JP2007112640A - Apparatus and method for manufacturing single crystal - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for manufacturing a single crystal, with which electric discharge occurring at the slit of an induction heating coil can be effectively prevented and a high quality single crystal with a high degree of single crystallization can be stably manufactured even when a single crystal having a large diameter is manufactured by an FZ method. <P>SOLUTION: The apparatus for manufacturing the single crystal by the FZ method includes at least a chamber 20 for accommodating a raw material crystal rod and a growing single crystal rod, the induction heating coil 7 being a heat source for forming a floating zone between the raw material crystal rod and the growing single crystal rod and having the slit, and a nozzle 11 for blowing a gas to the slit part of the induction heating coil 7 in order to prevent the electric discharge at the slit of the induction heating coil 7. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、原料結晶棒を誘導加熱コイルで加熱溶融して浮遊帯域を形成し、浮遊帯域を移動する事で単結晶棒を育成するFZ法(フローティングゾーン法または浮遊帯溶融法)による単結晶製造装置及び単結晶製造方法に係わり、さらに詳しくは、誘導加熱コイルの放電を防止できる単結晶製造装置及び単結晶製造方法に関する。   The present invention provides a single crystal by an FZ method (floating zone method or floating zone melting method) in which a raw crystal bar is heated and melted by an induction heating coil to form a floating zone and a single crystal rod is grown by moving the floating zone. The present invention relates to a manufacturing apparatus and a single crystal manufacturing method, and more particularly to a single crystal manufacturing apparatus and a single crystal manufacturing method capable of preventing discharge of an induction heating coil.

図2は、FZ法による従来の単結晶製造装置である。このFZ単結晶製造装置30を用いて、単結晶を製造する方法について説明する。
先ず、原料結晶棒1を、チャンバー20内に設置された上軸3の上部保持治具4に保持する。一方、直径の小さい単結晶の種(種結晶)8を、原料結晶棒1の下方に位置する下軸5の下部保持治具6に保持する。
FIG. 2 shows a conventional single crystal manufacturing apparatus using the FZ method. A method of manufacturing a single crystal using the FZ single crystal manufacturing apparatus 30 will be described.
First, the raw crystal rod 1 is held by the upper holding jig 4 of the upper shaft 3 installed in the chamber 20. On the other hand, a single crystal seed (seed crystal) 8 having a small diameter is held by the lower holding jig 6 of the lower shaft 5 located below the raw crystal rod 1.

次に、誘導加熱コイル7により原料結晶棒1を溶融して、種結晶8に融着させる。その後、種絞りにより絞り部9を形成して無転位化する。そして、上軸3と下軸5を回転させながら原料結晶棒1と育成単結晶棒2を下降させることで浮遊帯域(溶融帯あるいはメルトともいう)10を原料結晶棒1と育成単結晶棒2の間に形成し、該浮遊帯域10を原料結晶棒1の上端まで移動させてゾーニングし、育成単結晶棒2を成長させる。尚、この単結晶成長は、例えばArガスに微量の窒素ガスを混合した雰囲気中で行われる。   Next, the raw material crystal rod 1 is melted by the induction heating coil 7 and fused to the seed crystal 8. Thereafter, the narrowed portion 9 is formed by seed drawing to make dislocation-free. Then, the raw crystal rod 1 and the grown single crystal rod 2 are lowered while rotating the upper shaft 3 and the lower shaft 5, so that the floating zone (also referred to as a melting zone or a melt) 10 is changed into the raw crystal rod 1 and the grown single crystal rod 2. The floating single crystal rod 2 is grown by moving the floating zone 10 to the upper end of the raw crystal rod 1 and zoning. This single crystal growth is performed, for example, in an atmosphere in which a small amount of nitrogen gas is mixed with Ar gas.

上記誘導加熱コイル7としては、銅または銀からなる単巻または複巻の冷却用の水を流通させた誘導加熱コイルが用いられており、例えば図3に示すものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この誘導加熱コイル7aは、スリット12を有するリング状の誘導加熱コイルで、外周面15から内周面14に向かって断面先細り状に形成されている。また、加熱コイルの外周面15には、電源端子13a、13bが設けられている。この両端子13a、13b側の対向面12a、12bをスリット12を介して極力接近させるようにしており、これにより、誘導加熱コイル7aの周方向における電流回路の対称性を維持し、ほぼ均一な磁界分布が得られるようにしている。   As the induction heating coil 7, an induction heating coil in which single or multiple winding water made of copper or silver is circulated is used, for example, the one shown in FIG. 3 is known (for example, Patent Document 1). The induction heating coil 7 a is a ring-shaped induction heating coil having a slit 12, and has a tapered cross section from the outer peripheral surface 15 toward the inner peripheral surface 14. Further, power supply terminals 13a and 13b are provided on the outer peripheral surface 15 of the heating coil. The opposing surfaces 12a and 12b on the both terminals 13a and 13b side are made as close as possible through the slit 12, thereby maintaining the symmetry of the current circuit in the circumferential direction of the induction heating coil 7a and substantially uniform. A magnetic field distribution is obtained.

このようなFZ単結晶成長装置30では、原料結晶棒1を狭小域において短時間に芯まで溶融する必要がある。そのため、電源端子13a、13b間に高電圧を印加することにより、誘導加熱コイルに高電流を発生させて原料結晶棒1を溶融している。しかし、このように電源端子13a、13b間に高電圧を印加すると、単結晶成長中に誘導加熱コイルのスリット12で放電が発生し、結晶の無転位化を阻害するという問題が生じていた。   In such an FZ single crystal growth apparatus 30, it is necessary to melt the raw material crystal rod 1 to the core in a short time in a narrow region. Therefore, by applying a high voltage between the power supply terminals 13a and 13b, a high current is generated in the induction heating coil, and the raw material crystal rod 1 is melted. However, when a high voltage is applied between the power supply terminals 13a and 13b in this way, a discharge is generated in the slit 12 of the induction heating coil during the growth of the single crystal, which causes a problem of inhibiting the dislocation of the crystal.

誘導加熱コイルのスリットでの放電を防止する目的として、誘導加熱コイルのスリットの空隙部に絶縁性部材を挿入する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。また、高電圧、高電流にするために外巻き部と内巻き部の間で発生する放電を防止するために、外巻き部を絶縁性部材で被覆する方法が開示されている(例えば、特許文献3参照)。さらに、このような対策に加えて、炉内圧を高くしたり、炉内雰囲気に流す窒素ガスをより多く流すといった方法を併せて行うことにより、誘導加熱コイルのスリット、あるいは外巻き部と内巻き部の間の放電防止をより確実なものにしようとしてきた。   In order to prevent discharge at the slit of the induction heating coil, a method of inserting an insulating member into the gap of the slit of the induction heating coil is disclosed (for example, see Patent Document 2). Also, a method of covering the outer winding portion with an insulating member in order to prevent discharge generated between the outer winding portion and the inner winding portion in order to obtain a high voltage and high current is disclosed (for example, a patent). Reference 3). Furthermore, in addition to such measures, by performing a method such as increasing the furnace pressure or flowing more nitrogen gas to the furnace atmosphere, the induction heating coil slit or outer winding and inner winding We have tried to make the prevention of discharge between the parts more reliable.

近年、単結晶の大口径化の要求は益々強くなってきている。そのため、FZ法においても、製造する単結晶の大口径化が進んでいる。ところが、FZ法により直径150mm以上、特には、直径200mm以上の大口径の単結晶を製造しようとする場合、上記従来の放電対策を採用しても、スリット12での放電がさけられず、高品質の単結晶を安定して製造することが出来なかった。   In recent years, the demand for larger diameters of single crystals has been increasing. Therefore, also in the FZ method, the diameter of a single crystal to be manufactured is increasing. However, when a single crystal having a large diameter of 150 mm or more, particularly 200 mm or more in diameter, is to be manufactured by the FZ method, even if the above-described conventional discharge countermeasures are adopted, the discharge at the slit 12 is not avoided, Quality single crystals could not be produced stably.

特公昭51−24964号公報Japanese Patent Publication No. 51-24964 特公昭63−10556号公報Japanese Patent Publication No. 63-10556 特開昭50−37346号公報JP 50-37346 A

本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、FZ法により大口径の単結晶を製造する場合であっても、誘導加熱コイルのスリットで生じる放電を効果的に防止でき、高い単結晶化率で安定して高品質の単結晶を製造することのできる単結晶製造装置及び単結晶製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and even when a large-diameter single crystal is manufactured by the FZ method, the discharge generated in the slits of the induction heating coil can be effectively prevented, and the high single crystal An object of the present invention is to provide a single crystal production apparatus and a single crystal production method capable of producing a high-quality single crystal stably at a conversion rate.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、FZ法による単結晶製造装置であって、少なくとも、原料結晶棒及び育成単結晶棒を収容するチャンバーと、前記原料結晶棒と前記育成単結晶棒の間に浮遊帯域を形成する熱源となりスリットを有する誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルのスリットでの放電を防ぐための前記誘導加熱コイルのスリット部にガスを吹き付けるノズルを具備するものであることを特徴とする単結晶製造装置を提供する(請求項1)。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an apparatus for producing a single crystal by the FZ method, which includes at least a chamber for accommodating a raw crystal rod and a grown single crystal rod, the raw crystal rod and the growing An induction heating coil having a slit as a heat source for forming a floating zone between single crystal rods, and a nozzle for blowing gas to the slit portion of the induction heating coil for preventing discharge at the slit of the induction heating coil An apparatus for producing a single crystal is provided (claim 1).

