JPS61219795A - 析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその製造法 - Google Patents
析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその製造法Info
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- JPS61219795A JPS61219795A JP6041985A JP6041985A JPS61219795A JP S61219795 A JPS61219795 A JP S61219795A JP 6041985 A JP6041985 A JP 6041985A JP 6041985 A JP6041985 A JP 6041985A JP S61219795 A JPS61219795 A JP S61219795A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、デバイスプロセスにおいて、表面部に結晶
の無欠陥層を有し、内部に結晶欠陥層を有するシリコン
単結晶ウェハを形成するに先だって施される熱処理のう
ち、特に前記結晶欠陥層となる析出核を形成するための
低温熱処理の時間を著しく短縮することが可能な、すな
わち析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウェハおよ
びその製造法に関するものである。
の無欠陥層を有し、内部に結晶欠陥層を有するシリコン
単結晶ウェハを形成するに先だって施される熱処理のう
ち、特に前記結晶欠陥層となる析出核を形成するための
低温熱処理の時間を著しく短縮することが可能な、すな
わち析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウェハおよ
びその製造法に関するものである。
一般に、デバイスプロセスにおいて、表面部に結晶の無
欠陥層が形成され、一方向部にはゲッタリング効果を有
する結晶欠陥層が形成されたシリコン単結晶ウェハを得
るためには、これに先だって、前記ウェハには、例えば
、５００〜９００℃の範囲内の温度に、１０〜５０時間
保持後、徐冷の条件での低温熱処理、並びに１０５０〜
１２５０℃の範囲内の所定温度に４〜６時間保持後、徐
冷の条件での高温熱処理が施され、前者の低温熱処理は
、結晶欠陥層となる析出核形成のためのものであシ、ま
た後者の高温熱処理は、ウェハ表面近傍の格子間酸素ま
たは析出核を外方に拡散して無欠陥層を形成するための
ものである。
欠陥層が形成され、一方向部にはゲッタリング効果を有
する結晶欠陥層が形成されたシリコン単結晶ウェハを得
るためには、これに先だって、前記ウェハには、例えば
、５００〜９００℃の範囲内の温度に、１０〜５０時間
保持後、徐冷の条件での低温熱処理、並びに１０５０〜
１２５０℃の範囲内の所定温度に４〜６時間保持後、徐
冷の条件での高温熱処理が施され、前者の低温熱処理は
、結晶欠陥層となる析出核形成のためのものであシ、ま
た後者の高温熱処理は、ウェハ表面近傍の格子間酸素ま
たは析出核を外方に拡散して無欠陥層を形成するための
ものである。
しかし、上記のように結晶欠陥層となる析出核形成のた
めの低温熱処理は、その所要時間が１０〜５０時間とき
わめて長く、操業上問題があるものであった。
めの低温熱処理は、その所要時間が１０〜５０時間とき
わめて長く、操業上問題があるものであった。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、析出核
形成のための低温熱処理時間の短縮化をはかるべく研究
を行なった結果、シリコン単結晶ウェハには、点欠陥、
すなわち８１原子が格子間に侵入した格子間型点欠陥と
、格子を形成するＳ１原子が欠除した空孔型点欠陥が存
在し、この点欠陥は熱平衡的に存在するもので、例えば
１２００℃では、格子間型点欠陥：１Ｘ１０”個／ｃＩ
ｎａ１空孔型点欠陥：１ＸＩＱ 個／儒３、また、６
００℃では、 格子間型点欠陥：１ＸＩＯ”個／、３、空孔型点欠陥：
ｌ Ｘ Ｉ Ｏ５個／ｃｒｎ３、存在するが、この点
欠陥が析出核の形成促進に著しく寄与し、したがって、
前記ウェハを急冷することによシ高温において熱平衡的
に相対的に多量存在する点欠陥を低温で過飽和に多量存
在するようにし、この状態のウェハに上記の析出核形成
低温熱処理を施すと、前記の多量の過飽和点欠陥が核と
なって析出核の形成が促進されるよ、うになシ、この結
果熱処理時間の著しい短縮化が可能となΣという知見を
得たのである。
形成のための低温熱処理時間の短縮化をはかるべく研究
を行なった結果、シリコン単結晶ウェハには、点欠陥、
すなわち８１原子が格子間に侵入した格子間型点欠陥と
、格子を形成するＳ１原子が欠除した空孔型点欠陥が存
在し、この点欠陥は熱平衡的に存在するもので、例えば
１２００℃では、格子間型点欠陥：１Ｘ１０”個／ｃＩ
ｎａ１空孔型点欠陥：１ＸＩＱ 個／儒３、また、６
００℃では、 格子間型点欠陥：１ＸＩＯ”個／、３、空孔型点欠陥：
ｌ Ｘ Ｉ Ｏ５個／ｃｒｎ３、存在するが、この点
欠陥が析出核の形成促進に著しく寄与し、したがって、
前記ウェハを急冷することによシ高温において熱平衡的
に相対的に多量存在する点欠陥を低温で過飽和に多量存
在するようにし、この状態のウェハに上記の析出核形成
低温熱処理を施すと、前記の多量の過飽和点欠陥が核と
なって析出核の形成が促進されるよ、うになシ、この結
果熱処理時間の著しい短縮化が可能となΣという知見を
得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、シリコン単結晶ウニへの内部でゲッタリング効果を
