JPH039078B2 - - Google Patents
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- JPH039078B2 JPH039078B2 JP60060419A JP6041985A JPH039078B2 JP H039078 B2 JPH039078 B2 JP H039078B2 JP 60060419 A JP60060419 A JP 60060419A JP 6041985 A JP6041985 A JP 6041985A JP H039078 B2 JPH039078 B2 JP H039078B2
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
〔産業状の利用分野〕
この発明は、デバイスプロセスにおいて、表面
部に結晶の無欠陥層を有し、内部に結晶欠陥層を
有するシリコン単結晶ウエハを形成するに先だつ
て施される熱処理のうち、特に前記結晶欠陥層と
なる析出核を形成するための低温熱処理の時間を
著しく短縮することが可能な、すなわち析出核の
形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその
製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に、デバイスプロセスにおいて、表面部に
結晶の無欠陥層が形成され、一方内部にはゲツタ
リング効果を有する結晶欠陥層が形成されたシリ
コン単結晶ウエハを得るためには、これに先だつ
て、前記ウエハには、例えば、500〜900℃の範囲
内の温度に、10〜50時間保持後、徐冷の条件での
低温熱処理、並びに1050〜1250℃の範囲内の所定
温度に４〜６時間保持後、徐冷の条件での高温熱
処理が施され、前者の低温熱処理は、結晶欠陥層
となる析出核形成のためのものであり、また後者
の高温熱処理は、ウエハ表面近傍の格子間酸素ま
たは析出核を外方に拡散して無欠陥層を形成する
ためのものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、上記のように結晶欠陥層となる析出核
形成のための低温熱処理は、その所要時間が10〜
50時間ときわめて長く、操業上問題があるもので
あつた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、析出核形成のための低温熱処理時間の短縮化
をはかるべく研究を行なつた結果、シリコン単結
晶ウエハには、点欠陥、すなわちSi原子が格子間
に侵入した格子間型点欠陥と、格子を形成するSi
原子が欠除した空孔型点欠陥が存在し、この点欠
陥は熱平衡的に存在するもので、例えば1200℃で
は、格子間型点欠陥：１×1017個／cm3、 空孔型点欠陥：１×1015個／cm3 また、600℃では、 格子型点欠陥：１×1016個／cm3、 空孔型点欠陥：１×105個／cm3、 存在するが、この点欠陥が析出核の形成促進に著
しく寄与し、したがつて、前記ウエハを急冷する
ことにより高温において熱平衡的に相対的に多量
存在する点欠陥を低温で過飽和に多量存在するよ
うにし、この状態のウエハに上記の析出核形成低
温熱処理を施すと、前記の多量の過飽和点欠陥が
核となつて析出核の形成が促進されるようにな
り、この結果熱処理時間の著しい短縮化が可能と
なるという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、シリコン単結晶ウエハの内部でゲツ
タリング効果を有する結晶欠陥層となる析出核を
形成するための低温熱処理を施すに先だつて、シ
リコン単結晶ウエハに、1100〜1280℃の範囲内の
温度に加熱後、少なくとも500℃以下の温度まで
200℃／min以上の冷却速度で急冷の熱処理を施
すことによつて、高温において熱平衡的に存在す
る点欠陥を低温において過飽和に含有する、すな
わちゲツタリング用結晶欠陥層となる析出核の形
成速度が速いシリコン単結晶ウエハを製造するこ
とに特徴を有するものである。 なお、この発明のシリコン単結晶ウエハの製造
法において、加熱温度を1100〜1280℃と限定した
のは、加熱温度が1100℃未満では急冷後のウエハ
における過飽和点欠陥が相対的に少なく、所望の
上記低温熱処理時間の短縮化をはかることができ
ず、一方1280℃を越えた加熱温度にしてもより一
層の析出核形成促進効果が得られないという理由
にもとづくものであり、また冷却速度を200℃／
min以上としたのは、200℃／minの冷却速度を
境として、これより遅い冷却速度になると、高温
において熱平衡的に存在する点欠陥を低温で過飽
和に存在させることが困難になるという理由によ
るものであり、さらに、急冷温度の上限値を500
℃としたのは、冷却温度が500℃未満であれば、
急冷後のウエハに存在する過飽和点欠陥にあまり
変化がないという理由によるものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明のシリコン単結晶ウエハおよ
びその製造法を実施例により具体的に説明する。 直径：125mm×厚さ：0.5mmの寸法をもつたシリ
