JPH0697014A - ウエハ及びその作成方法 - Google Patents

ウエハ及びその作成方法

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JPH0697014A
JPH0697014A JP4244689A JP24468992A JPH0697014A JP H0697014 A JPH0697014 A JP H0697014A JP 4244689 A JP4244689 A JP 4244689A JP 24468992 A JP24468992 A JP 24468992A JP H0697014 A JPH0697014 A JP H0697014A
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JP
Japan
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wafer
oxygen
lithium
concentration
type impurity
Prior art date
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Withdrawn
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JP4244689A
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English (en)
Inventor
Chihoko Kaneda
千穂子 金田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、半導体素子等の形成に用いられるシ
リコンウエハに関し、加熱処理を行っても、酸素が析出
しにくく、転位の発生を一層よく抑制することが可能な
ウエハの提供を目的とする。 【構成】一の濃度の酸素と該一の濃度以上のリチウム
(Li)とp型不純物とを含有するIV族の半導体からな
るウエハ11であって、前記p型不純物及びリチウム
(Li)は互いの濃度を補償し、比抵抗が1Ω・cm以
上となっていることを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ及びその作成方
法に関し、更に詳しく言えば、半導体素子等の形成に用
いられるシリコンウエハ及びその作成方法に関する。
【0002】近年、量産化のためのウエハの大口径化や
素子の高密度化のためのパターンの微細化が行われてい
るが、ウエハに反り等があるとフォトリソグラフィによ
り形成されるパターン精度の低下を招く。このため、半
導体素子の形成過程で加熱処理により生じるウエハの反
りの低減が要望されている。
【0003】
【従来の技術】ウエハの反りはウエハ中に転位が発生す
ることにより生じるため、酸素によりこの転位を固着
し、反りを低減する方法が知られている。特に、チョク
ラルスキー法(以下、CZ法と称する。)により作成さ
れたウエハは作成時に酸素を5〜10×1018cm-3
多量に含み、これを利用して転位の固着が行われてい
る。
【0004】図3は、従来例の、CZ法により作成され
たウエハの反りを低減するウエハの作成方法について説
明する断面図である。まず、CZ法によりシリコン単結
晶を作成した後、板状に切りだしてウエハ1を作成する
(図3(a))。
【0005】次いで、半導体装置の製造工程中の取扱い
によるウエハ1周辺部での欠け等を防止するため、作成
されたウエハの周囲を面取りする。このとき、面取りは
機械的な研磨法により行われるので、ウエハ1に転移が
発生する場合がある。
【0006】次に、ウエハ1を加熱して、酸素をウエハ
1の周囲に集合させるとともに、転位をこの領域に固着
する。更に、加熱処理を続けた後、急冷する。これによ
り、転位をウエハ1の周囲に固着することができ、ウエ
ハ1の反りを低減することができる(図3(b))。
【0007】また、フローティングゾーン法(以下、F
Z法と称する。)により作成されたウエハ3は酸素を十
分に含まないため、酸素を利用できないので、窒素を導
入し、転位を固着している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のCZ法によ
り作成されたウエハの転位を固着する方法によると、加
熱処理の過程で酸素析出物2が生じる場合がある。従っ
て、この状態で冷却した場合、酸素析出物2がウエハ内
部に残存し、酸素析出物2の周辺部に新たな転位が発生
する等、好ましくない。このため、ウエハを温度約1000
℃以上に加熱して酸素析出物2を溶解し、転位を除去し
ているが、ウエハの口径が大きくなってくると、ウエハ
が均一に加熱/冷却されないため加熱/急冷という処理
を経ることにより熱応力を受けて新たな転位が発生し、
反りの原因になるという問題がある。
【0009】また、図4(a),(b)に示すように、
FZ法により作成されたウエハ3に窒素を導入して転位
を固着する方法では、高温の熱処理を行うと、窒素がウ
エハ3の外へ外方拡散して抜けてしまうため、転位の固
着が行われず反りの防止が不十分になるという問題があ
る。
【0010】本発明はかかる従来例の問題点に鑑み創作
されたものであり、加熱処理を行っても、酸素が析出し
にくく、転位の発生を一層よく抑制することが可能なウ
エハ及びその作成方法の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題は、一の濃度の
