(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
種結晶を融液に着液させ、前記種結晶を引き上げてシリコン単結晶を成長させることによりシリコンインゴットを製造するシリコンインゴットの製造方法であって、
前記種結晶及び前記融液は同じ種類のドーパントを含有しており、
前記融液に前記種結晶を着液させる着液工程と、
前記着液工程を経て引き上げられたシリコン単結晶を成長させてシリコンインゴットを得る成長工程と、を備え、
前記種結晶に含有されるドーパントの濃度は、ドーパントが砒素の場合には２．０×１０１９〜４．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、ドーパントがリンの場合には５．０×１０１９〜７．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、ドーパントがリン及びゲルマニウムの場合にはリン５．０×１０１９〜７．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３かつゲルマニウム４．０×１０１９〜８．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
前記融液に含有されるドーパントの濃度は、ドーパントが砒素の場合には１．５×１０２０〜２．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、ドーパントがリンの場合には１．９×１０２０〜２．３×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、ドーパントがリン及びゲルマニウムの場合にはリン１．７×１０２０〜２．１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３かつゲルマニウム８．５×１０１９〜１．６×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
前記着液工程において、前記種結晶を前記融液に着液させる際の前記種結晶と前記融液の温度差が５０〜９７Ｋであり、
さらに、前記成長工程において、前記融液からの輻射熱を遮蔽する熱遮蔽板と前記融液を収容する坩堝とをホットゾーンに備える単結晶引き上げ装置を用い、
前記成長工程のうちシリコンインゴットの直胴部分を成長させる期間の開始時点において、前記熱遮蔽板と前記融液の表面との距離が２０〜３０ｍｍであり、
前記成長工程のうちシリコンインゴットの肩部分と直胴部分との境界部分からシリコンインゴットの引き上げ方向と反対方向に２００ｍｍ離れた位置以降の直胴部分を成長させる期間において、前記熱遮蔽板と前記融液の表面との距離が６〜１５ｍｍであるシリコンインゴットの製造方法。
【請求項２】
直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットの製造方法である請求項１記載のシリコンインゴットの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のシリコンインゴットの製造方法によって製造され、下記条件Ａ〜条件Ｃのいずれかを満たす直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴット。
条件Ａ：前記ドーパントが砒素であり、前記シリコンインゴットのうち固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が１．６〜２．０ｍΩｃｍである。
条件Ｂ：前記ドーパントがリンであり、前記シリコンインゴットのうち固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が０．９５〜１．１ｍΩｃｍである。
条件Ｃ：前記ドーパントがリン及びゲルマニウムであり、前記シリコンインゴットのうち固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が１．０〜１．２ｍΩｃｍである。
【請求項４】
さらに下記条件Ｄ〜条件Ｆのいずれかを満たす請求項３記載のシリコンインゴット。
条件Ｄ：前記ドーパントが砒素であり、前記シリコンインゴットのうち、固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が１．３〜１．６ｍΩｃｍである。
条件Ｅ：前記ドーパントがリンであり、前記シリコンインゴットのうち、固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が０．７０〜０．８０ｍΩｃｍである。
条件Ｆ：前記ドーパントがリン及びゲルマニウムであり、前記シリコンインゴットのうち、固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が０．７０〜０．９０ｍΩｃｍである。
【請求項５】
直径が２００ｍｍで、ドーパントがリンであり、抵抗率が０．８ｍΩｃｍ以下となる領域の長さが長手方向に１００ｍｍ以上であるシリコンインゴット。
【請求項６】
直径が２００ｍｍで、ドーパントがリン及びゲルマニウムであり、抵抗率が０．８ｍΩｃｍ以下となる領域の長さが長手方向に５０ｍｍ以上であるシリコンインゴット。
【請求項７】
請求項１又は２記載のシリコンインゴットの製造方法で製造されたシリコンインゴットをスライスしてシリコンウェーハとするシリコンウェーハの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のシリコンウェーハの製造方法で製造されたシリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウェーハとするエピタキシャルウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンインゴット、シリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハの製造方法並びに当該製造方法により製造されるシリコンインゴットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の小型機器が広く普及するようになった。こうした小型機器では、長時間携行して使用可能なことが強く求められており、小型機器に内蔵するバッテリーの大容量化や、小型機器自体の消費電力を低減する取り組みがなされている。小型機器自体の消費電力を低減させるには、小型機器の内部に搭載される半導体デバイスの消費電力を低減させることが必要である。例えば、小型機器の電力用デバイスとして使用される低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、Ｏｎとなったときにその内部にある一定の抵抗を有するので、低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴに流れる電流に応じてそれ自身が電力を消費する。したがって、低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴがＯｎとなったときの内部抵抗を小さくすることができれば、小型機器の消費電力を低減させることが可能となる。そのような背景から、低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴがＯｎとなったときの抵抗を小さくするために、低抵抗率のＮ型単結晶が強く求められている。【０００３】
