JPH09223699A - シリコンウェーハとその製造方法 - Google Patents
シリコンウェーハとその製造方法Info
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- JPH09223699A JPH09223699A JP5421296A JP5421296A JPH09223699A JP H09223699 A JPH09223699 A JP H09223699A JP 5421296 A JP5421296 A JP 5421296A JP 5421296 A JP5421296 A JP 5421296A JP H09223699 A JPH09223699 A JP H09223699A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １０００℃以下の低温のデバイス製造工程に
おいても十分なゲッタリング能力を発揮させたシリコン
ウェーハとその製造方法の提供。 【解決手段】 酸素析出物密度が１×１０5／ｃｍ2以
上、１×１０6／ｃｍ2以下で、かつサイズが１００ｎｍ
以上の多面体酸素析出物をプロセス投入前に熱処理によ
って作り込むことにより、１０００℃以下の低温のデバ
イス製造工程においても十分なゲッタリング能力を発揮
する。
おいても十分なゲッタリング能力を発揮させたシリコン
ウェーハとその製造方法の提供。 【解決手段】 酸素析出物密度が１×１０5／ｃｍ2以
上、１×１０6／ｃｍ2以下で、かつサイズが１００ｎｍ
以上の多面体酸素析出物をプロセス投入前に熱処理によ
って作り込むことにより、１０００℃以下の低温のデバ
イス製造工程においても十分なゲッタリング能力を発揮
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子基板
として使用されるシリコンウェーハにゲッタリング能力
を付与する製造方法に係り、内部に酸素析出物を有する
シリコンウエーハに特定のＨ2あるいはＡｒ雰囲気で低
温からの所定のランピングによる１ステップの高温熱処
理を施すことにより、特定サイズ、密度の多面体酸素析
出物をプロセス投入前に作りこむことができ、１０００
℃以下の低温のデバイス製造工程においても十分なゲッ
タリング能力を発揮させたシリコンウェーハとその製造
方法に関する。
として使用されるシリコンウェーハにゲッタリング能力
を付与する製造方法に係り、内部に酸素析出物を有する
シリコンウエーハに特定のＨ2あるいはＡｒ雰囲気で低
温からの所定のランピングによる１ステップの高温熱処
理を施すことにより、特定サイズ、密度の多面体酸素析
出物をプロセス投入前に作りこむことができ、１０００
℃以下の低温のデバイス製造工程においても十分なゲッ
タリング能力を発揮させたシリコンウェーハとその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の集積回路形成用基板として用
いられている半導体基板の大部分は、石英るつぼ内に充
填されたシリコン溶融液を回転させながら引き上げるチ
ョクラルスキー法（ＣＺ法）と呼ばれる引上方法により
形成された単結晶シリコンから製造されている。
いられている半導体基板の大部分は、石英るつぼ内に充
填されたシリコン溶融液を回転させながら引き上げるチ
ョクラルスキー法（ＣＺ法）と呼ばれる引上方法により
形成された単結晶シリコンから製造されている。
【０００３】単結晶シリコンをＣＺ法を用いて成長させ
ると、石英るつぼがシリコン溶融液に溶解して酸素を溶
出し、酸素はシリコンインゴット中に高濃度で取り込ま
れ常に過飽和状態となっており、このインゴットより製
造されたシリコンウェーハに熱処理を施すと該酸素は、
ＳｉＯ2構造に変化した酸素析出物となる。熱処理温度
によっては、酸素析出物の周囲に歪みが生じる場合があ
り、歪みが生じると転位が発生する場合がある。
ると、石英るつぼがシリコン溶融液に溶解して酸素を溶
出し、酸素はシリコンインゴット中に高濃度で取り込ま
れ常に過飽和状態となっており、このインゴットより製
造されたシリコンウェーハに熱処理を施すと該酸素は、
ＳｉＯ2構造に変化した酸素析出物となる。熱処理温度
によっては、酸素析出物の周囲に歪みが生じる場合があ
り、歪みが生じると転位が発生する場合がある。
