JPH03183685A - シリコン単結晶棒およびその製造方法 - 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］ 本発明は、シリコン単結晶棒およびその製造方法に関し
、酸素析出性の均一化をはかり、品質の安定したシリコ
ンウェハの製造を可能とする技術に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ＩＣやＬＳＩなどのデバイス製造用シリコンウェ
ハ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秤結晶を引上げる
ことにより単粘品棒を成長させるチョクラルスキー法（
以下ＣＺ法と称する。

）は、同法で製造されたシリコンウェハが繰返し熱処理
を受けても反り難い、イントリンシック・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法によって得られたシリコンウェ
ハにおける上記のような長所は、いずれも結晶中に含ま
れる酸素に起因している。しかしながら、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われるとデバイス特性が著しく劣
化してしまう。

酸素の析出については詳しく検討がなされており、６０
０〜７００℃の温度で析出の核が形成されることが知ら
れている。単結晶製造工程において結晶を引上げていく
途中で結晶の自然冷却によって６００〜７００℃の温度
域を通り、ここで析出物の核が形成され、これが素子製
造工程中の析出物の成長の大きな要囚となっているが、
さらにこのようにして引上げられた単結晶の挿結晶側で
は冷却される時間が長いので、析出核は多く発生するが
、ボトム側では冷却時間が短く析出核が少ないので単結
晶棒の両端で精品性が大きく異なるものとなる。このよ
うに得られる単結晶棒の酸素析出性が軸方向において異
なると、該単結晶棒から製造されるシリコンウェハの強
度、ゲッタリング性等の品質にばらつきが生じてしまい
問題であった。

ところで、シリコン単結晶中に存在する炭素原子が格子
間の酸素の析出を促進することが知られている（例えば
、超ＬＳＩ技術　７　プロセスの基礎　半導体研究２０
、工業調査会発行、第２２５百〜第２２９頁）。このた
め従来のＣ２法においては、単結晶中に存在する炭素量
を極力低減化して、炭素の酸素析出への影響を小さなも
のとするように努力が図られていた。

しかしながら、このように炭素量を低減化しても、上記
したように結晶の軸方向における熱履歴差により単結晶
棒における酸素析出性が変動し、また炭素量を低減化す
ることは、撮業管理」−非常に国難であり、またわずか
な炭素がシリコン融液中に混入したとしても、シリコン
に対する炭素の偏析係数ｋが１よりも極めて小さいため
に、引−Ｌげ量に応じて単結晶中の炭素濃度が漸次増加
し、軸方向において大きく変動してしまうものであった
。このように、炭素量を低減化しようとする技術におい
ては、単結晶棒の軸方向における酸素析出特性を均一化
させることが国難であった。

一方、このような炭素原子が格子間の酸素の析出を促進
する作用を利用し、シリコンウエノ１中の炭素濃度を所
定の範囲内に制御して、デバイスとして使用する場合の
特性の劣化をもたらす精品欠陥の発生を低減させるとと
もに、ゲッタリング作用を高めようとする技術も提唱さ
れている（例えば、特開昭５８−７０５３５号、特開昭
６Ｏ−１４０７１６ＸＪ・）。

しかしながら、このように所望の炭素濃度をｈするシリ
コンウェハを得るために、Ｃ２法においてシリコン融液
中に特開昭６０−１４０７１６号に述べられるように、
炭素あるいは炭化■１素を単に添加した場合、前記した
とｌｌ１ｉ１様の迎いから引上げ量に応じて単結晶中の
炭素濃度が漸次増加してしまい、所望範囲内の炭素濃度
をｈ′するシリコンウェハは、単結晶棒のごく一部から
しか得られないものとなるものであった。

なお、Ｃ２法においてシリコン融液中に極く微量の炭素
を所９！の値にて添加する方法として、特開昭５９−１
２１１９３号には、シリコン融液中に二酸化炭素などの
気体を不活性ガスのキャリアガスにより希釈して融液中
に吹込む方法も述べられているが、この方法においても
単結晶中の炭素濃度が漸次増加する傾向は（口１ら解消
されないものである。

