(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウエーハの製造方法において、チョクラルスキー法により初期格子間酸素濃度が１０〜２５ｐｐｍａであるシリコン単結晶棒を育成して、該シリコン単結晶棒をウエーハに加工し、該ウエーハに９５０〜１０５０℃で２〜５時間の第１熱処理と、４５０〜５５０℃で４〜１０時間の第２熱処理と、７５０〜８５０℃で２〜８時間の第３熱処理と、９５０〜１１００℃で８〜２４時間の第４熱処理を行なうことを特徴とするシリコンウエーハの製造方法。
【請求項２】
前記シリコン単結晶棒の抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上になるように育成することを特徴とする請求項１に記載されたシリコンウエーハの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたシリコンウエーハの製造方法により製造されたシリコンウエーハの表面にエピタキシャル層を形成することを特徴とするシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高抵抗率であってかつゲッタリング能力も高いＤＺ−ＩＧシリコンウエーハを確実に得ることができる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から高耐圧パワーデバイスやサイリスタ等のパワーデバイス用に高抵抗率のフローティングゾーン法（ＦＺ法）により製造されたシリコンウエーハが使用されてきた。しかし、ＦＺ法では直径２００ｍｍ以上の大直径シリコンウエーハを作製することは困難であり、通常のＦＺウエーハの面内抵抗率分布はＣＺウエーハに比べて劣る。そのため、抵抗率の面内分布に優れたウエーハが作製できる上、直径が２００ｍｍ以上の大直径ウエーハも十分に作製可能なＣＺ法によるシリコンウエーハが将来的に有望である。
【０００３】
特に近年、移動体通信用の半導体デバイスや、最先端のＣ−ＭＯＳデバイスでは寄生容量の低下が必要である。このために大直径で高抵抗率のシリコンウエーハが必要となる。また、信号の伝送ロスやショットキーバリアダイオードにおける寄生容量の低下に高抵抗率の基板を用いることの効果が報告されている。さらに、前記半導体デバイスを更に高性能にするために、いわゆるＳＯＩ（Silicon on insulator）ウエーハが用いられることもあるが、ＳＯＩウエーハを用いて半導体デバイスを製造する場合においても、前述したウエーハの大直径化や信号の伝送ロス等の問題を解決するためには、ＣＺ法による高抵抗率のウエーハをベースウエーハとして用いることが要求される。
【０００４】
しかし、ＣＺ法では、石英製のルツボを使用していることからシリコン結晶中に酸素（格子間酸素）が少なからず混入する。このような酸素原子は通常単独では電気的に中性であるが、３５０〜５００℃程度の低温熱処理が施されると複数個の原子が集まって電子を放出して電気的に活性な酸素ドナーとなる。そのため、ＣＺ法により得られたウエーハに、後にデバイス工程等で３５０〜５００℃程度の熱処理が施されると、この酸素ドナーの形成により高抵抗率ＣＺウエーハの抵抗率が低下してしまう問題がある。
【０００５】
上記のような酸素ドナーによる抵抗率の低下を防ぎ、高抵抗率のシリコンウエーハを得るために、磁場印加ＣＺ法（ＭＣＺ法）により結晶育成の当初から格子間酸素濃度の低いシリコン単結晶を製造する方法が提案された（特公平８−１０６９５号公報、特開平５−５８７８８号公報参照）。また、酸素ドナーが形成される現象を逆に利用して、低不純物濃度で低酸素濃度のＰ型シリコンウエーハに４００〜５００℃の熱処理を行って酸素ドナーを発生させ、この酸素ドナーによりＰ型シリコンウエーハ中のＰ型不純物を打ち消してＮ型化し、高抵抗率Ｎ型シリコンウエーハを製造する方法も提案された（特公平８−１０６９５号公報参照）。
【０００６】
しかし、上記のようにＭＣＺ法等で、格子間酸素濃度が低いシリコン単結晶を製造すると、デバイス製造工程での熱処理により発生する内部欠陥の密度が低く、十分なゲッタリング効果が得られにくいという欠点がある。高集積度のデバイスでは、ある程度の酸素析出によるゲッタリング効果の付与は必須である。
【０００７】
また、熱処理により酸素ドナーを発生させ、ウエーハ中のＰ型不純物を打ち消してＮ型化する方法は、長時間の熱処理が必要な煩雑な方法であり、またＰ型シリコンウエーハを得ることはできない。そして、その後の熱処理によっては、抵抗率が変動する欠点もあり、さらに、この方法では格子間酸素濃度を高くするとウエーハ抵抗率の制御が難しいために、シリコンウエーハの初期格子間酸素濃度は低いものにせざるを得ず、ウエーハのゲッタリング効果は低いものになってしまう欠点がある。
