專利名稱：：硅單晶的生長(zhǎng)方法及硅晶片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有可以充分地確保吸雜能力(y、"yy^'能)的氧析出物密度的硅晶片的制造方法以及作為硅晶片的原材料的硅單晶的生長(zhǎng)方法，特別是涉及可以收率較高地制備直筒部形成氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)和/或氧析出抑制區(qū)域(pi區(qū)域)的硅單晶的硅單晶生長(zhǎng)方法。本申請(qǐng)要求2005年6月20日提交的申請(qǐng)日本特愿2005-179997號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此援用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
：作為硅晶片原材料的硅單晶的制備方法，已知有通過(guò)直拉法(Czochralskimethod,下文稱為CZ法)進(jìn)行生長(zhǎng)的方法。已知在由CZ法制備的硅單晶上，在裝置的制造過(guò)程中產(chǎn)生表面化的微細(xì)缺陷即原生缺陷(Grown-in欠陥)。圖1為用于對(duì)由CZ法得到的硅單晶的徑向缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的截面圖。如圖1所示，由CZ法得到的硅單晶的原生缺陷包括被稱為紅外線散射體缺陷或COP(晶體原生顆粒缺陷)(CrystalOriginatedParticle)等的大小為0.1~0.2jum左右的空洞缺陷和被稱為位錯(cuò)團(tuán)的大小為10pm左右的微小位錯(cuò)。圖1所示的硅單晶中，氧誘發(fā)堆垛層錯(cuò)(下文稱為OSF(OxygeninducedStackingFault))在外徑的約2/3的區(qū)域中呈環(huán)狀。在產(chǎn)生OSF的OSF產(chǎn)生區(qū)域的內(nèi)側(cè)部分有檢出105~106個(gè)/^113左右的紅外線散射體缺陷的區(qū)域(紅外線散射體缺陷產(chǎn)生區(qū)域)，在外側(cè)部分有存在103~104個(gè)/cm3左右的位錯(cuò)團(tuán)的區(qū)域(位錯(cuò)團(tuán)產(chǎn)生區(qū)域)。圖2為用于對(duì)緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度而生長(zhǎng)的硅單晶的截面缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖1為以相當(dāng)于圖2中A的位置的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面圖。如圖2所示，在拉晶速度快的階段中，在結(jié)晶周邊部出現(xiàn)環(huán)狀的OSF產(chǎn)生區(qū)域、OSF產(chǎn)生區(qū)域的內(nèi)側(cè)部分形成產(chǎn)生大量的紅外線散射體缺陷的紅外線散射體缺陷產(chǎn)生區(qū)域。隨著拉晶速度的降低，OSF產(chǎn)生區(qū)域的直徑逐漸減小、在OSF區(qū)域的外側(cè)部分出現(xiàn)產(chǎn)生位錯(cuò)團(tuán)的位錯(cuò)團(tuán)產(chǎn)生區(qū)域，不久OSF產(chǎn)生區(qū)域消失，在整個(gè)面上出現(xiàn)位錯(cuò)團(tuán)產(chǎn)生區(qū)域。此外，在與環(huán)狀的OSF產(chǎn)生區(qū)域相接的外側(cè)有可以形成氧析出物(BMD:BulkMicroDefect)的氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)，在氧析出促進(jìn)區(qū)域和位錯(cuò)團(tuán)產(chǎn)生區(qū)域之間有不產(chǎn)生氧析出的氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)。氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)、氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)、環(huán)狀的OSF產(chǎn)生區(qū)域都為原生缺陷極少的無(wú)缺陷區(qū)域。檢出有紅外線散射體缺陷的硅單晶，與檢出有位錯(cuò)團(tuán)的硅單晶相比，對(duì)裝置的不良影響小，可以增大拉晶速度，因此生產(chǎn)性優(yōu)異。但是近年隨著集成電路的微細(xì)化，有人指出紅外線散射體缺陷導(dǎo)致氧化膜耐壓性的降低，因此要求由未檢出紅外線散射體缺陷和位錯(cuò)團(tuán)的無(wú)缺陷區(qū)域構(gòu)成的高品質(zhì)的硅單晶。作為生長(zhǎng)含有無(wú)缺陷區(qū)域的硅單晶的方法，例如提出了使用具有結(jié)晶中心部的溫度梯度(Gc)與結(jié)晶外周部的溫度梯度(Ge)相等或前者更大(Gc>Ge)的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，生長(zhǎng)硅單晶的方法(例如，專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開WO2004/083496號(hào)小冊(cè)子)。圖3為對(duì)使用具有結(jié)晶中心部的溫度梯度(Gc)與結(jié)晶外周部的溫度梯度(Ge)相等或前者更大(Gc>Ge)的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。如圖3所示，若用具有Gc>Ge的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，以圖3所示的從B到C的范圍的拉晶速度生長(zhǎng)，則固液界面附近的結(jié)晶一側(cè)的溫度梯度G得到控制，得到在晶片面整個(gè)面上形成均勻的無(wú)缺陷區(qū)域的硅單晶。而且，將可以拉晶成無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度范圍(圖3中，從B到C的范圍)稱為無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度(引含上tf速度7—、^V)。進(jìn)一步地，專利文獻(xiàn)1中提出了通過(guò)使用具有Gc>Ge的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置、向拉晶爐內(nèi)添加氫氣，增大無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度的技術(shù)。圖4為對(duì)使用與圖3相同的具有Gc>Ge的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，向拉晶爐內(nèi)供給添加有氫氣的惰性氣體，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度而生長(zhǎng)的硅單晶的截面的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。使生長(zhǎng)單晶的環(huán)境氣體為惰性氣體和氫氣的混合氣體時(shí)，由于通過(guò)氫氣抑制了因晶格間原子所導(dǎo)致的位錯(cuò)團(tuán)的產(chǎn)生，無(wú)缺陷區(qū)域向拉晶速度的低速一側(cè)轉(zhuǎn)移。因此，與不向拉晶爐內(nèi)添加氫氣的圖3所示的例子相比，如圖4所示，可以拉晶成無(wú)缺陷結(jié)晶的最低拉晶速度變慢，可以拉晶成無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度范圍(無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度(圖4中從D到E的范圍))增大。
發(fā)明內(nèi)容但是，由于專利文獻(xiàn)1中，即使通過(guò)向拉晶爐內(nèi)添加氫氣，增大無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度時(shí)，無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度的寬度也不足，所以生長(zhǎng)含有選自O(shè)SF產(chǎn)生區(qū)域、PV區(qū)域、PI區(qū)域中的l個(gè)區(qū)域的硅單晶時(shí)，OSF產(chǎn)生區(qū)域、PV區(qū)域、PI區(qū)域易混在一起成為問(wèn)題。OSF產(chǎn)生區(qū)域，如上所述，雖然為未檢出紅外線散射體缺陷或位錯(cuò)團(tuán)的無(wú)缺陷區(qū)域，但是氧濃度高時(shí)，氧析出物的2次缺陷OSF表面化，有可能對(duì)裝置特性有不良影響。因此，生長(zhǎng)含有無(wú)缺陷區(qū)域的硅單晶時(shí)，必須使氧濃度為12x1017個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)以下的低濃度以使OSF不表面化。但是使硅單晶的氧濃度為12xl0"個(gè)原子/cmS(ASTM-F1211979)以下的低濃度時(shí)，有可能不能得到具有可以充分地確保吸雜能力的氧析出物密度的硅晶片。此外，若在硅單晶中PV區(qū)域和PI區(qū)域混在一起，則由生長(zhǎng)的硅單晶采取的硅晶片的面內(nèi)的氧析出物的密度、大小、DZ寬度等氧析出特性有可能不均勻。換而言之，若在晶片內(nèi)PV區(qū)域和PI區(qū)域混在一起，則裝置處理(，7:/口七只)中的氧析出物的分布不均勻、吸雜能力強(qiáng)的部分和弱的部分混在一起。此外，裝置的表層附近的活性區(qū)域雖然不僅必須無(wú)紅外線散射體缺陷或位錯(cuò)團(tuán)，而且必須無(wú)氧析出物、其2次缺陷OSF、Punched-out位錯(cuò)(/《y于7外転位)等，但是該不存在缺陷的區(qū)域的寬度即DZ寬度在晶片面內(nèi)不均勻。若吸雜能力(IG能力)或DZ寬度分布不均勻，則裝置特性出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致收率降低。為了解決由于在無(wú)缺陷結(jié)晶內(nèi)OSF產(chǎn)生區(qū)域、PV區(qū)域、PI區(qū)域混在一起所導(dǎo)致的上述問(wèn)題，考慮僅以無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度(圖4中從D到E的范圍)中各區(qū)域的拉晶速度限度生長(zhǎng)硅單晶。但是由于即使含有OSF產(chǎn)生區(qū)域、PV區(qū)域、PI區(qū)域的全部也較窄的無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度進(jìn)一步變窄，難以在工業(yè)生產(chǎn)上穩(wěn)定地制造。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供包含具有可以充分地確保吸雜能力的氧析出物密度的氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)和/或氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)的硅晶片的制造方法。此外，本發(fā)明的目的在于，提供可以收率較高地制造直筒部形成氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)和/或氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)的硅單晶的硅單晶的生長(zhǎng)方法。本發(fā)明的硅單晶的生長(zhǎng)方法是通過(guò)直拉法生長(zhǎng)氧濃度為12X1017~18x1(y7個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)的硅單晶的方法，其中，生長(zhǎng)單晶的環(huán)境氣體為惰性氣體和含氫原子的物質(zhì)的氣體的混合氣體，對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度進(jìn)行控制以使從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc和從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge之比Gc/Ge為1.1-1.4、上述結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc為3.0~3.5。C/mm。通過(guò)該單晶的生長(zhǎng)方法，可以解決上述問(wèn)題。上述硅單晶的生長(zhǎng)方法中，可以對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部進(jìn)行冷卻。上述硅單晶的生長(zhǎng)方法中，可以使上述氧濃度為i:3xl017~l6><10"個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)。上述硅單晶的生長(zhǎng)方法中，可以使上述氧濃度為14x1017~15x10"個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)。此外，上述硅單晶的生長(zhǎng)方法中，生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間可以為80~180分鐘。上述硅單晶的生長(zhǎng)方法中，可以使上述環(huán)境氣體中的含氫原子的物質(zhì)的氣體的氫分子分壓為40~400Pa。上述硅單晶的生長(zhǎng)方法中，可以使上述硅單晶的直筒部為氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)和/或氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)。上述硅單晶的生長(zhǎng)方法中，可以使上述硅單晶的直筒部(直胴部)為氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)。本發(fā)明的硅晶片的制造方法的特征在于，由通過(guò)上述任意一項(xiàng)所述的硅單晶的生長(zhǎng)方法生長(zhǎng)的硅單晶的直筒部釆取，氧析出物密度為1x104~1x1()6個(gè)/cm2。此外，本發(fā)明的硅晶片的特征在于，通過(guò)上述制造方法制造。利用本發(fā)明的硅單晶的生長(zhǎng)方法時(shí)，由于生長(zhǎng)單晶的環(huán)境氣體為惰性氣體和含氫原子的物質(zhì)的氣體的混合氣體等含有含氫原子的物質(zhì)的氣體的氣體，對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度進(jìn)行控制以使從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc和從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge之比Gc/Ge為1.1~1.4、上述結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc為3.0~3.5°C/mm，所以如后所述，增寬了無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度。因此，可以在避免OSF產(chǎn)生區(qū)域、PV區(qū)域和PI區(qū)域混在一起的拉晶速度限度下生長(zhǎng)硅單晶。從而不必為了使OSF不表面化而使氧濃度為12x1017個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)以下的低濃度，可以制備氧濃度為12x1017~18x10"個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)的硅單曰曰曰下文對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行說(shuō)明。在生長(zhǎng)中的裝置內(nèi)，與惰性環(huán)境氣體中所含有的氫的分壓成比例的氬，溶入硅熔液中并分配到凝固的硅結(jié)晶中。硅熔液中的氫濃度，由亨利定律可知由氣相中的氫氣分壓來(lái)決定，表示為Pffi=kClh2其中，PH2為環(huán)境氣體中的氫分壓、cLH2為硅熔液中的氫濃度、k為兩者之間的系數(shù)。另一方面，硅單晶中的濃度由硅熔液中的濃度和偏析的關(guān)系決定，表示為Csh2=kCLH2=(k/k)PH2其中，CSH2為結(jié)晶中的氫濃度、k，為氫的硅熔液-結(jié)晶間的偏析系數(shù)。由上，在含有氪的惰性氣體環(huán)境中生長(zhǎng)時(shí)，對(duì)于剛凝固后的硅單晶中的氫濃度，通過(guò)對(duì)環(huán)境氣體中的氫分壓進(jìn)行控制可以在結(jié)晶的軸向上恒定地控制于所期望的濃度。該氫分壓可以通過(guò)氫濃度和爐內(nèi)壓力控制。而且，對(duì)原生缺陷的形成有影響的氫幾乎都在隨后的冷卻過(guò)程中逸散到硅單晶之外。若使生長(zhǎng)單晶的環(huán)境氣體為惰性氣體和含氫原子的物質(zhì)的氣體的混合氣體，則可以增大無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度。進(jìn)一步地，通過(guò)對(duì)惰性環(huán)境氣體中所含有的氫的分壓進(jìn)行調(diào)整，可以有效地增大僅在無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度中的各區(qū)域的拉晶速度限度。圖5為說(shuō)明環(huán)境氣體中的氫分壓和V/G的關(guān)系的圖。由于若熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)相同則即使改變拉晶速度，拉晶中的單晶內(nèi)部的溫度分布也幾乎無(wú)變化，圖5所示的V/G的變化對(duì)應(yīng)于拉晶速度的變化。如圖5所示，隨著環(huán)境氣體中的氫分壓的增加，得到無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度降低，無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度增大。此外，OSF區(qū)域的拉晶速度限度，隨著氫分壓的增加而變窄。PI區(qū)域的拉晶速度限度，隨著氫分壓的增加而大幅擴(kuò)大。此外，PV區(qū)域的拉晶速度限度，隨著氫分壓的增加而變寬或變窄，氫氣分壓為100250Pa時(shí)，拉晶速度限度增大。如圖5所示，本發(fā)明的硅單晶的生長(zhǎng)方法中，通過(guò)使環(huán)境氣體中的含氬原子的物質(zhì)的氣體的氫分子分壓為40~400Pa，可以有效地增大無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度。因此，可以容易地生長(zhǎng)能得到全部表面為無(wú)缺陷結(jié)晶的大口徑的硅晶片的硅單晶。進(jìn)一步地，容易分別制造能得到全部表面為PV區(qū)域的硅晶片的硅單晶和能得到全部表面為PI區(qū)域的硅晶片的硅單晶。另外，氫分子分壓小于40Pa時(shí)，由于不能充分地得到增大無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度的效果而不優(yōu)選。此外，氫分子分壓超過(guò)400Pa時(shí)，由于易產(chǎn)生被稱為氫缺陷的巨大空洞缺陷而不優(yōu)選。此外，通過(guò)使環(huán)境氣體中的含氫原子的物質(zhì)的氣體的氫分子分壓為400Pa以下，即使硅單晶的生長(zhǎng)裝置內(nèi)泄漏空氣流入，氫也不會(huì)燃燒，可以安全地進(jìn)行操作。進(jìn)一步地，如圖5所示，通過(guò)使環(huán)境氣體中的含氫原子的物質(zhì)的氣體的氫分子分壓為40~160Pa(圖5中，I的范圍)，可以容易地生長(zhǎng)能得到全部表面為PV區(qū)域的硅晶片的硅單晶。氫分子分壓超過(guò)160Pa時(shí)，易混入PI區(qū)域，難以生長(zhǎng)能得到全部表面為PV區(qū)域的硅晶片的硅單晶。PV區(qū)域易形成氧析出物，在含有PV區(qū)域的硅晶片上，例如，對(duì)表面實(shí)施所謂的DZ(除雜區(qū)(DenudedZone))層形成處理時(shí)，可以容易地在內(nèi)部形成具有吸雜作用的BMD。進(jìn)一步地，如圖5所示，通過(guò)使環(huán)境氣體中的含氬原子的物質(zhì)的氣體的氫分子分壓為160-400Pa(圖5中，II的范圍)，可以容易地生長(zhǎng)能得到全部表面為PI區(qū)域的硅晶片的硅單晶。此外，由于可以縮小OSF產(chǎn)生區(qū)域，可以容易地制造由氧濃度增大了的無(wú)缺陷結(jié)晶構(gòu)成的晶片。氛分子分壓小于160Pa時(shí)，易混入PV區(qū)域，難以生長(zhǎng)能得到全部表面為PI區(qū)域的硅晶片的硅單晶。此外，由于使用具有Gc/Ge為1.1~1.4、軸向溫度梯度Gc為3.0~3.5°C/mm的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，對(duì)固液界面附近的結(jié)晶一側(cè)的溫度梯度G進(jìn)行控制，所以可以更有效地增大無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度。圖6為用于對(duì)使用具有Gc/Ge為1.1~1.4、軸向溫度梯度Gc為3.0~3.3°C/mm的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖7為對(duì)使用具有與圖6相同的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置且向拉晶爐內(nèi)供給添加有氫的惰性氣體，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。Gc/Ge為1.1~1.4、軸向溫度梯度Gc為3.0~3.5°C/mm的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)可以例如如下得到對(duì)環(huán)繞剛凝固后的單晶的周圍的熱屏蔽體的尺寸或位置進(jìn)行改良，同時(shí)通過(guò)冷卻裝置對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部進(jìn)行冷卻，由此得到上述熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。利用圖6和圖7所示的硅單晶的生長(zhǎng)中所使用的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)，生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間，即生長(zhǎng)中的硅單晶通過(guò)1000800。C溫度范圍的時(shí)間，為180分鐘以下。例如，在使用圖1和圖2說(shuō)明的硅單晶的生長(zhǎng)例子中，使用不進(jìn)行用于對(duì)溫度梯度G進(jìn)行控制的溫度調(diào)整的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行生長(zhǎng)。利用該熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)晶中心部的溫度梯度(Gc)比結(jié)晶外周部的溫度梯度(Ge)小(Gc〈Ge)，生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間超過(guò)180分鐘。此外，在使用圖3說(shuō)明的硅單晶的生長(zhǎng)例子中，生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間為80-180分鐘。生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間是硅單晶中OSF核生長(zhǎng)的溫度區(qū)域。圖6所示的硅單晶的生長(zhǎng)例子，與圖2和圖3所示的例子相比，由于生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間較短，硅單晶中的OSF核的生長(zhǎng)得到抑制、增大了無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度。此外，通過(guò)使用具有Gc/Ge為U~1.4、軸向溫度梯度Gc為3.0-3.5°C/mm的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，固液界面附近的結(jié)晶一側(cè)的溫度梯度G增大，可以不改變V/G而增大拉晶速度V,可以提高能拉晶成無(wú)缺陷結(jié)晶的最低拉晶速度。此外，通過(guò)用上述方法進(jìn)行生長(zhǎng)，可以提高拉成硅單晶時(shí)的V/G的控制性。通過(guò)使用具有該熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，對(duì)于在PV區(qū)域和OSF產(chǎn)生區(qū)域之間形成的邊界面，若如圖6所示將相當(dāng)于中央部在結(jié)晶軸向上凸起的部分m的生長(zhǎng)的速度設(shè)為fpD，如圖6所示將相當(dāng)于以環(huán)狀凸起的部分(結(jié)晶的徑向上在結(jié)晶中心和最外部的中間位置，在結(jié)晶軸向上形成凸?fàn)畹牟糠?n的生長(zhǎng)的速度設(shè)為fpR,則控制成(fpD-fpR)/fpDx100=±20(%)。此外，如圖7所示向拉晶爐內(nèi)供給添加有氫的惰性氣體時(shí)，與使環(huán)境氣體為惰性氣體的圖6所示的例子相比，可以增大無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度(圖6中，從F到G的范圍；圖7中，從F到G的范圍)。此外，如圖7所示，由于通過(guò)用上述方法生長(zhǎng)，氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)的拉晶速度限度和氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)的拉晶速度限度(圖7中，從H到G的范圍)增大，可以得到在晶片面整個(gè)面上形成PV區(qū)域的硅單晶、或在晶片面整個(gè)面上形成PI區(qū)域的硅單晶。如此根據(jù)本發(fā)明，由于可以以避免OSF產(chǎn)生區(qū)域、PV區(qū)域和PI區(qū)域混在一起的拉晶速度限度生長(zhǎng)硅單晶，可以制造氧濃度為12x1017~18x10"個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)的硅單晶，通過(guò)使用由生長(zhǎng)的硅單晶的直筒部采取的的硅單晶，可以得到能充分地確保吸雜能力的氧析出物密度為1x104~1x106個(gè)"1112的硅晶片。若氧濃度小于12x107個(gè)原子/cm3則有可能在由生成的硅單晶采取的硅晶片上不能得到可以充分地確保吸雜能力的氧析出物密度。此外，若為超過(guò)18xlO"個(gè)原子/cmS的氧濃度則有可能在由生成的硅單晶采取的硅晶片上檢出OSF。另外，氧濃度的調(diào)整，可以通過(guò)對(duì)坩鍋的旋轉(zhuǎn)速度、爐內(nèi)壓力、加熱器等進(jìn)行調(diào)整來(lái)進(jìn)行，本發(fā)明中，通過(guò)制造氧濃度為13xl017~16x1017個(gè)原子/cm3、更優(yōu)選為14x1017~15x1017個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)的硅單晶，可以得到具有更優(yōu)異的吸雜能力的硅晶片。本發(fā)明的硅單晶的生長(zhǎng)方法中，含有氫原子的物質(zhì)的氣體可以為氫氣。此外，例如，可以使用選自H20、CH4、HC1等含有氫原子的無(wú)機(jī)化合物，硅烷氣體、CH4-QH2等烴、醇、羧酸等含有氫原子的各種物質(zhì)的氣體中的1種或多種氣體。另外，使用氫氣作為含有氫原子的物質(zhì)的氣體時(shí)，可以由市售的氫氣貯氣鋼瓶、氫氣貯藏罐、在儲(chǔ)氫合金中儲(chǔ)藏有氫氣而成的氫氣罐等通過(guò)專用的管道，供給到拉晶爐內(nèi)。此外，作為惰性氣體(稀有氣體)，可以使用選自Ar、He、Ne、Kr、Xe中的l種或多種氣體。通常，使用廉價(jià)的氬氣(Ar)，也可以使用在Ar氣中混合He、Ne、Kr、Xe等其它的惰性氣體而成的氣體。另外，將含有氫原子的物質(zhì)的氣體按氫分子換算的濃度設(shè)為a、將氧氣(02)濃度設(shè)為p時(shí)，環(huán)境氣體中的氧氣(02)的濃度滿足oc-20>3%(體積％)。環(huán)境氣體中的氧氣(02)濃度P和含有氫原子的物質(zhì)的氣體按氫分子換算的濃度oc不滿足上式時(shí)，不能得到抑制由于進(jìn)入硅單晶中的氫原子所導(dǎo)致的原生缺陷的生成的效果。而且，本發(fā)明中，爐內(nèi)壓為4-6.7kPa(30-50Torr)時(shí)，環(huán)境氣體中，可以存在20體積。/。以下的濃度的氮?dú)?N2)。氮?dú)鉂舛瘸^(guò)20體積％時(shí)，硅單晶有可能發(fā)生位錯(cuò)。根據(jù)本發(fā)明，可以提供含有具有可以充分地確保吸雜能力的氧析出物密度的氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)和/或氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)的硅晶片的制造方法。為用于對(duì)由CZ法得到的硅單晶的徑向上的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的截面圖。為用于對(duì)使用具有通過(guò)對(duì)硅單晶的側(cè)面部不進(jìn)行用于對(duì)溫度梯度G進(jìn)行控制的溫度調(diào)整、結(jié)晶中心部的溫度梯度(Gc)比結(jié)晶外周部的溫度梯度(Ge)小(Gc<Ge)的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。為用于對(duì)使用具有通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部進(jìn)行冷卻、結(jié)晶中心部的溫度梯度(Gc)與結(jié)晶外周部的溫度梯度(Ge)相等或前者更大(Gc>Ge)的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。為用于對(duì)使用具有結(jié)晶中心部的溫度梯度(Gc)與結(jié)晶外周部的溫度梯度(Ge)相等或前者更大(Gc>Ge)的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，向拉晶爐內(nèi)供給添加有氫氣的惰性氣體，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。為說(shuō)明環(huán)境氣體中的氫氣分壓和V/G的關(guān)系的圖。為用于對(duì)使用具有Gc/Ge為1.1~1.4、軸向溫度梯度Gc為3.0~3.3°C/mm的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖為用于對(duì)使用具有Gc/Ge為1.1~1.4、軸向溫度梯度Gc為3.0~3.3°C/mm的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置且向拉晶爐內(nèi)供給添加有氫的惰性氣體，緩慢降低拉晶時(shí)的拉晶速度生長(zhǎng)的硅單晶的截面的缺陷分布狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明的圖。為適于實(shí)施本發(fā)明的硅單晶的生長(zhǎng)方法的CZ爐的縱截面圖。為說(shuō)明距硅晶片中心的距離和BMD密度的關(guān)系的圖。[圖IO]為說(shuō)明距硅晶片中心的距離和BMD密度的關(guān)系的圖。符號(hào)說(shuō)明1坩鍋la石英坩鍋lb石墨坩鍋2加熱器3珪熔液4拉晶軸5籽晶夾6單晶7熱屏蔽體8水冷裝置9磁場(chǎng)供給裝置具體實(shí)施例方式下文基于附圖對(duì)本發(fā)明涉及的第1實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖8為適于實(shí)施本實(shí)施方式中的硅單晶的生長(zhǎng)方法的CZ爐的縱圖8所示的CZ爐包含配置于腔內(nèi)中心部的坩鍋1、配置于坩鍋1的外側(cè)的加熱器2和配置于加熱器2的外側(cè)的^茲場(chǎng)供給裝置9。蚶鍋1具有用外側(cè)的石墨坩鍋lb保持在內(nèi)側(cè)容納硅熔液3的石英坩鍋la的雙層結(jié)構(gòu)，通過(guò)被稱為基座的支撐軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)和升降。在坩鍋1的上方設(shè)置有圓筒形狀的熱屏蔽體7。熱屏蔽體7具有用石墨制造外殼、在內(nèi)部填充石墨氈的結(jié)構(gòu)。熱屏蔽體7的內(nèi)面形成內(nèi)徑從上端部到下端部逐漸減小的錐面。熱屏蔽體7的上部外表面為對(duì)應(yīng)于內(nèi)表面的錐面，下部外表面大致形成直面以使熱屏蔽體7的厚度向著下方逐漸增大。該CZ爐具有從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc與從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge之比Gc/Ge為1.1~1.4、更優(yōu)選為1.2-1.4，溫度梯度Gc為3.0~3.5°C/mm、更優(yōu)選為3.2~3.3°C/mm的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間，即，生長(zhǎng)中的硅單晶通過(guò)1000~800°C溫度范圍的時(shí)間，為80~180分鐘，更優(yōu)選為100-150分鐘。該熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)由熱屏蔽體7和水冷裝置8(冷卻裝置)構(gòu)成。熱屏蔽體7，阻斷從加熱器2和硅熔液3表面輻射到硅單晶6的側(cè)面部的輻射熱，其包圍生長(zhǎng)中的硅單晶6的側(cè)面，同時(shí)包圍硅熔液3表面。熱屏蔽體7的規(guī)格例子如下所述。半徑向的寬度W例如為50mm，倒圓錐梯形面的內(nèi)表面相對(duì)于垂直方向的斜率6例如為21°,熱屏蔽體7的下端距熔液面的高度H1例如為60mm。水冷裝置8安裝于熱屏蔽體7的內(nèi)側(cè)。通過(guò)將水冷裝置8安裝于熱屏蔽體7的內(nèi)側(cè)，可以有效地對(duì)石圭單晶6的側(cè)面部進(jìn)行冷卻，同時(shí)通過(guò)在熱屏蔽體7的內(nèi)側(cè)高速下降的惰性氣體流，抑制SiO向水冷裝置8析出。作為水冷裝置8，可以使用由銅或不銹鋼等形成的線圈狀的通水管、具有通水間隔壁的水冷套管等。水冷裝置8的通水量?jī)?yōu)選為10升/分鐘以上。水冷裝置8的冷卻能力，可以通過(guò)對(duì)水冷裝置8的拉晶方向的高度或距熔液表面的設(shè)置距離進(jìn)行調(diào)整來(lái)調(diào)整，可以根據(jù)通水量適當(dāng)改變通水管或水冷套管的結(jié)構(gòu)。此外，通過(guò)對(duì)水冷裝置8的冷卻能力進(jìn)行調(diào)整，使負(fù)荷于生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部上的熱應(yīng)力在30~45MPa的范圍變化，同時(shí)使生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間在80~180分鐘的范圍變化。此外，將拉晶單晶的直徑設(shè)為Dc時(shí)，優(yōu)選設(shè)置成水冷裝置8的冷卻用構(gòu)件的內(nèi)周面的直徑為1.20Dc2.50Dc、長(zhǎng)度為0.25Dc以上，從熔液表面到冷卻用構(gòu)件的下端面的距離為0.30Dc~0.85Dc。此外，由磁場(chǎng)供給裝置9供給的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，對(duì)于水平磁場(chǎng)(橫向磁場(chǎng))為2000~4000G，更優(yōu)選為2500~3500G，磁場(chǎng)中心高度被設(shè)定成相對(duì)于熔液液面，為-150~+100mm,更優(yōu)選為-75~+50mm。此外，對(duì)于會(huì)切磁場(chǎng)，由磁場(chǎng)供給裝置9供給的磁場(chǎng)的強(qiáng)度為200~1000G,更優(yōu)選為300-700G,》茲場(chǎng)中心高度被設(shè)定成相對(duì)于熔液液面，為-100~+100mm,更優(yōu)選為-50~+50mm。通過(guò)以上述磁場(chǎng)的強(qiáng)度在上述磁場(chǎng)中心高度范圍內(nèi)由磁場(chǎng)供給裝置9供給磁場(chǎng)，可以抑制對(duì)流，可以使固液界面的形狀為優(yōu)選的形狀。使用圖8所示的CZ爐進(jìn)行硅單晶6的拉晶時(shí)，從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc為3.0~3.2°C/mm、結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge為2.3~2.5°C/mm、Gc/Ge為1.3左右。此外，負(fù)荷于生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部的熱應(yīng)力為30~45MPa。該狀態(tài)即使改變拉晶速度也幾乎無(wú)變化。接著對(duì)使用圖8所示的CZ爐、使用惰性氣體和氫氣的混合氣體作為生長(zhǎng)單晶的環(huán)境氣體、進(jìn)行硅單晶6的生長(zhǎng)的方法進(jìn)行說(shuō)明。(操作條件的設(shè)定)首先，對(duì)用于生長(zhǎng)目標(biāo)缺陷狀態(tài)的硅單晶的操作條件進(jìn)行設(shè)定。其中，作為設(shè)定操作條件的一個(gè)例子，對(duì)于用于生長(zhǎng)含有氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)的無(wú)缺陷結(jié)晶的操作條件的設(shè)定方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，為了掌握氬濃度和得到無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度的容許范圍，使環(huán)境氣體中的氫分子分壓例如為0、20、40、160、240、400Pa的混合比率，在各條件下生長(zhǎng)目標(biāo)直徑例如300mm的單晶。將高純度硅的多晶例如300Kg裝入坩鍋內(nèi)，添加p型(B、Al、Ga等)或n型(P、As、Sb等)摻雜劑以使單晶的電阻率為所期望的值例如10Qm。在氬氣環(huán)境下使裝置內(nèi)減壓為1.33~26.7kPa(100~200torr),進(jìn)行設(shè)定使環(huán)境氣體中的氫分子分壓為上述所規(guī)定的混合比率流入爐內(nèi)。然后，由磁場(chǎng)供給裝置9使磁場(chǎng)中心高度相對(duì)于熔液液面為-75~+50mm來(lái)供l^例如3000G的水平》茲場(chǎng)，同時(shí)通過(guò)加熱器2對(duì)硅的多晶進(jìn)行加熱制成硅熔液3,將安裝于籽晶夾5的晶種浸漬于硅熔液3中，旋轉(zhuǎn)坩鍋1和拉晶軸4的同時(shí)進(jìn)行拉晶。此時(shí)，對(duì)坩鍋的旋轉(zhuǎn)速度、爐內(nèi)壓力、加熱器等進(jìn)行調(diào)整以形成所期望的氧濃度。結(jié)晶方位為{100}、{111}或{110}的任意一種，為了無(wú)結(jié)晶位錯(cuò)而進(jìn)行縮頸后，形成肩部，放肩形成目標(biāo)軀干徑。然后，當(dāng)軀千長(zhǎng)度達(dá)到例如300mm時(shí)，使拉晶速度充分大于臨界速度，例如調(diào)整為1.0mm/min，然后，根據(jù)拉晶長(zhǎng)度大致直線地降低拉晶速度，軀干長(zhǎng)度達(dá)到例如為600mm時(shí)，使拉晶速度小于臨界速度例如為0.3mm/min,然后以該拉晶速度生長(zhǎng)到例如1600mm的軀千部，在通常條件下進(jìn)行收尾后，結(jié)束結(jié)晶生長(zhǎng)。如此，將以不同的氫濃度生長(zhǎng)的單晶沿著拉晶軸縱切，制造含有拉晶軸附近的板狀試驗(yàn)片，為了對(duì)原生缺陷的分布進(jìn)行觀察，進(jìn)行Cu綴飾。首先，將各試驗(yàn)片浸漬于硫酸銅水溶液中后，自然干燥，在氮?dú)猸h(huán)境氣體中于900°C下實(shí)施20分鐘左右的熱處理。然后，為了除去試驗(yàn)片表層的Cu硅化物層，浸漬于HF/HN03混合溶液中，腐蝕除去表層數(shù)十微米后，通過(guò)X射線拓樸法對(duì)OSF環(huán)的位置或各缺陷區(qū)域的分布進(jìn)行檢查。此外，例如用OPP法對(duì)該切片的COP的密度進(jìn)行檢查、例如用Secco腐蝕法對(duì)位錯(cuò)團(tuán)的密度進(jìn)行檢查。通過(guò)上述拉晶實(shí)驗(yàn)，得到紅外線散射體缺陷產(chǎn)生區(qū)域、OSF產(chǎn)生區(qū)域、PV區(qū)域、PI區(qū)域、位錯(cuò)團(tuán)產(chǎn)生區(qū)域各缺陷區(qū)域的V/G和氫濃度的關(guān)系。此外通過(guò)使改變拉晶速度的位置在從300mm到600mm、從500mm到800mm以及從700mm到1000mm的不同部位實(shí)施數(shù)處，求得含有氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)的無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度和結(jié)晶軸向位置的關(guān)系，從而可以對(duì)用于得到由氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)構(gòu)成的無(wú)缺陷結(jié)晶的操作條件進(jìn)行設(shè)定。(硅單晶的生長(zhǎng))然后，使用圖8所示的CZ爐，使用惰性氣體和氫氣的混合氣體作為生長(zhǎng)單晶的環(huán)境氣體，在通過(guò)上述方法設(shè)定的適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件下，進(jìn)行直筒部為由氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)構(gòu)成的無(wú)缺陷區(qū)域的硅單晶6的生長(zhǎng)。若如此生長(zhǎng)硅單晶，則根據(jù)通常的加工方法用ID鋸或鋼絲鋸等切斷裝置進(jìn)行切片，經(jīng)過(guò)倒角、研磨、蝕刻、拋光等步驟加工成硅單晶晶片。而且，除了這些步驟之外還有洗滌等各種步驟，根據(jù)步驟順序的改變、省略等目的變更采用適當(dāng)步驟。-通過(guò)對(duì)如此得到的晶片進(jìn)行RTA處理，不必在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的熱處理以在DZ層形成中使氧向外方擴(kuò)散，可以制成具有可以充分地確保吸雜能力的1x104~1x106個(gè)/cm2的氧析出物密度、大小，可以使能使裝置活性區(qū)域完全無(wú)缺陷的足夠的DZ寬度在晶片的面內(nèi)均勻的優(yōu)異晶片。根據(jù)本實(shí)施方式的硅單晶的生長(zhǎng)方法，由于生長(zhǎng)單晶的環(huán)境氣體為惰性氣體和氫氣的混合氣體，對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度進(jìn)行控制以使從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc與從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge之比Gc/Ge為1.1~1.4、上述結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc為3.0-3,5°C/mm，增寬了無(wú)缺陷結(jié)晶的拉晶速度限度。因此，可以以避免OSF產(chǎn)生區(qū)域、PV區(qū)域和PI區(qū)域混在一起的拉晶速度限度生長(zhǎng)硅單晶。從而，不必為了使OSF不表面化而使氧濃度為12x10"個(gè)原子/cn^(ASTM-Fl211979)以下的低濃度，可以制備氧濃度為12x1017~18x1017個(gè)原子/cm3(ASTM-F1211979)的硅單晶6。雖然上述實(shí)施方式中，以通過(guò)水冷裝置8(冷卻裝置)對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部進(jìn)行冷卻的情況為例子進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅限于通過(guò)水冷裝置8(冷卻裝置)對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部進(jìn)行冷卻的情況，若可以對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部進(jìn)行冷卻則可以使用其它的任何裝置、方法進(jìn)行冷卻。實(shí)施例為了驗(yàn)證本發(fā)明進(jìn)行如下所述的實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例1~實(shí)施例3作為本發(fā)明的實(shí)施例，使用具有如下所示的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)1的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置，在通過(guò)上述方法設(shè)定的操作條件下，向坩鍋內(nèi)裝入高純度硅的多晶300kg，使用在氬氣中以氫分子分壓為240Pa混合氫氣而成的混合氣體作為環(huán)境氣體，進(jìn)行外徑300mm、軀干長(zhǎng)度1600mm、表1所示的氧濃度的無(wú)缺陷結(jié)晶的硅單晶的生長(zhǎng)。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>(熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)1)使用如圖8所示的CZ爐，對(duì)水冷裝置8的冷卻能力進(jìn)行設(shè)置使尺寸為內(nèi)徑600mm、高度200mm，其下表面距熔液表面l50mm，同時(shí)，由；茲場(chǎng)供給裝置9使;茲場(chǎng)中心高度相對(duì)于熔液液面為Omm左右來(lái)供給3000G的水平;茲場(chǎng)，形成從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc為3.2°C/mm,結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge為2.2°C/mm，Gc/Ge為1.3的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。實(shí)施例4、實(shí)施例5接著作為比較例，使用具有如下所示的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)2的結(jié)晶生長(zhǎng)裝置。向坩鍋內(nèi)裝入與實(shí)施例1相同的高純度的硅的多晶300Kg,使用氬氣作為環(huán)境氣體，進(jìn)行外徑300mm、軀干長(zhǎng)度W00mm、表2所示的氧濃度的無(wú)缺陷結(jié)晶的硅單晶的生長(zhǎng)。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>(熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)2)使用無(wú)水冷裝置8和熱屏蔽體7的CZ爐，與熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)1同樣地供給水平磁場(chǎng)，形成從熔點(diǎn)到1350°C的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc為2.8°C/mm,結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge為2.5°C/mm,Gc/Ge為1.1的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。將如此得到的實(shí)施例1~實(shí)施例5的硅單晶切片得到硅晶片，對(duì)該硅晶片實(shí)施1000°C、16小時(shí)的熱處理，用蝕坑法測(cè)定OSF濃度。其結(jié)果如表1和表2所示。OSF濃度的測(cè)定中，實(shí)施1000°C、90分鐘用于評(píng)價(jià)的熱處理后，用氟酸和純水的混合液除去氧化膜，然后通過(guò)Secco腐蝕選擇性地對(duì)出現(xiàn)于晶片表面上的OSF進(jìn)行腐蝕使其表面化，通過(guò)用光學(xué)顯微鏡測(cè)定OSF密度的蝕坑法求得。此外，對(duì)于上述熱處理后的實(shí)施例1~實(shí)施例5的各硅晶片，對(duì)形成于硅晶片的內(nèi)部的BMD密度進(jìn)行測(cè)定，對(duì)距硅晶片中心的距離和BMD密度之間的關(guān)系進(jìn)行研究。其結(jié)果如圖9、圖10所示。BMD密度如下求得通過(guò)在氧化環(huán)境氣體中對(duì)熱處理后的硅晶片實(shí)施1000°C/16hr的追加熱處理，使析出物生長(zhǎng)，劈開晶片后實(shí)施2微米的濕式蝕刻(光蝕刻)，用光學(xué)顯微鏡(紅外散射法)對(duì)劈開截面的晶片表面的坑進(jìn)行計(jì)數(shù)求得BMD密度。此外，由BMD密度和OSF濃度的測(cè)定結(jié)果調(diào)查硅晶片的缺陷區(qū)域。其結(jié)果如表1和表2所示。如圖9所示，作為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施例1中，距硅晶片中心的距離為10~70mm的區(qū)域以及120~145的區(qū)域的BMD密度為1x105個(gè)/cm2，距硅晶片中心的距離為70-120的區(qū)域的BMD密度為1x104個(gè)/cn^以上，可以確認(rèn)為能充分地確保吸雜能力的硅晶片。此外，實(shí)施例1中，稍有OSF的產(chǎn)生。此外，實(shí)施例1中，距硅晶片中心的距離為1070mm的區(qū)域以及120-145mm的區(qū)域?yàn)镻V區(qū)域，距珪晶片中心的距離為70~120mm的區(qū)域?yàn)镻I區(qū)域，如表1所示，可以確認(rèn)PV區(qū)域和PI區(qū)域混在一起。此外，如圖9所示，作為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施例2中，BMD密度為1x10"個(gè)/cm2以上，在硅晶片的面內(nèi)于全部區(qū)域均勻，可以確認(rèn)為能充分地確保吸雜能力的硅晶片。此外，實(shí)施例2中可以確認(rèn)，無(wú)OSF的產(chǎn)生、僅含有PI區(qū)域。此外，如圖9所示，作為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施例3中，BMD密度為lxl05+/cm2,在硅晶片的面內(nèi)于全部區(qū)域均勻，可以確認(rèn)為能確保優(yōu)異的吸雜能力的硅晶片。此外，實(shí)施例3中可以確認(rèn)，無(wú)OSF的產(chǎn)生、僅含有PI區(qū)域。與此相對(duì)地，如圖10所示，作為本發(fā)明比較例的實(shí)施例4中，BMD密度為lxlOVcm2左右，與作為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施例1~實(shí)施例3相比，在硅晶片的面內(nèi)不均勻較明顯。此外，實(shí)施例4中，如表2所示，雖然氧濃度比作為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施例1~實(shí)施例3低，但是觀察到大量OSF。此外，實(shí)施例4中，如表2所示，可以確i人OSF區(qū)域、PV區(qū)域、PI區(qū)域混在一起。此外，如圖10所示，作為本發(fā)明比較例的實(shí)施例5中，BMD密度為1x105個(gè)/112左右，如表2所示，雖然為與作為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施例1和實(shí)施例2相同的氧濃度，但是OSF超過(guò)檢測(cè)限，觀察到極多的OSF。此外，實(shí)施例5中，如表2所示，可以確iLOSF區(qū)域、PV區(qū)域、PI區(qū)域混在一起。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，可以以適于工業(yè)生產(chǎn)的制造效率穩(wěn)定地制造含有具有可以充分地確保吸雜能力的氧析出物密度的氧析出促進(jìn)區(qū)域(PV區(qū)域)和/或氧析出抑制區(qū)域(PI區(qū)域)的硅晶片。若使用用本發(fā)明的方法制造的吸雜能力均勻的晶片則可以抑制裝置制造步驟中的裝置特性的不均勻、可以以較高的收率進(jìn)行裝置制造<權(quán)利要求1.一種硅單晶的生長(zhǎng)方法，其為通過(guò)直拉法生長(zhǎng)根據(jù)ASTM-F1211979測(cè)得的氧濃度為12×1017～18×1017個(gè)原子/cm3的硅單晶的方法，其中，生長(zhǎng)所述單晶的環(huán)境氣體含有含氫原子的物質(zhì)的氣體，對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度進(jìn)行控制，以使從熔點(diǎn)到1350℃的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc與從熔點(diǎn)到1350℃的結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge之比Gc/Ge為1.1～1.4、所述結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc為3.0～3.5℃/mm。2.權(quán)利要求1所述的硅單晶的生長(zhǎng)方法，其中，對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的側(cè)面部進(jìn)4亍冷卻。3.權(quán)利要求1所述的硅單晶的生長(zhǎng)方法，其中，根據(jù)ASTM-F1211979測(cè)得的所述氧濃度為13x1017~16x10"個(gè)原子/cm3。4.權(quán)利要求1所述的硅單晶的生長(zhǎng)方法，其中，生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度為1000~800°C的時(shí)間為80~180分鐘。5.權(quán)利要求1所述的硅單晶的生長(zhǎng)方法，其中，所述環(huán)境氣體中含氫原子的物質(zhì)的氣體的氫分子分壓為40~400Pa。6.權(quán)利要求1所述的硅單晶的生長(zhǎng)方法，其中，使所述硅單晶的直筒部為氧析出促進(jìn)區(qū)域和/或氧析出抑制區(qū)域。7.權(quán)利要求1所述的硅單晶的生長(zhǎng)方法，其中，使所述硅單晶的直筒部為氧析出抑制區(qū)域。8.—種硅晶片的制造方法，其中，由通過(guò)權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)所述的硅單晶的生長(zhǎng)方法生長(zhǎng)的硅單晶的直筒部釆取，氧析出物密度為1x104~1x1()6個(gè)/cm2。9.一種硅晶片，其通過(guò)權(quán)利要求8所述的硅晶片制造方法制造。全文摘要本發(fā)明的硅單晶的生長(zhǎng)方法，其為通過(guò)直拉法生長(zhǎng)根據(jù)ASTM-F1211979測(cè)得的氧濃度為12×10¹⁷～18×10¹⁷個(gè)原子/cm³的硅單晶的方法。生長(zhǎng)單晶的環(huán)境氣體為惰性氣體和含氫原子的物質(zhì)的氣體的混合氣體。對(duì)生長(zhǎng)中的硅單晶的溫度進(jìn)行控制，以使從熔點(diǎn)到1350℃的結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc和從熔點(diǎn)到1350℃的結(jié)晶外周部的軸向溫度梯度Ge之比Gc/Ge為1.1～1.4、所述結(jié)晶中心部的軸向溫度梯度Gc為3.0～3.5℃/mm。文檔編號(hào)C30B29/06GK101198727SQ20058005012公開日2008年6月11日申請(qǐng)日期2005年11月8日優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日發(fā)明者中村剛,小暮康弘,濱田建,稻見修一,高瀨伸光申請(qǐng)人:勝高股份有限公司