JP2016023099A - 単結晶の製造方法及び製造装置 - Google Patents
単結晶の製造方法及び製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016023099A JP2016023099A JP2014147114A JP2014147114A JP2016023099A JP 2016023099 A JP2016023099 A JP 2016023099A JP 2014147114 A JP2014147114 A JP 2014147114A JP 2014147114 A JP2014147114 A JP 2014147114A JP 2016023099 A JP2016023099 A JP 2016023099A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- diameter
- raw material
- crystal
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 166
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 61
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 57
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 241000209149 Zea Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
【解決手段】浮遊帯域溶融法による単結晶の製造方法は、原料ロッド1の先端部を加熱して溶融させた後、結晶送り機構に取り付けた種結晶2に融着させる融着工程と、無転位化されるように単結晶3の直径を絞る絞り工程と、直径を拡大させながら単結晶3を成長させるコーン部形成工程と、直径を一定に保ったまま単結晶3を成長させる直胴部形成工程とを備え、絞り工程は、誘導加熱コイル15に供給する高周波電流を操作して単結晶3の絞り直径をPID制御する絞り直径制御工程と、単結晶の降下速度を操作して単結晶の絞り位置をPID制御する絞り位置制御工程とを含む。
【選択図】図5
Description
1a 原料ロッドの先端部
1b 原料ロッドのコーン部
1c 原料ロッドの直胴部
2 種結晶
3 単結晶インゴット
3a 単結晶の絞り部
3b 単結晶のコーン部
3c 単結晶の直胴部
3d 単結晶のボトム部
4 溶融帯域
10 単結晶製造装置
11 上軸
12 原料送り機構
12a 送り制御部
12b 回転制御部
13 下軸
14 結晶送り機構
14a 送り制御部
14b 回転制御部
15 誘導加熱コイル
16 発振器
17 CCDカメラ
18 画像処理部
19 制御部
19a 直径算出部
19b 位置算出部
20 移動平均処理部
21 減算器
22 補正部
23 変換部
24 加算器
25 絞り直径プロファイル記録部
26 発振電圧プロファイル記録部
27 ゲイン設定部
28 駆動回路
29 昇降用可変速モータ
30 移動平均処理部
31 減算器
32 補正部
33 変換部
34 加算器
35 絞り位置プロファイル記録部
36 降下速度プロファイル記録部
37 ゲイン設定部
38 加算器
Claims (4)
- 原料ロッドを降下させる原料送り機構と、
前記原料送り機構と同軸上に配設され溶融した原料を用いて育成された単結晶を降下させる結晶送り機構と、
前記原料ロッドの下端部を加熱して溶融させる誘導加熱コイルとを備えた単結晶製造装置を用いた浮遊帯域溶融法による単結晶の製造方法であって、
前記原料ロッドの先端部を加熱して溶融させた後、結晶送り機構に取り付けた種結晶に融着させる融着工程と、
無転位化されるように単結晶の直径を絞る絞り工程と、
前記直径を拡大させながら前記単結晶を成長させるコーン部形成工程と、
前記直径を一定に保ったまま前記単結晶を成長させる直胴部形成工程とを備え、
前記絞り工程は、前記誘導加熱コイルに供給する高周波電流を操作して前記単結晶の絞り直径をPID制御する絞り直径制御工程と、前記単結晶の降下速度を操作して前記単結晶の絞り位置をPID制御する絞り位置制御工程とを含むことを特徴とする単結晶の製造方法。 - 前記単結晶が所定の長さまでに成長する前記絞り工程の初期段階では、前記絞り直径及び前記絞り位置をPID制御するための各操作項目の各ゲインを相対的に小さくし、
前記初期段階以降では、前記絞り直径及び前記絞り位置をPID制御するための各操作項目の各ゲインを前記初期段階のときよりも大きくする、請求項1に記載の単結晶の製造方法。 - 前記所定の長さは少なくとも10mmである、請求項2に記載の単結晶の製造方法。
- 浮遊帯域溶融法による単結晶製造装置であって、
原料ロッドを降下させる原料送り機構と、
前記原料ロッドと同軸上に配設され溶融した原料を用いて育成された単結晶を降下させる結晶送り機構と、
前記原料ロッドの下端部を加熱して溶融させる誘導加熱コイルと、
前記原料ロッドと前記単結晶との間の溶融帯域を撮影するCCDカメラと、
前記CCDカメラが撮影した画像データを処理する画像処理部と、
前記画像データに基づいて前記原料送り機構、前記結晶送り機構及び前記誘導加熱コイルへの高周波電流を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、無転位化されるように単結晶の直径を絞る絞り工程において、前記誘導加熱コイルに供給する高周波電流を操作して前記単結晶の絞り直径をPID制御する絞り直径制御部と、
前記絞り工程において、前記単結晶の降下速度を操作して前記単結晶の絞り位置をPID制御する絞り位置制御部とを含むことを特徴とする単結晶製造装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014147114A JP6318938B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 単結晶の製造方法及び製造装置 |
CN201510421141.5A CN105297131B (zh) | 2014-07-17 | 2015-07-17 | 单晶的制造方法及制造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014147114A JP6318938B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 単結晶の製造方法及び製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016023099A true JP2016023099A (ja) | 2016-02-08 |
JP6318938B2 JP6318938B2 (ja) | 2018-05-09 |
Family
ID=55194920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014147114A Active JP6318938B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 単結晶の製造方法及び製造装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6318938B2 (ja) |
CN (1) | CN105297131B (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017190261A (ja) * | 2016-04-14 | 2017-10-19 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法および装置 |
