JPH11349393A - シリコン単結晶ウエーハおよびシリコン単結晶ウエーハの製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶ウエーハおよびシリコン単結晶ウエーハの製造方法Info
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- JPH11349393A JPH11349393A JP10170629A JP17062998A JPH11349393A JP H11349393 A JPH11349393 A JP H11349393A JP 10170629 A JP10170629 A JP 10170629A JP 17062998 A JP17062998 A JP 17062998A JP H11349393 A JPH11349393 A JP H11349393A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＺ法によって作製されるシリコン単結晶ウ
エーハにおいて、結晶欠陥の形成を抑制したデバイス用
シリコン単結晶ウエーハを高生産性で得る。 【解決手段】 ＣＺ法により窒素ドープされたシリコン
単結晶棒をウエーハ加工して得られたシリコン単結晶ウ
エーハで、該シリコン単結晶ウエーハのGrown-in欠陥の
サイズが７０nm以下であるシリコン単結晶ウエーハ。Ｃ
Ｚ法により窒素ドープされたシリコン単結晶棒をウエー
ハ加工して得られたシリコン単結晶ウエーハで、該単結
晶棒は１１５０〜１０８０℃における冷却速度を２．３
℃／min 以上に制御されて育成された単結晶棒であるシ
リコン単結晶ウエーハ。ＣＺ法により窒素ドープしたシ
リコン単結晶棒を、該単結晶棒の１１５０〜１０８０℃
における冷却速度を２．３℃／min 以上に制御しつつ育
成した後、該単結晶棒をウエーハ加工してシリコン単結
晶ウエーハを製造するシリコン単結晶ウエーハの製造方
法。
エーハにおいて、結晶欠陥の形成を抑制したデバイス用
シリコン単結晶ウエーハを高生産性で得る。 【解決手段】 ＣＺ法により窒素ドープされたシリコン
単結晶棒をウエーハ加工して得られたシリコン単結晶ウ
エーハで、該シリコン単結晶ウエーハのGrown-in欠陥の
サイズが７０nm以下であるシリコン単結晶ウエーハ。Ｃ
Ｚ法により窒素ドープされたシリコン単結晶棒をウエー
ハ加工して得られたシリコン単結晶ウエーハで、該単結
晶棒は１１５０〜１０８０℃における冷却速度を２．３
℃／min 以上に制御されて育成された単結晶棒であるシ
リコン単結晶ウエーハ。ＣＺ法により窒素ドープしたシ
リコン単結晶棒を、該単結晶棒の１１５０〜１０８０℃
における冷却速度を２．３℃／min 以上に制御しつつ育
成した後、該単結晶棒をウエーハ加工してシリコン単結
晶ウエーハを製造するシリコン単結晶ウエーハの製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法（ＣＺ法）によってシリコン単結晶を引上げる際に、
窒素をドープし、かつ最適な冷却速度、窒素濃度及び酸
素濃度に制御して結晶成長を行うことにより結晶内部に
存在するグローンイン（Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ）欠陥と呼ば
れる結晶欠陥のサイズを最小限にしたシリコン単結晶ウ
エーハ及びその製造方法に関する。
法（ＣＺ法）によってシリコン単結晶を引上げる際に、
窒素をドープし、かつ最適な冷却速度、窒素濃度及び酸
素濃度に制御して結晶成長を行うことにより結晶内部に
存在するグローンイン（Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ）欠陥と呼ば
れる結晶欠陥のサイズを最小限にしたシリコン単結晶ウ
エーハ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路等のデバイスを作製する
ためのウエーハとしては、主にチョクラルスキー法（Ｃ
Ｚ法）によって育成された、シリコン単結晶ウエーハが
用いられている。このようなシリコン単結晶ウエーハに
結晶欠陥が存在すると、半導体デバイス作製時にパター
ン不良などを引き起こしてしまう。特に、近年の高度に
集積化されたデバイスにおけるパターン幅は、０．３μ
ｍ以下といった非常に微細となっているため、このよう
なパターン形成時には、０．１μｍサイズの結晶欠陥の
存在でもパターン不良等の原因になり、デバイスの生産
歩留あるいは品質特性を著しく低下させてしまう。従っ
て、シリコン単結晶ウエーハに存在する結晶欠陥は極力
サイズを小さくさせなければならない。
ためのウエーハとしては、主にチョクラルスキー法（Ｃ
Ｚ法）によって育成された、シリコン単結晶ウエーハが
用いられている。このようなシリコン単結晶ウエーハに
結晶欠陥が存在すると、半導体デバイス作製時にパター
ン不良などを引き起こしてしまう。特に、近年の高度に
集積化されたデバイスにおけるパターン幅は、０．３μ
ｍ以下といった非常に微細となっているため、このよう
なパターン形成時には、０．１μｍサイズの結晶欠陥の
存在でもパターン不良等の原因になり、デバイスの生産
歩留あるいは品質特性を著しく低下させてしまう。従っ
て、シリコン単結晶ウエーハに存在する結晶欠陥は極力
サイズを小さくさせなければならない。
【０００３】特に最近になって、ＣＺ法により育成され
たシリコン単結晶中には、上記Grown-in欠陥と呼ばれ
る、結晶成長中に導入された結晶欠陥がさまざまな測定
法で見いだされることが報告されている。例えば、これ
らの結晶欠陥は商業レベルで生産されている一般的な成
長速度（例えば、約１ｍｍ／ｍｉｎ以上）で引き上げら
れた単結晶では、Ｓｅｃｃｏ液（Ｋ2 Ｃｒ2 Ｏ7 と弗酸
と水の混合液）で表面を選択的にエッチング（Ｓｅｃｃ
ｏエッチング）することによりピットとして検出が可能
である（特開平４−１９２３４５号公報参照）。
たシリコン単結晶中には、上記Grown-in欠陥と呼ばれ
る、結晶成長中に導入された結晶欠陥がさまざまな測定
法で見いだされることが報告されている。例えば、これ
らの結晶欠陥は商業レベルで生産されている一般的な成
長速度（例えば、約１ｍｍ／ｍｉｎ以上）で引き上げら
れた単結晶では、Ｓｅｃｃｏ液（Ｋ2 Ｃｒ2 Ｏ7 と弗酸
と水の混合液）で表面を選択的にエッチング（Ｓｅｃｃ
ｏエッチング）することによりピットとして検出が可能
である（特開平４−１９２３４５号公報参照）。
【０００４】このピットの主な発生原因は、単結晶製造
中に凝集する原子空孔のクラスタあるいは石英ルツボか
