JP2001089294A - Method of continuously pulling up silicon single crystal free from agglomerates of point defects - Google Patents

Method of continuously pulling up silicon single crystal free from agglomerates of point defects

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JP2001089294A
JP2001089294A JP27224199A JP27224199A JP2001089294A JP 2001089294 A JP2001089294 A JP 2001089294A JP 27224199 A JP27224199 A JP 27224199A JP 27224199 A JP27224199 A JP 27224199A JP 2001089294 A JP2001089294 A JP 2001089294A
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Japan
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ingot
silicon
pulling
crucible
point defects
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JP27224199A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Atami
貴 熱海
Hiroshige Abe
啓成 安部
Ryuichi Endo
隆一 遠藤
Hisashi Furuya
久 降屋
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably make an ingot into perfect area [P] over whole length in a high yield and to make oxygen concentration and electrical resistance of the ingot uniform over the whole length. SOLUTION: When an area where the agglomerates of interstitial silicon-type point defects are present in an ingot is defined as [I], an area where the agglomerates of vacancy-type point defects are present is defined as [V] and a perfect area free from the agglomerates of interstitial silicon-type point defects and the agglomerates of vacancy-type point defects is defined as [P], a silicon single crystal ingot 25 composed of such perfect area [P] is pulled up by a CZ method while controlling V/G (V: pulling up velocity; G: temperature gradient in the vertical direction of the ingot) to be constant. The ingot is pulled up from the inside area of an internal crucible 12 b while making only the V constant and while rotating the external crucible and rotating the ingot around the direction of the pulling up axis and, further, while supplying a silicon raw material 21 between the external crucible 12a for storing a silicon molten liquid 18 and the internal crucible 12b according to the amount of grown ingot.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法(以下、CZ法という。)によりシリコン原料を連続
的に供給しながら点欠陥の凝集体が存在しないシリコン
単結晶インゴットを引上げる方法に関する。更に詳しく
は、シリコン融液に水平方向に磁場を印加しながらイン
ゴットを引上げる連続引上げ法に関するものである。
The present invention relates to a method for pulling a silicon single crystal ingot free of point defect aggregates while continuously supplying a silicon raw material by the Czochralski method (hereinafter referred to as CZ method). . More specifically, the present invention relates to a continuous pulling method for pulling an ingot while applying a magnetic field to a silicon melt in a horizontal direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路を製造する工程に
おいて、歩留りを低下させる原因として酸化誘起積層欠
陥(Oxidation Induced Stacking Fault、以下、OSF
という。)の核となる酸素析出物の微小欠陥や、結晶に
起因したパーティクル(Crystal Originated Particl
e、以下、COPという。)や、或いは侵入型転位(Int
erstitial-type Large Dislocation、以下、LDとい
う。)の存在が挙げられている。OSFは、結晶成長時
にその核となる微小欠陥が導入され、半導体デバイスを
製造する際の熱酸化工程等で顕在化し、作製したデバイ
スのリーク電流の増加等の不良原因になる。またCOP
は、鏡面研磨後のシリコンウェーハをアンモニアと過酸
化水素の混合液で洗浄したときにウェーハ表面に出現す
る結晶に起因したピットである。このウェーハをパーテ
ィクルカウンタで測定すると、このピットも本来のパー
ティクルとともに光散乱欠陥として検出される。このC
OPは電気的特性、例えば酸化膜の経時絶縁破壊特性
(Time Dependent dielectric Breakdown、TDD
B)、酸化膜耐圧特性(Time Zero Dielectric Breakdo
wn、TZDB)等を劣化させる原因となる。またCOP
がウェーハ表面に存在するとデバイスの配線工程におい
て段差を生じ、断線の原因となり得る。そして素子分離
部分においてもリーク等の原因となり、製品の歩留りを
低くする。更にLDは、転位クラスタとも呼ばれたり、
或いはこの欠陥を生じたシリコンウェーハをフッ酸を主
成分とする選択エッチング液に浸漬するとピットを生じ
ることから転位ピットとも呼ばれる。このLDも、電気
的特性、例えばリーク特性、アイソレーション特性等を
劣化させる原因となる。
2. Description of the Related Art In recent years, in the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit, an oxidation-induced stacking fault (hereinafter referred to as OSF) is a cause of lowering the yield.
That. ) Nuclei of oxygen precipitates and microcrystalline particles (Crystal Originated Particl
e, hereinafter referred to as COP. ) Or interstitial dislocations (Int
erstitial-type Large Dislocation, hereinafter referred to as LD. ). OSF introduces minute defects serving as nuclei during crystal growth, becomes apparent in a thermal oxidation step or the like when manufacturing a semiconductor device, and causes defects such as an increase in leak current of the manufactured device. Also COP
Are pits caused by crystals that appear on the wafer surface when the mirror-polished silicon wafer is washed with a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide. When this wafer is measured with a particle counter, these pits are also detected as light scattering defects together with the original particles. This C
OP is an electrical characteristic, for example, a time-dependent dielectric breakdown characteristic (Time Dependent dielectric Breakdown, TDD) of an oxide film.
B), oxide film breakdown voltage characteristics (Time Zero Dielectric Breakdo
wn, TZDB) and the like. Also COP
Is present on the wafer surface, a step is generated in a device wiring process, which may cause disconnection. This also causes a leak and the like in the element isolation portion, and lowers the product yield. Furthermore, LD is also called a dislocation cluster,
Alternatively, when a silicon wafer having this defect is immersed in a selective etching solution containing hydrofluoric acid as a main component, a pit is generated, and thus the silicon wafer is also called a dislocation pit. This LD also causes deterioration of electrical characteristics such as leak characteristics and isolation characteristics.

【0003】以上のことから、半導体集積回路を製造す
るために用いられるシリコンウェーハからOSF、CO
P及びLDを減少させることが必要となっている。この
OSF、COP及びLDを有しない無欠陥のシリコンウ
ェーハの製造方法が特開平11−1393号公報に開示
されている。この無欠陥のシリコンウェーハは、シリコ
ン単結晶インゴット内での空孔型点欠陥の凝集体及び格
子間シリコン型点欠陥の凝集体がそれぞれ存在しないパ
ーフェクト領域を[P]とするとき、パーフェクト領域
[P]からなるインゴットから切出されたシリコンウェ
ーハである。パーフェクト領域[P]は、格子間シリコ
ン型点欠陥の凝集体が存在する領域[I]と、シリコン
単結晶インゴット内で空孔型点欠陥の凝集体が存在する
領域[V]との間に介在する。このパーフェクト領域
[P]からなるシリコンウェーハは、インゴットの引上
げ速度をV(mm/分)とし、シリコン融液とインゴッ
トの接触面におけるインゴット鉛直方向の温度勾配をG
(℃/mm)とするとき、熱酸化処理をした際にリング
状に発生するOSFがウェーハ中心部で消滅するよう
に、V/G(mm2/分・℃)の値を決めて作られる。
[0003] From the above, OSF, CO, etc. can be obtained from a silicon wafer used for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
There is a need to reduce P and LD. A method for manufacturing a defect-free silicon wafer having no OSF, COP and LD is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-1393. This defect-free silicon wafer has a perfect region [P] when a perfect region in which no aggregate of vacancy type point defects and no aggregate of interstitial silicon type point defects are present in a silicon single crystal ingot is defined as [P]. P] is a silicon wafer cut from the ingot. The perfect region [P] is located between the region [I] where the aggregate of the interstitial silicon type point defect exists and the region [V] where the aggregate of the vacancy type point defect exists in the silicon single crystal ingot. Intervene. In the silicon wafer composed of the perfect region [P], the pulling speed of the ingot is V (mm / min), and the temperature gradient in the vertical direction of the ingot at the contact surface between the silicon melt and the ingot is G.
(° C./mm), V / G (mm 2 / min · ° C.) is determined so that the OSF generated in a ring shape during the thermal oxidation treatment disappears at the center of the wafer. .