【０００４】これらの析出物と転位が、前記半導体基板
の表面から数μｍの範囲、すなわちＬＳＩ形成領域に存
在する場合、酸化膜耐圧の低下やリーク電流の発生等が
生じ、ＬＳＩにとって有害となるが、基板の表面から十
分離れた内部のみに存在する場合は、これがＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ等の重金属の汚染物質を吸着してＬＳＩ形成領
域から除去するいわゆるゲッタリング作用が働くため、
高品質のＬＳＩを製造する上で有用となる。
の表面から数μｍの範囲、すなわちＬＳＩ形成領域に存
在する場合、酸化膜耐圧の低下やリーク電流の発生等が
生じ、ＬＳＩにとって有害となるが、基板の表面から十
分離れた内部のみに存在する場合は、これがＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ等の重金属の汚染物質を吸着してＬＳＩ形成領
域から除去するいわゆるゲッタリング作用が働くため、
高品質のＬＳＩを製造する上で有用となる。
【０００５】従って、シリコンウェーハでは、その表面
に酸素析出物および転位が存在しない無欠陥層（以下、
ＤＺ（Ｄｅｎｕｄｅｄ Ｚｏｎｅ）層と記す）を形成す
るとともに、その内部に前記析出物および転位が存在す
る欠陥層（以下、ＩＧ（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｇｅｔｔ
ｅｒｉｎｇ）層と記す）を形成するための熱処理が施さ
れている。
に酸素析出物および転位が存在しない無欠陥層（以下、
ＤＺ（Ｄｅｎｕｄｅｄ Ｚｏｎｅ）層と記す）を形成す
るとともに、その内部に前記析出物および転位が存在す
る欠陥層（以下、ＩＧ（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｇｅｔｔ
ｅｒｉｎｇ）層と記す）を形成するための熱処理が施さ
れている。
【０００６】具体的には、前記半導体基板に窒素ガス中
１１００℃で４時間程度保持する熱処理（以下、熱処理
条件を℃×時間ｈで表示する）を施し、酸素を外方に拡
散させることにより表面近傍における酸素濃度を低下さ
せてＤＺ層を形成し、ついで窒素ガス中で１１００℃よ
りも低い温度で熱処理、例えば、７００℃×４時間等を
施し、前記半導体基板の内部に前記酸素析出核を発生さ
せる、すなわちＩＧ層の形成を行っていた。
１１００℃で４時間程度保持する熱処理（以下、熱処理
条件を℃×時間ｈで表示する）を施し、酸素を外方に拡
散させることにより表面近傍における酸素濃度を低下さ
せてＤＺ層を形成し、ついで窒素ガス中で１１００℃よ
りも低い温度で熱処理、例えば、７００℃×４時間等を
施し、前記半導体基板の内部に前記酸素析出核を発生さ
せる、すなわちＩＧ層の形成を行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したゲッタリング
方法は、シリコンウェーハ内部に酸素析出物の核生成の
ための２ステップのＤＺ−ＩＧ熱処理により、従来の高
温プロセスを有するデバイス製造工程において、デバイ
スの熱処理過程で酸素析出物は成長し、シリコンウェー
ハ内部にゲッタリングに十分な酸素析出物の形成が期待
できた。
方法は、シリコンウェーハ内部に酸素析出物の核生成の
ための２ステップのＤＺ−ＩＧ熱処理により、従来の高
温プロセスを有するデバイス製造工程において、デバイ
スの熱処理過程で酸素析出物は成長し、シリコンウェー
ハ内部にゲッタリングに十分な酸素析出物の形成が期待
できた。
【０００８】しかし、今日、デバイス製造工程の処理温
度が１０００℃以下の低温化されつつあり、低温化が進
むにつれてデバイス製造工程においてゲッタリングサイ
トとして十分な酸素析出物が形成されない問題がある。
従って、デバイス製造工程前に予め、ゲッタリングに十
分な酸素析出物を形成する必要がある。ところが、酸素
析出物をどのような条件で制御すれば、低温のデバイス
製造工程において十分なゲッタリングサイトとして作用
するか明らかにされていない。
度が１０００℃以下の低温化されつつあり、低温化が進
むにつれてデバイス製造工程においてゲッタリングサイ
トとして十分な酸素析出物が形成されない問題がある。
従って、デバイス製造工程前に予め、ゲッタリングに十
