JP2000016893A - Method and apparatus for pulling single crystal - Google Patents

Method and apparatus for pulling single crystal

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JP2000016893A
JP2000016893A JP10187815A JP18781598A JP2000016893A JP 2000016893 A JP2000016893 A JP 2000016893A JP 10187815 A JP10187815 A JP 10187815A JP 18781598 A JP18781598 A JP 18781598A JP 2000016893 A JP2000016893 A JP 2000016893A
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crucible
heater
single crystal
pulling
solidification
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JP10187815A
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Japanese (ja)
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Tomoji Kudo
智司 工藤
Takeo Saito
丈生 斉藤
Hiroshige Abe
啓成 安部
Takashi Atami
貴 熱海
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a volume expansion accompanied with solidification to be allowed to escape into the upper free surface of a remaining molten liquid and further enable an integrated type carbon crucible to be used without breakage by solidifying the remaining molten liquid after pulling a single crystal from the molten liquid in the crucible by using a Czochralski method, from the lower part to the upper part. SOLUTION: One method for carrying out a solidifying step of a remaining molten liquid after pulling a single crystal so that the remaining molten liquid in a crucible may be solidified from the lower part to the upper part comprises moving the remaining liquid 2 in the crucible 1 heated by a heater 3 downward so that the bottom part of the crucible 1 may be positioned at the part lower than the lower limit position 3a of the heater 3, and allowing the molten liquid to stand cool naturally. Another method comprises separating the heater for heating the crucible to upper and lower sides so as to be separately controlled, and controlling the heater so that the thermal dose by the lower side heater may be lower than that of the upper side heater to solidify the remaining molten liquid from the lower part to the upper part. The third method comprises arranging a water-cooling pipe under the crucible to cool the bottom part aggressively, to solidify the remaining molten liquid from the lower part to the upper part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法を用いてルツボ内に収容された融液から単結晶を引き
上げるための方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for pulling a single crystal from a melt contained in a crucible using the Czochralski method.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコンやガリウムヒ素等の単結晶を成
長させる方法の1つとして、チョクラルスキー法が知ら
れている。このチョクラルスキー法においては、ルツボ
の周囲にヒータを配置しておき、このヒータによりルツ
ボ内の原料を溶融させて原料融液とする。そして、ヒー
タにより融液の温度を引上に適した温度に維持した状態
で、融液中に種結晶を浸漬し、この種結晶を回転させな
がらゆっくりと引き上げることにより、単結晶を成長さ
せる。
2. Description of the Related Art The Czochralski method is known as one of the methods for growing a single crystal such as silicon or gallium arsenide. In the Czochralski method, a heater is arranged around a crucible, and the raw material in the crucible is melted by the heater to obtain a raw material melt. Then, while keeping the temperature of the melt at a temperature suitable for pulling up by the heater, the seed crystal is immersed in the melt, and the seed crystal is slowly pulled up while rotating to grow a single crystal.

【0003】通常、上記のような単結晶引上工程は、ル
ツボ内に残融液を残した状態で終了され、終了とともに
ヒータへの通電が停止される。
Normally, the single crystal pulling step as described above is completed with the residual melt remaining in the crucible, and the power supply to the heater is stopped upon completion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この終了時点での残融
液の温度分布について考えてみると、ヒータによる加熱
が停止されているにしても、ルツボによる保温効果のた
めに、残融液の内部は、急激に冷却されることはない。
これに対して、残融液の表面露出部分は、ヒータによる
加熱が停止されてしまうと、雰囲気ガスによって急激な
冷却を受けることとなる。よって、ルツボ内の残融液
は、表面から冷却され始めることとなる。
Considering the temperature distribution of the residual melt at the end of this process, it can be seen that even if the heating by the heater is stopped, the residual heat of the crucible may be lost due to the heat retention effect of the crucible. The interior is not cooled rapidly.
On the other hand, if the heating by the heater is stopped, the surface exposed portion of the residual melt is rapidly cooled by the atmospheric gas. Therefore, the residual melt in the crucible starts to be cooled from the surface.

【0005】したがって、上記従来の単結晶引上方法で
あると、残融液がルツボ内で固化する際に、残融液が表
面から冷却されて、表面から固化を始める。ここで、ル
ツボが一体型カーボンルツボ等の一体型ルツボである場
合には、残融液の表面に先に固化部分ができてしまう
と、その後の固化に伴う体積膨張のために、一体型ルツ
ボが破砕する可能性がある。
Therefore, according to the above-described conventional single crystal pulling method, when the residual melt is solidified in the crucible, the residual melt is cooled from the surface and starts to solidify from the surface. Here, when the crucible is an integral crucible such as an integral carbon crucible, if a solidified portion is first formed on the surface of the residual molten liquid, the integral crucible is increased due to volume expansion accompanying subsequent solidification. May be crushed.