［発明が解決しようとする課ａ］ 従って本発明は、軸方向における酸素析出性の均一化を
はかり、品質の安定したシリコンウェハの製造を可能と
するシリコン単結晶棒およびその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記諸口的は、０．１〜５０ｐｐｍａの範囲内のある所
定濃度の炭素を含有し、かつこの炭素濃度の軸方向にお
けるばらつきが前記所定濃度の±１０％以内であること
を特徴とするシリコン単結晶棒によって達成される。

上記諸口的はまた、坩堝内に形成されたシリコン融液中
からシリコン単結晶棒を引−りげ成長させる方法におい
て、融液中に炭素、炭化珪素あるいはＴ・め炭素が添加
されたシリコン原料を添加して、坩堝内におけるシリコ
ン単結晶棒を引−１−げろ部位の融液中の炭素濃度を、
単結晶棒における０、　　１〜５０ｐｐｍａの範囲内の
ある所定炭素濃度をシリコンに対する炭素の偏析係数で
割った値の±１０％以内となる値に設定し、さらに単結
晶の引上げ量に応じて、前記坩堝内におけるシリコン単
結晶棒を引−１−げろ部位に、原料を連続的もしくは断
続的に補給して、単結晶引上げ操作を通じて、前記坩堝
内におけるシリコン単１．’ｉ品棒を引上げる部位の融
液中の炭素濃度を前記所定範囲内に制御することを特徴
とするシリコン単結晶棒の製造方法によっても達成され
る。

［作用］ シリコン単結晶中における炭素は、酸素析出の核となる
ために、シリコン単結晶中に含まれる酸素ｌ０度が単結
晶引上げ操作時における熱履歴差により変動しても、適
当な濃度の炭素がシリコン単粘品中に含まれていれば、
酸素析出性を制御することができる。しかしながらこの
ように酸素析出性を制御するのに最適な炭素濃度は、デ
バイス工程における熱処理条件等によって異なるもので
あり、かなり限定的なものとなる。

本発明のシリコン単結晶棒においては、微量濃度の炭素
を添加し、かつこの濃度の軸方向における所望値からの
変動を抑えたことにより、該シリコン単結晶棒の各部位
から得られたシリコンウェハがＩＣ１１−のデバイス工
程にかけられた場合に、各ウェハにおける酸素析出性が
均一となり、これによって品質の安定したシリコンウェ
ハの製造が可能とされたものである。

さらに本発明のシリコン単結晶棒の製造方法においては
、まず融液中に炭素、炭化珪素あるいは予め炭素が添加
されたシリコン原料を添加して、坩堝内における少なく
ともシリコン単結晶棒を引」二げる部位の融液中の炭素
濃度を、単Ｈ＋’ｉ晶棒における所９（する炭素濃度を
シリコンに対する炭素の偏析係数にで割った値から所定
範囲内にある濃度に設定して単結晶引上げ操作を開始し
、その後、単結晶の引」−げ量に応じて、前記坩堝内に
おけるシリコン単１＋’ｉ品棒を引」二げる部位に、原
料を連続的もしくは断続的に補給しながら、該部位の融
液中の炭素濃度を前記設定濃度範囲内に制御して単結晶
棒を成長させる。このため、前記坩堝内におけるシリコ
ン単結晶棒を引上げる部位の融液中の炭素濃度は、単結
晶成長に伴う炭素の濃化にもかかわらず、単結晶引上げ
操作を通じて前記所定範囲内に制御され、従って得られ
る単結晶棒においては、添加された炭素濃度の軸方向に
おける所望値からの変動が抑えられたものとなるのであ
る。

本発明におけるシリコン単結晶は、リン、硼素などがド
ーピングされたものも含む。また本発明法において、単
結晶の引上げ量に応じて坩堝内に原料を補給し、融液中
の炭素濃度を制御するには、多結晶シリコン原料ととも
に炭素を補給する場合と炭素を補給しない場合がある。