分な酸素析出物を形成する必要がある。ところが、酸素
析出物をどのような条件で制御すれば、低温のデバイス
製造工程において十分なゲッタリングサイトとして作用
するか明らかにされていない。
【０００９】この発明は、上述した現在のシリコンウェ
ーハのゲッタリング方法の問題点に鑑み、１０００℃以
下の低温のデバイス製造工程においても十分なゲッタリ
ング能力を発揮させたシリコンウェーハとその製造方法
の提供を目的としている。
ーハのゲッタリング方法の問題点に鑑み、１０００℃以
下の低温のデバイス製造工程においても十分なゲッタリ
ング能力を発揮させたシリコンウェーハとその製造方法
の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者らは、デバイス製
造工程前に予め、ゲッタリングに十分な酸素析出物を形
成する方法を目的に種々検討した結果、酸素析出物密度
が１×１０5／ｃｍ2以上、１×１０6／ｃｍ2以下で、か
つサイズが１００ｎｍ以上の多面体酸素析出物をプロセ
ス投入前に熱処理によって作りこむことにより、１００
０℃以下の低温のデバイス製造工程においても十分なゲ
ッタリング能力を発揮することを知見し、この発明を完
成した。
造工程前に予め、ゲッタリングに十分な酸素析出物を形
成する方法を目的に種々検討した結果、酸素析出物密度
が１×１０5／ｃｍ2以上、１×１０6／ｃｍ2以下で、か
つサイズが１００ｎｍ以上の多面体酸素析出物をプロセ
ス投入前に熱処理によって作りこむことにより、１００
０℃以下の低温のデバイス製造工程においても十分なゲ
ッタリング能力を発揮することを知見し、この発明を完
成した。
【００１１】すなわち、この発明は、サイズが１００ｎ
ｍ以上の多面体酸素析出物を１×１０5／ｃｍ2〜１×１
０6／ｃｍ2の密度で含有し、１０００℃以下のデバイス
製造工程でゲッタリング能力を有するシリコンウェーハ
である。
ｍ以上の多面体酸素析出物を１×１０5／ｃｍ2〜１×１
０6／ｃｍ2の密度で含有し、１０００℃以下のデバイス
製造工程でゲッタリング能力を有するシリコンウェーハ
である。
【００１２】また、この発明は、酸素を含むシリコンウ
ェーハに、Ｈ2あるいはＡｒ雰囲気において、７００〜
１２００℃間を１〜１０℃／分の昇温速度で昇温し、１
２００℃で１時間以上保持する熱処理を施し、内部にサ
イズが１００ｎｍ以上の酸素析出物を１×１０5／ｃｍ2
〜１×１０6／ｃｍ2の密度で形成して、１０００℃以下
のデバイス製造工程でゲッタリング能力を有するシリコ
ンウェーハを得る製造方法である。
ェーハに、Ｈ2あるいはＡｒ雰囲気において、７００〜
１２００℃間を１〜１０℃／分の昇温速度で昇温し、１
２００℃で１時間以上保持する熱処理を施し、内部にサ
イズが１００ｎｍ以上の酸素析出物を１×１０5／ｃｍ2
〜１×１０6／ｃｍ2の密度で形成して、１０００℃以下
のデバイス製造工程でゲッタリング能力を有するシリコ
ンウェーハを得る製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、この発明によるゲッタリ
ング機構を説明する。図１にＦｅを表面汚染した時のＤ
ＬＴＳ法によるウェーハ表面近傍のゲッタリング能力の
酸素析出物密度およびサイズ依存性を示す。また、図２
はＰ型シリコンウェーハにリンドープの接合深さ２μ
ｍ、接合面積２ｍｍ2のＰＮ接合リーク電流特性の酸素
析出物密度依存性を示す。
ング機構を説明する。図１にＦｅを表面汚染した時のＤ
ＬＴＳ法によるウェーハ表面近傍のゲッタリング能力の
酸素析出物密度およびサイズ依存性を示す。また、図２
はＰ型シリコンウェーハにリンドープの接合深さ２μ
ｍ、接合面積２ｍｍ2のＰＮ接合リーク電流特性の酸素
析出物密度依存性を示す。
【００１４】試料として、６インチ、Ｐ型（１００）、
酸素濃度１３．５〜１４．５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｃ
（Ｏｌｄ ＡＳＴＭ）のＣＺシリコンウェーハを用い、
このウエーハに酸素雰囲気の高温（１１５０℃×４時
間）及び窒素雰囲気の低温（７００℃×３〜１０時間）
の２ステップのＤＺ−ＩＧ熱処理を施し、この時処理時
間を変えて酸素析出物の密度を制御した。さらに、窒素
雰囲気１１００℃の熱処理を行い、この時の熱処理時間