ら混入する酸素原子の凝集体である酸素析出物であると
考えられている。これらの結晶欠陥はデバイスが形成さ
れるウエーハの表層部（０〜５ミクロン）に存在する
と、デバイス特性を劣化させる有害な欠陥となるので、
このような結晶欠陥を低減するための種々の方法が検討
されている。
中に凝集する原子空孔のクラスタあるいは石英ルツボか
ら混入する酸素原子の凝集体である酸素析出物であると
考えられている。これらの結晶欠陥はデバイスが形成さ
れるウエーハの表層部（０〜５ミクロン）に存在する
と、デバイス特性を劣化させる有害な欠陥となるので、
このような結晶欠陥を低減するための種々の方法が検討
されている。
【０００５】例えば、上記原子空孔のクラスタの密度を
低減するためには、結晶成長速度を極端に低下（例え
ば、０．４ｍｍ／ｍｉｎ以下）して結晶を育成させれば
よいことが知られている（特開平２−２６７１９５号公
報参照）。ところが、この方法であると、新たに過剰な
格子間シリコンが集まって形成する転位ループと考えら
れる結晶欠陥が発生し、デバイス特性を著しく劣化さ
せ、問題の解決とはならないことがわかってきた。しか
も、結晶成長速度を従来の約１．０ｍｍ／ｍｉｎ以上か
ら、０．４ｍｍ／ｍｉｎ以下に低下させるのであるか
ら、著しい単結晶の生産性の低下、コストの上昇をもた
らしてしまう。
低減するためには、結晶成長速度を極端に低下（例え
ば、０．４ｍｍ／ｍｉｎ以下）して結晶を育成させれば
よいことが知られている（特開平２−２６７１９５号公
報参照）。ところが、この方法であると、新たに過剰な
格子間シリコンが集まって形成する転位ループと考えら
れる結晶欠陥が発生し、デバイス特性を著しく劣化さ
せ、問題の解決とはならないことがわかってきた。しか
も、結晶成長速度を従来の約１．０ｍｍ／ｍｉｎ以上か
ら、０．４ｍｍ／ｍｉｎ以下に低下させるのであるか
ら、著しい単結晶の生産性の低下、コストの上昇をもた
らしてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点に鑑みて為されたもので、ＣＺ法によって作製され
るシリコン単結晶ウエーハにおける、結晶欠陥の形成を
抑制したデバイス用シリコン単結晶ウエーハを、高生産
性で得ることを主たる目的とする。
題点に鑑みて為されたもので、ＣＺ法によって作製され
るシリコン単結晶ウエーハにおける、結晶欠陥の形成を
抑制したデバイス用シリコン単結晶ウエーハを、高生産
性で得ることを主たる目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載した発明は、チョクラルス
キー法により窒素をドープされたシリコン単結晶棒をウ
エーハに加工して得られたシリコン単結晶ウエーハであ
って、該シリコン単結晶ウエーハのGrown-in欠陥のサイ
ズが７０nm以下であることを特徴とするシリコン単結晶
ウエーハである。
め、本発明の請求項１に記載した発明は、チョクラルス
キー法により窒素をドープされたシリコン単結晶棒をウ
エーハに加工して得られたシリコン単結晶ウエーハであ
って、該シリコン単結晶ウエーハのGrown-in欠陥のサイ
ズが７０nm以下であることを特徴とするシリコン単結晶
ウエーハである。
【０００８】このように、ＣＺ法によって窒素をドープ
されたシリコン単結晶棒をウエーハに加工して得られた
シリコン単結晶ウエーハは、窒素をドープされているこ
とによってウエーハのGrown-in欠陥のサイズを７０nm以
下にすることができる。このように、結晶欠陥の大きさ
を微細とすれば、デバイス作製上の影響がほとんどなく
なり、デバイスの生産歩留あるいは品質特性を向上させ
ることができるシリコン単結晶ウエーハとなる。
されたシリコン単結晶棒をウエーハに加工して得られた
シリコン単結晶ウエーハは、窒素をドープされているこ
とによってウエーハのGrown-in欠陥のサイズを７０nm以
下にすることができる。このように、結晶欠陥の大きさ
を微細とすれば、デバイス作製上の影響がほとんどなく
なり、デバイスの生産歩留あるいは品質特性を向上させ
ることができるシリコン単結晶ウエーハとなる。
【０００９】また、本発明の請求項２に記載した発明
は、チョクラルスキー法により窒素をドープされたシリ
コン単結晶棒をウエーハに加工して得られたシリコン単
結晶ウエーハであって、該単結晶棒は１１５０〜１０８
０℃における冷却速度を２．３℃／min 以上に制御され
て育成された単結晶棒であることを特徴とするシリコン
単結晶ウエーハである。
は、チョクラルスキー法により窒素をドープされたシリ
コン単結晶棒をウエーハに加工して得られたシリコン単
結晶ウエーハであって、該単結晶棒は１１５０〜１０８
０℃における冷却速度を２．３℃／min 以上に制御され
て育成された単結晶棒であることを特徴とするシリコン
単結晶ウエーハである。
【００１０】このように、ＣＺ法によって窒素をドープ
されたシリコン単結晶棒をウエーハに加工して得られた
シリコン単結晶ウエーハは、窒素をドープされているこ
とによってウエーハ上に検出される結晶欠陥は極めて少
なく、また１１５０〜１０８０℃における冷却速度を
２．３℃／min 以上に制御されて育成されていることに
より、結晶欠陥の大きさはデバイス作成上問題とならな
いほど微細である。また、結晶欠陥の発生が抑制される
結果、結晶成長速度を高速化することが出来るので、生
産性の高いシリコン単結晶ウエーハとなる。
されたシリコン単結晶棒をウエーハに加工して得られた
シリコン単結晶ウエーハは、窒素をドープされているこ
とによってウエーハ上に検出される結晶欠陥は極めて少
なく、また１１５０〜１０８０℃における冷却速度を
２．３℃／min 以上に制御されて育成されていることに
より、結晶欠陥の大きさはデバイス作成上問題とならな
いほど微細である。また、結晶欠陥の発生が抑制される
結果、結晶成長速度を高速化することが出来るので、生
産性の高いシリコン単結晶ウエーハとなる。
【００１１】またこの場合、請求項３に記載したよう
に、前記シリコン単結晶ウエーハの窒素濃度が、０．２
〜５×１０15atoms/cm3 であることが好ましい。結晶欠
陥の形成を抑制するには、窒素濃度を１×１０10atoms/
cm3 以上にするのが望ましく、シリコン単結晶の単結晶
化の妨げにならないようにするためには、５×１０15at
oms/cm3 以下とするのが好ましいが、この０．２〜５×
１０15atoms/cm3 の範囲の窒素濃度は、結晶欠陥の発生
の抑制に最も効果的な窒素濃度であるため、ウエーハの
窒素濃度がこの範囲であれば、結晶欠陥の発生を十分に
抑制することができる。
に、前記シリコン単結晶ウエーハの窒素濃度が、０．２
〜５×１０15atoms/cm3 であることが好ましい。結晶欠
陥の形成を抑制するには、窒素濃度を１×１０10atoms/
cm3 以上にするのが望ましく、シリコン単結晶の単結晶
化の妨げにならないようにするためには、５×１０15at
oms/cm3 以下とするのが好ましいが、この０．２〜５×
１０15atoms/cm3 の範囲の窒素濃度は、結晶欠陥の発生
の抑制に最も効果的な窒素濃度であるため、ウエーハの
窒素濃度がこの範囲であれば、結晶欠陥の発生を十分に
抑制することができる。
【００１２】また、請求項４に記載したように、チョク
ラルスキー法によって窒素をドープしたシリコン単結晶
棒を育成する際に、単結晶棒に含有される酸素濃度を、
１．０×１０18atoms/cm3 （ＡＳＴＭ ’７９値）以下
にするのが好ましい。このように、低酸素とすれば、結
晶欠陥の形成を一層抑制することができるし、表面層で
の酸素析出物の形成を防止することも出来る。
ラルスキー法によって窒素をドープしたシリコン単結晶
棒を育成する際に、単結晶棒に含有される酸素濃度を、
１．０×１０18atoms/cm3 （ＡＳＴＭ ’７９値）以下
にするのが好ましい。このように、低酸素とすれば、結
晶欠陥の形成を一層抑制することができるし、表面層で
の酸素析出物の形成を防止することも出来る。
【００１３】そして、このようなシリコン単結晶ウエー
ハであれば、表面に検出される結晶欠陥がきわめて少な
いものとすることができ、特に、請求項５に記載したよ
うに、ウエーハ表面の結晶欠陥の密度を４０ケ／ｃｍ2
以下とすることができるので、デバイス作製時の歩留を
著しく改善出来るものとなり、結晶の生産性を著しく改
善することができる。
ハであれば、表面に検出される結晶欠陥がきわめて少な
いものとすることができ、特に、請求項５に記載したよ
うに、ウエーハ表面の結晶欠陥の密度を４０ケ／ｃｍ2
以下とすることができるので、デバイス作製時の歩留を
著しく改善出来るものとなり、結晶の生産性を著しく改
善することができる。
【００１４】また、本発明の請求項６に記載した発明
は、シリコン単結晶ウエーハの製造方法において、チョ
クラルスキー法によって窒素をドープしたシリコン単結
晶棒を、該単結晶棒の１１５０〜１０８０℃における冷
却速度を２．３℃／min 以上に制御しつつ育成した後、
該単結晶棒をウエーハに加工してシリコン単結晶ウエー
ハを製造することを特徴とするシリコン単結晶ウエーハ
の製造方法である。
は、シリコン単結晶ウエーハの製造方法において、チョ
クラルスキー法によって窒素をドープしたシリコン単結
晶棒を、該単結晶棒の１１５０〜１０８０℃における冷
却速度を２．３℃／min 以上に制御しつつ育成した後、
該単結晶棒をウエーハに加工してシリコン単結晶ウエー
ハを製造することを特徴とするシリコン単結晶ウエーハ
の製造方法である。
【００１５】このようにＣＺ法によって単結晶棒を育成
する際に、窒素をドープすることによって結晶成長中に
導入される結晶欠陥の発生を抑制することが出来る。そ
して該単結晶棒の１１５０〜１０８０℃における冷却速
度を２．３℃／min 以上に制御しつつ結晶育成を行うこ
とにより、結晶欠陥の成長を抑制できるので結晶欠陥の
大きさを極めて微細なものとすることができる。さら
に、結晶欠陥の発生が抑制される結果、結晶成長速度を
高速化することが出来るので、結晶の生産性を著しく改
善することが出来る。
する際に、窒素をドープすることによって結晶成長中に
導入される結晶欠陥の発生を抑制することが出来る。そ
して該単結晶棒の１１５０〜１０８０℃における冷却速
度を２．３℃／min 以上に制御しつつ結晶育成を行うこ
とにより、結晶欠陥の成長を抑制できるので結晶欠陥の
大きさを極めて微細なものとすることができる。さら
に、結晶欠陥の発生が抑制される結果、結晶成長速度を
高速化することが出来るので、結晶の生産性を著しく改
善することが出来る。
【００１６】この場合、請求項７に記載したように、単
結晶棒にドープする窒素濃度を、０．２〜５×１０15at
oms/cm3 にすることが好ましく、請求項８に記載したよ
うに、該単結晶棒に含有される酸素濃度を、１．０×１
０18atoms/cm3 以下にすることが好ましい。このよう
に、ＣＺ法により窒素をドープしてシリコン単結晶を製
造する際に、上記温度域を高速冷却するとともに最適な
窒素濃度と酸素濃度に制御することにより、結晶欠陥が
少なく高品質のシリコン単結晶ウエーハを、高生産性で
得ることができる。
結晶棒にドープする窒素濃度を、０．２〜５×１０15at
oms/cm3 にすることが好ましく、請求項８に記載したよ
うに、該単結晶棒に含有される酸素濃度を、１．０×１
０18atoms/cm3 以下にすることが好ましい。このよう
に、ＣＺ法により窒素をドープしてシリコン単結晶を製
造する際に、上記温度域を高速冷却するとともに最適な
窒素濃度と酸素濃度に制御することにより、結晶欠陥が
少なく高品質のシリコン単結晶ウエーハを、高生産性で
得ることができる。
【００１７】以下、本発明についてさらに詳述するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、
ＣＺ法によってシリコン単結晶育成中に窒素をドープす
る技術に加えて、結晶製造条件として、１１５０〜１０
８０℃における結晶の冷却速度が結晶欠陥の大きさに大
きく影響することに着目し、これを２．３℃／min 以上
の高速冷却速度に制御することにより、結晶欠陥の凝集
等による成長が抑制され、デバイス形成層（ウエーハ表
面層）中の結晶欠陥が問題とならないほど微細なシリコ
ン単結晶ウエーハを高生産性で得ることが出来ることを
見出し、諸条件を精査して本発明を完成させたものであ
る。
本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、
ＣＺ法によってシリコン単結晶育成中に窒素をドープす
る技術に加えて、結晶製造条件として、１１５０〜１０
８０℃における結晶の冷却速度が結晶欠陥の大きさに大
きく影響することに着目し、これを２．３℃／min 以上
の高速冷却速度に制御することにより、結晶欠陥の凝集
等による成長が抑制され、デバイス形成層（ウエーハ表
面層）中の結晶欠陥が問題とならないほど微細なシリコ
ン単結晶ウエーハを高生産性で得ることが出来ることを
見出し、諸条件を精査して本発明を完成させたものであ
る。
【００１８】すなわち、窒素をシリコン単結晶中にドー
プすると、シリコン中の原子空孔の凝集が抑制され、結
晶欠陥密度が低下することが指摘されている（T.Abe an
d H.Takeno,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.262,3,1992
）。この効果は原子空孔の凝集過程が、均一核形成か
ら不均一核形成に移行するためであると考えられる。し
たがって、ＣＺ法によりシリコン単結晶を育成する際
に、窒素をドープすれば、近年問題となっているような
結晶欠陥のサイズを非常に小さくしてシリコン単結晶お
よびこれを加工してシリコン単結晶ウエーハを得ること
が出来る。しかも、この方法によれば、前記従来法のよ
うに、結晶成長速度を必ずしも低速化する必要がないた
め、高生産性で低欠陥のシリコン単結晶ウエーハを得る
ことが出来る可能性がある。
プすると、シリコン中の原子空孔の凝集が抑制され、結
晶欠陥密度が低下することが指摘されている（T.Abe an
d H.Takeno,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Vol.262,3,1992
）。この効果は原子空孔の凝集過程が、均一核形成か
ら不均一核形成に移行するためであると考えられる。し
たがって、ＣＺ法によりシリコン単結晶を育成する際
に、窒素をドープすれば、近年問題となっているような
結晶欠陥のサイズを非常に小さくしてシリコン単結晶お
よびこれを加工してシリコン単結晶ウエーハを得ること
が出来る。しかも、この方法によれば、前記従来法のよ
うに、結晶成長速度を必ずしも低速化する必要がないた
め、高生産性で低欠陥のシリコン単結晶ウエーハを得る
ことが出来る可能性がある。
【００１９】さらに、結晶欠陥のサイズは原子空孔の凝
集温度帯域の通過時間に大きく影響される。この原子空
孔の凝集温度帯域は１１５０〜１０８０℃であることが
知られており、単結晶を育成する際に、この温度帯域を
短時間で通過させることにより結晶欠陥の大きさをより
小さくすることができることが予想される。そのため本
発明では、この原子空孔の凝集温度帯域である１１５０
〜１０８０℃における冷却速度を、２．３℃／min 以
上、より好ましくは３．５℃／min 以上程度の高速に制
御しつつ結晶の育成を行うこととした。このようにすれ
ば、この凝集温度帯域を短時間で通過させることができ
るため、結晶欠陥のサイズをデバイス作製において問題
とならないほど著しく微細にすることができる。
集温度帯域の通過時間に大きく影響される。この原子空
孔の凝集温度帯域は１１５０〜１０８０℃であることが
知られており、単結晶を育成する際に、この温度帯域を
短時間で通過させることにより結晶欠陥の大きさをより
小さくすることができることが予想される。そのため本
発明では、この原子空孔の凝集温度帯域である１１５０
〜１０８０℃における冷却速度を、２．３℃／min 以
上、より好ましくは３．５℃／min 以上程度の高速に制
御しつつ結晶の育成を行うこととした。このようにすれ
ば、この凝集温度帯域を短時間で通過させることができ
るため、結晶欠陥のサイズをデバイス作製において問題
とならないほど著しく微細にすることができる。
【００２０】窒素をシリコン単結晶中にドープすると、
シリコン中に導入される結晶欠陥が減少する理由は、前
述の通り原子空孔の凝集過程が、均一核形成から不均一
核形成に移行するためであると考えられる。従って、ド
ープする窒素の濃度は、十分に不均一核形成を引き起こ
す、１×１０10atoms/cm3 以上にするのが好ましく、ま
たシリコン単結晶中の固溶限界である５×１０15atoms/
cm3 を越えると、シリコン単結晶の単結晶化そのものが
阻害されるので、この濃度を越えないようにすることが
望ましい。
シリコン中に導入される結晶欠陥が減少する理由は、前
述の通り原子空孔の凝集過程が、均一核形成から不均一
核形成に移行するためであると考えられる。従って、ド
ープする窒素の濃度は、十分に不均一核形成を引き起こ
す、１×１０10atoms/cm3 以上にするのが好ましく、ま
たシリコン単結晶中の固溶限界である５×１０15atoms/
cm3 を越えると、シリコン単結晶の単結晶化そのものが
阻害されるので、この濃度を越えないようにすることが
望ましい。
【００２１】さらに本発明の発明者は、この窒素濃度に
ついてさらに研究・検討を重ねた結果、結晶欠陥の抑制
に最も効果的な窒素濃度は、０．２〜５．０×１０15at
oms/cm3 の範囲であることを見出した。ドープする窒素
の濃度が比較的高い、このような濃度範囲であれば、窒
素ドープによる結晶欠陥の発生を抑制する効果は最も顕
著なものとなり、問題となる大きさの結晶欠陥の発生を
ほぼ完全に防止することができる。
ついてさらに研究・検討を重ねた結果、結晶欠陥の抑制
に最も効果的な窒素濃度は、０．２〜５．０×１０15at
oms/cm3 の範囲であることを見出した。ドープする窒素
の濃度が比較的高い、このような濃度範囲であれば、窒
素ドープによる結晶欠陥の発生を抑制する効果は最も顕
著なものとなり、問題となる大きさの結晶欠陥の発生を
ほぼ完全に防止することができる。
【００２２】一方、窒素原子は結晶成長中で酸素析出を
助長させる効果があることも知られている。（例えば、
F.Shimura and R.S.Hockett,Appl.Phys.Lett.48,224,19
86）。従って、通常の酸素濃度（１×１０18atoms/cm3
以上）を持つ単結晶を用いた場合、ウエーハ加工後、ご
く表面近傍のデバイス形成層に有害な酸素析出物を形成
してしまう危険がある。このため本発明者らは通常より
も低い、１．０×１０18atoms/cm3 （ＡＳＴＭ’７９）
以下の酸素濃度のＣＺシリコン単結晶中に窒素をドープ
することによりこの問題を解決した。
助長させる効果があることも知られている。（例えば、
F.Shimura and R.S.Hockett,Appl.Phys.Lett.48,224,19
86）。従って、通常の酸素濃度（１×１０18atoms/cm3
以上）を持つ単結晶を用いた場合、ウエーハ加工後、ご
く表面近傍のデバイス形成層に有害な酸素析出物を形成
してしまう危険がある。このため本発明者らは通常より
も低い、１．０×１０18atoms/cm3 （ＡＳＴＭ’７９）
以下の酸素濃度のＣＺシリコン単結晶中に窒素をドープ
することによりこの問題を解決した。
【００２３】通常のＣＺシリコン単結晶においては上記
のような低酸素濃度の場合、結晶の強度が低下するとい
う問題があるが、本発明の単結晶中には上述のように、
例えば０．２〜５×１０15atoms/cm3 の窒素がドープさ
れているため、従来より指摘されているように（例え
ば、K.Sumino, I.Yonenaga, and M.Imai, J.Appl.Phys.
54, 5016, 1983）、窒素の効果により十分な結晶強度が
得られるという利点もある。
のような低酸素濃度の場合、結晶の強度が低下するとい
う問題があるが、本発明の単結晶中には上述のように、
例えば０．２〜５×１０15atoms/cm3 の窒素がドープさ
れているため、従来より指摘されているように（例え
ば、K.Sumino, I.Yonenaga, and M.Imai, J.Appl.Phys.
54, 5016, 1983）、窒素の効果により十分な結晶強度が
得られるという利点もある。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明において、ＣＺ法によって
窒素をドープしたシリコン単結晶棒を育成するには、例
えば特開昭６０−２５１１９０号に記載されているよう
な公知の方法によれば良い。
窒素をドープしたシリコン単結晶棒を育成するには、例
えば特開昭６０−２５１１９０号に記載されているよう
な公知の方法によれば良い。
【００２５】すなわち、ＣＺ法は、石英ルツボ中に収容
された多結晶シリコン原料の融液に種結晶を接触させ、
これを回転させながらゆっくりと引き上げて所望直径の
シリコン単結晶棒を育成する方法であるが、あらかじめ
石英ルツボ内に窒化物を入れておくか、シリコン融液中
に窒化物を投入するか、雰囲気ガスを窒素を含む雰囲気
等とすることによって、引き上げ結晶中に窒素をドープ
することができる。この際、窒化物の量あるいは窒素ガ
スの濃度あるいは導入時間等を調整することによって、
結晶中のドープ量を制御することが出来る。こうして前
述の０．２〜５．０×１０15atoms/cm3 の窒素濃度に制
御することも容易に行える。
された多結晶シリコン原料の融液に種結晶を接触させ、
これを回転させながらゆっくりと引き上げて所望直径の
シリコン単結晶棒を育成する方法であるが、あらかじめ
石英ルツボ内に窒化物を入れておくか、シリコン融液中
に窒化物を投入するか、雰囲気ガスを窒素を含む雰囲気
等とすることによって、引き上げ結晶中に窒素をドープ
することができる。この際、窒化物の量あるいは窒素ガ
スの濃度あるいは導入時間等を調整することによって、
結晶中のドープ量を制御することが出来る。こうして前
述の０．２〜５．０×１０15atoms/cm3 の窒素濃度に制
御することも容易に行える。
【００２６】このように、ＣＺ法によって単結晶棒を育
成する際に、窒素をドープすることによって、結晶成長
中に導入される結晶欠陥の発生を抑制することが出来
る。また、従来法のように、結晶欠陥の発生を抑制する
ために、結晶成長速度を例えば、０．４ｍｍ／ｍｉｎ以
下といった低速化する必要がないので、結晶の生産性を
著しく改善することが出来る。
成する際に、窒素をドープすることによって、結晶成長
中に導入される結晶欠陥の発生を抑制することが出来
る。また、従来法のように、結晶欠陥の発生を抑制する
ために、結晶成長速度を例えば、０．４ｍｍ／ｍｉｎ以
下といった低速化する必要がないので、結晶の生産性を
著しく改善することが出来る。
【００２７】そして、前述したように原子空孔の凝集温
度帯である１１５０〜１０８０℃における冷却速度を
２．３℃／min 以上程度の高速にすることが重要であ
る。実際にこのような結晶製造条件を実現するために
は、例えばＣＺ法シリコン単結晶製造装置のチャンバー
内において、シリコン単結晶の温度が１１５０〜１０８
０℃となる領域で結晶を任意の冷却強度で冷却すること
ができる装置を設ければ良い。このような冷却装置とし
ては、冷却ガスを吹きつけて結晶を冷却できる装置ある
いは、融液面上の一定位置に、結晶を囲うように水冷リ
ングを設ける等の方法を適用することができる。この場
合、結晶の引上速度を調整することによって、所望冷却
速度範囲内とすることができる。
度帯である１１５０〜１０８０℃における冷却速度を
２．３℃／min 以上程度の高速にすることが重要であ
る。実際にこのような結晶製造条件を実現するために
は、例えばＣＺ法シリコン単結晶製造装置のチャンバー
内において、シリコン単結晶の温度が１１５０〜１０８
０℃となる領域で結晶を任意の冷却強度で冷却すること
ができる装置を設ければ良い。このような冷却装置とし
ては、冷却ガスを吹きつけて結晶を冷却できる装置ある
いは、融液面上の一定位置に、結晶を囲うように水冷リ
ングを設ける等の方法を適用することができる。この場
合、結晶の引上速度を調整することによって、所望冷却
速度範囲内とすることができる。
【００２８】また、前述したように本発明では、ＣＺ法
によって窒素をドープしたシリコン単結晶棒を育成する
際に、単結晶棒に含有される酸素濃度を、１．０×１０
18atoms/cm3 以下にするのが好ましい。シリコン単結晶
棒を育成する際に、含有される酸素濃度を上記範囲に低
下させる方法は、従来から慣用されている方法によれば
良い。例えば、ルツボ回転数の減少、導入ガス流量の増
加、雰囲気圧力の低下、シリコン融液の温度分布および
対流の調整等の手段によって、簡単に上記酸素濃度範囲
とすることが出来る。
によって窒素をドープしたシリコン単結晶棒を育成する
際に、単結晶棒に含有される酸素濃度を、１．０×１０
18atoms/cm3 以下にするのが好ましい。シリコン単結晶
棒を育成する際に、含有される酸素濃度を上記範囲に低
下させる方法は、従来から慣用されている方法によれば
良い。例えば、ルツボ回転数の減少、導入ガス流量の増
加、雰囲気圧力の低下、シリコン融液の温度分布および
対流の調整等の手段によって、簡単に上記酸素濃度範囲
とすることが出来る。
【００２９】こうして、ＣＺ法において所望の冷却速度
で結晶成長がなされ、所望濃度の窒素がドープされ、所
望濃度の酸素を含有する、シリコン単結晶棒が得られ
る。これを通常の方法にしたがい、内周刃スライサある
いはワイヤソー等の切断装置でスライスした後、面取
り、ラッピング、エッチング、研磨等の工程を経てシリ
コン単結晶ウエーハに加工する。もちろん、これらの工
