JPH03184345A - Silicon wafer and manufacture thereof - Google Patents
Silicon wafer and manufacture thereofInfo
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- JPH03184345A JPH03184345A JP32138289A JP32138289A JPH03184345A JP H03184345 A JPH03184345 A JP H03184345A JP 32138289 A JP32138289 A JP 32138289A JP 32138289 A JP32138289 A JP 32138289A JP H03184345 A JPH03184345 A JP H03184345A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分1]]
本発叩は、安定した酸素析出性を有するとともに、表面
欠陥による不良の発生しにくいシリコンウェハおよびそ
の製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application 1] The present invention relates to a silicon wafer that has stable oxygen precipitation properties and is less likely to be defective due to surface defects, and a method for manufacturing the same.
[従来の技術]
従来、ICやLSIなどのデバイス製造用シリコン単結
晶の育成に関して種々の方法が知られている。なかでも
、石英坩堝中のシリコン融液に付けた種結晶を引上げる
ことにより単結晶棒を成長させるチョクラルスキー法(
以下C2法と称する。[Prior Art] Various methods have been known for growing silicon single crystals for manufacturing devices such as ICs and LSIs. Among them, the Czochralski method (which grows a single crystal rod by pulling up a seed crystal attached to a silicon melt in a quartz crucible)
Hereinafter, this will be referred to as the C2 method.
)は、同法で製造されたシリコンウェハが繰返し熱処理
を受けても反り難い、イントリンシック・ゲッタリング
作用があるためにデバイス製造プロセスからの重金属汚
染に対して抵抗力があるなどの理由により工業的に広く
利用されている。CZ法によって得られた・シリコンウ
ェハにおける上記のような長所は、いずれも結晶中に含
まれる酸素に起因している。しかしながら、−この酸素
は一方で、熱処理誘起結晶欠陥の原因となる。結晶欠陥
がデバイスの能動領域に現われるとデバイス特性が著し
く劣化してしまう。) has become industrially popular due to the fact that silicon wafers manufactured using this method do not warp easily even after repeated heat treatments, and are resistant to heavy metal contamination from the device manufacturing process due to their intrinsic gettering effect. It is widely used. The above-mentioned advantages of the silicon wafer obtained by the CZ method are all due to the oxygen contained in the crystal. However, - this oxygen, on the other hand, causes heat treatment-induced crystal defects. When crystal defects appear in the active region of a device, device characteristics are significantly degraded.
酸素の析出については詳しく検討がなされており、60
0〜700℃の温度で析出の核が形成されることが知ら
れている。単結晶製造工程において結晶を引上げていく
途中で結晶の自然冷却によって600〜700℃の温度
域を通り、ここで析出物の核が形成され、これがデバイ
ス製造工程中の析出物の成長の大きな要因となっている
が、このようにして引上げられた単結晶の柿結品側では
冷却される時間が長いので、析出核は多く発生するが、
ボトム側では冷却時間が短く析出核が少ないというよう
に、単結晶体製造時の熱履歴差によって、この単結晶体
の各部位より作製されるシリコンウェハにおける酸素析
出性が大きく変動してしまうものであった。The precipitation of oxygen has been studied in detail, and 60
It is known that precipitation nuclei are formed at temperatures between 0 and 700°C. During the single crystal manufacturing process, as the crystal is pulled up, it passes through a temperature range of 600 to 700°C due to natural cooling of the crystal, where precipitate nuclei are formed, and this is a major factor in the growth of precipitates during the device manufacturing process. However, since the persimmon crystal side of the single crystal pulled in this way takes a long time to cool down, many precipitation nuclei are generated.
Oxygen precipitability in silicon wafers produced from each part of the single crystal varies greatly due to differences in thermal history during the production of the single crystal, such as shorter cooling time and fewer precipitation nuclei on the bottom side. Met.
