JP2023516890A - シリコン結晶を製造するための石英ガラス坩堝および石英ガラス坩堝の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の方法の上記詳細な実施形態に関して述べた特徴は、本発明による製品に対応して転用することができる。逆に、本発明による製品の上記詳細な実施形態に関して述べた特徴は、本発明の方法に対応して転用することができる。本発明の実施形態のこれらおよび他の特徴は、図面の説明および特許請求の範囲において明らかにされる。個々の特徴は、本発明の実施形態として別々にまたは組み合わせて実現されてもよい。加えて、それらは、独立して保護可能な有利な実現例を記述してもよい。
したがって、曲線1および曲線2は、それぞれ以下の画像化プロトコルで数学的に記述することができる。
C[%]≦100-(d[mm]-0.25)×30
C[%]≧100-(d[mm]+0.25)×80
本発明者らは、曲線3と曲線4との間の領域においてさらに大きな効果が見出され得ることを認識した。これらの曲線3および4は、それぞれ、数学的プロトコルC[%]≧100-(d[mm]-0.05)×36およびC[%]≦100-(d[mm]+0.1)×80を用いて充分に記述することができる。
図2aおよび図2bにデータが示されている結晶は、先行技術に記載されているように、天然に得られたSiO2から製造され、その内部がバリウム含有成分でコーティングされた坩堝を使用して引き上げられた。
チョクラルスキー引上げ法を用いて坩堝からそれぞれ複数の結晶を引上げ、少数電荷キャリアの平均自由行程長(SPV)および非転位結晶の長さの両方を測定した。結晶の非転位部分の長さを、理論的に達成可能な全長に対して配置した。
図2aおよび図2bにデータが示されている結晶は、先行技術に記載されているように、天然に得られたSiO2から製造され、その内部がバリウム含有成分でコーティングされた坩堝を使用して引き上げられた。
C[%]≦100-(d[mm]-0.25)×30、および
C[%]≧100-(d[mm]+0.25)×80
結晶の品質(SPV)および無転位長の部分の両方に関して利点がある。上述した範囲は図1に示されており、曲線1と曲線2との間の陰影領域に関する。
本発明者らは、さらなる実験を通してその領域をいくらか狭めることができ、距離dの関数として合成により得られたSiO2の濃度が以下の関係に従うことを見出した。
C[%]≦100-(d[mm]+0.1)×80、および
C[%]≧100-(d[mm]-0.05)×36
結晶の品質(SPV)および無転位長の部分の両方に関してさらなる利点がある。
Claims (15)
- チョクラルスキー技術に従ってシリコンの単結晶を引き上げるための溶融石英坩堝であって、
表面を形成する溶融石英の内側層が位置する内側を有し、
前記内側層は結晶化促進剤を設けられ、前記結晶化促進剤は、結晶引上げにおいて、指定された使用の状況で前記溶融石英坩堝が加熱されると、溶融石英の結晶化をもたらしてβ-クリストバライトを形成し、
前記表面から距離dにおける合成により得られたSiO2の濃度Cは、前記表面から距離d2における合成により得られたSiO2の濃度よりも大きく、d2はdよりも大きいことを特徴とする、溶融石英坩堝。 - 前記結晶化促進剤はバリウムまたはストロンチウムを含むことを特徴とする、請求項1に記載の溶融石英坩堝。
- 前記表面までの前記距離dが0.4mm未満であるとき、前記合成により得られたSiO2の濃度Cは90%より大きいことを特徴とする、請求項1または2に記載の溶融石英坩堝。
- 前記距離dの関数としての前記合成により得られたSiO2の濃度Cは、以下の関係:
C[%]≦100-(d[mm]-0.25)×30、および
C[%]≧100-(d[mm]+0.25)×80
に従うことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の溶融石英坩堝。 - 前記距離dの関数としての前記合成により得られたSiO2の濃度Cは、以下の関係:
C[%]≦100-(d[mm]+0.1)×80、および
C[%]≧100-(d[mm]-0.05)×36
に従うことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の溶融石英坩堝。 - 前記結晶促進剤の濃度は、前記溶融石英坩堝中のシリコンを基準として1ppba未満かつ0.05ppba超であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の溶融石英坩堝。
- 前記結晶促進剤はバリウムを含むことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の溶融石英坩堝。
- 結晶化促進剤を含む溶融石英坩堝の製造方法であって、
内側を有し、天然に得られるSiO2を含む坩堝基体を製造することと、
合成により得られたSiO2を含む層で前記内側をコーティングすることとを含み、前記合成により得られたSiO2の濃度Cは、層厚の増加と共に増加する、溶融石英坩堝の製造方法。 - 前記結晶化促進剤は、前記坩堝基体の製造中に添加されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 前記コーティングのために意図された材料が、分離を防止するために混合容器内で連続的に混合され、前記混合容器における合成により得られたSiO2および天然に得られたSiO2の割合は経時的に変化し、同時に材料がコーティングのためにそこから取り出されることを特徴とする、請求項8または9に記載の方法。
- 前記内側の前記コーティング中に、結晶化促進剤が添加されることを特徴とする、請求項8~10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記コーティングに続いて、前記坩堝はポリシリコンで充填され、前記ポリシリコンを溶融させるために1400°C超に加熱されることを特徴とする、請求項8~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ポリシリコンは、前記ポリシリコンに対して0.5ppba超かつ10ppba未満の濃度を有する結晶化促進剤と追加的に混合されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 前記結晶化促進剤はバリウムを含むことを特徴とする、請求項8~13のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の溶融石英坩堝を用いて結晶引上げユニットでインゴットを引上げ、前記インゴットをワイヤソーでウェハに切断し、前記ウェハを研磨し、選択肢的にエピタキシーを行うことを特徴とする、半導体ウェハの製造方法。
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