JPH07291783A - Silicon single crystal and production thereof - Google Patents

Silicon single crystal and production thereof

Info

Publication number
JPH07291783A
JPH07291783A JP8283494A JP8283494A JPH07291783A JP H07291783 A JPH07291783 A JP H07291783A JP 8283494 A JP8283494 A JP 8283494A JP 8283494 A JP8283494 A JP 8283494A JP H07291783 A JPH07291783 A JP H07291783A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
silicon single
silicon
wafer
oxygen concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8283494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Ikeda
直紀 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP8283494A priority Critical patent/JPH07291783A/en
Publication of JPH07291783A publication Critical patent/JPH07291783A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a silicon single crystal and production method thereof by which even a FZ silicon having a low oxygen content has enough mechanical strength for the production of a device. CONSTITUTION:(1) This silicon single crystal is produced by a FZ method. The oxygen density in the peripheral part of the crystal is higher than that in the center part. (2) The silicon single crystal is produced by an FZ method by growing a single crystal 1a while a quartz plate 6 is in contact with the edge of the fused part 1b of silicon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、デバイスの材料として
用いられるシリコン単結晶とその製造方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon single crystal used as a material for devices and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、デバイスの基板として使用されて
いるシリコン単結晶の大半(約80%)は、石英坩堝内の
原料シリコンの溶融液から直接引き上げる回転引き上げ
法(以下、CZ法と記す)によって結晶を成長させたも
のであり、残りは、石英坩堝を用いずに多結晶シリコン
棒を局部的に融解し、種結晶に導かれて単結晶化する浮
遊帯域融解法(以下、FZ法と記す)により育成された
ものである。
2. Description of the Related Art Currently, most of silicon single crystals (about 80%) used as a substrate for devices are directly pulled up from a molten liquid of raw material silicon in a quartz crucible by a rotary pulling method (hereinafter referred to as CZ method). The crystal is grown by means of a floating zone melting method (hereinafter, referred to as FZ method) in which a polycrystalline silicon rod is locally melted without using a quartz crucible and is led to a seed crystal to be a single crystal. Note)).

【0003】FZ法の最大の特徴は、シリコン単結晶が
融液から固化するまでに、炉内の雰囲気ガスを除いて、
容器等のいずれの部材にも接触することなく育成される
ことである。従って、FZ法によって引き上げられたシ
リコン単結晶(以下、FZシリコンと記す)は、高純度
であるという特徴がある。例えば、単結晶に取り込まれ
る酸素は、CZ法によって引き上げられたシリコン単結
晶(以下、CZシリコンと記す)のそれと比べて、極め
て低濃度になっている。この優れた高純度特性のため、
ドーパントを添加しないFZシリコンの抵抗率は、通常
のCZシリコンの場合に50Ωcm以下であるのに対して、
300Ωcm以上の高抵抗率となっている。
The most important feature of the FZ method is that the atmosphere gas in the furnace is removed before the silicon single crystal is solidified from the melt.
It is to be grown without contacting any member such as a container. Therefore, the silicon single crystal pulled by the FZ method (hereinafter, referred to as FZ silicon) is characterized by high purity. For example, the oxygen taken in the single crystal has an extremely low concentration as compared with that of a silicon single crystal pulled by the CZ method (hereinafter referred to as CZ silicon). Because of this excellent high purity property,
The resistivity of FZ silicon without addition of a dopant is 50 Ωcm or less in the case of ordinary CZ silicon,
It has a high resistivity of 300 Ωcm or more.

【0004】このように、FZシリコンは高抵抗率を有
するので、主として 750〜1000Vの高電圧用デバイス
(パワーデバイス) 用もしくは赤外センサー用の基板と
して製造されている。
As described above, since FZ silicon has a high resistivity, it is mainly used for high voltage devices of 750 to 1000V.
Manufactured as a substrate for (power device) or infrared sensor.