[発明が解決しようとする課題]
ところで、シリコン単結晶中に在住する炭素原子が格子
間の酸素の析出を促進することが知られている(例えば
、超LSI技術 7 プロセスの基礎 半導体研究20
、工業調査会発行、第225頁〜第229頁)。[Problem to be solved by the invention] By the way, it is known that carbon atoms residing in a silicon single crystal promote the precipitation of interstitial oxygen (for example, VLSI technology 7 Process basics Semiconductor research 20
, published by Kogyo Kenkyukai, pp. 225-229).
従って、所定濃度の炭素を含有させてシリコン単結晶を
作製すれば、このような炭素原子が格子間の酸素の析出
を促進して容易に析出核を形成するために、シリコン単
結晶の熱履歴差ないしシリコン単結晶中の酸素濃度の多
少の変動に左右されることなく、シリコン単結晶体中に
おける酸素析出性を安定化させることができると考えら
れる。Therefore, if a silicon single crystal is prepared by containing carbon at a predetermined concentration, such carbon atoms promote the precipitation of interstitial oxygen and easily form precipitation nuclei, so that the thermal history of the silicon single crystal increases. It is considered that the oxygen precipitability in the silicon single crystal can be stabilized without being affected by differences or slight fluctuations in the oxygen concentration in the silicon single crystal.
しかしながら、このように所定濃度の炭素を含有させて
成長させたシリコン単結晶から作製されたウェハにおい
ては、ウェハ内部のみならず表層部においても当然に多
数の酸素析出核が形成されていることとなる。このため
、デバイス製造工程における熱処理においてこの析出核
を中心としてさらに酸素が析出し、表層部にも結局欠陥
が形成される虞れが高く、デバイス不良をもたらすもの
と考えられる。However, in a wafer made from a silicon single crystal grown with carbon at a predetermined concentration, a large number of oxygen precipitation nuclei are naturally formed not only inside the wafer but also in the surface layer. Become. Therefore, during heat treatment in the device manufacturing process, oxygen is further precipitated around these precipitation nuclei, and there is a high possibility that defects will eventually be formed in the surface layer, resulting in device failure.
従って本発明は、安定した酸素析出性を有するとともに
、表面欠陥による不良の発生しにくいシリコンウェハお
よびその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a silicon wafer that has stable oxygen precipitability and is less likely to be defective due to surface defects, and a method for manufacturing the same.
[課題を解決するための手段]
上記諸口的は、シリコンウェハの内部は0. 1〜50
ppmaの範聞内のある所定濃度の炭素を含有して炭素
含有層を形成しており、一方シリコンウェハの少なくと
も片面の表層部は実質的に炭素を含有していない脱炭層
を形成していることを特徴とするシリコンウェハにより
達成される。[Means for solving the problem] In other words, the inside of the silicon wafer is 0. 1-50
The silicon wafer contains carbon at a predetermined concentration within the ppma range to form a carbon-containing layer, while the surface layer on at least one side of the silicon wafer forms a decarburized layer that does not substantially contain carbon. This is achieved using a silicon wafer characterized by the following characteristics.
上記諸口的はまた、ある所定濃度の炭素を含有するシリ
コンウェハを、炭素非含有雰囲気下において1000〜
1200℃の温度で熱処理することにより、シリコンウ
ェハの表層部に脱炭層を形成することを特徴とするシリ
コンウェハの製造方法によっても達成される。In the above terms, a silicon wafer containing a certain predetermined concentration of carbon is heated to 1,000 to
This can also be achieved by a silicon wafer manufacturing method characterized by forming a decarburized layer on the surface layer of the silicon wafer by heat treatment at a temperature of 1200°C.
[作用]
このように本発明のシリコンウェハにおいては、内部に
は十分な量の炭素が含有される。シリコン単結晶中の炭
素は酸素の析出を促進し容易に析出核を形成するために
、この部位における酸素析出性は安定し、ウェハのゲッ
タリング効果、強度等の品質が良好かつ安定したものと
なる。一方、本発明のシリコンウェハの表層部は脱炭層
とされ実質的に炭素を含有していないために、デバイス
工程において熱処理を受けても、この部位に酸素析出は
起りに<<、表面欠陥による不良は発生しにくいものと
なるものである。[Function] As described above, the silicon wafer of the present invention contains a sufficient amount of carbon inside. Since carbon in the silicon single crystal promotes oxygen precipitation and easily forms precipitation nuclei, the oxygen precipitation in this region is stable and the quality of the wafer, such as gettering effect and strength, is good and stable. Become. On the other hand, since the surface layer of the silicon wafer of the present invention is a decarburized layer and does not substantially contain carbon, oxygen precipitation does not occur in this region even if it is subjected to heat treatment in the device process. Defects are less likely to occur.
