[发明专利]单晶硅锭及其制造方法以及单晶硅晶片

说明书

本发明提供一种没有由晶体引起的缺陷、且如铁元素那样的金属元素的污染度小、电气特性优异的单晶硅锭及其制造方法以及单晶硅晶片。所述单晶硅锭通过CZ法培育，并且不存在空位型点缺陷的凝集体及间隙硅点缺陷的凝集体，所述单晶硅锭的特征在于，铁污染浓度为2×10⁹atoms/cm³以下。

技术领域

本发明涉及一种通过切克劳斯基法（以下，称为CZ法。）培育的单晶硅锭及由其制成的硅晶片。更详细而言，涉及一种为了制造LSI等半导体装置而使用的硅晶片。

背景技术

要求LSI等半导体装置在pn接合处泄漏电流少，并且显示出对MOS晶体管的栅极氧化膜的可靠性高等优异的电气特性。作为使这些特性劣化的原因，可以举出成为基板的硅晶片的晶体缺陷及晶片的金属元素所引起的污染。在金属之中，尤其是铁元素在单晶硅中带来严重的不良影响，该铁元素通过来自周围的环境或装置的污染而被带进。

作为从该硅晶片的动作区域捕获如铁元素那样的金属元素的技术，一直以来已知有使晶片本身具备捕获金属元素的吸除能力的内部吸除（IG）法或外部吸除（EG）法。并且，作为从成为动作区域的晶片表面去除金属的技术，已知有RCA清洗法，所述RCA清洗法中利用包含过氧化氢和氢氧化铵的SC-1溶液清洗硅晶片之后，利用包含过氧化氢和稀盐酸的SC-2溶液清洗硅晶片。

发明内容

但是，若较多的金属元素混入到利用CZ法培育的单晶硅锭中，则不得不将去除或捕获硅晶片状态下的金属元素的技术更加复杂化或高度化。本发明的目的在于提供一种没有由晶体引起的缺陷、且如铁元素那样的金属元素的污染度小、电气特性优异的单晶硅锭及由其制成的硅晶片。

技术方案1所涉及的发明为通过切克劳斯基法培育且不存在空位型点缺陷的凝集体及间隙硅点缺陷的凝集体的单晶硅锭，其特征在于，铁污染浓度为2×10⁹atoms/cm³以下。技术方案2所涉及的发明为由技术方案1所述的单晶硅锭制成的硅晶片。技术方案1所涉及的锭或技术方案2所涉及的硅晶片由于没有由晶体引起的缺陷，且铁污染浓度低至2×10⁹atoms/cm³以下，因此在制成LSI等半导体装置时，在pn接合处泄漏电流少，并且显示出对MOS晶体管的栅极氧化膜的可靠性高等优异的电气特性。

技术方案3所涉及的发明为制造不存在空位型点缺陷的凝集体及间隙硅点缺陷的凝集体的单晶硅锭的方法，其特征在于，包括：将成为原料的块状或粒状的硅进行熔解，并从该硅熔液通过切克劳斯基法以0.9以下的固化率培育单晶硅锭的工序；将培育的单晶硅锭制成块状或粒状的工序；清洗块状或粒状的单晶硅的工序；及将清洗的单晶硅再次熔解，并从该硅熔液通过切克劳斯基法以0.9以下的固化率培育单晶硅锭的单晶硅的再提拉工序，再提拉工序为如下工序：在将锭的提拉速度设为V（mm/分钟），将在热场结构中锭-硅熔液的接触面的温度梯度设为G（℃/mm）时，控制V/G（mm²/分钟·℃）来培育不存在空位型点缺陷的凝集体及间隙硅型点缺陷的凝集体的单晶硅锭，通过再提拉工序而培育的单晶硅锭的铁污染浓度为2×10⁹atoms/cm³以下。

其中，固化率是指以重量换算计，培育的单晶硅相对于原料硅100%的比例。

通过技术方案3所涉及的制造方法获得的锭由于没有由晶体引起的缺陷，且铁污染浓度低至2×10⁹atoms/cm³以下，因此在制成LSI等半导体装置时，在pn接合处泄漏电流少，并且显示出对MOS晶体管的栅极氧化膜的可靠性高等优异的电气特性。

发明效果

如以上叙述，本发明的单晶硅锭及由其制成的硅晶片没有由晶体引起的缺陷，且以铁为代表的如铬、镍那样的金属元素的污染度小、电气特性优异。其结果，在制成LSI等半导体装置时，在pn接合处泄漏电流少，并且对MOS晶体管的栅极氧化膜的可靠性高。