を０，１，２，４，８，１６時間と種々変えて、酸素析
出物のサイズを変えた。
酸素濃度１３．５〜１４．５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｃ
（Ｏｌｄ ＡＳＴＭ）のＣＺシリコンウェーハを用い、
このウエーハに酸素雰囲気の高温（１１５０℃×４時
間）及び窒素雰囲気の低温（７００℃×３〜１０時間）
の２ステップのＤＺ−ＩＧ熱処理を施し、この時処理時
間を変えて酸素析出物の密度を制御した。さらに、窒素
雰囲気１１００℃の熱処理を行い、この時の熱処理時間
を０，１，２，４，８，１６時間と種々変えて、酸素析
出物のサイズを変えた。
【００１５】上記ウエーハにＨ2あるいはＡｒ雰囲気
で、７００℃で熱処理炉内に投入し、その後１２００℃
まで、１０℃／ｍｉｎあるいは１５℃／ｍｉｎのランピ
ングレートの条件で昇温し、１２００℃で１時間のＨ2
及びＡｒ熱処理を行った。
で、７００℃で熱処理炉内に投入し、その後１２００℃
まで、１０℃／ｍｉｎあるいは１５℃／ｍｉｎのランピ
ングレートの条件で昇温し、１２００℃で１時間のＨ2
及びＡｒ熱処理を行った。
【００１６】次にこれらのシリコンウェーハの表面に１
×１０11ａｔｏｍｓ／ｃｍ2のＦｅをスピンコート法に
より付着させ、窒素雰囲気中で１０００℃、１時間のド
ライブイン熱処理を行い、Ｆｅをシリコンウェーハ内部
に拡散させた。
×１０11ａｔｏｍｓ／ｃｍ2のＦｅをスピンコート法に
より付着させ、窒素雰囲気中で１０００℃、１時間のド
ライブイン熱処理を行い、Ｆｅをシリコンウェーハ内部
に拡散させた。
【００１７】さらに、窒素雰囲気中で６００℃、２時間
のＦｅをゲッタリングするための熱処理を行った。測定
はＤＬＴＳ法により、電気的に活性な表面近傍の固溶Ｆ
ｅ濃度をＦｅ−Ｂペアの形で測定した。そしてゲッタリ
ング能力は、［（ドライブイン後のＦｅ濃度）−（ゲッ
ター熱処理後のＦｅ濃度）／ドライブイン後のＦｅ濃
度］×１００（％）として求め、その測定結果を図１に
示す。
のＦｅをゲッタリングするための熱処理を行った。測定
はＤＬＴＳ法により、電気的に活性な表面近傍の固溶Ｆ
ｅ濃度をＦｅ−Ｂペアの形で測定した。そしてゲッタリ
ング能力は、［（ドライブイン後のＦｅ濃度）−（ゲッ
ター熱処理後のＦｅ濃度）／ドライブイン後のＦｅ濃
度］×１００（％）として求め、その測定結果を図１に
示す。
【００１８】図１から明らかなように、ＤＺ−ＩＧ処理
の場合は、酸素析出物密度が１０6／ｃｍ2では酸素析出
物サイズによらず十分ゲッタリング能力が得られている
が、酸素析出物密度が１０5／ｃｍ2ではゲッタリング能
力に酸素析出物サイズ依存性が見られ、サイズが１００
ｎｍ以上であれば十分なゲッタリング能力を示してい
る。
の場合は、酸素析出物密度が１０6／ｃｍ2では酸素析出
物サイズによらず十分ゲッタリング能力が得られている
が、酸素析出物密度が１０5／ｃｍ2ではゲッタリング能
力に酸素析出物サイズ依存性が見られ、サイズが１００
ｎｍ以上であれば十分なゲッタリング能力を示してい
る。
【００１９】また、Ｈ2あるいはＡｒ雰囲気中の熱処理
により、昇温速度１５℃／ｍｉｎで作製したウェーハ
は、密度が１０4／ｃｍ2の多面体酸素析出物でサイズは
約１００ｎｍであり、ゲッタリング能力は不十分だが、
昇温速度１０℃／ｍｉｎで作製したウェーハは、密度が
１０5／ｃｍ2の多面体酸素析出物でサイズは１００ｎｍ
程度であり、十分なゲッタリング能力を示している。
により、昇温速度１５℃／ｍｉｎで作製したウェーハ
は、密度が１０4／ｃｍ2の多面体酸素析出物でサイズは
約１００ｎｍであり、ゲッタリング能力は不十分だが、
昇温速度１０℃／ｍｉｎで作製したウェーハは、密度が
１０5／ｃｍ2の多面体酸素析出物でサイズは１００ｎｍ
程度であり、十分なゲッタリング能力を示している。
【００２０】図２に、Ｐ型シリコンウェーハにリンドー
プの接合深さ２μｍ、接合面積２ｍｍ2のＰＮ接合リー
ク電流特性の酸素析出物密度依存性を示し、逆バイアス
１０Ｖでのリーク電流値を示すが、酸素析出物密度が１
０5／ｃｍ2では酸素析出物サイズによらず、良好なリー
ク特性が得られたが、酸素析出物密度が１０6／ｃｍ2で
はリーク電流値は高くなっている。
プの接合深さ２μｍ、接合面積２ｍｍ2のＰＮ接合リー
