JP2011530474A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. 半導体融液内に存在する浮力セルに対抗するように時間的に変化する磁場を印加する方法であって、チョクラルスキー法により該半導体融液から引き上げるシード結晶上に該半導体溶液より単結晶インゴットを成長させる該方法が、
   前記浮力セルに対抗するポンプ力の方向と大きさを決定する工程と、
   前記半導体融液中に前記ポンプ力を形成し前記浮力セルに対抗する時間的に変化する磁場の特性を規定する工程と、
   上部コイルに第１の交流電流（Ｉ_ＵＡＣ）を供給し、かつ下部コイルに第２の交流電流（Ｉ_ＬＡＣ）を供給し、前記規定した時間的に変化する磁場を形成し、該時間的に変化する磁場が前記半導体融液にポンプ力を形成する工程と、
   前記半導体融液中の前記浮力セルに対抗するように前記形成した時間的に変化する磁場を印加し、前記インゴットに対して凹となる融液―固体界面形状を形成し、前記インゴットが少なくとも２００ｍｍの直径を有する工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記ポンプ力の方向と大きさを決定する工程が、前記半導体融液中の前記浮力セルにより生ずる浮力の時間経過を求めることを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ポンプ力を形成する前記時間的に変化する磁場の特性を規定する工程が、前記半導体融液中の前記浮力セルにより生ずる前記浮力に対抗し該浮力を弱める前記ポンプ力を規定することを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記浮力セルに対抗する前記ポンプ力の方向と大きさを決定する工程が、結晶成長システムのコンピュータモデリングと解析とを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記前記ポンプ力の方向と大きさを決定する工程が、前記半導体融液中の前記浮力の方向に対向する方向にポンプ力を形成するＩ_ＵＡＣおよびＩ_ＬＡＣの位相を決定する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記前記ポンプ力の方向と大きさを決定する工程が、前記半導体融液中の前記浮力の反対の強さのポンプ力を形成するＩ_ＵＡＣおよびＩ_ＬＡＣの振幅を決定する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 前記形成した時間的に変化する磁場を印加し、前記インゴットに対して凹となる前記融液−固体界面形状を形成する工程が、該インゴット内に延在する放物線形状の融液−固体界面を形成することを含み、ガルウイング形状が生じないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記形成した時間的に変化する磁場を印加し、前記インゴットに対して凹となる前記融液−固体界面形状を形成する工程が、前記インゴットの端部で０インチの高さを有し、該インゴットの中央部で０インチより大きい高さを有する融液−固体界面の形状を形成することと含む請求項１に記載の方法。
9. 融液−固体界面に沿ってインゴットの端部をインゴットの中心部に接続する曲線が局所的な最小高さを有さない融液−固体界面形状を形成すること更に含む請求項８に記載の方法。
10. 少なくとも３００ｍｍの直径を有するインゴットを形成することを含む請求項１に記載の方法。
11. 半導体融液内に存在する浮力セルに対抗するように時間的に変化する磁場を印加するシステムであって、チョクラルスキー法により該融液から引き上げるシード結晶上に該半導体溶液より単結晶インゴットを成長させる該システムが、
    ２００ｍｍよりも大きな直径を有するインゴットの製造を容易にするように構成された坩堝の外側に隣接して位置する、磁場を形成するための第１の一組のコイルと第２の一組のコイルと、
    プロセッサを含むコントロールユニットであって、
    浮力セルからの浮力に対抗するポンプ力の方向と大きさと、
    前記ポンプ力を形成する時間的に変化する磁場を規定する一組の特性と、を決定するように構成されたコントロールユニットと、
    を含み、
    前記コントロールユニットが、前記第１の一組のコイルへの第１の交流電流（Ｉ_ＵＡＣ）および前記第２の一組のコイルへの第２の交流電流（Ｉ_ＬＡＣ）の少なくとも１つを供給し、決定した前記の一組の特性を有する前記時間的に変化する磁場を形成するように構成され、該時間的に変化する磁場が前記浮力セルの浮力に対抗し前記インゴットに対して凹となる融液―固体界面形状を形成することを特徴とするシステム。
12. 前記時間的に変化する磁場を規定する前記一組の特性が、Ｉ_ＵＡＣの位相、Ｉ_ＬＡＣの位相、Ｉ_ＵＡＣの大きさおよびＩ_ＬＡＣの大きさの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記コントロールユニットが、更にＩ_ＵＡＣとＩ_ＬＡＣの複数の位相を保存するように構成され、該位相が前記ポンプ力の方向を決定することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 前記コントロールユニットが、更にＩ_ＵＡＣとＩ_ＬＡＣの複数の大きさを保存するように構成され、該Ｉ_ＵＡＣとＩ_ＬＡＣの大きさが前記ポンプ力の大きさを決定することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
15. 前記コントロールユニットが、更に前記第１の一組のコイルおよび前記第２の一組のコイルの少なくとも１つに、直流（ＤＣ）電流を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
16. 前記コントロールユニットが、Ｉ_ＵＡＣおよびＩ_ＬＡＣの少なくとも１つを前記少なくとも１つのＤＣ電流に重ねることを特徴とするシステム。
17. 単結晶シリコンインゴットのチョクラルスキー法を実施している半導体融液中にポンプ力を形成する方法であって、該方法が、
    前記半導体融液中に存在する浮力に対抗するポンプ力の方向と大きさを決定する工程と、
    第１の交流電流（Ｉ_ＵＡＣ）および第２の交流電流（Ｉ_ＬＡＣ）の交流プロファイルを保存する工程と、
    第１のコイルと第２のコイルとにそれぞれ、Ｉ_ＵＡＣとＩ_ＬＡＣとを印加し、時間的に変化する磁場を形成する工程と、
    該時間的に変化する磁場を前記半導体融液に印加し、該半導体融液中にポンプ力を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
18. 交流プロファイルを保存する工程が、Ｉ_ＵＡＣおよびＩ_ＬＡＣのそれぞれの大きさ、周波数および位相角の少なくとも１つを保存する工程を含み、Ｉ_ＵＡＣおよびＩ_ＬＡＣの大きさと位相角とが形成されたポンプ力の大きさと方向を決定することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記時間的に変化する磁場を前記半導体融液に印加する工程が、２００ｍｍより大きい直径を有する半導体インゴットを製造する工程の間、前記時間的に変化する磁場を半導体融液に印加する工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記時間的に変化する磁場を前記半導体融液に印加する工程が、前記インゴットに対して凹となる融液―固体界面形状を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。