JPH0529326A - シリコンウエーハの製造方法 - Google Patents
シリコンウエーハの製造方法Info
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- JPH0529326A JPH0529326A JP20539591A JP20539591A JPH0529326A JP H0529326 A JPH0529326 A JP H0529326A JP 20539591 A JP20539591 A JP 20539591A JP 20539591 A JP20539591 A JP 20539591A JP H0529326 A JPH0529326 A JP H0529326A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンウェーハの機械的強度を下げること
なく、ゲッタリング能力を高める。とともに、シリコン
ウェーハの素子形成の歩留まりを高める。 【構成】 ＭＣＺ法によりシリコン単結晶成長させ、高
酸素濃度のシリコンウェーハを形成する。そして、析出
物形成用の熱処理を行う。または、この高酸素濃度シリ
コンウェーハについてＩＧ熱処理を行う。さらに、ＭＣ
Ｚ高酸素濃度シリコンウェーハについて析出物形成用の
熱処理を行った後、ＩＧ熱処理を行う。これにより、シ
リコンウェーハの表面にＤＺ領域を形成するとともに、
その内部に高密度の欠陥領域を形成する。または、高密
度の欠陥領域を縞状にシリコンウェーハに形成する。
なく、ゲッタリング能力を高める。とともに、シリコン
ウェーハの素子形成の歩留まりを高める。 【構成】 ＭＣＺ法によりシリコン単結晶成長させ、高
酸素濃度のシリコンウェーハを形成する。そして、析出
物形成用の熱処理を行う。または、この高酸素濃度シリ
コンウェーハについてＩＧ熱処理を行う。さらに、ＭＣ
Ｚ高酸素濃度シリコンウェーハについて析出物形成用の
熱処理を行った後、ＩＧ熱処理を行う。これにより、シ
リコンウェーハの表面にＤＺ領域を形成するとともに、
その内部に高密度の欠陥領域を形成する。または、高密
度の欠陥領域を縞状にシリコンウェーハに形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコンウェーハの製造
方法、特に高酸素濃度のＭＣＺウェーハに所定の熱処理
を施すことにより、シリコンウェーハの強度を向上さ
せ、かつ、不純物のゲッタリング能力を増大したシリコ
ンウェーハの製造方法に関する。
方法、特に高酸素濃度のＭＣＺウェーハに所定の熱処理
を施すことにより、シリコンウェーハの強度を向上さ
せ、かつ、不純物のゲッタリング能力を増大したシリコ
ンウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、メガビットメモリの量産化に基づ
いてＤＲＡＭ等の半導体素子の高集積化が要求され、シ
リコンウェーハについてもより一層の高品質化が要望さ
れている。
いてＤＲＡＭ等の半導体素子の高集積化が要求され、シ
リコンウェーハについてもより一層の高品質化が要望さ
れている。
【０００３】従来のシリコンウェーハの製造方法として
は、ＣＺ法が知られていた。このＣＺ法で成長させたシ
リコン単結晶は、導電形、抵抗率を決定するために添加
されるドーパント以外にも、不純物として酸素を１０17
〜１０18ｃｍ-3程度の濃度で含んでいた。この酸素は、
結晶成長時に多結晶シリコンを溶融する容器である石英
るつぼから融液中に溶出し、成長した単結晶シリコンに
含まれるものである。ＣＺ法の結晶では酸素がデバイス
製造プロセスで用いる通常の熱処理温度では過飽和とな
り、その熱処理中に析出し、結晶欠陥の原因となってい
る。一方、この結晶欠陥が素子形成領域から離れて結晶
の内部に存在する場合は、その表面付近の重金属等の汚
染を除去するゲッタリング中心として働くものである。
は、ＣＺ法が知られていた。このＣＺ法で成長させたシ
リコン単結晶は、導電形、抵抗率を決定するために添加
されるドーパント以外にも、不純物として酸素を１０17
〜１０18ｃｍ-3程度の濃度で含んでいた。この酸素は、
結晶成長時に多結晶シリコンを溶融する容器である石英
るつぼから融液中に溶出し、成長した単結晶シリコンに
含まれるものである。ＣＺ法の結晶では酸素がデバイス
製造プロセスで用いる通常の熱処理温度では過飽和とな
り、その熱処理中に析出し、結晶欠陥の原因となってい
る。一方、この結晶欠陥が素子形成領域から離れて結晶