【0005】一方、シリコン単結晶をウエハに加工して
デバイス用の基板として使用される際、高温の熱プロセ
スが繰り返され、ウエハ表面に薄膜が熱的に形成される
ことになるので、ウエハ表面には局所的に大きな熱応力
が加わる。このような熱応力はすべり転位の発生を誘起
し、ウエハ面に反りを発生することになるので、デバイ
ス特性を劣化させ、製造歩留りを低下させる。また、ウ
エハ面の反りが一定の限界を超える場合には、デバイス
の製造プロセスにおいても支障を生じることになる。従
って、シリコン単結晶をウエハに加工する場合に、デバ
イス特性の確保およびデバイス製造プロセスに耐えう
る、所定の機械的強度が必要となる。
On the other hand, when a silicon single crystal is processed into a wafer and used as a substrate for a device, a high temperature thermal process is repeated and a thin film is thermally formed on the wafer surface. A large thermal stress is locally applied to. Such thermal stress induces the generation of slip dislocations and warps the wafer surface, thus deteriorating the device characteristics and reducing the manufacturing yield. Further, if the warp of the wafer surface exceeds a certain limit, it will cause a problem in the device manufacturing process. Therefore, when processing a silicon single crystal into a wafer, it is necessary to have a predetermined mechanical strength that can withstand the device characteristics and the device manufacturing process.

【0006】ウエハの機械的強度はシリコン単結晶中の
酸素濃度に大きく依存しているので、FZシリコンをウ
エハに加工した場合に、CZシリコンに比べて、機械的
強度が不足するという問題がある。
Since the mechanical strength of the wafer largely depends on the oxygen concentration in the silicon single crystal, when the FZ silicon is processed into a wafer, the mechanical strength becomes insufficient as compared with the CZ silicon. .

【0007】上記の問題点を解決する手段として、FZ
シリコン中の酸素濃度を高めるために、結晶成長途中の
シリコン単結晶のメルトゾーンに接触使用されるリング
状の酸素供給物を用いることが提案されている(例え
ば、特開平3−247584号公報参照)。
As a means for solving the above problems, FZ
In order to increase the oxygen concentration in silicon, it has been proposed to use a ring-shaped oxygen supply material that is used in contact with the melt zone of a silicon single crystal during crystal growth (see, for example, JP-A-3-247584). ).

【0008】しかし、提案された酸素供給物を用いるこ
とは、シリコン単結晶の全領域にわたって酸素濃度を高
めることになり、FZシリコンでありながら、CZシリ
コンと同程度の酸素濃度を結晶内に均一に有することに
なる。すなわち、デバイス特性の確保およびデバイス製
造プロセス上必要とされる機械的強度は満足できるもの
の、高純度で高抵抗率を有するウエハによってこそ実現
できるパワーデバイス等の基板材料としては、使用する
ことができなくなる。
However, the use of the proposed oxygen supply increases the oxygen concentration over the entire region of the silicon single crystal, and even though it is FZ silicon, it has a uniform oxygen concentration similar to that of CZ silicon in the crystal. Will have. In other words, although the mechanical strength required for securing the device characteristics and the device manufacturing process can be satisfied, it can be used as a substrate material for power devices and the like that can be realized only by a wafer having high purity and high resistivity. Disappear.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低酸
素濃度のFZシリコンであっても、デバイス製造プロセ
ス上必要とされる機械的強度を有しているシリコン単結
晶とその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a silicon single crystal having a mechanical strength required for a device manufacturing process and a method for manufacturing the same even if the oxygen concentration is FZ silicon. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、次の(1) のシ
リコン単結晶と(2) のシリコン単結晶の製造方法を要旨
としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The gist of the present invention is a method for producing a silicon single crystal of (1) and a silicon single crystal of (2) below.

【0011】(1) FZ法によって作製されたシリコン単
結晶であって、その周辺部の酸素濃度が中央部の酸素濃
度よりも高いことを特徴とするシリコン単結晶。
(1) A silicon single crystal produced by the FZ method, wherein the oxygen concentration in the peripheral portion is higher than the oxygen concentration in the central portion.