【0004】上記特開平11−1393号公報に示され
る引上げ方法をはじめとして、所定量のシリコン融液を
貯えた石英るつぼからシリコン単結晶インゴットを引上
げる、いわゆるバッチ式の引上げ法では、図13に示す
ように、シリコン融液1の量が減少するに従い、引上げ
中シリコン融液の液面の位置を所定の高さに保つために
るつぼ2の位置は高められる(図13(b))。この結
果、インゴット3のトップ部3aとテール部3bとでは
熱履歴が相違する。即ち、図13(a)に示す結晶の引
上げ初期段階と、図13(b)に示す引上げ最終段階と
ではシリコン融液の多寡によってインゴットが受ける熱
的環境は相違する。図において、4は黒鉛るつぼ、5は
ヒータ、6は保温筒、矢印は熱の流れを示す。この熱履
歴の相違から上述した温度勾配Gがテール部3bに近づ
く程、低下する。そのため、上記特開平11−1393
号公報に示される引上げ法ではV/Gを一定に制御する
ために、引上げ速度Vを結晶長が大きくなるに従って低
下させることにより、パーフェクト領域[P]からなる
インゴットを成長させている。
[0004] In addition to the pulling method disclosed in JP-A-11-1393, a so-called batch type pulling method for pulling a silicon single crystal ingot from a quartz crucible containing a predetermined amount of silicon melt is shown in FIG. As shown in FIG. 13, as the amount of the silicon melt 1 decreases, the position of the crucible 2 is raised in order to keep the position of the liquid surface of the silicon melt at a predetermined height during pulling (FIG. 13B). As a result, the top part 3a and the tail part 3b of the ingot 3 have different heat histories. That is, in the initial stage of crystal pulling shown in FIG. 13A and the final stage of pulling shown in FIG. 13B, the thermal environment to which the ingot receives depends on the amount of the silicon melt. In the figure, reference numeral 4 denotes a graphite crucible, 5 denotes a heater, 6 denotes a heat retaining cylinder, and arrows indicate the flow of heat. Due to this difference in heat history, the above-mentioned temperature gradient G decreases as it approaches the tail portion 3b. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the pulling method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-115, in order to keep V / G constant, the pulling speed V is decreased as the crystal length increases, thereby growing an ingot consisting of the perfect region [P].

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インゴ
ットの長さ、即ち結晶長の増大とともに引上げ速度を低
下させる従来の引上げ法では、温度勾配Gの正確な変化
を把握することが容易でなく、更に融液深さ及びるつぼ
のヒータとの相対位置が変化するため、微少ではあるが
径方向の温度勾配分布も変化してしまう。このためV/
Gを一定に制御してインゴットをその全長にわたってパ
ーフェクト領域[P]にすることが困難であり、結果と
してインゴット直胴部におけるパーフェクト領域[P]
の占有率を十分に高くできなかった。また従来の引上げ
法では、結晶長の増大とともにるつぼ内のシリコン融液
の量が減少すると、図13(b)に示すようにインゴッ
ト3のテール部3bではトップ部3aと比較してシリコ
ン融液と接触する石英るつぼ内面の面積が減ることに起
因して酸素濃度が低下する不具合があった。更にシリコ
ン単結晶の半導体としての特性を変えるためにシリコン
原料とともにドーパントを添加した場合、その偏析現象
によって、結晶長の増大とともにるつぼ内のシリコン融
液中のドーパント濃度が増加し、インゴットのテール部
では高濃度のドーパントが溶込むようになり、これによ
りテール部はトップ部と比較して抵抗率が低下する欠点
があった。
However, in the conventional pulling method in which the pulling speed is reduced as the length of the ingot, that is, the crystal length is increased, it is not easy to grasp the exact change in the temperature gradient G. Since the melt depth and the relative position of the crucible to the heater change, the temperature gradient distribution in the radial direction, albeit minute, also changes. Therefore, V /
It is difficult to control the G constant to make the ingot a perfect area [P] over its entire length, and as a result, the perfect area [P] in the ingot straight body part
Occupancy could not be high enough. In addition, in the conventional pulling method, when the amount of the silicon melt in the crucible decreases as the crystal length increases, as shown in FIG. 13B, the silicon melt in the tail 3b of the ingot 3 is larger than that in the top 3a. There was a problem that the oxygen concentration was reduced due to the decrease in the area of the inner surface of the quartz crucible in contact with the substrate. Furthermore, when a dopant is added together with a silicon raw material in order to change the characteristics of a silicon single crystal as a semiconductor, the segregation phenomenon increases the crystal length and the dopant concentration in the silicon melt in the crucible increases. In this case, a high-concentration dopant is dissolved, which causes a problem that the tail portion has a lower resistivity than the top portion.

【0006】本発明の目的は、全長にわたって安定して
高収率にインゴットをパーフェクト領域[P]にするシ
リコン単結晶の連続引上げ法を提供することにある。本
発明の別の目的は、全長にわたってインゴットの酸素濃
度を均一化するシリコン単結晶の連続引上げ法を提供す
ることにある。本発明の更に別の目的は、全長にわたっ
てインゴットの抵抗率を均一化するシリコン単結晶の連
続引上げ法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for continuously pulling a silicon single crystal which makes an ingot a perfect region [P] stably with high yield over the entire length. Another object of the present invention is to provide a method for continuously pulling a silicon single crystal which makes the oxygen concentration of the ingot uniform over the entire length. Still another object of the present invention is to provide a method for continuously pulling a silicon single crystal which makes the resistivity of an ingot uniform over its entire length.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
図1に示すようにシリコン単結晶インゴット25の引上
げ速度をV(mm/分)とし、シリコン融液18とイン
ゴット25の接触面におけるインゴット鉛直方向の温度
勾配をG(℃/mm)とし、インゴット内での格子間シ
リコン型点欠陥の凝集体が存在する領域を[I]とし、
空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域を[V]とし、格
子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥の凝集
体が存在しないパーフェクト領域を[P]とするとき、
V/Gを一定に制御しながらパーフェクト領域[P]か
らなるシリコン単結晶インゴット25をCZ法により引
上げる方法の改良である。その特徴ある構成は、シリコ
ン融液18が貯えられた外るつぼ12aと内るつぼ12
bの間にシリコン原料21をインゴット25の成長量に
相応して供給しながら、外るつぼ12aを回転させかつ
内るつぼ12bの内側領域からインゴット25を引上げ
軸方向を中心として回転させながら引上げ速度Vのみを
一定にして引上げることにある。請求項1に係る発明で
は、引上げ中にシリコン原料21をインゴット25の成
長量に相応して供給するため、シリコン融液18の融液
深さ及びるつぼ12のヒータ13との相対位置は変ら
ず、インゴット25の温度勾配Gを一定にすることがで
き、径方向の温度勾配分布も固定できる。このためパー
フェクト領域[P]を作り出す制御条件V/GのVのみ
を一定にして引上げることにより、全長にわたって安定
して高収率にインゴット25をパーフェクト領域[P]
にすることができる。また外るつぼ12aとシリコン融
液18の接触面積が引上げ中変化しないため、全長にわ
たってインゴット25の酸素濃度を均一化することがで
きる。
The invention according to claim 1 is
As shown in FIG. 1, the pulling speed of the silicon single crystal ingot 25 is V (mm / min), the temperature gradient in the vertical direction of the ingot at the contact surface between the silicon melt 18 and the ingot 25 is G (° C./mm), The region where the aggregate of the interstitial silicon type point defect exists in the inside is [I],
When the region where the aggregates of the vacancy type point defects exist is [V], and the perfect region where the aggregates of the interstitial silicon type point defects and the aggregates of the vacancy type point defects do not exist is [P],
This is an improvement in the method of pulling the silicon single crystal ingot 25 comprising the perfect region [P] by the CZ method while controlling V / G to be constant. Its characteristic configuration is that the outer crucible 12a and the inner crucible 12a in which the silicon melt 18 is stored.
b, while supplying the silicon raw material 21 in accordance with the growth amount of the ingot 25, the pulling speed V is increased while rotating the outer crucible 12a and rotating the ingot 25 from the inner region of the inner crucible 12b about the pulling axial direction. The only thing is to pull up with a constant. In the invention according to claim 1, since the silicon raw material 21 is supplied in accordance with the growth amount of the ingot 25 during the pulling, the melt depth of the silicon melt 18 and the relative position of the crucible 12 with the heater 13 remain unchanged. , The temperature gradient G of the ingot 25 can be made constant, and the temperature gradient distribution in the radial direction can be fixed. For this reason, by pulling up only the control condition V / G of the control condition V / G for creating the perfect area [P], the ingot 25 can be stably obtained over the entire length with a high yield.
Can be Further, since the contact area between the crucible 12a and the silicon melt 18 does not change during the pulling, the oxygen concentration of the ingot 25 can be made uniform over the entire length.

【0008】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明であって、インゴット25の引上げ中、外るつぼ12
aに貯えられたシリコン融液18に水平方向に磁場を印
加する連続引上げ法である。請求項2に係る発明では、
水平方向に磁場を印加することにより、シリコン融液の
対流が抑制され、内るつぼ12bからシリコン融液18
に溶け込む酸素量をより一層低減することができ、全長
にわたってインゴット25の酸素濃度を低濃度で均一化
することができる。
[0008] The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the crucible 12 is pulled while the ingot 25 is being pulled up.
This is a continuous pulling method in which a magnetic field is applied in a horizontal direction to the silicon melt 18 stored in a. In the invention according to claim 2,
By applying a magnetic field in the horizontal direction, convection of the silicon melt is suppressed, and the silicon melt 18 is removed from the inner crucible 12b.
The amount of oxygen dissolved in the ingot 25 can be further reduced, and the oxygen concentration of the ingot 25 can be made uniform at a low concentration over the entire length.

【0009】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
係る発明であって、シリコン原料21とともにドーパン
トをこのドーパントの偏析係数に相応して供給する連続
引上げ法である。請求項3に係る発明では、ドーパント
を上記のように供給することにより、全長にわたってイ
ンゴット25の抵抗率を均一化することができる。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, which is a continuous pulling method in which a dopant is supplied together with the silicon raw material 21 in accordance with the segregation coefficient of the dopant. In the invention according to claim 3, by supplying the dopant as described above, the resistivity of the ingot 25 can be made uniform over the entire length.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1に示すように、本発明の連続
引上げ法に使用されるシリコン単結晶の連続引上げ装置
10は、気密に保たれるチャンバ11内に二重るつぼ1
2、ヒータ13及び原料供給管14を有する。二重るつ
ぼ12は石英製の外るつぼ12aとこの外るつぼ内に設
けられた円筒状の隔壁である石英製の内るつぼ12bと
により構成され、内るつぼ12bの下部には内るつぼの
内側領域と外側領域とを連通する連通部12cが形成さ
れる。二重るつぼ12はチャンバ11の中央下部に鉛直
に立設されたシャフト16上の黒鉛るつぼ17に載置さ
れ、シャフト16の軸線を中心として水平面内で所定の
回転速度で回転駆動されるようになっている。二重るつ
ぼ12内にはシリコン融液18が貯留される。ヒータ1
3はシリコン原料を外るつぼ内で加熱融解するととも
に、それによって生じたシリコン融液18を所定の温度
に維持するためのものである。ヒータ13は、黒鉛るつ
ぼ17を取囲むように設けられ、ヒータ13の外側には
保温筒19が設けられる。チャンバ外部にはこの保温筒
19、ヒータ13及び黒鉛るつぼ17を介して外るつぼ
12内のシリコン融液18に対して水平方向の磁場を与
える電磁石20が配設される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a continuous pulling apparatus 10 for silicon single crystal used in the continuous pulling method of the present invention comprises a double crucible 1 in a chamber 11 which is kept airtight.
2, a heater 13 and a raw material supply pipe 14. The double crucible 12 is constituted by an outer crucible 12a made of quartz and an inner crucible 12b made of quartz which is a cylindrical partition provided in the outer crucible. An inner region of the inner crucible is provided below the inner crucible 12b. A communication portion 12c communicating with the outside region is formed. The double crucible 12 is placed on a graphite crucible 17 on a shaft 16 which is vertically provided at the lower center of the chamber 11, and is driven to rotate at a predetermined rotation speed in a horizontal plane about the axis of the shaft 16. Has become. A silicon melt 18 is stored in the double crucible 12. Heater 1
Numeral 3 is for heating and melting the silicon raw material in the crucible, and for maintaining the resulting silicon melt 18 at a predetermined temperature. The heater 13 is provided so as to surround the graphite crucible 17, and a heat retaining cylinder 19 is provided outside the heater 13. An electromagnet 20 for applying a magnetic field in the horizontal direction to the silicon melt 18 in the crucible 12 via the heat retaining cylinder 19, the heater 13 and the graphite crucible 17 is provided outside the chamber.

