JP2016060667A - Resistivity control method, additional dopant feed device, and n-type silicon single crystal - Google Patents
Resistivity control method, additional dopant feed device, and n-type silicon single crystal Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016060667A JP2016060667A JP2014190199A JP2014190199A JP2016060667A JP 2016060667 A JP2016060667 A JP 2016060667A JP 2014190199 A JP2014190199 A JP 2014190199A JP 2014190199 A JP2014190199 A JP 2014190199A JP 2016060667 A JP2016060667 A JP 2016060667A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- dopant
- silicon single
- resistivity
- silicon
- 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 296
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 260
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 259
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 259
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 title claims abstract description 227
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 49
- 238000005204 segregation Methods 0.000 claims description 30
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 24
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 9
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000011176 pooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 3
- HIVGXUNKSAJJDN-UHFFFAOYSA-N [Si].[P] Chemical compound [Si].[P] HIVGXUNKSAJJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、CZ法によって育成されるシリコン単結晶の抵抗率制御方法、この抵抗率制御方法において用いられる追加ドーパント投入装置、並びに、この抵抗率制御方法を用いて抵抗率が制御されたn型シリコン単結晶に関する。 The present invention relates to a resistivity control method for a silicon single crystal grown by the CZ method, an additional dopant injection device used in this resistivity control method, and an n-type whose resistivity is controlled using this resistivity control method. It relates to a silicon single crystal.
IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などパワー用などに用いられるスイッチングデバイスでは主にn型単結晶が用いられる。従来は抵抗率制御が比較的容易なEPW(エピタキシャルウェーハ)やFZ−PW(FZ法により製造されたウェーハ)が用いられてきた。しかしEPWはCZ−PW(CZ法により製造されたウェーハ)に比較して余分な工程(エピタキシャル成長工程)が含まれるため高価なウェーハであるし、FZ法は結晶径を大きくすることが容易ではないという問題があり、CZ−PWにエピタキシャル層を積まずにそのまま使うCZ−PWが注目されつつある。しかしCZ法により製造されたシリコン単結晶では偏析現象があり軸方向(引上げ軸方向)の抵抗率分布を均一にすることが難しい。 In a switching device used for power, such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor), an n-type single crystal is mainly used. Conventionally, EPW (epitaxial wafer) and FZ-PW (wafer manufactured by FZ method) whose resistivity control is relatively easy have been used. However, EPW is an expensive wafer because it includes an extra step (epitaxial growth step) compared to CZ-PW (wafer manufactured by CZ method), and it is not easy to increase the crystal diameter in FZ method. Therefore, CZ-PW which is used as it is without stacking an epitaxial layer on CZ-PW is attracting attention. However, a silicon single crystal manufactured by the CZ method has a segregation phenomenon, and it is difficult to make the resistivity distribution in the axial direction (the pulling-up axis direction) uniform.
これを解決できる方法として、特許文献1、2に、主ドーパントと主ドーパントと反対極性で偏析係数の小さい副ドーパントを添加する(すなわち、カウンタードープする)方法が開示されている。この方法を用いることによって、CZ単結晶の軸方向抵抗率分布を改善することが可能である。ただし、n型単結晶の製造において最も良く用いられるドーパントはリン(P)であり、その偏析係数は0.35程度である。これに対して反対極性であってリン(P)の偏析係数より偏析係数が小さい元素はGa、In、Alなどである。これらの元素は重金属であり、例えば酸化膜中に含まれると、酸化膜の電気的特性が劣化するとの報告もあり、デバイス特性にどう影響するかよく判っていない。このため、p型ドーパントとしてはB(ボロン)が主流であり、デバイスを作製する上で広く用いられている元素なので、可能であれば反対極性の元素としてデバイスを作製する上で広く用いられているボロン(B)を用いることが好ましい。しかしボロン(B)の偏析係数は0.78程度と、リン(P)より偏析係数が大きく、上述の技術を用いることができない。
As methods for solving this,
この点を解決可能な手段として、特許文献3に、主ドーパントのリン(P)に対してボロン(B)を連続的に添加する方法が開示されている。この方法を用いれば主ドーパントをリン(P)とし、副ドーパントをボロン(B)としたカウンタードープにより軸方向抵抗率分布を改善したn型単結晶を製造可能である。
As means for solving this problem,
しかしながら、特許文献3に開示された方法では単結晶が有転位化してしまった場合に、再溶融できないという問題があった。通常CZ法(MCZ法を含む)における単結晶製造では、何らかの要因で単結晶化が阻害され、有転位化が発生してしまうことが、しばしば起こる。有転位化が発生すると、有転位部で発生した転位が、すでに単結晶化しているがまだ高温の状態にある部分に滑っていくスリップバックと呼ばれる現象が起こる。このため、有転位化が発生した長さからスリップバックした長さを差し引いた長さしか、単結晶を得ることができない。更に単結晶のトップ部は抵抗率以外の品質、例えば酸素濃度やGrown−in欠陥特性などが、規格値に入らない部分があるので、一般的にトップ部からある程度の長さ以上の部分が製品向けに設定されている。従って、単結晶が比較的短い長さで有転位化が発生した場合には、トップ部の製品に向かない部分と、スリップバックとによって、全く製品が取れないことになる。このため、有転位化した結晶を原料融液(シリコン融液)中に沈めて再溶融してしまい、再度単結晶製造をやり直すことが行われている。特許文献3の方法を用いた場合、有転位化が発生した時点では、すでに反対極性のドーパントが単結晶及び原料融液中に含まれているので、これを再溶融してしまうと、主ドーパントが不足した状態となってしまい、製品を得ることができなくなる。従って、有転位化した部分までを原料融液から切り離して取り出し、廃棄処分することとなり、歩留まりが大きく低下するという問題点があった。
However, the method disclosed in
その他に、特許文献4ではルツボの底部に反対極性のドーパントを収容しておき、抵抗率が下がってしまう前にこれらを溶出させる方法が開示されている。しかしこの方法は、固化率や単結晶長さに対して制御するのではなく、ルツボの溶解量に対して制御するものである。ルツボの溶解は再溶融中においても進行してしまうので、再溶融してしまうと添加すべきドーパントが狙いの位置より早く溶け出してしまうことになり、抵抗率が高くなってしまう。従って、この方法においてもやはり再溶融することはできない。 In addition, Patent Document 4 discloses a method in which dopants having opposite polarities are accommodated in the bottom of the crucible, and these are eluted before the resistivity decreases. However, this method does not control the solidification rate or single crystal length but controls the amount of crucible dissolved. Since melting of the crucible proceeds even during remelting, if remelted, the dopant to be added will be dissolved earlier than the target position, and the resistivity will increase. Therefore, it cannot be remelted even in this method.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、CZ法によるシリコン単結晶育成を中断し、育成されたシリコン単結晶を再溶融し、シリコン単結晶を再育成する場合に、歩留まりの低下を抑制でき、かつ、シリコン単結晶の抵抗率を精度よく制御することができる抵抗率制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to interrupt the growth of a silicon single crystal by the CZ method, remelt the grown silicon single crystal, and re-grow the silicon single crystal. It is an object of the present invention to provide a resistivity control method that can suppress the decrease in resistance and can accurately control the resistivity of a silicon single crystal.
上記目的を達成するために、本発明は、CZ法によってシリコン単結晶を育成する際に、育成されるシリコン単結晶の抵抗率をドーパントによって制御する方法であって、前記シリコン単結晶が所定の導電型を有するように主ドーパントを初期ドーピングする工程と、前記シリコン単結晶を育成しながら、(結晶化した重量)/(初期シリコン原料の重量)で表される固化率に応じて、前記主ドーパントと反対の導電型を有する副ドーパントを連続的又は断続的に追加ドープする工程とを有する抵抗率制御方法において、シリコン単結晶の育成を中断して、育成したシリコン単結晶を再溶融してシリコン単結晶を再育成する場合には、シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加ドープした場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の前記主ドーパントを追加した後に、シリコン単結晶の再育成を行うことを特徴とする抵抗率制御方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling the resistivity of a grown silicon single crystal with a dopant when growing the silicon single crystal by a CZ method, wherein the silicon single crystal is a predetermined one. The step of initially doping the main dopant so as to have a conductivity type, and growing the silicon single crystal according to the solidification rate represented by (weight of crystallization) / (weight of initial silicon raw material) In a resistivity control method having a step of continuously or intermittently additionally doping a sub-dopant having a conductivity type opposite to that of the dopant, the growth of the silicon single crystal is interrupted, and the grown silicon single crystal is remelted. When the silicon single crystal is regrown, the resistivity on the top side of the product part is added if the secondary dopant is additionally doped before the growth of the silicon single crystal is interrupted. After adding the main dopant in an amount falling within the standard, to provide a resistivity control method characterized by performing re-growth of a silicon single crystal.