有する結晶欠陥層となる析出核を形成するための低温熱
処理を施すに先だって、シリコン単結晶ウェハに、１１
００〜１２８０’ｃの範囲内の温度に加熱後、会＋≠少
なくとも５００℃以下の温度まで２００℃／ｍｉｎ以上
の冷却速度で急冷の熱処理を施すことによって、高温に
おいて熱平衡的に存在する点欠陥を低温において過飽和
に含有する、すなわちゲッタリング用結晶欠陥層となる
析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエノ・を製造
することに特徴を有するものである。
て、シリコン単結晶ウニへの内部でゲッタリング効果を
有する結晶欠陥層となる析出核を形成するための低温熱
処理を施すに先だって、シリコン単結晶ウェハに、１１
００〜１２８０’ｃの範囲内の温度に加熱後、会＋≠少
なくとも５００℃以下の温度まで２００℃／ｍｉｎ以上
の冷却速度で急冷の熱処理を施すことによって、高温に
おいて熱平衡的に存在する点欠陥を低温において過飽和
に含有する、すなわちゲッタリング用結晶欠陥層となる
析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエノ・を製造
することに特徴を有するものである。
なお、この発明のシリコン単結晶ウエノ・の製造法にお
いて、加熱温度を１１００〜１２８０℃と限定したのは
、加熱温度が１１００℃未満では急冷後のウェハにおけ
る過飽和点欠陥が相対的に少なく、所望の上記低温熱処
理時間の短縮化をはかることができず、一方１２８０℃
を越えた加熱温度にしてもより一層の析出林形成促進効
果が得られないという理由にもとづくものであシ、また
冷却速度を２００℃／ｍｉｎ以上としたのは、２００℃
／ｍｉｎの冷却速度を境として、これより遅い冷却速度
になると、高温において熱平衡的に存在する点欠陥を低
温で過飽和に存在させることが困難になるという理由に
よるものであり、さらに、急冷温度の上限値を５００℃
としたのは、冷却温度が５００℃未満であれば、急冷後
のウェハに存在する過飽和点欠陥にあまり変化がないと
いう理由によるものである。
いて、加熱温度を１１００〜１２８０℃と限定したのは
、加熱温度が１１００℃未満では急冷後のウェハにおけ
る過飽和点欠陥が相対的に少なく、所望の上記低温熱処
理時間の短縮化をはかることができず、一方１２８０℃
を越えた加熱温度にしてもより一層の析出林形成促進効
果が得られないという理由にもとづくものであシ、また
冷却速度を２００℃／ｍｉｎ以上としたのは、２００℃
／ｍｉｎの冷却速度を境として、これより遅い冷却速度
になると、高温において熱平衡的に存在する点欠陥を低
温で過飽和に存在させることが困難になるという理由に
よるものであり、さらに、急冷温度の上限値を５００℃
としたのは、冷却温度が５００℃未満であれば、急冷後
のウェハに存在する過飽和点欠陥にあまり変化がないと
いう理由によるものである。
つぎに、この発明のシリコン単結晶ウェハおよびその製
造法を実施例により具体的に説明する。
造法を実施例により具体的に説明する。
直径：１２５１ｍＸ厚さ：０．５ｍｍの寸法をもったシ
リコン単結晶ウェハを用意し、このウェハをそれぞれ第
１表に示される加熱冷却条件にて、加熱し、温度：５０
０℃まで急冷して本発明法１〜７を実施し、前記ウェハ
に過飽和点欠陥を付与した。
リコン単結晶ウェハを用意し、このウェハをそれぞれ第
１表に示される加熱冷却条件にて、加熱し、温度：５０
０℃まで急冷して本発明法１〜７を実施し、前記ウェハ
に過飽和点欠陥を付与した。
なお、第１表において、冷却速度が５００ ℃／ｍｉｎ
の場合は放冷、同１０００℃／ｍｉｎの場合は強制空冷
を行なった場合を示すものである。
の場合は放冷、同１０００℃／ｍｉｎの場合は強制空冷
を行なった場合を示すものである。
ついで、このように本発明法１〜７をそれぞれ実施する
ことによって過飽和点欠陥を付与したシリコン単結晶ウ
ェハの過飽和点欠陥を測定した。
ことによって過飽和点欠陥を付与したシリコン単結晶ウ
ェハの過飽和点欠陥を測定した。
また、比較の目的で、従来法として、上記の過飽和点欠
陥付与処理を行なわないシリコン単結晶ウェハについて
も、過飽和点欠陥の測定を行なった。
陥付与処理を行なわないシリコン単結晶ウェハについて
も、過飽和点欠陥の測定を行なった。
過飽和点欠陥の測定は、ウェハの片面にＭ電極を固着し
１ ウェハを昇温しつつウェハ両面に前記Ｍ電極を介し
てパルス電圧を印加して、Ｍ電極の接合容量変化を求め
、この結果の過渡的容量の変化量から急冷処理に伴う憂
÷番番過飽和点欠陥の数に相当する捕獲準位数を読みと
ることにょシ行なった。これらの測定結果を第１表に示
した。
１ ウェハを昇温しつつウェハ両面に前記Ｍ電極を介し
てパルス電圧を印加して、Ｍ電極の接合容量変化を求め
、この結果の過渡的容量の変化量から急冷処理に伴う憂
÷番番過飽和点欠陥の数に相当する捕獲準位数を読みと
ることにょシ行なった。これらの測定結果を第１表に示
した。
また、過飽和点欠陥が析出核形成速度に及ぼす影響を見
るために、上記の各種のウェハに対して、温度＝８００
℃に、３時間および２０時間保持の低温熱処理を施し、
各処理後のウェハ中の析出核を測定した。
るために、上記の各種のウェハに対して、温度＝８００
℃に、３時間および２０時間保持の低温熱処理を施し、
各処理後のウェハ中の析出核を測定した。
なお、この結果形成されたウェハ中の析出核を測定する
に際しては、析出核はきわめて細かいので、ウェハを酸
化雰囲気中にて、温度： １１００℃に１時間保持して
、前記析出核を積層欠陥とし、この結果のウェハを腐食
液でエツチングして前記積層欠陥の数を測定することに
よって析出核の数とした。これらの結果も第１表に示し
た。
に際しては、析出核はきわめて細かいので、ウェハを酸
化雰囲気中にて、温度： １１００℃に１時間保持して
、前記析出核を積層欠陥とし、この結果のウェハを腐食
液でエツチングして前記積層欠陥の数を測定することに
よって析出核の数とした。これらの結果も第１表に示し
た。
第１表に示される結果から、本発明法１〜７を実施する
ことによって過飽和点欠陥を存在させたシリコン単結晶
ウェハにおいては、いずれも析出核形成のための低温熱
処理時間が３時間でほとんどの析出核の形成が終了して
いるのに対して、従来法に見られるように、過飽和点欠
陥の存在しないシリコン単結晶ウェハにおいては、３時
間の低温熱処理では析出核の形成が見られず、２０時間
の処理でようやく前記の過飽和点欠陥が存在するウェハ
の３時間処理にほぼ相当する析出核の形成が見られるも
のである。
ことによって過飽和点欠陥を存在させたシリコン単結晶
ウェハにおいては、いずれも析出核形成のための低温熱
処理時間が３時間でほとんどの析出核の形成が終了して
いるのに対して、従来法に見られるように、過飽和点欠
陥の存在しないシリコン単結晶ウェハにおいては、３時
間の低温熱処理では析出核の形成が見られず、２０時間
の処理でようやく前記の過飽和点欠陥が存在するウェハ
の３時間処理にほぼ相当する析出核の形成が見られるも
のである。
上述のように、この発明の過飽和点欠陥の存在するシリ
コン単結晶ウェハは、これの存在しないシリコン単結晶
ウェハに比して、デバイスプロセスで結晶欠陥層となる
析出核の形成速度が著しく速いので、従来長時間を要し
ていた析出核形成のための低温熱処理時間を著しく短縮
することを可能とするものであシ、操業上有用な効果を
もたらすものである。
コン単結晶ウェハは、これの存在しないシリコン単結晶
ウェハに比して、デバイスプロセスで結晶欠陥層となる
析出核の形成速度が著しく速いので、従来長時間を要し
ていた析出核形成のための低温熱処理時間を著しく短縮
することを可能とするものであシ、操業上有用な効果を
もたらすものである。
Claims (2)
- （１）高温において熱平衡的に存在する点欠陥を低温に
おいて過飽和に含有することを特徴とするゲッタリング
用結晶欠陥層となる析出核の形成速度が速いシリコン単
結晶ウェハ。 - （２）シリコン単結晶ウェハの内部でゲッタリング効果
を有する結晶欠陥層となる析出核を形成するための低温
熱処理を施すに先だつて、シリコン単結晶ウェハに、１
１００〜１２８０℃の範囲内の温度に加熱後、少なくと
も５００℃以下の温度まで２００℃／ｍｉｎ以上の冷却
速度で急冷の熱処理を施すことを特徴とするゲッタリン
グ用結晶欠陥層となる析出核の形成速度が速いシリコン
単結晶ウェハの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6041985A JPS61219795A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6041985A JPS61219795A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219795A true JPS61219795A (ja) | 1986-09-30 |
| JPH039078B2 JPH039078B2 (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=13141661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6041985A Granted JPS61219795A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 析出核の形成速度が速いシリコン単結晶ウエハおよびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219795A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232535A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-02 | Kyushu Electron Metal Co Ltd | 半導体デバイス用シリコン基板の製造方法 |
| US6251184B1 (en) | 1997-02-13 | 2001-06-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Insulating-containing ring-shaped heat shields for czochralski pullers |
| US6340392B1 (en) | 1997-10-24 | 2002-01-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pulling methods for manufacturing monocrystalline silicone ingots by controlling temperature at the center and edge of an ingot-melt interface |
| US6485807B1 (en) | 1997-02-13 | 2002-11-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silicon wafers having controlled distribution of defects, and methods of preparing the same |
