JP2005255488A - 石英るつぼおよび石英るつぼを用いた半導体単結晶製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造する半導体単結晶の汚染を回避でき、かつ、石英るつぼの突出部の熱変形が少ない半導体単結晶用石英るつぼを提供するとともに、その石英るつぼを用いた半導体単結晶製造方法を提供する。
【解決手段】石英るつぼ3aの上端から幅W1の範囲にある外側表面Aにクリストバライト化促進化合物を含有した塗布膜P1が形成されている。幅W1は、黒鉛るつぼ3bが石英るつぼ3aを覆うように配置した時に、突出部の突き出し長さWと略等しくなるように設定している。
【選択図】 図1
【解決手段】石英るつぼ3aの上端から幅W1の範囲にある外側表面Aにクリストバライト化促進化合物を含有した塗布膜P1が形成されている。幅W1は、黒鉛るつぼ3bが石英るつぼ3aを覆うように配置した時に、突出部の突き出し長さWと略等しくなるように設定している。
【選択図】 図1
Description
本発明は、半導体単結晶引き上げ装置に用いられる石英るつぼと石英るつぼを用いた半導体単結晶製造方法に関する。
現在、シリコンウェーハの大口径化に伴い、その材料となるシリコン単結晶の大口径化および量産化が強く求められている。
シリコン単結晶を製造する装置として、たとえばチョクラルスキー法によるシリコン単結晶引上げ装置(以下CZ装置という)が知られている。
図3にシリコン単結晶用CZ装置の概念断面図を示す。
CZ装置1は、チャンバ2内に配置したるつぼ3、るつぼ3の周囲に設けたヒータ4、ヒータ4の外周に設けた断熱体5、るつぼ3の近傍に配置した整流部材6、およびシリコン単結晶引き上げ機構7等を主な構成要素としている。
るつぼ3は二つの部分からなっており、シリコン融液8を内側に貯留するための石英(SiO2)るつぼ3aと、石英るつぼ3aを覆う黒鉛(カーボン)るつぼ3bとで構成されている。
黒鉛るつぼ3bは、その材料のカーボンによるシリコン単結晶10への汚染を防ぐために、石英るつぼ3aの上端は黒鉛るつぼ3bの上端より高くなっている。すなわち、石英るつぼ3aは、黒鉛るつぼ3bの上端から上方に突き出し長さW(同図のP部拡大図参照)の突出部3dを有して黒鉛るつぼ3bに覆われている。また、石英るつぼ3aの外側の表面のうち、黒鉛るつぼ3bの上端から石英るつぼ3aの上端までの突出部3dに相当する外側表面Aを有している。るつぼ3の底部は回転および上下動作が可能な支持軸9で支持されている。
整流部材6は、石英るつぼ3aの近傍に設けられており、CZ装置1の上方に設けた図示しないガス導入口から導入した不活性パージガスを整流させることができる。
すなわち、図において、矢印12の方向に流下されたパージガスは、整流部材6で矢印13の方向に整流される(以下、この領域をパージガス整流通路という)。さらに矢印14、15に沿って、CZ装置1の下方に設けた図示しない排出口からチャンバ2外に排出される。
さて、高温状態のシリコン融液8からはたえず蒸発物が発生する。この蒸発物は上記パージガス整流通路を通過する整流パージガス内に効率よく取り込まれ、パージガスとともにチャンバ2外に排出される。よって、上記パージガス整流通路を有するCZ装置1を用いれば、蒸発物がチャンバ2内の壁や部品等に付着・凝固し、その後剥離して融液8に混入することにより、融液8から成長させたシリコン単結晶の単結晶収率を低下させてしまうことを抑制することができる。
シリコン単結晶は以下のようにして製造される。
まず、石英るつぼ3aの内側に多結晶シリコン原料を充填し、ヒータ4で加熱溶融してシリコン融液8とする。次に、不活性パージガスを導入しつつ、引き上げ機構7の下端に設けた種結晶7aをシリコン融液面8aに浸漬する。そして、種結晶7aを介して融液8から凝固成長させたシリコン単結晶を図の矢印11の方向に引き上げてシリコン単結晶10を得ることができる。なお、シリコン単結晶製造中、融液面8aを所定位置に保持するために、るつぼ3を支持軸9で上下に移動調節させている。