このように、ガスをスリット部へ局所的に流すことで、スリット部近傍の温度が低下することから荷電粒子の発生を抑制することができる上に、スリットに発生した荷電粒子をガスで吹き飛ばすことで除去することもできる。このため、上記本発明の単結晶製造装置を用いることで、誘導加熱コイルのスリットで生じる放電を効果的に防止でき、高い単結晶化率で安定して高品質の大口径単結晶を製造することができる。   As described above, by locally flowing the gas to the slit portion, the temperature in the vicinity of the slit portion is lowered, so that the generation of charged particles can be suppressed and the charged particles generated in the slit can be blown off with the gas. Can also be removed. For this reason, by using the single crystal manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to effectively prevent discharge generated in the slits of the induction heating coil, and stably manufacture a high-quality large-diameter single crystal at a high single crystallization rate. be able to.

また、本発明の単結晶製造装置では、前記ガスを吹き付けるノズルの材質が、石英、窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかであるのが好ましい(請求項2)。   In the single crystal manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that a material of the nozzle for blowing the gas is quartz, silicon nitride, or aluminum oxide (claim 2).

これらの材質から作製したノズルは、耐熱性に優れ、また、純度の高いものが得られるので、本発明の単結晶製造装置で用いるノズルとして適したものである。   Nozzles made from these materials are excellent in heat resistance and high in purity, and are suitable as nozzles used in the single crystal manufacturing apparatus of the present invention.

また、本発明の単結晶製造装置では、前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けるガスが、不活性ガス又は電気的負性気体であるのが好ましい(請求項3)。
これらのガスを吹き付けることで、スリット部近傍の温度を低下させ荷電粒子の発生を抑制するとともに、スリットに発生した荷電粒子をガスで吹き飛ばすことで除去する。
Moreover, in the single crystal manufacturing apparatus of this invention, it is preferable that the gas sprayed on the slit part of the said induction heating coil is an inert gas or an electrically negative gas (Claim 3).
By blowing these gases, the temperature in the vicinity of the slit portion is reduced to suppress the generation of charged particles, and the charged particles generated in the slit are removed by blowing off the gas.

この場合、前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付ける不活性ガスが、Arガス又は窒素ガスであるものとすることができる(請求項4)。   In this case, the inert gas sprayed on the slit portion of the induction heating coil may be Ar gas or nitrogen gas.

ガス絶縁に一般的に用いられるSFの絶縁耐力を1.0とした場合の相対値が、窒素は0.37〜0.43と高く、またArは0.04〜0.1である。このため、特に窒素ガスをノズルにより誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けることで、電圧が高く放電し易いスリット近傍の窒素濃度を局部的に高くすることができることから、放電防止効果が極めて高くなる。 When the dielectric strength of SF 6 generally used for gas insulation is 1.0, the relative value of nitrogen is as high as 0.37 to 0.43, and Ar is 0.04 to 0.1. For this reason, in particular, by blowing nitrogen gas to the slit portion of the induction heating coil by means of a nozzle, the nitrogen concentration in the vicinity of the slit, which is high in voltage and easy to discharge, can be locally increased, so that the discharge prevention effect becomes extremely high.

また、前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付ける電気的負性気体が、ドライO又はウェットOであるものとすることができる(請求項5)。 Moreover, the electrical negative gas sprayed on the slit part of the induction heating coil may be dry O 2 or wet O 2 (Claim 5).

ドライOやウェットO等の電気的負性気体は、電離によって生じた電子を付着させる電子付着効果が高く、これにより生じた負イオンは電界によって加速されにくくなり、衝突電離を行う恐れが少ない。このため、ドライOやウェットO等の電気的負性気体をノズルにより誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けることで、より一層スリットで放電しにくくなる。 Electrically negative gases such as dry O 2 and wet O 2 have a high electron adhesion effect for adhering electrons generated by ionization, and negative ions generated thereby are less likely to be accelerated by an electric field and may cause impact ionization. Few. Therefore, by spraying the electrically negative gas such as dry O 2 or wet O 2 in the slit portion of the induction heating coil by the nozzle, it is difficult to discharge more slits.

また、本発明の単結晶製造装置では、前記ノズルの先端位置が、前記育成単結晶棒の外径よりも外側であり、且つ前記ガスを吹き付けるノズルの先端と前記誘導加熱コイルの距離が、前記ノズルの先端から前記育成単結晶棒の固液界面までの距離よりも小さいものであるのが好ましい(請求項6)。   Moreover, in the single crystal manufacturing apparatus of the present invention, the tip position of the nozzle is outside the outer diameter of the growing single crystal rod, and the distance between the tip of the nozzle that blows the gas and the induction heating coil is It is preferable that the distance is smaller than the distance from the tip of the nozzle to the solid-liquid interface of the grown single crystal rod.

このようにノズルの先端位置を育成単結晶棒の外径よりも外側にして例えば窒素ガスを吹き付けるようにすれば、ノズルの先端位置から浮遊帯域直上の原料表面までの距離が十分に離れているので、浮遊帯域直上の原料表面に到達する窒素の量を十分に減らすことができる。このため、浮遊帯域直上の原料表面に窒化膜が生成する恐れが少ない。また、ノズルと育成単結晶が干渉する恐れもなくなる。さらに、ガスを吹き付けるノズルの先端と誘導加熱コイルの距離が、ノズルの先端から育成単結晶棒の固液界面までの距離よりも小さいものであれば、上記と同様の理由から、浮遊帯域直上の原料表面に窒化膜が生成する恐れが少ない。浮遊帯域直上の原料表面に例えば窒化膜が生成されると、窒化膜が剥れ、その剥れた窒化膜が固液界面に到達し、有転位化するなどの問題が生じる場合もあるが、上記のように浮遊帯域直上の原料表面に窒化膜が生成する恐れが少ないので、より高い単結晶化率でより安定して高品質の単結晶を製造することができる。   In this way, if the tip position of the nozzle is outside the outer diameter of the growing single crystal rod and, for example, nitrogen gas is blown, the distance from the tip position of the nozzle to the raw material surface immediately above the floating zone is sufficiently large. Therefore, the amount of nitrogen reaching the raw material surface immediately above the floating zone can be sufficiently reduced. For this reason, there is little possibility of forming a nitride film on the surface of the raw material immediately above the floating zone. Further, there is no possibility of interference between the nozzle and the grown single crystal. Furthermore, if the distance between the tip of the nozzle that blows the gas and the induction heating coil is smaller than the distance from the tip of the nozzle to the solid-liquid interface of the grown single crystal rod, for the same reason as above, just above the floating zone There is little risk of forming a nitride film on the surface of the material. For example, when a nitride film is generated on the surface of the raw material immediately above the floating zone, the nitride film may be peeled off, and the peeled nitride film may reach a solid-liquid interface, causing problems such as dislocation. As described above, since there is little possibility of forming a nitride film on the surface of the raw material immediately above the floating zone, a high-quality single crystal can be manufactured more stably at a higher single crystallization rate.

また、本発明の単結晶製造装置では、前記誘導加熱コイルのスリットに、絶縁部材を設けたものであるのが好ましい(請求項7)。   In the single crystal manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that an insulating member is provided in the slit of the induction heating coil.

このように、誘導加熱コイルのスリットに絶縁部材を設けることで、放電防止効果をさらに高めることができる。   Thus, by providing the insulating member in the slit of the induction heating coil, the discharge prevention effect can be further enhanced.

また、本発明の単結晶製造装置では、前記製造する単結晶が、シリコン単結晶であるものとすることができる(請求項8)。   In the single crystal manufacturing apparatus of the present invention, the single crystal to be manufactured may be a silicon single crystal (claim 8).

シリコン単結晶は、近年需要がますます増加しており、より高品質、より大口径の結晶を安定して製造することが求められている。本発明の単結晶製造装置は、このようなシリコン単結晶を製造するのに特に適した装置である。   In recent years, the demand for silicon single crystals is increasing, and there is a demand for stable production of crystals of higher quality and larger diameter. The single crystal manufacturing apparatus of the present invention is an apparatus particularly suitable for manufacturing such a silicon single crystal.

また、本発明の単結晶製造装置では、前記製造する単結晶が、直径150mm以上であるものとすることができる(請求項9)。   Moreover, in the single crystal manufacturing apparatus of this invention, the said single crystal to manufacture shall be 150 mm or more in diameter (Claim 9).

