒＮＩＫＫＩＥＩ
ＭｉＣＲＯＤ［ＥＶＩＣＥＳ １９８６年７月号」、
ｐ８７〜１０８）。
となる。結晶欠陥がデバイスの能動領域に現れるとデバ
イス特−性か著し７く劣化するため、その低減方法が模
索されてきた。とりわけ、酸化プロセスで発生する酸化
誘起積層欠陥（以下、Ｏ８Ｆと称する。）は、酸化熱処
理がＬＳＩ製造プロセスでは必須であるため極めて重要
な問題であり、デバイス用シリコン単結晶にはＯ８Ｆの
発生し難いという特性が必須となっている。チョクラル
スキー法により製造されたシリコン単結晶（以下、ＣＺ
シリコン単結晶と称する。）のＯ８Ｆ発生挙動が結晶成
長条件に影響されることは広く知られており、従来の結
晶引き上げ速度を、１． ３［１１１１１／ｍｉｎ程度
以」二にすることでＯ３Ｆの発生し難いシリコン単結晶
を製造している（例えば、星 全治うｒＮＩＫＫＩＥＩ
ＭｉＣＲＯＤ［ＥＶＩＣＥＳ １９８６年７月号」、
ｐ８７〜１０８）。
（発明が解決しようとする課題）
近年、素子の微細化に伴い、ＣＺウェハのドーパント濃
度分布（これは抵抗率の逆数に比例する。
度分布（これは抵抗率の逆数に比例する。
）をより均一にすることが求められる様になってきてい
る。しかし、上記の様な速度でシリコン単結晶を引き上
げた場合、その均一性は、本発明者らが行なった第３表
に示す実験結果からも明らかなように、必ずしも十分で
あるとは言えない。固溶酸素濃度についても同様のこと
が言える。今後素子の微細化がさらに進んだ場合、これ
らの対する要求レベルはいっそう高くなると考えられる
。
る。しかし、上記の様な速度でシリコン単結晶を引き上
げた場合、その均一性は、本発明者らが行なった第３表
に示す実験結果からも明らかなように、必ずしも十分で
あるとは言えない。固溶酸素濃度についても同様のこと
が言える。今後素子の微細化がさらに進んだ場合、これ
らの対する要求レベルはいっそう高くなると考えられる
。
しかし、一般に、結晶引き上げ速度が高いとドーパント
や固溶酸素の均一性は悪化する傾向にある。
や固溶酸素の均一性は悪化する傾向にある。
すなわち、従来の技術では、ドーパンや固溶酸素の均一
性を向上し、ようとするとＯ３Ｆの発生を抑制できなく
なるといううらみがあったのである。
性を向上し、ようとするとＯ３Ｆの発生を抑制できなく
なるといううらみがあったのである。
本発明は、上述したドーパントおよび固溶酸素濃度の均
一性を確保すると同時にＯ８Ｆの発生を抑制するために
必要な条件を定めること、およびそのようなＣＺシリコ
ン単結晶をチョクラルスキー法により工業的に製造する
だめのプロセス制御条件を定めることを目的とする。
一性を確保すると同時にＯ８Ｆの発生を抑制するために
必要な条件を定めること、およびそのようなＣＺシリコ
ン単結晶をチョクラルスキー法により工業的に製造する
だめのプロセス制御条件を定めることを目的とする。
（発明が解決しようとする課題）
本発明のシリコン単結晶は、チョクラルスキー法により
製造された直径１００ＩｌｌｌＩｌ以」二のシリコン単
結晶ウェハであって、酸素ドナー消滅熱処理を施された
該ウェハ表面において拡がり抵抗法で測定された局所的
抵抗率に関し、その平均値の±１゜０％を越えるＡＩす
定点数の割合が全測定点数の３５％以下で、かつウェハ
面内での固溶酸素濃度分布における最大値と最小値との
差がその最大値に対し２．０％以下であることを特徴と
する。
製造された直径１００ＩｌｌｌＩｌ以」二のシリコン単
結晶ウェハであって、酸素ドナー消滅熱処理を施された
該ウェハ表面において拡がり抵抗法で測定された局所的
抵抗率に関し、その平均値の±１゜０％を越えるＡＩす
定点数の割合が全測定点数の３５％以下で、かつウェハ
面内での固溶酸素濃度分布における最大値と最小値との
差がその最大値に対し２．０％以下であることを特徴と
する。
また、本発明のシリコン単結晶の製造方法は、チョクラ
ルスキー法により直径１００ｍｍ以、」−のシリコン単
結晶を製造する方法において、ｍｍ／ｍｉ ｎ単位であ
られされる結晶成長速度Ｖを ■≦０．０７５ ［Ｏｉｌ−０，１０ ただし［Ｏｉｌ ＞３．０のとき ■≦０．５０ ただし［Ｏ１］≦８．０のとき とすることを特徴とする。
ルスキー法により直径１００ｍｍ以、」−のシリコン単
結晶を製造する方法において、ｍｍ／ｍｉ ｎ単位であ
られされる結晶成長速度Ｖを ■≦０．０７５ ［Ｏｉｌ−０，１０ ただし［Ｏｉｌ ＞３．０のとき ■≦０．５０ ただし［Ｏ１］≦８．０のとき とすることを特徴とする。
（作用）
以下、図表を参照しながら、本発明の具体的構成と作用
を説明する。
を説明する。