このように内部においては十分な量の炭素が含有され、
一方表層部においては実質的に炭素が含有されていない
構造を有するシリコンウェハを製造するために、本発明
者らはさらに、ある所定濃度の炭素を含有させてシリコ
ン単結晶を育成し、これより得られたウェハを、所定温
度条件下で熱処理することにより、シリコンウェハ中の
炭素を外方拡散させて表層部に脱炭層を形成させる方法
を見いだしたものである。なお、従来、例えばイントリ
ンシック◆ゲッタリングプロセスにおいてシリコンウェ
ハ中の酸素を外方拡散させて表層部にデヌーデッド・ゾ
ーンを形成する熱処理は行なわれているが、このような
脱炭を目的とした熱処理は行なわれておらず、本発明の
製造方法において初めて導入されたものである。In this way, a sufficient amount of carbon is contained inside,
On the other hand, in order to manufacture a silicon wafer having a structure in which carbon is not substantially contained in the surface layer, the present inventors further grew a silicon single crystal containing carbon at a certain predetermined concentration. We have discovered a method of heat-treating the obtained wafer under predetermined temperature conditions to cause the carbon in the silicon wafer to diffuse outward and form a decarburized layer on the surface layer. Conventionally, for example, heat treatment for the purpose of decarburization has been carried out to diffuse oxygen in the silicon wafer outward to form a denuded zone in the intrinsic gettering process. has not been carried out before, and is introduced for the first time in the manufacturing method of the present invention.
以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on embodiments.
第1図は本発明のシリコンウェハの一実施態様の構造を
模式的に示したものである。FIG. 1 schematically shows the structure of one embodiment of the silicon wafer of the present invention.
第1図に示すように本発明のシリコンウェハにおいて、
その内部には所定濃度の炭素を含有する炭素含有層1が
形成されており、一方、その表層部には、実質的に炭素
を含有していない脱炭層2が形成されている。As shown in FIG. 1, in the silicon wafer of the present invention,
A carbon-containing layer 1 containing a predetermined concentration of carbon is formed inside the carbon-containing layer 1, while a decarburized layer 2 that does not substantially contain carbon is formed on the surface thereof.
本発明のシリコンウェハにおいて、炭素含有層1に含有
される炭素の濃度は、該シリコンウニ/Xにおいて酸素
析出性を制御するために必要とされる最適なものとされ
、該シリコンウェハがデバイス工程において受ける熱処
理条件等によって左右されるが、一般に0.11)pm
a〜50ppmaの範囲内にある。すなわち、炭素濃度
が0.1ppma未満であると、酸素析出核形成の制御
が国難となり、酸素析出量が不安定となると考えられる
ためであり、一方5Qppmaを越えるものであると、
結晶育成中に炭素の析出が起り無転位単結品の育成が困
難になると考えられるためである。In the silicon wafer of the present invention, the concentration of carbon contained in the carbon-containing layer 1 is set to an optimum value required for controlling oxygen precipitation in the silicon wafer/X, and the silicon wafer is used in the device process. Although it depends on the heat treatment conditions etc., it is generally 0.11) pm.
It is within the range of a to 50 ppma. That is, if the carbon concentration is less than 0.1 ppma, it is thought that controlling the formation of oxygen precipitated nuclei will be a national problem and the amount of oxygen precipitated will become unstable, whereas if it exceeds 5 Q ppma,
This is because carbon precipitation occurs during crystal growth, making it difficult to grow dislocation-free single crystals.
また本発明のシリコンウェハにおいて、表層部に形成さ
れる脱炭層2の厚さとしては、20〜60 ll、より
好ましくは35〜45μ程度であることが望ましい。す
なわち、脱炭層2のMさが20μm未満であると、デバ
イスの能動領域を脱炭層2内に作製することが国難とな
り、一方、60μmを越えるものであると、その形成が
技術的、経済的に国難であるのみならず、ウェハのゲッ
タリング能力、強度等が低下してしまう虞れがあるため
である。なお、第1図に示す実施態様においては、この
脱炭層2はウェハの両面に形成されているが、脱炭層2
はデバイスを形成する片面側のみに形成されていてもよ
い。さらに、この脱炭層2には、全く炭素が含まれてい
ないことが最も望ま゛しいが、炭素濃度が0.05pp
ma未満であれば実質的に該炭素成分の影響が生じない
ものと考えられるので許容できるものである。Further, in the silicon wafer of the present invention, the thickness of the decarburized layer 2 formed on the surface layer portion is preferably about 20 to 60 μl, more preferably about 35 to 45 μm. That is, if the M of the decarburized layer 2 is less than 20 μm, it becomes a national problem to create the active region of the device within the decarburized layer 2, whereas if it exceeds 60 μm, the formation becomes technically and economically difficult. This is because not only is this a national disaster, but also there is a risk that the gettering ability, strength, etc. of the wafer will be reduced. In the embodiment shown in FIG. 1, the decarburized layer 2 is formed on both sides of the wafer, but the decarburized layer 2
may be formed only on one side forming the device. Furthermore, it is most desirable that this decarburized layer 2 contains no carbon at all, but if the carbon concentration is 0.05 pp.
If it is less than ma, it is considered that there is substantially no effect of the carbon component, so it is acceptable.
このような構成を有する本発明のシリコンウェハは、デ
バイス工程において所定の熱処理にかけられた際に、そ
の内部においては所望濃度で存在する炭素によって多数
の例えば109〜1010個/Cm3程度の微小欠陥が
安定して発生し、一方、その表層部においては炭素が存
在しないために格子間酸素が析出せず、微小欠陥は生起
しない。従って、得られるデバイスの信頼性は高くなり
、またデバイス製造工程において優れたゲッタリング性
が得られ、さらにデバイス強度も十分となる。When the silicon wafer of the present invention having such a configuration is subjected to a predetermined heat treatment in a device process, a large number of micro defects, for example, about 109 to 1010/Cm3, are formed inside the silicon wafer due to the carbon present at a desired concentration. On the other hand, since there is no carbon in the surface layer, interstitial oxygen does not precipitate, and no microdefects occur. Therefore, the reliability of the obtained device is increased, excellent gettering properties are obtained in the device manufacturing process, and the device strength is also sufficient.
このような構成を有するシリコンウェハは、上記のよう
な所定濃度の炭素を含何するシリコン単結晶体から製造
され得る。A silicon wafer having such a configuration can be manufactured from a silicon single crystal containing carbon at a predetermined concentration as described above.
まず、このような所定濃度の炭素を含有するシリコン単
結晶体は、例えば次のようにして得られる。第2図はこ
のようなシリコン単桔品の製造に用いられる単結晶引上
げ装置の一例の使用状態における構成を模式的に示すも
のである。First, such a silicon single crystal containing carbon at a predetermined concentration is obtained, for example, as follows. FIG. 2 schematically shows the configuration of an example of a single crystal pulling apparatus used in the production of such silicon monolithic products in use.
