KR20040102178A - 고저항 실리콘 웨이퍼 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
게터링능(gettering capacity), 기계적 강도 및 경제성이 우수하며 또한 디바이스 생산자 측에서 실시하는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너(thermal donors)의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 고저항 실리콘 웨이퍼를 제조한다. 저항률이 100Ωcm 이상이고, 산소 농도가 14x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상이며, 탄소 농도가 0.5x1016개의 원자/cm3이상인 고산소·탄소 도프의 고저항 실리콘 웨이퍼에 비산화성 가스 분위기 중에서 500 내지 900℃x5시간 이상의 산소 석출 핵형성 열처리를 실시한 다음, 950 내지 1050℃x10시간 이상의 산소 석출물 성장 열처리를 실시한다. 이들 열처리에 의해 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제어한다. 저항률이 100Ωcm 이상이며, 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 1x104개/cm2이상의 고밀도로 형성되는 고저항·저산소이며 고강도의 실리콘 웨이퍼가 제조된다.
Description
최근, 근거리 무선 LAN에 사용되는 고주파 통신 디바이스의 보급에 따라, 고저항 기판의 수요가 증대되고 있다. 고저항이 요구되는 RF(Radio Frequency: 고주파) 회로의 지지 기판에는 종래에는 GaAs 등의 화합물 반도체 기술이 사용되는 경우가 많았다. 그러나 이러한 화합물 반도체 기판은 대단히 비싸다.
한편, 실리콘 CMOS는 소비전력이 크고, RF 회로에는 부적당하다고 생각되고 있지만, 최근의 현저한 미세화나 설계의 진전에 따라 RF 회로에도 적용할 수 있다고 되어 있다. 따라서, 초크랄스키법(CZ법)에 의한 고저항 결정을 사용하는 비함유면 실리콘 웨이퍼나 SOI(Silicon On Insulater) 웨이퍼 등의 RF 특성이 우수하면서 또한 경제성이 우수한 고저항의 실리콘 웨이퍼가 GaAs 등의 화합물 반도체 기판을 대신하여 주목을 모으기 시작했다.
그러나, CZ법에 의한 실리콘 단결정의 제조에서는 석영 도가니를 사용하여 결정 육성을 수행하고 있으므로, 이의 결정중에 산소가 과포화인 상태로 함유되는 것으로 되어, 이러한 산소가 디바이스의 회로 형성 프로세스의 열처리 과정에서 서멀 도너(thermal donors)를 형성하므로 디바이스 생산자 측에서 웨이퍼의 저항률을 불안정하게 변동시킨다는 큰 문제가 있다.
도 1은 서멀 도너가 웨이퍼의 저항률에 주는 영향을 도시하고 있다. 도펀트를 첨가한 통상적인 저저항 웨이퍼의 경우, 서멀 도너가 웨이퍼의 저항률에 주는 영향은 경미하고, 실제 조업상은 문제로 되지 않는다. 그러나, 도펀트가 제한된 고저항 웨이퍼의 경우에는 n형이라는 것과 서멀 도너의 증가에 따라 저항률이 격감된다. p형이라는 것과 서멀 도너의 증가에 따라 당초에는 저항률이 격증하지만, 또한 서멀 도너가 증가를 계속하면 p형이 n형으로 전환하여 저항률이 격감하게 된다.
이러한 서멀 도너의 증가에 따르는 저항률의 현저한 변동의 문제를 해결하기 위해 통상적으로는 MCZ법이나 내면 SiC 피복에 의해 산소가 녹아드는 것을 억제하는 특별한 도가니를 사용하여 제조된 저산소의 실리콘 웨이퍼를 사용하여, 서멀 도너의 형성을 억제하는 대책이 채용되지만, MCZ법이나 특별한 도가니의 사용을 필요로 하는 저산소의 실리콘 웨이퍼는 통상적인 CZ법에 의해 제조되는 비교적 산소 농도가 높은 범용의 실리콘 웨이퍼와 비교하여 원가가 높아지는 것을 피할 수 없다. 더욱이, 이러한 저산소화에도 기술적인 한계가 있으며 일반적으로는 6x1017개의 원자/cm3이하는 곤란하고, 300mm 웨이퍼로서는 8x1017개의 원자/cm3정도가 한계로 되어 있다. 또한, 저산소 농도의 실리콘 웨이퍼에서는 산소 농도의 감소에 따른 기계적 강도의 저하에 따르는 슬립 등의 문제가 있다.
이들 문제를 해결하는 것을 목적으로 하여 예를 들면, 국제공개 제00/55397호 팜플렛에는 CZ법에 의해 저항률이 100Ωcm 이상이며 초기 격자간 산소 농도가 10 내지 25ppma[JEIDA](7.9 내지 19.8x1017개의 원자/cm3[Old-ASTM])인 실리콘 단결정 로드를 육성하여, 당해 단결정 로드로부터 절단 인출한 실리콘 웨이퍼에 산소 석출 열처리를 실시하고, 웨이퍼 중의 잔류 격자간 산소 농도를 8ppma[JEIDA](6.4x1017개의 원자/cm3[Old-ASTM]) 이하로 제한하는 기술이 기재되어 있다.
이러한 기술에 따르면, 초기 산소 농도가 높은 범용의 실리콘 웨이퍼를 사용함으로써 초기 웨이퍼의 제조원가가 염가로 된다. 초기 산소 농도가 높은 범용의 실리콘 웨이퍼를 사용함에도 불구하고, 이러한 실리콘 웨이퍼에 산소 석출 열처리를 실시함으로써 잔존 산소 농도는 낮아진다. 따라서, 디바이스 생산자 측에서 실시되는 회로 형성용 열처리에서 산소 도너의 발생이 효과적으로 억제된다. 웨이퍼 중의 산소 농도를 저하시키는 과정에서 다량의 산소 석출물(BMD)이 생성된다. 따라서, 웨이퍼의 게터링능(gettering capacity)도 향상된다.
그러나, 상기 팜플렛에 기재된 기술에서는 고산소 농도의 고저항 초기 기판을 사용하여 다량의 산소 석출물(BMD)을 생성하며 이러한 다량의 산소 석출물(BMD)의 생성에 의해 제품 실리콘 웨이퍼의 잔류 산소 농도를 충분하게 인하하는 것이 필수적으로 되지만, 이들에 기인하여 하기의 문제가 발생한다.
첫째로, 제품 실리콘 웨이퍼의 잔류 산소 농도를 인하하는 것은 당해 웨이퍼의 기계적 강도를 저하시키는 원인으로 된다. 이것은 열처리 중에 웨이퍼 지지부 등으로부터 발생한 슬립 전위(轉位)가 산소에 의해 고착되며 그 결과, 슬립 길이가 산소 농도의 상승과 함께 저하되는[M. Akatsuka et al., Jpn. J. Appl. Phys., 36(1997) L1422] 점에서도 명백하다. 한편, 강도에 영향을 주는 인자로서 산소 석출물(BMD)이 있다. BMD의 강도에 주는 영향은 복잡하다. 예를 들면, 웨이퍼에 부가되는 열·자중 응력이 그다지 크지 않은 경우에는 슬립 전위의 운동을 억제하여 강도를 향상시키지만(특허 문헌 1), 열·자중 응력이 큰 경우에는 BMD 자체가 슬립 전위원으로 되며, 강도가 저하되어 웨이퍼가 휘어질 위험성이 높다[참조: K. Sueoka et al., Jpn. J. Appl. Phys., 36(1997) 7095). 실제 디바이스 프로세스에서 웨이퍼에 부가되는 열·자중 응력은 디바이스 구조나 열 시퀀스 등에 의존하며, 커지는 경우도 있다고 예상된다.
제2의 문제는 COP[Crystal Originated Particle: 빈 구멍의 집합체에서 (111)면으로 포위된 보이드 결함]을 제거하기 위한 수소 어닐이나 아르곤 어닐에 따르는 저항 변화이다. 일반적으로, CZ 실리콘 웨이퍼에서는 산화 열처리를 받을 때에 결정 직경방향의 일부에 OSF라고 호칭되는 링형의 산소 유기(誘起) 적층 결함이 발생한다. 이러한 링 발생위치는 결정 인상 속도에 따라 상이하며, 또한 링의 외측과 내측에서는 물성이 상이한 것이 공지되어 있다.
도 2는 결정 결함의 일반적인 직경방향 분포를 도시하는 횡단면도이며, 도 3은 결정 인상 속도를 변화시킬 때의 결정 결함분포의 위치변화를 도시하는 종단면도이다. 통상적으로 육성한 CZ 실리콘 웨이퍼에서는 링형 OSF 발생영역의 내측에 무결함 영역이 존재하며, 당해 내측이 COP 발생영역으로 된다. 한편, 링형 OSF 발생영역의 외측에는 산소 석출 촉진영역 및 산소 석출 억제영역이 존재하며, 당해 외측이 전위 클러스터 결함 발생영역으로 된다. 이러한 COP 및 전위 클러스터 결함 등은 결정 육성과정에서 결정내에 도입되는 결함인 점으로부터 그로운-인(grown-in) 결함이라고 하고 있다. 그리고, 링형 OSF 발생영역 내측의 무결함 영역에서 전위 클러스터 결함 발생영역 내측의 산소 석출 억제영역까지가 COP나 전위 클러스터도 존재하지 않는 완전 무결함 영역으로 된다.
여기서, 링형 OSF 발생영역은 인상 속도가 느려질수록 결정 중심부로 이동하며, 최종적으로는 이의 중심부에서 소멸되지만, 이 때의 OSF 발생영역의 종단면 형상은 하방으로 볼록 방향으로 만곡하는 V형 내지는 U형으로 된다. 따라서, 직경방향 전역이 완전 무결함의 결정을 높은 수율로 제조하는 것은 곤란하다. 이러한 점으로부터 실제 조업에서는 생산성도 고려하여, OSF 발생영역을 디바이스 형성영역 외의 웨이퍼 외주 테두리부에 위치시키도록 육성조건을 선택하는 경우가 많다. 그 결과, 웨이퍼 전체면에 유해한 COP가 다수 존재하는 것으로 되며, 이러한 웨이퍼에서는 COP 비함유화를 위해, 즉 디바이스 영역으로서 사용되는 웨이퍼 표층부에서 COP를 배제하기 위해 아르곤 어닐이나 수소 어닐을 실시하는 것이 통례로 되어 있다.
그러나, 아르곤 어닐 및 수소 어닐은 어느 쪽도 기본적으로는 웨이퍼를 환원성 분위기(아르곤도 고온에서는 환원작용이 있다)에서 고온 장시간 동안 열처리하는 기술이므로 열처리로 내에서 중금속 불순물에 의한 오염이 걱정된다. 그리고, 고저항 웨이퍼가 중금속 불순물로 오염된 경우에는 근소한 오염으로도 웨이퍼의 저항률이 극단적으로 변한다. 따라서, 아르곤 어닐이나 수소 어닐을 채용하기 어려운 현실이 있다.
