JP2012082121A - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 石英るつぼ内に収容された多結晶シリコンを溶融してシリコン融液とする溶融工程と、前記シリコン融液の融液面に種結晶を接触させ、前記シリコン融液に磁場を印加しながら前記種結晶を上方に引き上げることによりシリコン単結晶を育成する引き上げ工程とを有するMCZ法によるシリコン単結晶の製造方法であって、
少なくとも、前記溶融工程後、前記引き上げ工程前に、前記シリコン融液に磁場を印加して放置する工程と、その後、磁場の印加を止めて放置する工程とを行うことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
【選択図】 なし
Description
石英るつぼ内に収容された多結晶シリコンを溶融してシリコン融液とする溶融工程と、前記シリコン融液の融液面に種結晶を接触させ、前記シリコン融液に磁場を印加しながら前記種結晶を上方に引き上げることによりシリコン単結晶を育成する引き上げ工程とを有するMCZ法によるシリコン単結晶の製造方法であって、
少なくとも、前記溶融工程後、前記引き上げ工程前に、前記シリコン融液に磁場を印加して放置する工程と、その後、磁場の印加を止めて放置する工程とを行うことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法を提供する。
前述のように、石英るつぼに不純物層を形成することなく、またシリコン単結晶を製造していない無駄な時間を短縮できるシリコン単結晶の製造方法の開発が望まれていた。
石英るつぼ内に収容された多結晶シリコンを溶融してシリコン融液とする溶融工程と、前記シリコン融液の融液面に種結晶を接触させ、前記シリコン融液に磁場を印加しながら前記種結晶を上方に引き上げることによりシリコン単結晶を育成する引き上げ工程とを有するMCZ法によるシリコン単結晶の製造方法であって、
少なくとも、前記溶融工程後、前記引き上げ工程前に、前記シリコン融液に磁場を印加して放置する工程と、その後、磁場の印加を止めて放置する工程とを行うことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法である。
前記溶融工程は石英るつぼ内に収容された多結晶シリコンを溶融してシリコン融液とする工程である。
前記シリコン融液に磁場を印加して放置する工程は、前記溶融工程後、前記引き上げ工程前に、1回シリコン融液に磁場を印加して放置する工程である。この工程により、石英るつぼはシリコン融液と反応し、石英るつぼとシリコン融液の界面にクリストバライトが形成される。この工程において、クリストバライトが形成されるようにシリコン融液に磁場を印加して放置し、続く前記磁場の印加を止めて放置する工程で、クリストバライトを適度に溶解することで、育成中のシリコン単結晶が有転位化することを防ぐことができる。
前記磁場の印加を止めて放置する工程は、前記シリコン融液に磁場を印加して放置する工程の後、1回磁場の印加を止めて放置する工程である。この工程により、石英るつぼ表面に形成されたクリストバライトは適度に溶解する。この工程において、石英るつぼの内表面に形成されたクリストバライトが引き上げ工程中に剥離しないように磁場の印加を止めて放置し、前記引き上げ工程中に剥離しない程度にまで溶解することが好ましい。クリストバライトが剥離してシリコン単結晶成長時の固液界面に到達すれば有転位化を引き起こす可能性があるからである。また、この工程において石英るつぼ表面全面が初期のアモルファスシリカに近い状態になるまでにはクリストバライトが溶解しないように磁場の印加を止めて放置することが好ましい。この工程において、石英るつぼ表面全面が初期のアモルファスシリカに近い状態になるまでクリストバライトが溶解すれば、引き上げ工程中の磁場の印加により新たにクリストバライトの核形成が起こりやすくなり、クリストバライトが剥離し有転位化を引き起こす可能性があるからである。
前記引き上げ工程は、前記シリコン融液の融液面に種結晶を接触させ、前記シリコン融液に磁場を印加しながら前記種結晶を上方に引き上げることによりシリコン単結晶を育成する工程である。この工程は引き上げるシリコン単結晶の仕様に応じて条件を設定し、一般に行われるシリコン単結晶の引き上げ法により行えばよい。
原料の多結晶シリコン400kgを石英るつぼに収容し、磁場を印加せずに10時間かけて溶融しシリコン融液とした(溶融工程)。その後、表1の縦方向に記した時間でシリコン融液に4000ガウスの磁場を印加して放置を1回行い、次いで磁場の印加を止めて表1の横方向に記す時間で放置を1回行った。その後、再度シリコン融液に4000ガウスの磁場を印加し、直径300mmのシリコン単結晶を引き上げた(引き上げ工程)。実施例及び比較例の結果を表1に示す。
Claims (4)
- 石英るつぼ内に収容された多結晶シリコンを溶融してシリコン融液とする溶融工程と、前記シリコン融液の融液面に種結晶を接触させ、前記シリコン融液に磁場を印加しながら前記種結晶を上方に引き上げることによりシリコン単結晶を育成する引き上げ工程とを有するMCZ法によるシリコン単結晶の製造方法であって、
少なくとも、前記溶融工程後、前記引き上げ工程前に、前記シリコン融液に磁場を印加して放置する工程と、その後、磁場の印加を止めて放置する工程とを行うことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 - 前記シリコン融液に磁場を印加して放置する工程において、印加する磁場強度を3000ガウス以上5000ガウス以下とすることを特徴とする請求項1に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記シリコン融液に磁場を印加して放置する工程において、放置する時間を1時間以上とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記磁場の印加を止めて放置する工程において、放置する時間を1時間以上8時間未満とすることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
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