【0012】(2) FZ法によってシリコン単結晶を製造
する方法であって、シリコン単結晶の溶融部1bの端部
に石英板6を接触させながら単結晶1aを成長させるこ
とを特徴とする上記(2) のシリコン単結晶の製造方法
(図1参照)。
(2) A method for producing a silicon single crystal by the FZ method, wherein the single crystal 1a is grown while the quartz plate 6 is in contact with the end of the melted portion 1b of the silicon single crystal. (2) Method for producing silicon single crystal (see FIG. 1).

【0013】[0013]

【作用】デバイス製造プロセスにおいて、通常、シリコ
ン単結晶内のすべり転位はシリコン単結晶の周辺部から
発生するが、このシリコン単結晶の周辺部は、デバイス
製作の際に基板として使用されない。本発明者は、この
点に着目して、シリコン単結晶の周辺部のみを高酸素濃
度とし、デバイスの基板として使用される中心部を低酸
素濃度としたシリコン単結晶を製造すれば、パワーデバ
イスの基板として使用でき、かつ機械的強度に優れた性
質を示すシリコン単結晶を製造できるという知見を得
た。本発明は、この知見に基づいて完成されたものであ
り、以下、本発明の「シリコン単結晶」と「シリコン単
結晶の製造方法」について詳細に説明する。
In the device manufacturing process, normally, the slip dislocations in the silicon single crystal are generated from the peripheral portion of the silicon single crystal, but this peripheral portion of the silicon single crystal is not used as a substrate during device manufacturing. If the present inventor pays attention to this point and manufactures a silicon single crystal in which only the peripheral portion of the silicon single crystal has a high oxygen concentration and the central portion used as a substrate of the device has a low oxygen concentration, a power device It was found that a silicon single crystal that can be used as a substrate of, and that has excellent mechanical strength can be produced. The present invention has been completed based on this finding, and the “silicon single crystal” and the “method for producing a silicon single crystal” of the present invention will be described in detail below.

【0014】(1) シリコン単結晶について 本発明のシリコン単結晶は、FZ法によって作製された
ものである。また、本発明のシリコン単結晶の周辺部の
酸素濃度は、中央部の酸素濃度よりも高くなっている。
中央部の酸素濃度は、 2.0×1016atoms/cm3 以下であ
る。これに対し、周辺部の酸素濃度は 2.0×1016〜 1.0
×1018atoms/cm3 程度であるが、より好ましい酸素濃度
は、 1.0×1017〜 1.0×1018atoms/cm3 である。この濃
度の酸素を含有するシリコン単結晶は、機械的強度が飛
躍的に向上するからである。
(1) Silicon Single Crystal The silicon single crystal of the present invention is manufactured by the FZ method. The oxygen concentration in the peripheral portion of the silicon single crystal of the present invention is higher than the oxygen concentration in the central portion.
The oxygen concentration in the central portion is 2.0 × 10 16 atoms / cm 3 or less. On the other hand, the oxygen concentration in the peripheral area is 2.0 × 10 16 to 1.0
Is a × 10 18 atoms / cm 3 or so, more preferably the oxygen concentration is 1.0 × 10 17 ~ 1.0 × 10 18 atoms / cm 3. This is because the mechanical strength of the silicon single crystal containing oxygen at this concentration is dramatically improved.

【0015】本発明でいう周辺部とは、ウエハに加工し
た場合に、デバイス基板として使用されない領域および
その近傍を意味している。従って、周辺部の範囲は、シ
リコン単結晶の直径やデバイスの作製領域によって異な
るものであり、適宜設定すればよい。例えば、直径5イ
ンチ( 127mm)のシリコン単結晶をウエハ加工した場合
の周辺部の範囲は、外周端から5〜10mmとなる範囲とす
ればよい。
The peripheral part in the present invention means a region which is not used as a device substrate and its vicinity when processed into a wafer. Therefore, the range of the peripheral portion varies depending on the diameter of the silicon single crystal and the device manufacturing region, and may be set appropriately. For example, the range of the peripheral portion when a silicon single crystal having a diameter of 5 inches (127 mm) is processed into a wafer may be set to a range of 5 to 10 mm from the outer peripheral edge.

