CN115369474B

CN115369474B - 感应加热绕组及使用其的单晶制造装置及单晶的制造方法

Info

Publication number: CN115369474B
Application number: CN202210445004.5A
Authority: CN
Inventors: 松岛直辉; 横山龙介
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2024-02-13
Anticipated expiration: 2042-04-26
Also published as: CN115369474A; EP4092167A1; JP2022177529A

Abstract

本发明抑制原料棒的融解面的高度不均来稳定地制造单晶。感应加热绕组（20）具备在中央具有开口部（22）的圆环状的绕组导体（21）、在半径方向上从开口部延伸而使绕组导体的一方的端部和另一方的端部分离的狭缝（23)、在绕组导体的上表面（21A）形成的半径方向的台阶（25）。绕组导体的上表面具有台阶被以包围开口部的方式设置成俯视时为圆弧状的台阶形成区域（28）、未设置台阶的台阶非形成区域（29），台阶非形成区域包括与狭缝相邻的狭缝附近区域（27A）。台阶形成区域是与台阶非形成区域相比从狭缝离开的区域。台阶设置于原料棒的直体部的外周端（2e）的附近，被比外周端靠半径方向的内侧地设置。

Description

感应加热绕组及使用其的单晶制造装置及单晶的制造方法

技术领域

本发明涉及基于区熔法(FZ法，Floating Zone法)的单晶的制造所使用的感应加热绕组及使用该感应加热绕组的单晶制造装置及单晶的制造方法。

背景技术

作为硅单晶的制造方法已知有区熔法。区熔法是如下方法：将由多晶硅构成的原料棒的一部分加热而生成熔融带，使分别位于熔融带的上方及下方的原料棒及籽晶逐渐降下，由此，在籽晶的上方成长出大的单晶。区熔法中不像直拉单晶制造法(CZ法，Czochralski法)那样使用石英坩埚，所以能够制造氧浓度低的单晶。

区熔法中多晶硅原料的加热中使用感应加热方式。将高频电流流过感应加热绕组时产生的磁场对硅原料施加时，硅原料中由于电磁感应而涡电流流动，产生基于涡电流的焦耳热。感应加热方式中利用该焦耳热加热硅原料。

关于利用感应加热绕组加热硅原料的方法，例如专利文献1中记载了，在感应加热绕组的背面侧，设置成如下锥形形状：使以狭缝为中心的20度以上80度以下的区域的形状平坦，在除此以外的区域从中心向外周变厚。

此外，专利文献2中记载了，在主感应加热绕组和原料及/或单晶之间，在与主绕组的电极(狭缝)相反的一侧设置副感应加热绕组，确认浮区的状态的同时使副感应加热绕组的位置移动，由此，调整能够对位错化的发生造成影响的浮区的状态。

专利文献3中记载了，在感应加热绕组的上下某一方或两方将基于卤素灯加热器的辅助加热加热器配置成包围原料或单晶。借助辅助加热加热器，能够将原料高效率地加热。但是，基于卤素灯加热器的加热中也对感应加热绕组同时加热，所以有超过流过绕组的冷却水的冷却极限、绕组由于冷却水的沸腾而破裂的可能。

专利文献1：日本特开2013-168345号公报。

专利文献2：日本特开2015-218076号公报。

专利文献3：日本特开2016-141612号公报。

区熔法中为了提高单晶的成品率而需要原料棒的大口径化。然而，若原料棒的直径变大，则难以均匀地加热原料棒的周向整体，局部地产生原料的融解量增加的部位，由此，原料棒的融解面的周向的高度的不均变大，该不均匀的融解面最终与绕组面接触，因此，不得不中止制造工序。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供能够抑制原料棒的融解面的高度不均而稳定地制造单晶的感应加热绕组及使用该感应加热绕组的单晶制造装置及单晶的制造方法。

