JP2000327476A

JP2000327476A - 半導体単結晶製造装置および製造方法

Info

Publication number: JP2000327476A
Application number: JP11143889A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sogo; 慎二十河
Original assignee: Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Current assignee: Sumco Techxiv Corp
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-11-28
Anticipated expiration: 2019-05-24
Also published as: JP4521621B2

Abstract

(57)【要約】【課題】単結晶棒の周囲に冷却手段を設けて供給電力
量を増すことにより、溶融部表面の温度勾配を増加し、
溶融部内の流れを活性化させて抵抗率の面内バラツキが
小さく、また、回転速度を増して微小領域での広がりの
小さい単結晶を得ることが可能な半導体単結晶製造装置
および製造方法を提供する。【解決手段】誘導加熱コイルにより多結晶棒を溶融
し、その溶融部の下方で凝固させて単結晶棒を成長させ
るフローティングゾーン法の半導体単結晶製造装置であ
る。単結晶棒の周囲に冷却手段を設けている構成として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体単結晶製造
装置およびその制御方法に係わり、特には、フローティ
ングゾーン法による半導体単結晶棒の製造装置および製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体単結晶育成方法の一つにフローテ
ィングゾーン法（以下、ＦＺ法という）がある。この方
法では、図９に示すように、不活性ガスで充たされた成
長炉３１内に給電部３３を介して支持された偏平な単巻
きの誘導加熱コイル３５（以下、コイル３５という）に
高周波電流を流すことで、多結晶原料棒３７（以下、原
料棒３７という）の一端を溶解させ、これに図示しない
小さな種結晶を溶着させ絞り作業を行うことで以降に凝
固させる部分を無転移化させている。なお、以下では、
同一名称の部品には後述する本発明に用いる部品には添
付符号Ａを、従来技術の部品には添付符号Ｂを付して区
別している。この後、原料棒３７は回転させながら軸方
向下方に移動させることで、コイル３５の周囲に溶融部
３９Ｂを形成し、これをコイル３５の下方、固液界面４
１Ｂの位置で凝固させ、この以下の部分を軸方向下方に
移動させることで、半導体単結晶棒４３Ｂ（以下、単結
晶棒４３Ｂという）を作製している。このとき、単結晶
棒４３Ｂは、周方向の熱的均一性を確保するために凝固
した部分を回転させることが一般的に行われている。さ
らに、単結晶棒４３Ｂに対しガス状のほう素ＢやリンＰ
の濃度や流量を調整して溶融部３９Ｂに吹き付けるか、
あるいは、原料棒３７の中に予めほう素ＢやリンＰを添
加しておくことで凝固する単結晶の凝固部４１Ｂに取り
込ませ、単結晶棒４３Ｂの電気抵抗率が調整されてい
る。

【０００３】この操作に用いられるコイル３５は、図１
０に示すように、平面視で中空環状の導体を巻回して、
その一部にスリット状の空隙４５を有する構成としてい
る。また、コイル３５は、図９に示すように、側面視で
縦断面が楔形で、内周縁端部の厚さが最も薄く、外周部
の厚さが最も厚くなるように構成されている。また、コ
イル３５は、外周部上で空隙４５を挟む二点に設置され
た給電端子４７が図示しない高周波電源に接続されてい
る。この給電端子４７からコイル３５に高周波電流が流
れることで交流磁界が発生し、コイル３５の上面、内周
内部３５ａ、および、下面で誘導電流が発生し、ジュー
ル熱により原料棒３７の溶解、および溶融部３９Ｂの保
持が行われている。そして、溶融部３９Ｂを凝固させる
ことにより、単結晶棒４３Ｂが育成されることになる
が、凝固する融液分は原料棒３７を連続的に溶融するこ
とにより供給され、一定径、一定長さの単結晶棒４３Ｂ
を育成することができる。単結晶棒４３Ｂの一定径の制
御は、基本的に、コイル３５への供給電力量（固体／融
液界面近傍の温度）と種結晶引下げ速度（成長速度）の
調整によって行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記単
結晶育成方法には、次のような問題点がある。所望の一
定径の単結晶棒を製造しようとするとき、単結晶棒の成
長速度は単結晶棒側面からの放熱量に律速される。生産
性を考慮した場合には、成長速度は出来るだけ早いほう
が好ましいが、単結晶棒側面からの放熱量が十分でない
場合に、単結晶棒が成長するに必要な熱バランスを確保
するために、コイルへの供給電力量を減ずるか、若しく
は、成長速度を減じなければならない。上記のうち供給
電力量を減ずる場合には、当然溶融部への投入熱量も減
ぜられるため、溶融部表面接線方向の温度勾配も緩くな
る。溶融部内の流れの強さは、その表面部の温度勾配に
律速されており、（S.Togawa et al.,High Purity Sili
con V,p.67) 、前述のように温度勾配が緩い場合、内部
の流れは十分に発達しえない。