炭素を補給する場合は、炭素、炭化珪素あるいは予め炭
素が添加された多結晶シリコンを坩堝内に補給する。炭
素を補給しない場合は、単結晶の引」二げ量よりも少な
い量の原料を補給する。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に税引する。

本発明のシリコン単結晶棒において、添加される炭素の
所定濃度Ｃ（ｓ、ｌとは、該単結晶棒より得られるシリ
コンウェハにおいて酸素析出性を制御するために必要と
される最適な炭素濃度であり、該シリコンウェハがデバ
イス工程において受ける熱処理条件等によって左右され
るが、一般に０゜ｌｐｐｍａ〜５０ｐｐｍａの範囲内に
ある。すなわち、炭素濃度ＣＣｓ、ｌが０．１ｐｐｍａ
未満であると、酸素析出核形成の制御が困難となり、酸
素析出量が不安定となると考えられるためであり、一方
５０ｐｐｍａを越えるものであると、結晶前戊申に炭素
の析出が起り無転位単結晶の育成が国難になると考えら
れるためである。

本発明のシリコン単結晶棒においては、添加された炭素
濃度Ｃ６，が軸方向においてこのような所定濃度ＣＣＩ
Ｉからできる眠り変動しないことが望まれるが、そのば
らつきが、所定濃度Ｃ（ｓ、ｌの±１０％以内であれば
、シリコン単結晶棒の各部位から得られたシリコンウェ
ハを同一のデバイス工程にて処理した場合に酸素析出性
に実質的な差異が認められないので、許容できるもので
ある。

本発明においては、このように意圓的に炭素が添加され
、かつその濃度の軸方向における所望値ＣＣｓ、１から
の変動の少ないシリコン単結晶棒を製造するために、シ
リコン単結晶棒の引上げ王程を通じて、坩堝内における
シリコン単結晶棒を引上げる部位の融ｌ＆中の炭素濃度
Ｃ（ｏ、ｍを、単結晶棒における０、１〜５０ｐｐｍａ
の範囲内のある所定炭素濃度ＣＣ＊、ｌをシリコンに対
する炭素の偏析係数にで割った値の±１０％以内の濃度
に制御する、すなわち、次の条件式（Ａ） ０．９　　（ＣＣ，、＋／ｋ）＝Ｃ（ｏ、ｓ≦１．１　
　（ＣＣ，、ｌ／ｋ）（Ａ） が成立するように制御する。

単結品用」二げ操作開始時において、単結品用」二げ部
位のシリコン融液中の炭素濃度Ｃ（ｏ、ａを上記範囲内
に保持することは容易であり、シリコン融液積に応じて
所定の炭素濃度となるように炭素、炭化珪素あるいはあ
らかじめ炭素を添加されたシリコンを添加すればよい。

しかしながら、シリコンに対する炭素の偏析係数１（は
０．０７であるために、そのまま何らシリコン融液に操
作を加えないとすると、シリコン単結晶棒の成長に伴な
い、単結品用−Ｌげ部位の融液中の炭素濃度Ｃ６゜９．
ほかなりの速度で濃縮され、すぐに上記の範囲を逸脱す
ることとなる。従って、本発明の製造方法においては、
単結晶の引」二げ量に応じて、前記坩堝内におけるシリ
コン単結晶棒を引上げる部位に、原料を連続的もしくは
断続的に補給する操作を加え、融液中の炭素濃度Ｃｃ。

、。

を−Ｌ上記件式（Ａ）の範囲内に制御する。なお、この
ように単結晶の引上げ量に応じて、前記坩堝内における
シリコン単結晶棒を引上げる部位に、原料を補給する操
作としては、以下に具体的に示すようにいくつかの態様
が考えられる。

第１図は本発明のシリコン単結晶棒の製造方法の一実施
態様における構成を模式的に示す図である。この実施態
様においては、第１図に示すようにシリコン融液１を形
成する坩堝２を、底部に貫通孔３を何する内坩堝２ａと
、これを取囲む外坩堝２ｂとで構成して２重構造となし
ている。さらに外坩堝２ｂは、駆動手段（囚示せず）に
連結された支持棒４に支持されているために上下動が可
能であり、固定された内坩堝２ａに対して相対的位置関
係を変動することができるものである。

このような構成の坩堝を有する引上げ装置を用いて、本
発明に係わる単結晶棒を成長させるにはまず、坩堝２（
内坩堝２ａおよび外坩堝２ｂの双方）に多結前シリコン
原料および必要に応じてドーパントとじての不純物を装
填してシリコン融液１を形成する際ないしはシリコン単
結晶棒引」二げ直前に、炭素、炭化珪素あるいは炭素を
含むシリコンを、内坩堝２ａ内の内側（内坩堝２ａ側）
および内坩堝２ａの外側（外坩堝２ｂ側）に、それぞれ
内坩堝２ａ内の融液１ａ中の炭素濃度Ｃ６゜、。

および内坩堝２ａ外の融液１ｂ中の炭素濃度ＣＣ。

、が以下のような値となるように添加する。

Ｃｃｏ、、＝Ｃｃ、、、／ｋ Ｃｃｏ、　ｂ　＝Ｃ（ｓ そして、内坩堝２ａ内の融液１ａ中に、引上げワイヤ５
の先端に固定された種結晶６を浸漬し、所定速度にて種
結晶６を引−１二げて種結晶６先端に単結晶棒７を成長
させるが、これと同時に内坩堝２ａ内の融液１ａ量が一
定となるように、その引上げ量に応じて、外坩堝２ｂを
押」二げていくものである。従って、内坩堝２ａ内の融
液１ａから単結品用に取込まれて減少していく炭素量と
、外坩堝２ｂの押上げによって外坩堝２ｂ側から貫通孔
３を通じて内坩堝２ａ側へと流入する融液中の炭素量の
均衡が囚られ、単結晶棒７引」二げＬ■作を通じて内坩
堝２ａ内（坩堝２における単結品用」二げ部位）のｌ＋
ｉ！ｌ！液１ａ中の炭素濃度Ｃｃ。、３が、前記条件式
（Ａ）を満たすものとなるものである。

しかしながら、このような構成の坩堝２を用いて単結晶
棒引しげ操作を行なう場合に、単結晶棒７引！；げ操作
を通じて内坩堝２ａ内の融液１ａ中の炭素ｌ０度Ｃ０゜
１．が、前記条件式（Ａ）を満たすものとなれば、内坩
堝２ａ内の融液１ａ中の炭素濃度ＣＣｕ、ｍおよび内坩
堝２ａ外の融液１ｂ中の炭素ｌ０度Ｃｃ。９．の設定値
は必ずしも上記のごとき値に限定する必要はない。例え
ば、シリコン融液中の炭素濃度は桔昂成長に伴って濃化
する傾向の強いものであるので、引りげ開始時には融液
１ａ１１１の炭素濃度ＣＣａ、＊を前記条件式（Ａ）を
満すものとし、融液１ｂは炭素を含まないものとしてお
き、引−Ｌげ開始後に貫通孔３を通して融液１ａ中に流
入する融液１ｂの単位時間当りの量が、単位時間当りの
単結晶中上げ量の（１−ｋ）倍となるように外坩堝２ｂ
を押し上げていけば、単結晶棒７引」二げ操作を通じて
内坩堝２ａ内のＦ＋ｉ！ｌ！液ｌａ中の炭素濃度ＣＣｏ
、ａが前記条件式（Ａ）を満たすものとなる。さらに、
坩堝２の構造も第１図に示すような形状に何ら眼定され
るものではなく、坩堝が単結晶中−Ｌげが行なわれる部
位と、この単結晶中上げ部位と区画された別の部位とを
をし、かつ単結晶中りげ量に応じて当該別の部位から単
結晶中１１げ部位に融液の補充ができるような構造をａ
するものであれば、上記のごとき操作によって所望の単
結晶棒を作製することができるものである。

第２図は本発明のシリコン単結晶棒の製造方法の別の実
施態様における構成を模式的に示す図である。この実施
態様においては、第１図に示すようにシリコン融液１を
形成する坩堝２に対し、その周縁端部側から原料を供給
可能な原料供給用管８が配訴しである。

