[发明专利]单晶硅及其制造方法以及硅晶片

说明书

本发明提供一种氧浓度低且氧浓度及电阻率的面内分布的均匀性高的单晶硅的制造方法以及硅晶片。一种一边施加勾形磁场一边从石英坩埚(11)内的硅熔液(2)提拉单晶硅(3)的基于MCZ法的单晶硅的制造方法，一边使单晶硅(3)旋转一边进行提拉时的晶体转速为17rpm以上且19rpm以下。如此提拉的单晶硅(3)的氧浓度为1×10¹⁷atoms/cm³以上且8×10¹⁷atoms/cm³以下，与晶体生长方向正交的晶体截面内的ROG为15％以下，晶体截面内的RRG为5％以下。

技术领域

本发明涉及一种单晶硅及其制造方法以及硅晶片，尤其涉及一种基于MCZ(Magnetic field applied CZ/磁控拉晶法)法的单晶硅的制造方法和通过该方法制造的单晶硅及硅晶片。

背景技术

以IGBT(Gate Insulated Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)为中心面向功率半导体的硅晶片中优选使用晶格间氧浓度低的单晶硅。在这种单晶硅的制造中，利用不使用成为氧供给源的石英坩埚的FZ法的情况较多，但为了提高批量生产性而正在研究通过CZ法(提拉法)来进行制造。

作为制造低氧浓度的单晶硅的CZ法之一，已知有一边施加磁场一边提拉单晶硅的MCZ法。根据MCZ法，能够抑制熔液对流，并且抑制由石英坩埚的熔损引起的氧向硅熔液中的熔入而能够减少单晶硅中的氧浓度。例如，专利文献1中记载有如下内容，即，在使用水平磁场或勾形磁场的MCZ法中，通过将水平磁场强度设为2000G(高斯)以上，将石英坩埚的转速设为1.5rpm以下，将晶体转速设为7.0rpm以下，并且设为单晶成为无位错簇缺陷的晶体提拉速度，培育晶格间氧浓度为6×10¹⁷atoms/cm³以下的单晶。

并且，专利文献2中记载有如下内容，即，具有包含于真空腔室的坩埚中使多晶硅熔融而形成熔液的工序、在真空腔室中形成勾形磁场的工序、将籽晶浸渍于熔液的工序及从熔液提取籽晶而形成具有约大于150mm的直径的单晶硅锭的工序，并且，以使硅锭具有约低于5ppma的氧浓度的方式同时调整多个工艺参数。多个工艺参数包含坩埚的侧壁温度、从坩埚向单晶的一氧化硅(SiO)的移动及自熔液的SiO的蒸发速度，并且将坩埚转速设为1.3～2.2rpm，将晶体转速设为8～14rpm，将固液界面中的单晶的边缘的磁场强度设为0.02～0.05T(特斯拉)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-222241号公报

专利文献2：日本特表2016-519049号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在一边施加水平磁场一边提拉单晶硅的HMCZ法中，虽然能够实现单晶硅的低氧化，但氧浓度或电阻率的面内均匀性成为问题。例如，专利文献1中所记载的以往的制造方法中，将坩埚转速设为1.5rpm以下，将晶体转速设为7rpm以下，但若实际适用其制造条件，则存在氧浓度及电阻率的面内分布变得不均匀的问题。并且，专利文献2中所记载的以往的制造方法中，将坩埚转速设为1.3～2.2rpm，将晶体转速设为8～14rpm，但若实际适用其制造条件，则存在氧浓度及电阻率的面内分布变得不均匀的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种施加有能够制造氧浓度低且氧浓度及电阻率的面内分布的均匀性高的单晶硅的勾形磁场的基于提拉法的单晶硅的制造方法。并且，本发明提供一种氧浓度低且氧浓度及电阻率的面内分布的均匀性高的单晶硅以及硅晶片。

用于解决技术问题的方案