【0011】原料供給管14はその上端からシリコン原
料21を投入し、下端開口部からシリコン原料21を外
るつぼ12aと内るつぼ12bの間のシリコン融液18
の液面上に連続的に供給するようになっている。原料供
給管14は上端側が図示しない支持手段により支持され
て垂下される。ここでシリコン原料はインゴットの成長
量に相応してシリコン融液の液面位置が変わらないよう
に供給される。このシリコン原料21としては、多結晶
シリコンのインゴットを粉砕して作られたフレーク状シ
リコンや、或いは気体原料から熱分解法により粒状に析
出させた顆粒状の多結晶シリコン等が挙げられる。必要
に応じてホウ素(B)やリン(P)等のドーパントが更
に添加される。このドーパントはその偏析係数に相応し
て添加される。チャンバ11の上部には、図示しない
が、引上げ機構及びチャンバ内にArガス等の不活性ガ
スを導入する導入口等が設けられる。引上げ機構の一部
である引上げワイヤ22は、二重るつぼ12の上方で所
定の回転速度で回転しつつ上下動するように構成され
る。この引上げワイヤ22の先端にはチャックを介して
シリコン単結晶の種結晶23が取付けられる。
The raw material supply pipe 14 receives the silicon raw material 21 from the upper end thereof and removes the silicon raw material 21 from the lower end opening of the silicon raw material 21 between the crucible 12a and the inner crucible 12b.
Is supplied continuously on the liquid level of The raw material supply pipe 14 is supported at an upper end thereof by supporting means (not shown) and is suspended therefrom. Here, the silicon raw material is supplied so that the liquid level position of the silicon melt does not change according to the growth amount of the ingot. Examples of the silicon raw material 21 include flake-like silicon produced by pulverizing an ingot of polycrystalline silicon, and granular polycrystalline silicon precipitated by a pyrolysis method from a gaseous raw material. If necessary, a dopant such as boron (B) or phosphorus (P) is further added. This dopant is added according to its segregation coefficient. Although not shown, a pull-up mechanism and an inlet for introducing an inert gas such as Ar gas into the chamber are provided at an upper portion of the chamber 11. The pulling wire 22 which is a part of the pulling mechanism is configured to move up and down while rotating at a predetermined rotation speed above the double crucible 12. At the tip of the pulling wire 22, a silicon single crystal seed crystal 23 is attached via a chuck.

【0012】本発明のシリコン単結晶インゴット25
は、種結晶23を内るつぼ12bの内側領域のシリコン
融液18に浸した後にワイヤ22を引上げることにより
育成される。ヒータからのインゴット25への熱輻射を
遮るために円筒状の熱遮蔽部材24が設けられる。本発
明の特徴ある点は、CZ法によりシリコン融液からボロ
ンコフ(Voronkov)の理論に基づいた所定の引上げ速度
プロファイルで引上げられることにある。一般的に、C
Z法によりシリコン融液からシリコン単結晶のインゴッ
トを引上げたときには、シリコン単結晶における欠陥と
して、点欠陥(point defect)と点欠陥の凝集体(aggl
omerates:三次元欠陥)が発生する。点欠陥は空孔型点
欠陥と格子間シリコン型点欠陥という二つの一般的な形
態がある。空孔型点欠陥は一つのシリコン原子がシリコ
ン結晶格子で正常的な位置の一つから離脱したものであ
る。このような空孔が空孔型点欠陥になる。一方、原子
がシリコン結晶の格子点以外の位置(インタースチシャ
ルサイト)で発見されるとこれが格子間シリコン点欠陥
になる。
The silicon single crystal ingot 25 of the present invention
Is grown by immersing the seed crystal 23 in the silicon melt 18 in the inner region of the inner crucible 12b and then pulling up the wire 22. A cylindrical heat shielding member 24 is provided to block heat radiation from the heater to the ingot 25. A feature of the present invention is that the silicon melt is pulled up from the silicon melt by the CZ method with a predetermined pulling speed profile based on Voronkov's theory. In general, C
When a silicon single crystal ingot is pulled from a silicon melt by the Z method, as a defect in the silicon single crystal, a point defect and an aggregate of point defects (aggl)
omerates: three-dimensional defects). Point defects have two general forms: vacancy type point defects and interstitial silicon type point defects. A vacancy-type point defect is one in which one silicon atom has separated from one of the normal positions in the silicon crystal lattice. Such holes become hole type point defects. On the other hand, if an atom is found at a position (interstitial site) other than the lattice point of the silicon crystal, this becomes an interstitial silicon point defect.

【0013】点欠陥は一般的にシリコン融液(溶融シリ
コン)とインゴット(固状シリコン)の間の接触面で形
成される。しかし、インゴットを継続的に引上げること
によって接触面であった部分は引上げとともに冷却し始
める。冷却の間、空孔型点欠陥又は格子間シリコン型点
欠陥は拡散により互いに合併して、空孔型点欠陥の凝集
体(vacancy agglomerates)又は格子間シリコン型点欠
陥の凝集体(interstitial agglomerates)が形成され
る。言い換えれば、凝集体は点欠陥の合併に起因して発
生する三次元構造である。空孔型点欠陥の凝集体は前述
したCOPの他に、LSTD(Laser ScatteringTomogr
aph Defects)又はFPD(Flow Pattern Defects)と
呼ばれる欠陥を含み、格子間シリコン型点欠陥の凝集体
は前述したLDと呼ばれる欠陥を含む。FPDとは、イ
ンゴットをスライスして作製されたシリコンウェーハを
30分間セコ(Secco)エッチング液で化学エッチング
したときに現れる特異なフローパターンを呈する痕跡の
源であり、LSTDとは、シリコン単結晶内に赤外線を
照射したときにシリコンとは異なる屈折率を有し散乱光
を発生する源である。
[0013] Point defects are generally formed at the interface between the silicon melt (molten silicon) and the ingot (solid silicon). However, by continuously pulling up the ingot, the portion that was the contact surface starts to cool down with pulling up. During cooling, vacancy-type point defects or interstitial silicon-type point defects merge with each other by diffusion to form vacancy agglomerates or interstitial agglomerates. Is formed. In other words, the aggregate is a three-dimensional structure generated due to the merging of point defects. Aggregates of vacancy-type point defects are LSTDs (Laser Scattering Tomograms) in addition to the COPs described above.
An agglomerate of interstitial silicon-type point defects includes a defect called an LD, which includes a defect called an aph defect or an FPD (Flow Pattern Defects). The FPD is a source of a trace exhibiting a unique flow pattern that appears when a silicon wafer produced by slicing an ingot is chemically etched with a Secco etchant for 30 minutes, and the LSTD is a silicon single crystal. When silicon is irradiated with infrared rays, it has a different refractive index from silicon and generates scattered light.

【0014】ボロンコフの理論は、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、インゴットの引上
げ速度をV(mm/分)、インゴットとシリコン融液の
接触面の温度勾配をG(℃/mm)とするときに、V/
G(mm2/分・℃)を制御することである。この理論
では、図2に示すように、V/Gをよこ軸にとり、空孔
型点欠陥濃度と格子間シリコン型点欠陥濃度を同一のた
て軸にとって、V/Gと点欠陥濃度との関係を図式的に
表現し、空孔領域と格子間シリコン領域の境界がV/G
によって決定されることを説明している。より詳しく
は、V/G比が臨界点以上では空孔型点欠陥濃度が上昇
したインゴットが形成される反面、V/G比が臨界点以
下では格子間シリコン型点欠陥濃度が上昇したインゴッ
トが形成される。図2において、[I]は格子間シリコ
ン型点欠陥が支配的であって、格子間シリコン型点欠陥
の凝集体が存在する領域((V/G)1以下)を示し、
[V]はインゴット内での空孔型点欠陥が支配的であっ
て、空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域((V/G)2
以上)を示し、[P]は空孔型点欠陥の凝集体及び格子
間シリコン型点欠陥の凝集体が存在しないパーフェクト
領域((V/G)1〜(V/G)2)を示す。領域[P]に隣
接する領域[V]にはOSF核を形成する領域((V/
G)2〜(V/G)3)が存在する。
Boronkov's theory states that, in order to grow a high-purity ingot with a small number of defects, the pulling speed of the ingot is V (mm / min), and the temperature gradient at the contact surface between the ingot and the silicon melt is G (° C. / mm), V /
G (mm 2 / min · ° C.). In this theory, as shown in FIG. 2, V / G is taken on the horizontal axis, and the vacancy-type point defect concentration and the interstitial silicon-type point defect concentration are set on the same vertical axis, and the V / G and the point defect concentration are compared. The relationship is schematically represented, and the boundary between the vacancy region and the interstitial silicon region is V / G
It is explained that it is determined by. More specifically, when the V / G ratio is equal to or higher than the critical point, an ingot having an increased vacancy type point defect concentration is formed, whereas when the V / G ratio is equal to or lower than the critical point, the ingot having an increased interstitial silicon type point defect concentration is formed. It is formed. In FIG. 2, [I] shows a region ((V / G) 1 or less) where an interstitial silicon type point defect is dominant and an interstitial silicon type point defect aggregate is present.
[V] is a region ((V / G) 2 where the vacancy type point defect in the ingot is dominant and the vacancy type point defect aggregate exists.
[P] indicates a perfect region ((V / G) 1 to (V / G) 2 ) where no aggregate of vacancy type point defects and no aggregate of interstitial silicon type point defects exist. An area [(V / V) adjacent to the area [P] has an area ((V /
G) 2 to (V / G) 3 ).

【0015】本発明の所定の引上げ速度プロファイル
は、インゴットがシリコン溶融物から引上げられる時、
温度勾配に対する引上げ速度の比(V/G)が格子間シ
リコン型点欠陥の凝集体の発生を防止する第1臨界比
((V/G)1)以上であって、空孔型点欠陥の凝集体を
インゴットの中央にある空孔型点欠陥の凝集体が存在す
る領域内に制限する第2臨界比((V/G)2)以下に維
持されるように決められる。この引上げ速度のプロファ
イルは、実験的に基準インゴットを軸方向にスライスす
ることで、又はこれらの技術を組合わせることで、シミ
ュレーションによって上記ボロンコフの理論に基づき決
定される。即ち、この決定は、シミュレーションの後、
インゴットの軸方向スライス及びスライスされたウェー
ハの確認を行い、更にシミュレーションを繰り返すこと
によりなされる。シミュレーションのために複数種類の
引上げ速度が所定の範囲で決められ、複数個の基準イン
ゴットが成長される。図3に示すように、シミュレーシ
ョンのための引上げ速度プロファイルは1.2mm/分
のような高い引上げ速度(a)から0.5mm/分の低
い引上げ速度(c)及び再び高い引上げ速度(d)に調整
される。上記低い引上げ速度は0.4mm/分又はそれ
以下であることもあってもよく、引上げ速度(b)及び
(d)での変化は線形的なものが望ましい。
The predetermined pull rate profile of the present invention is such that when the ingot is pulled from the silicon melt,
The ratio of the pulling rate to the temperature gradient (V / G) is equal to or higher than the first critical ratio ((V / G) 1 ) for preventing the generation of aggregates of interstitial silicon type point defects, and The agglomerates are determined to be maintained at or below a second critical ratio ((V / G) 2 ) which limits the agglomerates to the region where the agglomerates of vacancy type point defects exist in the center of the ingot. The pulling speed profile is determined by simulation based on the above-described Boronkov theory by slicing the reference ingot in the axial direction experimentally or by combining these techniques. That is, after the simulation,
This is performed by confirming the axial slice of the ingot and the sliced wafer, and repeating the simulation. For the simulation, a plurality of kinds of pulling speeds are determined within a predetermined range, and a plurality of reference ingots are grown. As shown in FIG. 3, the pulling speed profile for the simulation is from a high pulling speed (a) such as 1.2 mm / min to a low pulling speed (c) of 0.5 mm / min and again a high pulling speed (d). It is adjusted to. The low pull rate may be 0.4 mm / min or less, and the change in pull rates (b) and (d) is preferably linear.

【0016】異なった速度で引上げられ複数個の基準イ
ンゴットは各別に軸方向にスライスされる。最適のV/
Gが軸方向のスライス、ウェーハの確認及びシミュレー
ションの結果の相関関係から決定され、続いて最適な引
上げ速度プロファイルが決定され、そのプロファイルで
インゴットが製造される。実際の引上げ速度プロファイ
ルは所望のインゴットの直径、使用されるチャンバ及び
シリコン融液の品質等を含めてこれに限定されない多く
の変数に依存する。引上げ速度を徐々に低下させてV/
Gを連続的に低下させ、再び引上げ速度を徐々に高めて
V/Gを連続的に高めたときのインゴットの断面図を描
いてみると、図4に示される事実が分かる。図4には、
インゴット内での空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域
が[V]、格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在する
領域が[I]、及び空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シ
リコン型点欠陥の凝集体が存在しないパーフェクト領域
が[P]としてそれぞれ示される。図4に示すように、
インゴットの軸方向位置P1は、中央に空孔型点欠陥の
凝集体が存在する領域を含む。位置P3は格子間シリコ
ン型点欠陥の凝集体が存在するリング領域及び中央のパ
ーフェクト領域を含む。また位置P2は、本発明に関連
する中央に空孔型点欠陥の凝集体もなく、縁部分に格子
間シリコン型点欠陥の凝集体もないので全てパーフェク
ト領域である。
A plurality of reference ingots pulled at different speeds are individually sliced in the axial direction. Optimal V /
G is determined from the correlation of the results of the axial slicing, wafer validation and simulation, followed by the determination of the optimal pulling speed profile, which is used to produce the ingot. The actual pulling speed profile depends on many variables including but not limited to the desired ingot diameter, the chamber used and the quality of the silicon melt. Gradually lower the pulling speed to V /
Drawing a cross-sectional view of the ingot when G is continuously decreased and V / G is continuously increased by gradually increasing the pulling speed again, the fact shown in FIG. 4 can be understood. In FIG.
The region where the vacancy type point defect aggregates exist in the ingot is [V], the region where the interstitial silicon type point defect aggregates exist is [I], and the vacancy type point defect aggregates and lattices The perfect regions where no aggregates of inter-silicon type point defects are present are indicated as [P]. As shown in FIG.
Axial position P 1 of the ingot contains a region that aggregates of vacancy type point defects at the center is present. Position P 3 includes the ring area and the central perfect area where there are aggregates of interstitial silicon type point defects. The position P 2 is a perfect region because there are no aggregates of vacancy-type point defects at the center and no aggregates of interstitial silicon-type point defects at the edges related to the present invention.

【0017】図4から明らかなように、複数個の位置P
1及びP6にそれぞれ対応したウェーハW1及びW6は、中
央に空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域を含む。ウェ
ーハW3及びW4は格子間シリコン型点欠陥の凝集体が存
在するリング及び中央のパーフェクト領域を含む。また
ウェーハW2及びW5は中央に空孔型点欠陥がないし縁部
分に格子間シリコン型点欠陥もないので全てパーフェク
ト領域である。ウェーハW2及びW5は、図5に示すよう
に全てパーフェクト領域を作るように選定して決められ
た引上げ速度プロファイルで成長したインゴットをスラ
イスして作製される。図6はその平面図である。参考ま
でに、別の引上げ速度プロファイルで成長したインゴッ
トをスライスして作製されたウェーハW1及びW6が図7
に示される。図8はその平面図である。
As is apparent from FIG. 4, a plurality of positions P
1 and the wafer W 1 and W 6 respectively corresponding to the P 6 includes a region in which agglomerates of vacancy type point defects at the center is present. Wafer W 3 and W 4 includes a ring and a central perfect area where there are aggregates of interstitial silicon type point defects. All the wafers W 2 and W 5 are perfect regions because there are no vacancy type point defects at the center and no interstitial silicon type point defects at the edges. The wafers W 2 and W 5 are manufactured by slicing an ingot grown with a pulling speed profile selected and determined so as to entirely form a perfect region as shown in FIG. FIG. 6 is a plan view thereof. For reference, wafers W 1 and W 6 produced by slicing an ingot grown with another pulling speed profile are shown in FIG.
Is shown in FIG. 8 is a plan view thereof.

【0018】本発明のインゴットは、図4に示す位置P
2及びP5の全てがパーフェクト領域[P]からなるよう
にV/Gが決められ、図1に示す連続引上げ装置10に
より引上げられる。この連続引上げ装置10では引上げ
中にシリコン原料をインゴットの成長量に相応して供給
するため、シリコン融液18の融液深さ及びるつぼ12
のヒータ13との相対位置は変らず、インゴットの温度
勾配Gを一定にすることができる。このため、パーフェ
クト領域[P]を作り出す制御条件V/GのVのみを一
定にして引上げることにより、全長にわたって安定して
高収率にインゴットをパーフェクト領域[P]にするこ
とができる。
The ingot of the present invention has a position P shown in FIG.
All 2 and P 5 is V / G are determined so that a perfect region [P], is pulled by the continuous pulling apparatus 10 shown in FIG. In this continuous pulling apparatus 10, since the silicon raw material is supplied in accordance with the growth amount of the ingot during the pulling, the melt depth of the silicon melt 18 and the crucible 12
Of the ingot does not change, and the temperature gradient G of the ingot can be kept constant. For this reason, only the V of the control condition V / G for creating the perfect region [P] is fixed and pulled up, so that the ingot can be made a perfect region [P] with high yield stably over the entire length.

【0019】またるつぼとシリコン融液の接触面積が引
上げ中変化しないため、全長にわたってインゴットの酸
素濃度を均一化することができる。また電磁石20によ
りシリコン融液18に水平方向の磁場を印加することに
より、シリコン融液の対流が抑制され、内るつぼ12b
からシリコン融液に溶け込む酸素量をより一層低減する
ことができ、全長にわたってインゴットの酸素濃度を低
濃度で均一化することができる。更にシリコン原料21
とともにドーパントをこのドーパントの偏析係数に相応
して供給することにより、インゴットに溶込むドーパン
トの量が一定になり、全長にわたってインゴットの抵抗
率を均一化することができる。
Since the contact area between the crucible and the silicon melt does not change during the pulling, the oxygen concentration of the ingot can be made uniform over the entire length. Also, by applying a magnetic field in the horizontal direction to the silicon melt 18 by the electromagnet 20, convection of the silicon melt is suppressed, and the inner crucible 12b
Therefore, the amount of oxygen dissolved in the silicon melt can be further reduced, and the oxygen concentration of the ingot can be made uniform at a low concentration over the entire length. Furthermore, silicon raw material 21
In addition, by supplying the dopant in accordance with the segregation coefficient of the dopant, the amount of the dopant dissolved in the ingot becomes constant, and the resistivity of the ingot can be made uniform over the entire length.

【0020】[0020]

【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 <実施例1>図1に示す連続引上げ装置10を用いて原
料供給管14から粒状多結晶シリコンとドーパントのボ
ロン(B)を供給しながらシリコン単結晶インゴット2
5を引き上げた。インゴットの直胴部の直径は6インチ
であり、直胴部の長さは1000mmであった。ここで
引上げは、内るつぼ12bの内側領域のシリコン融液1
8からインゴット全長が図4に示した位置P2に対応す
る領域であって、図2に示したV/Gが(V/G)1以上
(V/G)2以下の領域に入るように行った。また電磁石
20により水平方向に磁場(0.35tesla)をシ
リコン融液18に印加した。
Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples. <Embodiment 1> A silicon single crystal ingot 2 was supplied while supplying granular polycrystalline silicon and boron (B) as a dopant from a raw material supply pipe 14 using a continuous pulling apparatus 10 shown in FIG.
5 was raised. The diameter of the straight body of the ingot was 6 inches, and the length of the straight body was 1000 mm. Here, the silicon melt 1 in the inner region of the inner crucible 12b is pulled up.
8 is a region where the entire length of the ingot corresponds to the position P 2 shown in FIG. 4, and V / G shown in FIG. 2 is (V / G) 1 or more.
(V / G) It went so that it might fall in the 2 or less area | region. A magnetic field (0.35 tesla) was applied to the silicon melt 18 in the horizontal direction by the electromagnet 20.

【0021】<比較例1>図示しない従来のバッチ式の
引上げ装置を用いて実施例1と同形同大のシリコン単結
晶インゴットを引上げた。シリコン原料及び石英るつぼ
も実施例1と同一のものを用いた。この装置の石英るつ
ぼにはドーパントとして実施例1と同じドーパントのボ
ロンを添加した。この装置ではシリコン融液に磁場を印
加しなかった。ここで引上げは、石英るつぼのシリコン
融液からインゴット全長が図4に示した位置P2に対応
する領域であって、図2に示したV/Gが(V/G)1
上(V/G)2以下の領域に入るように行った。
Comparative Example 1 A silicon single crystal ingot of the same shape and size as in Example 1 was pulled using a conventional batch type pulling apparatus (not shown). The same silicon raw material and quartz crucible as in Example 1 were used. The same boron dopant as in Example 1 was added to the quartz crucible of this apparatus as a dopant. In this apparatus, no magnetic field was applied to the silicon melt. Here pulling ingot total length from the silicon melt in the quartz crucible is an area corresponding to the position P 2 shown in FIG. 4, the V / G shown in FIG. 2 (V / G) 1 or (V / G) The operation was performed so as to enter the area of 2 or less.

【0022】<比較評価>実施例1と比較例1のそれぞ
れのシリコン融液とインゴットの接触面におけるインゴ
ット鉛直方向の温度勾配を図9に示す。また図2に示し
たV/Gが(V/G)1以上(V/G)2以下の領域に入るよ
うに引上げたときの実施例1と比較例1の引上げ速度を
図10に示す。図9及び図10において、温度勾配も引
上げ速度も結晶長が0mmのときの引上げ速度を1とし
たときの相対値である。図9より明らかなように、比較
例1の温度勾配が結晶長の増大とともに低下するのに対
して、実施例1の温度勾配はインゴット全長にわたって
一定であることが判る。また図10より明らかなよう
に、パーフェクト領域[P]を作り出すために比較例1
では結晶長の増大とともに引上げ速度を低下させなけれ
ばならなかったのに対して、比較例ではインゴット全長
にわたって一定の引上げ速度で安定してパーフェクト領
域[P]を作り出すことができた。実施例1と比較例1
のそれぞれのインゴット中のパーフェクト領域[P]の
占める割合を調べた。これらの結果を表1に示す。
<Comparison Evaluation> FIG. 9 shows the temperature gradient in the vertical direction of the ingot at the contact surface between the silicon melt and the ingot in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 10 shows the pulling speeds of Example 1 and Comparative Example 1 when the pulling is performed so that V / G shown in FIG. 2 falls within the range of (V / G) 1 or more and (V / G) 2 or less. 9 and 10, both the temperature gradient and the pulling rate are relative values when the pulling rate when the crystal length is 0 mm is set to 1. As is clear from FIG. 9, the temperature gradient of Comparative Example 1 decreases with an increase in the crystal length, whereas the temperature gradient of Example 1 is constant over the entire length of the ingot. Further, as is apparent from FIG. 10, in order to create the perfect area [P], Comparative Example 1 was used.
In Comparative Example, the perfect region [P] could be stably formed at a constant pulling speed over the entire length of the ingot, whereas the pulling speed had to be reduced with an increase in the crystal length. Example 1 and Comparative Example 1
The ratio of the perfect region [P] in each ingot was examined. Table 1 shows the results.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】表1から明らかなように、実施例1の連続
CZ法は比較例1のバッチ式CZ法と比べてパーフェク
ト領域の収率が高いことが判る。更に実施例1と比較例
1のそれぞれの引上げ方向の結晶部位における酸素濃度
及び抵抗率を測定した。その結果を図11及び図12に
示す。図11及び図12から明らかなように、比較例1
の酸素濃度も抵抗率も結晶長の増大とともに大きく低下
するのに対して、実施例1の酸素濃度及び抵抗率は結晶
長が増大してもほぼ一定であった。
As is evident from Table 1, the continuous CZ method of Example 1 has a higher yield of the perfect region than the batch CZ method of Comparative Example 1. Further, the oxygen concentration and the resistivity at the crystal parts in the pulling directions of Example 1 and Comparative Example 1 were measured. The results are shown in FIGS. As is clear from FIGS. 11 and 12, Comparative Example 1
The oxygen concentration and resistivity of Example 1 decreased significantly with an increase in crystal length, whereas the oxygen concentration and resistivity of Example 1 were almost constant even when the crystal length increased.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたように、請求項1に係る発明
によれば、連続引上げ装置によりシリコン原料をインゴ
ットの成長量に相応して供給しながらシリコン単結晶を
引上げるため、シリコン融液の融液深さ及びるつぼのヒ
ータとの相対位置は変らず、インゴットの温度勾配Gを
一定にすることができ、径方向の温度勾配分布も固定で
きる。このためパーフェクト領域[P]を作り出す制御
条件V/GのVのみを一定にして引上げることにより、
全長にわたって安定して高収率にインゴットをパーフェ
クト領域[P]にすることができる。また外るつぼとシ
リコン融液の接触面積が引上げ中変化しないため、全長
にわたってインゴットの酸素濃度を均一化することがで
きる。請求項2に係る発明によれば、インゴットの引上
げ中、外るつぼに貯えられたシリコン融液に水平方向に
磁場を印加することにより、シリコン融液の対流が抑制
され、内るつぼからシリコン融液に溶け込む酸素量をよ
り一層低減することができ、全長にわたってインゴット
の酸素濃度を低濃度で均一化することができる。更に請
求項3に係る発明によれば、シリコン原料とともにドー
パントをこのドーパントの偏析係数に相応して供給する
ことにより、全長にわたってインゴットの抵抗率を均一
化することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the silicon single crystal is pulled up while the silicon raw material is supplied in accordance with the growth amount of the ingot by the continuous pulling apparatus. The depth of the melt and the relative position of the crucible to the heater do not change, the temperature gradient G of the ingot can be kept constant, and the temperature gradient distribution in the radial direction can be fixed. Therefore, only the control condition V / G of the control condition V / G for creating the perfect area [P] is raised while being constant.
The ingot can be made into the perfect region [P] with high yield stably over the entire length. Further, since the contact area between the crucible and the silicon melt does not change during the pulling, the oxygen concentration of the ingot can be made uniform over the entire length. According to the invention according to claim 2, by applying a magnetic field in a horizontal direction to the silicon melt stored in the outer crucible during pulling of the ingot, convection of the silicon melt is suppressed, and the silicon melt is moved from the inner crucible. The amount of oxygen dissolved in the ingot can be further reduced, and the oxygen concentration of the ingot can be made uniform at a low concentration over the entire length. Further, according to the third aspect of the present invention, by supplying the dopant together with the silicon raw material in accordance with the segregation coefficient of the dopant, the resistivity of the ingot can be made uniform over the entire length.

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

【図1】本発明の連続引上げ法に用いられるシリコン単
結晶の連続引上げ装置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a continuous pulling apparatus for a silicon single crystal used in a continuous pulling method of the present invention.

【図2】ボロンコフの理論に基づいた、V/G比が臨界
点以上では空孔豊富インゴットが形成され、V/G比が
臨界点以下では格子間シリコン豊富インゴットが形成さ
れることを示す図。
FIG. 2 is a diagram based on Bornkov's theory showing that when the V / G ratio is above the critical point, a vacancy-rich ingot is formed, and when the V / G ratio is below the critical point, an interstitial silicon-rich ingot is formed. .

【図3】所望の引上げ速度プロファイルを決定するため
の引上げ速度の変化を示す特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change in pulling speed for determining a desired pulling speed profile.

【図4】本発明による基準インゴットの空孔の凝集体が
存在する領域、格子間シリコンの凝集体が存在する領域
及びパーフェクト領域を示すX線トポグラフィの概略
図。
FIG. 4 is a schematic diagram of an X-ray topography showing a region where agglomerates of pores of a reference ingot according to the present invention exist, a region where an aggregate of interstitial silicon exists, and a perfect region.

【図5】本発明の空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリ
コン型点欠陥の凝集体が存在しないインゴット及びウェ
ーハの説明図。
FIG. 5 is an explanatory view of an ingot and a wafer in which no aggregate of vacancy type point defects and no aggregate of interstitial silicon type point defects of the present invention are present.

【図6】そのウェーハの平面図。FIG. 6 is a plan view of the wafer.

【図7】中央に空孔豊富領域と、この空孔豊富領域とウ
ェーハの縁部分の間の無欠陥領域を有するインゴット及
びウェーハの説明図。
FIG. 7 is an explanatory view of an ingot and a wafer having a hole-rich region in the center and a defect-free region between the hole-rich region and an edge portion of the wafer.

【図8】そのウェーハの平面図。FIG. 8 is a plan view of the wafer.

【図9】結晶長が増大するときの実施例1及び比較例1
の温度勾配の変化を示す図。
FIG. 9 shows Example 1 and Comparative Example 1 when the crystal length is increased.
FIG. 3 is a diagram showing a change in a temperature gradient of FIG.

【図10】結晶長が増大するときの実施例1及び比較例
1の引上げ速度の変化を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a change in pulling speed in Example 1 and Comparative Example 1 when the crystal length increases.

【図11】結晶長が増大するときの実施例1及び比較例
1の酸素濃度の変化を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a change in oxygen concentration in Example 1 and Comparative Example 1 when the crystal length increases.

【図12】結晶長が増大するときの実施例1及び比較例
1の抵抗率の変化を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a change in resistivity of Example 1 and Comparative Example 1 when the crystal length increases.

【図13】(a) 引上げ初期段階の従来のバッチ式引
上げ装置の構成図。 (b) 引上げ最終段階の従来のバッチ式引上げ装置の
構成図。
FIG. 13A is a configuration diagram of a conventional batch type pulling apparatus in an initial stage of pulling. (B) The block diagram of the conventional batch type pulling apparatus in the final stage of pulling.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン単結晶連続引上げ装置 11 チャンバ 12 二重るつぼ 12a 外るつぼ 12b 内るつぼ 13 ヒータ 14 原料供給管 18 シリコン融液 20 電磁石 21 シリコン原料 25 シリコン単結晶インゴット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Continuous silicon single crystal pulling apparatus 11 Chamber 12 Double crucible 12a Outer crucible 12b Inner crucible 13 Heater 14 Raw material supply pipe 18 Silicon melt 20 Electromagnet 21 Silicon raw material 25 Silicon single crystal ingot

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 隆一 東京都千代田区大手町1丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 降屋 久 東京都千代田区大手町1丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 Fターム(参考) 4G077 AA02 BA04 EH07 EH09 EJ02 PF55 RA03 5F053 AA12 AA13 AA14 BB04 BB08 BB13 DD01 FF04 GG01 HH04 RR01 RR03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Ryuichi Endo 1-5-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Material Silicon Co., Ltd. (72) Hisashi Furuya 1-5, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 Mitsubishi Materials Silicon Co., Ltd. F-term (reference) 4G077 AA02 BA04 EH07 EH09 EJ02 PF55 RA03 5F053 AA12 AA13 AA14 BB04 BB08 BB13 DD01 FF04 GG01 HH04 RR01 RR03

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン単結晶インゴット(25)の引上げ
速度をV(mm/分)とし、シリコン融液(18)と前記イ
ンゴット(25)の接触面におけるインゴット鉛直方向の温
度勾配をG(℃/mm)とし、前記インゴット内での格
子間シリコン型点欠陥の凝集体が存在する領域を[I]
とし、空孔型点欠陥の凝集体が存在する領域を[V]と
し、格子間シリコン型点欠陥の凝集体及び空孔型点欠陥
の凝集体が存在しないパーフェクト領域を[P]とする
とき、V/Gを一定に制御しながら前記パーフェクト領
域[P]からなるシリコン単結晶インゴット(25)をチョ
クラルスキー法により引上げる方法において、 前記シリコン融液(18)が貯えられた外るつぼ(12a)と内
るつぼ(12b)の間にシリコン原料(21)をインゴット(25)
の成長量に相応して供給しながら、前記外るつぼ(12a)
を回転させかつ前記内るつぼ(12b)の内側領域から前記
インゴット(25)を引上げ軸方向を中心として回転させな
がら前記引上げ速度Vのみを一定にして引上げることを
特徴とする点欠陥の凝集体が存在しないシリコン単結晶
の連続引上げ法。
1. A pulling speed of a silicon single crystal ingot (25) is V (mm / min), and a temperature gradient in a vertical direction of the ingot at a contact surface between the silicon melt (18) and the ingot (25) is G (° C.). / Mm), and the region where the aggregates of interstitial silicon type point defects exist in the ingot is [I]
When the region where the aggregates of the vacancy type point defects are present is [V], and the perfect region where the aggregates of the interstitial silicon type point defects and the aggregates of the vacancy type point defects are not present is [P]. And pulling the silicon single crystal ingot (25) composed of the perfect region [P] by the Czochralski method while controlling V / G to a constant value, wherein the silicon crucible (18) is stored in an outer crucible ( Ingot (25) of silicon raw material (21) between 12a) and inner crucible (12b)
The outer crucible (12a)
A point defect aggregate wherein the ingot (25) is pulled up from the inner region of the inner crucible (12b) while keeping the pulling speed V constant while rotating the ingot (25) about the pulling axial direction. Method of continuous pulling of silicon single crystal where no silicon exists.
【請求項2】 インゴット(25)の引上げ中、外るつぼ(1
2a)に貯えられたシリコン融液(18)に水平方向に磁場を
印加する請求項1記載の連続引上げ法。
2. The pulling crucible (1) while pulling up the ingot (25).
The continuous pulling method according to claim 1, wherein a magnetic field is applied in a horizontal direction to the silicon melt (18) stored in 2a).
【請求項3】 シリコン原料(21)とともにドーパントを
このドーパントの偏析係数に相応して供給する請求項1
又は2記載の連続引上げ法。
3. The method according to claim 1, wherein the dopant is supplied together with the silicon raw material in accordance with the segregation coefficient of the dopant.
Or the continuous pulling method according to 2.
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