まず、本発明のシリコン単結晶におけるＯ３Ｆ発生特性
に関する評価法を第１表により説明する。
に関する評価法を第１表により説明する。
チョクラルスキー法により製造させた直径１００ｍｍ以
上のシリコン単結晶棒をスライスし、酸素ドナー処理、
ラッピング、ボッシングなど、通常、シリコンウェハを
工業的に製造するための必要な工程を経て製造されたウ
ェハを洗浄しく１）、パイロジェニック法による１１０
０℃、６０分のウェット酸化を行ない（２）、ＨＦ水溶
液中で表面酸化膜を除去した後（３） 、９０秒間のラ
イト・エツチング（エツチング量 約１．５μｍ）でウ
ェハ表面に発生したエッチピッ）・数を顕微鏡により４
１す定しく４）、十字形に配置された隣合せの５視野（
０，１７４ｃｍφ ｘ ５）の面積から該＃１１す定部
位におけるＯ５Ｆ密度を求める。本発明においては、上
記Ｏ８Ｆ密度の測定をウェハ全面にわたって行い、その
最大値でシリコン単結晶のＯ３Ｆ発生特性を評価した。
上のシリコン単結晶棒をスライスし、酸素ドナー処理、
ラッピング、ボッシングなど、通常、シリコンウェハを
工業的に製造するための必要な工程を経て製造されたウ
ェハを洗浄しく１）、パイロジェニック法による１１０
０℃、６０分のウェット酸化を行ない（２）、ＨＦ水溶
液中で表面酸化膜を除去した後（３） 、９０秒間のラ
イト・エツチング（エツチング量 約１．５μｍ）でウ
ェハ表面に発生したエッチピッ）・数を顕微鏡により４
１す定しく４）、十字形に配置された隣合せの５視野（
０，１７４ｃｍφ ｘ ５）の面積から該＃１１す定部
位におけるＯ５Ｆ密度を求める。本発明においては、上
記Ｏ８Ｆ密度の測定をウェハ全面にわたって行い、その
最大値でシリコン単結晶のＯ３Ｆ発生特性を評価した。
本発明のシリコン単結晶の場合、第３表に示した実施例
からも明らかなように、面方位が（１１１）のウェハで
はＯ８Ｆ密度の最大値が２０個／Ｃａ以下、（１００）
ウェハでは５０個／ｃｔｌ以下である。
からも明らかなように、面方位が（１１１）のウェハで
はＯ８Ｆ密度の最大値が２０個／Ｃａ以下、（１００）
ウェハでは５０個／ｃｔｌ以下である。
次に、本発明のシリコン単結晶におけるドーパント濃度
分布の均一性に関する評価法を第２表により説明する。
分布の均一性に関する評価法を第２表により説明する。
チョクラルスキー法により製造させた直径１００ｍｍ以
上のシリコン単結晶棒をスライスし、酸素ドナー処理、
ラッピング、ポリッシングなど、通常、シリコンウェハ
を工業的に製造するために必要な工程を経て製造させた
ウェハを洗浄しく１）、該ウェハ表面に形成された極薄
酸化膜を弗化アンモニウム水溶液中に浸漬して除去した
後（２）、該ウェハの表面状態を安定化するために窒素
ガス中でベークする（３）。以上の前処理を行わないと
、拡がり抵抗（４）の測定値がばらつき、データの信頼
性が著しく低下する。本発明おいては、拡がり抵抗の測
定をウェハ中央部から半径方向にエッヂ部まで５０μｍ
ピッチで行い、全測定点数に対して、局所的抵抗率がそ
の平均値の±１゜０％を越える測定点数の割合（これを
抵抗率はずれの割合という）でシリコン単結晶のドーパ
ント濃度分布の均一性を評価した。第３表に示した実施
例からも明らかなように、本発明のシリコン単結晶は、
抵抗率はずれの割合が３５％以下である。
上のシリコン単結晶棒をスライスし、酸素ドナー処理、
ラッピング、ポリッシングなど、通常、シリコンウェハ
を工業的に製造するために必要な工程を経て製造させた
ウェハを洗浄しく１）、該ウェハ表面に形成された極薄
酸化膜を弗化アンモニウム水溶液中に浸漬して除去した
後（２）、該ウェハの表面状態を安定化するために窒素
ガス中でベークする（３）。以上の前処理を行わないと
、拡がり抵抗（４）の測定値がばらつき、データの信頼
性が著しく低下する。本発明おいては、拡がり抵抗の測
定をウェハ中央部から半径方向にエッヂ部まで５０μｍ
ピッチで行い、全測定点数に対して、局所的抵抗率がそ
の平均値の±１゜０％を越える測定点数の割合（これを
抵抗率はずれの割合という）でシリコン単結晶のドーパ
ント濃度分布の均一性を評価した。第３表に示した実施
例からも明らかなように、本発明のシリコン単結晶は、
抵抗率はずれの割合が３５％以下である。
さらに、本発明のシリコン単結晶における固溶酸素濃度
分布の均一性に関する評価法を説明する。
分布の均一性に関する評価法を説明する。
チョクラルスキー法により製造された直径１００■以上
のシリコン単結晶棒をスライスし、酸素ドナー処理、ラ
ッピング、ポリッシングなど、通常、シリコンウェハを