【0016】本発明のシリコン単結晶は、ウエハに加工
してデバイスを作製する領域、つまりウエハの中央部は
高純度で、その領域の抵抗率は 300Ωcm以上になり、パ
ワーデバイスや赤外センサ用の基板に適している。一
方、ウエハの周辺部は酸素濃度が高いので、デバイス製
造プロセスにおいて大きな熱応力が加わり、すべり転位
を誘起した場合であっても、多量の酸素がすべり転位の
移動を固着するのでウエハ面の反りを防止でき、デバイ
ス特性や製造歩留りを低下させることはない。
The silicon single crystal of the present invention has a high purity in a region where a device is processed by processing it on a wafer, that is, the central portion of the wafer has a resistivity of 300 Ωcm or more, which is used for power devices and infrared sensors. Suitable for substrates. On the other hand, since the oxygen concentration in the peripheral portion of the wafer is high, even if a large thermal stress is applied in the device manufacturing process and a slip dislocation is induced, a large amount of oxygen fixes the movement of the slip dislocation, so that the wafer surface warp Can be prevented and the device characteristics and the manufacturing yield are not reduced.

【0017】(2) シリコン単結晶の製造方法について 図1は、本発明方法を用いてシリコン単結晶を製造する
過程の概要を説明した図である。
(2) Method for Manufacturing Silicon Single Crystal FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the process for manufacturing a silicon single crystal using the method of the present invention.

【0018】本発明のシリコン単結晶の製造方法は、F
Z法を前提としている。製造に用いられる炉は特別の構
成を必要とせず、FZ法に通常用いられる炉構造のもの
で良い。炉内雰囲気は、炉内を真空にしたのち不活性ガ
ス雰囲気にする。次に、原料である多結晶シリコンイン
ゴット2の先端を、高周波発振器(図示せず)から高周
波コイル5に供給する高周波電流によって、溶融し、溶
融部1bを作る。次に、溶融部1bを種結晶7に溶着さ
せ、絞りを行うことによって絞り部3を作製する。その
後、シリコン多結晶2と絞り部3を互いに反対方向に回
転させつつ、絞り部3を下方に引きながら、作製するシ
リコン単結晶1aが所定の直径(例えば、5インチ)に
なるように調整する。
The method for producing a silicon single crystal according to the present invention comprises:
It is based on the Z method. The furnace used for manufacturing does not require a special configuration and may have a furnace structure normally used for the FZ method. Regarding the atmosphere in the furnace, after the inside of the furnace is evacuated, an inert gas atmosphere is created. Next, the tip of the polycrystalline silicon ingot 2 as a raw material is melted by a high-frequency current supplied from a high-frequency oscillator (not shown) to the high-frequency coil 5 to form the melted portion 1b. Next, the melted portion 1b is welded to the seed crystal 7 and the melt is squeezed to produce the squeezed portion 3. Thereafter, while rotating the silicon polycrystal 2 and the narrowed portion 3 in opposite directions and pulling the narrowed portion 3 downward, the silicon single crystal 1a to be manufactured is adjusted to have a predetermined diameter (for example, 5 inches). .

【0019】この調整工程の後に、シリコン単結晶1a
を成長させる。そのとき、石英板6をシリコン単結晶1
aの端から1〜5mm程度の位置に接するように固定して
シリコン単結晶を成長させる。
After this adjusting step, the silicon single crystal 1a
Grow. At that time, the quartz plate 6 is replaced with the silicon single crystal 1
A silicon single crystal is grown while being fixed so as to be in contact with a position of about 1 to 5 mm from the end of a.

【0020】使用される石英板6は、原料をSiO2
するものであって、その形状は長方形、円形、楕円形
等、シリコン単結晶1aとの接触に支障を生じないもの
であればよい。石英板6を接触させてシリコン単結晶を
成長させることによって、石英板6の溶融した部分から
酸素がシリコン単結晶の端部に導入されて、端部は高酸
素濃度であるが、中央部はFZ法の特徴を生かした低酸
素濃度、かつ高純度であるシリコン単結晶を製造するこ
とができる。
The quartz plate 6 used is made of SiO 2 as a raw material, and its shape may be rectangular, circular, elliptical, or the like as long as it does not hinder the contact with the silicon single crystal 1a. . By bringing the quartz plate 6 into contact with it to grow a silicon single crystal, oxygen is introduced from the melted portion of the quartz plate 6 to the end portion of the silicon single crystal, and the end portion has a high oxygen concentration, but the central portion is It is possible to manufacture a silicon single crystal having a low oxygen concentration and a high purity by utilizing the characteristics of the FZ method.