第2図に示したシリコン単結晶引上げ装置においては、
シリコン融液3を形成する石英製坩堝4に対し、その周
縁端部側から原料を供給可能な原料供給用管5が配置し
である。このような構成を有する引」二げ装置において
、まず坩堝4に多結晶シリコン原料および必要に応じて
ドーパントとしての不純物を装填し、この多結晶シリコ
ン原料およびドーパントを筒状ヒーター6による加熱に
よって溶融して、融液3を形成する。この融液3形成の
際ないしはシリコン単結晶体引上げ直前に、炭素、炭化
珪素あるいは炭素を含むシリコンを、坩堝2内の融液1
中の炭素濃度C6゜が以下のような値となるように添加
する。In the silicon single crystal pulling apparatus shown in Figure 2,
A raw material supply pipe 5 capable of supplying raw materials from the peripheral edge side of the quartz crucible 4 in which the silicon melt 3 is formed is arranged. In the pulling device having such a configuration, first, a polycrystalline silicon raw material and an impurity as a dopant are loaded into the crucible 4, and the polycrystalline silicon raw material and dopant are melted by heating with a cylindrical heater 6. As a result, a melt 3 is formed. When forming the melt 3 or immediately before pulling the silicon single crystal, carbon, silicon carbide, or silicon containing carbon is added to the melt 3 in the crucible 2.
It is added so that the carbon concentration C6° in it becomes the following value.
Cc0= Cc−、+/ k
(但し、式中C(s、Iは、シリコン単結晶体に含有さ
せようとする炭素の目的濃度であり、kはシリコンに対
する炭素の偏析係数である。)そして、引上げワイヤ7
の先端に固定された種結晶8を、この融液3に浸け、所
定速度で引−Lげることにより種結晶8の先端にシリコ
ン単結晶体9を成長させる。ここで、シリコンに対する
炭素の偏析係数には0.07であるために、そのまま何
らシリコン融液3に操作を加えないとすると、シリコン
単結晶体9の成長に伴ない、融液3中の炭素濃度Cc。Cc0=Cc-, +/k (where, in the formula, C(s, I are the target concentrations of carbon to be included in the silicon single crystal, and k is the segregation coefficient of carbon with respect to silicon.) and , pulling wire 7
A silicon single crystal 9 is grown on the tip of the seed crystal 8 by dipping the seed crystal 8 fixed at the tip of the seed crystal 8 into the melt 3 and pulling it at a predetermined speed. Here, since the segregation coefficient of carbon with respect to silicon is 0.07, if no operation is applied to the silicon melt 3, the carbon in the melt 3 will increase as the silicon single crystal 9 grows. Concentration Cc.
ほかなりの速度で濃縮され、得られる単結晶体9中の炭
素濃度C6,が大きく変動してしまう。従って、シリコ
ン単結晶体9の引上げと共に、単結晶の引上げ量に応じ
て、前記坩堝9内に、シリコン原料および必要に応じて
ドーパントとしての不純物と共に炭素成分を原料供給用
管5より補給する。この補給原料は、例えば、粒状また
は粉状の多結晶シリコン原料およびドーパントとしての
不純物に加えて、同じく粒状または粉状の炭素、炭化珪
素あるいは炭素を含むシリコンを、この補給原料におけ
る炭素濃度Cc、を以下のような値となるよう配合して
調製しておけばよい。It is concentrated at a different rate, and the carbon concentration C6 in the obtained single crystal 9 varies greatly. Accordingly, as the silicon single crystal 9 is pulled, a carbon component is supplied from the raw material supply pipe 5 into the crucible 9 along with the silicon raw material and, if necessary, an impurity as a dopant, depending on the amount of the single crystal pulled. For example, this supplementary raw material contains, in addition to a granular or powdered polycrystalline silicon raw material and an impurity as a dopant, also granular or powdered carbon, silicon carbide, or silicon containing carbon, and a carbon concentration Cc in this supplementary raw material. may be prepared by blending them to the following values.
CCm” CCs、 1
これにより坩堝4内の融液3から単結晶体つとして納品
中に取込まれ減少していく炭素量と、原料供給用管5よ
り融液3に補給される補給原料中の炭素量の均衡が図ら
れ、得られる単結1’irI体9中の炭素濃度Cいが軸
方向において所望の値C6,1で一定に保たれる。CCm" CCs, 1 This reduces the amount of carbon that is taken in as a single crystal from the melt 3 in the crucible 4 during delivery, and the amount of carbon in the supplementary raw material that is replenished into the melt 3 from the raw material supply pipe 5. The carbon content is balanced, and the carbon concentration C in the resulting single-linked 1'irI body 9 is kept constant at a desired value C6,1 in the axial direction.
