JP2002249393A

JP2002249393A - Ｆｚ法半導体単結晶成長方法

Info

Publication number: JP2002249393A
Application number: JP2001039060A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sogo; 慎二十河; Ryosuke Ueda; 亮輔上田; Yoshihisa Yotsuya; 嘉久四ツ谷; Yokichi Nishi; 洋吉西
Original assignee: Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Current assignee: Sumco Techxiv Corp
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】単結晶中に不純物を均一濃度分布で取り込ま
せることができるＦＺ法による半導体単結晶の成長方法
を提供する。【解決手段】誘導加熱コイル１３で原料多結晶１１を
部分的に加熱溶融して溶融帯１５を形成し、溶融帯１５
を原料多結晶１１の一端部から他端部へ移動させて単結
晶１４を成長させるＦＺ法による半導体単結晶の成長方
法において、融液の攪拌を軸対称とし、成長中の単結晶
１４の回転方向を交互に換えて半導体単結晶を成長させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＦＺ法（フロートゾー
ン法、浮遊帯域溶融法）による半導体単結晶の成長方
法、特に半導体単結晶中に不純物を均一に取り込ませる
ことができるＦＺ法半導体単結晶成長方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】［ＦＺ法による半導体単結晶成長方法］

【０００３】ＦＺ法により半導体単結晶を成長させる場
合には、誘導加熱コイルで原料多結晶を部分的に加熱溶
融して溶融帯を形成し、原料多結晶を回転させながら、
溶融帯を原料多結晶の一端部から他端部へ移動させて単
結晶を成長させる。このようなＦＺ法により半導体単結
晶の成長を行うにあたっては、原料多結晶を部分的に加
熱溶融させる誘導加熱コイルの形状が重要なファクター
となるが、誘導加熱コイルとしては、従来より環状の偏
平誘導加熱コイルが多く用いられている。

【０００４】ここで、環状の偏平誘導加熱コイルで加熱
を行うにあたっては、完全に軸対称な加熱コイルという
ものを使用することができれば、それによる磁界分布が
軸対称になり、加熱コイルによる溶融帯の加熱が軸対称
に行われることになる。［加熱コイルの不均一磁界によ
る問題］

【０００５】しかしながら、実際の加熱コイルには電流
を供給するための両極端子の間にスリットを設ける必要
があるため、完全に軸対称な加熱コイルというものは実
在しない。そして、スリットが存在すると、その部分で
不均一磁界が生じ、単結晶の成長に悪影響を与えること
となる。実際に、不均一磁界を有したままの状態で原料
多結晶棒と種結晶を回転させて単結晶を成長させると、
不均一磁界から形成される局部的な温度差異により、結
晶一回転の各成長サイクルごとに不純物の濃い層と薄い
層とが繰り返し形成され（脈動）、得られた単結晶によ
りデバイスを製造した場合には、この脈動に起因したミ
クロな抵抗率変動が製品欠陥の原因となる。

【０００６】［ミクロな不純物濃度分布の均一化とマク
ロな不純物濃度分布の均一化］このような課題を解決す
るために、環状の偏平誘導加熱コイルのスリットの形態
等を適宜変化させて、ほぼ軸対称な磁界分布が得られる
ような工夫がなされてはいるものの、それだけでは十分
ではないために、ミクロな抵抗率変動を抑える手段とし
て、結晶の回転速度をできるだけ速くすることによって
加熱分布の不均一性を経験する時間をできるだけ短くし
てやる手段を採用する必要があるが、そのようにする
と、成長した単結晶の中心部において不純物濃度が高く
なり、マクロな不純物濃度分布が不均一になるという問
題が生じてくる。

【０００７】これに対して、マクロな不純物濃度分布を
均一にするための方法として、単結晶の回転中心軸を、
誘導加熱コイルの中心または原料多結晶の回転中心軸か
らずらす（以下、「偏芯」という）ものが公知であるが
（米国特許３，４１４，３８８号、米国特許３，６５
８，５９８号）、その方法を使用した場合には、該偏芯
によって誘導加熱コイルによる加熱分布の非軸対称性が
増大し、結局はミクロな不純物濃度分布が非軸対称にな
るという問題が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、ミクロな
不純物濃度分布の均一化と、マクロな不純物濃度分布の
均一化とを両立させることは困難であるが、このような
ものを両立して均一化することができる半導体単結晶の
成長方法を提供するものとして、特開平７‐３１５９８
０号公報には、融液の攪拌を非軸対称としつつ、成長中
の単結晶の回転方向を交互に換えて前記溶融帯内に片流
れを発生させるＦＺ法半導体単結晶の成長方法が開示さ
れている。

【０００９】しかしながら、融液の攪拌を非軸対称とし
つつ成長中の単結晶について交互回転を行う上記従来技
術によっても、実際には、ミクロな不純物濃度分布の均
一化とマクロな不純物濃度分布の均一化の両立は不十分
なものであった。

【００１０】本発明は以上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、ミクロとマクロの不純物濃
度分布の均一化の両立が実現されるような新たな手法を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明においては、融液の攪拌を実質的に
軸対称にした状態で、成長中の単結晶について交互回転
を行うようにしたことを特徴としている。

【００１２】即ち、本発明においては、少なくとも原料
多結晶の回転中心軸と前記成長中の単結晶の回転中心軸
とが実質的に同軸とされた状態で、好ましくは、単結晶
の回転中心軸、誘導加熱コイルの中心、および原料多結
晶の回転中心軸の全てが実質的に同軸とされた状態で、
成長中の単結晶の交互回転を行うようにしている。

【００１３】本発明を実施した場合には、特開平７‐３
１５９８０号公報に係る従来技術で説示されているよう
な「片流れ」が溶融帯内では生じていないと考えられる
が、同軸に調整された状態で成長中の単結晶の回転方向
を交互に切り換えることによって、溶融帯内において実
質的に軸対称な強制対流による融液の攪拌が、回転方向
の切り換えに応じて適宜生じることとなり、これによっ
て結晶成長界面における不純物の分散が効率的に行われ
るものと考えられる。いずれにしても本発明によれば、
ＦＺ法半導体単結晶の成長方法において、結果的に、ミ
クロとマクロの不純物濃度分布の均一化の両立が実現さ
れることとなる。

【００１４】より具体的には、本発明は以下のようなも
のを提供する。

【００１５】（１）誘導加熱コイルで原料多結晶を部
分的に加熱溶融して溶融帯を形成し、該溶融帯を移動さ
せて単結晶を成長させるＦＺ法半導体単結晶成長方法に
おいて、前記原料多結晶及び成長中の単結晶を共に回転
させながら単結晶を成長させるにあたって、前記原料多
結晶の回転中心軸と前記成長中の単結晶の回転中心軸と
が実質的に同軸とされた状態で、成長中の単結晶の回転
方向を交互に換えて単結晶を成長させることを特徴とす
る半導体単結晶の成長方法。

【００１６】（２）前記誘導加熱コイルの形状が略軸
対称形状であり、当該誘導加熱コイルの対称軸と前記単
結晶の回転中心軸とが実質的に同軸とされた状態で単結
晶を成長させることを特徴とする（１）記載の半導体単
結晶の成長方法。

【００１７】ここで、「略軸対称形状」の誘導加熱コイ
ルというのは、例えば環状の偏平誘導加熱コイルのよう
なものである。ここにおいて、「誘導加熱コイルの形状
が略軸対称形状」としたのは、誘導加熱コイルには給電
部が必ず存在することから、その部分に非軸対称性が出
るがゆえに、「完全に軸対称」というのは現実には存在
しないからである。従って、厳密に見れば軸対称ではな
い、或いは、完全に軸対称なものではなかったとして
も、全体の概略形状が一般常識的に見て軸対称なもので
あれば、「略軸対称形状」に該当する。

【００１８】なお、誘導加熱コイルの形状が偏平環状で
あった場合には、「誘導加熱コイルの対称軸」というの
は、当該偏平環状の誘導加熱コイルの中心のことを指す
ことになる。

【００１９】（３）前記成長中の単結晶の回転方向を
交互に換えて単結晶を成長させるにあたって、当該交互
回転における一方向あたりの回転量を３回転以下に設定
して単結晶を成長させることを特徴とする（１）または
（２）記載の半導体単結晶の成長方法。

【００２０】（４）前記成長中の単結晶の回転速度が
７ｒｐｍ以上であることを特徴とする（１）から（３）
いずれか記載の半導体単結晶の成長方法。

【００２１】（５）前記成長中の単結晶の回転方向を
交互に換えて単結晶を成長させるにあたって、回転速度
及び/または回転量が、順転方向と反転方向とで異なる
ことを特徴とする（１）から（４）いずれか記載の半導
体単結晶の成長方法。

【００２２】以上のような本発明に係る半導体単結晶の
成長方法は、ＦＺ法において融液の攪拌を実質的に軸対
称とした状態で成長中の単結晶の回転方向を交互に換え
て半導体単結晶の成長を行う方法であり、これによって
製造されたＦＺ法単結晶シリコンインゴットは、図８に
示されるような回転方向を切り換える周期（反転周期）
と同期した成長縞を有する。

【００２３】そして、このようなＦＺ法単結晶シリコン
インゴットは従来存在しなかったものであるため、本願
においては、「融液の攪拌を実質的に軸対称とし、成長
中の単結晶の回転方向を交互に換えられた成長縞を有す
る半導体単結晶」、より具体的には以下のような単結晶
シリコンインゴットを権利内容として請求することとし
ている。

【００２４】（６）インゴットの縦断面に係る不純物
分布の模様が、図８に示される不純物分布の模様と同一
若しくは類似の模様である単結晶シリコンインゴット。

【００２５】なお、前記（３）における「交互回転にお
ける一方向あたりの回転量を３回転」というのは単結晶
の反転周期や結晶径という他のパラメータとの関係で、
前記（４）における「成長中の単結晶の回転速度が７ｒ
ｐｍ」というのは単結晶の反転周期や結晶径という他の
パラメータとの関係で、それぞれ相対的に変化するもの
であると認めさせるような現象も観察されるため、本願
においては、以下のような半導体単結晶の成長方法も権
利内容として請求することとしている。

【００２６】（７）前記回転量を、前記単結晶の反転
周期もしくは前記単結晶の結晶径に応じて変化させるこ
とを特徴とする（３）記載の半導体単結晶の成長方法。

【００２７】（８）前記回転速度を、前記単結晶の反
転周期もしくは前記単結晶の結晶径に応じて変化させる
ことを特徴とする（４）記載の半導体単結晶の成長方
法。

【００２８】

【発明の実施の形態】［基本原理］本発明を実施するに
あたっては、図１に示されるように、まずはＦＺ法半導
体単結晶成長方法に従い、棒状の原料多結晶１１を上軸
に保持すると共に、種結晶（図示せず）を原料多結晶１
１の直下に位置する下軸に保持し、偏平環状の高周波誘
導加熱コイル１３により原料多結晶１１を囲繞し、これ
を溶融して種結晶に融着させた後、種絞りにより無転位
化をしつつ、原料多結晶１１を回転させ、かつ軸線方向
に移動させながら棒状単結晶１４を成長させるようにす
る。すると、偏平環状の誘導加熱コイル１３で原料多結
晶１１が部分的に加熱溶融されて溶融帯１５が形成さ
れ、この溶融帯１５の移動に伴って単結晶１４が成長す
る。