【0021】多結晶シリコンインゴット2の加熱方法と
しては、前記の高周波コイル5のほかに、赤外線ラン
プ、カーボンヒータを用いる方法、レーザ、電子線等の
ビームを用いる方法等も利用でき、本発明方法の実施に
あたっては、加熱方法に制約はない。
As a method for heating the polycrystalline silicon ingot 2, in addition to the high frequency coil 5 described above, a method using an infrared lamp, a carbon heater, a method using a laser beam, an electron beam or the like can be used. There is no restriction on the heating method in carrying out.

【0022】シリコン単結晶の端部の酸素濃度の調整
は、シリコン単結晶1aの回転速度と引き下げ速度を調
整することによって、調整できる。
The oxygen concentration at the end of the silicon single crystal can be adjusted by adjusting the rotation speed and pulling down speed of the silicon single crystal 1a.

【0023】本発明方法によって製造されたシリコン単
結晶の端部は高酸素濃度となるが、中央部は低酸素濃度
のままで、高純度となっている。従って、シリコン単結
晶をウエハに加工する場合に、デバイス製造時に熱応力
が加えられても、ウエハの端部に発生するすべり転位は
固着され、ウエハ面の反りが防止される。一方、デバイ
ス加工に使用されるウエハの中央部は高純度であり、パ
ワーデバイスの製造に適している。
The silicon single crystal produced by the method of the present invention has a high oxygen concentration at the edges, but has a high purity with a low oxygen concentration at the center. Therefore, when processing a silicon single crystal into a wafer, even if thermal stress is applied during device manufacturing, the slip dislocations generated at the edge of the wafer are fixed and the warp of the wafer surface is prevented. On the other hand, the central portion of the wafer used for device processing has high purity and is suitable for manufacturing power devices.

【0024】[0024]

【実施例】本発明方法を、実施例に基づいて詳細に説明
する。
EXAMPLES The method of the present invention will be described in detail based on examples.

【0025】本発明方法によるシリコン単結晶は、図1
に示す製造過程で製造される。図示するように、本発明
方法では高純度の多結晶シリコンインゴット2が結晶支
持治具4に取り付けられ、次に炉内を真空排気しての
ち、アルゴンガスを供給して5Torrの不活性ガス雰囲気
とする。この後、高周波発振器 (図示せず) から高周波
コイル5に高周波電流が供給され、多結晶シリコンイン
ゴット2の下端を加熱することによって溶融部1bを形
成し、種結晶7に溶着される。その後、発生したすべり
転移を単結晶の表面に抜くため、溶融部1bの絞り (直
径約3mm、長さ約30mm) を行ってのち、晶癖線によって
シリコン単結晶が転位を含んでいないことを確認する。
The silicon single crystal produced by the method of the present invention is shown in FIG.
It is manufactured by the manufacturing process shown in. As shown in the figure, in the method of the present invention, a high-purity polycrystalline silicon ingot 2 is attached to a crystal supporting jig 4, the inside of the furnace is evacuated, and then argon gas is supplied to supply an inert gas atmosphere of 5 Torr. And After that, a high-frequency current is supplied to a high-frequency coil 5 from a high-frequency oscillator (not shown) to heat the lower end of the polycrystalline silicon ingot 2 to form a molten portion 1b, which is welded to the seed crystal 7. After that, in order to extract the generated slip transition to the surface of the single crystal, the melted portion 1b was squeezed (diameter: about 3 mm, length: about 30 mm). Check.

