(57)【要約】【課題】中性子線の照射を行うことなくほぼ均一な高抵抗を持つＣＺウェーハを高い歩留まりで作製可能な方法を提供する。【解決手段】石英るつぼ１４の内部に原料となるシリコンの固体層２１ａと液体層２１ｂとを共存させ、固体層２１ａを融解させながら液体層２１ｂからシリコンインゴット２０を引き上げる。シリコンインゴット２０から切り出されたシリコンウェーハに対し、格子間酸素密度に応じた酸素雰囲気中アニールを行うことによってＣＯＰを消滅させる。これにより、ドーパントの偏析による抵抗率の変動が抑制され、シリコンインゴットの軸方向における抵抗率を全長の５０％以上に亘って１Ω・ｃｍ以上の高抵抗とすることが可能となる。また、酸素雰囲気中アニールによってＣＯＰが完全に埋め込まれ、消滅する。【選択図】図１
2010062466.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るつぼ内部の第１のシリコン融液からシリコンインゴットを引き上げる引き上げ工程と、
前記シリコンインゴットからシリコンウェーハを切り出す切り出し工程と、
前記シリコンウェーハに対して熱処理を行う熱処理工程と、を備えるシリコンウェーハの製造方法であって、
前記引き上げ工程においては、前記第１のシリコン融液よりもドーパント濃度の低い第２のシリコン融液を前記るつぼ内に追加供給することによって、前記シリコンインゴットの軸方向における抵抗率を全長の５０％以上に亘って１Ω・ｃｍ以上とし、
前記熱処理工程においては、少なくとも酸素を含む雰囲気で、格子間酸素密度［Ｏｉ］が式（１）
【数１】
2010062466.tif 000008
（但し、［Ｏｉ］はＡＳＴＭ  Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたフーリエ変換赤外分光光度法による測定値であり、ｋはボルツマン定数（８．６１７×１０−５（ｅＶ／Ｋ））である）を満たす温度Ｔ（℃）で酸化雰囲気アニールを行うことを特徴とする垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記引き上げ工程においては、前記るつぼの内部に前記第１のシリコン融液からなる液体層と、前記液体層よりもドーパント濃度が低いシリコンの固体層とを共存させ、前記シリコンインゴットを引き上げながら前記固体層を融解させることによって、前記るつぼ内に前記第２のシリコン融液を追加供給することを特徴とする請求項１に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記引き上げ工程においては、前記るつぼの外部から前記第２のシリコン融液を追加供給することを特徴とする請求項１に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記引き上げ工程においては、前記シリコンインゴットの軸方向における抵抗率を全長の５０％以上に亘って２０Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記熱処理工程を行った後に、前記シリコンウェーハの表面を研磨する研磨工程をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記熱処理工程を行った後に、前記シリコンウェーハの裏面にポリシリコン層または歪み層を形成するＥＧ層形成工程をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項７】
前記引き上げ工程においては、少なくとも前記第１のシリコン融液に窒素を添加することによって前記シリコンインゴットの窒素濃度を２×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項８】
前記格子間酸素濃度［Ｏｉ］が１．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項９】
前記ドーパントは、Ｐ（リン）、Ｓｂ（アンチモン）又はＡｓ（ヒ素）からなるｎ型のドーパントを含んでいることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項１０】
前記ドーパントは、Ｐ（リン）とＡｌ（アルミニウム）の両方を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法。
【請求項１１】
チョクラルスキー法によって引き上げられ、ボディ部のトップからボトムまでの軸方向における抵抗率のばらつきが全長の５０％以上に亘って±２０％以下であることを特徴とするシリコン単結晶。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシリコン単結晶から切り出された垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハ。
【請求項１３】
抵抗率が１Ω・ｃｍ以上であり、窒素濃度が２×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、格子間酸素濃度［Ｏｉ］が１．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり（但し、［Ｏｉ］はＡＳＴＭ  Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたフーリエ変換赤外分光光度法による測定値であり、ｋはボルツマン定数（８．６１７×１０−５（ｅＶ／Ｋ））である）、表面が鏡面であり、裏面にポリシリコン層または歪み層が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハ。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載のシリコンウェーハを用いて作製された垂直シリコンデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などの垂直シリコンデバイス用の基板として好適に用いられるシリコンウェーハ及びその製造方法に関し、特に、チョクラルスキー法（ＣＺ法）により作製されたシリコンウェーハ及びその製造方法に関する。また、本発明は、このようなシリコンウェーハを切り出すことが可能なシリコン単結晶に関する。さらに、本発明は、このようなシリコンウェーハを用いて製造されたＩＧＢＴなどの垂直シリコンデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直シリコンデバイスは、プロセッサやメモリなどの一般的なＬＳＩのようにシリコンチップの表面に沿ってスイッチング電流を流すのではなく、シリコンチップの厚み方向（すなわち、シリコンチップの表面とは垂直な方向）にスイッチング電流を流すタイプの半導体デバイスであり、主に電源装置内のスイッチング素子として用いられる。このため、垂直シリコンデバイスは「パワーデバイス」と呼ばれることもある。
