CN114599826A - 单晶提拉方法和单晶提拉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供单晶提拉方法和单晶提拉装置，所述单晶提拉方法是在通过直拉法从硅熔融液中提拉硅单晶时，在肩部形成后、且在产品部前半形成中，向硅熔融液中高效地添加掺杂剂而不会产生有位错化，可得到低电阻率的单晶。所述方法具备以下工序：形成惰性气体流(G)的工序，该惰性气体流在配置成包围在炉内培育的硅单晶(C)的隔热板(7)的内侧从上方朝向硅熔液面(M1)流动，同时沿着上述硅熔液面放射状地扩展，向上述坩埚外排气；在上述炉内使掺杂剂变成气态的工序；将已变成气态的掺杂剂排放到上述隔热板的内侧的工序；以及使上述已变成气态的掺杂剂搭乘上述惰性气体流而流动的工序。
Description
技术领域
本发明涉及单晶提拉方法和单晶提拉装置，该单晶提拉方法是通过直拉法(Czochralski法：CZ法)提拉硅单晶，例如涉及单晶提拉方法和单晶提拉装置，该单晶提拉方法为了形成N型半导体而以高浓度掺杂红磷、砷等，从而可得到低电阻率的单晶。
背景技术
基于CZ法的硅单晶的培育(growth，生长)如下进行：在设置于如图7所示的腔室(chamber) 50内的石英坩埚51中填充作为原料的多晶硅，通过设在石英坩埚51周围的加热器52来加热多晶硅使其熔融，制成硅熔液M，之后将安装在籽晶夹头(seed chuck)上的籽晶(seed) P浸在该硅熔液中，边使籽晶夹头和石英坩埚51在同向或反向旋转边提拉籽晶夹头，从而进行硅单晶的培育。
通常，在提拉开始之前，在硅熔液M的温度稳定后，进行使籽晶P与硅熔体M接触而将籽晶P的前端部熔解的缩颈。缩颈是为了去除位错的不可缺少的工序，所述位错是由于籽晶P与硅熔液M的接触所发生的热冲击(thermal shock)而在硅单晶中产生的位错。
通过该缩颈而形成颈部P1。另外，该颈部P1通常需要直径为3～4mm、其长度最低也需要为30mm以上，根据条件等需要长度为100～500mm。
另外，作为提拉开始后的工序，在缩颈结束后进行下述工序：肩部C1的形成工序，将晶体扩展至直筒部(直体部)直径；直筒部C2的形成工序，培育成为产品的单晶；以及尾部(没有图示)的形成工序，缓慢地缩小直筒部形成工序后的单晶直径。
然而，为了制造适合低耐压功率器件的N型半导体，要求以高浓度添加了红磷或砷等掺杂剂的低电阻的单晶C。作为在硅熔液中添加挥发性高的掺杂剂的红磷或砷等的方法，下述方法广为人知：在将籽晶P浸于硅熔液M之前，将固体掺杂剂直接投入到硅熔液M中、或者使掺杂剂变成气态后喷涂在硅熔液M的表面。
然而，在这样的现有方法的情况下，由于在形成肩部之前在硅熔液M中以高浓度添加掺杂剂，因此在上述缩颈工序中有时无法去除位错。
另外，即使在缩颈工序中去除了位错，但在之后的肩部培育工序中晶癖(crystalhabit，晶体惯态)线也容易消失，存在晶体在到达产品部(直筒部C2)之前发生有位错化的课题。
作为解决上述课题的方法，考虑在肩部C1形成后、且在产品部(直筒部)前半形成中进行向硅熔液M中添加掺杂剂。
然而，若在肩部C1形成后向硅熔液M中投入固体掺杂剂，则固体掺杂剂与晶体接触，从而存在晶癖线消失的课题。
为了解决这样的课题，专利文献1中公开了下述方法：如图8所示，使用于供给固体掺杂剂的掺杂管60贯通至炉内，在掺杂管60中利用炉内的热而使固体掺杂剂升华，使其通过连接于上述掺杂管60的供给管61以喷涂在硅熔液M的液面M1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-215117。
发明内容
发明所要解决的课题
根据这样的方法，可在肩部C1形成后、且在直筒部C2前半形成中的时机，向硅熔液M中添加掺杂剂，根据掺杂剂供给量，将硅熔液M调整至所期望的浓度。
然而，在专利文献1所公开的方法中，由于将已气化的掺杂剂局部地喷涂在硅熔液M的液面M1，所以熔液M的液面M1会振动，容易发生有位错化，因此存在单晶C的培育变得困难的课题。
另一方面，若为了抑制硅熔液M的液面M1的振动，而较大地空出上述供给管61的前端与硅熔液M面的距离，则存在达到熔液面M1之前的掺杂剂量减少的课题。
另外，由于通过上述供给管61进行的喷涂区域为局部性的，所以存在掺杂剂向硅熔液M中的摄入率低的课题。特别是，由于在屏蔽热的屏蔽罩58的外侧配置有供给管61的喷出口61a，所以从该喷出口61a喷出的掺杂剂的气体与硅熔液M接触的区域很小，无法高效地熔入至熔液M中。其结果，存在下述课题：熔入至硅熔液M中的掺杂剂量的比例降低，在达到所期望的浓度为止掺杂剂投入量增加，最终导致成本升高。
本发明是在如上所述的情况下研发的发明，其目的在于提供单晶提拉方法和单晶提拉装置，所述单晶提拉方法是在通过直拉法从硅熔融液中提拉硅单晶时，在肩部形成后、且在产品部前半形成中，向硅熔融液中高效地添加掺杂剂而不会产生有位错化，可得到低电阻率的单晶。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题而研发的、本发明所涉及的单晶提拉方法具有以下特征：其是在配置于炉内的坩埚内形成硅熔液，通过直拉法培育硅单晶的硅单晶提拉方法，所述方法具备以下工序：形成惰性气体流的工序，该惰性气体流在配置成包围在炉内培育的硅单晶的隔热板的内侧从上方朝向硅熔液面流动，同时沿着上述硅熔液面放射状地扩展，向上述坩埚外排气；在上述炉内使掺杂剂变成气态的工序；将已变成气态的掺杂剂排放到上述隔热板的内侧的工序；以及使上述已变成气态的掺杂剂搭乘上述惰性气体流而流动的工序。
尚需说明的是，在使上述已变成气态的掺杂剂搭乘上述惰性气体流而流动的工序中，在掺杂剂为砷的情况下，希望将硅熔液中的掺杂剂浓度设为至少1.5E20atoms/cm3以上。
或者，在使上述已变成气态的掺杂剂搭乘上述惰性气体流而流动的工序中，在掺杂剂为红磷的情况下，希望将硅熔液中的掺杂剂浓度设为至少1.9E20atoms/cm3以上。
如此，根据本发明，形成了搭乘在炉体内形成且与硅熔液的整个液面接触的惰性气体的流动而搬运掺杂剂气体的构成。由此，掺杂剂从硅熔液的整个液面被摄入至硅熔液中，可提高掺杂剂摄入率。另外，由于与硅熔液的液面碰撞而未被摄入至熔液中的掺杂剂气体与惰性气体一起向炉体外排气，因此硅熔液的液面不会振动，可防止位错的发生。
其结果，例如可得到以高浓度添加了红磷或砷等掺杂剂的低电阻率的单晶。
另外，为了解决上述课题而研发的、本发明所涉及的单晶提拉装置具有以下特征：其是在通过加热器加热的、配置于炉内的坩埚内形成硅熔液，并通过直拉法培育硅单晶的硅单晶提拉装置，所述装置具备：隔热板，其在上述坩埚的上方以包围要培育的硅单晶的方式配置；升华室，其在上述隔热板的内周面侧沿着圆周方向形成为环状，并沿着圆周方向形成有多个喷出口；以及漏斗部，其前端侧与上述升华室连通，用于将掺杂剂供给至上述升华室中。
尚需说明的是，上述漏斗部具有：倒圆锥状的漏斗部主体；以及漏斗管，其从上述漏斗主体的已缩径的前端延伸至上述升华室，希望上述漏斗部主体的上部开口的直径为40～80mm，上述漏斗管的直径为4～10mm，上述升华室的管部内径为20～50mm，环状的上述升华室的环内径为要培育的硅单晶的直径的120～150%的范围。
另外，在上述升华室中，希望上述喷出口的直径为5～15mm、且在该升华室的圆周方向以10～30个的范围空出规定间隔进行配置。
通过在炉体内形成这样的构成，形成了搭乘与硅熔液的整个液面接触的惰性气体的流动而搬运掺杂剂气体的构成。由此，掺杂剂从硅熔液的整个液面被摄入至硅熔液中，可提高掺杂剂摄入率。另外，由于与硅熔液的液面碰撞而未被摄入至熔液中的掺杂剂气体和惰性气体一起向炉体外排气，因此硅熔液的液面不会振动，可防止位错的发生。
其结果，例如可得到以高浓度添加了红磷或砷等掺杂剂的低电阻率的单晶。
发明效果
根据本发明，可提供单晶提拉方法和单晶提拉装置，该单晶提拉方法是在通过直拉法从硅熔融液中提拉硅单晶时，在肩部形成后、且在产品部前半形成中，向硅熔融液中高效地添加掺杂剂而不会产生有位错化，可得到低电阻率的单晶。
附图说明
[图1] 图1是实施本发明所涉及的单晶提拉方法的单晶提拉装置的截面图。
[图2] 图2是将图1的单晶提拉装置的主要部分放大的截面图。
[图3] 图3是将升华夹具放大显示的立体图。
[图4] 图4是升华夹具所具有的升华室构件的截面图。
[图5] 图5(a)、(b)是显示升华室构件的变形例的截面图。
[图6] 图6是显示实施例的结果的曲线图。
[图7] 图7是用于说明通过直拉法提拉硅单晶的工序的截面图。
[图8] 图8是显示现有的单晶提拉装置的概略构成的截面图。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明所涉及的单晶提拉方法和单晶提拉装置进行说明。尚需说明的是，本发明所涉及的单晶提拉方法是用于在单晶的肩部形成后向硅熔融液中以高浓度添加掺杂剂而得到具有N型电性质的低电阻率的硅单晶的方法。
图1是实施本发明所涉及的单晶提拉方法的单晶提拉装置的截面图。图2是将图1的单晶提拉装置的主要部分放大的截面图。
该单晶提拉装置1具备：碳基座(或石墨基座) 3，其在炉体2内可绕垂直轴旋转且可升降地设置；以及石英玻璃坩埚4 (以下，简称为坩埚4)，其收纳于上述碳基座3中。
上述坩埚4具有直筒部4a和形成于其下方的底部(即，包括小R部4b和大R部4c在内的范围)，在碳基座3旋转的同时可绕垂直轴旋转。
尚需说明的是，在碳基座3的下方设有：使该碳基座3绕垂直轴旋转的旋转马达等旋转机构(没有图示)；以及使碳基座3升降移动的基座升降机构(没有图示)。
另外，单晶提拉装置1具备：电阻加热式中间加热器(side heater，侧加热器) 5，其将填装在坩埚4中的半导体原料(原料多晶硅)熔融以制成硅熔融液M (以下，简称为熔融液M)；以及提拉机构(没有图示)，其将线材6卷起，提拉所培育的单晶C。在上述提拉机构所具有的线材6的前端安装有籽晶P。
另外，在形成于坩埚4内的熔融液M的上方设有在上下具有开口的圆筒状辐射屏蔽7 (隔热板)，以屏蔽来自中间加热器5或熔融液M等的针对培育中的单晶C的多余的辐射热。
尚需说明的是，辐射屏蔽7的下端与熔融液面之间的间隙以根据要培育的单晶的所期望的特性而维持规定距离的方式进行控制。
上述炉体2由收纳坩埚4等的主腔室2a和从上述主腔室2a的顶部向上方延伸以用于提拉单晶C的提拉腔室2b形成。在上述提拉腔室2b的周面形成有用于将惰性气体G导入至炉体2内的气体供给管2b1，在主腔室2a的底面设有用于将导入至炉体2内的上述惰性气体G向炉体2外排出的排气管2a1。
由此，如图1中箭头所示，导入至炉体2内的惰性气体G从辐射屏蔽7的上部开口7a侧经该辐射屏蔽7内向下方流动，与硅熔融液M的液面碰撞后，经辐射屏蔽7的外周面侧上升而向坩埚4的外侧流动，并从坩埚4下方的上述排气管2a1向炉体2外排气。
另外，在辐射屏蔽7的内侧设有升华夹具10，其用于使固体掺杂剂升华以形成掺杂剂气体D，同时将掺杂剂气体D排放到炉体2内。该升华夹具10由以下部分构成：升华室构件11 (升华室)，其整体由二氧化硅玻璃形成，用于使固体掺杂剂升华以形成掺杂剂气体；以及用于向上述升华室构件11中供给固体掺杂剂的漏斗管12 (漏斗部)和漏斗部主体13 (漏斗部)。
上述升华室构件11沿着辐射屏蔽7的内周面在圆周方向环状地延伸设置，同时形成为截面圆形的管体。
另外，在形成为直管状的炉体2内，上述漏斗管12的下端与上述升华室构件11连通性地连接。另外，上述漏斗管12的上端与形成为倒圆锥状的上述漏斗部主体13的下端部连通性地连接。
即，若对漏斗部主体13供给固体掺杂剂，则所供给的固体掺杂剂通过漏斗管12供给至作为管体的升华室构件11内。供给至升华室构件11内的固体掺杂剂因已设为高温的炉体2内的热而升华，成为掺杂剂气体。然后，使形成在升华室构件11内的掺杂剂气体从形成于升华室构件11上的后述的喷出口11a向炉体2内喷出。
图3是将升华夹具10放大的立体图。另外，图4是升华夹具10所具有的升华室构件11的截面图。
上述升华室构件11是截面圆形的管体形成为环状的构件，以与硅熔液M的液面平行(即水平)的方式进行配置。
如图3所示，在升华室构件11中设有多个(例如10～30个)喷出口11a，以将在内部已升华的掺杂剂例如朝向环中心排放。
如图所示，上述多个喷出口11a在环状的升华室构件11的内侧侧面沿着圆周方向例如以等间隔地形成。具体而言，如图4所示，若以朝向单晶提拉轴的水平方向为0˚、以垂直上方向为90˚，则希望上述喷出口11a配置在0˚～90˚的范围内(例如45˚)。这是由于：可使从喷出口11a喷出的掺杂剂气体迅速地搭乘惰性气体G的流动。
另外，如图4所示，上述升华室构件11的管内径A以防止已升华的掺杂剂气体向漏斗管12倒流且不使掺杂剂气体滞留于管内的方式形成为直径20mm以上且50mm以下。
另外，升华室构件11的环内径B希望设为要培育的单晶C的直径的120%以上且150%以下。这是由于：若环内径B小于120%，则培育中的单晶C与升华室构件11有可能接触，若大于150%，则从喷出口11a喷出的掺杂剂气体的量在喷出口11a间容易变得不均匀(离漏斗管12越近的喷出口11a喷出的量越多)。
另外，上述喷出口11a的直径希望形成为5mm以上且15mm以下。这是由于：若喷出口11a的直径小于5mm，则在升华室构件11内已升华的掺杂剂气体有可能向漏斗管12中倒流，若大于15mm，则未升华的掺杂剂有可能从喷出口11a落下。
另外，上述漏斗部主体13的上部开口13a的直径希望为40mm以上且80mm以下。这是由于：若上部开口13a的直径小于40mm，则从掺杂剂供给管14所排放的掺杂剂有可能溢出到漏斗部主体13的外侧。另一方面，若上部开口13a的直径大于80mm，则漏斗部主体13的重量增加，对漏斗管12的荷载变得过大。
另外，上述漏斗管12的管内径希望形成为4mm以上且10mm以下。这是由于：若管内径小于4mm，则所通过的掺杂剂在中途有可能堵塞，若管内径大于10mm，则在升华室构件11内已升华的掺杂剂有可能向漏斗管12内倒流。
另外，在上述漏斗部主体13的上部开口13a中插入有由二氧化硅玻璃构成的掺杂剂供给管14的下端，该掺杂剂供给管14插通到主腔室2a的外侧。上述掺杂剂供给管14的上端配置在炉体2外，且与收纳固体掺杂剂(红磷或砷等)的掺杂剂室15连通性地连接。尚需说明的是，固体掺杂剂的平均粒径为2.0mm。
在如此构成的单晶提拉装置1中，例如在培育直径为206mm (产品直径为200mm)、直筒部长度为1600mm的单晶C的情况下，如下进行提拉。即，最初在坩埚3内填装原料多晶硅，根据计算机(没有图示)所具有的存储单元中所存储的程序，开始晶体培育工序。
首先，如图1所示，从设于炉体2上部的气体供给管2b1向炉体2内导入惰性气体G(主要是氩气)。惰性气体G在辐射屏蔽7的内侧从上向下通过，撞到填装在坩埚4中的原料多晶硅(熔融后为硅熔融液M)。进一步地，惰性气体G在辐射屏蔽7的外周面与坩埚内周面之间从下向上流动，在坩埚的外侧从上向下流动，从排气管2a1向炉体2外排气。由此，炉体2内形成惰性气体G的环境，同时作为整体形成从上方向下方流动的惰性气体流。
另外，填装在坩埚4内的原料多晶硅通过中间加热器5的加热而熔融，成为硅熔液M。由此，在屏蔽罩7的内侧从上方朝向硅熔液面M1流动的惰性气体G沿着上述硅熔液面M1放射状地扩展，排气到上述坩埚4外。
而且，坩埚4在规定的高度位置以规定的旋转速度(rpm)进行旋转运行。然后，降下线材6，使籽晶P与硅熔液M接触，进行将籽晶P的前端部熔解的缩颈，颈部P1开始形成。
若形成颈部P1，则以对中间加热器5的供给电力、或提拉速度(通常为数毫米/每分钟的速度)等为参数调整提拉条件，使籽晶P在与坩埚4的旋转方向相反的方向以规定的旋转速度开始旋转。然后，扩大晶体直径，形成肩部C1，转移至形成成为产品部分的直筒部C2的直筒工序。
这里，在硅单晶C的肩部C1形成后、且在直筒部C2形成的前半阶段，从掺杂剂室15经由掺杂剂供给管14对漏斗部主体13供给固体掺杂剂(红磷或砷等)。供给至漏斗部主体13的固体掺杂剂通过漏斗管12供给至配置在辐射屏蔽7内侧的升华室构件11内。然后，供给至升华室构件11内的固体掺杂剂因炉内的热而升华，如图2所示，成为掺杂剂气体D，从多个喷出口11a排放。
尚需说明的是，通过预先掌握向升华室构件11中的固体掺杂剂的投入量与硅熔液M中的掺杂剂浓度的关系式，可使硅熔液M和单晶C的掺杂剂浓度、进而使单晶C的电阻率达到所期望的值。
本发明所涉及的方法中，在掺杂剂为红磷的情况下，希望将硅熔液M中的掺杂剂浓度设为1.9E20atoms/cm3左右，由此可使单晶C的电阻率达到1.1mΩcm左右。另外，在掺杂剂为砷的情况下，希望将硅熔液M中的掺杂剂浓度设为1.5E20atoms/cm3左右，由此可使单晶C的电阻率达到1.8mΩcm左右。
从上述多个喷出口11a排放的掺杂剂气体D在辐射屏蔽7内搭乘从上向下流动的惰性气体G的流动而向下方流动，与硅熔液M的液面接触。由此，掺杂剂气体被硅熔液M有效地吸收并摄入，硅熔液中的掺杂剂浓度上升。其结果，在由硅熔液M培育的单晶C的直筒部，掺杂剂浓度升高，形成低电阻率的晶体。
这样，掺杂剂气体D搭乘惰性气体G的流动被摄入至硅熔液M中，但未被摄入的掺杂剂气体D与惰性气体G一起被排出到炉体2外。即，由于向硅熔液M喷涂掺杂剂气体D是搭乘在炉体2内形成的惰性气体G的流动而进行的，因此硅熔液M的液面不会振动，可防止位错的发生。
另外，由于掺杂剂气体D通过惰性气体G的流动而与硅熔液M的整个液面接触，因此掺杂剂被有效地摄入至硅熔液M中，掺杂剂的摄入率上升。
随着提拉硅单晶C、直筒部C2的形成进展，收纳坩埚4的碳基座3上升移动，维持熔融液面M1相对于位置固定的辐射屏蔽7和中间加热器4的位置。
若直筒工序结束，则进行缩小晶体直径以形成晶体底部(没有图示)的缩径工序，单晶C的提拉结束。
如上所述，根据本实施方式，形成了搭乘在炉体2内形成且与硅熔液M的整个液面接触的惰性气体G的流动而搬运掺杂剂气体D的构成。由此，掺杂剂从硅熔液M的整个液面被摄入至硅熔液M中，可提高掺杂剂摄入率。另外，由于与硅熔液M的液面碰撞而未被摄入至熔液中的掺杂剂气体D与惰性气体G一起向炉体2外排气，因此硅熔液M的液面不会振动，可防止位错的发生。
其结果，例如可得到以高浓度添加了红磷或砷等掺杂剂的低电阻率的单晶C。
尚需说明的是，在上述实施方式中，希望多个喷出口11a配置在图4所示的0˚～90˚的范围内，但在本发明中并不限于该方式。
例如，可如图5(a)所示在升华室构件11的下面(270˚)配置喷出口11a，或者，可如图5(b)所示在升华室构件11的上面、下面、侧面等交错状地设置喷出口11a。
另外，在上述实施方式中，虽然升华室构件11的管的截面形状呈圆形，但在本发明中并不限于该构成，截面可以是梯形、矩形、三角形中的任一种形状。
实施例
根据实施例，进一步对本发明所涉及的单晶提拉方法和单晶提拉装置进行说明。
(实施例1)
在实施例1中，在上述实施方式所示的构成的单晶提拉装置中，向坩埚内投入150kg的原料多晶硅，进行直径206mm的硅单晶的提拉。在直筒部的培育的前半使用红磷作为掺杂剂，使用本实施方式所示的升华夹具10进行掺杂。
另外，在升华夹具10中，漏斗部主体13的上部开口13a的直径设为80mm、漏斗管12的直径设为6mm、升华室构件11的管内径A设为40mm、升华室构件11的环内径B设为直径240mm。
另外，形成在升华室构件11上的喷出口11a沿着升华室构件11的环的圆周等分配置在10处。各喷出口11a的直径形成为8mm。另外，各喷出口11a的配置角度(图4所示的角度的定义)设为45˚。
掺杂剂的投入在肩部形成后以各5～10/次、分多次向升华室构件11内投入直至到达总计1000g为止。尚需说明的是，每次投入掺杂剂时，都通过目视确认固体掺杂剂已升华，再进行下一次的掺杂剂投入。
在上述条件下进行3根单晶的培育，以硅熔液面是否发生振动、在晶体培育过程中是否发生位错、掺杂剂效率作为评价项目。尚需说明的是，掺杂剂效率是指将成为产品的直筒部进行纵向切割、并测定电阻率而得的结果，其显示已气化的掺杂剂对电阻率的贡献度。
(比较例1)
在比较例1中，没有使用实施例1中所使用的升华夹具，而是在辐射屏蔽的外侧对硅熔液的液面局部性地喷涂已气化的掺杂剂。
其他条件与实施例1相同。
(结果)
在实施例1中，投入所有的掺杂剂，通过四探针法测定所提拉的单晶的电阻率，其结果是在3次提拉中均为1.1Ωcm以下。
另一方面，在比较例1中，投入所有的掺杂剂，通过四探针法测定所提拉的单晶的电阻率，其结果是在3次提拉中均为2.0mΩcm以上。
在表1中，作为实施例1和比较例1的结果，显示硅熔液面是否发生振动、在晶体培育过程中是否发生位错。
(表1)
如表1所示，在实施例1中，液面振动和有位错均未产生。
另一方面，在比较例1中，发生了液面振动，将其视为原因的有位错在3次提拉中有2次提拉发生了位错。
另外，在图6中，作为掺杂剂效率的结果，将成为产品的直筒部进行纵向切割，以曲线图显示所测定的电阻率。在图6的曲线图中，横轴表示直筒部(产品部)的长度，纵轴表示电阻率(mΩcm)。
如图6的曲线图所示，在实施例1中得到了电阻率较比较例1的情况低的单晶，确认到作为掺杂剂被硅熔液吸收的比例为约2倍。
由以上的实施例的结果确认到：根据本发明，可在硅熔融液中高效地添加挥发性高的掺杂剂而不会产生有位错化，可得到低电阻率的单晶。
符号说明
1：单晶提拉装置；
2：炉体；
3：基座；
4：坩埚；
5：中间加热器；
6：线材；
7：辐射屏蔽(隔热板)；
10：升华夹具；
11：升华室构件；
11a：喷出口；
12：漏斗管(漏斗部)；
13：漏斗部主体(漏斗部)；
14：掺杂剂供给管；
15：掺杂剂室；
M：硅熔液；
C：硅单晶；
C1：肩部；
C2：直筒部；
G：惰性气体；
D：掺杂剂气体。
Claims (6)
1.单晶提拉方法，其特征在于：其是在配置于炉内的坩埚内形成硅熔液，通过直拉法培育硅单晶的硅单晶提拉方法，所述方法具备以下工序：
形成惰性气体流的工序，该惰性气体流在配置成包围在炉内培育的硅单晶的隔热板的内侧从上方朝向硅熔液面流动，同时沿着上述硅熔液面放射状地扩展，向上述坩埚外排气；
在上述炉内使掺杂剂变成气态的工序；
将已变成气态的掺杂剂排放到上述隔热板的内侧的工序；以及
使上述已变成气态的掺杂剂搭乘上述惰性气体流而流动的工序。
2.权利要求1所述的单晶提拉方法，其特征在于：
在使上述已变成气态的掺杂剂搭乘上述惰性气体流而流动的工序中，
在掺杂剂为砷的情况下，将硅熔液中的掺杂剂浓度设为至少1.5E20atoms/cm3以上。
3.权利要求1所述的单晶提拉方法，其特征在于：
在使上述已变成气态的掺杂剂搭乘上述惰性气体流而流动的工序中，
在掺杂剂为红磷的情况下，将硅熔液中的掺杂剂浓度设为至少1.9E20atoms/cm3以上。
4.单晶提拉装置，其特征在于：其是在通过加热器加热的、配置于炉内的坩埚内形成硅熔液，并通过直拉法培育硅单晶的硅单晶提拉装置，所述装置具备：
隔热板，其在上述坩埚的上方以包围要培育的硅单晶的方式配置；
升华室，其在上述隔热板的内周面侧沿着圆周方向形成环状，并沿着圆周方向形成有多个喷出口；以及
漏斗部，其前端侧与上述升华室连通，用于将掺杂剂供给至上述升华室中。
5.权利要求4所述的单晶提拉装置，其特征在于：
上述漏斗部具有：倒圆锥状的漏斗部主体；以及漏斗管，其从上述漏斗主体的已缩径的前端延伸至上述升华室，
上述漏斗部主体的上部开口的直径为40～80mm，上述漏斗管的直径为4～10mm，
上述升华室的管部内径为20～50mm，环状的上述升华室的环内径为要培育的硅单晶的直径的120～150%的范围。
6.权利要求4或权利要求5所述的单晶提拉装置，其特征在于：在上述升华室中，上述喷出口的直径为5～15mm、且在该升华室的圆周方向以10～30个的范围空出规定间隔进行配置。
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