DE102020210833A1 - Process for the production of a single crystal silicon - Google Patents
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Abstract
Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls, das in der Lage ist, die Sauerstoffkonzentration zu verringern, die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in einer Richtung einer Kristallwachstumsachse zu verwirklichen, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in einer Substratebene senkrecht zur Achse zu verwirklichen. Das Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls umfasst einen Züchtungsschritt des Silizium-Einkristalls unter Anlegen eines horizontalen Magnetfelds beim Ziehen des Silizium-Einkristalls aus der Siliziumschmelze in einem Quarzglastiegel, wobei eine Mitte des Magnetfelds in der Schmelze unterhalb einer freien Oberfläche in einem mittleren Abschnitt des Kristalls positioniert wird, eine magnetische Feldstärke während des Ziehens zumindest 2000 Gauß beträgt, eine Strömung der Schmelze, die von dem Kristall zu einer Seitenwand des Tiegels strömt, an einer Oberfläche der Schmelze vorhanden ist, und eine Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze 0,16 m/s oder weniger beträgt.There is provided a method of manufacturing a silicon single crystal capable of lowering the oxygen concentration, realizing the uniformity of the oxygen concentration in a direction of a crystal growth axis, and realizing the uniformity of the oxygen concentration in a substrate plane perpendicular to the axis. The method for producing a silicon single crystal comprises a growth step of the silicon single crystal with application of a horizontal magnetic field while pulling the silicon single crystal from the silicon melt in a quartz glass crucible, wherein a center of the magnetic field in the melt is below a free surface in a central section of the Crystal is positioned, a magnetic field strength during pulling is at least 2000 Gauss, a flow of the melt flowing from the crystal to a side wall of the crucible is present on a surface of the melt, and a flow velocity of the melt 0.16 m / s or less.
Description
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls, das in der Lage ist, eine Sauerstoffkonzentration zu verringern, die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in einer Richtung einer Kristallwachstumsachse zu verbessern, und ferner die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in einer Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsebene zu verbessern.The present invention relates to a method of manufacturing a silicon single crystal, and more particularly, to a method of manufacturing a silicon single crystal capable of decreasing an oxygen concentration, improving the uniformity of the oxygen concentration in a direction of a crystal growth axis, and also the uniformity to improve the oxygen concentration in a substrate plane perpendicular to the crystal growth plane.
Beschreibung der verwandten TechnikDescription of the related art
Ein Siliziumsubstrat, das durch ein herkömmliches Czochralski-Verfahren (CZ-Verfahren) erlangt wird und eine verhältnismäßig hohe Sauerstoffkonzentration besitzt (≥ 1,0 × 1018 Atome/cm3) wurde hauptsächlich für den Getter-Effekt verwendet, jedoch wird in einem komplementären Metalloxidhalbleiter-Bildsensor (CMOS) ein sauerstoffarmes Substrat (<1,0 × 1018 Atome/cm3) benötigt, um einen Weißfehler zu verringern.A silicon substrate obtained by a conventional Czochralski method (CZ method) and having a relatively high oxygen concentration (≥ 1.0 × 10 18 atoms / cm 3 ) has been mainly used for the getter effect, but is used in a complementary one Metal oxide semiconductor (CMOS) image sensors require a substrate that is low in oxygen (<1.0 × 10 18 atoms / cm 3 ) in order to reduce a white defect.
Das Siliziumsubstrat wird aus einem Silizium-Einkristall hergestellt. Als Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls ist die Verwendung des Czochralski-Verfahrens (CZ-Verfahren) zum Ziehen eines Silizium-Einkristalls und gleichzeitigem Züchten des Einkristalls aus einer Siliziumschmelze in einem Quarzglastiegel weitverbreitet.The silicon substrate is made of a silicon single crystal. As a method for producing a silicon single crystal, the use of the Czochralski method (CZ method) for pulling a silicon single crystal and at the same time growing the single crystal from a silicon melt in a quartz glass crucible is widely used.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Silizium-Einkristalls sind ein Verfahren zum Anpassen einer Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall, bei dem ein Magnetfeldanlegungsverfahren zum Steuern der Konvektion, wie in der in
Obwohl jedoch das Verfahren zum Anpassen einer Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall verwendet wird, ist die Sauerstoffkonzentration in dem letzteren bzw. zweiten halben Abschnitt (in der letzten bzw. zweiten Halbstufe des Ziehens) eines geraden Körperabschnitts des Silizium-Einkristalls höher. Somit kann die Gleichmäßigkeit bzw. Einheitlichkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse nicht verbessert werden.However, although the method of adjusting an oxygen concentration in the silicon single crystal is used, the oxygen concentration is higher in the latter and second half portions (in the last and second half stages of pulling) of a straight body portion of the silicon single crystal. Thus, the uniformity of the oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis cannot be improved.
Konkret wird die Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall wie folgt ermittelt: die Siliziumschmelze reagiert mit dem Quarzbestandteil in dem Quarzglastiegel, um eine Seitenwand des Quarzglastiegels aufzulösen, weshalb Sauerstoff in die Siliziumschmelze eingebaut wird. Somit nimmt dann, wenn der Sauerstoff in den Silizium-Einkristall eingebaut wird, bevor der in die Siliziumschmelze eingebaute Sauerstoff in der Siliziumschmelze diffundiert oder nach außerhalb der Schmelze freigesetzt wird, die Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall zu.Specifically, the oxygen concentration in the silicon single crystal is determined as follows: the silicon melt reacts with the quartz component in the quartz glass crucible to dissolve a side wall of the quartz glass crucible, and therefore oxygen is built into the silicon melt. Thus, if the oxygen is built into the silicon single crystal before the oxygen built into the silicon melt diffuses into the silicon melt or is released to the outside of the melt, the oxygen concentration in the silicon single crystal increases.
Dementsprechend ist es erforderlich, den Fluss (die Konvektion) in der Siliziumschmelze zu steuern, dahingehend, dass der Sauerstoff, der in die Siliziumschmelze eingebaut ist, diffundiert oder freigesetzt wird, bevor der Sauerstoff in den Silizium-Einkristall eingebaut wird.Accordingly, it is necessary to control the flow (convection) in the silicon melt so that the oxygen built into the silicon melt is diffused or released before the oxygen is built into the silicon single crystal.
In Bezug auf ein Steuern der Strömung in der Siliziumschmelze kann in einem Zustand, bei dem die Menge der Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel groß ist, die Strömung (Konvektion) in der Siliziumschmelze durch Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens zum Anpassen der Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall gesteuert werden.With regard to controlling the flow in the silicon melt, in a state where the amount of the silicon melt in the quartz glass crucible is large, the flow (convection) in the silicon melt can be controlled by using the above-described method for adjusting the oxygen concentration in the silicon single crystal to be controlled.
In einem Zustand, bei dem die Menge an Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel klein ist, also in der zweiten Hälfte des Ziehens eines geradem Körperabschnitts des Silizium-Einkristalls, kann jedoch die Strömung in der Siliziumschmelze nicht gesteuert werden. Die Sauerstoffkonzentration in der späteren bzw. zweiten Hälfte (in der späteren bzw. zweiten Hälfte des Ziehens) des geraden Körperabschnitts des Silizium-Einkristalls nimmt zu. Daher kann die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse des Silizium-Einkristalls nicht erreicht werden.However, in a state where the amount of silicon melt in the quartz glass crucible is small, that is, in the second half of pulling a straight body portion of the silicon single crystal, the flow in the silicon melt cannot be controlled. The oxygen concentration in the later or second half (in the later or second half of the pulling) of the straight body portion of the silicon single crystal increases. Therefore, the uniformity of the oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis of the silicon single crystal cannot be achieved.
Um derartige Probleme zu lösen, schlägt die JP-A-04-31386 vor, eine magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte von 3000 Gauß auf 2000 Gauß, 1000 Gauß und 500 Gauß zu verringern, wenn der Silizium-Einkristall gezogen wird, also während sich die Menge an Siliziumschmelze, die in dem Quarzglastiegel enthalten ist, verringert.In order to solve such problems, JP-A-04-31386 proposes reducing a magnetic field strength or flux density from 3000 Gauss to 2000 Gauss, 1000 Gauss and 500 Gauss when the silicon single crystal is pulled, that is, while the The amount of silicon melt contained in the quartz glass crucible is decreased.