이에 추가하여, 수소 어닐에서는 수소 환원작용에 의해 웨이퍼 표층의 도펀트가 외방으로 확산하며, 웨이퍼 표층의 저항률이 높아지는 경향이 있으며 소정의 저항률 범위를 갖는 고저항 웨이퍼를 정밀도가 양호하게 제조하는 것이 어려워진다. 한편, 아르곤 어닐에서는 수소 어닐과 같은 강한 환원작용은 없는 점으로부터 웨이퍼 표층의 도펀트가 외방으로 확산하며, 웨이퍼 표층의 저항률이 높아진다는 문제는 없지만, 반대로 열처리 중에 웨이퍼 표면의 자연산화막이 제거되어, 제거된 자연 산화막 중에 포함되는 도펀트 불순물이 웨이퍼 내부로 확산되며, 웨이퍼 표층부의 저항률이 저하된다는 경향이 보인다.
이들 때문에 고저항 웨이퍼의 제조에서는 COP 비함유화를 위한 아르곤 어닐이나 수소 어닐은 채용하기 어려운 기술이라고 할 수 있다.
본 발명의 목적은 게터링능이 우수한 동시에 디바이스 생산자 측에서 실시하는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생을 효과적으로 억제할 수 있으며 또한 기계적 강도가 높은 고저항 실리콘 웨이퍼 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 게터링능이 우수한 동시에 디바이스 생산자 측에서 실시하는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생을 효과적으로 억제할 수 있으며 또한 COP 비함유화를 위한 아르곤 어닐이나 수소 어닐에 따르는 저항 변화를 회피할 수 있는 고저항 실리콘 웨이퍼 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 고주파 통신 디바이스에서 지지 기판 등에 사용되는 고저항 실리콘 웨이퍼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 서멀 도너가 웨이퍼의 저항률에 주는 영향을 도시하는 그래프이다.
도 2는 결정 결함이 일반적인 직경방향 분포를 도시하는 횡단면도이다.
도 3은 결정 인상 속도를 변화시킬 때에 결정 결함분포의 위치변화를 도시하는 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에서 처리순서를 도시하는 플로우이다.
도 5는 동실시 형태에서 열처리의 가열 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 6은 웨이퍼 중의 탄소 농도와 전위 이동거리의 관계를 도시하는 그래프이다.
발명의 실시의 형태
하기에 본 발명의 실시 형태를 도 4(본 발명의 실시 형태에서의 처리순서를도시하는 플로우) 및 도 5(동실시 형태에서의 열처리의 가열 패턴을 도시하는 그래프)에 근거하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
본 실시 형태에서는 우선 통상적인 CZ법에 의해 고산소·고저항의 탄소 도프 실리콘 단결정을 육성하며, 이러한 실리콘 단결정으로부터 외주 테두리부에 OSF 링이 존재하고, 이의 내측에 COP가 존재하는 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상이며, 탄소 농도가 O.5x1016개의 원자/cm3이상에서 고저항(10OΩcm 이상)의 초기 기판을 채취한다(S1 내지 S3).
초기 기판에는 필요에 따라, 1100 내지 1250℃x1 내지 5시간의 산소 외방 확산 열처리를 실시한다(S4). 이러한 산소 외방 확산 열처리에 의해 하기하는 열처리로 산소 석출물(BMD)의 형성을 저지한다. 이에 따라 제품 웨이퍼의 표면에서 5㎛ 이상의 깊이에 걸쳐 DZ층을 형성한다.
이러한 산소 외방 확산 열처리는 상기한 바와 같이 질소가스와 산소가스의 혼합가스 분위기에서 실시할 수 있다. 또한, 수소가스 분위기 중에서 실시할 수 있다. 또한, 아르곤 가스 분위기 중에서 실시할 수 있다. 또한, 수소와 아르곤의 혼합가스 분위기 중에서 실시할 수 있다.
이상과 같은 초기 기판에 대해 우선 산소 석출 핵형성 열처리로서 500 내지 900℃x5시간 이상의 저온 열처리를 실시한다(S5). 바람직하게는 700℃ 이상에서실시한다. 이어서, 산소 석출물 성장 열처리로서 950 내지 1050℃x10시간 이상의 중온 열처리를 실시한다(S6).
이들 열처리에 의해 10OΩcm 이상의 고저항 실리콘 웨이퍼의 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)을 1x104개/cm2이상의 밀도로 형성하며, 또한 웨이퍼 중의 산소 농도를 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 감소한다(S7).
구체적인 웨이퍼 중의 산소 농도(ASTM F-121, 1979)는 서멀 도너의 보다 효과적인 억제를 위해 웨이퍼의 저항률이 100Ωcm 이상 300Ωcm 미만의 경우에는 12x1017개의 원자/cm3이하, 300Ωcm 이상 2000Ωcm 미만의 경우에는 7x1017개의 원자/cm3이하, 2000Ωcm 이상의 경우에는 5.8x1017개의 원자/cm3이하로 한다.
이와 같이 제조된 실리콘 웨이퍼 제품이 디바이스 생산자에 출하된다(S8). 이 제품의 특징은 하기와 같다.
첫째로, 산소 농도가 비교적 높은 범용의 실리콘 웨이퍼를 초기 기판으로 하므로 경제성이 우수하다. 두번째로, 대형의 산소 석출물(BMD)이 고밀도로 형성됨으로써 게터링능이 우수하다. 세번째로, 최종 산소 농도가 낮으며 디바이스 생산자 측에서 실시하는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생이 억제된다. 네번째로, 결정 육성단계에서 탄소 도프를 실시하므로 기계적 강도가 높다. 다섯번째로, 초기 기판에 대하여 산소 외방 확산 열처리를 실시함으로써 표층부에 DZ층을 형성한 제품은 디바이스 특성이 특히 우수하다. 여섯번째로, 산소 외방 확산열처리에서 분위기로서 수소가스, 아르곤 가스를 선택한 것에서는 그로운-인 결함의 축소, 또한 소멸도 할 수 있으며 웨이퍼 표면 위에서 관찰되는 0.12㎛ 크기 이상의 LPD(Light Point Defect)의 밀도를 0.2개/cm2이하로 감소할 수 있다.
(제2 실시 형태)
본 실시 형태에서는 핫 존 등에 연구를 강구한 CZ 인상 장치에 의해 도 3중에 A-B로 도시한 COP 비함유 결정을 인상 축방향으로 길게 성장시키고, 이의 결정 부분에서 전체면 완전 무결함의 실리콘 웨이퍼를 채취한다(S1, S2). 구체적으로는 세코에칭에 의해 검출되는 그로운-인 결함의 밀도가 1x103cm-3이하인 완전 무결함 웨이퍼를 채취한다. 이러한 초기 기판은 고산소[산소 농도 14x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상]이며 또한 고저항(10OΩcm 이상)이다.
기계 강도의 향상을 목적으로 하여 탄소 도프(0.5x1016개의 원자/cm3이상)을 실시할 수 있다(S3). 이 경우, 이후의 열처리로 웨이퍼 표층부의 산소 석출물(BMD)의 성장이 촉진되므로 초기 기판중의 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상까지 허용된다.
초기 기판에는 필요에 따라, 1100 내지 1250℃x1 내지 5시간의 산소 외방 확산 열처리를 실시한다(S4). 이러한 산소 외방 확산 열처리에 의해 이후의 열처리에서 산소 석출물(BMD)의 형성을 저지한다. 이에 따라 제품 웨이퍼의 표면에서 5㎛ 이상의 깊이에 걸쳐 DZ층을 형성한다. 이러한 산소 외방 확산 열처리는 질소가스와 산소가스의 혼합가스 분위기에서 실시하며, 수소 어닐이나 아르곤 어닐은 피한다.
이상과 같은 초기 기판에 대해 우선 산소 석출 핵형성 열처리로서 500 내지 900℃x5시간 이상의 저온 열처리를 실시한다(S5). 바람직하게는 700℃ 이상에서 실시한다. 이어서, 산소 석출물 성장 열처리로서 950 내지 1050℃x10시간 이상의 고온 열처리를 실시한다(S6).
외방 확산 열처리를 대신하여, 질소가스 분위기 중에서 1150 내지 1300℃x1 내지 60초의 RTA 처리를 실시할 수 있다. 결정영역 혼재형의 결정의 경우에는 RTA 처리가 추천되지만, 동일 결정 영역형의 결정의 경우에는 어떤 것도 실시할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 산소 농도가 높은 초기 기판, 예를 들면, 산소 농도가 15x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상의 초기 기판을 사용하는 경우에는 산소 석출 핵형성 열처리는 불필요하다.
이들 열처리에 의해 10OΩcm 이상의 고저항 실리콘 웨이퍼의 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)을 1x104개/cm2이상의 밀도로 형성하며, 또한 웨이퍼 중의 산소 농도를 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 감소한다(S7).
구체적인 웨이퍼 중의 산소 농도(ASTM F-121, 1979)는 서멀 도너의 보다 효과적인 억제를 위해 웨이퍼의 저항률이 100Ωcm 이상 300Ωcm 미만의 경우에는12x1017개의 원자/cm3이하, 300Ωcm 이상 2000Ωcm 미만의 경우에는 7x1017개의 원자/cm3이하, 2000Ωcm 이상의 경우에는 5.8x1017개의 원자/cm3이하로 한다.
이와 같이 제조된 실리콘 웨이퍼 제품의 특징은 하기와 같다.
첫째로, 산소 농도가 비교적 높은 범용의 실리콘 웨이퍼를 초기 기판으로 하므로 경제성이 우수하다. 두번째로, 대형의 산소 석출물(BMD)이 고밀도로 형성됨으로써 게터링능이 우수하다. 세번째로, 최종 산소 농도가 낮으며 디바이스 생산자 측에서 실시하는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생이 억제된다. 네번째로, COP 비함유의 결정을 사용함으로써 산소 외방 확산 열처리를 하는 경우에도 질소가스 함유 분위기에서 실시할 수 있으며 수소 어닐이나 아르곤 어닐을 회피할 수 있다. 따라서, 이들 어닐에 의한 저항 변화도 회피된다. 그럼에도 불구하고, 그로운-인 결함이 없으며 웨이퍼 표면 위에서 관찰되는 0.12㎛ 크기 이상의 LPD의 밀도를 0.2개/cm2이하로 감소시킬 수 있다.
결정 육성단계에서 탄소 도프를 실시하는 경우에는 기계적 강도가 높다. 초기 기판에 대하여 산소 외방 확산 열처리나 RTA 처리를 실시하며, 표층부에 DZ층을 형성한 제품은 디바이스 특성이 특히 우수하다.
다음에 본 발명의 실시예를 기재하여, 비교예와 대비함으로써 본 발명의 효과를 밝힌다.
(비교예 1)
통상적인 육성 실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 1300Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 13x1017개의 원자/cm3의 8인치 n형 공시(供試) 웨이퍼를 복수장 준비하여, 웨이퍼 중에 존재하는 그로운-인 결함의 밀도 및 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도를 측정하였다. 측정은 하기의 요령으로 실시하였다. 웨이퍼 중에 존재하는 그로운-인 결함의 밀도는 3.05x105개/cm3이며, 산소 석출물은 1x103개/cm2이하이었다.
(그로운-인 결함밀도의 측정법)
① 웨이퍼 표면의 그로운-인 결함을 현재화시키므로 웨이퍼를 에칭액에 침지한다. 에칭액의 배합비는 HF:K2Cr2O7(0.15mol)=2:1이며, 침지시간은 30분 동안이다.
② 에칭후에 광학현미경으로 웨이퍼 표면에서 에치 피트(그로운-인 결함) 밀도를 측정한다.
(BMD 밀도의 측정법)
① 건조 산소 분위기 중에서 1000℃x16시간의 평가 열처리를 실시한다.