【0026】シリコン単結晶1aの直径が5インチに成
長した時点で、石英板6を溶融部1bの端から5mmの所
に接触させた。多結晶シリコンインゴット2の下方への
移動速度、回転速度および高周波電力を調節しながら、
直径5インチ、インゴット長さ1100mmのシリコン単結晶
1aを製造した。
When the diameter of the silicon single crystal 1a grew to 5 inches, the quartz plate 6 was brought into contact with the fused portion 1b at a position 5 mm from the end thereof. While adjusting the downward moving speed, rotating speed and high frequency power of the polycrystalline silicon ingot 2,
A silicon single crystal 1a having a diameter of 5 inches and an ingot length of 1100 mm was manufactured.

【0027】製造したシリコン単結晶1aの格子間酸素
濃度(半径方向の分布)を測定するために、単結晶シリ
コンインゴット1aを 0.6mmの厚さにスライス加工して
のち、片面に鏡面研磨を施して、測定用ウエハを加工し
た。
In order to measure the interstitial oxygen concentration (radial distribution) of the manufactured silicon single crystal 1a, the single crystal silicon ingot 1a was sliced to a thickness of 0.6 mm, and then one surface was mirror-polished. Then, the measurement wafer was processed.

【0028】図2は、本発明方法で製造したウエハ(直
径5インチ)の格子間酸素濃度の半径方向の分布状況を
示した図である。この測定にはフーリエ変換型赤外分光
装置(FT−IR)を使用し、格子間酸素濃度
(〔Oi 〕)は、1106cm-1における吸収係数(α)を用
いて、換算係数(f)を4.81×1017atoms/cm3 として次
式から求めた。
FIG. 2 is a diagram showing the radial distribution of the interstitial oxygen concentration of a wafer (diameter 5 inches) manufactured by the method of the present invention. A Fourier transform infrared spectroscope (FT-IR) was used for this measurement, and the interstitial oxygen concentration ([O i ]) was calculated using the absorption coefficient (α) at 1106 cm −1 and the conversion coefficient (f). Was calculated as 4.81 × 10 17 atoms / cm 3 from the following equation.

【0029】 〔Oi 〕=fα1106(atoms/cm3 ) ・・・ (A) 図2から明らかなように、格子間酸素濃度はウエハの外
周部で高くなり、ウエハの端から約15mmの領域で 1.0×
1017atoms/cm3 以上であるのに対し、ウエハの中心から
40mmの領域では検出限界(1.0×1016atoms/cm3)以下であ
る。
[O i ] = fα 1106 (atoms / cm 3 ) ... (A) As is apparent from FIG. 2, the interstitial oxygen concentration is high at the outer peripheral portion of the wafer, and is about 15 mm from the edge of the wafer. 1.0 × in area
10 17 atoms / cm 3 or more, from the center of the wafer
In the region of 40 mm, it is below the detection limit (1.0 × 10 16 atoms / cm 3 ).

【0030】一方、比較のために、シリコン単結晶の製
造する際に石英板6を接触せずに成長させたシリコン単
結晶からウエハを作製し、このウエハにおける格子間酸
素濃度の半径方向の分布を測定した。その結果、格子間
酸素の濃度は、ウエハ全面にわたって検出限界以下の濃
度であった。
On the other hand, for comparison, when a silicon single crystal is manufactured, a wafer is prepared from a silicon single crystal grown without contacting the quartz plate 6, and the distribution of interstitial oxygen concentration in this wafer in the radial direction. Was measured. As a result, the concentration of interstitial oxygen was below the detection limit over the entire surface of the wafer.

【0031】次に、ウエハに発生するすべり転位の状況
を測定するために、製造したシリコン単結晶をウエハに
加工し、洗浄した後、酸素雰囲気で1200℃の温度に1時
間保持する熱処理を行った。ただし、ウエハの拡散炉へ
の投入および拡散炉から取り出しは、影響を極力少なく
するために、2分間で行った。
Next, in order to measure the state of slip dislocations generated on the wafer, the manufactured silicon single crystal is processed into a wafer, washed, and then heat-treated by holding it at a temperature of 1200 ° C. for 1 hour in an oxygen atmosphere. It was However, the loading and unloading of the wafer into and out of the diffusion furnace were carried out for 2 minutes in order to minimize the influence.