Jedoch kommt es dann, wenn die magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte von 3000 Gauß auf 2000 Gauß, 1000 Gauß und 500 Gauß verringert wird und ein Magnetfeld schwach wird, zu technischen Problemen derart, dass die Schwankung der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse zunimmt und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Oberflächenebene somit gehemmt wird.However, if the magnetic field strength or flux density is reduced from 3000 Gauss to 2000 Gauss, 1000 Gauss and 500 Gauss and a magnetic field becomes weak, technical problems arise in such a way that the fluctuation of the oxygen concentration in the substrate plane increases perpendicular to the crystal growth axis and the uniformity of the oxygen concentration in the surface plane is thus inhibited.
Um derartige Probleme zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung umfassende Studien angestellt, um die Sauerstoffkonzentration zu verringern und um die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse zu verwirklichen.In order to solve such problems, the present inventors made extensive studies to lower the oxygen concentration and to realize the uniformity of the oxygen concentration in the substrate plane perpendicular to the crystal growth axis and the uniformity of the oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis.
Bei diesen Studien haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Augenmerk auf die Strömung an der Oberfläche der Siliziumschmelze gelegt. Die Erfinder haben herausgefunden, dass eine Sauerstoffkonzentration verringert werden kann und dass ferner eine Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse erreicht werden kann, wenn die Fließgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Quarzglastiegels strömt, eine konkrete Fließgeschwindigkeit oder kleiner ist. Im Ergebnis sind die Erfinder zum Abschluss der vorliegenden Erfindung gelangt.In these studies, the inventors of the present invention paid attention to the flow on the surface of the silicon melt. The inventors have found that an oxygen concentration can be decreased and further, uniformity of the oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis can be achieved when the flow rate of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible is a specific flow rate or less is. As a result, the inventors have completed the present invention.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls anzugeben, das in der Lage ist, die Sauerstoffkonzentration zu verringern, eine Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in Richtung einer Kristallwachstumsachse zu verwirklichen, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in einer Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse zu verwirklichen.An object of the present invention is to provide a method for producing a silicon single crystal which is capable of reducing the oxygen concentration, realizing uniformity of oxygen concentration in the direction of a crystal growth axis, and uniformity of oxygen concentration in a substrate plane perpendicular to Realize crystal growth axis.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls umfasst einen Züchtungsschritt eines Silizium-Einkristalls durch Ziehen aus einer Siliziumschmelze in einem Quarzglastiegel unter Anlegen eines horizontalen Magnetfelds, wobei eine Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu einer Seitenwand des Quarzglastiegels strömt, an einer Oberfläche der Siliziumschmelze vorhanden ist, und eine Fließgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Quarzglastiegels strömt, 0,16 m/s oder weniger beträgt.A method for producing a silicon single crystal comprises a growth step of a silicon single crystal by pulling from a silicon melt in a quartz glass crucible while applying a horizontal magnetic field, wherein a flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to a side wall of the quartz glass crucible at a Surface of the silicon melt exists, and a flow speed of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible is 0.16 m / s or less.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde die Fließgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Quarzglastiegels strömt, auf 0,16 m/s oder weniger während des Ziehens des Silizium-Einkristalls eingestellt. Unter der obigen Bedingung kann eine Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall verringert werden, und es kann eine Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse und eine Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in einer Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse erzielt werden.In the present embodiment, the flow rate of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible was set to 0.16 m / s or less during the pulling of the silicon single crystal. Under the above condition, an oxygen concentration in the silicon single crystal can be decreased, and uniformity of oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis and uniformity of oxygen concentration in a substrate plane perpendicular to the crystal growth axis can be achieved.
Ein Beispiel der Strömung der Siliziumschmelze an der Oberfläche der Siliziumschmelze umfasst eine Strömung, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Quarzglastiegels strömt, in Kontakt mit (entlang) der Seitenwand des Quarzglastiegels nach unten strömt, und dann von einer Bodenfläche des Quarzglastiegels aufsteigt.An example of the flow of the silicon melt on the surface of the silicon melt includes a flow that flows from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible, flows down in contact with (along) the side wall of the quartz glass crucible, and then rises from a bottom surface of the quartz glass crucible .
Wenn die Siliziumschmelze in Kontakt mit der Seitenwand des Quarzglastiegels strömt, ist das Silizium an einem Schmelzpunkt chemisch aktiv, und somit reagiert die Siliziumschmelze mit einem Quarzbestandteil in dem Quarzglastiegel und somit löst sich die Seitenwand des Quarzglastiegels auf. Im Ergebnis wird Sauerstoff (O) in die Siliziumschmelze eingebaut.When the silicon melt flows in contact with the side wall of the quartz glass crucible, the silicon is chemically active at a melting point, and thus the silicon melt reacts with a quartz component in the quartz glass crucible and thus the side wall of the quartz glass crucible dissolves. As a result, oxygen (O) is built into the silicon melt.
Dann, wenn der Sauerstoff in den Silizium-Einkristall eingebaut wurde, bevor der Sauerstoff aus der Siliziumschmelze freigesetzt wurde oder diffundiert, nimmt die Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall zu.Then, if the oxygen has been incorporated into the silicon single crystal before the oxygen is released from the silicon melt or diffuses, the oxygen concentration in the silicon single crystal increases.
Das bedeutet, dass wenn die Strömung, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Quarzglastiegels fließt, schneller wird, die Strömung, die von der Bodenfläche des Quarzglastiegels aufsteigt, ebenfalls schneller wird. Im Ergebnis kann das Ausmaß des Sauerstoffeinbaus in den Silizium-Einkristall zunehmen, bevor der Sauerstoff aus der Siliziumschmelze freigesetzt wird, und in die Siliziumschmelze diffundiert.This means that when the flow that flows from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible becomes faster, the flow that rises from the bottom surface of the quartz glass crucible, also gets faster. As a result, the degree of oxygen incorporation into the silicon single crystal may increase before the oxygen is released from the silicon melt and diffuses into the silicon melt.
Insbesondere dann, wenn die Fließgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Quarzglastiegels fließt, 0,16 m/s übersteigt, wird auch die Strömung der Siliziumschmelze, die von der Bodenfläche des Quarzglastiegels aufsteigt, schneller, und bevor der Sauerstoff aus der Siliziumschmelze freigesetzt wird und in die Siliziumschmelze diffundiert, kann der Sauerstoff in den Silizium-Einkristall eingebaut werden. Daher ist die Fließgeschwindigkeit von mehr als 0,16 m/s nicht bevorzugt.In particular, when the flow rate of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible exceeds 0.16 m / s, the flow of the silicon melt rising from the bottom surface of the quartz glass crucible also becomes faster, and before the Oxygen is released from the silicon melt and diffuses into the silicon melt, the oxygen can be built into the silicon single crystal. Therefore, the flow rate of more than 0.16 m / s is not preferable.
Dabei ist es wünschenswert, dass die Mitte des horizontalen Magnetfelds in der Siliziumschmelze 60 mm unterhalb der Oberfläche der Schmelze positioniert wird, und eine magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte während des Ziehens des Silizium-Einkristalls zumindest 2000 Gauß beträgt.It is desirable that the center of the horizontal magnetic field in the silicon melt is positioned 60 mm below the surface of the melt, and that a magnetic field strength or flux density during the pulling of the silicon single crystal is at least 2000 Gauss.
Wenn die magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte weniger als 2000 Gauß beträgt, ist es schwierig, die Strömung der Siliziumschmelze zu steuern. Insbesondere dann, wenn das Magnetfeld ein schwaches Magnetfeld ist, nimmt eine Schwankung der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse zu, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Flächenebene kann nicht erreicht werden. Daher wird ein schwaches Magnetfeld nicht bevorzugt.If the magnetic field strength or flux density is less than 2000 Gauss, it is difficult to control the flow of the silicon melt. In particular, when the magnetic field is a weak magnetic field, a fluctuation in the oxygen concentration in the substrate plane perpendicular to the crystal growth axis increases, and the uniformity of the oxygen concentration in the surface plane cannot be achieved. Therefore, a weak magnetic field is not preferred.