【0006】そのため、分割形成されたカーボンルツボ
を使用することも提案されているが、この場合には、炉
内に存在する一酸化ケイ素(SiO)ガスによって、カ
ーボンルツボ分割面において、減肉が発生するという問
題がある。この減肉のために、カーボンルツボの使用回
数が制限されてしまう。
[0006] For this reason, it has been proposed to use a carbon crucible formed in a divided manner. In this case, silicon monoxide (SiO) gas present in the furnace reduces the thickness of the carbon crucible divided surface. There is a problem that occurs. Due to this thinning, the number of times the carbon crucible is used is limited.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、一体型のカーボンルツボの使用を可能とし得る単結
晶引上方法および単結晶引上装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a single crystal pulling method and a single crystal pulling apparatus capable of using an integrated carbon crucible.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の単結晶引
上方法においては、チョクラルスキー法を用いてルツボ
内に収容された融液から単結晶を引き上げるための方法
であって、単結晶引上工程と、残融液の固化工程と、を
具備してなり、前記固化工程においては、前記ルツボ内
の残融液を、下部から上部に向けて固化させることを特
徴としている。請求項2記載の単結晶引上方法において
は、請求項1記載の単結晶引上方法において、予め、ヒ
ータを前記ルツボの周囲に配置しておき、前記固化工程
においては、前記ルツボの底部が前記ヒータの下限位置
よりも下方に位置するように、前記ルツボを下方移動さ
せることを特徴としている。請求項3記載の単結晶引上
方法においては、請求項1記載の単結晶引上方法におい
て、予め、互いに個別的に制御可能な上側ヒータと下側
ヒータとを有してなるヒータを前記ルツボの周囲に配置
しておき、前記固化工程においては、前記上側ヒータに
よる加熱量が前記下側ヒータによる加熱量よりも大きい
ように、前記上側および下側ヒータを制御することを特
徴としている。請求項4記載の単結晶引上方法において
は、請求項1記載の単結晶引上方法において、前記固化
工程においては、前記ルツボの底部を冷却することを特
徴としている。請求項5記載の単結晶引上方法において
は、請求項1記載の単結晶引上方法において、予め、前
記ルツボの上方にヒータを配置しておき、前記固化工程
においては、前記ヒータを動作させて、前記残融液の表
面を加熱することを特徴としている。請求項6記載の単
結晶引上装置においては、チョクラルスキー法を用いて
ルツボ内に収容された融液から単結晶を引き上げるため
の装置であって、前記ルツボの周囲にヒータが配置さ
れ、前記ヒータは、互いに個別的に制御可能な上側ヒー
タと下側ヒータとを有して構成されていることを特徴と
している。請求項7記載の単結晶引上装置においては、
チョクラルスキー法を用いてルツボ内に収容された融液
から単結晶を引き上げるための装置であって、前記ルツ
ボの下方に、冷却機構が設けられていることを特徴とし
ている。請求項8記載の単結晶引上装置においては、チ
ョクラルスキー法を用いてルツボ内に収容された融液か
ら単結晶を引き上げるための装置であって、前記ルツボ
の上方に配置されるとともに上方側から供給される雰囲
気ガスを前記融液の液面上へと案内するためのフロー管
が設けられ、前記フロー管の下部に、ヒータが配置され
ていることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for pulling a single crystal from a melt contained in a crucible using a Czochralski method, comprising the steps of: A crystal pulling step and a step of solidifying the residual melt are provided. In the solidifying step, the residual melt in the crucible is solidified from a lower portion to an upper portion. In the single crystal pulling method according to claim 2, in the single crystal pulling method according to claim 1, a heater is previously arranged around the crucible, and in the solidification step, the bottom of the crucible is The crucible is moved downward so as to be located below a lower limit position of the heater. According to a third aspect of the present invention, in the single crystal pulling method according to the first aspect, the crucible is provided with an upper heater and a lower heater which can be individually controlled in advance. And in the solidification step, the upper and lower heaters are controlled such that the amount of heating by the upper heater is greater than the amount of heating by the lower heater. According to a fourth aspect of the present invention, in the single crystal pulling method according to the first aspect, in the solidifying step, a bottom portion of the crucible is cooled. In the method for pulling a single crystal according to claim 5, in the method for pulling a single crystal according to claim 1, a heater is previously disposed above the crucible, and the heater is operated in the solidification step. And heating the surface of the residual melt. The apparatus for pulling a single crystal according to claim 6, wherein the single crystal is pulled from a melt contained in the crucible using the Czochralski method, wherein a heater is arranged around the crucible, The heater is characterized by having an upper heater and a lower heater that can be individually controlled. In the single crystal pulling apparatus according to claim 7,
An apparatus for pulling a single crystal from a melt contained in a crucible using the Czochralski method, wherein a cooling mechanism is provided below the crucible. 9. The apparatus for pulling a single crystal according to claim 8, wherein the single crystal is pulled from the melt contained in the crucible using the Czochralski method, wherein the single crystal is disposed above the crucible and is pulled upward. A flow pipe is provided for guiding the ambient gas supplied from the side onto the liquid surface of the melt, and a heater is arranged below the flow pipe.

【0009】請求項1記載の発明によると、残融液の固
化工程において、ルツボ内の残融液は、下部から上部に
向けて固化される。そのため、固化時の体積膨張を残融
液の上部自由表面に逃がすことができ、一体型カーボン
ルツボの使用が可能とされる。請求項2記載の発明によ
ると、固化工程において、ルツボの底部がヒータの下限
位置よりも下方に位置するように、ルツボが下方移動さ
れる。そのため、残融液の上部についてはヒータからの
熱を受けて加熱され、残融液の下部についてはヒータの
熱を受けることなく放冷される。よって、下部ほど残融
液の温度が低くなり、下部から上部に向けての固化がも
たらされる。請求項3記載の発明によると、固化工程に
おいて、上側ヒータによる加熱量が下側ヒータによる加
熱量よりも大きいように、上側および下側ヒータが制御
される。このため、残融液の上部への入熱量が残融液の
下部への入熱量を上回ることとなり、残融液の下部ほど
温度が低くなる。よって、下部から上部に向けての固化
がもたらされる。請求項4記載の発明によると、固化工
程において、ルツボの底部を冷却する。よって、残融液
の下部が急冷を受け、下部から上部に向けての固化がも
たらされる。請求項5記載の発明によると、固化工程に
おいて、ルツボ上方のヒータを動作させる。このため、
残融液の上部が加熱されて表面の固化が防止され、よっ
て、下部から上部に向けての固化がもたらされる。請求
項6記載の発明によると、固化工程において、上側ヒー
タによる加熱量が下側ヒータによる加熱量よりも大きい
ように、上側および下側ヒータが制御される。このた
め、残融液の上部への入熱量が残融液の下部への入熱量
を上回ることとなり、残融液の下部ほど温度が低くな
る。よって、下部から上部に向けての固化がもたらされ
る。請求項7記載の発明によると、固化工程において、
ルツボの下方に設けられた冷却機構を動作させる。よっ
て、残融液の下部が急冷を受け、下部から上部に向けて
の固化がもたらされる。請求項8記載の発明によると、
固化工程において、フロー管下部のヒータを動作させ
る。このため、残融液の上部が加熱されて表面の固化が
防止され、よって、下部から上部に向けての固化がもた
らされる。
According to the first aspect of the present invention, in the step of solidifying the residual melt, the residual melt in the crucible is solidified from a lower portion to an upper portion. For this reason, volume expansion during solidification can be released to the upper free surface of the residual melt, and the use of the integral carbon crucible can be performed. According to the second aspect of the present invention, in the solidifying step, the crucible is moved downward such that the bottom of the crucible is located below the lower limit position of the heater. Therefore, the upper portion of the residual melt is heated by receiving the heat from the heater, and the lower portion of the residual melt is cooled without receiving the heat of the heater. Therefore, the temperature of the residual melt becomes lower toward the lower part, and solidification from the lower part to the upper part is brought about. According to the third aspect of the invention, in the solidifying step, the upper and lower heaters are controlled such that the amount of heating by the upper heater is greater than the amount of heating by the lower heater. Therefore, the amount of heat input to the upper portion of the residual melt exceeds the amount of heat input to the lower portion of the residual melt, and the lower the temperature of the residual melt, the lower the temperature. Therefore, solidification from the lower part to the upper part is brought about. According to the fourth aspect of the invention, in the solidification step, the bottom of the crucible is cooled. Therefore, the lower part of the residual melt is rapidly cooled, and solidification from the lower part to the upper part is brought about. According to the fifth aspect of the present invention, in the solidifying step, the heater above the crucible is operated. For this reason,
The upper portion of the retentate is heated to prevent solidification of the surface, thus causing solidification from the lower portion to the upper portion. According to the invention described in claim 6, in the solidification step, the upper and lower heaters are controlled such that the amount of heating by the upper heater is greater than the amount of heating by the lower heater. Therefore, the amount of heat input to the upper portion of the residual melt exceeds the amount of heat input to the lower portion of the residual melt, and the lower the temperature of the residual melt, the lower the temperature. Therefore, solidification from the lower part to the upper part is brought about. According to the invention described in claim 7, in the solidification step,
The cooling mechanism provided below the crucible is operated. Therefore, the lower part of the residual melt is rapidly cooled, and solidification from the lower part to the upper part is brought about. According to the invention described in claim 8,
In the solidification step, the heater below the flow tube is operated. For this reason, the upper portion of the residual melt is heated to prevent solidification of the surface, and thus solidification is caused from the lower portion to the upper portion.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】本発明による方法は、チョクラルスキー法
を用いてルツボ内に収容された融液から単結晶を引き上
げるための方法であって、単結晶引上工程と、残融液の
固化工程と、これらに付随する付属的な工程と、を具備
している。本発明は、残融液の固化工程に独自の特徴を
備えるものであり、単結晶引上工程については、従来と
同様であるのでその説明を省略する。
The method according to the present invention is a method for pulling a single crystal from a melt contained in a crucible using the Czochralski method, comprising a single crystal pulling step and a solidifying step of a residual melt. , And ancillary steps associated therewith. The present invention has a unique feature in the solidification step of the residual melt, and the single crystal pulling step is the same as the conventional one, so that the description thereof is omitted.