【0032】図3は、すべり転位の発生数をX線トポグ
ラフ(ラング)法によって測定した結果を示したもので
ある。図3中の●で示す転位の発生数は、本発明方法に
よって製造したシリコン単結晶から加工したウエハ25枚
の測定結果であり、発生したすべり転位の平均はウエハ
1枚当たり32本であった。一方、図3中の○は、比較例
のすべり転位の発生数を示している。比較例は、シリコ
ン単結晶を製造する際に石英板6を接触せずに成長させ
たシリコン単結晶からウエハを加工して、洗浄後、同様
の熱処理を施したものである。比較例でも、25枚のウエ
ハを用いて評価を行ったところ、発生したすべり転位の
平均は、ウエハ1枚当たり 144本であった。
FIG. 3 shows the results of measuring the number of occurrence of slip dislocations by the X-ray topography (lang) method. The number of dislocations indicated by ● in FIG. 3 is the measurement result of 25 wafers processed from the silicon single crystal manufactured by the method of the present invention, and the average of the generated slip dislocations was 32 per wafer. . On the other hand, the circles in FIG. 3 indicate the number of slip dislocations generated in the comparative example. In the comparative example, a wafer is processed from a silicon single crystal grown without contacting the quartz plate 6 when manufacturing the silicon single crystal, washed, and then subjected to the same heat treatment. Also in the comparative example, when evaluation was performed using 25 wafers, the average of the slip dislocations generated was 144 per wafer.

【0033】本発明のシリコン単結晶は、その外周部に
酸素を高濃度に含有するので、熱応力の誘起によって発
生する転位数を減少させることができ、デバイス製造時
のウエハの反りが生じない。また、本発明のシリコン単
結晶は、デバイスの基板として使用する領域が高純度で
あるから、パワーデバイス用等の基板として優れた性能
を発揮することができる。
Since the silicon single crystal of the present invention contains a high concentration of oxygen in the outer peripheral portion thereof, the number of dislocations generated by the induction of thermal stress can be reduced, and the warp of the wafer during device manufacturing does not occur. . Further, since the silicon single crystal of the present invention has a high purity in a region used as a substrate of a device, it can exhibit excellent performance as a substrate for a power device or the like.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明のシリコン単結晶は、デバイス製
造プロセス上必要とされる機械的強度を有するととも
に、パワーデバイス等の基板用として要求される高純度
を満たすことができる。また、本発明方法によれば、周
辺部が高酸素濃度で、中央部が低酸素濃度、かつ高純度
である上記のシリコン単結晶を容易に製造することがで
きる。
The silicon single crystal of the present invention has the mechanical strength required in the device manufacturing process, and can satisfy the high purity required for substrates for power devices and the like. Further, according to the method of the present invention, it is possible to easily manufacture the above silicon single crystal having a high oxygen concentration in the peripheral portion, a low oxygen concentration in the central portion, and a high purity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法を用いてシリコン単結晶を製造する
過程の概要を説明した図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a process for producing a silicon single crystal using the method of the present invention.

【図2】本発明方法で製造したウエハ(直径5インチ)
の格子間酸素濃度の半径方向の分布状況を示した図であ
る。
FIG. 2 is a wafer manufactured by the method of the present invention (diameter: 5 inches).
FIG. 3 is a diagram showing a distribution state of interstitial oxygen concentration in the radial direction.