直径150mm以上の大口径の単結晶をFZ法で育成する場合、原料結晶を溶融するために誘導加熱コイルの電源端子に非常に高い電圧を印加する必要がある。この電圧は特に外周部スリットで高く、ここで放電が発生し易い。しかし、本発明の単結晶製造装置を用いることで、スリットで発生する放電を効果的に防止することができ、高い単結晶化率で安定して単結晶を製造することができる。   When a single crystal having a large diameter of 150 mm or more is grown by the FZ method, it is necessary to apply a very high voltage to the power supply terminal of the induction heating coil in order to melt the raw crystal. This voltage is particularly high at the outer peripheral slit, where discharge is likely to occur. However, by using the single crystal manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to effectively prevent discharge generated in the slit, and to manufacture a single crystal stably at a high single crystallization rate.

さらに、本発明は、上記本発明の単結晶製造装置を用いてFZ法により単結晶を製造することを特徴とする単結晶製造方法を提供する(請求項10)。   Furthermore, the present invention provides a single crystal manufacturing method characterized by manufacturing a single crystal by the FZ method using the single crystal manufacturing apparatus of the present invention.

このように本発明の単結晶製造装置を用いた単結晶製造方法でFZ法により単結晶を製造することにより、大口径かつ高品質な単結晶を安定して製造することが可能となる。   Thus, by manufacturing a single crystal by the FZ method using a single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus of the present invention, it becomes possible to stably manufacture a large-diameter and high-quality single crystal.

また、本発明は、原料結晶棒を誘導加熱コイルで加熱して浮遊帯域を形成し、前記浮遊帯域を移動させることで単結晶棒を育成するFZ法による単結晶製造方法であって、少なくとも、ノズルにより前記誘導加熱コイルのスリット部にガスを吹き付けることで該誘導加熱コイルのスリットでの放電を防いで単結晶棒を育成することを特徴とする単結晶製造方法を提供する(請求項11)。   Further, the present invention is a method for producing a single crystal by an FZ method in which a raw crystal bar is heated with an induction heating coil to form a floating zone, and the single crystal rod is grown by moving the floating zone, A single crystal manufacturing method is provided, wherein a single crystal rod is grown by blowing gas to a slit portion of the induction heating coil by a nozzle to prevent discharge in the slit of the induction heating coil (claim 11). .

このように、ガスをスリット部へ局所的に流すことで、スリット部近傍の温度が低下することから荷電粒子の発生を抑制することができる上に、スリットに発生した荷電粒子をガスで吹き飛ばすことで除去することもできる。このため、上記本発明の単結晶製造方法によれば、誘導加熱コイルのスリットで生じる放電を効果的に防止でき、高い単結晶化率で安定して高品質の大口径単結晶を製造することができる。   As described above, by locally flowing the gas to the slit portion, the temperature in the vicinity of the slit portion is lowered, so that the generation of charged particles can be suppressed and the charged particles generated in the slit can be blown off with the gas. Can also be removed. For this reason, according to the method for producing a single crystal of the present invention, it is possible to effectively prevent discharge generated in the slit of the induction heating coil, and to stably produce a high-quality large-diameter single crystal at a high single crystallization rate. Can do.

また、本発明の単結晶製造方法では、前記ガスを吹き付けるノズルの材質を、石英、窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかとすることができる(請求項12)。   In the method for producing a single crystal of the present invention, the material of the nozzle for blowing the gas can be any one of quartz, silicon nitride, and aluminum oxide (claim 12).

これらの材質から作製したノズルは、耐熱性に優れ、また、純度の高いものが得られるので、本発明の単結晶製造方法で用いるノズルに適している。   Nozzles made from these materials are excellent in heat resistance and can be obtained with high purity, and are therefore suitable for nozzles used in the method for producing a single crystal of the present invention.

また、本発明の単結晶製造方法では、前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けるガスを、不活性ガス又は電気的負性気体とすることができる(請求項13)。
これらのガスを吹き付けることで、スリット部近傍の温度を低下させ荷電粒子の発生を抑制するとともに、スリットに発生した荷電粒子をガスで吹き飛ばすことで除去する。
In the method for producing a single crystal of the present invention, the gas sprayed onto the slit portion of the induction heating coil can be an inert gas or an electrically negative gas.
By blowing these gases, the temperature in the vicinity of the slit portion is reduced to suppress the generation of charged particles, and the charged particles generated in the slit are removed by blowing off the gas.

この場合、前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付ける不活性ガスを、Arガス又は窒素ガスとすることができる(請求項14)。   In this case, the inert gas sprayed onto the slit portion of the induction heating coil can be Ar gas or nitrogen gas.

中でも窒素は、絶縁耐力が高い。このような窒素ガスをノズルにより誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けることで、電圧が高く放電し易いスリット近傍の窒素濃度を局部的に高くすることができることから、放電防止効果が極めて高くなる。   Among them, nitrogen has a high dielectric strength. By blowing such nitrogen gas to the slit portion of the induction heating coil with a nozzle, the nitrogen concentration in the vicinity of the slit, which has a high voltage and is easily discharged, can be locally increased, so that the discharge prevention effect is extremely high.

また、前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付ける電気的負性気体を、ドライO又はウェットOとすることができる(請求項15)。 Moreover, the electric negative gas sprayed on the slit part of the induction heating coil can be dry O 2 or wet O 2 (claim 15).

ドライOやウェットO等の電気的負性気体は、電離によって生じた電子を付着させる電子付着効果が高く、これにより生じた負イオンは電界によって加速されにくくなり、衝突電離を行い難くなる。このため、ドライOやウェットO等の電気的負性気体をノズルにより誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けることで、スリットで放電しにくくなる。 Electrically negative gases such as dry O 2 and wet O 2 have a high electron adhesion effect for adhering electrons generated by ionization, and the negative ions generated thereby are less likely to be accelerated by an electric field, making collision ionization difficult. . Therefore, by spraying the electrically negative gas such as dry O 2 or wet O 2 in the slit portion of the induction heating coil by the nozzle, it is difficult to discharge slit.

また、本発明の単結晶製造方法では、前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けるガスの流量を、10ml/min〜1l/minとするのが好ましい(請求項16)。   In the method for producing a single crystal of the present invention, it is preferable that the flow rate of the gas blown to the slit portion of the induction heating coil is 10 ml / min to 1 l / min.

このような流量で誘導加熱コイルのスリット部にガスを吹き付けることで、より確実に、荷電粒子の発生を抑制し、且つ、スリットに発生した荷電粒子をガスで吹き飛ばすことで除去することができる。   By blowing the gas to the slit portion of the induction heating coil at such a flow rate, the generation of charged particles can be suppressed more reliably and the charged particles generated in the slit can be removed by blowing off the gas.

また、本発明の単結晶製造方法では、前記ノズルの先端位置を、前記育成単結晶棒の外径よりも外側とし、且つ前記ガスを吹き付けるノズルの先端と前記誘導加熱コイルの距離を、前記ノズルの先端から前記育成単結晶棒の固液界面までの距離よりも小さくするのが好ましい(請求項17)。   In the single crystal manufacturing method of the present invention, the nozzle tip position is outside the outer diameter of the growing single crystal rod, and the distance between the nozzle tip for blowing the gas and the induction heating coil is the nozzle It is preferable that the distance be smaller than the distance from the tip of the solid-liquid interface of the grown single crystal rod.

このように、ノズルの先端位置を育成単結晶棒の外径よりも外側にしてガスを吹き付けること、また、ガスを吹き付けるノズルの先端と誘導加熱コイルの距離が、ノズルの先端から育成単結晶棒の固液界面までの距離よりも小さくすることで、浮遊帯域直上の原料表面に窒化膜等が生成され難くなり、有転位化を効果的に抑制することができる。このため、より高い単結晶化率でより安定して高品質の単結晶を製造することができる。   In this way, the nozzle tip position is outside the outer diameter of the growing single crystal rod, and the gas is blown. Also, the distance between the nozzle tip that blows the gas and the induction heating coil is the distance from the nozzle tip to the growing single crystal rod. By making the distance smaller than the distance to the solid-liquid interface, a nitride film or the like is hardly generated on the surface of the raw material immediately above the floating zone, and dislocation formation can be effectively suppressed. For this reason, a high-quality single crystal can be manufactured more stably at a higher single crystallization rate.

また、本発明の単結晶製造方法では、前記誘導加熱コイルのスリットに、絶縁部材を設けるのが好ましい(請求項18)。   In the method for producing a single crystal of the present invention, it is preferable to provide an insulating member in the slit of the induction heating coil.

このように、誘導加熱コイルのスリットに絶縁部材を設けることで、放電防止効果をさらに高めることができる。   Thus, by providing the insulating member in the slit of the induction heating coil, the discharge prevention effect can be further enhanced.

また、本発明の単結晶製造方法では、前記製造する単結晶を、シリコン単結晶とすることができる(請求項19)。   In the single crystal manufacturing method of the present invention, the single crystal to be manufactured can be a silicon single crystal.