このような構成を有する引」二げ装置を用いて、本発明
に係わる単結ＩＴＩ棒を成長させるにはまず、坩堝２に
多結晶シリコン原料および必要に応じてドーパントとし
ての不純物を装填してシリコン融液１を形成する際ない
しはシリコン単結晶棒引上げ直前に、炭素、炭化珪素あ
るいは炭素を含むシリコンを、坩堝２内の融液１中の炭
素濃度ＣＣ０，。

が以下のような値となるように添加する。

Ｃｃｏ、　−＝　Ｃｃ−、１／　ｋ 一方、原料供給用管８へと連通ずる原料供給ホッパー（
図示せず）には、粒状または粉状の多桔品シリコン原料
および必要に応じてドーパントとしての不純物に加えて
、同じく粒状または粉状の炭素、炭化珪素あるいは炭素
を含むシリコンを、この補給原料における炭素濃度ＣＣ
ｍを以下のような値となるように装填する。

ＣＣｍ　””　ＣＣａ そして、坩堝２内の融液１中に、引上げワイヤ５の先端
に固定された柿粘品６を浸漬し、所定速度にて挿結晶６
を引上げて挿結晶６先端に単結晶棒７を成長させるが、
これと同時にその引−Ｌげ量に応じて、１京料供給用管
８より上記のごとく調製した補給原料を坩堝２内の融液
１に連続的に補給していくものである。従って、坩堝２
内の融液１から単結晶中に取込まれて減少していく炭素
量と、原料供給用管８より融液１に補給される補給原料
中の炭素量の均衡が図られ、単結晶棒７引−りげ操作を
通じて坩堝２内の融液１中の炭素濃度ＣＣｏ、ｓが、前
記条件式（Ａ）を満たすものとなるものである。

しかしながら、このような構成の引上げ装置を用いて単
結晶棒引上げ操作を行なう場合においても、前記第１図
の実施態様の場合と同様に、単結晶棒７引−Ｌげ操作を
通じて坩堝２内の融液１中の炭素濃度Ｃ（ｏ、ａが、前
記条件式（Ａ）を満たすものとなれば、坩堝２内の融液
１中の炭素濃度Ｃ６゜、の初期値および補給原料中の炭
素濃度Ｃ０の設定値は必ずしも上記のごとき値に眼定す
る必要はない。さらに、この実施態様においては、敵１
１１中に原料供給用管８から供給される補給原料を、予
め所定濃度の炭素をＥｆＥ゛するものとして調製してい
るが、多桔品シリコン原料ないしドーパントとしての不
純物に、炭素成分原料としての炭素、炭化珪素あるいは
炭素を含むシリコンを予め添加しておくことなく、これ
らをそれぞれ別々の原料供給用管８から融液１へと補給
する構成とすることも可能である。この場合、多桔品シ
リコン原料の補給量に対する炭素成分原料の補給量を随
時変化させることが可能であるために、単結晶棒引」二
げ操作中に融液１へと補給される補給原料中の炭素濃度
Ｃ０を容易に変化させることがて゛き、融液１に対し、
単結晶棒引上げ操作の進行に応じて、より微妙な炭素濃
度調節が可能となるものである。

また、補給原料が炭素を含まないものであっても、単位
時間当りの原料補給量を単位時間当りの単結品用１−．
げ幇の（１−ｋ）倍とすることにより、単結晶棒７引上
げ操作を通じて融液１中の炭素濃度ＣＣｏ、ｍが前記条
件式（Ａ）を満たすものとなる。

さらに本光叩のシリコン単結晶棒の製造方法において、
小結晶の引−Ｌげ量に応じて、前記坩堝内におけるシリ
コン単結晶棒を引上げる部位に、シリコン原料とともに
炭素成分を補給する別の態様として、第１図に示す実施
態様におけるように単結品用」二げが行なわれる部位と
この単結品用」二げ部位と区画された別の部位とをｈ−
する坩堝（但し、双方の区画の相対的位置関係は変動し
なくてよい。