の内部に存在する場合は、その表面付近の重金属等の汚
染を除去するゲッタリング中心として働くものである。
【０００４】したがって、従来のＣＺウェーハにあって
は、ゲッタリング能力を増大させるため、含まれる酸素
濃度を高めることが行われていた。例えばその酸素濃度
［Ｏｉ］を、［Ｏｉ］≧１０18ｃｍ-3としていた。この
結果、デバイス熱処理によりシリコンウェーハ中には結
晶欠陥が多く存在することとなる。
は、ゲッタリング能力を増大させるため、含まれる酸素
濃度を高めることが行われていた。例えばその酸素濃度
［Ｏｉ］を、［Ｏｉ］≧１０18ｃｍ-3としていた。この
結果、デバイス熱処理によりシリコンウェーハ中には結
晶欠陥が多く存在することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ゲッタリング能力を高めたシリコンウェーハにあって
は、多数の結晶欠陥が該ウェーハ中に表面領域、内部領
域を問わずその全域に略均一に分布することとなってい
た。このため、当該シリコンウェーハの機械的強度が弱
いという問題が生じていた。そこで、ＣＺ法により低酸
素濃度のシリコンウェーハとしてゲッタリング能力をあ
る程度犠牲にして機械的強度を高めていたものである。
ゲッタリング能力を高めたシリコンウェーハにあって
は、多数の結晶欠陥が該ウェーハ中に表面領域、内部領
域を問わずその全域に略均一に分布することとなってい
た。このため、当該シリコンウェーハの機械的強度が弱
いという問題が生じていた。そこで、ＣＺ法により低酸
素濃度のシリコンウェーハとしてゲッタリング能力をあ
る程度犠牲にして機械的強度を高めていたものである。
【０００６】そこで、本発明者は、ＭＣＺ法により単結
晶を引き上げ高酸素濃度のシリコンウェーハとし、析出
物形成用の熱処理を施すことにより、結晶欠陥の高濃度
析出領域が縞状に形成されることを知見し、これにより
当該シリコンウェーハの機械的強度を高めるとともに、
高ゲッタリング能力を有するシリコンウェーハの製造方
法を案出したものである。
晶を引き上げ高酸素濃度のシリコンウェーハとし、析出
物形成用の熱処理を施すことにより、結晶欠陥の高濃度
析出領域が縞状に形成されることを知見し、これにより
当該シリコンウェーハの機械的強度を高めるとともに、
高ゲッタリング能力を有するシリコンウェーハの製造方
法を案出したものである。
【０００７】
【発明の目的】本発明の目的は、その機械的強度を高め
るとともに、高ゲッタリング能力を有するシリコンウェ
ーハを得るためのシリコンウェーハの製造方法を提供す
ることである。また、他の目的は、さらに、デバイス形
成時の収率（歩留まり）を高めたシリコンウェーハの製
造方法を提供することである。
るとともに、高ゲッタリング能力を有するシリコンウェ
ーハを得るためのシリコンウェーハの製造方法を提供す
ることである。また、他の目的は、さらに、デバイス形
成時の収率（歩留まり）を高めたシリコンウェーハの製
造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、シリコン単結晶の成長を強磁界中で行うＭＣＺ法に
より高酸素濃度のシリコンウェーハを形成し、このシリ
コンウェーハに析出物形成のための熱処理を施したシリ
コンウェーハの製造方法である。
は、シリコン単結晶の成長を強磁界中で行うＭＣＺ法に
より高酸素濃度のシリコンウェーハを形成し、このシリ
コンウェーハに析出物形成のための熱処理を施したシリ
コンウェーハの製造方法である。
【０００９】請求項２に記載の発明は、シリコン単結晶
の成長を強磁界中で行うＭＣＺ法により高酸素濃度のシ
リコンウェーハを形成し、このシリコンウェーハにＩＧ
熱処理を施したシリコンウェーハの製造方法である。
の成長を強磁界中で行うＭＣＺ法により高酸素濃度のシ
リコンウェーハを形成し、このシリコンウェーハにＩＧ
熱処理を施したシリコンウェーハの製造方法である。
【００１０】請求項３に記載の発明は、シリコン単結晶
の成長を強磁界中で行うＭＣＺ法により高酸素濃度のシ
リコンウェーハを形成し、このシリコンウェーハに析出
物形成のための熱処理を施した後、ＩＧ熱処理を施した
シリコンウェーハの製造方法である。
の成長を強磁界中で行うＭＣＺ法により高酸素濃度のシ
リコンウェーハを形成し、このシリコンウェーハに析出
物形成のための熱処理を施した後、ＩＧ熱処理を施した
シリコンウェーハの製造方法である。
【００１１】
【作用】請求項１に記載の発明によれば、高酸素濃度、
例えば１０18ｃｍ-3程度以上の酸素濃度を有するシリコ