【0012】本発明における固化工程においては、ルツ
ボ内の残融液を、下部から上部に向けて固化させること
を最大の特徴としている。本発明においては、ルツボ内
の残融液を下部から上部に向けて固化させるので、固化
時の体積膨張を残融液の上部自由表面に逃がすことがで
き、一体型カーボンルツボの使用を可能とすることがで
きる。この方法の具現化に際しては、いくつかの実施形
態があり、以下、順に説明する。
The most characteristic feature of the solidifying step of the present invention is that the residual melt in the crucible is solidified from the lower part to the upper part. In the present invention, since the residual melt in the crucible is solidified from the lower part to the upper part, the volume expansion during the solidification can be released to the upper free surface of the residual melt, and the use of the integrated carbon crucible is enabled. can do. There are several embodiments for implementing this method, which will be described below in order.

【0013】〔第1実施形態〕図1は、本発明の単結晶
引上方法の第1実施形態を示す図である。図において、
符号1はルツボ、2は単結晶引上工程の終了後にルツボ
1内に残された残融液、3はルツボ1の周囲に配置され
たヒータを示している。
[First Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a single crystal pulling method according to the present invention. In the figure,
Reference numeral 1 denotes a crucible, 2 denotes a residual melt left in the crucible 1 after completion of the single crystal pulling step, and 3 denotes a heater arranged around the crucible 1.

【0014】本実施形態においては、単結晶引上工程の
終了後の残融液の固化工程において、ルツボ1の底部が
ヒータ3の下端3aよりも下方に位置するように、ルツ
ボ1を下方移動させる(図1(b))。
In the present embodiment, the crucible 1 is moved downward so that the bottom of the crucible 1 is located below the lower end 3 a of the heater 3 in the solidification step of the residual melt after the completion of the single crystal pulling step. (FIG. 1B).

【0015】この場合、残融液2の上部については、ヒ
ータ3からの熱(ヒータ3を動作させて発生させた熱と
することもできるし、あるいは、ヒータ3を停止した際
の余熱を利用することもできる)によって固化が防止さ
れる。この場合、残融液2の下部については、ヒータ3
の下端3aよりも下方に位置することにより、ヒータ3
からの熱を受けることがなく、自然放冷される。よっ
て、下部ほど残融液の温度が低くなり、下部から上部に
向けての固化が実現される。
In this case, the upper part of the residual melt 2 can be heat from the heater 3 (heat generated by operating the heater 3, or the residual heat generated when the heater 3 is stopped). Solidification is prevented. In this case, a heater 3
Is located below the lower end 3a of the
It is allowed to cool naturally without receiving heat. Therefore, the temperature of the residual melt becomes lower toward the lower part, and solidification from the lower part to the upper part is realized.

【0016】〔第2実施形態〕図2は、本発明の単結晶
引上方法の第2実施形態を示す図である。図において、
符号4はルツボ1の周囲に配置されたヒータを示してい
る。
[Second Embodiment] FIG. 2 is a view showing a second embodiment of the single crystal pulling method according to the present invention. In the figure,
Reference numeral 4 denotes a heater arranged around the crucible 1.

【0017】ここで、ヒータ4は、互いに個別的に制御
可能な上側ヒータ4aと下側ヒータ4bとから構成され
ている。
Here, the heater 4 is composed of an upper heater 4a and a lower heater 4b which can be individually controlled.

【0018】本実施形態においては、固化工程におい
て、上側ヒータ4aによる加熱量が下側ヒータ4bによ
る加熱量よりも大きいように、上側および下側ヒータ4
a、4bが制御される。本実施形態においては、ルツボ
1を下方移動させる必要はない。限定するものでない
が、上側ヒータ4aを低パワーで動作させ、かつ、下側
ヒータ4bを停止させるのが実用的である。
In the present embodiment, in the solidification step, the upper and lower heaters 4a and 4b are heated so that the amount of heating by the upper heater 4a is greater than the amount of heating by the lower heater 4b.
a, 4b are controlled. In the present embodiment, it is not necessary to move the crucible 1 downward. Although it is not limited, it is practical to operate the upper heater 4a with low power and stop the lower heater 4b.

【0019】このため、残融液2の上部への入熱量が残
融液2の下部への入熱量を上回ることとなり、残融液2
の下部ほど温度が低くなる。よって、下部から上部に向
けての固化が実現される。
Therefore, the amount of heat input to the upper portion of the residual melt 2 exceeds the amount of heat input to the lower portion of the residual melt 2, and
The lower the temperature, the lower the temperature. Therefore, solidification from the lower part to the upper part is realized.

【0020】〔第2実施形態の変形例〕図3は、上記第
2実施形態の変形例を示す図である。図において、符号
5はルツボ1の周囲に配置されたヒータを示している。
[Modification of the Second Embodiment] FIG. 3 is a diagram showing a modification of the second embodiment. In the figure, reference numeral 5 denotes a heater arranged around the crucible 1.

【0021】ここで、ヒータ5は、互いに個別的に制御
可能な上ヒータ5aと中ヒータ5bと下ヒータ5cとか
ら構成されている。
Here, the heater 5 comprises an upper heater 5a, a middle heater 5b, and a lower heater 5c which can be individually controlled.

【0022】本実施形態においては、固化工程におい
て、上ヒータ5aおよび中ヒータ5bによる加熱量が下
ヒータ5cによる加熱量よりも大きいように、ヒータ5
が制御される。すなわち、上ヒータ5aおよび中ヒータ
5bが上側ヒータとして、かつ、下ヒータ5cが下側ヒ
ータとして機能している。この場合の作用効果は、上記
第2実施形態と同様である。
In the present embodiment, in the solidification step, the heaters 5 are set so that the amount of heating by the upper heater 5a and the middle heater 5b is greater than the amount of heating by the lower heater 5c.
Is controlled. That is, the upper heater 5a and the middle heater 5b function as an upper heater, and the lower heater 5c functions as a lower heater. The operation and effect in this case are the same as those of the second embodiment.

【0023】この変形例以外にも、ヒータを4段構成以
上としても良いことは、自明である。
It is obvious that, other than this modified example, the heater may have a four-stage configuration or more.

【0024】〔第3実施形態〕図4は、本発明の単結晶
引上方法の第3実施形態を示す図である。図において、
符号6はルツボ1の下方に配置された水冷パイプ(冷却
機構)を示している。
[Third Embodiment] FIG. 4 shows a third embodiment of the single crystal pulling method according to the present invention. In the figure,
Reference numeral 6 denotes a water cooling pipe (cooling mechanism) arranged below the crucible 1.

【0025】本実施形態においては、固化工程におい
て、ルツボ1の底部を水冷パイプ6により冷却する。こ
の場合、ヒータ3は、動作させても良いし、動作させな
くても良い。また、冷却に際しては、ルツボ1を下降さ
せることにより、あるいは、水冷パイプ6を上昇させる
ことにより、ルツボ1と水冷パイプ6との間の距離を近
づけることが有効である。また、冷却パイプ6には、パ
イプ保護のため常に冷却水が循環されているが、冷却時
には、循環水量を増加することが有効である。
In the present embodiment, the bottom of the crucible 1 is cooled by the water cooling pipe 6 in the solidification step. In this case, the heater 3 may or may not be operated. In cooling, it is effective to make the distance between the crucible 1 and the water-cooled pipe 6 shorter by lowering the crucible 1 or by raising the water-cooled pipe 6. Cooling water is constantly circulated through the cooling pipe 6 to protect the pipe, but it is effective to increase the amount of circulating water during cooling.

【0026】これにより、残融液2の下部が急冷を受
け、下部から上部に向けての固化が実現される。
As a result, the lower portion of the residual melt 2 is rapidly cooled, and solidification from the lower portion to the upper portion is realized.

【0027】また、水冷パイプ6以外の冷却機構とし
て、図4(c)に示すような冷却板6aを使用すること
もできる。この冷却板6aは、中空構造とされていると
ともに内部に仕切り板6bを有した構造とされており、
中空とされた内部を冷却水が循環し得る構造とされてい
る。この他にも、水冷パイプ6や冷却板6a以外の任意
の冷却機構を採用しても良いことに注意されたい。
Further, as a cooling mechanism other than the water cooling pipe 6, a cooling plate 6a as shown in FIG. 4C can be used. The cooling plate 6a has a hollow structure and a structure having a partition plate 6b therein.
The cooling water can circulate through the hollow interior. Note that any other cooling mechanism other than the water cooling pipe 6 and the cooling plate 6a may be employed.

【0028】〔第4実施形態〕図5は、本発明の単結晶
引上方法の第4実施形態を示す図である。図において、
符号7はルツボ1の上方に配置されるとともに上方側か
ら供給される雰囲気ガスを融液の液面上へと案内するた
めのフロー管、8はフロー管7の下部に配置されたヒー
タを示している。フロー管7は、単結晶引上工程におい
て、一酸化ケイ素が発生したにしても雰囲気ガスの流通
による一酸化ケイ素の速やかな排気を案内する機能と、
ヒータ3から成長中の単結晶へと向かう輻射熱を遮断す
る機能と、を有している。
[Fourth Embodiment] FIG. 5 is a view showing a fourth embodiment of the single crystal pulling method according to the present invention. In the figure,
Reference numeral 7 denotes a flow tube disposed above the crucible 1 and for guiding an atmospheric gas supplied from above to the surface of the melt, and reference numeral 8 denotes a heater disposed below the flow tube 7. ing. The flow tube 7 has a function of guiding the rapid exhaust of silicon monoxide by the flow of the atmospheric gas even if silicon monoxide is generated in the single crystal pulling step;
And a function of blocking radiant heat from the heater 3 toward the growing single crystal.

【0029】本実施形態においては、固化工程におい
て、フロー管7の下部のヒータ8を動作させる。
In the present embodiment, the heater 8 below the flow tube 7 is operated in the solidification step.

【0030】これにより、残融液2の上部が加熱されて
表面の固化が防止され、よって、下部から上部に向けて
の固化が実現される。
As a result, the upper portion of the residual melt 2 is heated and solidification of the surface is prevented, so that solidification from the lower portion to the upper portion is realized.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の単結晶引上方法および単結晶引
上装置によれば、以下の効果を奏する。請求項1記載の
単結晶引上方法によれば、残融液の固化工程において、
ルツボ内の残融液を下部から上部に向けて固化させるの
で、固化時の体積膨張を残融液の上部自由表面に逃がす
ことができ、一体型カーボンルツボの使用を可能とする
ことができる。このように、一体型カーボンルツボが使
用できることにより、分割型カーボンルツボの場合に発
生するような減肉の問題を回避することができ、カーボ
ンルツボの使用回数を伸長させることができる。請求項
2記載の単結晶引上方法によれば、固化工程において、
ルツボを下方移動させるので、残融液の上部の固化をヒ
ータからの熱によって防止できるとともに、残融液の下
部についてはヒータからの熱を受けることなく放冷する
ことができる。よって、下部ほど残融液の温度が低くな
り、下部から上部に向けての固化を実現して、一体型カ
ーボンルツボの使用を可能とすることができる。請求項
3記載の単結晶引上方法によれば、固化工程において、
上側ヒータによる加熱量が下側ヒータによる加熱量より
も大きいように、上側および下側ヒータを制御するの
で、残融液の上部への入熱量を大きくして、残融液の下
部ほど温度を低くすることができ、よって、下部から上
部に向けての固化を実現して、一体型カーボンルツボの
使用を可能とすることができる。請求項4記載の単結晶
引上方法によれば、固化工程において、ルツボの底部の
冷却することにより、残融液の下部を急冷することがで
き、下部から上部に向けての固化を実現して、一体型カ
ーボンルツボの使用を可能とすることができる。請求項
5記載の単結晶引上方法によれば、固化工程において、
ルツボ上方のヒータを動作させるので、残融液の上部を
加熱して表面の固化を防止することができ、よって、下
部から上部に向けての固化を実現して、一体型カーボン
ルツボの使用を可能とすることができる。請求項6記載
の単結晶引上装置によれば、固化工程において、上側ヒ
ータによる加熱量が下側ヒータによる加熱量よりも大き
いように、上側および下側ヒータを制御するので、残融
液の上部への入熱量を大きくして、残融液の下部ほど温
度を低くすることができ、よって、下部から上部に向け
ての固化を実現して、一体型カーボンルツボの使用を可
能とすることができる。請求項7記載の単結晶引上装置
によれば、固化工程において、ルツボの下方に設けられ
た冷却機構を動作させて、残融液の下部を急冷すること
ができ、下部から上部に向けての固化を実現して、一体
型カーボンルツボの使用を可能とすることができる。請
求項8記載の単結晶引上装置によれば、固化工程におい
て、フロー管下部のヒータを動作させるので、残融液の
上部を加熱して表面の固化を防止することができ、よっ
て、下部から上部に向けての固化を実現して、一体型カ
ーボンルツボの使用を可能とすることができる。
According to the single crystal pulling method and the single crystal pulling apparatus of the present invention, the following effects can be obtained. According to the method for pulling a single crystal according to claim 1, in the step of solidifying the residual melt,
Since the residual melt in the crucible is solidified from the lower part to the upper part, the volume expansion during the solidification can be released to the upper free surface of the residual melt, and the use of the integral carbon crucible can be made possible. As described above, the use of the integral type carbon crucible can avoid the problem of wall thinning which occurs in the case of the split type carbon crucible, and can increase the number of times the carbon crucible is used. According to the method for pulling a single crystal according to claim 2, in the solidification step,
Since the crucible is moved downward, solidification of the upper portion of the residual melt can be prevented by the heat from the heater, and the lower portion of the residual melt can be cooled without receiving the heat from the heater. Therefore, the temperature of the residual melt becomes lower at the lower portion, solidification from the lower portion to the upper portion is realized, and the use of the integrated carbon crucible can be made possible. According to the single crystal pulling method of claim 3, in the solidification step,
Since the upper and lower heaters are controlled so that the amount of heating by the upper heater is greater than the amount of heating by the lower heater, the amount of heat input to the upper portion of the residual melt is increased, and the lower the temperature of the residual melt, the lower the temperature. The solidification from the lower part to the upper part can be realized, thereby enabling the use of the integral carbon crucible. According to the single crystal pulling method of the fourth aspect, in the solidification step, by cooling the bottom of the crucible, the lower portion of the residual melt can be rapidly cooled, and solidification from the lower portion to the upper portion is realized. Thus, it is possible to use an integrated carbon crucible. According to the method for pulling a single crystal according to claim 5, in the solidification step,
Since the heater above the crucible is operated, the upper part of the residual melt can be heated to prevent solidification of the surface, so that solidification from the lower part to the upper part can be realized, and the use of the integrated carbon crucible can be achieved. Can be possible. According to the single crystal pulling apparatus of the sixth aspect, in the solidification step, the upper and lower heaters are controlled such that the amount of heating by the upper heater is larger than the amount of heating by the lower heater. By increasing the heat input to the upper part, the temperature of the lower part of the residual melt can be lowered, so that solidification from the lower part to the upper part can be realized and the use of an integrated carbon crucible can be achieved. Can be. According to the single crystal pulling apparatus according to the seventh aspect, in the solidification step, the cooling mechanism provided below the crucible can be operated to rapidly cool the lower part of the residual melt, and from the lower part to the upper part. And the use of an integrated carbon crucible can be realized. According to the single crystal pulling apparatus of the eighth aspect, in the solidification step, the heater at the lower part of the flow tube is operated, so that the upper part of the residual melt can be heated to prevent solidification of the surface. Thus, solidification from the top to the top can be realized, and the use of the integral carbon crucible can be made possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の単結晶引上方法の第1実施形態を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a single crystal pulling method of the present invention.

【図2】 本発明の単結晶引上方法の第2実施形態を示
す図である。
FIG. 2 is a view showing a second embodiment of the single crystal pulling method of the present invention.

【図3】 第2実施形態の変形例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the second embodiment.

【図4】 (a)は本発明の単結晶引上方法の第3実施
形態を示す図であり、(b)は(a)における冷却機構
を示す平面図であり、(c)は冷却機構の他の例を示す
平断面図である。
4A is a view showing a third embodiment of the single crystal pulling method of the present invention, FIG. 4B is a plan view showing a cooling mechanism in FIG. 4A, and FIG. 4C is a cooling mechanism. It is a plane sectional view showing other examples of.

【図5】 本発明の単結晶引上方法の第4実施形態を示
す図である。
FIG. 5 is a view showing a fourth embodiment of the single crystal pulling method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ルツボ 2 残融液 3 ヒータ 3a 下限位置 4 ヒータ 4a 上側ヒータ 4b 下側ヒータ 5 ヒータ 5a 上ヒータ(上側ヒータ) 5b 中ヒータ(上側ヒータ) 5c 下ヒータ(下側ヒータ) 6 水冷パイプ(冷却機構) 6a 水冷板(冷却機構) 7 フロー管 8 ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crucible 2 Residual melt 3 Heater 3a Lower limit position 4 Heater 4a Upper heater 4b Lower heater 5 Heater 5a Upper heater (upper heater) 5b Medium heater (upper heater) 5c Lower heater (lower heater) 6 Water cooling pipe (cooling mechanism) 6a Water cooling plate (cooling mechanism) 7 Flow tube 8 Heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 啓成 東京都千代田区大手町一丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 熱海 貴 東京都千代田区大手町一丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 Fターム(参考) 4G050 FA16 FE12 FF51 FF55 4G077 AA02 BA04 CF00 EG18 EH07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hironari Abe 1-5-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Within Mitsui Materials Silicon Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Atami 1-5-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 Mitsubishi Material Silicon Co., Ltd. F-term (reference) 4G050 FA16 FE12 FF51 FF55 4G077 AA02 BA04 CF00 EG18 EH07