）と、この坩堝の当該別の部位に対して原料を供給可能
な第２図に示す実施態様におけるような原料供給用管と
を何する構成の引上げ装置を用いることも可能である。

この場合、単結晶棒の引−にげ竜に応じて、原料供給用
管より供給された固形状の補給原料は、坩堝の当該別の
部位で溶融され、融液の形態として坩堝内におけるシリ
コン単結晶棒を引上げる部位に供給されるものである。

なお、このような構成おいて単結１青棒引上げ操作を通
じて坩堝内におけるシリコン単結晶棒を引」二げる部位
の融液中の炭素濃度Ｃｃ。、、が、前記条件式（Ａ）を
満たすものとするように制御するには、」二記した第１
図および第２図に示す構成の場合と１６１様に挿々の態
様を取ることができるが、例えば単結晶棒引−１二げ開
始直前に、坩堝のシリコン単結晶棒を引−しげる部位お
よびこの部位と区画されたその他の部位の双方に、炭素
、炭化畦素あるいはあらかじめ炭素を添加されたシリコ
ンを添加し、シリコン単結晶棒を引上げる部位の融液中
の炭素濃度Ｃ６゜１．をＣｃｌ、　＋／　ｋに、またそ
の他の部位の融液中の炭素濃度Ｃ６゜、、をＣＣｉ、ｌ
に設定しておき、−り一、引１ｒ−げ操作の進行に伴な
い引１−．げ量に応じて坩堝の前記他の部ｆＱに原料供
給用管から補給される補給原料中の炭素濃度Ｃ６゜をＣ
ｃ３□に設定しておけばよい。

［実施ドリコ 以下、木登叩を実施ＩＦＩ＋によりさらに具体的に税引
する。

第１図に示すような構成を白゛する坩堝２内において、
まず多結晶シリコン原料およびドーパントとしての硼素
を所定量溶融して融液１を形成する。

さらに内坩堝２ａ内には、この内坩堝２ａ内の融？＆１
ａの量に対して１４．０ｐｐｍａの濃度に相当する量の
炭素を添加し、一方外坩堝２ｂ内には、内用堝２ａ外の
融液１ｂの量に文、？して１．ｏｐｐｍａの濃度に相当
する量の炭素を添加する。そして内坩堝２ａ内の融液１
ａの量が一定になるように外坩堝２ｂを漸次押上げなが
ら、内坩堝２ａ内の融ｌｔｋ　１　ａから常法に基づき
直径５インチの単結晶棒を約８０ｃｍの長さとなるまで
育成させる。

このようにして得られたシリコン単結晶棒の軸方向にお
ける各部位の炭素濃度ＣＣｓを分析し、シリコン小結晶
における目標炭素濃度Ｃｃ、、　、　（＝　１゜Ｏｐｐ
ｍａ）との比を求めた。結果を第３図に示す。

さらにこのようにして製造した単結晶棒の各部位から得
られたウェハを、１０００℃で、１６時間熱処理した前
後の格子間酸累減少量ΔＯｉを求め、各ウェハを得た単
結晶棒の軸方向における６’ｔ。

置とこのΔ０１との関係を求めた。この結果を第４図に
示す。

また、第２図に示すような構成をｈ゛する引１−げ装置
１′／ｉ′において、坩堝２内において、まず多結晶シ
リコン原料およびドーパントとしての硼素を所定量溶融
して融液１を形成する。さらに坩堝２内の融液１の積に
対して１４．０ｐｐｍａの濃度に相当する量の炭素を添
加した。そして常法に基づき直径５インチの単結晶棒を
引上げながら、引上げ量に応じて、１京料供給用管８か
ら１．Ｏｐｐｍａの濃度の炭素成分および所定濃度のド
ーパントをａＭする粒状多粘品シリコンｊ東料を坩堝２
内に連続的に供給して、約８０ｃｍの長さとなるまで育
成を行なった。