シリコン単結晶は、近年需要がますます増加しており、より高品質、より大口径の結晶を安定して製造することが求められている。本発明の単結晶製造方法は、このようなシリコン単結晶を製造するのに特に適している。   In recent years, the demand for silicon single crystals is increasing, and there is a demand for stable production of crystals of higher quality and larger diameter. The single crystal manufacturing method of the present invention is particularly suitable for manufacturing such a silicon single crystal.

また、本発明の単結晶製造方法では、前記製造する単結晶を、直径150mm以上とすることができる(請求項20)。   In the method for producing a single crystal of the present invention, the single crystal to be produced can have a diameter of 150 mm or more (claim 20).

直径150mm以上の大口径の単結晶をFZ法で育成する場合、原料結晶を溶融するために誘導加熱コイルの電源端子に非常に高い電圧を印加する必要がある。この電圧は特に外周部スリットで高く、ここで放電が発生し易い。しかし、本発明の単結晶製造方法によれば、スリットで発生する放電を効果的に防止することができ、高い単結晶化率で安定して単結晶を製造することができる。   When a single crystal having a large diameter of 150 mm or more is grown by the FZ method, it is necessary to apply a very high voltage to the power supply terminal of the induction heating coil in order to melt the raw crystal. This voltage is particularly high at the outer peripheral slit, where discharge is likely to occur. However, according to the method for producing a single crystal of the present invention, the discharge generated in the slit can be effectively prevented, and the single crystal can be produced stably at a high single crystallization rate.

以上説明したように、本発明によれば、ノズルにより誘導加熱コイルのスリット部にガスを吹き付けるので、誘導加熱コイルのスリットで生じる放電を効果的に防止することができる。これにより、大口径であっても、高い単結晶化率で高品質の単結晶を安定して製造することができる。   As described above, according to the present invention, since the gas is blown to the slit portion of the induction heating coil by the nozzle, it is possible to effectively prevent the discharge generated in the slit of the induction heating coil. Thereby, even if it is a large diameter, a high quality single crystal can be stably manufactured with a high single crystallization rate.

以下、本発明についてさらに詳述する。
本発明者らは、直径150mm以上、特には直径200mm以上の大口径の単結晶をFZ法により製造する際、単結晶の品質を劣化させる原因について鋭意検討を重ねた。その結果、大口径の単結晶をFZ法により製造しようとすると、誘導加熱コイルスリット、特にコイル外周部のスリットで放電が発生するという問題が生じることに気づいた。
Hereinafter, the present invention will be described in further detail.
The inventors of the present invention have made extensive studies on the cause of deterioration of the quality of a single crystal when a single crystal having a diameter of 150 mm or more, particularly 200 mm or more, is manufactured by the FZ method. As a result, when an attempt was made to produce a large-diameter single crystal by the FZ method, it was found that there was a problem that discharge occurred in the induction heating coil slit, particularly the slit on the outer periphery of the coil.

この問題は、以下のような原因で生じていた。すなわち、単結晶の大口径化に伴い、誘導加熱コイルの電源端子に印加する電圧をより高くする必要があった。大口径の原料結晶棒を誘導加熱コイルで溶融して浮遊帯域を形成するためには、高い電力が必要だからである。例えば、直径200mmの単結晶の育成では、消費電力が160kWを超えるような高い電力で原料結晶棒を溶融して浮遊帯域を形成し、単結晶化している。しかし、このような高い電力のために、誘導加熱コイルのスリット部、特にスリット外周部の電圧が極めて高くなり、スリット部、特にスリット外周部で放電が発生していたのである。また、輻射等による温度上昇も、放電発生の原因の一つである。   This problem has occurred for the following reasons. That is, as the diameter of the single crystal is increased, it is necessary to increase the voltage applied to the power supply terminal of the induction heating coil. This is because high power is required to melt a large-diameter raw material crystal rod with an induction heating coil to form a floating zone. For example, in the growth of a single crystal having a diameter of 200 mm, the raw material crystal rod is melted at a high power that causes the power consumption to exceed 160 kW to form a floating zone, thereby forming a single crystal. However, due to such high electric power, the voltage at the slit portion of the induction heating coil, particularly the slit outer peripheral portion, became extremely high, and discharge occurred at the slit portion, particularly the slit outer peripheral portion. Further, temperature rise due to radiation or the like is one of the causes of discharge.

このような誘導加熱コイルのスリットで発生する放電を防止するためには、誘導加熱コイルのスリットの空隙部に絶縁性部材を挿入する方法(例えば、特許文献2参照)が開示されているが、この方法のみで、直径150mm以上、特には直径200mm以上の大口径の単結晶製造における高電圧における放電を完全に防止することは、困難である。この方法に加え、炉内圧を更に高くする方法、あるいは炉内雰囲気に窒素ガスを更に多く流す方法を採用することも考えられる。しかし、これらの方法を採用した場合、浮遊帯域直上の原料表面に生成された窒化膜が完全に溶融せずに固液界面に到達してしまうなどして、育成単結晶の無転位化を阻害する恐れがある。   In order to prevent the electric discharge generated in the slit of the induction heating coil, a method of inserting an insulating member into the gap of the slit of the induction heating coil (for example, see Patent Document 2) is disclosed. By this method alone, it is difficult to completely prevent discharge at a high voltage in the production of a single crystal having a diameter of 150 mm or more, particularly 200 mm or more. In addition to this method, it is conceivable to employ a method of further increasing the furnace pressure or a method of flowing more nitrogen gas into the furnace atmosphere. However, when these methods are adopted, the nitride film formed on the surface of the raw material immediately above the floating zone does not completely melt and reaches the solid-liquid interface. There is a fear.

そこで、本発明者らは、鋭意調査・研究を重ねた結果、誘導加熱コイルのスリット部で発生する放電を効果的に防止するためには、誘導加熱コイルのスリット部近傍に設置したノズルから誘導加熱コイルのスリット部にガスを直接的に吹き付ければ良いことに想到した。すなわち、ノズルからスリット部にガスを吹き付けるようにすれば、スリット部近傍の温度を低下させることができるので荷電粒子の発生を抑制することができるし、スリットに発生した荷電粒子をガスで吹き飛ばすことですばやく除去することもできる。このため、誘導加熱コイルのスリットで生じる放電を効果的に防止することができる。
以上のことから、本発明者らは、ノズルから誘導加熱コイルのスリット部にガスを吹き付けることで、誘導加熱コイルのスリットで生じる放電を効果的に防止することができ、これにより、大口径であっても、高品質の単結晶を安定して製造することができることに想到し、本発明を完成させた。
Therefore, as a result of intensive investigations and researches, the present inventors conducted induction from a nozzle installed in the vicinity of the slit portion of the induction heating coil in order to effectively prevent discharge generated in the slit portion of the induction heating coil. It was conceived that gas should be blown directly onto the slit portion of the heating coil. That is, if gas is blown from the nozzle to the slit portion, the temperature in the vicinity of the slit portion can be lowered, so that generation of charged particles can be suppressed, and charged particles generated in the slit can be blown away with gas. Can also be removed quickly. For this reason, the electric discharge which arises in the slit of an induction heating coil can be prevented effectively.
From the above, the present inventors can effectively prevent the discharge generated in the slit of the induction heating coil by blowing gas from the nozzle to the slit portion of the induction heating coil. Even in such a case, the inventors have conceived that a high-quality single crystal can be stably produced, thereby completing the present invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1は、本発明に係わるFZ法による単結晶製造装置の一例を示す概略図である。
このFZ単結晶製造装置40は、原料結晶棒1及び育成単結晶棒2を収容するチャンバー20と、前記原料結晶棒1と育成単結晶棒2の間に浮遊帯域10を形成するための熱源となる誘導加熱コイル7を有する。そして、誘導加熱コイル7のスリット近傍にガス吹き付けのためのノズル11が設置されている。この他、チャンバー20内には、原料結晶棒1を保持する上部保持治具4、種結晶8を保持する下部保持治具6、原料結晶棒1を上下移動、回転させるための上軸3、育成単結晶棒を上下移動、回転させるための下軸5などが配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus for producing a single crystal by the FZ method according to the present invention.
The FZ single crystal manufacturing apparatus 40 includes a chamber 20 that accommodates the raw material crystal rod 1 and the grown single crystal rod 2, and a heat source for forming a floating zone 10 between the raw material crystal rod 1 and the grown single crystal rod 2. It has the induction heating coil 7 which becomes. And the nozzle 11 for gas spraying is installed in the slit vicinity of the induction heating coil 7. In addition, in the chamber 20, there are an upper holding jig 4 for holding the raw material crystal rod 1, a lower holding jig 6 for holding the seed crystal 8, an upper shaft 3 for vertically moving and rotating the raw material crystal rod 1, A lower shaft 5 and the like for moving the grown single crystal rod up and down and rotating are arranged.

このような単結晶製造装置であれば、誘導加熱コイルのスリット部近傍に設置したノズルから誘導加熱コイルのスリット部にガスを吹き付けることができるので、誘導加熱コイルのスリットで生じる放電を防止することができる。また、このような単結晶製造装置であれば、炉内圧や炉内の窒素濃度を必要以上に高くしなくても、放電を防止することができる。そのため、直径150mm以上、特には直径200mm以上の大口径であっても、高い単結晶化率で単結晶を製造することができ、高品質の単結晶を安定して製造することができる。   With such a single crystal manufacturing apparatus, gas can be blown from the nozzle installed in the vicinity of the slit portion of the induction heating coil to the slit portion of the induction heating coil, thereby preventing discharge generated in the slit of the induction heating coil. Can do. Also, with such a single crystal manufacturing apparatus, discharge can be prevented without increasing the furnace pressure or the nitrogen concentration in the furnace more than necessary. Therefore, a single crystal can be produced at a high single crystallization rate even with a large diameter of 150 mm or more, particularly 200 mm or more, and a high-quality single crystal can be produced stably.

そして、図4は、図1に示すノズル形状の一例を示す概略説明図である。図4(a)は上から見た図(平面図)であり、図4(b)は横から見た図(側面図)であり、図4(c)は斜視図である。ガス、例えば、Arガス、窒素ガス等の不活性ガスや、ドライ(Dry)O、ウェット(Wet)O等の電気的負性気体がガス導入部17から入り、ノズル先端部18から誘導加熱コイルのスリット部へ吹き出される。このときノズル11は、電極、誘導加熱コイル、育成単結晶棒、浮遊帯域に接触せず、また、自動制御用カメラやFZ操業作業者の視界を妨げない形状とするのが好ましい。ガス導入部17は、誘導加熱コイルや浮遊帯域から離れ、温度が下がった位置で、テフロン(登録商標)チューブやSUS等の金属管に接続するのが良い。 FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing an example of the nozzle shape shown in FIG. 4A is a view (plan view) seen from above, FIG. 4B is a view seen from the side (side view), and FIG. 4C is a perspective view. Gas, for example, an inert gas such as Ar gas or nitrogen gas, or an electrically negative gas such as dry O 2 or wet O 2 enters from the gas introduction portion 17 and is guided from the nozzle tip portion 18. It blows out to the slit part of a heating coil. At this time, it is preferable that the nozzle 11 has a shape that does not contact the electrode, the induction heating coil, the growing single crystal rod, and the floating zone, and that does not obstruct the view of the automatic control camera or the FZ operator. The gas introduction unit 17 is preferably connected to a metal tube such as a Teflon (registered trademark) tube or SUS at a position where the temperature is lowered from the induction heating coil or the floating zone.

また、図5は、ノズル先端形状の例を示す概略説明図である。図5の1〜8−(a)は上から見た図(平面図)であり、図5の1〜8−(b)は横から見た図(側面図)である。図5の1−(a),(b)は1個の開口部の場合であり、図5の2−(a),(b)は1個の開口部にチューブを継ぎ足した場合である。図5の3−(a),(b)は誘導加熱コイルのスリットに沿って4個の開口部がある場合であり図5の4−(a),(b)は4個の開口部にそれぞれチューブを継ぎ足した場合である。もちろん、スリットに沿って開けられる開口部は、4個に限るものではない。図5の5−(a),(b)は誘導加熱コイルのスリットに垂直に2個の開口部の場合であり、図5の6−(a),(b)は誘導加熱コイルのスリットに垂直に2個の開口部にチューブを継ぎ足した場合である。図5の7−(a),(b)は誘導加熱コイルに垂直に2個の開口部が誘導加熱コイルのスリットに沿って4列ある場合であり、図5の8−(a),(b)は誘導加熱コイルのスリットに垂直に2個の開口部にチューブを継ぎ足したものが誘導加熱コイルのスリットに沿って4列ある場合である。もちろん、誘導加熱コイルのスリットに対して垂直な開口部は、2個に限るものではなく、誘導加熱コイルのスリットに沿った開口部の列は4列に限るものではない。   FIG. 5 is a schematic explanatory diagram showing an example of the nozzle tip shape. 1-8- (a) in FIG. 5 is a view (plan view) seen from above, and 1-8- (b) in FIG. 5 is a view (side view) seen from the side. 1- (a) and (b) in FIG. 5 are cases of one opening, and 2- (a) and (b) of FIG. 5 are cases in which a tube is added to one opening. 5- (a) and (b) in FIG. 5 are cases where there are four openings along the slits of the induction heating coil, and 4- (a) and (b) in FIG. This is the case where tubes are added. Of course, the number of openings that can be opened along the slit is not limited to four. 5- (a) and (b) of FIG. 5 show the case of two openings perpendicular to the slit of the induction heating coil, and 6- (a) and (b) of FIG. 5 show the slit of the induction heating coil. This is a case where a tube is added vertically to two openings. FIGS. 7- (a) and (b) show a case where there are four openings perpendicular to the induction heating coil along four slits of the induction heating coil. b) shows a case in which there are four rows along the slits of the induction heating coil in which tubes are added to two openings perpendicular to the slits of the induction heating coil. Of course, the number of openings perpendicular to the slits of the induction heating coil is not limited to two, and the number of openings along the slits of the induction heating coil is not limited to four.

ここで、ガスを吹き付けるノズルの材質が、石英、窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかであるのが好ましい。これらの材質から作製したノズルは、耐熱性に優れ、また、純度の高いものが得られるので、本発明の単結晶製造装置で用いるノズルとして適したものである。特にシリコン単結晶を育成する場合に、不純物となり難いので好ましい。   Here, it is preferable that the material of the nozzle that blows the gas is quartz, silicon nitride, or aluminum oxide. Nozzles made from these materials are excellent in heat resistance and high in purity, and are suitable as nozzles used in the single crystal manufacturing apparatus of the present invention. In particular, it is preferable when growing a silicon single crystal because it hardly becomes an impurity.

また、誘導加熱コイルのスリットに絶縁部材を設けるのが好ましい。これにより、放電防止効果をさらに高めることができるからである。例えば、図5の6−(a),(b)に示されるもののようにノズル先端部18の開口部が複数あるタイプは、図6に示すようにノズル先端部の開口部の間に、誘導加熱コイル7のスリット12に挿入した石英等の絶縁部材19がくるように配置するのが良い。   Moreover, it is preferable to provide an insulating member in the slit of the induction heating coil. This is because the discharge preventing effect can be further enhanced. For example, a type having a plurality of openings of the nozzle tip 18 such as those shown in 6- (a) and (b) of FIG. 5 is guided between the openings of the nozzle tip as shown in FIG. It is preferable that the insulating member 19 such as quartz inserted in the slit 12 of the heating coil 7 is disposed.

また、ノズル先端と誘導加熱コイルの距離は、ノズルの先端から育成単結晶棒の固液界面までの距離よりも小さいものであるのが好ましい。このように、ノズル先端と誘導加熱コイルの距離を近づけることで、吹き付けガスにより、スリットに発生した荷電粒子を十分に除去でき、また誘導加熱コイルのスリット近傍の温度を十分に下げることができる。このため、より確実な放電防止効果を得ることができる。特に、ノズル先端と誘導加熱コイルまでの距離を近づけ、しかも、ノズル先端と固液界面までの距離が十分に離れるようにすれば、窒素ガスを流した場合に、誘導加熱コイルのスリット近傍の窒素濃度上昇効果を高め、より確実な放電防止効果を発揮させることができるとともに、浮遊帯域直上の原料表面近傍の窒素濃度は低くすることができるので、浮遊帯域直上の原料表面で窒化膜が形成するのを十分に防ぐことができる。浮遊帯域直上の原料表面で形成された窒化膜が剥がれ固液界面に付着すると、有転位化が起こりやすくなるが、ノズル先端と固液界面までの距離が十分に離れていれば、そのような問題が生じる恐れも少ない。これらのことから、上記のようにノズル先端は、固液界面よりも誘導加熱コイルに近い位置に設置することが望ましい。   The distance between the nozzle tip and the induction heating coil is preferably smaller than the distance from the nozzle tip to the solid-liquid interface of the grown single crystal rod. In this way, by reducing the distance between the nozzle tip and the induction heating coil, charged particles generated in the slit can be sufficiently removed by the blowing gas, and the temperature in the vicinity of the slit of the induction heating coil can be sufficiently lowered. For this reason, the more reliable discharge prevention effect can be acquired. In particular, if the distance between the nozzle tip and the induction heating coil is close and the distance between the nozzle tip and the solid-liquid interface is sufficiently large, the nitrogen in the vicinity of the slit in the induction heating coil will flow when nitrogen gas is passed. The effect of increasing the concentration can be enhanced, a more reliable discharge prevention effect can be exhibited, and the nitrogen concentration in the vicinity of the raw material surface immediately above the floating zone can be lowered, so that a nitride film is formed on the raw material surface immediately above the floating zone. Can be sufficiently prevented. If the nitride film formed on the surface of the raw material immediately above the floating zone peels off and adheres to the solid-liquid interface, dislocation is likely to occur, but if the distance between the nozzle tip and the solid-liquid interface is sufficiently large, There is little risk of problems. For these reasons, as described above, it is desirable to install the nozzle tip at a position closer to the induction heating coil than the solid-liquid interface.