程は例示列挙したにとどまり、この他にも洗浄等種々の
工程があり得るし、工程順の変更、一部省略等目的に応
じ適宜工程は変更使用されている。
で結晶成長がなされ、所望濃度の窒素がドープされ、所
望濃度の酸素を含有する、シリコン単結晶棒が得られ
る。これを通常の方法にしたがい、内周刃スライサある
いはワイヤソー等の切断装置でスライスした後、面取
り、ラッピング、エッチング、研磨等の工程を経てシリ
コン単結晶ウエーハに加工する。もちろん、これらの工
程は例示列挙したにとどまり、この他にも洗浄等種々の
工程があり得るし、工程順の変更、一部省略等目的に応
じ適宜工程は変更使用されている。
【００３０】こうして、チョクラルスキー法により窒素
をドープされたシリコン単結晶棒をウエーハに加工して
得られたシリコン単結晶ウエーハであって、単結晶棒は
１１５０〜１０８０℃における冷却速度を２．３℃／mi
n 以上に制御されて育成された単結晶棒であるという本
発明のシリコン単結晶ウエーハを得ることが出来る。こ
のようなシリコン単結晶ウエーハは、表面層では結晶欠
陥がきわめて少なく、特にウエーハ表面の結晶欠陥の密
度を４０ケ／ｃｍ2 以下とすることができる。特に、デ
バイス工程で問題となる表面結晶欠陥をほとんど０とす
ることが可能となりデバイス作製時の歩留りを著しく改
善出来るものとなる。
をドープされたシリコン単結晶棒をウエーハに加工して
得られたシリコン単結晶ウエーハであって、単結晶棒は
１１５０〜１０８０℃における冷却速度を２．３℃／mi
n 以上に制御されて育成された単結晶棒であるという本
発明のシリコン単結晶ウエーハを得ることが出来る。こ
のようなシリコン単結晶ウエーハは、表面層では結晶欠
陥がきわめて少なく、特にウエーハ表面の結晶欠陥の密
度を４０ケ／ｃｍ2 以下とすることができる。特に、デ
バイス工程で問題となる表面結晶欠陥をほとんど０とす
ることが可能となりデバイス作製時の歩留りを著しく改
善出来るものとなる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を挙げて
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。 （実施例、比較例）ＣＺ法により、直径１８インチの石
英ルツボに、原料多結晶シリコン４０ｋｇをチャージ
し、直径６インチ、Ｐ型、方位＜１００＞の結晶棒を、
通常の引き上げ速度である、１．２ｍｍ／ｍｉｎで６本
引き上げた。そのうちの５本の引き上げでは、原料中に
あらかじめ窒化珪素膜を有するシリコンウエーハを投入
しておき、結晶中の窒素濃度が０．２〜５．０×１０15
atoms/cm3 となるようにした。また、引き上げ中ルツボ
回転を制御して、各単結晶中の酸素濃度が０．８×１０
18atoms/cm3 の低酸素濃度となるようにした。そして、
このＣＺ法シリコン単結晶成長装置のチャンバー内に設
けられた冷却装置により、この結晶棒の１１５０〜１０
８０℃における冷却速度を各々１．２、１．６、２．
３、３．０、３．５℃／min に制御しつつ引き上げた。
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。 （実施例、比較例）ＣＺ法により、直径１８インチの石
英ルツボに、原料多結晶シリコン４０ｋｇをチャージ
し、直径６インチ、Ｐ型、方位＜１００＞の結晶棒を、
通常の引き上げ速度である、１．２ｍｍ／ｍｉｎで６本
引き上げた。そのうちの５本の引き上げでは、原料中に
あらかじめ窒化珪素膜を有するシリコンウエーハを投入
しておき、結晶中の窒素濃度が０．２〜５．０×１０15
atoms/cm3 となるようにした。また、引き上げ中ルツボ
回転を制御して、各単結晶中の酸素濃度が０．８×１０
18atoms/cm3 の低酸素濃度となるようにした。そして、
このＣＺ法シリコン単結晶成長装置のチャンバー内に設
けられた冷却装置により、この結晶棒の１１５０〜１０
８０℃における冷却速度を各々１．２、１．６、２．
３、３．０、３．５℃／min に制御しつつ引き上げた。
【００３２】一方、もう一本の結晶棒の引き上げでは、
従来の方法により、原料に窒素をドープせずに引き上げ
を行い、この結晶棒の１１５０〜１０８０℃における冷
却速度を２．３℃／min の速度に制御しつつ引き上げ
た。そして単結晶中の酸素濃度が０．８×１０18atoms/
cm3 となるようにした。
従来の方法により、原料に窒素をドープせずに引き上げ
を行い、この結晶棒の１１５０〜１０８０℃における冷
却速度を２．３℃／min の速度に制御しつつ引き上げ
た。そして単結晶中の酸素濃度が０．８×１０18atoms/
cm3 となるようにした。
【００３３】ここで得られた単結晶棒から、ワイヤソー
を用いてウエーハを切り出し、面取り、ラッピング、エ
ッチング、鏡面研磨加工を施して、窒素のドープの有
無、冷却速度及び酸素濃度以外の条件はほぼ同一とした
直径６インチのシリコン単結晶鏡面ウエーハを作製し
た。
を用いてウエーハを切り出し、面取り、ラッピング、エ
ッチング、鏡面研磨加工を施して、窒素のドープの有
無、冷却速度及び酸素濃度以外の条件はほぼ同一とした
直径６インチのシリコン単結晶鏡面ウエーハを作製し
た。
【００３４】得られたウエーハの内、冷却速度が２．３
℃／min の窒素ドープ無しと窒素ドープ量０．２〜５．
０×１０15atoms/cm3 のウエーハ中のGrown-in欠陥のサ
イズをＬＳＴ（Laser Scattering Tomography ）にて測
定し比較した。その結果を図１及び図２に示す。図１及
び図２より、比較的高速の同一冷却速度２．３℃／min
で製造された同一酸素濃度０．８×１０18atoms/cm3 の
結晶でありながら、窒素ドープ無しの通常のウエーハで
はGrown-in欠陥のサイズが約１４０nmであるのに対し
（図２）、窒素ドープされたウエーハはGrown-in欠陥の
サイズが約６０nmと半分に抑制されていることがわかる
（図１）。