しかしながら、所定濃度の炭素を含有するシリコン単結
晶体を育成する方法としては、上記したような態様に何
ら眼定されるものではなく、単結晶引上げ操作において
、坩堝内におけるシリコン単結晶体を引上げる部位に、
単結晶の引上げ量に応じて、シリコン原料とともに炭素
成分を連続的もしくは断続的に補給する操作を加え、融
液中の炭素濃度Cc0を、所定炭素濃度C68□をシリ
コンに対する炭素の偏析係数にで割った値からある一定
範囲内、好ましくは±10%以内の濃度に引上げ操作を
通じて制御することができるものであればいかなる方法
であってもよい。However, as a method for growing a silicon single crystal containing a predetermined concentration of carbon, the above-mentioned aspect is not specified at all, and the method involves pulling a silicon single crystal in a crucible in a single crystal pulling operation. In the area to be raised,
Depending on the amount of single crystal pulled, an operation is performed to continuously or intermittently replenish the carbon component together with the silicon raw material, and the carbon concentration Cc0 in the melt is adjusted to a predetermined carbon concentration C68□ as the segregation coefficient of carbon with respect to silicon. Any method may be used as long as it can control the concentration within a certain range, preferably within ±10%, from the divided value through a pulling operation.
このようにして、所定濃度の炭素を含有するシリコン単
結晶体が得られたら、常法に基づきシリコン単結晶体を
スライスしてウェハを作製し、ざらに表面研磨等の処理
を行なう。Once a silicon single crystal containing carbon at a predetermined concentration is obtained in this manner, the silicon single crystal is sliced to prepare a wafer using a conventional method, and the wafer is subjected to rough surface polishing and other treatments.
しかして本発明の製造方法においては、このシリコンウ
ェハの表層部に脱炭層を形成するために熱処理を行なう
。この熱処理は、例えば、第3図に示すように、予めヒ
ーター10により加熱され所定の温度に保持され、かつ
ガス供給装置11より所定ガスを流入され所定の雰囲気
に保たれた加熱炉12中に、シリコンウェハ13を石英
あるいは炭化珪素製の治具14」―に=l12べて挿入
し、所定時間経過した後に、再び加熱炉12から取り出
すことにより行なわれる。この熱処理の温度条件として
は、約1000℃〜1200℃、より好ましくは約11
50℃〜1200℃が適当である。すなわち、熱処理温
度が1000℃未満であると、シリコンウェハ13中か
らの炭素の拡散速度が遅く、所望層厚の脱炭層を形成す
るのに長持間を要するため実用的でないのみならず、長
持間かけても1−分な脱炭がなされない虞れがあるため
であり、一方熱処理温度が1200℃を越えるものであ
ると、ウェハ面内にスリップ転位等が生じる虞れが高い
ためである。また熱処理時間としては、熱処理温度、お
よび形成しようとする脱炭層の層厚などによっても左右
されるが、約12〜36時間程度である。さらにこの熱
処理における炉内雰囲気は、炭素を含有しない雰囲気で
あればよく、例えば、ドライ02雰囲気、ウェット02
雰囲気、N2雰囲気、Ar雰囲気等を形成すればよい。Accordingly, in the manufacturing method of the present invention, heat treatment is performed to form a decarburized layer on the surface layer of the silicon wafer. For example, as shown in FIG. 3, this heat treatment is carried out in a heating furnace 12 which is heated in advance by a heater 10 and maintained at a predetermined temperature, and which is maintained at a predetermined atmosphere by flowing a predetermined gas from a gas supply device 11. This is done by inserting the silicon wafer 13 into a jig 14 made of quartz or silicon carbide, and taking it out from the heating furnace 12 again after a predetermined period of time has elapsed. The temperature conditions for this heat treatment are approximately 1000°C to 1200°C, more preferably approximately 11°C.
