本發(fā)明涉及基于使用了會切磁場的cz法的單晶硅的制造方法，所述會切磁場由提拉爐所具備的上側(cè)線圈及下側(cè)線圈形成。

背景技術(shù)：

1、近年來，作為用于實現(xiàn)省電的器件，功率器件受到關(guān)注。功率器件中的電流流過的區(qū)域有的是從表層起數(shù)十～數(shù)百μm左右的厚度范圍，根據(jù)情況也有電流在晶圓整體中流過。如果在該電流流動的區(qū)域存在氧析出物、bmd（bulk?micro?defect，體微缺陷），則有時會產(chǎn)生耐壓不良、漏電不良。

2、為了不產(chǎn)生上述不良，在面向功率器件的單晶硅晶圓中，要求是不產(chǎn)生氧析出物的程度的低氧濃度，且氧濃度的面內(nèi)分布平坦。另外，在用于智能手機(jī)等通信用的rf（高頻）器件中，如果存在氧供體，則高頻特性會惡化，因此在面向rf器件的單晶硅晶圓中也要求低氧濃度，氧濃度的面內(nèi)分布平坦。

3、作為制造面向功率器件、面向rf器件的單晶硅的代表性方法之一，有切克勞斯基（czochralski：cz）法。在進(jìn)行使用cz法的單晶硅的制造的情況下，使用對原料熔液施加磁場而進(jìn)行單晶的提拉的磁場施加cz（mcz）法成為主流。作為面向功率器件的低氧結(jié)晶的培育方法，已知使用水平磁場的方法和使用會切磁場的方法。

4、作為使用水平磁場的方法，例如，專利文獻(xiàn)1中公開了在水平磁場下規(guī)定結(jié)晶轉(zhuǎn)數(shù)和坩堝轉(zhuǎn)數(shù)而獲得低氧結(jié)晶的方法，專利文獻(xiàn)2中公開了將磁場強(qiáng)度設(shè)為2000g以上，將石英坩堝轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為0.2rpm以下，將結(jié)晶轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為5rpm以下的方法。

5、另一方面，作為使用會切磁場的方法，有例如專利文獻(xiàn)3中記載的方法，其根據(jù)硅熔液的減少量使會切磁場的磁場中心位置（=磁場極小面位置）移動至溫度穩(wěn)定的位置。

6、另外，在專利文獻(xiàn)4中公開了將磁場中心位置（=磁場極小面位置）設(shè)定在比液面靠上方10～100mm，將結(jié)晶旋轉(zhuǎn)設(shè)為15～20rpm的方法，在專利文獻(xiàn)5中公開了將從熱屏蔽材料的下端到熔液表面的距離設(shè)為50～120mm，將磁場中心位置設(shè)定在熔液表面～熔液深度的1/2之間，將結(jié)晶旋轉(zhuǎn)設(shè)為13rpm以上的方法。

7、專利文獻(xiàn)6中公開了一種方法，其將會切磁場的磁場強(qiáng)度設(shè)為0.05t～0.12t，將磁場中心位置設(shè)為相對于熔液面0mm～﹣30mm（下方30mm），將結(jié)晶旋轉(zhuǎn)設(shè)為8～14rpm，將坩堝轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為1.3～2.2rpm。

8、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

9、專利文獻(xiàn)

10、專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-18984號公報

11、專利文獻(xiàn)2：國際公開第2009/025340號

12、專利文獻(xiàn)3：日本特開2001-89289號公報

13、專利文獻(xiàn)4：日本特開2020-33200號公報

14、專利文獻(xiàn)5：日本特許第3783495號公報

15、專利文獻(xiàn)6：日本特開2019-31436號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）要解決的技術(shù)問題

2、在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2所記載的方法中，將結(jié)晶轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為5rpm左右（專利文獻(xiàn)1）或其以下的轉(zhuǎn)數(shù)（專利文獻(xiàn)2），但如果將結(jié)晶轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為低速，則存在以下問題：電阻率、氧的面內(nèi)分布惡化，成為器件不良的主要原因。

3、在專利文獻(xiàn)3所記載的方法中，隨著單晶的固化率的上升而使會切磁場的磁場極小面位置上升，但如果在產(chǎn)品部使磁場極小面位置變化，則存在以下問題：產(chǎn)品部中的氧濃度的變化量變大，在制造氧濃度的標(biāo)準(zhǔn)寬度窄的結(jié)晶、低氧結(jié)晶的情況下，成品率顯著降低。

4、在制造直徑200mm以下的小直徑的單晶時，用專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)5中所記載的結(jié)晶旋轉(zhuǎn)的速度并無問題，但如果在制作直徑300mm以上的大直徑的單晶時將結(jié)晶旋轉(zhuǎn)設(shè)為13rpm以上，則存在以下問題：在單晶提拉時直徑變動變大，而無法繼續(xù)操作。

5、專利文獻(xiàn)6中記載的氧濃度是基于數(shù)值分析的模型預(yù)測的結(jié)果，氧濃度僅為中心附近的1點。在直徑300mm以上的大直徑的單晶的制造中，如果如專利文獻(xiàn)6所記載的那樣設(shè)為石英坩堝的轉(zhuǎn)數(shù)≥1.3rpm這樣的高速，則存在以下問題：氧濃度的值上升，氧濃度的面內(nèi)分布惡化。

6、本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種高效地制造與現(xiàn)有技術(shù)相比氧濃度更低且氧濃度的面內(nèi)分布良好的單晶硅的方法。

7、（二）技術(shù)方案

8、本發(fā)明是為了實現(xiàn)上述目的而完成的，提供一種單晶硅的制造方法，其基于使用了會切磁場的cz法，所述會切磁場由提拉爐所具備的上側(cè)線圈及下側(cè)線圈形成，該單晶硅的制造方法的特征在于，在直體工序中，將單晶硅的轉(zhuǎn)速設(shè)為7rpm以上12rpm以下，將石英坩堝的轉(zhuǎn)速設(shè)為1.0rpm以下，將所述會切磁場的磁場極小面的位置設(shè)在從原料熔液表面向下方10mm～原料熔液表面向上方5mm的范圍內(nèi)，將與磁場極小面相同高度的面和石英坩堝內(nèi)壁的交點處的所述會切磁場的磁場強(qiáng)度設(shè)為800～1200g，從而提拉單晶硅。

9、根據(jù)這樣的單晶硅的制造方法，由于消除了將坩堝轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為高速時的氧濃度的上升、氧濃度的面內(nèi)分布的惡化這樣的問題，因此能夠高效地制造以下單晶：是滿足面向功率器件、面向rf器件的要求品質(zhì)的低氧濃度，且氧濃度的面內(nèi)分布良好。

10、此時，能夠作為以下的單晶硅的制造方法，作為所述單晶硅，制造基于astm’79的氧濃度為2×1017atoms/cm3以下，且與所述單晶硅的生長方向正交的結(jié)晶截面內(nèi)的rog為8%以下的單晶硅。

11、本發(fā)明的單晶硅的制造方法能夠穩(wěn)定地制造這種高品質(zhì)的單晶硅。

12、（三）有益效果

13、如上所述，根據(jù)本發(fā)明的單晶硅的制造方法，由于消除了將坩堝轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)為高速時的氧濃度的上升、氧濃度的面內(nèi)分布的惡化這樣的問題，因此能夠高效地制造以下單晶：是滿足面向功率器件、面向rf器件的要求品質(zhì)的低氧濃度，且氧濃度的面內(nèi)分布良好。

技術(shù)特征：

1.一種單晶硅的制造方法，其基于使用了會切磁場的cz法，所述會切磁場由提拉爐所具備的上側(cè)線圈及下側(cè)線圈形成，該單晶硅的制造方法的特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶硅的制造方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是一種單晶硅的制造方法，其基于使用了會切磁場的CZ法，所述會切磁場由提拉爐所具備的上側(cè)線圈及下側(cè)線圈形成，該單晶硅的制造方法的特征在于，在直體工序中，將單晶硅的轉(zhuǎn)速設(shè)為7rpm以上12rpm以下，將石英坩堝的轉(zhuǎn)速設(shè)為1.0rpm以下，將所述會切磁場的磁場極小面的位置設(shè)在從原料熔液表面向下方10mm～從原料熔液表面向上方5mm的范圍內(nèi)，將與磁場極小面相同高度的面和石英坩堝內(nèi)壁的交點處的所述會切磁場的磁場強(qiáng)度設(shè)為800～1200G，從而提拉單晶硅。由此，提供一種高效地制造與現(xiàn)有技術(shù)相比氧濃度更低，且氧濃度的面內(nèi)分布良好的單晶硅的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：三原佳祐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：信越半導(dǎo)體株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6