② 평가 열처리로 형성된 열산화막을 HF:H2O=1:1의 에칭액으로 제거한다.
③ 웨이퍼를 벽개한 다음, 산소 석출물을 현재화시키기 위한 선택 에칭을 실시한다. 선택 에칭액의 배합비는 HF:HNO3:CrO3:Cu(NO3)2:H2O:CH3COOH=1200cc:600cc:250g:40g:1700cc:1200cc이다. 에칭량은 웨이퍼 벽개면에서 2㎛이다.
④ 선택 에칭후에 광학현미경으로 웨이퍼 벽개면에서 에치 피트 밀도를 측정한다.
또한, 공시 웨이퍼에 대하여 350 내지 500℃x1시간의 서멀 도너 형성 열처리를 실시한 다음, 저항률을 측정하였다. 결과를 표 1에 기재하였다.
잔존 산소 농도가 높으며 서멀 도너의 형성에 따른 저항률의 저하가 현저한 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 관찰되지 않으므로 게터링능은 대단히 모자라며 없는 것과 같다.
| TD 형성 열처리 | 저항률(Ωㆍcm) | 기판 형태 |
| 없음 | 1341 | n |
| 350℃/1h 열처리후 | 1161 | n |
| 400℃/1h 열처리후 | 494 | n |
| 450℃/1h 열처리후 | 137 | n |
| 500℃/1h 열처리후 | 44.8 | n |
(비교예 2)
통상적인 육성 실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 750Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 15x1017개의 원자/cm3인 8인치 p형 공시 웨이퍼를 복수장 준비하고, 비교예 1과 동일하게 그로운-인 결함밀도의 측정과 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도의 측정을 실시하는 동시에 서멀 도너 형성 열처리 후의 저항률의 측정을 실시하였다. 공시 웨이퍼 중에 존재하는 그로운-인 결함의 밀도는 2.77x105개/cm3, 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도는 1x103개/cm2이하이었다.
서멀 도너 형성처리후의 저항률을 측정한 결과를 표 2에 기재하였다.
잔존 산소 농도가 높으며 서멀 도너의 형성에 따른 저항률의 변화가 현저하고, 열처리 온도가 450℃ 및 500℃의 경우에는 p형으로부터 n형으로의 반전이 보인다. 추가하여, 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도가 1x103개/cm2이하이므로 게터링능은 대단히 결핍된다.
| TD 형성열처리 | 저항률(Ωㆍcm) | 기판 형태 |
| 없음 | 747.3 | p |
| 350℃/1h 열처리후 | 926.0 | p |
| 400℃/1h 열처리후 | 2300 | p |
| 450℃/1h 열처리후 | 147 | n형으로 반전 |
| 500℃/1h 열처리후 | 14.4 | n형으로 반전 |
(비교예 3)
통상적인 육성 실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 175Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 7x1017개의 원자/cm3인 8인치 p형 공시 웨이퍼에 대해 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시하였다.
산소 석출 핵형성 열처리에서는 온도 550℃로 유지된 반응로 내에 웨이퍼를 삽입한 다음, 반응로 내를 850℃까지 승온(昇溫)하여 850℃의 온도에서 1시간 동안 유지한 다음, 웨이퍼를 노(爐) 외부로 인출한다. 승온속도 등은 램핑 승온 개시로부터 850℃x1시간의 열처리가 종료하기까지의 연장 체재시간이 5 내지 26시간이 되도록 조정한다. 노 내부 분위기는 질소·산소 혼합가스 분위기(질소가스 100, 산소가스 3의 유량비)로 한다. 또한 산소 석출물 성장 열처리에서는 웨이퍼를 건조 산소 분위기 중에서 1000℃x16시간 동안 가열한다.
열처리 후, 비교예 1과 동일하게 웨이퍼 중에 존재하는 그로운-인 결함의 밀도 및 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도를 측정하는 동시에 서멀 도너 형성 열처리 후의 저항률을 측정한다. 또한, 산소 석출 핵형성 열처리 전의 공시 웨이퍼에 관해서 비교예 1과 동일한 그로운-인 결함밀도의 측정을 실시하였다. 결과를 표 3에 기재하였다.
| TD 형성열처리 | 저항률(Ωㆍcm) | 기판 형태 |
| 없음 | 175.5 | p |
| 350℃/1h 열처리후 | 178 | p |
| 400℃/1h 열처리후 | 178 | p |
| 450℃/1h 열처리후 | 176 | p |
| 500℃/1h 열처리후 | 180 | p |
초기 산소 농도가 낮은 웨이퍼를 사용하므로 서멀 도너의 형성에 따른 저항률의 변화는 경미하지만, 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 관찰되지 않으므로 게터링능은 전혀 기대할 수 없다. 그로운-인 결함의 밀도는 3.15x105개/cm3이었다.
(비교예 4)
통상적인 육성 실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 750Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 15x1017개의 원자/cm3의 8인치 p형 공시 웨이퍼에 대해 상기와 동일한 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시하였다.
열처리 후, 적외선 흡광분석법에 의해 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 측정하며, 비교예 1과 동일하게 웨이퍼 중에 존재하는 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도를 측정하는 동시에 350 내지 500℃x1시간의 서멀 도너 형성 열처리 후의 저항률을 측정한다. 또한, 산소 석출 핵형성 열처리 전의 공시 웨이퍼에 관해서 비교예 1과 동일한 그로운-인 결함밀도의 측정을 실시하였다. 결과를 표 4에 기재하였다.
| BMD형성열처리 | 잔존 산소 농도(x 1017개의 원자/cm3) | TD 형성열처리 | 저항률(Ωㆍcm) | 기판 형태 | BMD 밀도(x 10-6cm-2) |
| 없음 | - | 없음 | 747.3 | p | - |
| 있음 | 4.16~4.80 | 350℃/1h 열처리후 | 1050~1169 | p | 3.9~7.1 |
| 있음 | 4.16~4.80 | 400℃/1h 열처리후 | 924~1072 | p | 3.9~7.1 |
| 있음 | 4.16~4.80 | 450℃/1h 열처리후 | 917~1067 | p | 3.9~7.1 |
| 있음 | 4.16~4.80 | 500℃/1h 열처리후 | 1061-1193 | p | 3.9~7.1 |
잔존 산소 농도가 낮으며 서멀 도너의 형성에 따른 저항률의 저하가 경미한것에 추가하며, 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도가 3.9 내지 7.1x106개/cm2로서 많으며 충분한 게터링능이 확보된다. 또한, 그로운-인 결함의 밀도는 2.77x105개/cm3이었다. 그러나, 열처리 후의 각 공시 웨이퍼에 대해 RTA 장치를 사용하여 1150℃x30초로 강온(降溫) 레이트 70℃/sec의 열처리를 실시한 다음, ADE 9600(니혼ADE사제)에 의해 웨이퍼의 휘어진 양을 측정한 바, 평균 약 50㎛ 정도의 휘어짐이 발생하며, 기계적 강도가 약한 것이 확인되었다.
(비교예 5)
통상적인 육성 실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 100 내지 1500Ωcm로 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 14 내지 17x1017개의 원자/cm3의 8인치 p형 공시 웨이퍼에 대해 산소 외방 확산 열처리를 실시한 다음, 상기와 동일하게 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시하였다.
산소 외방 확산 열처리에서는 질소·산소 혼합가스 분위기(질소가스 100:산소가스 3의 유량비)에서 유지되며, 또한 900℃로 유지된 반응로 내에 웨이퍼를 삽입하여, 속도 5℃/분으로 1150℃까지 노 내부온도를 높이고 노 내부를 100% 질소가스 분위기로 전환하고, 1150℃에서 2.5시간 동안 유지하였다. 다음에, 900℃까지 4℃/분의 속도로 강온하여 웨이퍼를 인출하였다.
열처리 후, 적외선 흡광분석법에 의해 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 측정하였다. 또한, 비교예 1과 동일하게 웨이퍼 중에 존재하는 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도를 측정하는 동시에 산소 석출물(BMD)의 밀도 측정에서 선택 에칭후, 웨이퍼 벽개면을 광학현미경으로 관찰하여, 웨이퍼 표면에서 웨이퍼 깊이 방향으로 1점째의 에치 피트가 관찰되기까지의 거리를 DZ층의 층 두께로서 측정하였다. 또한, 산소 석출 핵형성 열처리 전의 공시 웨이퍼에 관해서 비교예 1과 동일한 그로운-인 결함밀도의 측정을 실시하였다. 결과를 표 5에 기재하였다.
잔존 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 7 내지 12x1017개의 원자/cm3로 낮으며 서멀 도너의 형성에 따른 저항률의 저하가 경미하다. 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도가 1.9 내지 7.1x106개/cm2로서 많으며 게터링능이 우수하다. 추가하여, 웨이퍼의 표층에 7㎛ 두께 이상의 DZ층이 형성되어 있으며 또한 산소 석출물(BMD)이 웨이퍼 표면을 돌파하지 않는 점으로부터 평가 에칭량을 가미하면 DZ층의 층 두께는 9㎛ 정도는 확보되어 있다고 추정된다. 단, 산소 외방 확산 열처리 후의 공시 웨이퍼에서의 슬립 전위의 발생 상황에 관해서 X선 토포그래피법에 의해 확인한 바, 산소 외방 확산 열처리시에 지지 부재에 의해 웨이퍼가 지지되는 위치에 대응하는 장소에서 길이 약 20mm 정도의 슬립 전위의 발생이 관찰되며, 기계적 강도가 대단히 약한 것이다. 그로운-인 결함의 밀도는 약 3x105개/cm3이다.
| 초기산소농도(x 1017개의 원자/cm3) | 잔존산소농도(x 1017개의 원자/cm3) | BMD 밀도(/cm2) | DZ층(㎛) | 산소석출핵형성처리시간 |
| 13.8 | 11.8 | 1.9e6 | 17 | 26시간 |
| 14.6 | 12.4 | 2.1e6 | 13 | 26시간 |
| 15.1 | 7.4 | 6.9e6 | 9 | 13시간 30분 |
| 11.7 | 2.4e6 | 15 | 7시간 15분 | |
| 15.7 | 7.1 | 7e6 | 8 | 13시간 30분 |
| 11 | 2.5e6 | 13 | 7시간 15분 | |
| 16.2 | 7.5 | 7.1e6 | 7 | 9시간 20분 |
| 11.2 | 2.6e6 | 9 | 6시간 | |
| 16.8 | 8.1 | 7e6 | 7 | 7시간 15분 |
| 11.6 | 2.9e6 | 10 | 5시간 10분 |
(비교예 6)
실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 100 내지 1300Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 13 내지 17x1017개의 원자/cm3의 범위에 있는 7수준(A 내지 G)의 8인치 p형 공시 웨이퍼를 준비한다. 각 웨이퍼에 대해 산소 외방 확산 열처리를 실시한 다음, 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시하였다. 산소 외방 확산 열처리는 비교예 5에서 노 내부 가스 분위기를 질소·산소 혼합가스 분위기(질소가스 100:산소가스 3의 유량비)로부터 수소가스 분위기 또는 아르곤 가스 분위기로 변경하는 것으로 하였다.
