JP2000335993A - Czochralski puller for producing single crystal silicon ingot by regulating temperature gradient at central and edge parts of boundary between ingot and melt, heat shield for czochralski puller and improvement of czochralski puller - Google Patents

Czochralski puller for producing single crystal silicon ingot by regulating temperature gradient at central and edge parts of boundary between ingot and melt, heat shield for czochralski puller and improvement of czochralski puller

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JP2000335993A
JP2000335993A JP2000052451A JP2000052451A JP2000335993A JP 2000335993 A JP2000335993 A JP 2000335993A JP 2000052451 A JP2000052451 A JP 2000052451A JP 2000052451 A JP2000052451 A JP 2000052451A JP 2000335993 A JP2000335993 A JP 2000335993A
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heat shield
single crystal
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    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • C30B15/203Controlling or regulating the relationship of pull rate (v) to axial thermal gradient (G)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a single crystal silicon ingot grow in a defect-free state by attaching a ring-type heat shield to a czochralski puller for a single crystal silicon ingot and by regulating the temperature gradient in the boundary between the ingot and a melt. SOLUTION: A heat shield 214 comprising a ring-type heat shield housing and a support member supporting the housing is installed. The ring-type heat shield housing has an inner heat shield housing wall, an outer heat shield housing wall, an oblique heat shield housing floor and a heat shield housing roof extending between the above walls, and contains an insulator in itself. At least one of the following conditions is regulated so as for temperature gradient to be >2.5 deg. K/mm on the ingot axis A in a boundary between an ingot 228 and a melt 226 and also to be nearly equal to temperature gradient along a drift distance B from the verge of the columnar ingot: the position of the heat shield 214; the arrangement of the heat shield; the position of a heater 204; the arrangement of a cooling jacket 232; the position of a furnace 206; the arrangement of a heat pack 202; and the applied electric power to the heater 204.

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、微少電子(mic
roelectronic)素子製造方法及び装置とし
てのチョクラルスキプーラーに関するもので、より詳し
くはインゴット−溶融物境界(界面)の中央及び縁部分
での温度勾配の調節による単結晶シリコンインゴットの
製造のためのチョクラルスキプーラー、前記チョクラル
スキプーラー用熱遮断体及び前記チョクラルスキプーラ
ーの改良方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
More specifically, the present invention relates to a Czochral skipper as a method and apparatus for manufacturing a single crystal silicon ingot by controlling a temperature gradient at a center and an edge of an ingot-melt boundary (interface). The present invention relates to a ralski puller, a thermal barrier for the Czochralski puller, and a method for improving the Czochralski puller.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路は消費者に幅広く使用されてお
り、商業的にも広く使用されている。集積回路は一般的
に単結晶から製造される。集積回路の集積密度が継続的
に増加することによって集積回路のための高品質の単結
晶半導体物質を提供することがだんだん重要になってく
る。集積回路は典型的に、大型単結晶シリコンインゴッ
トの製造、ウェーハへのインゴットスライシング、ウェ
ーハ上での数多い微少電子素子の製造工程の遂行及びパ
ッケージ化された個別集積回路へのウェーハの切断によ
って製造される。シリコンインゴットの純度及び結晶化
度はそれから製造される最終集積回路装置の性能に大き
な影響を与えるので欠陥の数が減少したインゴット及び
ウェーハの製造のための努力が増加されてきた。
2. Description of the Related Art Integrated circuits are widely used by consumers and are also widely used commercially. Integrated circuits are generally manufactured from single crystals. As the integration density of integrated circuits continues to increase, it becomes increasingly important to provide high quality single crystal semiconductor materials for integrated circuits. Integrated circuits are typically manufactured by manufacturing large single crystal silicon ingots, ingot slicing into wafers, performing numerous microelectronic device manufacturing processes on wafers, and cutting wafers into packaged individual integrated circuits. You. Efforts to produce ingots and wafers with a reduced number of defects have increased since the purity and crystallinity of silicon ingots have a significant effect on the performance of the final integrated circuit device fabricated therefrom.

【0003】従来の単結晶シリコンインゴットを製造す
る一般的な方法をこれから説明する。このような方法の
概略はウルフとタウバ氏によって1986年作成された
テキスト"Silicon Processing fo
r the VLSI Era,Volume 1, Pr
ocess Technology"の1章、1〜35ペ
ージに示されているし、その詳しい説明をここでは参照
する。単結晶シリコンの製造で電子級(electro
nic grade)多結晶は単結晶シリコンインゴッ
トに転換される。クォーチャートのような多結晶シリコ
ンは電子級多結晶シリコンで精製される。精製された前
記電子級多結晶シリコンは電子級多結晶シリコンで精製
される。精製された前記電子級多結晶シリコンはチョク
ラルスキ(CZ)法又はフロットゾーン(FZ)技術を
使って単結晶インゴットとして成長する。本発明はCZ
技術を使ってシリコンインゴットを製造することと関連
があるし、以下この技術について調べてみる。
A general method for producing a conventional single crystal silicon ingot will now be described. An outline of such a method can be found in the text "Silicon Processing fo," written by Wolf and Tauba in 1986.
r the VLSI Era, Volume 1, Pr
Process Technology ", Chapter 1, pages 1 to 35, a detailed description of which is incorporated herein by reference.
nic grade polycrystals are converted to single crystal silicon ingots. Polycrystalline silicon such as a quartz chart is refined with electronic grade polycrystalline silicon. The refined electronic grade polycrystalline silicon is refined with electronic grade polycrystalline silicon. The refined electronic grade polycrystalline silicon is grown as a single crystal ingot using the Czochralski (CZ) method or the flot zone (FZ) technique. The present invention relates to CZ
It is related to using technology to produce silicon ingots, and we'll look into this technology below.

【0004】チョクラルスキ成長は境界で液状から原子
の結晶性固状化と関連がある。具体的には、炉に電子級
多結晶シリコンが充填され、この溶融物は溶融される。
正確な方向許容値を有するシリコンシード結晶がシリコ
ン溶融物内に下向する。続いて、シード結晶が軸方向に
制御された速度で持ち上げられる。シード結晶と炉は一
般的に引上げ過程の間互いに反対方向に回転する。
Czochralski growth is associated with the solidification of atoms from liquid to crystalline at the boundary. Specifically, the furnace is filled with electronic grade polycrystalline silicon, and the melt is melted.
A silicon seed crystal with the correct orientation tolerance falls down into the silicon melt. Subsequently, the seed crystal is lifted at a controlled speed in the axial direction. The seed crystal and the furnace generally rotate in opposite directions during the pulling process.

【0005】初期引上げ速度は相対的に速いのでシリコ
ンの狭いネックが形成される。続いて、溶融温度が減少
及び安定化になるにより好ましいインゴットの直径が形
成される。このような直径は一般的に引上げ速度を制御
することで維持される。引上げは溶融物が殆ど焼尽する
まで続くし、この際テール(tail)が形成される。
Since the initial pulling speed is relatively fast, a narrow neck of silicon is formed. Subsequently, a more favorable ingot diameter is formed as the melting temperature decreases and stabilizes. Such a diameter is generally maintained by controlling the pulling speed. Pulling continues until the melt is almost burned out, forming a tail.

【0006】図1はチョクラルスキプーラーの概略図で
ある。図1に図示されたように、チョクラルスキプーラ
ー100は炉、結晶引上げメカニズム、環境制御機及び
コンピュータ化された制御システムを含む。チョクラル
スキ炉は一般的にホットゾーン炉(hot zone f
urnace)と呼ばれる。ホットゾーン炉は、ヒータ
104から作られた炉106、黒鉛から作られたサセッ
プタ(succeptor)108及び図示されたよう
に第1方向112に回転する回転軸110を含む。
FIG. 1 is a schematic view of a Czochralski puller. As shown in FIG. 1, a Czochralski puller 100 includes a furnace, a crystal pulling mechanism, an environmental controller, and a computerized control system. Czochralski furnaces are generally hot zone furnaces.
urnase). The hot zone furnace includes a furnace 106 made of a heater 104, a susceptor 108 made of graphite, and a rotating shaft 110 that rotates in a first direction 112 as shown.

【0007】冷却ジャケット(cooling jac
ket)又は冷却ポート(cooling port)
132が水冷(water cooling)のような
外部冷却手段によって冷却される。熱遮断体114が付
加的な熱分布を提供することができる。加熱パック(h
eat pack)102が熱吸収物質116に充填さ
れて付加的な熱分布を提供する。
[0007] Cooling Jac
ket) or cooling port
132 is cooled by external cooling means such as water cooling. Thermal barrier 114 can provide additional heat distribution. Heating pack (h
Eat pack 102 is filled into heat absorbing material 116 to provide additional heat distribution.

【0008】結晶引上げメカニズムは図示されたように
第1方向112に反対になる第2方向122に回転する
ことができる結晶引上げ軸120を含む。結晶引上げ軸
120はその端部にシードホルダー(seed hol
der)120aを含む。シードホルダー120aはシ
ード結晶124を掴んでいるし、炉106内の溶融物1
26から引上げられインゴット128を形成する。
The crystal pulling mechanism includes a crystal pulling shaft 120 that can rotate in a second direction 122 opposite to the first direction 112 as shown. The crystal pulling shaft 120 has a seed holder (seed hol) at its end.
der) 120a. The seed holder 120a holds the seed crystal 124 and melts 1 in the furnace 106.
Pulled from 26 to form ingot 128.

【0009】環境制御システムはチャンバー密封体13
0、冷却ジャケット132及び図示しない他の流動制御
機及び真空排気システムを含む。コンピュータ化された
制御システムはヒータ、プーラー、及び他の電気的、機
械的要素を制御するために使用され得る。
The environmental control system includes a chamber seal 13.
0, including a cooling jacket 132 and other flow controllers and evacuation systems not shown. Computerized control systems can be used to control heaters, pullers, and other electrical and mechanical components.

【0010】単結晶シリコンインゴットを成長させるた
めに、シード結晶124はシリコン溶融物126と接触
し、だんだん軸方向(上側)に引上げられる。単結晶シ
リコンへのシリコン溶融物126の冷却及び固状化(凝
固)はインゴット128と溶融物126の間の境界13
4で起きる。図1に示されたように、境界134は溶融
物126に対して膨らんでいる。
[0010] To grow a single crystal silicon ingot, the seed crystal 124 contacts the silicon melt 126 and is gradually pulled axially (upward). Cooling and solidification (solidification) of the silicon melt 126 into single crystal silicon is effected at the boundary 13 between the ingot 128 and the melt 126.
Get up at 4. As shown in FIG. 1, the boundary 134 is bulging with respect to the melt 126.

【0011】実際のシリコンインゴットは不完全さ、又
は欠陥を含んでいるので理想的な単結晶インゴットとは
異なる。このような欠陥は集積回路装置を製造するのに
好ましくない。このような欠陥は一般的に点欠陥(po
int defect)又は塊(agglomerat
es:三次元欠陥)と分類される。点欠陥はベーカンシ
点欠陥とインタースチシャル点欠陥という二つの一般的
な形態がある。ベーカンシ点欠陥では一つのシリコン原
子がシリコン結晶格子内での正常的な位置の一つから離
脱されたものである。このようなベーカンシがベーカン
シ点欠陥になる。一方、原子がシリコン結晶の非格子地
点(インタースチシャルサイト)から発見されるとこれ
はインタースチシャル点欠陥になる。
Actual silicon ingots differ from ideal single crystal ingots because they contain imperfections or defects. Such defects are not desirable for manufacturing integrated circuit devices. Such defects are generally point defects (po
int defect or agglomerat
es: three-dimensional defect). Point defects have two general forms: vacancy point defects and interstitial point defects. A vacancy point defect is one in which one silicon atom has escaped from one of its normal positions in the silicon crystal lattice. Such vacancies become vacancy point defects. On the other hand, when an atom is found from a non-lattice point (interstitial site) of a silicon crystal, this becomes an interstitial point defect.

【0012】点欠陥は、一般的にシリコン溶融物126
と固状シリコンであるインゴット128の間の境界13
4から形成される。しかし、インゴット128が継続的
に引上げることによって境界であった部分は冷却し始め
る。冷却の間、ベーカンシ点欠陥とインタースチシャル
点欠陥の拡散が欠陥を互いに合併させてベーカンシ塊又
はインタースチシャル塊を形成する。塊は点欠陥の合併
によって発生する3次元構造である。インタースチシャ
ル塊はデスロケーション欠陥又はD−デフェックト(D
−defect)と呼ばれこともある。塊はたまにはこ
のような欠陥を検出するために使われる技術によって命
名される。従って、ベーカンシ塊は時にはCOP(Cr
ystal Originated Particle
s)、LST(Laser scattering To
mography)欠陥、又はFPD(Flow Pa
ttern Defects)と呼ばれることもある。
インタースチシャル塊はまたL/D(Large/Di
slocation)塊とも知られている。単結晶シリ
コンでの欠陥に対する論議はウルフ及びタウバ氏による
前述したテキストの2章に提供されているし、その詳し
い説明をここに参照する。
[0012] Point defects are generally caused by silicon melt 126.
13 between the solid silicon ingot 128
4 is formed. However, as the ingot 128 is continuously pulled up, the portion that was the boundary begins to cool. During cooling, the diffusion of the vacancy point defects and the interstitial point defects causes the defects to merge with each other to form a vacancy or interstitial mass. A lump is a three-dimensional structure generated by merging point defects. The interstitial mass is a deslocation defect or a D-defect (D
-Defect). Lumps are sometimes named by the technique used to detect such defects. Therefore, vaccinia lump is sometimes COP (Cr
ystal Originated Particle
s), LST (Laser scattering To)
(MOG) defect or FPD (Flow Pa)
(Tern Defects).
The interstitial mass is also L / D (Large / Di)
It is also known as a lump. A discussion of defects in single crystal silicon is provided in Chapter 2 of the aforementioned text by Wolf and Tauba, a detailed description of which is incorporated herein.

【0013】多くの変数(parameter)が欠陥
の数が少ない高純度インゴットを成長させるために制御
される必要があるということは知っていることである。
例えば、シード結晶の引上げ速度及びホットゾーン構造
で温度勾配を制御することが知られている。ボロンコブ
の理論でV対Gの比(V/Gと言及される。)がインゴ
ットで点欠陥の濃度を決定することであると分かるし、
ここでVはインゴットの引上げ速度で、Gはインゴット
−溶融物境界の温度勾配である。ボロンコブの理論はボ
ロンコブ氏が著述した"The Mechanism o
f SwirlDefects Formation i
n Silicon"[Journalof Cryst
al Growth, Vol59, 1982,pp.
625〜643]に詳しく記述されている。
It is known that many parameters need to be controlled in order to grow high purity ingots with a low number of defects.
For example, it is known to control a temperature gradient by a pulling speed of a seed crystal and a hot zone structure. Boronkov's theory shows that the ratio of V to G (referred to as V / G) is to determine the concentration of point defects in the ingot,
Where V is the pull rate of the ingot and G is the temperature gradient at the ingot-melt interface. Boronkov's theory was written by Boronkov, "The Mechanismo.
f SwirlDefects Formation i
n Silicon "[Journalof Cryst
al Growth, Vol 59, 1982, pp. 139-157.
625 to 643].

【0014】ボロンコブ理論の適用は1996年11月
25日から29日まで開いたシリコン物質に対する向上
された化学技術に関する第2次国際シンポジウム(Se
cond International Symposi
um on AdvancedScience and T
echnology of Silicon Mater
ial)で本出願の発明者が発表した論文"Effec
t of Crystal Defects on Dev
ice Characteristics"の519ペー
ジに出ている。本出願で図2に再図示された、論文の図
15で、V/Gの関数としてベーカンシ及びインタース
チシャル濃度を図式的に表現した。ボロンコブの理論は
ウェーハでベーカンシ及びインタースチシャル濃度を図
式的に表現した。ボロンコブの理論はウェーハでベーカ
ンシ/インタースチシャル混合の発生がV/Gによって
決定されることを示す。より詳しくは、V/G比が臨界
点以上ではベーカンシ−豊富インゴットが形成される。
The application of boron cobb theory was introduced from November 25 to 29, 1996 in the 2nd International Symposium on Improved Chemical Technology for Silicon Materials (Se).
cond International Symposi
um on AdvancedScience and T
technology of Silicon Mater
ial) published by the inventor of the present application in "Effec
t of Crystal Defects on Dev
Ice Characteristics ", page 519. In Figure 15 of the paper, re-illustrated in Figure 2 of the present application, we graphically represented vacancy and interstitial concentrations as a function of V / G. Graphically represented vacancies and interstitial concentrations at the wafer, and boron cobb theory shows that the occurrence of vacancy / interstitial mixing at the wafer is determined by V / G. Above the critical point, a vacancy-rich ingot is formed.

【0015】物理学者、材料科学者及び他の多くの人に
よる数多い理論的な研究や、チョクラルスキプーラー製
作者による多くの経験的な研究にも関わらず単結晶シリ
コンウェーハで欠陥密度を減らすための必要性は続いて
いる。
[0015] Despite numerous theoretical studies by physicists, material scientists and many others, and many empirical studies by Czochralski Puller makers, to reduce defect density in single crystal silicon wafers. The need continues.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明はインゴット軸
で2.5°K/mmより大きく、またインゴットの円筒
型の縁から拡散距離での温度勾配と少なくとも大体同一
な温度勾配をインゴット−溶融物境界で得ることができ
るようにするためのチョクラルスキプーラーの要素の改
良によってベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のな
い無欠陥単結晶インゴットを製造するためのチョクラル
スキプーラーの改良方法及び改良されたチョクラルスキ
プーラーを提供することを目的とする。インゴット軸で
2.5°K/mmより大きく、またインゴットの円筒型
の縁から拡散距離での温度勾配と少なくとも大体同一な
温度勾配をインゴット−溶融物境界で得ることができる
ようにすることによって、平らであるか又はシリコン溶
融物に対して膨らんだインゴット−溶融物境界を得るこ
とができる。このように引上げられたインゴットは切断
され点欠陥は含むことがあるが、ベーカンシ塊及びイン
タースチシャル塊のない多数の無欠陥ウェーハになる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an ingot-melting temperature gradient greater than 2.5 K / mm on the ingot axis and at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. Improved method of improving a Czochralski puller for producing defect-free single crystal ingots without vacancies and interstices by improving the elements of the Czochralski puller so that it can be obtained at the object boundary. It is intended to provide a Czochralski puller. By allowing a temperature gradient at the ingot-melt interface to be obtained at the ingot axis that is greater than 2.5 K / mm at the ingot axis and at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. An ingot-melt interface can be obtained that is flat or swelled against the silicon melt. The ingot pulled in this way may be cut and contain point defects, resulting in a number of defect-free wafers without vacancies and interstices.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明によるチョクラル
スキプーラーは密封体及びシリコン溶融物を保有する密
封体内の炉を含む。シードホルダーが密封体内で炉に隣
接するように配置される。ヒータが密封体内で炉を囲む
ように配置する。加熱パックが密封体内でヒータを囲む
ように配置される。熱遮断体が炉とシードホルダーの間
に配置され、冷却ジャケットが熱遮断体とシードホルダ
ーの間に配置される。シードホルダーを炉から引上げる
引上げ手段が提供されてそれによって単結晶シリコンイ
ンゴットをシリコン溶融物から引上げるようにする。単
結晶シリコンインゴットは軸と円筒型の縁を有する。シ
リコン溶融物及びインゴットはそれらの間のインゴット
−溶融物境界によって区分される。
SUMMARY OF THE INVENTION A Czochralski puller according to the present invention includes a seal and a furnace within the seal holding a silicon melt. A seed holder is positioned in the enclosure adjacent to the furnace. A heater is arranged to surround the furnace within the enclosure. A heating pack is positioned around the heater within the enclosure. A thermal barrier is located between the furnace and the seed holder and a cooling jacket is located between the thermal barrier and the seed holder. Pulling means are provided for pulling the seed holder out of the furnace so that the single crystal silicon ingot is pulled from the silicon melt. Single crystal silicon ingots have a shaft and a cylindrical edge. The silicon melt and the ingot are separated by an ingot-melt boundary between them.

【0018】本発明の目的は、内部熱遮断ハウジング壁
(inner heat shield housing
wall)、外部熱遮断ハウジング壁(outer h
eat shield housing wall)、傾
いた熱遮断ハウジング底(oblique heat s
hield housing floor)及び内部熱遮
断ハウジング壁と外部熱遮断ハウジング壁の間で延長さ
れた熱遮断ハウジング蓋(heat shield ho
using roof)を含むチョクラルスキプーラー
用熱遮断体を提供することである。熱遮断ハウジングは
その内部に絶縁物質を含む。支持部材がチョクラルスキ
プーラー内の炉内で熱遮断ハウジングを支持するように
配置される。内部熱遮断ハウジング壁と外部熱遮断ハウ
ジング壁は好ましくは垂直の内部熱遮断壁と外部熱遮断
壁になり得るし、また熱遮断ハウジング蓋は好ましくは
傾いた熱遮断ハウジング蓋になり得る。
An object of the present invention is to provide an inner heat shield housing wall.
wall, outer heat insulation housing wall (outer h)
eat shield housing wall, inclined heat insulation housing bottom (oblique heat s)
heat housing floor and a heat shield housing extended between the inner and outer heat shield housing walls.
It is an object of the present invention to provide a thermal barrier for a Czochralski puller that includes a use roof. The heat insulation housing contains an insulating material therein. A support member is arranged to support the thermal barrier housing in a furnace within the Czochralski puller. The inner and outer heat shield housing walls can be preferably vertical inner and outer heat shield walls, and the heat shield housing lid can be a preferably inclined heat shield housing lid.

【0019】一つの実施例で、支持部材はリング型熱遮
断ハウジングまで延長される少なくとも一つの支持アー
ム(support arm)を含む。前記の少なくと
も一つの支持アームは中空の形態になり得るし、またそ
の内部に絶縁物質を含むことができる。他の一つの実施
例で、支持部材はリング型支持部材になり得る。リング
型支持部材はそれらの間に絶縁物質を含む内部支持部材
壁と外部支持部材壁を含むことができる。リング型支持
部材はまたその内部に少なくとも一つの窓を含むことが
できる。リング型支持部材は傾斜になり得る。
In one embodiment, the support member includes at least one support arm that extends to the ring-shaped heat insulation housing. The at least one support arm may be hollow and may include an insulating material therein. In another embodiment, the support member may be a ring-type support member. The ring-type support member may include an inner support member wall and an outer support member wall containing an insulating material therebetween. The ring-shaped support member may also include at least one window therein. The ring-shaped support member can be inclined.

【0020】本発明によると、熱遮断体の位置、熱遮断
体の配置、ヒータの位置、冷却ジャケットの配置、炉の
位置、加熱パックの配置及びヒータに適用される電力の
少なくとも一つがインゴット軸で2.5°K/mmより
大きく、またインゴットの円筒型の縁から拡散距離での
温度勾配と少なくとも大体同一な温度勾配をインゴット
−溶融物境界で得ることができるように選択される。本
発明の他の観点によると、熱遮断体の位置、熱遮断体の
配置、ヒータの位置、冷却ジャケットの配置、炉の位
置、加熱パックの配置及びヒータに適用される電力の少
なくとも一つが平らであるか又はシリコン溶融物に対し
て膨らんだインゴット−溶融物境界を得ることができる
ように選択される。
According to the present invention, at least one of the position of the heat shield, the position of the heat shield, the position of the heater, the position of the cooling jacket, the position of the furnace, the position of the heating pack, and the electric power applied to the heater is controlled by the ingot shaft. Is selected to be able to obtain a temperature gradient at the ingot-melt interface that is greater than 2.5 K / mm and at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. According to another aspect of the present invention, at least one of the position of the heat shield, the position of the heat shield, the position of the heater, the position of the cooling jacket, the position of the furnace, the position of the heating pack, and the power applied to the heater is flat. Or inflated ingot-melt interface to the silicon melt.

【0021】記述した変数(parameter)のそ
れぞれは個別的に変更されることができる。例えば、炉
は炉上端と炉下端を含むし、また熱遮断体は熱遮断上端
と熱遮断底を含む。熱遮断体の位置は好ましくは熱遮断
底と炉上端の間での距離を変化させることによって選択
され得る。
Each of the described parameters can be individually changed. For example, a furnace includes a furnace top and a furnace bottom, and a thermal barrier includes a thermal barrier top and a thermal barrier bottom. The position of the heat shield can preferably be selected by changing the distance between the heat shield bottom and the furnace top.

【0022】熱遮断体の配列は熱遮断底に熱遮断蓋を提
供することによって選択され得る。熱遮断蓋は好ましく
は炉内で内部熱遮断ハウジング壁、外部熱遮断ハウジン
グ壁、傾いた熱遮断ハウジング底及び内部熱遮断ハウジ
ング壁と外部熱遮断ハウジング壁の間で延長される熱遮
断ハウジング蓋を含むリング型熱遮断ハウジングを含
む。熱遮断ハウジングは好ましくはその内部に絶縁物質
を含む。傾いた熱遮断ハウジングは水平から一定の角で
限定されるし、また熱遮断体の配列は好ましくはこの角
によって選択される。
The arrangement of the heat shields can be selected by providing a heat shield lid on the heat shield bottom. The heat shield lid preferably includes an inner heat shield housing wall, an outer heat shield housing wall, an inclined heat shield housing bottom and a heat shield housing lid extending between the inner heat shield housing wall and the outer heat shield housing wall in the furnace. Includes a ring-shaped heat insulation housing. The heat shield housing preferably contains an insulating material therein. The slanted heat shield housing is defined at a constant angle from the horizontal, and the arrangement of the heat shields is preferably selected by this angle.

【0023】傾いた熱遮断底は水平との間に第1角を形
成するし、傾いた熱遮断ハウジング蓋は水平との間に第
2角を形成する。内壁の長さ、第1角及び第2角の少な
くとも一つは好ましくは軸でのインゴット−溶融物境界
での温度勾配が円筒型の縁からの拡散距離での温度勾配
と少なくとも大体同一に形成するように選択される。
The slanted heat shield bottom forms a first corner with the horizontal, and the slanted heat shield housing lid forms a second corner with the horizontal. At least one of the length of the inner wall, the first corner and the second corner is preferably such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis is at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge. To be selected.

【0024】ヒータはまたヒータ上端とヒータ底を含む
し、ヒータの位置は好ましくは炉の上端とヒータ上端の
間の距離を変化させることによって選択される。ヒータ
の位置及び炉の位置はまた密封体に対して垂直に同時的
に変わることができる。
The heater also includes a heater top and a heater bottom, and the location of the heater is preferably selected by changing the distance between the furnace top and the heater top. The position of the heater and the position of the furnace can also be changed simultaneously, perpendicular to the seal.

【0025】冷却ジャケットもまた冷却ジャケット上端
と冷却ジャケットの底を含むし、冷却ジャケットの位置
は好ましくは炉上端と冷却ジャケットの底の間の距離を
変化させることによって選択され得る。加熱パックは上
部加熱パックハウジングと下部加熱パックハウジングを
含むし、これらそれぞれは熱吸収物質で満たされる。加
熱パックの配列は好ましくは上部加熱パックハウジング
から熱吸収物質の少なくとも一部を除去することによっ
て選択される。
The cooling jacket also includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom, and the location of the cooling jacket can preferably be selected by varying the distance between the furnace top and the cooling jacket bottom. The heating pack includes an upper heating pack housing and a lower heating pack housing, each of which is filled with a heat absorbing material. The arrangement of the heating packs is preferably selected by removing at least a portion of the heat absorbing material from the upper heating pack housing.

【0026】上部加熱パックハウジングは少なくとも部
分的には熱吸収物質で充填されない。好ましくは熱吸収
物質の全部が上部加熱パックハウジングから除去されて
上部加熱パックハウジングは熱吸収物質が除去された状
態になるようにする。
The upper heat pack housing is at least partially unfilled with a heat absorbing material. Preferably, all of the heat absorbing material is removed from the upper heat pack housing so that the upper heat pack housing is free of heat absorbing material.

【0027】熱遮断支持部材は好ましくは上部加熱パッ
クハウジングに付着されて炉内でリング型熱遮断ハウジ
ングを支持する。
The heat shield support member is preferably attached to the upper heating pack housing to support the ring heat shield housing in the furnace.

【0028】言及した変数は、好ましくはインゴット軸
で2.5°K/mmより大きく、またインゴットの円筒
型の縁から拡散距離での温度勾配と少なくとも大体同一
な温度勾配をインゴット−溶融物境界で得ることができ
るように一緒に変わることができる。特に、熱遮断体の
位置、熱遮断体の配列及びヒータの位置の少なくとも一
つが軸でのインゴット−溶融物の境界での温度勾配が円
筒型の縁からの拡散距離での温度勾配と少なくとも大体
同一に形成するように選択される。続いて、冷却ジャケ
ットの配列、炉の位置及び加熱パックの配列の少なくと
も一つが軸でのインゴット−溶融物境界での温度勾配が
2.5°K/mmより大きく形成されるように選択され
る。
The variables mentioned are preferably greater than 2.5 ° K / mm on the ingot axis and have a temperature gradient at least approximately identical to the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot-melt interface. You can change together as you can get in. In particular, at least one of the position of the heat shield, the arrangement of the heat shield and the position of the heater is such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis is at least approximately equal to the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge. They are selected to be identically formed. Subsequently, at least one of the arrangement of the cooling jackets, the position of the furnace and the arrangement of the heating packs is selected such that a temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis is formed greater than 2.5 ° K / mm. .

【0029】特に、熱遮断体の位置、熱遮断体の配列及
びヒータの位置は全て軸でのインゴット−溶融物境界で
の温度勾配が円筒型縁での温度勾配より大きく形成され
るように選択される。続いて冷却ジャケットの配列、炉
の位置、ヒータと炉二つ全ての位置及び加熱パックの配
列は全て軸での温度勾配が少なくとも円筒型縁での温度
勾配と少なくとも大体同一に維持される一方でインゴッ
ト−溶融物境界軸での温度勾配2.5°K/mmより大
きく形成するように選択される。それによって改良され
たチョクラルスキプーラーで無欠陥シリコンウェーハが
形成され得る。
In particular, the location of the thermal barriers, the arrangement of the thermal barriers and the location of the heaters are all selected such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis is formed to be greater than the temperature gradient at the cylindrical edge. Is done. Subsequently, the arrangement of the cooling jacket, the position of the furnace, the position of all the heaters and the furnace and the arrangement of the heating packs are all maintained while the temperature gradient at the axis is at least approximately identical to the temperature gradient at the cylindrical edge. The temperature gradient at the ingot-melt boundary axis is selected to be greater than 2.5 K / mm. Thereby, defect-free silicon wafers can be formed with the improved Czochralski puller.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例を
示す添付した図面を参照に詳しく説明する。一方、本発
明は多くの他の形態として具現することができるし、以
下で言及される実施例だけで限定されるのではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the present invention can be embodied in many other forms, and is not limited to the embodiments described below.

【0031】<概観:ベーカンシ−豊富及び無欠陥ウェ
ーハ>図3乃至図7を参照して、(1)その中央に形成
されるし、ベーカンシ塊を含むベーカンシ−豊富領域及
び(2)ベーカンシ−豊富領域とウェーハ縁の間に位置
しベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥
領域(pure region)を有するセミ−無欠陥
ウェーハの製造に対する概観を説明する。図3に示した
ように、このようなベーカンシ−豊富ウェーハの製造は
ボロンコブ(Voronkov)の理論から始まる。ボ
ロンコブの理論は図3に図式的に表示されている。縁E
から始まって中央Cで終わる線に示したように、V/G
と表現されるインゴット溶融物表面で温度勾配に対する
引上げ速度の比が、「地点a」と表示された縁Eからの
拡散距離での(V/G)1より大きく、中央Cでの(V
/G)2より小さく維持されるのであれば、その中央に
ベーカンシ−豊富領域及びベーカンシ−豊富領域とウェ
ーハの縁の間に無欠陥領域を有するセミ−無欠陥ウェー
ハが製造できるということが本発明によって明らかにな
った。特にV/Gはインゴットでウェーハを横切る半径
方向に変化するし、一般的にウェーハの中央と縁での他
の熱的特性に起因してウェーハ中央から縁の方にいくほ
ど減少する。従って、そのウェーハは図3に示したよう
にその中央Cから縁Eに至るまで半径方向V/G範囲を
有する。
<Overview: Vacancy-rich and defect-free wafer> Referring to FIGS. 3 to 7, (1) a vacancy-rich region formed at the center of the wafer and containing a vacancy mass, and (2) a vacancy-rich region An overview for the fabrication of semi-defective wafers having a pure region without vacancies and interstitial clumps located between the region and the wafer edge is described. As shown in FIG. 3, the production of such vacancy-rich wafers begins with Voronkov's theory. Boronkov's theory is shown diagrammatically in FIG. Edge E
V / G as shown on the line starting at and ending at the center C
The ratio of the pulling rate to the temperature gradient at the surface of the ingot melt, expressed as: (V / G) 1 at the diffusion distance from edge E labeled “point a”, and (V
/ G) If being maintained less than 2, Bekanshi its center - rich region and Bekanshi - rich region and semitrailers having a denuded zone between the edges of the wafer - the invention that a defect-free wafer can be produced Revealed by In particular, V / G varies radially across the wafer at the ingot and generally decreases from the wafer center to the edge due to other thermal properties at the center and edge of the wafer. Thus, the wafer has a radial V / G range from its center C to edge E as shown in FIG.

【0032】シリコンインゴット及びウェーハの製造で
の最大の関心はウェーハでベーカンシ又はインタースチ
シャルの塊(agglomerates)の形成にあ
る。塊は溶融物からインゴットの制作初期の間に形成さ
れる点欠陥の合併に起因して形成されるものと知られて
いる。点欠陥濃度は一般的にシリコンインゴットとシリ
コン溶融物の間の境界での条件によって決定される。続
いて、インゴットがさらに引上げることによって、拡散
及び冷却が塊を形成するための点欠陥の合併を決定す
る。
The primary concern in the production of silicon ingots and wafers has been the formation of vacancies or interstitial agglomerates on the wafer. Lumps are known to form from the fusion due to the merging of point defects formed during the early stages of ingot production. The point defect concentration is generally determined by conditions at the boundary between the silicon ingot and the silicon melt. Subsequently, further pulling of the ingot will determine the merging of point defects for diffusion and cooling to form a lump.

【0033】図4に示したように、本発明によると、各
点欠陥がその以下で塊として合併されない臨界ベーカン
シ点欠陥濃度[V]*及び臨界インタースチシャル点欠
陥濃度[I]*が存在するということが知られている。
本発明によると、もし点欠陥の濃度がウェーハの周りの
領域でこのような臨界濃度以下に維持されるのであれ
ば、ベーカンシ−豊富領域がウェーハの中央に形成され
るし、ウェーハの縁とベーカンシ−豊富領域の間に無欠
陥領域が形成されるということが明らかになった。
As shown in FIG. 4, according to the present invention, there are a critical vacancy point defect concentration [V] * and a critical interstitial point defect concentration [I] * below which each point defect is not merged as a lump. It is known that
According to the present invention, if the concentration of point defects is maintained below such a critical concentration in the region around the wafer, a vacancy-rich region will be formed in the center of the wafer, and the edge of the wafer and the vacancy It has been found that defect-free regions are formed between the rich regions.

【0034】従って、図4に示したように、ベーカンシ
濃度はその中央Cの付近を除外してウェーハを横切って
臨界ベーカンシ濃度[V」*以下に維持される。
Accordingly, as shown in FIG. 4, the vacancy concentration is maintained below the critical vacancy concentration [V] * across the wafer except for the vicinity of its center C.

【0035】従って、図5に示したように、ベーカンシ
−豊富領域[V]がその中央に形成されるし、ベーカン
シ−豊富領域[V]の外枠からウェーハの縁の領域はベ
ーカンシ塊が無いし、[P]と表示される(純粋又は無
欠陥)。
Therefore, as shown in FIG. 5, the vacancy-rich region [V] is formed at the center thereof, and the region from the outer frame of the vacancy-rich region [V] to the edge of the wafer has no vacancy mass. And [P] is displayed (pure or defect-free).

【0036】インタースチシャルに対してまた図4を参
照すると、インタースチシャル濃度はウェーハの中央か
ら地点aに対応する、ウェーハの縁Eから拡散距離L1
に至るまで臨界インタースチシャル濃度[I]*以下に
維持される。ウェーハの拡散距離L1と縁Eの間で、イ
ンタースチシャル濃度が初期にインゴット−溶融物境界
で臨界濃度[I]*以上である場合でも、拡散によって
インタースチシャルベーカンシはインゴットから拡散し
て行き、結晶成長の間に塊を形成しない。拡散距離L1
は8インチウェーハでは大体2.5〜3cmである。従
って、図5に示したように、その中央にベーカンシ−豊
富領域[V]と、ベーカンシ−豊富領域と縁の間に無欠
陥領域[P]を有するセミ−無欠陥ウェーハが形成され
る。好ましくは、無欠陥領域[P]はウェーハ面積の少
なくとも36%、より好ましくはウェーハ面積の少なく
とも60%になる。
Referring also to FIG. 4 for interstitial, the interstitial concentration is the diffusion distance L 1 from the edge E of the wafer, corresponding to point a from the center of the wafer.
Is maintained below the critical interstitial concentration [I] * . Between the wafer diffusion length L 1 and the edge E, the interstitial concentration initial ingot - even if the melt boundary is critical concentration [I] * Thus, the interstitial based forceps by diffusion is diffused from the ingot And do not form lumps during crystal growth. Diffusion distance L 1
Is approximately 2.5 to 3 cm for an 8 inch wafer. Therefore, as shown in FIG. 5, a semi-defective wafer having a vacancy-rich region [V] at the center and a defect-free region [P] between the vacancy-rich region and the edge is formed. Preferably, the defect-free region [P] will be at least 36% of the wafer area, more preferably at least 60% of the wafer area.

【0037】図5でのウェーハを形成するためにV/G
は地点aで(V/G)1より大きいし、中央Cで(V/
G)2と同じかより小さく維持しなければならない。V
/Gの比率を二つの臨界値の間で維持するようにするた
めには、二つの熱的考慮をしなければならない。一つ目
は、ウェーハの中央Cからウェーハの拡散距離aに至る
半径方向温度勾配Gがこれら臨界値内で維持しなければ
ならない。従って、中央でのV/Gはベーカンシ塊をベ
ーカンシ−豊富領域内に抑制するために(V/G)2
近接しなければならない。さらに、縁からの拡散距離L
1でのV/Gはインタースチシャル塊を防止するために
(V/G)1より大きく維持しなければならない。従っ
て、炉のホットゾーンはウェーハの中央からウェーハの
拡散距離に至るまでV/Gが(V/G)2と(V/G)1
の間で維持するようにGの変化が維持できるように設計
しなければならない。
V / G to form the wafer in FIG.
Is greater than (V / G) 1 at point a and (V / G)
G) Must be kept the same or smaller than 2 . V
In order to maintain the ratio of / G between two critical values, two thermal considerations must be taken. First, the radial temperature gradient G from the center C of the wafer to the diffusion distance a of the wafer must be maintained within these critical values. Therefore, the V / G at the center must be close to (V / G) 2 to suppress the vaccinia mass into the vacancy-rich region. Furthermore, the diffusion distance L from the edge
V / G at 1 must largely maintained than (V / G) 1 to prevent the interstitial mass. Therefore, the hot zone of the furnace has V / G of (V / G) 2 and (V / G) 1 from the center of the wafer to the diffusion distance of the wafer.
Must be designed so that the change in G can be maintained.

【0038】二つ目の考慮は、ウェーハがシード(se
ed)から始まってテール(tail)で終わるまで溶
融物から引上げられることによってGが軸方向に変化す
るということである。特に、インゴットの増加する熱
量、溶融物の減少する熱量及び他の熱的考慮は一般的に
インゴットが溶融物から引上げられる時Gを減少させる
のである。従って、V/Gを第1及び第2臨界比の間に
維持するためには引上げ速度プロファイルはインゴット
がホットゾーン炉内でのシリコン溶融物から引上げられ
ることによって調整される。
The second consideration is that the wafer is seeded (seed).
G changes in the axial direction by being pulled from the melt starting at ed) and ending at the tail. In particular, the increasing amount of heat in the ingot, the decreasing amount of heat in the melt, and other thermal considerations generally reduce G as the ingot is pulled from the melt. Thus, to maintain V / G between the first and second critical ratios, the pull rate profile is adjusted by pulling the ingot from the silicon melt in a hot zone furnace.

【0039】インゴットが引上げられることによりV/
Gを制御することによって、ベーカンシ塊は図6に示し
たようにインゴットの軸Aに近接するベーカンシ−豊富
領域[V]に制限できる。インタースチシャル塊は形成
されないし、ベーカンシ−豊富領域[V]外側のインゴ
ット領域は純粋又は無欠陥を示す[P]と表示される。
また、図6に示したように、これはベーカンシ塊を含む
し、その中央に位置するベーカンシ−豊富領域[V]と
ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊が無いし、ベー
カンシ−豊富領域とウェーハ縁の間に位置する無欠陥領
域を有する複数個のセミ−無欠陥ウェーハを生産する。
ベーカンシ−豊富領域[V]の直径は各ウェーハで同一
である。単一インゴットから形成された複数個のウェー
ハに対する確認は、一般的に全てウェーハ上に表示され
るアルファニュメリック(alphanumeric)
コードである図6に表示された"ID"であるID数で把
握できる。このような18個の記号は単一インゴットか
ら出る全てのウェーハを区別することができる。
When the ingot is pulled up, V /
By controlling G, the vacancy mass can be limited to a vacancy-rich region [V] close to axis A of the ingot as shown in FIG. No interstitial mass is formed and the ingot region outside the vacancy-rich region [V] is labeled [P] indicating pure or defect-free.
As shown in FIG. 6, this includes a vacancy mass, no vacancy-rich region [V] located at the center thereof, no vacancy mass and interstitial mass, and no vacancy-rich region and wafer edge. A plurality of semi-defective wafers having a defect-free region between them are produced.
The diameter of the vacancy-rich region [V] is the same for each wafer. Confirmation for multiple wafers formed from a single ingot is generally indicated by alphanumeric on all wafers
It can be grasped by the number of IDs, which are “IDs” displayed in FIG. 6 as codes. Such eighteen symbols can distinguish all wafers coming out of a single ingot.

【0040】図7はV/Gをインゴットが溶融物から引
上げられる時、二つの臨界比の間で維持するように用い
られる引上げ速度プロファイルである。一般的にGはイ
ンゴットが溶融物から引上げられることによって減少す
るため、V/Gを二つの臨界比の間に維持させるために
は引上げ速度Vはまた一般的に減少する。予想される工
程変数を許容するためには好ましくはV/Gは第1及び
第2臨界比の間の中間に維持される。従って、好ましく
は工程変数を許容するために境界領域(guard b
and)が維持される。
FIG. 7 is a pull rate profile used to maintain V / G between two critical ratios when the ingot is pulled from the melt. Since G generally decreases as the ingot is pulled from the melt, the pull rate V is also generally reduced to maintain V / G between the two critical ratios. Preferably, V / G is maintained midway between the first and second critical ratios to allow for expected process variables. Therefore, it is preferable that the boundary region (guard b) be used to allow for process variables.
and) are maintained.

【0041】図8乃至図12は図3乃至図7に対応する
し、本発明による無欠陥シリコンインゴット及びウェー
ハを形成するための引上げ速度プロファイルの調節示
す。図8に示されたように、もしV/Gがウェーハ中央
Cとウェーハの縁Eからの拡散距離aの間での緊密な許
容範囲内に維持されるのであれば、ウェーハ全体に渡り
インタースチシャル塊と同じくベーカンシ塊の形成を防
止することができる。従って、図9に示したように、ウ
ェーハの中央C(インゴット軸A)でV/Gの比はベー
カンシ塊を形成する臨界比(V/G)2より低く維持さ
れる。類似に、V/Gはインタースチシャル塊を形成す
る臨界比(V/G)1より高く維持される。従って、イ
ンタースチシャル塊及びベーカンシ塊が無い図10の無
欠陥シリコン[P]が形成される。一つのセットのウェ
ーハと共に無欠陥インゴットが図11に示されている。
FIGS. 8 to 12 correspond to FIGS. 3 to 7 and show the adjustment of the pulling speed profile for forming a defect-free silicon ingot and a wafer according to the present invention. As shown in FIG. 8, if V / G is maintained within a tight tolerance between the wafer center C and the diffusion distance a from the wafer edge E, the interstitial will be spread over the entire wafer. As in the case of the char mass, the formation of the vacancy mass can be prevented. Therefore, as shown in FIG. 9, the V / G ratio at the center C (ingot axis A) of the wafer is maintained lower than the critical ratio (V / G) 2 for forming vaccinia lump. Similarly, V / G is maintained above the critical ratio (V / G) 1 that forms the interstitial mass. Accordingly, the defect-free silicon [P] shown in FIG. 10 having no interstitial mass and vacancy mass is formed. A defect-free ingot with one set of wafers is shown in FIG.

【0042】無欠陥シリコンのための引上げ速度プロフ
ァイルが図12に示されている。
The pull rate profile for defect free silicon is shown in FIG.

【0043】<概観:改良されたチョクラルスキプーラ
ー及び熱遮断体>図13を参照して本発明による改良さ
れたチョクラルスキプーラーが記述される。図13に示
したように、改良されたチョクラルスキプーラー200
は炉、結晶引上げメカニズム、環境制御機及びコンピュ
ータ化された制御システムを含む。チョクラルスキ炉は
一般的にはホットゾーン炉と呼ばれる。ホットゾーン炉
はヒータ204、クォーツからなる炉206、黒鉛から
なるサセップタ208及び図示されたように第1方向2
12に回転する回転軸210を含む。
Overview: Improved Czochral Skipper and Thermal Barrier With reference to FIG. 13, an improved Czochral skipper according to the present invention will be described. As shown in FIG. 13, an improved Czochral skipper 200
Includes furnace, crystal pulling mechanism, environmental controller and computerized control system. Czochralski furnaces are commonly called hot zone furnaces. The hot zone furnace includes a heater 204, a furnace 206 made of quartz, a susceptor 208 made of graphite, and a first direction 2 as shown.
12 includes a rotating shaft 210 that rotates.

【0044】冷却ジャケット又は冷却ポート232が水
冷のような外部冷却手段によって冷却される。熱遮断体
214が付加の熱分布を提供することができる。加熱パ
ック202はその内部に熱吸収物質216を含めて付加
の熱分布を提供する。
The cooling jacket or cooling port 232 is cooled by external cooling means such as water cooling. Thermal barrier 214 can provide additional heat distribution. Heat pack 202 includes additional heat absorbing material 216 therein to provide additional heat distribution.

【0045】結晶引上げメカニズムは、図示したように
第1方向212に反対になる第2方向222に回転する
ことができる結晶引上げ軸220を含む。結晶引上げ軸
220はその端部にシードホルダー220aを含む。シ
ードホルダー220aはシード結晶224を掴んでいる
し、炉206内の溶融物226から引上げられてインゴ
ット228を形成する。
The crystal pulling mechanism includes a crystal pulling shaft 220 that can rotate in a second direction 222 opposite to the first direction 212 as shown. Crystal pulling shaft 220 includes a seed holder 220a at its end. Seed holder 220a holds seed crystal 224 and is pulled from melt 226 in furnace 206 to form ingot 228.

【0046】環境制御システムはチャンバー密封体23
0、冷却ジャケット232及び図示しない他の流動制御
機及び真空排気システムを含む。コンピュータ化された
制御システムはヒータ、プーラー及び他の電気的、機械
的要素を制御するために用いることができる。
The environment control system includes the chamber seal 23
0, including a cooling jacket 232 and other flow controllers and evacuation systems not shown. Computerized control systems can be used to control heaters, pullers, and other electrical and mechanical components.

【0047】単結晶シリコンインゴットを成長させるた
めに、シード結晶224はシリコン溶融物226と接触
し、そして炉からシードホルダーを引上げるための結晶
引上げ軸220又は他の通常の手段によってだんだん軸
方向(上方)に引上げられる。単結晶シリコンへのシリ
コン溶融物226の冷却及び固状化はインゴット228
と溶融物226の間の境界238で起きる。
To grow a single crystal silicon ingot, the seed crystal 224 is brought into contact with the silicon melt 226 and gradually becomes axially oriented by a crystal pulling shaft 220 or other conventional means for pulling the seed holder from the furnace. Upward). Cooling and solidification of the silicon melt 226 into single crystal silicon is accomplished by ingot 228.
At the interface 238 between the melt 226 and the melt 226.

【0048】本発明によると、熱遮断体214の位置、
熱遮断体214の配列、ヒータ204の位置、冷却ジャ
ケット232の配列、炉206の位置、加熱パック20
2の配列及びヒータ204に適用される電力の少なくと
も一つが地点Aと表示されるインゴット軸で2.5°K
/mmより大きく、また地点Bと表示されるインゴット
の円筒型縁から拡散距離での温度勾配は少なくとも大体
同一な温度勾配をインゴット−溶融物境界で得ることが
できるように選択される。言い換えると、これら変数
は、図13に示したように平らであるか又はシリコン溶
融物226に対して膨らんだインゴット−溶融物境界2
38を得ることができるように調節できる。
According to the present invention, the position of the heat interrupter 214,
Arrangement of heat shields 214, position of heater 204, arrangement of cooling jacket 232, position of furnace 206, heating pack 20
2 and at least one of the powers applied to the heaters 204 is 2.5 ° K on the ingot axis labeled point A.
/ Mm and the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot, denoted as point B, is selected such that at least approximately the same temperature gradient is obtained at the ingot-melt interface. In other words, these variables are the ingot-melt interface 2 that is flat, as shown in FIG.
38 can be adjusted.

【0049】まず、インゴット軸で2.5°K/mmよ
り大きく、またインゴットの円筒型縁から拡散距離での
温度勾配と少なくとも大体同一な温度勾配をインゴット
−溶融物境界で得ることに対する重要性の理論的論議を
先ず記述する。続いて、変更できる各変数の航路に対し
て記述する。最後に、変数を一緒に変化させることを記
述する。
First, the importance of obtaining a temperature gradient at the ingot-melt boundary greater than 2.5 ° K / mm on the ingot axis and at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. First, a theoretical discussion will be described. Next, the route of each variable that can be changed is described. Finally, we describe changing the variables together.

【0050】<理論的な論議>無欠陥シリコンの製造に
対する論議を要約し、そして図9Bをもう一度参照する
と、無欠陥シリコンを得るためには、図9の地点Cと地
点Eからの距離L1対応する、インゴット−溶融物境界
での半径rと軸zの温度勾配がインゴットの軸からイン
ゴットの円筒型縁からの拡散距離までに渡り[V]*
び[I]*の間で維持されなければならない。従って、
次の式(1)及び式(2)が成り立つ。 (V/G)1<V/G(r)<(V/G)2 …(1) (V/G)1<V/G(z)<(V/G)2 …(2)
<Theoretical Discussion> Summarizing the discussion on the production of defect-free silicon, and referring again to FIG. 9B, in order to obtain defect-free silicon, the distance L 1 from points C and E in FIG. The corresponding temperature gradient of the radius r and the axis z at the ingot-melt interface must be maintained between [V] * and [I] * from the axis of the ingot to the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. Must. Therefore,
The following equations (1) and (2) hold. (V / G) 1 <V / G (r) <(V / G) 2 (1) (V / G) 1 <V / G (z) <(V / G) 2 (2)

【0051】軸と円筒型縁からの拡散距離の間でのV/G
の偏差を次の式(3)で定義すると次の結果が数式
(4)で求められる。 △V/G=(V/G)2−(V/G)1 …(3) △V/G=V〔(1/G2)−(1/G1)〕=V〔(G1−G2)/(G1・G2)〕 …(4)
V / G between the diffusion distance from the shaft and the cylindrical edge
Is defined by the following equation (3), the following result is obtained by the equation (4). ΔV / G = (V / G) 2 − (V / G) 1 (3) ΔV / G = V [(1 / G 2 ) − (1 / G 1 )] = V [(G 1 − G 2 ) / (G 1 · G 2 )]… (4)

【0052】△G'を次の式(5)で定義する。 △G'=G1−G2 …(5)△ G ′ is defined by the following equation (5). ΔG ′ = G 1 −G 2 (5)

【0053】続いて、数式(4)で△V/Gを最小化す
るためには、次の式(6)及び式(7)が維持されなけ
ればならない。 △G'≦0 …(6) G2≧2.5 …(7)
Subsequently, in order to minimize ΔV / G in equation (4), the following equations (6) and (7) must be maintained. ΔG ′ ≦ 0 (6) G 2 ≧ 2.5 (7)

【0054】式(5)及び式(6)を結合すると、次の
式(8)が得られる。 G2≧G1 …(8)
By combining equations (5) and (6), the following equation (8) is obtained. G 2 ≧ G 1 (8)

【0055】言い換えると、式(8)はインゴット−溶
融物境界で軸での温度勾配が少なくともインゴット−溶
融物境界で円筒型の縁から拡散距離での温度勾配と少な
くとも大体同一であるということを意味する。言い換え
ると、式(7)はインゴット−溶融物境界での温度勾配
がその軸(中央)での2.5°K/mmより大きくなけ
ればならないということを意味する。
In other words, equation (8) states that the temperature gradient at the axis at the ingot-melt boundary is at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge at the ingot-melt boundary. means. In other words, equation (7) means that the temperature gradient at the ingot-melt boundary must be greater than 2.5 K / mm at its axis (center).

【0056】式(7)は、引上げ速度Vの下限が大体
0.4mm/min.であるので実験的な観察に基づい
て得られた。この速度以下での引上げ速度ではインゴッ
トがシードホルダーから離れることができる。さらに
(V/G)2の実質的な下限は0.16mm/°Kであ
る。従って、軸での温度勾配は2.5°K/mmより大き
くなければならない。
Equation (7) indicates that the lower limit of the pulling speed V is approximately 0.4 mm / min. Therefore, it was obtained based on experimental observation. At pulling speeds below this speed, the ingot can leave the seed holder. Further, the substantial lower limit of (V / G) 2 is 0.16 mm / ° K. Therefore, the temperature gradient at the axis must be greater than 2.5 K / mm.

【0057】本発明によると、インゴット−溶融物境界
での温度勾配が大体軸(図13での地点Aに対応)での
約2.5°K/mmより大きく、そしてまた円筒型縁か
らの拡散距離(図13での地点Bに対応)での温度勾配
と少なくとも大体同一な場合、図13のインゴット−溶
融物境界238は図13で示されたように平らである
か、又はシリコン溶融物226に対して膨らんでいるこ
ともできる。
According to the present invention, the temperature gradient at the ingot-melt interface is greater than about 2.5 K / mm at the approximate axis (corresponding to point A in FIG. 13) and also from the cylindrical edge. At least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance (corresponding to point B in FIG. 13), the ingot-melt boundary 238 of FIG. 13 is flat as shown in FIG. It can also be inflated to 226.

【0058】定性的に、インゴット中央に比べ、インゴ
ット縁での縁冷却効果を補充すること以上に増加した加
熱によって無欠陥シリコンが得られることを確認した。
さらに、中央での特定の最小温度勾配がまた維持されな
ければならない。これら臨界値が全て満足する場合、無
欠陥シリコンが得られる。
Qualitatively, it was confirmed that defect-free silicon can be obtained by heating increased more than supplementing the edge cooling effect at the edge of the ingot as compared with the center of the ingot.
In addition, a certain minimum temperature gradient in the center must also be maintained. If all of these critical values are satisfied, defect-free silicon is obtained.

【0059】本発明によると、熱の流れの展開から炉2
06内での溶融物226からインゴット228に流れる
熱に比べ、溶融物226から空気236の方により多く
の熱が流れるべきであることが明らかになった。言い換
えると、液体/固体の境界を横切る熱に比べ液体/空気
の境界を横切ってより多くの熱が流れなければならな
い。このような好ましい流れを達成するためには、ヒー
タ204から付加的な熱が空気236を経由してインゴ
ット228の縁まで到達しなければならない。
According to the present invention, the furnace 2
It has been found that more heat should flow from the melt 226 to the air 236 than to the heat flowing from the melt 226 to the ingot 228 in the same. In other words, more heat must flow across the liquid / air boundary than across the liquid / solid boundary. To achieve such a preferred flow, additional heat from heater 204 must reach the edge of ingot 228 via air 236.

【0060】図14はインゴットの中央(軸)Cから縁
Eまでの距離Dの関数としての半径勾配Gを示してい
る。実線で示した本発明によるインゴット−溶融物境界
での中央Cでのインゴット−溶融物境界での温度勾配
は、円筒型縁Eからの拡散距離L 1での温度勾配と少な
くとも大体同一である。これは図14で点線で示した一
般的にインゴットの中央Cでより縁Eからの拡散距離で
非常に大きい通常の温度勾配と対照になる。
FIG. 14 shows the center (axis) C of the ingot to the edge.
Shows the radial gradient G as a function of the distance D to E
You. Ingot-melt boundary according to the present invention shown by solid line
Temperature gradient at ingot-melt boundary at center C at
Is the diffusion distance L from the cylindrical edge E 1Temperature gradient and low
At least roughly the same. This is shown by the dotted line in FIG.
Generally, at the center C of the ingot, the diffusion distance from the edge E
Contrast with very large normal temperature gradients.

【0061】<変数の調節>記述したように、本発明に
よると、熱遮断体214の位置、熱遮断体214の配
列、ヒータ204の位置、冷却ジャケット232の位
置、炉206の位置、加熱パック202の配列及びヒー
タ204に適用される電力の少なくとも一つがインゴッ
ト軸で2.5°K/mmより大きく、またインゴットの
円筒型縁から拡散距離での温度勾配と少なくとも大体同
一である温度勾配をインゴット−溶融物境界で得られる
ように選択される。以下の説明では今までG2で表現さ
れていたインゴット軸での温度勾配をGcenterとする。
これら変数のそれぞれの選択を以下で記述する。
<Adjustment of Variables> As described above, according to the present invention, the position of the heat interrupter 214, the arrangement of the heat interrupters 214, the position of the heater 204, the position of the cooling jacket 232, the position of the furnace 206, the position of the heating pack At least one of the arrangement of 202 and the power applied to the heater 204 is greater than 2.5 K / mm on the ingot axis and has a temperature gradient that is at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. It is selected to be obtained at the ingot-melt boundary. In the following description the temperature gradient in the ingot axis are represented by G 2 ever and G center.
The choice of each of these variables is described below.

【0062】各変数の実際値は改良されるチョクラルス
キプーラーのモデル及び製造業者によって異なることは
当業者には理解できる。さらにそのチョクラルスキプー
ラーに対しては多数のセットの変数が前記の結果を得る
ことができる。
Those skilled in the art will recognize that the actual value of each variable will depend on the model and manufacturer of the improved Czochralski puller. Further, for the Czochralski puller, a large set of variables can achieve the above results.

【0063】熱遮断体214の位置の選択を以下で記述
する。図13に示したように、炉206は炉上端と炉下
端を含むし、熱遮断体214は熱遮断上端と熱遮断底を
含む。熱遮断体の位置は熱遮断底と炉上端の間の距離を
変化させることによって選択される。この距離は図13
でaとして表示される。図15は距離aの関数としての
△G'及びGcenterの変化での観察された傾向を図式的
に示す。図示したように、これら二つの量での非線形的
が関係があり得る。
The selection of the position of the heat shield 214 is described below. As shown in FIG. 13, the furnace 206 includes a furnace upper end and a furnace lower end, and the thermal barrier 214 includes a thermal barrier upper end and a thermal barrier bottom. The position of the heat shield is selected by changing the distance between the heat shield bottom and the furnace top. This distance is shown in FIG.
Is displayed as a. FIG. 15 schematically shows the observed trends in changes in △ G ′ and Gcenter as a function of distance a. As shown, a non-linear relationship between these two quantities may be relevant.

【0064】熱遮断体214の配列での改良を以下で記
述する。図13に示したように、通常の熱遮断体が熱遮
断底で熱遮断蓋234の追加によって改良される。熱遮
断蓋234は好ましくはカーボンフェライト(carb
onferrite)のような熱保存物質で充填され
る。熱遮断蓋234の物理的次元はまた以下で記述され
るように変形可能である。
An improvement in the arrangement of the thermal barriers 214 is described below. As shown in FIG. 13, a conventional heat shield is improved at the heat shield bottom by adding a heat shield lid 234. The heat shield lid 234 is preferably made of carbon ferrite (carb).
filled with a heat preservation substance such as The physical dimensions of the heat shield lid 234 can also be varied as described below.

【0065】ヒータ204の位置の変更を以下で記述す
る。図13に示したようにヒータ204はヒータ上端と
ヒータ底を含む。ヒータの位置は炉の上端とヒータの上
端の間の距離を変化させることによって変化される。こ
の距離を図13にbと示した。距離aの関数としてのG
center及び△G'の変化での観察された傾向を図16に
示した。
The change of the position of the heater 204 will be described below. As shown in FIG. 13, the heater 204 includes a heater top and a heater bottom. The position of the heater is changed by changing the distance between the top of the furnace and the top of the heater. This distance is shown as b in FIG. G as a function of distance a
The observed trends in the changes in center and ΔG ′ are shown in FIG.

【0066】本発明によると、ヒータ204の位置及び
炉206の位置もまた同時的に密封体230に対して垂
直に変化可能である。特に炉の上端とヒータの上端の間
の距離bの変化後に炉206と密封体230の間の距離
dが変化可能である。図17は距離bが一定に維持され
る間に距離dの関数としての△G'及びGcenterの変化
で観察された傾向を図式的に示す。
According to the present invention, the position of the heater 204 and the position of the furnace 206 can also be simultaneously changed perpendicular to the seal 230. In particular, the distance d between the furnace 206 and the seal 230 can change after the distance b between the upper end of the furnace and the upper end of the heater changes. FIG. 17 diagrammatically shows the trends observed with changes in △ G ′ and Gcenter as a function of distance d while distance b is kept constant.

【0067】冷却ジャケットの位置の変更を以下で記述
する。図13に示したように冷却ジャケット232は冷
却ジャケットの上端と冷却ジャケット底を含む。本発明
によると、冷却ジャケットの位置は炉の上端と冷却ジャ
ケットの底の間の距離を変化させることによって変化す
る。この距離は図5にCで示した。図18は距離cの関
数としてのGcenter及び△G'の変化での観察された傾
向を図式的に示す。
Changing the position of the cooling jacket is described below. As shown in FIG. 13, the cooling jacket 232 includes an upper end of the cooling jacket and a bottom of the cooling jacket. According to the invention, the position of the cooling jacket is changed by changing the distance between the top of the furnace and the bottom of the cooling jacket. This distance is indicated by C in FIG. FIG. 18 graphically illustrates the observed trends in changes in G center and ΔG ′ as a function of distance c.

【0068】本発明によると、加熱パック物質216の
変更がまた提供される。特に、図13に示したように加
熱パックハウジング202は上部加熱パックハウジング
202aと下部加熱パックハウジング202bを含む。
熱吸収物質216、一般的にカーボンフェライトが上部
加熱パックハウジング202aから除去できる。一つの
具体的な実施例で、熱吸収物質が上部加熱パックハウジ
ング202a全体から除去される。 図19は△G'、G
center及び上部加熱パックハウジング202aから除去
された熱吸収物質216の量の変化での観察された傾向
を図式的に示した。
According to the present invention, a modification of the heat pack material 216 is also provided. In particular, as shown in FIG. 13, the heating pack housing 202 includes an upper heating pack housing 202a and a lower heating pack housing 202b.
Heat absorbing material 216, typically carbon ferrite, can be removed from upper heating pack housing 202a. In one specific embodiment, the heat absorbing material is removed from the entire upper heating pack housing 202a. FIG. 19 shows ΔG ′, G
The observed trends in changes in the amount of heat absorbing material 216 removed from the center and upper heating pack housing 202a are shown schematically.

【0069】<変数の組合せの変化>前記のように、チ
ョクラルスキプーラーの変数それぞれは個別的に非線形
的にGcenter及び△G'を変化させる。従って、△G'≦
0及びGcenter≧2.5を得るためには、変数の全てを
変化させるのに試行錯誤及び/又はシミュレーションが
用いられる。
<Change of Combination of Variables> As described above, each of the variables of the Czochral skipper changes Gcenter and △ G ′ in a nonlinear manner individually. Therefore, △ G '≦
To obtain 0 and G center ≧ 2.5, trial and error and / or simulation are used to change all of the variables.

【0070】本発明によるとチョクラルスキプーラーを
改良することには次の段階が遂行され得る。図20を参
照すると、ブロック1200で、熱遮断体の位置a、熱
遮断体の設計及びヒータの位置bの少なくとも一つがイ
ンゴット−溶融物境界での軸での温度勾配が円筒型の縁
からの拡散距離での温度勾配と少なくとも大体同一に形
成するように選択される。特に、熱遮断体214の位置
a、熱遮断体214の配列及びヒータの位置bは全て△
G'を最小化させるように選択される。しかし、この工
程の間、軸での温度勾配(G中央)もまた減少され得
る。
According to the present invention, the following steps can be performed to improve a Czochralski puller. Referring to FIG. 20, at block 1200, at least one of the thermal barrier position a, the thermal barrier design and the heater position b has a temperature gradient along the axis at the ingot-melt boundary from the cylindrical edge. It is selected to form at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance. In particular, the position a of the thermal barrier 214, the arrangement of the thermal barrier 214, and the position b of the heater are all Δ
G ′ is chosen to be minimized. However, during this step, the temperature gradient in the axis (G center ) can also be reduced.

【0071】続いて、ブロック1210で、冷却ジャケ
ット232の位置c、加熱パック202内の熱吸収物質
216の量及び炉206の位置dの少なくとも一つは軸
でのインゴット−溶融物境界での温度勾配が2.5°K
/mmより大きく形成できるように改良される。特に冷
却ジャケットの距離c、熱吸収物質の量及び炉の距離d
は全てGcenterを最大化するために選択される。
Subsequently, at block 1210, at least one of the position c of the cooling jacket 232, the amount of heat absorbing material 216 in the heating pack 202 and the position d of the furnace 206 determine the temperature at the ingot-melt boundary at the axis. 2.5 ° K gradient
/ Mm. In particular, the cooling jacket distance c, the amount of heat absorbing material and the furnace distance d
Are all selected to maximize Gcenter .

【0072】あいにく、ブロック1210でのGcenter
最大化は△G'を増加させる原因になり得る。従って、
ブロック1220で、△G'が0より小さいか同じであ
るかを確認するテストが行われる。もしそうであれば、
チョクラルスキプーラーは最適化される。もし層でなけ
れば、続いてブロック1230で前記ヒータ電力を減少
させ、△G'が大略0より小さくなるまでブロック12
00及びブロック1210の工程が再び遂行される。
Unfortunately, G center at block 1210
Maximization can cause △ G ′ to increase. Therefore,
At block 1220, a test is performed to determine if △ G ′ is less than or equal to zero. If so,
Czochral skippers are optimized. If not, then the heater power is reduced in block 1230 until block △ G ′ is substantially less than zero.
00 and the steps of block 1210 are performed again.

【0073】<熱遮断体の詳しい設計>図13の熱遮断
体214の設計がチョクラルスキプーラーの性能に深い
影響を与えることができる。従って、熱遮断体214の
詳しい設計が以下で記述される。
<Detailed Design of Heat Blocker> The design of the heat blocker 214 shown in FIG. 13 can have a profound effect on the performance of the Czochralski puller. Accordingly, a detailed design of the thermal barrier 214 will be described below.

【0074】図21は図13の熱遮断体214と熱遮断
体214を囲む要素の拡大図である。図21に示したよ
うに、熱遮断体214は好ましくは炉206内でリング
型熱遮断蓋又は熱遮断ハウジング234を含む。リング
型熱遮断ハウジング234はカーボン−コーティングさ
れたシリコンカーバイドを含むことができるし、好まし
くは内部熱遮断ハウジング壁1310、外部熱遮断ハウ
ジング壁1320、傾いた熱遮断ハウジング底133
0、及びやはり好ましくは傾いた熱遮断ハウジング蓋1
340を含むことができる。熱遮断ハウジングはその内
部にカーボンフェライトのような絶縁物質1360を含
む。支持部材1350が炉206内でリング型熱遮断ハ
ウジング234を支持する。支持部材1350はまたカ
ーボン−コーティングされたシリコンカーバイドを含む
ことができる。
FIG. 21 is an enlarged view of the heat shield 214 and the elements surrounding the heat shield 214 of FIG. As shown in FIG. 21, the thermal barrier 214 preferably includes a ring thermal barrier or thermal barrier housing 234 within the furnace 206. The ring-shaped thermal barrier housing 234 can include carbon-coated silicon carbide, and preferably has an internal thermal barrier housing wall 1310, an external thermal barrier housing wall 1320, and an inclined thermal barrier housing bottom 133.
0, and also preferably inclined thermal barrier housing lid 1
340 may be included. The heat shield housing includes an insulating material 1360 such as carbon ferrite therein. A support member 1350 supports the ring heat shield housing 234 in the furnace 206. The support member 1350 may also include carbon-coated silicon carbide.

【0075】図21に示したように、内部熱遮断壁13
10及び外部熱遮断壁1320はそれぞれ好ましくは垂
直の内部熱遮断壁と外部熱遮断壁になり得る。熱遮断ハ
ウジング底1330及び熱遮断ハウジング蓋1340は
好ましくはそれぞれ水平に対して角度α及び角度βで傾
く。
As shown in FIG. 21, the internal heat shielding wall 13
10 and the external heat barrier 1320 can preferably be vertical internal and external heat barriers, respectively. The heat insulation housing bottom 1330 and the heat insulation housing lid 1340 are preferably inclined at an angle α and an angle β, respectively, with the horizontal.

【0076】本発明によるとインゴット228の縁に比
べインゴット228の中央での温度勾配を変化させるた
めにリング型熱遮断ハウジング234の物理的次元の大
部分が変化され得る。変化され得る変数の中には熱遮断
ハウジング底1330の角度α、熱遮断ハウジング蓋1
340の角度β、内部熱遮断壁1310の長さa、内部
熱遮断壁1310と外部熱遮断壁1320の間の距離
b、外部熱遮断壁1320の長さc、炉206と外部熱
遮断壁1320の間の距離d及び炉の上端と傾いた熱遮
断ハウジング底1330の間の距離eがある。
In accordance with the present invention, most of the physical dimensions of the ring-shaped heat shield housing 234 can be changed to change the temperature gradient at the center of the ingot 228 relative to the edge of the ingot 228. Among the variables that can be changed are the angle α of the heat insulation housing bottom 1330, the heat insulation housing lid 1
340, the length a of the internal heat shield 1310, the distance b between the internal heat shield 1310 and the external heat shield 1320, the length c of the external heat shield 1320, the furnace 206 and the external heat shield 1320 And the distance e between the upper end of the furnace and the inclined thermal barrier housing bottom 1330.

【0077】一般的にリング型熱遮断ハウジング234
はその内部に絶縁物質1360を含む。絶縁物質136
0はインゴット228に対してヒータ204からの熱を
絶縁する。絶縁物質1360はまたインゴット228か
ら放射される熱を保存する。
Generally, a ring type heat insulation housing 234 is used.
Includes an insulating material 1360 therein. Insulating material 136
0 insulates the heat from the heater 204 from the ingot 228. Insulating material 1360 also stores heat radiated from ingot 228.

【0078】特に、角度αが増加し、他の変数が同一で
ある時、リング型熱遮断ハウジング内部熱遮断ハウジン
グ壁1310と熱遮断ハウジング底1330が交差する
地点xでの温度は増加し得る。インゴット228に近接
した地点yの温度もまたインゴット228からの増加さ
れた熱放射によって増加し得る。さらに、長さaが長さ
cに比べて増加する場合、インゴットからのより多くの
熱保存が起きて地点xでの温度が増加することができ、
地点bでの温度が増加することができるが、インゴット
228の中央での温度勾配は減少することができる。対
照的に角度βが増加する場合、インゴットの中央での温
度勾配は増加することができる。
In particular, when the angle α is increased and other variables are the same, the temperature at the point x where the heat insulation housing wall 1310 and the heat insulation housing bottom 1330 intersect with each other can increase. The temperature at point y proximate to ingot 228 may also increase due to the increased heat radiation from ingot 228. Further, if the length a increases relative to the length c, more heat storage from the ingot can occur and the temperature at point x can increase,
The temperature at point b can increase, but the temperature gradient at the center of ingot 228 can decrease. In contrast, if the angle β increases, the temperature gradient in the center of the ingot can increase.