℃／min の窒素ドープ無しと窒素ドープ量０．２〜５．
０×１０15atoms/cm3 のウエーハ中のGrown-in欠陥のサ
イズをＬＳＴ（Laser Scattering Tomography ）にて測
定し比較した。その結果を図１及び図２に示す。図１及
び図２より、比較的高速の同一冷却速度２．３℃／min
で製造された同一酸素濃度０．８×１０18atoms/cm3 の
結晶でありながら、窒素ドープ無しの通常のウエーハで
はGrown-in欠陥のサイズが約１４０nmであるのに対し
（図２）、窒素ドープされたウエーハはGrown-in欠陥の
サイズが約６０nmと半分に抑制されていることがわかる
（図１）。
【００３５】また得られたシリコン単結晶ウエーハにＳ
ｅｃｃｏエッチングを施し、表面を顕微鏡観察してピッ
ト密度を測定することによって、結晶欠陥（Grown-in欠
陥）の密度を測定した。測定は、それぞれの単結晶棒の
肩部からの距離が１０、２０、３０、４０、５０、６０
ｃｍの位置から切り出されたウエーハについて行い、各
ウエーハの中心部、中心からウエーハ半径／２の距離の
点、及びウエーハの周辺部の結晶欠陥密度を測定した。
ｅｃｃｏエッチングを施し、表面を顕微鏡観察してピッ
ト密度を測定することによって、結晶欠陥（Grown-in欠
陥）の密度を測定した。測定は、それぞれの単結晶棒の
肩部からの距離が１０、２０、３０、４０、５０、６０
ｃｍの位置から切り出されたウエーハについて行い、各
ウエーハの中心部、中心からウエーハ半径／２の距離の
点、及びウエーハの周辺部の結晶欠陥密度を測定した。
【００３６】測定結果を、図３〜図５に示した。図３
は、窒素をドープした５本のシリコン単結晶棒から切り
出されたシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥密度の平均
値と冷却速度との関係を示した図である。図４が本発明
の窒素をドープし結晶成長時の冷却速度を２．３℃／mi
n に固定し制御したシリコン単結晶ウエーハの欠陥密度
の成長方向分布、図５が従来の窒素をドープしていない
シリコン単結晶ウエーハの欠陥密度の成長方向分布であ
る。また、各図とも四角形のプロットがウエーハの中心
部の測定値であり、円形のプロットがウエーハの中心か
らウエーハ半径／２の距離の点の測定値であり、三角形
のプロットがウエーハの周辺部の測定値を示す。図３か
ら、冷却速度が高くなるとともに欠陥密度が減少し、
２．３℃／min 以上、特には３．５℃／min 以上とする
のが好ましいことが判る。このように、冷却速度を高速
にすると、欠陥の凝集が抑制されサイズが微細化するた
めと思われる。
は、窒素をドープした５本のシリコン単結晶棒から切り
出されたシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥密度の平均
値と冷却速度との関係を示した図である。図４が本発明
の窒素をドープし結晶成長時の冷却速度を２．３℃／mi
n に固定し制御したシリコン単結晶ウエーハの欠陥密度
の成長方向分布、図５が従来の窒素をドープしていない
シリコン単結晶ウエーハの欠陥密度の成長方向分布であ
る。また、各図とも四角形のプロットがウエーハの中心
部の測定値であり、円形のプロットがウエーハの中心か
らウエーハ半径／２の距離の点の測定値であり、三角形
のプロットがウエーハの周辺部の測定値を示す。図３か
ら、冷却速度が高くなるとともに欠陥密度が減少し、
２．３℃／min 以上、特には３．５℃／min 以上とする
のが好ましいことが判る。このように、冷却速度を高速
にすると、欠陥の凝集が抑制されサイズが微細化するた
めと思われる。
【００３７】図４の結果を見ると、本発明のシリコン単
結晶ウエーハでは、引き上げ速度を１．０ｍｍ／ｍｉｎ
以上という、従来と同等以上の速度で引き上げているに
もかかわらず、従来法より結晶欠陥密度が、同じ単結晶
棒から切り出した全ウエーハの全域にわたり極端に減少
しほとんど０になっている。すなわち、本発明の方法に
よって確実にウエーハ表面の結晶欠陥密度が４０ケ／cm
2 以下のシリコン単結晶ウエーハを実現することができ
ることがわかる。
結晶ウエーハでは、引き上げ速度を１．０ｍｍ／ｍｉｎ
以上という、従来と同等以上の速度で引き上げているに
もかかわらず、従来法より結晶欠陥密度が、同じ単結晶
棒から切り出した全ウエーハの全域にわたり極端に減少
しほとんど０になっている。すなわち、本発明の方法に
よって確実にウエーハ表面の結晶欠陥密度が４０ケ／cm
2 以下のシリコン単結晶ウエーハを実現することができ
ることがわかる。
【００３８】一方、図５に示すように従来のシリコン単
結晶ウエーハでは、結晶欠陥密度がウエーハの全域にわ
たって単結晶棒の肩部からの距離が遠い部位から切り出
されたウエーハほど大きい傾向があり、特に単結晶棒の
肩部から２０ｃｍ以上の部位から切り出されたウエーハ
では、結晶欠陥密度が６００ケ／cm2 以上のものとなっ
ていることがわかる。
結晶ウエーハでは、結晶欠陥密度がウエーハの全域にわ
たって単結晶棒の肩部からの距離が遠い部位から切り出
されたウエーハほど大きい傾向があり、特に単結晶棒の
肩部から２０ｃｍ以上の部位から切り出されたウエーハ
では、結晶欠陥密度が６００ケ／cm2 以上のものとなっ
ていることがわかる。
【００３９】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４０】例えば、本発明においてチョクラルスキー
法によって窒素をドープしたシリコン単結晶棒を育成す
るに際しては、融液に磁場が印加されているか否かは問
われないものであり、本発明のチョクラルスキー法には
いわゆる磁場を印加するＭＣＺ法も含まれる。
法によって窒素をドープしたシリコン単結晶棒を育成す
るに際しては、融液に磁場が印加されているか否かは問
われないものであり、本発明のチョクラルスキー法には
いわゆる磁場を印加するＭＣＺ法も含まれる。
【００４１】
【発明の効果】本発明では、チョクラルスキー法によっ
