(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び下面に不純物が拡散された不純物拡散層と前記不純物が拡散されないバルク部分とを有するシリコンウェーハから、一方の前記不純物拡散層を研削することにより、又は、前記シリコンウェーハの厚み方向における中央線に沿って二分割することにより、前記不純物拡散層と前記バルク部分からなる非拡散層との二層構造からなるシリコンウェーハを作製する拡散ウェーハの製造方法であって、
前記不純物を拡散させる原料シリコンウェーハとして、少なくとも一部において結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造した、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるシリコンウェーハを使用することを特徴とする拡散ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記不純物拡散層の厚さを１５０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の拡散ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記ＦＺ単結晶シリコンインゴットの全域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になる製造条件を決定し、該製造条件で製造した前記ＦＺ単結晶シリコンインゴットから前記原料シリコンウェーハを製造することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の拡散ウェーハの製造方法。
【請求項４】
所定の製造条件で製造した前記ＦＺ単結晶シリコンインゴットの浮遊帯域が移動する方向と平行な軸方向の結晶中窒素濃度分布を測定し、
前記測定結果に基づいて、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になる最長の前記軸方向長さを決定して、第１の長さとし、
前記所定の製造条件で製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットの中で、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になる前記第１の長さ以下の部分のブロックを使用して、前記原料シリコンウェーハを製造することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の拡散ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記ＦＺ単結晶シリコンインゴットの種結晶と反対側の端部の結晶中窒素濃度を測定し、該結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるインゴットのみを使用して、前記原料シリコンウェーハを製造することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の拡散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、不純物拡散層と非拡散層の二層構造からなる拡散ウェーハの製造方法に関し、特にＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造される拡散ウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタ、ダイオード等のディスクリート素子（個別素子）用基板に用いるウェーハとして、不純物拡散層と非拡散層の二層構造からなる拡散ウェーハが使われている。
上記の拡散ウェーハの製造方法として、特許文献１には、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有するウェーハの一方の不純物層を研削して削り落とすことにより、不純物拡散層と非拡散層とからなるウェーハを形成する技術や、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有するウェーハを厚み幅の中央線に沿って二分割することにより不純物拡散層と非拡散層とからなるウェーハを形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２９３６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の不純物拡散層と非拡散層とからなる拡散ウェーハをＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造する場合に、積層欠陥が多く発生することを発明者らは見出した。
以下に、不純物拡散層と非拡散層とからなるウェーハをＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造する場合の製造方法を説明する。
【０００５】
図１０に不純物拡散層と非拡散層とからなる拡散ウェーハをＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造する場合の拡散ウェーハの製造フローを示す。
