JPH09227300A - シリコンウェハ中の結晶欠陥の除去方法 - Google Patents
シリコンウェハ中の結晶欠陥の除去方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
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-
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の温度でドーパントを拡散されるシリコ
ンウェハ中の結晶欠陥を除去する方法を提供する。 【解決手段】 延伸成長によるインゴットから作られた
シリコンウェハの中心領域の結晶欠陥をドーパントを拡
散する前に拡散温度よりも低い温度で酸化する。
ンウェハ中の結晶欠陥を除去する方法を提供する。 【解決手段】 延伸成長によるインゴットから作られた
シリコンウェハの中心領域の結晶欠陥をドーパントを拡
散する前に拡散温度よりも低い温度で酸化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インゴットから作
られた所定の温度でドーパントを拡散されるシリコンウ
ェハ中の結晶欠陥を除去する方法に関する。
られた所定の温度でドーパントを拡散されるシリコンウ
ェハ中の結晶欠陥を除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】サイリスタ、ＧＴＯサイリスタ及びダイ
オードのようなパワー半導体デバイスは延伸成長させた
単結晶シリコンのインゴットから例えば鋸引きにより作
られる半導体ウェハを使用する。このような半導体ウェ
ハを分析すると、ウェハの中心領域内に明らかに欠陥密
度の高まりが存在することが分かる。この欠陥は高い確
率で結晶の延伸プロセスで惹起される空所の凝集である
と推測される。このような半導体ウェハに高温、例えば
１２４０℃でドーパントを拡散すると、この欠陥箇所に
重金属が堆積する。そのためシリコンのエネルギーバン
ドの深いところに欠陥箇所が生じ、それがウエハの中心
領域のキャリア寿命を著しく短縮することになる。これ
は特に他の半導体デバイスに比べて明らかにシリコンが
厚くまた著しく空乏帯域の深いパワー半導体の場合に逆
方向電流を著しく高めることになる。
オードのようなパワー半導体デバイスは延伸成長させた
単結晶シリコンのインゴットから例えば鋸引きにより作
られる半導体ウェハを使用する。このような半導体ウェ
ハを分析すると、ウェハの中心領域内に明らかに欠陥密
度の高まりが存在することが分かる。この欠陥は高い確
率で結晶の延伸プロセスで惹起される空所の凝集である
と推測される。このような半導体ウェハに高温、例えば
１２４０℃でドーパントを拡散すると、この欠陥箇所に
重金属が堆積する。そのためシリコンのエネルギーバン
ドの深いところに欠陥箇所が生じ、それがウエハの中心
領域のキャリア寿命を著しく短縮することになる。これ
は特に他の半導体デバイスに比べて明らかにシリコンが
厚くまた著しく空乏帯域の深いパワー半導体の場合に逆
方向電流を著しく高めることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の欠陥を除去することのできる方法を提供することにあ
る。
の欠陥を除去することのできる方法を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、半導体ウェハをドーパントを拡散する前に所定の温
度で表面酸化し、これにより形成される侵入型シリコン
原子をシリコンウェハ表面の両側から少なくともウェハ
の半分の厚さに相当するウェハの深さまで拡散すること
により解決される。
り、半導体ウェハをドーパントを拡散する前に所定の温
度で表面酸化し、これにより形成される侵入型シリコン
原子をシリコンウェハ表面の両側から少なくともウェハ
の半分の厚さに相当するウェハの深さまで拡散すること
により解決される。
【０００５】半導体ウェハは、例えば湿気を含んだ空気
中で又は酸素を含むガス状のドーパント化合物中で酸化
可能である。ドーパント化合物の例としてはオキシ
（三）塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）がある。
中で又は酸素を含むガス状のドーパント化合物中で酸化
可能である。ドーパント化合物の例としてはオキシ
（三）塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）がある。
【０００６】特に酸化は１１００〜１１８０℃の温度で
２〜５時間実施してもよい。測定結果は、ウェハの中心
領域の上記欠陥を例えば３時間にわたる温度１１５０℃
での湿式酸化により十分に除去することができたことを
示している。ＰＯＣｌ3 拡散の場合には例えば１１５０
℃の温度及び２．５時間で欠陥が除去されることが観察
できた。
２〜５時間実施してもよい。測定結果は、ウェハの中心
領域の上記欠陥を例えば３時間にわたる温度１１５０℃
での湿式酸化により十分に除去することができたことを
示している。ＰＯＣｌ3 拡散の場合には例えば１１５０
℃の温度及び２．５時間で欠陥が除去されることが観察
できた。
【０００７】結晶欠陥の除去は、シリコンの表面酸化の
際にシリコンと酸化物との界面に侵入型シリコンが形成
されることによるものと推測される。このシリコンは中
間格子拡散により極めて迅速にシリコンウェハの内部に
達する。シリコンはそこで結晶格子内の欠陥箇所を占
め、その結果以後の高温処理工程で重金属はそこにもは
や堆積することができなくなる。
際にシリコンと酸化物との界面に侵入型シリコンが形成
されることによるものと推測される。このシリコンは中
間格子拡散により極めて迅速にシリコンウェハの内部に
達する。シリコンはそこで結晶格子内の欠陥箇所を占
め、その結果以後の高温処理工程で重金属はそこにもは
や堆積することができなくなる。
