(57)【要約】【課題】ＣＺ法により育成されたウェーハ表面にＥＰ欠陥がなく、ゲッタリング能力に優れた特性を有するエピタキシャルウェーハを提供する。【解決手段】ＣＺ法によって、ＯＳＦ核潜在領域を有し、かつ酸素濃度が１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）に調整されたシリコン単結晶インゴットを引き上げるに際し、引き上げ途中の１０３０〜９２０℃の温度領域を１．０℃／分以上の冷却速度で、続いて９２０〜７２０℃の温度領域を０．５℃／分以上１．０℃／分以下の冷却速度で成長させたシリコン単結晶インゴットを育成した後、当該単結晶インゴットから切り出されたウェーハの表面上にエピタキシャル層を形成することを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法、およびその方法により得られるシリコンエピタキシャルウェーハ。【選択図】図８
2010030856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョクラルスキー法によって、ＯＳＦ核潜在領域を有し、かつ酸素濃度が１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）に調整されたシリコン単結晶インゴットを引き上げるに際し、引き上げ途中の１０３０〜９２０℃の温度領域を１．０℃／分以上の冷却速度で、続いて９２０〜７２０℃の温度領域を０．５℃／分以上１．０℃／分以下の冷却速度で成長させたシリコン単結晶インゴットを育成した後、当該単結晶インゴットから切り出されたウェーハの表面上にエピタキシャル層を形成することを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記シリコンウェーハは、
全領域が前記ＯＳＦ核潜在領域、または
大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しないＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域の混合領域、または
前記ＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域の混合領域、または
前記ＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域、または
前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域の混合領域、または
前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域
から構成されることを特徴とする請求項１に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記シリコンウェーハを、ＮＨ3を含む雰囲気ガス中で急速昇降温熱処理を施してウェーハ内部に空孔を注入させた後、前記エピタキシャル層を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項４】
酸素濃度が１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）の範囲に制御され、ＯＳＦ核潜在領域を有し、かつその他の結晶領域が、転位クラスターが存在せず、大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しない結晶領域で構成されたシリコンウェーハの表面上にシリコンからなるエピタキシャル層が形成されていることを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハ。
【請求項５】
前記シリコンウェーハは、前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域、または大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しないＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域から構成されることを特徴とする請求項４に記載のシリコンエピタキシャルウェーハ。
【請求項６】
前記エピタキシャルシリコンウェーハは、酸素析出物評価熱処理を施した場合に、内部に１×１０4個／ｃｍ2以上の酸素析出物が形成されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のシリコンエピタキシャルウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョクラルスキー法（以下、「ＣＺ法」と記す）により育成したシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハの表面にエピタキシャル層を形成するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法に関し、より詳しくは、エピタキシャル層における欠陥（エピタキシャル欠陥）の発生がなく、ゲッタリング能力に優れたエピタキシャルウェーハの製造方法、およびそのような特性を有するエピタキシャルウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化が進み、デバイスが作製されるウェーハ表層部にはＣＯＰ（空洞型欠陥−Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ）、転位クラスター、ＯＳＦ（酸素誘起積層欠陥−Ｏｘｙｇｅｎ  ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｓｔａｃｋｉｎｇ  Ｆａｕｌｔ）、ＢＭＤ（酸素析出物−Ｂｕｌｋ  Ｍｉｃｒｏ  Ｄｅｆｅｃｔ）など、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥と称される結晶欠陥が存在しないウェーハへの要求が高まっている。
【０００３】
このような要求に応えるため、単結晶育成時の引上げ速度および単結晶の引き上げ軸方向の温度勾配を制御するなど、単結晶引上げ装置のホットゾーン構造を改良して、ＣＯＰも転位クラスターも存在しない無欠陥領域からなる単結晶を育成して得られた無欠陥結晶ウェーハの開発が進められている。
【０００４】
図２は、後に詳述するが、このようなホットゾーン構造を改良した単結晶引上げ装置を使用し、引上げ速度を徐々に低下させつつ成長させたシリコン単結晶の引上げ軸に沿った縦断面における結晶欠陥の発生位置と引上げ速度との一般的な関係を模式的に説明した図である。
【０００５】