て窒素をドープしたシリコン単結晶棒をウエーハに加工
してシリコン単結晶ウエーハを得ることにより、シリコ
ン単結晶ウエーハのGrown-in欠陥のサイズを７０nm以下
にすることができ、デバイスの生産歩留あるいは品質特
性を向上させることができる。またシリコン単結晶ウエ
ーハの製造において、チョクラルスキー法によって窒素
をドープしたシリコン単結晶棒を、該単結晶棒の１１５
０〜１０８０℃における冷却速度を２．３℃／min 以上
に制御しつつ育成した後、該単結晶棒をウエーハに加工
してシリコン単結晶ウエーハを製造することにより、Ｃ
Ｚ法によって作製されるシリコン単結晶中の結晶欠陥の
形成を抑制し、ウエーハの表面層での結晶欠陥のサイズ
がきわめて小さく、検出される結晶欠陥数がきわめて少
ないシリコン単結晶ウエーハを、高生産性でかつ簡単に
作製することができる。
て窒素をドープしたシリコン単結晶棒をウエーハに加工
してシリコン単結晶ウエーハを得ることにより、シリコ
ン単結晶ウエーハのGrown-in欠陥のサイズを７０nm以下
にすることができ、デバイスの生産歩留あるいは品質特
性を向上させることができる。またシリコン単結晶ウエ
ーハの製造において、チョクラルスキー法によって窒素
をドープしたシリコン単結晶棒を、該単結晶棒の１１５
０〜１０８０℃における冷却速度を２．３℃／min 以上
に制御しつつ育成した後、該単結晶棒をウエーハに加工
してシリコン単結晶ウエーハを製造することにより、Ｃ
Ｚ法によって作製されるシリコン単結晶中の結晶欠陥の
形成を抑制し、ウエーハの表面層での結晶欠陥のサイズ
がきわめて小さく、検出される結晶欠陥数がきわめて少
ないシリコン単結晶ウエーハを、高生産性でかつ簡単に
作製することができる。
【図１】窒素をドープしたシリコン単結晶ウエーハのGr
own-in欠陥のサイズとそのサイズの欠陥数との関係を示
した図である。
own-in欠陥のサイズとそのサイズの欠陥数との関係を示
した図である。
【図２】従来の窒素をドープしていないシリコン単結晶
ウエーハのGrown-in欠陥のサイズとそのサイズの欠陥数
との関係を示した図である。
ウエーハのGrown-in欠陥のサイズとそのサイズの欠陥数
との関係を示した図である。
【図３】窒素をドープした５本のシリコン単結晶棒から
切り出されたシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥密度の
平均値と冷却速度との関係を示した図である。
切り出されたシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥密度の
平均値と冷却速度との関係を示した図である。
【図４】窒素をドープし結晶成長時の冷却速度を２．３
℃／min に制御したシリコン単結晶ウエーハの欠陥密度
を示した図である。
℃／min に制御したシリコン単結晶ウエーハの欠陥密度
を示した図である。
【図５】従来の窒素をドープしていないシリコン単結晶
ウエーハの欠陥密度を示した図である。
ウエーハの欠陥密度を示した図である。
フロントページの続き (72)発明者 飯田 誠 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越半 導体株式会社半導体磯部研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法により窒素をドープ
されたシリコン単結晶棒をウエーハに加工して得られた
シリコン単結晶ウエーハであって、該シリコン単結晶ウ
エーハのGrown-in欠陥のサイズが７０nm以下であること
を特徴とするシリコン単結晶ウエーハ。 - 【請求項２】 チョクラルスキー法により窒素をドープ
されたシリコン単結晶棒をウエーハに加工して得られた
シリコン単結晶ウエーハであって、該単結晶棒が１１５
０〜１０８０℃における冷却速度を２．３℃／min 以上
に制御されて育成された単結晶棒であることを特徴とす
るシリコン単結晶ウエーハ。 - 【請求項３】 前記シリコン単結晶ウエーハの窒素濃度
が、０．２〜５×１０15atoms/cm3 であることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載したシリコン単結晶
ウエーハ。 - 【請求項４】 前記シリコン単結晶ウエーハの酸素濃度
が、１．０×１０18atoms/cm3 以下であることを特徴と
する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載した
シリコン単結晶ウエーハ。 - 【請求項５】 前記シリコン単結晶ウエーハのウエーハ
表面の結晶欠陥の密度が、４０ケ／cm2 以下であること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に
記載したシリコン単結晶ウエーハ。 - 【請求項６】 シリコン単結晶ウエーハの製造方法にお
いて、チョクラルスキー法によって窒素をドープしたシ
リコン単結晶棒を、該単結晶棒の１１５０〜１０８０℃
における冷却速度を２．３℃／min 以上に制御しつつ育
成した後、該単結晶棒をウエーハに加工してシリコン単
結晶ウエーハを製造することを特徴とするシリコン単結
晶ウエーハの製造方法。 - 【請求項７】 前記チョクラルスキー法によって窒素を
ドープしたシリコン単結晶棒を育成する際に、該単結晶
棒にドープする窒素濃度を、０．２〜５×１０ 15atoms/
cm3 にすることを特徴とする請求項６に記載したシリコ
ン単結晶ウエーハの製造方法。 - 【請求項８】 前記チョクラルスキー法によって窒素を
ドープしたシリコン単結晶棒を育成する際に、該単結晶
棒に含有される酸素濃度を、１．０×１０18atoms/cm3
以下にすることを特徴とする請求項６または請求項７に
記載したシリコン単結晶ウエーハの製造方法。
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