コン単結晶ウエハを用意し、このウエハをそれぞ
れ第１表に示される加熱冷却条件にて、加熱し、
温度：500℃まで急冷して本発明法１〜７を実施
し、前記ウエハに過飽和点欠陥を付与した。な
お、第１表において、冷却速度が500℃／minの
場合は放冷、同1000℃／minの場合は強制空冷を
行なつた場合を示すものである。 ついで、このように本発明法１〜７をそれぞれ
実施することによつて過飽和点欠陥を付与したシ
リコン単結晶ウエハの過飽和点欠陥を測定した。 また、比較の目的で、従来法として、上記の過
飽和点欠陥付与処理を行なわないシリコン単結晶
ウエハについても、過飽和点欠陥の測定を行なつ
た。
部に結晶の無欠陥層を有し、内部に結晶欠陥層を
有するシリコン単結晶ウエハを形成するに先だつ
て施される熱処理のうち、特に前記結晶欠陥層と
なる析出核を形成するための低温熱処理の時間を
著しく短縮することが可能な、すなわち析出核の
形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその
製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に、デバイスプロセスにおいて、表面部に
結晶の無欠陥層が形成され、一方内部にはゲツタ
リング効果を有する結晶欠陥層が形成されたシリ
コン単結晶ウエハを得るためには、これに先だつ
て、前記ウエハには、例えば、500〜900℃の範囲
内の温度に、10〜50時間保持後、徐冷の条件での
低温熱処理、並びに1050〜1250℃の範囲内の所定
温度に４〜６時間保持後、徐冷の条件での高温熱
処理が施され、前者の低温熱処理は、結晶欠陥層
となる析出核形成のためのものであり、また後者
の高温熱処理は、ウエハ表面近傍の格子間酸素ま
たは析出核を外方に拡散して無欠陥層を形成する
ためのものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、上記のように結晶欠陥層となる析出核
形成のための低温熱処理は、その所要時間が10〜
50時間ときわめて長く、操業上問題があるもので
あつた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、析出核形成のための低温熱処理時間の短縮化
をはかるべく研究を行なつた結果、シリコン単結
晶ウエハには、点欠陥、すなわちSi原子が格子間
に侵入した格子間型点欠陥と、格子を形成するSi
原子が欠除した空孔型点欠陥が存在し、この点欠
陥は熱平衡的に存在するもので、例えば1200℃で
は、格子間型点欠陥：１×1017個／cm3、 空孔型点欠陥：１×1015個／cm3 また、600℃では、 格子型点欠陥：１×1016個／cm3、 空孔型点欠陥：１×105個／cm3、 存在するが、この点欠陥が析出核の形成促進に著
しく寄与し、したがつて、前記ウエハを急冷する
ことにより高温において熱平衡的に相対的に多量
存在する点欠陥を低温で過飽和に多量存在するよ
うにし、この状態のウエハに上記の析出核形成低
温熱処理を施すと、前記の多量の過飽和点欠陥が
核となつて析出核の形成が促進されるようにな
り、この結果熱処理時間の著しい短縮化が可能と
なるという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、シリコン単結晶ウエハの内部でゲツ
タリング効果を有する結晶欠陥層となる析出核を
形成するための低温熱処理を施すに先だつて、シ
リコン単結晶ウエハに、1100〜1280℃の範囲内の
温度に加熱後、少なくとも500℃以下の温度まで
200℃／min以上の冷却速度で急冷の熱処理を施
すことによつて、高温において熱平衡的に存在す
る点欠陥を低温において過飽和に含有する、すな
わちゲツタリング用結晶欠陥層となる析出核の形
成速度が速いシリコン単結晶ウエハを製造するこ
とに特徴を有するものである。 なお、この発明のシリコン単結晶ウエハの製造
法において、加熱温度を1100〜1280℃と限定した
のは、加熱温度が1100℃未満では急冷後のウエハ
における過飽和点欠陥が相対的に少なく、所望の
上記低温熱処理時間の短縮化をはかることができ
ず、一方1280℃を越えた加熱温度にしてもより一
層の析出核形成促進効果が得られないという理由
にもとづくものであり、また冷却速度を200℃／
min以上としたのは、200℃／minの冷却速度を
境として、これより遅い冷却速度になると、高温
において熱平衡的に存在する点欠陥を低温で過飽
和に存在させることが困難になるという理由によ
るものであり、さらに、急冷温度の上限値を500
℃としたのは、冷却温度が500℃未満であれば、
急冷後のウエハに存在する過飽和点欠陥にあまり
変化がないという理由によるものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明のシリコン単結晶ウエハおよ
びその製造法を実施例により具体的に説明する。 直径：125mm×厚さ：0.5mmの寸法をもつたシリ
コン単結晶ウエハを用意し、このウエハをそれぞ
れ第１表に示される加熱冷却条件にて、加熱し、
温度：500℃まで急冷して本発明法１〜７を実施