このように、再溶融する時に、シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加ドープした場合に主ドーパントを追加することで、製品部のトップ部から抵抗率が規格内に入り、シリコン単結晶から製品となる部分を引上げ軸方向の規定の長さ通り得ることができる。また、副ドーパントの溶解量を固化率に応じて制御しながら入れるので、育成するシリコン単結晶の抵抗率を正確に制御することができる。 In this way, when re-melting, if the secondary dopant is additionally doped before the growth of the silicon single crystal is interrupted, the main dopant is added, so that the resistivity falls within the standard from the top part of the product part, and silicon A portion to be a product can be obtained from the single crystal according to a specified length in the pulling axial direction. Moreover, since the amount of dissolution of the sub-dopant is controlled while being controlled according to the solidification rate, the resistivity of the silicon single crystal to be grown can be accurately controlled.
このとき、前記副ドーパントの偏析係数が、前記主ドーパントの偏析係数よりも大きいことが好ましい。
主ドーパント及び副ドーパントの偏析係数が上記のような関係にある場合に、本発明を好適に適用することができる。
At this time, it is preferable that the segregation coefficient of the sub-dopant is larger than the segregation coefficient of the main dopant.
The present invention can be suitably applied when the segregation coefficients of the main dopant and the sub-dopant are in the above relationship.
このとき、1本目のシリコン単結晶を育成した後、原料を追加チャージして2本目以降のシリコン単結晶の育成を繰り返すマルチプーリング工程をさらに有し、前記2本目以降のシリコン単結晶の育成を繰り返す工程が、それまでのシリコン単結晶の育成において追加ドープされた前記副ドーパントの量を考慮して、前記主ドーパントを加える段階と、シリコン単結晶を育成しながら、前記固化率に応じて、前記副ドーパントを連続的または断続的に追加ドープする段階とを有することができ、このような抵抗率制御方法においても、2本目以降のシリコン単結晶の育成を中断して、育成したシリコン単結晶を再溶融してシリコン単結晶を再育成する場合には、2本目以降の当該シリコン単結晶の育成において、当該シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加した場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の前記主ドーパントを追加した後に、2本目以降の当該シリコン単結晶の再育成を行うことができる。 In this case, after the first silicon single crystal is grown, the method further includes a multi-pooling step in which the raw material is additionally charged and the second and subsequent silicon single crystals are repeatedly grown, and the second and subsequent silicon single crystals are grown. In consideration of the amount of the sub-dopant additionally doped in the growth of the silicon single crystal so far, the step of repeating the step of adding the main dopant, while growing the silicon single crystal, depending on the solidification rate, A step of additionally doping the sub-dopant continuously or intermittently. In such a resistivity control method, the growth of the second and subsequent silicon single crystals is interrupted, and the grown silicon single crystal When the silicon single crystal is regrowth by remelting, the silicon single crystal is grown in the second and subsequent silicon single crystals. If a subdopant is added before cutting, the second and subsequent silicon single crystals may be regrown after adding the main dopant in an amount that the resistivity on the top side of the product part falls within the specifications. it can.
このように、1つのルツボから複数本のシリコン単結晶を育成するマルチプーリング法においても、本発明を適用することができる。 Thus, the present invention can also be applied to a multi-pooling method for growing a plurality of silicon single crystals from one crucible.
このとき、前記副ドーパントを含むシリコン細棒、又は、前記副ドーパントを含むシリコン単結晶を粒状に砕いたドープ剤を、育成中のシリコン単結晶とルツボ壁との間の領域のシリコン融液へ挿入又は投入することで、前記副ドーパントを追加ドープすることができる。
副ドーパントを連続的又は断続的に追加ドープする方法として、このような方法を好適に用いることができる。
At this time, the silicon thin rod containing the sub-dopant or the dopant obtained by pulverizing the silicon single crystal containing the sub-dopant into a granular form into the silicon melt in the region between the growing silicon single crystal and the crucible wall. By inserting or introducing, the sub-dopant can be additionally doped.
Such a method can be suitably used as a method of additionally doping the subdopant continuously or intermittently.
このとき、前記主ドーパントを含むシリコン細棒、又は、前記主ドーパントを含むシリコン単結晶を粒状に砕いたドープ剤をシリコン融液へ挿入又は投入することで、シリコン単結晶の育成を中断して、育成したシリコン単結晶を再溶融してシリコン単結晶を再育成する際に、前記主ドーパントを追加することができる。
再溶融した際に主ドーパントを追加する方法として、このような方法を好適に用いることができる。
At this time, the silicon single crystal containing the main dopant or the silicon single crystal containing the main dopant is crushed into a granular material by inserting or introducing into the silicon melt, thereby interrupting the growth of the silicon single crystal. The main dopant can be added when the grown silicon single crystal is remelted and regrown.
Such a method can be suitably used as a method of adding the main dopant when remelted.
また、本発明は、上記の抵抗率制御方法で用いられる追加ドーパント投入装置であって、前記副ドーパント又は前記主ドーパントを含むシリコン細棒、又は、前記副ドーパント又は前記主ドーパントを含むシリコン単結晶を粒状に砕いたドープ剤をシリコン融液へ挿入又は投入する装置を、前記主ドーパント用及び前記副ドーパント用にそれぞれ1つ以上備えていることを特徴とする追加ドーパント投入装置を提供する。 Further, the present invention is an additional dopant injection device used in the resistivity control method described above, wherein a silicon thin rod containing the sub-dopant or the main dopant, or a silicon single crystal containing the sub-dopant or the main dopant There is provided an additional dopant charging device characterized in that one or more devices for inserting or charging a crushed dopant into a silicon melt are provided for each of the main dopant and the sub-dopant.
上記の抵抗率制御方法を実施する際に、このような追加ドーパント投入装置を好適に用いることができる。 When the above resistivity control method is carried out, such an additional dopant injection device can be suitably used.
さらに、本発明は、上記の抵抗率制御方法を用いて抵抗率が制御され、前記主ドーパントがP(リン)であり、前記副ドーパントがB(ボロン)であり、シリコン単結晶中のリン濃度NPとシリコン単結晶中のボロン濃度NBとの差NP−NBが、1.4×1012atoms/cm3以上、1.4×1015atoms/cm3以下であり、抵抗率が3Ω・cm以上、3000Ω・cm以下であることを特徴とするn型シリコン単結晶を提供する。
Further, according to the present invention, the resistivity is controlled using the above-described resistivity control method, the main dopant is P (phosphorus), the sub-dopant is B (boron), and the phosphorus concentration in the silicon single crystal N P and the difference N P -N B with boron concentration N B of the silicon
このようなn型シリコン単結晶であれば、高品質であり、良好な歩留まりで製造されたものとすることができる。 Such an n-type silicon single crystal can be manufactured with high quality and good yield.
以上のように、本発明によれば、例えば、育成単結晶が有転位化して、再溶融する必要が生じた場合に、シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加ドープした場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の主ドーパントを追加することで、育成したシリコン単結晶の抵抗率が当初の狙い通りとなり、シリコン単結晶から製品となる部分を引上げ軸方向の規定の長さ通り得ることができ、また、副ドーパントの溶解量を固化率に応じて制御しながら入れるので、育成するシリコン単結晶の抵抗率を正確に制御することができる。 As described above, according to the present invention, for example, when the grown single crystal has undergone dislocation and needs to be remelted, when the secondary dopant is additionally doped before the growth of the silicon single crystal is interrupted, By adding the main dopant in such an amount that the resistivity on the top side of the product part falls within the standard, the resistivity of the grown silicon single crystal becomes as originally aimed, and the part that becomes the product from the silicon single crystal is pulled up. It can be obtained according to the prescribed length of the direction, and the amount of dissolution of the sub-dopant is controlled while being controlled according to the solidification rate, so that the resistivity of the silicon single crystal to be grown can be accurately controlled.
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail as an example of an embodiment with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
上述のように、CZ−PWにエピタキシャル層を積まずにそのまま使うCZ−PWが注目されつつあるが、CZ法により製造されたシリコン単結晶では偏析現象があり軸方向(引上げ軸方向)の抵抗率分布を均一にすることが難しい。一方、特許文献3に、主ドーパントP(リン)に対してB(ボロン)を連続的に添加する方法が開示されおり、この方法を用いれば主ドーパントをP(リン)とし、副ドーパントをB(ボロン)としたカウンタードープにより軸方向抵抗率分布を改善したn型結晶を製造可能である。しかしながら、特許文献3に開示された方法では単結晶が有転位化してしまった場合に、再溶融できないという問題があった。すなわち、特許文献3の方法を用いた場合、有転位化が発生した時点では、すでに反対極性の副ドーパントが単結晶及び原料融液中に含まれているので、これを再溶融してしまうと、主ドーパントが不足した状態となってしまい、所望の抵抗率を有する製品を得ることができなくなる。従って、有転位化した部分までを原料融液から切り離して、取り出し廃棄処分することとなり、歩留まりが大きく低下するという問題点があった。
As described above, CZ-PW, which is used as it is without depositing an epitaxial layer on CZ-PW, has been attracting attention, but silicon single crystals manufactured by the CZ method have segregation phenomenon and have resistance in the axial direction (pull-up axis direction). It is difficult to make the rate distribution uniform. On the other hand,
そこで、発明者らは、CZ法によるシリコン単結晶育成を中断し、育成されたシリコン単結晶を再溶融し、シリコン単結晶を再育成する場合に、歩留まりの低下を抑制でき、かつ、シリコン単結晶の抵抗率を精度よく制御することができる抵抗率制御方法について鋭意検討を重ねた。その結果、シリコン単結晶を再育成する前に、シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加ドープした場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の主ドーパントを追加することで、育成したシリコン単結晶の抵抗率が当初の狙い通りとなり、シリコン単結晶から製品となる部分を引上げ軸方向の規定の長さ通り得ることができ、また、副ドーパントの溶解量を固化率に応じて制御しながら入れるので、育成するシリコン単結晶の抵抗率を正確に制御することができることを見出し、本発明をなすに至った。 Therefore, the inventors have been able to suppress a decrease in yield when the silicon single crystal growth by the CZ method is interrupted, the grown silicon single crystal is remelted, and the silicon single crystal is regrown, and the silicon single crystal is suppressed. We have intensively studied a resistivity control method that can control the resistivity of crystals with high accuracy. As a result, if the secondary dopant is additionally doped before the growth of the silicon single crystal is interrupted before the silicon single crystal is regrown, an amount of the main dopant within which the resistivity on the top side of the product part falls within the specifications is added. By adding, the resistivity of the grown silicon single crystal becomes the original aim, the product part from the silicon single crystal can be obtained according to the specified length in the pulling axis direction, and the dissolution amount of the sub-dopant Therefore, the present inventors have found that the resistivity of the silicon single crystal to be grown can be accurately controlled, and the present invention has been made.