ところで、大口径シリコン単結晶を量産するにあたり、黒鉛るつぼ3bのカーボン汚染を防ぐために設けた石英るつぼの突出部3dの熱変形が大きな問題となってきた。
シリコン単結晶製造に伴う高温加熱処理によって、石英るつぼ3aのなかで、黒鉛るつぼ3bに覆われている部分、特にシリコン融液8側からたえず押圧されている接湯面3cの部分が熱変形しにくいのに対して、空間にさらされた突出部3dは熱変形に弱い。
しかし、従来は、石英るつぼに充填する多結晶シリコン原料が少なく、シリコン原料の溶融工程時間が長くなかったことと、構造的にも石英るつぼの突出部3dは大きな曲率を持ち、また、突出部3dの自重も小さかったことから、シリコン単結晶製造中における突出部3dの熱変形は小さく、あまり問題にならなかった。
ところが、石英るつぼの大口径化に伴い、石英るつぼに充填する多結晶シリコン原料が増加して、シリコン原料の溶融工程時間が従来に比べ格段に長くなるとともに、突出部3dの曲率が小さくなり、また、突出部3dの自重が従来より増加した。また、シリコン融液8から凝固成長させるシリコン単結晶10と接湯面3cとの距離が大きくなったことから、シリコン単結晶製造中の接湯面3cの温度を従来より高く保持することが必要になってきた。
その結果、シリコン単結晶製造において、石英るつぼの突出部3dの熱変形が起きやすくなり、それが大口径シリコン単結晶の量産時の大きな問題になってきた。
たとえば、多結晶シリコン原料の溶融時、突出部3dの一部が石英るつぼ3aの内側に倒れ込んでしまうことがある。すると、引き続き行われるシリコン単結晶製造中に、倒れ込んだ箇所でパージガスの整流性が大きく乱れる不具合が生じてしまい、上述した理由によりシリコン単結晶収率が低下してしまう。
場合によっては、突出部3dが近傍に配置した整流部材6に接触してしまい、るつぼ3の上下移動を不可能にしてしまう。こうなると、その後のシリコン単結晶製造を停止せざるをえない。上記不具合は、リチャージによるシリコン単結晶製造時にも同様に発生することがあった。
場合によっては、突出部3dが近傍に配置した整流部材6に接触してしまい、るつぼ3の上下移動を不可能にしてしまう。こうなると、その後のシリコン単結晶製造を停止せざるをえない。上記不具合は、リチャージによるシリコン単結晶製造時にも同様に発生することがあった。
一方、大口径シリコン単結晶製造に伴い、以下に述べる問題が新たに生じたため、その解決手段が提案されている。
上記したように、石英るつぼ3aの大口径化に伴い、接湯面3cの温度を従来より高くする必要がある。すると接湯面3cにおいてシリコン融液8と石英るつぼ3aの構成材である石英材料との界面反応が活発になり、石英るつぼの溶損が進行して次第に接湯面3c側の表面に凹凸が形成されてしまう。その結果、凹凸の一部が剥離して融液8に混入してしまい、融液8から成長させたシリコン単結晶の単結晶収率の悪化を引き起こしてしまう。
そのため、特許文献1に示すように、石英るつぼの内側表面に結晶化促進化合物を含有する塗布膜を塗布しておき、使用時に塗布膜領域を結晶化(クリストバライト化)させることにより石英るつぼの溶損量を少なくする石英るつぼが提案されている。
上記クリストバライトは石英(SiO2)と同じ材料でできているが、石英が軟化点(1710℃)を持つ非晶質のガラスなのに対して、クリストバライトは石英より高融点・高硬度の性質を有する結晶質であることが大きな特徴である。
上記公報の発明は、大口径石英るつぼの溶損を抑制し、シリコン単結晶の単結晶収率を向上させることを目的にしている。しかしながら、前記塗布膜に含有される触媒金属が不可避的にシリコン融液に溶出するので、シリコン融液から製造したシリコン単結晶のライフタイムの低下等の問題を生じてしまう。
特開平8−2932号公報。
本発明は、製造する半導体単結晶の汚染を回避でき、かつ、石英るつぼの突出部の熱変形が少ない半導体単結晶用石英るつぼを提供するとともに、その石英るつぼを用いた半導体単結晶製造方法を提供することを目的としている。
以上のような目的を達成するために、第1発明においては、単結晶引き上げ装置に用いられる石英るつぼであって、内側に単結晶原料の融液が貯留され、外側が黒鉛るつぼで覆われた石英るつぼにおいて、
前記石英るつぼの上端は前記黒鉛るつぼの上端より高くなっており、前記石英るつぼの外側の表面のうち、黒鉛るつぼの上端から石英るつぼの上端までの突出部に相当する外側表面にクリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜が形成されていることを特徴としている。
前記石英るつぼの上端は前記黒鉛るつぼの上端より高くなっており、前記石英るつぼの外側の表面のうち、黒鉛るつぼの上端から石英るつぼの上端までの突出部に相当する外側表面にクリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜が形成されていることを特徴としている。
第2発明は、第1発明において、前記突出部の上端面に前記塗布膜が形成されていることを特徴としている。
第3発明は、第1または第2発明において、前記化合物が、バリウム(Ba)、またはアルミニウム(Al),またはチタン(Ti)元素からなり、かつ、前記塗布膜が前記元素のいずれかまたはその混合元素を1x1015〜2x1018atms/cm2含有することを特徴としている。
また、第4の発明は、第1発明において、前記クリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜の代わりにクリストバライト層が形成されていることを特徴としている。
第5発明は、第4発明において、前記突出部の上端面に前記クリストバライト層が形成されていることを特徴としている。
を特徴としている。
第6発明は、第4または第5発明において、前記クリストバライト層の厚みが50〜1000μmの範囲であることを特徴としている。
また、第7発明は、外側が黒鉛るつぼで覆われた石英るつぼであって、前記石英るつぼの上端は前記黒鉛るつぼの上端より高くなっており、前記石英るつぼの外側の表面のうち、黒鉛るつぼの上端から石英るつぼの上端までの突出部に相当する外側表面にクリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜が形成されている石英るつぼを用意し、石英材料が軟化しない温度で前記石英るつぼを予備加熱することによって、前記塗布膜領域にクリストバライト層を形成する工程と、前記クリストバライト層が形成された石英るつぼの内側に充填された単結晶原料を溶融加熱する工程とを有することを特徴としている。
第8発明は、第7発明において、前記用意する石英るつぼの上端面に前記クリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜層が形成されていることを特徴としている。
第9発明は、第7または第8の発明において、前記石英るつぼの突出部に前記クリストバライト層を形成しない場合よりも高い温度で、前記クリストバライト層が形成された石英るつぼの内側に充填された単結晶原料を溶融加熱することを特徴としている。
第1発明によれば、図1(a)に示すように、石英るつぼの外側表面Aにのみクリストバライト化促進化合物の塗布膜P1が形成されているので、本発明の石英るつぼを用いた半導体単結晶製造工程に伴う高温加熱処理等により、高融点・高硬度のクリストバライト層を外側表面Aにのみに形成することができる。
第2発明によれば、図1(b)に示すように、石英るつぼの上端面Bにもクリストバライト化促進化合物の塗布膜P2が形成されているので、本発明の石英るつぼを用いた半導体単結晶製造工程に伴う高温加熱処理により、高融点・高硬度のクリストバライト層を外側表面Aと上端面Bにのみに形成することができる。