低抵抗率のＮ型単結晶を得るには、通常、Ｎ型のドーパントである砒素やリンを多くドープした高ドープ品を作製すればよい。しかし、Ｎ型ドーパントを高濃度に添加してチョクラルスキー法によりインゴットの引き上げを行った場合、ドーパントを大量に入れることによる凝固点降下度が非常に大きくなり、組成的過冷却現象が生じてしまう。そして、組成的過冷却が大きい場合、結晶成長界面でシリコン成長面とは異なる成長が始まり、異常成長（Ｃｅｌｌ成長）を起こしてしまう。この異常成長がインゴット成長段階で生じた場合、単結晶化が阻害されるという問題がある。【０００４】
ここで、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体の分野においては、この組成的過冷却について検討し、半導体の融液側の温度勾配と引き上げ速度との関係から、組成的過冷却の発生条件を規定したものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。しかし、Ｎ型ドーパントを高濃度に添加したシリコン単結晶の組成的過冷却現象については、十分な検討がなされていないため、異常成長を防止する改善方法を提供することができないという問題がある。【０００５】
また、特許文献２によれば、砒素をドーパントとしたＮ型のシリコンウェーハにおいて、抵抗率が１０Ωｃｍ〜１ｍΩｃｍとなるような低抵抗品が提案されている。しかし、同特許文献の記載によれば、最も低い抵抗率であっても３ｍΩｃｍのシリコンウェーハまでしか得られていない。【０００６】
また、特許文献３によれば、砒素をドーパントとしたＮ型のシリコンウェーハにおいて、抵抗率が２ｍΩｃｍ以下となるような低抵抗品が得られたことが記載されている。確かに、チョクラルスキー法によりインゴットの引き上げを行うと、引き上げ初期の単結晶に含まれるドーパントの量は少なく、引き上げ末期付近で単結晶に含まれるドーパントの量が多くなる偏析現象が起こる。このような現象により、インゴットのボトム付近の限られた領域で低抵抗率のシリコンウェーハを得ることも可能だが、これでは１本のインゴットから採取できる低抵抗率ウェーハに限りがあるので、コスト面あるいは生産効率の面から難しい。さらに、上記の偏析現象に関しても、揮発性の高い砒素ドーパントはシリコン融液の表面より随時蒸発しているため、インゴットに含まれるドーパント濃度が偏析現象により期待された濃度よりも低くなってしまう傾向もあり、この点からも低抵抗率のウェーハを得るのは難しいといえる。実際、特許文献２に記載のウェーハでは、２ｍΩｃｍ以下のウェーハが得られる領域は１本のインゴット中で最大でも６２％であり、インゴットのトップ部分から抵抗率が２ｍΩｃｍ以下のシリコンウェーハが得られるわけではない。また、特許文献２には、抵抗率が２ｍΩｃｍ以下のシリコンウェーハが得られたとの記載はあるものの、その具体的な抵抗率についての記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−３１３８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４２１９号公報
【特許文献３】特開２００５−３１４２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、トップ部分から低抵抗率であるシリコンインゴットを得る方法、そのような方法で得られたトップ部分から低抵抗率であるシリコンインゴット、そのようなシリコンインゴットをスライスして低抵抗率のシリコンウェーハとするシリコンウェーハの製造方法、及びそのようなシリコン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ウェーハの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、チョクラルスキー法を使用してシリコン単結晶を成長させる際に使用する種結晶に特定濃度のドーパントを添加するとともに、シリコン単結晶成長中に、単結晶引き上げ装置におけるホットゾーンに備えられた熱遮蔽板と坩堝に収容された融液表面との間隔を特定の範囲とすることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１０】
（１）本発明のシリコンインゴットの製造方法は、種結晶を融液に着液させ、前記種結晶を引き上げてシリコン単結晶を成長させることによりシリコンインゴットを製造する方法であって、
前記種結晶及び前記融液は同じ種類のドーパントを含有しており、
前記融液に前記種結晶を着液させる着液工程と、
前記着液工程を経て引き上げられたシリコン単結晶を成長させてシリコンインゴットを得る成長工程と、を備え、
前記種結晶に含有されるドーパントの濃度は、ドーパントが砒素の場合には２．０×１０１９〜４．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、ドーパントがリンの場合には５．０×１０１９〜７．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、ドーパントがリン及びゲルマニウムの場合にはリン５．０×１０１９〜７．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３かつゲルマニウム４．０×１０１９〜８．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
前記着液工程において、前記種結晶を前記融液に着液させる際の前記種結晶と前記融液の温度差が５０〜９７Ｋであり、
さらに、前記成長工程において、前記融液からの輻射熱を遮蔽する熱遮蔽板と前記融液を収容する坩堝とをホットゾーンに備える単結晶引き上げ装置を用い、
前記成長工程のうちシリコンインゴットの直胴部分を成長させる期間の開始時点において、前記熱遮蔽板と前記融液の表面との距離が２０〜３０ｍｍであり、
前記成長工程のうちシリコンインゴットの肩部分と直胴部分との境界部分からシリコンインゴットの引き上げ方向と反対方向に２００ｍｍ離れた位置以降の直胴部分を成長させる期間において、前記熱遮蔽板と前記融液の表面との距離が６〜１５ｍｍである。【００１１】
（２）本発明のシリコンインゴットの製造方法は、直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットの製造方法であることが好ましい。【００１２】
（３）本発明のシリコンインゴットは、（２）項記載のシリコンインゴットの製造方法によって製造され、次の条件Ａ〜条件Ｃのいずれかを満たす直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットである。
前記条件Ａはシリコンインゴットのドーパントが砒素で、当該シリコンインゴットのうち、固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が１．６〜２．０ｍΩｃｍであり、