ク電流特性の酸素析出物密度依存性を示し、逆バイアス
１０Ｖでのリーク電流値を示すが、酸素析出物密度が１
０5／ｃｍ2では酸素析出物サイズによらず、良好なリー
ク特性が得られたが、酸素析出物密度が１０6／ｃｍ2で
はリーク電流値は高くなっている。
【００２１】要するに、多面体酸素析出物密度が１０4
／ｃｍ2ではゲッタリング能力は不十分であるが、該密
度が１０5／ｃｍ2ではゲッタリング能力に酸素析出物サ
イズ依存性が見られ、多面体酸素析出物サイズが１００
ｎｍ以上であれば十分なゲッタリング能力を示してい
る。また、リーク電流特性においても良好な特性が得ら
れている。
／ｃｍ2ではゲッタリング能力は不十分であるが、該密
度が１０5／ｃｍ2ではゲッタリング能力に酸素析出物サ
イズ依存性が見られ、多面体酸素析出物サイズが１００
ｎｍ以上であれば十分なゲッタリング能力を示してい
る。また、リーク電流特性においても良好な特性が得ら
れている。
【００２２】一方、酸素析出物密度が１０6／ｃｍ2では
酸素析出物サイズによらず十分なゲッタリング能力が得
られているが、リーク特性は劣化している。リーク特性
の劣化の理由として、ＤＺ−ＩＧの一般的な手法である
酸素雰囲気の高温及び窒素雰囲気の低温の２ステップ熱
処理により形成した場合、酸素析出物密度が１０6／ｃ
ｍ2の高密度では本来無欠陥層であるＤＺ層のデバイス
活性領域まで、デバイス特性に影響を及ぼす酸素析出物
が存在しているためである。
酸素析出物サイズによらず十分なゲッタリング能力が得
られているが、リーク特性は劣化している。リーク特性
の劣化の理由として、ＤＺ−ＩＧの一般的な手法である
酸素雰囲気の高温及び窒素雰囲気の低温の２ステップ熱
処理により形成した場合、酸素析出物密度が１０6／ｃ
ｍ2の高密度では本来無欠陥層であるＤＺ層のデバイス
活性領域まで、デバイス特性に影響を及ぼす酸素析出物
が存在しているためである。
【００２３】また、酸素析出物密度が１０6／ｃｍ2以上
になるとウェーハの機械的強度の劣化の問題があり、熱
応力によるウェーハの変形やスリップの発生が起こり易
くなる。従って、高ゲッター能で低リーク電流特性を示
す酸素析出物の条件は、密度が１０5／ｃｍ2以上、１０
6／ｃｍ2以下で、かつサイズは１００ｎｍ以上の多面体
酸素析出物にする必要がある。
になるとウェーハの機械的強度の劣化の問題があり、熱
応力によるウェーハの変形やスリップの発生が起こり易
くなる。従って、高ゲッター能で低リーク電流特性を示
す酸素析出物の条件は、密度が１０5／ｃｍ2以上、１０
6／ｃｍ2以下で、かつサイズは１００ｎｍ以上の多面体
酸素析出物にする必要がある。
【００２４】この発明の特定のサイズ、密度の多面体酸
素析出物を形成する方法として、Ｈ2あるいはＡｒ雰囲
気で低温からの所定のランピングによる１ステップの高
温熱処理を提案する。この製造方法により短時間の熱処
理で目的のゲッタリング能力を付与できる。詳述する
と、Ｈ2あるいはＡｒ雰囲気において、７００〜１２０
０℃間を１〜１０℃／分の昇温速度で昇温し、１２００
℃で１時間以上保持する熱処理を施す方法であり、当該
熱処理雰囲気で上記の昇温範囲並びに昇温速度を外れる
と、特定のサイズ、密度の多面体酸素析出物を得ること
が困難であり、昇温後は１２００℃で少なくとも１時間
保持する必要がある。
素析出物を形成する方法として、Ｈ2あるいはＡｒ雰囲
気で低温からの所定のランピングによる１ステップの高
温熱処理を提案する。この製造方法により短時間の熱処
理で目的のゲッタリング能力を付与できる。詳述する
と、Ｈ2あるいはＡｒ雰囲気において、７００〜１２０
０℃間を１〜１０℃／分の昇温速度で昇温し、１２００
℃で１時間以上保持する熱処理を施す方法であり、当該
熱処理雰囲気で上記の昇温範囲並びに昇温速度を外れる
と、特定のサイズ、密度の多面体酸素析出物を得ること
が困難であり、昇温後は１２００℃で少なくとも１時間
保持する必要がある。
【００２５】また、発明者らは、この発明の多面体酸素
析出物を形成する方法について種々検討したところ、例
えば、酸素又は希釈酸素雰囲気において、１０５０℃以
上の高温で数時間の熱処理を行い、次に窒素雰囲気にお
いて、７００℃で４時間以上の高温熱処理を行う、従来
の一般的な高温および低温の２ステップのＤＺ−ＩＧ処
理に、さらに１１００℃の熱処理を行う３ステップ熱処