【図3】本発明例および比較例のシリコン単結晶のすべ
り転位の発生数を測定した結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the results of measuring the number of occurrences of slip dislocations in silicon single crystals of Examples of the present invention and Comparative Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、シリコン単結晶 1b、溶融部 2、多結晶シリコンインゴット 3、絞り部 4、結晶支持治具 5、高周波コイ
ル 6、石英板 7、種結晶
1a, silicon single crystal 1b, melting part 2, polycrystalline silicon ingot 3, narrowing part 4, crystal support jig 5, high frequency coil 6, quartz plate 7, seed crystal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】浮遊帯域融解法(FZ法)によって作製さ
れたシリコン単結晶であって、その周辺部の酸素濃度が
中央部の酸素濃度よりも高いことを特徴とするシリコン
単結晶。
1. A silicon single crystal produced by a floating zone melting method (FZ method), wherein the oxygen concentration in the peripheral portion is higher than the oxygen concentration in the central portion.
【請求項2】浮遊帯域融解法(FZ法)によってシリコ
ン単結晶を製造する方法であって、シリコン溶融部の端
部に石英板を接触させながら単結晶を成長させることを
特徴とする請求項1記載のシリコン単結晶の製造方法。
2. A method for producing a silicon single crystal by a floating zone melting method (FZ method), wherein the single crystal is grown while a quartz plate is in contact with the end of the silicon melting portion. 1. The method for producing a silicon single crystal according to 1.
JP8283494A 1994-04-21 1994-04-21 Silicon single crystal and production thereof Pending JPH07291783A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8283494A JPH07291783A (en) 1994-04-21 1994-04-21 Silicon single crystal and production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8283494A JPH07291783A (en) 1994-04-21 1994-04-21 Silicon single crystal and production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07291783A true JPH07291783A (en) 1995-11-07

Family

ID=13785442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8283494A Pending JPH07291783A (en) 1994-04-21 1994-04-21 Silicon single crystal and production thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07291783A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000056955A1 (en) * 1999-03-24 2000-09-28 Nec Corporation Method for controlling melt and method for growing crystal
JP2009227581A (en) * 2001-08-02 2009-10-08 Siltronic Ag Silicon single crystal produced by float zone method, and silicon substrate
WO2017108406A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Siltronic Ag Silicon wafer having a homogeneous radial oxygen variation

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000056955A1 (en) * 1999-03-24 2000-09-28 Nec Corporation Method for controlling melt and method for growing crystal
JP2009227581A (en) * 2001-08-02 2009-10-08 Siltronic Ag Silicon single crystal produced by float zone method, and silicon substrate
WO2017108406A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Siltronic Ag Silicon wafer having a homogeneous radial oxygen variation
CN108474137A (en) * 2015-12-22 2018-08-31 硅电子股份公司 Silicon wafer with uniform radial oxygen variation
JP2019505467A (en) * 2015-12-22 2019-02-28 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトSiltronic AG Silicon wafer with uniform radial oxygen variation
CN108474137B (en) * 2015-12-22 2021-02-26 硅电子股份公司 Silicon wafer with uniform radial oxygen variation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4147599B2 (en) Silicon single crystal and manufacturing method thereof
JP2001158690A (en) Method for producing high-quality silicon single crystal
JPH10152395A (en) Production of silicon single crystal
JP5542383B2 (en) Heat treatment method for silicon wafer
WO2004061166A1 (en) Graphite heater for producing single crystal, single crystal productin system and single crystal productin method
US5935326A (en) Apparatus for manufacturing semiconductor single crystals
JPH08143396A (en) Method for growing silicon carbide single crystal
JP2007070131A (en) Method of manufacturing epitaxial wafer, and epitaxial wafer
US6238477B1 (en) Process and device for the production of a single crystal
US20060191468A1 (en) Process for producing single crystal
JPH07291783A (en) Silicon single crystal and production thereof
JPH06340490A (en) Apparatus for production of silicon single crystal
JPH1192283A (en) Silicon wafer and its production
JP2004224577A (en) Manufacturing method of p-doped silicon single crystal and p-doped n type silicon single crystal wafer
JP5223513B2 (en) Single crystal manufacturing method
JP4463950B2 (en) Method for manufacturing silicon wafer
JPH0543382A (en) Production of silicon single crystal
JP4080657B2 (en) Method for producing silicon single crystal ingot
JP4184622B2 (en) Method for producing silicon carbide single crystal ingot
JP2007210820A (en) Method of manufacturing silicon single crystal
JP4134800B2 (en) Graphite heater for single crystal production, single crystal production apparatus and single crystal production method
CN114908415B (en) Method and apparatus for growing silicon single crystal ingot
JP3788156B2 (en) Method for producing compound semiconductor single crystal and PBN container used therefor
JP3079991B2 (en) Single crystal manufacturing apparatus and manufacturing method
JPH08290995A (en) Silicon single crystal and its production