(57)【要約】【課題】ウェーハの製造時間を短縮させ且つ不純物の濃度を改善させて信頼性の高い高品質の素子を製造することを可能にした半導体ウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】ウェーハ内部の深い領域に核生成サイトを形成させるために低温で熱処理する段階と、前記核生成サイトに酸素析出物や金属性不純物などがトラップされるように急速熱処理する段階とを含む。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ内部の深い領域に核生成サイトを形成させるために低温で熱処理する段階と、
前記核生成サイトに酸素析出物や金属性不純物などがトラップされるように急速熱処理する段階とを含むことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記低温熱処理が６５０〜８５０℃の温度及び窒素（Ｎ２）雰囲気中で３〜１０時間行われることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記急速熱処理が１０００〜１２００℃の温度及び窒素（Ｎ２）雰囲気中で１０秒〜５分間行われることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記急速熱処理の際、昇温速度は３０〜２００℃／ｓｅｃとし、冷却速度は２００〜１００℃／ｓｅｃとし、前記窒素（Ｎ２）の流量は１〜２０ｓｌｐｍとすることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記低温熱処理を行う前に、前記ウェーハの表面部に存在する酸素を外部拡散させるために高温熱処理する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記低温熱処理が１０００〜１２００℃の温度及び窒素（Ｎ２）又はドライ酸素（Ｄｒｙ　Ｏ２）雰囲気中で１〜２時間行われることを特徴とする請求項５記載の半導体ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の製造に用いられるウェーハの製造方法に係り、さらに詳しくは、ウェーハの製造時間を短縮させ且つ不純物の濃度を改善させて信頼性の高い高品質の素子を製造することを可能にした半導体ウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の超高集積化及びウェーハの大口径化が急激に行われるにつれて、半導体素子の製造のためのウェーハの質を向上させる技術が非常に重要な課題として台頭している。もし素子駆動領域のウェーハに不純物や格子欠陥などが極微量でも存在すれば、素子の電気的特性に多くの影響を及ぼすため、このような不純物や格子欠陥などの生成をウェーハの製造段階で抑制或いは除去しなければならない。
【０００３】
従来では、図１に示すように、３段階の熱処理過程による内部ゲッタリング（Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて、ウェーハに存在する不純物や格子欠陥などを除去した。
【０００４】
Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ法で成長させた単結晶シリコンウェーハには、過飽和された酸素が多量存在する。従って、前記ウェーハを反応炉（Ｆｕｒｎａｃｅ）の内部にロードした後、１０００〜１２００℃の温度で１〜２時間熱処理して、ウェーハの表面部に存在する酸素を外部に拡散させ、６５０℃〜８５０℃の温度で３〜１０時間熱処理してウェーハ内部の深い領域に核生成サイト（Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ　Ｓｉｔｅ）を形成させる。その後、９００〜１０００℃の温度で１〜４時間熱処理すると、前記核生成サイトに酸素析出物や金属性不純物などがトラップ（Ｔｒａｐ）されてウェーハの深い領域に欠陥層が形成される。
【０００５】
上述したように、従来では、高温−低温−中間温度での３段階熱処理過程を経てウェーハの所望の領域、すなわち素子駆動領域の外部に、酸素析出物や金属性不純物などがゲッタリングされた欠陥層を形成することにより、素子駆動領域の酸素濃度が調節されるようにする。この際、欠陥層の大きさと位置は熱処理温度と時間によって人為的に調節することができる。ところで、このような従来の方法を用いると、熱処理段階が多くてウェーハの製造に時間がたくさんかかるので、生産性が低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、低温熱処理及び急速熱処理からなる２段階の工程によって欠陥層を形成することにより、かかる欠点を解消することが可能な半導体ウェーハの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、　本発明は、ウェーハ内部の深い領域に核生成サイトを形成させるために低温で熱処理する段階と、前記核生成サイトに酸素析出物や金属性不純物などがトラップされるように急速熱処理する段階とを含むことを特徴とする。
【０００８】
前記低温熱処理は６５０〜８５０℃の温度及び窒素（Ｎ２）雰囲気中で３〜１０時間行われ、前記急速熱処理は１０００〜１２００℃の温度及び窒素（Ｎ２）雰囲気中で１０秒〜５分間行われることを特徴とする。
【０００９】
また、前記低温熱処理を行う前に、前記ウェーハの表面部に存在する酸素を外部拡散させるために高温熱処理する段階をさらに含むことを特徴とし、前記低温熱処理は１０００〜１２００℃の温度及び窒素（Ｎ２）又はドライ酸素（Ｄｒｙ
Ｏ２）雰囲気中で１〜２時間行われることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。
【００１１】
図２は本発明に係る半導体ウェーハの製造方法を説明するための工程図である。
【００１２】
第１段階：Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ法で成長させた単結晶シリコンウェーハを反応炉の内部にロードした後、１０００〜１２００℃の温度及び窒素（Ｎ２）又はドライ酸素（Ｄｒｙ　Ｏ２）雰囲気中で１〜２時間熱処理して、ウェーハの表面部に存在する酸素が外部に拡散されるようにすることにより、表面における酸素の濃度が減少する。この際、ウェーハの深さ方向に酸素の濃度が段々増加する分布を有する。
【００１３】
第２段階：６５０〜８５０℃の温度及び窒素（Ｎ２）雰囲気中で３〜１０時間熱処理してウェーハ内部の深い領域に核生成サイトを形成させる。この際、生成される析出物の臨界サイズは前記第１段階の熱処理によって決定された酸素の濃度によって異なるが、析出物の臨界値はウェーハの深い方向に段々減少する分布を有する。
【００１４】
第３段階：１０００〜１２００℃の温度及び窒素（Ｎ２）雰囲気中で１０秒〜５分間急速熱処理して前記核生成サイトに酸素析出物や金属性不純物などがトラップされるようにすることにより、ウェーハの深い領域に欠陥層が形成される。前記急速熱処理の際、昇温速度は３０〜２００℃／ｓｅｃ、冷却速度は２００〜１００℃／ｓｅｃとし、前記窒素（Ｎ２）の流量は１〜２０ｓｌｐｍとする。
【００１５】
すなわち、１０００℃の反応炉で１時間熱処理を行う場合と、１０５０℃で３０秒間急速熱処理を行う場合との酸素ゲッタリング効果を比較すると、互いに類似であるが、急速熱処理を行った場合、欠陥層がさらに深い領域に形成されるため、ウェーハの表面部における不純物濃度は、反応炉で熱処理を行った場合より一層低くなる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記３段階の急速熱処理によって、ウェーハの表面部に存在する酸素が外部拡散されるか或いは欠陥層にゲッタリングされるため、前記第１段階の熱処理過程を省くことができる。
【００１７】
【発明の効果】
上述したように、本発明は、低温熱処理によってウェーハ内部の深い領域に核生成サイトを形成させ、急速熱処理によって前記核生成サイトに酸素析出物や金属性不純物などがトラップされるようにする。従って、急速熱処理を用いてゲッタリング効果を向上させることにより、ウェーハの表面部における不純物の濃度が従来より低くなり、これにより素子の信頼性が向上する。さらに、熱処理段階を従来より減少させて素子の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体ウェーハの製造方法を説明するための工程図である。
【図２】本発明に係る半導体ウェーハの製造方法を説明するための工程図である。
【図１】
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【図２】
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