【０００３】
垂直シリコンデバイスとしては、パワーＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などが知られている。このうち、パワーＭＯＳＦＥＴは従来から広く用いられているが、近年においてはハイブリッド車や電気自動車の動力モータ用電源のように、大容量、高耐圧、高速スイッチングを求められる用途が拡大しており、このような用途に適したＩＧＢＴへの注目が高まっている。これは、パワーＭＯＳＦＥＴにおいてはオン抵抗が耐圧の２．５乗に比例して増加するという特性を有しているため、６００Ｖ以上の耐圧が求められるハイブリッド車用電源などに用いることが困難だからである。これに対し、ＩＧＢＴは伝導度変調効果によってオン抵抗が大幅に低減されるという特徴を有しているため、上記の用途に最適である。したがって、ＩＧＢＴは、ハイブリッド車用電源のように大容量のスイッチング電源においては今や欠かせないデバイスである。
【０００４】
ＩＧＢＴとしては、基板上にｐ層及びｎ層を平面的に形成するプレーナ型と、基板にゲートトレンチが形成されたトレンチ型が知られている。トレンチ型は、プレーナ型よりもオン抵抗が小さく、且つ、スイッチング速度が高速であることから、ハイブリッド車用電源のようにエネルギー効率が特に重視される用途においては、プレーナ型からトレンチ型への移行が進んでいる。
【０００５】
ＩＧＢＴは、ＭＯＳＦＥＴに正孔注入用Ｐ接合が付加された構造を有しており、ゲートに印加する電圧によってエミッタ−コレクタ間の電流を制御する素子である。ＩＧＢＴは、高抵抗のｎ−型シリコン層を主体とし、その表面側にはゲート及びエミッタが形成され、裏面側にはＰ接合を介してコレクタが形成されている。このように、ゲート及びエミッタとコレクタとの間に高抵抗のｎ−型シリコン層が介在しており、ｎ−型シリコン層にはコレクタ側から正孔が注入される。これにより、低いオン抵抗を得ることができるとともに、大電流を流した場合でも破壊されにくいという特徴を備えている。
【０００６】
ＩＧＢＴは、ゲートに電圧を印加することによってスイッチング制御を行う素子であることから、ゲート酸化膜には欠陥がないことが望まれる。シリコンウェーハ中に欠陥が含まれていると、その欠陥がゲート酸化膜に取り込まれて酸化膜の絶縁破壊の原因となることから、ＩＧＢＴ用のシリコンウェーハにおいては、このような欠陥が存在しないことが重要である。
【０００７】
また、スイッチング電流は、表面側に位置するエミッタと裏面側に位置するコレクタとの間を流れるので、ウェーハ内部の欠陥はＩＧＢＴの特性を大きく左右する。特に、再結合ライフタイムと抵抗率は重要な品質である。再結合ライフタイムは、基板中の結晶欠陥によって低下することから、デバイスプロセスを経ても結晶欠陥が生じないように制御することが必要である。抵抗率に関しては、均一性と安定性が要求される。ウェーハの面内だけでなく、ウェーハ間、すなわち、シリコンインゴットの長さ方向でも均一で、且つデバイス熱プロセスを経ても変化しないことが重要である。仮に、抵抗率の異なる複数の素子が並列に使用された場合、抵抗率の低い素子に大電流が集中し破損してしまうことから、抵抗率の均一性と安定性は、パワーデバイスにおいては重要である。
【０００８】
さらに、ＩＧＢＴを高耐圧化するためには、基板の不純物濃度を低くすることにより抵抗率を高めるとともに、エミッタ−コレクタ間の厚さを大きくする必要がある。具体的には、車載用高耐圧品として用いる場合、１Ω・ｃｍ以上、好ましくは５０Ω・ｃｍ程度の抵抗率を有し、且つ、エミッタ−コレクタ間の厚さが１００μｍ程度であることが求められる。また、抵抗率のばらつきも非常に少ないことが要求される。
【０００９】
このような要求を満たすためには、ＣＺ法による通常のウェーハ（ＣＺウェーハ）を用いることは困難であると考えられていた。その理由は次の通りである。
【００１０】
第１に、ＣＺ法では、単結晶の育成時に過剰な空孔が凝集して０．２〜０．３μｍ程度のＣＯＰ欠陥（Crystal Originated Particle）が生じる。ＩＧＢＴを製造する際には、ウェーハ表面にゲート酸化膜を形成するが、ＣＯＰ欠陥がウェーハ表面に露出して出来たピット、あるいはウェーハ表面近傍に存在するＣＯＰ欠陥がこのゲート酸化膜に取り込まれると、ＧＯＩ（Gate Oxide Integrity）を劣化させる。従って、ＧＯＩが劣化しないように、ＣＯＰ欠陥を含まないウェーハが必要になるが、ＣＺ法では無欠陥のウェーハの製造が難しい。
【００１１】
第２に、ＣＺ法により製造されたシリコン単結晶ウェーハには、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の過剰な酸素が含まれており、このようなウェーハに対して４５０℃で１時間程度の低温熱処理（ＩＧＢＴ製造工程のシンタリング処理に相当する熱処理）を行うと酸素ドナーが発生し、熱処理前後でウェーハの抵抗率が変化してしまう。
【００１２】
第３に、ＣＺ法により製造されたシリコン単結晶ウェーハの抵抗率は、シリコン融液に添加するドーパント量によって制御でき、ＩＧＢＴ用のウェーハにはドーパントとしてリンが添加されるが、リンは偏析係数が小さい為にシリコン単結晶の長さ方向に渡って濃度が大きく変化する。そのため、一本のシリコン単結晶の中で、設計仕様に合致する抵抗率を有するウェーハの得られる範囲が狭い。
【００１３】
第４に、ＣＺ法により製造されたシリコン単結晶ウェーハには、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の過剰な酸素が含まれており、このようなウェーハに対してデバイス形成プロセスを行うと、過剰な酸素がＳｉＯ２となって酸素析出し、再結合ライフタイムの劣化やリーク不良などの原因となり、ＩＧＢＴ特性を劣化させてしまう。
