JPH0318330B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0318330B2 JPH0318330B2 JP56086196A JP8619681A JPH0318330B2 JP H0318330 B2 JPH0318330 B2 JP H0318330B2 JP 56086196 A JP56086196 A JP 56086196A JP 8619681 A JP8619681 A JP 8619681A JP H0318330 B2 JPH0318330 B2 JP H0318330B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon single
- single crystal
- semiconductor device
- defects
- defect density
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
- H10P95/90—Thermal treatments, e.g. annealing or sintering
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリコン単結晶半導体装置において、
半導体装置を形成するシリコン単結晶基板主面に
結晶欠陥が存在しないシリコン単結晶半導体装置
に関するものである。
半導体装置を形成するシリコン単結晶基板主面に
結晶欠陥が存在しないシリコン単結晶半導体装置
に関するものである。
従来、シリコン単結晶半導体装置に使用される
シリコン単結晶基板はCz法、Fz法を問わず無転
位単結晶ウエハーが供給されているが、半導体装
置製造工程において汚染や熱処理或いはシリコン
単結晶基板中の不純物（主とし酸素、炭素）によ
つて微小欠陥、積層欠陥、転位等の結晶欠陥が発
生する。これら結晶欠陥は半導体装置に悪い影響
（ろうえい電流が大）を与え、半導体装置の歩留
を低下させる。
シリコン単結晶基板はCz法、Fz法を問わず無転
位単結晶ウエハーが供給されているが、半導体装
置製造工程において汚染や熱処理或いはシリコン
単結晶基板中の不純物（主とし酸素、炭素）によ
つて微小欠陥、積層欠陥、転位等の結晶欠陥が発
生する。これら結晶欠陥は半導体装置に悪い影響
（ろうえい電流が大）を与え、半導体装置の歩留
を低下させる。
半導体装置製造工程での結晶欠陥導入防止のた
めに、従来種々の方法が試みられている。例えば
シリコン単結晶基板の半導体装置形成主面の反対
側に破砕層を設け、この破砕層の歪場により半導
体装置形成主面の重金属不純物等を吸収する方法
がある。しかし、前記破砕層により方法は、破砕
層を導入する工程が必要であり又、破砕層が転位
発生源となり半導体装置形成主面まで突き抜けて
しまい、逆に影響を与える。最近提唱されている
方法として、イントリンジツクゲツタリングとい
う方法で、これはシリコン単結晶基板を予め適当
な温度で熱処理し、シリコン単結晶中の酸素、炭
素不純物を折出させて、これら析出物にて半導体
装置形成主面の重金属不純物を吸収する方法であ
る。しかし、この方法では、シリコン単結晶基板
を特別な温度で長時間熱処理しなければならない
うえに、シリコン単結晶基板中の酸素・炭素濃度
と半導体装置製造熱処理との関係で却つて結晶欠
陥を発生させてしまう欠点がある。本発明は上記
欠点を解消し、半導体装置形成主面に結晶欠陥が
存在しないシリコン単結晶装置を提供するもので
ある。
めに、従来種々の方法が試みられている。例えば
シリコン単結晶基板の半導体装置形成主面の反対
側に破砕層を設け、この破砕層の歪場により半導
体装置形成主面の重金属不純物等を吸収する方法
がある。しかし、前記破砕層により方法は、破砕
層を導入する工程が必要であり又、破砕層が転位
発生源となり半導体装置形成主面まで突き抜けて
しまい、逆に影響を与える。最近提唱されている
方法として、イントリンジツクゲツタリングとい
う方法で、これはシリコン単結晶基板を予め適当
な温度で熱処理し、シリコン単結晶中の酸素、炭
素不純物を折出させて、これら析出物にて半導体
装置形成主面の重金属不純物を吸収する方法であ
る。しかし、この方法では、シリコン単結晶基板
を特別な温度で長時間熱処理しなければならない
うえに、シリコン単結晶基板中の酸素・炭素濃度
と半導体装置製造熱処理との関係で却つて結晶欠
陥を発生させてしまう欠点がある。本発明は上記
欠点を解消し、半導体装置形成主面に結晶欠陥が
存在しないシリコン単結晶装置を提供するもので
ある。
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
Cz法によつて形成したボロンを含むＰ型の１
〜５Ωcm直径76mmのシリコン単結晶基板を酸素濃
度が各々22〜24ppm、30〜32ppm、36〜38ppmで
形成し、シリコン単結晶を各々600℃と800℃と２
時間窒素雰囲気で熱処理し、スライスラツプ鏡面
研摩した後、1100℃酸素ガス雰囲気で30時間熱処
理する。この熱処理後のシリコン単結晶基板を選
択エツチングし、結晶欠陥の検出を行う。第１図
にシリコン単結晶基板の断面の欠陥密度と格子間
酸素濃度との関係を示した。ドナーキラー処理温
度を2HN2雰囲気中で600℃でした場合を実線で、
800℃でした場合を点線で示した。第１図からわ
かる様にシリコン単結晶基板の格子間酸素濃度と
ドナーキラー処理温度によつて、シリコン単結晶
基板の断面の欠陥密度はかなり異つている。すな
わち、シリコン単結晶基板の初期状態によつて、
後の熱処理が同一であつても全くシリコン単結晶
基板の結晶性が異なる。一方、前記シリコン単結
晶基板表面の微小欠陥、積層欠陥とシリコン単結
晶ウエハーの断面の欠陥密度との関係は第２図に
示した。実線が微小欠陥密度で点線が積層欠陥密
度である。第２図に示されている様に、シリコン
単結晶ウエハーの断面の欠陥密度が５×104cm-2
越えると、積層欠陥（ラインデイフエクト）が多
発し、このような単結晶ウエハーを用いて素子を
形成すると、素子特性の不良率が大きくなること
を実験的に確めた。素子特性の不良率は微小欠陥
にも影響され、微小欠陥による素子特性の不良率
が増大するのは単結晶ウエハーの断面の欠陥密度
が７×103cm-2以下のときであることが実験的に
判明した。また、第２図からも、単結晶ウエハー
の断面の欠陥密度が７×103cm-2以下になると微
小欠陥が多発していることがわかる。第１図と第
２図から導かれる結論は第１図でシリコン単結晶
基板の諸条件（例えば酸素濃度とか最期熱処理）
によつてシリコン単結晶基板断面の結晶欠陥の密
度は変化する。しかし第２図のシリコン単結晶半
導体装置形成主面の結晶欠陥密度はシリコン単結
晶基板の熱処理後の断面の結晶欠陥密度に対して
はシリコン単結晶基板の諸条件に全く影響を受け
ずに、一義的に決される。従つてシリコン単結晶
半導体装置形成主面に結晶欠陥が存在しないシリ
コン単結晶半導体装置はシリコン単結晶半導体装
置の断面の結晶欠陥密度が７×103cm-2から５×
104cm-2の範囲にある装置である。
〜５Ωcm直径76mmのシリコン単結晶基板を酸素濃
度が各々22〜24ppm、30〜32ppm、36〜38ppmで
形成し、シリコン単結晶を各々600℃と800℃と２
時間窒素雰囲気で熱処理し、スライスラツプ鏡面
研摩した後、1100℃酸素ガス雰囲気で30時間熱処
理する。この熱処理後のシリコン単結晶基板を選
択エツチングし、結晶欠陥の検出を行う。第１図
にシリコン単結晶基板の断面の欠陥密度と格子間
酸素濃度との関係を示した。ドナーキラー処理温
度を2HN2雰囲気中で600℃でした場合を実線で、
800℃でした場合を点線で示した。第１図からわ
かる様にシリコン単結晶基板の格子間酸素濃度と
ドナーキラー処理温度によつて、シリコン単結晶
基板の断面の欠陥密度はかなり異つている。すな
わち、シリコン単結晶基板の初期状態によつて、
後の熱処理が同一であつても全くシリコン単結晶
基板の結晶性が異なる。一方、前記シリコン単結
晶基板表面の微小欠陥、積層欠陥とシリコン単結
晶ウエハーの断面の欠陥密度との関係は第２図に
示した。実線が微小欠陥密度で点線が積層欠陥密
度である。第２図に示されている様に、シリコン
単結晶ウエハーの断面の欠陥密度が５×104cm-2
越えると、積層欠陥（ラインデイフエクト）が多
発し、このような単結晶ウエハーを用いて素子を
形成すると、素子特性の不良率が大きくなること
を実験的に確めた。素子特性の不良率は微小欠陥
にも影響され、微小欠陥による素子特性の不良率
が増大するのは単結晶ウエハーの断面の欠陥密度
が７×103cm-2以下のときであることが実験的に
判明した。また、第２図からも、単結晶ウエハー
の断面の欠陥密度が７×103cm-2以下になると微
小欠陥が多発していることがわかる。第１図と第
２図から導かれる結論は第１図でシリコン単結晶
基板の諸条件（例えば酸素濃度とか最期熱処理）
によつてシリコン単結晶基板断面の結晶欠陥の密
度は変化する。しかし第２図のシリコン単結晶半
導体装置形成主面の結晶欠陥密度はシリコン単結
晶基板の熱処理後の断面の結晶欠陥密度に対して
はシリコン単結晶基板の諸条件に全く影響を受け
ずに、一義的に決される。従つてシリコン単結晶
半導体装置形成主面に結晶欠陥が存在しないシリ
コン単結晶半導体装置はシリコン単結晶半導体装
置の断面の結晶欠陥密度が７×103cm-2から５×
104cm-2の範囲にある装置である。
第１図はシリコン単結晶基板の断面の結晶欠陥
密度と格子間酸素濃度との関係を示す図で、図中
破線はスライス前に80℃窒素雰囲気で２時間熱処
理されたシリコン単結晶、実線はスライス前に
600℃窒素雰囲気で２時間熱処理されたシリコン
単結晶についてのものである。第２図はシリコン
単結晶半導体装置形成面の結晶欠陥密度とシリコ
ン単結晶基板の断面の結晶欠陥密度との関係を示
す図で、図中実線はシリコン単結晶半導体装置形
成面の結晶欠陥の一つである微小欠陥密度を示
し、破線は積層欠陥（ラインデイフエクト）密度
を示したものである。
密度と格子間酸素濃度との関係を示す図で、図中
破線はスライス前に80℃窒素雰囲気で２時間熱処
理されたシリコン単結晶、実線はスライス前に
600℃窒素雰囲気で２時間熱処理されたシリコン
単結晶についてのものである。第２図はシリコン
単結晶半導体装置形成面の結晶欠陥密度とシリコ
ン単結晶基板の断面の結晶欠陥密度との関係を示
す図で、図中実線はシリコン単結晶半導体装置形
成面の結晶欠陥の一つである微小欠陥密度を示
し、破線は積層欠陥（ラインデイフエクト）密度
を示したものである。
Claims (1)
- １ シリコン単結晶半導体装置において、シリコ
ン単結晶断面の結晶欠陥密度が７×103cm-2から
５×104cm-2の範囲にして、装置形成主面の結晶
欠陥密度を低減させたことを特徴とするシリコン
単結晶半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56086196A JPS57201032A (en) | 1981-06-04 | 1981-06-04 | Silicon single crystal semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56086196A JPS57201032A (en) | 1981-06-04 | 1981-06-04 | Silicon single crystal semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57201032A JPS57201032A (en) | 1982-12-09 |
| JPH0318330B2 true JPH0318330B2 (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=13880021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56086196A Granted JPS57201032A (en) | 1981-06-04 | 1981-06-04 | Silicon single crystal semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57201032A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6031231A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-18 | Toshiba Corp | 半導体基体の製造方法 |
| US4851358A (en) * | 1988-02-11 | 1989-07-25 | Dns Electronic Materials, Inc. | Semiconductor wafer fabrication with improved control of internal gettering sites using rapid thermal annealing |
| US4868133A (en) * | 1988-02-11 | 1989-09-19 | Dns Electronic Materials, Inc. | Semiconductor wafer fabrication with improved control of internal gettering sites using RTA |
-
1981
- 1981-06-04 JP JP56086196A patent/JPS57201032A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57201032A (en) | 1982-12-09 |
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