また、ノズルの先端位置が、育成単結晶棒の外径よりも外側であるのが好ましい。ノズルの先端位置が、育成単結晶棒の外径よりも外側であれば、電圧が最も高く放電し易い誘導加熱コイル外周部スリットにガスを吹き付けることができる。このため、スリットに発生した荷電粒子の除去効果、誘導加熱コイルの温度低減効果が十分に発揮され、十分な放電防止効果を得ることができる。特に、窒素ガスを流した場合には、誘導加熱コイル外周部のスリット近傍の窒素濃度上昇効果が十分に発揮され、十分な放電防止効果を得ることができる一方で、浮遊帯域直上の原料表面近傍の窒素濃度の上昇を抑えることができ、浮遊帯域直上の原料表面で窒化膜が形成するのを十分に防止することができる。浮遊帯域直上の原料表面で形成された窒化膜が剥がれ固液界面に付着すると、有転位化が起こりやすくなるが、ノズル先端と固液界面までの距離が十分に離れていれば、そのような問題が生じる恐れも少ない。また、ノズル先端が単結晶の外径より外側にあることで、育成単結晶とノズルが干渉するようなこともない。これらのことから、上記のようにノズル先端は、単結晶外径よりも外側に設置することが望ましい。   Moreover, it is preferable that the tip position of the nozzle is outside the outer diameter of the grown single crystal rod. If the tip position of the nozzle is outside the outer diameter of the grown single crystal rod, gas can be blown to the induction heating coil outer peripheral slit which has the highest voltage and is easy to discharge. For this reason, the effect of removing charged particles generated in the slit and the effect of reducing the temperature of the induction heating coil are sufficiently exhibited, and a sufficient discharge prevention effect can be obtained. In particular, when nitrogen gas is flowed, the effect of increasing the nitrogen concentration in the vicinity of the slit on the outer periphery of the induction heating coil is sufficiently exerted, and a sufficient discharge prevention effect can be obtained, while the vicinity of the raw material surface immediately above the floating zone Therefore, it is possible to sufficiently prevent the nitride film from being formed on the surface of the raw material immediately above the floating zone. If the nitride film formed on the surface of the raw material immediately above the floating zone peels off and adheres to the solid-liquid interface, dislocation is likely to occur, but if the distance between the nozzle tip and the solid-liquid interface is sufficiently large, There is little risk of problems. Further, since the nozzle tip is outside the outer diameter of the single crystal, the grown single crystal and the nozzle do not interfere with each other. For these reasons, it is desirable to install the nozzle tip outside the single crystal outer diameter as described above.

尚、ノズルの先端は、誘導加熱コイルから1mm以上離すのが望ましい。このように、ノズルの先端を、誘導加熱コイルから1mm以上離せば、誘導加熱コイル下面などに接触し難くなり、接触により誘導加熱コイルが振動するなどの問題が生じる恐れも少ない。   The tip of the nozzle is preferably 1 mm or more away from the induction heating coil. Thus, if the tip of the nozzle is separated from the induction heating coil by 1 mm or more, it becomes difficult to contact the lower surface of the induction heating coil and the like, and there is little possibility of problems such as vibration of the induction heating coil due to contact.

このような本発明の単結晶製造装置40を用いて、以下のように単結晶を製造する。ここでは、シリコン単結晶を製造する場合について説明する。
先ず、シリコン原料棒(多結晶棒、あるいは一度ゾーンを行ったFZ結晶、CZ法で作製した単結晶棒等)の溶融を開始する部分をコーン形状に加工し、加工歪みを除去するために表面のエッチングを行う。その後、図1に示すFZ法による単結晶製造装置40のチャンバー20内にシリコン原料棒1を収容し、チャンバー20内に設置された上軸3の上部保持治具4にネジ等で固定する。一方、下軸5の下部保持治具6にはシリコン単結晶からなる種結晶8を取り付ける。
Using such a single crystal manufacturing apparatus 40 of the present invention, a single crystal is manufactured as follows. Here, a case where a silicon single crystal is manufactured will be described.
First, the silicon raw material rod (polycrystalline rod, FZ crystal once zoned, single crystal rod produced by CZ method, etc.) is processed into a cone shape and the surface is removed to remove the processing distortion. Etching is performed. Thereafter, the silicon raw material rod 1 is accommodated in the chamber 20 of the single crystal manufacturing apparatus 40 by the FZ method shown in FIG. 1 and fixed to the upper holding jig 4 of the upper shaft 3 installed in the chamber 20 with screws or the like. On the other hand, a seed crystal 8 made of a silicon single crystal is attached to the lower holding jig 6 of the lower shaft 5.

また、この時、例えば石英、窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかの材質からなるノズルの先端位置を、誘導加熱コイル下1mm以上で、しかも、育成単結晶棒の外径よりも外側とし、且つノズルの先端と誘導加熱コイルの距離を、ノズルの先端と固液界面までの距離よりも小さくするようにしてノズルを設置する。そして、単結晶棒の育成時には、ガス、例えばAr、窒素等の不活性ガス、または、Arまたは窒素で1〜100%希釈したドライO、ウェットO等の電気的負性気体を、10ml/min〜1l/minの流量でノズルにより誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けるようにする。 At this time, for example, the nozzle tip position made of any material of quartz, silicon nitride, and aluminum oxide is 1 mm or more below the induction heating coil and outside the outer diameter of the grown single crystal rod, and the nozzle The nozzle is installed so that the distance between the tip of the coil and the induction heating coil is smaller than the distance between the tip of the nozzle and the solid-liquid interface. When growing the single crystal rod, 10 ml of gas, for example, an inert gas such as Ar or nitrogen, or an electric negative gas such as dry O 2 or wet O 2 diluted with Ar or nitrogen by 1 to 100% is used. The nozzle is sprayed to the slit portion of the induction heating coil at a flow rate of / min to 1 l / min.

次に、シリコン原料棒1のコーン部の下端をカーボンリング(不図示)で予備加熱する。その後、チャンバー20の下部から窒素ガスを含んだArガスを供給し、チャンバー上部より排気して、例えば0.05MPa、Arガスの流量を20〜30l/min、チャンバー内の雰囲気の窒素濃度を0.1〜0.5%とする。そして、シリコン原料棒1を誘導加熱コイル7で加熱溶融した後、コーン部先端を種結晶8に融着させ、絞り部9により無転位化し、上軸3と下軸5を回転させながらシリコン原料棒1を例えば2.3mm/minの速度で下降させることで浮遊帯域10をシリコン原料棒上端まで移動させてゾーニングし、シリコン単結晶棒2を成長させる。このとき、シリコン原料棒1を育成する際に回転中心となる上軸3と、単結晶化の際に単結晶の回転中心となる下軸5をずらして(偏芯させて)単結晶を育成することが好ましい。このように両中心をずらすことにより単結晶化の際に溶融部を攪拌させ、製造する単結晶の品質を均一化することができる。偏芯量は単結晶の直径に応じて設定すればよい。   Next, the lower end of the cone portion of the silicon raw material rod 1 is preheated with a carbon ring (not shown). Thereafter, Ar gas containing nitrogen gas is supplied from the lower part of the chamber 20 and exhausted from the upper part of the chamber, for example, 0.05 MPa, the flow rate of Ar gas is 20 to 30 l / min, and the nitrogen concentration in the atmosphere in the chamber is 0. .1 to 0.5%. After the silicon raw material rod 1 is heated and melted by the induction heating coil 7, the tip of the cone portion is fused to the seed crystal 8, the dislocation is made by the narrowed portion 9, and the silicon raw material 1 The rod 1 is moved down at a speed of, for example, 2.3 mm / min to move the floating zone 10 to the upper end of the silicon raw material rod and perform zoning to grow the silicon single crystal rod 2. At this time, a single crystal is grown by shifting (eccentrically) the upper shaft 3 serving as the center of rotation when growing the silicon raw material rod 1 and the lower shaft 5 serving as the center of rotation of the single crystal during single crystallization. It is preferable to do. By shifting both centers in this way, the melted portion can be stirred during single crystallization, and the quality of the single crystal to be produced can be made uniform. The amount of eccentricity may be set according to the diameter of the single crystal.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
直径170mmのCZシリコン単結晶をシリコン原料棒として、FZ法によりゾーニングを行い、直径205mm、直胴長さ50cmのシリコン単結晶を製造した。
このシリコン単結晶の製造の際には、図1に示す単結晶製造装置を用いた。誘導加熱コイルは内側の第一加熱コイルの外径を170mm、外側の第二加熱コイルの外径を280mmのパラレルコイルとし、炉内圧を0.18MPa、Arガス流量を30L/min、チャンバー内窒素ガス濃度を0.1%、成長速度を2.2mm/min、偏芯量を12mmとした。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
Example 1
Zoning was performed by FZ method using a CZ silicon single crystal having a diameter of 170 mm as a silicon raw material rod to produce a silicon single crystal having a diameter of 205 mm and a straight body length of 50 cm.
When manufacturing this silicon single crystal, the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used. The induction heating coil is a parallel coil in which the outer diameter of the inner first heating coil is 170 mm, the outer diameter of the second outer heating coil is 280 mm, the furnace pressure is 0.18 MPa, the Ar gas flow rate is 30 L / min, and the nitrogen in the chamber The gas concentration was 0.1%, the growth rate was 2.2 mm / min, and the eccentricity was 12 mm.

誘導加熱コイルのスリットには放電防止用石英板を挿入し、かつ、図5の6−(a),(b)の先端をもつノズルを2つの先端部で石英板を挟み込むように設置した。ノズル先端部の位置は、コイル下5mmでノズル先端部と固液界面との距離を20mmとし、単結晶径とコイル外周部の中間地点とし、Arガスを100ml/min吹き付けた。
そして、FZ法によるシリコン単結晶の育成を7回実施した。その結果、7回中、誘導加熱コイルのスリットで放電が2回発生し、ノントラブルは5回であった。
A discharge-preventing quartz plate was inserted into the slit of the induction heating coil, and a nozzle having tips 6- (a) and (b) in FIG. 5 was installed so that the quartz plate was sandwiched between two tip portions. The position of the nozzle tip was 5 mm below the coil, the distance between the nozzle tip and the solid-liquid interface was 20 mm, the middle point between the single crystal diameter and the coil outer periphery, and Ar gas was sprayed at 100 ml / min.
And the growth of the silicon single crystal by FZ method was implemented 7 times. As a result, the discharge occurred twice in the slit of the induction heating coil out of 7 times, and the non-trouble was 5 times.

(実施例2)
直径170mmのCZシリコン単結晶をシリコン原料棒として、FZ法によりゾーニングを行い、直径205mm、直胴長さ50cmのシリコン単結晶を製造した。
このシリコン単結晶の製造の際には、図1に示す単結晶製造装置を用いた。誘導加熱コイルは内側の第一加熱コイルの外径を170mm、外側の第二加熱コイルの外径を280mmのパラレルコイルとし、炉内圧を0.18MPa、Arガス流量を30L/min、チャンバー内窒素ガス濃度を0.1%、成長速度を2.2mm/min、偏芯量を12mmとした。
(Example 2)
Zoning was performed by FZ method using a CZ silicon single crystal having a diameter of 170 mm as a silicon raw material rod to produce a silicon single crystal having a diameter of 205 mm and a straight body length of 50 cm.
When manufacturing this silicon single crystal, the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used. The induction heating coil is a parallel coil in which the outer diameter of the inner first heating coil is 170 mm, the outer diameter of the second outer heating coil is 280 mm, the furnace pressure is 0.18 MPa, the Ar gas flow rate is 30 L / min, and the nitrogen in the chamber The gas concentration was 0.1%, the growth rate was 2.2 mm / min, and the eccentricity was 12 mm.

誘導加熱コイルのスリットには放電防止用石英板を挿入し、かつ、図5の6−(a),(b)の先端をもつノズルを2つの先端部で石英板を挟み込むように設置した。ノズル先端部の位置は、コイル下5mmでノズル先端部と固液界面との距離を20mmとし、単結晶径とコイル外周部の中間地点とし、窒素ガスを100ml/min吹き付けた。
そして、FZ法によるシリコン単結晶の育成を12回実施した。その結果、12回中、誘導加熱コイルのスリットで放電が発生せず、全てノントラブルであった。
A discharge-preventing quartz plate was inserted into the slit of the induction heating coil, and a nozzle having tips 6- (a) and (b) in FIG. 5 was installed so that the quartz plate was sandwiched between two tip portions. The position of the nozzle tip was 5 mm below the coil, the distance between the nozzle tip and the solid-liquid interface was 20 mm, the middle point between the single crystal diameter and the coil outer periphery, and nitrogen gas was blown at 100 ml / min.
And the growth of the silicon single crystal by FZ method was implemented 12 times. As a result, no discharge occurred at the slit of the induction heating coil during 12 times, and all were trouble-free.

(実施例3)
直径170mmのCZシリコン単結晶をシリコン原料棒として、FZ法によりゾーニングを行い、直径205mm、直胴長さ50cmのシリコン単結晶を製造した。
このシリコン単結晶の製造の際には、図1に示す単結晶製造装置を用いた。誘導加熱コイルは内側の第一加熱コイルの外径を170mm、外側の第二加熱コイルの外径を280mmのパラレルコイルとし、炉内圧を0.18MPa、Arガス流量を30L/min、チャンバー内窒素ガス濃度を0.1%、成長速度を2.2mm/min、偏芯量を12mmとした。
(Example 3)
Zoning was performed by FZ method using a CZ silicon single crystal having a diameter of 170 mm as a silicon raw material rod to produce a silicon single crystal having a diameter of 205 mm and a straight body length of 50 cm.
When manufacturing this silicon single crystal, the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used. The induction heating coil is a parallel coil in which the outer diameter of the inner first heating coil is 170 mm, the outer diameter of the second outer heating coil is 280 mm, the furnace pressure is 0.18 MPa, the Ar gas flow rate is 30 L / min, and the nitrogen in the chamber The gas concentration was 0.1%, the growth rate was 2.2 mm / min, and the eccentricity was 12 mm.

誘導加熱コイルのスリットには放電防止用石英板を挿入し、かつ、図5−6(a),(b)の先端をもつノズルを2つの先端部で石英板を挟み込むように設置した。ノズル先端部の位置は、コイル下5mmでノズル先端部と固液界面との距離を20mmとし、単結晶径とコイル外周部の中間地点とし、Arで20%に希釈したドライOガスを100ml/min吹き付けた。
そして、FZ法によるシリコン単結晶の育成を6回実施した。その結果、6回中、誘導加熱コイルのスリットで放電が発生せず、全てノントラブルであった。
A discharge-preventing quartz plate was inserted into the slit of the induction heating coil, and a nozzle having the tip shown in FIGS. 5-6 (a) and (b) was installed so that the quartz plate was sandwiched between the two tip portions. The position of the nozzle tip is 5 mm below the coil, the distance between the nozzle tip and the solid-liquid interface is 20 mm, the intermediate point between the single crystal diameter and the coil outer periphery, and 100 ml of dry O 2 gas diluted to 20% with Ar. / Min sprayed.
And the growth of the silicon single crystal by FZ method was implemented 6 times. As a result, no discharge occurred in the slit of the induction heating coil during 6 times, and all were trouble-free.

(比較例1)
直径170mmのCZシリコン単結晶をシリコン原料棒として、FZ法によりゾーニングを行い、直径205mm、直胴長さ50cmのシリコン単結晶を製造した。
このシリコン単結晶の製造の際には、図2に示す単結晶製造装置を用いた。誘導加熱コイルは内側の第一加熱コイルの外径を170mm、外側の第二加熱コイルの外径を280mmのパラレルコイルとし、炉内圧を0.18MPa、Arガス流量を30L/min、チャンバー内窒素ガス濃度を0.1%、成長速度を2.2mm/min、偏芯量を12mmとした。
(Comparative Example 1)
Zoning was performed by FZ method using a CZ silicon single crystal having a diameter of 170 mm as a silicon raw material rod to produce a silicon single crystal having a diameter of 205 mm and a straight body length of 50 cm.
When manufacturing this silicon single crystal, the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 2 was used. The induction heating coil is a parallel coil in which the outer diameter of the inner first heating coil is 170 mm, the outer diameter of the second outer heating coil is 280 mm, the furnace pressure is 0.18 MPa, the Ar gas flow rate is 30 L / min, and the nitrogen in the chamber The gas concentration was 0.1%, the growth rate was 2.2 mm / min, and the eccentricity was 12 mm.

誘導加熱コイルのスリットには放電防止用石英板を挿入した。
そして、FZ法によるシリコン単結晶の育成を10回実施した。その結果、10回中、誘導加熱コイルのスリットで全て放電が発生した。
A quartz plate for preventing discharge was inserted into the slit of the induction heating coil.
And the growth of the silicon single crystal by FZ method was implemented 10 times. As a result, all of the discharges occurred in the slits of the induction heating coil during 10 times.

このように、実施例1〜3では、比較例1に比べ誘導加熱コイルのスリットで生じる放電を効果的に防止できたことが判る。このため、実施例1〜3では、高い単結晶化率で安定して高品質の単結晶を製造することができた。
一方、比較例1では、誘導加熱コイルのスリットで頻繁に放電が発生したため、単結晶化率が低くなり、実質上、大口径の単結晶を製造することができなかった。
Thus, in Examples 1-3, it turns out that the electric discharge which arises in the slit of an induction heating coil compared with the comparative example 1 was able to be prevented effectively. For this reason, in Examples 1-3, the high quality single crystal was able to be manufactured stably with the high single crystallization rate.
On the other hand, in Comparative Example 1, since discharge frequently occurred in the slits of the induction heating coil, the single crystallization rate was low, and a single crystal having a large diameter could not be manufactured substantially.