工業的に製造するために必要な工程を経て製造させたウ
ェハについて、ロ本電子工業新興協会の定めた赤外線吸
収法に準拠して該ウェハの固溶酸素濃度を測定した。本
発明においては、測定スポットの大きさを４ｏ＋＋ｎφ
とし、ウェハエッヂ部より１０［１Ｉｆｆｌの部位から
４ｍｍピッチで半径方向にウェハ中央部まで測定した際
、固溶酸素濃度最大値と最小値との差の最大値に対する
割合（これを固溶酸素のマクロの不均一度という）でシ
リコン単結晶の固溶酸素濃度分布の均一性を評価した。
のシリコン単結晶棒をスライスし、酸素ドナー処理、ラ
ッピング、ポリッシングなど、通常、シリコンウェハを
工業的に製造するために必要な工程を経て製造させたウ
ェハについて、ロ本電子工業新興協会の定めた赤外線吸
収法に準拠して該ウェハの固溶酸素濃度を測定した。本
発明においては、測定スポットの大きさを４ｏ＋＋ｎφ
とし、ウェハエッヂ部より１０［１Ｉｆｆｌの部位から
４ｍｍピッチで半径方向にウェハ中央部まで測定した際
、固溶酸素濃度最大値と最小値との差の最大値に対する
割合（これを固溶酸素のマクロの不均一度という）でシ
リコン単結晶の固溶酸素濃度分布の均一性を評価した。
第３表に示した実施例からも明らかなように、本発明の
シリコン単結晶は固溶酸化のマクロな不均一度が２．
０％以下である。
シリコン単結晶は固溶酸化のマクロな不均一度が２．
０％以下である。
第１図は、本発明が対象とするチョクラルスキー法によ
りシリコン単結晶棒を製造する装置の一例である。この
装置の構成を簡単に述べると、ガス導入口６および排気
ロアを備えたチャンバー５内に、石英ガラス製坩堝１を
、回転を可能とする支持１１ｈ８によって支持して配置
し、一方、この坩堝１上方に、先端部に種結晶３をチャ
ック（図示せず）によって保持する引上げワイヤ９を配
置したものである。また、この装置は、坩堝１内に入れ
られた多結晶シリコンを溶融し原料融液２とするための
抵抗加熱あるいは誘導加熱手段、および前記ワイヤ９を
回転させながら捲き取ることのできるワイヤ捲き取り機
（いずれも図示せず）を備えている。
りシリコン単結晶棒を製造する装置の一例である。この
装置の構成を簡単に述べると、ガス導入口６および排気
ロアを備えたチャンバー５内に、石英ガラス製坩堝１を
、回転を可能とする支持１１ｈ８によって支持して配置
し、一方、この坩堝１上方に、先端部に種結晶３をチャ
ック（図示せず）によって保持する引上げワイヤ９を配
置したものである。また、この装置は、坩堝１内に入れ
られた多結晶シリコンを溶融し原料融液２とするための
抵抗加熱あるいは誘導加熱手段、および前記ワイヤ９を
回転させながら捲き取ることのできるワイヤ捲き取り機
（いずれも図示せず）を備えている。
本発明は、第１図に示すような装置により、坩堝１に収
容した原料融液２から単結晶杯４を引き」−げ、固液界
面でシリコン単結晶を成長させる際、ｕ＋＋＋＋／ｍｉ
ｎ単位であられされる結晶成長速度ＶをＶ ≦０． ０
７５ ［ｏｉ コ − ０． １０ただし［ｏｉ］
＞８．０のとき ■≦０．５０ ただし［Ｏ１］≦８．０のとき で表される範囲、すなわち第２図において斜線の範囲に
する。引き上げ速度がこの範囲を越えると、Ｏ８Ｆ密度
の最大値が重力ｆ☆（１１１）のウェハ（傾角４度）で
２０ウエハで５０個／Ｃ♂越え、Ｏ８Ｆが発生し易くな
る。また、抵抗率はずれの割合が３５％を越えたり、固
溶酸素のマクロな不均一度が２．０％を越えたりする。
容した原料融液２から単結晶杯４を引き」−げ、固液界
面でシリコン単結晶を成長させる際、ｕ＋＋＋＋／ｍｉ
ｎ単位であられされる結晶成長速度ＶをＶ ≦０． ０
７５ ［ｏｉ コ − ０． １０ただし［ｏｉ］
＞８．０のとき ■≦０．５０ ただし［Ｏ１］≦８．０のとき で表される範囲、すなわち第２図において斜線の範囲に
する。引き上げ速度がこの範囲を越えると、Ｏ８Ｆ密度
の最大値が重力ｆ☆（１１１）のウェハ（傾角４度）で
２０ウエハで５０個／Ｃ♂越え、Ｏ８Ｆが発生し易くな
る。また、抵抗率はずれの割合が３５％を越えたり、固
溶酸素のマクロな不均一度が２．０％を越えたりする。
引き上げ速度が第２図の範囲であれば、Ｏ３Ｆ密度の最
大値が面方位（１１１）のウェハで２０個／ｃｉ以下、
（１００）ウェハで５０個／Ｃ−以下となり、また、抵
抗率はずれの割合が３５％以下でかつウェハ面内での固
溶酸素のマクロな不均一度が２．０％以下となる。さら
に、引き上げ速度が０ 、 ５ ｍｍ／ｍｉ口以下では
どのウェハでもＯ３Ｆ密度の最大値が５個／ｃｎＶ以下
で抵抗率はずれの割合が２１％未満、かつウェハ面内で
の固溶酸素のマクロな不均一度が１．４％未満となり、
Ｏ８Ｆかはとんと発生せず、ドーパントと固溶酸素濃度
分布の均一性に著しく優れた理想的なデバイス用シリコ
ン単結晶で得られる。
大値が面方位（１１１）のウェハで２０個／ｃｉ以下、
（１００）ウェハで５０個／Ｃ−以下となり、また、抵
抗率はずれの割合が３５％以下でかつウェハ面内での固
溶酸素のマクロな不均一度が２．０％以下となる。さら
に、引き上げ速度が０ 、 ５ ｍｍ／ｍｉ口以下では
どのウェハでもＯ３Ｆ密度の最大値が５個／ｃｎＶ以下
で抵抗率はずれの割合が２１％未満、かつウェハ面内で
の固溶酸素のマクロな不均一度が１．４％未満となり、
Ｏ８Ｆかはとんと発生せず、ドーパントと固溶酸素濃度
分布の均一性に著しく優れた理想的なデバイス用シリコ
ン単結晶で得られる。
本発明のシリコン単結晶においては、Ｏ８Ｆが発生し難
いとして特徴に加え、抵抗率はずれの割合が３５％以下
でかつ固溶酸素のマクロな不均一度が２．０％以下であ
るが、本発明以外のシリコン単結晶、すなわち従来のシ
リコン単結晶では、第３表に示ず比較例のように、上記
３つの特性を同時に満足することは無い。前述したよう
に、結晶の引き七げ速度をもっと大きくして例えば１゜
３ ＋＋ｕｎ／ｎ＋ｊｎ程度の値にしてもＯ８Ｆの発生
し難いジノコン単結晶を得ることができるが、この方法
ではドーパントや固溶酸素の均一性を確保することはで
きないし、また本発明の範囲でもない。したがって、チ
ョクラルスキー法により製造された直径１００ｍｍ以上
のシリコン単結晶ウェハてあって、酸素ドナー消滅熱処
理を施された該ウニ／１表面において抵抗率はずれの割
合が３５％以下、かつウェハ面内で固溶酸素のマクロな
不均一度が２．０％以下で、さらにＯ８Ｆ密度の最大値
が面方位（１１１）のウェハで２０個／ｃｒｌ以下、（
１００）ウェハで５０個／ｃｔ以下である酸化誘起積層
欠陥の発生し難いシリコン単結晶は、本発明の方法で製
造されたとみなしてよい。特に、該シリコン単結晶にお
いて、Ｏ３Ｆ密度の最大値が５個／ｃＪ以下で抵抗率は
ずれの割合が２１％未満、かつウェハ面内での固溶酸素
のマクロな不均一度か１．４％未満であれば、該結晶の
引き上げ速度が０． ５ｍｍ／ｍｉｎ以下であることは
確実であり、本発明の範囲となる。
いとして特徴に加え、抵抗率はずれの割合が３５％以下
でかつ固溶酸素のマクロな不均一度が２．０％以下であ
るが、本発明以外のシリコン単結晶、すなわち従来のシ
リコン単結晶では、第３表に示ず比較例のように、上記
３つの特性を同時に満足することは無い。前述したよう
に、結晶の引き七げ速度をもっと大きくして例えば１゜
３ ＋＋ｕｎ／ｎ＋ｊｎ程度の値にしてもＯ８Ｆの発生
し難いジノコン単結晶を得ることができるが、この方法
ではドーパントや固溶酸素の均一性を確保することはで
きないし、また本発明の範囲でもない。したがって、チ
ョクラルスキー法により製造された直径１００ｍｍ以上
のシリコン単結晶ウェハてあって、酸素ドナー消滅熱処
理を施された該ウニ／１表面において抵抗率はずれの割
合が３５％以下、かつウェハ面内で固溶酸素のマクロな
不均一度が２．０％以下で、さらにＯ８Ｆ密度の最大値
が面方位（１１１）のウェハで２０個／ｃｒｌ以下、（
１００）ウェハで５０個／ｃｔ以下である酸化誘起積層
欠陥の発生し難いシリコン単結晶は、本発明の方法で製
造されたとみなしてよい。特に、該シリコン単結晶にお
いて、Ｏ３Ｆ密度の最大値が５個／ｃＪ以下で抵抗率は
ずれの割合が２１％未満、かつウェハ面内での固溶酸素
のマクロな不均一度か１．４％未満であれば、該結晶の
引き上げ速度が０． ５ｍｍ／ｍｉｎ以下であることは
確実であり、本発明の範囲となる。
（実施例）
次に本発明の詳細な説明する。
第１゜図に示した装置を使用して、結晶引き−１−げ市
の原料融液２の量を３５〜６５ｋｇ、不活性ガスと１７
でのアルゴン吹き込み流量を５０〜１００ＮＵ／ｍｉｎ
とし、単結晶棒４の結晶引き上げ速度Ｖ［＋ｎｍ／ｍｉ
ｎ］を ■≦０．０７５ ［Ｏｉ］ ０．１０ただし［Ｏｉ］
＞８． ０のとき ■≦０．５０ たたし［○ｉ］≦８．０のとき で表わされる範囲内の値として単結晶を成長させた。一
方、本発明のシリコン単結晶との比較のために、」二記
範囲を越える速度で引き」二げた単結晶棒も製造した。
の原料融液２の量を３５〜６５ｋｇ、不活性ガスと１７
でのアルゴン吹き込み流量を５０〜１００ＮＵ／ｍｉｎ
とし、単結晶棒４の結晶引き上げ速度Ｖ［＋ｎｍ／ｍｉ
ｎ］を ■≦０．０７５ ［Ｏｉ］ ０．１０ただし［Ｏｉ］
＞８． ０のとき ■≦０．５０ たたし［○ｉ］≦８．０のとき で表わされる範囲内の値として単結晶を成長させた。一
方、本発明のシリコン単結晶との比較のために、」二記
範囲を越える速度で引き」二げた単結晶棒も製造した。
ただし、試料Ｎｏ、 ４の場合には、ｊ京ｆ〜１多結晶
ンリコンを融液２に連続的に供給しつつ、０ 、４ ｍ
ｍ／ｍｉｎの速度で単結晶棒を引き上げた。
ンリコンを融液２に連続的に供給しつつ、０ 、４ ｍ
ｍ／ｍｉｎの速度で単結晶棒を引き上げた。
これらの単結晶棒からウェハを切り出し、酸素ドナー処
理、ラッピング、ポリッシングなど、通常、シリコンウ
ェハを工業的に製造するために必要な工程を経て、片面
が鏡面のＣＺウェハを作製した。
理、ラッピング、ポリッシングなど、通常、シリコンウ
ェハを工業的に製造するために必要な工程を経て、片面
が鏡面のＣＺウェハを作製した。
これらＣＺウェハのＯ８Ｆ発生特性は、前述したように
第１表の工程によりウェハ毎のＯ３Ｆ密度の最大値を求
め、評価した。また、ドーバン１〜および固溶酸素濃度
分布の均一性は、前述したように、抵抗率はずれの割合
および固溶酸素のマクロな不均一度をウェハ毎に求め、
評価した。
第１表の工程によりウェハ毎のＯ３Ｆ密度の最大値を求
め、評価した。また、ドーバン１〜および固溶酸素濃度
分布の均一性は、前述したように、抵抗率はずれの割合
および固溶酸素のマクロな不均一度をウェハ毎に求め、
評価した。
第３表に示す結果から明らかなように、結［’ｉ’ｉＪ
門き１ユげ速度を本発明の範囲にすることにより、Ｏ８
が発生し難く、ドーパントと固溶酸素濃度分布の均一性
に優れた理想的なデバイス用シリコン単結晶が得られた
。
門き１ユげ速度を本発明の範囲にすることにより、Ｏ８
が発生し難く、ドーパントと固溶酸素濃度分布の均一性
に優れた理想的なデバイス用シリコン単結晶が得られた
。
（発明の効果）
以１ユ詳述したように、本発明のＣＺウェハはＯ３Ｆが
発生し難く、ドーパントと固溶酸素濃度分布の均一性も
従来にないほど優れているため、ＩＣやＬＳＩ等のデバ
イス製造用材料として理想的でデバイス品質および製造
歩留の向上に資する。
発生し難く、ドーパントと固溶酸素濃度分布の均一性も
従来にないほど優れているため、ＩＣやＬＳＩ等のデバ
イス製造用材料として理想的でデバイス品質および製造
歩留の向上に資する。
第１図はチョクラルスキー法において用いられる製造装
置の一例の構成を示す図、第２図は本発明のシリコン単
結晶の製造条件を説明するための図である。 １・・・石英ガラス製坩堝、２・・・原料融液、３・・
・種結晶、４・・・シリコン単結晶棒、５・・・チャン
バー、６・・・ガス導入口、７・・・排気口、８・・・
支持軸、９・・・引上げワイヤ。 特許出願人 新日本製鐵株式會社ニッテツ電
子株式会社 代理人 弁理士 八 １） 幹 雄（他１名）第２ ＋＠ 、＄＃＃＄、Ｌ、ロＯｌコ／１０”ａｔｏｍｓ・
ｃｍ−３手続補正書 ７、補正の内容 （１）別紙系トｊの訂正１Ｉ２Ｊ′ｉ書のとおり、発明
者の氏名を更正する。 平成１年７月２８日
置の一例の構成を示す図、第２図は本発明のシリコン単
結晶の製造条件を説明するための図である。 １・・・石英ガラス製坩堝、２・・・原料融液、３・・
・種結晶、４・・・シリコン単結晶棒、５・・・チャン
バー、６・・・ガス導入口、７・・・排気口、８・・・
支持軸、９・・・引上げワイヤ。 特許出願人 新日本製鐵株式會社ニッテツ電
子株式会社 代理人 弁理士 八 １） 幹 雄（他１名）第２ ＋＠ 、＄＃＃＄、Ｌ、ロＯｌコ／１０”ａｔｏｍｓ・
ｃｍ−３手続補正書 ７、補正の内容 （１）別紙系トｊの訂正１Ｉ２Ｊ′ｉ書のとおり、発明
者の氏名を更正する。 平成１年７月２８日
Claims (2)
- （１）チョクラルスキー法により製造された直径１００
ｍｍ以上のシリコン単結晶ウェハであって、酸素ドナー
消滅熱処理を施された該ウェハ表面において拡がり抵抗
法で測定された局所的抵抗率に関し、その平均値の±１
．０％を越える測定点数の割合が全測定点数の３５％以
下で、かつウェハ面内での固溶酸素濃度分布における最
大値と最小値との差がその最大値に対して２．０％以下
であることを特徴とする酸化誘起積層欠陥の発生し難い
シリコン単結晶。 - （２）チョクラルスキー法により直径１００ｍｍ以上に
シリコン単結晶を製造する方法において、ｍｍ／ｍｉｎ
単位であられされる結晶成長速度ｖを ｖ≦０．０７５［Ｏｉ］−０．１０ ただし［Ｏｉ］＞８．０のとき ｖ≦０．５０ ただし［Ｏｉ］≦８．０のとき （なお、式中、［Ｏｉ］は日本電子工業振興協会第９専
門委員会の基準に基づく赤外線吸収法により測定される
［１０＾１＾７ａｔｏｍｓ／ｃｍ＾３］単位の固溶酸素
濃度である。） とすることを特徴とする酸化誘起積層欠陥の発生し難い
シリコン単結晶の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086504A JPH02263793A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 酸化誘起積層欠陥の発生し難いシリコン単結晶及びその製造方法 |
| EP90303656A EP0391709B1 (en) | 1989-04-05 | 1990-04-05 | Single silicon crystal sparingly susceptible of stacking fault induced by oxidation and method for production thereof |
| DE69020037T DE69020037T2 (de) | 1989-04-05 | 1990-04-05 | Silizium-Einkristall mit sehr kleiner Empfindlichkeit gegen die Bildung oxidationsinduzierter Fehlstellen und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| US07/882,242 US5373804A (en) | 1989-04-05 | 1992-05-08 | Single silicon crystal having low OSF density induced by oxidation and method for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086504A JPH02263793A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 酸化誘起積層欠陥の発生し難いシリコン単結晶及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263793A true JPH02263793A (ja) | 1990-10-26 |
| JPH0582360B2 JPH0582360B2 (ja) | 1993-11-18 |
Family
ID=13888812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1086504A Granted JPH02263793A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 酸化誘起積層欠陥の発生し難いシリコン単結晶及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5373804A (ja) |
| EP (1) | EP0391709B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02263793A (ja) |
| DE (1) | DE69020037T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03275586A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Mitsubishi Materials Corp | シリコン単結晶ウェーハの製造方法 |
| JPH0597584A (ja) * | 1991-10-07 | 1993-04-20 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 酸素濃度のばらつきの少ないシリコンウエーハ |
| JP2013147407A (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶ウエーハ、その酸素析出量の面内均一性評価方法、シリコン単結晶の製造方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2758093B2 (ja) * | 1991-10-07 | 1998-05-25 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウェーハの製造方法 |