열처리 후, 적외선 흡광분석법에 의해 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 측정하며, 450℃x1시간의 서멀 도너 형성 열처리 후의 웨이퍼의 저항률을 측정하여, 산소 농도에 따른 저항률의 변화를 조사하였다. 또한, 비교예 1과 동일하게 열처리 후의 각 샘플 웨이퍼 중에 존재하는 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도를측정하는 동시에 산소 석출물(BMD)의 밀도 측정에서 선택 에칭한 다음, 웨이퍼 벽개면을 광학현미경으로 관찰하며, 웨이퍼 표면에서 웨이퍼 깊이 방향으로 1점째의 에치 피트가 관찰되기까지의 거리를 DZ층의 층 두께로서 측정하였다. 결과를 표 6에 기재하였다.
수소가스 분위기 중에서 산소 외방 확산 열처리를 실시한 공시 웨이퍼는 A, C, E이며, 아르곤 가스 분위기 중에서 산소 외방 확산 열처리를 실시한 공시 웨이퍼는 B, D, F, G이다. 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도는 1x106개/cm2이상으로 많으며 게터링능이 우수하다. 웨이퍼의 표층에 5㎛ 두께 이상의 DZ층이 형성되어 있으며 또한 산소 석출물(BMD)가 웨이퍼 표면을 돌파하지 않는 점으로부터 평가 에칭량을 가미하면 DZ층의 층 두께는 7㎛ 정도는 확보되어 있다고 추정된다. 단, 산소 외방 확산 열처리 후의 공시 웨이퍼에서의 슬립 전위의 발생 상황에 관해서 X선 토포그래피법에 의해 확인한 바, 산소 외방 확산 열처리시에 지지 부재에 의해 웨이퍼가 지지되는 위치에 대응하는 장소에서 길이 약 20mm 정도의 슬립 전위의 발생이 관찰되며, 기계적 강도가 대단히 약한 것이었다.
| 샘플 | 초기산소농도(x 1017개의원자/cm3) | 잔존산소농도(x 1017개의원자/cm3) | BMD 밀도(/cm2) | DZ층(㎛) | 산소석출핵형성처리시간 | 초기저항률(Ωㆍcm) | TD형성후저항률(Ωㆍcm) |
| A | 13.5 | 12.1 | 1e6 | 15 | 26시간 | 133 | 221 |
| B | 14.7 | 12.4 | 1.7e6 | 11 | 26시간 | 200 | 531 |
| C | 15.0 | 7.2 | 5.1e6 | 8 | 13시간30분 | 1003 | 1559 |
| D | 15.5 | 7.5 | 7.4e6 | 8 | 13시간30분 | 1314 | 3097 |
| E | 16.2 | 7.4 | 7.4e6 | 5 | 9시간20분 | 660 | 960 |
| F | 17.3 | 6.8 | 7.4e6 | 6 | 7시간15분 | 820 | 1160 |
| G | 11.1 | 4e6 | 8 | 4시간50분 | 786 | n형으로 반전 |
또한, 산소 농도에 따른 저항률의 변화를 조사한 결과에 따르면 n형-p형의 반전이 없으며 또한 저항률의 변화가 초기치의 10배를 초과하지 않는 산소 농도는 초기 저항률이 100Ωcm 이상 300Ωcm 미만의 경우에는 12x1017개의 원자/cm3이하, 300Ωcm 이상 200OΩcm 미만의 경우에는 7x1017개의 원자/cm3이하, 2000Ωcm 이상의 경우에는 5.8x1017개의 원자/cm3이하이다. 즉, 산소 석출 핵열처리에 의해 초기의 저항률에 대한 잔존 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 상기한 적정범위로 저하되어 있는 공시 웨이퍼 A 내지 F에서는 서멀 도너의 형성에 따른 저항률의 변화는 경미하지만, 공시 웨이퍼 G에서는 산소 석출 핵 열처리 시간이 짧은 점으로부터 초기 저항률에 대한 잔존 산소 농도가 높으며 서멀 도너 열처리 후에 n형으로의 반전이 보였다.
또한, 샘플 A, C, F의 각 3장에 대하여 산소 외방 확산 열처리 전후에 레이저 파티클 카운터에 의해 웨이퍼 표면 위의 0.12㎛ 크기 이상의 LPD의 개수를 조사한다. 결과를 표 7에 기재하였다. 열처리 후에는 최대 개수가 3개/웨이퍼(O.01개/cm2)이었다.
| 샘플 | 0.12㎛ 이상의 개수(개/웨이퍼) | |
| 열처리전 | 열처리후 | |
| A | 52 | 2 |
| C | 52 | 3 |
| F | 39 | 1 |
(실시예 1)
통상적인 육성 실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 750Ωcm, 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 11x1017개의 원자/cm3, 탄소 농도가 약 1x1016개의 원자/cm3의 8인치 p형 공시 웨이퍼에 대해 비교예 3과 동일한 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시하고, 잔존 산소 농도(ASTM F-121, 1979)를 약 4.5x1017개의 원자/cm3으로 하였다.
웨이퍼 중에 존재하는 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도를 측정한 바, 초기 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 15x1017개의 원자/cm3으로 잔존 산소 농도(ASTM F-121, 1979)를 약 4.5x1017개의 원자/cm3까지 내린 비교예 4와 거의 동일한 4.3 내지 6.2x106개/cm2가 확보되었다. 산소 석출 핵형성 열처리 전의 공시 웨이퍼에 관해서 비교예 1과 동일한 그로운-인 결함밀도의 측정을 실시한 바, 그로운-인 결함의 밀도는 3.2x105개/cm3이었다. 또한, 열처리 후의 각 공시 웨이퍼에 대해 RTA 장치를 사용하여 1150℃x30초에서 강온 레이트 70℃/sec의 열처리를 실시한 다음, ADE 9600(니혼ADE사제)에 의해 웨이퍼의 휘어진 양을 측정한 바, 휘어진 양은 평균 약 5㎛ 이하이고 기계적 강도가 우수하였다.
(실시예 2)
통상적인 육성 실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 750Ωcm, 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 15x1017개의 원자/cm3, 탄소 농도가 약 1x1016개의 원자/cm3의 8인치 p형 공시 웨이퍼에 대해 비교예 3과 동일한 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시하고, 잔존 산소 농도(ASTM F-121, 1979)를 약 4.5x1017개의 원자/cm3으로 하였다.
웨이퍼 중에 존재하는 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도를 측정한 바, 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 15x1017개의 원자/cm3으로 잔존 산소 농도(ASTM F-121, 1979)를 약 4.5x1017개의 원자/cm3까지 내린 비교예 4보다 각별히 많은 6.4 내지 7.7x 106개/cm2가 확인되었다. 산소 석출 핵형성 열처리 전의 공시 웨이퍼에 관해서 비교예 1과 동일한 그로운-인 결함밀도의 측정을 실시한 바, 그로운-인 결함의 밀도는 3.4x105개/cm3이었다. 또한, 열처리 후의 각 공시 웨이퍼에 대해 RTA 장치를 사용하여 1150℃x30초에서 강온 레이트 70℃/sec의 열처리를 실시한 다음, ADE 9600(니혼ADE사제)에 의해 웨이퍼의 휘어진 양을 측정한 바, 휘어진 양은 평균 약 5㎛ 이하이며 기계적 강도가 우수하였다.
(실시예 3)
실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하고, 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 110 내지 2500Ωcm, 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 14 내지 16.5x1017개의 원자/cm3, 탄소 농도가 O.5 내지 20x106개의 원자/cm3의 8인치 p형 공시 웨이퍼에 대해 비교예 5와 같은 산소 외방 확산 열처리, 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 하고, 잔존 산소 농도(ASTM F-121, 1979)를 4.5 내지 6x1017개의 원자/cm3까지 낮추었다.
열처리 후의 공시 웨이퍼에 실온에서 비커스 압흔(厭痕)을 도입한 다음, 900℃x30분의 열처리를 실시하고, 열처리 후에 압흔적으로부터 발생한 전위의 이동거리를 선택 에칭후에 광학현미경으로 측정하였다. 측정한 전위의 이동거리와 웨이퍼 중의 탄소 농도의 관계를 도 6에 도시하였다. 웨이퍼 중에 대형의 산소 석출물(BMD)이 고밀도로 존재함에도 불구하고, 탄소 농도의 증대에 따라 웨이퍼의 기계적 강도가 효과적으로 향상한다.
(실시예 4)
실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 500 내지 2500Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 15x1017개의 원자/cm3, 탄소 농도가 약 1 내지 2x1016개의 원자/cm3의 범위에 있는3수준의 8인치 p형 웨이퍼(Z1 내지 Z3)에 대해 산소 외방 확산 열처리를 실시한 다음, 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시하였다. 산소 외방 확산 열처리는 실시예 3에서 노 내부 가스 분위기를 질소·산소 혼합가스 분위기(질소가스 100:산소가스 3의 유량비)로부터 수소가스 분위기 또는 아르곤 가스 분위기로 변경하였다.
열처리 후, 적외선 흡광분석법에 의해 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 측정하며 450℃x1시간의 서멀 도너 형성 열처리를 실시한 다음, 저항률을 측정하여, 산소 농도에 따른 저항률의 변화를 조사하였다. 또한, 웨이퍼 중에 존재하는 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도를 측정하는 동시에 산소 석출물(BMD)의 밀도 측정에서 선택 에칭후, 웨이퍼 벽개면을 광학현미경으로 관찰하며, 웨이퍼 표면에서 웨이퍼 깊이 방향으로 1점째의 에치 피트가 관찰되기까지의 거리를 DZ층의 층 두께로서 측정하였다. 결과를 표 8에 기재하였다.
| 샘플 | 탄소농도(x 1016개의원자/cm3) | 초기산소농도(x 1017개의원자/cm3) | 잔존산소농도(x 1017개의원자/cm3) | BMD밀도(/cm2) | DZ층(㎛) | 산소석출핵형성처리시간 | 초기저항률(Ωㆍcm) | TD성형후저항률(Ωㆍcm) |
| Z1 | 1.0 | 15.2 | 4.6 | 6.6e6 | 10 | 16시간 | 2518 | 17000 |
| Z2 | 2.0 | 14.8 | 4.2 | 5.8e6 | 8 | 11시간 | 1232 | 1987 |
| Z3 | 1.1 | 15.1 | 2.8 | 7.2e6 | 8 | 51시간 | 521 | 725 |
Zl, Z2: 수소 어닐, Z3: Ar 어닐
수소가스 분위기 중에서 산소 외방 확산 열처리를 실시한 공시 웨이퍼는 Z1과 Z2이며, 아르곤 가스 분위기 중에서 산소 외방 확산 열처리를 실시한 공시 웨이퍼는 Z3이다. 어떤 웨이퍼도 잔존 산소 농도가 충분하게 감소되어 있는 점으로부터 서멀 도너의 형성에 따른 저항률의 저하는 경미하다. 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)의 밀도가 5x106개/cm2이상으로 많으며 게터링능이 우수하다. 웨이퍼의 표층에 8㎛ 두께 이상의 DZ층이 형성되어 있으며 또한 산소 석출물(BMD)이 웨이퍼 표면을 돌파하지 않으므로 평가 에칭량을 가미하면 적어도 DZ층의 층 두께는 10㎛ 정도는 확보되어 있다고 추정된다.