Wenn die magnetische Feldstärke mehr als 4000 Gauß beträgt, wird die Fließgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Quarzglastiegels fließt, 0,16 m/s oder höher. Und die Schmelze mit hoher Sauerstoffkonzentration erreicht den Kristall. Letztendlich wird ein stärkeres Magnetfeld von mehr als 4.000 Gauß nicht bevorzugt. Daher liegt die magnetische Feldstärke bevorzugt in einem Bereich von 2000 Gauß bis 4000 Gauß.When the magnetic field strength is more than 4,000 gauss, the flow speed of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible becomes 0.16 m / s or higher. And the melt with high concentration of oxygen reaches the crystal. Ultimately, a stronger magnetic field greater than 4,000 gauss is not preferred. Therefore, the magnetic field strength is preferably in a range from 2000 Gauss to 4000 Gauss.
Zudem ist die Mitte des Magnetfelds bevorzugt innerhalb von 60 mm unterhalb der Oberfläche der Schmelze positioniert, und besonders bevorzugt innerhalb von 20 mm unterhalb der Oberfläche der Schmelze.In addition, the center of the magnetic field is preferably positioned within 60 mm below the surface of the melt, and particularly preferably within 20 mm below the surface of the melt.
Zudem ist es wünschenswert, dass die Mitte des horizontalen Magnetfelds unterhalb eines mittleren Abschnitts des Silizium-Einkristalls positioniert ist, während des Ziehens eines geraden Körperabschnitts des Silizium-Einkristalls ein Erstarrungsverhältnis 0,4 oder weniger beträgt, die magnetische Feldstärke zumindest 3000 Gauß beträgt, die magnetische Feldstärke sich schrittweise verringert, wenn das Erstarrungsverhältnis in einem Bereich von mehr als 0,4 bis 0,6 liegt, und die magnetische Feldstärke auf 2000 Gauß festgelegt wird, wenn das Erstarrungsverhältnis mehr als 0,6 beträgt.In addition, it is desirable that the center of the horizontal magnetic field is positioned below a central portion of the silicon single crystal, while pulling a straight body portion of the silicon single crystal, a solidification ratio is 0.4 or less, the magnetic field strength is at least 3000 Gauss magnetic field strength gradually decreases when the solidification ratio is in a range of more than 0.4 to 0.6, and the magnetic field strength is set to 2000 gauss when the solidification ratio is more than 0.6.
Da die magnetische Feldstärke zumindest 3000 Gauß beträgt, während der gerade Körperabschnitt des Silizium-Einkristalls mit dem Erstarrungsverhältnis von 0,4 oder weniger gezogen wird, kann die Strömung in der Siliziumschmelze gesteuert werden, die Sauerstoffkonzentration kann verringert werden, die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse des Silizium-Einkristalls kann erreicht werden, die Schwankung bei der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse kann unterbunden werden, und daher kann die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene erreicht werden.Since the magnetic field strength is at least 3000 Gauss while pulling the straight body portion of the silicon single crystal with the solidification ratio of 0.4 or less, the flow in the silicon melt can be controlled, the oxygen concentration can be decreased, the uniformity of the oxygen concentration in the The direction of the crystal growth axis of the silicon single crystal can be achieved, the fluctuation in the oxygen concentration in the substrate plane perpendicular to the crystal growth axis can be suppressed, and therefore the uniformity of the oxygen concentration in the substrate plane can be achieved.
Hinsichtlich der Erstarrung, die zwischen 0,4 und 0,6 variiert, wird die magnetische Feldstärke schrittweise bzw. allmählich verringert, und insbesondere wird die magnetische Feldstärke auf 2000 Gauß eingestellt, nachdem das Erstarrungsverhältnis 0,6 überschreitet.Regarding the solidification varying between 0.4 and 0.6, the magnetic field strength is gradually decreased, and more specifically, the magnetic field strength is set to 2000 gauss after the solidification ratio exceeds 0.6.
Im Ergebnis kann die Sauerstoffkonzentration verringert werden, die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse des Silizium-Einkristalls kann verbessert werden. Ferner kann die Schwankung bzw. Variation der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse gesteuert werden, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene kann verbessert werden.As a result, the oxygen concentration can be decreased, the uniformity of the oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis of the silicon single crystal can be improved. Further, the fluctuation in the oxygen concentration in the substrate plane perpendicular to the crystal growth axis can be controlled, and the uniformity of the oxygen concentration in the substrate plane can be improved.
Zusätzlich ist es wünschenswert, dass ein Wert, der aus einem Ausdruck aus (Radius [mm] eines Silizium-Einkristall/Radius [mm] des Tiegels) × Anzahl von Umdrehungen [UpM] des Silizium-Einkristalls × (magnetische Feldstärke [Gauß] / (Abstand zur Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte) [mm]) berechnet wird, 190 oder weniger beträgt.In addition, it is desirable that a value obtained from an expression of (radius [mm] of a silicon single crystal / radius [mm] of the crucible) × number of revolutions [rpm] of the silicon single crystal × (magnetic field strength [Gauss] / (Distance to the surface of the silicon melt to the lower end of the shield plate) [mm]) is 190 or less.
Wenn der Wert, der aus dem Ausdruck (Radius [mm] eines Silizium-Einkristall/Radius [mm] des Tiegels) × Anzahl von Umdrehungen [UpM] des Silizium-Einkristalls × (magnetische Feldstärke [Gauß] / (Abstand zur Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte) 190 oder weniger beträgt, kann die Fließgeschwindigkeit der Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels fließt, auf 0,16 m/s oder weniger eingestellt werden.If the value obtained from the expression (radius [mm] of a silicon single crystal / radius [mm] of the crucible) × number of revolutions [rpm] of the silicon single crystal × (magnetic field strength [Gauss] / (distance to the surface of the silicon melt to the lower end of the shield plate) is 190 or less, the flow rate of the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible can be set to 0.16 m / s or less.
Im Ergebnis kann, wie oben beschrieben, die Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall verringert werden, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse kann verbessert werden.As a result, as described above, the oxygen concentration in the silicon single crystal can be decreased, and the uniformity of the oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis and the uniformity of the oxygen concentration in the substrate plane perpendicular to the crystal growth axis can be improved.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls umfasst einen Züchtungsschritt eines Silizium-Einkristalls unter Anlegung eines horizontalen Magnetfelds beim Ziehen des Silizium-Einkristalls aus einer Siliziumschmelze in einem Quarzglastiegel, wobei ein Radius des Silizium-Einkristalls, ein Radius des Tiegels, eine Anzahl von Umdrehungen des Silizium-Einkristalls, eine magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte und ein Abstand von einer Oberfläche der Siliziumschmelze zu einem unteren Ende einer Abschirmplatte derart angepasst werden, dass ein Wert, der aus einem Ausdruck des Radius [mm] des Silizium-Einkristalls/Radius [mm] des Tiegels × Anzahl von Umdrehungen [UpM] des Silizium-Einkristalls × magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte [Gauß]/(Abstand zur Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte) [mm] berechnet wird, 190 oder weniger beträgt.A method for producing a silicon single crystal comprises a growth step of a silicon single crystal with application of a horizontal magnetic field when pulling the silicon single crystal from a silicon melt in a quartz glass crucible, wherein a radius of the silicon single crystal, a radius of the crucible, a number of revolutions of the silicon single crystal, a magnetic field strength or flux density and a distance from a surface of the silicon melt to a lower end of a shielding plate are adjusted such that a value derived from an expression of the radius [mm] of the silicon single crystal / radius [mm ] of the crucible × number of revolutions [rpm] of the silicon single crystal × magnetic field strength or flux density [Gauss] / (distance from the surface of the silicon melt to the lower end of the shielding plate) [mm] is 190 or less.
Indem der Wert, der aus dem Ausdruck des Radius [mm] des Silizium-Einkristalls/Radius [mm] des Tiegels × Anzahl von Umdrehungen [UpM] des Silizium-Einkristalls × magnetische Feldstärke [Gauß]/(Abstand zur Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte) [mm] berechnet wird, dahingehend eingestellt wird, 190 oder weniger zu betragen, kann die Fließgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Quarzglastiegels strömt, 0,16 m/s oder weniger betragen, während der Silizium-Einkristall gezogen wird. Im Ergebnis kann die Sauerstoffkonzentration in dem Silizium-Einkristall verringert werden, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse kann verbessert werden.By the value obtained from the expression of the radius [mm] of the silicon single crystal / radius [mm] of the crucible × number of revolutions [rpm] of the silicon single crystal × magnetic field strength [Gauss] / (distance from the surface of the silicon melt to the lower End of shield plate) [mm] is set to be 190 or less, the flow rate of silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible may be 0.16 m / s or less during the Silicon single crystal is pulled. As a result, the oxygen concentration in the silicon single crystal can be decreased, and the uniformity of the oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis and the uniformity of the oxygen concentration in the substrate plane perpendicular to the crystal growth axis can be improved.