ンウェーハを形成し、このシリコンウェーハに酸素を析
出させるための熱処理として例えば８００℃に加熱後１
０００℃に加熱する。この結果、シリコンウェーハにあ
っては、結晶欠陥が高濃度に析出した部分とそうでない
部分とが縞状に分布する。よってウェーハの機械的強度
が従来に比較して高められ、ゲッタリング能力も増大す
る。
例えば１０18ｃｍ-3程度以上の酸素濃度を有するシリコ
ンウェーハを形成し、このシリコンウェーハに酸素を析
出させるための熱処理として例えば８００℃に加熱後１
０００℃に加熱する。この結果、シリコンウェーハにあ
っては、結晶欠陥が高濃度に析出した部分とそうでない
部分とが縞状に分布する。よってウェーハの機械的強度
が従来に比較して高められ、ゲッタリング能力も増大す
る。
【００１２】請求項２に記載の発明にあっては、高酸素
濃度のシリコンウェーハについてＩＧ熱処理を施す。例
えば１１００℃〜１２００℃の高温熱処理により酸素の
外方拡散によりシリコンウェーハの表面近傍の酸素濃度
を低下させる。次に、６００℃〜９００℃程度の低温熱
処理を行い、微小な酸素析出核を形成する。そして、９
５０℃〜１０００℃迄加熱する高温処理を行う。これに
より、欠陥を成長させ、内部に欠陥領域を形成するもの
である。すなわち、機械的強度を高め、ゲッタリング能
力を増大させる。
濃度のシリコンウェーハについてＩＧ熱処理を施す。例
えば１１００℃〜１２００℃の高温熱処理により酸素の
外方拡散によりシリコンウェーハの表面近傍の酸素濃度
を低下させる。次に、６００℃〜９００℃程度の低温熱
処理を行い、微小な酸素析出核を形成する。そして、９
５０℃〜１０００℃迄加熱する高温処理を行う。これに
より、欠陥を成長させ、内部に欠陥領域を形成するもの
である。すなわち、機械的強度を高め、ゲッタリング能
力を増大させる。
【００１３】請求項３に記載の発明に係るシリコンウェ
ーハの製造方法にあっては、高酸素濃度のシリコンウェ
ーハについて、上記析出物形成用の熱処理後、上記ＩＧ
熱処理を行うものである。よって、シリコンウェーハの
表面の素子形成領域に無欠陥層（ＤＺ）が、その内部
（バルク）に縞状の高析出領域が形成される。その結
果、シリコンウェーハの機械的強度が高められ、ゲッタ
リング能力は増大するとともに、素子形成の場合の収率
も高められることとなる。
ーハの製造方法にあっては、高酸素濃度のシリコンウェ
ーハについて、上記析出物形成用の熱処理後、上記ＩＧ
熱処理を行うものである。よって、シリコンウェーハの
表面の素子形成領域に無欠陥層（ＤＺ）が、その内部
（バルク）に縞状の高析出領域が形成される。その結
果、シリコンウェーハの機械的強度が高められ、ゲッタ
リング能力は増大するとともに、素子形成の場合の収率
も高められることとなる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１〜図５は本発明に係るシリコンウェーハの製
造方法の第１実施例を説明するためのものである。
する。図１〜図５は本発明に係るシリコンウェーハの製
造方法の第１実施例を説明するためのものである。
【００１５】この実施例にあっては、サンプルとしての
シリコンウェーハは径が５インチ、面方位（１００）、
酸素濃度として１．７３×１０18ｃｍ-3のＭＣＺシリコ
ンウェーハを用いている。また、析出物形成用の熱処理
としては、８００℃×４時間、その後、１０００℃×１
６時間の熱処理を行う。また、ＩＧ熱処理としては、ま
ず、１１５０℃×５時間、次に、９００℃×１時間、さ
らに、１０００℃×５時間の熱処理である。また、上記
ＭＣＺ法にあっては、石英るつぼに印加する磁界強度は
所定の範囲とし、低過ぎると（５００ガウス？）対流の
抑止効果が作用せず、高すぎると（５０００ガウス？）
酸素濃度が低くなり過ぎる。よって上記酸素濃度を得る
のに十分な範囲の磁界強度を印加するものとする。
シリコンウェーハは径が５インチ、面方位（１００）、
酸素濃度として１．７３×１０18ｃｍ-3のＭＣＺシリコ
ンウェーハを用いている。また、析出物形成用の熱処理
としては、８００℃×４時間、その後、１０００℃×１
６時間の熱処理を行う。また、ＩＧ熱処理としては、ま
ず、１１５０℃×５時間、次に、９００℃×１時間、さ
らに、１０００℃×５時間の熱処理である。また、上記
ＭＣＺ法にあっては、石英るつぼに印加する磁界強度は
所定の範囲とし、低過ぎると（５００ガウス？）対流の
抑止効果が作用せず、高すぎると（５０００ガウス？）
酸素濃度が低くなり過ぎる。よって上記酸素濃度を得る