し、前記ウエハに過飽和点欠陥を付与した。な
お、第１表において、冷却速度が500℃／minの
場合は放冷、同1000℃／minの場合は強制空冷を
行なつた場合を示すものである。 ついで、このように本発明法１〜７をそれぞれ
実施することによつて過飽和点欠陥を付与したシ
リコン単結晶ウエハの過飽和点欠陥を測定した。 また、比較の目的で、従来法として、上記の過
飽和点欠陥付与処理を行なわないシリコン単結晶
ウエハについても、過飽和点欠陥の測定を行なつ
た。
【表】
過飽和点欠陥の測定は、ウエハの片面にAl電
極を固着し、ウエハを昇温しつつウエハ両面に前
記Al電極を介してパルス電圧を印加して、Al電
極の接合容量変化を求め、この結果の過渡的容量
の変化量から急冷処理に伴う過飽和点欠陥の数に
相当する捕獲準位数を読みとることにより行なつ
た。これらの測定結果を第１表に示した。 また、過飽和点欠陥が析出核形成速度に及ぼす
影響を見るために、上記の各種ウエハに対して、
温度：800℃に、３時間および20時間保持の低温
熱処理を施し、各処理後のウエハ中の析出核を測
定した。 なお、この結果形成されたウエハ中の析出核を
測定するに際しては、析出核はきわめて細かいの
で、ウエハを酸化雰囲気中にて、温度：1100℃に
１時間保持して、前記析出核を積層欠陥とし、こ
の結果のウエハを腐食液でエツチングして前記積
層欠陥の数を測定することによつて析出核の数と
した。これらの結果も第１表に示した。 〔発明の効果〕 第１表に示される結果から、本発明法１〜７を
実施することによつて過飽和点欠陥を存在させた
シリコン単結晶ウエハにおいては、いずれも析出
核形成のための低温熱処理時間が３時間でほとん
どの析出核の形成が終了しているのに対して、従
来法に見られるように、過飽和点欠陥の存在しな
いシリコン単結晶ウエハにおいては、３時間の低
温熱処理では析出核の形成が見られず、20時間の
処理でようやく前記の過飽和点欠陥が存在するウ
エハの３時間処理にほぼ相当する析出核の形成が
見られるものである。 上述のように、この発明の過飽和点欠陥の存在
するシリコン単結晶ウエハは、これの存在しない
シリコン単結晶ウエハに比して、デバイスプロセ
スで結晶欠陥層となる析出核の形成速度が著しく
速いので、従来長時間を要していた析出核形成の
ための低温熱処理時間を著しく短縮することを可
能とするものであり、操業上有用な効果をもたら
すものである。
極を固着し、ウエハを昇温しつつウエハ両面に前
記Al電極を介してパルス電圧を印加して、Al電
極の接合容量変化を求め、この結果の過渡的容量
の変化量から急冷処理に伴う過飽和点欠陥の数に
相当する捕獲準位数を読みとることにより行なつ
た。これらの測定結果を第１表に示した。 また、過飽和点欠陥が析出核形成速度に及ぼす
影響を見るために、上記の各種ウエハに対して、
温度：800℃に、３時間および20時間保持の低温
熱処理を施し、各処理後のウエハ中の析出核を測
定した。 なお、この結果形成されたウエハ中の析出核を
測定するに際しては、析出核はきわめて細かいの
で、ウエハを酸化雰囲気中にて、温度：1100℃に
１時間保持して、前記析出核を積層欠陥とし、こ
の結果のウエハを腐食液でエツチングして前記積
層欠陥の数を測定することによつて析出核の数と
した。これらの結果も第１表に示した。 〔発明の効果〕 第１表に示される結果から、本発明法１〜７を
実施することによつて過飽和点欠陥を存在させた
シリコン単結晶ウエハにおいては、いずれも析出
核形成のための低温熱処理時間が３時間でほとん
どの析出核の形成が終了しているのに対して、従
来法に見られるように、過飽和点欠陥の存在しな
いシリコン単結晶ウエハにおいては、３時間の低
温熱処理では析出核の形成が見られず、20時間の
処理でようやく前記の過飽和点欠陥が存在するウ
エハの３時間処理にほぼ相当する析出核の形成が
見られるものである。 上述のように、この発明の過飽和点欠陥の存在
するシリコン単結晶ウエハは、これの存在しない
シリコン単結晶ウエハに比して、デバイスプロセ
スで結晶欠陥層となる析出核の形成速度が著しく
速いので、従来長時間を要していた析出核形成の
ための低温熱処理時間を著しく短縮することを可
能とするものであり、操業上有用な効果をもたら
すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高温において熱平衡的に存在する点欠陥を低
温において過飽和に含有することを特徴とするゲ
ツタリング用結晶欠陥層となる析出核の形成速度
が速いシリコン単結晶ウエハ。 ２ シリコン単結晶ウエハの内部でゲツタリング
効果を有する結晶欠陥層となる析出核を形成する
ための低温熱処理を施すに先だつて、シリコン単
結晶ウエハに、1100〜1280℃の範囲内の温度に加
熱後、少なくとも500℃以下の温度まで200℃／
min以上の冷却速度で急冷の熱処理を施すことを
特徴とするゲツタリング用結晶欠陥層となる析出
