JPS62257723A - シリコンウエ−ハの製造方法 - Google Patents
シリコンウエ−ハの製造方法Info
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- JPS62257723A JPS62257723A JP10055286A JP10055286A JPS62257723A JP S62257723 A JPS62257723 A JP S62257723A JP 10055286 A JP10055286 A JP 10055286A JP 10055286 A JP10055286 A JP 10055286A JP S62257723 A JPS62257723 A JP S62257723A
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- Japan
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- silicon single
- single crystal
- neutrons
- neutron irradiation
- oxygen content
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- Pending
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 31
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- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
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- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 6
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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］
本発明は、酸素含有シリコン単結晶に対し中性子照射に
よってＰを添加（ドーピング）する方法に関する。
よってＰを添加（ドーピング）する方法に関する。
［従来の技術］
高抵抗シリコン単結晶を製造する方法としては、ＦＺ−
ＮＴＤ法（フローティング・ゾーン−中性子照射転換法
）があり、ＦＺ法（フローティング・ゾーン法）によっ
て育成されたシリコン単結晶に対し、原子核反応によっ
て生ずる中性子を照射し、シリコン単結晶に通常的３．
１０％含有される、３０ ．３１ 〜 同位元素Ｓ１ を、Ｓｌ さ５にはｐ３１に転換せしめ
、シリコン単結晶に均一なるＰを添加することによって
行なわれる。ＦＺ法によって育成されたシリコン単結晶
は、酸素含有率（１９８１年版Ａ８ＴＭによって与えら
れる測定規格による酸素含有率）が５×１０１０１６ａ
ｔＯ／Ｃｒｉ以下ト低イタメニ、照射に使用する中性子
線束の質、即ち熱中性子／高速中性子の比の大小にかか
わりなく、中性子照射後熱処理することによって高耐圧
パワー・トランジスタ用基板、整流素子、サイリスタ用
基板等の素子製造工程に使用できる。
ＮＴＤ法（フローティング・ゾーン−中性子照射転換法
）があり、ＦＺ法（フローティング・ゾーン法）によっ
て育成されたシリコン単結晶に対し、原子核反応によっ
て生ずる中性子を照射し、シリコン単結晶に通常的３．
１０％含有される、３０ ．３１ 〜 同位元素Ｓ１ を、Ｓｌ さ５にはｐ３１に転換せしめ
、シリコン単結晶に均一なるＰを添加することによって
行なわれる。ＦＺ法によって育成されたシリコン単結晶
は、酸素含有率（１９８１年版Ａ８ＴＭによって与えら
れる測定規格による酸素含有率）が５×１０１０１６ａ
ｔＯ／Ｃｒｉ以下ト低イタメニ、照射に使用する中性子
線束の質、即ち熱中性子／高速中性子の比の大小にかか
わりなく、中性子照射後熱処理することによって高耐圧
パワー・トランジスタ用基板、整流素子、サイリスタ用
基板等の素子製造工程に使用できる。
しかし乍ら、ＦＺ法によっては１２５顛の以上のシリコ
ン単結晶を得るのは困難であり、かつそれを製作し得た
としても費用がかかる。この問題を解決するための一方
法として、Ｔ−ＭＣＺ （横方向磁場応用チョクラルス
キー法）によって、比較的大口径であって低酸素含有の
シリコン単結晶を育成し、このＴ−ＭＣＺ法によるシリ
コン単結晶に対してＮＴＤ （中性子照射ドープ）を施
すことが試みられている。
ン単結晶を得るのは困難であり、かつそれを製作し得た
としても費用がかかる。この問題を解決するための一方
法として、Ｔ−ＭＣＺ （横方向磁場応用チョクラルス
キー法）によって、比較的大口径であって低酸素含有の
シリコン単結晶を育成し、このＴ−ＭＣＺ法によるシリ
コン単結晶に対してＮＴＤ （中性子照射ドープ）を施
すことが試みられている。
［発明が解決しようとする問題点］
ＦＺ法によって育成されたシリコン単結晶にＮＴＤを施
した場合と比較して、ある条件下においてｒ−ＭＣＺ法
によって育成されたシリコン単結晶にＮＴＤを施した揚
台は、ＮＴＤ完了後のシリコン単結晶に８００℃〜ｉ
ｏｏｏ℃の熱処理を加えて電気抵抗率及びキャリアライ
フタイムが一定化しでも、その後の素子製造工程時に１
０３個／ ｃｙｉ以上の地回が発生したり、ＮＢＳＭ準
テストデバイスの漏洩電流がかなり存在したり、電流期
幅率が低下するという問題点がある。
した場合と比較して、ある条件下においてｒ−ＭＣＺ法
によって育成されたシリコン単結晶にＮＴＤを施した揚
台は、ＮＴＤ完了後のシリコン単結晶に８００℃〜ｉ
ｏｏｏ℃の熱処理を加えて電気抵抗率及びキャリアライ
フタイムが一定化しでも、その後の素子製造工程時に１
０３個／ ｃｙｉ以上の地回が発生したり、ＮＢＳＭ準
テストデバイスの漏洩電流がかなり存在したり、電流期
幅率が低下するという問題点がある。
本発明の目的は、前記問題点を解決するために、ＣＺ法
又はＭＣＺ法によって製造される酸素含有率が低いシリ
コン単結晶に中性子照射によって１〕を添加する時に、
漏洩電流を減らし１ｑる中性子照射徹の条件を得ること
にある。
又はＭＣＺ法によって製造される酸素含有率が低いシリ
コン単結晶に中性子照射によって１〕を添加する時に、
漏洩電流を減らし１ｑる中性子照射徹の条件を得ること
にある。
Ｅ問題点を解決するための手段］
本発明の前記目的は、ＣＺ法又はＭＣＺ法によって製造
されるシリコン単結晶に対し、中性子照射によって前記
シリコン単結晶に含有される同位元素５１３０をｐ３１
に転換する中性子照射転換Ｐドープ法において、照射中
性子中の高速中性子の照射１が３×１０１６／Ｃ１ｉ以
下であることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法
によって達成される。
されるシリコン単結晶に対し、中性子照射によって前記
シリコン単結晶に含有される同位元素５１３０をｐ３１
に転換する中性子照射転換Ｐドープ法において、照射中
性子中の高速中性子の照射１が３×１０１６／Ｃ１ｉ以
下であることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法
によって達成される。
［具体例］
発明者は前記問題点を解決するための手段を明らかにす
るために、広範囲な低酸素含有率、即ちＩＸ １０１７
〜ａｘ １０１０１７ａｔｏ ／ ｃｒｉ （７）酸素
を含有スルシリコン単結晶をＴ−ＭＣＺ法によって製作
し、これらの秤々のシリコン単結晶に対し熱中性子／高
速中性子の比が約６〜５，０００迄の原子炉を用いて１
２０ｃｍ〜１００ΩｃｍのＰ添化呈となるように照射を
行なった。次に、放射能が自然放射能以下となった事を
確認した後、ウェーハ並びにテストピースを製作した。
るために、広範囲な低酸素含有率、即ちＩＸ １０１７
〜ａｘ １０１０１７ａｔｏ ／ ｃｒｉ （７）酸素
を含有スルシリコン単結晶をＴ−ＭＣＺ法によって製作
し、これらの秤々のシリコン単結晶に対し熱中性子／高
速中性子の比が約６〜５，０００迄の原子炉を用いて１
２０ｃｍ〜１００ΩｃｍのＰ添化呈となるように照射を
行なった。次に、放射能が自然放射能以下となった事を
確認した後、ウェーハ並びにテストピースを製作した。
そして、熱処理４［ｑ ４００℃〜１．２００℃、同時
間５分〜１２０分において、種々の組合Ｕ条件でテスト
ピースの熱処理を行なって電気抵抗率が定常化した時の
テストピースの熱処理温度を決定した後、前記決定した
温度でウェーハを熱処理した。このウェーハ上に、ＮＢ
Ｓ基準によるテストデバイスを製作し、次にこのデバイ
スの漏洩７ｕ流を測定した。図にその結果を曲Ｉ！ｉ１
１で示す。図において、横軸は、高速中性子照射Ｍを示
し、！軸は、漏洩電流を、高速中性子照射量が６．８Ｘ
１０１６／ ｃｄの場合のテストデバイスの漏洩電流
を１にとった場合の相対漏洩電流で示しである。
間５分〜１２０分において、種々の組合Ｕ条件でテスト
ピースの熱処理を行なって電気抵抗率が定常化した時の
テストピースの熱処理温度を決定した後、前記決定した
温度でウェーハを熱処理した。このウェーハ上に、ＮＢ
Ｓ基準によるテストデバイスを製作し、次にこのデバイ
スの漏洩７ｕ流を測定した。図にその結果を曲Ｉ！ｉ１
１で示す。図において、横軸は、高速中性子照射Ｍを示
し、！軸は、漏洩電流を、高速中性子照射量が６．８Ｘ
１０１６／ ｃｄの場合のテストデバイスの漏洩電流
を１にとった場合の相対漏洩電流で示しである。
図から明らかな如く、高速中性子照！Ｊ４ωを３×１０
１６／ｃｉ以下とすればテストデバイスの相対漏洩電流
をＯ１５以下とし得る。ざらに好ましくは、高速中性子
照射量を２×１０１６／Ｃ！Ａ以下に押えることによっ
て、テストデバイスの相対漏洩Ｋ ’１１＋Ｅを（石め
て低くできることが判明した。図中ハツチで各中性子照
！Ｊ−１域を示したのは、高速中性子照射量を一定値に
固定した場合に酸素含有率を変化せしめた実験の結果を
示す。この結果から、酸素含有率に比べて高速中性子照
射量を減少させることが相対漏洩電流の低下に有効に作
用することが判明した。
１６／ｃｉ以下とすればテストデバイスの相対漏洩電流
をＯ１５以下とし得る。ざらに好ましくは、高速中性子
照射量を２×１０１６／Ｃ！Ａ以下に押えることによっ
て、テストデバイスの相対漏洩Ｋ ’１１＋Ｅを（石め
て低くできることが判明した。図中ハツチで各中性子照
！Ｊ−１域を示したのは、高速中性子照射量を一定値に
固定した場合に酸素含有率を変化せしめた実験の結果を
示す。この結果から、酸素含有率に比べて高速中性子照
射量を減少させることが相対漏洩電流の低下に有効に作
用することが判明した。
高速中性子とシリコン原子が衝突することによって格子
間シリコンが生ずるととしに、格子間シリコンと格子間
酸素との結合が生じ、それらに起囚する欠陥即ちＡセン
ター欠陥は５００℃程度の熱処理によって消失すること
が赤外線分光によって確認される。
間シリコンが生ずるととしに、格子間シリコンと格子間
酸素との結合が生じ、それらに起囚する欠陥即ちＡセン
ター欠陥は５００℃程度の熱処理によって消失すること
が赤外線分光によって確認される。
高速中性子照射によってΔセンター欠陥のようなｎ傷を
受けたシリコン単結晶は、８００℃〜１０００℃程度の
熱処理によって電気抵抗率並びにキャリアライフタイム
が定常化することは知られてはいルカ、それで結晶の完
全な回復とみなし１９るか否かは明らかでない。実際に
発明者等がシリコン単結晶の吸収端付近の近赤外光の透
過度を測定した所、高速中性子の照射量が７×１０１６
／Ｃｆｉ程度以上の１１５のシリコンウェーハの電気抵
抗率並びにキャリアライフタイムは９００℃２０分程度
の熱処理によって定常化しているにもかかわらず、その
透過度は他の照射量（１に比較して極めて低下していた
。
受けたシリコン単結晶は、８００℃〜１０００℃程度の
熱処理によって電気抵抗率並びにキャリアライフタイム
が定常化することは知られてはいルカ、それで結晶の完
全な回復とみなし１９るか否かは明らかでない。実際に
発明者等がシリコン単結晶の吸収端付近の近赤外光の透
過度を測定した所、高速中性子の照射量が７×１０１６
／Ｃｆｉ程度以上の１１５のシリコンウェーハの電気抵
抗率並びにキャリアライフタイムは９００℃２０分程度
の熱処理によって定常化しているにもかかわらず、その
透過度は他の照射量（１に比較して極めて低下していた
。
この低下もシリコン中の欠陥に起囚すると推測されるが
、本発明の方法により得られたシリコンウェーハについ
ては、この透過度の低下は（よとんどなかった。
、本発明の方法により得られたシリコンウェーハについ
ては、この透過度の低下は（よとんどなかった。
［本発明の効果］
本発明の方法によれば、ＣＺ法又はＭＣＺ法によって製
造される酸素含有率が低いシリコン単結晶に中性子照射
によってＰを添加する時に漏洩電流を減らし得る中性子
照ｇＡ渚の条件を与え得る。
造される酸素含有率が低いシリコン単結晶に中性子照射
によってＰを添加する時に漏洩電流を減らし得る中性子
照ｇＡ渚の条件を与え得る。
図は、高速中性子照射量とテストデバイスの相対漏洩電
流の関係を示すグラフである。 １・・・・・・電流測定結果曲線。
流の関係を示すグラフである。 １・・・・・・電流測定結果曲線。
Claims (2)
- （１）ＣＺ法又はＭＣＺ法によつて製造されるシリコン
単結晶に対し、中性子照射によって前記シリコン単結晶
に含有される同位元素Ｓｉ＾３＾０をＰ＾３＾１に転換
する中性子照射転換Ｐドープ法において、照射中性子中
の高速中性子の照射量が３×１０＾１＾６／ｃｍ＾３以
下であることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法
。 - （２）前記シリコン単結晶の酸素含有率が１０×１０＾
１＾７ａｔｏｍｓ／ｃｍ＾３から５×１０＾１＾６ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ＾３の範囲にあることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10055286A JPS62257723A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | シリコンウエ−ハの製造方法 |
| DE3714357A DE3714357C2 (de) | 1986-04-30 | 1987-04-29 | Siliciumwafer und Verfahren zu dessen Herstellung und Siliziumwafer-Auswahleinrichtung |
| US07/136,851 US4910156A (en) | 1986-04-30 | 1987-12-22 | Neutron transmutation doping of a silicon wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10055286A JPS62257723A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | シリコンウエ−ハの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62257723A true JPS62257723A (ja) | 1987-11-10 |
Family
ID=14277104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10055286A Pending JPS62257723A (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | シリコンウエ−ハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62257723A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006344823A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Sumco Corp | Ｉｇｂｔ用のシリコンウェーハ及びその製造方法 |
| US8617311B2 (en) | 2006-02-21 | 2013-12-31 | Sumco Corporation | Silicon single crystal wafer for IGBT and method for manufacturing silicon single crystal wafer for IGBT |
| CN106646583A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-10 | 西北核技术研究所 | 基于激光二极管的中子注量在线测试系统及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5477063A (en) * | 1977-12-01 | 1979-06-20 | Wacker Chemitronic | Method of reducing damage of crystal when producing nndoping silicon by neutron irradiation |
| JPS62202528A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Toshiba Corp | 半導体基板の製造方法 |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP10055286A patent/JPS62257723A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5477063A (en) * | 1977-12-01 | 1979-06-20 | Wacker Chemitronic | Method of reducing damage of crystal when producing nndoping silicon by neutron irradiation |
| JPS62202528A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Toshiba Corp | 半導体基板の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006344823A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Sumco Corp | Ｉｇｂｔ用のシリコンウェーハ及びその製造方法 |
| US8617311B2 (en) | 2006-02-21 | 2013-12-31 | Sumco Corporation | Silicon single crystal wafer for IGBT and method for manufacturing silicon single crystal wafer for IGBT |
| CN106646583A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-10 | 西北核技术研究所 | 基于激光二极管的中子注量在线测试系统及方法 |
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