WO2018149640A1 (de) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | Siltronic Ag | Verfahren und anlage zum ziehen eines einkristalls nach dem fz-verfahren |
JP2019112280A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法及び製造装置 |
US10988856B2 (en) | 2017-02-15 | 2021-04-27 | Siltronic Ag | Method for pulling a single crystal by the FZ method comprising reducing the power of a melting apparatus based on geometrical dimensions of the drop |
US11021808B2 (en) | 2017-02-15 | 2021-06-01 | Siltronic Ag | Method and apparatus for pulling a single crystal by the FZ method |
CN114540942A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-27 | 陕西有色天宏瑞科硅材料有限责任公司 | 一种区熔单晶硅的制备方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016214581A1 (de) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls durch Zonenschmelzen |
DE102018210317A1 (de) | 2018-06-25 | 2020-01-02 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls aus Halbleitermaterial gemäß der FZ-Methode, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Halbleiterscheibe aus Silizium |
JP6996477B2 (ja) * | 2018-11-13 | 2022-01-17 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法 |
JP7272239B2 (ja) * | 2019-11-08 | 2023-05-12 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法 |
JP2022149310A (ja) * | 2021-03-25 | 2022-10-06 | Tdk株式会社 | 結晶製造方法、結晶製造装置、及び単結晶 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0977588A (ja) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 浮遊帯域溶融法における晶出結晶径の自動制御方法およびその装置 |
JPH11189486A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Fz法による半導体単結晶の製造方法 |
JP2000044380A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 浮遊溶融帯域制御装置及び制御方法 |
JP2007254178A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Sumco Techxiv株式会社 | 単結晶育成方法、単結晶育成装置 |
JP2010076979A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Sumco Techxiv株式会社 | Fz法半導体単結晶製造時の測量方法、測量システム、fz法半導体単結晶製造時の制御方法、制御システム |
JP2012162419A (ja) * | 2011-02-07 | 2012-08-30 | Toyota Motor Corp | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4866230A (en) * | 1987-04-27 | 1989-09-12 | Shin-Etu Handotai Company, Limited | Method of and apparatus for controlling floating zone of semiconductor rod |
US6241818B1 (en) * | 1999-04-07 | 2001-06-05 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method and system of controlling taper growth in a semiconductor crystal growth process |
CN101974779B (zh) * | 2010-11-03 | 2011-07-13 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种制备<110>区熔硅单晶的方法 |
CN102220629B (zh) * | 2011-07-25 | 2013-02-13 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种采用直径法控制区熔晶体自动生长方法及系统 |
CN103614765A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-03-05 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 石墨加热生长蓝宝石晶体的方法 |
-
2014
- 2014-07-17 JP JP2014147114A patent/JP6318938B2/ja active Active
-
2015
- 2015-07-17 CN CN201510421141.5A patent/CN105297131B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0977588A (ja) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 浮遊帯域溶融法における晶出結晶径の自動制御方法およびその装置 |
JPH11189486A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Fz法による半導体単結晶の製造方法 |
JP2000044380A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 浮遊溶融帯域制御装置及び制御方法 |
JP2007254178A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Sumco Techxiv株式会社 | 単結晶育成方法、単結晶育成装置 |