理法の条件設定により可能であることを知見したが、従
来の２ステップのＤＺ−ＩＧ処理は、処理時間が長く効
率的ではないため、前記の所定のランピングによる１ス
テップの高温熱処理が望ましい。
析出物を形成する方法について種々検討したところ、例
えば、酸素又は希釈酸素雰囲気において、１０５０℃以
上の高温で数時間の熱処理を行い、次に窒素雰囲気にお
いて、７００℃で４時間以上の高温熱処理を行う、従来
の一般的な高温および低温の２ステップのＤＺ−ＩＧ処
理に、さらに１１００℃の熱処理を行う３ステップ熱処
理法の条件設定により可能であることを知見したが、従
来の２ステップのＤＺ−ＩＧ処理は、処理時間が長く効
率的ではないため、前記の所定のランピングによる１ス
テップの高温熱処理が望ましい。
【００２６】
実施例１ ８インチ、Ｐ型（１００）、酸素濃度１３．５〜１４．
５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｃ（Ｏｌｄ ＡＳＴＭ）のＣ
Ｚシリコンウェーハを用いて、Ａｒ雰囲気において、７
００〜１２００℃間を１０℃／分の昇温速度で昇温し、
１２００℃で１時間保持する熱処理を施すことにより、
サイズが１００ｎｍ以上の酸素析出物を１×１０5／ｃ
ｍ2〜１０6／ｃｍ2の密度で含有するウェーハを製造し
た。
５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｃ（Ｏｌｄ ＡＳＴＭ）のＣ
Ｚシリコンウェーハを用いて、Ａｒ雰囲気において、７
００〜１２００℃間を１０℃／分の昇温速度で昇温し、
１２００℃で１時間保持する熱処理を施すことにより、
サイズが１００ｎｍ以上の酸素析出物を１×１０5／ｃ
ｍ2〜１０6／ｃｍ2の密度で含有するウェーハを製造し
た。
【００２７】実施例２ 従来のデバイス製造工程前に予め熱処理を何も加えてい
ない未処理ウェーハと、実施例１で作製した多面体酸素
析出物密度が１×１０5／ｃｍ2でかつサイズが１００ｎ
ｍ以上のウェーハを用いて、低温のデバイス製造プロセ
ス工程を想定した熱シミュレーションとして、８００℃
×４時間＋１０００℃×２時間＋７００℃×８時間の条
件の熱処理を設定し、当該熱処理を施した。
ない未処理ウェーハと、実施例１で作製した多面体酸素
析出物密度が１×１０5／ｃｍ2でかつサイズが１００ｎ
ｍ以上のウェーハを用いて、低温のデバイス製造プロセ
ス工程を想定した熱シミュレーションとして、８００℃
×４時間＋１０００℃×２時間＋７００℃×８時間の条
件の熱処理を設定し、当該熱処理を施した。
【００２８】上記の２種類のウェーハ表面に１×１０12
ａｔｏｍ／ｃｍ2のＦｅをスピンコート法により付着さ
せ、窒素雰囲気中で１０００℃、１時間のドライブイン
処理を行ったものと、比較のために汚染をしていないウ
ェーハとを用いて、ゲート酸化膜厚７５ｎｍのアルミ電
極のＭＯＳダイオードを作製し、ＭＯＳ Ｃ−ｔ法によ
る発生ライフタイムにより評価比較した。その結果を図
３に示す。図３に明らかなように、未処理ウェーハはゲ
ッタリング能力が低く、ライフタイムは短い。一方、実
施例１のウェーハはライフタイムが長く、汚染していな
いウェーハと同等レベルであることから十分なゲッタリ
ング能力を有していることが分かる。
ａｔｏｍ／ｃｍ2のＦｅをスピンコート法により付着さ
せ、窒素雰囲気中で１０００℃、１時間のドライブイン
処理を行ったものと、比較のために汚染をしていないウ
ェーハとを用いて、ゲート酸化膜厚７５ｎｍのアルミ電
極のＭＯＳダイオードを作製し、ＭＯＳ Ｃ−ｔ法によ
る発生ライフタイムにより評価比較した。その結果を図
３に示す。図３に明らかなように、未処理ウェーハはゲ
ッタリング能力が低く、ライフタイムは短い。一方、実
施例１のウェーハはライフタイムが長く、汚染していな
いウェーハと同等レベルであることから十分なゲッタリ
ング能力を有していることが分かる。
【００２９】
【発明の効果】この発明によるＣＺシリコンウェーハ
は、内部に酸素析出物を有するシリコンウエーハに特定
のＨ2あるいはＡｒ雰囲気で低温からの所定のランピン
グによる１ステップの高温熱処理を施すことにより、デ
バイス製造工程前にあらかじめ、密度が１×１０5／ｃ
ｍ2以上、１×１０6／ｃｍ2以下で、かつサイズが１０