ここで偏析現象と固化率に関して簡単に説明する。シリコンが固化(結晶化)する際には、融液中の不純物は結晶中に取り込まれにくい。この時の融液中の不純物濃度に対する結晶中に取り込まれる不純物濃度の比、すなわち、(結晶中に取り込まれる不純物濃度)/(融液中の不純物濃度)を偏析係数kという。従って、ある瞬間の結晶中の不純物濃度CSはその時の融液中の不純物濃度CLとCS=k×CLという関係である。kは一般に1より小さい値であり、従って結晶中に取り込まれる不純物濃度は、融液中の不純物濃度よりも低い。結晶成長は連続的に行なわれるので不純物は融液中に多く残されることとなり、融液中の不純物濃度は徐々に高くなる。これに伴い結晶中の不純物濃度も高くなり、その濃度CSを、初期の原料の重量に対する結晶化した重量を比率で表した固化率x、初期の融液中不純物濃度CL0を用いるとCS(x)=CL0×k×(1−x)(k−1)と表される。従って、結晶の直胴部分の長さが長くなり固化率xが大きくなるに伴って、結晶中の不純物濃度は高くなり、抵抗率が低下する。この抵抗率が低下して、規格を下回ってしまうのを防ぐために、連続的または断続的に固化率に対して副ドーパントのドープ量を適切な量に調整しながら追加ドープすることが必要である。しかしながら、有転位化した際に育成したシリコン単結晶を再溶融すると、それまでに追加ドープした副ドーパントが、原料融液中及びシリコン単結晶中に含まれている。このため、そのまま何もせずにシリコン単結晶を再育成すると、追加ドープした副ドーパントの分だけ抵抗率が高くなってしまい、規格を満足しない可能性がある。そこでシリコン単結晶の育成を開始するまでに製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の主ドーパントを追加してから、シリコン単結晶の育成を行うことにした。このとき、シリコン単結晶の再溶融を複数回繰り返し行った場合は、直近の再溶融前のシリコン単結晶の育成において、シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加した場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の主ドーパントを追加してから、シリコン単結晶の再育成を行う。 Here, the segregation phenomenon and the solidification rate will be briefly described. When silicon solidifies (crystallizes), impurities in the melt are difficult to be taken into the crystal. The ratio of the impurity concentration taken into the crystal to the impurity concentration in the melt at this time, that is, (impurity concentration taken into the crystal) / (impurity concentration in the melt) is called a segregation coefficient k. Therefore, the impurity concentration C S in the crystal at a certain moment has a relationship of the impurity concentration C L in the melt at that time and C S = k × C L. In general, k is a value smaller than 1, so that the impurity concentration taken into the crystal is lower than the impurity concentration in the melt. Since crystal growth is performed continuously, a large amount of impurities are left in the melt, and the impurity concentration in the melt gradually increases. Impurity concentration in the crystal due to this also increases, the concentration C S, solidification rate represents the weight crystallized relative to the weight of the initial material at a ratio x, the use of initial melt in the impurity concentration C L0 C S (x) = C L0 × k × (1−x) (k−1) . Therefore, as the length of the straight body portion of the crystal becomes longer and the solidification rate x increases, the impurity concentration in the crystal increases and the resistivity decreases. In order to prevent the resistivity from decreasing and falling below the standard, it is necessary to perform additional doping while adjusting the doping amount of the sub-dopant to an appropriate amount with respect to the solidification rate continuously or intermittently. . However, if the silicon single crystal grown at the time of dislocation is remelted, the subdopant additionally doped so far is contained in the raw material melt and the silicon single crystal. For this reason, if the silicon single crystal is regrowth without doing anything as it is, the resistivity is increased by the amount of the additional doped subdopant, which may not satisfy the standard. Therefore, it was decided to grow the silicon single crystal after adding the main dopant in such an amount that the resistivity on the top side of the product part falls within the standard before starting the growth of the silicon single crystal. At this time, if re-melting of the silicon single crystal is repeated multiple times, in the case of the growth of the silicon single crystal before the latest re-melting, if a sub-dopant is added before the growth of the silicon single crystal is interrupted, the product After adding the main dopant in such an amount that the resistivity on the top side of the portion falls within the specification, the silicon single crystal is regrown.
なお、このような単結晶育成中に連続的または断続的に副ドーパントを追加する方法を適用するのは、副ドーパントの偏析係数が主ドーパントの偏析係数よりも大きい場合により適している。もちろん、主ドーパントと反対極性を持つ副ドーパントの偏析係数が、主ドーパントの偏析係数より小さい場合にも本発明を適用することは可能である。しかしながら、単結晶の育成中に副ドーパントを追加ドープすることは、その行為によって有転位化を引き起こす危険性も持っている。特許文献1、2には、副ドーパントの偏析係数が主ドーパントの偏析係数より小さい場合、副ドーパントを初期にのみ投入しても、軸方向の均一性を高められることが開示されている。そのため、本発明を適用する対象として、抵抗率の制御がより難しい、副ドーパントの偏析係数が主ドーパントの偏析係数よりも大きい場合がより適している。また、主ドーパントとして、リン(P)を用いた場合に、偏析係数がリン(P)より大きく、重金属ではないボロン(B)を副ドーパントとして用いることができる点でも、本発明を適用する対象として、副ドーパントの偏析係数が主ドーパントの偏析係数よりも大きい場合がより適している。
In addition, it is more suitable to apply the method which adds a subdopant continuously or intermittently during such single crystal growth when the segregation coefficient of a subdopant is larger than the segregation coefficient of a main dopant. Of course, the present invention can be applied even when the segregation coefficient of the sub-dopant having the opposite polarity to the main dopant is smaller than the segregation coefficient of the main dopant. However, additional doping with a sub-dopant during the growth of a single crystal also has the risk of causing dislocations by that action.
以下、図2を参照しながら、本発明の抵抗率制御方法を実施するときに用いられるCZ単結晶育成装置の一例を説明する。 Hereinafter, an example of a CZ single crystal growth apparatus used when the resistivity control method of the present invention is implemented will be described with reference to FIG.
図2に示すように、CZ単結晶育成装置100は、原料多結晶シリコンを収容して溶融するための部材や、熱を遮断するための断熱部材などを有しており、これらは、メインチャンバー1内に収容されている。メインチャンバー1の天井部(トップチャンバー11)に、そこから上に延びる引上げチャンバー2が連接されており、この上部に単結晶棒(シリコン単結晶)3をワイヤーで引上げる機構(不図示)が設けられている。
As shown in FIG. 2, the CZ single
メインチャンバー1内には、溶融された原料融液(シリコン融液)4を収容する石英ルツボ5とその石英ルツボ5を支持する黒鉛ルツボ6が設けられ、これらのルツボ5、6は駆動機構(不図示)によって回転昇降自在にルツボ軸で支持されている。そして、ルツボ5、6を囲繞するように、原料を溶融させるための加熱ヒーター7が配置されている。この加熱ヒーター7の外側には、断熱部材8がその周囲を取り囲むように設けられている。
In the
また、引上げチャンバー2の上部にガス導入口10が設けられており、アルゴンガス等の不活性ガスが導入され、メインチャンバー1の下部のガス流出口9から排出されるようになっている。さらに原料融液4と対向するように遮熱部材13が設けられ、原料融液4の表面からの輻射をカットするとともに原料融液4の表面を保温するようにしている。
A
さらに、原料融液4の上方には、ガスパージ筒12が設けられ、ガス導入口10から導入された不活性ガスにより単結晶棒3の周囲をパージすることができる構成になっている。
Further, a
トップチャンバー11には、第1の細棒挿入機14が設けられ、副ドーパントを追加ドープするときに、副ドーパントを含む第1細棒結晶(第1シリコン細棒)15を原料融液4中に挿入できる構成になっている。
また、トップチャンバー11には、第2の細棒挿入機16が設けられ、主ドーパントを追加するときに、主ドーパントを含む第2細棒結晶(第2シリコン細棒)17を原料融液4中に挿入できる構成になっている。
The
The
次に、図1、2を参照しながら、本発明の抵抗率制御方法を説明する。
まず、育成するシリコン単結晶が所定の導電型を有するように主ドーパントを初期ドーピングする(図1のS11参照)。
Next, the resistivity control method of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the main dopant is initially doped so that the silicon single crystal to be grown has a predetermined conductivity type (see S11 in FIG. 1).