【０００８】ＰＯＣｌ3 を拡散する場合には一般に、リ
ンのドーピングにより生じた帯域をエッチングにより除
去する必要がある。しかしそれによりシリコンウェハの
厚さが著しく削減されるので、その場合には出発時のシ
リコンウェハの厚さを適当に厚くしておかなければなら
ない。
ンのドーピングにより生じた帯域をエッチングにより除
去する必要がある。しかしそれによりシリコンウェハの
厚さが著しく削減されるので、その場合には出発時のシ
リコンウェハの厚さを適当に厚くしておかなければなら
ない。
【０００９】欠陥箇所を湿式酸化により回復することは
一層簡単な変法である。一般に酸化膜をドーパントを拡
散する前に除去することが望ましい。酸化膜は厚さ約１
μｍで問題なくフッ化水素酸浴中に再び溶かすことがで
きる。酸化及び酸化膜の除去に引続いてサイリスタ又は
ダイオードの形成に必要なリン、ホウ素、ガリウム、ア
ルミニウム他のようなドーパントが一般に高温、例えば
１２４０℃で拡散される。
一層簡単な変法である。一般に酸化膜をドーパントを拡
散する前に除去することが望ましい。酸化膜は厚さ約１
μｍで問題なくフッ化水素酸浴中に再び溶かすことがで
きる。酸化及び酸化膜の除去に引続いてサイリスタ又は
ダイオードの形成に必要なリン、ホウ素、ガリウム、ア
ルミニウム他のようなドーパントが一般に高温、例えば
１２４０℃で拡散される。
【００１０】上記の方法はフローティング・ゾーン法で
形成されたシリコンのインゴットから切断したシリコン
ウェハにおいて良好であることが認められている。しか
し本発明はチョクラルスキー法（るつぼ法）により形成
されたシリコンのインゴットから切断したシリコンウェ
ハの場合にも適用することができる。
形成されたシリコンのインゴットから切断したシリコン
ウェハにおいて良好であることが認められている。しか
し本発明はチョクラルスキー法（るつぼ法）により形成
されたシリコンのインゴットから切断したシリコンウェ
ハの場合にも適用することができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 インゴットから作られ所定の温度でドー
パントを拡散されるシリコンウェハの結晶欠陥を除去す
る方法において、半導体ウェハをドーパントを拡散する
前に所定の温度で表面酸化し、これにより形成される侵
入型シリコン原子をシリコンウェハ表面の両側から少な
くともウェハの半分の厚さに相当するウェハの深さまで
拡散することを特徴とするシリコンウェハ中の結晶欠陥
の除去方法。 - 【請求項２】 半導体ウェハを湿気を含んだ空気中で酸
化することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 半導体ウェハを酸素を含むガス状のドー
パント化合物中で酸化することを特徴とする請求項１記
載の方法。 - 【請求項４】 ドーパント化合物がオキシ（三）塩化リ
ン（ＰＯＣｌ3 ）であることを特徴とする請求項３記載
の方法。 - 【請求項５】 酸化膜をドーパントを拡散する前に除去
することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方
法。 - 【請求項６】 １１００〜１１８０℃の間の温度で２〜
５時間酸化することを特徴とする請求項１乃至５の１つ
に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19538983A DE19538983A1 (de) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Verfahren zum Beseitigen von Kristallfehlern in Siliziumscheiben |
| DE19538983.2 | 1995-10-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09227300A true JPH09227300A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=7775292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8294569A Pending JPH09227300A (ja) | 1995-10-19 | 1996-10-16 | シリコンウェハ中の結晶欠陥の除去方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5902135A (ja) |
| EP (1) | EP0769809B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09227300A (ja) |
| DE (2) | DE19538983A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013176037A1 (ja) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| WO2013180244A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11168106A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-06-22 | Fujitsu Ltd | 半導体基板の処理方法 |
| EP2058846B1 (de) | 2006-01-20 | 2011-08-31 | Infineon Technologies Austria AG | Verfahren zur Herstellung einer n-dotierten Zone in einem Halbleiterwafer und Halbleiterbauelement |