図２（ａ）において、「Ｖ−ｒｉｃｈ」とは、引上げ速度が大きいときに現れる欠陥であり、単結晶の育成時に固液界面近傍の結晶格子に取り込まれた空孔が凝集して生じたＣＯＰの多い領域をいう。また、「Ｉ−ｒｉｃｈ」とは、引上げ速度が小さいときに現れる欠陥であり、同じく結晶格子に取り込まれた過剰のシリコン原子（格子間シリコン原子）が凝集して生じた転位クラスター欠陥の多い領域である。
【０００６】
さらに「Ｒ−ＯＳＦ」はＯＳＦであり、図２（ａ）のラインＡの位置から切り出され、またはＡの位置に相当する引上げ速度で育成された単結晶から切り出されたウェーハには、このＯＳＦが、ウェーハの中心から１／２程度の距離の部分にリング状に現れる。この位置のウェーハでは、Ｒ−ＯＳＦの内側にＣＯＰが検出される。
【０００７】
Ｒ−ＯＳＦの外側（引上げ速度が低速側）に現れる「ＰV」は酸素析出促進領域を示し、空孔が優勢な無欠陥領域であり、さらにその外側（より低速側）に現れる「ＰI」は酸素析出抑制領域を示し、格子間シリコン原子が優勢な無欠陥領域である。図２（ａ）の例えばラインＣの位置に相当する引上げ速度で育成した単結晶はその単結晶全体が酸素析出抑制領域（ＰI）からなるものであり、この単結晶からＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥がきわめて少ないウェーハを切り出すことが可能である。
【０００８】
このような無欠陥領域からなる単結晶の育成方法として、例えば、特許文献１では、ホットゾーン構造を改良した単結晶引上げ装置を使用し、ＯＳＦリング領域（前記図２（ａ）のＲ−ＯＳＦ）を挿んで、ＯＳＦリング領域の内側および外側に存在する無欠陥領域（Ｎ（ｖ）領域＝酸素析出促進領域）を包含した領域内で単結晶を引き上げる方法が提案されている。
【０００９】
特許文献１に記載される方法によれば、単結晶の酸素濃度を低く設定することによりＯＳＦリング領域でのＯＳＦの発生を防止することができ、転位クラスターおよびＣＯＰが存在せず、ＯＳＦが発生しないウェーハを得ることができるとされている。また、酸素濃度を高く設定する場合には、単結晶育成中の１０５０℃から８５０℃までのＯＳＦ核が成長する温度域を通過する時間を１４０分以下となるように制御することによってＯＳＦ核の成長を阻害し、ＯＳＦリングとして顕在化しない、全面が無欠陥のウェーハを作製できることが記載されている。
【００１０】
確かに、特許文献１に記載される方法によれば、ＯＳＦリングの外側の無欠陥領域のみからなる単結晶を育成する場合に比べて引上げ速度を速めることができ、高い生産効率で無欠陥結晶を育成することが可能となる。
【００１１】
しかしながら、単結晶中の酸素濃度を低下させると、単結晶内に形成されるＢＭＤ密度が低下してしまうため、ウェーハ内部の重金属などの汚染原子を捕獲するゲッタリング能力が低いという問題がある。
【００１２】
また、酸素濃度を高く設定した場合に、ＯＳＦ核が成長する温度域を速く通過させることによりＯＳＦ核の成長を阻害し、ＯＳＦリングとして顕在化させないようにしたウェーハであっても、後述するＧＯＩ（ゲート酸化膜耐圧特性）評価を行なうと、ＯＳＦリング領域においてＧＯＩが極端に低下する。さらに、ＯＳＦリング領域の内側および外側に存在する無欠陥領域（酸素析出促進領域）が得られる引上げ速度の制御幅が狭く、安定的な単結晶育成が困難となる。
【特許文献１】特許第３７４７１２３号
【特許文献２】特開２００４−８７５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、ＣＺ法により育成したシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハ表面に、エピタキシャル欠陥（以下、「ＥＰ欠陥」ともいう）の発生がなく、しかもゲッタリング能力に優れたエピタキシャル層を形成するエピタキシャルウェーハの製造方法、およびそのような特性を有するエピタキシャルウェーハを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述のように、特許文献１に記載される方法によれば、単結晶の酸素濃度を低く設定することによりＯＳＦリング領域でのＯＳＦの発生を防止でき、転位クラスターおよびＣＯＰが存在せず、ＯＳＦが発生しないウェーハを得ることができる。しかし、この場合は、ゲッタリング能力が低いという問題があり、そのようなウェーハを使用した場合、デバイス工程でＦｅ、Ｃｕ、Ｎｉ等の不純物金属により汚染されると、接合リークや、デバイスの動作不良等を生じ、製品の歩留りが低下する。
【００１５】
また、酸素濃度を高く設定する場合には、ＯＳＦ核の成長を阻害するように熱履歴を制御して、ＯＳＦとして顕在化しないようにできるとしているが、本発明者らの実験によれば、ＯＳＦ評価熱処理を行った場合に、ＯＳＦとして顕在化しない（言い換えれば、ＯＳＦ核潜在領域を有する）ウェーハであっても、ＧＯＩ評価を行なうと、ＯＳＦリング領域においてＧＯＩが極端に低下する。
【００１６】
これは、後述する実施例２に示すように、本発明者らが見いだした新規な知見であって、このウェーハをそのままデバイス工程で使用すると、デバイス特性を低下させてしまう恐れがある。
【００１７】
このように、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が極めて少なく、しかもゲッタリング能力に優れたウェーハを得ることは非常に困難である。
【００１８】
そこで、本発明者らは、ＣＺ法により育成したシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハの表面に、ＥＰ欠陥のないエピタキシャル層を形成することにより、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の極めて少ない、しかもゲッタリング能力に優れたエピタキシャルウェーハを得るべく検討を重ねた。
【００１９】
その結果、特定の単結晶育成条件（熱履歴条件、結晶領域条件）により育成した「ＯＳＦ核潜在領域」を含むシリコンウェーハに対してエピタキシャル層を形成しても、エピタキシャル層にはＯＳＦ、ＢＭＤ、ＣＯＰ、転位クラスターに起因するＥＰ欠陥（積層欠陥）が発生せず、ＢＭＤ密度が高く十分なＢＭＤが形成された、高いゲッタリング能力を有するシリコンエピタキシャルウェーハが得られることを知見した。
【００２０】
本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、下記（１）のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法、および下記（２）のシリコンエピタキシャルウェーハを要旨としている。
【００２１】
