JP2008120623A - 単結晶の引上げ方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも、種結晶をルツボ内の融液に接触させた後、拡径部を形成する拡径工程と、直胴部を育成する直胴工程と、テイル部を形成するテイル工程とを備え、かつ育成単結晶を囲繞するように円環状の構造物を融液表面上方に配置し、該構造物の下端と融液表面との距離を制御しつつ前記育成単結晶を引上げる、チョクラルスキー法により単結晶を育成する単結晶引上げ方法において、前記テイル工程中の前記構造物下端と融液表面との距離を、前記直胴工程中の前記構造物下端と融液表面との距離より小さくなるように制御して前記育成単結晶を引上げることを特徴とする単結晶引上げ方法。
【選択図】図4
Description
が低くなると、操業時間が長引き、生産性が低下するという問題がある。
このように単結晶製造の生産性、歩留りの低下を招く育成単結晶の有転位化の原因としてはシリコン酸化物やカーボン等の固体粒、及び過冷却により原料融液中に発生する育成単結晶の成長界面以外で発生、成長した固化物の結晶成長界面への付着等が挙げられる。
しかし、DPMを小さくすると、上記ルツボ内の半径方向の温度勾配が大きくなるため、結晶欠陥を誘発してしまい、単結晶の品質が低下してしまう。このため、DPMは上記直胴工程によって育成される直胴部の品質によって決められることが多く、概して、品質優先で設定されている。
また、該DPMの調整は、上記構造物を下方へ移動させても良いし、該ルツボと単結晶を同時に上方へ移動させることと組み合わせて行っても良い。
また、引上げる単結晶がシリコンであれば、最も広く用いられており、上記テイル工程中における育成単結晶の成長界面以外に発生する固化物の対策は特に必要であり、本発明が有効である。
その上、上記単結晶引上げ中に発生する育成単結晶の成長界面以外の固化物(以下、固化物と呼ぶ)は、融液中で、主としてルツボ内壁から固化領域を拡大していき、ついには育成単結晶とルツボを連結してしまうなどして、単結晶の落下、延いては引上げ装置の損傷を招く恐れもある。
図5は、本発明で用いた単結晶製造装置の概略構成図である。
該テイル工程において、DPMが小さければ小さい程、固化物の発生率は小さくなる。しかし、あまり該DPMを小さくし過ぎると、適切な単結晶引上げ条件でなくなり、有転位化し易くなり、構造物下端が融液表面に接触する場合もある。従って、該DPMは、固化物の発生率が十分に低く、かつ該単結晶に有転位化等の発生が問題にならないよう適切な操業条件となるように設定する必要がある。具体的には、上記直胴工程の時のDPMにもよるが、該直胴工程の時のDPMと比べて、20mm程度以内で小さい距離に変更すれば、固化物の発生率低減と適切な操業条件との両立が容易である。
しかし、テイル工程のあまりに早い時期にDPMを直胴工程時のDPMよりも小さくしてしまうと、直胴部の品質に影響を与える場合があるので、テイル工程前半の途中、具体的には、例えば、テイル工程開始後1時間程度にてDPMの変更を開始すれば良い。
チョクラルスキー法によりシリコン単結晶を育成する単結晶引上げ法において、上記図5と同様の単結晶製造装置を用いた。本実施例では、融液表面9の直上の構造物として整流筒8を用いた。
本実施例では、該テイル工程中のDPMを変更するのに、ルツボ4、5および育成単結晶2を同時に上方へ移動させたが、整流筒8を下方へ移動させるか、もしくは両者を組み合わせることにより行っても良い。
Claims (4)
- 少なくとも、種結晶をルツボ内の融液に接触させた後、拡径部を形成する拡径工程と、直胴部を育成する直胴工程と、テイル部を形成するテイル工程とを備え、かつ育成単結晶を囲繞するように円環状の構造物を融液表面上方に配置し、該構造物の下端と融液表面との距離を制御しつつ前記育成単結晶を引上げる、チョクラルスキー法により単結晶を育成する単結晶引上げ方法において、前記テイル工程中の前記構造物下端と融液表面との距離を、前記直胴工程中の前記構造物下端と融液表面との距離より小さくなるように制御して前記育成単結晶を引上げることを特徴とする単結晶引上げ方法。
- 前記テイル工程中の前記構造物下端と融液表面との距離を、前記構造物を下方へ移動させるか、又は前記単結晶と前記ルツボを上方へ移動させるか、若しくは両者を組み合わせることにより、前記直胴工程中の融液表面と前記構造物下端との距離より小さくすることを特徴とする請求項1に記載の単結晶の引上げ方法。
- 前記構造物を整流筒又は熱遮蔽筒とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の単結晶の引上げ方法。
- 前記引上げる単結晶をシリコンとすることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の単結晶の引上げ方法。
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