| JP3274246B2 (ja) * | 1993-08-23 | 2002-04-15 | コマツ電子金属株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
| US5629216A (en) * | 1994-06-30 | 1997-05-13 | Seh America, Inc. | Method for producing semiconductor wafers with low light scattering anomalies |
| DE19637182A1 (de) * | 1996-09-12 | 1998-03-19 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben aus Silicium mit geringer Defektdichte |
| JPH11314997A (ja) * | 1998-05-01 | 1999-11-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体シリコン単結晶ウェーハの製造方法 |
| JP3255114B2 (ja) | 1998-06-18 | 2002-02-12 | 信越半導体株式会社 | 窒素ドープした低欠陥シリコン単結晶の製造方法 |
| US6039801A (en) * | 1998-10-07 | 2000-03-21 | Memc Electronic Materials, Inc. | Continuous oxidation process for crystal pulling apparatus |
| JP4233651B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2009-03-04 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶ウエーハ |
| US6173720B1 (en) | 1998-12-02 | 2001-01-16 | International Business Machines Corporation | Process for treating a semiconductor substrate |
| US6275293B1 (en) * | 2000-05-10 | 2001-08-14 | Seh America, Inc. | Method for measurement of OSF density |
| JP4105688B2 (ja) * | 2002-07-01 | 2008-06-25 | 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ | シリコン単結晶材料とその製造方法 |
| US6798526B2 (en) * | 2002-09-12 | 2004-09-28 | Seh America, Inc. | Methods and apparatus for predicting oxygen-induced stacking fault density in wafers |
| JP4604889B2 (ja) * | 2005-05-25 | 2011-01-05 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコンウェーハの製造方法、並びにシリコン単結晶育成方法 |
| FR2964459B1 (fr) * | 2010-09-02 | 2012-09-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de cartographie de la concentration en oxygene |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE224887C (ja) * | ||||
| SU225143A1 (en) * | 1967-05-03 | 1978-09-30 | E S Falkevich | Method of producing monocrystals without dislocations |
| US3998598A (en) * | 1973-11-23 | 1976-12-21 | Semimetals, Inc. | Automatic diameter control for crystal growing facilities |