【０００５】さらに、図１０に示したような単巻きのコ
イルを用いた場合、空隙４５の部分では他の部分と異な
り、対向電流４９が流れるため、この部分での磁束密度
は他の部分と比較して最も強いものとなる。よって、こ
の下部の溶融部分は、他の溶融部分より高温となるた
め、溶融部の表面には、常に周方向の温度不均一性が生
じていることになる。このような環境下で、単結晶棒を
回転させながら凝固させると、温度の高い空隙４５の下
部を通過するときは凝固速度が遅くなり、反対側では速
くなるといった成長速度の不均一が発生するため、結晶
に取り込まれる不純物のほう素ＢやリンＰの濃度が、微
小領域で変動することになる。これは、微小領域での電
気抵抗率の変動となるため、単結晶棒から切り出される
半導体基板内に作製されるデバイスの不良につながる。
この不純物濃度の変動を出来るだけ小さく抑えるために
は、単結晶棒の回転速度を出来るだけ早くして、空隙の
下部を通過する時間を短くした方が好ましい。

【０００６】ところが、溶融部３９Ｂの表面の温度勾配
が緩く、溶融部３９Ｂの内部の流れの強さが十分に発達
していない場合に、単結晶棒４３Ｂの回転速度を増す
と、図１１に模式的に示したように、内部の流れが大き
い渦５１（実線で示す）から小さい渦５３（点線で示
す）のように回転慣性力の影響により縮小させられるた
め、結晶中心部の凝固界面付近に流れの淀み５５が発生
することになる。発生した淀み５５の領域では、偏析の
効果によりほう素ＢやリンＰといった不純物の拡散境界
層厚みが増し、単結晶棒４３Ｂの面内でこの部分に取り
込まれる不純物量が増す。すなわち、この面内で電気抵
抗率が他の部分より低下することになる。このような単
結晶棒４３Ｂから切り出された半導体基板は、その面内
に大きな電気抵抗率のむらを持つことになるため、その
内部に形成されるデバイスは不良となることが多くな
る。

【０００７】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、単結晶棒の周囲に冷却手段を設けて単結晶
棒からの放熱を促す一方、この放熱を補償するようにコ
イルへの供給電力量を上げることにより、溶融部表面の
温度勾配を増加し、溶融部内の流れを活性化させて抵抗
率の面内バラツキが小さく、また、回転速度を増して微
小領域での広がり抵抗の小さい単結晶を得ることが可能
な半導体単結晶製造装置および製造方法を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体単結晶製造装置の発明は、誘導
加熱コイルにより多結晶棒を溶融し、その溶融部の下方
で凝固させて単結晶棒を成長させるフローティングゾー
ン法の半導体単結晶製造装置において、単結晶棒の成長
域を囲繞する冷却手段を設けた構成としている。また、
冷却手段は、単結晶棒の成長域を囲繞し、冷却流体を流
す配管が付設された冷却板からなるようにすると良い。
また、冷却手段は、その上端が溶融部と単結晶棒の界面
域以下に配置されていると良い。

【０００９】本発明に係る半導体単結晶製造方法の発明
は、誘導加熱コイルにより多結晶棒を溶融し、その溶融
部の下方で凝固させて単結晶棒を成長させるフローティ
ングゾーン法の半導体単結晶製造方法において、単結晶
棒周囲を強制的に冷却して熱放射量を制御し、溶融部表
面の温度勾配を制御して単結晶を成長させる方法であ
る。また、単結晶棒周囲を強制的に冷却するとともに誘
導加熱コイルへの入力電力量を増加させて溶融部表面の
温度勾配を大きくし、溶融部内の対流を活性化して単結
晶面内の抵抗率分布をほぼ一定に保つようにすると良
い。また、同時に単結晶棒の回転速度を制御することに
より単結晶面内の微小領域での抵抗変動を制御すると良
い。

【００１０】

【作用】上記構成および製造方法によれば、単結晶側面
からの放熱が、単結晶周囲に冷却手段を配置したことに
より促進されるため、単結晶棒が成長するに必要な熱バ
ランスを確保させるには、コイルへの入力電力量を増加
させる必要がある。これにより、コイルから溶融部表面
への投入熱量は自ずと増加することとなり、溶融部表面
にはきつい温度勾配が形成される。このため、溶融部内
の対流が活性化される。よって、結晶回転速度を増して
も結晶中心部付近に淀み部が形成されにくくなり、結晶
中心部において不純物濃度が濃くなることがなくなり、
ひいては単結晶棒から切り出した半導体基板の中心部で
の電気抵抗率が崩落することを防ぐことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る半導体単結晶
製造装置および製造方法の実施の形態について図面を参
照して説明する。但し、この実施例に記載される構成部
品の寸法、材質、形状、その配置などは、特に特定的記
載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣
旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は、本発明の
一実施の形態であるフローティングゾーン法による半導
体単結晶製造装置を構成する結晶成長炉１の一部を示す
側面断面図である。なお、本実施例の結晶成長炉１Ａは
図９に示したものと基本構造は同一であるので、同一部
品には同一符号を付して説明は省略する。また、同一名
称の場合に、本実施の形態では添付符号Ａを付し、従来
技術ではＢ符号を付して区別している。

【００１２】図１において、本実施例の結晶成長炉１Ａ
内には、冷却手段３がコイル３５と同芯軸上で、コイル
３５から一定間隔離間した下側の位置に配設されてい
る。冷却手段３は、単結晶棒４３ＡをスキマＴａを介し
て内部に収容する熱放射率の高い材質よりなる冷却板５
と、冷却板５の外周に当接されて巻回付設され、冷却板
５を保持する熱伝達率の高い配管９とから構成されてい
る。冷却板５は、例えば、中空の所定の厚さを有する円
筒パイプで、熱放射率の高いカーボン等よりなり、その
外周に付設された配管９により保持されている。

【００１３】冷却板５と単結晶棒４３ＡとのスキマＴａ
は、単結晶棒４３Ａが回転するときに接触しない範囲
で、出来るだけ小さく設定され冷却効率を良くしてい
る。冷却手段３の上端、すなわち、冷却板５の上端５ａ
は、結晶成長炉１Ａに設けられた観察窓１１を通して外
部より、溶融部３９Ａと単結晶棒４３Ａの界面１３が観
察できるように、高さ方向で界面１３より下方に設けら
れている。なお、冷却手段３の上端、すなわち、冷却板
５の上端５ａは界面１３を外方より観察できる位置、す
なわち、界面１３の位置以下であれば出来るだけ上方に
配置した方が冷却効率は良くなる。

【００１４】配管９は、例えば、熱伝導率が高い材質の
銅よりなる銅配管よりなり、図１に示すように、配管９
の入口側配管９ａおよび出口側配管９ｂは、結晶成長炉
１Ａに保持されるとともに、結晶成長炉１Ａを貫通し、
入口側配管９ａは図示しない冷却流体源に、出口側配管
９ｂは排出路に接続されている。このとき、入口側配管
９ａは出口側配管９ｂより上側の結晶成長炉１Ａに支持
されており、冷却流体は単結晶棒４３Ａの界面１３に近
い方の配管９から入り、順次下方に流れて冷却してい
る。このため、界面１３に近い方の単結晶棒４３Ａが入
口側配管９ａからの冷たい冷却流体で先に冷却されるた
め、溶融部３９Ａ表面の温度勾配を大きくすることがで
きる。冷却流体は、冷却水を用いているが、アルゴンガ
ス、窒素ガス等の気体ガスを用いても良い。

【００１５】本実施例の結晶成長炉１Ａの一例として、
冷却手段３の冷却板５は、材質がカーボンで、その内径
１３３ｍｍとし、単結晶棒４３Ａの外周部４３ａにスキ
マＴａを１４ｍｍとして配設されている。冷却板５の上
端５ａは、溶融部３９Ａと単結晶棒４３Ａの界面１３か
ら１０ｍｍ下になる位置に配設され、成長炉１Ａに設け
られた観察窓１１を通して外部より単結晶棒４３Ａの界
面１３が観察できるようになされている。冷却手段３
は、冷却水を配管９に流して配管９に当接しているカー
ボンの冷却板５を冷却している。

【００１６】この結晶成長炉１Ａを用いて、シリコンの
単結晶棒４３Ａの成長を行った。その結晶の成長条件
は、以下の通りである。単結晶棒直径１０５ｍｍ多結晶棒直径９５ｍｍ成長速度２．８ｍｍ／ｍｉｎ単結晶棒回転速度１５ｒｐｍ原料多結晶棒回転速度０．５ｒｐｍ印加電圧６２８．８Ｖゾーン部温度差６８．６℃