【００２９】ここで本発明を実施する際には、図１に示
されるように、その特徴的な態様として、少なくとも原
料多結晶１１の回転中心軸１１ａと成長中の単結晶１４
の回転中心軸１４ａとが実質的に同軸とされた状態、好
ましくは、これに加えて偏平環状誘導加熱コイル１３の
中心１３ａが実質的に同軸とされた状態、即ち単結晶１
４の回転中心軸１４ａ、誘導加熱コイル１３の中心１３
ａ、および原料多結晶１１の回転中心軸１１ａの全てが
実質的に同軸とされた状態で、成長中の単結晶１４の交
互回転を行うようにする。

【００３０】なお、本発明の実施にあたっては、交互回
転における一方向あたりの回転量を３回転以下に設定し
て単結晶１４を成長させるのが好ましく、この「３回転
以下」は、２回転であるのが好ましい。そして、交互回
転をそのように設定した場合には、成長中の単結晶１４
の回転方向を交互に換えて単結晶を成長させるにあたっ
て、成長中の単結晶１４をある一方向（順方向）に２回
転だけ回転させた後に反転させ、逆方向に２回転だけ回
転させた後に再び反転させ、また順方向に２回転、とい
うことが繰り返されることになる。

【００３１】また、本発明の実施の際には、成長中の単
結晶１４の回転方向を交互に換えて単結晶を成長させる
にあたって、成長中の単結晶１４の回転速度が７ｒｐｍ
以上であるのが好ましく、また、順転方向と反転方向と
で異なるようにするのが、より好ましい。そして、交互
回転をこのように設定した場合には、例えば、成長中の
単結晶１４をある一方向（順方向）に８ｒｐｍの回転速
度で２回転だけ回転させた後に反転させ、逆方向に１５
ｒｐｍの回転速度で２回転だけ回転させた後に再び反転
させ、また順方向に８ｒｐｍの回転速度で２回転、とい
うような動作がなされることになる。

【００３２】［加熱コイル］図２は異なるタイプの環状
偏平誘導加熱コイル１３を図示した図であり、図２中の
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれにおいても、その下部
に図示されているのは、各加熱コイルについてそれを矢
印方向から見た側面図である。この図２に示されるよう
に、環状偏平誘導加熱コイルを構成するにあたっては、
電流を供給するための端子１７ａ及び１７ｂが接続さ
れ、加熱コイルに隙間が設けられることから、必ずその
部分で非軸対称性が生じることになる。

【００３３】ここで、ＦＺ法による半導体単結晶成長方
法において、従来より偏平誘導加熱コイルが多く用いら
れているのは、狭小域において原料多結晶を短時間に芯
まで溶融させる必要がある一方で、帯域溶融後において
不純物のバラツキ等がなく安定して単結晶に成長させる
ために、浮遊帯域と接する単結晶成長域の始端側を緩や
かに放熱させる必要がある、というような相反する要請
を同時に満足させるためである。

【００３４】本発明においては、従来より採用されてい
る環状偏平誘導加熱コイルをそのまま使用することがで
きる。これに関し、上述のように図２には幾つかのタイ
プの環状偏平誘導加熱コイルが示されており、この中で
は図２（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と行くに従って軸対称性
が増大するが、本発明においては、いずれのタイプの加
熱コイルをも使用することができる。

【００３５】

【実施例】本発明に係るＦＺ法半導体単結晶成長方法に
従って、シリコン多結晶からシリコン単結晶を引き上
げ、その不純物濃度分布を評価した。不純物濃度分布
は、抵抗率の偏差Δρと広がり抵抗率の偏差ΔＳＲで評
価した。なお、抵抗率の偏差Δρはマクロの不純物濃度
分布の指標となるものであり、広がり抵抗率の偏差ΔＳ
Ｒはミクロの不純物濃度分布の指標となるものである。

【００３６】まず、結晶の回転方向を１方向にする従来
のＦＺ結晶引き上げ方法（図３）では、同芯の場合にお
いても（図３（Ａ））、偏芯の場合においても（図３
（Ｂ））、Δρ（マクロの不純物濃度分布）を改善する
には、結晶回転を遅くする（３ｒｐｍ程度）必要があ
る。

【００３７】より詳細に説明すると、まず、回転速度が
高速（≧８ｒｐｍ）であると、成長速度のゆらぎが小さ
いため、ΔＳＲ（ミクロの不純物濃度分布）は良好であ
る（図５（Ｄ））。しかしながら、回転速度が高速（≧
８ｒｐｍ）であると、図４（Ｂ）に示されるように、融
液１５ｃ中の融液攪拌の流れ１５ａにつき、それが淀
み、単結晶が成長する固液界面１５ｂの近傍に不純物が
蓄積されることになる。そして、結晶中心に過度に不純
物が取り込まれるため、Δρ（マクロの不純物濃度分
布）が悪化する（図５（Ｃ））。

【００３８】そして、この点を改善するために結晶回転
を低速（３ｒｐｍ程度）にすると、融液の攪拌１５ａが
良好に行われるようになるため（図４（Ａ））、Δρ
（マクロの不純物濃度分布）は良好になるが（図５
（Ａ））、成長速度のゆらぎが大きくなってしまうた
め、ΔＳＲ（ミクロの不純物濃度分布）が悪化してしま
う（図５（Ｂ））。そしてこれを改善するために回転速
度を上げると、先に述べたような理由で、ΔＳＲは改善
されるが、流れ形態の変化のためにΔρのほうが悪化す
ることとなるのである。

【００３９】以上のように、ＦＺ法半導体単結晶成長方
法においては、ΔρとΔＳＲ改善の両立は困難であった
が、本発明に係るＦＺ法半導体単結晶成長方法に従い、
単結晶１４の引き上げ時に、結晶の回転方向をある一定
周期毎に反転させるような操作を行うと、融液１５ｃ中
の境界層（Ｅｋｍａｎ境界層）１５ｄ内に生じる圧力差
のために、回転停止から反転する時点で、図６に示され
るような強い強制対流が連続して起こる（H. J. Scheel
and E. O. Schulz-Dubois, Convective transport and
instability phenomena, Eds j. Zierep and H. Oerte
l Jr.(G. Braun, Karlsruhe 1982)）。

【００４０】この効果により、固液界面１５ｂのところ
において、不均一に偏析した不純物（ドーパント）が拡
散され、均一な抵抗率分布を持つ結晶を製造することが
可能となる（Δρの改善）。この操作を、結晶回転速度
が早い場合に行えば、成長速度の揺らぎも同時に抑えら
れることになるので、ミクロな不純物分布も同時に改善
されることになり（ΔＳＲ改善）、これによってΔＳＲ
（ミクロの不純物濃度分布）の改善とΔρ（マクロの不
純物濃度分布）の改善の両立が図られることになる。な
お、このときの回転速度としては、８ｒｐｍ以上とする
のが好ましい。

【００４１】［第１実施例］次に、本発明の実施例とし
て、８ｒｐｍで反転周期を１５秒とした場合のシリコン
単結晶の品質を図７に示した。図５の従来例に比較し
て、Δρ（図７（Ａ））及びΔＳＲ（図７（Ｂ））のい
ずれもが良好であり、マクロの不純物濃度分布とミクロ
の不純物濃度分布の双方が改善されていることが分か
る。

【００４２】図８及び図９は、図６のような強制対流の
効果が実際に起きているかを確認した例である。上記実
施例に従って得られたシリコン単結晶を縦割りにしてレ
ーザーを照射し、励起される電流量から内部の不純物分
布を見積もったところ、図８のような画像が得られた。

【００４３】この中心部（矢印位置）での分布の相対値
が図９（Ａ）のグラフになる。更に、これにフーリエ変
換を施し、空間周波数の分布を求めたのが図９（Ｂ）の
グラフになる。この図９（Ｂ）のグラフから明らかなよ
うに、１．６ｍｍ^−１のポジションに明瞭なピークが現
れている。そして、この逆数を成長速度（２．５ｍｍ／
ｍｉｎ）で割ると、１５秒という時間が算出されて来る
が、これは反転周期に一致する。つまり、図８の不純物
分布は１５秒周期で形成されたものであり、明らかに図
６に示したような結晶回転に起因した融液１５ｃの流れ
によって形成されたものであるものと認められ、特開平
７‐３１５９８０号公報に係る従来技術で説示されてい
るような「片流れ」が溶融帯内で生じているのではない
ということが分かる。

【００４４】図１０には、本発明に係るＦＺ法半導体単
結晶成長方法に従い、様々な回転速度でシリコン単結晶
を成長させた結果が示されている。図１０において、横
軸には、１周期あたりの回転量（回転量［回］＝（回転
速度[ｒｐｍ]／６０）×反転周期[ｓｅｃ]）が、
縦軸には抵抗率の偏差×３（３σ）の値が符されてい
る。この図１０より、成長中の単結晶１４の回転速度に
よらず、回転量が２の位置で、急激に品質が改善されて
いるということが分かる。［実施例２］

【００４５】本発明の実施例２として、回転量を「２」
とした条件で複数の回転速度を組み合わせてシリコン単
結晶の引き上げを行い、その品質に関する検査結果を図
１１に示した。回転条件は「８ｒｐｍで１５秒周期＋１
５ｒｐｍで８秒周期」（図１１（Ａ））に設定した。こ
の条件では、図７の実施例に比べて更に早い回転条件が
組合わさっていることに起因して、Δρ分布はそのまま
で（図１１（Ｂ））、ΔＳＲがより改善されている（図
１１（Ｃ））。このように、回転量が「２」付近の条件
であれば、任意の回転速度条件を組み合わせることも可
能である。

【００４６】因みに、上記の実施例２については、極端
に早い回転条件（＞１３ｒｐｍ）で、単純な反転動作
（＋１５ｒｐｍ→−１５ｒｐｍ）を行うと、溶融部の揺
れが大きくなり、単結晶化が困難になるのを防ぐために
施すことができる措置として把握することができる。即
ち、早い回転からの反転動作による溶融部の揺れが、反
転後の回転速度が遅いことによって吸収され、引き上げ
が安定化される。これにより、ＦＺ法半導体単結晶成長
方法において、より速い回転速度を利用することが可能
となる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＦＺ
法半導体単結晶成長方法によれば、ＦＺ法により製造さ
れた半導体単結晶についてミクロとマクロの不純物濃度
分布の均一化の両立が実現され、不純物濃度が均一で品
質が良好なＦＺ法単結晶半導体ウエハ（ＦＺ法単結晶シ
リコンウエハ）を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本原理を説明するための図であ
り、ＦＺ法半導体単結晶成長方法の概略を図示したブロ
ック図である。

【図２】異なるタイプの環状偏平誘導加熱コイル１３
を図示した図である。

【図３】ＦＺ法半導体単結晶成長方法において単結晶
の一方向回転を行った場合の問題点を説明するための図
であり、同芯の場合と偏芯の場合のそれぞれの溶融帯の
様子を図示したものである。

【図４】ＦＺ法半導体単結晶成長方法において低速回
転で単結晶の製造を行った場合に生じる問題点と高速回
転で単結晶の製造を行った場合に生じる問題点を説明す
るための図であり、低速（Ａ）と高速（Ｂ）の場合のそ
れぞれの溶融帯の様子を図示したものである。

【図５】ＦＺ法半導体単結晶成長方法において低速回
転で単結晶の製造を行った場合に生じる問題点と高速回
転で単結晶の製造を行った場合に生じる問題点を説明す
るための図であり、低速回転時のΔρ（Ａ）とΔＳＲ
（Ｂ）、高速回転時のΔρ（Ｃ）とΔＳＲ（Ｄ）を示し
たグラフである。

【図６】本発明に従い、ＦＺ法半導体単結晶成長を行
う際に単結晶の交互回転を行った場合の溶融帯の様子を
図示したものである。

【図７】本発明に従い、ＦＺ法半導体単結晶成長を行
う際に単結晶の交互回転を行った場合のΔρ（Ａ）とΔ
ＳＲ（Ｂ）を示したグラフである。

【図８】本発明の第１実施例に従って得られたシリコ
ン単結晶を縦割りにしてレーザーを照射し、励起される
電流量から内部の不純物分布を見積もって得られた画像
を示した図である。

【図９】図８の中心部（矢印位置）での分布の相対値
を示したグラフ（Ａ）、並びに、（Ａ）のものにフーリ
エ変換を施し、空間周波数の分布を求めたグラフである
（Ｂ）。

【図１０】本発明に係るＦＺ法半導体単結晶成長方法
に従い、様々な回転速度でシリコン単結晶を成長させた
結果を示した図である。

【図１１】本発明の実施例２に従い、回転量を「２」
とした条件で複数の回転速度を組み合わせてシリコン単
結晶の引き上げを行った場合の品質に関する検査結果を
示した図である。

【符号の説明】

１１原料多結晶１１ａ原料多結晶１１の回転中心軸１３加熱コイル１３ａ偏平環状誘導加熱コイル１３の中心１４単結晶１４ａ成長中の単結晶１４の回転中心軸１５溶融帯１５ａ融液の攪拌１５ｂ固液界面１５ｃ融液１５ｄ境界層（Ｅｋｍａｎ境界層）１７ａ及び１７ｂ端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西洋吉神奈川県平塚市四之宮３丁目25番１号コマツ電子金属株式会社内Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 CE03 EG30 NA05 ND02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘導加熱コイルで原料多結晶を部分的に
加熱溶融して溶融帯を形成し、該溶融帯を移動させて単
結晶を成長させるＦＺ法半導体単結晶成長方法におい
て、前記原料多結晶及び成長中の単結晶を共に回転させなが
ら単結晶を成長させるにあたって、前記原料多結晶の回
転中心軸と前記成長中の単結晶の回転中心軸とが実質的
に同軸とされた状態で、成長中の単結晶の回転方向を交
互に換えて単結晶を成長させることを特徴とする半導体
単結晶の成長方法。
【請求項２】前記誘導加熱コイルの形状が略軸対称形
状であり、当該誘導加熱コイルの対称軸と前記単結晶の
回転中心軸とが実質的に同軸とされた状態で単結晶を成
長させることを特徴とする請求項１記載の半導体単結晶
の成長方法。
【請求項３】前記成長中の単結晶の回転方向を交互に
換えて単結晶を成長させるにあたって、当該交互回転に
おける一方向あたりの回転量を３回転以下に設定して単
結晶を成長させることを特徴とする請求項１または２記
載の半導体単結晶の成長方法。
【請求項４】前記成長中の単結晶の回転速度が７ｒｐ
ｍ以上であることを特徴とする請求項１から３いずれか
記載の半導体単結晶の成長方法。
【請求項５】前記成長中の単結晶の回転方向を交互に
換えて単結晶を成長させるにあたって、回転速度及び/
または回転量が、順転方向と反転方向とで異なることを
特徴とする請求項１から４いずれか記載の半導体単結晶
の成長方法。
【請求項６】インゴットの縦断面に係る不純物分布の
模様が、図８に示される不純物分布の模様と同一若しく
は類似の模様である単結晶シリコンインゴット。
【請求項７】前記回転量を、前記単結晶の反転周期も
しくは前記単結晶の結晶径に応じて変化させることを特
徴とする請求項３記載の半導体単結晶の成長方法。
【請求項８】前記回転速度を、前記単結晶の反転周期
もしくは前記単結晶の結晶径に応じて変化させることを
特徴とする請求項４記載の半導体単結晶の成長方法。