前記条件Ｂはシリコンインゴットのドーパントがリンで、当該シリコンインゴットのうち、固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が０．９５〜１．１ｍΩｃｍであり、
前記条件Ｃはシリコンインゴットのドーパントがリン及びゲルマニウムで、当該シリコンインゴットのうち、固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が１．０〜１．２ｍΩｃｍである。【００１３】
（４）本発明のシリコンインゴットは、さらに次の条件Ｄ〜条件Ｆのいずれかを満たすことが好ましい。
前記条件Ｄはシリコンインゴットのドーパントが砒素で、当該シリコンインゴットのうち、固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が１．３〜１．６ｍΩｃｍであり、
前記条件Ｅはシリコンインゴットのドーパントがリンで、当該シリコンインゴットのうち、固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が０．７０〜０．８０ｍΩｃｍであり、
前記条件Ｆはシリコンインゴットのドーパントがリン及びゲルマニウムで、当該シリコンインゴットのうち、固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が０．７０〜０．９０ｍΩｃｍである。【００１４】
（５）本発明のシリコンインゴットは、直径２００ｍｍで、ドーパントが砒素であり、抵抗率が１．６ｍΩｃｍ以下となる領域の長さが長手方向に２００ｍｍ以上である。【００１５】
（６）本発明のシリコンインゴットは、直径が２００ｍｍで、ドーパントがリンであり、抵抗率が０．８ｍΩｃｍ以下となる領域の長さが長手方向に１００ｍｍ以上である。【００１６】
（７）本発明のシリコンインゴットは、直径が２００ｍｍで、ドーパントがリン及びゲルマニウムであり、抵抗率が０．８ｍΩｃｍ以下となる領域の長さが長手方向に５０ｍｍ以上である。【００１７】
（８）本発明のシリコンウェーハの製造方法は、（１）項又は（２）項記載のシリコンインゴットの製造方法で製造されたシリコンインゴットをスライスしてシリコンウェーハとする製造方法である。【００１８】
（９）本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、（８）項記載のシリコンウェーハの製造方法で製造されたシリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウェーハとする製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、トップ部分から低抵抗率であるシリコンインゴットを得る方法、そのような方法で得られたトップ部分から低抵抗率であるシリコンインゴット、そのようなシリコンインゴットをスライスして低抵抗率のシリコンウェーハとするシリコンウェーハの製造方法、及びそのようなシリコン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ウェーハの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のシリコンインゴットの製造方法の一実施形態で使用されるシリコン単結晶引き上げ装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示すシリコン単結晶引き上げ装置の部分拡大断面図である。
【図３】本発明のシリコンインゴットの製造方法の一実施態様で製造されるシリコンインゴットを示す図である。
【図４】ドーパントとして砒素を使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフである。
【図５】ドーパントとしてリンを使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフである。
【図６】ドーパントとしてリン及びゲルマニウムを使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフである。
【図７】ドーパントとして砒素を使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフである。
【図８】ドーパントとしてリンを使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフである。
【図９】ドーパントとしてリン及びゲルマニウムを使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜シリコンインゴットの製造方法＞
以下、本発明のシリコンインゴットの製造方法の一実施態様について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のシリコンインゴットの製造方法の一実施形態で使用されるシリコン単結晶引き上げ装置を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示すシリコン単結晶引き上げ装置の部分拡大断面図である。図３は、本発明のシリコンインゴット製造方法の一実施態様で製造されるシリコンインゴットを示す図である。
【００２２】
本発明のシリコンインゴットの製造方法の一実施態様は、図１及び図２に示すように、融液１１からの輻射熱を遮蔽する熱遮蔽板２２と融液１１を収容する坩堝２３とをホットゾーン４に備える単結晶引き上げ装置３を用いて実施される。本実施態様のシリコンインゴットの製造方法は、シリコン種結晶（以下、単に「種結晶」ともいう）１３をシリコン融液（以下、単に「融液」ともいう）１１に着液させ、前記種結晶１３を引き上げてシリコン単結晶（以下、単に「単結晶」ともいう）１２を成長させることによりシリコンインゴットを製造するものである。なお、図１〜図３において、「Ｄ１」はシリコン単結晶１２の引き上げ方向を示し、「Ｄ２」はシリコン単結晶１２の引き上げ方向と反対の方向を示す。
【００２３】
［シリコンインゴットの形状の概要］
まず、本実施形態により製造されるシリコンインゴットの形状について、図３を参照しながら簡単に説明する。シリコンインゴットは、種結晶１３の部分からやや径の細いネック部分１４を経て、徐々に拡径する肩部分１５と、一定の径を有する直胴部分１６と、徐々に縮径するテール部分１７とを有する。直胴部分１６はボディ部分とも呼ばれる。なお、シリコンインゴットにおいて肩部分１５から直胴部分１６に変わる部分（境界）をボディトップ部分１６ａと呼び、直胴部分１６からテール部分１７に変わる部分（境界）をボディボトム部分１６ｂと呼ぶ。したがって、ボディトップ部分１６ａとは、引き上げ方向Ｄ１について直胴部分１６の先端から０ｍｍの位置を意味する。
【００２４】
［シリコン単結晶引き上げ装置の概要］
次に、本実施態様を実施する上で使用されるシリコン単結晶引き上げ装置について説明する。シリコン単結晶引き上げ装置３のホットゾーン４は、図１及び図２に示すように、チャンバ１の内部に、坩堝２３、熱遮蔽板２２、ヒータ２１などを備えて構成される。
【００２５】
坩堝２３は、チャンバ１の中心に自ら回転すると共に昇降自在に設置されている。この坩堝２３は、その外側が黒鉛坩堝２３ａからなり、その内側が石英坩堝２３ｂからなるものである。熱遮蔽板２２は、一般的にはカーボン部材で構成され、シリコン融液１１等からの熱輻射を遮蔽することによってシリコン単結晶１２の側面の温度調整を行うものである。ヒータ２１は、円筒状であり、坩堝２３を取り囲むように設けられている。ヒータ２１は、原料を加熱溶解して、シリコン融液１１とすることができる。シードホルダ２は、種結晶１３を取り付けることができる。
【００２６】
坩堝２３は昇降自在に構成されており、坩堝２３を昇降させることにより熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離ｄを調整することができる。したがって、単結晶１２を引き上げるのに伴って融液１１の液面が低下した場合には、熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離ｄを一定に保つために坩堝２３を上昇させればよい。このような作業は、例えば、引き上げた単結晶１２の質量と坩堝２３の形状から融液１１の位置を算出し、当該算出結果から坩堝２３の上昇量を算出するプログラムなどを使用して自動制御させてもよい。また、単結晶１２の引き上げ中に熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離ｄを適宜変更してもよい。
【００２７】
シリコン単結晶引き上げ装置においては、以下のようにシリコン単結晶１２を成長させる。まず、石英坩堝２３ｂに塊状の多結晶シリコンを装填し、ヒータ２１によって原料を加熱溶解してシリコン融液１１とする。そして、シードホルダ２に取り付けた種結晶をシリコン融液１１に浸漬し、シードホルダ２及び坩堝２３を互いに同方向又は逆方向に回転しつつシードホルダ２を引き上げて、シリコン単結晶１２を所定の直径及び長さに成長させる。
【００２８】
本実施態様のシリコンインゴットの製造方法において、種結晶１３及び融液１１は同じ種類のドーパントを含有する。また、本実施態様の製造方法は、融液１１に種結晶１３を着液させる着液工程と、前記着液工程を経て引き上げられた単結晶１２を成長させてシリコンインゴットを得る成長工程と、を備える。また、種結晶１３に含有されるドーパントの濃度、種結晶１３を融液１１に着液させる際の種結晶１３と融液１１の温度差、成長工程における種結晶１３の引き上げ条件などを所定の範囲に設定する。以下、それぞれの技術内容について説明する。
【００２９】
［着液工程］
まず、着液工程について説明する。この工程は、種結晶１３を融液１１に着液させる工程である。
【００３０】
着液工程で使用される種結晶１３は、融液１１と同じ種類のドーパントを含む。なお、種結晶１３に添加されるドーパントの濃度は、融液１１に添加されるドーパントの濃度と必ずしも一致する必要はない。種結晶１３のドーパントの濃度は、ドーパントが砒素の場合には２．０×１０１９〜４．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。同じくドーパントがリンの場合には５．０×１０１９〜７．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。さらに同じくドーパントがリン及びゲルマニウムの場合にはリン５．０×１０１９〜７．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３かつゲルマニウム４．０×１０１９〜８．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、リン６．０×１０１９〜７．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３かつゲルマニウム６．０×１０１９〜８．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３が好ましい。いずれのドーパントを用いる場合であっても、種結晶１３に含まれるドーパントの濃度は、狙いとする抵抗率を有するインゴットと同じとすることが好ましいが、上記範囲にあればよい。
【００３１】
このように種結晶１３に融液１１と同じ種類のドーパントを添加する理由は、種結晶１３を融液１１に着液する際、種結晶１３中に転位が導入されないようにするためである。すなわち、種結晶１３と融液１１との間には温度差が存在するが、両者の温度差がある一定の範囲（許容温度差）を超えると、種結晶１３が融液１１に接触したときに種結晶１３中に熱ショック転位が導入される。また、種結晶１３と融液１１との間で、含まれるドーパントの濃度に大きな差があると、この濃度差によって育成される単結晶１２にミスフィット転位が導入される。このような熱ショック転位やミスフィット転位が高密度に種結晶１３や単結晶１２に導入されると、その後にネッキング加工を施しても転位を除去できず、単結晶１２がその成長中に多結晶化する。この場合、低い抵抗率を有するシリコンインゴットを得るのが困難になる。種結晶１３中にドーパントを予め添加しておくと、温度差による熱ショック転位や濃度差によるミスフィット転位の発生を抑制できるので、種結晶１３や育成される単結晶１２に転位が導入されることが防止、低減される。したがって、単結晶１２の成長中の多結晶化が抑制されるので、低い抵抗率を有するシリコンインゴットを得ることができるようになる。
【００３２】
また、種結晶１３を融液１１に着液させる際、両者の温度差は５０〜９７Ｋの範囲に設定することが必要である。種結晶１３と融液１１との温度差が５０Ｋよりも小さい条件で種結晶１３を融液１１に着液させることは、石英坩堝の軟化による倒れこみ、融液１１の沸騰、種結晶１３の溶解等の問題を生じるため、現実的に不可能である。また、種結晶１３と融液１１との温度差が９７Ｋを超えると、種結晶１３にドーパントを添加していたとしても、着液時に種結晶１３に熱ショック転位が導入され、無転位のシリコンインゴットを作製することが困難になる。より好ましい両者の温度差の範囲は５０〜７０Ｋである。
【００３３】
なお、シリコン融液１１の中のドーパント濃度は、ドーパントが砒素の場合には１．５×１０２０〜２．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３が好ましく、１．７×１０２０〜２．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３がより好ましく、１．８×１０２０〜２．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３が最も好ましい。ここで、砒素は揮発性ドーパントであることから、シリコン融液中のドーパント濃度は時間と共に低下する。したがって、砒素が揮発する分を見込んで濃度を高めに設定することにより、所望とする低抵抗率結晶が得られる。同じくドーパントがリンの場合には１．９×１０２０〜２．３×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３が好ましく、２．０×１０２０〜２．３×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３がより好ましく、２．１×１０２０〜２．３×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３が最も好ましい。さらに同じくドーパントがリン及びゲルマニウムの場合にはリン１．７×１０２０〜２．１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３かつゲルマニウム８．５×１０１９〜１．６×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３が好ましく、リン１．９×１０２０〜２．１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３かつゲルマニウム１．０×１０２０〜１．６×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３がより好ましく、リン２．０×１０２０〜２．１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３かつゲルマニウム１．４×１０２０〜１．６×１０２０が最も好ましい。