まず、ｎ型ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造する（図１０のステップＳ５０１参照）。
ＦＺ法による単結晶シリコン製造装置を示す図１１を用いて、詳細に説明する。
まず、原料シリコン結晶棒１をＦＺ単結晶シリコン製造装置３０のチャンバー２０内に設置された上軸３に設けられた上部保持治具４に保持する。一方、原料シリコン結晶棒１より直径の小さい単結晶の種（種結晶）８を、原料結晶棒１の下方に位置する下軸５に設けられた下部保持治具６に保持する。
次に、誘導加熱コイル７により原料シリコン結晶棒１を溶融して、種結晶８に融着させる。その後、種絞り工程により絞り部９を形成して無転位化する。
そして、上軸３と下軸５を回転させながら原料シリコン結晶棒１と順次育成される単結晶シリコン棒２を下降させることで浮遊帯域（溶融帯あるいはメルトともいう）１０を原料結晶棒１と育成単結晶棒２の間に形成し、浮遊帯域１０を原料結晶棒１の上端まで移動させてゾーニングし、単結晶シリコン棒２を成長させる。単結晶シリコン棒２は、コーン部２ａと直胴部２ｂからなる。
なお、このＦＺ単結晶成長は、スワール欠陥防止や放電防止のために、Ａｒガスに微量の窒素ガスを混合した雰囲気中で行われるため、単結晶中には微量の窒素が含有されることになる。
成長が完了した単結晶シリコン棒２は、所定の長さのインゴットに切断されるとともに、円筒研削後、通常、結晶方位や位置合わせ等の目的でオリエンテーションフラットやノッチと呼ばれる切り欠き部を付ける。
【０００６】
次に、上記のように製造した単結晶シリコンインゴットをスライサーにより所定の厚さにスライスする（図１０のステップＳ５０２参照）。
【０００７】
次に、ラップ機により、ウェーハ表面のスライス歪みを除去し、所定の厚さにする（図１０のステップＳ５０３参照）。
【０００８】
次に、ラップ後のウェーハに洗浄又は化学処理によるエッチングを施す（図１０のステップＳ５０４参照）。
【０００９】
次に、デポジションと称する、ＰＯＣｌ３等の拡散源を所定の濃度でウェーハ面内に均等に拡散させる処理を施す（図１０のステップＳ５０５参照）。
【００１０】
次に、デポジション処理により形成された拡散層を所定の厚さになるまで熱処理により拡散させ、Ｐ（リン）を高濃度に含むｎ＋拡散層を形成する（図１０のステップＳ５０６参照）。
これにより、ウェーハ内部の断面構造は、図１２に示すようなｎ−非拡散層２１の両面に不純物が拡散されたｎ＋不純物拡散層２２を有するウェーハが形成される。
【００１１】
次に、研削装置等により図１２のようなウェーハの片面を研削し、ｎ−非拡散層２１を露出させることによって、図１３に示すようなｎ＋不純物拡散層２２とｎ−非拡散層２１の二層構造からなるウェーハを形成する。
又は、スライサーにより、図１２に示すウェーハをウェーハの厚み幅の中央線に沿って二分割することによって、図１３のようなｎ＋不純物拡散層２２とｎ−非拡散層２１の二層構造からなるウェーハを形成する（図１０のステップＳ５０７参照）。
【００１２】
次に、図１３に示すウェーハの外周部を機械面取機で所定の形状に削り（図１０のステップＳ５０８参照）、最後に、平面研削機及び平面研磨機を用い、スライスされた面を加工することで、図１４に示す拡散ウェーハ２３を完成させる（図１０のステップＳ５０９参照）。
ここで、ｎ＋不純物拡散層２２の厚さはＸｊであり、ｎ−非拡散層２１の厚さはＸｉである。
【００１３】
完成した拡散ウェーハ２３の欠陥の有無を確認するために、拡散ウェーハ２３を選択エッチングし、ウェーハ表面を観察する検査を通常実施しているが、この検査によって、特に不純物拡散層２２の厚さＸｊが概ね１５０μｍ以下の拡散ウェーハ２３で、素子を形成した時にリーク不良発生の原因となる積層欠陥が多く検出されるという問題がある。
積層欠陥の発生はないことが望ましいが、高温での熱処理が長時間かかっていることも考慮し、拡散ウェーハ２３の非拡散層表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして検出された積層欠陥の個数の上限規格を、５０個程度にすることが一般的であり、上記のように定義された拡散ウェーハの積層欠陥の個数を５０個以下に抑える技術開発が望まれていた。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造する場合でも、不純物拡散層と非拡散層との二層構造を有する拡散ウェーハの積層欠陥の個数を低減させる拡散ウェーハの製造方法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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、上面及び下面に不純物が拡散された不純物拡散層と前記不純物が拡散されないバルク部分とを有するシリコンウェーハから、一方の前記不純物拡散層を研削することにより、又は、前記シリコンウェーハの厚み方向における中央線に沿って二分割することにより、前記不純物拡散層と前記バルク部分からなる非拡散層との二層構造からなるシリコンウェーハを作製する拡散ウェーハの製造方法であって、
前記不純物を拡散させる原料シリコンウェーハとして、少なくとも一部において結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造した、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるシリコンウェーハを使用することを特徴とする拡散ウェーハの製造方法を提供する。
【００１６】
このように、不純物を拡散させる原料シリコンウェーハとして、少なくとも一部において結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造した、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるシリコンウェーハを使用することで、拡散ウェーハの非拡散層表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして検出された積層欠陥の個数を５０個以下にすることができる。
【００１７】
ここで、前記不純物拡散層の厚さを１５０μｍ以下とすることができる。
不純物拡散層の厚さとして、上記の範囲を好適に用いることができる。
【００１８】
また、前記ＦＺ単結晶シリコンインゴットの全域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になる製造条件を決定し、該製造条件で製造した前記ＦＺ単結晶インゴットから前記原料シリコンウェーハを製造することができる。
このように、ＦＺ単結晶シリコンインゴットの全域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になるようにすることで、インゴット中から拡散ウェーハとして使用することができるブロックを選別する工程を削減することができる。
【００１９】
また、所定の製造条件で製造した前記ＦＺ単結晶シリコンインゴットの浮遊帯域が移動する方向と平行な軸方向の結晶中窒素濃度分布を測定し、前記測定結果に基づいて、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になる最長の前記軸方向長さを決定して第１の長さとし、前記所定の製造条件で製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットの中で、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になる前記第１の長さ以下の部分のブロックを使用して、前記原料シリコンウェーハを製造することができる。
このように、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になる最長の軸方向長さを予め決定することで、効率よくインゴット中から拡散ウェーハとして使用することができるブロックを選別することができる。
【００２０】
また、前記ＦＺ単結晶インゴットの種結晶と反対側の端部の結晶中窒素濃度を測定し、該結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるインゴットのみを使用して、前記原料シリコンウェーハを製造することができる。
ＦＺ単結晶インゴットの種結晶と反対側の端部の結晶中窒素濃度は、インゴット中で最も高いので、この部分の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であれば、インゴットの全域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になるので、効率よく拡散ウェーハとして使用することができるインゴットを選別することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、不純物を拡散させる原料シリコンウェーハとして、少なくとも一部において結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造した、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるシリコンウェーハを使用することで、ＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造する場合でも、拡散ウェーハの非拡散層表面の積層欠陥の個数を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の拡散ウェーハの製造フローを示す図である。
【図２】全領域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のＦＺ単結晶インゴットを製造するためのフローを示す図である。
【図３】全領域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のＦＺ単結晶インゴットを特定するためのフローを示す図である。
【図４】全領域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のブロックを特定するためのフローを示す図である。
【図５】実施例１及び実施例２の結晶中窒素濃度分布及び使われるブロックを示す図である。
【図６】実施例３の結晶中窒素濃度分布及び使われるブロックを示す図である。
【図７】実施例４の結晶中窒素濃度分布及び使われるブロックを示す図である。
【図８】実施例５で使われるブロック及びそのブロックの両端部の結晶中窒素濃度を示す図である。
【図９】比較例１の結晶中窒素濃度分布及び使われるブロックを示す図である。
【図１０】拡散ウェーハの製造フローを示す図である。
【図１１】ＦＺ法による単結晶製造装置の概略図である。
【図１２】原料シリコンウェーハにデポジションにより形成された拡散層を所定の深さまで熱処理により拡散させ、Ｐを高濃度に含むｎ＋拡散層を両面に形成した拡散ウェーハの断面図である。
【図１３】ｎ＋拡散層とｎ−非拡散層の二層構造からなる拡散ウェーハの断面図である。
【図１４】拡散ウェーハの外周部を機械面取機で面取りした後の拡散ウェーハの断面図である。
【図１５】拡散ウェーハの拡散層の厚さと積層欠陥発生数との関係を示すグラフである。
【図１６】ＦＺ単結晶インゴット中の結晶中窒素濃度と拡散後の積層欠陥発生数との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
前述のように、不純物拡散層と非拡散層とからなる拡散ウェーハをＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造する場合に、積層欠陥が多く発生していた。
【００２４】
そこで、発明者らは、ＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造する場合でも、不純物拡散層と非拡散層との二層構造を有する拡散ウェーハの積層欠陥の個数を低減させる拡散ウェーハの製造方法について鋭意検討を重ねた。
【００２５】
発明者らは、まず、拡散仕様と、拡散ウェーハを選択エッチングすることで観察される積層欠陥発生数との関係を調査し、図１５に示すように積層欠陥の発生数は拡散層の厚さに依存しており、拡散層の厚さが概ね１５０μｍ以下になると急激に発生数が増えることを見出した。
これは、高温でデポジション処理されたウェーハに高温熱処理を加えると、高温熱処理の影響と不純物拡散の影響により格子配列が乱れ、ウェーハ内部に空孔クラスタを核としたイントリンシック型積層欠陥が生成され、成長することで積層欠陥が発生するのであるが、熱処理時間が長くなると、積層欠陥へ格子間シリコンが移動し吸収されて積層欠陥が縮小、消滅してしまうが、拡散層の厚さが薄い場合には熱処理時間が短く、積層欠陥が消滅しきれないためと考えられる。
【００２６】
発明者らは、次に、積層欠陥の発生が顕著な拡散層の厚さが１５０μｍ以下の拡散ウェーハにおいて、ＦＺ単結晶シリコンインゴットの結晶中窒素濃度と拡散ウェーハを選択エッチングすることで観察される積層欠陥発生数の関係を調査し、図１６に示すように結晶中窒素濃度が高くなるにつれ積層欠陥の発生数が増える傾向にあり、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３より大きくになると、拡散ウェーハの非拡散層表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして検出された積層欠陥の個数が５０個以上発生する恐れがあることを見出した。
これは、窒素はＦＺ単結晶製造時に空孔をトラップし、空孔の凝集及び移動を抑制するため、結晶中窒素濃度が高い程、結晶中に多量の空孔が存在しやすくなり、拡散熱処理により窒素が空孔から離れ、空孔が移動すると、空孔が集まり、空孔起因のイントリンシック型積層欠陥が生成するためと考えられる。
【００２７】
上記の知見から、本発明者らは、両面に不純物が拡散された不純物拡散層を有するウェーハから、片方の不純物層を研削することにより、又は、ウェーハの厚み幅の中央線に沿って二分割することにより、不純物拡散層と非拡散層からなる二層構造のウェーハを形成した拡散ウェーハの製造方法において、ＦＺ単結晶シリコンインゴット中の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の部分から製造した原料シリコンウェーハを使用することで、ＦＺ単結晶シリコンインゴットから製造する場合でも、不純物拡散層と非拡散層との二層構造を有する拡散ウェーハの積層欠陥の個数を低減させることを見出し、本発明をなすに至った。
【００２８】
まず、本発明の拡散ウェーハの製造フローについて、図１乃至図４を用いて説明する。
まず、ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造する（図１のステップＳ１０１参照）。このステップにおいて、図１０のステップＳ５０１と同様にして、図１１のＦＺ単結晶製造装置３０を用いてＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造することができる。
【００２９】
次に、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のインゴット、又は、インゴット中のブロックを特定する（図１のステップＳ１０２参照）。
【００３０】
次に、ステップＳ１０２で特定されたインゴット、又は、インゴット中のブロックをスライサーにより所定の厚さにスライスする（図１のステップＳ１０３参照）。
【００３１】
図１のウェーハラップ処理工程（ステップＳ１０４）〜スライス面研磨加工工程（ステップＳ１１０）については、図１０のステップＳ５０３〜ステップＳ５０９の工程と同様にして行うことができ、図１４に示す拡散ウェーハ２３が得られる。
【００３２】
ここで、図１のステップＳ１０２について、以下に詳細に説明する。
まず、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のインゴットを特定する方法について説明する。
１番目の方法としては、インゴットの全領域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下となるようにＦＺ単結晶シリコンの製造条件を決めて、その製造条件で製造したインゴットのみを使用する方法がある。この方法について、図２を参照しながら説明する。
まず、ＦＺ単結晶シリコンインゴットの製造条件を仮決定する（図２のステップＳ２０１参照）。
次に、ステップＳ２０１で仮決定した製造条件でＦＺ単結晶シリコンを製造する（図２のステップＳ２０２参照）。
次に、ステップＳ２０２で製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットについて、浮遊帯域１０（図１１参照）が移動する方向に平行な軸方向の結晶中窒素濃度分布を測定する（図２のステップＳ２０３参照）。
次に、インゴット全領域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるかどうか判定する（図２のステップＳ２０４参照）。ステップＳ２０４において、Ｎｏと判定された場合には、製造条件を変更し（図２のステップＳ２０５参照）、ステップＳ２０２に戻る。ステップＳ２０４において、Ｙｅｓと判定された場合には、ステップＳ２０２で使用した製造条件で製造条件を決定し（図２のステップＳ２０６参照）、Ｓ２０６で決定された製造条件でＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造する（図２のステップＳ２０７参照）。
図２に示すフローにしたがって製造されたＦＺ単結晶シリコンインゴットは、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のインゴットとして特定することができる（図２のステップＳ２０８参照）。
【００３３】
２番目の方法としては、インゴットから切り出した結晶中窒素濃度測定用サンプルの結晶中窒素濃度分布を測定して、インゴットの全領域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下となるインゴットを特定する方法がある。この方法について、図３を参照しながら説明する。
まず、ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造する（図３のステップＳ４０１参照）。
次に、ステップＳ４０１で製造したインゴットの両端部又はテール側端部から結晶中窒素濃度測定用サンプルを切り出す（図３のステップＳ４０２参照）。
次に、ステップＳ４０２で切り出されたサンプルの結晶中窒素濃度を実際に測定し、インゴットの両端部又はテール側端部の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のインゴットのみを拡散ウェーハ用として使用可能とする（図３のステップＳ４０３参照）。
テール側端部の結晶中窒素濃度のみでも判断できるのは、結晶中窒素濃度分布がコーン側（種結晶側）の濃度がテール側（種結晶と反対側）の濃度より低い傾向が見られ、テール側端部の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であれば、インゴット全領域の結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下と推測することができるからである。
上述したように、図３に示すフローにしたがって、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のインゴットを特定することができる。
【００３４】
次に、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のブロックを特定する方法について図４を参照して説明する。
まず、所定の条件でＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造する（図４のステップＳ３０１参照）。
次に、ステップＳ３０１で製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットについて、浮遊帯域が移動する方向に平行な軸方向の結晶中窒素濃度分布を測定する（図４のステップＳ３０２参照）。
次に、ステップＳ３０２で得られた結晶中窒素濃度分布から、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になる最長の直胴部２ｂ（図１１参照）の長さ（Ｌｍａｘ）を決定する（図４のステップＳ３０３参照）。
次に、ステップＳ３０１で用いた製造条件でＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造し（図４のステップＳ３０４参照）、Ｌｍａｘ以下の領域のブロックを拡散ウェーハ用として使用可能とする（図４のステップＳ３０５参照）。
なお、結晶中窒素濃度分布は、コーン側（種結晶側）の濃度がテール側（種結晶と反対側）の濃度より低い傾向が見られるので、上記の結果からコーン側端部からＬｍａｘ以下の領域のブロックを拡散ウェーハ用として使用することができる。
上述したように、図４に示すフローにしたがって、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のブロックを特定することができる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
抵抗率１０００Ωｃｍ以上の直径１３０ｍｍのＣＺ単結晶シリコンを原料シリコン結晶棒として、ＦＺ法によりゾーニングを行い、抵抗率５０Ωｃｍの直径１２５ｍｍで軸方位＜１１１＞のｎ型ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造した。
この単結晶シリコンインゴットの製造の際には、図１１に示すＦＺ単結晶製造装置を用い、Ａｒガス流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、窒素ガス流量を１２０ｃｃ／ｍｉｎとした。
このようにして製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットから図５に示す結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のブロック（ロット１：直胴部のコーン側端部から１０〜３０ｃｍの領域（図５参照））を加工したウェーハを原料ウェーハとして使用し、ｎ＋拡散層２２の厚さＸｊ＝２００μｍの拡散ウェーハ２３（図１４参照）を製造した。
拡散ウェーハから５枚のウェーハを抜き取り、選択エッチングを行った後、非拡散層２１の表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして、積層欠陥の数を測定した。積層欠陥の数は、０個〜１５個と上限規格である５０個以下であった。
【００３７】
（実施例２）
実施例１と同様にして、図１４に示すような拡散ウェーハ２３を作製した。ただし、ｎ＋拡散層２２の厚さＸｊは１３０μｍとした。
拡散ウェーハから５枚のウェーハを抜き取り、選択エッチングを行った後、非拡散層２１の表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして、積層欠陥の数を測定した。積層欠陥の数は、１５個〜２５個と上限規格である５０個以下であった。
【００３８】
（実施例３）
抵抗率１０００Ωｃｍ以上の直径１３０ｍｍのＣＺ単結晶シリコンを原料シリコン結晶棒として、ＦＺ法によりゾーニングを行い、抵抗率５０Ωｃｍの直径１２５ｍｍで軸方位＜１１１＞のｎ型ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造した。
この単結晶シリコンインゴットの製造の際には、図１１に示すＦＺ単結晶製造装置を用い、Ａｒガス流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、窒素ガス流量を１２０ｃｃ／ｍｉｎとした。
このようにして製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットの軸方向の結晶中窒素濃度分布を測定した結果、図５に示すように直胴部のコーン側端部から約４８ｃｍ以上の領域で結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３より大きくなることが確認できたため、窒素ガス流量を３５ｃｃ／ｍｉｎに変更し、再度、抵抗率５０Ωｃｍの直径１２５ｍｍで軸方位＜１１１＞のｎ型ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造した。
こうして製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットの軸方向の結晶中窒素濃度分布を測定した結果、図６に示すように、インゴット全領域にわたって、結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になることを確認し、窒素ガス流量＝３５ｃｃ／ｍｉｎを正式な条件として、この条件で抵抗率５０Ωｃｍの直径１２５ｍｍで軸方位＜１１１＞のｎ型ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造した。
そして、直胴部のコーン側端部からの長さ１３０〜１４０ｃｍの領域のブロック（図６参照）を加工した原料ウェーハを使用し、ｎ＋拡散層２２の厚さＸｊ＝１００μｍの拡散ウェーハ２３（図１４参照）を製造した。
拡散ウェーハから５枚のウェーハを抜き取り、選択エッチングを行った後、非拡散層２１の表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして、積層欠陥の数を測定した。積層欠陥の数は、０個であった。
【００３９】
（実施例４）
抵抗率１０００Ωｃｍ以上の直径１３０ｍｍのＣＺ単結晶シリコンを原料シリコン結晶棒として、ＦＺ法によりゾーニングを行い、抵抗率５０Ωｃｍの直径１２５ｍｍで軸方位＜１１１＞のｎ型ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造した。
この単結晶シリコンインゴットの製造の際には、図１１に示すＦＺ単結晶製造装置を用い、Ａｒガス流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、窒素ガス流量を１２０ｃｃ／ｍｉｎとした。
このようにして製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットの軸方向の結晶中窒素濃度分布を測定した結果、図７に示すように直胴部のコーン側端部から約４８ｃｍ以上の領域で結晶中窒素濃度が１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３より大きくなることが確認できたため、Ｌｍａｘ＝４５ｃｍと設定した。
次に、同一製造条件で、再度、抵抗率５０Ωｃｍの直径１２５ｍｍで軸方位＜１１１＞のｎ型ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造した。
コーン側端部からＬｍａｘ以下の領域のブロックが拡散ウェーハ用に使用可能と判断し、直胴部のコーン側端部からの長さ３５〜４５ｃｍの領域ブロック（図７参照）を加工した原料ウェーハを使用し、ｎ＋拡散層２２の厚さＸｊ＝１３０μｍの拡散ウェーハ２３（図１４参照）を製造した。
拡散ウェーハから５枚のウェーハを抜き取り、選択エッチングを行った後、非拡散層２１の表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして、積層欠陥の数を測定した。積層欠陥の数は２０個〜３２個であり、上限規格である５０個以下であった。
【００４０】
（実施例５）
抵抗率１０００Ωｃｍ以上の直径１３０ｍｍのＣＺ単結晶シリコンを原料シリコン結晶棒として、ＦＺ法によりゾーニングを行い、抵抗率５０Ωｃｍの直径１２５ｍｍで軸方位＜１１１＞のｎ型ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造した。
この単結晶シリコンインゴットの製造の際には、図１１に示すＦＺ単結晶製造装置を用い、Ａｒガス流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、窒素ガス流量を１２０ｃｃ／ｍｉｎとした。
このようにして製造したＦＺ単結晶シリコンインゴット中の直胴部のコーン側端部から長さ３０〜４０ｃｍの領域のブロック（ロット４：図８参照）の両端からサンプルウェーハを切り出し、結晶中窒素濃度を測定した結果、コーン側が７×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、テール側が１．３×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であった。
両端共、上限規格の１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であったことから、このブロックは拡散ウェーハ用に使用可能と判断し、このブロックを加工した原料ウェーハを使用し、ｎ＋拡散層２２の厚さＸｊ＝１３０μｍの拡散ウェーハ２３（図１４参照）を製造した。
拡散ウェーハから５枚のウェーハを抜き取り、選択エッチングを行った後、非拡散層２１の表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして、積層欠陥の数を測定した。積層欠陥の数は２０個〜３５個であり、上限規格である５０個以下であった。
【００４１】
（比較例１）
実施例１と同様にして、ＦＺ単結晶シリコンインゴットを製造した。
このようにして製造したＦＺ単結晶シリコンインゴットから、図９に示すロット５（直胴部のコーン側端部から７０〜９０ｃｍの範囲）、ロット６（直胴部のコーン側端部から１０２〜１１２ｃｍの範囲）の２つのブロックを使用し、ｎ＋拡散層の厚さＸｊ=１３０μｍの拡散ウェーハ２３（図１４参照）を製造した。
拡散ウェーハの各ロットから５枚、計１０枚のウェーハを抜き取り、選択エッチングを行った後、非拡散層２１の表面を幅１ｍｍでウェーハの中心を通過する任意の方向に直線で直径長さ分スキャンして、積層欠陥の数を測定した。その結果、ロット５は２２〜６０個、ロット６は４２〜８２個とともに上限規格を超えてしまった。
図９に示されているように、ロット５、ロット６のブロックの結晶中窒素濃度は、１．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３よりも高かった。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４３】
１…原料棒（原料シリコン結晶棒）、  ２…単結晶棒（シリコン単結晶棒）、
２ａ…コーン部、  ２ｂ…直胴部、  ３…上軸、  ４…上部保持具、  ５…下軸、
６…下部保持具、  ７…誘導加熱コイル、  ８…種結晶、  ９…絞り部、
１０…浮遊帯域、  １１…ガス吹きつけ用ノズル、  ２０…チャンバー、
２１…非拡散層、  ２２…拡散層、  ２３…拡散ウェーハ、
３０…ＦＺ単結晶製造装置。
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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