A temperature of 50°C to 1200°C is suitable. In other words, if the heat treatment temperature is less than 1000°C, the diffusion rate of carbon from the silicon wafer 13 is slow and it takes a long time to form a decarburized layer of a desired thickness, which is not only impractical but also takes a long time. This is because there is a risk that decarburization for 1 minute will not be achieved even if heat treatment is applied, and on the other hand, if the heat treatment temperature exceeds 1200° C., there is a high risk that slip dislocations and the like will occur within the wafer surface. The heat treatment time is about 12 to 36 hours, although it depends on the heat treatment temperature and the thickness of the decarburized layer to be formed. Furthermore, the atmosphere in the furnace in this heat treatment may be any carbon-free atmosphere, for example, dry 02 atmosphere, wet 02 atmosphere, etc.
An atmosphere, N2 atmosphere, Ar atmosphere, etc. may be formed.
このようにして表層部に脱炭層を形成されたシリコンウ
ェハは、その後必要に応じて、ラッピング、ポリッシン
グなどの上程にかけられて製品化される。The silicon wafer with the decarburized layer formed on the surface layer in this way is then subjected to lapping, polishing, etc., as necessary, to be manufactured into a product.
[実施例コ 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。[Example code] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
第2図に示すような構成を存する引上げ装置の坩堝4内
において、まず多結晶シリコン原料およびドーパントと
しての硼素を所定量溶融して融液3を形成する。さらに
坩堝4内の融液3の量に対して14.0ppmaの濃度
に相当する量の炭素を添加した。そして常法に基づき直
径5インチの単結晶体を引上げながら、引上げ量に応じ
て、原料供給用管5から1.0ppmaの濃度の炭素成
分および所定濃度のドーパントを含庁する拉状多結晶シ
リコン原料を坩堝4内に連続的に供給して、単結晶体が
約80cmの長さとなるまで育成を行なった。In a crucible 4 of a pulling device having the configuration shown in FIG. 2, a polycrystalline silicon raw material and a predetermined amount of boron as a dopant are first melted to form a melt 3. Further, carbon was added in an amount corresponding to a concentration of 14.0 ppma based on the amount of melt 3 in crucible 4. Then, while pulling a single crystal with a diameter of 5 inches based on a conventional method, a layer-shaped polycrystalline silicon containing a carbon component at a concentration of 1.0 ppma and a dopant at a predetermined concentration is supplied from the raw material supply pipe 5 according to the amount of pulling. The raw material was continuously supplied into the crucible 4 and the single crystal was grown to a length of about 80 cm.
このようにして得られたシリコン単結晶体をスライスし
、表面研磨して得られたウェハ13を、温度1150℃
、ドライ02雰囲気に保持された第3図に示すような加
熱炉12中において、24時間熱処理した。The silicon single crystal obtained in this way was sliced and the wafer 13 obtained by surface polishing was heated at a temperature of 1150°C.
, heat treatment was carried out for 24 hours in a heating furnace 12 as shown in FIG. 3 which was maintained in a dry 02 atmosphere.
この後、このシリコンウェハを、2次イオン質量分析装
置を用いて分析したところ、表層部に約40μmの脱炭
層が形成されていることが確認された。Thereafter, this silicon wafer was analyzed using a secondary ion mass spectrometer, and it was confirmed that a decarburized layer of about 40 μm was formed on the surface layer.
さらにこのウェハを第3図に示すような加熱炉12にお
いて、1000℃でN2雰囲気下にて16時間熱処理を
行なった。Further, this wafer was heat-treated in a heating furnace 12 as shown in FIG. 3 at 1000° C. for 16 hours in an N2 atmosphere.
このように酸素析出処理を行なった後のシリコンウェハ
の断面をエツチングして光学顕微鏡で観察したところ、
表面から約40μmの深さの領域、すなわち脱炭された
領域においては、析出欠陥が観察されないのに対し、そ
れより内部の領域においては平均1010個/ c m
3存在した。なお、上記単結吊体の各部位から得られ
たウェハにおいて、この析出欠陥の発現に関し有意な差
は認められず、その特性が均一化されているものと考察
された。When we etched a cross section of the silicon wafer after oxygen precipitation treatment and observed it with an optical microscope, we found that
In the region approximately 40 μm deep from the surface, that is, in the decarburized region, no precipitated defects are observed, whereas in the inner region, an average of 1010 defects/cm
There were 3. It should be noted that no significant difference was observed in the occurrence of precipitation defects among the wafers obtained from each part of the single suspended body, and it was considered that the characteristics were uniform.
[発明の効果]
以−に述べたように本発明によれば、シリコンウェハの
内部には0.1〜50ppmaの範囲内のある所定濃度
の炭素を含有させ、一方シリコンウェハの少なくとも片
面の表層部には実質的に炭素を含有していない脱炭層を
形成させたものであるために、内部の酸素析出性が安定
化する一方、表層部における酸素析出が回避されるため
、表面欠陥が少なく、かつ優れたゲッタリング性および
強度等の品質を有するものとなり、その製品価値が極め
て向」二するものである。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the inside of the silicon wafer contains carbon at a predetermined concentration within the range of 0.1 to 50 ppma, while the surface layer of at least one side of the silicon wafer contains carbon at a certain concentration within the range of 0.1 to 50 ppma. Since a decarburized layer that contains virtually no carbon is formed in the surface layer, the internal oxygen precipitation is stabilized, while oxygen precipitation in the surface layer is avoided, resulting in fewer surface defects. It also has excellent gettering properties, strength, and other qualities, and its product value is extremely improved.
第1図は本発明のシリコンウェハの構造を模式的に示す
断面図、第・2図は本発明のシリコンウェハの製造にお
いて用いられる単結晶引上げ装置の一例の使用状態にお
ける構成を示す模式図であり、また第3図は本発明のシ
リコンウェハの製造において用いられる加熱炉の一例の
使用状態における構成を示す模式図である。
1・・・炭素含有層、2・・・脱炭層、3・・・融液、
4・・・坩堝、5・・・原料供給用管、6・・・筒状ヒ
ーター7・・・引−ヒげワイヤ、8・・・秤結品、9・
・・単結吊体、10・・・ヒーター
1・・・ガス供給装置、
12・・・加熱炉、
13・・・シリコンウェハ\、
14・・・治具。Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the silicon wafer of the present invention, and Figures 2 and 2 are schematic diagrams showing the configuration in use of an example of a single crystal pulling apparatus used in manufacturing the silicon wafer of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of an example of a heating furnace used in the production of silicon wafers of the present invention in a state of use. 1... Carbon-containing layer, 2... Decarburized layer, 3... Melt,
4... Crucible, 5... Raw material supply pipe, 6... Cylindrical heater 7... Draw wire, 8... Weighed product, 9...
...Single hanging body, 10...Heater 1...Gas supply device, 12...Heating furnace, 13...Silicon wafer\, 14...Jig.
Claims (2)
範囲内のある所定濃度の炭素を含有して炭素含有層を形
成しており、一方シリコンウェハの少なくとも片面の表
層部は実質的に炭素を含有していない脱炭層を形成して
いることを特徴とするシリコンウェハ。(1) The inside of the silicon wafer contains carbon at a certain concentration within the range of 0.1 to 50 ppma to form a carbon-containing layer, while the surface layer on at least one side of the silicon wafer is substantially free of carbon. A silicon wafer characterized by forming a decarburized layer containing no carbon.
、炭素非含有雰囲気下において1000〜1200℃の
温度で熱処理することにより、シリコンウェハの表層部
に脱炭層を形成することを特徴とするシリコンウェハの
製造方法。(2) Silicon characterized by forming a decarburized layer on the surface layer of the silicon wafer by heat-treating the silicon wafer containing a certain predetermined concentration of carbon at a temperature of 1000 to 1200°C in a carbon-free atmosphere. Wafer manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32138289A JPH03184345A (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Silicon wafer and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32138289A JPH03184345A (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Silicon wafer and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03184345A true JPH03184345A (en) | 1991-08-12 |
Family
ID=18131933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP32138289A Pending JPH03184345A (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Silicon wafer and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03184345A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-12-13 JP JP32138289A patent/JPH03184345A/en active Pending
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