【００１４】
このような理由から、従来はＩＧＢＴ用のシリコンウェーハとして、エピタキシャルウェーハやＦＺ法により形成されたシリコンウェーハ（ＦＺウェーハ）が用いられてきた。
【００１５】
しかしながら、エピタキシャルウェーハを用いる場合、エピタキシャル層を１００μｍ程度形成する必要があることから、エピタキシャル成長に長時間を要し、製造コストが大幅に増加するという問題があった。一方、ＦＺ法は、製造工程においてウェーハに混入する不純物量が少なく、ＣＺ法と比べて比較的欠陥の少ないウェーハが得られるが、ＦＺ法ではウェーハの大口径化が難しく、大量生産に適さないという問題がある。このため、エピタキシャルウェーハやＦＺウェーハを用いる方法では、高耐圧なＩＧＢＴを低コストで供給することは困難であった。
【００１６】
このような問題を解決すべく、高耐圧ＩＧＢＴを製造可能なＣＺウェーハについて研究が重ねられた結果、低酸素のＣＺウェーハに対して格子間酸素密度［Ｏｉ］に応じた温度で熱処理を行うことによりＩＧＢＴの製造に適したウェーハを作製できることが見いだされ、本出願人によって特許出願された（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３４４８２３号公報
【特許文献２】特開平９−１２３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１に記載された方法は、均一な抵抗率を得るために中性子線の照射が必要であり、これが製造コストの増大をもたらすという問題があった。このため、高耐圧なＩＧＢＴをより低コストで供給するためには、中性子線の照射が不要なＩＧＢＴ用ＣＺウェーハを作製することが望まれる。
【００１８】
中性子線の照射を不要とするためには、ＣＺ法によってシリコンインゴットを引き上げる際、シリコン融液中のドーパント濃度を極めて低い濃度に制御すればよい。しかしながら、ドーパントは所定の偏析係数を持つため、シリコンインゴットの軸方向における抵抗率を全長の大きな範囲に亘ってほぼ一定とすることは容易ではない。しかも、一般的な用途のシリコンウェーハのようにドーパント濃度が高い場合には、偏析による抵抗率の変動は相対的に小さくなるが、ＩＧＢＴ用のシリコンウェーハは求められるドーパント濃度が著しく低いことから、僅かな偏析によって抵抗率が大きく変動してしまう。このため、所望の抵抗率を持ったシリコンウェーハは１本のシリコンインゴットからごく僅かしか得られず、シリコンインゴットの軸方向における抵抗率を全長の大きな範囲に亘って高抵抗且つほぼ一定とすることは従来不可能であると考えられていた。
【００１９】
以上、ＩＧＢＴ用シリコンウェーハにかかわる課題を述べたが、上記の課題はＩＧＢＴ用のシリコンウェーハに限らず、他の垂直シリコンデバイス用のシリコンウェーハにおいても同じく生じる問題である。
【００２０】
したがって、本発明は、垂直シリコンデバイス用のＣＺウェーハであって、中性子線の照射を行うことなくほぼ均一な高抵抗を持つＣＺウェーハを高い歩留まりで作製可能な方法を提供することを目的とする。また、本発明は、垂直シリコンデバイスの作製に好適であり、従来よりも安価に提供可能なシリコンウェーハを提供することを目的とする。さらに、本発明は、このようなシリコンウェーハを切り出すことが可能なシリコン単結晶を提供することを目的とする。さらに、本発明は、このようなシリコンウェーハを用いて作製された垂直シリコンデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明による垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法は、チョクラルスキー法によってるつぼ内部の第１のシリコン融液からシリコンインゴットを引き上げる引き上げ工程と、シリコンインゴットからシリコンウェーハを切り出す切り出し工程と、シリコンウェーハに対して熱処理を行う熱処理工程と、を備えるシリコンウェーハの製造方法であって、引き上げ工程においては、前記第１のシリコン融液よりもドーパント濃度の低い第２のシリコン融液を前記るつぼ内に追加供給することによって、シリコンインゴットの軸方向における抵抗率を全長の５０％以上に亘って１Ω・ｃｍ以上とし、熱処理工程においては、少なくとも酸素を含む雰囲気で、格子間酸素密度［Ｏｉ］が式（１）
【数１】
2010062466.tif 000003
（但し、［Ｏｉ］はＡＳＴＭ  Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたフーリエ変換赤外分光光度法による測定値であり、ｋはボルツマン定数（８．６１７×１０−５（ｅＶ／Ｋ））である）を満たす温度Ｔ（℃）で酸化雰囲気アニールを行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、第１のシリコン融液に第２のシリコン融液を追加供給しながらシリコンインゴットを引き上げていることから、ドーパントの偏析による抵抗率の変動が抑制され、シリコンインゴットの軸方向における抵抗率を全長の５０％以上に亘って１Ω・ｃｍ以上の高抵抗とすることが可能となる。また、シリコンインゴットから切り出したシリコンウェーハに対し、上記式（１）の条件で酸素雰囲気中アニールを行っていることから、格子間シリコンがウェーハ内部にあるＣＯＰ内部に注入される。その結果、ＣＯＰが完全に埋め込まれ、消滅させることが可能となる。
【００２３】
本発明の方法により得られたシリコンウェーハは、その内部にＣＯＰ欠陥が殆ど存在せず、しかも、ウェーハ面内及び同じインゴットから切り出されたウェーハ間での抵抗率のばらつきが小さく、いずれも１Ω・ｃｍ以上とすることが可能となる。したがって、本発明の方法により作製されたシリコンウェーハは、ＩＧＢＴなどの垂直シリコンデバイス用の基板として好適に用いることが可能となる。本発明において、「垂直シリコンデバイス」とは、パワーＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）など、シリコンチップの厚み方向にスイッチング電流を流すタイプの半導体デバイスを指す。用途については限定されず、したがって、パワーデバイス以外のデバイスも含まれる。
【００２４】
第１のシリコン融液に第２のシリコン融液を追加供給する方法としては、いわゆるＤＬＣＺ法及び連続ＣＺ法が挙げられる。ＤＬＣＺ法を用いる場合、引き上げ工程において、るつぼの内部に第１のシリコン融液からなる液体層と、液体層よりもドーパント濃度が低いシリコンの固体層とを共存させ、シリコンインゴットを引き上げながら固体層を融解させることによって、るつぼ内に第２のシリコン融液を追加供給すればよい。一方、連続ＣＺ法を用いる場合、引き上げ工程において、るつぼの外部から第２のシリコン融液を追加供給すればよい。
【００２５】
本発明においては、熱処理工程を行った後に、シリコンウェーハの表面を研磨する研磨工程をさらに備えることが好ましい。これによれば、酸化雰囲気アニールを行った後、シリコンウェーハの表面近傍に残留しているＣＯＰが除去されるため、ゲート酸化膜の信頼性を高めることが可能となる。
【００２６】
本発明においては、熱処理工程を行った後に、シリコンウェーハの裏面にポリシリコン層または歪み層を形成するＥＧ層形成工程をさらに備えることが好ましい。これによれば、ポリシリコン層または歪み層がゲッタリング層として機能することから、垂直シリコンデバイスの製造工程における重金属汚染を除去することが可能となる。
【００２７】
本発明においては、引き上げ工程において少なくとも第１のシリコン融液に窒素を添加することによってシリコンインゴットの窒素濃度を２×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることが好ましい。これによれば、ＣＯＰサイズが抑制されるため、上記式（１）の条件で行う酸素雰囲気中アニールによって、ＣＯＰをより確実に消滅させることが可能となる。
【００２８】
本発明においては、格子間酸素濃度［Ｏｉ］が１．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。これによれば、デバイス作製プロセスにおける酸素析出物（ＢＭＤ）の生成が抑制されることから、再結合ライフタイムの低下や酸素ドナー形成による抵抗率の変化を防止することが可能となる。
【００２９】
ドーパントは、Ｐ（リン）、Ｓｂ（アンチモン）又はＡｓ（ヒ素）からなるｎ型のドーパントを含んでいることが好ましい。これによれば、高抵抗のｎ−型シリコンウェーハを提供することが可能となるため、ＩＧＢＴなどの垂直シリコンデバイス用として好適なシリコンウェーハを提供することが可能となる。また、ドーパントは、Ｐ（リン）とＡｌ（アルミニウム）の両方を含んでいることもまた好ましい。Ａｌ（アルミニウム）はｐ型のドーパントであり、Ｐ（リン）よりも偏析係数が小さいことから、Ａｌ（アルミニウム）をカウンタードーパントとして添加すれば、シリコンインゴットの軸方向における抵抗率の変化を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、本発明によるシリコン単結晶は、チョクラルスキー法によって引き上げられ、ボディ部のトップからボトムまでの軸方向における抵抗率のばらつきが全長の５０％以上に亘って±２０％以下であることを特徴とする。さらに、本発明によるシリコンウェーハは、このようなシリコン単結晶から切り出された垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハである。
【００３１】
また、本発明によるシリコンウェーハは、抵抗率が１Ω・ｃｍ以上であり、窒素濃度が２×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、格子間酸素濃度［Ｏｉ］が１．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり（但し、［Ｏｉ］はＡＳＴＭ  Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたフーリエ変換赤外分光光度法による測定値であり、ｋはボルツマン定数（８．６１７×１０−５（ｅＶ／Ｋ））である）、表面が鏡面であり、裏面にポリシリコン層または歪み層が形成されていることが好ましい。さらに、本発明による垂直シリコンデバイスは、上記のシリコンウェーハを用いて作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明の垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法によれば、固体層を融解させながらシリコンインゴットを引き上げていることから、チョクラルスキー法を用いているにもかかわらず、ドーパントの偏析による抵抗率の変動が抑制される。これにより、中性子線の照射を行うことなく、シリコンインゴットの軸方向における抵抗率を全長の５０％以上に亘って１Ω・ｃｍ以上の高抵抗とすることが可能となる。また、上記式（１）の条件で酸素雰囲気中アニールを行っていることから、ほとんどのＣＯＰを消滅させることが可能となる。これにより、ＣＯＰ欠陥が殆ど存在せず、しかも抵抗率が高く且つ均一な垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハを提供することが可能となる。
【００３３】
このように、本発明ではチョクラルスキー法を用いていることから、ＦＺ法を用いた場合と比べて大口径のシリコンウェーハを製造することが可能となる。しかも、従来のように、エピタキシャル成長や中性子線の照射なども不要であることから、垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハを安価に提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるシリコン単結晶引き上げ装置の構成を示す模式図である。
【００３６】
図１に示すように、シリコン単結晶引き上げ装置１０は、チャンバー１１と、チャンバー１１の底部中央を貫通して鉛直方向に設けられた支持回転軸１２と、支持回転軸１２の上端部に固定されたグラファイトサセプタ１３と、グラファイトサセプタ１３内に収容された石英るつぼ１４と、グラファイトサセプタ１３の周囲に設けられたヒーター１５と、支持回転軸１２を昇降及び回転させるための支持軸駆動機構１６と、種結晶を保持するシードチャック１７と、シードチャック１７を吊設する引き上げワイヤー１８と、ワイヤー１８を巻き取るためのワイヤー巻き取り機構１９と、ヒーター１５及び石英るつぼ１４からの輻射熱によるシリコンインゴット２０の加熱を防止すると共に原料シリコンの液体層２１ｂの温度変動を抑制するための熱遮蔽部材２２と、各部を制御する制御装置２３とを備えている。
【００３７】
チャンバー１１の上部には、Ａｒガスをチャンバー１１内に導入するためのガス導入口２４が設けられている。Ａｒガスはガス管２５を介してガス導入口２４からチャンバー１１内に導入され、その導入量はコンダクタンスバルブ２６により制御される。
【００３８】
チャンバー１１の底部には、チャンバー１１内のＡｒガスを排気するためのガス排出口２７が設けられている。密閉したチャンバー１１内のＡｒガスはガス排出口２７から排ガス管２８を経由して外へと排出される。排ガス管２８の途中にはコンダクタンスバルブ２９及び真空ポンプ３０が設置されており、真空ポンプ３０でチャンバー１１内のＡｒガスを吸引しながらコンダクタンスバルブ２９でその流量を制御することでチャンバー１１内の減圧状態が保たれている。
【００３９】
さらに、チャンバー１１の外側には磁場供給装置３１が設けられている。磁場供給装置３１から供給される磁場は、水平磁場であっても構わないし、カスプ磁場であっても構わない。
【００４０】
図１に示すように、石英るつぼ１４の内部には、原料となるシリコンの固体層２１ａと液体層２１ｂとが共存している。固体層２１ａは石英るつぼ１４の底部に沈殿しており、液体層２１ｂは石英るつぼ１４の上部に位置している。次に、本実施形態によるシリコンウェーハの製造方法について詳細に説明する。
【００４１】
図２は、シリコンウェーハの製造工程を大まかに示すフローチャートである。
【００４２】
図２に示すように、本実施形態によるシリコンウェーハの製造工程は、大きく分けて、シリコン単結晶（シリコンインゴット）をチョクラルスキー法（ＣＺ法）によって引き上げる引き上げ工程（ステップＳ１）と、シリコンインゴットからシリコンウェーハを切り出す切り出し工程（ステップＳ２）と、シリコンウェーハに対して熱処理を行う熱処理工程（ステップＳ３）と、シリコンウェーハを研磨する研磨工程（ステップＳ４）と、シリコンウェーハの裏面にエクストリンシックゲッタリング層（ＥＧ層）を形成するＥＧ層形成工程（ステップＳ５）によって構成され、この順に各工程が実行される。以下、工程の詳細について説明する。
【００４３】
図３は、シリコンインゴットの引き上げ工程（ステップＳ１）の内容を説明するためのフローチャートである。
【００４４】
まず、原料となるポリシリコンを用意し（ステップＳ１１）、ポリシリコン砕片を石英るつぼ１４内に充填した後（ステップＳ１２）、石英るつぼ１４をチャンバー１１内のグラファイトサセプタ１３内に収容する（ステップＳ１３）。また、石英るつぼ１４内には、窒素を含む物質を混入させることによって窒素ドープすることが好ましい。窒素を含む物質としては、例えば窒化膜付きシリコンウェーハを挙げることができる。窒素の添加量としては、引き上げられるシリコンインゴット２０中の窒素濃度が２×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下となるように設定することが好ましい。これは、窒素濃度が２×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であると、ＣＯＰサイズの縮小効果が十分に得られないからであり、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えると、窒素の偏析現象により窒化珪素が融液中で発生し、テール部の形成プロセスで軸切れを引き起こす可能性があり単結晶歩留まりを低下させるからである。これに対し、窒素濃度を上記の範囲に設定すれば、ＣＯＰサイズが効果的に縮小されるとともに、軸切れによる歩留まり低下を防止することが可能となる。
【００４５】
次に、真空ポンプ３０でチャンバー１１内を減圧した後、ガス導入口２４からＡｒガスを導入してチャンバー１１内を減圧のＡｒガス雰囲気とする（ステップＳ１４）。その後、ヒーター１５でチャンバー１１内の石英るつぼ１４を加熱し、石英るつぼ１４内のポリシリコンを全融させる（ステップＳ１５）。つまり、この時点では、シリコン原料は全て液体層２１ｂの状態であり、固体層２１ａは存在しない。特に限定されるものではないが、チャンバー１１内の圧力は１００〜２００ｈＰａ程度、チャンバー１１内の温度は１７２０℃程度に調節することが好ましい。温度や圧力の調節は、制御装置２３によって行う。
【００４６】
次に、ヒーター１５の出力を調節することにより、石英るつぼ１４の底部の温度を低下させ、これによって石英るつぼ１４の底部におけるシリコン融液を凝固させる（ステップＳ１６）。これにより、石英るつぼ１４の内部は、下層が固体層２１ａ、上層が液体層２１ｂである二層状態となる。尚、石英るつぼ１４の底部の温度を選択的に低下させるためには、ヒーター１５を上下に分割し、上下方向における温度分布を容易に制御可能に構成することが好ましい。
【００４７】
石英るつぼ１４の底部に固体層２１ａが形成された後、適量のドーパント原料を液体層２１ｂに投入することにより、液体層２１ｂを構成するシリコン融液をｎ型とする（ステップＳ１７）。ドーパント原料としては、Ｐ（リン）、Ｓｂ（アンチモン）又はＡｓ（ヒ素）又はその化合物を用いることができる。投入されたドーパントは、液体層２１ｂ内でほぼ均一に拡散するが、固体層２１ａにはほとんど拡散しないことから、液体層２１ｂよりも固体層２１ａの方がドーパント濃度が低くなる。これにより、ｎ型のドーパントが添加された液体層２１ｂと、ドーパントがほとんど添加されていない固体層２１ａの二層構造を得ることが可能となる。尚、ドーパントとしては、或いは、Ｐ（リン）とＡｌ（アルミニウム）の両方を用いることも可能である。Ａｌ（アルミニウム）はＰ（リン）よりも偏析係数が小さいことから、Ａｌ（アルミニウム）をカウンタードーパントとして添加すれば、シリコンインゴット２０の軸方向における抵抗率の変化を抑制することが可能となる。
【００４８】