Ferner kann, ohne die Fließgeschwindigkeit der Siliziumschmelze zu messen, bestimmt werden, ob die Fließgeschwindigkeit der Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels strömt, 0,16 m/s oder weniger beträgt, durch den Wert ermittelt werden, der aus dem Ausdruck des Radius des Silizium-Einkristalls/ Radius des Tiegels × Drehzahl des Silizium-Einkristalls × magnetische Feldstärke/(Abstand von einer Oberfläche der Siliziumschmelze zu einem unteren Ende einer Abschirmplatte) berechnet werden.Further, without measuring the flow rate of the silicon melt, it can be determined whether the flow rate of the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible is 0.16 m / s or less by the value which can be calculated from the expression of the radius of the silicon single crystal / radius of the crucible × rotational speed of the silicon single crystal × magnetic field strength / (distance from a surface of the silicon melt to a lower end of a shielding plate).
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Einkristalls zu implementierten, das in der Lage ist, eine Sauerstoffkonzentration zu verringern, die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in einer Richtung einer Kristallwachstumsachse zu verbessern, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in einer Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse zu verbessern.According to the present invention, it is possible to implement a method of manufacturing a silicon single crystal capable of lowering an oxygen concentration, improving the uniformity of the oxygen concentration in a direction of a crystal growth axis, and the uniformity of the oxygen concentration in a substrate plane to improve perpendicular to the crystal growth axis.
FigurenlisteFigure list
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1 ist eine schematische Ansicht, die eine Strömung der Siliziumschmelze darstellt;1 Fig. 13 is a schematic view illustrating a flow of silicon melt; -
2 ist eine schematische Ansicht, die eine Strömung der Siliziumschmelze in einem Zustand darstellt, bei dem die Siliziumschmelze in einem Quarzglastiegel gegenüber dem Zustand in1 verringert ist;2 FIG. 13 is a schematic view showing a flow of silicon melt in a state where silicon melt in a quartz glass crucible is opposite to the state in FIG1 is decreased; -
3 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Strömung der Siliziumschmelze darstellt;3 Fig. 13 is a schematic view illustrating another flow of the silicon melt; -
4(a) und4(b) sind schematische Ansichten, die jeweils eine Strömung einer Siliziumschmelze darstellen, wenn eine magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte 1000 Gauß beträgt, wobei4(a) eine Draufsicht und4(b) eine Querschnittsansicht ist;4 (a) and4 (b) are schematic views each showing a flow of silicon melt when a magnetic field strength or flux density is 1000 gauss, wherein4 (a) a top view and4 (b) is a cross-sectional view; -
5(a) und5(b) sind schematische Ansichten, die jeweils eine Strömung der Siliziumschmelze darstellen, wenn eine magnetische Feldstärke 2000 Gauß beträgt, wobei5(a) eine Draufsicht und5(b) eine Querschnittsansicht ist;5 (a) and5 (b) are schematic views each showing a flow of silicon melt when a magnetic field strength is 2000 gauss, wherein5 (a) a top view and5 (b) Fig. 3 is a cross-sectional view; -
6(a) und6(b) sind schematische Ansichten, die jeweils eine Strömung der Siliziumschmelze darstellen, wenn eine magnetische Feldstärke 3000 Gauß beträgt, wobei6(a) eine Draufsicht und6(b) eine Querschnittsansicht ist;6 (a) and6 (b) are schematic views each showing a flow of silicon melt when a magnetic field strength is 3000 gauss, wherein6 (a) a top view and6 (b) Fig. 3 is a cross-sectional view; -
7 ist eine schematisch Konfigurationsansicht einer Silizium-Einkristall-Ziehvorrichtung;7th Fig. 13 is a schematic configuration view of a silicon single crystal pulling device; -
8 ist eine Ansicht, die Änderungen der magnetischen Feldstärken in den Versuchen 1 bis 4 zeigt;8th Fig. 13 is a view showing changes in magnetic field strengths inExperiments 1 to 4; -
die
9(a) bis9(c) sind Ansichten, die jeweils eine Richtung und eine Fließgeschwindigkeit einer Strömung an einer Oberfläche der Siliziumschmelze darstellen.9(a) ist eine Ansicht, die einen Zeitpunkt darstellt, wenn ein Erstarrungsverhältnis in Versuch 1 0,25 beträgt (magnetische Feldstärke von 3000 Gauß).9(b) ist eine Ansicht, die einen Zeitpunkt darstellt, wenn das Erstarrungsverhältnis in Versuch 1 0,6 beträgt (magnetische Feldstärke von 3000 Gauß).9(c) ist eine Ansicht, die einen Zeitpunkt darstellt, wenn ein Erstarrungsverhältnis in Versuch 2 0,6 beträgt (magnetische Feldstärke von 2000 Gauß);the9 (a) to9 (c) are views each showing a direction and a flow speed of a flow on a surface of the silicon melt.9 (a) Fig. 13 is a view showing a point of time when a solidification ratio inExperiment 1 is 0.25 (magnetic field strength of 3000 Gauss).9 (b) Fig. 13 is a view showing a point of time when the solidification ratio inExperiment 1 is 0.6 (magnetic field strength of 3000 Gauss).9 (c) Fig. 13 is a view showing a point of time when a solidification ratio inExperiment 2 is 0.6 (magnetic field strength of 2000 Gauss); -
10 ist eine Ansicht, die Beziehungen zwischen Erstarrungsverhältnissen und Sauerstoffkonzentrationen in den Versuchen 1 bis 4 veranschaulicht;10 Fig. 13 is a view illustrating relationships between solidification ratios and oxygen concentrations inExperiments 1 to 4; -
11 ist eine Ansicht, die Beziehungen zwischen den Erstarrungsverhältnissen und Schwankungen der Sauerstoffkonzentrationen in einer Richtung einer Kristallwachstumsachse eines Silizium-Einkristalls in den Versuchen 1 bis 4 veranschaulicht;11 Fig. 13 is a view illustrating relationships between solidification ratios and fluctuations in oxygen concentrations in a direction of a crystal growth axis of a silicon single crystal inExperiments 1 to 4; -
die
12(a) und12(b) sind Ansichten, die eine Beziehung zwischen einer magnetischen Feldstärke und einer Schwankung der Sauerstoffkonzentration in einer Substratebene senkrecht zur Kristallwachstumsachse in Versuch 2 veranschaulicht.12(a) ist eine Ansicht, die Messpunkte darstellt.12(b) ist eine Ansicht, die Schwankungen der Sauerstoffkonzentrationen in der Substratebene in jedem Messpunkt veranschaulicht;the12 (a) and12 (b) 12 are views illustrating a relationship between a magnetic field strength and a fluctuation in oxygen concentration in a substrate plane perpendicular to the crystal growth axis inExperiment 2. FIG.12 (a) Fig. 3 is a view showing measurement points.12 (b) Fig. 13 is a view illustrating fluctuations in the oxygen concentration in the substrate plane at each measurement point; -
13 ist eine Ansicht, die Änderungen der magnetische Feldstärken in den Versuchen 5 und 6 darstellt;13th Fig. 3 is a view showing changes in magnetic field strengths in 5 and 6;Experiments -
14 ist eine Ansicht, die Beziehungen zwischen Erstarrungsverhältnissen und Schwankungen des Widerstands in einer Richtung einer Kristallwachstumsachse eines Silizium-Einkristalls in den Versuchen 5 und 6 darstellt; und14th Fig. 13 is a view showing relationships between solidification ratios and fluctuations in resistance in a direction of a crystal growth axis of a silicon single crystal in 5 and 6; andExperiments -
15 ist eine Ansicht, die Beziehungen zwischen Positionen von Mitten von Magnetfeldern und Sauerstoffkonzentrationen in den Versuchen 1 und 16 bis 20 darstellt.15th Fig. 13 is a view showing relationships between positions of centers of magnetic fields and oxygen concentrations inExperiments 1 and 16-20.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls einen Züchtungsschritt eines Silizium-Einkristalls unter Anlegung eines horizontalen Magnetfelds beim Ziehen des Silizium-Einkristalls aus der Siliziumschmelze in einem Quarzglastiegel, wobei eine Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu einer Seitenwand des Quarzglastiegels strömt, an einer Oberfläche der Siliziumschmelze vorhanden ist, und eine Strömung der Siliziumschmelze von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Quarzglastiegels auf 0,16 m/s oder weniger eingestellt wird.According to the invention, a method for producing a silicon single crystal comprises a growth step of a silicon single crystal with the application of a horizontal magnetic field when pulling the silicon single crystal from the silicon melt in a quartz glass crucible, wherein a flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to a side wall of the Quartz glass crucible flows, exists on a surface of the silicon melt, and a flow of the silicon melt from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible is set to 0.16 m / s or less.
Insbesondere hat das Verfahren ein Merkmal dahingehend, dass die Fließgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels strömt, auf 0,16 m/Sek. oder weniger während des Ziehens des Silizium-Einkristalls eingestellt wird.In particular, the method has a feature that the flow rate of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible is reduced to 0.16 m / sec. or less is set while pulling the silicon single crystal.
Die Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel wird durch die magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte, eine Magnetfeld-Mittenposition, eine Strömungsrate von Inertgas oder einem Ofendruck, der Anzahl von Umdrehungen des Quarzglastiegels, der Anzahl von Umdrehungen des Silizium-Einkristalls und dergleichen beeinflusst, und es treten Änderungen in der Strömung (Konvektion) der Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel auf.The silicon melt in the quartz glass crucible is influenced by the magnetic field strength, a magnetic field center position, a flow rate of inert gas or a furnace pressure, the number of revolutions of the quartz glass crucible, the number of revolutions of the silicon single crystal, and the like, and changes occur in the flow (convection) of the silicon melt in the quartz glass crucible.
Die Siliziumschmelze
Beispielsweise strömt, wie durch den Pfeil
Wenn die Siliziumschmelze in Kontakt mit (entlang) der Seitenwand
Die Siliziumschmelze
Danach strömt (mäandert) die Strömung in einer Radialrichtung des Tiegels nach außen, wie durch den Pfeil
Wie oben beschrieben wird die Seitenwand
Im Ergebnis diffundiert in die Siliziumschmelze 1 eingebauter Sauerstoff, die Sauerstoffkonzentration in der Siliziumschmelze 1 nimmt ab, der Einbau des Sauerstoffs in den Silizium-Einkristall
Als nächstes veranschaulicht
Wie in
Wie oben beschrieben wird dann, wenn die Siliziumschmelze von der Bodenfläche des Tiegels aufsteigt, ohne in Richtung des unteren Endes des Silizium-Einkristalls
Das bedeutet, dass eine große Menge an Sauerstoff O in der Siliziumschmelze enthalten ist, die von der Bodenfläche des Tiegels unterhalb des Silizium-Einkristalls aufsteigt.This means that a large amount of oxygen O is contained in the silicon melt rising from the bottom surface of the crucible below the silicon single crystal.
Wenn der Sauerstoff in den Silizium-Einkristall eingebaut wird, kann die Sauerstoffkonzentration nicht verringert werden, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Richtung der Kristallwachstumsachse wird verhindert.When the oxygen is incorporated into the silicon single crystal, the oxygen concentration cannot be decreased and the uniformity of the oxygen concentration in the direction of the crystal growth axis is prevented.
Dabei wird in einem Fall, bei dem die Fließgeschwindigkeit des Strömung
Mit anderen Worten ist in einem Fall, bei dem die Fließgeschwindigkeit der Strömung
In einem Fall, bei dem die Fließgeschwindigkeit der Strömung
Insbesondere in einem Fall, bei dem die Fließgeschwindigkeit der Strömung
Ferner beinhaltet, wie in
Ferner reagiert in diesem Fall die Siliziumschmelze mit dem Quarzbestandteil in dem Quarzglastiegel, und die Seitenwand
Die Siliziumschmelze strömt entlang der Seitenwand des Quarzglastiegels
Die Strömung Y2 der Siliziumschmelze hat hohe Diffusionsgrade des eingebauten Sauerstoffs in die Siliziumschmelze und der Freisetzung des eingebauten Sauerstoffs aus der Siliziumschmelze, die Siliziumschmelze mit einer niedrigen Sauerstoffkonzentration strömt in den Silizium-Einkristall, nur ein Außenumfangsabschnitt des Silizium-Einkristalls hat eine geringe Konzentration, und die In-Ebenen-Verteilung ist somit verschlechtert. Daher ist die Ausbildung einer solchen Strömung nicht bevorzugt.The flow Y2 of the silicon melt has high degrees of diffusion of the built-in oxygen into the silicon melt and the release of the built-in oxygen from the silicon melt, the silicon melt with a low oxygen concentration flows into the silicon single crystal, only an outer peripheral portion of the silicon single crystal has a low concentration, and the in-plane distribution is thus deteriorated. Therefore, it is not preferable to form such a flow.
Ferner wird auch in dem in
Das bedeutet, dass die Siliziumschmelze, die von der Seitenwand des Quarzglastiegels zu dem Silizium-Einkristall strömt, eine niedrige Sauerstoffkonzentration besitzt, und dass die Siliziumschmelze, die von der Bodenfläche des Tiegels unterhalb des Silizium-Einkristalls
Im Ergebnis verschlechtert sich die in-Ebenen-Verteilung, da der mittlere Abschnitt des Silizium-Einkristalls eine hohe Sauerstoffkonzentration hat, wohingegen der Außenumfangsabschnitt des Silizium-Einkristalls eine niedrige Sauerstoffkonzentration hat, und die Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration in der Oberflächenebenen senkrecht zur Kristallwachstumsachse wird verhindert.As a result, since the central portion of the silicon single crystal has a high oxygen concentration, whereas the outer peripheral portion of the silicon single crystal has a low oxygen concentration, the in-plane distribution deteriorates, and the uniformity of the oxygen concentration in the surface plane perpendicular to the crystal growth axis is prevented.
Es ist daher wünschenswert, dass die Strömung Y2 in der Strömung, die an der Oberfläche der Siliziumschmelze
Die Strömung der Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel wird ferner durch die magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte beeinflusst. Insbesondere dann, wenn das Ziehen des Silizium-Einkristalls voranschreitet und die Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel abnimmt, wird die Strömung stark durch die magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte beeinflusst, und die Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Tiegels strömt, wird dadurch verändert.The flow of the silicon melt in the quartz glass crucible is also influenced by the magnetic field strength or flux density. In particular, when the pulling of the silicon single crystal proceeds and the silicon melt in the quartz glass crucible decreases, the flow becomes strong by the magnetic one The field strength or flux density is influenced, and the flow of the silicon melt, which flows from the silicon single crystal to the side wall of the crucible, is changed as a result.
Das bedeutet, dass selbst in einem Fall, bei dem die Strömungsrate des Inertgases oder der Ofendruck, die Anzahl von Umdrehungen des Quarzglastiegels und die Anzahl von Umdrehungen des Silizium-Einkristalls konstant gehalten werden, sich die Strömung der Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel aufgrund einer Stärke der magnetischen Feldstärke entsprechend verändert.That is, even in a case where the flow rate of the inert gas or the furnace pressure, the number of revolutions of the quartz glass crucible and the number of revolutions of the silicon single crystal are kept constant, the flow of silicon melt in the quartz glass crucible due to a strength of magnetic field strength changed accordingly.
Beispielsweise veranschaulichen die
Die
Ferner gibt der Punkt des Symbols „o“ von B in
Wie in den
Da die Strömung
Ferner stellen die
Wie in den
Ferner veranschaulichen die
Wie in den
Daher ist es bevorzugt, dass die magnetische Feldstärke während des Ziehens des Silizium-Einkristalls zumindest 2000 Gauß beträgt, und dass die magnetische Feldstärke derart gesteuert wird, dass die Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Tiegels strömt, auf der Oberfläche der Siliziumschmelze vorhanden ist.Therefore, it is preferable that the magnetic field strength during the pulling of the silicon single crystal is at least 2000 Gauss, and that the magnetic field strength is controlled such that the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible opens the surface of the silicon melt is present.
Ferner in einem Fall, in dem eine hin zum Silizium-Einkristall gerichtete Strömung von der Seitenwand des Tiegels her als Strömung an der Oberfläche der Siliziumschmelze vorhanden ist, wird die Schmelze, die von der Seitenwand des Tiegels hin zum Silizium-Einkristall gerichtet ist, bevorzugt derart gesteuert, dass die Strömung den Silizium-Einkristall nicht erreicht.Further, in a case where there is a flow directed toward the silicon single crystal from the side wall of the crucible as a flow on the surface of the silicon melt, the melt directed from the side wall of the crucible toward the silicon single crystal is preferred controlled so that the flow does not reach the silicon single crystal.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die magnetische Feldstärke zumindest 3000 Gauß beträgt, wenn der gerade Körperabschnitt des Silizium-Einkristalls mit einer ausreichenden Menge an Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel beim Erstarrungsverhältnis von 0,4 oder weniger gezogen wird.In particular, it is preferable that the magnetic field strength is at least 3000 Gauss when the straight body portion of the silicon single crystal is pulled with a sufficient amount of silicon melt in the quartz glass crucible at the solidification ratio of 0.4 or less.
Da eine ausreichende Menge der Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel vorhanden ist, wird die Strömung erzeugt, die nach außen in Radialrichtung des Tiegels stark mäandert, wie in
Ferner ist es wünschenswert, dass die magnetische Feldstärke schrittweise bzw. allmählich verringert wird, wenn das Erstarrungsverhältnis im Bereich von 0,4 bis 0,6 liegt, und die magnetische Feldstärke 2000 Gauß beträgt, wenn das Erstarrungsverhältnis 0,6 übersteigt.Further, it is desirable that the magnetic field strength is gradually decreased when the solidification ratio is in the range of 0.4 to 0.6, and the magnetic field strength is 2000 gauss when the solidification ratio exceeds 0.6.
Einhergehend mit der Verringerung der Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel, wenn die magnetische Feldstärke schrittweise verringert wird und auf 2000 Gauß eingestellt wird, bei und nach dem Erstarrungsverhältnis von 0,6, mäandert die sauerstoffhaltige Siliziumschmelze stark nach außen in Radialrichtung des Tiegels und steigt von der Bodenfläche des Tiegels unterhalb des Silizium-Einkristalls auf, wie in den
Ferner wird die Bedingung, dass eine Strömung der Siliziumschmelze von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Tiegels vorhanden ist und die Strömungsgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Tiegels 0,16 m/Sek. oder weniger beträgt, von der magnetischen Feldstärke, die Steuerung der Strömungsrate des Inertgases oder dem Ofendruck, die Steuerung der Anzahl von Umdrehungen des Quarzglastiegels, die Steuerung der Anzahl von Umdrehung des Silizium-Einkristalls und dergleichen beeinflusst.Further, the condition that there is a flow of the silicon melt from the silicon single crystal to the side wall of the crucible and the flow speed of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible becomes 0.16 m / sec. or less is influenced by the magnetic field strength, the control of the flow rate of the inert gas or the furnace pressure, the control of the number of revolutions of the quartz glass crucible, the control of the number of revolutions of the silicon single crystal, and the like.
Die Strömungsgeschwindigkeit der Siliziumschmelze kann mit einem Tracer oder dergleichen gemessen werden. Wenn jedoch eine solche Messung durchgeführt wird, kann der Kristall, der momentan gezogen wird, nicht als Produkt verwendet werden und die Messung erfordert Zeit und Aufwand. Daher wird die Strömungsgeschwindigkeit der Siliziumschmelze mittels Simulation prognostiziert; es wird jedoch eine große Menge an Zeit zur Berechnung benötigt, unter einer Bedingung, dass eine dreidimensionale Konvektionsanalyse dafür als Fall eines Quermagnetfelds benötigt wird.The flow rate of the silicon melt can be measured with a tracer or the like. However, when such measurement is performed, the crystal that is currently being pulled cannot be used as a product, and the measurement takes time and effort. Therefore, the flow velocity of the silicon melt is predicted by means of simulation; however, it takes a large amount of time for calculation on a condition that three-dimensional convection analysis is required therefor as a case of a transverse magnetic field.
Dann haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen Beziehungsausdruck zum einfachen Ermitteln einer Bedingung zum Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels strömt, auf 0,16 m/s oder weniger untersucht.Then, the inventors of the present invention studied a relational expression for easily finding a condition for setting the flow rate of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible to 0.16 m / s or less.
Wenn der Wert, der aus dem Ausdruck Radius des Silizium-Einkristalls/Radius des Tiegels × Anzahl von Umdrehungen des Silizium-Einkristalls × magnetische Feldstärke/(Abstand zur Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte) 190 oder weniger beträgt, wird konkret durch dreidimensionale Simulation ermittelt, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels strömt, 0,16 m/s oder weniger sein kann.When the value derived from the expression radius of the silicon single crystal / radius of the crucible × number of revolutions of the silicon single crystal × magnetic field strength / (distance from the surface of the silicon melt to the lower end of the shielding plate) is 190 or less, it is concretely represented by three-dimensional Simulation determines that the flow velocity of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible can be 0.16 m / s or less.
Dabei ist der Grund dafür, dass der Wert aus dem Ausdruck Radius des Silizium-Einkristalls/Radius des Tiegels × Drehzahl des Silizium-Einkristalls × magnetische Feldstärke/(Abstand zur Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte) berechnet wird, wie folgt.Here, the reason why the value is calculated from the expression radius of silicon single crystal / radius of crucible × rotational speed of silicon single crystal × magnetic field strength / (distance from the surface of the silicon melt to the lower end of the shielding plate) is as follows.
Eine Antriebskraft der Strömung, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Tiegels strömt, steht mit dem Radius des Silizium-Einkristalls und des Tiegels, der Drehzahl des Silizium-Einkristalls, und der magnetischen Feldstärke in Zusammenhang.A driving force of the flow flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible is related to the radius of the silicon single crystal and the crucible, the rotational speed of the silicon single crystal, and the magnetic field strength.
Dabei wird, da ein größerer Radius des Tiegels angesprochen wird, um die Antriebskraft der Strömung von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Tiegels abzuschwächen, der Radius des Silizium-Einkristalls durch den Radius des Tiegels geteilt.Here, since a larger radius of the crucible is addressed in order to weaken the driving force of the flow from the silicon single crystal to the side wall of the crucible, the radius of the silicon single crystal is divided by the radius of the crucible.
Ferner wird üblicherweise nur die Antriebskraft berücksichtigt, da sich jedoch die Einfachheit der Steuerung der Sauerstoffkonzentration in der Schmelze abhängig von dem Abstand von der Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte ändert, ist es auch erforderlich, die Strecke zu berücksichtigen. Ist der Abstand beispielsweise zu schmal, wird die Steuerung der Sauerstoffkonzentration durch die magnetische Feldstärke schwierig aufgrund des starken Einflusses aufgrund der Atmosphäre in dem Ofen (eine Strömungsrate von Ar-Gas oder der Ofendruck). Wenn der Abstand hingegen breit ist, ist eine Steuerung der Antriebskraft aufgrund des starken Einflusses der Konvektion auf die Schmelze wirksam.Further, only the driving force is usually considered, but since the ease of controlling the oxygen concentration in the melt changes depending on the distance from the surface of the silicon melt to the lower end of the shielding plate, it is also necessary to consider the distance. For example, if the distance is too narrow, the control of the oxygen concentration by the magnetic field strength becomes difficult due to the strong influence due to the atmosphere in the furnace (a flow rate of Ar gas or the furnace pressure). On the other hand, when the distance is wide, control of the driving force is effective due to the strong influence of convection on the melt.
Da der Einfluss der Anzahl von Umdrehungen des Tiegels auf die Konvektion als klein angesehen wird, ist die Anzahl von Umdrehungen des Tiegels daher nicht in dem Beziehungsausdruck enthalten. Wenn jedoch die Anzahl von Umdrehungen des Tiegels verringert wird, kann ein Kristall mit einer niedrigeren Sauerstoffkonzentration erhalten werden. Somit beträgt die Anzahl von Umdrehungen des Tiegels bevorzugt 1 UpM oder weniger.Since the influence of the number of revolutions of the crucible on the convection is considered to be small, the number of revolutions of the crucible is therefore not included in the relational expression. However, if the number of revolutions of the crucible is decreased, a crystal having a lower oxygen concentration can be obtained. Thus, the number of revolutions of the crucible is preferably 1 rpm or less.
Versuche 1 bis 4
Ein Silizium-Einkristall wurde mit einer wie in
Es wird zunächst die in
Der Strahlungsschutz (Abschirmplatte) 16 ist mit Öffnungen 16a und 16b versehen, die an dem oberen Abschnitt bzw. dem unteren Abschnitt des Strahlungsschutzes 16 oberhalb und in der Nähe des Tiegels 12 vorgesehen sind, um den Umfang des Silizium-Einkristalls
Ein Spalt zwischen einem unteren Ende des Strahlungsschutzes 16 und der Oberfläche der Siliziumschmelze
Außerhalb der Kammer 11 ist ferner ein Magnetfeldgenerator 17 vorgesehen, um ein horizontales Magnetfeld anzulegen. Das von dem Magnetfeldgenerator 17 erzeugte Magnetfeld wird derart angeordnet, dass die Mitte des horizontalen Magnetfelds in der Siliziumschmelze unterhalb einer freien Oberfläche an dem mittleren Abschnitt des Silizium-Einkristalls positioniert ist.A
Der Magnetfeldgenerator 17 wird ferner derart gesteuert, dass er ein Magnetfeld mit einer Stärke von zumindest 2000 Gauß erzeugt, während der Silizium-Einkristall gezogen wird.The
Obgleich nicht dargestellt, ist oberhalb der Kammer 11 ein Ziehmechanismus zum Ziehen des Silizium-Einkristalls
Ferner beinhaltet die Vorrichtung 10 zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls, obgleich nicht dargestellt, einen Motor zum Drehen des Tiegels 12, eine Hebevorrichtung zum Steuern einer Höhenposition des Tiegels 12, und eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern des Motors und der Hebevorrichtung. Die Vorrichtung 10 ist eingerichtet, einen Silizium-Einkristall
Ferner ist, obgleich nicht dargestellt, ein Gaszufuhrstutzen 11a an einem oberen Abschnitt der Kammer 11 vorgesehen und führt Inertgas (Ar-Gas) zum Spülen in die Kammer 11 zu. Ferner ist eine Vielzahl von Auslassstutzen 11b an einer Bodenfläche der Kammer 11 vorgesehen, und eine Auslasspumpe (nicht gezeigt) als Auslasseinheit ist mit dem Auslassstutzen verbunden.Further, although not shown, a gas supply port 11a is provided at an upper portion of the
Das Inertgas (Ar-Gas) G zum Spülen, das aus dem Gaszuguhrstutzen in die Kammer 11 zugeführt wird, strömt zu der Außenseite des Tiegels 12 durch die Auslasspumpe durch den Spalt zwischen dem Strahlungsschutz 16 und der Oberfläche der Siliziumschmelze
Dabei repräsentiert der Spalt in Tabelle 1 eine Spaltabmessung zwischen dem Strahlungsschutz 16 und der Oberfläche der Siliziumschmelze
Ferner wurde die magnetische Feldstärke unter der in
In Versuch 1 wurde ein Silizium-Einkristall mit einer magnetischen Feldstärke von 3000 Gauß gezogen.In
In Versuch 2 wurde ein Silizium-Einkristall mit einer magnetischen Feldstärke von 3000 Gauß gezogen, bis das Erstarrungsverhältnis 0,4 erreichte, die magnetische Feldstärke wurde schrittweise verringert, bis das Erstarrungsverhältnis 0,7 erreichte, und dann wurde die magnetische Feldstärke auf 1500 Gauß eingestellt.In
In Versuch 3 wurde ein Silizium-Einkristall mit einer magnetischen Feldstärke von 3000 Gauß gezogen, bis das Erstarrungsverhältnis 0,4 erreichte, die magnetische Feldstärke wurde schrittweise verringert, bis das Erstarrungsverhältnis 0,6 erreichte, und dann wurde die magnetische Feldstärke auf 2000 Gauß eingestellt.In
In Versuch 4 wurde ein Silizium-Einkristall mit einer magnetischen Feldstärke von 3000 Gauß gezogen, die magnetische Feldstärke wurde schrittweise verringert, bis das Erstarrungsverhältnis 0,2 erreichte, und dann wurde die magnetische Feldstärke auf 2000 Gauß eingestellt.
Tabelle 1
Die
Wie in
Ferner liegt, wie in
Im Gegensatz dazu liegt, wie in
Dann, wenn das Ziehen des Silizium-Einkristalls voranschreitet und die Siliziumschmelze in dem Quarzglastiegel abnimmt, kann der Maximalwert der Strömungsgeschwindigkeit der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Quarzglastiegels fließt, auf 0,16 m/Sek. oder weniger eingestellt werden, indem die magnetische Feldstärke verringert wird.Then, as the pulling of the silicon single crystal proceeds and the silicon melt in the quartz glass crucible decreases, the maximum value of the flow rate of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the quartz glass crucible can be increased to 0.16 m / sec. or less by decreasing the magnetic field strength.
Ferner wurde eine Sauerstoffkonzentration in dem gezogenen Silizium-Einkristall mittels eines Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie-Verfahrens (FT-IR) gemessen. Die Ergebnisse sind in
In Versuch 1 nimmt die Sauerstoffkonzentration zu, wenn das Erstarrungsverhältnis 0,6 übersteigt, wohingegen in den Versuchen 2, 3 und 4 die Sauerstoffkonzentration nicht zunimmt, wenn das Erstarrungsverhältnis 0,6 übersteigt, oder selbst wenn die Sauerstoffkonzentration zunimmt und die Sauerstoffkonzentration niedriger als 1,0 × 1018 Atome/cm3 ist.In
Das bedeutet, dass im Ergebnis des Anlegens des Magnetfelds von 3000 Gauß, wenn das Erstarrungsverhältnis mehr als 0,6 beträgt, wie in
Dementsprechend tritt die Strömung, die in Radialrichtung des Tiegels stark nach außen mäandert, nicht auf, und die Strömung steigt von der Bodenfläche des Tiegels unterhalb des Silizium-Einkristalls auf und es wird Sauerstoff in den Silizium-Einkristall aufgebaut. Im Ergebnis wird berücksichtigt, dass die Sauerstoffkonzentration zunimmt, wenn das Erstarrungsverhältnis höher als 0,6 beträgt.Accordingly, the flow which meanders strongly outward in the radial direction of the crucible does not occur, and the flow rises from the bottom surface of the crucible below the silicon single crystal and oxygen is built up in the silicon single crystal. As a result, it is considered that the oxygen concentration increases when the solidification ratio is higher than 0.6.
Ferner wurde eine Schwankung ΔOi der Sauerstoffkonzentration in Richtung der Kristallwachstumsphase des gezogenen Silizium-Einkristalls gemessen. Die Messung wurde mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie-Verfahrens (FT-IR) an Punkten mit einem Intervallabstand von 5 mm in Radialrichtung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Die Schwankung AOi der Sauerstoffkonzentration wurde aus einer Gleichung berechnet, die folgendermaßen lautet: ΔOi = (Maximalwert - Minimalwert der Messpunkte)/Minimalwert × 100 [%].The fluctuation AOi of the oxygen concentration was calculated from an equation which is as follows: ΔOi = (maximum value - minimum value of the measuring points) / minimum value × 100 [%].
In Versuch 2 tritt die Schwankung der Sauerstoffkonzentration beim Erstarrungsverhältnis von mehr als 0,7 auf, wohingegen in den Versuchen 1, 3 und 4 keine signifikante Schwankung der Sauerstoffkonzentration beobachtet wurde.In
Es wird angenommen, dass die Konvektion der Siliziumschmelze instabil wird und die Schwankung der Sauerstoffkonzentration aufgrund des Anlegens der magnetischen Feldstärke von 2000 Gauß oder weniger (1500 Gauß) beim Erstarrungsverhältnis von mehr als 0,7 zunimmt.It is believed that the convection of the silicon melt becomes unstable and the fluctuation in the oxygen concentration due to the application of the magnetic field strength of 2000 gauss or less (1500 gauss) increases when the solidification ratio is more than 0.7.