０ｎｍ以上の多面体酸素析出物をシリコンウェーハ内部
に発生させることにより、該酸素析出物が１０００℃以
下の低温のデバイス製造工程において、すぐれたゲッタ
リング能力を発揮することができる。
は、内部に酸素析出物を有するシリコンウエーハに特定
のＨ2あるいはＡｒ雰囲気で低温からの所定のランピン
グによる１ステップの高温熱処理を施すことにより、デ
バイス製造工程前にあらかじめ、密度が１×１０5／ｃ
ｍ2以上、１×１０6／ｃｍ2以下で、かつサイズが１０
０ｎｍ以上の多面体酸素析出物をシリコンウェーハ内部
に発生させることにより、該酸素析出物が１０００℃以
下の低温のデバイス製造工程において、すぐれたゲッタ
リング能力を発揮することができる。
【図１】シリコンウエーハ表面にＦｅを１×１０11ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ2汚染した時のゲッタリング能力を示す、
酸素析出物（ＢＭＤ）サイズとゲッタリング能力との関
係を示すグラフである。実線は酸素析出物密度が１×１
０5／ｃｍ2である場合、破線は酸素析出物密度が１×１
０6／ｃｍ2である場合のＤＺ−ＩＧ処理、黒○印は熱処
理時の昇温速度が１０℃／分で酸素析出物密度が１×１
０5／ｃｍ2の場合、○印は熱処理時の昇温速度が１５℃
／分で酸素析出物密度が１×１０4／ｃｍ2の場合を示
す。
ｏｍｓ／ｃｍ2汚染した時のゲッタリング能力を示す、
酸素析出物（ＢＭＤ）サイズとゲッタリング能力との関
係を示すグラフである。実線は酸素析出物密度が１×１
０5／ｃｍ2である場合、破線は酸素析出物密度が１×１
０6／ｃｍ2である場合のＤＺ−ＩＧ処理、黒○印は熱処
理時の昇温速度が１０℃／分で酸素析出物密度が１×１
０5／ｃｍ2の場合、○印は熱処理時の昇温速度が１５℃
／分で酸素析出物密度が１×１０4／ｃｍ2の場合を示
す。
【図２】酸素析出物密度と、Ｐ型シリコンウェーハにリ
ンドープの接合深さ２μｍ、接合面積２ｍｍ2のＰＮ接
合リーク電流特性との関係を示すグラフである。
ンドープの接合深さ２μｍ、接合面積２ｍｍ2のＰＮ接
合リーク電流特性との関係を示すグラフである。
【図３】この発明によるウエーハ内部に特定の酸素析出
物を作製しゲッタリング能力を有したウェーハと、ゲッ
タリング能力を有していない未処理ウェーハと、並びに
汚染されていないウェーハについて、低温デバイス作製
工程を想定したシミュレーション後のシリコンウエーハ
表面に、Ｆｅを１×１０11ａｔｏｍｓ／ｃｍ2汚染した
時の発生ライフタイムを示すグラフである。
物を作製しゲッタリング能力を有したウェーハと、ゲッ
タリング能力を有していない未処理ウェーハと、並びに
汚染されていないウェーハについて、低温デバイス作製
工程を想定したシミュレーション後のシリコンウエーハ
表面に、Ｆｅを１×１０11ａｔｏｍｓ／ｃｍ2汚染した
時の発生ライフタイムを示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キーラン・マースデン 佐賀県杵島群江北町大字上小田2201番地 住友シチックス株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 サイズが１００ｎｍ以上の多面体酸素析
出物を１×１０5／ｃｍ2〜１×１０6／ｃｍ2の密度で含
有し、１０００℃以下のデバイス製造工程でゲッタリン
グ能力を有するシリコンウェーハ。 - 【請求項２】 酸素を含むシリコンウェーハに、Ｈ2あ
るいはＡｒ雰囲気において、７００〜１２００℃間を１
〜１０℃／分の昇温速度で昇温し、１２００℃で１時間
以上保持する熱処理を施すことを特徴とする請求項１の
シリコンウェーハの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5421296A JPH09223699A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | シリコンウェーハとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5421296A JPH09223699A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | シリコンウェーハとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223699A