酸素と該一の濃度以上のリチウム(Li)とp型不純物
とを含有するシリコンウエハであって、前記p型不純物
及びリチウム(Li)は互いの発生するキャリア濃度を
補償し、比抵抗が1Ω・cm以上となっていることを特
徴とするウエハによって達成され、第2に、前記p型不
純物は、ボロン(B),アルミニウム(Al),ガリウ
ム(Ga),インジウム(In)及びタリウム(Tl)
のうち少なくともいずれか一つの元素であることを特徴
とする第1の発明に記載のウエハによって達成され、第
3に、チョクラルスキー法(CZ法)により、一の濃度
の酸素及びp型不純物を含有するシリコンウエハを作成
した後、前記ウエハの周辺部を面取りし、その後、前記
ウエハを加熱された錫−リチウム溶液に浸漬して、前記
一の濃度以上のリチウム(Li)を前記ウエハに導入
し、1Ω・cm以上の比抵抗を有するウエハを作成する
ことを特徴とするウエハの作成方法によって達成され、
第4に、チョクラルスキー法(CZ法)により、一の濃
度の酸素及びp型不純物を含有するシリコンウエハを作
成した後、前記ウエハの周辺部を面取りし、その後、前
記一の濃度以上のリチウム(Li)をイオン注入により
前記ウエハに導入した後、加熱処理を行い、1Ω・cm
以上の比抵抗を有するウエハを作成することを特徴とす
るウエハの作成方法によって達成され、第5に、前記p
型不純物は、ボロン(B),アルミニウム(Al),ガ
リウム(Ga),インジウム(In)及びタリウム(T
l)のうち少なくともいずれか一つの元素であることを
特徴とする第3又は第4の発明に記載のウエハの作成方
法によって達成される。
【0012】
【作 用】本発明に係る半導体基板の作成方法によれ
ば、面取り後にウエハにリチウム(Li)を導入してい
る。
【0013】ところで、図2(b)に示すように、シリ
コンウエハ中の酸素はSi−Siの結合間に割り込ん
で、Si−O−Siの形で存在している。Si−O−S
iのなす角は160度程度であり、酸素は両側のシリコ
ン原子を結ぶ軸の回りで回転運動を行う。酸素の拡散は
加熱等により運動エネルギが増大したときに生じ、これ
が酸素析出物の速さを決める要因の一つになると考えら
れる。また、図2(a)に示すように、リチウムは酸素
原子と結合し、酸素原子を固定する作用があることが知
られている。
【0014】従って、リチウムをシリコン結晶中に添加
すると、酸素の熱的な運動が凍結されるので、酸素析出
物の発生を抑制することができる。また、上記のリチウ
ムの作用はウエハの比抵抗が大きい程その効果は大きく
なることが知られている。例えば1Ω・cm以上で酸素
原子がリチウムと結合する確率は80〜90%と高く、
形成されたLi−O複合体は安定である(参考文献:Ph
ysical Review 138, A1775(1965))。更に、リチウムは
シリコン結晶中でn型の導電型不純物となることが知ら
れている。
【0015】従って、ウエハ中に予め相当のp型の導電
型不純物、例えばボロン(B),アルミニウム(A
l),ガリウム(Ga),インジウム(In)及びタリ
ウム(Tl)のうち少なくともいずれか一つの元素を導
入することにより、リチウムから生じたn型のキャリア
を補償して、ウエハの比抵抗を高抵抗、例えば1Ω・c
m以上にすることができる。これにより、リチウムが酸
素原子を結合・固定する作用をより有効に行わしめ、酸
素析出物の発生を防止することが出来る。
【0016】しかも、酸素析出物の形成が抑制されるの
で、面取り後などに転位が生じにくくなる。
【0017】
【実施例】以下に、本発明の実施例に係るウエハの作成
方法について図を参照しながら説明する。
【0018】図1(a)〜(c)は、本発明の実施例に
係る、反りの発生を抑制することが可能なウエハの作成
方法について説明する断面図である。まず、シリコンの
溶液に、ボロン(B),アルミニウム(Al),ガリウ
ム(Ga),インジウム(In)及びタリウム(Tl)
のうち少なくともいずれか一つの元素を添加し、CZ法
により濃度約1×1019cm-3のp型不純物を含むシリ
コン単結晶を作成した後、厚さ約500μmの板状にな
るようにスライスし、ウエハ11を作成する。このと
き、CZ法に特有の作用によりウエハ11中には濃度約
1×1018cm-3の酸素が自然にドープされているとす
る(図1(a))。
【0019】次いで、ウエハ11の周辺部を機械的研磨
により面取りする。このとき、ウエハ11aには研磨中の
機械的歪みにより転移が発生するが、これらの転位は、
酸素により固着される。(図1(b))。
【0020】次に、リチウム(Li)をウエハ11aに導
入するため、温度900℃に加熱したSn−Li溶液に
ウエハ11aを浸漬する。このとき、ウエハ11aの比抵抗
が可能な限り高くなるように適当な時間保持する。例え
ば、ウエハ11aの厚さが500μm,p型不純物濃度1
×1019cmの場合で30秒である(図1(c))。こ
の処理により、リチウムがウエハ11a内に導入されると
ともに、リチウムは酸素と結合する。更に、ウエハ11a
内に導入されたリチウムから発生するキャリアはp型不
純物から発生するキャリアにより補償され、ウエハ11a
の比抵抗は約700Ω・cmになる。このため、リチウ
ム−酸素の結合はより強固になり、加熱/急冷という処
理を行っても、酸素が運動せず、従来のような酸素析出
物は生じない。なお、p型不純物のドープ量とリチウム
導入の際の温度,時間条件を適当に調整しておくことよ
り、リチウム導入後のウエハ11aの比抵抗をある程度制
御することができる。
【0021】以上のようにして、面取りによる転位が酸