Mit anderen Worten wurden in Versuch 2 die Schwankungen der Sauerstoffkonzentrationen in den Substratebenen, die aus den Silizium-Einkristallen herausgeschnitten wurden, die bei dem Erstarrungsverhältnis von 0,52 (Probe Nr. 1), bei dem Erstarrungsverhältnis von 0,59 (Probe Nr. 2), bei dem Erstarrungsverhältnis von 0,67 (Probe Nr. 3), und bei dem Erstarrungsverhältnis von 0,75 (Probe Nr. 4), gemessen. Die Messung wurde mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie-Verfahren (FT-IR) an Punkten mit einem Intervallabstand von 5 mm in einer Radialrichtung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Wie den Zeichnungen entnommen werden kann, kann die Schwankung der Ebenen-internen Sauerstoffkonzentration verringert werden, indem die magnetische Feldstärke auf 2000 Gauß eingestellt wird.As can be seen from the drawings, the fluctuation in the in-plane oxygen concentration can be reduced by setting the magnetic field strength to 2000 Gauss.
Versuch 5 und 6
In den Versuchen 5 und 6 wurde, wie in
- In
Versuch 5 wurde die magnetische Feldstärke auf 3000 Gauß eingestellt, und die magnetische Feldstärke wurde schrittweise bei und nach 0,4 verringert, und die magnetische Feldstärke wurde auf 2000 Gauß bei und nachdem Erstarrungsverhältnis von 0,6 eingestellt. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie jene desdem Erstarrungsverhältnis von Versuchs 1.
- In
Experiment 5, the magnetic field strength was set to 3000 gauss, and the magnetic field strength was gradually decreased at and after the solidification ratio of 0.4, and the magnetic field strength was set to 2000 gauss at and after the solidification ratio of 0.6. The other conditions are the same as those ofExperiment 1.
In Versuch 6 wurde die magnetische Feldstärke auf 2000 Gauß eingestellt und die magnetische Feldstärke wurde schrittweise erhöht, bis das Erstarrungsverhältnis 0,2 erreicht hat, und dann wurde die magnetische Feldstärke schrittweise bei und nach dem Erstarrungsverhältnis von 0,4 verringert, und die magnetische Feldstärke wurde bei und nach dem Erstarrungsverhältnis von 0,6 schrittweise verringert. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie jene des Versuchs 1.In
Dann wurde eine Schwankung des Widerstands in der Substratebene, die aus dem gezogenen Silizium-Einkristall gezogen wurde, gemessen. Die Messung wurde mit dem 4-Sonden-Messverfahren an Punkten mit einem Intervallabstand von 5 mm in einer Radialrichtung des Siliziumsubstrats gemessen. Die Ergebnisse sind in
Wie der
Versuche 7 bis 15Attempts 7 to 15
Ein Beziehungsausdruck, um leicht eine Bedingung dafür zu finden, dass die Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels strömt, existiert, und dass die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels strömt, 0,16 m/Sek. oder weniger beträgt, wurde untersucht. Die Strömungsgeschwindigkeit in Tabelle 2 ist ein Wert, der aus der Simulation erhalten wurde.A relational expression to easily find a condition that the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible exists and that the flow speed of the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal toward the side wall of the crucible flows, 0.16 m / sec. or less has been examined. The flow rate in Table 2 is a value obtained from the simulation.
Das bedeutet, dass unter Verwendung der in Tabelle 2 gezeigten Bedingung bestätigt wurde, dass die Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Tiegels strömt, existiert und die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zu der Seitenwand des Tiegels strömt, 0,16 m/s oder weniger betragen kann, wenn ein Wert, der aus einem Ausdruck von Radius eines Silizium-Einkristall/Radius des Tiegels × Drehzahl des Silizium-Einkristalls × magnetische Feldstärke/Abstand zum unteren Ende der Abschirmplatte gleich 190 oder weniger beträgt.That is, using the condition shown in Table 2, it was confirmed that the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible and the flow velocity of the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to exist flowing through the side wall of the crucible can be 0.16 m / s or less if a value derived from an expression of the radius of a silicon single crystal / radius of the crucible × speed of the silicon single crystal × magnetic field strength / distance to the lower end of the Shield plate is 190 or less.
Es gibt einen Fall, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit auch 0,16 m/s oder weniger betragen kann, jedoch ist dies nicht bevorzugt, weil eine hervorragende in-Ebenen-Gleichmäßigkeit der Sauerstoffkonzentration nicht erhalten werden kann.
Tabelle 2
Wie oben beschrieben beträgt dann, wenn der Wert, der aus dem Ausdruck Radius des Silizium-Einkristalls/Radius des Tiegels × Drehzahl des Silizium-Einkristalls × magnetische Feldstärke/(Abstand zur Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte) 190 oder weniger beträgt, die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels strömt, 0,16 m/Sek. oder weniger beträgt.As described above, when the value obtained from the expression radius of silicon single crystal / radius of crucible × rotation speed of silicon single crystal × magnetic field strength / (distance from the surface of the silicon melt to the lower end of the shielding plate) is 190 or less, the flow velocity of the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible, 0.16 m / sec. or less.
Folglich ist es möglich zu bestimmen, ob die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung der Siliziumschmelze, die von dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels strömt, 0,16 m/Sek. oder weniger beträgt, mit dem Wert, der aus dem Ausdruck Radius des Silizium-Einkristalls/Radius des Tiegels × Drehzahl des Silizium-Einkristalls × magnetische Feldstärke/(Abstand zur Oberfläche der Siliziumschmelze zum unteren Ende der Abschirmplatte) berechnet wurde, ohne die Strömungsgeschwindigkeit der Siliziumschmelze zu messen.As a result, it is possible to determine whether the flow speed of the flow of the silicon melt flowing from the silicon single crystal to the side wall of the crucible is 0.16 m / sec. or less, with the value calculated from the expression radius of the silicon single crystal / radius of the crucible × rotation speed of the silicon single crystal × magnetic field strength / (distance from the surface of the silicon melt to the lower end of the shielding plate) without the flow rate of the Measure silicon melt.
Versuche 1 und 16 bis 20
Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurde der Silizium-Einkristall unter der Bedingung von Versuch 1 gezogen, bei dem die Mitte des Magnetfeldes sich an der Position 20 mm unterhalb der Oberfläche der Schmelze befand, und es wurde die Sauerstoffkonzentration bei dem Erstarrungsverhältnis von 0,25 gemessen. Die Messung wurde mittels eines Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopieverfahrens (FT-IR) durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Der Silizium-Einkristall wurde gezogen, und die Sauerstoffkonzentration an dem Erstarrungsverhältnis von 0,25 wurde unter den gleichen Bedingungen wie jenen des Versuchs 1 gemessen, mit Ausnahme dessen, dass die Position der Mitte des Magnetfelds wie in Tabelle 3 gezeigt (Versuche 16 bis 20) variiert wurde. Die Ergebnisse sind in
Wie aus
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- QuarzglastiegelQuartz glass crucible
- 1a1a
- Seitenwand des QuarzglastiegelsSide wall of the quartz glass crucible
- CC.
- Silizium-EinkristallSilicon single crystal
- MM.
- SiliziumschmelzeSilicon melt
- X1X1
-
Strömung der Siliziumschmelze, die von oben nach unten in Kontakt mit der Seitenwand
1a des Quarzglastiegels fließtFlow of silicon melt, from top to bottom in contact with the side wall1a of the quartz glass crucible flows - X2X2
-
Strömung der Siliziumschmelze, die von der Bodenfläche 1b des Tiegels unterhalb des Silizium-Einkristalls
C aufsteigtFlow of the silicon melt coming from the bottom surface 1b of the crucible below the silicon single crystalC. ascends - X3X3
- Strömung der Siliziumschmelze, die in Radialrichtung des Tiegels nach außen strömtFlow of the silicon melt, which flows outward in the radial direction of the crucible
- X4X4
- Strömung der Siliziumschmelze, die in Radialrichtung des Tiegels nach innen strömt und nach unterhalb des Silizium-Einkristalls zurückkehrtFlow of the silicon melt, which flows inward in the radial direction of the crucible and returns below the silicon single crystal
- X5X5
- Strömung der Siliziumschmelze, die [von] dem Silizium-Einkristall zur Seitenwand des Tiegels an der Oberfläche der Siliziumschmelze strömt.Flow of the silicon melt, which flows [from] the silicon single crystal to the side wall of the crucible on the surface of the silicon melt.
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- JP 58050953 B [0004]JP 58050953 B [0004]
- JP 2000264784 A [0004]JP 2000264784 A [0004]
- JP 4031386 A [0004]JP 4031386 A [0004]
- JP 9142990 A [0004]JP 9142990 A [0004]
- JP 2005145724 A [0004]JP 2005145724 A [0004]
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