核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハの製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6041985A JPS61219795A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6041985A JPS61219795A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219795A JPS61219795A (ja) | 1986-09-30 |
| JPH039078B2 true JPH039078B2 (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=13141661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6041985A Granted JPS61219795A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219795A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009147357A (ja) * | 1998-09-02 | 2009-07-02 | Memc Electron Materials Inc | 欠陥密度が低い単結晶シリコンから得られるシリコン・オン・インシュレーター構造体 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232535A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-02 | Kyushu Electron Metal Co Ltd | 半導体デバイス用シリコン基板の製造方法 |
| SG64470A1 (en) | 1997-02-13 | 1999-04-27 | Samsung Electronics Co Ltd | Methods of manufacturing monocrystalline silicon ingots and wafers by controlling pull rate profiles in a hot zone furnace and ingots and wafers manufactured thereby |
| US6485807B1 (en) | 1997-02-13 | 2002-11-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silicon wafers having controlled distribution of defects, and methods of preparing the same |
| US6503594B2 (en) | 1997-02-13 | 2003-01-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silicon wafers having controlled distribution of defects and slip |
| US6340392B1 (en) | 1997-10-24 | 2002-01-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pulling methods for manufacturing monocrystalline silicone ingots by controlling temperature at the center and edge of an ingot-melt interface |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59190300A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-29 | Hitachi Ltd | 半導体製造方法および装置 |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP6041985A patent/JPS61219795A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59190300A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-29 | Hitachi Ltd | 半導体製造方法および装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009147357A (ja) * | 1998-09-02 | 2009-07-02 | Memc Electron Materials Inc | 欠陥密度が低い単結晶シリコンから得られるシリコン・オン・インシュレーター構造体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61219795A (ja) | 1986-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |