【手続補正書】
【提出日】平成15年10月24日(2003.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンセグメントであって、
一方の主表面がセグメントの前表面であり、もう一方の主表面がセグメントの後表面である２つのほぼ平行な主表面と、前表面と後表面の間でほぼ等距離に位置する中央面と、前表面と後表面を接合している周囲縁と、前表面の下のセグメントの領域および前表面から中央面に向かって測定された距離Ｄ１とを有する表面層と、中央面と第１領域の間にあるセグメントの第２領域から成るバルク層とを有し、前記セグメントが、
セグメントが少数キャリア再結合中心の不均一分布を有し、バルク層における中心の濃度が表面層における濃度よりも大きく、中心の濃度プロファイルが、中心のピーク密度が中央面でまたは中央面の近くにありかつ濃度がセグメントの前表面の方向にピーク密度の位置からほぼ減少していくという濃度プロファイルであることを特徴とし、少数キャリア再結合中心が置換金属を含んでなる単結晶シリコンセグメント。
【請求項２】
約５００ミクロンから約８００ミクロンまでの範囲にある厚さを有する請求項１に記載のセグメント。
【請求項３】
約８００ミクロンから約１２００ミクロンまでの範囲にある厚さを有する請求項１に記載のセグメント。
【請求項４】
距離Ｄ１が少なくとも約１０ミクロンである請求項１に記載のセグメント。
【請求項５】
距離Ｄ１が少なくとも約５０ミクロンである請求項１に記載のセグメント。
【請求項６】
距離Ｄ１が少なくとも約１００ミクロンである請求項１に記載のセグメント。
【請求項７】
少数キャリア再結合中心を有する単結晶シリコンセグメントであって、
単結晶シリコンセグメントが、一方の主表面がセグメントの前表面であり、もう一方の主表面がセグメントの後表面である２つのほぼ平行な主表面と、前表面と後表面の間でほぼ等距離に位置する中央面を有してなり、
再結合中心の最大濃度が、前表面と中央面の間にありかつ中央面よりも前表面により近い領域にあり、再結合中心の最小濃度が、前表面と最大濃度領域との間の領域にあり、再結合中心の濃度が、最小濃度から最大濃度領域へと増加していき、最大濃度領域から中央面へと減少していき、少数キャリア再結合中心が置換金属を含んでなる単結晶シリコンセグメント。
【請求項８】
約５００ミクロンから約８００ミクロンの範囲にある厚さを有する請求項７に記載のセグメント。
【請求項９】
約８００ミクロンから約１２００ミクロンの範囲にある厚さを有する請求項７に記載のセグメント。
【請求項１０】
再結合中心の最大濃度がセグメントの前表面から約５ミクロン内にある請求項７に記載のセグメント。
【請求項１１】
再結合中心の最大濃度がセグメントの前表面から約１０ミクロン内にある請求項７に記載のセグメント。
【請求項１２】
再結合中心の最大濃度がセグメントの前表面から約２０ミクロン内にある請求項７に記載のセグメント。
【請求項１３】
セグメントにおける少数キャリア再結合中心の濃度プロファイルに影響を及ぼすように単結晶シリコンセグメントを熱処理する方法であって、シリコンセグメントは前表面と、後表面と、前表面と後表面の間にある中央面と、前表面と、前表面から中央面に向かって測定される距離Ｄの間にあるセグメントの領域から成る表面層と、中央面と表面層の間にあるセグメントの領域から成るバルク層とを有し、前記方法が、
雰囲気においてセグメントを熱処理して、表面層およびバルク層における結晶格子空孔を形成すること、
熱処理されたセグメントの冷却速度を制御して、ピーク密度が中央面にまたは中央面の近くにあり濃度がセグメントの前表面の方向にほぼ減少していく空孔濃度プロファイルを有するセグメントを製造すること、および
空孔濃度プロファイルに実質的に依存する白金濃度プロファイルが得られるように冷却セグメントのシリコンマトリックスに白金原子を熱的に拡散すること、
から成る方法。
【請求項１４】
結晶格子空孔を形成する熱処理が非酸化雰囲気において約１１７５℃を超える温度にセグメントを加熱することから成る請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
結晶格子空孔を形成する熱処理が非酸化雰囲気において約１２００℃を超える温度にセグメントを加熱することから成る請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
冷却速度がシリコンにおいて結晶格子空孔に比較的移動性がある温度範囲において少なくとも約５０℃／秒である請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
冷却速度がシリコンにおいて結晶格子空孔に比較的移動性がある温度範囲において少なくとも約１００℃／秒である請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
約６７０〜約７５０℃の範囲にある温度までセグメントを加熱することにより、白金原子がセグメントのシリコンマトリックスの中に熱的に拡散される請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
約１０分から約２時間セグメントを加熱することにより、白金原子がセグメントのシリコンマトリックスの中に熱的に拡散される請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
白金内方拡散の前に、熱処理または冷却されるセグメントが純粋酸素または発熱性蒸気の雰囲気において第２の熱処理に付され、第２の熱処理の温度が少なくとも第１の温度にほぼ等しい請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
結晶格子空孔を形成するための熱処理であって、
（ａ）酸素含有雰囲気において少なくとも約７００℃の温度での第１熱処理にセグメントを付して、結晶格子空孔のためのシンクとして働くことができる表面シリコンダイオード層を形成する工程と、
（ｂ）酸素の本質的な不存在の雰囲気において少なくとも約１１５０℃の温度での第２の熱処理に、工程（ａ）の産物を付して、シリコンセグメントのバルク中に結晶格子空孔を形成する工程と、
から成る請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
セグメントにおける少数キャリア再結合中心の濃度プロファイルに影響を与えるために単結晶シリコンセグメントを熱処理する方法であって、該シリコンセグメントが前表面と、後表面と、前表面と後表面の間にある中央面とを有し、該前表面はその上に存在する自然酸化物層のみを有し、該方法が、
窒化雰囲気においてセグメントの前表面を熱処理して、セグメントにおける結晶格子空孔を形成すること、
熱処理セグメントの冷却速度を制御して、最大濃度が前表面と中央面の間にあり、中央面よりも前表面により近くにある冷却セグメントにおける空孔濃度プロファイルを形成し、空孔濃度が、前表面から最大濃度領域へとほぼ増加していき、最大濃度領域から中央面へとほぼ減少していくこと、および
空孔濃度プロファイルに実質的に依存する白金濃度プロファイルが得られるように、冷却セグメントのシリコンマトリックスに白金原子を熱的に拡散すること、
から成る方法。
【請求項２３】
５ｘ１０１５原子／ｃｍ３未満の炭素濃度を有する請求項１または７に記載のセグメント。
【請求項２４】
単結晶シリコンウエハである請求項１または７に記載のセグメント。
【請求項２５】
セグメントの中央面に対して非対称性再結合中心濃度プロファイルを有する請求項１または７に記載のセグメント。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
手短に言うと、したがって、本発明は、１つの主表面はセグメントの前表面であり、もう１つの主表面はセグメントの後表面である２つのほぼ平行な主表面と、前表面と後表面の間にある中央面と、前表面と後表面を接合している周囲縁と、前表面の下のセグメントの領域および前表面から中央面に向かって測定される距離Ｄ１を有する表面層と、中央面と第１領域の間にあるセグメントの第２領域を有して成るバルク層とを有してなる単結晶シリコンセグメントに関する。単結晶シリコンセグメントは、セグメントが少数キャリア再結合中心の不均一分布を有し、バルク層における中心の濃度が表面層における濃度よりも大きく、中心の濃度プロファイルが、中心のピーク密度が中央面にあるいは中央面の近くにあり、濃度が、セグメントの前表面の方向にピーク密度の位置からほぼ減少する濃度プロファイルであることを特徴としている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明はさらに、１つの主表面がセグメントの前表面であり、もう１つの主表面がセグメントの後表面である２つのほぼ平行な主表面、および前表面と後表面の間にある中央面を有する単結晶シリコンセグメントに関する。セグメントは、前表面と後表面の間にある少数キャリア再結合中心の不均一な分布を有し、再結合中心の最大濃度が、前表面と中央面の間で、中央面よりも前表面により近い領域の中にあり、再結合中心の濃度は、前表面から最大濃度の領域へと増加し、最大濃度の領域から中央面へと減少する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明はさらに、セグメントにおける少数キャリア再結合中心の濃度プロファイルに影響を及ぼすために、単結晶シリコンセグメントを熱処理する方法に関する。シリコンセグメントは、前表面と、後表面と、前表面と後表面との間にある中央面と、前表面と、前表面から中央面に向かって測定される距離Ｄとの間のセグメントの領域を有して成る表面層、中央面と表面層との間にあるセグメントの領域を有して成るバルク層を有する。この方法は、表面層とバルク層にある結晶格子空孔を形成するために、雰囲気中においてセグメントを熱処理する工程と、セグメントの前表面の方向にほぼ減少する濃度を有する状態でピーク密度が中央面にあるいは中央面の近くにある空孔濃度プロファイルを有するセグメントを生産するために熱処理されたセグメントの冷却速度を制御する工程と、白金濃度プロファイルが実質的に空孔濃度プロファイルに依存しているように、冷却されたセグメントのシリコンマトリックスの中に白金原子を熱的に拡散させる工程とから成る。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、さらに加えて、セグメントにおける少数キャリア再結合中心の濃度プロファイルに影響を与えるために、単結晶シリコンセグメントを熱処理する方法に関する。シリコンセグメントは、前表面と後表面を有し（前表面はその上にある自然の酸化物層のみを有している。）、前表面と後表面の間の中央面を有する。その方法は、セグメントに結晶格子空孔を形成するために、窒化雰囲気においてセグメントの前表面を熱処理する工程と、その後に、最大濃度が前表面と中央面の間にあって、中央面よりも前表面により近くにあり、空孔濃度が前表面から最大濃度の領域へとほぼ増加し、最大濃度の領域から中央面へとほぼ減少するという冷却されたセグメントにおける空孔濃度プロファイルを形成するために熱処理セグメントの冷却速度を制御する工程とを有して成る。次いで、白金原子が、白金濃度プロファイルが、空孔濃度プロファイルに実質的に依存しているという結果を生じるように、冷却されたセグメントのシリコンマトリックスのなかに熱的に拡散される。