(57)【要約】【課題】エピタキシャルウェーハの製造方法において、炭素イオンを注入して、炭素イオン注入層を形成し、注入面にシリコンエピタキシャル層を形成する工程の前に回復熱処理を確実に行うことにより、エピタキシャル層にエピ欠陥を形成することなく、かつ強力なゲッタリング能力を備えたエピタキシャルウェーハを低コストで製造する方法を提供する。【解決手段】エピタキシャルウェーハの製造方法であって、炭素イオンを注入して炭素注入層を形成し、その後、急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いて、アンモニアまたは窒素を含む雰囲気で熱処理を行い、該熱処理を行ったシリコンウェーハの上にエピタキシャル層を形成することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。【選択図】図１
2008294245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシャルウェーハの製造方法であって、炭素イオンを注入して炭素注入層を形成し、その後、急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いて、アンモニアまたは窒素を含む雰囲気で熱処理を行い、該熱処理を行ったシリコンウェーハの上にエピタキシャル層を形成することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記熱処理の雰囲気は、アンモニア濃度が０．５〜３％であるか、窒素濃度が１００〜１０００ｐｐｍの窒化ガス添加雰囲気であることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記炭素イオンを注入するドーズ量は、１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いた熱処理は、１１００℃〜シリコン融点の温度で、１０〜６０秒の処理時間とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載された製造方法で製造されたエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層に、固体撮像素子を形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法により製造されたエピタキシャルウェーハであって、エピタキシャル層にエピ欠陥が形成されていないものであることを特徴とする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、シリコン単結晶ウェーハ表面近傍に強力なゲッタリング能力を有するエピタキシャルウェーハの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を形成するためのシリコン単結晶ウェーハとして、ＣＺ（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法やＭＣＺ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ＣＺ）法で成長させたシリコン単結晶ウェーハや、これらのシリコン単結晶ウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルウェーハ、シリコン単結晶ウェーハに熱処理を施したアニールウェーハ等が従来から用いられている。
【０００３】
一方、半導体素子の形成工程はクラス１００以下の超クリーンルーム内で行われているが、ガス、水や半導体製造装置等から不純物によるシリコン単結晶ウェーハの汚染を完全に避けることはできない。これらの不純物が素子活性領域に存在していると、半導体素子の品質及び特性が著しく劣化する。そこで、これらの不純物をゲッタリングして素子活性領域から除去するために、イントリンシックゲッタリング（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  Ｇｅｔｔｅｒｒｉｎｎｇ：ＩＧ）やエクストリンシックゲッタリング（Ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ  Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ：ＥＧ）が従来から行われている。さらに、これらの処理を施したウェーハ表面にエピタキシャル層を形成する場合もある。
【０００４】
特に、エピタキシャルウェーハは、半導体素子を製造する観点から見ると、基板ウェーハとは異なる抵抗率を有する電気的活性層を形成することができるので、半導体素子を設計する際の自由度が大きく、また結晶欠陥の原因となる酸素や炭素の濃度が低い高純度の単結晶薄膜を任意の厚さに形成できる等の利点が多いため、高耐圧半導体素子やバイポーラ集積回路素子、固体撮像素子（ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子）等で製品に実用化されている。
【０００５】
実用的なエピタキシャル層の形成方法として、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）が用いられており、以下の主な４種類のソースガスが使用されている。
水素還元法では、ソースガスとしてＳｉＣｌ４、ＳｉＨＣｌ３が使用されている。
ＳｉＣｌ４  ＋  ２Ｈ２  →  Ｓｉ  ＋  ４ＨＣｌ
ＳｉＨＣｌ３  ＋  Ｈ２  →  Ｓｉ  ＋  ３ＨＣｌ
熱分解法では、ソースガスとしてＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨ４が使用される。
ＳｉＨ２Ｃｌ２  →  Ｓｉ  ＋  ２ＨＣｌ
ＳｉＨ４  →  Ｓｉ  ＋  ２Ｈ２
【０００６】
このうち、固体撮像装置としては、ＳｉＨＣｌ３が、安価であること、成長速度が大きく、厚膜のエピタキシャル成長用に適している等から主に用いられている。
しかし、いずれのソースガスを用いてエピタキシャル層を形成したエピタキシャルウェーハも、エピタキシャル層の形成中に多くの不純物、特に金属不純物が混入する。このような金属不純物は、固体撮像素子に適用した場合に、暗電流による白傷欠陥が充分に低減できず、特性や歩留りを悪くする原因となっていた。
【０００７】
重金属不純物の発生源としては、エピタキシャル成長装置のベルジャー内のＳＵＳ系部材からのもの、ソースガスの配管からのものが考えられる。ソースガスに塩素系が含まれているとエピタキシャル成長時に分解してＨＣｌガスが作られる。このＨＣｌガスがベルジャー内のＳＵＳ系部材を腐食して、金属の塩化物としてソースガス中に取り込まれるものと考えられる。
また、エピタキシャル層形成前に、シリコン単結晶ウェーハ表面を軽くエッチオフするために、ＨＣｌガスを故意に導入する場合もあり、これも腐食の一因となっている。
【０００８】
そこで、エピタキシャルウェーハを用いて固体撮像素子を形成する場合に、上記金属不純物をゲッタリングして除去するためのゲッタリング技術として、シリコンウェーハの一面から炭素イオンを注入して、炭素イオン注入領域を形成し、この表面にシリコンエピタキシャル層を形成する炭素ゲッタリングエピタキシャルウェーハの製造方法がある（例えば特許文献１参照）。さらにゲッタリング能力を上げるため、シリコンウェーハの一表面に炭素イオン及び窒素イオンを注入してその表面にエピタキシャル層を形成する方法（例えば特許文献２参照）や、窒素を含有するシリコンウェーハの一表面に炭素イオンを注入し、この表面にシリコンエピタキシャル層を形成する方法（例えば特許文献３参照）が提案されている。
【０００９】
しかしながら、デバイス工程が低温プロセスの場合では酸素析出しにくいため、炭素イオンを注入しても、ゲッタリング能力が弱いという問題があった。
また、注入する炭素イオンのドーズ量が高い程、エピタキシャル工程前の回復処理が困難となり、エピタキシャル層が成長できない場合があり、またシリコンエピタキシャル層が成長できた場合であっても、エピ欠陥が形成しやすいという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３３８５０７号公報
【特許文献２】特開平１１−２５１３２２号公報
【特許文献３】特開２００２−１３４５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、エピタキシャルウェーハの製造方法において、炭素イオンを注入して、炭素イオン注入層を形成し、注入面にシリコンエピタキシャル層を形成する工程の前に回復熱処理を確実に行うことにより、エピタキシャル層にエピ欠陥を形成することなく、かつ強力なゲッタリング能力を備えたエピタキシャルウェーハを低コストで製造する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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明では、エピタキシャルウェーハの製造方法であって、炭素イオンを注入して炭素注入層を形成し、その後、急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いて、アンモニアまたは窒素を含む雰囲気で熱処理を行い、該熱処理を行ったシリコンウェーハの上にエピタキシャル層を形成することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法を提供する（請求項１）。
【００１３】
上記のように、炭素イオン注入後の結晶性の回復熱処理をＲＴＡ装置で行うことにより、ウェーハの結晶性の回復を短時間で行うことが可能となり、工程にかかる時間を短縮することができる。また、回復熱処理の雰囲気を、アンモニアまたは窒素を含む雰囲気とすることにより、熱処理工程の最中にウェーハ表面近傍に空孔を注入することができ、ゲッタリング能力を炭素イオン注入のみの場合に比べさらに高めることができる。さらに、ウェーハの結晶性はＲＴＡによる処理で回復させてあるため、ウェーハ表面にエピタキシャル層を形成したとき、エピ欠陥がほとんど形成されないウェーハとすることができる。
【００１４】
また、本発明の製造方法では、前記熱処理の雰囲気は、アンモニア濃度が０．５〜３％であるか、窒素濃度が１００〜１０００ｐｐｍの窒化ガス添加雰囲気とすることが好ましい（請求項２）。
アンモニアまたは窒素濃度を上記のような範囲とすることで、ＲＴＡ装置による熱処理の際に空孔を効率的に注入しつつ、かつウェーハ中に異物元素となる窒素が必要以上に注入されることを避けることができる。
【００１５】
また、本発明の製造方法では、前記炭素イオンを注入するドーズ量は、１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とするとすることが好ましい（請求項３）。
このように、１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２のドーズ量であれば、ＲＴＡ処理によって結晶性を回復させることが可能であり、またウェーハ表面近傍に酸素析出を促進させることができる。
【００１６】
また、本発明の製造方法では、前記急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いた熱処理は、１１００℃〜シリコン融点の温度で、１０〜６０秒の処理時間とするとすることが好ましい（請求項４）。
このような条件の熱処理を行うことによって、ウェーハの結晶性を確実に回復させることができると共に、短時間で結晶性を回復させることができる熱処理条件とすることができる。
【００１７】
また、本発明の製造方法によって製造されたエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層に、固体撮像素子を形成する固体撮像装置の製造方法とすることが好ましい（請求項５）。
このように、本発明の製造方法によって製造されたエピタキシャルウェーハは、エピタキシャル層にエピ欠陥がほとんど形成されていないものであるため、固体撮像素子を形成すると良好な固体撮像装置を歩留まりよく製造することができる。
【００１８】
また、本発明の製造方法によって製造されたエピタキシャルウェーハは、エピタキシャル層にエピ欠陥が形成されていないものとすることが好ましい（請求項６）。
前述のように、本発明の製造方法によって製造されたエピタキシャルウェーハは、ゲッタリング能力が高いとともに、下地の結晶性を回復させてあるため、エピ欠陥が形成されないものとなる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明では、エピタキシャルウェーハを製造する際に、シリコンウェーハに炭素イオンを注入して炭素注入層を形成し、その後、急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いて、アンモニアまたは窒素を含む雰囲気で結晶性の回復熱処理を行い、熱処理を行ったシリコンウェーハの上にエピタキシャル層を形成する。このようにすることで、強力なゲッタリング能力を備え、かつエピタキシャル工程前の回復熱処理を確実に行うことができるため、エピタキシャル層にエピ欠陥が形成されることを防ぐことができるとともに、デバイス工程でのゲッタリング能力も高いエピタキシャルウェーハを、低コストで製造する方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、強力なゲッタリング能力を備え、かつエピタキシャル工程前の回復熱処理を確実に行うことにより、エピタキシャル層にエピ欠陥が形成されることを防ぐことができるエピタキシャルウェーハを低コストで製造する方法の開発が待たれていた。
【００２１】
そこで、本発明者は、炭素イオン注入後の結晶性の回復熱処理で、ゲッタリング能力の向上とともに時間をかけないことによって、ゲッタリング能力を落とすことなく課題を解決できないか鋭意検討を重ねた。
【００２２】
その結果、本発明者は、ＲＴＡ装置によって急速加熱・急速冷却することによって短時間で結晶性の回復処理を行いつつ、アンモニアまたは窒素を含む雰囲気で熱処理することによって空孔を注入してゲッタリング能力を落とすのではなく、さらに強力なゲッタリング能力を付与することを発想し、本発明を完成させた。
【００２３】
以下、本発明について図１を用いてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、単結晶シリコンウェーハ１１を準備する。このシリコンウェーハのいずれか一方の主表面に高電流イオン注入機を用いて、炭素イオン注入を行って、シリコンウェーハに炭素注入層１２を形成する。炭素イオンのドーズ量としては１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とすることができる。
上記の範囲のドーズ量とすることで、炭素イオン注入後に行う熱処理が短時間であっても、ウェーハの結晶性の回復を図ることが可能である。また、酸素析出を促進するためにも、上記ドーズ量の範囲が好ましい。
【００２４】
その後、炭素イオン注入によって乱れたシリコンウェーハの結晶性を回復させるために熱処理を行う。熱処理は、急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いて行う。この熱処理は、アンモニアまたは窒素を含む雰囲気で行う。
上記のようにアンモニアまたは窒素を含む雰囲気でＲＴＡ装置による熱処理を行うことによって、短い熱処理時間でも結晶性の回復を図ることが可能である。またアンモニアまたは窒素を含ませることによって、熱処理中にウェーハに空孔を注入することができ、これによって酸素をより効率的に析出させ、ＢＭＤ（Ｂｕｌｋ  ＭｉｃｒｏＤｅｆｅｃｔ）層１３を形成させる。この形成したＢＭＤ層１３に重金属等の不純物をゲッタリングさせることが可能となる。上記のようにすることで短時間の工程であっても強力なゲッタリング能力を備えたエピタキシャルウェーハを得ることができる。
【００２５】
アンモニアを含む雰囲気で行う際のアンモニアの濃度は０．５〜３％とすることができる。窒素を含む雰囲気で行う場合は窒素濃度は１００〜１０００ｐｐｍの窒化ガスを添加した雰囲気とすることができる。
前述のような濃度範囲とすることで、空孔を注入する際に、ウェーハ中に入る窒素の総量を不必要に増加させることなく、空孔を十分量注入することが可能となる。ここでさらに、窒素添加雰囲気に１００ｐｐｍ以下の微量酸素雰囲気で熱処理を行うことによっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
熱処理条件として、処理温度は１１００℃〜シリコン融点温度とすることができる。特に望ましくは１１００〜１２５０℃である。処理時間としては１０〜６０秒とすることができる。前述の熱処理条件とすることで、ウェーハの結晶性を確実に回復させると共に、短時間の処理とすることができる。よって工程を短くすることが可能となり、コスト低減を図ることが可能となる。
熱処理の回数は一回でも十分だが、特に回数に制限はない。結晶性の回復を重視する場合は２〜３回繰り返すことができる。
【００２７】
その後、炭素イオンを注入した面に、エピタキシャル層１４を形成する。エピタキシャル層１４の形成には一般的な条件を用いることができる。
たとえば、Ｈ２をキャリアガスとしてＳｉＨＣｌ３等のソースガスをチャンバー内に導入し、サセプタ上に配置した上記ゲッタリング能力が高くかつ炭素注入層を有し、ＲＴＡ処理したウェーハ上に、１０５０〜１２５０℃程度でＣＶＤ法により、エピタキシャル成長することができる。
【００２８】
エピタキシャル層を形成した後、ウェーハ表面に固体撮像素子を形成することができる。このように、本発明の製造方法によって製造されたエピタキシャルウェーハは、ゲッタリング能力が高く、かつエピタキシャル層にエピ欠陥がほとんど形成されていないものであるため、固体撮像素子を形成すると良好な固体撮像装置を歩留まりよく製造することができる。
【００２９】
本発明の製造方法によって製造されたエピタキシャルウェーハは、エピタキシャル層の形成前にゲッタリング層の形成のためのイオン注入によって乱れた結晶性を回復させてあるため、エピタキシャル層を形成してもウェーハの結晶性の乱れに起因するエピ欠陥が形成されることを防止することができる。
【００３０】
尚、用いる単結晶シリコンウェーハとしては、酸素濃度が０．９〜１．５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のウェーハを用いることが望ましい。このようなウェーハを用いることによって、炭素イオンのドーズ量が低くても、ウェーハ表面近傍に十分に酸素析出を生じさせることができる。
【実施例】
【００３１】
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。
（実施例１）
まず、直径２００ｍｍのＰ型単結晶シリコンウェーハを準備した。
次に、そのウェーハに、ドーズ量１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の条件で、高電流イオン注入機を用いて炭素をイオン注入して、炭素注入層を形成した。
その後、アンモニア濃度が１．０％のアルゴン雰囲気下にて急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いて、１１７５℃・３０秒および１１７０℃・３０秒を２回繰り返した条件で結晶性の回復のための熱処理を行った。
その後、１１３０℃の処理条件で炭素注入層を形成したウェーハ表面にエピタキシャル層を形成し、エピタキシャルウェーハを作製した。形成したエピタキシャル層の厚さは約６μｍである。
【００３２】
作製したエピタキシャルウェーハの特性評価を以下の通り行った。
エピタキシャルウェーハ表面のエピ欠陥をパーティクルカウンターを用いて観察した。その結果を図２に示す。
エピタキシャルウェーハ中の酸素・炭素・窒素濃度を二次イオン質量分析法にて評価した。その結果を図３に示す。
ＲＴＡ装置による熱処理の際に注入した空孔濃度を評価するため、酸素析出熱処理を行い、ＢＭＤ密度を評価した。酸素析出熱処理条件は８００℃・４時間および１０００℃・１６時間とした。その後、酸素析出熱処理後のエピタキシャルウェーハの表面についてＡｎｇｌｅ  Ｐｏｌｉｓｈ評価を行い、エピタキシャル層、炭素注入層、炭素注入層下部の断面を観察し、ＢＭＤ密度分布を評価した。その結果を図４に示す。
そして酸素析出熱処理前後のウェーハの酸素析出量（ΔＯｉ）をＦＴＩＲにて評価した。その結果を図５に示す。
【００３３】
（比較例１）
実施例１において、結晶性回復のための熱処理を、抵抗加熱装置を用いてＡｒ雰囲気下１１００℃で５分と１０分の条件で行った以外は、実施例１と同じ条件でエピタキシャルウェーハを作製した。その後、実施例１と同様の評価を行った。
【００３４】
図２に本発明の実施例と比較例のエピタキシャルウェーハの表面の欠陥の一例を示す分布図を示す。
実施例１のエピタキシャルウェーハの表面は、比較例１の１０分熱処理した表面とほぼ同様にエピ欠陥は検出されなかった。一方抵抗加熱炉で５分熱処理したものは、結晶性の回復は不十分であった。このことから、アンモニアを含んだ雰囲気下におけるＲＴＡ装置を用いた熱処理によっても、炭素注入後の結晶性の回復は可能であることが分かった。このことからエピタキシャル層にエピ欠陥のないエピタキシャルウェーハを短時間の熱処理で得られることが分かった。
【００３５】
図３に本発明の実施例１のウェーハ表面の酸素・炭素・窒素濃度のプロファイルを示す。
ウェーハ表面のエピタキシャル層には酸素がほとんど分布していない。またエピタキシャル層直下の部分には炭素と酸素が集中的に分布しており、炭素注入層がエピタキシャル層直下に形成されていることがわかる。このことからエピタキシャル層に近接してゲッタリング層が形成されていることがわかった。窒素は表面から約４５μｍまで増加しており、炭素イオン注入層の下に十分に空孔が注入されていることが分かった。また、ＲＴＡ装置による熱処理を繰り返し行った場合、酸素濃度、炭素濃度分布はほとんど変化しないが、窒素濃度は増加することが分かった。
【００３６】
図４に本発明の実施例１と比較例１（１０分熱処理）におけるウェーハ表面からのＢＭＤの深さ方向の分布図を示す。
実施例１のエピタキシャルウェーハでは、炭素注入層の下に高密度のＢＭＤの分布が観察され、その密度は５×１０５個／ｃｍ２以上であることが分かった。比較例１のウェーハ表面では、実施例１に比べＢＭＤがほとんど観察されず、その密度は１×１０４個／ｃｍ２以下であった。よって炭素注入層のほかにもＢＭＤ層というゲッタリング能力を持った層を有するエピタキシャルウェーハを本発明の製造方法によって得られることがわかった。
【００３７】
（実施例２、３、４、比較例２、３、４）
実施例２、３、４は、炭素イオンの注入量を順に５×１０１４、５×１０１３、１×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同じ条件でエピタキシャルウェーハを作製し、実施例１と同様の評価を行った。
同様に比較例２、３、４は、炭素イオンの注入量を順に５×１０１４、５×１０１３、１×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とし、熱処理を１０分とした以外は、比較例１と同じ条件でエピタキシャルウェーハを作製し、実施例１と同様の評価を行った。
【００３８】
その結果、実施例２、３、４では、炭素注入量が増加すると共に炭素注入層の形成が顕著となったが、炭素注入層の下のＢＭＤ層の形成の度合いはほとんど同じであることが分かった。また、いずれの実施例でも、エピ欠陥は発生しなかった。
一方比較例２、３、４では、炭素注入層の形成は対応する実施例とほぼ同じ程度であったが、炭素注入層の下部は酸素析出熱処理後にＢＭＤ層がほとんど形成されておらず、その結果対応する実施例のウェーハに比べ、ゲッタリング能力が劣るウェーハとなってしまったことが分かった。
【００３９】
（実施例５）
上記実施例１においてＲＴＡ装置による熱処理の条件を１２００℃・１０秒とした以外は、実施例１と同じ条件でエピタキシャルウェーハを作製し、実施例１と同様の評価を行った。
この結果、熱処理条件を１２００℃・１０秒に変更しても実施例１とほとんど同じ特性を持ったエピタキシャルウェーハとなっていることが分かった。
【００４０】
図５に、各実施例・比較例における酸素析出熱処理前後のウェーハの残存酸素濃度変化（ΔＯｉ：酸素析出量）を比較した図を示す。
実施例１〜４においては、炭素注入量が増加すると共に熱処理前後の酸素濃度の変化量が大きくなることが分かった。このことから注入量が多くなるほど酸素を析出させることができることがわかった。しかしＢＭＤの密度はほとんど変わらなかった。抵抗加熱による回復熱処理では、析出熱処理前後の酸素濃度はほとんど変化しておらず、ＢＭＤ密度もほとんど変化していないことがわかった。このことからＢＭＤ層の形成は熱処理条件の寄与が大きいことが分かった。
以上のことからＲＴＡ装置による窒化性雰囲気下での急速加熱・急速冷却による熱処理では、抵抗加熱による熱処理を行ったウェーハに比べゲッタリング能力があるウェーハが作製できることが分かった。
【００４１】
下記表１に、各実施例、比較例におけるエピタキシャルウェーハの評価結果をまとめたものを示す。
【００４２】
【表１】
2008294245.tif 000003
【００４３】
以上に示したように、本発明の製造方法によれば、炭素注入後に、ウェーハの結晶性の回復のための熱処理を、アンモニア雰囲気等の窒化性の雰囲気下で急速加熱・急速冷却装置によって回復熱処理を行うことによって、短い処理時間であっても結晶性の回復を図ることが可能であり、かつ熱処理中にウェーハ表面に空孔を注入することによって、強力なゲッタリング能力を持った層がエピタキシャル層に近接している、エピタキシャルウェーハが得られる。
【００４４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示すフローシートである。
【図２】本発明の実施例と比較例のエピタキシャルウェーハの表面の欠陥の一例を示す分布図である。
【図３】本発明の実施例１のウェーハ表面からの酸素、炭素、窒素濃度のプロファイルを示す図である。
【図４】本発明の実施例１と比較例１におけるウェーハ表面からのＢＭＤの深さ方向の分布図である。
【図５】各実施例・比較例における酸素析出熱処理前後のウェーハの残存酸素濃度変化（ΔＯｉ：酸素析出物）を比較した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１…単結晶シリコンウェーハ、  １２…炭素注入層、  １３…ＢＭＤ形成層、  １４…エピタキシャル層。
【図１】
2008294245.tif 000004
【図２】
2008294245.tif 000005
【図３】
2008294245.tif 000006
【図４】
2008294245.tif 000007
【図５】
2008294245.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月18日(2008.4.18)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の製造方法では、前記炭素イオンを注入するドーズ量は、１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とすることが好ましい（請求項３）。
このように、１×１０１３〜５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２のドーズ量であれば、ＲＴＡ処理によって結晶性を回復させることが可能であり、またウェーハ表面近傍に酸素析出を促進させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の製造方法では、前記急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いた熱処理は、１１００℃〜シリコン融点の温度で、１０〜６０秒の処理時間とすることが好ましい（請求項４）。
このような条件の熱処理を行うことによって、ウェーハの結晶性を確実に回復させることができると共に、短時間で結晶性を回復させることができる熱処理条件とすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
そこで、本発明者らは、炭素イオン注入後の結晶性の回復熱処理で、ゲッタリング能力の向上とともに時間をかけないことによって、ゲッタリング能力を落とすことなく課題を解決できないか鋭意検討を重ねた。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
その結果、本発明者らは、ＲＴＡ装置によって急速加熱・急速冷却することによって短時間で結晶性の回復処理を行いつつ、アンモニアまたは窒素を含む雰囲気で熱処理することによって空孔を注入してゲッタリング能力を落とすのではなく、さらに強力なゲッタリング能力を付与することを発想し、本発明を完成させた。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
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。
（実施例１）
まず、直径２００ｍｍのＰ型単結晶シリコンウェーハを準備した。
次に、そのウェーハに、ドーズ量１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の条件で、高電流イオン注入機を用いて炭素をイオン注入して、炭素注入層を形成した。
その後、アンモニア濃度が１．０％のアルゴン雰囲気下にて急速加熱・急速冷却（ＲＴＡ）装置を用いて、１１７５℃・３０秒および１１７０℃・３０秒を２回繰り返した条件で結晶性の回復のための熱処理を行った。
その後、１１３０℃の処理条件で炭素注入層を形成したウェーハ表面にエピタキシャル層を形成し、エピタキシャルウェーハを作製した。形成したエピタキシャル層の厚さは約６μｍである。