素で固着された後は、酸素の拡散はLiとの結合によっ
て抑制されて、酸素析出物が形成されにくくなるので、
新たな転位の発生が抑制され、反りが抑制されたウエハ
11aの作成が完了する。その後、このウエハ11aを用い
て、素子形成を行うが、高密度化のためのパターンの微
細化が行われた場合でも、ウエハの反りが抑制されてい
るので、フォトリソグラフィにより形成されるパターン
精度の低下を防止することができる。
【0022】以上のように、本発明の実施例によれば、
転位固着のための酸素が導入されているウエハ11aに通
常より高濃度のp型不純物をドープした上で面取り後の
ウエハ11aにリチウムを導入している。従って、n型の
導電型不純物であるリチウムより発生するキャリアがp
型不純物より発生するキャリアにより補償されて、リチ
ウム導入後のウエハ11aの比抵抗は大きくなるため、リ
チウムが酸素原子を結合・固定する作用をより有効に行
わしめ、酸素析出物の発生を防止することが出来る。
【0023】なお、実施例ではCZ法により作成され、
酸素を多量に含むウエハ11について本発明を適用して
いるが、FZ法により作成され、酸素がイオン注入によ
り導入されたウエハについても本発明の適用が可能であ
る。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るウエ
ハの作成方法によれば、転位固着のための酸素が導入さ
れているウエハに酸素濃度以上のp型不純物をドープし
た上で面取り後のウエハにリチウムを導入している。従
って、シリコン結晶中でn型の導電型不純物となるリチ
ウムより発生するキャリアはp型不純物より発生するキ
ャリアにより補償されて、リチウム導入後のウエハの比
抵抗は大きくなるため、リチウムが酸素原子を結合・固
定する作用をより有効に行わしめ、面取り後の酸素析出
物の発生を防止することが出来る。
【0025】これにより、高密度化のためのパターンの
微細化が行われた場合でも、酸素による転位の固着と酸
素析出物による新たな転位の発生の抑制とによりウエハ
の反りが抑制されるので、フォトリソグラフィにより形
成されるパターン精度の低下を防止すること等ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るウエハの作成方法につい
て説明する断面図である。
【図2】本発明の作用・効果について説明する図であ
る。
【図3】従来例に係るウエハの作成方法について説明す
る断面図である。
【図4】他の従来例に係るウエハの作成方法について説
明する断面図である。
【符号の説明】
11,11a ウエハ基板(半導体基板)、

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一の濃度の酸素と該一の濃度以上のリチ
    ウム(Li)とp型不純物とを含有するシリコンウエハ
    であって、前記p型不純物及びリチウム(Li)は互い
    の発生するキャリア濃度を補償し、比抵抗が1Ω・cm
    以上となっていることを特徴とするウエハ。
  2. 【請求項2】 前記p型不純物は、ボロン(B),アル
    ミニウム(Al),ガリウム(Ga),インジウム(I
    n)及びタリウム(Tl)のうち少なくともいずれか一
    つの元素であることを特徴とする請求項1記載のウエ
    ハ。
  3. 【請求項3】 チョクラルスキー法(CZ法)により、
    一の濃度の酸素及びp型不純物を含有するシリコンウエ
    ハを作成した後、前記ウエハの周辺部を面取りし、その
    後、前記ウエハを加熱された錫−リチウム溶液に浸漬し
    て、前記一の濃度以上のリチウム(Li)を前記ウエハ
    に導入し、1Ω・cm以上の比抵抗を有するウエハを作
    成することを特徴とするウエハの作成方法。
  4. 【請求項4】 チョクラルスキー法(CZ法)により、
    一の濃度の酸素及びp型不純物を含有するシリコンウエ
    ハを作成した後、前記ウエハの周辺部を面取りし、その
    後、前記一の濃度以上のリチウム(Li)をイオン注入
    により前記ウエハに導入した後、加熱処理を行い、1Ω
    ・cm以上の比抵抗を有するウエハを作成することを特
    徴とするウエハの作成方法。
  5. 【請求項5】 前記p型不純物は、ボロン(B),アル
    ミニウム(Al),ガリウム(Ga),インジウム(I
    n)及びタリウム(Tl)のうち少なくともいずれか一
    つの元素であることを特徴とする請求項3又は請求項4
    記載のウエハの作成方法。
JP4244689A 1992-09-14 1992-09-14 ウエハ及びその作成方法 Withdrawn JPH0697014A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244446A (ja) * 2007-02-28 2008-10-09 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体素子の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244446A (ja) * 2007-02-28 2008-10-09 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体素子の製造方法

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Effective date: 19991130