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

本発明に係わるFZ法による単結晶製造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the single crystal manufacturing apparatus by FZ method concerning this invention. 従来技術に係わるFZ法による単結晶製造装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the single crystal manufacturing apparatus by FZ method concerning a prior art. 誘導加熱コイルの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of an induction heating coil. ガス吹き付け用ノズルの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the nozzle for gas spraying. ガス吹き付け用ノズルの先端形状の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the front-end | tip shape of the nozzle for gas spraying. 先端が複数あるガス吹き付け用ノズルを取り付けた様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that the nozzle for gas spraying with multiple front-end | tips was attached.

符号の説明Explanation of symbols

1…原料結晶棒(シリコン原料棒)、 2…育成単結晶棒(シリコン単結晶棒)、
3…上軸、 4…上部保持治具、 5…下軸、 6…下部保持治具、
7,7a…誘導加熱コイル、 8…種結晶、 9…絞り部、 10…浮遊帯域、
11…ガス吹き付け用ノズル、 12…スリット、
12a,12b…対向面、 13a,13b…電源端子、 14…内周面、
15…外周面、 17…ガス導入部、
18…ノズル先端部、 19…絶縁部材、 20…チャンバー、
30…従来のFZ単結晶製造装置、
40…本発明のFZ単結晶製造装置。
1 ... Raw material crystal rod (silicon raw material rod), 2 ... Growing single crystal rod (silicon single crystal rod),
3 ... Upper shaft, 4 ... Upper holding jig, 5 ... Lower shaft, 6 ... Lower holding jig,
7, 7a ... induction heating coil, 8 ... seed crystal, 9 ... throttle part, 10 ... floating zone,
11 ... Nozzle for gas spraying, 12 ... Slit,
12a, 12b ... opposing surface, 13a, 13b ... power supply terminal, 14 ... inner peripheral surface,
15 ... outer peripheral surface, 17 ... gas introduction part,
18 ... Nozzle tip, 19 ... Insulating member, 20 ... Chamber,
30 ... Conventional FZ single crystal manufacturing equipment,
40: FZ single crystal production apparatus of the present invention.

Claims (20)

FZ法による単結晶製造装置であって、少なくとも、原料結晶棒及び育成単結晶棒を収容するチャンバーと、前記原料結晶棒と前記育成単結晶棒の間に浮遊帯域を形成する熱源となりスリットを有する誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルのスリットでの放電を防ぐための前記誘導加熱コイルのスリット部にガスを吹き付けるノズルを具備するものであることを特徴とする単結晶製造装置。   An apparatus for producing a single crystal by the FZ method, which has at least a chamber for accommodating a raw material crystal rod and a grown single crystal rod, and a slit serving as a heat source for forming a floating zone between the raw material crystal rod and the grown single crystal rod An apparatus for producing a single crystal, comprising: an induction heating coil; and a nozzle for blowing gas to a slit portion of the induction heating coil for preventing discharge at the slit of the induction heating coil. 前記ガスを吹き付けるノズルの材質が、石英、窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の単結晶製造装置。   The single crystal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a material of the nozzle that blows the gas is quartz, silicon nitride, or aluminum oxide. 前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けるガスが、不活性ガス又は電気的負性気体であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の単結晶製造装置。   The single crystal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the gas blown to the slit portion of the induction heating coil is an inert gas or an electrically negative gas. 前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付ける不活性ガスが、Arガス又は窒素ガスであることを特徴とする請求項3に記載の単結晶製造装置。   The single crystal manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the inert gas blown to the slit portion of the induction heating coil is Ar gas or nitrogen gas. 前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付ける電気的負性気体が、ドライO又はウェットOであることを特徴とする請求項3に記載の単結晶製造装置。 The single crystal manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the electrical negative gas blown to the slit portion of the induction heating coil is dry O 2 or wet O 2 . 前記ノズルの先端位置が、前記育成単結晶棒の外径よりも外側であり、且つ前記ガスを吹き付けるノズルの先端と前記誘導加熱コイルの距離が、前記ノズルの先端から前記育成単結晶棒の固液界面までの距離よりも小さいものであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の単結晶製造装置。   The position of the tip of the nozzle is outside the outer diameter of the growing single crystal rod, and the distance between the tip of the nozzle that blows the gas and the induction heating coil is fixed from the tip of the nozzle to the fixed single crystal rod. The single crystal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the single crystal manufacturing apparatus is smaller than a distance to the liquid interface. 前記誘導加熱コイルのスリットに、絶縁部材を設けたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の単結晶製造装置。   The single crystal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein an insulating member is provided in a slit of the induction heating coil. 前記製造する単結晶が、シリコン単結晶であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の単結晶製造装置。   The single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the single crystal to be manufactured is a silicon single crystal. 前記製造する単結晶が、直径150mm以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の単結晶製造装置。   The single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the single crystal to be manufactured has a diameter of 150 mm or more. 請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の単結晶製造装置を用いてFZ法により単結晶を製造することを特徴とする単結晶製造方法。   A single crystal manufacturing method, wherein a single crystal is manufactured by the FZ method using the single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 9. 原料結晶棒を誘導加熱コイルで加熱して浮遊帯域を形成し、前記浮遊帯域を移動させることで単結晶棒を育成するFZ法による単結晶製造方法であって、少なくとも、ノズルにより前記誘導加熱コイルのスリット部にガスを吹き付けることで該誘導加熱コイルのスリットでの放電を防いで単結晶棒を育成することを特徴とする単結晶製造方法。   A method for producing a single crystal by an FZ method in which a raw crystal bar is heated by an induction heating coil to form a floating zone, and the single crystal rod is grown by moving the floating zone, and at least the induction heating coil by a nozzle A method for producing a single crystal, characterized in that a single crystal rod is grown by preventing gas from being discharged at the slit of the induction heating coil by blowing a gas to the slit portion of the coil. 前記ガスを吹き付けるノズルの材質を、石英、窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかとすることを特徴とする請求項11に記載の単結晶製造方法。   The method for producing a single crystal according to claim 11, wherein a material of the nozzle for blowing the gas is any one of quartz, silicon nitride, and aluminum oxide. 前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けるガスを、不活性ガス又は電気的負性気体とすることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の単結晶製造方法。   The method for producing a single crystal according to claim 11 or 12, wherein a gas blown to the slit portion of the induction heating coil is an inert gas or an electrically negative gas. 前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付ける不活性ガスを、Arガス又は窒素ガスとすることを特徴とする請求項13に記載の単結晶製造方法。   The single crystal manufacturing method according to claim 13, wherein the inert gas blown to the slit portion of the induction heating coil is Ar gas or nitrogen gas. 前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付ける電気的負性気体を、ドライO又はウェットOとすることを特徴とする請求項13に記載の単結晶製造方法。 The method for producing a single crystal according to claim 13, wherein the electrically negative gas blown to the slit portion of the induction heating coil is dry O 2 or wet O 2 . 前記誘導加熱コイルのスリット部に吹き付けるガスの流量を、10ml/min〜1l/minとすることを特徴とする請求項11乃至請求項15のいずれか1項に記載の単結晶製造方法。   The method for producing a single crystal according to any one of claims 11 to 15, wherein a flow rate of a gas blown to a slit portion of the induction heating coil is set to 10 ml / min to 1 l / min. 前記ノズルの先端位置を、前記育成単結晶棒の外径よりも外側とし、且つ前記ガスを吹き付けるノズルの先端と前記誘導加熱コイルの距離を、前記ノズルの先端から前記育成単結晶棒の固液界面までの距離よりも小さくすることを特徴とする請求項11乃至請求項16のいずれか1項に記載の単結晶製造方法。   The position of the tip of the nozzle is outside the outer diameter of the growing single crystal rod, and the distance between the tip of the nozzle that blows the gas and the induction heating coil is determined from the tip of the nozzle to the solid liquid of the growing single crystal rod. The single crystal manufacturing method according to any one of claims 11 to 16, wherein the distance is smaller than a distance to the interface. 前記誘導加熱コイルのスリットに、絶縁部材を設けることを特徴とする請求項11乃至請求項17のいずれか1項に記載の単結晶製造方法。   The single crystal manufacturing method according to any one of claims 11 to 17, wherein an insulating member is provided in a slit of the induction heating coil. 前記製造する単結晶を、シリコン単結晶とすることを特徴とする請求項11乃至請求項18のいずれか1項に記載の単結晶製造方法。   The single crystal manufacturing method according to claim 11, wherein the single crystal to be manufactured is a silicon single crystal. 前記製造する単結晶を、直径150mm以上とすることを特徴とする請求項11乃至請求項19のいずれか1項に記載の単結晶製造方法。   The single crystal manufacturing method according to any one of claims 11 to 19, wherein the single crystal to be manufactured has a diameter of 150 mm or more.
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