具体的には、シリコン単結晶3の育成を開始する前に、シリコン単結晶3が所定の導電型を有するように主ドーパントを原料融液4の中に投入する。主ドーパントは、n型シリコン単結晶を育成する場合は、例えばリン(P)を用いることができる。この主ドーパントの投入は、予め原料多結晶シリコンとともに石英ルツボ5内に入れていてもよいし、原料融液4に主ドーパントを投入するようにしてもよい。
Specifically, before starting the growth of the silicon
次に、(結晶化した重量)/(初期シリコン原料の重量)で表される固化率に応じて、主ドーパントとは反対の導電型を有する副ドーパントを連続的又は断続的に追加ドープしながら、シリコン単結晶を育成する(図1のS12参照)。 Next, depending on the solidification rate represented by (crystallized weight) / (weight of initial silicon raw material), additional dopants having a conductivity type opposite to that of the main dopant are added continuously or intermittently. Then, a silicon single crystal is grown (see S12 in FIG. 1).
具体的には、固化率(例えば、直胴部分Aの長さ)に応じて、副ドーパントを連続的又は断続的に追加ドープしながら、シリコン単結晶3を育成する。副ドーパントは、主ドーパントとしてリン(P)を用いた場合には、例えば、ボロン(B)を用いることができる。前述したようにシリコン単結晶の長さが長くなり固化率が大きくなるに伴って、抵抗率が低下するので、抵抗率が規格を下回ってしまうのを防ぐために、連続的または断続的に固化率に対して副ドーパントのドープ量を適切な量に調整しながら追加ドープする。
なお、シリコン単結晶3の育成は、CZ法を用いて行われる。ここでCZ法とは、磁場を印加するいわゆるMCZ法も含まれる。
Specifically, the silicon
The silicon
次に、直胴部分Aの長さが所定の範囲内で有転位化した場合には、S13へ進み、シリコン単結晶の育成を中断し、育成したシリコン単結晶を再溶融し、シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加ドープした場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の主ドーパントを追加する(図1のS13参照)。
なお、直胴部分Aの長さが所定の範囲より長くなってから有転位化した場合、及び、有転位化が起こらなかった場合には、S14へ進み、シリコン単結晶育成を終了し、シリコン単結晶を取り出す(図1のS14参照)。
ここで、直胴部分Aの長さが所定の範囲とは、スリップバック等により製品部分の長さが短くなり、再溶融が適当であると判断される範囲である。
Next, when the length of the straight body portion A is dislocated within a predetermined range, the process proceeds to S13, the growth of the silicon single crystal is interrupted, the grown silicon single crystal is remelted, and the silicon single crystal When the secondary dopant is additionally doped before the growth of is stopped, the main dopant is added in such an amount that the resistivity on the top side of the product part falls within the specification (see S13 in FIG. 1).
If dislocation occurs after the length of the straight body portion A is longer than the predetermined range, and if dislocation does not occur, the process proceeds to S14, where the silicon single crystal growth is completed, A single crystal is taken out (see S14 in FIG. 1).
Here, the predetermined range of the length of the straight body portion A is a range in which the length of the product portion is shortened by slipback or the like and it is determined that remelting is appropriate.
具体的には、シリコン単結晶3の育成中に有転位化が生じた場合、スリップバックと呼ばれる現象が起こることにより、歩留まりが低下する(すなわち、製品として取れる直胴部分の長さが減少する)ため、シリコン単結晶の育成を中断し、育成したシリコン単結晶を再溶融することがある。このとき、そのまま何もせずにシリコン単結晶3を再育成すると、それまでに追加ドープした副ドーパントの分だけ抵抗率が高くなってしまい、規格を満足しない可能性がある。そこでシリコン単結晶3の育成を中断するまでに副ドーパントを追加ドープした場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の主ドーパントを追加する。
なお、この主ドーパントの追加は、シリコン単結晶3の再育成を開始する前であればどのタイミングでもよいが、再溶融前、再溶融中、再溶融後のいずれかのタイミングであれば、実際にシリコン結晶を育成している近傍に主ドーパントを投入する必要が無いので、この主ドーパント投入に起因する有転位化を防止することができる。
Specifically, when dislocations occur during the growth of the silicon
The addition of the main dopant may be performed at any timing before the re-growth of the silicon
次に、S12へ戻り、固化率に応じて、副ドーパントを連続的又は断続的に追加ドープしながら、シリコン単結晶を育成する(図1のS12参照)。 Next, the process returns to S12, and a silicon single crystal is grown while additional doping is continuously or intermittently added according to the solidification rate (see S12 in FIG. 1).
具体的には、シリコン単結晶3の再育成を開始し、固化率(例えば、直胴部分Aの長さ)に応じて、副ドーパントを連続的又は断続的に追加ドープしながら、シリコン単結晶3を育成する。
Specifically, the re-growth of the silicon
この場合、副ドーパントの偏析係数が、主ドーパントの偏析係数よりも大きいことが好ましい。偏析係数が上記のような関係にある場合に、本発明を好適に適用することができる。 In this case, it is preferable that the segregation coefficient of the sub-dopant is larger than the segregation coefficient of the main dopant. The present invention can be suitably applied when the segregation coefficient has the above relationship.
1本目のシリコン単結晶を育成した後、原料を追加チャージして2本目以降のシリコン単結晶の育成を繰り返すマルチプーリング工程をさらに有し、2本目以降のシリコン単結晶の育成を繰り返す工程が、それまでのシリコン単結晶の育成において追加ドープされた副ドーパントの量を考慮して、主ドーパントを加える段階と、シリコン単結晶を育成しながら、固化率に応じて、副ドーパントを連続的または断続的に追加ドープする段階とを有することができ、このような抵抗率制御方法においても、2本目以降の当該シリコン単結晶の育成を中断して、育成したシリコン単結晶を再溶融してシリコン単結晶を再育成する場合には、2本目以降の当該シリコン単結晶の育成において、当該シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加ドープした場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の前記主ドーパントを追加した後に、2本目以降の当該シリコン単結晶の再育成を行うことができる。 After the first silicon single crystal is grown, the method further includes a multi-pooling step of repeatedly charging the raw material and repeating the growth of the second and subsequent silicon single crystals, and the step of repeating the growth of the second and subsequent silicon single crystals, Considering the amount of the additional dopant added in the previous growth of the silicon single crystal, the step of adding the main dopant and the growth of the silicon single crystal while the secondary dopant is continuously or intermittently depending on the solidification rate In such a resistivity control method, the growth of the second and subsequent silicon single crystals is interrupted, and the grown silicon single crystals are remelted to form silicon single crystals. In the case of re-growing the crystal, in the growth of the second and subsequent silicon single crystals, the sub-dopant until the growth of the silicon single crystal is interrupted. If you add doped, can be performed after the top side of the resistivity of the product portion has added the main dopant in an amount falling within the standard, re-training of the second or subsequent of the silicon single crystal.
このように、1つのルツボから原料を追加チャージすることで複数本のシリコン単結晶を育成するマルチプーリング法において本発明を適用する場合、2本目以降のシリコン単結晶の育成を開始する時点で、原料融液4の中に副ドーパントが含まれているので、これから育成する単結晶には、主ドーパントと反対の導電型を有する副ドーパントが単結晶トップから含まれてしまう。そこで単結晶トップで含まれる副ドーパントの濃度、つまり副ドーパントの原料融液4中の濃度に副ドーパントの偏析係数を掛けた分の濃度を相殺する分の主ドーパントを追加した上で、狙うべき抵抗率に相当する主ドーパントの量に調整する必要がある。
このように主ドーパントの濃度が調整された原料融液4からシリコン単結晶3を育成する際にも、固化率に応じた適正な量の副ドーパントを連続的または断続的に追加ドープする。このような抵抗率制御方法においても、シリコン単結晶の育成を中断して、育成した結晶を再溶融してシリコン単結晶を再育成する場合には、シリコン単結晶の育成を中断するまでにドープした副ドーパントを相殺する分の主ドーパントを追加してから、再度単結晶の製造を行うことが好ましい。
このようにすれば、その前のシリコン単結晶の育成において副ドーパントが追加されているマルチプーリング法において、2本目以降のシリコン単結晶の育成の際に再溶融を行った場合に、2本目以降のシリコン単結晶の抵抗率を正確に制御することができる。
このとき、シリコン単結晶の再溶融を複数回繰り返して行った場合は、直近の再溶融前のシリコン単結晶の育成において、シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加した場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の主ドーパントを追加してから、シリコン単結晶の再育成を行う。
In this way, when applying the present invention in the multi-pooling method for growing a plurality of silicon single crystals by additionally charging the raw material from one crucible, at the time of starting the growth of the second and subsequent silicon single crystals, Since the sub-dopant is contained in the raw material melt 4, a sub-dopant having a conductivity type opposite to that of the main dopant is included in the single crystal to be grown from the top of the single crystal. Therefore, the concentration of the sub-dopant contained in the top of the single crystal, that is, the concentration of the sub-dopant in the raw material melt 4 multiplied by the segregation coefficient of the sub-dopant is added, and the main dopant should be added. It is necessary to adjust the amount of the main dopant corresponding to the resistivity.
Even when the silicon
In this way, in the multi-pooling method in which the sub-dopant is added in the growth of the silicon single crystal before that, when the second and subsequent silicon single crystals are remelted, the second and subsequent ones are grown. The resistivity of the silicon single crystal can be accurately controlled.
At this time, if re-melting of the silicon single crystal is repeated a plurality of times, in the growth of the silicon single crystal before the latest re-melting, if a subdopant is added before the growth of the silicon single crystal is interrupted, After adding the main dopant in such an amount that the resistivity on the top side of the product part falls within the specification, the silicon single crystal is regrown.
この場合、固化率に応じた適切な量の副ドーパントを追加ドープする方法としては、副ドーパントを含むシリコン細棒を育成中のシリコン単結晶3とルツボ壁との間の原料融液4へ挿入する方法、又は、副ドーパントを含むシリコン結晶を粒状に砕いたドープ剤を育成中のシリコン単結晶3とルツボ壁との間の原料融液4へ投入する方法を用いることができる。
このような方法を用いれば、固化率に応じて適切な量を追加ドープすることが可能である。例えば、シリコン細棒15を育成中のシリコン単結晶3とルツボ壁との間の原料融液4へ挿入する場合には、炉内圧を保てるように密閉してトップチャンバー11に取り付けられた、結晶細棒をおおよそ上下方向に移動可能な可動装置(図2の第1の細棒挿入機14)を用いることができる。これは特許文献5などで開示された技術を応用できる。
あるいは、副ドーパントを含むシリコン結晶を粒状に砕いたドープ剤を育成中のシリコン単結晶3とルツボ壁との間の原料融液4へ投入するように、炉内圧を保てるように密閉してトップチャンバー11に取り付けられ、粒状に砕いたドープ剤を育成中の単結晶とルツボ壁との間の原料融液4へ誘導する管を用いることができる。
副ドーパントを追加ドープする機構としては、粒状に砕いたドープ剤を原料融液4へ誘導する管が構造的に簡単であるが、粒状ドーパントを育成中の単結晶のそばに投入するため、粒状ドーパントが飛散あるいは浮遊して育成単結晶の有転位化の可能性が高くなる。一方で、第1の結晶細棒15を上下方向に移動可能な可動装置(第1の細棒挿入機14)の設置は、コスト的には上記の誘導管より高いが、育成中のシリコン単結晶3の近傍に第1の結晶細棒15を挿入しても育成中のシリコン単結晶3が有転位化しにくいという利点がある。
In this case, as a method of additionally doping an appropriate amount of the subdopant according to the solidification rate, a silicon thin rod containing the subdopant is inserted into the raw material melt 4 between the growing silicon
If such a method is used, an appropriate amount can be additionally doped according to the solidification rate. For example, when inserting the silicon thin rod 15 into the raw material melt 4 between the growing silicon
Alternatively, the top is sealed so as to maintain the furnace pressure so that a dopant obtained by pulverizing the silicon crystal containing the sub-dopant into a granular form is introduced into the raw material melt 4 between the growing silicon
As a mechanism for additionally doping the sub-dopant, the pipe for guiding the crushed dopant to the raw material melt 4 is structurally simple. However, since the granular dopant is introduced beside the growing single crystal, The dopant is scattered or floated, which increases the possibility of dislocation of the grown single crystal. On the other hand, although the installation of the movable device (first thin rod insertion machine 14) capable of moving the first crystal rod 15 in the vertical direction is higher than the above-mentioned guide tube in terms of cost, the silicon unit that is being grown is united. Even if the first crystal rod 15 is inserted in the vicinity of the
シリコン単結晶3の育成を中断し、育成したシリコン単結晶3を再溶融して、シリコン単結晶3を再育成する際に、シリコン単結晶3の育成を中断するまでにドープした副ドーパントを相殺する分の主ドーパントを追加する方法としては、主ドーパントを含む第2の細棒結晶(第2のシリコン細棒)17、又は、主ドーパントを含むシリコン結晶を粒状に砕いたドープ剤を原料融液4へ挿入又は投入することで行うことができる。
このような方法を用いれば、副ドーパントを相殺する分の主ドーパントを適切な量で追加ドープすることが可能である。なお、この主ドーパントの追加は、シリコン単結晶3の再育成の開始前に行われるので、実際にシリコン単結晶3を育成している箇所の近傍に主ドーパントを投入する必要が無いので、この主ドーパントの投入に起因する有転位化を防止することができる。
When the growth of the silicon
When such a method is used, it is possible to additionally dope the main dopant with an appropriate amount to offset the sub-dopant. Since the addition of the main dopant is performed before the start of the regrowth of the silicon
上記で説明した本発明の抵抗率制御方法によれば、たとえ、有転位化等の理由により、単結晶の育成を中断して再溶融したとしても、育成したシリコン単結晶の抵抗率が当初の狙い通りとなり、シリコン単結晶から製品となる部分を引上げ軸の規定の長さ通り得ることができ、また、育成するシリコン単結晶の抵抗率を正確に制御することができる。 According to the resistivity control method of the present invention described above, even if the growth of the single crystal is interrupted and remelted for reasons such as dislocation, the resistivity of the grown silicon single crystal is the original As intended, the product portion from the silicon single crystal can be obtained according to the specified length of the pulling axis, and the resistivity of the silicon single crystal to be grown can be accurately controlled.
次に、図2を参照しながら、本発明の追加ドーパント投入装置について説明する。
本発明の追加ドーパント投入装置は、上記の抵抗率制御方法で用いられるものであって、副ドーパント又は主ドーパントを含むシリコン細棒、又は、副ドーパント又は主ドーパントを含むシリコン単結晶を粒状に砕いたドープ剤をシリコン融液4へ挿入又は投入する装置を、主ドーパント用及び副ドーパント用にそれぞれ1つ以上備えている。
本発明の追加ドーパント投入装置は、例えば、図2の第1の細棒挿入機14と第2の細棒挿入機16を有する追加ドーパント投入装置18のような構成とすることができる。
所望のドーパントを含むシリコン細棒、又は、所望のドーパントを含むシリコン結晶を粒状に砕いたドープ剤をシリコン融液4へ挿入又は投入する場合に、主ドーパントと副ドーパントをひとつの投入口で兼用することは可能である。しかしながら、前述のように、粒状ドーパントを育成中のシリコン単結晶の近傍に投入すると、有転位化の可能性が高くなる。従って副ドーパントの追加ドープは、シリコン細棒を挿入する方法が好ましい。しかしながら、シリコン細棒を挿入する方法は、予めチャンバー内にシリコン細棒を取り付けてしまうので、1つの投入機を主ドーパント用と副ドーパント用で共用するのが難しい。そこで、投入機構を主ドーパント用及び副ドーパント用にそれぞれに1つ以上備えた追加ドーパント投入装置が好ましい。
上述したように、主ドーパントの投入に起因する有転位化は起こらないので、例えば、副ドーパントの投入はシリコン細棒を挿入する方式とし、主ドーパントの投入はシリコン結晶を粒状に砕いたドープ剤を原料融液4へ投入する方式としても良い。もちろん、両方ともシリコン細棒を挿入する方式としても良いし、両方ともシリコン結晶を粒状に砕いたドープ剤を原料融液4へ投入する方式としても良い。
Next, the additional dopant injection device of the present invention will be described with reference to FIG.
The additional dopant injection device of the present invention is used in the above-described resistivity control method, and pulverizes a silicon rod containing a sub-dopant or a main dopant or a silicon single crystal containing a sub-dopant or a main dopant into particles. One or more devices for inserting or introducing the dopant into the silicon melt 4 are provided for the main dopant and the sub-dopant, respectively.
The additional dopant injection device of the present invention can be configured, for example, as an additional dopant injection device 18 having the first
When a silicon rod containing a desired dopant or a dopant obtained by pulverizing a silicon crystal containing a desired dopant is inserted or charged into the silicon melt 4, the main dopant and the sub-dopant can be used together in one inlet. It is possible to do. However, as described above, when a granular dopant is introduced in the vicinity of the growing silicon single crystal, the possibility of dislocations increases. Therefore, the additional doping of the side dopant is preferably performed by inserting a silicon thin rod. However, in the method of inserting the silicon thin rod, since the silicon thin rod is attached in the chamber in advance, it is difficult to share one charging machine for the main dopant and the sub-dopant. Therefore, an additional dopant introduction device provided with at least one introduction mechanism for each of the main dopant and the sub-dopant is preferable.
As described above, since dislocations caused by the introduction of the main dopant do not occur, for example, the sub-dopant is introduced by inserting a thin silicon rod, and the main dopant is introduced by doping the silicon crystal into particles. It is good also as a method of throwing into the raw material melt 4. Of course, both may be a system in which a silicon rod is inserted, or both may be a system in which a dopant obtained by pulverizing silicon crystals in a granular form is introduced into the raw material melt 4.
次に、本発明のn型シリコン単結晶について説明する。
本発明のn型シリコン単結晶は、上述のような抵抗率制御法を用いて製造され、主ドーパントとしてリン(P)を用い、副ドーパントとしてボロン(B)を用い、単結晶中のリン濃度NPとボロン濃度NBとの差NP−NBが1.4×1012atoms/cm3以上、1.4×1015atoms/cm3以下であり、抵抗率が3Ω・cm以上、3000Ω・cm以下である。
このように、主ドーパントをリン(P)、副ドーパントをボロン(B)としたn型シリコン単結晶であれば、どちらの元素もデバイス製造にとって広く用いられている元素であり、予想外の不具合が出る可能性が少ない。特に高耐圧のパワー用の縦型デバイスでは、単結晶中に電流が流れ、また単結晶中に逆バイアスがかかるので、比較的高抵抗率で、かつ抵抗均一性が高い単結晶が望まれることから、単結晶中のリン濃度がボロン濃度より高く、その濃度の差が上記の範囲であり、抵抗率が上記の範囲であるn型シリコン単結晶が適している。また、本発明の抵抗率制御方法を用いれば、CZ法において単結晶のトップ部からボトム部までを、これらの範囲のうちの所望の濃度差および抵抗率に、ほぼ均一に制御することが可能である。従って本発明の抵抗率制御方法を用い、かつ、上記の範囲の中で抵抗率が狭い規格内に入るように制御されたシリコン単結晶は、パワーデバイスなど最新デバイスに最適なシリコン単結晶である。
Next, the n-type silicon single crystal of the present invention will be described.
The n-type silicon single crystal of the present invention is manufactured using the resistivity control method as described above, using phosphorus (P) as a main dopant, boron (B) as a sub-dopant, and a phosphorus concentration in the single crystal. N P and the difference N P -N B with boron concentration N B is 1.4 × 10 12 atoms / cm 3 or more and 1.4 × 10 15 atoms / cm 3 or less, a resistivity of 3 [Omega] · cm or more, 3000 Ω · cm or less.
In this way, if the n-type silicon single crystal with phosphorus (P) as the main dopant and boron (B) as the sub-dopant, both elements are widely used elements for device manufacturing, which is an unexpected problem. Is less likely to occur. In particular, in a vertical device for high withstand voltage power, since a current flows in the single crystal and a reverse bias is applied in the single crystal, a single crystal having a relatively high resistivity and high resistance uniformity is desired. Therefore, an n-type silicon single crystal in which the phosphorus concentration in the single crystal is higher than the boron concentration, the difference in the concentration is in the above range, and the resistivity is in the above range is suitable. Further, by using the resistivity control method of the present invention, it is possible to control the single crystal from the top part to the bottom part in the CZ method almost uniformly to a desired concentration difference and resistivity within these ranges. It is. Accordingly, a silicon single crystal that uses the resistivity control method of the present invention and is controlled so that the resistivity falls within a narrow standard within the above range is a silicon single crystal that is optimal for the latest devices such as power devices. .
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。 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.
(実施例1)
図2に示したCZ単結晶育成装置100を用いて、n型で、抵抗率の規格が55−75Ω・cm、直径200mmのシリコン単結晶を育成した。原料シリコンの初期チャージ量200kgとし、約160kgのシリコン単結晶を育成した。単結晶トップ部から抵抗率規格の中心である65Ω・cmを狙うためにP(リン)濃度を4×1019atoms/cm3としたシリコン単結晶を粒状に砕いて用意したドープ剤を0.97g初期ドープした。
Example 1
Using the CZ single
副ドーパントの追加ドープは、図2の細棒挿入機14の先端に副ドーパントを含む第1のシリコン細棒15を取り付けて、原料融液(シリコン融液)4に挿入して行った。この第1のシリコン細棒15は、B(ボロン)をドープして育成したシリコン単結晶から直径約300mm、長さ約300mmで切り出した抵抗率が0.15Ω・cmであるシリコン単結晶ブロックから、2cm×2cm×30cmの縦方向に角柱として切り出したものを用いた。シリコン細棒の作製方法はこれに限るものではなくで、例えばブロックから横方向に切り出せばより高い精度の抵抗率制御が可能となる。
また、副ドーパントの追加ドープは、シリコン単結晶3の直胴部分Aの育成開始とともに開始し、以降連続的にボロン(B)を追加ドープした。ドープ量は特許文献3を参考にして、{(1−x)(kp−1)−1+[1+kp×(1−x)(kp−1)]/kb}(ここで、kpはリンの偏析係数、kbはボロンの偏析係数、xは固化率である)に比例する量を追加ドープした。
The additional doping of the sub-dopant was performed by attaching the first silicon thin rod 15 containing the sub-dopant to the tip of the thin
Further, the additional doping of the sub-dopant started with the start of the growth of the straight body portion A of the silicon
しかしながら、直胴部分Aの長さ55cmまでシリコン単結晶3を育成したところで、有転位化が発生した。このまま何もせずに、育成したシリコン単結晶を再溶融してシリコン単結晶を育成した場合に、単結晶トップ部での抵抗率が約77Ω・cmとなってしまうことが予測された。そこで、図2の第2の細棒挿入機16の先端に取り付けた主ドーパントを含む第2のシリコン細棒17を原料融液4に挿入して溶融した。この第2のシリコン細棒17は、P(リン)をドープして育成したシリコン単結晶から直径約300mm、長さ約300mmで切り出した抵抗率が0.10Ω・cmであるシリコン単結晶ブロックから、2cmx2cmx30cmの縦方向に角柱として切り出したものを用いた。この第2のシリコン細棒17を再溶融しているシリコン単結晶の脇の原料融液4に挿入することにより71g溶解させて、ドーパント濃度を調整した原料融液4を準備してから、シリコン単結晶の育成を開始した。
ここで、副ドーパントの連続的なドープ量は、最初に予定していた量に比較して、約10%多くした。これは、シリコン単結晶の再溶融に伴い、主ドーパントのP(リン)を追加ドープしたためである。
However, when the silicon
Here, the continuous dope amount of the sub-dopant was increased by about 10% compared with the initially planned amount. This is because the main dopant P (phosphorus) was additionally doped with remelting of the silicon single crystal.
このような主ドーパントの追加ドープおよび副ドーパントの連続的ドープの結果得られた抵抗率の軸方向プロファイル(すなわち、育成したシリコン単結晶の抵抗率と固化率との関係)を図3に示す。図3からわかるように、単結晶のトップ側からボトム側まで抵抗率規格のほぼ中心値である抵抗率の単結晶を得ることができた。 FIG. 3 shows the axial profile of the resistivity (that is, the relationship between the resistivity and the solidification rate of the grown silicon single crystal) obtained as a result of such additional doping of the main dopant and continuous doping of the subdopant. As can be seen from FIG. 3, it was possible to obtain a single crystal having a resistivity that is approximately the center value of the resistivity standard from the top side to the bottom side of the single crystal.
(実施例2)
実施例1のシリコン単結晶を育成した後、シリコン原料を約160kg追加チャージして総原料を200kgとした。2本目でも1本目と同様n型で55−75Ω・cm、直径200mmの単結晶を育成した。1本目終了時に残っていた原料融液4中のP(リン)濃度は6.4×1014atoms/cm3、B(ボロン)濃度は2.2×1014atoms/cm3と算出された。そこで、これを考慮するとともに、酸素濃度や結晶欠陥等の結晶品質が規格内となる直胴部分Aの長さが約20cmの所で抵抗率が規格に入るように、P(リン)濃度を4×1019atoms/cm3としたシリコン単結晶を粒状に砕いて用意したドープ剤を0.66gドープして、2本目のシリコン単結晶を育成するための原料融液4を準備した。
(Example 2)
After the silicon single crystal of Example 1 was grown, about 160 kg of silicon raw material was additionally charged to make the total raw material 200 kg. The second crystal was grown as an n-type single crystal having a size of 55-75 Ω · cm and a diameter of 200 mm, as in the first sample. The P (phosphorus) concentration in the raw material melt 4 remaining at the end of the first run was calculated to be 6.4 × 10 14 atoms / cm 3 , and the B (boron) concentration was calculated to be 2.2 × 10 14 atoms / cm 3 . . Therefore, in consideration of this, the P (phosphorus) concentration is set so that the resistivity falls within the standard where the length of the straight body portion A where the crystal quality such as oxygen concentration and crystal defects is within the standard is about 20 cm. A raw material melt 4 for growing a second silicon single crystal was prepared by doping 0.66 g of a dopant prepared by crushing a silicon single crystal of 4 × 10 19 atoms / cm 3 into granules.