（１）ＣＺ法によって、ＯＳＦ核潜在領域を有し、かつ酸素濃度が１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）に調整されたシリコン単結晶インゴットを引き上げるに際し、引き上げ途中の１０３０〜９２０℃の温度領域を１．０℃／分以上の冷却速度で、続いて９２０〜７２０℃の温度領域を０．５℃／分以上１．０℃／分以下の冷却速度で成長させたシリコン単結晶インゴットを育成した後、当該単結晶インゴットから切り出されたウェーハの表面上にエピタキシャル層を形成することを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２２】
ここで言う「ＯＳＦ核潜在領域」とは、ＯＳＦ評価熱処理を行ってＯＳＦ評価をした場合に、ＯＳＦが１個／ｃｍ2以下となる領域を意味し、この領域では、ＯＳＦは顕在化しない（すなわち、ＯＳＦとして検出されない）。前記の「ＯＳＦ評価熱処理」とは、ウェーハを、ウェット酸素雰囲気下で、１１５０℃の温度で２時間加熱する熱処理である。また、「ＯＳＦ評価」とは、ＯＳＦ評価熱処理を行った後のウェーハ表面をライトエッチング液で選択エッチングした後、光学顕微鏡を用いてＯＳＦの有無を評価することを言う。
【００２３】
また、「酸素濃度」は、ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９  に規定されたフーリエ変換赤外分光光度法により測定される酸素濃度である。以下、単に「酸素濃度」という。
【００２４】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法において、シリコンウェーハは、全領域が前記ＯＳＦ核潜在領域、または大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しないＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域の混合領域、または前記ＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域の混合領域、または前記ＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域、または前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域の混合領域、または前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域から構成されることとする実施の形態（これを「実施形態１」と記す）を採ることができる。
【００２５】
前記の「ＣＯＰの大きさ」（以下、「ＣＯＰサイズ」ともいう）および「ＣＯＰ密度」は、表面欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製；ＳＰ−２）を用いて測定した値である。
【００２６】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法（実施形態１を含む）において、シリコンウェーハを、ＮＨ3を含む雰囲気ガス中で急速昇降温熱処理を施してウェーハ内部に空孔を注入させた後、前記エピタキシャル層を形成することとすれば（これを「実施形態２」と記す）、ゲッタリング能力に優れたシリコンウェーハが得られるので望ましい。
【００２７】
（２）酸素濃度が１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲に制御され、ＯＳＦ核潜在領域を有し、かつその他の結晶領域が、転位クラスターが存在せず、大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しない結晶領域で構成されたシリコンウェーハの表面上にシリコンからなるエピタキシャル層が形成されていることを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハ。
【００２８】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハは、前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域、または大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しないＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域から構成されることとする実施の形態（これを「実施形態３」と記す）を採ることができる。
【００２９】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハ（実施形態３を含む）が、酸素析出物（ＢＭＤ）評価熱処理を施した場合に、内部に１×１０4個／ｃｍ2以上の酸素析出物が形成されるウェーハ（これを「実施形態４」と記す）であれば、十分なゲッタリング能力を有することができるので望ましい。
【００３０】
前記「酸素析出物（ＢＭＤ）評価熱処理」としては、一般的には、乾燥酸素雰囲気下で、７５０±１００℃の温度範囲で１〜１０時間加熱し、引き続き１０００±５０℃で１０〜２０時間加熱する熱処理を採用することができるが、ここでは、後述するＢＭＤ密度に関する本発明における規定との兼ね合いで、８００℃の温度で４時間加熱し、引き続き１０００℃で１６時間加熱する熱処理を指すものとする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、ＣＺ法により育成したシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハ表面にＥＰ欠陥のないエピタキシャル層を形成することができ、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の極めて少ない、しかもゲッタリング能力に優れたエピタキシャルウェーハを得ることができる。
【００３２】
また、本発明のシリコンエピタキシャルウェーハはＥＰ欠陥のない、優れたゲッタリング能力を有するウェーハとして各種デバイスの基板用に好適である。このウェーハは、本発明の製造方法により製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法は、前記のとおり、ＣＺ法によって、ＯＳＦ核潜在領域を有し、かつ酸素濃度が１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3に調整されたシリコン単結晶インゴットを引き上げるに際し、引き上げ途中の１０３０〜９２０℃の温度領域を１．０℃／分以上の冷却速度で、続いて９２０〜７２０℃の温度領域を０．５℃／分以上１．０℃／分以下の冷却速度で成長させたシリコン単結晶インゴットを育成した後、当該単結晶インゴットから切り出されたウェーハの表面上にエピタキシャル層を形成することを特徴とする製造方法である。
【００３４】
