JP2018095490A - シリコン単結晶製造方法、シリコン単結晶、及びシリコン単結晶ウェーハ - Google Patents
シリコン単結晶製造方法、シリコン単結晶、及びシリコン単結晶ウェーハ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018095490A JP2018095490A JP2016238943A JP2016238943A JP2018095490A JP 2018095490 A JP2018095490 A JP 2018095490A JP 2016238943 A JP2016238943 A JP 2016238943A JP 2016238943 A JP2016238943 A JP 2016238943A JP 2018095490 A JP2018095490 A JP 2018095490A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- silicon single
- crystal
- magnetic field
- diameter
- 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 164
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 98
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 97
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 5
- 229940095676 wafer product Drugs 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000021332 multicellular organism growth Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
印加する磁場を水平磁場とすれば、シリコン融液の縦方向の対流が効率よく抑制され、結晶周辺部における酸素蒸発量を制御することができるし、大口径単結晶の製造も比較的容易である。
ファセット面幅が35mm以下であれば、研削ロスをさらに抑制しつつ、直径300mm以上の(111)シリコンウェーハを採取することが可能である。
本発明のMCZシリコン単結晶は、軸方位が<111>であり、直径が300mm以上であり、かつas−grown状態のシリコン単結晶側面の変形部ファセット面幅が76mm以下である。このようなシリコン単結晶は、後述する本発明のシリコン単結晶製造方法により製造することができる。シリコン単結晶側面の変形部ファセット面幅の例を図2に示す。
本発明のシリコン単結晶ウェーハは、面方位が(111)であり、直径が300mm以上である。このようなシリコン単結晶ウェーハは、高キャリア移動度を有するGeやIII−V族化合物半導体などの次世代チャネル材料を用いたヘテロエピタキシャル用基板として有用である。これにより、資源量が豊富で安価・高品質なSiをヘテロエピタキシャル用基板として、その上に資源量が少ないGe、GaAs等のチャネル材料を配置するヘテロ構造デバイスに好適に用いることができる。本発明のシリコン単結晶ウェーハは、上述のMCZシリコン単結晶からスライスして容易に採取することができる。
まず、本発明のシリコン単結晶製造方法を実施可能な結晶製造装置の構成例を図1により説明する。図1に示すように、結晶製造装置100は、メインチャンバー1と、メインチャンバー1の上部に接続され、育成した単結晶棒(シリコン単結晶)3を収納する引上げチャンバー2とを具備する。メインチャンバー1の内部には、原料融液4を収容する石英ルツボ5、石英ルツボ5を支持する黒鉛ルツボ6が設けられている。また、石英ルツボ5及び黒鉛ルツボ6と同心円状に、メインの熱源である加熱ヒーター7が配置されている。加熱ヒーター7の外側には、断熱部材8が設けられている。また、メインチャンバー1にはガス流出口9、引上げチャンバー2にはガス導入口10が設けられており、メインチャンバー1及び引上げチャンバー2の内部に不活性ガス(例えばアルゴンガス)などを導入し、排出できるようになっている。円筒形状のガス整流筒11が引上げ中の単結晶棒3を囲繞するように原料融液4の表面の上方に配設されている。また、原料融液4の融液面の上方には遮熱部材12が対向配置されている。さらに、メインチャンバー1の外周部には、磁場印加装置13が設けられている。
本発明のシリコン単結晶製造方法では、まず、一例として図1に示したような結晶製造装置100を使用し、シリコン原料をルツボ5内に供給し、シリコン単結晶成長の準備を行う。シリコン原料を加熱溶融後、シリコン単結晶の成長軸方位を<111>とし、磁場印加装置13を用いて磁場を印加しつつ、シリコン単結晶の成長を行ない、通常のCZ法によりシリコン単結晶を製造する。
直径32インチ(800mm)のルツボに360kgの原料を溶融し、水平磁場を印加し、引上げ直径310mmの<111>シリコン単結晶の引上げを実施した。結晶直胴部成長中、印加磁場を直胴部1cm成長当たり5mTの変化率で中心磁場強度0.4〜0.1Tの範囲で変化させ、as−grown状態のシリコン単結晶側面の変形部ファセット面幅を測定した。中心磁場強度によるファセット面幅の変化を図4に示す。
3…単結晶棒(シリコン単結晶)、 4…原料融液、 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…ガス整流筒、 12…遮熱部材、
13…磁場印加装置、100…結晶製造装置
Claims (5)
- 原料融液に磁場を印加してチョクラルスキー法によりシリコン単結晶を引上げる際、前記シリコン単結晶の成長軸方位を<111>とし、前記原料融液表面における中心磁場強度を0.2T以上0.29T以下として磁場を印加しつつ前記シリコン単結晶の成長を行なうことを特徴とするシリコン単結晶製造方法。
- 前記印加する磁場を、水平磁場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製造方法。
- 軸方位が<111>であり、直径が300mm以上であり、かつas−grown状態のシリコン単結晶側面の変形部ファセット面幅が76mm以下であるMCZシリコン単結晶。
- 前記変形部ファセット面幅が、35mm以下であることを特徴とする請求項3に記載のシリコン単結晶。
- 面方位が(111)であり、直径が300mm以上であるシリコン単結晶ウェーハ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016238943A JP6645409B2 (ja) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | シリコン単結晶製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016238943A JP6645409B2 (ja) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | シリコン単結晶製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018095490A true JP2018095490A (ja) | 2018-06-21 |