| DE102007033873A1 (de) | 2007-07-20 | 2009-01-22 | Infineon Technologies Austria Ag | Verfahren zur Dotierung eines Halbleiterwafers und Halbleiterbauelement |
| DE102011113549B4 (de) | 2011-09-15 | 2019-10-17 | Infineon Technologies Ag | Ein Halbleiterbauelement mit einer Feldstoppzone in einem Halbleiterkörper und ein Verfahren zur Herstellung einer Feldstoppzone in einem Halbleiterkörper |
| US9029243B2 (en) | 2012-10-08 | 2015-05-12 | Infineon Technologies Ag | Method for producing a semiconductor device and field-effect semiconductor device |
| US9679774B2 (en) * | 2014-03-18 | 2017-06-13 | Infineon Technologies Ag | Method for removing crystal originated particles from a crystalline silicon body |
| US9828672B2 (en) | 2015-03-26 | 2017-11-28 | Lam Research Corporation | Minimizing radical recombination using ALD silicon oxide surface coating with intermittent restoration plasma |
| US10400323B2 (en) * | 2016-11-04 | 2019-09-03 | Lam Research Corporation | Ultra-low defect part process |
| CN111448640A (zh) | 2017-12-07 | 2020-07-24 | 朗姆研究公司 | 在室调节中的抗氧化保护层 |
| US10760158B2 (en) | 2017-12-15 | 2020-09-01 | Lam Research Corporation | Ex situ coating of chamber components for semiconductor processing |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58121631A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-20 | Toshiba Corp | 半導体ウエハの処理方法 |
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| US5162247A (en) * | 1988-02-05 | 1992-11-10 | Emanuel Hazani | Process for trench-isolated self-aligned split-gate EEPROM transistor and memory array |
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| US5244843A (en) * | 1991-12-17 | 1993-09-14 | Intel Corporation | Process for forming a thin oxide layer |
| CA2064486C (en) * | 1992-03-31 | 2001-08-21 | Alain Comeau | Method of preparing semiconductor wafer with good intrinsic gettering |
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-
1995
- 1995-10-19 DE DE19538983A patent/DE19538983A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-10-07 DE DE59611406T patent/DE59611406D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-07 EP EP96116011A patent/EP0769809B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-16 JP JP8294569A patent/JPH09227300A/ja active Pending
- 1996-10-18 US US08/730,878 patent/US5902135A/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2013180244A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0769809A1 (de) | 1997-04-23 |
| EP0769809B1 (de) | 2006-12-27 |
| US5902135A (en) | 1999-05-11 |
| DE59611406D1 (de) | 2007-02-08 |
| DE19538983A1 (de) | 1997-04-24 |
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