또한, 산소 외방 확산 열처리 후의 공시 웨이퍼에서 슬립 전위의 발생 상황에 관해서 X선 토포그래피법에 의해 확인한 바, 산소 외방 확산 열처리시에 지지 부재에 의해 웨이퍼가 지지되는 위치에 대응하는 장소에서 길이 2 내지 3mm 정도의 슬립 전위의 발생이 근소하게 관찰될 뿐이며, 이후에 1150℃의 온도에서 1시간의 추가 열처리를 실시해도 슬립 전위의 길이에 변화는 보이지 않으며 대단히 기계적 강도가 우수하였다.
또한, 전체 샘플 Z1 내지 Z3에 대하여 산소 외방 확산 열처리 전후에 레이저 파티클 카운터에 의해 웨이퍼 표면 위의 0.12㎛ 크기 이상의 LPD의 개수를 조사하였다. 결과를 표 9에 기재하였다. 열처리 후에는 최대 개수가 3개/웨이퍼(0.01개/cm2)이었다.
| 샘플 | 0.12㎛ 이상의 개수(개/웨이퍼) | |
| 열처리전 | 열처리후 | |
| Z1 | 59 | 3 |
| Z2 | 38 | 3 |
| Z3 | 49 | 1 |
(실시예 5)
실리콘 단결정 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 10O 내지 10OOΩcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 13 내지 17x1017개의 원자/cm3, 탄소 농도가 약 1 내지 2x1016개의 원자/cm3의 범위에 있는 6수준(H 내지 M)의 8인치 p형 웨이퍼에 대해 실시예 4와 동일한 산소 외방 확산 열처리를 실시한 다음, 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시하였다. 단, 산소 외방 확산 열처리는 처리온도·시간을 실시예 4에서 실시한 1150℃x2.5시간일 때와 산소 확산거리가 거의 동등하게 되도록 1100℃에서는 5시간 동안 유지하고 1200℃에서는 1시간 동안 유지하게 하였다.
열처리 후, 공시 웨이퍼를 2분할하여, 한쪽 샘플에 대해서 적외선 흡광분석법에 의해 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 측정하였다. 또한, 450℃x1시간의 서멀 도너 형성 열처리를 실시한 다음, 저항률을 측정하여, 산소 농도에 따른 저항률의 변화를 조사하였다. 다른 쪽의 샘플에서는 웨이퍼를 벽개하여 선택 에칭한 다음, 벽개 단면을 광학현미경으로 관찰하며, 웨이퍼 표면에서 웨이퍼 깊이 방향으로 1점째의 에치 피트가 관찰되기까지의 거리를 DZ층의 층 두께로서 측정하였다. 결과를 표 10에 기재하였다.
| 샘플 | 초기산소농도(x 1017개의원자/cm3) | 산소외방확산처리조건 | 잔존산소농도(x 1017개의원자/cm3) | DZ층(㎛) | 초기저항률(Ωㆍcm) | TD형성후저항률(Ωㆍcm) |
| H | 13.3 | 1100℃/5시간 | 12 | 6 | 108 | 213 |
| I | 1200℃/1시간 | 11.8 | 10 | 210 | 518 | |
| J | 15.2 | 1100℃/5시간 | 7.1 | 5 | 1032 | 1629 |
| K | 1200℃/1시간 | 7.3 | 7 | 939 | 1788 | |
| L | 16.7 | 1100℃/5시간 | 7.4 | 5 | 722 | 1088 |
| M | 1200℃/1시간 | 7 | 8 | 879 | 1276 |
수소가스 분위기 중에서 산소 외방 확산 열처리를 실시한 공시 웨이퍼는 H, I, L, M이며, 아르곤 가스 분위기 중에서 산소 외방 확산 열처리를 실시한 공시 웨이퍼는 J, K이다. 1100℃x5시간으로부터 1200℃x1시간까지 산소 확산조건을 변경해도 DZ층의 층 두께는 실시예 4와 동등하게 확보되며, 잔존 산소 농도도 거의 동일한 정도로 제어되며, 저항률의 변화도 동일한 정도로 억제할 수 있다.
또한, 실시예 4와 동일하게 공시 웨이퍼에서 슬립 전위의 발생 상황에 관해서 X선 토포그래피법에 의해 확인한 바, 1시간의 산소 외방 확산 열처리한 공시 웨이퍼 I, K, M에서는 슬립 전위의 발생은 관찰되지 않으며 5시간의 산소 외방 확산 열처리한 공시 웨이퍼 H, J, L에서는 실시예 4와 동일한 정도의 슬립 전위가 관찰될 뿐이었다.
샘플H, J, K, M의 각 4장에 대하여 산소 외방 확산 열처리 전후에 레이저 파티클 카운터에 의해 웨이퍼 표면 위의 0.12㎛ 크기 이상의 LPD의 개수를 조사하였다. 결과를 표 11에 기재하였다. 열처리 후에는 최대 개수가 4개/웨이퍼(O.01개/cm2)이었다.
| 샘플 | 0.12㎛ 이상의 개수(개/웨이퍼) | |
| 열처리전 | 열처리후 | |
| H | 47 | 4 |
| J | 58 | 1 |
| K | 62 | 2 |
| M | 51 | 1 |
(실시예 6)
그로운-인 결함의 밀도가 1x103개/cm3이하인 산소 석출 촉진영역 만으로 이루어진 COP 비함유 실리콘 단결정 인고트와, 동일하게 그로운-인 결함의 밀도가 1x103개/cm3이하인 산소 석출 촉진영역 및 산소 석출 억제영역의 2종류로 이루어진 COP 비함유 실리콘 단결정 인고트을 준비하였다. 이들 인고트로부터 절단 인출하여, 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 100 내지 900Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 14 내지 17x1017개의 원자/cm3의 범위에 있는 7수준(N 내지 T)의 6인치 p형 웨이퍼에 대하여 1150℃에서 2.5시간의 산소 외방 확산 열처리를 실시한 다음, 550 내지 850℃의 온도범위에서 5 내지 26시간의 산소 석출 핵형성 열처리를 실시하고, 다시 1000℃에서 16시간 동안의 산소 석출물 성장 열처리를 실시하였다. 열처리 조건에 관해서 더욱 상세하게 기재하면 하기와 같다.
산소 외방 확산처리에서는 온도 900℃로 유지된 반응로 내에 웨이퍼를 삽입한 다음, 승온속도 5℃/분으로 1150℃까지 노 내부온도를 상승시켰다. 이 동안의 가스 분위기는 질소·산소 혼합가스 분위기(질소가스 100:산소가스 3의 유량비)로하였다. 그리고 1150℃까지 승온한 다음, 가스 분위기를 100% 질소가스 분위기로 전환하였고, 2.5시간 동안 유지한 다음, 900℃까지 4℃/분의 냉각속도로 강온하여, 900℃에서 웨이퍼를 노 내부로부터 인출하였다. 산소 외방 확산처리에 계속되는 산소 석출 핵형성 열처리도 10O% 질소가스 분위기에서 실시하였다.
산소 석출 촉진영역은 산소가스 분위기에서 고온 장시간의 열처리를 실시하면 OSF가 발생하는 성질을 갖는 영역이다. 또한, 100% 질소가스 분위기에서 열처리를 실시하면 웨이퍼 표면에 질화물이 형성되며, 표면이 거칠어지는 문제가 걱정되는 영역이기도 하다. 이들 문제가 생기지 않도록 가스 분위기의 검토를 하여, 상기한 바와 같이 결정하였다.
열처리 후, 공시 웨이퍼를 2분할하여, 한쪽의 샘플에 관해서 적외선 흡광분석법에 의해 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 측정한 다음, 웨이퍼를 벽개하여 선택 에칭에 의해 벽개 단면을 2㎛ 에칭한 후, 광학현미경을 사용하는 상기한 방법에 따라 DZ층의 층 두께를 측정하였다. 또한, 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물의 밀도를 측정하였다. 다른 쪽의 샘플에 관해서는 450℃x1시간의 서멀 도너 형성 열처리를 실시한 다음, 저항률을 측정하여, 산소 농도에 따른 저항률의 변화를 조사하였다. 결과를 표 12에 기재하였다.
| 샘플 | 초기산소농도(x 1017개의원자/cm3) | 잔존산소농도(x 1017개의원자/cm3) | BMD 밀도(/cm2) | DZ층(㎛) | 산소석출핵형성처리시간 | 초기저항률(Ωㆍcm) | TD형성후저항률(Ωㆍcm) |
| N | 13.7 | 11.6 | 2.2e6 | 15 | 26시간 | 194 | 382 |
| O | 15.4 | 11.9 | 2.2e6 | 11 | 7시간15분 | 101 | 139 |
| P | 7.4 | 7.1e6 | 8 | 13시간30분 | 133 | 152 | |
| Q | 17.1 | 10.6 | 4.8e6 | 8 | 5시간10분 | 544 | n형으로 반전 |
| R | 7.1 | 7.4e6 | 5 | 7시간15분 | 583 | 621 | |
| S | 13.7 | 중심 11.6 | 2.2e6 | 15 | 26시간 | 194 | 382 |
| 외주 11.7 | 2.3e6 | 15 | 200 | 390 | |||
| T | 14.2 | 중심 7.1 | 6.6e6 | 9 | 15시간20분 | 868 | 1823 |
| 외주 11.2 | 1.8e6 | 10 | 912 | n형으로 반전 |
N 내지 S: 산소 석출 촉진영역 만으로 형성
T: 산소 석출 촉진영역과 산소 석출 억제영역의 2종류의 영역에서 형성
샘플 N 내지 S는 산소 석출 촉진영역 만으로 이루어진 COP 비함유 웨이퍼이다. 샘플 T는 산소 석출 촉진영역 및 산소 석출 억제영역의 2종류로 이루어진 COP 비함유 웨이퍼이며, 당해 웨이퍼 중심부는 산소 석출 촉진영역, 외주로부터 20mm의 주변부가 산소 석출 억제영역이다. 샘플 S 및 T 에 관해서는 잔존 산소 농도, 산소 석출물 밀도, DZ층 두께 및 저항률의 각 측정을 웨이퍼 중심부와 외주로부터 20mm의 주변부에서 실시하였다. 다른 샘플에서는 웨이퍼의 중심부 만으로 측정을 실시하였다.
어느 쪽의 샘플, 측정 장소에서도 웨이퍼의 표층에 5㎛ 두께 이상의 DZ층이 형성되어 있으며 또한 산소 석출물(BMD)이 웨이퍼 표면을 돌파하고 있지 않으므로 평가 에칭량을 가미하면 적어도 DZ층의 층 두께는 7㎛ 정도는 확보되어 있다고 추정된다. 잔존 산소 농도도 7 내지 12x1017개의 원자/cm3정도까지 감소시킬 수 있다.
또한, 형태가 반전되지 않으며 저항률의 변화가 초기치의 10배를 초과하지 않는 기판 산소 농도(산소 석출 처리후의 잔존 산소 농도도 포함한다)는 초기 저항률이 300Ωcm 이하에서는 약 12x1017개의 원자/cm3이하, 초기 저항률이 200OΩcm 미만에서는 약 8x1017개의 원자/cm3이하, 초기 저항률이 2000Ωcm 이상에서는 5.8x1017개의 원자/cm3이하이다.