JP6645409B2 JP6645409B2 (ja) | 2020-02-14 |
Family
ID=62632225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016238943A Active JP6645409B2 (ja) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | シリコン単結晶製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6645409B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021172576A (ja) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶を製造する方法 |
CN114908415A (zh) * | 2021-02-09 | 2022-08-16 | 爱思开矽得荣株式会社 | 用于生长硅单晶锭的方法和装置 |
DE112017005704B4 (de) | 2016-12-09 | 2024-05-23 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls und Silizium-Einkristallwafer |
-
2016
- 2016-12-09 JP JP2016238943A patent/JP6645409B2/ja active Active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112017005704B4 (de) | 2016-12-09 | 2024-05-23 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls und Silizium-Einkristallwafer |
JP2021172576A (ja) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶を製造する方法 |
JP7247949B2 (ja) | 2020-04-30 | 2023-03-29 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶を製造する方法 |
CN114908415A (zh) * | 2021-02-09 | 2022-08-16 | 爱思开矽得荣株式会社 | 用于生长硅单晶锭的方法和装置 |
CN114908415B (zh) * | 2021-02-09 | 2023-05-23 | 爱思开矽得荣株式会社 | 用于生长硅单晶锭的方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6645409B2 (ja) | 2020-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6584428B2 (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法及び炭化珪素単結晶基板 | |
JP6537590B2 (ja) | 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法 | |
KR20130137247A (ko) | 탄화규소 단결정 기판 및 그 제조 방법 | |
JP4528995B2 (ja) | Siバルク多結晶インゴットの製造方法 | |
JP7321929B2 (ja) | ZnドープInP単結晶基板の製造方法 | |
JP2004099340A (ja) | 炭化珪素単結晶育成用種結晶と炭化珪素単結晶インゴット及びその製造方法 | |
JP4142332B2 (ja) | 単結晶シリコンの製造方法、単結晶シリコンウェーハの製造方法、単結晶シリコン製造用種結晶、単結晶シリコンインゴットおよび単結晶シリコンウェーハ | |
JP6645409B2 (ja) | シリコン単結晶製造方法 | |
JP5614387B2 (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法、及び炭化珪素単結晶インゴット | |
JP2019218245A (ja) | Siインゴット結晶の製造方法及びその製造装置 | |
JP2015514674A (ja) | インゴットの成長方法およびインゴット | |
US20210189589A1 (en) | Silicon single crystal and silicon single crystal wafer | |
JP2005041740A (ja) | シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ | |
JP5777756B2 (ja) | β−Ga2O3系単結晶基板 | |
JP7554215B2 (ja) | リン化インジウム基板及び半導体エピタキシャルウエハ | |
WO2017043215A1 (ja) | SiC単結晶の製造方法 | |
JP6628557B2 (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法 | |
JP2013170103A (ja) | 半絶縁性砒化ガリウムウェハの製造方法及び半絶縁性砒化ガリウムウェハ | |
JP2005047797A (ja) | InP単結晶、GaAs単結晶、及びそれらの製造方法 | |
JP2005200228A (ja) | 化合物半導体単結晶成長方法 | |
JP2013193917A (ja) | 半絶縁性砒化ガリウムウェハの製造方法及び半絶縁性砒化ガリウムウェハ | |
JP2008273804A (ja) | 半絶縁性GaAsウエハ及びその製造方法 | |
JP2004244235A (ja) | 化合物半導体単結晶の成長容器および製造方法 | |
JP2013087045A (ja) | リン化ガリウム単結晶およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181207 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190815 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191001 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191113 |
|
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: 20191210 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191223 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6645409 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 |