のに十分な範囲の磁界強度を印加するものとする。
【００１６】図１ではＩＧ熱処理を行っていない場合の
ＭＣＺシリコンウェーハの断面、（１１０）面を示す。
図２は上記ＩＧ熱処理を行った場合のＭＣＺシリコンウ
ェーハのそれを示している。図３、図４は共にＣＺシリ
コンウェーハのそれについての断面である。これらの図
からわかるように、シリコンウェーハの深さ方向に直線
状に延びる高析出領域がシリコンウェーハの半径方向に
縞状に形成されている。これは高酸素ＭＣＺシリコンウ
ェーハについて析出物形成用の上記熱処理によるもので
ある。また、ＩＧ熱処理によりＭＣＺシリコンウェーハ
の表面から所定深さ、例えば５０μｍ程度のＤＺ領域が
形成されている。このＤＺ領域が素子形成領域として使
用される。
ＭＣＺシリコンウェーハの断面、（１１０）面を示す。
図２は上記ＩＧ熱処理を行った場合のＭＣＺシリコンウ
ェーハのそれを示している。図３、図４は共にＣＺシリ
コンウェーハのそれについての断面である。これらの図
からわかるように、シリコンウェーハの深さ方向に直線
状に延びる高析出領域がシリコンウェーハの半径方向に
縞状に形成されている。これは高酸素ＭＣＺシリコンウ
ェーハについて析出物形成用の上記熱処理によるもので
ある。また、ＩＧ熱処理によりＭＣＺシリコンウェーハ
の表面から所定深さ、例えば５０μｍ程度のＤＺ領域が
形成されている。このＤＺ領域が素子形成領域として使
用される。
【００１７】図５は上記ＩＧ熱処理したＭＣＺシリコン
ウェーハの欠陥解析装置によるＢＭＤ（不純物）測定の
結果を模式的に示すグラフである。３種類の方法、すな
わち画像処理装置、光顕微鏡、レーザトモグラフによる
測定結果である。この場合のＤＺ領域は３０μｍ程度で
ある。画像処理装置による方法は、ウェーハ欠陥解析装
置（三菱化成株式会社製ＧＸ−１１）を用い、欠陥エッ
チングを上記シリコンウェーハ断面に施した後に測定し
たものである。また、光顕微鏡による場合も欠陥エッチ
ングが必要である。これに対して、レーザトモグラフに
よる場合は欠陥エッチングは不必要である。
ウェーハの欠陥解析装置によるＢＭＤ（不純物）測定の
結果を模式的に示すグラフである。３種類の方法、すな
わち画像処理装置、光顕微鏡、レーザトモグラフによる
測定結果である。この場合のＤＺ領域は３０μｍ程度で
ある。画像処理装置による方法は、ウェーハ欠陥解析装
置（三菱化成株式会社製ＧＸ−１１）を用い、欠陥エッ
チングを上記シリコンウェーハ断面に施した後に測定し
たものである。また、光顕微鏡による場合も欠陥エッチ
ングが必要である。これに対して、レーザトモグラフに
よる場合は欠陥エッチングは不必要である。
【００１８】なお、ＭＣＺ結晶のＩＧ処理品の場合、Ｄ
Ｚ領域と高析出領域との隣接部分にて、ＤＺ領域が短く
なる。これは析出物再固溶の不均一性によるものと考え
られる。また、ＣＺ結晶の場合、ＩＧ処理化により形成
されるＤＺ領域中に析出物が残る。これは、成長に関す
る変動因子がＩＧ処理により取り除けていないからであ
るものと考えられる。
Ｚ領域と高析出領域との隣接部分にて、ＤＺ領域が短く
なる。これは析出物再固溶の不均一性によるものと考え
られる。また、ＣＺ結晶の場合、ＩＧ処理化により形成
されるＤＺ領域中に析出物が残る。これは、成長に関す
る変動因子がＩＧ処理により取り除けていないからであ
るものと考えられる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、シリコンウェーハの機
械的強度が高められる。かつ、そのゲッタリング能力が
増大する。さらに、素子形成の場合の収率も高められ
る。
械的強度が高められる。かつ、そのゲッタリング能力が
増大する。さらに、素子形成の場合の収率も高められ
る。
【図１】本発明の第１実施例に係るＩＧ熱処理の無い場
合のＭＣＺシリコンウェーハの金属組織を示す図面代用
写真である。
合のＭＣＺシリコンウェーハの金属組織を示す図面代用
写真である。
【図２】本発明の第１実施例に係るＩＧ熱処理を行った
場合のＭＣＺシリコンウェーハの金属組織を示す図面代
用写真である。
場合のＭＣＺシリコンウェーハの金属組織を示す図面代
用写真である。
【図３】比較例に係るＩＧ熱処理を行っていないＣＺシ
リコンウェーハの金属組織を示す図面代用写真である。
リコンウェーハの金属組織を示す図面代用写真である。
【図４】比較例に係るＩＧ熱処理を行ったＣＺシリコン
ウェーハの金属組織を示す図面代用写真である。
ウェーハの金属組織を示す図面代用写真である。