副ドーパントの追加は実施例1と同様に、図2の第1の細棒挿入機14の先端に、抵抗率0.15Ω・cm、2cm×2cm×30cmのB(ボロン)を含む第1のシリコン細棒15を取り付けて、これを原料融液4に挿入して行った。ただし実施例1とは異なり、断続的にB(ボロン)をドープした。断続的ドープは直胴部分Aの長さが40cm、70cm、100cm、130cm、150cm、165cmの時にそれぞれ、第1のシリコン細棒15の重量約7g、10g、12g、13g、10g、8g分を原料融液4に挿入して溶解して行う予定であった。
The addition of the sub-dopant is the same as in Example 1 except that the first
しかしながら、最初の副ドーパントを投入した直後、直胴部分Aの長さが40cmの所で有転位化が発生した。スリップバックが20cm程度入ることが予想されるので、この長さで結晶育成を中止してシリコン単結晶を取り出しても、製品部を得ることができない。そこで育成した再溶融することが適当であると判断した。
このまま何もせずに再溶融すると単結晶トップ部での抵抗率は87Ω・cm、製品部トップ側である直胴部分Aの長さ20cmの所での抵抗率が80Ω・cmとなってしまうことが予想された。そこで図2の第2の細棒送入機16の先端に取り付けられた主ドーパントを含む第2のシリコン細棒17を原料溶液4に挿入して溶解した。
この第2のシリコン細棒17は、実施例1と同様に、抵抗率が0.10Ω・cm、2cm×2cm×30cmの角柱である。これを直胴部分Aの長さが20cmの所での抵抗率が74Ω・cmとなるように、29g溶解し、シリコン単結晶の再育成を行った。
なお、再育成においては、主ドーパントを追加した分、断続的にドープする副ドーパントの量を当初の予定より4%多くした。
再育成を行った結果、直胴部分Aの長さが160cmの所までシリコン単結晶を育成したところで、再度有転位化が発生した。この位置であれば、スリップバックが20cm生じたとしても、直胴部分Aの長さが20cmから140cmまでは製品部が得られるので、再溶融せずシリコン単結晶を取り出した。
However, immediately after the introduction of the first sub-dopant, dislocation occurred at a position where the length of the straight body portion A was 40 cm. Since a slipback of about 20 cm is expected, even if crystal growth is stopped at this length and a silicon single crystal is taken out, a product part cannot be obtained. Therefore, it was judged that it was appropriate to re-melt it.
If it is remelted without doing anything, the resistivity at the top of the single crystal will be 87 Ω · cm, and the resistivity at the length 20 cm of the straight body part A on the top side of the product will be 80 Ω · cm. Was expected. Therefore, the second silicon
This
In the regrowth, the amount of the sub-dopant to be intermittently doped was increased by 4% from the initial schedule by adding the main dopant.
As a result of the regrowth, when the silicon single crystal was grown to a position where the length of the straight body portion A was 160 cm, dislocation occurred again. At this position, even if slipback occurs 20 cm, the product portion is obtained when the length of the straight body portion A is 20 cm to 140 cm, so that the silicon single crystal was taken out without being remelted.
このようにして育成したシリコン単結晶(ただし、スリップバックが生じている部分は除去されている)で得られた抵抗率の軸方向プロファイル(すなわち、育成したシリコン単結晶の抵抗率と固化率との関係)を図4に示す。図4からわかるように、単結晶のトップ側からボトム側までの中で酸素濃度や結晶欠陥等の結晶品質が規格内となる領域において、抵抗率が規格内に収まるシリコン単結晶を得ることができた。 An axial profile of the resistivity obtained with the silicon single crystal grown in this manner (where the portion where the slipback is generated is removed) (that is, the resistivity and solidification rate of the grown silicon single crystal The relationship is shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, it is possible to obtain a silicon single crystal whose resistivity falls within the standard in the region where the crystal quality such as oxygen concentration and crystal defects is within the standard from the top side to the bottom side of the single crystal. did it.
(比較例)
実施例1と同様にしてシリコン単結晶を育成した。ただし、シリコン単結晶の直胴部分Aの長さ55cmの所で有転位化した際に、育成したシリコン単結晶を再溶融し、シリコン単結晶の再育成を行ったが、シリコン単結晶の再育成前に、主ドーパントを追加しなかった。その結果、育成されたシリコン単結晶の抵抗率は、単結晶のトップ側で77Ω・cmとなり、単結晶の全長にわたって抵抗率が規格を満たすことはなかった。
(Comparative example)
A silicon single crystal was grown in the same manner as in Example 1. However, when the silicon single crystal was dislocated at a length of 55 cm in the straight body portion A of the silicon single crystal, the grown silicon single crystal was remelted and regrowth of the silicon single crystal was performed. Prior to growth, no main dopant was added. As a result, the resistivity of the grown silicon single crystal was 77 Ω · cm on the top side of the single crystal, and the resistivity did not satisfy the standard over the entire length of the single crystal.
以上のように、比較例においては、育成した結晶を再溶融して再度単結晶を育成する際に、再度単結晶を育成開始するまでにドープした副ドーパントを相殺する分の主ドーパントを追加しなかったことにより、規格内の抵抗率を得ることができない結果となった。 As described above, in the comparative example, when the grown crystal is remelted and the single crystal is grown again, the main dopant is added to offset the sub-dopant doped until the single crystal is grown again. As a result, the resistivity within the standard could not be obtained.
なお、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.
1…メインチャンバー、 2…引上げチャンバー、
3…単結晶棒(シリコン単結晶)、 4…原料融液(シリコン融液)、
5…石英ルツボ、 6…黒鉛ルツボ、 7…加熱ヒーター、 8…断熱部材、
9…ガス流出口、 10…ガス導入口、 11…トップチャンバー、
12…ガスパージ筒、 13…遮熱部材、 14…第1の細棒挿入機、
15…第1の細棒結晶(第1のシリコン細棒)、 16…第2の細棒挿入機、
17…第2の細棒結晶(第2のシリコン細棒)、 18…追加ドーパント投入装置、
100…CZ単結晶育成装置、 A…直胴部分。
1 ... main chamber, 2 ... pulling chamber,
3 ... Single crystal rod (silicon single crystal), 4 ... Raw material melt (silicon melt),
5 ... quartz crucible, 6 ... graphite crucible, 7 ... heater, 8 ... heat insulation member,
9 ... Gas outlet, 10 ... Gas inlet, 11 ... Top chamber,
12 ... Gas purge cylinder, 13 ... Heat shield member, 14 ... First thin rod insertion machine,
15 ... 1st thin rod crystal (1st silicon thin rod), 16 ... 2nd thin rod insertion machine,
17 ... 2nd thin rod crystal (2nd silicon thin rod), 18 ... Additional dopant injection | throwing-in apparatus,
100: CZ single crystal growing apparatus, A: Straight body part.
Claims (7)
シリコン単結晶の育成を中断して、育成したシリコン単結晶を再溶融してシリコン単結晶を再育成する場合には、シリコン単結晶の育成を中断するまでに副ドーパントを追加した場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の前記主ドーパントを追加した後に、シリコン単結晶の再育成を行うことを特徴とする抵抗率制御方法。 When a silicon single crystal is grown by the CZ method, the resistivity of the grown silicon single crystal is controlled by the dopant, and the main dopant is initially doped so that the silicon single crystal has a predetermined conductivity type. While growing the silicon single crystal, a sub-dopant having a conductivity type opposite to that of the main dopant is continuously applied according to the solidification ratio represented by (weight of crystallization) / (weight of initial silicon raw material). And a method of controlling resistivity having a step of additionally doping intermittently or intermittently,
If the growth of the silicon single crystal is interrupted and the grown silicon single crystal is remelted to re-grow the silicon single crystal, the product will be added if a subdopant is added before the growth of the silicon single crystal is interrupted. A silicon single crystal is regrown after adding the main dopant in an amount that the resistivity on the top side of the portion falls within the standard.
前記2本目以降のシリコン単結晶の育成を繰り返す工程は、
それまでのシリコン単結晶の育成において追加ドープされた前記副ドーパントの量を考慮して、前記主ドーパントを加える段階と、
シリコン単結晶を育成しながら、前記固化率に応じて、前記副ドーパントを連続的または断続的に追加ドープする段階と
を有する請求項1又は請求項2に記載の抵抗率制御方法において、
2本目以降のシリコン単結晶の育成を中断して、育成したシリコン単結晶を再溶融してシリコン単結晶を再育成する場合には、2本目以降の当該シリコン単結晶の育成において、当該シリコン単結晶の育成を中断するまでに前記副ドーパントを追加ドープした場合は、製品部のトップ側の抵抗率が規格内に入る量の前記主ドーパントを追加した後に、2本目以降の当該シリコン単結晶の再育成を行うことを特徴とする抵抗率制御方法。 After the first silicon single crystal is grown, the method further includes a multi-pooling step in which the raw material is additionally charged and the growth of the second and subsequent silicon single crystals is repeated.
The process of repeating the growth of the second and subsequent silicon single crystals is as follows:
Adding the main dopant in consideration of the amount of the sub-dopant additionally doped in the growth of the silicon single crystal so far;
In the resistivity control method according to claim 1, further comprising the step of additionally doping the sub-dopant continuously or intermittently according to the solidification rate while growing a silicon single crystal.
When the growth of the second and subsequent silicon single crystals is interrupted and the grown silicon single crystal is re-melted and re-grown, the silicon single crystals are grown in the second and subsequent silicon single crystals. If the sub-dopant is additionally doped before the growth of the crystal is interrupted, after adding the main dopant in such an amount that the resistivity on the top side of the product part falls within the specifications, the second and subsequent silicon single crystals are added. A resistivity control method characterized by performing regrowth.
前記副ドーパント又は前記主ドーパントを含むシリコン細棒、又は、前記副ドーパント又は前記主ドーパントを含むシリコン単結晶を粒状に砕いたドープ剤をシリコン融液へ挿入又は投入する装置を、前記主ドーパント用及び前記副ドーパント用にそれぞれ1つ以上備えていることを特徴とする追加ドーパント投入装置。 An additional dopant injection device used in the resistivity control method according to claim 4 or 5,
A device for inserting or throwing into the silicon melt a silicon fine rod containing the sub-dopant or the main dopant or a silicon crushed silicon single crystal containing the sub-dopant or the main dopant is added to the silicon melt. And one or more additional dopants for the sub-dopant, respectively.
前記主ドーパントがP(リン)であり、前記副ドーパントがB(ボロン)であり、
シリコン結晶中のリン濃度NPとシリコン結晶中のボロン濃度NBとの差NP−NBが、1.4×1012atoms/cm3以上、1.4×1015atoms/cm3以下であり、
抵抗率が3Ω・cm以上、3000Ω・cm以下であることを特徴とするn型シリコン単結晶。 Resistivity is controlled using the resistivity control method according to any one of claims 1 to 5,
The main dopant is P (phosphorus), the sub-dopant is B (boron),
Difference N P -N B with boron concentration N B of the silicon phosphorus concentration N P and the silicon crystal in the crystal, 1.4 × 10 12 atoms / cm 3 or more, 1.4 × 10 15 atoms / cm 3 or less And
An n-type silicon single crystal having a resistivity of 3 Ω · cm to 3000 Ω · cm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014190199A JP6299543B2 (en) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Resistivity control method and additional dopant injection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014190199A JP6299543B2 (en) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Resistivity control method and additional dopant injection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016060667A true JP2016060667A (en) | 2016-04-25 |
JP6299543B2 JP6299543B2 (en) | 2018-03-28 |
Family
ID=55797169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014190199A Active JP6299543B2 (en) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Resistivity control method and additional dopant injection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6299543B2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022071014A1 (en) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 株式会社Sumco | Production method for silicon monocrystal |
CN115341268A (en) * | 2021-05-13 | 2022-11-15 | 内蒙古中环协鑫光伏材料有限公司 | Method for automatically controlling resistivity of monocrystalline silicon |
WO2023007830A1 (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | Method for producing silicon single crystal, and single crystal pulling apparatus |
US11585010B2 (en) | 2019-06-28 | 2023-02-21 | Globalwafers Co., Ltd. | Methods for producing a single crystal silicon ingot using boric acid as a dopant and ingot puller apparatus that use a solid-phase dopant |
CN116168788A (en) * | 2023-04-25 | 2023-05-26 | 北京大学 | Method and system for analyzing segregation coefficient of molten liquid silicon based on big data |
WO2023176108A1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | 株式会社Sumco | Method for producing single-crystal silicon |
US11795569B2 (en) | 2020-12-31 | 2023-10-24 | Globalwafers Co., Ltd. | Systems for producing a single crystal silicon ingot using a vaporized dopant |
WO2023223890A1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-11-23 | 株式会社Sumco | Single crystal pulling apparatus |
US11866844B2 (en) | 2020-12-31 | 2024-01-09 | Globalwafers Co., Ltd. | Methods for producing a single crystal silicon ingot using a vaporized dopant |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62226897A (en) * | 1986-03-27 | 1987-10-05 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | Production of single crystal |
JPH07309693A (en) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Hitachi Ltd | Production of single crystal |
JP2002226295A (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Control method for manufacturing process of silicon single crystal by czochralski method, manufacturing method for high resistance-silicon single crystal by czochralski method, and silicon single crystal |
JP2012148949A (en) * | 2010-12-28 | 2012-08-09 | Siltronic Ag | Method of manufacturing silicon single crystal, silicon single crystal, and wafer |
JP2014511146A (en) * | 2011-04-14 | 2014-05-12 | ジーティー アドヴァンスト シーズィー, エルエルシー | Silicon ingot having a plurality of uniform dopants and method and apparatus for producing the same |
JP2014125402A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Globalwafers Japan Co Ltd | Method for lifting silicon single crystal |
-
2014
- 2014-09-18 JP JP2014190199A patent/JP6299543B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62226897A (en) * | 1986-03-27 | 1987-10-05 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | Production of single crystal |
JPH07309693A (en) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Hitachi Ltd | Production of single crystal |
JP2002226295A (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Control method for manufacturing process of silicon single crystal by czochralski method, manufacturing method for high resistance-silicon single crystal by czochralski method, and silicon single crystal |
JP2012148949A (en) * | 2010-12-28 | 2012-08-09 | Siltronic Ag | Method of manufacturing silicon single crystal, silicon single crystal, and wafer |
JP2014511146A (en) * | 2011-04-14 | 2014-05-12 | ジーティー アドヴァンスト シーズィー, エルエルシー | Silicon ingot having a plurality of uniform dopants and method and apparatus for producing the same |
JP2014125402A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Globalwafers Japan Co Ltd | Method for lifting silicon single crystal |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11585010B2 (en) | 2019-06-28 | 2023-02-21 | Globalwafers Co., Ltd. | Methods for producing a single crystal silicon ingot using boric acid as a dopant and ingot puller apparatus that use a solid-phase dopant |
WO2022071014A1 (en) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 株式会社Sumco | Production method for silicon monocrystal |
TWI784689B (en) * | 2020-09-29 | 2022-11-21 | 日商Sumco股份有限公司 | Method for producing silicon single crystal |
US11795569B2 (en) | 2020-12-31 | 2023-10-24 | Globalwafers Co., Ltd. | Systems for producing a single crystal silicon ingot using a vaporized dopant |
US11866844B2 (en) | 2020-12-31 | 2024-01-09 | Globalwafers Co., Ltd. | Methods for producing a single crystal silicon ingot using a vaporized dopant |
CN115341268A (en) * | 2021-05-13 | 2022-11-15 | 内蒙古中环协鑫光伏材料有限公司 | Method for automatically controlling resistivity of monocrystalline silicon |
WO2023007830A1 (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | Method for producing silicon single crystal, and single crystal pulling apparatus |
WO2023176108A1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | 株式会社Sumco | Method for producing single-crystal silicon |
JP7359241B2 (en) | 2022-03-15 | 2023-10-11 | 株式会社Sumco | Manufacturing method of silicon single crystal |
WO2023223890A1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-11-23 | 株式会社Sumco | Single crystal pulling apparatus |
CN116168788A (en) * | 2023-04-25 | 2023-05-26 | 北京大学 | Method and system for analyzing segregation coefficient of molten liquid silicon based on big data |
CN116168788B (en) * | 2023-04-25 | 2023-08-11 | 北京大学 | Method and system for analyzing segregation coefficient of molten liquid silicon based on big data |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6299543B2 (en) | 2018-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6222013B2 (en) | Resistivity control method | |
JP6299543B2 (en) | Resistivity control method and additional dopant injection device | |
US10233562B2 (en) | Method for producing single crystal, and method for producing silicon wafer | |
US9885122B2 (en) | Method of manufacturing silicon single crystal | |
KR101953788B1 (en) | Manufacturing method of single crystal | |
JP2006219366A (en) | Manufacturing process of silicon single crystal with controlled carbon content | |
JP5372105B2 (en) | N-type silicon single crystal and manufacturing method thereof | |
JP6119642B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor single crystal | |
US8308864B2 (en) | Single-crystal manufacturing method | |
JP6304125B2 (en) | A method for controlling resistivity in the axial direction of silicon single crystal | |
JP2003246695A (en) | Method for producing highly doped silicon single crystal | |
WO2013051940A1 (en) | Method for producing silicon mono-crystals and multi-crystalline silicon ingots | |
JP6369352B2 (en) | Crystal growth method | |
KR101193653B1 (en) | Method for Manufacturing Single Crystal | |
TWI831613B (en) | Method for producing single crystal silicon ingot | |
JPH0259494A (en) | Production of silicon single crystal and apparatus | |
KR101597207B1 (en) | Silicon single crystalline ingot, method and apparatus for manufacturing the ingot | |
KR101339151B1 (en) | Apparatus and method for growing monocrystalline silicon ingots | |
TW202140869A (en) | Method for producing silicon single crystal | |
KR101205616B1 (en) | Method for Manufacturing Single Crystal Ingot | |
KR101129907B1 (en) | Method for Manufacturing Single Crystal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160909 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170525 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170808 |
|
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: 20180130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6299543 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 |