【０００８】
このような問題点を解決するため、本出願人は先の出願（特願平１１−２４１３７０号）において、チョクラルスキー法により抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上で初期格子間酸素濃度が１０〜２５ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ：日本電子工業振興協会）であるシリコン単結晶棒を育成して、該シリコン単結晶棒をウエーハに加工し、該ウエーハに酸素析出熱処理を行なって、ウエーハ中の残留格子間酸素濃度を８ｐｐｍａ以下とするという製造方法を提案した。この方法によれば、デバイス製造熱処理を受けても抵抗率が低下しにくい高抵抗率ＣＺウエーハが得られるので、例えば、このウエーハをＳＯＩウエーハのベースウエーハとして用いれば、移動体通信用として極めて高性能のデバイスが得られる。
【０００９】
その一方で、このようなＳＯＩウエーハと同等レベルの性能を有するウエーハを、ＳＯＩウエーハに比べて製造コストが安価なバルクウエーハで実現するためには、このような高抵抗率ＣＺウエーハの表面に十分に無欠陥化されたＤＺ層（Denuded Zone 層）を有する構造の、いわば「高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハ」が必要となると考えられる。従来、通常の抵抗率を有するＣＺシリコンウエーハに、ＤＺ−ＩＧ（Intrinsic Gettering）処理を施した所謂ＤＺ−ＩＧウエーハはあったが、これを高抵抗率ＣＺウエーハに適用するという概念は全くなかったものである。そこで本出願人は先の出願（特願平１１−２４１３７０号）において、前述の格子間酸素濃度を８ｐｐｍａ以下とする熱処理により、高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハを得る方法も開示した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
通常の抵抗率を有するウエーハに施されるＤＺ−ＩＧ処理としては、３段熱処理が一般的に用いられている。第１段の１１００℃以上の高温熱処理によりウエーハ表面近傍の過飽和な酸素を外方拡散させ、第２段の熱処理として６５０℃前後の低温熱処理を行い酸素析出核を形成させ、第３段の熱処理として１０００℃程度の中温熱処理を行い酸素析出物を成長させるものである。このような３段熱処理によりウエーハ内部には酸素析出物領域が形成され、表側や裏側の表面近傍には酸素析出物が存在しないＤＺ層が形成される。
【００１１】
そこで、本出願人は前述のウエーハ中の格子間酸素濃度を８ｐｐｍａ以下とする熱処理としてこれと同様の熱処理を適用してみたところ、１００Ω・ｃｍ以上の高抵抗率であって、表面近傍の結晶欠陥のないＤＺ層と、十分に酸素析出物が析出した酸素析出物層を有する高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハを得ることができることが判った。
【００１２】
このような高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハは、十分に移動体通信用のＳＯＩウエーハの代替となり得るものと考えられた。ところが、その後の調査により、このようなＤＺ−ＩＧウエーハにデバイス製造工程において熱処理が加えられると、場合によってはウエーハ表面近傍の抵抗率が極端に低下してしまい、十分な高抵抗率が得られないことがあることが判った。
【００１３】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、デバイス製造熱処理を行なっても確実に高抵抗率を維持できるシリコンウエーハの製造方法を提供し、移動体通信用のＳＯＩウエーハの代替となり得る高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハを確実に提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のウエーハは、表面近傍のＤＺ層とバルク部の酸素析出物層とを有するシリコンウエーハであって、前記ＤＺ層、前記酸素析出物層、および前記ＤＺ層と前記酸素析出物層との遷移領域の格子間酸素濃度がいずれも８ｐｐｍａ以下であることを特徴とするシリコンウエーハである。
【００１５】
このようにＤＺ層及び酸素析出物層に加えて、ＤＺ層と酸素析出物層との遷移領域の格子間酸素濃度も８ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ：日本電子工業振興協会）以下であるシリコンウエーハは、格子間酸素のドナー化による抵抗率の低下、変動の問題がほぼ完全に除かれているため、その後熱処理されても確実に高抵抗率を維持できるＤＺ−ＩＧウエーハとなる。
【００１６】
この場合、前記ＤＺ層と前記酸素析出物層との遷移領域幅が５μｍ以下であるものが好ましい。
このように、ＤＺ層と酸素析出物層との遷移領域幅が５μｍ以下と狭いものであれば、格子間酸素のドナー化による抵抗率の低下、変動はより生じにくく、さらに確実に高抵抗率を維持できるＤＺ−ＩＧウエーハとなる。
【００１７】
この場合、前記シリコンウエーハの抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上であるものとすることができる。
本発明のシリコンウエーハは通常抵抗率のウエーハであっても、デバイス製造熱処理による酸素ドナーの形成が抑制され、抵抗率が変動しないという効果を有するが、特に抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上の高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハについて効果を発揮するものである。
【００１８】
また本発明は、表面近傍のＤＺ層とバルク部の酸素析出物層とを有するシリコンウエーハであって、前記ＤＺ層と前記酸素析出物層の格子間酸素濃度が８ｐｐｍａ以下であり、前記ＤＺ層と前記酸素析出物層との遷移領域幅が５μｍ以下であることを特徴とするシリコンウエーハである。
【００１９】
このように、前記ＤＺ層と前記酸素析出物層との遷移領域幅が５μｍ以下と狭いものであれば、たとえ遷移領域で十分析出が起こらず、この領域で８ｐｐｍａより大きい格子間酸素濃度を有していたとしても、全体として発生する酸素ドナーはわずかであるため、酸素ドナーによる抵抗率の低下は問題にならないほど小さなものとなり、高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハとすることができる。
【００２０】
そして本発明は、本発明のシリコンウエーハの表面にエピタキシャル層が形成されたものであるシリコンエピタキシャルウエーハである。
このように本発明のシリコンウエーハにエピタキシャル層が形成されたものであるシリコンエピタキシャルウエーハは、例えば移動体通信用としてのＳＯＩウエーハの代替として最適なウエーハとなる。
【００２１】
また、本発明の方法はシリコンウエーハの製造方法において、チョクラルスキー法により初期格子間酸素濃度が１０〜２５ｐｐｍａであるシリコン単結晶棒を育成して、該シリコン単結晶棒をウエーハに加工し、該ウエーハに９５０〜１０５０℃で２〜５時間の第１熱処理と、４５０〜５５０℃で４〜１０時間の第２熱処理と、７５０〜８５０℃で２〜８時間の第３熱処理と、９５０〜１１００℃で８〜２４時間の第４熱処理を行なうことを特徴とするシリコンウエーハの製造方法である。
【００２２】
このような熱処理条件で熱処理を行うことによりシリコンウエーハを製造すれば、ＤＺ層、酸素析出層、及びＤＺ層と酸素析出物層との遷移領域の格子間酸素濃度がいずれも８ｐｐｍａ以下であって、遷移領域幅が５μｍ以下と狭いシリコンウエーハを製造することができ、高抵抗率であっても酸素ドナーの影響による抵抗率の低下、変動のないウエーハを得ることができる。
【００２３】
この場合、前記シリコン単結晶棒の抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上になるように育成することができる。
このようにしてシリコンウエーハを製造すれば、抵抗率１００Ω・ｃｍ以上の高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハを確実に製造することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、本発明のシリコンウエーハの製造方法により製造されたシリコンウエーハの表面にエピタキシャル層を形成することを特徴とするシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法も提供される。
このように、本発明のシリコンウエーハの製造方法により製造されたシリコンウエーハにエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウエーハを製造すれば、例えば移動体通信用のＳＯＩウエーハの代替として最適なウエーハを容易に製造することができる。
【００２５】
以下、本発明につきさらに詳細に説明する。
前述したように本発明者らは、ベースウエーハに高抵抗率ウエーハを用いた移動体通信用としてのＳＯＩウエーハと同等レベルの性能をバルクウエーハとして実現可能な「高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハ」を得るため、高抵抗率を有するＣＺシリコンウエーハに対し、格子間酸素濃度を８ｐｐｍａ以下とする熱処理として通常行われる３段熱処理を適用してみた。
【００２６】
その結果、３段熱処理直後のウエーハは高抵抗率を維持したまま、ウエーハ表面近傍にはＤＺ層が形成され、バルク部にはＩＧ層（酸素析出物領域）が形成されており、目的とする高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハが得られた。しかしながら、このウエーハにデバイス製造熱処理を仮定した熱処理を加えたところ、ウエーハ表面近傍の抵抗率が極端に低下してしまうことがあることがわかった。
【００２７】
抵抗率低下の原因は、ウエーハ中のいずれかの部分に多く存在する格子間酸素のドナー化によるものと予想された。そこで、本発明者らは抵抗率が低下してしまう熱処理後のウエーハの格子間酸素濃度の深さ方向の分布を２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ：Secondary Ion Mass Spectroscopy）により測定し検討した。ＳＩＭＳによれば、酸素析出物が形成されている領域では、酸素析出物と格子間酸素を同時に測定してしまうため酸素濃度が高く検出されるが、ＤＺ層のような酸素析出物のない領域では格子間酸素濃度と同等な酸素濃度が検出される。その結果、ＤＺ層中の格子間酸素濃度は表面から内部に進むに従って徐々に増加し、酸素析出物領域に到達する前のＤＺ層との遷移領域（完全なＤＺ層になっておらず、酸素析出物が若干存在する領域）では、格子間酸素濃度が８ｐｐｍａ（４×１０１７atoms／ｃｍ３）を越えており、その領域の近辺が、デバイス製造熱処理を仮定した熱処理後に抵抗率が極端に低下している領域と一致していることがわかった。
【００２８】
すなわち、熱処理によって、表面近傍のＤＺ層における格子間酸素は外方拡散され、バルク部における格子間酸素は酸素析出物として析出することにより十分に低濃度となっていたとしても、その中間の遷移領域では格子間酸素濃度が３段熱処理後においても高いために、酸素ドナー化による抵抗率の低下が生じるものと考えられる。
【００２９】
そこで、確実に高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハを得るためには、ＤＺ層および酸素析出物層のみならず、その間の遷移領域における格子間酸素濃度も８ｐｐｍａ以下にすることができれば、デバイス作製熱処理における熱処理によっても酸素ドナー化による抵抗率の低下を防止することができることが予想された。
【００３０】
また、前記遷移領域ができるだけ狭く急峻なプロファイルとすることができれば、遷移領域全体としての格子間酸素量は少ないものとなるため、酸素ドナー化による影響も少なくすることができると考えられた。
本発明は、このようなプロファイルを得るための熱処理条件を鋭意検討した結果、完成したものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、公知のＣＺ法あるいはこのＣＺ法において融液に磁場を印加してシリコン融液の対流を制御して単結晶を引き上げる公知のＭＣＺ法により所望の抵抗率を有し、初期格子間酸素濃度が１０〜２５ｐｐｍａとなるシリコン単結晶棒を引き上げる。これらの引き上げ方法は、石英ルツボ中に収容された多結晶シリコン原料の融液に種結晶を接触させ、これを回転させながらゆっくりと引き上げて所望直径の単結晶棒を育成する方法であるが、初期格子間酸素濃度を所望の値にするためには、従来から慣用されている方法によれば良い。例えば、ルツボの回転数、導入ガス流量、雰囲気圧力、シリコン融液の温度分布および対流、あるいは印加する磁場強度等のパラメータを適宜に調整することで所望の酸素濃度の結晶を得ることができる。
【００３２】
こうして得られたＣＺシリコン単結晶棒を通常の方法に従い、ワイヤーソーあるいは内周刃スライサー等の切断装置でスライスした後、面取り、ラッピング、エッチング、研磨等の工程を経てＣＺシリコン単結晶ウエーハに加工する。もちろんこれらの工程は、例示列挙したにとどまり、この他にも洗浄、熱処理等種々の工程が有り得るし、工程順の変更、一部省略等目的に応じ適宜工程は変更して使用される。
【００３３】
次にこのＣＺシリコンウエーハに対して本発明の下記の４段熱処理を行なう。
（第１段熱処理）９５０〜１０５０℃、２〜５時間
このように、第１段目を従来の３段熱処理の第１段熱処理よりも若干低い温度に設定することにより、ウエーハ表面近傍の酸素濃度を十分に低く、かつ遷移領域の格子間酸素濃度プロファイルが急峻とすることができることがわかった。これよりも低い温度または短時間熱処理では十分なＤＺ層が形成されず、また、高い温度または長時間熱処理では遷移領域が急峻になり難い。
（第２段熱処理）４５０〜５５０℃、４〜１０時間
このように従来の核形成温度よりも低温化してより低温から析出核を形成するようにしたことにより、この後の熱処理によるバルク部の酸素析出は、比較的低酸素でも進行しやすくなり、結果的に残存格子間酸素を低減することができる。これよりも低い温度または短時間熱処理では十分な核形成を行うことができない。
（第３段熱処理）７５０〜８５０℃、２〜８時間
前段の熱処理で発生した微小な析出核が後の熱処理で消失しないようにするため、この温度範囲の熱処理により、酸素析出核を成長させる目的で行う。これより高温では析出核が再溶解するおそれが高くなり、これより低温又は短時間では十分な核成長が達成できない。
（第４段熱処理）９５０〜１１００℃、８〜２４時間
この熱処理により酸素析出物を成長させることにより、十分なＩＧ能力が得られ、また、スリップ転位耐性も向上する。これより高温では前段熱処理で成長した析出核が再溶解するおそれがあり、これより低温又は短時間では析出物の成長が不充分となり、期待するＩＧ能力が得られにくくなる。
【００３４】
これらの熱処理の熱処理雰囲気としては特に限定されず、通常用いられる窒素雰囲気やこれに微量の酸素を混合した雰囲気、あるいは酸化性雰囲気などを用いることができるが、第１段熱処理において、ウエーハ表面近傍の過飽和な酸素の外方拡散を活発に行なわせるためには非酸化性雰囲気が好ましい。
【００３５】
このような熱処理を行なうことにより、ＤＺ層、酸素析出物層および遷移領域の格子間酸素濃度がいずれも８ｐｐｍａ以下の低格子間酸素濃度であり、しかも、遷移領域幅を５μｍ以下とすることができる。そのため、その領域における格子間酸素の絶対量を少なくすることができる。したがって、デバイス製造プロセスを行なっても残存格子間酸素によるドナー化の影響がほとんどない、高抵抗率のＣＺシリコンウエーハを得ることができる。
【００３６】
さらに、このようなシリコンウエーハに所望の条件によりエピタキシャル層を形成しエピタキシャルウエーハを作製すれば、移動体通信用のＳＯＩウエーハの代替として最適なウエーハとなる。
また、本発明を通常抵抗率のウエーハに適用した場合にも、デバイス製造熱処理により酸素ドナーの形成が抑制され、抵抗率が変動しないという効果を有することはもちろんである。
なお、本発明によれば、遷移領域幅を狭くすることができるので、たとえこの部分の格子間酸素濃度が８ｐｐｍａを越えていたとしても、全体として存在する格子間酸素濃度を減少できる結果、ウエーハ表面近傍の抵抗を高いものに維持できる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例および比較例を挙げて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、比較例）
ＣＺ法により、直径１５０ｍｍ、結晶方位＜１００＞、ｐ型、抵抗率２０００〜８０００Ωｃｍ、初期格子間酸素濃度１８．１〜１８．３ｐｐｍａ（赤外吸収法による測定であり、日本電子工業振興協会（ＪＥＩＤＡ）の変換係数を使用した測定値）のシリコン単結晶を育成し、これをウエーハに加工したものを用意した。このウエーハに以下の表１に示した熱処理を行なった。ここで比較例における熱処理は、従来の３段熱処理（外方拡散＋析出核形成＋析出物成長）を想定して行なったものであるが、酸素析出物を成長させる第３段の熱処理を８００℃と１０００℃に分割して行い、実施例の４段熱処理と比較することにした。尚、熱処理雰囲気はいずれも窒素雰囲気とした。
【００３８】
【表１】
0004605876.tif 000002
【００３９】
熱処理後のウエーハ中の酸素濃度の深さ方向のプロファイルをＳＩＭＳにより測定した。測定結果を図１（実施例）、図２（比較例）に示した。
次に、これらのウエーハに対し、デバイス製造熱処理を仮定した１２００℃、１時間＋４５０℃、５時間の熱処理を行なった後の抵抗率の深さ方向のプロファイルをＳＲ（Spreading Resistance）法により測定し、図３（実施例）、図４（比較例）に示した。また、比較として上記熱処理を行なう前の抵抗率の深さ方向のプロファイル（別ウエーハで測定したもの）を図３、図４に併記した。
さらに、上記熱処理後のウエーハを角度研磨した後、選択エッチングをすることにより深さ方向の析出物（エッチピット）の分布を観察した結果の模式図を図５（実施例）、図６（比較例）に記載した。
【００４０】
図１〜図６の結果より、以下のことがわかる。
図１、図２の縦軸は、ＳＩＭＳ測定による酸素濃度の絶対値を示している。両プロファイル共、表面からある深さに達すると測定値が大きくばらついているが、これはそこから酸素析出物層が形成されていることを示している。従って、その酸素析出物層よりも浅い領域はＤＺ層および遷移領域であるが、図５、図６の結果と対比することにより、図１においては表面から約８μｍがＤＺ層であり、表面から深さ約８〜１１μｍ程度の領域が遷移領域であり、図２においては、表面から約２０μｍがＤＺ層であり、表面から深さ約２０〜３０μｍ程度の領域が遷移領域であることがわかる。
【００４１】
一方、図３、図４における各ウエーハの深さ方向の抵抗率分布をみると、図３においては熱処理の前後および深さ位置にかかわらず、１０００Ω・ｃｍ以上の高抵抗率を有しているのに対し、図４における熱処理後のウエーハに関しては、ウエーハ表面から２０〜４０μｍ程度の深さの領域において、抵抗率が極端に低下していることがわかる。
【００４２】
図４において抵抗率が低下している部分は、図２、図６の遷移領域に重複する部分である。この遷移領域の格子間酸素濃度（遷移領域内の平均値）を赤外吸収法により確認したところ、８ｐｐｍａ（４×１０１７atoms／ｃｍ３）を超えている部分であることが判った。このことから、この部分でドナー化した格子間酸素の量が多く、また遷移領域の幅も厚いのでｐ型がｎ型に反転した上、さらに抵抗率が低下したものと考えられる。尚、赤外吸収法による遷移領域の格子間酸素濃度の測定は、ＤＺ層を研磨により除去した面をＦＺウエーハと結合した後、酸素析出物層を除去して得られる結合ウエーハを用いて測定する等の方法を用いることにより行うことができる。
【００４３】
一方、図１の実施例のウエーハにおいては、ＤＺ層の格子間酸素濃度が８ｐｐｍａ以下であることについては図１より明らかであるが、酸素析出物層および遷移領域の格子間酸素（残存格子間酸素）についても８ｐｐｍａ以下であることを赤外吸収法により確認した。したがって、図１の実施例のウエーハにおいては、ＤＺ層、酸素析出物層、および遷移領域のいずれもが格子間酸素濃度８ｐｐｍａ以下となっていた。さらに遷移領域幅が５μｍ以下と狭いために、酸素ドナーの影響は少なく、そのため抵抗率低下は生じなかったものと考えられる。
【００４４】
また、実施例と同一条件で作製された高抵抗率ＤＺ−ＩＧウエーハに、１１２５℃で３μｍのエピタキシャル層を形成した。ＤＺ層上にエピタキシャル成長したことから、エピタキシャル層に結晶欠陥は全く観察されず、極めて高品質のエピタキシャルウエーハが得られた。
【００４５】
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。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、１００Ω・ｃｍ以上の高抵抗率ＤＺ−ＩＧシリコンウエーハを製造する場合を中心に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これより低抵抗率のＤＺ−ＩＧウエーハについて適用しても、デバイス作製熱処理等により抵抗率の変動が生じない利点があり、本発明の範囲に含まれる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デバイス製造熱処理が行われた後でも、格子間酸素のドナー化による抵抗率の変動を抑制したＣＺシリコンウエーハが得られる。この効果は、抵抗率が１００Ωｃｍ以上の高抵抗率ＣＺウエーハに極めて有効であり、移動体通信用としてのＳＯＩウエーハの代替として使用することを可能にする。また、このウエーハ表面にエピタキシャル層を形成すれば、その優れた特性により、前記ＳＯＩウエーハの代替として最適なエピタキシャルウエーハを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシリコンウエーハにおける表面からの深さと酸素濃度の絶対値との関係を示した図である。
【図２】従来のシリコンウエーハにおける表面からの深さと酸素濃度の絶対値との関係を示した図である。
【図３】本発明のシリコンウエーハにおける表面からの深さと熱処理前および熱処理後の抵抗率との関係を示した図である。
【図４】従来のシリコンウエーハにおける表面からの深さと熱処理前および熱処理後の抵抗率との関係を示した図である。
【図５】本発明のシリコンウエーハにおける深さ方向の析出物分布を示した模式図である。
【図６】従来のシリコンウエーハにおける深さ方向の析出物分布を示した模式図である。
【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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