図１は、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法において、ウェーハを切り出すためのシリコン単結晶インゴットの育成に適したＣＺ法による単結晶引上げ装置の概略構成例を模式的に示す縦断面図である。この引上げ装置はルツボ１内に供給される半導体用シリコン原料を加熱し、溶融状態に保持するためのヒーター２がルツボ１の外側に概ね同心円状に配設されている。ルツボ１は二重構造で、有底円筒状をなす石英ルツボ１ａと、その石英ルツボ１ａを保持する黒鉛ルツボ１ｂとから構成されており、回転および昇降が可能な支持軸３の上端部に固定されている。
【００３５】
引き上げた単結晶４の周囲を囲繞するように冷却用部材（水冷体）６が設置されている。水冷体６は、例えば銅、鉄、ステンレス鋼、モリブデンなど熱伝導のよい金属製とし、その内部に冷却用水などを通流させ、表面温度を常温から２００℃程度にわたって維持できることが望ましい。
【００３６】
更に、その周囲には熱遮蔽材５が配置されている。熱遮蔽材５としては、水冷体６の外側側面にルツボ内壁に面して熱遮蔽材５ａを有し、下端部下側の融液７面に面して熱遮蔽材５ｂを備えたものが望ましい。これは、凝固直後の単結晶表面の部分にまで冷却用部材による冷却効果が過剰に及ぶのを抑止し、必要とする温度分布を得やすくするため、および水冷体６の加熱を防止するためである。
【００３７】
この引上げ装置を使用し、単結晶育成時の引上げ速度および凝固直後の単結晶の引き上げ軸方向の温度勾配を制御することにより、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の極めて少ないウェーハを製造できるシリコン単結晶インゴットの育成が可能となる。
【００３８】
本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法において、ＯＳＦ核潜在領域を有し、かつ酸素濃度が１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3に調整されたシリコン単結晶インゴットを引き上げることを前提とするのは、ＯＳＦ、ＢＭＤ、ＣＯＰ、転位クラスターに起因するＥＰ欠陥（積層欠陥）が発生せず、かつ十分なＢＭＤが形成された高いゲッタリング能力を有するエピタキシャル層をその表面に形成できるウェーハを切り出せる単結晶を得るためである。
【００３９】
本発明の製造方法において、ウェーハを切り出すための単結晶インゴットを育成するに際し、引き上げ途中の１０３０〜９２０℃の温度領域を１．０℃／分以上の冷却速度で成長させるのは、ＯＳＦ核成長温度域を速く通過させて、ＯＳＦ核サイズを非常に小さくし、当該単結晶インゴットから切り出されるウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する際に、ＯＳＦを起因とするエピタキシャル層への欠陥（ＥＰ欠陥）の発生を抑えるためである。
【００４０】
続いて、９２０〜７２０℃の温度領域を０．５℃／分以上１．０℃／分以下の冷却速度で成長させるのは、ＢＭＤ形成温度域を前記冷却速度でゆっくりと通過させることにより高密度のＢＭＤを形成させて、ゲッタリング特性に優れたウェーハを得るためである。特に、この操作により、これまで酸素析出が殆ど期待できない領域と認識されていた酸素析出抑制領域（ＰI領域）においても、高いゲッタリング特性を得るのに十分なＢＭＤ（酸素析出物）密度とすることができる。
【００４１】
育成するシリコン単結晶インゴットの酸素濃度を１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の高濃度に調整するのは、前記のように、ＢＭＤ密度を増大させて、ウェーハのゲッタリング能力を高めるためである。前記酸素濃度が１２×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3より低いと、十分なゲッタリング能力が得られず、１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3を超えると、後述する実施例１に示すように、ＯＳＦが顕在化することとなる。
【００４２】
本発明の製造方法においては、上記特定の条件で育成したシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する。エピタキシャル層の形成は、従来実施されている方法に準じて行えばよく、切り出されたシリコンウェーハを研磨によって光学的な光沢をもつ鏡面ウェーハに仕上げ、その表面にエピタキシャル層を成長させる。
【００４３】
例えば、シリコンウェーハを枚葉式エピタキシャル装置に収容し、装置内温度を１０００〜１１５０℃にし、１分間の水素ベークを行い、引続きトリクロロシランガスを装置内に流入させて、１０００〜１１５０℃で、３０〜１８０秒間シリコンウェーハを保持して、シリコンウェーハ表面にエピタキシャル層を形成する。
【００４４】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、ＣＺ法により育成したシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハの表面上に、ＥＰ欠陥の発生がなく、しかもゲッタリング能力に優れたエピタキシャル層を形成することができる。
【００４５】
前記の実施形態１の製造方法は、前記本発明の製造方法において、シリコンウェーハは、下記（ａ）〜（ｆ）のうちのいずれかにより構成されることとする方法である。
【００４６】
（ａ）全領域が前記ＯＳＦ核潜在領域、
（ｂ）大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しない微小ＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域の混合領域（微小ＣＯＰ＋ＯＳＦ核潜在領域の混合領域）、
（ｃ）前記微小ＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域の混合領域（ＣＯＰ＋ＯＳＦ＋ＰVの混合領域）、
（ｄ）前記微小ＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域（微小ＣＯＰ＋ＯＳＦ核潜在領域＋ＰV＋ＰIの混合領域）、
（ｅ）前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域の混合領域（ＯＳＦ核潜在領域＋ＰVの混合領域）、または
（ｆ）前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域（ＯＳＦ核潜在領域＋ＰV＋ＰIの混合領域）。
【００４７】
前記（ａ）は全領域が前記ＯＳＦ核潜在領域であるが、前述のように、ＯＳＦ核サイズは非常に小さく、エピタキシャル層にＯＳＦを起因とするＥＰ欠陥が生じることはない。