true JPH09223699A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12964251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5421296A Pending JPH09223699A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | シリコンウェーハとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09223699A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001328897A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-11-27 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコンウェーハ及びその製造方法 |
| JP2002076005A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶ウエハ |
| JP2009269779A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶ウェーハ評価用の標準サンプル、その製造方法及び標準サンプルを用いた評価方法 |
| JP2014187387A (ja) * | 2014-06-06 | 2014-10-02 | Sumco Corp | シリコンウェーハ及びその製造方法、並びに、半導体デバイスの製造方法 |
| US9502266B2 (en) | 2010-02-08 | 2016-11-22 | Sumco Corporation | Silicon wafer and method of manufacturing thereof, and method of manufacturing semiconductor device |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP5421296A patent/JPH09223699A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001328897A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-11-27 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコンウェーハ及びその製造方法 |
| JP2002076005A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶ウエハ |
| JP2009269779A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶ウェーハ評価用の標準サンプル、その製造方法及び標準サンプルを用いた評価方法 |
| US9502266B2 (en) | 2010-02-08 | 2016-11-22 | Sumco Corporation | Silicon wafer and method of manufacturing thereof, and method of manufacturing semiconductor device |
| JP2014187387A (ja) * | 2014-06-06 | 2014-10-02 | Sumco Corp | シリコンウェーハ及びその製造方法、並びに、半導体デバイスの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040203 |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040402 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050520 |