JPH05155700A - 積層欠陥発生核を有するゲッタリングウエハの製造方法および同方法により製造されたシリコンウエハ - Google Patents

積層欠陥発生核を有するゲッタリングウエハの製造方法および同方法により製造されたシリコンウエハ

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JPH05155700A
JPH05155700A JP32078791A JP32078791A JPH05155700A JP H05155700 A JPH05155700 A JP H05155700A JP 32078791 A JP32078791 A JP 32078791A JP 32078791 A JP32078791 A JP 32078791A JP H05155700 A JPH05155700 A JP H05155700A
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JP
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wafer
gettering
nuclei
stacking fault
produced
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Atsushi Ikari
敦 碇
Hirotsugu Haga
博世 芳賀
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、積層欠陥発生核を有するゲッタリ
ングウエハの製造方法および同方法により製造したシリ
コンウエハを提供することを目的とする。 【構成】 チョクラルスキー法により製造されたシリコ
ン単結晶を、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で125
0℃以上1420℃以下の温度で5分以上保持し、−1
℃/分以上−1000℃/分以下の冷却速度で1000
℃以下まで冷却する。 【効果】 上記の熱処理により、シリコン結晶内部に高
密度の積層欠陥発生核が生成され、ゲッタリング能に優
れたシリコンウエハを製造することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハの内部
の欠陥に重金属の汚染物質を捕獲(以下ゲッタリングと
呼ぶ)させることにより、半導体デバイス製造工程の歩
留りを上げることが可能なゲッタリングウエハの製造方
法および同方法により製造されたシリコンウエハに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化にとも
ない製造工程での重金属の汚染による動作不良が大きな
問題となっている。このためウエハの裏面あるいは内部
に故意に結晶欠陥を作り、その欠陥に重金属の汚染物質
をゲッタリングする技術が広く使われるようになってき
た。この目的のための欠陥の一つとしてとして積層欠陥
が用いられる。積層欠陥は、その発生核に酸化等の熱処
理を行うことにより発生するが、従来積層欠陥の発生核
は結晶作製時に作るか、あるいはウエハにスライス後、
サンドブラストなどのダメージにより裏面に作ることし
かできなかった。裏面に作られた積層欠陥はウエハの内
部に作られた欠陥に比べ、ウエハ表面にあるデバイス作
製領域から離れているため、この領域でのゲッタリング
能力が劣り、さらに裏面のサンドブラストによるダメー
ジは半導体デバイスプロセスに有害なパーティクルを発
生させる原因にもなる。一方、結晶作製時に作られる発
生核による積層欠陥は、ウエハの内部に発生するためゲ
ッタリング能力が優れているものの、結晶作製時の核発
生条件が明確でなく、高密度の積層欠陥発生核を安定し
て製造することは困難である。
【0003】このような問題点のため、積層欠陥を用い
たゲッタリング技術としては能力の劣る裏面のダメージ
による発生核を用いた積層欠陥しか使われていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のごとくゲッタリ
ングに積層欠陥を用いる場合、従来法ではウエハ裏面の
積層欠陥しか用いることができないという問題点があっ
たが、本発明は結晶作製後にウエハ内部に高密度の積層
欠陥の発生核を作ることにより、この問題点を解決し、
ゲッタリング能力の優れたウエハを提供することを目的
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はシリコン単結晶
に熱処理を施すことによって結晶内部に積層欠陥発生核
を作り、ゲッタリング能力の向上を図るもので、その要
旨とするところは、チョクラルスキー法によるシリコン
単結晶引き上げ後、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で
1250℃以上1420℃以下の温度から、−1℃/分
以上−1000℃/分以下の冷却速度で冷却することを
特徴とするウエハ内部に積層欠陥発生核を有するゲッタ