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チョクラルスキー法を用いてルツボ内に
収容された融液から単結晶を引き上げるための方法であ
って、 単結晶引上工程と、残融液の固化工程と、を具備してな
り、 前記固化工程においては、前記ルツボ内の残融液を、下
部から上部に向けて固化させることを特徴とする単結晶
引上方法。
1. A method for pulling a single crystal from a melt contained in a crucible using a Czochralski method, comprising a single crystal pulling step and a step of solidifying a residual melt. In the solidification step, the residual crystal in the crucible is solidified from a lower part to an upper part, and a single crystal pulling method is provided.
【請求項2】 請求項1記載の単結晶引上方法におい
て、 予め、ヒータを前記ルツボの周囲に配置しておき、 前記固化工程においては、前記ルツボの底部が前記ヒー
タの下限位置よりも下方に位置するように、前記ルツボ
を下方移動させることを特徴とする単結晶引上方法。
2. The method for pulling a single crystal according to claim 1, wherein a heater is previously arranged around the crucible, and in the solidification step, a bottom of the crucible is lower than a lower limit position of the heater. A single crystal pulling method, wherein the crucible is moved downward so that the single crystal is located at
【請求項3】 請求項1記載の単結晶引上方法におい
て、 予め、互いに個別的に制御可能な上側ヒータと下側ヒー
タとを有してなるヒータを前記ルツボの周囲に配置して
おき、 前記固化工程においては、前記上側ヒータによる加熱量
が前記下側ヒータによる加熱量よりも大きいように、前
記上側および下側ヒータを制御することを特徴とする単
結晶引上方法。
3. The method for pulling a single crystal according to claim 1, wherein a heater having an upper heater and a lower heater that can be individually controlled is arranged around the crucible in advance. In the solidifying step, the upper and lower heaters are controlled such that the amount of heating by the upper heater is greater than the amount of heating by the lower heater.
【請求項4】 請求項1記載の単結晶引上方法におい
て、 前記固化工程においては、前記ルツボの底部を冷却する
ことを特徴とする単結晶引上方法。
4. The single crystal pulling method according to claim 1, wherein in the solidifying step, a bottom portion of the crucible is cooled.
【請求項5】 請求項1記載の単結晶引上方法におい
て、 予め、前記ルツボの上方にヒータを配置しておき、 前記固化工程においては、前記ヒータを動作させて、前
記残融液の表面を加熱することを特徴とする単結晶引上
方法。
5. The single crystal pulling method according to claim 1, wherein a heater is previously disposed above the crucible, and in the solidification step, the heater is operated to cause the surface of the residual molten liquid to move. Heating a single crystal.
【請求項6】 チョクラルスキー法を用いてルツボ内に
収容された融液から単結晶を引き上げるための装置であ
って、 前記ルツボの周囲にヒータが配置され、 前記ヒータは、互いに個別的に制御可能な上側ヒータと
下側ヒータとを有して構成されていることを特徴とする
単結晶引上装置。
6. An apparatus for pulling a single crystal from a melt accommodated in a crucible using a Czochralski method, wherein a heater is arranged around the crucible, and the heaters are individually separated from each other. A single crystal pulling apparatus comprising a controllable upper heater and a lower heater.
【請求項7】 チョクラルスキー法を用いてルツボ内に
収容された融液から単結晶を引き上げるための装置であ
って、 前記ルツボの下方に、冷却機構が設けられていることを
特徴とする単結晶引上装置。
7. An apparatus for pulling a single crystal from a melt contained in a crucible using the Czochralski method, wherein a cooling mechanism is provided below the crucible. Single crystal pulling device.
【請求項8】 チョクラルスキー法を用いてルツボ内に
収容された融液から単結晶を引き上げるための装置であ
って、 前記ルツボの上方に配置されるとともに上方側から供給
される雰囲気ガスを前記融液の液面上へと案内するため
のフロー管が設けられ、 前記フロー管の下部に、ヒータが配置されていることを
特徴とする単結晶引上装置。
8. An apparatus for pulling a single crystal from a melt accommodated in a crucible using a Czochralski method, comprising: an atmosphere gas disposed above the crucible and supplied from above. A single crystal pulling apparatus, comprising: a flow pipe for guiding the melt onto a liquid surface; and a heater disposed below the flow pipe.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100699537B1 (en) * 2004-12-24 2007-03-23 주식회사 실트론 Method of growing silicon single crystal and apparatus for the same
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