JP2010076979A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Sumco Techxiv株式会社 | Fz法半導体単結晶製造時の測量方法、測量システム、fz法半導体単結晶製造時の制御方法、制御システム |
JP2012162419A (ja) * | 2011-02-07 | 2012-08-30 | Toyota Motor Corp | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017190261A (ja) * | 2016-04-14 | 2017-10-19 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法および装置 |
CN107299387A (zh) * | 2016-04-14 | 2017-10-27 | 胜高股份有限公司 | 单晶体的制造方法和装置 |
CN107299387B (zh) * | 2016-04-14 | 2019-10-18 | 胜高股份有限公司 | 单晶体的制造方法和装置 |
WO2018149640A1 (de) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | Siltronic Ag | Verfahren und anlage zum ziehen eines einkristalls nach dem fz-verfahren |
KR20190102253A (ko) * | 2017-02-14 | 2019-09-03 | 실트로닉 아게 | Fz법에 의한 단결정 인상을 위한 방법 및 플랜트 |
JP2020507548A (ja) * | 2017-02-14 | 2020-03-12 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトSiltronic AG | Fz法によって単結晶を引き上げるための方法およびプラント |
US10907271B2 (en) | 2017-02-14 | 2021-02-02 | Siltronic Ag | Method for pulling a single crystal by the FZ method comprising dynamically adapting the power of a melting apparatus based on a position of lower and upper phase boundaries |
KR102271787B1 (ko) | 2017-02-14 | 2021-07-01 | 실트로닉 아게 | Fz법에 의한 단결정 인상을 위한 방법 및 플랜트 |
US10988856B2 (en) | 2017-02-15 | 2021-04-27 | Siltronic Ag | Method for pulling a single crystal by the FZ method comprising reducing the power of a melting apparatus based on geometrical dimensions of the drop |
US11021808B2 (en) | 2017-02-15 | 2021-06-01 | Siltronic Ag | Method and apparatus for pulling a single crystal by the FZ method |
JP2019112280A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | 株式会社Sumco | 単結晶の製造方法及び製造装置 |
CN114540942A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-27 | 陕西有色天宏瑞科硅材料有限责任公司 | 一种区熔单晶硅的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105297131B (zh) | 2018-01-30 |
CN105297131A (zh) | 2016-02-03 |
JP6318938B2 (ja) | 2018-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6318938B2 (ja) | 単結晶の製造方法及び製造装置 | |
JP4957600B2 (ja) | Fz法による半導体結晶製造方法および半導体結晶製造装置 | |
JPH09286692A (ja) | 半導体単結晶製造装置及び半導体単結晶製造方法 | |
US4876438A (en) | Control of the power to the heater and the speed of movement of a crystal rod by control of the crystal rod diameter | |
JP6248816B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
JP2002509853A (ja) | 半導体結晶の成長制御用の開ループ方法及びシステム | |
JP4677882B2 (ja) | 半導体結晶の製造方法及び半導体結晶の製造装置 | |
JP5768764B2 (ja) | 半導体単結晶棒の製造方法 | |
JP6319040B2 (ja) | 単結晶の製造方法及び製造装置 | |
JP6540583B2 (ja) | 単結晶の製造方法および装置 | |
JP3867476B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶の製造装置 | |
JP2001019588A (ja) | 単結晶直径の制御方法及び結晶成長装置 | |
JP5716689B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶の製造装置 | |
JP3601280B2 (ja) | Fz法による半導体単結晶の製造方法 | |
JP6988461B2 (ja) | 単結晶の製造方法及び製造装置 | |
JP5246209B2 (ja) | 半導体単結晶棒の製造方法 | |
JP2014240338A (ja) | 半導体単結晶棒の製造方法 | |
JP7452314B2 (ja) | Fz用シリコン原料結晶の製造方法及びfz用シリコン原料結晶の製造システム | |
JP6777013B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
JP2024081376A (ja) | 単結晶の製造方法及び装置 | |
JP7247949B2 (ja) | シリコン単結晶を製造する方法 | |
CN110291232B (zh) | 用fz法拉制单晶的方法和设备 | |
WO2022185789A1 (ja) | 原料融液の表面の状態の検出方法、単結晶の製造方法、及びcz単結晶製造装置 | |
JP4785764B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
TW202106935A (zh) | 透過柴氏拉晶法從熔體提拉矽單晶的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180306 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180319 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6318938 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |