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JPH1143393A - シリコン単結晶ウエハーおよびその製造方法 - Google Patents

シリコン単結晶ウエハーおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH1143393A
JPH1143393A JP9197550A JP19755097A JPH1143393A JP H1143393 A JPH1143393 A JP H1143393A JP 9197550 A JP9197550 A JP 9197550A JP 19755097 A JP19755097 A JP 19755097A JP H1143393 A JPH1143393 A JP H1143393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
single crystal
silicon single
less
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9197550A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Nakai
克彦 中居
Masami Hasebe
政美 長谷部
Kuniteru Ota
国照 太田
Toshio Iwasaki
俊夫 岩崎
Kazunori Ishizaka
和紀 石坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Siltronic Japan Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
NSC Electron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, NSC Electron Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP9197550A priority Critical patent/JPH1143393A/ja
Publication of JPH1143393A publication Critical patent/JPH1143393A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 COP等のgrown-in欠陥が少なく、かつ転位ク
ラスター、あるいは表面付近の酸素析出物を低減させる
シリコン単結晶製造条件、及びシリコン単結晶を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】 チョクラルスキー法によってシリコン単
結晶を製造する方法において、結晶育成速度を0.8mm/分
以下、又は結晶育成速度をV[mm/分]、シリコン融液と結
晶界面の結晶温度勾配をG[℃/mm]としたときにV/Gが0.1
5[mm2/℃・分]以下となるような条件で結晶を育成し、
かつ転位クラスター又は表面近傍の酸素析出物を低減す
るために、結晶成長時における融点から1200℃、1050℃
〜900℃、600℃以下の冷却速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶、
及びその製造法に関するもので、酸化膜耐圧特性、pn接
合リーク特性に優れた品質のシリコンウエハ及びその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高集積MOSデバイスの基板として用いら
れるチョクラルスキー法により製造されるシリコン単結
晶ウエーハには、酸化膜耐圧特性やpn接合リーク特性な
どのデバイス特性に悪影響を与えないような高品質な結
晶が求められている。
【０００３】近年、結晶育成直後のシリコン単結晶中
に、酸化膜耐圧特性のうちの初期絶縁破壊特性(TZDB特
性)を劣化させる結晶欠陥が存在することが明らかとな
ってきた。それらの結晶欠陥は、例えば選択エッチング
法、アンモニア系のウエハ洗浄、あるいは赤外散乱・赤
外干渉を用いた結晶欠陥評価法で検出されるものであ
り、総じてgrown-in欠陥と呼ばれる。特に、アンモニア
系のウエハ洗浄後にgrown-in欠陥が表面にエッチピット
として顕在化したものはCOP(Crystal Originated Parti
cle)と呼ばれている(J. Ryuta, E. Morita, T. Tanaka
and Y. Shimanuki, Jpn. J. Appl. Phys. 29,L1947 (19
90))。
【０００４】このCOP等のgrown-in欠陥を減らすことを
目的とした結晶製造方法として、例えば特開平2-267169
5号公報で規定するような結晶成長速度を0.8mm/分以下
とすることを特徴とする結晶育成法では、上記に述べた
ようなgrown-in欠陥が少なく、初期絶縁破壊特性に優れ
た結晶を製造することが可能である。また、特開平7-25
7991号公報で規定するように、結晶育成速度[mm/分]と
シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配[℃/mm]の比率
をある一定値以下であることを特徴とする結晶育成法に
おいても、同様な結晶を製造することが可能である。
【０００５】これらの結晶では950℃以上の温度で酸化
熱処理を行ったときに発生するリング状OSF(酸化誘起積
層欠陥)分布領域(M. Hasebe S. Shinoyama, S. Naito,
Ring-likely distributed stacking faults in CZ-Si w
afers. K. Sumino, Eds., Defectcontrol in Semicondu
ctors (Elsevier Science Publishers B. V., 1990),vo
l.I.)がウエハ中心で消滅しており、リング状OSF分布の
外側のgrown-in欠陥が少ない領域がウエハ全面に広がっ
ているため、初期絶縁破壊特性に優れた結晶となってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、リング状OSF
分布の外側の領域はgrown-in欠陥に比べて低密度ではあ
るが、103個/cm3程度の密度の転位クラスターが存在し
ている(H. Takeno et al.Mat. Res. Soc. Symp. Proc.
vol. 262,1992)。このような結晶欠陥は例えばX線トポ
グラフ、セコエッチングを用いた評価法で検出されるも
のである。またインゴットから切り出したミラーウエハ
にデバイスプロセス相当の熱処理を加えた時に発生する
酸素析出物の深さ分布(ウエハ表面からの深さと欠陥密
度の関係)を見たとき、リングOSF領域内側領域ではウエ
ハ表面付近で析出物密度が少なくなるいわゆるDZ(Denud
ed Zone)層が形成されるのに対して、リング状OSF分布
の外側ではウエハ表面付近で高密度の酸素析出物が発生
する(中居 他 第42回応用物理学会春季予稿集第一分
冊p198,1995)。このような結晶欠陥は例えば角度研磨+
ライトエッチング、赤外トモグラフ、赤外干渉法(OPP;O
ptical Precipitate Profiler)を用いた結晶欠陥評価法
で検出されるものである。このような転位クラスター又
は表面付近の酸素析出物はpn接合リーク特性に悪影響を
与えている。
【０００７】この発明は上記に述べたような結晶欠陥に
よるデバイス特性への悪影響を排除することで、酸化膜
耐圧特性に優れ、かつpn接合リーク特性も良好であるよ
うなシリコン単結晶、及びそのようなシリコン単結晶の
製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは種々の結晶
においてCOP、転位クラスター、酸素析出物の状態とデ
バイス特性との関係を調査した結果、結晶中に存在する
これらの欠陥の密度を低減させることがデバイス特性に
優れた結晶を製造する上で有効であることを見出した。
更に育成条件と結晶欠陥との関係を子細に検討した結
果、転位クラスター及び酸素析出物の密度を低減し、pn
接合リーク特性に優れた結晶を育成できる熱履歴条件を
見出し、本発明を完成した。
【０００９】すなわち、本発明は、(1)チョクラルスキ
ー法により製造されたシリコン単結晶であって、COPの
密度がウエハ全面にわたって104個/cm3以下、かつ転位
クラスター密度がウエハー全面にわたって200個/cm3以
下であることを特徴とするシリコン単結晶ウエハー、
(2)チョクラルスキー法により製造されたシリコン単結
晶において、結晶育成速度を0.8mm/分以下となるような
条件で結晶を育成したシリコン単結晶であって、転位ク
ラスター密度がウエハー全面にわたって200個/cm3以下
であることを特徴とするシリコン単結晶ウエハー、(3)
チョクラルスキー法により製造されたシリコン単結晶に
おいて、結晶育成速度をV[mm/分]、シリコン融液と結晶
界面の結晶温度勾配をG[℃/mm]としたときに、V/Gが0.1
5[mm2/℃・分]以下となるような条件で結晶を育成した
シリコン単結晶であって、転位クラスター密度がウエハ
ー全面にわたって200個/cm3以下であることを特徴とす
るシリコン単結晶ウエハー、(4)チョクラルスキー法に
よってシリコン単結晶を製造する方法において、結晶育
成速度を0.8mm/分以下で結晶を育成し、かつ結晶成長時
におけるシリコンの融点から1200℃までの冷却速度を1
℃/分以下とすることを特徴とするシリコン単結晶ウエ
ハーの製造方法、(5)チョクラルスキー法によってシリ
コン単結晶を製造する方法において、結晶育成速度を0.
8mm/分以下で結晶を育成し、かつ結晶成長時における10
50℃から900℃までの温度範囲において冷却速度が0.5℃
/分以下となる温度があることを特徴とするシリコン単
結晶ウエハーの製造方法、(6)チョクラルスキー法によ
ってシリコン単結晶を製造する方法において、結晶育成
速度をV[mm/分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾
配をG[℃/mm]としたときに、V/Gが0.15[mm2/℃・分]以
下となるような条件で結晶を育成し、かつ結晶成長時に
おけるシリコンの融点から1200℃までの冷却速度を1℃/
分以下とすることを特徴とするシリコン単結晶ウエハー
の製造方法、(7)チョクラルスキー法によってシリコン
単結晶を製造する方法において、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.15[mm2/℃・分]以下となるよ
うな条件で結晶を育成し、かつ結晶成長時における1050
℃から900℃までの温度範囲において冷却速度が0.5℃/
分以下となる温度があることを特徴とするシリコン単結
晶ウエハーの製造方法、(8)結晶成長時における1050℃
から900℃までの冷却速度を0.5℃/分以下とすることを
特徴とする(4)、(6)記載のシリコン単結晶ウエハーの製
造方法、(9)結晶成長時における600℃以下の冷却速度を
10℃/分以上とすることを特徴とする(4)〜(8)記載のシ
リコン単結晶ウエハーの製造方法、である。
【００１０】
【発明の実施の形態】発明者は、COP等のgrown-in欠陥
が104個/cm3以下になるように、リング状OSF分布領域を
ウエハ中心で消滅させるような条件でシリコン単結晶を
育成した。
【００１１】リング状OSF分布領域をウエハ中心で消滅
させるためには、例えば結晶育成速度を0.8mm/min以
下、あるいはV/Gが0.15[mm2/℃・分]以下となるような
条件で育成すればよい。リング状OSF分布領域がウエハ
中心で消滅していない条件で育成した結晶では、COP等
のgrown-in欠陥が104個/cm3超導入されてしまい、MOSデ
バイスにおける酸化膜耐圧特性のCモード合格率が60%以
下に劣化してしまった。更に転位クラスター密度が200
個/cm3超存在した場合、pn接合リーク特性の劣化するた
め、転位クラスター密度を200個/cm3以下に減らすこと
が重要であることを見出した。
【００１２】転位クラスターを低減するため、その原因
について結晶熱履歴との関連で調査を行った結果、それ
らが点欠陥の効果によるものであることを見出した。す
なわち、シリコン単結晶育成時にシリコン融液-結晶の
固液界面から導入された点欠陥(格子間原子)が、ある温
度域で凝集を起こして転位クラスターとなる。育成条件
を変更した種々の実験と結晶の測温結果から、凝集を開
始するのは1050℃以下の温度であり、この温度から急激
に点欠陥の凝集と過飽和度の低下が起こり、凝集が完了
する温度は900℃である。
【００１３】以上の現象はすべてシリコン単結晶育成時
に結晶と融液の固液界面から導入される点欠陥が起因し
ており、点欠陥は単結晶育成時の結晶冷却条件、すなわ
ち結晶熱履歴によって制御することが可能である。
【００１４】本発明者らは、シリコン単結晶育成時の結
晶熱履歴において、転位クラスターの低減に効果的な温
度域として次に示す温度域が重要であることを見出し
た。すなわち、 (A) 固液界面〜1200℃ この温度域を長く保持することにより転位クラスターと
表面近傍の酸素析出物を低減することが可能である。す
なわち、この温度域は点欠陥の固液界面への坂道拡散、
及び結晶外側への外方拡散が起こっており、点欠陥が結
晶から外へ盛んに抜け出ている領域であると考えられ
る。よってこの温度域を長時間保持することにより、点
欠陥の総量を減らすことができ、それに起因する転位ク
ラスターの数を減らすことが可能となる。
【００１５】(B) 1050〜900℃ この温度域を長く保持することで、転位クラスター個数
を低下させることが可能となる。すなわち、この温度域
では点欠陥(格子間原子)が凝集を起こして転位クラスタ
―を形成するため、点欠陥の濃度は急激に減少すると考
えられる。よってこの温度域を長時間保持することによ
り、点欠陥の濃度が減少して、それに起因する転位クラ
スターの個数を減らすことが可能となる。
【００１６】本発明の(4),(6)は、結晶温度履歴制御機
能を有することにより、結晶育成中の温度域(A)におけ
る点欠陥濃度の減少を促す。すなわち、結晶成長時にお
けるシリコンの融点から1200℃までの冷却速度を1℃/分
以下とすることで固液界面から導入された点欠陥を固液
界面、及び結晶外側へ拡散させ、点欠陥の濃度を低下さ
せることでそれに起因する転位クラスターを低減する。
冷却速度が1℃/分以上の場合は、固液界面から導入され
た点欠陥が固液界面、及び結晶の外へ十分拡散しないた
め、転位クラスタ―個数が増えてしまう。
【００１７】本発明の(5),(7)は、温度域(B)の点欠陥凝
集を促すことにより、点欠陥濃度の減少を促す。すなわ
ち結晶成長時における1050℃から900℃までのまでの冷
却速度を0.5℃/分以下とすることで、転位クラスターの
凝集を促し、点欠陥濃度を低下させることで、転位クラ
スターの個数を減少させる。冷却速度が0.5℃/分以上の
場合は、転位クラスターの凝集が十分起こらないため点
欠陥濃度が減少せず、転位クラスター密度が増えてしま
う。
【００１８】本発明の(8)は、温度域(A)と温度域(B)の
効果を足し合わせることにより、点欠陥濃度の更なる減
少を促し、転位クラスターの個数を減少させる。
【００１９】また、表面付近の異常酸素析出物分布を解
消するため、その原因について結晶熱履歴との関連で調
査を行った結果、それらが点欠陥の効果によるものであ
ることを見出した。すなわち、固液界面から導入された
点欠陥(原子空孔)が酸素析出核の元となっていると考え
られる。酸素析出核は結晶育成直後の結晶では検知する
ことができないが、ウエハ熱処理を行うことにより大き
くなって酸素析出物となる。
【００２０】以上の現象はすべてシリコン単結晶育成時
に結晶と融液の固液界面から導入される点欠陥が起因し
ており、点欠陥は単結晶育成時の結晶冷却条件、すなわ
ち結晶熱履歴によって制御することが可能である。
【００２１】さらに本発明者らは、シリコン単結晶育成
時の結晶熱履歴において、表面近傍の酸素析出物の低減
に効果的な温度域として次に示す温度域が重要であるこ
とを見出した。すなわち、 (C) 600℃以下 この温度域を急冷することで、表面近傍の酸素析出物を
低減することが可能となる。すなわち、この温度域では
固液界面から導入された点欠陥(原子空孔)が結晶中に固
溶している酸素原子と反応し、酸素析出核を形成すると
考えられる。これらの酸素析出核はインゴットをスライ
スして作成したシリコンウエハに熱処理を行うことによ
り、ウエハ表面付近で密度の多い異常分布を示す。よっ
てこの温度をなるべく早く通過することで、酸素析出核
形成を抑え、ウエハ表面付近の酸素析出物を低減するこ
とが可能となる。
【００２２】本発明の(9)は、(C)の温度域の酸素析出核
形成を抑制する。すなわち、600℃以下の冷却速度を10
℃/分以上とすることにより点欠陥と固溶酸素原子との
反応を少なくし、酸素析出核の形成を抑えるものであ
る。冷却速度が10℃/分以下の場合は、点欠陥と固溶酸
素原子とが反応してしまい酸素析出核が形成されてしま
うため、酸素析出が抑制されない。
【００２３】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、
本発明はこれらの実施例の記載によって制限されるもの
ではない。
【００２４】（実施例1）本実施例に用いられるシリコ
ン単結晶製造装置は、通常のCZ法によるシリコン単結晶
製造に用いられるものであれば特に制限されるものでは
なく、本実施例では図1に示すような製造方法を用い
た。
【００２５】このCZ法シリコン単結晶装置は、シリコン
融液Mを収納する石英坩堝6aとそれを保護する黒煙坩堝6
bとから構成された坩堝6と、育成されたシリコン単結晶
インゴットSとを収納する結晶引上炉1を有する。坩堝6
の側面部には、加熱ヒーター4と加熱ヒーター4からの熱
が結晶引上炉外部に逃げるのを防止するための断熱材3
が坩堝6の周辺に設置されている。またこの坩堝6は、図
示されていない駆動装置と回転治具5によって接続さ
れ、この駆動装置によって所定の速度で回転されると共
に、坩堝6内のシリコン融液Mの減少に伴い、シリコン融
液表面が相対的に低下するのを補償するために昇降され
るようになっている。引上炉1内には、炉外部上方より
垂下された引上ワイヤ7が設置され、このワイヤの下端
には種結晶8を保持するチャック9が設けられている。こ
の引上ワイヤ7の上端部は炉外部上方に設置されたワイ
ヤ巻き上げ機2に巻き取られ、種結晶下部に成長するシ
リコン単結晶Sが引き上げられるようになっており、引
上装置を構成している。そして、引上炉1内には、引上
炉に形成されたガス導入口10からArガスが導入され、引
上炉1内を流通してガス流出口11から排出される。この
ようにArガスを流通させるのは、シリコン融液に伴って
引上炉1内に発生するSiOをシリコン融液内に混入させな
いようにするためである。
【００２６】この単結晶製造装置を用いて、単結晶育成
速度を0.9mm/minとなるような条件でシリコン単結晶の
引上成長を行った。
【００２７】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は以下のものである。伝導型：p型(ボロンドープ)、
結晶径：5インチ用(125mm)、抵抗率：10Ωcm、酸素濃度
9.5×1017atoms/cm3(日本電子工業振興協会による酸素
濃度換算係数を用いて算出)、炭素濃度<1×1016atoms/c
m3(日本電子工業振興協会による炭素濃度換算係数を用
いて算出)。
【００２８】このインゴットから切り出したウエハをH2
O、H2O2、NH4OHを組成とするSC1洗浄液で洗浄し、0.11
μm以上のCOPを表面異物計で測定した。COPの体積密度
はSC1の繰り返し洗浄を行った時のCOP増加数から求めた
(森田 他 第39回応用物理学会春季予稿集第一分冊p27
8,1992)。
【００２９】更に同じインゴットから切り出したウエハ
をK2Cr2O7と沸酸と水との混合液であるSecco液(F. Secc
o D Aragona, J. Electrochem. Soc. 119, p948,1972)
を用いて30分エッチングを行った後のエッチピットの面
密度とエッチング量から転位クラスターの体積密度を算
出した結果を表2に示す。また、窒素雰囲気中800℃、4
時間の処理を行った後、窒素雰囲気中1000℃、16時間の
熱処理を行ったウエハの酸素析出量(熱処理前の酸素濃
度-熱処理後の酸素濃度)、及びウエハ表面から深さ5μm
までの析出物密度を赤外干渉法(OPP; Optical Precipit
ate Profiler)で測定した。
【００３０】酸化膜耐圧特性を評価するために、1000℃
乾燥酸素中でウエハ上に250オングストロームのゲート
酸化膜を積み、その上に厚み5000オングストローム、面
積20mm2のボロンドープポリシリコン電極を積んだMOSキ
ャパシターを作成した。上記MOSキャパシターに電界を
印加し、判定電流が1×10-6A/cm2の時のゲート酸化膜に
かかる平均電界が7.5MV/cm以上を示すMOSキャパシター
の個数の割合をCモード合格率とした。
【００３１】また、pn接合リーク特性を評価するため
に、下記の条件でpn接合ダイオードを作成した。まず、
ウエハ基板を1000℃乾燥酸素雰囲気中で保護酸化を行
い、リンを5×1015/cm2イオン注入した後に、1000℃30
分の窒素雰囲気でドライブアニールを行った。素子分離
として、素子を囲む形で、ガードリング電極を配置し
て、pn接合ダイオードを作成した。素子面積は30mm
2で、6インチウエハの面内に308点素子を作成した。評
価条件として、室温にて、逆バイアス電圧を30V印加
し、その時に流れる電流が1pA以上であった素子数を評
価した。
【００３２】更に、熱処理後のpn接合リーク特性を評価
するために、ウエハに表1に示す熱処理を施した後、上
記と同じ条件でpn接合ダイオードを作成した。評価条件
として、室温にて、逆バイアス電圧を30V印加し、その
時に素子に流れた電流量の平均値を平均リ―ク電流量と
して評価した。
【００３３】このウエハから切り出したウエハの欠陥評
価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶ではC
OP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は200個/c
m3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモード合
格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク特性
についても、電流量が1pA以上である素子数が少なく良
好であった。
【００３４】（実施例2）本実施例では実施例1と同じ様
な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.9mm/
minとなるような条件でシリコン単結晶の引上成長を行
った。
【００３５】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は以下のものである。伝導型：p型(ボロンドープ)、
結晶径：6インチ用(150mm)、抵抗率：10Ωcm、酸素濃度
9.5×1017atoms/cm3(日本電子工業振興協会による酸素
濃度換算係数を用いて算出)、炭素濃度<1×1016atoms/c
m3(日本電子工業振興協会による炭素濃度換算係数を用
いて算出)。
【００３６】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００３７】（実施例3）本実施例では実施例1と同じ様
な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.9mm/
minとなるような条件でシリコン単結晶の引上成長を行
った。
【００３８】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は以下のものである。伝導型：p型(ボロンドープ)、
結晶径：8インチ用(200mm)、抵抗率：10Ωcm、酸素濃度
9.5×1017atoms/cm3(日本電子工業振興協会による酸素
濃度換算係数を用いて算出)、炭素濃度<1×1016atoms/c
m3(日本電子工業振興協会による炭素濃度換算係数を用
いて算出)。
【００３９】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００４０】（実施例4）本実施例では実施例1と同じ様
な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.9mm/
minとなるような条件でシリコン単結晶の引上成長を行
った。
【００４１】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は以下のものである。伝導型：p型(ボロンドープ)、
結晶径：12インチ用(300mm)、抵抗率：10Ωcm、酸素濃
度9.5×1017atoms/cm3(日本電子工業振興協会による酸
素濃度換算係数を用いて算出)、炭素濃度<1×1016atoms
/cm3(日本電子工業振興協会による炭素濃度換算係数を
用いて算出)。
【００４２】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００４３】（実施例5）本実施例では実施例1と同じ様
な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.24[mm2/℃・分]となるような
条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００４４】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例1と同じものである。
【００４５】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００４６】（実施例6）本実施例では実施例1と同じ様
な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.24[mm2/℃・分]となるような
条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００４７】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例2と同じものである。
【００４８】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００４９】（実施例7）本実施例では実施例1と同じ様
な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.24[mm2/℃・分]となるような
条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００５０】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同じものである。
【００５１】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００５２】（実施例8）本実施例では実施例1と同じ様
な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.24[mm2/℃・分]となるような
条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００５３】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例4と同じものである。
【００５４】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００５５】（実施例9）本実施例では実施例1と同じ様
な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.8mm/
minとなるような条件でシリコン単結晶の引上成長を行
った。
【００５６】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例1と同じものである。
【００５７】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００５８】（実施例10）本実施例では実施例1と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.8m
m/minとなるような条件でシリコン単結晶の引上成長を
行った。
【００５９】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例2と同じものである。
【００６０】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００６１】（実施例11）本実施例では実施例1と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.8m
m/minとなるような条件でシリコン単結晶の引上成長を
行った。
【００６２】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同じものである。
【００６３】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００６４】（実施例12）本実施例では実施例1と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.8m
m/minとなるような条件でシリコン単結晶の引上成長を
行った。
【００６５】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例4と同じものである。
【００６６】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００６７】（実施例13）本実施例では実施例1と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.22 [mm2/℃・分]となるような
条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００６８】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例1と同じものである。
【００６９】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００７０】（実施例14）本実施例では実施例1と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.22 [mm2/℃・分]となるような
条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００７１】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例2と同じものである。
【００７２】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００７３】（実施例15）本実施例では実施例1と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.22 [mm2/℃・分]となるような
条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００７４】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同じものである。
【００７５】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００７６】（実施例16）本実施例では実施例1と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.22 [mm2/℃・分]となるような
条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００７７】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例4と同じものである。
【００７８】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００７９】（実施例17）本実施例では図2に示すよう
に結晶引上装置に結晶熱履歴制御装置12を設置した。温
度制御装置としては、熱遮断用の断熱材、又は結晶を囲
むように設置された黒鉛加熱ヒーター、水冷管等の組み
合わせなどが有効である。この単結晶製造装置を利用し
て、単結晶育成速度を0.8mm/minとし、結晶育成中のシ
リコンの融点から1200℃までの冷却速度が0.9℃/分とな
るような条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００８０】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【００８１】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００８２】（実施例18）本実施例では実施例17と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.8m
m/minとし、結晶育成中のシリコンの融点から1200℃ま
での冷却速度が0.4℃/分となるような条件でシリコン単
結晶の引上成長を行った。
【００８３】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【００８４】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００８５】（実施例19）本実施例では実施例17と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.4m
m/minとし、結晶育成中のシリコンの融点から1200℃ま
での冷却速度が0.3℃/分となるような条件でシリコン単
結晶の引上成長を行った。
【００８６】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【００８７】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が非常
に少なく良好であった。
【００８８】（実施例20）本実施例では図3に示すよう
に結晶引上装置に結晶熱履歴制御装置13を設置した。温
度制御装置としては、熱遮断用の断熱材、又は結晶を囲
むように設置された黒鉛加熱ヒーター、水冷管等の組み
合わせなどが有効である。この単結晶製造装置を利用し
て、単結晶育成速度を0.8mm/minとし、結晶育成中の105
0℃から900℃までの冷却速度が0.5℃/分となるような条
件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【００８９】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【００９０】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００９１】（実施例21）本実施例では実施例20と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.8m
m/minとし、結晶育成中の1050℃から900℃までの冷却速
度が0.3℃/分となるような条件でシリコン単結晶の引上
成長を行った。
【００９２】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【００９３】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【００９４】（実施例22）本実施例では実施例20と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、単結晶育成速度を0.4m
m/minとし、結晶育成中のシリコンの融点から1200℃ま
での冷却速度が0.2℃/分となるような条件でシリコン単
結晶の引上成長を行った。
【００９５】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【００９６】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が非常
に少なく良好であった。
【００９７】（実施例23）本実施例では実施例17と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.22 [mm2/℃・分]とし、結晶育
成中のシリコンの融点から1200℃までの冷却速度が0.4
℃/分となるような条件でシリコン単結晶の引上成長を
行った。
【００９８】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【００９９】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。
【０１００】（実施例24）本実施例では実施例17と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.10[mm2/℃・分]とし、結晶育
成中のシリコンの融点から1200℃までの冷却速度が0.3
℃/分となるような条件でシリコン単結晶の引上成長を
行った。
【０１０１】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１０２】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が非常
に少なく良好であった。
【０１０３】（実施例25）本実施例では実施例20と同じ
様な単結晶製造装置を利用して、結晶育成速度をV[mm/
分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
m]としたときに、V/Gが0.22 [mm2/℃・分]とし、結晶育
成中の1050℃から900℃までの冷却速度が0.2℃/分とな
るような条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【０１０４】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１０５】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が非常
に少なく良好であった。
【０１０６】（実施例26）本実施例では図4に示すよう
に結晶引上装置に結晶熱履歴制御装置12と結晶熱履歴制
御装置13を設置した装置を用い、単結晶育成速度を0.8m
m/minとし、結晶育成中のシリコンの融点から1200℃ま
での冷却速度を0.5℃/分、1050℃から９００℃までの冷
却速度を０．２℃/分となるような条件でシリコン単結
晶の引上成長を行った。
【０１０７】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１０８】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が非常
に少なく良好であった。
【０１０９】（実施例27）本実施例では実施例26と同じ
様な装置を用い、結晶育成速度をV[mm/分]、シリコン融
液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/mm]としたときに、
V/Gが0.22 [mm2/℃・分]とし、結晶育成中のシリコンの
融点から1200℃までの冷却速度を0.5℃/分、1050℃から
900℃までの冷却速度を0.2℃/分となるような条件でシ
リコン単結晶の引上成長を行った。
【０１１０】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１１１】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が非常
に少なく良好であった。
【０１１２】（実施例28）本実施例では図5に示すよう
に結晶引上装置に結晶熱履歴制御装置12と結晶熱履歴制
御装置14を設置した。温度制御装置としては、熱遮断用
の断熱材、又は結晶を囲むように設置された黒鉛加熱ヒ
ーター、水冷管等の組み合わせなどが有効である。この
単結晶製造装置を用い、単結晶育成速度を0.8mm/minと
し、結晶育成中のシリコンの融点から1200℃までの冷却
速度を0.4℃/分、600℃以下の冷却速度を30℃/分となる
ような条件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【０１１３】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１１４】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。また、酸素析出量、表面付近の酸素析
出物密度も少なくなった。そのため、熱処理後ウエハの
平均リーク電流量は少なく改善が見られた。
【０１１５】（実施例29）本実施例では実施例28と同じ
様な単結晶製造装置を用い、結晶育成速度をV[mm/分]、
シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/mm]とし
たときに、V/Gが0.22 [mm2/℃・分]とし、結晶育成中の
シリコンの融点から1200℃までの冷却速度を0.4℃/分、
600℃以下の冷却速度を30℃/分となるような条件でシリ
コン単結晶の引上成長を行った。
【０１１６】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１１７】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下、転位クラスター密度は20
0個/cm3以下であった。その結果酸化膜耐圧特性はCモー
ド合格率が60%以上であり良好であった。pn接合リーク
特性についても、電流量が1pA以上である素子数が少な
く良好であった。また、酸素析出量、表面付近の酸素析
出物密度も少なくなった。そのため、熱処理後ウエハの
平均リーク電流量は少なく改善が見られた。
【０１１８】（比較例1）本比較例では、図6に示すよう
結晶引上装置に結晶熱履歴制御装置12、結晶熱履歴制御
装置13、結晶熱履歴制御装置14を設置した。温度制御装
置としては、熱遮断用の断熱材、又は結晶を囲むように
設置された黒鉛加熱ヒーター、水冷管等の組み合わせな
どが有効である。このような単結晶製造装置において、
単結晶育成速度を0.8mm/minとし、結晶育成中のシリコ
ン融点から1200℃までの冷却速度を5℃/分、1050℃から
900℃までの冷却速度を3℃/分、600℃以下の冷却速度を
2℃/分となるような条件でシリコン単結晶の引上成長を
行った。
【０１１９】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１２０】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下であったが、転位クラスタ
ー密度は200個/cm3以上で非常に多かった。その結果酸
化膜耐圧特性はCモード合格率が60%以上であり良好であ
ったものの、pn接合リーク特性については、電流量が1p
A以上である素子数が多く、実施例に比較して非常に劣
った。
【０１２１】（比較例2）本比較例では、比較例1と同じ
様な単結晶製造装置において、単結晶育成速度を0.8mm/
minとし、結晶育成中のシリコン融点から1200℃までの
冷却速度を5℃/分、1050℃から900℃までの冷却速度を2
℃/分、600℃以下の冷却速度を30℃/分となるような条
件でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【０１２２】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１２３】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以下であったが、転位クラスタ
ー密度は200個/cm3以上で非常に多かった。その結果酸
化膜耐圧特性はCモード合格率が60%以上であり良好であ
ったものの、pn接合リーク特性については、電流量が1p
A以上である素子数が多く、実施例に比較して非常に劣
った。
【０１２４】（比較例3）本比較例では、比較例1と同じ
様な単結晶製造装置において、単結晶育成速度を1.2mm/
minとし、結晶育成中のシリコン融点から1200℃までの
冷却速度を7℃/分、1050℃から900℃までの冷却速度を4
℃/分、600℃以下の冷却速度を2℃/分となるような条件
でシリコン単結晶の引上成長を行った。
【０１２５】この条件で育成されたシリコン単結晶の仕
様は実施例3と同様である。
【０１２６】このインゴットから切り出したウエハの欠
陥評価結果、電気特性評価結果を表2に示す。この結晶
ではCOP密度は104個/cm3以上で非常に多かったが、転位
クラスター密度は0個/cm3で非常に少なかった。その結
果、pn接合リーク特性については、電流量が1pA以上で
ある素子数がゼロであったものの、酸化膜耐圧特性はC
モード合格率が60%以下であり実施例に比較して劣っ
た。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
【表２】
【０１２９】
【発明の効果】本発明の製造方法によるシリコン単結晶
は、TZDBに悪影響を与えるようなgrown-in欠陥がない上
に、転位クラスター及び表面付近の酸素析出物が少なく
pn接合リーク特性に優れたものであり、高集積度の高い
信頼性を要求されるMOSデバイス用ウエハを製造するの
に最適な結晶である。
【図面の簡単な説明】
【図１】は実施例1、2、5に用いた結晶製造装置の模式
図である。
【図２】は実施例3、4、6に用いた結晶製造装置の模式
図である。
【図３】は実施例7に用いた結晶製造装置の模式図であ
る。
【図４】は実施例8に用いた結晶製造装置の模式図であ
る。
【図５】は比較例1、3に用いた結晶製造装置の模式図で
ある。
【図６】は比較例2に用いた結晶製造装置の模式図であ
る。
【符号の説明】
1 CZ法シリコン単結晶引上炉 2 ワイヤ巻き上げ機 3 断熱材 4 加熱ヒーター 5 回転治具 6 坩堝 6a 石英坩堝 6b 黒鉛坩堝 7 ワイヤ 8 種結晶 9 チャック 10 ガス導入口 11 ガス排出口 12 結晶熱履歴制御装置 13 結晶熱履歴制御装置 14 結晶熱履歴制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 国照 神奈川県川崎市中原区井田３丁目35番１号 新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者 岩崎 俊夫 山口県光市大字島田3434番地 ニッテツ電 子株式会社内 (72)発明者 石坂 和紀 神奈川県川崎市中原区井田３丁目35番１号 新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チョクラルスキー法により製造されたシ
    リコン単結晶であって、表面異物計で測定したサイズ0.
    11μm以上のCOPの密度がウエハ全面にわたって104個/cm
    3以下、かつ転位クラスター密度がウエハー全面にわた
    って200個/cm3以下であることを特徴とするシリコン単
    結晶ウエハー。
  2. 【請求項２】 チョクラルスキー法により製造されたシ
    リコン単結晶において、結晶育成速度を0.8mm/分以下と
    なるような条件で結晶を育成したシリコン単結晶であっ
    て、転位クラスター密度がウエハー全面にわたって200
    個/cm3以下であることを特徴とするシリコン単結晶ウエ
    ハー。
  3. 【請求項３】 チョクラルスキー法により製造されたシ
    リコン単結晶において、結晶育成速度をV[mm/分]、シリ
    コン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/mm]としたと
    きに、V/Gが0.15[mm2/℃・分]以下となるような条件で
    結晶を育成したシリコン単結晶であって、転位クラスタ
    ー密度がウエハー全面にわたって200個/cm3以下である
    ことを特徴とするシリコン単結晶ウエハー。
  4. 【請求項４】 チョクラルスキー法によってシリコン単
    結晶を製造する方法において、結晶育成速度を0.8mm/分
    以下で結晶を育成し、かつ結晶成長時におけるシリコン
    の融点から1200℃までの冷却速度を1℃/分以下とするこ
    とを特徴とするシリコン単結晶ウエハーの製造方法。
  5. 【請求項５】 チョクラルスキー法によってシリコン単
    結晶を製造する方法において、結晶育成速度を0.8mm/分
    以下で結晶を育成し、かつ結晶成長時における1050℃か
    ら900℃までの温度範囲において冷却速度が0.5℃/分以
    下となる温度があることを特徴とするシリコン単結晶ウ
    エハーの製造方法。
  6. 【請求項６】 チョクラルスキー法によってシリコン単
    結晶を製造する方法において、結晶育成速度をV[mm/
    分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
    m]としたときに、V/Gが0.15[mm2/℃・分]以下となるよ
    うな条件で結晶を育成し、かつ結晶成長時におけるシリ
    コンの融点から1200℃までの冷却速度を1℃/分以下とす
    ることを特徴とするシリコン単結晶ウエハーの製造方
    法。
  7. 【請求項７】 チョクラルスキー法によってシリコン単
    結晶を製造する方法において、結晶育成速度をV[mm/
    分]、シリコン融液と結晶界面の結晶温度勾配をG[℃/m
    m]としたときに、V/Gが0.15[mm2/℃・分]以下となるよ
    うな条件で結晶を育成し、かつ結晶成長時における1050
    ℃から900℃までの温度範囲において冷却速度が0.5℃/
    分以下となる温度があることを特徴とするシリコン単結
    晶ウエハーの製造方法。
  8. 【請求項８】 結晶成長時における1050℃から900℃ま
    での冷却速度を0.5℃/分以下とすることを特徴とする請
    求項4、6記載のシリコン単結晶ウエハーの製造方法。
  9. 【請求項９】 結晶成長時における600℃以下の冷却速
    度を10℃/分以上とすることを特徴とする請求項4〜8記
    載のシリコン単結晶ウエハーの製造方法。
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