【図５】本発明の第１実施例に係る各測定法によるＤＺ
領域の検出結果を示すグラフである。
領域の検出結果を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 堀岡 佑吉
東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 日
本シリコン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン単結晶の成長を強磁界中で行う
ＭＣＺ法により高酸素濃度のシリコンウェーハを形成
し、 このシリコンウェーハに析出物形成のための熱処理を施
したことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - 【請求項２】 シリコン単結晶の成長を強磁界中で行う
ＭＣＺ法により高酸素濃度のシリコンウェーハを形成
し、 このシリコンウェーハにＩＧ熱処理を施したことを特徴
とするシリコンウェーハの製造方法。 - 【請求項３】 シリコン単結晶の成長を強磁界中で行う
ＭＣＺ法により高酸素濃度のシリコンウェーハを形成
し、 このシリコンウェーハに析出物形成のための熱処理を施
した後、 ＩＧ熱処理を施したことを特徴とするシリコンウェーハ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3205395A JP2883752B2 (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | シリコンウェーハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3205395A JP2883752B2 (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | シリコンウェーハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529326A true JPH0529326A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2883752B2 JP2883752B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=16506119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3205395A Expired - Fee Related JP2883752B2 (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | シリコンウェーハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2883752B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60140716A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-25 | Nec Corp | シリコンウエ−ハ |
| JPH04175300A (ja) * | 1990-11-06 | 1992-06-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶の熱処理方法 |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP3205395A patent/JP2883752B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60140716A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-25 | Nec Corp | シリコンウエ−ハ |
| JPH04175300A (ja) * | 1990-11-06 | 1992-06-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶の熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2883752B2 (ja) | 1999-04-19 |
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