【0079】図21でdとして表示された炉206に対
する熱遮断ハウジング234の位置はまたチョクラルス
キプーラーの性能に影響を与える。特に、dが減少する
ことによってインゴットからの熱放射によるより多い熱
保存が起きることができるし、それによって地点xと地
点yでの温度が増加できる。さらに、インゴット228
の中央と縁の間での温度勾配の差は減少できるし、また
インゴットの中央での温度は減少できる。最後に図13
でeとして表示された熱遮断ハウジング234と炉20
6の間の軸上の距離もまた変化することができる。
The position of the heat shield housing 234 with respect to the furnace 206, shown as d in FIG. 21, also affects the performance of the Czochralski puller. In particular, by reducing d, more heat conservation due to heat radiation from the ingot can occur, thereby increasing the temperature at points x and y. In addition, ingot 228
The difference in temperature gradient between the center and the edge of the ingot can be reduced, and the temperature at the center of the ingot can be reduced. Finally, FIG.
The heat insulation housing 234 and the furnace 20 indicated as e in FIG.
The on-axis distance between the six can also vary.

【0080】特に炉206に対して熱遮断ハウジング2
34が上方に移動することによって、それによって距離
eが減少し、インゴットの中央での温度勾配は増加する
ことができるし、またインゴットの中央とインゴットの
縁の間での温度勾配の間の差もやはり増加する。
In particular, the heat insulation housing 2
By moving 34 upward, the distance e can thereby be reduced, the temperature gradient at the center of the ingot can be increased, and the difference between the temperature gradient between the center of the ingot and the edge of the ingot can be increased. Also increase.

【0081】好ましくは、これら変数の全てはインゴッ
トの円筒型縁からの拡散距離(図13で地点Bと表示す
る)での温度勾配と少なくとも同一な温度勾配が軸での
インゴット−溶融物の境界(図5で地点Aと表示する)
で形成するように変化できる。
Preferably, all of these variables have a temperature gradient at least equal to the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot (denoted as point B in FIG. 13) by the ingot-melt boundary at the axis. (Indicated as point A in FIG. 5)
Can be changed to form.

【0082】従って、これらの変数の全てはインゴット
軸で2.5°K/mmより大きく、またインゴットの円
筒型の縁から拡散距離での温度勾配と少なくとも大体同
一である温度勾配をインゴット−溶融物の境界で得るよ
うに変化できる。
Accordingly, all of these variables are greater than 2.5 ° K / mm on the ingot axis and have a temperature gradient at least approximately identical to the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. It can be changed to get at the boundaries of things.

【0083】図22乃至図25には、やはりチョクラル
スキプーラーの熱的特性に影響を与えることができる支
持部材1350の多様な配列が示されている。図22乃
至図25は熱遮断体214の部分切開斜視図である。図
22に示したように支持部材1350は一つ又はそれ以
上の支持アーム1410を含む。また、図23に示した
ように支持部材1350はリング型支持部材1420に
なり得る。
FIGS. 22 to 25 show various arrangements of the support members 1350 which can also affect the thermal characteristics of the Czochralski puller. 22 to 25 are partially cutaway perspective views of the heat shield 214. FIG. As shown in FIG. 22, the support member 1350 includes one or more support arms 1410. In addition, as shown in FIG. 23, the support member 1350 can be a ring-type support member 1420.

【0084】リング型支持部材1420はその内部に一
つ又はそれ以上の窓1430を含むことができる。窓1
430は開口になり得るし、又はクォーツ窓(quar
tswindow)になり得る。リング型支持部材は図
示したように傾くことができる。
The ring-shaped support member 1420 can include one or more windows 1430 therein. Window 1
430 can be an opening or a quartz window
tswindow). The ring-shaped support member can be tilted as shown.

【0085】図24に示したように、支持アーム141
0はその内部に絶縁物質1440を含む中空の支持アー
ム1410'になり得る。類似に、図25に示したよう
にリング型支持部材1420はその内部に絶縁物質14
50を含む中空のリング型支持部材1420'になり得
る。支持部材が図示されたようにリング型熱遮断ハウジ
ング234にその外部壁で付着する必要は無いことは理
解できる。さらに、付着位置はその外部壁と内部の間で
変更できる。
As shown in FIG. 24, the support arm 141
The 0 may be a hollow support arm 1410 'containing an insulating material 1440 therein. Similarly, as shown in FIG. 25, the ring-shaped support member 1420 has an insulating material 14 therein.
50 may be a hollow ring-shaped support member 1420 '. It can be appreciated that the support member need not be attached to the ring heat shield housing 234 at its outer wall as shown. In addition, the location of the attachment can vary between its outer wall and its interior.

【0086】中空の支持部材1410'そして1420'
をそれぞれ製造するための支持部材1410または14
20内での絶縁物質の付加は、インゴット228からヒ
ータ204を絶縁することができるし、またインゴット
表面からの速い熱伝達を提供する。従って、インゴット
の中央での温度勾配は増加することができるし、インゴ
ットの中央とインゴットの縁の間での温度勾配の差もま
た減少することができる。
The hollow support members 1410 'and 1420'
1410 or 14 for producing respectively
The addition of insulating material within 20 can insulate heater 204 from ingot 228 and also provide fast heat transfer from the ingot surface. Thus, the temperature gradient at the center of the ingot can be increased, and the difference in temperature gradient between the center of the ingot and the edge of the ingot can also be reduced.

【0087】インゴット軸で2.5°K/mmより大き
く、またインゴットの円筒型縁から拡散距離での温度勾
配と少なくとも大体同一な温度勾配をインゴット−溶融
物境界で得ることができるようにチョクラルスキプーラ
ーを改良した時、α、a及びcの調節が円筒型の縁から
の拡散距離での温度勾配よりさらに大きいインゴット−
溶融物境界での温度勾配を形成することを調節すること
ができることが明らかになった。さらに、βの調節及び
支持アーム内での絶縁物質の提供が軸上での温度勾配を
調節することができる。従って、熱遮断体214の設計
において△G'を減少させるためにα、a及びcは増加
され得る。その次に十分に高いG中央を得るためにβが
増加できるし、また絶縁物質がさらに加えられることが
できる。リング型熱遮断ハウジングの一つの具体的な設
計は125mmの長さcの外部熱遮断ハウジング壁13
20、55mmの長さaの内部熱遮断ハウジング壁13
10、7.4mmの距離d及び5°の角度αを含む。
The temperature gradient at the ingot-melt boundary is greater than 2.5 ° K / mm on the ingot axis and at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. When the Ralski puller is modified, the adjustment of α, a and c is larger than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge.
It has been found that the formation of a temperature gradient at the melt boundary can be adjusted. Further, the adjustment of β and the provision of insulating material within the support arm can adjust the on-axis temperature gradient. Thus, α, a, and c can be increased to reduce ΔG ′ in the design of thermal barrier 214. Then β can be increased to obtain a sufficiently high G center, and more insulating material can be added. One specific design of the ring-shaped heat insulation housing is a 125 mm long external heat insulation housing wall 13.
20, 55 mm internal heat-insulating housing wall 13 of length a
10, a distance d of 7.4 mm and an angle α of 5 °.

【0088】[0088]

【発明の効果】従って、本発明によると、一つのシリコ
ンインゴットから製造された複数個の無欠陥単結晶シリ
コンウェーハを生産することができるし、各無欠陥シリ
コンウェーハにはベーカンシ塊及びインタースチシャル
塊が存在しない。
As described above, according to the present invention, a plurality of defect-free single crystal silicon wafers manufactured from one silicon ingot can be produced, and each defect-free silicon wafer has a vacancy mass and an interstitial. There are no lumps.

【0089】従って、インゴット−溶融物の境界での温
度勾配に対する引上げ速度の比を上部下部境界の間に維
持させることで塊欠陥がウェーハの中央のベーカンシ−
豊富領域で抑制できるし、又は除去されて無欠陥シリコ
ンウェーハを生産することも可能である効果がある。
Therefore, by maintaining the ratio of the pulling rate to the temperature gradient at the ingot-melt boundary between the upper and lower boundaries, the lump defect is reduced to a vacancy in the center of the wafer.
There is an effect that it is possible to suppress the defect in the abundant region or to produce a defect-free silicon wafer after being removed.

【0090】以上で、本発明は記載された具体例につい
てのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想範囲内で多
様な変形および修正が可能であることは当業者にとって
明白なことであり、このような変形および修正が添付さ
れた特許請求範囲に属するのは当然である。
Although the present invention has been described in detail with reference only to the specific examples described above, it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical idea of the present invention. It is obvious that such variations and modifications belong to the appended claims.

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

【図1】 単結晶シリコンインゴットを成長させるため
のチョクラルスキプーラー(puller)を示す概略
断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a Czochralski puller for growing a single crystal silicon ingot.

【図2】 ボロンコブ理論を図式化した図面である。FIG. 2 is a diagram illustrating the Boronkov theory.

【図3】 中央にベーカンシ−豊富領域と、ベーカンシ
−豊富領域とウェーハの縁の間の無欠陥領域を有するウ
ェーハの製造を概略的に説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the manufacture of a wafer having a vacancy-rich region in the center and a defect-free region between the vacancy-rich region and the edge of the wafer.

【図4】 中央にベーカンシー豊富領域と、ベーカンシ
ー豊富領域とウェーハの縁の間の無欠陥領域を有するウ
ェーハの製造を概略的に説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the manufacture of a wafer having a vacancy-rich region in the center and a defect-free region between the vacancy-rich region and the edge of the wafer.

【図5】 中央にベーカンシー豊富領域と、ベーカンシ
ー豊富領域とウェーハの縁の間の無欠陥領域を有するウ
ェーハの製造を概略的に説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the manufacture of a wafer having a vacancy-rich region in the center and a defect-free region between the vacancy-rich region and the edge of the wafer.

【図6】 中央にベーカンシー豊富領域と、ベーカンシ
ー豊富領域とウェーハの縁の間の無欠陥領域を有するウ
ェーハの製造を概略的に説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the manufacture of a wafer having a vacancy-rich region in the center and a defect-free region between the vacancy-rich region and the edge of the wafer.

【図7】 中央にベーカンシー豊富領域と、ベーカンシ
ー豊富領域とウェーハの縁の間の無欠陥領域を有するウ
ェーハの製造を概略的に説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the manufacture of a wafer having a vacancy-rich region in the center and a defect-free region between the vacancy-rich region and the edge of the wafer.

【図8】 塊がないウェーハの製造を概略的に示した図
である。
FIG. 8 schematically illustrates the manufacture of a lump-free wafer.

【図9】 塊がないウェーハの製造を概略的に示した図
である。
FIG. 9 schematically illustrates the manufacture of a lump-free wafer.

【図10】 塊がないウェーハの製造を概略的に示した
図である。
FIG. 10 schematically illustrates the manufacture of a lump-free wafer.

【図11】 塊がないウェーハの製造を概略的に示した
図である。
FIG. 11 schematically illustrates the manufacture of a wafer without lumps.

【図12】 塊がないウェーハの製造を概略的に示した
図である。
FIG. 12 schematically illustrates the manufacture of a lump-free wafer.

【図13】 本発明によって改良されたチョクラルスキ
プーラーとその改良方法を示した概略断面図である。
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a Czochral skipper improved by the present invention and a method for improving the same.

【図14】 通常的な方法での距離の関数としての半径
温度勾配と本発明による距離の関数としての半径温度勾
配の間の比較を図示した図である。
FIG. 14 illustrates a comparison between the radius temperature gradient as a function of distance in a conventional manner and the radius temperature gradient as a function of distance according to the invention.

【図15】 本発明による熱遮断底と炉上部の間の距離
の関数として、温度勾配の変化で観察された傾向を図示
した図である。
FIG. 15 illustrates the trend observed with changes in temperature gradient as a function of the distance between the thermal barrier bottom and the furnace top according to the present invention.

【図16】 本発明による炉上部とヒータ上部の間の距
離の関数として、温度勾配の変化で観察された傾向を図
示した図である。
FIG. 16 illustrates the trend observed with changes in temperature gradient as a function of the distance between the furnace top and heater top according to the present invention.

【図17】 本発明による炉と密封体の間の距離の関数
として、温度勾配の変化で観察された傾向を図示した図
である。
FIG. 17 illustrates the trend observed with changes in temperature gradient as a function of the distance between the furnace and the seal according to the invention.

【図18】 本発明による炉上部と冷却ジャケットの底
の間の距離の関数としての温度勾配の変化で観察された
傾向を図示した図である。
FIG. 18 illustrates the trend observed in the change in temperature gradient as a function of the distance between the furnace top and the bottom of the cooling jacket according to the present invention.

【図19】 本発明による上部加熱パックハウジングか
ら除去された熱吸収物質の量の関数としての温度勾配の
変化で観察された傾向を図示した図である。
FIG. 19 illustrates trends observed in changes in temperature gradient as a function of the amount of heat absorbing material removed from the upper heating pack housing according to the present invention.

【図20】 本発明による組合せでの変数の変化に対す
る段階を示す流れ図である。
FIG. 20 is a flow chart showing the steps for changing a variable in a combination according to the present invention.

【図21】 図13の熱遮断体を拡大して図示した概略
断面図である。
21 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged view of the heat shield of FIG.

【図22】 本発明による熱遮断体の実施形態の部分切
開斜視図である。
FIG. 22 is a partially cutaway perspective view of an embodiment of a heat shield according to the present invention.

【図23】 本発明による熱遮断体の実施形態の部分切
開斜視図である。
FIG. 23 is a partially cutaway perspective view of an embodiment of a heat shield according to the present invention.

【図24】 本発明による熱遮断体の実施形態の部分切
開斜視図である。
FIG. 24 is a partially cutaway perspective view of an embodiment of a heat shield according to the present invention.

【図25】 本発明による熱遮断体の実施形態の部分切
開斜視図である。
FIG. 25 is a partially cutaway perspective view of an embodiment of a heat shield according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 チョクラルスキプーラー 102 加熱パック 104 ヒータ 106 炉 108 サセップタ 110 回転軸 112 第1方向 114 熱遮断体 116 熱吸収物質 120 結晶引上げ軸 120a シードホルダー 122 第2方向 124 シード結晶 126 溶融物 128 インゴット 130 チャンバー密封体 132 冷却ジャケット 134 境界 200 チョクラルスキプーラー 202 加熱パックハウジング 202a 上部加熱パックハウジング 202b 下部加熱パックハウジング 204 ヒータ 206 炉 208 サセップタ 210 回転軸 212 第1方向 214 熱遮断体 216 熱吸収物質 220 結晶引上げ軸 220a シードホルダー 222 第2方向 424 シード結晶 226 溶融物 228 インゴット 230 チャンバー密封体 232 冷却ジャケット 234 熱遮断蓋 236 空気 238 境界 1310 内部熱遮断ハウジング底 1320 外部熱遮断ハウジング壁 1330 熱遮断ハウジング底 1340 熱遮断ハウジング蓋 1350 支持部材 1360 絶縁物質 1410 支持アーム 1410' 中空の支持アーム 1420 リング型支持部材 1420' 中空のリング型支持部材 1430 窓 1440 中空のリング型支持アーム 1450 絶縁物質 REFERENCE SIGNS LIST 100 Czochral skipper 102 Heating pack 104 Heater 106 Furnace 108 Susceptor 110 Rotation axis 112 First direction 114 Heat blocker 116 Heat absorbing substance 120 Crystal pulling axis 120a Seed holder 122 Second direction 124 Seed crystal 126 Melt 128 Ingot 130 Chamber Sealing body 132 Cooling jacket 134 Boundary 200 Czochralski puller 202 Heating pack housing 202a Upper heating pack housing 202b Lower heating pack housing 204 Heater 206 Furnace 208 Susceptor 210 Rotating shaft 212 First direction 214 Thermal barrier 216 Heat absorbing material 220 Crystal pulling Axis 220a Seed holder 222 Second direction 424 Seed crystal 226 Melt 228 Ingot 230 Chamber seal 2 2 Cooling jacket 234 Thermal barrier lid 236 Air 238 Boundary 1310 Internal thermal barrier housing bottom 1320 External thermal barrier housing wall 1330 Thermal barrier housing bottom 1340 Thermal barrier housing lid 1350 Support member 1360 Insulation material 1410 Support arm 1410 'Hollow support arm 1420 Ring Mold support member 1420 ′ Hollow ring support member 1430 Window 1440 Hollow ring support arm 1450 Insulating material

フロントページの続き (54)【発明の名称】 インゴット−溶融物の境界の中央及び縁での温度勾配の調節による単結晶シリコンインゴットの 製造のためのチョクラルスキプーラー、チョクラルスキプーラー用熱遮断体及びチョクラルスキ プーラーの改良方法Continued on the front page (54) [Title of the Invention] Czochral skipper for the production of single crystal silicon ingots by adjusting the temperature gradient at the center and at the edge of the ingot-melt boundary, thermal insulation for Czochral skipper Method of improving body and Czochralski puller

Claims (66)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部熱遮断ハウジング壁、外部熱遮断ハ
ウジング壁、傾いた熱遮断ハウジング底及び前記内部熱
遮断ハウジング壁と外部熱遮断ハウジング壁の間で延長
された熱遮断ハウジング蓋を含むし、その内部に絶縁物
質を含むリング型熱遮断ハウジング、 及び炉内で前記熱遮断ハウジングを支持するように配列
された支持部材と、を含めてなることを特徴とするシリ
コン溶融物を保有する炉を含めて単結晶シリコンインゴ
ットを成長させるチョクラルスキプーラー用熱遮断体。
An inner heat shield housing wall, an outer heat shield housing wall, an inclined heat shield housing bottom, and a heat shield housing lid extending between the inner heat shield housing wall and the outer heat shield housing wall; A ring-shaped heat-insulating housing containing an insulating material therein, and a support member arranged to support the heat-insulating housing in the furnace; A thermal barrier for Czochralski pullers that grows single crystal silicon ingots.
【請求項2】 前記内部熱遮断ハウジング壁と外部熱遮
断ハウジング壁が垂直である内部熱遮断ハウジング壁と
外部熱遮断ハウジング壁で、 ここでは前記熱遮断ハウジングの蓋が傾いた熱遮断ハウ
ジング蓋であることを特徴とする請求項1に記載のシリ
コン溶融物を保有する炉を含めて単結晶シリコンインゴ
ットを成長させる熱遮断体。
2. An inner heat-shielding housing wall and an outer heat-shielding housing wall, wherein the inner heat-shielding housing wall and the outer heat-shielding housing wall are perpendicular to each other. A thermal barrier for growing a single crystal silicon ingot, including the furnace holding the silicon melt of claim 1.
【請求項3】 前記支持部材が前記リング型熱遮断ハウ
ジングまで延長する少なくとも一つの支持アームを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の前記シリコン溶融物
を保有する炉を含めて単結晶シリコンインゴットを成長
させる熱遮断体。
3. The single crystal silicon including a furnace holding the silicon melt according to claim 1, wherein the support member includes at least one support arm extending to the ring type heat insulation housing. A thermal barrier that grows ingots.
【請求項4】 前記少なくとも一つの支持アームがその
内部に絶縁物質を含む少なくとも一つの中空の支持アー
ムであることを特徴とする請求項3に記載の前記シリコ
ン溶融物を保有する炉を含めて単結晶シリコンインゴッ
トを成長させる熱遮断体。
4. The furnace as claimed in claim 3, wherein the at least one support arm is at least one hollow support arm containing an insulating material therein. Thermal barrier for growing single crystal silicon ingots.
【請求項5】 前記支持部材がリング型支持部材を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の前記シリコン溶融物
を保有する炉を含めて単結晶シリコンインゴットを成長
させる熱遮断体。
5. The thermal barrier of claim 1, wherein the support member comprises a ring-type support member, including a furnace holding the silicon melt.
【請求項6】 前記リング型支持部材がそれらの間に絶
縁物質を含む内部支持部材壁及び外部支持部材壁を含む
ことを特徴とする請求項5に記載の前記シリコン溶融物
を保有する炉を含めて単結晶シリコンインゴットを成長
させる熱遮断体。
6. The furnace as claimed in claim 5, wherein the ring-shaped support member includes an inner support member wall and an outer support member wall containing an insulating material therebetween. A thermal barrier that grows single crystal silicon ingots.
【請求項7】 前記リング型支持部材がその内部に少な
くとも一つの窓を含むことを特徴とする請求項5に記載
の前記シリコン溶融物を保有する炉を含めて単結晶シリ
コンインゴットを成長させる熱遮断体。
7. The heat for growing a single crystal silicon ingot including a furnace holding the silicon melt according to claim 5, wherein the ring-type support member includes at least one window therein. Blocker.
【請求項8】 前記リング型支持部材が傾いたリング型
支持部材であることを特徴とする請求項5に記載の前記
シリコン溶融物を保有する炉を含めて単結晶シリコンイ
ンゴットを成長させる熱遮断体。
8. The thermal barrier for growing a single crystal silicon ingot including a furnace holding the silicon melt according to claim 5, wherein the ring-type support member is a tilted ring-type support member. body.
【請求項9】 シードホルダーを前記炉から引上げ、そ
れによって前記シリコン溶融物から単結晶シリコンイン
ゴットを引上げる手段をさらに含め、前記単結晶シリコ
ンインゴットは軸と円筒型の縁を有するし、前記シリコ
ン溶融物と前記インゴットがインゴット−溶融物境界に
よって区分されるし、 前記熱遮断ハウジング蓋が傾いた熱遮断ハウジング蓋で
あるし、 前記内壁の長さ、前記第1角及び前記第2角の少なくとも
一つが前記軸での前記インゴット−溶融物境界での温度
勾配が前記円筒型の縁から拡散距離での温度勾配と少な
くとも大体同一に形成するように選択された内部熱遮断
ハウジング壁の長さ、水平との間に第1角を形成する前
記傾いた熱遮断底、水平との間に第2角を形成する前記
傾いた熱遮断蓋を含むことを特徴とする請求項1に記載
の前記シリコン溶融物を保有する炉を含めて単結晶シリ
コンインゴットを成長させる熱遮断体。
9. The monocrystalline silicon ingot further comprising means for pulling a seed holder from the furnace, thereby pulling a monocrystalline silicon ingot from the silicon melt, the monocrystalline silicon ingot having an axis and a cylindrical edge, and The melt and the ingot are separated by an ingot-melt boundary, the heat shield housing lid is an inclined heat shield housing lid, and at least the length of the inner wall, the first corner and the second corner. The length of the internal heat-insulating housing wall, one selected such that the temperature gradient at the ingot-melt interface at the axis forms at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge; The inclined heat shielding bottom forming a first angle with the horizontal, and the inclined heat shielding lid forming a second angle with the horizontal. The silicon melt held heat shielding body for growing a single crystal silicon ingot, including the furnace according to claim 1.
【請求項10】 密封体と、 シリコン溶融物を保有する前記密封体内の炉と、 前記炉に隣接している前記密封体内のシードホルダー
と、 前記炉を囲む前記密封体内のヒータと、 内部熱遮断ハウジング壁、外部熱遮断ハウジング壁、傾
いた熱遮断ハウジング底及び前記内部熱遮断ハウジング
壁と外部熱遮断ハウジング壁の間で延長する熱遮断ハウ
ジング蓋を含めて、その内部に絶縁物質を含む前記炉内
のリング型熱遮断ハウジング及び、 前記炉内で前記熱遮断ハウジングを支持する支持部材
と、を備えてなることを特徴とする単結晶シリコンイン
ゴットを成長させるためのチョクラルスキプーラー。
10. A seal, a furnace in the seal holding a silicon melt, a seed holder in the seal adjacent to the furnace, a heater in the seal surrounding the furnace, and an internal heat source. Including an insulating material therein, including a heat insulating housing wall, an external heat insulating housing wall, an inclined heat insulating housing bottom, and a heat insulating housing lid extending between the internal heat insulating housing wall and the external heat insulating housing wall. A Czochralski puller for growing a single crystal silicon ingot, comprising: a ring-shaped heat insulation housing in a furnace; and a support member for supporting the heat insulation housing in the furnace.
【請求項11】 前記内部熱遮断ハウジング壁と外部熱
遮断ハウジング壁が垂直になる内部熱遮断ハウジング壁
と外部熱遮断ハウジング壁で、 ここで前記熱遮断ハウジング蓋が傾いた熱遮断ハウジン
グ蓋であることを特徴とする請求項10に記載の前記単
結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョクラル
スキプーラー。
11. An internal heat shielding housing wall and an external heat shielding housing wall in which the internal heat shielding housing wall and the external heat shielding housing wall are perpendicular to each other, wherein the heat shielding housing lid is an inclined heat shielding housing lid. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 10.
【請求項12】 前記ヒータを囲む加熱パックをさらに
含むし、 前記支持部材が前記炉内で前記加熱パックから前記リン
グ型熱遮断ハウジングを支持することを特徴とする請求
項10に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長さ
せるためのチョクラルスキプーラー。
12. The unit according to claim 10, further comprising a heating pack surrounding the heater, wherein the support member supports the ring-shaped heat insulation housing from the heating pack in the furnace. Czochral skipper for growing crystalline silicon ingots.
【請求項13】 前記支持部材が前記リング型熱遮断ハ
ウジングまで延長する少なくとも一つの支持アームを含
むことを特徴とする請求項10に記載の前記単結晶シリ
コンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプー
ラー。
13. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 10, wherein the support member includes at least one support arm extending to the ring type heat insulation housing. .
【請求項14】 前記少なくとも一つの支持アームがそ
の内部に絶縁物質を含む少なくとも一つ以上の中空の支
持アームであることを特徴とする請求項13に記載の前
記単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョク
ラルスキプーラー。
14. The single crystal silicon ingot according to claim 13, wherein the at least one support arm is at least one hollow support arm including an insulating material therein. Czochral skipper.
【請求項15】 前記支持部材がリング型支持部材を含
むことを特徴とする請求項10に記載の前記単結晶シリ
コンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプー
ラー。
15. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 10, wherein the support member includes a ring-type support member.
【請求項16】 前記リング型支持部材がそれらの間に
絶縁物質を含む内部支持部材壁及び外部支持部材壁を含
むことを特徴とする請求項15に記載の前記単結晶シリ
コンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプー
ラー。
16. The single crystal silicon ingot according to claim 15, wherein the ring-shaped support member includes an inner support member wall and an outer support member wall including an insulating material therebetween. Czochral skipper.
【請求項17】 前記リング型支持部材がその内部に少
なくとも一つの窓を含むことを特徴とする請求項15に
記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長させるため
のチョクラルスキプーラー。
17. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 15, wherein the ring-type support member includes at least one window therein.
【請求項18】 前記リング型支持部材が傾いたリング
型支持部材であることを特徴とする請求項15に記載の
前記単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョ
クラルスキプーラー。
18. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 15, wherein the ring-type support member is an inclined ring-type support member.
【請求項19】 前記加熱パックが上部加熱パックハウ
ジングと下部加熱パックハウジングを含むし、前記下部
加熱パックハウジングが熱吸収物質で充填され、前記上
部加熱パックハウジングが少なくとも部分的には前記熱
吸収物質で充填されないことを特徴とする請求項12に
記載の単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチ
ョクラルスキプーラー。
19. The heat pack includes an upper heat pack housing and a lower heat pack housing, wherein the lower heat pack housing is filled with a heat absorbing material, and wherein the upper heat pack housing is at least partially filled with the heat absorbing material. 13. The Czochral skipler for growing a single crystal silicon ingot according to claim 12, wherein the Czochral skipper is not filled.
【請求項20】 前記上部加熱パックハウジングが前記
熱吸収物質が除去されたものであることを特徴とする請
求項19に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長
させるためのチョクラルスキプーラー。
20. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 19, wherein the upper heating pack housing has the heat absorbing material removed.
【請求項21】 シードホルダーを前記炉から引上げそ
れによって前記シリコン溶融物から単結晶シリコンイン
ゴットを引上げる手段とさらに含むし、前記単結晶シリ
コンインゴットは軸と円筒型の縁を有し、前記シリコン
溶融物と前記インゴットがインゴット−溶融物境界によ
って区分され、 前記熱遮断ハウジング蓋が傾いた熱遮断ハウジング蓋で
あるし、 前記内壁の長さ、前記第1角及び前記第2角の少なくと
も一つが前記軸での前記インゴット−溶融物境界での温
度勾配が前記円筒型の縁からの拡散距離での温度勾配と
少なくとも大体同一に形成できるように選択された内部
熱遮断ハウジング壁の長さ、水平との間に第1角を形成
する前記傾いた熱遮断底、水平との間に第2角を形成す
る前記傾いた熱遮断蓋を含むことを特徴とする請求項1
0に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長させる
ためのチョクラルスキプーラー。
21. A means for pulling a seed holder from the furnace and thereby pulling a single crystal silicon ingot from the silicon melt, the single crystal silicon ingot having an axis and a cylindrical edge, wherein the silicon holder has a cylindrical edge. The melt and the ingot are separated by an ingot-melt boundary, and the heat shield housing lid is an inclined heat shield housing lid, and at least one of the length of the inner wall, the first corner, and the second corner is provided. The length of the internal heat-insulating housing wall, horizontal, selected so that the temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis can be at least approximately equal to the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge. And the inclined heat shielding bottom forming a first angle between the inclined heat shielding bottom and the horizontal. Section 1
A Czochral skipper for growing the single-crystal silicon ingot according to 0.
【請求項22】 密封体と、 シリコン溶融物を保有する前記密封体内の炉と、 前記炉に隣接している前記密封体内のシードホルダー
と、 前記炉を囲む前記密封体内のヒータと、 前記炉と前記シードホルダーの間の熱遮断体と、 前記熱遮断体と前記シードホルダーの間の冷却ジャケッ
ト及び、 前記ヒータを囲む前記密封体内の加熱パックを含むし、 前記加熱パックが上部加熱パックハウジングと下部加熱
パックハウジングを含むし、前記下部加熱パックハウジ
ングが熱吸収物質で充填され、前記上部加熱パックハウ
ジングは少なくとも部分的には前記熱吸収物質で充填さ
れ、前記上部加熱パックハウジングは少なくとも部分的
には前記熱吸収物質で充填されないことを特徴とする単
結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョクラル
スキプーラー。
22. A seal, a furnace in the seal containing a silicon melt, a seed holder in the seal adjacent to the furnace, a heater in the seal surrounding the furnace, the furnace. And a heat shield between the seed holder, a cooling jacket between the heat shield and the seed holder, and a heating pack in the sealed body surrounding the heater, wherein the heating pack is an upper heating pack housing. A lower heat pack housing, wherein the lower heat pack housing is filled with a heat absorbing material, the upper heat pack housing is at least partially filled with the heat absorbing material, and wherein the upper heat pack housing is at least partially For growing a single crystal silicon ingot characterized by not being filled with the heat absorbing material Pooler.
【請求項23】 前記熱遮断体が前記上部加熱パックハ
ウジングから前記炉及び前記シードホルダーの間にまで
延長することを特徴とする請求項22に記載の前記単結
晶シリコンインゴットを成長させるためのチョクラルス
キプーラー。
23. The chock for growing the single crystal silicon ingot according to claim 22, wherein the thermal barrier extends from the upper heating pack housing to between the furnace and the seed holder. Lalski Puller.
【請求項24】 密封体と、 シリコン溶融物を保有する前記密封体内の炉と、 前記炉に隣接している前記密封体内のシードホルダー
と、 前記炉を囲む前記密封体内のヒータと、 前記ヒータを囲む前記密封体内の加熱パックと、 前記炉と前記シードホルダーの間の熱遮断体と、 前記熱遮断体と前記シードホルダーの間の冷却ジャケッ
ト及び、 シードホルダーを前記炉から引上げそれによって前記シ
リコン溶融物から単結晶シリコンインゴットを引上げる
手段と、をさらに含むし、 前記単結晶シリコンインゴットは、軸と円筒型の縁を有
し、前記シリコン溶融物と前記インゴットがインゴット
−溶融物境界によって区分され、 前記熱遮断体の位置、前記熱遮断体の配列、前記ヒータ
の位置、前記冷却ジャケットの配列、前記炉の位置、前
記加熱パックの配列及び前記ヒータに適用される電力の
少なくとも一つがインゴット軸で2.5°K/mmより
大きく、またインゴットの円筒型縁から拡散距離での温
度勾配と少なくとも大体同一な温度勾配をインゴット−
溶融物境界で得ることができるように選択されたことを
特徴とする単結晶シリコンインゴットを成長させるため
のチョクラルスキプーラー。
24. A seal, a furnace in the seal containing a silicon melt, a seed holder in the seal adjacent to the furnace, a heater in the seal surrounding the furnace, and the heater. A heating pack within the enclosure surrounding the heat shield between the furnace and the seed holder; a cooling jacket between the heat shield and the seed holder; and pulling the seed holder out of the furnace, thereby forming the silicon. Means for pulling a single crystal silicon ingot from the melt, the single crystal silicon ingot having a shaft and a cylindrical edge, wherein the silicon melt and the ingot are separated by an ingot-melt boundary. The position of the heat shield, the arrangement of the heat shield, the position of the heater, the arrangement of the cooling jacket, the position of the furnace, At least one of the arrangement of the heat packs and the power applied to the heater is greater than 2.5 K / mm on the ingot axis and has a temperature gradient at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. Ingot-
A Czochralski puller for growing a single crystal silicon ingot, characterized in that it has been selected to be obtainable at a melt boundary.
【請求項25】 前記炉が炉上端及び炉下端を含み、前
記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底を含み、前記熱遮断
体の位置が前記熱遮断底と前記炉上端の間の距離を変化
させることによって選択されることを特徴とする請求項
24に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長させ
るためのチョクラルスキプーラー。
25. The furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end, the heat shield includes a heat shield upper end and a heat shield bottom, and a position of the heat shield is a distance between the heat shield bottom and the furnace upper end. 25. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 24, wherein the Czochralski puller is selected by changing:
【請求項26】 前記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底
を含み、前記熱遮断体の配列が前記熱遮断底に熱遮断蓋
を提供することによって選択されることを特徴とする請
求項24に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長
させるためのチョクラルスキプーラー。
26. The thermal barrier of claim 26, wherein the thermal barrier includes a thermal barrier top and a thermal barrier bottom, and the arrangement of the thermal barrier is selected by providing a thermal barrier lid to the thermal barrier. 25. A Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to 24.
【請求項27】 前記熱遮断蓋が前記炉内で内部熱遮断
ハウジング壁、外部熱遮断ハウジング壁、傾いた熱遮断
ハウジング底及び前記内部熱遮断ハウジング壁と外部熱
遮断ハウジング壁の間で延長される熱遮断ハウジング蓋
を含むリング型熱遮断ハウジングを含み、前記熱遮断ハ
ウジングがその内部に絶縁物質を含むことを特徴とする
請求項26に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成
長させるためのチョクラルスキプーラー。
27. The heat shield lid extends in the furnace between the inner heat shield housing wall, the outer heat shield housing wall, the inclined heat shield housing bottom, and the inner heat shield housing wall and the outer heat shield housing wall. 27. The Czochral for growing the single crystal silicon ingot according to claim 26, further comprising a ring-shaped heat insulation housing including a heat insulation housing lid, wherein the heat insulation housing contains an insulating material therein. Skipper.
【請求項28】 前記傾いた熱遮断ハウジングが水平か
ら一定の角で限定するし、また前記熱遮断体の配列が前
記角の変化によって選択されることを特徴とすることを
請求項27に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成
長させるためのチョクラルスキプーラー。
28. The method of claim 27, wherein the inclined heat shield housing defines a fixed angle from the horizontal, and the arrangement of the heat shields is selected by changing the angle. Czochral skipper for growing the single crystal silicon ingot according to the above.
【請求項29】 前記炉が炉上端と炉下端を含み、前記
ヒータがヒータ上端及びヒータ底を含むし、前記ヒータ
の位置が前記炉上端と前記ヒータ上端の間の距離の変化
によって選択されることを特徴とする請求項24に記載
の前記単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチ
ョクラルスキプーラー。
29. The furnace includes a furnace top and a furnace bottom, the heater includes a heater top and a heater bottom, and a position of the heater is selected by a change in a distance between the furnace top and the heater top. 25. A Czochral skipper for growing the single crystal silicon ingot according to claim 24.
【請求項30】 前記ヒータの位置及び前記炉の位置が
前記密封体に対して垂直で一緒に変化することを特徴と
する請求項29に記載の前記単結晶シリコンインゴット
を成長させるためのチョクラルスキプーラー。
30. The Czochral for growing the single crystal silicon ingot according to claim 29, wherein the position of the heater and the position of the furnace change together perpendicularly to the sealing body. Skipper.
【請求項31】 前記炉が炉上端及び炉下端を含み、前
記冷却ジャケットが冷却ジャケット上端と冷却ジャケッ
ト底を含むし、前記冷却ジャケットの位置が前記炉上端
と前記冷却ジャケット底の間の距離を変化させることに
よって選択されることを特徴とする請求項24に記載の
前記単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョ
クラルスキプーラー。
31. The furnace includes a furnace top and a furnace bottom, the cooling jacket includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom, and a position of the cooling jacket defines a distance between the furnace top and the cooling jacket bottom. 25. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 24, wherein the Czochralski puller is selected by changing.
【請求項32】 前記加熱パックが上部加熱パックハウ
ジングと下部加熱パックハウジングを含むし、これらそ
れぞれは熱吸収物質で満たされ、そして前記加熱パック
の配列が前記上部加熱パックハウジングから熱吸収物質
の少なくとも一部が除去されることによって選択される
ことを特徴とする請求項24に記載の前記単結晶シリコ
ンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプーラ
ー。
32. The heating pack includes an upper heating pack housing and a lower heating pack housing, each of which is filled with a heat absorbing material, and wherein the arrangement of the heating packs includes at least a heat absorbing material from the upper heating pack housing. 25. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 24, wherein the Czochral skipper is selected by being partially removed.
【請求項33】 前記熱遮断体の位置、前記熱遮断体の
配列及び前記ヒータの位置の少なくとも一つが前記軸で
の前記インゴット−溶融物境界での温度勾配が前記円筒
型の縁からの拡散距離での温度勾配と少なくとも大体同
一に形成するように選択され、そして前記冷却ジャケッ
トの配列、前記炉の位置及び前記加熱パックの配列の少
なくとも一つが前記軸での前記インゴット−溶融物境界
での温度勾配が2.5°K/mmより大きく形成するよう
に選択されることを特徴とする請求項24に記載の前記
単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョクラ
ルスキプーラー。
33. A temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis where at least one of the location of the thermal barrier, the arrangement of the thermal barrier and the location of the heater is diffused from the cylindrical edge. At least one of the arrangement of the cooling jackets, the location of the furnace and the arrangement of the heating packs at the ingot-melt boundary at the axis is selected to form at least approximately the same as the temperature gradient at a distance. 25. The Czochralski puller for growing a single crystal silicon ingot according to claim 24, wherein the temperature gradient is selected to be greater than 2.5 K / mm.
【請求項34】 前記炉が炉上端と炉下端を含むし、前
記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底を含むし、前記ヒー
タがヒータ上端とヒータ底を含み、前記熱遮断体の位置
が前記熱遮断底と前記炉上端の間の距離の変化によって
選択され、前記熱遮断体の配列が前記熱遮断底に熱遮断
蓋を提供することによって選択され、前記ヒータの位置
が前記炉上端と前記ヒータ上端の間の距離を変化させる
ことによって選択されるし、また前記熱遮断体の位置、
前記熱遮断体の配列及び前記ヒータの位置が前記軸での
前記インゴット−溶融物境界での温度勾配が前記円筒型
の縁からの拡散距離での温度勾配と少なくとも大体同一
に形成するように選択されることを特徴とする請求項3
3に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長させる
ためのチョクラルスキプーラー。
34. The furnace includes an upper end and a lower end of the furnace, the thermal barrier includes a thermal upper end and a thermal barrier, the heater includes a heater upper and a heater bottom, and a position of the thermal barrier. Is selected by changing the distance between the heat insulation bottom and the furnace top, the arrangement of the heat insulation is selected by providing a heat insulation lid to the heat insulation bottom, and the position of the heater is changed to And by changing the distance between the top of the heater and the position of the heat shield,
The arrangement of the heat shields and the location of the heater are selected such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis is at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge. 4. The method according to claim 3, wherein
3. A Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to 3.
【請求項35】 前記炉が炉上端と炉下端を含むし、前
記ヒータがヒータ上端とヒータ底を含むし、前記冷却ジ
ャケットが冷却ジャケット上端と冷却ジャケット底を含
むし、前記加熱パックがそれぞれ熱吸収物質で満たされ
た上部加熱パックハウジングと下部加熱パックハウジン
グを含むし、前記ヒータの位置が前記炉上端と前記ヒー
タ上端の間の距離を変化させることによって選択され、
前記ヒータの位置及び前記炉の位置が密封体に対して垂
直に同時に変化し、前記冷却ジャケットの位置が前記炉
上端と前記冷却ジャケットの底の間の距離を変化させる
ことによって選択され、前記加熱パックの配列が前記上
部加熱パックハウジングから熱吸収物質の少なくとも一
部を除去することによって選択されるし、また前記冷却
ジャケットの配列、前記炉の位置、前記ヒータと前記炉
の全ての位置及び前記加熱パックの配列が前記軸での前
記インゴット−溶融物境界での温度勾配が2.5°K/m
mより大きく形成するように選択されることを特徴とす
る請求項34に記載の前記単結晶シリコンインゴットを
成長させるためのチョクラルスキプーラー。
35. The furnace includes a furnace top and a furnace bottom; the heater includes a heater top and a heater bottom; the cooling jacket includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom; An upper heating pack housing and a lower heating pack housing filled with an absorbent material, wherein the position of the heater is selected by changing the distance between the furnace top and the heater top;
The position of the heater and the position of the furnace change simultaneously perpendicularly to the seal, and the position of the cooling jacket is selected by changing the distance between the furnace top and the bottom of the cooling jacket, the heating An arrangement of packs is selected by removing at least a portion of the heat absorbing material from the upper heating pack housing, and an arrangement of the cooling jacket, the location of the furnace, all locations of the heater and the furnace and the location of the heater. The arrangement of the heating packs is such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis is 2.5 ° K / m
35. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 34, wherein the Czochral skipper is selected to be larger than m.
【請求項36】 密封体と、 シリコン溶融物を保有する前記密封体内の炉と、 前記炉に隣接している前記密封体内のシードホルダー
と、 前記炉を囲む前記密封体内のヒータと、 前記ヒータを囲む前記密封体内の加熱パックと、 前記炉と前記シードホルダーの間の熱遮断体と、 前記熱遮断体と前記シードホルダーの間の冷却ジャケッ
ト及び、 シードホルダーを前記炉から引上げそれによって前記シ
リコン溶融物から単結晶シリコンインゴットを引上げる
手段と、をさらに含むし、 前記単結晶シリコンインゴットは、軸と円筒型の縁を有
し、前記シリコン溶融物と前記インゴットがインゴット
−溶融物境界によって区分され、 前記熱遮断体の位置、前記熱遮断体の配列、前記ヒータ
の位置、前記冷却ジャケットの配列、前記炉の位置、前
記加熱パックの配列及び前記ヒータに適用される電力の
少なくとも一つが平らであるか、又はシリコン溶融物に
対して膨らんでいるインゴット−溶融物境界を得ること
ができるように選択されたことを特徴とする単結晶シリ
コンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプー
ラー。
36. A seal, a furnace in the seal holding a silicon melt, a seed holder in the seal adjacent to the furnace, a heater in the seal surrounding the furnace, and the heater. A heating pack within the enclosure surrounding the heat shield between the furnace and the seed holder; a cooling jacket between the heat shield and the seed holder; and pulling the seed holder out of the furnace, thereby forming the silicon. Means for pulling a single crystal silicon ingot from the melt, the single crystal silicon ingot having a shaft and a cylindrical edge, wherein the silicon melt and the ingot are separated by an ingot-melt boundary. The position of the heat shield, the arrangement of the heat shield, the position of the heater, the arrangement of the cooling jacket, the position of the furnace, At least one of the arrangement of the heat packs and the power applied to the heater is selected to be able to obtain an ingot-melt interface that is flat or swelling with respect to the silicon melt. Czochral skipper for growing single crystal silicon ingots.
【請求項37】 前記炉が炉上端及び炉下端を含むし、
前記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底を含むし、前記熱
遮断体の位置が前記熱遮断底と前記炉上端の間の距離を
変化させることによって選択されることを特徴とする請
求項36に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長
させるためのチョクラルスキプーラー。
37. The furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end,
The heat shield includes a heat shield top and a heat shield bottom, and a position of the heat shield is selected by changing a distance between the heat shield bottom and the furnace top. 36. A Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to 36.
【請求項38】 前記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底
を含むし、前記熱遮断体の配列が前記熱遮断底に熱遮断
蓋を提供することによって選択されることを特徴とする
請求項36に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成
長させるためのチョクラルスキプーラー。
38. The heat shield includes a heat shield upper end and a heat shield bottom, and an arrangement of the heat shields is selected by providing a heat shield lid to the heat shield bottom. Item 37. A Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to Item 36.
【請求項39】 前記熱遮断蓋が前記炉内で内部熱遮断
ハウジング壁、外部熱遮断ハウジング壁、傾いた熱遮断
ハウジング底及び前記内部熱遮断ハウジング壁と外部熱
遮断ハウジング壁の間で延長される熱遮断ハウジング蓋
を含むリング型熱遮断ハウジングを含むし、前記熱遮断
ハウジングがその内部に絶縁物質を含むことを特徴とす
る請求項38に記載の前記単結晶シリコンインゴットを
成長させるためのチョクラルスキプーラー。
39. The heat shield lid extends in the furnace between the inner heat shield housing wall, the outer heat shield housing wall, the inclined heat shield housing bottom and the inner heat shield housing wall and the outer heat shield housing wall. 39. The chock for growing the single crystal silicon ingot according to claim 38, further comprising a ring type heat insulation housing including a heat insulation housing lid, wherein the heat insulation housing contains an insulating material therein. Lalski Puller.
【請求項40】 前記傾いた熱遮断ハウジングが水平か
ら一定の角で限定されるし、また前記熱遮断体の配列が
前記角の変化によって選択されることを特徴とする請求
項39に記載の前記単結晶シリコンインゴットを成長さ
せるためのチョクラルスキプーラー。
40. The method according to claim 39, wherein the inclined heat-insulating housing is defined by a constant angle from horizontal, and the arrangement of the heat-insulating body is selected by changing the angle. A Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot.
【請求項41】 前記炉が炉上端と炉下端を含むし、前
記ヒータがヒータ上端及びヒータ底を含むし、前記ヒー
タの位置が前記炉上端と前記ヒータ上端の間の距離の変
化によって選択されることを特徴とする請求項36に記
載の前記単結晶シリコンインゴットを成長させるための
チョクラルスキプーラー。
41. The furnace includes a furnace top and a furnace bottom, the heater includes a heater top and a heater bottom, and a position of the heater is selected by a change in a distance between the furnace top and the heater top. 37. A Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 36.
【請求項42】 前記ヒータの位置及び前記炉の位置が
前記密封体に対して垂直に一緒に変化することを特徴と
する請求項41に記載の前記単結晶シリコンインゴット
を成長させるためのチョクラルスキプーラー。
42. The Czochral for growing the single crystal silicon ingot according to claim 41, wherein the position of the heater and the position of the furnace change together perpendicularly to the sealing body. Skipper.
【請求項43】 前記炉が炉上端及び炉下端を含むし、
前記冷却ジャケットが冷却ジャケット上端と冷却ジャケ
ット底を含むし、前記冷却ジャケットの位置が前記炉上
端と前記冷却ジャケット底の間の距離を変化させること
によって選択されることを特徴とする請求項36に記載
の前記単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチ
ョクラルスキプーラー。
43. The furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end,
The method according to claim 36, wherein the cooling jacket includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom, and a position of the cooling jacket is selected by changing a distance between the furnace top and the cooling jacket bottom. A Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to any one of the preceding claims.
【請求項44】 前記加熱パックが上部加熱パックハウ
ジングと下部加熱パックハウジングを含み、これらそれ
ぞれは熱吸収物質で満たされ、そして前記加熱パックの
配列が前記上部加熱パックハウジングから熱吸収物質の
少なくとも一部が除去されることによって選択されるこ
とを特徴とする請求項36に記載の前記単結晶シリコン
インゴットを成長させるためのチョクラルスキプーラ
ー。
44. The heat pack includes an upper heat pack housing and a lower heat pack housing, each of which is filled with a heat absorbing material, and wherein the arrangement of the heat packs comprises at least one of the heat absorbing material from the upper heat pack housing. 37. The Czochralski puller for growing the single crystal silicon ingot according to claim 36, wherein the portion is selected by being removed.
【請求項45】 密封体と、シリコン溶融物を保有する
前記密封体内の炉と、前記炉に隣接している前記密封体
内のシードホルダーと、前記炉を囲む前記密封体内のヒ
ータと、前記ヒータを囲む前記密封体内の加熱パック
と、前記炉と前記シードホルダーの間の熱遮断体と、前
記熱遮断体と前記シードホルダーの間の冷却ジャケット
及び、シードホルダーを前記炉から引上げそれによって
前記シリコン溶融物から単結晶シリコンインゴットを引
上げる手段と、をさらに含むチョクラルスキプーラー
を、無欠陥単結晶シリコンインゴットを成長させるため
のチョクラルスキプーラーに改良することにおいて、 前記熱遮断体の位置、前記熱遮断体の配列、前記ヒータ
の位置、前記冷却ジャケットの配列、前記炉の位置、前
記加熱パックの配列及び前記ヒータに適用される電力の
少なくとも一つがインゴット軸で2.5°K/mmより
大きく、またインゴットの円筒型の縁から拡散距離での
温度勾配と少なくとも大体同一な温度勾配をインゴット
−溶融物境界で得るように選択する選択段階を含むこと
を特徴とするベーカンシ塊及びインタースチシャル塊等
のない無欠陥単結晶シリコンインゴットを成長させるた
めのチョクラルスキプーラーの改良方法。
45. A seal, a furnace in the seal containing the silicon melt, a seed holder in the seal adjacent to the furnace, a heater in the seal surrounding the furnace, and the heater. A heating pack in the enclosure, a thermal barrier between the furnace and the seed holder, a cooling jacket between the thermal barrier and the seed holder, and pulling the seed holder out of the furnace, thereby removing the silicon. Means for pulling a single crystal silicon ingot from the melt, and further improving a Czochral skipper for growing a defect-free single crystal silicon ingot, further comprising: The arrangement of the heat shield, the position of the heater, the arrangement of the cooling jacket, the position of the furnace, the arrangement of the heating pack, and At least one of the powers applied to the heater is greater than 2.5 K / mm on the ingot axis and the ingot-melt has a temperature gradient at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. A method for improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of vaccinia chunks and interstitial chunks, comprising a selection step of selecting to obtain at a boundary.
【請求項46】 前記炉が炉上端及び炉下端を含むし、
前記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底を含むし、前記選
択段階が前記熱遮断底と前記炉上端の間の距離を変化さ
せ、それによって前記熱遮断体の位置が選択されるよう
にする段階を含むことを特徴とする請求項45に記載の
前記ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠
陥単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョク
ラルスキプーラーの改良方法。
46. The furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end,
The heat shield includes a heat shield top and a heat shield bottom, and the selecting step changes a distance between the heat shield bottom and the furnace top, so that a position of the heat shield is selected. The method for improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 45, comprising the step of:
【請求項47】 前記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底
を含むし、前記選択段階が前記熱遮断底と前記熱遮断蓋
を提供し、それによって前記熱遮断体の配列が選択され
るようにする段階を含むことを特徴とする請求項45に
記載の前記ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のな
い無欠陥単結晶シリコンインゴットを成長させるための
チョクラルスキプーラーの改良方法。
47. The heat shield includes a heat shield upper end and a heat shield bottom, and the selecting step provides the heat shield bottom and the heat shield lid, whereby the arrangement of the heat shield is selected. 46. The method of claim 45, further comprising the step of: growing the defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass.
【請求項48】 前記熱遮断蓋が前記炉内で内部熱遮断
ハウジング壁、外部熱遮断ハウジング壁、傾いた熱遮断
ハウジング底及び前記内部熱遮断ハウジング壁と外部熱
遮断ハウジング壁の間で延長される熱遮断ハウジング蓋
を含むリング型熱遮断ハウジングを含むし、前記熱遮断
ハウジングがその内部に絶縁物質を含むし、前記傾いた
熱遮断ハウジング底が水平から一定の角で限定される
し、前記選択段階が前記角を変化させ、それによって前
記熱遮断体の配列を選択する段階を含むことを特徴とす
る請求項47に記載の前記ベーカンシ塊及びインタース
チシャル塊のない無欠陥単結晶シリコンインゴットを成
長させるためのチョクラルスキプーラーの改良方法。
48. The heat shield lid extends in the furnace between the inner heat shield housing wall, the outer heat shield housing wall, the inclined heat shield housing bottom, and the inner heat shield housing wall and the outer heat shield housing wall. A ring-shaped heat insulation housing including a heat insulation housing lid, wherein the heat insulation housing contains an insulating material therein, the inclined heat insulation housing bottom is limited at a certain angle from horizontal, and 48. The defect-free single crystal silicon ingot without vacancy and intersticial masses according to claim 47, wherein the selecting step comprises changing the corners, thereby selecting the arrangement of the thermal barriers. Method of improving the Czochralski puller for growing corn.
【請求項49】 前記炉が炉上端及び炉下端を含むし、
前記ヒータがヒータ上端とヒータ底を含むし、前記選択
段階が前記炉上端と前記ヒータ上端の間の距離を変化さ
せ、それによって前記ヒータの位置を選択する段階を含
むことを特徴とする請求項45に記載の前記ベーカンシ
塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単結晶シリコ
ンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプーラ
ーの改良方法。
49. The furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end;
The method of claim 1, wherein the heater includes a heater top and a heater bottom, and wherein the selecting includes changing a distance between the furnace top and the heater top, thereby selecting a position of the heater. 45. The method for improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to 45.
【請求項50】 前記選択段階が前記ヒータの位置及び
前記炉の位置を前記密封体に対して垂直で一緒に変化さ
せる段階をさらに含むことを特徴とする請求項49に記
載の前記ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない
無欠陥単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチ
ョクラルスキプーラーの改良方法。
50. The vaccinia mass and vaccinium mass of claim 49, wherein the selecting further comprises changing the position of the heater and the position of the furnace together perpendicular to the seal. A method for improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot without an interstitial mass.
【請求項51】 前記炉が炉上端及び炉下端を含むし、
前記冷却ジャケットが冷却ジャケット上端と冷却ジャケ
ットの底を含むし、前記選択段階が前記炉の上端と前記
冷却ジャケット底の間の距離を変化させ、それによって
前記冷却ジャケットの位置を選択する段階を含むことを
特徴とする請求項45に記載の前記ベーカンシ塊及びイ
ンタースチシャル塊のない無欠陥単結晶シリコンインゴ
ットを成長させるためのチョクラルスキプーラーの改良
方法。
51. The furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end,
The cooling jacket includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom, and the selecting step includes changing a distance between the furnace top and the cooling jacket bottom, thereby selecting a position of the cooling jacket. The method for improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 45.
【請求項52】 前記加熱パックがそれぞれ熱吸収物質
で満たされた上部加熱パックハウジングと下部加熱パッ
クハウジングを含むし、前記選択段階が前記上部加熱パ
ックハウジングから熱吸収物質の少なくとも一部を除去
することによって前記加熱パックの配列を選択する段階
を含むことを特徴とする請求項45に記載の前記ベーカ
ンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単結晶シ
リコンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプ
ーラーの改良方法。
52. The heat pack includes an upper heat pack housing and a lower heat pack housing each filled with a heat absorbing material, and the selecting step removes at least a portion of the heat absorbing material from the upper heat pack housing. 47. The method of claim 45, further comprising the step of selecting an arrangement of the heating packs by growing the defect-free single crystal silicon ingot without the vacancy and interstitial masses. Improvement method.
【請求項53】 前記選択段階が、前記熱遮断体の位
置、前記熱遮断体の配列及び前記ヒータの位置の少なく
とも一つが前記軸での前記インゴット−溶融物境界での
温度勾配が前記円筒型の縁からの拡散距離での温度勾配
と少なくとも大体同一に形成するように選択される第1
選択段階及び、 前記冷却ジャケットの配列、前記炉の位置及び前記加熱
パックの配列の少なくとも一つが前記軸での前記インゴ
ット−溶融物境界での温度勾配が2.5°K/mmより大
きく形成するように選択される第2選択段階を含むこと
を特徴とする請求項45に記載の前記ベーカンシ塊及び
インタースチシャル塊のない無欠陥単結晶シリコンイン
ゴットを成長させるためのチョクラルスキプーラーの改
良方法。
53. The method according to claim 53, wherein at least one of the position of the heat shield, the arrangement of the heat shield, and the position of the heater has a temperature gradient at the ingot-melt boundary on the axis. A first selected to form at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the edge of
The selecting step and at least one of the arrangement of the cooling jackets, the position of the furnace and the arrangement of the heating packs form a temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis greater than 2.5 K / mm. 46. The method of improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of vacancies and interstices as claimed in claim 45, comprising a second selection step selected as follows. .
【請求項54】 前記炉が炉上端と炉下端を含むし、前
記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底を含むし、前記ヒー
タがヒータ上端とヒータ底を含み、前記熱遮断体の位置
が前記熱遮断底と前記炉上端の間の距離の変化によって
選択され、前記熱遮断体の配列が前記熱遮断底に熱遮断
蓋を提供することによって選択され、前記ヒータの位置
が前記炉上端と前記ヒータ上端の間の距離を変化させる
ことによって選択されるし、また前記第1選択段階が前
記軸での前記インゴット−溶融物境界での温度勾配と少
なくとも大体同一に形成できるように前記熱遮断体の位
置、前記熱遮断体の配列及び前記ヒータの位置を選択す
る段階を含むことを特徴とする請求項53に記載の前記
ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単
結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョクラル
スキプーラーの改良方法。
54. A method according to claim 54, wherein the furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end, the thermal barrier includes a thermal barrier upper end and a thermal barrier bottom, the heater includes a heater upper and a heater bottom, and a position of the thermal barrier. Is selected by changing the distance between the heat insulation bottom and the furnace top, the arrangement of the heat insulation is selected by providing a heat insulation lid to the heat insulation bottom, and the position of the heater is changed to And by changing the distance between the upper end of the heater and the heat so that the first selection step can be formed at least approximately identical to the temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis. 54. The defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 53, further comprising a step of selecting a position of a blocker, an arrangement of the thermal blockers, and a position of the heater. Method of improving the Czochralski puller for growing plants.
【請求項55】 前記炉が炉上端と炉下端を含むし、前
記ヒータがヒータ上端とヒータ底を含むし、前記冷却ジ
ャケットが冷却ジャケット上端と冷却ジャケット底を含
むし、前記加熱パックがそれぞれ熱吸収物質で満たされ
た上部加熱パックハウジングと下部加熱パックハウジン
グを含むし、前記ヒータの位置が前記炉上端と前記ヒー
タ上端の間の距離を変化させることによって選択され、
前記ヒータの位置及び前記炉の位置が密封体に対して垂
直で同時に変化し、前記冷却ジャケットの位置が前記炉
上端と前記冷却ジャケットの底の間の距離を変化させる
ことによって選択され、前記加熱パックの配列が前記上
部加熱パックハウジングから熱吸収物質の少なくとも一
部を除去することによって選択されるし、また前記第2
選択段階が前記軸での前記インゴット−溶融物境界での
温度勾配が2.5°K/mmより大きく形成するように前
記冷却ジャケットの配列、前記炉の位置、前記ヒータと
前記炉全ての位置及び前記加熱パックの配列を選択する
段階を含むことを特徴とする請求項54に記載の前記ベ
ーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単結
晶シリコンインゴットを成長させるためのチョクラルス
キプーラーの改良方法。
55. The furnace includes a furnace top and a furnace bottom; the heater includes a heater top and a heater bottom; the cooling jacket includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom; An upper heating pack housing and a lower heating pack housing filled with an absorbent material, wherein the position of the heater is selected by changing the distance between the furnace top and the heater top;
The position of the heater and the position of the furnace change simultaneously perpendicular to the seal and the position of the cooling jacket is selected by changing the distance between the furnace top and the bottom of the cooling jacket, An arrangement of packs is selected by removing at least a portion of a heat absorbing material from the upper heating pack housing, and
The arrangement of the cooling jackets, the position of the furnace, the position of the heater and all of the furnaces such that the selecting step forms a temperature gradient at the ingot-melt boundary on the axis greater than 2.5 K / mm. 55. The improvement of a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of vacancies and interstices according to claim 54, comprising selecting an arrangement of the heating packs. Method.
【請求項56】 密封体と、シリコン溶融物を保有する
前記密封体内の炉と、前記炉に隣接している前記密封体
内のシードホルダーと、前記炉を囲む前記密封体内のヒ
ータと、前記ヒータを囲む前記密封体内の加熱パック
と、前記炉と前記シードホルダーの間の熱遮断体と、前
記熱遮断体と前記シードホルダーの間の冷却ジャケット
及び、シードホルダーを前記炉から引上げそれによって
前記シリコン溶融物から単結晶シリコンインゴットを引
上げる手段をさらに含むチョクラルスキプーラーを、無
欠陥単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョ
クラルスキプーラーに改良することにおいて、 前記熱遮断体の位置、前記熱遮断体の配列、前記ヒータ
の位置、前記冷却ジャケットの配列、前記炉の位置、前
記加熱パックの配列及び前記ヒータに適用される電力の
少なくとも一つが平らであるか、又はシリコン溶融物に
対して膨らんでいるインゴット−溶融物境界を得ること
ができるように選択する選択段階を含むことを特徴とす
る前記ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無
欠陥単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョ
クラルスキプーラーの改良方法。
56. A seal, a furnace in the seal containing a silicon melt, a seed holder in the seal adjacent to the furnace, a heater in the seal surrounding the furnace, and the heater. A heating pack in the enclosure, a thermal barrier between the furnace and the seed holder, a cooling jacket between the thermal barrier and the seed holder, and pulling the seed holder out of the furnace, thereby removing the silicon. In improving a Czochral skipper further including means for pulling a single-crystal silicon ingot from a melt into a Czochral skipper for growing a defect-free single-crystal silicon ingot, the position of the thermal barrier, Arrangement of blockers, position of the heater, arrangement of the cooling jacket, position of the furnace, arrangement of the heating pack and the A step of selecting such that at least one of the powers applied to the rotor is flat or that an ingot-melt boundary swelling against the silicon melt can be obtained. An improved method of growing a Czochralski puller for growing defect-free single crystal silicon ingots without vacancies and interstices.
【請求項57】 前記炉が炉上端及び炉下端を含むし、
前記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底を含むし、前記選
択段階が前記熱遮断底と前記炉上端の間の距離を変化さ
せ、それによって前記熱遮断体の位置が選択できるよう
にする段階を含むことを特徴とする請求項56に記載の
前記ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠
陥単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョク
ラルスキプーラーの改良方法。
57. The furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end,
The heat shield includes a heat shield top and a heat shield bottom, and the selecting step changes a distance between the heat shield bottom and the furnace top, so that a position of the heat shield can be selected. 57. The method of improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 56, comprising a step.
【請求項58】 前記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底
を含むし、前記選択段階が前記熱遮断底に熱遮断蓋を提
供し、それによって前記熱遮断体の配列が選択できるよ
うにする段階を含むことを特徴とする請求項56に記載
の前記ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無
欠陥単結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョ
クラルスキプーラーの改良方法。
58. The heat shield includes a heat shield upper end and a heat shield bottom, and the selecting step provides a heat shield lid to the heat shield bottom, so that the arrangement of the heat shields can be selected. The method for improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 56, comprising the step of:
【請求項59】 前記熱遮断蓋が前記炉内で内部熱遮断
ハウジング壁、外部熱遮断ハウジング壁、傾いた熱遮断
ハウジング底及び前記内部熱遮断ハウジング壁と外部熱
遮断ハウジング壁の間で延長される熱遮断ハウジング蓋
を含むリング型熱遮断ハウジングを含むし、前記熱遮断
ハウジングがその内部に絶縁物質を含んで前記傾いた熱
遮断ハウジング底が水平から一定の角で限定されるし、
前記選択段階が前記角を変化させ、それによって前記熱
遮断体の配列を選択する段階を含むことを特徴とする請
求項58に記載の前記ベーカンシ塊及びインタースチシ
ャル塊のない無欠陥単結晶シリコンインゴットを成長さ
せるためのチョクラルスキプーラーの改良方法。
59. The heat shield lid extends in the furnace between the inner heat shield housing wall, the outer heat shield housing wall, the inclined heat shield housing bottom and the inner heat shield housing wall and the outer heat shield housing wall. A ring-shaped heat insulation housing including a heat insulation housing lid, wherein the heat insulation housing includes an insulating material therein, and the inclined heat insulation housing bottom is limited at a predetermined angle from horizontal,
59. The defect-free single crystal silicon free of vacancies and interstitial clumps according to claim 58, wherein the selecting step comprises changing the corners, thereby selecting an arrangement of the thermal barrier. An improved method of Czochralski puller for growing ingots.
【請求項60】 前記炉が炉上端と炉下端を含むし、前
記ヒータがヒータ上端及びヒータ底を含むし、前記選択
段階が前記炉上端と前記ヒータ上端の間の距離を変化さ
せ、それによって前記ヒータの位置を選択する段階を含
むことを特徴とする請求項56に記載の前記ベーカンシ
塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単結晶シリコ
ンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプーラ
ーの改良方法。
60. The furnace includes a furnace top and a furnace bottom, the heater includes a heater top and a heater bottom, and the selecting step changes a distance between the furnace top and the heater top, whereby The method for improving a Czochralski puller for growing a defect-free single-crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 56, comprising selecting a position of the heater.
【請求項61】 前記選択段階が、前記ヒータの位置及
び前記炉の位置を前記密封体に対して垂直で一緒に変化
させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項60に
記載の前記ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のな
い無欠陥単結晶シリコンインゴットを成長させるための
チョクラルスキプーラーの改良方法。
61. The vacancy mass of claim 60, wherein the selecting step further comprises changing the position of the heater and the position of the furnace together perpendicular to the seal. And a method for improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot having no interstitial mass.
【請求項62】 前記炉が炉上端及び炉下端を含むし、
前記冷却ジャケットが冷却ジャケット上端と冷却ジャケ
ット底を含むし、前記選択段階が前記炉上端と前記冷却
ジャケット底の間の距離を変化させ、それによって前記
冷却ジャケットの位置を選択する段階を含むことを特徴
とする請求項56に記載の前記ベーカンシ塊及びインタ
ースチシャル塊のない無欠陥単結晶シリコンインゴット
を成長させるためのチョクラルスキプーラーの改良方
法。
62. The furnace includes a furnace upper end and a furnace lower end,
The cooling jacket includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom, and the selecting step includes changing a distance between the furnace top and the cooling jacket bottom, thereby selecting a position of the cooling jacket. 57. The method of improving a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 56.
【請求項63】 前記加熱パックがそれぞれ熱吸収物質
で満たされた上部加熱パックハウジングと下部加熱パッ
クハウジングを含んで、前記選択段階が前記上部加熱パ
ックハウジングから熱吸収物質の少なくとも一部を除去
することによって前記加熱パックの配列を選択する段階
を含むことを特徴とする請求項56に記載の前記ベーカ
ンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単結晶シ
リコンインゴットを成長させるためのチョクラルスキプ
ーラーの改良方法。
63. The heating pack includes an upper heating pack housing and a lower heating pack housing each filled with a heat absorbing material, and the selecting step removes at least a portion of the heat absorbing material from the upper heating pack housing. Selecting the arrangement of the heating packs by heating the defect-free single crystal silicon ingot without the vacancies and interstices. 60. The method according to claim 56, further comprising the steps of: Improvement method.
【請求項64】 前記選択段階が、前記熱遮断体の位
置、前記熱遮断体の配列及び前記ヒータの位置の少なく
とも一つが前記軸での前記インゴット−溶融物境界での
温度勾配が前記円筒型の縁から拡散距離での温度勾配と
少なくとも大体同一に形成するように選択される第1選
択段階、及び前記冷却ジャケットの配列、前記炉の位置
及び前記加熱パックの配列の少なくとも一つが前記軸で
の前記インゴット−溶融物境界での温度勾配が2.5°
K/mmより大きく形成できるように選択される第2選
択段階を含むことを特徴とする請求項56に記載の前記
ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単
結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョクラル
スキプーラーの改良方法。
64. The method according to claim 64, wherein at least one of the position of the heat shield, the arrangement of the heat shield, and the position of the heater has a temperature gradient at the ingot-melt boundary on the axis. A first selection step selected to form at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance from the edge of the; and at least one of the arrangement of the cooling jackets, the location of the furnace and the arrangement of the heating packs at the axis. Temperature gradient at the ingot-melt boundary of 2.5 °
The method for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 56, further comprising a second selection step selected so as to be able to be formed larger than K / mm. How to improve the Czochralski puller.
【請求項65】 前記炉が炉上端と炉下端を含むし、前
記熱遮断体が熱遮断上端と熱遮断底を含むし、前記ヒー
タがヒータ上端とヒータ底を含むし、前記熱遮断体の位
置が前記熱遮断底と前記炉上端の間の距離の変化によっ
て選択され、前記熱遮断体の配列が前記熱遮断底に熱遮
断蓋を提供することによって選択され、前記ヒータの位
置が前記炉上端と前記ヒータ上端の間の距離を変化させ
ることによって選択されるし、また、前記第1選択段階
が前記軸での前記インゴット−溶融物の境界での温度勾
配が前記円筒型の縁からの拡散距離での温度勾配と少な
くとも大体同一に形成するように前記熱遮断体の位置、
前記熱遮断体の配列及び前記ヒータの位置を選択する段
階を含むことを特徴とする請求項64に記載の前記ベー
カンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単結晶
シリコンインゴットを成長させるためのチョクラルスキ
プーラーの改良方法。
65. The furnace, comprising: a furnace upper end and a furnace lower end; wherein the heat shutoff body includes a heat shutoff upper end and a heat shutoff bottom; wherein the heater comprises a heater upper end and a heater bottom; The location is selected by a change in the distance between the heat shield bottom and the furnace top, the arrangement of the heat shields is selected by providing a heat shield lid to the heat shield bottom, and the heater location is selected by the furnace. Selected by varying the distance between the top and the top of the heater, and wherein the first selection step is such that the temperature gradient at the axis of the ingot-melt at the axis is offset from the edge of the cylinder. Position of the thermal barrier to form at least approximately the same as the temperature gradient at the diffusion distance,
65. The chalk for growing a defect-free single crystal silicon ingot free of the vacancy mass and the interstitial mass according to claim 64, comprising a step of selecting an arrangement of the heat shields and a position of the heater. How to improve Ralski Puller.
【請求項66】 前記炉が炉上端と炉下端を含むし、前
記ヒータがヒータ上端とヒータ底を含むし、前記冷却ジ
ャケットが冷却ジャケット上端と冷却ジャケット底を含
むし、前記加熱パックがそれぞれ熱吸収物質で満たされ
た上部加熱パックハウジングと下部加熱パックハウジン
グを含むし、前記ヒータの位置が前記炉上端と前記ヒー
タ上端の間の距離を変化させることによって選択され、
前記ヒータの位置及び前記炉の位置が密封体に対して垂
直に同時に変化し、前記冷却ジャケットの位置が前記炉
上端と前記冷却ジャケット底の間の距離を変化させるこ
とによって選択され、前記加熱パックの配列が前記上部
加熱パックハウジングから熱吸収物質の少なくとも一部
を除去することによって選択されるし、また前記第2選
択段階が前記軸での前記インゴット−溶融物境界での温
度勾配が2.5°K/mmより大きく形成できるように
前記冷却ジャケットの配列、前記炉の位置、前記ヒータ
と前記炉全ての位置及び前記加熱パックの配列を選択す
る段階を含むことを特徴とする請求項65に記載の前記
ベーカンシ塊及びインタースチシャル塊のない無欠陥単
結晶シリコンインゴットを成長させるためのチョクラル
スキプーラーの改良方法。
66. The furnace includes a furnace top and a furnace bottom; the heater includes a heater top and a heater bottom; the cooling jacket includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom; An upper heating pack housing and a lower heating pack housing filled with an absorbent material, wherein the position of the heater is selected by changing the distance between the furnace top and the heater top;
Wherein the position of the heater and the position of the furnace change simultaneously perpendicularly to the seal, and the position of the cooling jacket is selected by changing the distance between the top of the furnace and the bottom of the cooling jacket; Is selected by removing at least a portion of the heat absorbing material from the upper heating pack housing, and wherein the second selecting step is such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis is 2. 66. The method of claim 65, further comprising selecting an arrangement of the cooling jackets, a location of the furnace, a location of all of the heaters and the furnace, and an arrangement of the heating packs so as to be greater than 5 K / mm. Modification of a Czochralski puller for growing a defect-free single crystal silicon ingot without the vacancy and interstitial mass described in Method.
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