웨이퍼 전체면이 산소 석출 촉진영역으로 이루어진 샘플 N 내지 S에 관해서는 웨이퍼면 내에서 균일하게 산소 석출물이 형성되어 있으며 저항률의 격차도 적지만, 산소 석출 촉진영역과 산소 석출 억제영역이 혼재하는 샘플 T에 관해서는 웨이퍼면 내에서 산소 석출물의 밀도에 차이가 생기며 저밀도인 산소 석출 억제영역(웨이퍼 주변부)에서의 서멀 도너 형성에 따른 저항률의 변화가 크며, 웨이퍼면 내 에서 균일한 저항률이 얻어지지 않았다.
상기한 실시예 5에서 아르곤 분위기에서 산소 외방 확산처리 만을 실시한 샘플 K와, 본 실시예에서 산소 외방 확산처리 만을 실시한 샘플 N에 관해서, 웨이퍼 표층에서 그로운-인 결함밀도를 미쓰이긴조쿠고교제 MO 601 결함 평가장치를 사용하여 측정하였다. 이러한 결함 평가장치는 웨이퍼 표면에서 수 ㎛ 내부에 존재하는 결함을 검출할 수 있다. 결과는 하기와 같다.
아르곤 분위기에서 산소 외방 확산처리 만을 실시한 샘플 K에서는 웨이퍼 표면의 결함밀도는 O.OO6cm-2인 데 대해 결함 평가장치로 측정한 수 ㎛ 내부에서의 결함밀도는 3.4cm-2이다. 이에 대해 본 실시예에서 산소 외방 확산처리 만을 실시한 샘플 N(COP 비함유)에서는 결함 평가장치로 측정한 수 ㎛ 내부에서의 결함밀도도 0.02cm-2로서 저위였다.
이로부터 알 수 있는 바와 같이 아르곤 분위기에서의 열처리에서는 웨이퍼 표층의 극히 표면에 가까운 부분에 존재하는 그로운-인 결함밖에 소멸·축소시킬 수 없다. 또한, 수소가스·아르곤 가스 분위기에서 고온 열처리를 실시하면 열처리 전의 웨이퍼 세정에 의해서 표면에 형성되어 있는 자연 산화막이 제거되어, 활성인 실리콘 표면이 노출되므로 열처리할 때의 환경에서 혼입되는 철 등의 중금속이나 붕소·인 등의 웨이퍼 저항률을 변화시키는 도펀트 불순물이 웨이퍼 내부로 혼입되는 것이 걱정된다. 따라서 보다 고품질화를 실현하는 데는 결정 육성시부터 그로운-인 결함을 감소시킨 COP 비함유 결정의 사용이 바람직하다.
(실시예 7)
그로운-인 결함의 밀도가 1x103개/cm3이하인 산소 석출 촉진영역 만으로 이루어진 COP 비함유 실리콘 단결정 인고트와, 동일하게 그로운-인 결함의 밀도가 1x103개/cm3이하인 산소 석출 촉진영역 및 산소 석출 억제영역의 2종류로 이루어진 COP 비함유 실리콘 단결정 인고트를 준비하였다. 이들 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 300 내지 900Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 약 13 내지 15x1017개의 원자/cm3의 범위에 있는 5수준(U 내지 Y)의 6인치 p형 웨이퍼에 대하여 하기의 고속 승강온 열처리(RTA 처리)를 실시하였다.
600℃로 유지된 노 내부로 웨이퍼를 투입한 다음, 50℃/초의 승온속도로 소정온도까지 가열하여, 소정시간 동안 유지한 다음, 33℃/초의 강온속도로 600℃까지 냉각하여, 노 내부에서 웨이퍼를 인출하였다. 각 웨이퍼에 대한 가열온도, 유지시간 및 분위기는 하기와 같다.
웨이퍼 U: 1280℃에서 1초 동안 처리(질소가스 분위기)
웨이퍼 V: 1220℃에서 30초 동안 처리(질소가스 분위기)
웨이퍼 W: 1220℃에서 30초 동안 처리(질소가스 분위기)
웨이퍼 X: 1280℃에서 1초 동안 처리(질소가스 분위기)
웨이퍼 Y: 1150℃에서 60초 동안 처리(암모니아+아르곤 혼합 분위기)
열처리 후, 공시 웨이퍼를 2분할하여, 한쪽의 샘플에 관해서 적외선 흡광분석법에 의해 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 측정한 다음, 웨이퍼를 벽개하여 선택 에칭에 의해 벽개면을 2㎛ 에칭한 후, 광학현미경을 사용하는 상기한 방법에 따라 DZ층의 층 두께를 측정하였다. 또한, 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물의 밀도를 측정하였다. 다른쪽의 샘플에 관해서는 450℃x1시간의 서멀 도너 형성 열처리를 실시한 다음, 저항률을 측정하여, 산소 농도에 따른 저항률의 변화를 조사하였다.결과를 표 13에 기재하였다.
샘플 U 내지 X는 산소 석출 촉진영역 및 산소 석출 억제영역의 2종류로 이루어진 COP 비함유 웨이퍼이며, 이러한 웨이퍼 중심부는 산소 석출 촉진영역, 외주로부터 20mm의 주변부가 산소 석출 억제영역이다. 또한 샘플 Y는 산소 석출 촉진영역 만으로 이루어진 C0P 비함유 웨이퍼이다. 잔존 산소 농도, 산소 석출물 밀도, DZ층 두께 및 저항률의 각 측정은 전체 샘플에서 웨이퍼의 중심부와 외주로부터 20mm의 주변부에서 실시하였다. 어떤 샘플에서도 웨이퍼면 내에서 균일한 산소 석출물이 형성되어 있으며 또한 저항률이 웨이퍼면 내에서 균일하다. 즉, RTA 처리에 의하면 산소 석출 촉진영역 및 산소 석출 억제영역이 혼재하는 COP 비함유 웨이퍼에서도 저항률이 웨이퍼면 내에서 균일화되는 것이다.
| 샘플 | 초기산소농도(x 1017개의원자/cm3) | 잔존산소농도(x 1017개의원자/cm3) | BMD 밀도(/cm2) | DZ층(㎛) | 산소석출핵형성처리시간 | 초기저항률(Ωㆍcm) | TD형성후저항률(Ωㆍcm) |
| U | 14.2 | 5.1 | 9e6 | 9 | 5시간 | 868 | 998 |
| 5.2 | 9.4e6 | 8 | 5시간 | 912 | 1222 | ||
| V | 14.2 | 6.4 | 8.2e6 | 9 | 5시간 | 868 | 1120 |
| 6.3 | 8.3e6 | 9 | 5시간 | 912 | 1213 | ||
| W | 14.2 | 6.9 | 7.8e6 | 9 | 5시간 | 868 | 1781 |
| 6.9 | 7.2e6 | 9 | 5시간 | 912 | 2215 | ||
| X | 13.0 | 11.3 | 1.2e6 | 16 | 10시간 | 280 | 540 |
| 11.2 | 1.6e6 | 16 | 10시간 | 280 | 550 | ||
| Y | 15.1 | 5.1 | 9.7e6 | 8 | 5시간 | 580 | 621 |
| 5.3 | 9.1e6 | 9 | 5시간 | 601 | 623 |
상단: 웨이퍼 중심부(산소 석출 촉진영역) 하단: 웨이퍼 외주로부터 20mm의 위치
(실시예 8)
그로운-인 결함의 밀도가 1x103개/cm3이하인 산소 석출 촉진영역 및 산소 석출 억제영역의 2종류로 이루어진 COP 비함유 실리콘 단결정 인고트을 준비하였다. 이러한 인고트로부터 절단 인출하여 650℃x30분의 산소 도너 소거 열처리를 실시한 저항률이 약 300 내지 900Ωcm이며 산소 농도(ASTM F-121, 1979)가 14x1017개의 원자/cm3, 탄소 농도가 O.8x1016개의 원자/cm3인 6인치의 p형 웨이퍼에 대하여 1220℃에서 30초(질소가스 분위기)의 고속 승강온 열처리(RTA 처리)를 실시하였다.
열처리 후, 실시예 6 및 7과 동일하게 잔존 산소 농도, 산소 석출물의 밀도, DZ층의 층 두께 및 저항률을 측정하였다. 각 측정은 웨이퍼의 중심부와 외주로부터 20mm의 주변부에서 실시하였다. 웨이퍼의 중심부는 산소 석출 촉진영역, 외주로부터 20mm의 주변부는 산소 석출 억제영역이다. 측정결과를 표 14에 기재하였다. 웨이퍼면 내에서 균일한 산소 석출물이 형성되어 있으며 또한 저항률이 웨이퍼면 내에서 균일하다.
| 초기산소농도(x 1017개의원자/cm3) | 잔존산소농도(x 1017개의원자/cm3) | BMD 밀도(/cm2) | DZ층(㎛) | 산소석출핵형성처리시간 | 초기저항률(Ωㆍcm) | TD형성후저항률(Ωㆍcm) |
| 14.0 | 5.0 | 9.1e6 | 9 | 5시간 | 586 | 685 |
| 5.2 | 9.4e6 | 8 | 592 | 712 |
상단: 웨이퍼 중심부(산소 석출 촉진영역) 하단: 웨이퍼 외주로부터 20mm의 위치
또한, 산소 외방 확산 열처리 후의 공시 웨이퍼에서 슬립 전위의 발생 상황에 관해서 X선 토포그래피법에 의해 확인한 바, 산소 외방 확산 열처리시에 지지 부재에 의해 웨이퍼가 지지되는 위치에 대응하는 장소에서 0.5mm 정도의 지지 흔적이 근소하게 관찰되는 정도이다. 이러한 점으로부터 그로운-인 결함의 밀도가 1x103개/cm3이하인 COP 비함유 웨이퍼에서도 탄소 도프가 기계적 강도의 개선에 효과적인 것을 알았다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명자등은 초기 기판으로서 범용의 고산소 실리콘 웨이퍼의 사용이 불가결하다고 판단하여, 당해 고산소 실리콘 웨이퍼로 문제로 되는 산소 서멀 도너의 발생을 억제하는 방법에 관해서 검토했다. 그 결과, 산소 석출물(BMD)의 총 석출량, 구체적으로는 산소 석출물(BMD)의 석출 밀도와 함께 개개의 산소 석출물(BMD)의 크기가 중요한 것이 판명됐다.
또한, 충분한 총량의 산소 석출물(BMD)을 석출시킬 때에 문제로 되는 강도 저하에 대하여는 탄소 도프가 또한, COP 비함유화를 위한 아르곤 어닐이나 수소 어닐에 따르는 저항률 변화에 대하여는 결정 육성단계에서 COP를 배제한 COP 비함유 결정의 사용이 각각 효과적이라는 결론에 도달했다. 탄소의 첨가는 산소 석출물(BMD)의 형성을 촉진하는 효과도 있으며 초기 기판에서 산소 농도를 감소시킬 수 있는 작용도 나타낸다.
본 발명의 제1 고저항 실리콘 웨이퍼는 10OΩcm 이상의 저항률을 갖는 고저항 실리콘 웨이퍼이며, 웨이퍼 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 1x104개/cm2이상의 밀도로 형성되며, 웨이퍼 중의 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하이며, 탄소 농도가 0.5x1016개의 원자/cm3이상인 것이다.
본 발명의 제2 고저항 실리콘 웨이퍼는 100Ωcm 이상의 저항률을 갖는 고저항 실리콘 웨이퍼이며, 세코에칭에 의해 검출되는 그로운-인 결함의 밀도가 1x103cm-3이하이며, 웨이퍼 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 1x104개/cm2이상의 밀도로 형성되며, 웨이퍼 중의 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하인 것이다.