リングウエハの製造方法にある。
【0006】
【作用】熱処理雰囲気は不活性ガス雰囲気であればよい
が、ヘリウム、アルゴンは純度の高いガスが得られ、汚
染を最小限にすることができるのでより望ましい。また
酸化膜による表面保護効果がある酸化雰囲気も使用可能
である。熱処理温度に関しては1250℃未満であると
積層欠陥発生核の生成が行われず、1250℃以上が必
要である。また、シリコンの融点である1420℃超で
は単結晶が解けてしまい、不適当である。
【0007】保持時間は5分以上必要であり、それ未満
であると結晶作製時にできた酸素析出物が完全に溶解し
ないため、積層欠陥発生核の生成が結晶の引き上げ作成
条件に依存するようになり、核生成が不安定になる。冷
却速度は−1℃/分〜−1000℃/分の範囲が積層欠
陥発生核の発生が最も多く、この範囲外ではゲッタリン
グに必要な密度の積層欠陥発生核が得られない。冷却開
始温度が1350℃以上の場合は、冷却速度が−100
0℃/分より大きい場合でも積層欠陥発生核が発生する
が、冷却が早すぎると結晶にスリップ転位が入り、デバ
イス製造時に支障をきたす。また、このスリップ転位発
生を避けるために、冷却開始直後は−1℃/分から−1
0℃/分の遅い冷却速度で冷却を行い、スリップ転位の
発生しにくい1300℃以下から−10℃/分以上の早
い冷却速度で冷却を行い、高密度の積層欠陥発生核を得
ることも可能である。
【0008】冷却は、1000℃以下まで行えばよく、
そのまま室温まで冷却するのが望ましい。1000℃以
下まで冷却しない場合には、冷却時に発生した積層欠陥
発生核が再び壊れてしまい、高密度の積層欠陥発生核を
得ることはできない。熱処理時の結晶の形状はウエハで
もよいが、ウエハをスライスする前のインゴットのまま
熱処理を行い、その後スライスしてウエハにすることも
可能である。
【0009】このようにして作られた積層欠陥発生核か
ら積層欠陥を成長させる処理としては、通常使われてい
る900〜1100℃での酸化雰囲気での熱処理が適し
ている。また本発明の熱処理を行ったウエハは1050
〜1200℃の窒素雰囲気での熱処理によっても積層欠
陥を発生させることができる。デバイス製造プロセスに
上記の積層欠陥発生核を作ったウエハを用いる場合、こ
の積層欠陥を成長させる熱処理を行ってからプロセスに
投入するが、デバイス製造プロセスにおいて上記の積層
欠陥を作る熱処理と同等の熱処理があれば、それで代用
することも可能である。
【0010】
【実施例】
実施例1 酸素濃度19ppmaおよび16ppmaのチョクラル
スキー法シリコン単結晶を用いた。積層欠陥の発生核を
作る熱処理として、ヘリウム中で1390℃、120分
の熱処理を行った後、−300℃/分で室温まで冷却し
た。さらに積層欠陥発生核を成長させる熱処理として、
1100℃、23時間の熱処理を窒素中で行った。この
結晶の内部の積層欠陥密度を測るために化学エッチング
を行い、エッチピットを光学顕微鏡で測ったところ、そ
れぞれ3.3×109 個/cm3 および2.5×109
個/cm3 の積層欠陥が発生していた。上記の積層欠陥
発生核を作る熱処理を欠いた場合には、結晶内部に積層
欠陥は見られなかった。
【0011】実施例2 酸素濃度19ppmaのチョクラルスキー法シリコン単
結晶を用いた。積層欠陥の発生核を作る熱処理として、
ヘリウム中で1390℃120分の熱処理を行った後、
−1℃/分で1300℃まで冷却を行い,次いで−50
0℃/分で室温まで冷却した。さらに積層欠陥を測るた
めに、化学エッチングを行い、エッチピットを光学顕微
鏡で測ったところ、2.4×107 個/cm3の積層欠
陥が認められた。上記の積層欠陥の発生核を作る熱処理
を欠いた場合には、結晶内部に積層欠陥は認められなか
った。
【0012】
【発明の効果】以上に示したように本発明を用いれば、
結晶作製後にウエハ内部に積層欠陥発生核を高密度に作
ることができ、優れたゲッタリング能力を持つシリコン
ウエハを提供することが可能になる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チョクラルスキー法によるシリコン単結
    晶引き上げ後、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で12
    50℃以上1420℃以下の温度から、−1℃/分以上
    −1000℃/分以下の冷却速度で冷却することを特徴
    とするウエハ内部に積層欠陥発生核を有するゲッタリン
    グウエハの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法により製造されたシ
    リコンウエハ。
JP32078791A 1991-12-04 1991-12-04 積層欠陥発生核を有するゲッタリングウエハの製造方法および同方法により製造されたシリコンウエハ Withdrawn JPH05155700A (ja)

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