JP2520926B2 - シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法 - Google Patents
シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法Info
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- JP2520926B2 JP2520926B2 JP62317747A JP31774787A JP2520926B2 JP 2520926 B2 JP2520926 B2 JP 2520926B2 JP 62317747 A JP62317747 A JP 62317747A JP 31774787 A JP31774787 A JP 31774787A JP 2520926 B2 JP2520926 B2 JP 2520926B2
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- silicon
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チョクラルスキー法を用いて、石英ルツボ
内に収納されたシリコン融液からシリコン単結晶を引上
げるに際して、シリコン単結晶中の軸方向の酸素濃度を
制御するシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法に関す
る。
内に収納されたシリコン融液からシリコン単結晶を引上
げるに際して、シリコン単結晶中の軸方向の酸素濃度を
制御するシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法に関す
る。
従来、この種のシリコン単結晶を引上げる装置として
は、炉本体の内部のほぼ中央部に石英ルツボが設けら
れ、この石英ルツボに、黒鉛サセプタを介して、昇降自
在かつ回転自在な下軸が取付けられ、かつ上記石英ルツ
ボの周囲に、石英ルツボ内のシリコン融液の温度を制御
するヒータが設置されると共に、このヒータと上記炉本
体との間に保温筒が配置される一方、炉本体上部から、
種結晶を下端部に把持するワイヤが昇降自在にかつ回転
自在に吊り下げられたものが知られている。そして、こ
の装置においてシリコン単結晶を製造する場合には、炉
本体内の空気を、炉本体上部から炉底にかけてアルゴン
ガスを供給することによって、充分に排除すると共に、
上記ヒータによって石英ルツボ内のシリコン融液の温度
を単結晶引上げに適した温度に制御した後に、上方より
ワイヤの下端に把持された状態の種結晶を下降させてシ
リコン融液に浸漬させ、さらに、石英ルツボを一方向に
回転させる一方、種結晶を逆方向に回転させながら引上
げることにより、シリコン単結晶を得るようにしてい
る。また、この場合、シリコン単結晶の引上げにつれて
石英ルツボ内のシリコン融液面が低下するため、適宜石
英ルツボを上昇させて液面レベルを一定に保つようにし
ている。
は、炉本体の内部のほぼ中央部に石英ルツボが設けら
れ、この石英ルツボに、黒鉛サセプタを介して、昇降自
在かつ回転自在な下軸が取付けられ、かつ上記石英ルツ
ボの周囲に、石英ルツボ内のシリコン融液の温度を制御
するヒータが設置されると共に、このヒータと上記炉本
体との間に保温筒が配置される一方、炉本体上部から、
種結晶を下端部に把持するワイヤが昇降自在にかつ回転
自在に吊り下げられたものが知られている。そして、こ
の装置においてシリコン単結晶を製造する場合には、炉
本体内の空気を、炉本体上部から炉底にかけてアルゴン
ガスを供給することによって、充分に排除すると共に、
上記ヒータによって石英ルツボ内のシリコン融液の温度
を単結晶引上げに適した温度に制御した後に、上方より
ワイヤの下端に把持された状態の種結晶を下降させてシ
リコン融液に浸漬させ、さらに、石英ルツボを一方向に
回転させる一方、種結晶を逆方向に回転させながら引上
げることにより、シリコン単結晶を得るようにしてい
る。また、この場合、シリコン単結晶の引上げにつれて
石英ルツボ内のシリコン融液面が低下するため、適宜石
英ルツボを上昇させて液面レベルを一定に保つようにし
ている。
ところで、上記石英ルツボは、シリコン融液と反応し
て揮発性の一酸化シリコンを生成し、この一酸化シリコ
ンがシリコン融液内に一部混入するので、シリコン融液
内に酸素が溶出することになる。そして、上記従来の引
上装置にあっては、シリコン融液の酸素濃度が、単結晶
引上げ開始時に高く、以後、単結晶の引上げにつれて、
石英ルツボと融液の接触面積が減少して行き、融液中の
酸素濃度の減少につながるので、得られたシリコン単結
晶は、トップ側で酸素濃度が高く、ボトムに向かうにつ
れて酸素濃度が低下するものとなる。
て揮発性の一酸化シリコンを生成し、この一酸化シリコ
ンがシリコン融液内に一部混入するので、シリコン融液
内に酸素が溶出することになる。そして、上記従来の引
上装置にあっては、シリコン融液の酸素濃度が、単結晶
引上げ開始時に高く、以後、単結晶の引上げにつれて、
石英ルツボと融液の接触面積が減少して行き、融液中の
酸素濃度の減少につながるので、得られたシリコン単結
晶は、トップ側で酸素濃度が高く、ボトムに向かうにつ
れて酸素濃度が低下するものとなる。
しかしながら、シリコン単結晶中の酸素濃度は、半導
体集積回路の特性を良好に保持するために、その上限及
び下限が決められており、上述したような引上装置によ
って製造されたシリコン単結晶においては、使用可能部
分が少なく、従って、実質的なシリコン単結晶の製造効
率が低いという問題があった。
体集積回路の特性を良好に保持するために、その上限及
び下限が決められており、上述したような引上装置によ
って製造されたシリコン単結晶においては、使用可能部
分が少なく、従って、実質的なシリコン単結晶の製造効
率が低いという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、シリコン単結晶中の酸素濃度をその
軸方向に沿って均一に制御することができ、所定範囲内
の酸素濃度のシリコン単結晶を円滑に製造することがで
きて、実質的な製造効率を向上させることができるシリ
コン単結晶中の酸素濃度制御方法を提供することにあ
る。
的とするところは、シリコン単結晶中の酸素濃度をその
軸方向に沿って均一に制御することができ、所定範囲内
の酸素濃度のシリコン単結晶を円滑に製造することがで
きて、実質的な製造効率を向上させることができるシリ
コン単結晶中の酸素濃度制御方法を提供することにあ
る。
上記目的を達成するために、本発明は、炉本体に供給
する不活性ガスを上記シリコン融液面に案内するガイド
部材を有し、該ガイド部材をシリコン融液から引上げら
れるシリコン単結晶の周辺に設置すると共に、このシリ
コン単結晶の引上げ長さに対応して、前記不活性ガスの
流量を順次増加させるものである。
する不活性ガスを上記シリコン融液面に案内するガイド
部材を有し、該ガイド部材をシリコン融液から引上げら
れるシリコン単結晶の周辺に設置すると共に、このシリ
コン単結晶の引上げ長さに対応して、前記不活性ガスの
流量を順次増加させるものである。
本発明のシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法にあっ
ては、シリコン単結晶を引上げるにつれて、炉本体内に
供給する不活性ガス（アルゴンガス）の流量を順次増加
させることによって、シリコン単結晶中の酸素濃度をそ
の軸方向に沿って一定に保持するように制御する。
ては、シリコン単結晶を引上げるにつれて、炉本体内に
供給する不活性ガス（アルゴンガス）の流量を順次増加
させることによって、シリコン単結晶中の酸素濃度をそ
の軸方向に沿って一定に保持するように制御する。
以下、第１図ないし第４図に基づいて本発明の一実施
例を説明する。
例を説明する。
第１図と第２図は、本発明のシリコン単結晶中の酸素
濃度制御方法を実施するためのシリコン単結晶引上装置
の一例を示すもので、第１図は概略構成図、第２図はリ
フレクタの平面図である。これらの図において符号１は
炉本体であり、この炉本体１は下チャンバー1a、中チャ
ンバー1b及び上チャンバー（図示せず）からなり、それ
ぞれ内部が水冷ジャケット構造とされている。そして、
上記炉本体１の内部のほぼ中央部には石英ルツボ２が設
けられており、この石英ルツボ２は、黒鉛サセプタ（図
示せず）を介して昇降自在かつ回転自在な下軸３に取付
けられている。また、上記石英ルツボ２の周囲には、こ
の石英ルツボ２内のシリコン融液４の温度を制御するヒ
ータ５が設置されると共に、このヒータ５と炉本体１と
の間には保温筒６が配置されている。そして、この保温
筒６の上面には、リング状の支持部材７が設けられてお
り、この支持部材７にはリフレクタ８が支持されてい
る。
濃度制御方法を実施するためのシリコン単結晶引上装置
の一例を示すもので、第１図は概略構成図、第２図はリ
フレクタの平面図である。これらの図において符号１は
炉本体であり、この炉本体１は下チャンバー1a、中チャ
ンバー1b及び上チャンバー（図示せず）からなり、それ
ぞれ内部が水冷ジャケット構造とされている。そして、
上記炉本体１の内部のほぼ中央部には石英ルツボ２が設
けられており、この石英ルツボ２は、黒鉛サセプタ（図
示せず）を介して昇降自在かつ回転自在な下軸３に取付
けられている。また、上記石英ルツボ２の周囲には、こ
の石英ルツボ２内のシリコン融液４の温度を制御するヒ
ータ５が設置されると共に、このヒータ５と炉本体１と
の間には保温筒６が配置されている。そして、この保温
筒６の上面には、リング状の支持部材７が設けられてお
り、この支持部材７にはリフレクタ８が支持されてい
る。
上記リフレクタ８は、炉本体１に供給するアルゴンガ
スをシリコン融液４の液面に案内するガイド部材であっ
て、上記石英ルツボ２の内径より小に設定された円筒部
9aとこの円筒部9aの上方に続いてわずかに外方に傾斜し
た拡開筒部9bと上記円筒部9aの下方に続いて内方に先細
りした傾斜筒部9cとを一体形成したリフレクタ本体９
と、このリフレクタ本体９の拡開筒部9bの上端外縁に設
けられ、かつ上記支持部材７の上面に支持された３個の
Ｌ字状フック10と、上記リフレクタ本体９の拡開筒部9b
の上端内縁に設けられ、かつ単結晶11を冷却する冷却筒
12の外周面とほぼ気密的に配置された円環状カバー13と
から構成されている。また、上記円環状カバー13には、
炉本体１に設けられた覗き窓14から単結晶11とシリコン
融液４との境界部が目視できるように石英ガラス窓15が
設けられている。
スをシリコン融液４の液面に案内するガイド部材であっ
て、上記石英ルツボ２の内径より小に設定された円筒部
9aとこの円筒部9aの上方に続いてわずかに外方に傾斜し
た拡開筒部9bと上記円筒部9aの下方に続いて内方に先細
りした傾斜筒部9cとを一体形成したリフレクタ本体９
と、このリフレクタ本体９の拡開筒部9bの上端外縁に設
けられ、かつ上記支持部材７の上面に支持された３個の
Ｌ字状フック10と、上記リフレクタ本体９の拡開筒部9b
の上端内縁に設けられ、かつ単結晶11を冷却する冷却筒
12の外周面とほぼ気密的に配置された円環状カバー13と
から構成されている。また、上記円環状カバー13には、
炉本体１に設けられた覗き窓14から単結晶11とシリコン
融液４との境界部が目視できるように石英ガラス窓15が
設けられている。
また、上記単結晶11を引上げるために、炉本体１の上
部に、種結晶を下端部に把持するワイヤ16が昇降自在に
かつ回転自在に吊設されている。さらに、上記炉本体１
の上部からアルゴンガスが炉本体１の内部に供給され、
かつ炉底から排出されると共に、このアルゴンガスの流
量が任意に（例えば１〜100/min）調整し得るように
構成されている。
部に、種結晶を下端部に把持するワイヤ16が昇降自在に
かつ回転自在に吊設されている。さらに、上記炉本体１
の上部からアルゴンガスが炉本体１の内部に供給され、
かつ炉底から排出されると共に、このアルゴンガスの流
量が任意に（例えば１〜100/min）調整し得るように
構成されている。
次に、上記のように構成されたシリコン単結晶引上装
置を用いて本発明のシリコン単結晶中の酸素濃度制御方
法を実施する場合について説明する。
置を用いて本発明のシリコン単結晶中の酸素濃度制御方
法を実施する場合について説明する。
上記シリコン単結晶引上装置にあっては、従来同様、
まず炉本体１内の空気を、炉本体１上部から炉底にかけ
てアルゴンガスを供給することによって、充分に排除す
ると共に、上記ヒータ５によって石英ルツボ２内のシリ
コン原料を溶融し、このシリコン融液４の温度を単結晶
引上げに適した温度に制御した後に、炉本体１の上方よ
りワイヤ16の下端に把持された状態の種結晶を下降させ
てシリコン融液４に浸漬させる。
まず炉本体１内の空気を、炉本体１上部から炉底にかけ
てアルゴンガスを供給することによって、充分に排除す
ると共に、上記ヒータ５によって石英ルツボ２内のシリ
コン原料を溶融し、このシリコン融液４の温度を単結晶
引上げに適した温度に制御した後に、炉本体１の上方よ
りワイヤ16の下端に把持された状態の種結晶を下降させ
てシリコン融液４に浸漬させる。
次いで、従来公知の方法により、石英ルツボ２を一方
向に回転させる一方、上記種結晶を逆方向に回転させな
がら引上げることにより、単結晶11を引上げ成長させ
る。
向に回転させる一方、上記種結晶を逆方向に回転させな
がら引上げることにより、単結晶11を引上げ成長させ
る。
この場合、上記単結晶11を引上げるのにつれて、炉本
体１内に供給するアルゴンガスの流量を順次増加させ
る。すなわち、例えば、第３図に示すように、固化率が
大きくなるにつれて（単結晶長が長くなるにつれて）、
アルゴンガスの流量を30/minから60/minまで増加さ
せる。これにより、得られた単結晶11の軸方向の格子間
酸素濃度量〔Oi〕は、第４図に示すように、比較のため
に例示した従来例に比べて、その減少割合が抑制され、
ほぼ均一な〔Oi〕の単結晶11が製造できることがわかっ
た。なお、この実施例における実施条件は、 石英ルツボ回転数 6rpm 単結晶回転数 15rpm 単結晶直径 156mm 炉内圧 〜10Torr リフレクタとシリコン融液面との間のギャップ 15mm 単結晶引上速度 〜1.0mm/min であった。
体１内に供給するアルゴンガスの流量を順次増加させ
る。すなわち、例えば、第３図に示すように、固化率が
大きくなるにつれて（単結晶長が長くなるにつれて）、
アルゴンガスの流量を30/minから60/minまで増加さ
せる。これにより、得られた単結晶11の軸方向の格子間
酸素濃度量〔Oi〕は、第４図に示すように、比較のため
に例示した従来例に比べて、その減少割合が抑制され、
ほぼ均一な〔Oi〕の単結晶11が製造できることがわかっ
た。なお、この実施例における実施条件は、 石英ルツボ回転数 6rpm 単結晶回転数 15rpm 単結晶直径 156mm 炉内圧 〜10Torr リフレクタとシリコン融液面との間のギャップ 15mm 単結晶引上速度 〜1.0mm/min であった。
以上説明したように、本発明は、炉本体に供給する不
活性ガスを上記シリコン融液面に案内するガイド部材を
有し、該ガイド部材をシリコン融液から引上げられるシ
リコン単結晶の周辺に設置すると共に、このシリコン単
結晶の引上げ長さに対応して、前記不活性ガスの流量を
順次増加させるものであるから、シリコン単結晶中の酸
素濃度がその引上げにつれて減少するのを抑止できて、
所定範囲内の酸素濃度を有する均一なシリコン単結晶を
円滑に製造することができ、実質的な製造効率の向上を
図ることができるという優れた効果を有する。
活性ガスを上記シリコン融液面に案内するガイド部材を
有し、該ガイド部材をシリコン融液から引上げられるシ
リコン単結晶の周辺に設置すると共に、このシリコン単
結晶の引上げ長さに対応して、前記不活性ガスの流量を
順次増加させるものであるから、シリコン単結晶中の酸
素濃度がその引上げにつれて減少するのを抑止できて、
所定範囲内の酸素濃度を有する均一なシリコン単結晶を
円滑に製造することができ、実質的な製造効率の向上を
図ることができるという優れた効果を有する。
第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はシリコン単結晶引上装置の一例を示す概略構成
図、第２図はリフレクタ部の平面図、第３図は炉本体内
に供給するアルゴンガス流量の特性図、第４図は得られ
たシリコン単結晶中の〔Oi〕の特性図である。 １……炉本体、２……石英ルツボ、４……シリコン融
液、11……単結晶。
第１図はシリコン単結晶引上装置の一例を示す概略構成
図、第２図はリフレクタ部の平面図、第３図は炉本体内
に供給するアルゴンガス流量の特性図、第４図は得られ
たシリコン単結晶中の〔Oi〕の特性図である。 １……炉本体、２……石英ルツボ、４……シリコン融
液、11……単結晶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石神 俊一郎 東京都千代田区大手町１丁目５番２号 日本シリコン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−61383（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】チョクラルスキー法を用いて石英ルツボ内
に収納されたシリコン融液からシリコン単結晶を引上げ
るに際して、シリコン単結晶中の軸方向の酸素濃度を制
御するシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法において、
炉本体に供給する不活性ガスを上記シリコン融液面に案
内するガイド部材を有し、該ガイド部材をシリコン融液
から引上げられるシリコン単結晶の周辺に設置すると共
に、このシリコン単結晶の引上げ長さに対応して、前記
不活性ガスの流量を順次増加させることを特徴とするシ
リコン単結晶中の酸素濃度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317747A JP2520926B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317747A JP2520926B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01160893A JPH01160893A (ja) | 1989-06-23 |
| JP2520926B2 true JP2520926B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=18091583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62317747A Expired - Lifetime JP2520926B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520926B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3670504B2 (ja) * | 1999-01-14 | 2005-07-13 | 東芝セラミックス株式会社 | シリコン単結晶製造方法 |
| JP4729467B2 (ja) * | 2006-10-18 | 2011-07-20 | パナソニック株式会社 | 放熱装置 |
| US8681494B2 (en) | 2008-10-14 | 2014-03-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Fan fastening device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3027262A1 (de) * | 1980-07-18 | 1982-02-11 | Skf Kugellagerfabriken Gmbh, 8720 Schweinfurt | Im ziehverfahren hergestellte, duennwandige lagerbuechse |
| CA1191075A (en) * | 1980-12-29 | 1985-07-30 | Roger A. Frederick | Method for regulating concentration and distribution of oxygen in czochralski grown silicon |
| JPS6461383A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Nippon Steel Corp | Method for pulling up single crystal rod and apparatus therefor |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP62317747A patent/JP2520926B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01160893A (ja) | 1989-06-23 |
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|---|---|---|---|
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