어느 고저항 실리콘 웨이퍼에서도 웨이퍼 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 1x104개/cm2이상의 밀도로 형성됨으로써 게터링능이 우수하다. 초기 기판으로서 범용의 고산소 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있으므로 제조원가를 감소할 수 있다. 웨이퍼 중의 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제한됨으로써 디바이스 생산자 측에서 실시되는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생을 억제할 수 있다.
웨이퍼 내부에 존재하는 산소 석출물(BMD)의 밀도가 1x104개/cm2이상의 고밀도라도 크기가 0.2㎛ 미만이면 소기의 효과가 얻어지지 않는다. 크기가 0.2㎛ 이상의 대형의 산소 석출물(BMD)에 착안하여, 이러한 대형 석출물을 1x104개/cm2이상의 고밀도로 형성하는 것에 본 발명의 의의가 있다. 이러한 대형 석출물의 밀도가 1x104개/cm2미만이면 소기의 효과가 얻어지지 않는다. 특히 바람직한 밀도는 1x105개/cm2이상이다. 이러한 밀도의 상한에 관해서는 지나치게 고밀도이면 현저한 기계적 강도의 저하에 기인하여 웨이퍼가 변형되며 평탄도가 저하된다. 이러한 관점에서 1x107개/cm2이하가 바람직하다.
웨이퍼 중의 잔존 산소 농도에 관해서는 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 초과이면 디바이스 생산자 측에서 실시되는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생이 충분하게 억제되지 않는다. 유효한 산소 농도는 엄밀하게는 웨이퍼의 저항률에 의해 시프트한다. 저항률이 100Ωcm 이상 300Ωcm 미만의 산소 농도는 12x1017개의 원자/cm3이하이지만, 300Ωcm 이상 200OΩcm 미만의 산소 농도는 7x1017개의 원자/cm3이하가 바람직하며 2000Ωcm 이상의 경우의 산소 농도는 5.8x1017개의 원자/cm3이하가 바람직하다. 산소 농도의 하한에 관해서는 잔류 산소 농도의 극단적인 저하는 기술적으로 어려운 이외에 산소 석출물(BMD)의 증가를 수반한다. 이러한 증가는 상기한 바와 같이 웨이퍼의 변형의 원인으로 된다. 따라서, 4x1017개의 원자/cm3이상이 바람직하다.
이에 추가하여, 본 발명의 제1 고저항 실리콘 웨이퍼에서는 웨이퍼 중의 탄소 농도를 O.5x1016개의 원자/cm3이상에서 관리함으로써 산소 석출물(BMD)의 다량 형성에 따르는 웨이퍼 강도의 저하가 억제된다. 또한, 탄소의 첨가는 산소 석출물(BMD)의 형성을 촉진하는 효과도 있다. 특히 바람직한 탄소 농도는 1x1016개의 원자/cm3이상이다. 탄소 농도의 상한에 관해서는 실리콘 중의 탄소의 고용도(固溶度)인 4x1017개의 원자/cm3까지 할 수 있지만, 지나치게 많은 첨가는 결정 육성할 때에 유전위(有轉位)화를 촉진한다. 따라서, 실제 조업상에는 1x1017개의 원자/cm3이하가 바람직하다.
한편, 본 발명의 제2 고저항 실리콘 웨이퍼에서는 세코에칭에 의해 검출되는 그로운-인 결함의 밀도를 1x103cm-3이하로 제한한 COP 비함유 결정이 사용됨으로써 COP 비함유화를 위한 아르곤 어닐이나 수소 어닐이 불필요해지며 이들 어닐에 따르는 저항률 변화가 회피된다.
또한, 본 발명의 제1 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법은 저항률이 10OΩcm 이상이며 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상이며, 탄소 농도가 0.5/1016개의 원자/cm3이상인 초기 실리콘 웨이퍼를 사용하며, 여기에 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시함으로써 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제어하는 것이다.
본 발명의 제2 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법은 저항률이 100Ωcm 이상이고 산소 농도가 14x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상이며, 또한 세코에칭에 의해 검출되는 그로운-인 결함의 밀도가 1x103cm-3이하인 초기 실리콘 웨이퍼를 사용하며, 여기에 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시함으로써 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제어하는 것이다.
본 발명의 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법에서는 산소 농도가 14x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상이고, 탄소 도프의 경우에는 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상인 고산소 고저항 실리콘 웨이퍼가 초기 기판으로서 사용됨으로써 제조원가가 감소된다. 초기 산소 농도가 높은 것에 추가하여, 열처리 후의 잔존 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 낮으며 또한 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리의 2단 열처리가 실시됨으로써 대형의 산소 석출물(BMD)이 고밀도로 형성된다. 구체적으로는 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)을 1x104개/cm2이상의 고밀도로 형성할 수 있다. 이에 따라, 게터링능이 우수한 고저항 실리콘 웨이퍼가 제조된다. 잔존 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제한됨으로써 디바이스 생산자 측에서 실시되는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생이 억제된다.
산소 석출물(BMD), 특히 웨이퍼 표층부에 존재하는 산소 석출물(BMD)은 디바이스 형성공정에서 유해한 결함으로 되며, 디바이스 특성을 악화시키는 원인이 된다. 이 문제에 대하여는 산소 석출물(BMD)을 석출시키기 전에 산소 외방 확산 열처리를 실시하여, 산소 석출물(BMD)의 석출 성장을 저지함으로써 웨이퍼의 표층부에 DZ(Denuded Zone)층을 형성하는 것이 효과적이다. 또한, COP 비함유 결정을 사용하지 않는 경우에는 디바이스 특성 향상의 점에서 결정 성장과정에서 생기는 COP, 전위 클러스터 등의 그로운-인 결함을 웨이퍼 표층부에서 배제하는 것도 중요하며 이에 대하여는 산소 외방 확산 열처리에서 분위기 선택이 효과적이다.
초기 기판에 대한 탄소 도프는 산소 석출물(BMD)의 형성을 촉진하는 작용도 갖는다. 이 작용을 위해 탄소 도프를 실시하는 경우에는 초기 기판에서 산소 농도의 하한을 12x1017개의 원자/cm3까지 인하해도 충분한 총량의 산소 석출물(BMD)이 확보된다. 특히 바람직한 탄소 농도는 1x1016개의 원자/cm3이상이다. 탄소 농도의 상한에 관해서는 실리콘 중의 탄소의 고용도인 4x1017개의 원자/cm3까지 할 수 있지만, 지나치게 많은 첨가는 결정 육성때에 유전위화를 촉진한다. 따라서 실제 조업에서는 1x1017개의 원자/cm3이하가 바람직하다.
디바이스 형성공정에서 산소 석출물(BMD)이 결함부가 되는 사태에 대하여는 웨이퍼 표면에서 5㎛ 이상의 깊이에 걸쳐 DZ(무결함)층을 형성하는 것이 바람직하다. 여기서 DZ층은 건조 산소 분위기 중에서 1000℃x16시간의 열처리 후, 웨이퍼를 벽개(劈開)하여, 선택 에칭액[HF:HNO3:CrO3:Cu(NO3)2:H2O:CH3COOH= 1200cc:600cc:250g:40g:1700cc:1200cc]으로 웨이퍼 벽개면을 2㎛ 에칭하며, 광학현미경으로 웨이퍼 표면에서 웨이퍼 깊이방향으로 1점째의 에치 피트가 관찰되기까지의 거리로 규정한다.
이러한 DZ층을 웨이퍼 표층부에 형성하는 방법으로서는 산소 석출 핵형성 열처리 전에 웨이퍼에 1100 내지 1250℃의 온도범위에서 1 내지 5시간의 산소 외방 확산 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 산소 외방 확산 열처리에 의해 웨이퍼 표층부가 저산소화하여, 산소 석출물(BMD)의 형성 성장이 저지됨으로써 DZ층이 형성된다.
산소 외방 확산 열처리는 질소 함유 가스 분위기에서 실시할 수 있다. 또한, 수소가스 분위기 또는 아르곤 가스 분위기, 또는 이들의 혼합가스 분위기에서 실시할 수 있다. 예를 들면, p형 웨이퍼의 경우, 수소가스 분위기에서 실시하는 것으로 웨이퍼 표층부의 붕소가 외방으로 확산하여 농도 저하가 일어나며 고저항화가 추진된다. 또한, COP라고 호칭되는 결정 육성시에 형성되는 그로운-인 결함이 용체화되며, 웨이퍼 표층부에서는 크기의 축소화, 또한 소멸이 가능해지며 산소 석출물(BMD)의 부재와 더불어 웨이퍼 품질을 향상시킬 수 있다. 한편, 아르곤 가스 분위기에서 실시함으로써 수소가스 분위기의 경우와 동일하게 그로운-인 결함이 소멸된다. 그 반면, 열처리를 실시하는 환경에 따라서는 외부에서 붕소가 안쪽으로확산하여, 웨이퍼 표층부에서 농도가 높아지며, 저항률을 낮추는 것이 염려된다. COP 비함유 결정을 사용하는 경우에는 이들의 수소 어닐이나 아르곤 어닐이 불필요해지는 것은 상기한 바와 같다. 즉, COP 비함유 결정을 사용하는 경우의 산소 외방 확산 열처리는 질소 함유 가스 분위기가 바람직하다.
산소 외방 확산 열처리에 관해서는 상기한 고온 장시간의 열처리를 대신하여 급속 승강온(昇降溫) 열처리(RTA: Rapid Thermal Anneal)를 실시할 수 있다. 램프 어닐이라고 호칭되는 이러한 RTA 처리는 대단히 단시간에 웨이퍼 표층부의 산소를 외방으로 확산시킬 수 있다. 또한, 이러한 RTA 처리를 고온의 질소가스 함유 분위기에서 실시하는 것으로 웨이퍼 내부에 과잉의 빈 구멍이 충분하게 주입되는 점으로부터 이후의 산소 석출 핵형성 열처리에서 웨이퍼 내부에서의 산소 석출 핵형성을 촉진시키는 효과가 있다. 또한, 사용되는 웨이퍼의 초기 산소 농도가 대단히 높은 경우에는 이러한 RTA 처리를 실시할 뿐으로 웨이퍼 내부에서의 산소 석출 핵형성도 실시되는 점으로부터 이후의 저온의 산소 석출 핵형성 열처리를 생략할 수 있다. 또한, 하기한 바와 같이 이러한 RTA 처리는 COP 비함유 결정을 사용하는 경우에 특히 효과적이다.
즉, COP 비함유 결정의 속에는 빈 구멍이 우세한 영역과 격자간 실리콘이 우세한 영역이 혼재한 웨이퍼(예: OSF 링이 면내에 발생한 웨이퍼 등)도 있으며 이러한 결정영역이 혼재하는 웨이퍼를 사용하는 경우, 웨이퍼의 직경방향에서 BMD의 석출밀도에 격차가 생기며 면내에서 균일한 게터링능이 발휘되지 않는다. 그런데, 고온으로 RTA 처리를 실시하면 웨이퍼 표면에서 빈 구멍이 충분하게 주입되므로 직경방향의 빈 구멍농도가 균일화되며, 직경방향의 BMD 석출량이 균일화되는 작용이 있다. 추가하여 승강온 속도가 빠른 것에 따른 애즈 그로운(as grown)에서 존재하는 크기의 작은 산소 석출 핵의 소멸작용이 있는 점으로부터 이후에 형성되는 산소 석출물의 크기가 균일화되는 효과도 있다. 그리고, 고온 RTA 처리에 의한 산소 외방 확산효과에 의해 웨이퍼 표층부에 DZ층이 확보된다.