【００３４】
［成長工程］
次に、成長工程について説明する。この工程は、上記種結晶１３を引き上げて単結晶１２を成長させる工程である。
【００３５】
この工程では、上述の単結晶引き上げ装置を用い、熱遮蔽板２２と融液１１の表面との間の距離ｄが所定の範囲となるような条件のもとで種結晶１３を引き上げて、単結晶１２を成長させる。なお、以降の説明において、成長工程の中でもインゴットのネック部分１４から肩部分１５を成長させる期間のことを特に「成長初期工程」と呼び、成長初期工程を過ぎ、インゴットの直胴部分１６を成長させる期間のことを特に「直胴工程」と呼ぶ。
【００３６】
熱遮蔽板２２と融液１１との距離ｄについて図２を用いて説明する。
成長初期工程（ネック〜肩）における熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離ｄは、２０〜３０ｍｍが好ましく、２４〜２７ｍｍがより好ましい。熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離ｄが２０ｍｍよりも小さい場合、砒素のような揮発性ドーパントを添加した場合に、シリコン融液１１の表面からドーパントの蒸発が促進される傾向がある。その結果、シリコン融液１１の中のドーパント濃度が減少し、成長中の単結晶１２の抵抗率が上昇してしまうおそれがある。また、距離ｄが３０ｍｍよりも大きい場合、シリコン蒸気等の蒸発物が効率よく排気できず、インゴットが単結晶となるのを阻害する可能性がある。
【００３７】
本実施態様では、シリコンインゴットの直胴部分１６を成長させる期間である直胴工程の開始時点において、熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離ｄを、一般的に設定されている３０〜３５ｍｍよりも小さい２０〜３０ｍｍに設定する。また、シリコンインゴットの肩部分１５と直胴部分１６との境界部分（ボディトップ部分１６ａ）からシリコンインゴットの引き上げ方向と反対方向Ｄ２に２００ｍｍ離れた位置１６ｃより以降の直胴部分１６を成長させる期間（以下、「直胴工程の後半期間」ともいう。）において、熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離ｄを、一般的に設定されている２０〜３０ｍｍよりも小さい６〜１５ｍｍに設定する。
【００３８】
なお、上記「シリコンインゴットの肩部分１５と直胴部分１６との境界部分からシリコンインゴットの引き上げ方向と反対方向Ｄ２に２００ｍｍ離れた位置１６ｃより以降の直胴部分１６」とは、直胴工程において引き上げられるシリコンインゴットの直胴部分１６のうち、最初に引き上げられる２００ｍｍの部分を除いた直胴部分１６という意味である。つまり、上記「直胴工程の後半期間」は、直胴工程開始後に直胴部分１６を２００ｍｍ引き上げた後の期間をいう。
【００３９】
上述のように、熱遮蔽板２２は、融液１１等からの熱輻射を遮蔽することによって単結晶１２の側面の温度調整を行うものである。したがって、距離ｄを小さくすればするほど、融液１１と単結晶１２との間の温度勾配を大きくすることができる。この温度勾配を大きくすることにより、シリコンインゴットの直胴部分１６での異常成長（Ｃｅｌｌ成長）が抑制されるので、融液１１の中のドーパント濃度を高くしても異常成長が発生しにくくなる。言い換えると、熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離ｄを上記範囲に規定することによってドーパントを多量に使用した場合の異常成長が抑制されるので、多量のドーパントを含む低抵抗率のインゴットを作製することができる。また、温度勾配が大きくなることに伴って、インゴットの引上げ速度を大きくすることができるので、低抵抗率の単結晶の生産性を向上させることもできる。
【００４０】
直胴工程の開始時点において距離ｄを３０ｍｍ以下、かつ直胴工程の後半期間において距離ｄを１５ｍｍ以下とすることにより、融液１１と単結晶１２との間の温度勾配を十分大きくすることができ、シリコンインゴットの異常成長を効果的に抑制することができる。また、直胴工程の開始時点において距離ｄを２０ｍｍ以上、かつ直胴工程の後半期間において距離ｄを６ｍｍ以上とすることにより、融液１１の表面からのドーパントの蒸発を抑制することができる。
【００４１】
なお、「直胴工程の開始時点」において距離ｄが２０〜３０ｍｍであればよいので、直胴工程を開始した後に距離ｄを徐々に減少しても差し支えない。例えば、直胴工程の後半期間の開始時点で距離ｄが６〜１５ｍｍとなるように、直胴工程を開始した後から距離ｄを徐々に減少して行ってもよい。これに対して、直胴工程の後半期間では、この期間の開始時点から終了時点まで、距離ｄを６〜１５ｍｍに維持する必要がある。
【００４２】
［本実施態様のシリコンインゴットの製造方法による効果］
本発明のシリコンインゴットの製造方法によれば、融液１１にドーパントを多量に添加しても異常成長が抑制されるので、ドーパントが多く添加された低抵抗率のシリコンインゴットを作製することができる。そして、このようにして得られたシリコンインゴットは、ボディトップ部分から低い抵抗率を示すので、そのシリコンインゴットをスライスすることにより、抵抗率の低いシリコンウェーハを効率良く得ることができる。さらに、得られたシリコンインゴットの抵抗率は、ドーパントの蒸発現象のため、理論偏析曲線の抵抗率までは低下しないが、ボディボトム部分に近づくほどドーパントの濃度が高くなるので、本実施態様のシリコンインゴットの製造方法によれば、ボディボトム付近からはこれまで存在しなかったような低い抵抗率を示すシリコンウェーハを得ることができる。
【００４３】
なお、本発明のシリコンインゴットの製造方法は、直径２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍといった直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットの生産に好ましく適用される。その理由を以下に説明する。
【００４４】
本発明のシリコンインゴットの製造方法では、低い抵抗率のシリコンインゴットを得るために、融液１１に多量のドーパントを添加する。ところで、ドーパントとなる物質は、シリコンとは異なる元素であるため、融液１１に添加されると融液１１の凝固点を降下させる。そして、その凝固点の降下の程度は、融液１１へのドーパントの添加量が増加するほど大きくなる。したがって、多量のドーパントが融液１１に添加されると、融液１１の凝固点が大きく下がることになり、組成的過冷却現象を引き起こす原因となる。組成的過冷却現象が起こると、シリコン単結晶の成長面において局所的にシリコンが樹状に凝固する現象（Ｃｅｌｌ成長と呼ばれる異常成長）が見られるようになり、こうした異常成長によってシリコン単結晶が容易に多結晶化し、多くの欠陥を内部に含むようになる。多くの欠陥を内部に含むシリコン単結晶は、半導体デバイスの材料としては使用することができない。
【００４５】
近年、直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶が生産されるようになったが、このようなシリコン単結晶は、従来生産されてきた直径１５０ｍｍ以下のシリコン単結晶に比べて熱容量が増加するので、単結晶の育成時における結晶軸方向の温度勾配が低下する。このため、特に多量のドーパントがシリコンの融液に含まれるような場合には、組成的過冷却現象を回避するためのマージンが狭くなり、組成的過冷却現象による異常成長が発生しやすくなる。したがって、後に説明するような低い抵抗率を示す直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットは従来生産することができなかった。もっとも、直径１５０ｍｍ等、直径２００ｍｍ未満のシリコンインゴットにおいて、このような低い抵抗率のものが生産されてきたことは事実である。しかし、これは、直径２００ｍｍ未満のシリコンインゴットを生産する場合に、直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットを生産する場合よりも温度勾配を大きく保つことが容易だったためである。この点、本発明のシリコンインゴットの生産方法によれば、直胴工程の開始時点及び直胴工程の後半期間において、熱遮蔽版２２と融液１１の表面との距離ｄをそれぞれ特定の範囲とすることにより、直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットの生産における結晶軸方向の温度勾配を高く維持している。したがって、本発明のシリコン単結晶の生産方法は、直径２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍといった直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットの生産に好ましく適用される。また、後に説明するような低い抵抗率を示す直径２００ｍｍ以上のシリコンインゴットは、本発明のシリコンインゴットの生産方法によって初めて得られるものである。
【００４６】
＜シリコンインゴット＞
次に、本発明のシリコンインゴットの一実施形態について説明する。本実施形態のシリコンインゴットは、上記シリコンインゴットの製造方法で作製されるものであり、次の条件Ａ〜条件Ｃのいずれかを満たしている。そして、前記条件Ａはドーパントが砒素で、シリコンインゴットのうち固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が１．６〜２．０ｍΩｃｍである。前記条件Ｂはドーパントがリンで、シリコンインゴットのうち固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が０．９５〜１．１ｍΩｃｍである。前記条件Ｃはドーパントがリン及びゲルマニウムで、シリコンインゴットのうち固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が１．０〜１．２ｍΩｃｍである。以下、これらの技術内容について説明する。なお、固化率とは、坩堝２３に投入した原料シリコンの全質量に対する、単結晶として引き上げた質量の割合を表す。例えば、固化率が５％とは、原料として坩堝２３に投入したシリコンの質量のうち、５％が既に単結晶として引き上げられたことを意味する。
【００４７】
上記の通り、上記実施形態のシリコンインゴットの製造方法によれば、融液１１にドーパントを多量に添加しても異常成長が抑制されるので、ドーパントの濃度を高く設定することができ、それにより低い抵抗率のシリコンインゴットを得ることができる。
【００４８】
本実施形態のシリコンインゴットは、種結晶１３の部分からやや径の細いネック部分１４を経て、徐々に拡径する肩部分１５と、一定の径を有する直胴部分１６と、徐々に縮径するテール部分１７とを有する。ネック部分１４は、種結晶１３が融液１１に接触した際に種結晶１３へ導入された転位を除去するために意図的に径を絞るネッキング加工が施されてもよいが、上記シリコンインゴットの製造方法によれば種結晶１３が融液１１に接触した際の転位の導入が抑制されるので、必ずしもネッキング加工が施される必要はない。
【００４９】
本実施形態のシリコンインゴットにおいては、ドーパントが砒素の場合に固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が１．６〜２．０ｍΩｃｍであり、ドーパントがリンの場合に固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が０．９５〜１．１ｍΩｃｍであり、ドーパントがリン及びゲルマニウムの場合に固化率が５〜１５％である領域の抵抗率が１．０〜１．２ｍΩｃｍである。これまで、低い抵抗率を示すシリコンウェーハが切望されていたにも拘わらず、固化率の小さい領域であるボディトップ部分１６ａ付近から、このように低い抵抗率を示すシリコンインゴットは存在しなかった。こうしたシリコンインゴットは、上記本発明のシリコンインゴットの製造方法によって初めてもたらされるものであり、シリコンインゴットの直胴部分１６の全域に亘って低い抵抗率を有するシリコンウェーハを取得することができる。
【００５０】
また、本実施形態のシリコンインゴットは、次の下記条件Ｄ〜条件Ｆのいずれかを満たすことが好ましい。前記条件Ｄは、ドーパントが砒素で、シリコンインゴットのうち固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が１．３〜１．６ｍΩｃｍである。前記条件Ｅは、ドーパントがリンで、シリコンインゴットのうち固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が０．７０〜０．８０ｍΩｃｍである。前記条件Ｆは、ドーパントがリン及びゲルマニウムで、シリコンインゴットのうち固化率が８０〜９０％である領域の抵抗率が０．７０〜０．９０ｍΩｃｍである。
【００５１】
上記シリコンインゴットの製造方法の一実施態様の説明で述べたように、単結晶１２を引き上げるにつれて融液１１中のドーパント濃度が高くなる偏析現象が起こるので、シリコンインゴットのボディボトム側１６ｂの抵抗率はボディトップ側１６ａよりも低くなる。このため、固化率の大きな領域であるボディボトム側１６ｂ付近に、上記のような低い抵抗率を示すシリコンインゴットを取得することも可能である。例えばドーパントが砒素の場合、このようなシリコンインゴットのボディボトム部分付近から切り出されたシリコンウェーハは、抵抗率が１．６ｍΩｃｍ以下であり、これまでに無いような低い抵抗率を示す。
【００５２】
＜シリコンウェーハ＞
次に、本発明のシリコンインゴットの製造方法で製造されたシリコンインゴットから切り出されるシリコンウェーハについて説明する。本発明のシリコンインゴットの製造方法で製造されたシリコンインゴットをスライスし、シリコンウェーハとするシリコンウェーハの製造方法もまた、本発明の一つである。
【００５３】
上述のように、本発明のシリコンインゴットの一実施形態は、ボディトップ部分１６ａ付近から低い抵抗率を示すので、ボディ（直胴）部分全域から低い抵抗率を示すシリコンウェーハを切り出すことができる。例えば、このような低い抵抗率を示すシリコンウェーハを使用した低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴなどの電力用半導体デバイスは、Ｏｎ抵抗率を小さくでき、消費電力を小さくすることができるという特徴を有する。
【００５４】
本発明のシリコンインゴットから切り出されたシリコンウェーハは、ドーパントを含むシリコンウェーハであり、例えば、前記ドーパントが砒素の場合には抵抗率が２．０ｍΩｃｍ以下、好ましくは１．６ｍΩｃｍ以下、前記ドーパントがリンの場合には抵抗率が１．１ｍΩｃｍ以下、好ましくは０．８０ｍΩｃｍ以下、前記ドーパントがリン及びゲルマニウムの場合には抵抗率が１．２ｍΩｃｍ以下、好ましくは０．９０ｍΩｃｍ以下となる。
【００５５】
上述の通り、本発明のシリコンインゴットの一実施形態は、ボディトップ部分１６ａ付近での抵抗率を、ドーパントが砒素である場合には１．６〜２．０ｍΩｃｍ、ドーパントがリンである場合には０．９５〜１．１ｍΩｃｍ、ドーパントがリン及びゲルマニウムである場合には１．０〜１．２ｍΩｃｍとすることができ、ボディボトム部分１６ｂ付近での抵抗率を、ドーパントが砒素である場合には１．３〜１．６ｍΩｃｍ、ドーパントがリンである場合には０．７０〜０．８０ｍΩｃｍ、ドーパントがリン及びゲルマニウムである場合には０．７０〜０．９０ｍΩｃｍとすることができる。そこで、そのようなシリコンインゴットからシリコンウェーハを切り出せば、上記のような低い抵抗率を示すシリコンウェーハを得ることができる。このように低い抵抗率を示すシリコンウェーハはこれまで知られていない。そして、これらのシリコンウェーハを使用することにより、例えば、低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴなどの電力用デバイスを、より一層Ｏｎ抵抗率を小さくでき、消費電力を小さくすることができる。
【００５６】
＜エピタキシャルウェーハ＞
次に、上記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成して製造されるエピタキシャルウェーハについて説明する。上記本発明のシリコンウェーハの製造方法で製造されたシリコンウェーハの表面に、エピタキシャル層を形成してエピタキシャルウェーハとするエピタキシャルウェーハの製造方法もまた、本発明の一つである。
【００５７】
低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴは、上記のようなエピタキシャルウェーハに作製され、エピタキシャル層にソース及びゲート電極が、シリコンウェーハ基板（以下、基板としてのシリコンウェーハを「シリコンウェーハ基板」ともいう。）にドレイン電極が、それぞれ形成される。このため、デバイスのＯｎ抵抗であるソース−ドレイン間の抵抗は、チャンネル抵抗、エピタキシャル層の抵抗及びシリコンウェーハ基板の抵抗の総和になる。
【００５８】
ここで、低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴは、定格電圧が低くなるほど、上記ソース−ドレイン間の抵抗のうちシリコンウェーハ基板の抵抗成分の比率が大きくなるという特徴を有する。したがって、低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴを含むデバイスのＯｎ抵抗を小さくして消費電力を小さくするためには、低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴを含むデバイスの作製に使用されるシリコンウェーハ基板自体の抵抗率を小さくすることが重要となる。
【００５９】
この点、本発明のシリコンインゴットの製造方法で製造されたシリコンインゴットから切り出されたシリコンウェーハは、上記の通り、抵抗率が小さいという特徴を有する。したがって、このシリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を成長させることにより作製されたエピタキシャルウェーハは、低耐圧パワーＭＯＳＦＥＴ等といった定格電圧の低い半導体デバイスの作製用として特に優れるということができる。
【００６０】
以上、本発明のシリコンインゴットの製造方法の実施態様、本発明のシリコンインゴットの実施形態、本発明のシリコンウェーハの製造方法の実施態様、及び本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法の実施態様について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施態様に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００６２】
［シリコンインゴットの作製］
砒素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、又はリン及びゲルマニウム（Ｐ＋Ｇｅ）をドーパントとして使用して、チョクラルスキー法により表１の条件で実施例１〜１５及び比較例１〜６のシリコンインゴット（直径２００ｍｍ）を作製した。いずれのシリコンインゴットも、チャンバ内の圧力を６０〜４２．７ｋＰａ（４５０〜３２０Ｔｏｒｒ）とし、雰囲気ガスとしてアルゴンガスを流量２００〜１００ＳＬ／ｍｉｎにて流通させる条件で作製した。なお、ＳＬというのは、２９３Ｋ（２０℃）におけるリットルという意味である。また、熱遮蔽板と融液表面との距離において「９．５→１３」等と記載しているのは、直胴工程の後半期間の初期では熱遮蔽板と融液表面との距離を９．５ｍｍに設定し、その後の期間では熱遮蔽板と融液表面との距離を１３ｍｍに設定した、という意味である。
上記のようにシリコンインゴットを作製した結果、本発明における所定の条件のもとで作製された実施例１〜１５のシリコンインゴットは、無転位のものであることが確認された。しかし、本発明における所定の条件のもとで作製されなかった比較例１〜６のシリコンインゴットは、有転位化することが確認された。【００６３】
【表１】
0005420548.tif 000002
【００６４】
［シリコンインゴットの抵抗率の測定］
実施例１〜１０及び比較例１〜３のシリコンインゴットについて、固化率（％）に対する抵抗率（ｍΩｃｍ）を測定した。抵抗率の測定はＲＧ−１５Ｄ型抵抗率測定器（ナプソン株式会社製）を使用した。結果を図４〜図６に示す。【００６５】
図４は、ドーパントとして砒素を使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフである。実施例１〜５及び８はいずれも、従来の製法による比較例１よりも低い抵抗率を示し、本発明の効果が確認された。特に、熱遮蔽板２２と融液１１の表面との距離を本発明で規定する範囲にした実施例１〜５及び８では抵抗率低下の効果が大きいことがわかる。中でも、融液１１中のドーパント濃度を１．５０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上とした実施例２〜実施例４では、シリコンインゴットのボディトップ部分から２．０ｍΩｃｍ以下の抵抗率を示しているほか、実施例３や実施例４ではボディボトム部分の抵抗率が１．６ｍΩｃｍ以下となっており、極めて有用である。実施例４では、シリコンインゴットのほぼ全域で１．６ｍΩｃｍ以下の抵抗率を示すが、これは単結晶１２の成長中における異常成長を抑制する本発明のシリコンインゴットの製造方法を採用することにより、融液１１中のドーパントの濃度を２．３０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上という極めて高濃度下でも単結晶化できた結果であり、本発明の有用性が示された。【００６６】
図５はドーパントとしてリンを使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフであり、図６はドーパントとしてリン及びゲルマニウムを使用した場合の固化率に対する抵抗率のグラフである。これらも上記砒素をドーパントとした場合と同様に、本発明の製造方法を採用した実施例６や実施例７はそれぞれ、本発明の製造方法を採用していない比較例２や比較例３よりも低い抵抗率を示しており、リンやリン及びゲルマニウムをドーパントとして使用した場合でも本発明は有効であることが確認された。【００６７】
図７〜９は、上記実施例の一部について、縦軸である抵抗率の範囲を変更してプロットした固化率（％）に対する抵抗率（ｍΩｃｍ）のグラフである。図７に示すように、ドーパントが砒素の場合、固化率が５〜１５％である領域（斜線部）においてシリコンインゴットの抵抗率がおよそ１．６〜２．０ｍΩｃｍの範囲となることがわかる。このため、本発明のシリコンインゴットの製造方法で得られたシリコンインゴットは、ボディトップ部付近から低い抵抗率のシリコンウェーハを切り出すことが可能であると理解される。また、同じく図７に示すように、ドーパントが砒素の場合、固化率が８０〜９０％である領域（斜線部）においてシリコンインゴットの抵抗率がおよそ１．３〜１．６ｍΩｃｍの範囲となることがわかる。このため、本発明のシリコンインゴットの製造方法で得られたシリコンインゴットは、１．６ｍΩｃｍ以下という極めて低い抵抗率のシリコンウェーハをボディボトム部付近から切り出すことが可能であると理解される。【００６８】
また、図８に示すように、ドーパントがリンの場合、固化率が５〜１５％である領域（斜線部）においてシリコンインゴットの抵抗率がおよそ０．９５〜１．１ｍΩｃｍの範囲となり、固化率が８０〜９０％である領域（斜線部）においてシリコンインゴットの抵抗率が０．７０〜０．８０ｍΩｃｍの範囲となることがわかる。さらに、図９に示すように、ドーパントがリン及びゲルマニウムの場合、固化率が５〜１５％である領域（斜線部）においてシリコンインゴットの抵抗率がおよそ１．０〜１．２ｍΩｃｍの範囲となり、固化率が８０〜９０％である領域（斜線部）において０．７０〜０．９０ｍΩｃｍの範囲となることがわかる。以上のことから、本発明のシリコンインゴットの製造方法によれば、ドーパントの種類によらず、低い抵抗率のシリコンインゴットを作製することが可能であることが理解される。【００６９】
次に、実施例１〜５及び比較例１のシリコンインゴット（ドーパント：砒素）について、１．６ｍΩｃｍ以下という極めて低い抵抗率の領域がどれほどの長さに亘って存在するかを調査した。その結果を表２に示す。同様に、実施例６、１２及び１３並びに比較例２のシリコンインゴット（ドーパント：リン）について、０．８ｍΩｃｍ以下である抵抗率の領域の長さを表３に、実施例７、１４及び１５並びに比較例３（ドーパント：リン＋ゲルマニウム）について、０．８ｍΩｃｍ以下の領域の長さを表４にそれぞれ示す。なお、抵抗率の測定はＲＧ−１５Ｄ型抵抗率測定器（ナプソン株式会社製）を使用した。【００７０】
【表２】
0005420548.tif 000003
【００７１】
【表３】
0005420548.tif 000004
【００７２】
【表４】
0005420548.tif 000005
【００７３】
表２に示すように、例えば、実施例５（ドーパント：砒素）は、抵抗率が１．６ｍΩｃｍ以下となる領域が２００ｍｍ存在することがわかった。直径２００ｍｍのシリコンインゴットにおいて、砒素をドーパントとし、抵抗率１．６ｍΩｃｍ以下の領域が２００ｍｍ以上存在するものはこれまで存在しない。同様に、実施例３及び４（ドーパント：砒素）のシリコンインゴットについても、抵抗率１．６ｍΩｃｍ以下の領域が、それぞれ４５０ｍｍ及び８００ｍｍ存在する。これらのことから、本発明の製造方法によれば、ドーパントが砒素の場合に、抵抗率１．６ｍΩｃｍ以下の領域が２００〜８００ｍｍ存在するシリコンインゴットを作製できることが理解される。抵抗率１．６ｍΩｃｍ以下の領域が２００ｍｍ以上存在するこれらのシリコンインゴットによれば、低い抵抗率のシリコンウェーハを効率良く生産することが可能となる。【００７４】
同様に、表３によれば、実施例１２（ドーパント：リン）は、抵抗率が０．８ｍΩｃｍ以下となる領域が１００ｍｍ存在することが理解され、実施例６及び１３の結果も考慮すれば、ドーパントがリンの場合に、抵抗率０．８ｍΩｃｍ以下の領域が１００〜４００ｍｍ存在するシリコンインゴットを作製できることが理解される。さらに、表４によれば、実施例１４（ドーパント：リン＋ゲルマニウム）は、抵抗率が０．８ｍΩｃｍ以下となる領域が５０ｍｍ存在することが理解され、実施例１５の結果も考慮すれば、ドーパントがリン及びゲルマニウムの場合に、抵抗率が０．８ｍΩｃｍ以下の領域が５０〜３００ｍｍ存在するシリコンインゴットを作製できることが理解される。これらのシリコンインゴットによれば、低い抵抗率のシリコンウェーハを効率良く生産することが可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
１    チャンバ
２    シードホルダ
３    単結晶引き上げ装置
４    ホットゾーン
１１  シリコン融液
１２  シリコン単結晶
１３  シリコン種結晶
１４  ネック部分
１５  肩部分
１６  直胴部分
１７  テール部分
２１  ヒータ
２２  熱遮蔽板
２３  るつぼ
ｄ    熱遮蔽板２２とシリコン融液１１の表面との距離
【図１】
0005420548.tif 000006
【図２】
0005420548.tif 000007
【図３】
0005420548.tif 000008
【図４】
0005420548.tif 000009
【図５】
0005420548.tif 000010
【図６】
0005420548.tif 000011
【図７】
0005420548.tif 000012
【図８】
0005420548.tif 000013
【図９】
0005420548.tif 000014