为了解决上述问题，本发明的感应加热绕组是基于区熔法的单晶的制造中加热原料棒的感应加热绕组，其特征在于，具备圆环状的绕组导体、狭缝、半径方向的台阶，前述圆环状的绕组导体在中央具有开口部，前述狭缝在半径方向上从前述开口部延伸，使前述绕组导体的一方的端部与另一方的端部分离，前述半径方向的台阶形成于前述绕组导体的上表面，前述绕组导体的前述上表面具有前述台阶被以包围前述开口部的方式设置成俯视时为圆弧状的台阶形成区域、不设置前述台阶的台阶非形成区域，前述台阶非形成区域包括与前述狭缝相邻的狭缝附近区域，前述台阶形成区域是与前述台阶非形成区域相比从前述狭缝离开的区域，前述台阶被设置于前述原料棒的直体部的外周端的附近，被比前述外周端靠半径方向的内侧地设置。

此外，本发明的单晶制造装置是基于区熔法的单晶的制造所使用的单晶制造装置，其特征在于，具备上轴、下轴、感应加热绕组，前述上轴将原料棒能够旋转及能够升降地支承，前述下轴配置于前述上轴的下方，将籽晶能够旋转及能够升降地支承，前述感应加热绕组将前述原料棒加热，前述感应加热绕组具备上述特征。

进而，此外，本发明的单晶的制造方法的特征在于，使用具备上述特征的感应加热绕组，通过区熔法制造单晶。

根据本发明，能够使狭缝附近区域和狭缝远方区域之间的加热量的不均变小，能够将原料棒的外周部的周向整体均匀地加热。因此，能够抑制原料棒的融解面的高度不均来稳定地培养单晶。

在本发明中，优选为，前述原料棒的半径(r₀)和前述台阶的半径(r₁)的差(Δr＝r₀-r₁)为2mm以上8mm以下。若原料棒和台阶的半径差为2~8mm的范围内，则能够将原料棒的外周部的周向整体均匀地加热。

在本发明中，优选为，前述台阶的高度(h)为0.5mm以上1.5mm以下。若台阶的高度为0.5~1.5mm的范围内，则能够提高台阶形成区域附近的电流密度来导致适当的发热量的增加。

在本发明中，优选为，前述台阶非形成区域为，向前述狭缝的两侧扩展的中心角为45度以上90度以下的大致扇状的区域。该情况下，在前述绕组导体的前述一方的端部侧设置的前述台阶非形成区域的宽度和在前述另一方的端部侧设置的前述台阶非形成区域的宽度可以相同，也可以不同。

发明效果

根据本发明，提供能够抑制原料棒的融解面的高度不均而稳定地制造单晶的感应加热绕组及使用该感应加热绕组的单晶制造装置及单晶的制造方法。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的单晶制造装置的结构的示意图。

图2(a)及(b)是表示本发明的第1实施方式的感应加热绕组的结构的图，(a)是大致俯视图，(b)是沿(a)的X-X’线的大致剖视图。

图3是说明感应加热绕组内的电流的流动的图。

图4(a)及(b)是表示利用以往的感应加热绕组加热时的原料棒的发热量分布的仿真结果的图表，(a)表示半径方向的发热量分布，(b)表示周向的发热量分布。

图5(a)~(e)是说明感应加热绕组的上表面的台阶形状有无与发热量的关系的图。

图6(a)及(b)是表示利用本实施方式的感应加热绕组加热时的原料棒的发热量分布的仿真结果的图表，(a)表示半径方向的发热量分布，(b)表示周向的发热量分布。

图7是表示本发明的第2实施方式的感应加热绕组的结构的大致俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本发明的优选的实施方式。

如图1所示，该单晶制造装置1是用于通过区熔法培养硅单晶的装置，具备容纳原料棒2、籽晶3及在籽晶3上成长的硅单晶4的反应炉10、将原料棒2能够旋转及能够升降地支承的上轴11、将籽晶3及硅单晶4能够旋转及能够升降地支承的下轴12、加热原料棒2的下端部的感应加热绕组20、与进行晶体成长而大型化的硅单晶4的锥部4a抵接来支承硅单晶4的重量的单晶重量保持件14、向原料棒2和硅单晶4之间的熔融带5(熔融硅)供给掺杂气体的气体掺杂装置15。

原料棒2由将甲硅烷、三氯硅烷等硅原料精制所得到的高纯度多晶硅构成，原料棒2的上端部经由原料保持件16安装于上轴11的下端部。籽晶3的下端部经由籽晶保持件17安装于下轴12的上端部。上轴11及下轴12分别借助图中未示出的驱动机构旋转及被升降驱动。

通常，通过区熔法培养的硅单晶4的直径R₁比原料棒2的直径R₀大。例如，培养直径R₁＝200mm的硅单晶4的情况下，优选使用直径R₀＝150~160mm的原料棒2。另外，硅单晶4的直径R₁是硅单晶4的直体部4b的直径，是硅单晶4的最大直径。此外，原料棒2的直径R₀也是原料棒2的直体部的直径，是原料棒2的最大直径。

感应加热绕组20是将熔融带5或原料棒2包围大致一周的高频绕组，与图中未示出的高频振荡器连接。感应加热绕组20优选为主要由铜或银构成。高频电流流过感应加热绕组20，由此，原料棒2的下端部被感应加热而生成熔融带5。在这样生成的熔融带5使籽晶3融化后，使原料棒2及硅单晶4旋转的同时下降，由此，能够使硅单晶4从熔融带5成长。

图2(a)及(b)是表示本发明的第1实施方式的感应加热绕组20的结构的图，(a)是大致俯视图，(b)是沿(a)的X-X’线的大致剖视图。

如图2(a)及(b)所示，感应加热绕组20具备大致扁平圆环状的绕组导体21、设置于绕组导体21的中央的开口部22、从开口部22向外周端沿半径方向延伸而绕组导体21的一方的端部与另一方的端部分离的狭缝23、分别与绕组导体21的一方及另一方的端部连接的一对端子电极24A、24B。绕组导体21经由一对端子电极24A、24B与高频振荡器连接。

通常，绕组导体21的外径Ra比原料棒2的直径R₀＝2×r₀大，绕组导体21的内径Rb(开口部22的直径)比原料棒2的直径R₀小。例如使用直径R₀＝160mm的原料棒2的情况下，绕组导体21的外径Ra比160mm大，绕组导体21的内径Rb比160mm小。

绕组导体21的上表面21A可以是从内周侧向外周侧升高的倾斜面，也可以是水平面。绕组导体21的下表面21B优选为从内周侧向外周侧降低的倾斜面，但也可以是水平面。

在绕组导体21的上表面21A设置有具有与原料棒2的半径对应的半径的台阶25。比台阶25靠半径方向的内侧的区域为下层面26A，外侧的区域是比下层面26A高的上层面26B。绕组导体21的下表面21B的形状没有特别限定，也可以是没有台阶的平坦面。

如图2(a)所示，台阶25以包围开口部22的方式形成为俯视时圆弧状，特别地，被比原料棒2的直体部的外周端2e靠半径方向的内侧地设置。将原料棒2的直体部的半径设为r₀、将台阶25的半径设为r₁时，r₀和r₁的差Δr＝r₀-r₁优选为2mm以上8mm以下。这是因为，台阶25的位置距原料棒2的外周端2e过近或与原料棒2的外周端2e相比处于外侧的情况下辅助发热量的效果小，台阶25过多地靠近原料棒2的内周侧的情况下对发热量的极小位置的影响小。

例如，使用直径160mm的原料棒2的情况下，台阶25设置于在半径方向上距绕组导体21的中心72~78mm的范围内。此外，使用直径150mm的原料棒2的情况下，台阶25设置于在半径方向上距绕组导体21的中心67~73mm的范围内。在半径方向上距绕组导体21的中心72~73mm的范围内设置台阶25的情况下，能够广泛地与直径150~160mm的原料棒2对应。

台阶25的高度h优选为0.5mm以上1.5mm以下。这是因为，台阶25的高度h过低的情况下观察不到台阶25的效果，此外台阶25的高度h过高的情况下提高台阶25的形成位置附近的电流密度的效果反而变弱。

台阶25设置于绕组导体21的上表面21A中的除了狭缝附近区域27A的绕组导体21的周向的整体，未设置于狭缝附近区域27A。这里，狭缝附近区域27A被定义成，向狭缝23的两侧扩展的中心角θ为45度以上90度以下(±22.5度以上±45度以下)的扇状的区域。

如图2(a)所示，俯视时圆弧状的台阶25的终端部被拉出至绕组导体21的外周端为止。在该台阶25的半径方向上延伸的部分并非有助于原料棒2的加热分布的调整的部分，所以台阶面也可以平缓地倾斜。

绕组导体21的上表面21A大致分为与狭缝23相邻的狭缝附近区域27A、与狭缝附近区域27A相比从狭缝23离开的区域即狭缝远方区域27B，台阶25设置于狭缝远方区域27B。即，以包围开口部22的方式设置有台阶25的台阶形成区域28设置于狭缝远方区域27B。此外，狭缝附近区域27A构成没有台阶25的台阶非形成区域29。与台阶形成区域28由下层面26A和上层面26B构成相对，台阶非形成区域29仅由下层面26A构成，整面为平坦面。

如图3的箭头所示，流过感应加热绕组20的电流在一对端子电极24A、24B间的距离最短的路径流动。因此，在狭缝附近区域27A，电流密度变高，发热量变多。另一方面，在狭缝远方区域27B，电流较多地在绕组导体21的内周端(开口部22)的附近流动，所以原料棒2的外周端附近的发热量少。因此，在原料棒2的外周部，周向的加热不均匀，难以使原料棒2在周向上均匀地融解。

但是，在除了狭缝附近区域27A的绕组导体21的上表面21A设置有半径方向的台阶25的情况下，能够提高台阶25的形成位置附近的电流密度而增加发热量，由此，能够将原料棒2的外周部在周向上均匀地加热。因此，能够防止融解面的一部分的垂下。

如图4(a)所示，可知，在与感应加热绕组20的狭缝相反的一侧(0度的位置)被加热时发热量的半径方向的不均较小，但在狭缝侧(180度的位置)被加热时，半径方向的内侧和外侧的发热量的差非常大。此外，如图4(b)所示，感应加热绕组的周向的发热量分布为在狭缝附近最大，在与狭缝的相反的一侧的位置比狭缝附近少。

这样，原料棒的发热量分布在周向上不均匀，所以不能使原料棒在周向上均匀地融解，呈融解面的一部分垂下的状态或发生冰柱状的融化残留，由此，有与感应加热绕组20的接触、放电的危险。

因此，在本实施方式中，在位于原料棒2的外周部附近的正下方的感应加热绕组的上表面设置台阶。若在感应加热绕组的上表面有台阶，则电流流向台阶的侧面，台阶25的形成位置附近的电流密度变高，所以在台阶的周围加热效果提高。但是，在狭缝附近区域27A不想增加发热效果，所以不设置台阶。因此，呈图2所示那样的绕组形状。

图5(a)~(e)是说明感应加热绕组20的上表面21A的台阶形状与发热量的关系的图。

图5(a)表示原料棒2和感应加热绕组20的位置关系，图5(b)~(d)将图5(a)的虚线E所包围的原料棒2的外周部附近的绕组的形状放大表示。图5(b)的形状1是绕组的上表面平坦且与原料棒的距离远的情况下，图5(c)的形状2是绕组的上表面平坦且与原料棒的距离近的情况，图5(d)的形状3是在绕组的上表面设置有台阶的情况。进而，图5(e)是表示使用图5(b)~(d)中表示的形状1~3的绕组时的原料棒2的径向的发热量分布的图表，横轴表示距原料棒的中心的距离(mm)，纵轴表示发热量(规格值)。

像图5(b)及(c)那样绕组的上表面平坦的情况下，原料棒的外周部附近的径向的发热量分布在比原料棒的外周端(80mm)稍靠内侧的75mm的位置为极小。并且，像图5(b)那样原料棒和绕组的上表面的距离远的形状1的情况下这样的发热量分布整体变低，像图5(c)那样原料棒和绕组的上表面的距离近的形状2的情况下这样的发热量分布整体变高。因此，即使改变绕组上表面相对于原料棒的距离也无法使发热量的不均变小。

但是，如图5(d)的形状3所示，在发热量极小的75mm的位置设置有台阶的情况下，该位置处的发热量局部地增加，所以如图5(e)所示，能够使发热量分布的偏差变小。

如根据图6(a)和图4(a)的比较可知，使用本实施方式的感应加热绕组20的情况下，在狭缝侧(180度的位置)加热时的半径方向的内侧与外侧的发热量的差变小。此外，如根据图6(b)和图4(b)的比较可知，感应加热绕组的周向的发热量分布为，狭缝的两侧的陡峭的峰被抑制，发热量的不均变小。

如以上说明，本实施方式的感应加热绕组20在绕组导体21的上表面21A的除了狭缝附近的区域设置有半径方向的台阶25，台阶25的径向的位置被比原料棒2的外周端稍靠内侧地设定，所以能够使原料棒2的周向的发热量分布均匀。因此，能够使原料棒的融解面的周向的高度不均变小，能够提高单晶的无位错成功率。

如图7所示，本实施方式的感应加热绕组20的特征在于，被在狭缝23的附近设置的台阶非形成区域29形成为以狭缝23为中心左右非对称。其他结构与第1实施方式相同。在本实施方式中，向绕组导体21的一方的端部侧(第1端子电极24A侧)扩展的台阶非形成区域29被设定成比向另一方的端部侧(第2端子电极24B侧)扩展的台阶非形成区域29大，但也能够相反地设定。

如图6(b)所示，在绕组导体21的上表面21A的除了狭缝附近的区域设置有半径方向的台阶25的情况下，能够改善周向的发热分布，但狭缝附近的发热量为仍然较大的状态。但是，如图7所示，与狭缝相比使原料棒的旋转方向的上游侧的台阶非形成区域29变窄的情况下，在比狭缝靠上游侧的狭缝附近区域能够使原料的融解量变多。结果，与在上游侧和下游侧台阶非形成区域29的宽度相同的情况相比，能够使狭缝附近的发热量变少。因此，能够避免原料在狭缝附近被过度地融解。

这样，本实施方式的感应加热绕组20为，向狭缝23的两侧扩展的台阶非形成区域29的宽度左右非对称，但能够发挥与第1实施方式相同的效果。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变，显然它们也被包含于本发明的范围内。

例如，在上述实施方式中设置有一层的台阶，但也能够设置二层以上的台阶。此外，也能够设置由下坡的台阶和上坡的台阶的组合构成的槽、突起。

此外，上述实施方式中对制造硅单晶的情况进行了说明，但本发明能够用于通过区熔法制造的各种单晶的制造。

实施例

以提高基于区熔法的硅单晶的制造成品率为目的进行绕组形状的研究。用于硅单晶的培养的原料棒使用直径160mm的硅多晶，进行直径200mm的硅单晶的培养。

＜绕组的台阶的高度的研究＞

关于在感应加热绕组的上表面形成的台阶的高度h进行研究。台阶在绕组导体的上表面的除了狭缝附近区域的区域设置，台阶的半径方向的位置为距绕组的中心75mm。将以狭缝为中心向其两侧扩展的中心角为60度(±30度)的扇状的区域设为狭缝附近区域，将该狭缝附近区域设为台阶非形成区域。台阶的高度h设为0mm(无台阶)、0.5mm、1.0mm、2.0mm、4.0mm的5种，使用各绕组分别尝试5个晶体培养将其结果在表1中表示。

表1

台阶的高度h	0mm	0.5mm	1.0mm	1.5mm	2.0mm	4.0mm
							无位错成功次数	3	4	5	4	3	0

如表1所示，以往的没有台阶的上表面平坦的绕组的无位错成功次数为3次。与此相对，台阶的高度h＝0.5mm、1.0mm及1.5mm的话无位错成功次数为4次以上，观察到与以往的上表面平坦的绕组相比无位错成功率的提高。特别地，台阶的高度h＝1.0mm的话无位错成功次数为5次，为最佳结果。

另一方面，台阶的高度h＝2.0mm的话无位错成功次数为3次，为与以往的无台阶的绕组相比不变的无位错成功次数。h＝2.0mm时在与狭缝相反的一侧的位置的原料的融解量增加，若与h＝1.0mm比较则在原料的融解方式中观察到周向的不均匀性。台阶的高度h＝4.0mm的话原料的融解方式的周向的不均匀性进一步变大，由于原料与绕组接触的危险性而中止培养工序，以2次的培养结束。因此，无位错成功次数为0次。

根据以上的结果，可知台阶的高度h为0.5~1.5mm的范围内较佳，优选为1.0mm。

＜台阶非形成区域的宽度的研究＞

关于在狭缝的附近设置的台阶非形成区域的宽度进行研究。晶体培养条件与上述的绕组的台阶的高度的研究时相同，设为台阶的高度h＝1.0mm。

将以狭缝为中心向其两侧扩展的中心角θ的扇状的区域设为台阶非形成区域。中心角θ设为0度(在绕组整周存在台阶)、45度、60度、90度、180度的5种，使用各绕组分别尝试5个晶体培养。将其结果在表2中表示。

表2

中心角θ	0度	45度	60度	90度	180度
						无位错成功次数	1	4	5	4	3

如表2所示，中心角θ＝45度、60度及90度的话，无位错成功次数为4次以上，观察到与以往相比无位错成功率的提高。特别地，中心角θ＝60度的话无位错成功次数为5次，为最佳结果。

另一方面，中心角θ＝180度的话无位错成功次数为3次，为与以往的无台阶的绕组相比不变的无位错成功次数。中心角θ＝0度的话无位错成功次数为1次。中心角θ＝0度、即在绕组整周设置有台阶的情况下，狭缝附近的发热量多被强调，观察到原料的不稳定的融解。

＜绕组的台阶的径向的位置的研究(原料直径160mm)＞

关于相对于直径160mm的原料棒适合的台阶的径向的形成位置进行研究。根据上述结果，设为台阶的高度h＝1.0mm，将台阶非形成区域的中心角θ设为60度。

将从绕组导体的中心至台阶的形成位置的半径方向的距离L、即圆弧状的台阶的半径r₁(参照图2(a))设为70mm、72mm、75mm、78mm、80mm、82mm的6种，分别尝试5个硅单晶的培养。将从原料棒的外周端至这些台阶的形成位置的距离设为-10mm、-8mm、-5mm、-2mm、0mm、＋2mm的6种，使用各绕组分别尝试5个晶体培养。将其结果在表3中表示。

表3

距中心的距离L

70mm

72mm

75mm

78mm

80mm

82mm

距原料端的距离

-10mm

-8mm

-5mm

-2mm

0mm

+2mm

无位错成功次数

2

4

5

4

3

如表3所示，至台阶的距离L为72mm、75mm及78mm的情况下，无位错成功次数为4次以上，观察到与以往相比无位错成功率的提高。特别地，距离L＝75mm的话无位错成功次数为5次，为最佳结果。

另一方面，距台阶的距离L为80mm及82mm的情况下，无位错成功次数为3次，为与以往的无台阶的绕组相比不变的无位错成功次数。台阶的位置与原料棒的外周端相同或处于比其靠外侧的位置的情况下，无法得到台阶的效果。

距台阶的距离L为70mm的情况下，即在从原料棒的外周端向内侧10mm的位置设置有台阶的情况下，也没有台阶的效果，无位错成功次数反而恶化。这被认为是因为热不在原料棒的外周部而在内侧集中从而热分布进而恶化。

根据以上的结果，可知台阶的径向的位置为从原料棒的外周端向内侧2~8mm的范围内较佳，优选为5mm。

＜绕组的台阶的径向的位置的研究(原料直径150mm)＞

关于相对于直径150mm的原料棒适合的台阶的径向位置也进行研究。与使用直径160mm的原料棒时相同地，将台阶的高度设为1.0mm，将台阶非形成区域的中心角θ设为60度。

将从绕组导体的中心至台阶的形成位置的半径方向的距离L设为65mm、67mm、70mm、73mm、75mm的5种，分别尝试5个硅单晶的培养。将从原料棒的外周端至这些台阶的形成位置的距离分别设为-10mm、-8mm、-5mm、-2mm、0mm。进而，关于未设有台阶的上表面平坦的绕组也进行评价。将其结果在表4中表示。

表4

距中心的距离L

平坦

65mm

67mm

70mm

73mm

75mm

距原料端的距离

平坦

-10mm

-8mm

-5mm

-2mm

0mm

无位错成功次数

4

3

4

5

4

如表4所示，相对于直径150mm的原料棒使用以往的无台阶的上表面平坦的绕组时的无位错成功率比相对于直径160mm的原料棒使用以往的无台阶的绕组时高，5次中4次(80%)成功。另一方面，台阶的位置为65mm的情况下，即在从原料棒的外周端向内侧10mm的位置设置有台阶的情况下，无位错成功次数为3次，无位错成功率恶化。

使用直径150mm的原料棒的情况下，无位错成功率原本就高，所以难以观察到台阶的效果，但从原料棒的外周端向内侧2~8mm的范围内较好、5mm时最好的结果与使用直径160mm的原料棒时相同。

附图标记说明

1 单晶制造装置

2 原料棒

2e 原料棒的外周端

3 籽晶

4 硅单晶

4a 硅单晶的锥部

4b 硅单晶的直体部

5 熔融带

10 反应炉

11 上轴

12 下轴

14 单晶重量保持件

15 气体掺杂装置

16 原料保持件

17 籽晶保持件

20 感应加热绕组

21 绕组导体

21A 绕组导体的上表面

21B 绕组导体的下表面

22 开口部

23 狭缝

24A 第1端子电极

24B 第2端子电极

25 台阶

26A 下层面

26B 上层面

27A 狭缝附近区域

27B 狭缝远方区域

28 台阶形成区域

29 台阶非形成区域

R₀ 原料棒的直径

R₁ 硅单晶的直径

Ra 绕组导体的外径

Rb 绕组导体的内径

r₀ 原料棒的半径

r₁ 台阶的半径

Δr 半径差

θ 狭缝附近区域(台阶非形成区域)的中心角。

Claims

1.一种感应加热绕组，是基于区熔法的单晶的制造中加热原料棒的感应加热绕组，其特征在于，

具备圆环状的绕组导体、狭缝、半径方向的台阶，

前述圆环状的绕组导体在中央具有开口部，

前述狭缝在半径方向上从前述开口部延伸，使前述绕组导体的一方的端部与另一方的端部分离，

前述半径方向的台阶形成于前述绕组导体的上表面，

前述绕组导体的前述上表面具有台阶形成区域和台阶非形成区域，在前述台阶形成区域，前述台阶被以包围前述开口部的方式设置成俯视时为圆弧状，在前述台阶非形成区域，不设置前述台阶，

前述台阶非形成区域包括与前述狭缝相邻的狭缝附近区域，

前述台阶形成区域是与前述台阶非形成区域相比从前述狭缝离开的区域，

前述台阶被设置于前述原料棒的直体部的外周端的附近，被比前述外周端靠半径方向的内侧地设置。

2.如权利要求1所述的感应加热绕组，其特征在于，

前述原料棒的半径与前述台阶的半径的差为2mm以上8mm以下。

3.如权利要求1或2所述的感应加热绕组，其特征在于，

前述台阶的高度为0.5mm以上1.5mm以下。

4.如权利要求1或2所述的感应加热绕组，其特征在于，

前述台阶非形成区域为，向前述狭缝的两侧扩展的中心角为45度以上90度以下的扇状的区域。

5.如权利要求1或2所述的感应加热绕组，其特征在于，

在前述绕组导体的前述一方的端部侧设置的前述台阶非形成区域的宽度和在前述另一方的端部侧设置的前述台阶非形成区域的宽度不同。

6.一种单晶制造装置，是基于区熔法的单晶的制造所使用的单晶制造装置，其特征在于，具备上轴、下轴、感应加热绕组，

前述上轴将原料棒能够旋转及能够升降地支承，

前述下轴配置于前述上轴的下方，将籽晶能够旋转及能够升降地支承，

前述感应加热绕组将前述原料棒加热，是权利要求1至5中任一项所述的感应加热绕组。

7.一种单晶的制造方法，其特征在于，

使用权利要求1至5中任一项所述的感应加热绕组，通过区熔法制造单晶。