その後、シリコンの液体層２１ｂが１５００℃程度に安定するまで温度調整を行った後（ステップＳ１８）、シリコンインゴット２０の引き上げを開始する（ステップＳ１９）。シリコンインゴット２０の引き上げでは、支持回転軸１２及びワイヤー１８を互いに逆方向に回転させながら、シードチャック１７に取り付けられた種結晶を降下させてシリコンの液体層２１ｂに着液させ、種結晶をシリコン融液に馴染ませた後、種結晶をゆっくりと引き上げることにより、種結晶の下端にシリコン単結晶を成長させていく。
【００４９】
より具体的には、単結晶の成長速度をＶ（ｍｍ／分）とし、単結晶成長時の融点から１３５０℃の温度勾配をＧ（℃／ｍｍ）としたときの比Ｖ／Ｇを０．２２〜０．２７程度に制御することが好ましい。また、石英るつぼ１４の回転数を０．０５〜０．５ｒｐｍとし、アルゴン雰囲気の圧力を３０Ｔｏｒｒとすることが好ましい。また、磁場供給装置３１を用いて、シリコン融液に２０００〜５０００Ｇ（０．２Ｔ〜０．５Ｔ）、好ましくは３０００〜４０００Ｇ（０．３Ｔ〜０．４Ｔ）、より好ましくは３０００〜３５００Ｇ（０．３０Ｔ〜０．３５Ｔ）の水平磁場を印加することが好適である。このような条件に設定すれば、シリコンインゴット２０の格子間酸素濃度［Ｏｉ］を１．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下に設定することが可能となる。尚、格子間酸素濃度［Ｏｉ］が７×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えると、次の問題が生じる。
【００５０】
格子間酸素濃度［Ｏｉ］が７×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超える場合、４５０℃程度の低温熱処理を受けることによって酸素ドナーが発生し、基板の抵抗率が変化してしまう。このため、格子間酸素濃度［Ｏｉ］が７×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えるシリコンウェーハを用いて垂直シリコンデバイスを作製すると、デバイスプロセス中に酸素ドナーが発生し、基板の抵抗率が変化するという問題が生じる。また、格子間酸素濃度［Ｏｉ］が７×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超える場合、デバイスプロセス中の熱処理過程においてウェーハ中の過剰な酸素がＳｉＯ２となって析出し、再結合ライフタイムを劣化させるという問題も生じる。一方で、チョクラルスキー法においては石英るつぼを使用するため、酸素濃度を１．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とすることは事実上困難である。
【００５１】
これに対し、本実施形態では、格子間酸素濃度［Ｏｉ］を１．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下に設定していることから、上記の問題がほとんど生じない。
【００５２】
通常は、シリコンインゴットが引き上げられると、これに伴ってシリコン融液がその分減少する。ｎ型のドーパントであるＰ（リン）、Ｓｂ（アンチモン）又はＡｓ（ヒ素）は偏析係数が１未満であることから、シリコンインゴットの引き上げに伴ってシリコン融液が減少すると、融液中のドーパント濃度が高くなってしまう。
【００５３】
このような現象を抑制するために、本実施形態では、シリコンインゴット２０の引き上げに伴ってヒーター１５の出力を調節することにより、石英るつぼ１４の底部に存在する固体層２１ａを徐々に融解させる。これにより、シリコンインゴット２０の引き上げに伴って減少する液体層２１ｂが補充される。上述の通り、固体層２１ａを構成するシリコン原料にはドーパントがほとんど含まれていないため、固体層２１ａを溶解させることによって液体層２１ｂを補充すると、融液中のドーパント濃度を下げることができる。したがって、シリコンインゴット２０の引き上げに伴うドーパント濃度の上昇と、固体層２１ａを溶解させることによるドーパント濃度の低下のバランスを取れば、引き上げ中における液体層２１ｂのドーパント濃度をほぼ一定に保つことが可能となる。このような引き上げ方法は、ダブルレイヤーＣＺ（ＤＬＣＺ）法と呼ばれている。
【００５４】
シリコンインゴット２０の引き上げでは、まず単結晶を無転位化するためにダッシュ法によるシード絞り（ネック部の形成）を行う。次に、必要な直径の単結晶を得るためにショルダー部を育成し、単結晶が求める直径になったところで直径を一定にしてボディ部を育成する。ボディ部を所定の長さまで育成した後、無転位の状態で単結晶をシリコン融液から切り離すためにテール絞り（テール部の形成）を行なう。その後、シリコン融液から切り離したシリコンインゴット２０を所定の条件で冷却する。以上の引き上げ工程により、単結晶のシリコンインゴット２０を得ることができる。
【００５５】
引き上げられたシリコンインゴット２０は、ボディ部のトップからボトムまでの軸方向（引き上げ方向）における抵抗率のばらつきが全長の５０％以上に亘って±２０％以下となり、且つ、軸方向（引き上げ方向）における抵抗率が全長の５０％以上に亘ってほぼ一定となる。具体的な抵抗率については、添加するドーパント量によって調整することができるが、ＩＧＢＴなどの垂直シリコンデバイス用である場合には、１Ω・ｃｍ以上である必要があり、２０Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、５０Ω・ｃｍ程度であることが特に好ましい。従来の方法では、このような抵抗率を高歩留まりで得るためには、ノンドープのシリコンインゴットに中性子線を照射するしか方法がなかったが、上述した引き上げ方法によれば、中性子線を照射することなくシリコンインゴット２０の軸方向における抵抗率を全長の５０％以上に亘って上記の範囲とすることが可能となる。
【００５６】
また、シリコンインゴット２０中の窒素濃度を２×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすれば、ＣＯＰのサイズが小さくなることから、後述する熱処理工程においてより短時間でＣＯＰを消滅させることができる。さらに、窒素ドープにより、窒素による転位のピンニング効果を発現させることができ、高温熱処理によるスリップ転位の発生を抑制できる。
【００５７】
以上がシリコンインゴットの引き上げ工程（ステップＳ１）である。このようにして引き上げられたシリコンインゴット２０は、次の切り出し工程（ステップＳ２）に送られる。
【００５８】
切り出し工程（ステップＳ２）は、シリコンインゴット２０をスライシングすることによって、多数枚のシリコンウェーハを切り出す工程である。一般的な方法により引き上げられたシリコンインゴット２０からシリコンウェーハを切り出した場合、切り出された位置によってシリコンウェーハの抵抗率が大きく異なる。具体的には、ネック部に近い部分から切り出されたシリコンウェーハほど抵抗率が高く、テール部に近い部分から切り出されたシリコンウェーハほど抵抗率が低くなる。これは、上述したドーパントの偏析による現象である。
【００５９】
しかしながら、本実施形態においては、シリコンインゴット２０の軸方向における抵抗率が全長の５０％以上に亘ってほぼ一定であることから、切り出し位置によらずほぼ一定の抵抗率をもったシリコンウェーハを得ることが可能となる。しかも、同一のシリコンウェーハの面内における抵抗率のばらつきも非常に小さくなる。切り出されたシリコンウェーハは、ラッピングやエッチング等が行われた後、次の熱処理工程（ステップＳ３）に送られる。
【００６０】
熱処理工程（ステップＳ３）は、少なくとも酸素を含む雰囲気で、格子間酸素密度［Ｏｉ］が式（１）
【数２】
2010062466.tif 000004
を満たす温度Ｔ（℃）で酸化雰囲気アニールすることにより行う。ここで、格子間酸素密度［Ｏｉ］は、ＡＳＴＭ  Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたフーリエ変換赤外分光光度法による測定値であり、ｋはボルツマン定数（８．６１７×１０−５（ｅＶ／Ｋ））である。アニールの雰囲気は、少なくとも酸素が含まれていれば足りる。例えば、窒素、アルゴンなどと酸素の混合ガスでも構わない。しかし、ＣＯＰ消滅に要する時間を短縮するためには１００％酸素あるいは酸素と水蒸気の混合ガスの方が好ましい。
【００６１】
上記（１）は実験により求められた式であり、この式（１）の条件でアニールすることによって、ウェーハ中のＣＯＰをほぼ完全に消滅させることができる。図４は、格子間酸素密度及びアニール温度と、ＣＯＰとの関係を示す図である。図４において、縦軸はウェーハ中の格子間酸素濃度であり、横軸はアニール温度である。また、○印はＣＯＰが消滅したとみなされたウェーハであり、×印はＣＯＰが残存したとみなされたウェーハである。ＣＯＰの消滅とは、３０ｎｍ以上の欠陥密度が４．４×１０４個／ｃｍ３以下である場合と定義される。
【００６２】
図４に示すように、破線で示すある境界線を境にして、酸素濃度の高い側ではＣＯＰが残存し、酸素濃度の低い側ではＣＯＰが消滅していることがわかる。この境界線の近似式を求めると、
【数３】
2010062466.tif 000005
であることから、アニール温度の最適範囲は、
【数４】
2010062466.tif 000006
となる。
【００６３】
一例として、格子間酸素濃度［Ｏｉ］が７．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の場合は、アニール温度Ｔ（℃）は１２３０℃以上、シリコンの融点以下でなければならない。温度が同じであれば、ＣＯＰのサイズが大きいほど、アニール時間を長くする必要があるので、一概にアニール時間を規定することは出来ない。例えば、０．１７μｍのＣＯＰを１１５０℃で消すには、およそ２時間かかる。結晶引き上げ時に窒素をドープすれば、ＣＯＰサイズが小さくなり、アニールに要する時間を短縮できる。
【００６４】
また、昇温時の雰囲気と、アニール温度でアニールする際の雰囲気を変えても構わない。例えば、昇温時においては酸素が一部含まれる雰囲気とし、アニール温度でのアニール時には１００％の酸素雰囲気としても構わない。
【００６５】
熱処理工程（ステップＳ３）が終了すると、次に研磨工程（ステップＳ４）を行う。研磨工程は、熱処理によってシリコンウェーハの表面に形成された酸化膜や、熱処理によるヘイズを除去するために、シリコンウェーハの表面をミラーポリッシュすることにより行う。これにより、酸化雰囲気アニールを行った後、シリコンウェーハの表面近傍に残留しているＣＯＰが除去されるため、ゲート酸化膜の信頼性を高めることが可能となる。
【００６６】
研磨工程（ステップＳ４）が終了すると、次にＥＧ層形成工程（ステップＳ５）を行う。本実施形態のシリコンウェーハは、格子間酸素濃度が極めて低いので、酸素によるゲッタリング効果は期待できない。そのため、シリコンウェーハの裏面にエクストリンシックゲッタリング層（ＥＧ層）としてのポリシリコン層又は歪み層を形成し、デバイスプロセスにおける重金属汚染を除去する必要がある。ＥＧ層としてポリシリコン層を用いる場合には、その厚みを０．５μｍ以上２μｍ以下の範囲に設定することが好ましい。これは、厚みが０．５μｍ以上であればゲッタリング効果を十分に発揮させることができ、厚みが２μｍ以下であれば、ウェーハの反りを防止できるからである。ポリシリコン層は、ＣＶＤ法などにより形成することが可能である。また、ＥＧ層として歪み層を用いる場合には、サンドブラスト法などによってシリコンウェーハの裏面に物理的なダメージを与えればよい。
【００６７】
以上のようにして製造されたシリコンウェーハは、格子間酸素濃度［Ｏｉ］が１．０×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上７．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、中性子線の照射を行うことなくｎ型のドーパントがほぼ均一にドープされることによって抵抗率が１Ω・ｃｍ以上であり、且つ、裏面側にポリシリコン層または歪み層が形成されている。またウェーハ内部にはＣＯＰがほとんど存在しない。好ましくは、窒素濃度が２×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、抵抗率が２０Ω・ｃｍ以上１００Ω・ｃｍ以下である。さらに好ましくは、抵抗率が５０Ω・ｃｍ程度である。このようなシリコンウェーハは、ＩＧＢＴなどの垂直シリコンデバイス用の基板として好適に用いることができる。
【００６８】
このように、本実施形態によるシリコンウェーハは、垂直シリコンデバイス用の基板として好適に用いられるが、ＩＧＢＴなどの垂直シリコンデバイスの製造プロセス（デバイスプロセス）には様々な加熱工程が存在し、シリコンウェーハには当然にこれらの熱を受ける。本実施形態のシリコンウェーハには、デバイスプロセスにおける様々の加熱工程に相当する熱履歴を受けた場合であっても、抵抗率が変化しないとともにライフタイムが短縮されず、ＩＧＢＴをはじめとする各種デバイスの基板として好適に用いることができるという特徴を有する。具体的には、８００℃で４時間及び１０００℃で１６時間の２段熱処理を受けた場合であっても、加熱処理前後でのライフタイムの減少率が２０％程度以内となり、４５０℃で１時間の加熱処理を受けた場合であっても、抵抗率５０Ω・ｃｍの場合、抵抗率の低下は８％程度となる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００７０】
例えば、上記実施形態では、ＤＬＣＺ法によってドーパントの偏析による抵抗率の変動を防止しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、連続ＣＺ法を用いることも可能である。この場合、引き上げ工程において、石英るつぼの外部から相対的にドーパント濃度の低いシリコン融液を追加供給すればよい。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７２】
（実施例）
ＤＬＣＺ法によって、直径２００ｍｍでありボディ部の全長が１６００ｍｍであるシリコンインゴットを育成した。
【００７３】
具体的には、２４インチ石英るつぼにポリシリコン原料１４０ｋｇを窒化膜付きウェーハとともに投入し、アルゴン雰囲気中で多結晶シリコン塊を加熱してシリコン融液とした。次に、るつぼ内のシリコン融液の温度を調節することにより、るつぼの底部にシリコンの固体層を形成した後、液体層にｎ型ドーパントとしてＰ（リン）を添加した。ドーパントの添加量は、結晶全長に亘って抵抗率が４０〜５０Ω・ｃｍとなるよう調節した。
【００７４】
次に、シリコン融液に種結晶を浸漬させ、次に種結晶及び石英るつぼを回転させながら種結晶を徐々に引き上げて種結晶の下に単結晶を成長させた。尚、単結晶の成長速度をＶ（ｍｍ／分）とし、単結晶成長時の融点から１３５０℃の温度勾配Ｇ（℃／分）としたときの比Ｖ／Ｇを０．２７程度に設定した。
【００７５】
このようにして、単結晶からなるシリコンインゴットを製造した。シリコンインゴットにおける格子間酸素濃度は、石英るつぼの回転数及びアルゴン雰囲気の圧力を調整することにより制御した。石英るつぼの回転数を低くすることにより酸素濃度が低減され、またアルゴン雰囲気の圧力を低くすることによっても酸素濃度が低減される。また、ＭＣＺ法（磁場印加）を採用することで、低酸素濃度のシリコンインゴットの製造がより簡便となり有効である。このようにして、格子間酸素濃度が３．５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、窒素濃度が２．５×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコンインゴットを製造した。
【００７６】
引き上げられたシリコンインゴットからウェーハを切り出し、表層のＣＯＰを消滅させるために１００％酸素雰囲気中で酸化アニール（１２００℃）を１時間実施した。最後に、ウェーハ表面の酸化膜および熱処理によるヘイズを除去するため、ミラーポリッシュをしてＩＧＢＴ用２００ｍｍシリコンウェーハを作成した。結晶軸方向のウェーハ抵抗率を調査するため、結晶のトップから１００ｍｍ刻みで四端子法にてウェーハ中心部の抵抗率を測定した。
【００７７】
（比較例）
比較例として、通常の１４０ｋｇのＰ（リン）ＣＺ結晶からウェーハを切り出し、同様の酸化アニール及び表面研磨を実施して、結晶のトップから１００ｍｍ刻みで四端子法にてウェーハ中心部の抵抗率を測定した。
【００７８】
（測定結果）
実施例及び比較例の測定結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
2010062466.tif 000007
【００８０】
表１に示すように、実施例においては、抵抗率が４０〜５０Ω・ｃｍの範囲に収まる領域（ターゲットを５０Ω・ｃｍとした場合、抵抗率のばらつきが−２０％〜０％の範囲となる領域）が６２．５％（１０００ｍｍ／１６００ｍｍ）であり、高い歩留まりが得られた。これに対し、比較例においては、抵抗率が４０〜５０Ω・ｃｍの範囲に収まる領域が６．２５％（１００ｍｍ／１６００ｍｍ）しかなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるシリコン単結晶引き上げ装置の構成を示す模式図である。
【図２】シリコンウェーハの製造工程を大まかに示すフローチャートである。
【図３】シリコンインゴットの引き上げ工程（ステップＳ１）の内容を説明するためのフローチャートである。
【図４】格子間酸素密度及びアニール温度とＣＯＰとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０      シリコン単結晶引き上げ装置
１１      チャンバー
１２      支持回転軸
１３      グラファイトサセプタ
１４      石英るつぼ
１５      ヒーター
１６      支持軸駆動機構
１７      シードチャック
１８      ワイヤー
１９      ワイヤー巻き取り機構
２０      シリコンインゴット
２１ａ    固体層
２１ｂ    液体層
２２      熱遮蔽部材
２３      制御装置
２４      ガス導入口
２５      ガス管
２６      コンダクタンスバルブ
２７      ガス排出口
２８      排ガス管
２９      コンダクタンスバルブ
３０      真空ポンプ
３１      磁場供給装置
【図１】
2010062466.tif 000009
【図２】
2010062466.tif 000010
【図３】
2010062466.tif 000011
【図４】
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