【００４８】
また、（ｂ）〜（ｆ）のそれぞれを構成する領域は、ＯＳＦ核潜在領域、微小ＣＯＰ発生領域（ＯＳＦリング領域のすぐ内側のＣＯＰ発生領域は、ＣＯＰサイズが６０ｎｍ未満で、その密度も小さい領域である）、酸素析出促進領域および酸素析出抑制領域のいずれか２以上の混合領域であるが、転位クラスターが存在せず、かつＣＯＰが存在しないか、存在しても微小ＣＯＰであるため、これらいずれの領域（または混合領域）もＥＰ欠陥を生じさせることはない。
【００４９】
従来は、ＯＳＦリング領域を完全に含まない無欠陥結晶（酸素析出促進領域、酸素抑制領域、これらの混合領域）を育成する場合において、所定のＯＳＦリング径に到達するまでの単結晶成長の開始前半にあっては、ＯＳＦを含む結晶領域が不可避的に形成され、このＯＳＦを含む結晶領域は派生品領域として使用されなかった。
【００５０】
しかし、前記実施形態１の製造方法によれば、ＯＳＦ領域を含む結晶領域であっても、規定の育成条件を満足する範囲で育成されたＯＳＦ核潜在領域を含む派生品領域であれば、この部位から切り出されたウェーハは、エピタキシャルウェーハとして使用可能とすることができる。
【００５１】
前記の実施形態２の製造方法は、本発明の製造方法（実施形態１を含む）において、シリコンウェーハを、ＮＨ3を含む雰囲気ガス中で急速昇降温熱処理を施してウェーハ内部に空孔を注入させた後、エピタキシャル層を形成する方法である。前掲の特許文献２に記載される方法、すなわち、ＮＨ3を含む雰囲気ガス中でシリコンウェーハに急速加熱および急冷却の熱処理（ＲＴＡ−Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）を施してウェーハ内部に新たに空孔を形成させる方法を適用したものである。
【００５２】
具体的な処理は、同文献に記載される処理条件に準拠すればよいが、熱処理温度は１１００〜１３５０℃とする。特許文献２に記載される方法では、熱処理温度の低温下、およびウェーハ強度を考慮して熱処理温度を１１３５〜１１７０℃としているが、本発明では、十分なＢＭＤ密度の確保を優先し、上記熱処理温度を採用する。ＲＴＡ温度が高いと空孔濃度が高くなり、ＢＭＤ密度を高くできるからである。
【００５３】
ウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する前に、前記特定条件のＲＴＡ処理を施すことにより、ウェーハ内部に空孔が注入され、エピタキシャル層を形成する際の加熱処理により空孔に酸素が析出し、エピタキシャル成長後においてウェーハ面内全域にわたって十分なＢＭＤ密度を均一に確保することができる。これにより、ゲッタリング能力に優れたエピタキシャルウェーハを提供することができる。
【００５４】
上述の通り、本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法（その実施形態１および２を含む）によれば、ＣＺ法により育成したシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハ表面にＥＰ欠陥のないエピタキシャル層を形成することができ、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の極めて少ない、しかもゲッタリング能力に優れたエピタキシャルウェーハを得ることができる。
【００５５】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハは、酸素濃度が１２×１０17〜１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲に制御され、ＯＳＦ核潜在領域を有し、かつその他の結晶領域が、転位クラスターが存在せず、大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しない結晶領域で構成されたシリコンウェーハの表面上にシリコンからなるエピタキシャル層が形成されていることを特徴とするエピタキシャルウェーハである。
【００５６】
このエピタキシャルウェーハは、前述したように、ＥＰ欠陥がなく、優れたゲッタリング能力を有するので、各種デバイスの基板用に好適である。本発明のエピタキシャルウェーハは、本発明の製造方法により製造することができる。
【００５７】
前記の実施形態３のエピタキシャルウェーハは、本発明のエピタキシャルウェーハであって、前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域、または大きさが６０ｎｍ以上のＣＯＰが存在しないＣＯＰ発生領域と前記ＯＳＦ核潜在領域と酸素析出促進領域と酸素析出抑制領域の混合領域から構成されるウェーハである。
【００５８】
すなわち、前記（ｄ）の微小ＣＯＰ＋ＯＳＦ核潜在領域＋ＰV＋ＰIの混合領域、または前記（ｆ）のＯＳＦ核潜在領域＋ＰV＋ＰIの混合領域から構成されたウェーハであるが、前述のように、規定の育成条件を満足する範囲で育成されたＯＳＦ核潜在領域を含む単結晶であれば、この部位から切り出されたウェーハは、エピタキシャルウェーハとして使用することが可能である。
【００５９】
前記の実施形態４のエピタキシャルウェーハは、本発明のエピタキシャルウェーハ（実施形態３を含む）であって、酸素析出物（ＢＭＤ）評価熱処理を施した場合に、内部に１×１０4個／ｃｍ2以上の酸素析出物を形成することができる。これにより、十分なゲッタリング能力を有することができるので望ましい。
【００６０】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハ（その実施形態３および４を含む）は、欠陥のない、優れたゲッタリング能力を有するウェーハとして各種デバイスの基板用に好適である。このエピタキシャルウェーハは、本発明の製造方法により製造することができる。
【実施例】
【００６１】
前記図１に示した概略構成を有する単結晶引上げ装置を使用して、以下の実施例１〜実施例６に記載の調査を実施した。図２は、シリコン単結晶引上げ時の、引上げ速度と結晶欠陥の発生位置との一般的な関係を模式的に説明する図である。
【００６２】
図２（ａ）、（ｂ）とも、引き上げる単結晶の中心部が融点から１３７０℃までである温度域で、単結晶の引き上げ軸方向の温度勾配が、中心部はＧｃ、外周部ではＧｅであるとするとき、Ｇｃが２．８℃／ｍｍ以上でかつＧｃ／Ｇｅが１以上として引き上げたときの欠陥分布図を示すものであり、同（ｂ）は同（ａ）のＧｃの値よりも更にその値を大きくしたときの欠陥分布を示すものである。
【００６３】
前記の温度勾配Ｇｅ、Ｇｃの調整は、炉内のホットゾーン構造（前記図１に示した熱遮蔽材５形状、石英ルツボ内の融液７面と熱遮蔽材５下端面間の距離（Ｇａｐ間隔））の調整や、引上げ速度の変更により行うことができる。
【００６４】
図２から明らかなように、引上げ速度の変化に伴い、発生する欠陥の分布状況が変わり、Ｇｃが２．８℃／ｍｍ以上でかつＧｃ／Ｇｅが１以上では、同（ａ）で示すようにＯＳＦリング（Ｒ−ＯＳＦ）が真横に閉じるようなＵ字形状となり、中心部の温度勾配Ｇｃを更に大きくした場合には、同（ｂ）で示すようにＯＳＦリングが逆Ｍ字型に閉じるような分布形状となる。
【００６５】
以下の実施例では、単結晶の中心部が融点から１３７０℃までの高温度領域で上記の温度勾配条件を維持するとともに、図１に示したような冷却装置（冷却体６、熱遮蔽材５）を使用して、育成中の単結晶温度が１０３０〜９２０℃間の温度領域、および９２０〜７２０℃間の温度領域を通過する際の冷却速度を制御した。
【００６６】
（実施例１）
＜酸素濃度とＯＳＦ核潜在領域におけるＯＳＦ密度の関係の調査＞
本実施例１では、ＯＳＦ核成長温度域（１０３０〜９２０℃）を速く通過させて単結晶を育成した場合とそうでない場合において、ＯＳＦ核潜在領域で発生するＯＳＦの密度と単結晶インゴットの酸素濃度の関係について調査した。実験条件は以下のとおりである。
【００６７】
単結晶直径：３００ｍｍ、
結晶方位：＜１００＞、
極性：ｐ型（ボロンドープ）
結晶領域：図１に示した引上げ装置を用いて、融点から１３７０℃までの温度域で                、Ｇｃが２．８℃／ｍｍ以上でかつＧｃ／Ｇｅが１以上とし、図２（ａ                ）のラインＢの位置における結晶領域（ＯＳＦ＋ＰV＋ＰIの混合領域                  ）が得られる引上げ条件で単結晶を育成した。なお、結晶領域を構成す                るＯＳＦは、冷却条件により顕在化し、またはＯＳＦ核として潜在する                。
冷却条件：冷却体６の大きさや設置位置を調整することにより、以下の冷却条件１                または冷却条件２で単結晶を育成した。
冷却条件１（本発明例）
１０３０〜９２０℃間の温度領域を１．２℃／分とし、
９２０〜７２０℃間の温度領域を０．７℃／分とした。
冷却条件２（比較例；本発明で規定するＯＳＦ核成長温度域における冷                            却条件の範囲外）
１０３０〜９２０℃間の温度領域を０．７℃／分とし、
９２０〜７２０℃間の温度領域を０．７℃／分とした。
酸素濃度：ルツボ回転数を制御することにより、１０×１０17〜１６．５×１０17                ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲で単結晶中の初期酸素濃度を変更した。
【００６８】
上記条件によりシリコン単結晶インゴットを育成した後、各単結晶インゴットから切り出された各ウェーハについて、ＯＳＦ評価を行なった。
【００６９】
図３は、実施例１によりＯＳＦ核潜在領域で発生するＯＳＦの密度と単結晶インゴットの酸素濃度の関係について調査した結果を示す図である。図３から明らかなように、単結晶インゴットの酸素濃度が低い場合には、冷却条件２（比較例）であっても、ＯＳＦ密度は１個／ｃｍ2で、ＯＳＦ評価でＯＳＦとして検出されない。
【００７０】
一方、酸素濃度が高くなると（例えば、１３×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3）、冷却条件２（比較例）ではＯＳＦとして検出されるが、冷却条件１（本発明例）ではＯＳＦとして検出されない。ただし、酸素濃度が１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3を超えるとＯＳＦとして検出される。
【００７１】
（実施例２）
＜ＯＳＦ核潜在領域におけるＯＳＦ密度とＧＯＩの関係の調査＞
本実施例２では、酸素濃度が高く、かつＯＳＦ核成長温度域を速く通過させる本発明で規定する冷却条件で育成した単結晶インゴットから切り出したウェーハがデバイスの基板として適用可能なウェーハであるか否かを調査した。
【００７２】
下記（ｉ）および（ii）の条件でそれぞれ作製したウェーハについて、ＯＳＦ評価およびＧＯＩ評価を実施した。
（ｉ）実施例１の冷却条件１で、酸素濃度を１２×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とし            た他は実施例１と同じ条件で、図２（ａ）のラインＢの位置における結晶領            域（インゴットの中心部から、ＯＳＦ核潜在領域＋Ｐv＋ＰIの混合領域）か            らなる単結晶を育成し、この単結晶から切り出したウェーハ
（ii）実施例１の冷却条件１で、酸素濃度を１４×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とし            、実施例１よりも結晶中心部の温度勾配Ｇｃを更に大きくした、図２（b）            のラインＥの位置における結晶領域（インゴットの中心から、ＯＳＦ核潜在            領域＋ＰV＋ＰI＋Ｐｖ＋ＯＳＦ核潜在領域の混合領域）からなる単結晶を育            成し（その他の育成条件は実施例１と同じ）、この単結晶から切り出したウ            ェーハ
【００７３】
なお、ＧＯＩ（ゲート酸化膜耐圧特性；Ｇａｔｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）評価は、シリコンウェーハ上に酸化膜（ゲート酸化膜）と電極を形成してＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造を作製した後、電極に電圧を印加して酸化膜を破壊させてブレイクダウン電圧を測定することにより行った。欠陥がある部分において、酸化膜が絶縁破壊される。
【００７４】
その結果、前記（ｉ）、（ii）の条件で作製したウェーハのいずれも、酸素濃度は高いながらも、本発明で規定する範囲内の冷却条件１で育成した単結晶から切り出したウェーハであるため、実施例１と同様に、ＯＳＦ評価では、前記いずれのウェーハにおいても、ウェーハ面内のＯＳＦ核潜在領域におけるＯＳＦは１個／ｃｍ2以下で、顕在化しておらず、ＯＳＦとしては検出されなかった。
【００７５】
図４は、実施例２で形成した結晶領域を示す図であり、（ａ）は前記図２（ａ）のラインＢの位置における結晶領域（（ｉ）の条件）を、（ｂ）は前記図２（ｂ）のラインＥの位置における結晶領域（（ii）の条件）を示している。
【００７６】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ＧＯＩ評価を行なった場合には、前記いずれのウェーハにおいても、ＯＳＦ核潜在領域で、すなわち、（ｉ）の条件で作製したウェーハでは中心部近傍（図中に黒く塗りつぶした部分）に、（ii）の条件で作製したウェーハでは中心部近傍および外周部（同黒塗り部分）に、ＧＯＩ不良部位が観察された。したがって、これらのウェーハをそのままデバイス工程で使用すると、デバイス特性を低下させる恐れがあることが判明した。
【００７７】
（実施例３）
＜エピタキシャル欠陥発生状況の調査＞
本実施例３では、酸素濃度が高く、かつＯＳＦ成長温度域を速く通過させる冷却条件で育成した単結晶インゴットから切り出した単結晶ウェーハにエピタキシャル成長処理を施した場合に、エピタキシャル層表面で観察されるエピタキシャル欠陥の発生状況を調査した。実験条件は以下の通りである。
【００７８】
単結晶直径：３００ｍｍ、
結晶方位：＜１００＞、
極性：ｐ型（ボロンドープ）
結晶領域：図１に示した引上げ装置を用いて、融点から１３７０℃までの温度域で                、Ｇｃが２．８℃／ｍｍ以上でかつＧｃ／Ｇｅが１以上とし、図２（ｂ                ）のラインＤの位置における結晶領域（微小ＣＯＰ＋ＯＳＦ＋Ｐv＋Ｐ                Iの混合領域）が得られる引上げ速度で単結晶を育成した。なお、結晶                領域を構成するＯＳＦは、酸素濃度により顕在化し、またはＯＳＦ核と                して潜在する。
冷却条件：冷却体６の設置位置を調整することにより、以下の冷却条件を満足する                ようにして単結晶を育成した。
１０３０〜９２０℃間の温度領域を１．０℃／分とし、
９２０〜７２０℃間の温度領域を０．８℃／分とした。
酸素濃度：ルツボ回転数を制御することにより、初期酸素濃度が、１２×１０17ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ3、１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（以上、本発明の規                定範囲内）、または１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（本発明の規定範                囲外）の３水準の単結晶をそれぞれ育成した。
【００７９】
上記の育成条件によりシリコン単結晶インゴットを育成した後、各単結晶インゴットから切り出されたウェーハに対して、下記の条件でエピタキシャル成長処理を行なった。
【００８０】
エピタキシャル成長処理条件：シリコンウェーハを枚葉式エピタキシャル装置に収容し、装置内温度を１１００℃にし、１分間の水素ベークを行い、引続きトリクロロシランガスを装置内に流入させて温度１１００℃で１２０秒間、シリコンウェーハを保持することで、シリコンウェーハ表面に厚さ４μｍのエピタキシャル層を形成した。
【００８１】
エピタキシャルシリコンウェーハを、表面欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製；ＳＰ−２）を用いて、エピタキシャル層の表面で検出される０．０９μｍ以上の大きさの表面欠陥（エピタキシャル欠陥）の数を測定した。
【００８２】
図５は、実施例３によりエピタキシャル欠陥発生状況を調査した結果を示す図である。  図５から明らかなように、初期酸素濃度が本発明の条件を満たす場合（初期酸素濃度が、１２×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、１５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3）には、ＯＳＦを起因としたＥＰ欠陥は観察されず、高品質なエピタキシャルウェーハが得られた。
【００８３】
しかし、初期酸素濃度が１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3ではエピタキシャル層表面の中央部付近にリング状にＥＰ欠陥が観察された。このＥＰ欠陥はＯＳＦ核潜在領域に対応する箇所に発生しており、ＯＳＦを起因としたＥＰ欠陥と判定できる。
【００８４】
このことから、ＯＳＦ成長温度域を速く通過させるような冷却条件で育成した単結晶ウェーハは、ＥＰ欠陥が少ない高品質なエピタキシャルウェーハとして有効であるが、酸素濃度が高い場合には、エピタキシャル成長処理を施すとＯＳＦ起因のＥＰ欠陥を生じてしまうことが分かる。
【００８５】
また、本実験例では、中心部にＣＯＰ発生領域が存在するウェーハであるにも係わらず、酸素濃度が異なる何れのウェーハにおいても、ＣＯＰ発生領域の表面部位に形成されたエピタキシャル層部分にはＥＰ欠陥が観察されなかった。
【００８６】
このときのＣＯＰ発生領域に存在するＣＯＰサイズを、表面欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製；ＳＰ−２）を用いて調査したところ、全て６０ｎｍ以下のＣＯＰであることが観察された。そして、この微小ＣＯＰが発生するＣＯＰ発生領域は、リング状ＯＳＦ潜在核領域に接する内側領域近傍に形成されることが分かった。
【００８７】
そこで、ＣＯＰサイズがＥＰ欠陥発生に与える影響について、単結晶直径：３００ｍｍ、結晶方位：＜１００＞、極性：ｐ型（ボロンドープ）のウェーハを作製して調査を行なった。この調査では、ＯＳＦ起因のＥＰ欠陥と区別できるように、ＣＯＰ発生領域のみからなる単結晶を育成することとし、引上げ速度を高速から低速に変化させるようにしてＣＯＰサイズが異なる単結晶を育成した。
【００８８】
図６は、実施例３により、単結晶から切り出されたウェーハの表面にエピタキシャル成長処理を行い、エピタキシャル層表面で観察されたＥＰ欠陥密度を調査した結果を示す図である。エピタキシャル成長処理の条件は前記と同様とした。
【００８９】
図６から明らかなように、ＣＯＰサイズが６０ｎｍ以下であれば、エピタキシャル層表面において０．０９μｍ以上の大きさのエピタキシャル欠陥が極めて少ない（２個／ウェーハ枚以下）エピタキシャルウェーハを得ることができる。もちろん、ＣＯＰ発生領域を全く含まない結晶領域からなるウェーハとすれば、ＣＯＰ起因のエピタキシャル欠陥の発生を完全に排除することができる。
【００９０】
（実施例４）
＜ＢＭＤ形成温度域の冷却速度によるＢＭＤ密度の変化の調査＞
本実施例４では、ＢＭＤ形成温度域の冷却速度によるＢＭＤ密度の変化を調査するため、ＢＭＤ形成温度域の冷却速度変更実験を行って、ＰI領域のみからなる単結晶を育成し、この単結晶から切り出したウェーハ内部に形成されるＢＭＤ密度を調査した。実験条件は以下の通りである。
【００９１】
単結晶直径：３００ｍｍ、
結晶方位：＜１００＞、
極性：ｐ型（ボロンドープ）
結晶領域：図１に示す引上げ装置を用い、図２（ａ）のラインＣの結晶領域（ＰI                のみ）が得られる引上条件で単結晶を育成した。
冷却条件：冷却体６の設置位置を調整することにより、１０３０〜９２０℃間の温                度領域の冷却速度を１．３℃／分とし、９２０〜７２０℃間の温度領域                の冷却速度を０．３〜１．３℃／分の範囲で変更する実験を行った。