このようにして得られたシリコン単結晶棒に関しても、
軸方向における各部位の炭素濃度Ｃｃ、を分析し、さら
にウェハを１０００℃で、１６時間熱処理した前後の格
子間酸素減少量ΔＯｉと単結情棒の軸方向における位置
との関係を求めたところ、その結果はそれぞれ第３０お
よび第４図に示すものと同様のものであった。

［光用の効果］ 以り述べたように本発明によれば、融液中に炭素、炭化
■１素あるいは予め炭素が添加されたシリコン原料を添
加して、坩堝内におけるシリコン単結晶棒を引りげる部
ｆ１′／、の融液中の炭素濃度を、単ｊ＋’ｉ　ｌ’ｉ
７＋棒における０、１〜５Ｃ１ｐｐｍａの範囲内のある
所定炭素濃度をシリコンに対する炭素の偏＋７７係数ｌ
（で割った値の±１０％以内となる値に設定し、さらに
単結晶の引上げ量に応じて、前記坩堝内におけるシリコ
ン単結晶棒を引上げる部位に、１３Ｑ料を連続的もしく
は断続的に補給して、単結品用」二げ操作を通じて、前
記坩堝内におけるシリコン単結晶棒を引上げる部位の融
液中の炭素濃度を前記所定範囲内に制御しながらシリコ
ン単結晶棒を成長させるために、得られる単結晶棒は０
．１〜５０ｐｐｍａの範囲内のある所定濃度の炭素をｑ
６し、かつこの炭素濃度の軸方向におけるばらつきが前
記所定濃度の±１０％以内のものとなる。

従って、該シリコン単結晶棒より製造される各シリコン
ウェハは、いずれも酸素析出性を打適に制御し得る所定
濃度の炭素をＡｈ−することとなり、各シリコンウェハ
間の酸素析出特性が均一化され、ウェハ強度、ゲッタリ
ング性等の品質のばらつきが少なくものとなるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のシリコン単結晶棒の製造方法の一実
施態様において用いられる装己構成を模、式的に示す図
、第２図は本発明のシリコン単結晶棒の製造方法の別の
実施態様において用いられる想致更正を模式的に示す図
、第３図は本発明のシリコン単結晶棒の一実施例におけ
る粘品中の炭素濃度の軸方向における変化を示す園であ
り、また第４図はＩａ）実施例のシリコン単結晶棒より
得られたウェハの熱処理前後の格子間酸素減少量ΔＯｉ
と各ウェハが得られた単結晶棒の軸方向における位置と
の関係を示す国である。 １・・・ｈｉ！ｌ！液、　１ａ・・・内坩堝内の融液、
１ｂ・・・内坩堝外の融液、　２・・・坩堝、２ａ・・
・内坩堝、　２ｂ・・・外坩堝、　３・・・貫通孔、４
・・・支持棒、　５・・・引上げワイヤ、　６・・・挿
結晶、７・・・単結晶棒、８・・・原料供給用管。 特許出頭穴 新円本製鐵株式會社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）０．１〜５０ｐｐｍａの範囲内のある所定濃度の
   炭素を含有し、かつこの炭素濃度の軸方向におけるばら
   つきが前記所定濃度の±１０％以内であることを特徴と
   するシリコン単結晶棒。
2. （２）坩堝内に形成されたシリコン融液中からシリコン
   単結晶棒を引上げ成長させる方法において、融液中に炭
   素、炭化珪素あるいは予め炭素が添加されたシリコン原
   料を添加して、坩堝内におけるシリコン単結晶棒を引上
   げる部位の融液中の炭素濃度を、単結晶棒における０．
   １〜５０ｐｐｍａの範囲内のある所定炭素濃度をシリコ
   ンに対する炭素の偏析係数ｋで割った値の±１０％以内
   となる値に設定し、さらに単結晶の引上げ量に応じて、
   前記坩堝内におけるシリコン単結晶棒を引上げる部位に
   、原料を連続的もしくは断続的に補給して、単結晶引上
   げ操作を通じて、前記坩堝内におけるシリコン単結晶棒
   を引上げる部位の融液中の炭素濃度を前記所定範囲内に
   制御することを特徴とするシリコン単結晶棒の製造方法
   。