| US6503594B2 (en) | 1997-02-13 | 2003-01-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silicon wafers having controlled distribution of defects and slip |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100581305B1 (ko) * | 1998-09-02 | 2006-05-22 | 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈 인코포레이티드 | 저결함 밀도 단결정 실리콘으로부터의 ｓｏｉ 구조체 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59190300A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-29 | Hitachi Ltd | 半導体製造方法および装置 |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP6041985A patent/JPS61219795A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59190300A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-29 | Hitachi Ltd | 半導体製造方法および装置 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232535A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-02 | Kyushu Electron Metal Co Ltd | 半導体デバイス用シリコン基板の製造方法 |
| US6251184B1 (en) | 1997-02-13 | 2001-06-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Insulating-containing ring-shaped heat shields for czochralski pullers |
| US6409833B2 (en) | 1997-02-13 | 2002-06-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Insulating-containing ring-shaped heat shields and support members for Czochralski pullers |
| US6472040B1 (en) | 1997-02-13 | 2002-10-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semi-pure and pure monocrystalline silicon ingots and wafers |
| US6485807B1 (en) | 1997-02-13 | 2002-11-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silicon wafers having controlled distribution of defects, and methods of preparing the same |
| US6503594B2 (en) | 1997-02-13 | 2003-01-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silicon wafers having controlled distribution of defects and slip |
| US6676753B2 (en) | 1997-02-13 | 2004-01-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Czochralski pullers for manufacturing monocrystalline silicon ingots, including heat shield having sloped portions |
| US6780238B2 (en) | 1997-02-13 | 2004-08-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Argon/ammonia rapid thermal annealing for silicon wafers |
| US6340392B1 (en) | 1997-10-24 | 2002-01-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pulling methods for manufacturing monocrystalline silicone ingots by controlling temperature at the center and edge of an ingot-melt interface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH039078B2 (ja) | 1991-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |