(57)【要約】      （修正有）【課題】結晶欠陥密度の非常に小さいエピタキシャルシリコンウェーハを提供する。【解決手段】チョクラルスキー法により成長させたシリコン単結晶から切り出して加工した基板ウェーハの表面に、エピタキシャル成長によってシリコンエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハにおいて、前記基板ウェーハの直径が４５０ｍｍ以上であって、前記基板ウェーハは、空孔型点欠陥の凝集体を含まず、かつ高温酸化処理を施した際に酸化誘起積層欠陥領域がウェーハ内に発生せず、空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域又は格子間シリコン型点欠陥優勢領域のいずれか一方又は双方からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバに収納された石英ルツボ内に結晶用シリコン原料を充填して融解し、そのシリコン融液に浸漬した種結晶を回転させながら引上げることにより、前記種結晶の下方に全長にわたって一定の直胴部を有したシリコン単結晶をチョクラルスキー法により成長させ、前記成長させたシリコン単結晶から切り出されて加工した基板ウェーハの表面に、エピタキシャル成長によってシリコンエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハにおいて、
前記基板ウェーハの直径が４５０ｍｍ以上であって、
前記基板ウェーハは、空孔型点欠陥の凝集体を含まず、かつ高温酸化処理を施した際に酸化誘起積層欠陥領域がウェーハ内に発生せず、空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域又は格子間シリコン型点欠陥優勢領域のいずれか一方又は双方からなる
ことを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
【請求項２】
基板ウェーハはボロンがドープされたウェーハであり、その抵抗率が１０ｍΩ・ｃｍ〜３ｍΩ・ｃｍである請求項１記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板ウェーハの直径が４５０ｍｍ以上のエピタキシャルシリコンウェーハに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
チョクラルスキー法（ＣＺ法）によりシリコン単結晶を引上げる装置としては、石英ルツボ内で固体の結晶用シリコン原料を加熱融解してシリコン融液を形成し、その後、このシリコン融液に種結晶を浸してこれを回転させながら引上げ、種結晶の下方にシリコン単結晶を成長させるものが知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１など参照。）。
【０００３】
一般的なシリコン単結晶引上装置による結晶成長方法によれば、まずネック部を経て種結晶の直径より大きい所定径まで増径（増径部）し、その後、ほぼ一定径の直胴部（ボディ部）を所定長さ形成し、次に減径部を形成してシリコン融液から切り離される。シリコン単結晶の引上装置の模式図を図１に示した。なお、ネック部は、種結晶をシリコン融液に浸したときなどに導入される転位を除去する部分である。また、減径部は、成長中のシリコン単結晶がシリコン融液から切り離れる際の急激な温度変化による転位を防ぐ部分である。以上の工程を経て、シリコン単結晶のインゴットが製造される。
【０００４】
得られたシリコン単結晶の直胴部に対しては、外周研削、ブロック切断、スライス、研磨が施され、その後、必要により熱処理、エピタキシャル成長などが施され、半導体装置の材料であるシリコンウェーハが作製される。
【０００５】
ところで、シリコン単結晶が成長する際には、成長界面で点欠陥（原子空孔、格子間シリコン）がシリコン単結晶中に取り込まれ、結晶の冷却過程で、種々のｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が形成される。図２には通常のシリコン単結晶を成長させる条件での、ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の形成が起こる温度領域を示したものである。シリコン単結晶が引上げられながらｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の形成が起こりえる温度領域に滞在する時間により、形成される欠陥のサイズや欠陥の密度が決まる。
【０００６】
更に、同一のシリコン単結晶引上装置において、シリコン単結晶の成長速度（Ｖ）を変化させていくと、点欠陥の取り込まれる濃度が変化していき、シリコン単結晶の成長速度（Ｖ）を高速から低速へと変化させながらシリコン単結晶を引上げる場合、図２に示した原子空孔が過剰であった領域から、原子空孔と格子間シリコンの濃度がつりあった領域、更には格子間シリコンが過剰な領域と変化することが知られている。格子間シリコンが過剰な領域とは、即ち、格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域であり、原子空孔と格子間シリコンの濃度がつりあった領域とは、即ち、格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域であり、原子空孔が過剰であった領域とは、即ち、空孔型点欠陥が支配的に存在する領域である。逆に、図３に示すように、シリコン単結晶の成長速度（Ｖ）を低速から高速へと変化させながらシリコン単結晶を引上げる場合、格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域から、格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域を経て、酸化誘起積層欠陥がリング状に存在する領域（ＯＳＦリング）と、その内側に空孔型点欠陥が支配的に存在する領域に変化する。
【０００７】
図２に示す酸素析出核は、熱処理により酸素析出物を形成し、形成した酸素析出物は、半導体デバイス製造過程で汚染の可能性のある金属不純物を捕獲するゲッタリングサイトとなる。金属不純物が半導体デバイスの動作領域に存在すると、半導体デバイスの電気特性の劣化を引き起こすため、ゲッタリングサイトは有用であった。
【０００８】
また、ボロンをドーパントとして高濃度に添加した、例えば、抵抗率が５０ｍΩ・ｃｍ以下のシリコン単結晶でも、鉄や銅のような金属不純物とボロンが結合をすることで、ゲッタリングの能力を持つことが知られている。
【０００９】
近年、シリコン単結晶の大口径化が推進されており、直径３００ｍｍのシリコンウェーハ用のシリコン単結晶が製造され、また直径４５０ｍｍのシリコンウェーハ用のシリコン単結晶の製造が行われようとしている（例えば、非特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−３２７４８６号公報
【非特許文献１】−先端ＬＳＩが要求するウェーハ技術の現状−  最新  シリコンデバイスと結晶技術、発行：リアライズ理工センター／リアライズＡＴ株式会社、著者：スーパーシリコン研究所  林信行、発行日２００５年１２月２９日、第３章結晶技術、1.5  ４５０ｍｍ径を想定した結晶技術課題（２４３頁、２４４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、結晶直胴部の直径が大きくなる場合、シリコン単結晶のみならず、それを引上げるシリコン単結晶引上装置も大型化するため、熱容量が増大してシリコン単結晶が徐冷化され、温度勾配（Ｇ）が小さくなる傾向がある。ここで温度勾配（Ｇ）とは、シリコン融液とシリコン単結晶インゴットとの界面近傍におけるインゴット鉛直方向の温度勾配をいう。直径４５０ｍｍのシリコンウェーハ用のシリコン単結晶では、シリコン単結晶が引上げ中にｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の形成が起こる温度領域に滞在する時間が長くなり、その結果、ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥（ＣＯＰ、酸素析出物、ＯＳＦ等）サイズの粗大化が生じる。これらの欠陥が粗大化してしまうと、エピタキシャル成長によって、シリコンエピタキシャル層を形成したとしても、シリコン単結晶から切り出されたウェーハの表面に存在する欠陥の消失が困難となり、成長したシリコンエピタキシャル層に、積層欠陥やくぼみが形成されてしまう。
【００１１】
このような課題を解決するためには、通常よりもシリコン単結晶の成長速度（Ｖ）を高速化させることで、ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥の形成が起こる温度領域に滞在する時間を短くすることが対策として考えられるが、この場合、成長速度（Ｖ）の高速化に伴い増大するシリコンの凝固潜熱が問題となる。前述のように、結晶直胴部の直径の拡大に伴って、シリコン単結晶中の温度勾配（Ｇ）が小さくなっているため、発生する潜熱の放逸が進まず、熱収支の均衡を取るためにシリコン単結晶とシリコン融液との固液界面の形状が大きく上凸状になっている。このような状況で成長速度（Ｖ）を高速化し過ぎると大きな熱応力が発生することとなり、シリコン単結晶の成長中の温度での限界強度を上回って、成長中のシリコン単結晶の破壊が生じてしまう。
【００１２】
そこで、発明者は成長炉内の部材構成を調整することで、引上げ中のシリコン単結晶の冷却を促進して温度勾配（Ｇ）を大きくし、かつ、結晶の引上げ速度を調整し、空孔型点欠陥の凝集体やＯＳＦリングが成長する引上げ速度よりも低速でシリコン単結晶引上げを行い、格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域、又は格子間シリコン型点欠陥優勢領域で結晶を成長させることにより、エピタキシャル成長によって形成するシリコンエピタキシャル層に欠陥密度を導入し難い、直径が４５０ｍｍ以上の基板ウェーハを用いたエピタキシャルシリコンウェーハを発明するに至った。この場合、上記のようなシリコン単結晶の破壊を生じることはなく、また、無欠陥領域のみで結晶成長させることに比べ引上げ速度の調整が容易となる。ここで格子間シリコン型点欠陥優勢領域とは、格子間シリコン型点欠陥の密度を、エピタキシャルシリコンウェーハの基板ウェーハとしての使用に耐え得る程度にまで低減した領域を指す。即ち、格子間シリコン型点欠陥の凝集体が面内に一つでもあれば、格子間シリコン型点欠陥優勢領域となり、隣接する無欠陥領域との違いを識別することができるが、従来より知られている、格子間シリコン型点欠陥の凝集体が過剰な領域とは、その違いを区別できる程度にまで密度が低減された領域を指す。格子間シリコン型点欠陥優勢領域と無欠陥領域との識別方法としては、Ｃｕを熱処理で欠陥に付着させ、これを観察することで識別することができる。具体的には、Ｐ＋＋結晶以外から切り出されて加工したシリコンウェーハに鏡面エッチングした後、それを硫酸銅に浸し、その後熱処理する。そして、熱処理後のウェーハにフッ硝酸エッチングをし、更にクロムフッ酸エッチングを施し、面内をスポットライトを当てて観察することで行われる。なお、Ｐ＋＋結晶から切り出されて加工したシリコンウェーハでは、上記方法では観察されないため、識別することができない。
【００１３】
また、ボロンをドーパントとして高濃度に添加し、その抵抗率を１０ｍΩ・ｃｍ以下、具体的には１０ｍΩ・ｃｍ〜３ｍΩ・ｃｍとすることで、直径が４５０ｍｍ以上のシリコン単結晶について、成長速度（Ｖ）を変動させることなく、通常の引上げで特定の位置に形成されるべきＯＳＦリングを縮小させて、その領域を、空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域とすることができ、また、格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域となるべき領域を、格子間シリコン型点欠陥の密度を、エピタキシャルシリコンウェーハの基板ウェーハとしての使用に耐え得る程度にまで低減した、格子間シリコン型点欠陥優勢領域とすることができ、更に、半導体デバイス製造工程での汚染金属を捕獲するゲッタリング能力を高めることができるものである。
【００１４】
本発明の目的は、結晶成長中に形成されるｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が低密度であるシリコン単結晶から切り出されて加工した直径が４５０ｍｍの基板ウェーハの表面に、エピタキシャル成長によってシリコンエピタキシャル層を形成した、結晶欠陥密度の非常に小さいエピタキシャルシリコンウェーハを提供することにある。
【００１５】
本発明の別の目的は、基板ウェーハに金属不純物のゲッタリングサイトを含むエピタキシャルシリコンウェーハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に係る発明は、チャンバに収納された石英ルツボ内に結晶用シリコン原料を充填して融解し、そのシリコン融液に浸漬した種結晶を回転させながら引上げることにより、種結晶の下方に全長にわたって一定の直胴部を有したシリコン単結晶をチョクラルスキー法により成長させ、成長させたシリコン単結晶から切り出されて加工した基板ウェーハの表面に、エピタキシャル成長によってシリコンエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハであり、基板ウェーハの直径が４５０ｍｍ以上であって、基板ウェーハは、空孔型点欠陥の凝集体を含まず、かつ高温酸化処理を施した際に酸化誘起積層欠陥領域がウェーハ内に発生せず、空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域又は格子間シリコン型点欠陥優勢領域のいずれか一方又は双方からなることを特徴とする。
【００１７】
請求項１に係る発明では、チャンバに収納された石英ルツボ内に結晶用シリコン原料を充填して融解し、そのシリコン融液に浸漬した種結晶を回転させながら引上げる工程で、成長炉内の部材構成を効果的に組み合わせることで、引上げ中のシリコン単結晶の冷却を促進して、温度勾配（Ｇ）を大きくし、かつ、空孔型点欠陥凝集体やＯＳＦリングが成長する引上げ速度よりも低速でシリコン単結晶を引上げ、このシリコン単結晶から切り出して加工した直径が４５０ｍｍの基板ウェーハの表面に、シリコンエピタキシャル層を成長させて、結晶欠陥密度の非常に小さい、エピタキシャルシリコンウェーハとするものである。
【００１８】
ここで、成長炉内の部材構成を効果的に組み合わせるとは、具体的には、引上げ中のシリコン単結晶の冷却を促進させるために、カーボン部材：遮熱板、保温材、カーボンルツボ、ヒーターなどの形状や、水冷体などをそれぞれ調整することを指す。
【００１９】
そして、引上げられた欠陥を低密度としたシリコン単結晶から、空孔型点欠陥の凝集体を含まず、かつ高温酸化処理を施した際に酸化誘起積層欠陥領域がウェーハ内に発生せず、空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域又は格子間シリコン型点欠陥優勢領域のいずれか一方又は双方からなる領域となるように切り出され、基板ウェーハとして加工される。
【００２０】
このように、導入される欠陥サイズの粗大化を抑制したシリコンウェーハを基板ウェーハとしているので、エピタキシャル成長によって形成されるシリコンエピタキシャル層に欠陥密度を導入し難く、結果として、直径が４５０ｍｍ以上と大口径であっても、結晶欠陥密度の非常に小さいエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができる。
【００２１】
ここで、高温酸化処理とは、基板ウェーハを、従来のＯＳＦ顕在化熱処理に従った、酸素雰囲気下、１０００℃±３０℃の温度で２〜５時間熱処理し、引続き１１３０℃±３０℃の温度で１〜１６時間熱処理することをいう。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、基板ウェーハはボロンがドープされたウェーハであり、その抵抗率が１０ｍΩ・ｃｍ〜３ｍΩ・ｃｍであるエピタキシャルシリコンウェーハである。
【００２３】
請求項２に係る発明では、基板ウェーハにボロンをドーパントとして高濃度に添加し、その抵抗率を１０ｍΩ・ｃｍ以下、具体的には１０ｍΩ・ｃｍ〜３ｍΩ・ｃｍと超低抵抗とすることで、直径が４５０ｍｍ以上のシリコン単結晶について、成長速度（Ｖ）を変動させることなく、通常の引上げで特定の位置に形成されるべきＯＳＦリングを縮小させて、その領域を、空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域とすることができ、また、格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域となるべき領域を、格子間シリコン型点欠陥の密度を、エピタキシャルシリコンウェーハの基板ウェーハとしての使用に耐え得る程度にまで低減した、格子間シリコン型点欠陥優勢領域とすることができ、更に、ボロンによって、半導体デバイス製造工程での汚染金属を捕獲するゲッタリング能力を高めることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のエピタキシャルシリコンウェーハは、結晶欠陥密度が非常に小さい、という利点がある。
【００２５】
また、本発明のエピタキシャルシリコンウェーハは、基板ウェーハに金属不純物のゲッタリングサイトを含む、という別の利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１に、本発明に係るシリコン単結晶を成長させるシリコン単結晶成長装置１０（以下、結晶成長装置という）を示す。この結晶成長装置１０は、中空円筒形状のチャンバ１１を備えている。チャンバ１１は、メインチャンバ１２と、メインチャンバ１２上に連設固定され、メインチャンバ１２より小径な円筒状のプルチャンバ１３とからなる。メインチャンバ１２内の中心部には、ルツボ１４が、回転及び昇降が可能な支持軸（ペディスタル）１５の上に固定されている。ルツボ１４は、内側のシリコン融液２６が貯留される有底円筒状の石英ルツボ１６と上記石英ルツボ１６の外側に嵌合された有底円筒状の黒鉛ルツボ１７を組み合わせた二重構造である。ルツボ１４のうち、石英ルツボ１６は、直径４５０ｍｍの基板ウェーハが得られるシリコン単結晶を引上げ可能な外径が３６〜４０インチ（９１５〜１０１６ｍｍ）、中心軸上の深さ（高さ）が８６０〜７３０ｍｍのものが選択される。
【００２８】
ルツボ１４の外周面は、加熱抵抗式のヒータ２１が所定の間隔をあけて包囲するように同心円状に配置されている。そしてヒータ２１の外周面は、円筒状の保温筒２２により所定の間隔をあけて包囲するようにメインチャンバ１２の内面に沿って配置されている。メインチャンバ１２の底面上には、円形の保温板２３が配置されている。メインチャンバ１２の外側には、水平磁場を形成するため、一対の超伝導磁石２４が対向設置されている。
【００２９】
ルツボ１４の中心線上には、支持軸１５と同一軸心で回転及び昇降が可能な引上げ軸（ワイヤでも可能）２５がプルチャンバ１３を通って吊設されている。引上げ軸２５の下端には、種結晶Ｃが装着されている。
【００３０】
メインチャンバ１２の上壁の一部には、シリコン融液２６の液面２６ａ付近におけるシリコン単結晶Ｓを撮像する、耐熱構造を有したＣＣＤカメラ（光学カメラ）３０が設置されている。また、保温筒２２の上端部には、シリコン単結晶Ｓを取囲む空間に、輻射熱を遮蔽する遮蔽体３１が設けられている。
【００３１】
このような構成の結晶成長装置１０を用いたシリコン単結晶成長方法を具体的に説明する。製造されるシリコン単結晶Ｓの直胴部Ｓ３は、直径４５０ｍｍの基板ウェーハを形成可能な直径４５５〜４６８ｍｍに設定される。それは、引上げたシリコン単結晶から基板ウェーハを得るまでに、外周研削、スライス、面取りなどの処理によって、その直径が小さくなるためである。
【００３２】
先ず、ルツボ１４内に結晶用シリコン原料を８００〜１１００ｋｇ投入し、ドーパントとしてボロンを、引上げられるシリコン単結晶Ｓの直胴部Ｓ３の形成が開始される時点での抵抗率が１０ｍΩ・ｃｍとなる分量だけ投入する。なお、この形態のように、直胴部Ｓ３の形成が開始される時点での抵抗率を１０ｍΩ・ｃｍとした場合、引上げ量に伴って、ボロンの偏析現象により、抵抗率が徐々に低下するため、直胴部Ｓ３の形成を終えて減径部が形成されるまでには、その抵抗率は約３ｍΩ・ｃｍとなる。続いて、チャンバ１１の内部を２５Ｔｏｒｒ（約３．３ｋＰａ）に減圧し、不活性ガスとして１００Ｌ／ｍｉｎのＡｒガスをチャンバ内に導入する。続いて、ルツボ１４内の投入物をヒータ２１により融解し、ルツボ１４内にシリコン融液２６を形成する。
【００３３】
次いで、引上げ軸２５の下端に装着された種結晶Ｃをシリコン融液２６に浸漬し、ルツボ１４及び引上げ軸２５を互いに逆方向へ回転させつつ、引上げ軸２５を軸方向に引上げ、種結晶Ｃの下方にシリコン単結晶Ｓを成長させる。このとき、引上げ中のシリコン単結晶Ｓの液面付近をＣＣＤカメラ３０により常時撮像し、その撮像データに基づき、図示しない画像処理装置の直径計測手段により、引上げ直後のシリコン単結晶Ｓの直径が常時計測される。この計測結果に基づき、シリコン単結晶Ｓの引上げ速度及びヒータ２１によるシリコン単結晶Ｓの加熱温度を、適宜制御する。
【００３４】
シリコン単結晶Ｓの成長過程では、まず絞り工程により転位が除去され、ネック部Ｓ１が形成される。絞り工程に続く増径工程により増径部Ｓ２が形成され、その増径停止により直胴部Ｓ３の形成が開始される。このとき、無磁場で絞り工程を開始する。絞り工程での引上げ軸２５の回転数は１０ｒｐｍ、ルツボ１４の回転数は１２ｒｐｍとする。増径工程ではルツボ１４の回転数を３ｒｐｍまで下げ、これにより上向きコーン形状の増径部Ｓ２を形成する。結晶径が４３０ｍｍに達した時点で磁場印加を開始する。具体的には、０．３５テスラまで磁場を印加する。この時点からルツボ１４の回転数を１ｒｐｍに低下させる。これにより、直胴部Ｓ３が形成される。
【００３５】
次に、直胴部Ｓ３の長さが１７００ｍｍに達した時点で、引上げ速度とヒーターパワーを上げていき、これにより、下向きコーン形状の減径部が除々に形成され、最終的には下向きコーンの頂点が形成される際に結晶と液面が切り離され、シリコン単結晶Ｓの成長が終了する。
【００３６】
得られたシリコン単結晶Ｓの直胴部Ｓ３に対しては、ウェーハ加工工程で、外周研削、ブロック切断、スライス、研磨が施されて、エピタキシャルシリコンウェーハに使用する直径が４５０ｍｍの基板ウェーハが作製される。その後、この基板ウェーハの表面にエピタキシャル成長によりシリコンエピタキシャル層が形成され、半導体装置の材料である直径４５０ｍｍのエピタキシャルシリコンウェーハが得られる。
【００３７】
ところで、従来のシリコン単結晶Ｓの成長時には、成長界面で原子空孔、格子間シリコンなどの点欠陥がシリコン単結晶Ｓ中に取り込まれ、これを原因としてシリコン単結晶Ｓの冷却過程で、種々のｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が発生している（図２）。このとき、引上げ中のシリコン単結晶Ｓが所定の温度領域に滞在する時間に応じて、形成される欠陥のサイズ、密度が決定される。更に、同一のシリコン単結晶引上げ装置において、シリコン単結晶の成長速度（Ｖ）を除々に低下させれば点欠陥が取り込まれる濃度が変化し、原子空孔が過剰であった領域から、原子空孔と格子間シリコンとが釣り合った領域、更には格子間シリコンが過剰な領域へと変化する（図３）。
【００３８】
しかも、直径４５０ｍｍという大口径のシリコンウェーハ用のシリコン単結晶Ｓを引上げる場合には、それを引上げるシリコン単結晶引上装置も大型化するため、熱容量が増大し、例えば直径３００ｍｍのシリコンウェーハ用のシリコン単結晶の場合と同じ成長速度（Ｖ）であっても、シリコン単結晶Ｓは徐冷される傾向が高まる。これにより、シリコン単結晶Ｓ中の温度勾配（Ｇ）が小さくなり、シリコン単結晶Ｓの引上げ時にｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が発生する温度領域に長時間滞在することとなる。その結果、シリコン単結晶Ｓ中でＣＯＰ、酸素析出物、ＯＳＦなど欠陥が粗大化し、半導体デバイスの形成に適した無欠陥のシリコンウェーハを作製することが困難となる。
【００３９】
そのため、本発明では、成長炉内の部材構成を効果的に組み合わせることで、引上げ中のシリコン単結晶Ｓの冷却を促進して、温度勾配（Ｇ）を大きくし、かつ、空孔型点欠陥やＯＳＦリングが成長するより低速でシリコン単結晶Ｓを引上げる。そして、空孔型点欠陥の凝集体を含まず、かつ高温酸化処理を施した際に酸化誘起積層欠陥領域がウェーハ内に発生せず、空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域又は格子間シリコン型点欠陥優勢領域のいずれか一方又は双方からなる領域となるように切り出され、基板ウェーハとして加工される。
【００４０】
このように、導入される欠陥サイズの粗大化を抑制したシリコンウェーハを基板ウェーハとしているので、エピタキシャル成長によって形成されるシリコンエピタキシャル層に欠陥密度を導入し難く、結果として、直径が４５０ｍｍ以上と大口径であっても、結晶欠陥密度の非常に小さいエピタキシャルシリコンウェーハとすることができる。
【００４１】
また、引上げられるシリコン単結晶Ｓの直胴部Ｓ３の抵抗率を１０ｍΩ・ｃｍ〜３ｍΩ・ｃｍと超低抵抗としたので、大口径のシリコン単結晶について、成長速度（Ｖ）を変動させることなく、通常の引上げで特定の位置に形成されるべきＯＳＦリングを縮小させて、その領域を、空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域とすることができ、また、格子間シリコン型点欠陥が支配的に存在する領域となるべき領域を、格子間シリコン型点欠陥の密度を、エピタキシャルシリコンウェーハの基板ウェーハとしての使用に耐え得る程度にまで低減した、格子間シリコン型点欠陥優勢領域とすることができる。このことは、本発明のエピタキシャルシリコンウェーハの基板ウェーハとなる、欠陥がシリコンエピタキシャル層に影響し難い、シリコンウェーハをより多く切り出すことができ、生産性に優れることを意味する。このような欠陥がシリコンエピタキシャル層に影響し難いシリコンウェーハを基板ウェーハとして用いることで、成長させたシリコンエピタキシャル層の表面の平坦度を高めることができる。更に、ドープされたボロンによって、半導体デバイス製造工程での汚染金属を捕獲するゲッタリング能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のエピタキシャルシリコンウェーハに使用するシリコンウェーハのもととなるシリコン単結晶を成長させるシリコン単結晶成長装置の断面図である。
【図２】通常のシリコン単結晶成長条件でシリコン単結晶を成長させたときの各種のｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥が発生する温度領域を示した断面図である。
【図３】成長速度（Ｖ）を低速から高速へと変化させながらシリコン単結晶を引上げた場合の、シリコン単結晶の結晶軸を含む垂直面での欠陥分布を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１  チャンバ
１６  石英ルツボ
２１  ヒータ
２６  シリコン融液
Ｃ  種結晶
Ｓ  シリコン単結晶
Ｓ３  直胴部
【図１】
2009280428.tif 000003
【図２】
2009280428.tif 000004
【図３】
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