| FR2460479A1 (fr) * | 1979-06-29 | 1981-01-23 | Ibm France | Procede de caracterisation de la teneur en oxygene des barreaux de silicium tires selon la methode czochralski |
| DE3069547D1 (en) * | 1980-06-26 | 1984-12-06 | Ibm | Process for controlling the oxygen content of silicon ingots pulled by the czochralski method |
| EP0055619B1 (en) * | 1980-12-29 | 1985-05-29 | Monsanto Company | Method for regulating concentration and distribution of oxygen in czochralski grown silicon |
| US4511428A (en) * | 1982-07-09 | 1985-04-16 | International Business Machines Corporation | Method of controlling oxygen content and distribution in grown silicon crystals |
| JPS62138384A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-22 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶の引上方法 |
| JPS62202900A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Toshiba Corp | 半導体シリコンウエハ及びその製造方法 |
| JPS6379790A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-09 | Toshiba Corp | 結晶引上げ装置 |
| GB8805478D0 (en) * | 1988-03-08 | 1988-04-07 | Secr Defence | Method & apparatus for growing semi-conductor crystalline materials |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP1086504A patent/JPH02263793A/ja active Granted
-
1990
- 1990-04-05 EP EP90303656A patent/EP0391709B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-05 DE DE69020037T patent/DE69020037T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-05-08 US US07/882,242 patent/US5373804A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
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|---|
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| SEMICONDUCTOR SILICON CRYSTAL TECHNOLOGY=1989 * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5373804A (en) | 1994-12-20 |
| EP0391709A3 (en) | 1992-11-19 |
| DE69020037T2 (de) | 1995-09-21 |
| EP0391709A2 (en) | 1990-10-10 |
| EP0391709B1 (en) | 1995-06-14 |
| JPH0582360B2 (ja) | 1993-11-18 |
| DE69020037D1 (de) | 1995-07-20 |
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