第3発明によれば、石英るつぼの外側表面A(図1(a)の場合)、あるいは石英るつぼの外側表面Aと上端面B(図1(b)の場合)に所定の厚さのクリストバライト層を形成することができる。
また、第4発明によれば、図1(a)において、石英るつぼの外側表面Aにのみクリストバライト層P3が形成されているので、本発明の石英るつぼを用いた半導体単結晶製造において、クリストバライト層P3に含有される触媒金属が石英るつぼの内側3cの融液8を汚染することがない。また、突出部3dに高融点・高硬度のクリストバライト層が形成されているので、リチャージ等による長時間高温加熱を伴う単結晶製造工程においても、突出部3dの熱変形を抑制することができる。
第5発明によれば、本発明の石英るつぼを用いた半導体単結晶製造において、融液8の汚染を回避できるとともに、突出部3dの熱変形をさらに抑制することができる。
第6発明によれば、突出部3dの熱変形を抑制するに充分なクリストバライト層厚さを有しているので、本発明の石英るつぼを用いれば半導体単結晶製造において不具合を生じることがない。
第7発明によれば、図2に示す半導体単結晶製造工程において、石英るつぼ3aにリチャージ等の長時間高温加熱負荷をかけても、突出部3dが熱変形して整流部材6に接触することがないのでるつぼ3の上下移動に不具合をもたらすことがなく、安定して大口径半導体単結晶を製造することができる。また、原理上、塗布膜に含有された触媒金属が石英るつぼ3aの内側にある融液8を汚染する心配が全くない。
さらに、石英るつぼの突出部3dが熱変形してパージガス整流通路の整流性を乱すことが抑制されるので、単結晶原料の融液8から発生する蒸発物を効果的にチャンバ2外に排出でき、製造した半導体単結晶の単結晶収率を長時間製造に渡って悪化させることがない。
第8発明によれば、石英るつぼの外側表面Aとともに上端面Bにもクリストバライト層を形成することができるので、本発明の石英るつぼを用いれば突出部3dの熱変形をさらに効果的に抑制することができる。
第9発明によれば、図2に示す半導体単結晶製造工程において、従来より高い温度で半導体単結晶原料を溶融加熱できるので、溶融工程時間を低減することができる。
以下に、本発明に係わる半導体単結晶引き上げ装置用の石英るつぼおよびその石英るつぼを用いた半導体単結晶製造方法について、図面を参照して説明する。
(石英るつぼの実施例)
図1(a)は、本発明の実施例1を説明するための大口径石英るつぼの断面図である。なお、上述した図3のシリコン単結晶用CZ装置の概念断面図を援用しながら説明する。
図において、石英るつぼ3aの上端から幅W1の範囲にある外側表面Aにクリストバライト化促進化合物を含有した塗布膜P1が形成されている(以下、石英るつぼ(P1)という)。幅W1は、図3において、黒鉛るつぼ3bが石英るつぼ3aを覆うように配置した時に、突出部の突き出し長さWと略等しくなるように設定している(同図P部拡大図参照)。
クリストバライト化促進化合物とは、ガラス質の石英が上述したクリストバライト結晶相に変質するのを促進させる化合物をいう。上記化合物として、高温下において上記促進効果を持つ触媒金属、たとえば、バリウム(Ba)、またはアルミニウム(Al),またはチタン(Ti)等の元素を含有した化合物がある。本発明においては、塗布膜を形成することから、上記化合物は溶剤に分散しやすい微粒子の酸化物あるいは水酸化物であることが好ましい。
石英るつぼの外側表面Aに塗布膜P1を形成するには、以下のようにすればよい。
石英るつぼの外側表面Aに塗布膜P1を形成するには、以下のようにすればよい。
まず、クリストバライト化促進化合物を揮発性の溶剤に所定の濃度で均一に分散させた塗布液を準備する。次に、場合によってはマスク等の手段を用いて、刷毛またはスプレーにより外側表面Aのみに塗布液を塗布する。その後、溶剤が揮発するまで放置するか、熱風乾燥法等で溶剤の揮発を促進させるなどして外側表面Aに塗布膜P1を形成する。
上記した方法で作成した石英るつぼ(P1)を用いれば、石英るつぼの突出部3dの外側表面Aにのみクリストバライト化促進化合物の塗布膜P1が形成されているので、シリコン単結晶製造工程に伴う高温加熱処理等により、高融点・高硬度のクリストバライト層を突出部3dの外側表面Aのみに形成することができる。
他の実施例として、図1(b)において、塗布膜P1とともに、クリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜P2を石英るつぼの上端面Bに形成したものであってもよい(以下、石英るつぼ(P1,P2)という)。塗布膜形成方法については実施例1から明らかであるので説明を省く。なお、石英るつぼの上端面Bを塗布する場合、塗布液が石英るつぼ3aの内側表面まで回り込まないようにするとともに、塗布液が石英るつぼ3aの内側表面に流れ込まないようにしておく。こうすれば、シリコン融液8が塗布液に含有されたクリストバライト化促進化合物で汚染されることがない。
高温下で上記石英るつぼ(P1,P2)を使用すると、石英るつぼの突出部3dの外側表面Aとともに上端面Bにも高融点・高硬度のクリストバライト層を形成することができる。
上記実施例1と2のいずれの場合も、塗布膜P1、P2は、前記元素の少なくとも一つを1x1015〜2x1018atms/cm2含有するように濃度設定をしておくのが望ましい。その理由は、石英るつぼ(P1)と石英るつぼ(P1,P2)を高温下で使用したときに、上記所定濃度の触媒金属により所望の厚さのクリストバライト層を塗布面に形成させるためである。
実施例1では石英るつぼの外側表面Aにクリストバライト化促進化合物が塗布されていたが、本実施例では、図1(a)において、外側表面Aにクリストバライト層P3が形成されている(以下、石英るつぼ(P3)という)。
石英るつぼ(P3)は、実施例1の石英るつぼ(P1)を高温加熱処理することで容易に得ることができる。例えば真空チャンバあるいは不活性ガスを導入したチャンバ内に実施例1の石英るつぼを設置しておき、ヒータ等の加熱手段を用いて、石英材料が軟化しない温度で石英るつぼ(P1)全体あるいは塗布膜近傍を高温加熱処理することによって、外側表面Aにクリストバライト層P3を形成させることができる。よって、シリコン単結晶製造工程の中にそのまま組み込める利点がある。
本発明の石英るつぼ(P3)をシリコン単結晶製造に使用すれば、石英るつぼの突出部3dに高融点・高硬度のクリストバライト層が形成されているので、リチャージ等による長時間高温加熱を伴うシリコン単結晶製造工程においても、突出部3dの熱変形を抑制することができる。また、クリストバライト層P3に含有される触媒金属が製造する半導体単結晶を汚染する心配は全くない。
また、図1(b)において、石英るつぼの外側表面Aにクリストバライト層P3を形成させるとともに、上端面Bにもクリストバライト層P4が形成されたものであってもよい(以下、石英るつぼ(P3,P4)という)。本発明の石英るつぼ(P3,P4)は実施例2の石英るつぼ(P1,P2)を高温加熱処理して容易に得ることができる(その方法は実施例3から明らかなので説明は省く)。
石英るつぼの突出部3dの上端面Bにもクリストバライト層P4が形成してあるので、石英るつぼ(P3,P4)をシリコン単結晶製造に使用すれば、石英るつぼ(P3)よりさらに突出部3dの熱変形を効果的に抑制することができる。なお、この場合も、形成したクリストバライト層に含有される触媒金属がシリコン融液8や製造するシリコン単結晶を汚染することは全くない。
以上説明した実施例3,4において、クリストバライト層の厚さは50〜1000μmの範囲であることが好ましい。クリストバライト層の厚さを1000μm以上にするとクラックが入りやすくなり、クラックが入ると突出部3dの熱変形を抑制する効果が弱まってしまう。また、あまり厚さが小さいとクリストバライト層の機械的強度が不足してしまう。上記厚さのクリストバライト層を有すれば、シリコン単結晶製造において、大口径石英るつぼの突出部3dの熱変形を充分に抑制することができる。
(半導体単結晶の製造方法の実施例)
図2は、本発明のシリコン単結晶製造方法の一実施例を説明するための工程図である。なお、説明の都合上、適宜に図1と図3を参照する。
図2は、本発明のシリコン単結晶製造方法の一実施例を説明するための工程図である。なお、説明の都合上、適宜に図1と図3を参照する。
(工程1)図1(a)において、大口径石英るつぼ3aの外側表面Aに所定のクリストバライト化促進化合物を有する塗布膜P1を形成する。そして塗布膜P1に含まれた溶媒をできるだけ揮発・乾燥させ用意しておく(実施例1の石英るつぼ(P1)に対応)。
(工程2)形成させた塗布膜P1を充分揮発・乾燥させた石英るつぼ(P1)を、図3のCZ装置1内に設置する。そして、図には示さないが石英るつぼ(P1)の内側にシリコン単結晶の素材である多結晶シリコン原料を充填した後に、石英材料が軟化せず、しかも塗布膜P1の上記化合物が塗布膜面の石英るつぼ表面を効果的にクリストバライト化させる温度で所定の時間(たとえば800〜1000℃で1時間程度)ヒータ4を用いて予備加熱を行う。
なお、予備加熱中、チャンバ2内は真空雰囲気または不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
なお、予備加熱中、チャンバ2内は真空雰囲気または不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
(工程3)工程2で予備加熱した石英るつぼ(P1)の突出部3dに、所定の厚さのクリストバライト層P3が形成される(実施例3の石英るつぼ(P3)に対応)。
(工程4)工程3によりクリストバライト層P3が形成された石英るつぼ(P3)に多結晶シリコン原料を充填し、その後単結晶原料を溶融加熱する。
(工程5)工程4で多結晶シリコン原料を融解した後、従来同様の製造方法でシリコン単結晶10を融液8から凝縮・成長させる。
なお、工程4において、クリストバライト層P3を有する突出部3dが熱変形に強いことを考慮して、石英るつぼの突出部にクリストバライト層が形成されていない場合よりも高い温度でシリコン原料を溶融加熱させてもよい。
変形例として、図1(b)において、石英るつぼ3aの外側表面Aとともに上端面Bにも塗布膜を形成した石英るつぼ(P1,P2)を用意したシリコン単結晶製造方法としてもよい(製造工程は上記実施例と同様なので説明は省く)。
以上のように、本発明のシリコン単結晶製造方法によれば、大口径石英るつぼの突出部3dが熱変形して整流部材6に接触し、それ以後のシリコン単結晶製造を中止するような事態を回避できる。また、突出部3dの熱変形が抑制されるので、パージガス整流通路の整流性を悪化させ、結果的に単結晶収率を低下させてしまうことがない。また、また、塗布膜に含有される触媒金属による汚染の心配が全くないので、高純度化大口径ウェーハの要求に答えられる品質のよいシリコン単結晶を生産できる。さらに、シリコン単結晶原料の溶融工程を大幅に短縮することができるので、大口径シリコン単結晶を安価に量産できる。
なお、上記実施例と変形例においては、石英るつぼ(P1)または石英るつぼ(P1,P2)を用意しておき、予備加熱工程で突出部の所定の塗布膜面をクリストバライト化したが、はじめから石英るつぼ(P3)または石英るつぼ(P3,P4)を用意しておくことも可能である。こうすれば上記工程を短縮できるが、別ラインで石英るつぼ(P3)または石英るつぼ(P3,P4)を前もって作成しておく必要がある。
以上においてはシリコン単結晶の製造を想定して説明したが、他の半導体単結晶製造にも同様に適用できる。また、上記説明では大口径石英るつぼおよびその石英るつぼを用いた半導体単結晶製造方法を対象としたが、本発明は石英るつぼの口径の大小にかかわらず、本発明の要旨を逸脱しないかぎり適用できる。
本発明の石英るつぼおよびその石英るつぼを用いた半導体単結晶製造方法により、大口径半導体単結晶を安定して市場に供給することができる。
A 石英るつぼの外側表面
B 石英るつぼの上端面
W 突出部の突き出し長さ
P1,P2 塗布膜
P3,P4 クリストバライト層
1 CZ装置
2 チャンバ
3 るつぼ
3a 石英るつぼ
3b 黒鉛るつぼ
3c 接湯面
3d 突出部
4 ヒータ
6 整流部材
7 引上げ機構
7a 種結晶
8 シリコン融液
8a 融液面
9 支持軸
10 シリコン単結晶
12〜15 パージガスの流れ方向
B 石英るつぼの上端面
W 突出部の突き出し長さ
P1,P2 塗布膜
P3,P4 クリストバライト層
1 CZ装置
2 チャンバ
3 るつぼ
3a 石英るつぼ
3b 黒鉛るつぼ
3c 接湯面
3d 突出部
4 ヒータ
6 整流部材
7 引上げ機構
7a 種結晶
8 シリコン融液
8a 融液面
9 支持軸
10 シリコン単結晶
12〜15 パージガスの流れ方向
Claims (9)
- 単結晶引き上げ装置に用いられる石英るつぼであって、内側に単結晶原料の融液が貯留され、外側が黒鉛るつぼで覆われた石英るつぼにおいて、
前記石英るつぼの上端は前記黒鉛るつぼの上端より高くなっており、
前記石英るつぼの外側の表面のうち、黒鉛るつぼの上端から石英るつぼの上端までの突出部に相当する外側表面にクリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜が形成されていることを特徴とする石英るつぼ。 - 前記突出部の上端面に前記塗布膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の石英るつぼ。
- 前記クリストバライト化促進化合物は、バリウム(Ba)、またはアルミニウム(Al),またはチタン(Ti)元素を含有し、かつ、前記塗布膜は前記元素の少なくとも一つを1x1015〜2x1018atms/cm2含有することを特徴とする請求項1または2に記載の石英るつぼ。
- 前記クリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜の代わりにクリストバライト層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の石英るつぼ。
- 前記突出部の上端面に前記クリストバライト層が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の石英るつぼ。
- 前記クリストバライト層の厚みが50〜1000μmの範囲であることを特徴とする請求項4または5に記載の石英るつぼ。
- 外側が黒鉛るつぼで覆われた石英るつぼであって、
前記石英るつぼの上端は前記黒鉛るつぼの上端より高くなっており、
前記石英るつぼの外側の表面のうち、黒鉛るつぼの上端から石英るつぼの上端までの突出部に相当する外側表面にクリストバライト化促進化合物を含有する塗布膜が形成されている石英るつぼを用意し、
石英材料が軟化しない温度で前記石英るつぼを予備加熱することによって、前記塗布膜領域にクリストバライト層を形成する工程と、
前記クリストバライト層が形成された石英るつぼの内側に充填された単結晶原料を溶融加熱する工程と
を有することを特徴とする半導体単結晶製造方法。 - 前記用意する石英るつぼの突出部の上端面に前記塗布膜が形成されていることを特徴とする請求項7に記載の半導体単結晶製造方法。
- 前記石英るつぼの突出部に前記クリストバライト層を形成しない場合よりも高い温度で、前記クリストバライト層が形成された石英るつぼの内側に充填された単結晶原料を溶融加熱することを特徴とする請求項7または8に記載の半導体単結晶製造方法。
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