【００１７】上記成長条件で、コイル３５には電圧６２
８．８Ｖを印加し、原料棒３７を溶融させるとともに、
単結晶棒４３Ａの側面に配置された冷却手段３の配管９
には冷却水を流して、冷却板５を介して単結晶棒４３Ａ
を冷却し、溶融部表面温度（℃）の温度勾配を図２に示
すごとく増加させている。図２において、横軸は結晶中
心からの距離（ｍｍ）を、縦軸は溶融部表面温度（℃）
を表し、実線（Ａ）は本実施例での温度勾配を、点線
（Ｂ）は従来技術での温度勾配を示している。このよう
に、印加電圧（Ｖ）およびゾーン部温度差（℃）は、表
１に示すように従来技術によるよりも、コイルへの印加
電圧を６％、および、ゾーン部温度差を１．２１倍に増
加させて単結晶棒４３Ａを成長させた。

【００１８】

【表１】

【００１９】上記の成長条件で製造された単結晶棒４３
Ａは、溶融部表面の温度勾配が実線（Ａ）により示すよ
うに増加され、溶融部３９Ａ内の対流が活性化されてお
り、図１１に示す結晶中心部での淀み５５が形成され難
くなっている。この結果、図３に示すように、本実施例
による半導体単結晶製造装置の結晶成長炉１Ａを用いて
成長させたシリコン単結晶の面内抵抗率ＲＡの分布は、
図４に示す従来技術により成長させたシリコン単結晶の
面内の抵抗率ＲＢの分布よりも小さくなる。図３および
図４では、横軸は単結晶棒４３Ａ、４３Ｂより作製した
ウエーハ基板中心（零）からの距離（ｍｍ）を、縦軸は
抵抗率ＲＡ、ＲＢの変動（％）を表し、結晶面内にわた
って測定した抵抗率の平均値をゼロとして、平均値まわ
りのバラツキを、分布で表現している。従来技術によっ
たウエーハ基板では、図４より抵抗率ＲＢの変動幅ＳＢ
がほぼ±１５％以内に入っているのに対して、本実施例
によったウエーハ基板では図３より抵抗率ＲＡの変動幅
ＳＡはほぼ±８％以内に入りほぼ半減している。また、
図３および図４から判るように、従来技術により成長さ
せた結晶では結晶中心部において抵抗率ＲＢが平均値よ
り低下しているのに対し、本実施例での結晶では結晶中
心部の抵抗率ＲＡが従来に比べて上昇しており、結晶面
内においてほぼ均一な抵抗率ＲＡの分布が得られてお
り、その効果が大きいことが判明した。

【００２０】また、本実施例の単結晶棒４３Ａは、単結
晶棒回転速度１５ｒｐｍとし、従来技術より早い回転速
度に増して成長させた。これより、溶融部３９Ａ内の溶
融の流れは、本来なら溶融部３９Ａの表面の温度勾配が
緩い場合には、図１１に示し前述したように、内部の流
れが回転速度の増加により大きい渦５１から小さい渦５
３のように活性化されなくなる。しかし、本実施例では
前述したように、単結晶棒４３Ａは温度勾配が実線
（Ａ）に示すように増加されているために、溶融部３９
Ａ内の溶融の流れは、大きい渦５１よりも更に活性化さ
れる。このため、前述したように、本実施例によって得
られるウエーハの面内の抵抗率ＲＡの分布は従来技術の
ものより小さくなるとともに、均一になる。

【００２１】また、本実施例では、単結晶棒回転速度１
５ｒｐｍは後述する従来技術によるものより速く回転さ
せている。すなわち、単結晶棒４３Ａの回転速度を高速
に保つことが出来るため、１回転する間の成長量が小さ
くなり、微小領域での抵抗分布の変動も図５に示すごと
く小さく抑えることができる。一方、従来技術において
結晶棒４３Ｂの回転速度を、本実施例で結晶面内におい
てほぼ均一な抵抗率ＲＡの分布が得られる速度、すなわ
ち５ｒｐｍに等しくした場合、結晶の回転速度が遅いた
め、１回転する間の成長量が大きくなるとともに、前述
した周方向の温度不均一の影響を受ける時間が長いため
微小領域での広がり抵抗分布には、図６に示す如く大き
な変動が生じてしまう。

【００２２】図５および図６では、横軸は単結晶棒４３
Ａ、４３Ｂより作製したウエーハ基板端からの距離（ｍ
ｍ）を、縦軸は広がり抵抗ＱＡ、ＱＢの変動（％）を表
し、結晶面内にわたって測定した広がり抵抗の平均値を
ゼロとして、平均値まわりのバラツキで、分布を表現し
てある。従来技術によるウエーハ基板では、図５より広
がり抵抗ＱＢの変動幅ＷＢがほぼ±３５％以内に入って
いるのに対して、本実施例で得られたウエーハ基板では
図４より広がり抵抗ＱＡの変動幅ＷＡはほぼ±２０％以
内に入りほぼ６０％低減している。

【００２３】図７は、他の実施例の冷却手段２１を示す
平面図である。図７において、冷却手段２１がコイル３
５と同芯軸上で、コイル３５から一定間隔離間した下側
の位置に配設されている。冷却手段２１は、凝固した単
結晶棒４３ＡをスキマＴａを介して内部に収容する熱放
射率の高い材質よりなる中空筒パイプ５と、冷却板５の
外周の半分にそれぞれ当接されて巻回付設され、中空円
筒イプ５を保持する熱伝達率の高い第１配管２３と第２
配管２５とから構成されている。冷却板５は、その外周
に付設された第１配管２３と第２配管２５により挟持さ
れて保持されている。第１配管２３および第２配管２５
は、それぞれ冷却板５の外周に沿って上下方向に複数個
配設されている。

【００２４】第１配管２３および第２配管２５は、例え
ば、熱伝達率が高い材質の銅よりなる銅配管よりなり、
図７に示すように、第１配管２３の入口側第１配管２３
ａおよび第２配管２５の入口側第２配管２５ａは、コイ
ル３５の給電部３３の下側、すなわち、空隙４５の下側
で結晶成長炉１Ａに保持されるとともに、結晶成長炉１
Ａを貫通して結晶成長炉１Ａ内に入っている。入口側第
１配管２３ａおよび入口側第２配管２５ａは、結晶成長
炉１Ａの外側で温度調節器２７を経て図示しない冷却流
体源に接続されている。

【００２５】第１配管２３および第２配管２５は、冷却
板５の外周の半分にそれぞれが当接されて巻き回された
後、入口側第１配管２３ａおよび入口側第２配管２５ａ
の反対側で、出口側第１配管２３ｂおよび出口側第２配
管２５ｂとして結晶成長炉１Ａに保持されるとともに、
結晶成長炉１Ａを貫通して外部に出されて排出路、ある
いは、温度調節器２７に接続されている。また、第１配
管２３および第２配管２５は、図１と同様に軸の上下方
向に複数個配設されている。

【００２６】第１配管２３および第２配管２５は、周方
向の温度が高いコイル３５の空隙４５側に設けられた冷
却口から空隙４５の反対側の温度の低いコイル３５に向
けて冷却流体を流している。これにより、温度が高いコ
イル３５の空隙４５側の下部の溶融部３９Ａは入口側第
１配管２３ａおよび入口側第２配管２５ａの冷却口から
のより低い冷却流体により冷却され、また、反対側では
単結晶棒４３Ａからの熱を受けた冷却口側より温度の高
い冷却流体により冷却されるため、空隙４５側の冷却が
大きくなり周方向で均一なゾーン部温度差を得ることが
できる。第１配管２３および第２配管２５に供給される
冷却流体は温度調節器２７により温度が制御されて供給
されている。供給される冷却流体の温度が温度調節器２
７により変更されることにより、図８に示すように、単
結晶棒４３Ａの溶融部３９Ａの溶融部表面温度差、すな
わち、温度勾配を制御することができる。

【００２７】図８では、横軸は冷却手段の熱放射率を、
縦軸は溶融部表面温度差（℃）を表している。図中の直
線（Ｃ）の溶融部表面温度差（℃）は、例えば、ＭＡ点
では本実施例のゾーン部温度差６８．６℃の熱放射率が
０．９の場合であり、また、ＭＢ点では従来技術による
ゾーン部温度差５６．２の熱放射率が０．５５の場合で
ある。この間の熱放射率は、冷却手段２１に付設されて
いる第１配管２３および第２配管２５の中を流れる冷却
水の温度を温度調節器２７により制御して変更すること
により適宜選択できる。これにより、温度勾配を制御す
ることで、所望の抵抗率をもつｐ型あるいはｎ型のシリ
コン単結晶が得られるとともに、不均一になりがちなＦ
Ｚ法のシリコン結晶の面内分布をほぼ均一にできる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｆ
Ｚ法によって製造する半導体単結晶は、成長中の単結晶
棒側面付近に冷却手段を設置することで、結晶からの熱
放射を促進することができる。この結果、コイルへの投
入電力量は、結晶成長に必要な熱バランスを確保するた
めに増加される。このため、溶融部表面の温度勾配が増
加し、ひいては溶融部内の対流力を増加することができ
る。これにより、通常であれば単結晶棒の回転速度が早
い領域において、対流が抑制され、淀みにより結晶中心
部で抵抗率の低下が起きてしまうが、本発明では、溶融
部内の対流力を増加することで単結晶棒の回転速度が早
い領域においても、結晶面内全域にわたって均一な抵抗
率分布をもつ結晶を成長させることができる。さらに、
高回転の効果として、微小領域での抵抗変動も小さく抑
えることができるようになる。また、界面に近い方に冷
却流量の入口を設けたことにより、温度勾配を大きくと
れ、溶融部の流れを活性化でき、均一な抵抗率分布をも
つ結晶を成長させることができる。また、冷却手段は温
度が制御できることにより、温度勾配が制御され、所望
の抵抗率をもつｐ型あるいはｎ型のシリコン単結晶が得
られるとともに、不均一になりがちなＦＺ法のシリコン
結晶の面内分布をほぼ均一にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体単結晶製造装置を構成する一実
施例による成長炉内の一部側面断面図である。

【図２】結晶中心からの距離と溶融表面温度（温度勾
配）との関係を説明する図である。

【図３】本発明の半導体単結晶製造装置を構成する一実
施例の成長炉で製造したシリコン単結晶面内の抵抗分布
率を示す図である。

【図４】従来の半導体単結晶製造装置で製造したシリコ
ン単結晶面内の抵抗分布率を示す図である。

【図５】本発明の半導体単結晶製造装置を構成する一実
施例の成長炉で製造したシリコン単結晶面内の広がり抵
抗分布を示す図である。

【図６】従来の半導体単結晶製造装置で製造したシリコ
ン単結晶面内の広がり抵抗分布を示す図である。

【図７】本発明に採用される冷却手段の他の実施形態を
示す平面図である。

【図８】熱放射率と溶融表面温度（温度勾配）との関係
を説明する図である。

【図９】従来の半導体単結晶製造装置の一部側面断面図
である。

【図１０】半導体単結晶の製造に用いられる誘導加熱コ
イルの平面図である。

【図１１】溶融部内の対流変化の模式図である。

【符号の説明】

１Ａ結晶成長炉３、２１冷却手段５冷却板９配管９ａ入口側配管９ｂ出口側配管１１観察窓１３界面２３第１配管２５第２配管２７温度調節器３５誘導加熱コイル３７多結晶原料棒３９Ａ溶融部４３Ａ単結晶棒４５空隙４７給電端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘導加熱コイルにより多結晶棒を溶融
し、その溶融部の下方で凝固させて単結晶棒を成長させ
るフローティングゾーン法の半導体単結晶製造装置にお
いて、単結晶棒の成長域を囲繞する冷却手段を設けたこ
とを特徴とする半導体単結晶製造装置。
【請求項２】請求項１記載の半導体単結晶製造装置に
おいて、冷却手段は、単結晶棒の成長域を囲繞し、冷却
流体を流す配管が付設された冷却板からなることを特徴
とする半導体単結晶製造装置。
【請求項３】請求項１あるいは請求項２記載の半導体
単結晶製造装置において、冷却手段は、その上端が溶融
部と単結晶棒の界面域以下に配置されていることを特徴
とする半導体単結晶製造装置。
【請求項４】誘導加熱コイルにより多結晶棒を溶融
し、その溶融部の下方で凝固させて単結晶棒を成長させ
るフローティングゾーン法の半導体単結晶製造方法にお
いて、単結晶棒周囲を強制的に冷却することにより熱放
射量を制御して、溶融部表面の温度勾配を制御して単結
晶棒を成長させることを特徴とする半導体単結晶製造方
法。
【請求項５】単結晶棒周囲を強制的に冷却するととも
に誘導加熱コイルへの入力電力量を増加させて溶融部表
面の温度勾配を大きくし、溶融部内の対流を活性化する
ことを特徴とする請求項４記載の半導体単結晶製造方
法。
【請求項６】単結晶棒の回転速度を制御することによ
り単結晶面内の微小領域での抵抗変動を制御することを
特徴とする請求項５記載の半導体単結晶製造方法。