酸素濃度：ルツボ回転数を制御することにより、初期酸素濃度が１２×１０17ａｔ                ｏｍｓ／ｃｍ3の単結晶を育成した。
【００９２】
図７は、実施例４によりＢＭＤ形成温度域の冷却速度によるＢＭＤ密度の変化状況を調査した結果を示す図である。ここでは、ウェーハに対して、ＢＭＤ評価熱処理を行った後、ウェーハを劈開して、劈開断面をライトエッチング液で２μｍエッチングした後、エッチング後の劈開断面を光学顕微鏡で観察してＢＭＤ密度を測定した。
【００９３】
図７から明らかなように、９２０〜７２０℃間の温度領域の冷却速度が１．０℃／分を超える場合には、ウェーハ内部に形成されるＢＭＤ密度は１×１０4個／ｃｍ2以下であり、冷却速度が遅くなるにつれてＢＭＤ密度が増加することが分かる。一方、冷却速度が０．５℃／分よりも小さくなると、それ以上のＢＭＤ密度の増加は認められないが、生産性を考慮すると望ましくはないので、冷却速度の下限は０．５℃／分とした。
【００９４】
（実施例５）
＜エピタキシャル成長処理後のＢＭＤ密度分布調査＞
本実施例５では、本発明の条件範囲で育成したエピタキシャルウェーハの径方向のＢＭＤ密度分布を調査した。比較例として、本発明で規定するＢＭＤ形成温度域の徐冷却条件を満たさない場合も合わせて調査した。実験条件は以下の通りである。
【００９５】
単結晶直径：３００ｍｍ、
結晶方位：＜１００＞、
極性：ｐ型（ボロンドープ）
結晶領域：図１に示す引上げ装置を用いて、図２（ｂ）のラインＤの結晶領域（Ｃ                ＯＰ＋ＯＳＦ＋Ｐv＋ＰI＋Ｐv＋ＯＳＦ）が得られる引上条件で単結                  晶を育成した。
冷却条件：冷却体６の設置位置を調整することにより、
本発明例として、
１０３０〜９２０℃間の温度領域を１．２℃／分とし、
９２０〜７２０℃間の温度領域を０．７℃／分とした。
初期酸素濃度は１２×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とした。
比較例として、
１０３０〜９２０℃間の温度領域を１．２℃／分とし、
９２０〜７２０℃間の温度領域を１．２℃／分とした。
初期酸素濃度は１１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とした。
【００９６】
図８は、実施例５によりエピタキシャル成長処理後のＢＭＤ密度の分布状況を調査した結果を示す図である。それぞれのウェーハについて、実施例３と同条件のエピタキシャル成長処理を行なった後、各エピタキシャルウェーハに対し、実施例４の場合と同様に、ＢＭＤ評価熱処理を行った後、ウェーハを劈開して、劈開断面をライトエッチング液で２μｍエッチングした後、エッチング後の劈開断面を光学顕微鏡で観察してＢＭＤ密度を測定した。
【００９７】
図８から明らかなように、本発明例のエピタキシャルウェーハでは、ＰI領域においても十分なＢＭＤ密度が得られており、ウェーハ径方向の全域にわたって、１×１０4個／ｃｍ2以上のＢＭＤ密度が観察された。一方、比較例のエピタキシャルウェーハでは、ＰI領域においてＢＭＤ密度が低く、径方向においてＢＭＤ分布が均一ではなかった。
【００９８】
（実施例６）
＜ＲＴＡ処理の有効性の調査＞
本実施例６では、エピタキシャル成長処理前のＲＴＡ処理の有効性を確認する実験を行なった。実験条件は、エピタキシャル成長処理前に、アンモニア含有ガス雰囲気中で、ＲＴＡ処理を行なった以外は、実施例５の本発明例のエピタキシャルウェーハと同条件である。
【００９９】
ＲＴＡ条件は以下のとおりである。すなわち、高速昇降温熱処理装置を用いて、アンモニア含有ガス雰囲気中で、昇温速度を５０℃／分とし、１１５０℃で１０秒の熱処理後、降温速度を７０℃／分とした。
【０１００】
図９は、実施例６によりＲＴＡ処理の有効性を調査した結果を示す図である。図９から明らかなように、エピタキシャル成長処理前にＲＴＡ処理を行なった本発明例のエピタキシャルウェーハでは、エピタキシャル成長処理後のＢＭＤ密度評価において、ウェーハ径方向の全域にわたって均一に、１×１０6個／ｃｍ2以上のＢＭＤ密度が観察され、ゲッタリング能力に優れるウェーハであることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、ＣＺ法により育成したシリコン単結晶インゴットから切り出されたウェーハ表面にＥＰ欠陥のないエピタキシャル層を形成することができ、Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の極めて少ない、しかもゲッタリング能力に優れたエピタキシャルウェーハを得ることができる。得られたシリコンエピタキシャルウェーハはＥＰ欠陥のない、優れたゲッタリング能力を有するウェーハとして各種デバイスの基板用に好適であり、広く採用されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法に適したＣＺ法による単結晶引上げ装置の概略構成例を模式的に示す縦断面図である。
【図２】引上げ速度を低下させつつ成長させたシリコン単結晶の引上げ軸に沿った縦断面における結晶欠陥の発生位置と引上げ速度との一般的な関係を模式的に説明した図である。
【図３】実施例１によりＯＳＦ核潜在領域で発生するＯＳＦの密度と単結晶インゴットの酸素濃度の関係について調査した結果を示す図である。
【図４】実施例２で形成した結晶領域を示す図であり、（ａ）は前記図２（ａ）のラインＢの位置における結晶領域（（ｉ）の条件）を、（ｂ）は前記図２（ｂ）のラインＥの位置における結晶領域（（ii）の条件）を示している。
【図５】実施例３によりエピタキシャル欠陥発生状況を調査した結果を示す図である。
【図６】実施例３によりエピタキシャル成長処理を行い、そのエピタキシャル層表面で観察されたＥＰ欠陥密度を調査した結果を示す図である。
【図７】実施例４によりＢＭＤ形成温度域の冷却速度によるＢＭＤ密度の変化状況を調査した結果を示す図である。
【図８】実施例５によりエピタキシャル成長処理後のＢＭＤ密度の分布状況を調査した結果を示す図である。
【図９】実施例６によりＲＴＡ処理の有効性を調査した結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１：ルツボ、  １ａ：石英ルツボ、  １ｂ：黒鉛ルツボ
２：ヒーター、  ３：支持軸
４：単結晶、  ５、５ａ、５ｂ：熱遮蔽材
６：水冷体、  ７：融液
【図１】
2010030856.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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