또한, 웨이퍼 전체면이 동일 결정영역으로 이루어진 COP 비함유 결정(예: OSF 링이 닫힌 산소 석출 촉진영역 만으로 이루어진 웨이퍼)를 사용하는 경우에는 RTA 처리를 사용하지 않아도 산소 외방 확산 열처리(질소가스 함유 분위기)를 실시함으로써 웨이퍼 직경방향의 BMD의 균일화를 달성할 수 있다.
즉, COP 비함유 결정이 결정영역 혼재형의 경우에는 산소 외방 확산 열처리로서 RTA 처리가 적절하며, 동일 결정 영역형의 경우에는 RTA 처리라도 통상적인 산소 외방 확산 열처리(질소가스 함유 분위기)일 수 있다.
RTA 처리의 조건은 1150 내지 1300℃x1 내지 60초가 바람직하다. 왜냐하면 1150℃보다 낮은 온도에서는 웨이퍼 표층부에 충분한 DZ층 두께를 확보할 수 없다. 또한, 웨이퍼 내부에 충분한 빈 구멍이 주입되지 않으며 산소 석출 핵의 형성 촉진효과가 얻어지지 않는다. 한편, 1300℃를 초과하는 온도에서는 열처리할 때에 웨이퍼에 슬립 전위가 발생하며 디바이스 특성에 지장을 초래하는 것으로 된다. 열처리 시간으로서는 상기한 온도범위에서 60초 이하의 가열로 충분한 DZ층의 확보와, 산소 석출 핵형성에 필요한 빈 구멍량을 충분하게 주입할 수 있다. 열처리 분위기는 빈 구멍 주입작용이 큰 질소 분위기를 기본으로 하여, 질소가스 또는 암모니아 가스에 소량의 산소가스 또는 불활성 가스(Ar 가스 등)을 혼합시킬 수 있다.
산소 석출 핵형성 열처리로서는 500 내지 900℃의 온도에서 5시간 이상의 저온 열처리가 바람직하며 분위기는 질소, 산소, 수소, 아르곤, 또는 이들의 혼합가스 분위기의 어떤 것이라도 양호하며 특별히 한정하는 것은 아니다. 열처리 온도가 500℃ 미만의 경우에는 산소의 과포화도가 높지만 산소의 확산속도가 느리고, 산소 석출 핵형성을 일으키는 데는 장시간을 요하며, 공업 생산성을 생각하면 대응이 곤란해진다. 900℃ 초과의 경우에는 산소의 확산속도는 증가하지만, 과포화도가 낮으며 충분한 산소 석출 핵밀도를 실현하는 것이 곤란해진다. 또한, 열처리 시간은 열처리 온도, 기판 산소와 관계하며, 산소 농도가 17x1017개의 원자/cm3이상에서 대단히 높은 경우라도 5시간 미만의 경우에는 충분한 산소 석출 핵밀도를 실현하는 것이 곤란하다. 특히 바람직한 산소 석출 핵형성 열처리 온도는 700 내지 900℃이다. 이것은 650℃에서 30분의 서멀 도너 소거 열처리를 실시해도 다시 650℃ 근방의 온도역에 장시간 체재하면 뉴도너가 형성되어, 저항률의 변화를 발생시키는 것이 본 발명자등에 의한 조사로부터 판명된 것에 따른다. 이러한 뉴도너의 형성은 저항률이 500Ωcm 이상의 웨이퍼에서 현저하다. 따라서, 700 내지 900℃의 산소 석출 핵형성 열처리는 500Ωcm 이상의 웨이퍼에 특히 효과적이다.
산소 석출 핵형성 열처리에 계속되는 산소 석출물 성장 열처리로서는 950 내지 1050℃의 온도에서 10시간 이상의 중온 열처리가 바람직하다. 열처리 온도가 950℃ 미만의 경우에는 500 내지 900℃의 온도범위의 산소 석출 핵형성 열처리로형성한 산소 석출 핵 크기와 950℃ 미만에서 성장하는 핵크기의 차이가 작으며 기판 산소 농도의 감소 및 게터링에 필요한 크기의 산소 석출물로서 성장하는 것이 곤란해진다. 1050℃ 초과의 경우에는 500 내지 900℃의 온도범위의 산소 석출 핵형성 열처리로 형성한 산소 석출 핵크기와, 950℃ 미만에서 성장하는 핵크기의 차이가 크며 만들어 넣은 산소 석출 핵이 소멸하여, 밀도가 저하된다. 열처리 시간이 10시간 미만의 경우에는 기판 산소 농도의 감소 및 게터링에 필요한 크기의 산소 석출물까지 성장하는 것이 곤란해진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 고저항 실리콘 웨이퍼는 웨이퍼 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 1x104개/cm2이상의 밀도로 형성됨으로써 게터링능이 우수하다. 초기 기판으로서 범용의 고산소 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있으므로 제조원가를 감소할 수 있다. 웨이퍼 중의 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제한됨으로써 디바이스 생산자 측에서 실시되는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생을 억제할 수 있다.
여기에 추가하여, 웨이퍼 중의 탄소 농도를 0.5x1016개의 원자/cm3이상으로 관리함으로써 산소 석출물(BMD)의 다량 형성에 따르는 웨이퍼 강도의 저하를 억제할 수 있다. 산소 석출물(BMD)의 형성을 촉진할 수 있는 것에 의해 초기 기판중의산소 농도의 하한을 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979)까지 인하할 수 있다.
또한, 세코에칭에 의해 검출되는 그로운-인 결함의 밀도가 1x103cm-3이하인 COP 비함유 결정을 사용함으로써 COP 비함유화를 위한 아르곤 어닐이나 수소 어닐에 따르는 저항 변화를 회피할 수 있다.
본 발명의 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법은 산소 농도가 14x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상의 고산소 고저항 실리콘 웨이퍼를 초기 기판으로서 사용함으로써 제조원가를 감소할 수 있다. 초기 산소 농도가 높은 것에 추가하여, 열처리 후의 잔존 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 낮으며 또한 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리의 2단 열처리가 실시됨으로써 대형의 산소 석출물(BMD)을 고밀도로 형성할 수 있다. 구체적으로는, 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)을 1x104개/cm2이상의 고밀도로 형성할 수 있다. 이에 따라, 게터링능이 우수한 고저항 실리콘 웨이퍼를 제조할 수 있다. 그리고, 잔존 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제한됨으로써 디바이스 생산자 측에서 실시되는 회로 형성용 열처리에서 산소 서멀 도너의 발생을 억제할 수 있다.
여기에 추가하여 웨이퍼 중의 탄소 농도를 0.5x1016개의 원자/cm3이상으로 관리함으로써 산소 석출물(BMD)의 다량 형성에 따르는 웨이퍼 강도의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 산소 석출물(BMD)의 형성을 촉진할 수 있는 것에 따라 초기 기판중의 산소 농도의 하한을 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979)까지 인하할 수 있다.
또한, 세코에칭에 의해 검출되는 그로운-인 결함의 밀도가 1x103cm-3이하인 COP 비함유 결정을 사용함으로써 COP 비함유화를 위한 아르곤 어닐이나 수소 어닐에 따르는 저항 변화를 회피할 수 있다.
Claims (17)
10OΩcm 이상의 저항률을 갖는 고저항 실리콘 웨이퍼이며, 웨이퍼 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 1x104개/cm2이상의 밀도로 형성되며, 웨이퍼 중의 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하이며, 탄소 농도가 0.5x1016개의 원자/cm3이상인 고저항 실리콘 웨이퍼.
제1항에 있어서, 웨이퍼 표면 위에서 관찰되는 0.12㎛ 크기 이상의 LPD(Light Point Defect) 밀도가 0.2개/cm2이하로 제어된 고저항 실리콘 웨이퍼.
100Ωcm 이상의 저항률을 갖는 고저항 실리콘 웨이퍼이며, 세코에칭에 의해 검출되는 그로운-인(grown-in) 결함의 밀도가 1x103cm-3이하이며, 웨이퍼 내부에 0.2㎛ 크기 이상의 산소 석출물(BMD)이 1x104개/cm2이상의 밀도로 형성되며, 웨이퍼 중의 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하인 고저항 실리콘 웨이퍼.
제3항에 있어서, 웨이퍼 중의 탄소 농도가 0.5x1016개의 원자/cm3이상인 고저항 실리콘 웨이퍼.
제1항 또는 제3항에 있어서, 웨이퍼 표면에서 5㎛ 이상의 깊이에 걸쳐 DZ(Denuded Zone)층이 형성된 고저항 실리콘 웨이퍼.
제1항 또는 제3항에 있어서, 저항률이 100Ωcm 이상 300Ωcm 미만, 300Ωcm 이상 2000Ωcm 미만, 2000Ωcm 이상의 각 범위에 있는 웨이퍼 중의 산소 농도(ASTM F-121, 1979)의 값이 각각 12x1017개의 원자/cm3이하, 7x1017개의 원자/cm3이하, 5.8x1017개의 원자/cm3이하의 범위로 제어된 고저항 실리콘 웨이퍼.
저항률이 100Ωcm 이상이며 산소 농도가 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이상이며, 탄소 농도가 0.5x1016개의 원자/cm3이상인 초기 실리콘 웨이퍼를 사용하고, 여기에 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시함으로써 상기 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
저항률이 100Ωcm 이상이며 산소 농도가 14x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121,1979) 이상이며, 또한 세코에칭에 의해 검출된 그로운-인 결함의 밀도가 1x103cm-3이하인 초기 실리콘 웨이퍼를 사용하여, 여기에 산소 석출 핵형성 열처리 및 산소 석출물 성장 열처리를 실시함으로써 상기 웨이퍼 중의 잔존 산소 농도를 12x1017개의 원자/cm3(ASTM F-121, 1979) 이하로 제어하는 특징으로 하는 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 산소 석출 핵형성 열처리가 500 내지 900℃의 온도에서 5시간 이상의 저온 열처리인 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제9항에 있어서, 저온 열처리의 조건이 700 내지 900℃x5시간 이상인 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 산소 석출물 성장 열처리가 950 내지 1050℃의 온도에서 10시간 이상의 고온 열처리인 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 산소 석출 핵형성 열처리 전에 웨이퍼에 1100 내지 1250℃의 온도범위에서 1 내지 5시간의 산소 외방 확산 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제12항에 있어서, 산소 외방 확산 열처리를 질소 함유 가스 분위기에서 실시하는 것을 특징으로 하는 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제12항에 있어서, 산소 외방 확산 열처리를 수소가스 또는 아르곤 가스 또는 이들의 혼합가스 분위기에서 실시하는 것을 특징으로 하는 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 산소 석출 핵형성 열처리 전에 웨이퍼에 급속 승강온 열처리를 하는 것을 특징으로 하는 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제15항에 있어서, 급속 승강온 열처리의 조건이 질소 함유 분위기 중에서 1150 내지 1300℃x1 내지 60초인 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
제8항에 있어서, 초기 실리콘 웨이퍼 중의 탄소 농도가 0.5x1016개의 원자/cm3이상인 고저항 실리콘 웨이퍼의 제조방법.
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