JP2567539B2

JP2567539B2 - Ｆｚ法シリコン単結晶棒の成長方法及び装置

Info

Publication number: JP2567539B2
Application number: JP4040107A
Authority: JP
Inventors: 雅規木村; 浩利山岸
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1996-12-25
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JPH05208887A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＦＺ法（フロートゾー
ン法、浮遊帯域溶融法）により大口径シリコン単結晶棒
を成長させる製造方法及び装置に関し、特に該単結晶棒
の直径方向断面内に均一な電気抵抗率をもつシリコン単
結晶棒を成長させる方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン単結晶棒を成長させる方法とし
ては、ＦＺ法とＣＺ法とが従来から知られている。ＦＺ
法は図１４に示したような全体構成を有する装置２２を
用いてシリコン単結晶棒を成長させる方法である。

【０００３】該ＦＺ法成長装置２２は、チャンバー２４
を有し、該チャンバー２４内には上軸２６及び下軸２８
が設けられている。該上軸２６には所定の直径のシリコ
ン多結晶の原料棒３０を取り付け、また該下軸２８には
種結晶３２が取り付けられる。該原料棒３０を高周波コ
イル３４で溶融した後、種結晶３２に融着させ、絞り３
６により無転位化し、該両軸を回転させながら原料棒３
０を微速度で下降させ、溶融帯３８を原料の上端まで移
動させ、ＦＺ法による単結晶４０を得ることができる。

【０００４】一方、ＣＺ法（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ
法、引上法）は、大容量のシリコン融液に目的の結晶方
位の種結晶の先端を着け、該種結晶装着した引上軸を回
転させながら引上げ、希望の直径のシリコン単結晶棒を
得る方法である。

【０００５】得られたシリコン単結晶棒の直径方向断面
内の電気抵抗率の分布は、成長軸方向と断面内分布の二
つに分けられる。成長軸分布について、前記両成長方法
を比較する。

【０００６】ＣＺ法にあつては、シリコン融液から固体
のシリコン単結晶に凝固するときドーパント物質の偏析
が起こり、次第にシリコン融液のドーパント濃度は高く
なり、成長するにつれて電気抵抗率は減少し、成長軸方
向の電気抵抗率分布の不均一の度合は大きい。

【０００７】一方、ＦＺ法にあっては、少ない融液容量
に対して絶えず上方から結晶化に相当するシリコン融液
が供給されているため、成長軸方向のドーパント濃度は
ＣＺ法よりもマクロ的に電気抵抗率分布は均一になる。

【０００８】しかし、ＦＺ法では融液容量が小さいこと
から、融液内における対流の変動により、ドーパントが
ミクロ的に不規則に取込まれ、断面内分布は大きくな
る。

【０００９】例えば、後述するように、直径１００ｍｍ
で成長方位が＜１１１＞であるようなシリコン単結晶棒
（回転速度、毎分６回転）を、厚さ３００μｍに形成し
たシリコンウェーハについて直径方向の電気抵抗率を測
定し該電気抵抗率変化率Ａに整理しプロットしたグラフ
を見ると、該変化率Ａのばらつきが大きいことが判る
（図３）。

【００１０】但し、測定された電気抵抗率Ｒの最大値を
Ｒｍａｘ、最小値をＲｍｉｎ、ウェーハ面内の電気抵抗
率Ｒの平均をＲａｖｅとするとき、電気抵抗率変化率Ａ
をＡ＝［（Ｒ−Ｒａｖｅ）／Ｒａｖｅ］×１００（％）・・・・・・・（１）又、電気抵抗率の断面内変動率ａをａ＝［（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）／Ｒｍｉｎ］×１００（％）・・・・・（２）と定義する。

【００１１】ここで単純に電気抵抗率Ｒについてプロッ
トせずに、電気抵抗率変化率Ａ値を扱うのは、電気抵抗
率Ｒが大きくなるに従って見かけ上電気抵抗率の変化率
が大きくなるように見えることを避けるためである。
又、断面内変動率ａにより電気抵抗率Ｒの変動が一つの
数値として表され、これに依り電気抵抗率分布を相互に
比較評価することができる。

【００１２】図３は、シリコン単結晶棒の断面内におけ
る電気抵抗率変化率Ａの分布図で、ウェーハ中心付近で
電気抵抗率が低下しており不均一であることが判る。
又、断面内変動率ａの値は２２．１％となる。

【００１３】個別半導体製造に於いて、前記断面内変動
率ａの値はなるべく小さいものが要求され、厳しいデバ
イスでは３％以下のものを要求されることもある。かか
る場合には不純物をドーブすることなしにＦＺ法でシリ
コン単結晶棒を成長させた後、単結晶棒を原子炉内に挿
入し、中性子照射することにより³⁰Ｓｉを³¹Ｐに核反応
で変化させたドーパントでドープする方法が知られてい
る。

【００１４】しかし、この中性子照射ドープ法では原子
炉を必要とし、シリコン製造のコストは大幅に上昇する
と云う欠点があり、中性子照射することなく、工業的に
前記断面内変動率ａの値が低いシリコン単結晶棒を成長
させる方法が要求されている。

【００１５】ＦＺ法とＣＺ法とのシリコン融液容量を比
較すると、前者は後者の凡そ１００分の１から１０００
分の１であり、ＦＺ法はＣＺ法のようにシリコン融液内
の対流状態を人為的に制御するのは困難であるとされて
いる。

【００１６】従って、ＦＺ法によるシリコン単結晶棒中
の直径方向の断面内ドーパントの濃度分布の不均一、ひ
いては電気抵抗率の不均一分布を解消できないとされて
きた。

【００１７】ここで、ＦＺ法の溶融帯におけるシリコン
融液の流れを考えてみるなら、種結晶の回転による強制
対流と、高周波コイル加熱されることにより生じる自然
対流、融液の体積に対してはるかに比率の大きい融液自
由表面により誘起される表面張力による表面張力対流が
ある。

【００１８】ここで、自然対流の速度を減じる方法とし
て、これらの流れに相対するように前記強制対流を起こ
させることが考えられるが、ＦＺ法では溶融容量が小さ
いために強制対流が弱いことから殆ど打ち消す効果は得
られない。

【００１９】又、成長中のシリコン単結晶棒をより高速
に回転させることにより強制対流を激しくすることも考
えれるが、該単結晶棒下方先端に形成した絞り部で結晶
棒の重量を支えているために、そのような高速回転に耐
えられず成長中の単結晶棒が倒壊してしまい、この手段
は現実的ではない。

【００２０】このような問題を解決する手法として、Ｆ
Ｚ法のシリコン融液に成長方向に平行に磁場を印加する
方法が、Ｎ．Ｄｅ．Ｌｅｏｎ等（Ｎ．Ｄｅ．Ｌｅｏ
ｎ，Ｊ．ＧｕｌｄｂｕｒｇａｎｄＪ．Ｓａｌｌｉｎ
ｇ；Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ、５５（１９８
１）４０６−４０８）により報告されており、直径４２
ｍｍのシリコン単結晶棒の成長時に１８０ガウス以下の
磁場を成長軸方向に印加し、断面内の電気抵抗率変動を
小さくしたと報告されている。

【００２１】また、大口径、即ち直径７５ｍｍ以上のシ
リコン単結晶棒の成長に対しては、前記Ｌｅｏｎ等と同
様に該シリコン単結晶棒の成長軸方向に１８０から６０
０ガウスの磁場（垂直磁場）を印加して断面内の電気抵
抗率変動を小さくする方法が本発明者等によって提案さ
れている（特願平３−３０７１２７）。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記中
性子照射シリコン単結晶に代表されるように現在のＦＺ
法による工業的なウェーハの断面抵抗率分布における均
一性の要求はさらに厳しく、先に提案した垂直磁場を印
加しただけでは、十分には対応できない。

【００２３】本発明は、ＦＺ法により大口径、即ち直径
７５ｍｍ以上のシリコン単結晶棒を成長させるに際し、
上記した従来技術の不十分な点を補足し、中性子照射を
することなく中性子照射シリコン単結晶棒にせまる電気
抵抗率分布を持つシリコン単結晶棒を得ることを目的と
する。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明方法は、ＦＺ法により直径７５ｍｍ以上の大
口径シリコン単結晶棒を成長させる方法において、該シ
リコン単結晶棒の成長軸方向に形成される垂直磁場及び
該垂直磁場と交差して形成される水平磁場を該シリコン
単結晶棒の溶融帯に同時に印加することを特徴とするも
のである。

【００２５】前記垂直磁場の磁場強度を１５０〜７００
ガウスの間に設定しかつ前記水平磁場の磁場強度を１０
０〜８００ガウスの間に設定するのが好ましい。

【００２６】前記シリコン単結晶棒に磁場を印加させな
がら該単結晶棒を回転させるとさらに好ましい。

【００２７】前記シリコン単結晶棒の回転数としては、
毎分０．５回転から８回転に設定するのが好適である。

【００２８】また、本発明装置は、該シリコン単結晶棒
の溶融帯より成長軸方向の上方位置及び／又は下方位置
に該シリコン単結晶棒を囲繞する如く垂直磁場形成手段
を設けると共に、且つ該シリコン単結晶棒の成長軸方向
に対して直交する水平磁場形成手段を設け、上記した垂
直磁場及び水平磁場を溶融体に同時に印加出来るように
したものである。

【００２９】前記垂直及び水平磁場形成手段が、ソレノ
イドコイルであり該ソレノイドコイルに直流電流を供給
し、この直流電流のリップル率を１５％以下に抑えるの
が好ましい。

【００３０】

【作用】本発明においては、大口径、例えば直径７５ｍ
ｍ以上のシリコン単結晶棒のＦＺ育成方法に於いて下軸
回転速度を著しく上昇させることなく、単結晶棒の断面
内ドーパントの不均一が解消可能となる。

【００３１】下軸回転速度を上げる事によって、表面張
力対流を妨げる逆方向の強制対流が発生する事は発明者
等の実験で確かめられているが、高々８回転／分程度で
はこの種の効果は無い。

【００３２】又、下軸回転は前述した強制対流を起こ
し、融液の強制攪拌を起こすけれども、その回転中心部
に於いて強制対流の要因である回転周速度はゼロであ
り、攪拌によるドーパントの混合効果が無い事、又、成
長界面における平坦なファセット成長のために中心部が
低い電気抵抗率を示す事となる。

【００３３】ところが、融液の成長軸方向の上、または
下方のやや離れた位置に育成単結晶棒または原料多結晶
棒を囲繞して磁場形成手段を配置し、且つこれに加え
て、前記シリコン単結晶の成長方向に対して垂直な磁場
形成手段を配置し、これらに直流電流を供給し融液部を
含む成長軸方向に垂直直流磁場、及びこれと交差する方
向に水平直流磁場を形成すると、成長方向に垂直な流れ
のみならずこれに平行な流れも抑制され、従って融液表
面張力対流、自然対流、強制対流が抑制される。

【００３４】更に、磁場形成手段としてのソレノイドコ
イルに直流電流を供給して磁場を印加する場合、該直流
電流にリップルが含まれるならば、該リップル分がシリ
コン融液内で誘導渦電流を発生させ、該溶融帯の断面内
の温度分布と流通の不均一分布を誘起し、該断面内のド
ーパント濃度分布の悪化につながると考えられる。

【００３５】従って、該リップル率の上限は誘起される
不均一分布が実用上認められる程度に抑えられることが
必要である。

【００３６】

【実施例】以下に添付図面中、図１、図２、図１１及び
図１２に基づいて本発明装置の実施例を例示的に詳しく
説明し、これらの装置を用いた実験例についても併せて
説明する。この実施例及び実験例に記載されている構造
部品の寸法、材質、形状、その相対位置等及び各種の実
験条件は、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨で
はなく、単なる説明例に過ぎない。なお、図１、図２、
図１１及び図１２において図１４と同一又は類似部材は
同一の符号を用いて説明する。

【００３７】図１は本発明に係わるＦＺ法によるシリコ
ン単結晶成長装置２２ａの一実施例を示す全体構造を示
す概略説明図である。該ＦＺ法成長装置２２ａは、チャ
ンバー２４を有し、該チャンバー２４内には上軸２６及
び下軸２８が設けられている。

【００３８】該上軸２６には所定の直径のシリコン多結
晶の原料棒３０を取り付け、また該下軸２８には種結晶
３２が取り付けられる。該原料棒３０を高周波コイル３
４で溶融した後、種結晶３２に融着させ、絞り３６によ
り無転位化し、該両軸を回転させながら原料棒３０を微
速度で下降させ、溶融帯３８を原料の上端まで移動さ
せ、ＦＺ法による単結晶４０を得ることができる。

【００３９】また、該チャンバー２４を形成するチャン
バー壁２４ａは、高周波コイル３４の下側において狭窄
されて狭窄段部４２を形成している。該狭窄段部４２に
は第一ソレノイドコイル４４が配設されている。該高周
波コイル３４と該ソレノイドコイル４４の距離が１７５
ｍｍ程度離間しているのが好適である。

【００４０】さらに、前記シリコン単結晶棒４０の成長
軸方向に対して直交する架空の軸線４６を囲繞するよう
に配置された第二ソレノイドコイル４８が前記チャンバ
ー２４の外側に設けられている。該シリコン単結晶棒４
０の回転中心軸５０と該第二ソレノイドコイル４８との
距離が２２５ｍｍ程度になるように配置するのが好適で
ある。

【００４１】前記第一ソレノイドコイル４４の寸法が、
内径２１０ｍｍ、外壁５００ｍｍ及び高さ１３０ｍｍで
あり、前記第二ソレノイドコイル４８の寸法を、内径２
００ｍｍ、外壁５００ｍｍ、高さ１１５ｍｍとした図１
に示したＦＺ法シリコン単結晶棒の成長装置２２ａを用
いて次の実験を行った。

【００４２】実験例１ドーパントとしてフォスフィンをチャンバー２４内に流
して燐をドープし、成長方向＜１１１＞であるｎ型シリ
コン単結晶棒を成長させた。

【００４３】該第一ソレノイドコイル４４及び第二ソレ
ノイドコイル４８には、リップル率１５％の直流電流を
流し、成長界面の中心の位置におる測定値を両者共に磁
力０〜１０００ガウスの範囲に変化させた。

【００４４】前記上軸２６の回転速度は毎分０．４回転
で一定とし、下軸２８の回転を同方向で毎分０．５〜１
０回転まで変化させ、シリコン融液３８内の強制対流を
変動させるようにした。

【００４５】得られたシリコン単結晶棒をチャンバー２
４より取り出して、所定の位置よりダイヤモンドソーで
厚さ３００μｍのシリコンウェーハを切出し、電気抵抗
率測定用のサンプルとした。切出した該ウエーハの電気
抵抗率Ｒを４探針測定方法により測定した。

【００４６】本実験例では、前記上軸２６の回転速度を
毎分０．４回転とし、前記下軸２８の回転速度を毎分６
回転として成長させた直径１００ｍｍのシリコン単結晶
棒（成長方向＜１１１＞、燐ドープｎ型結晶）から切出
したウェーハについて電気抵抗率Ｒを測定した。

【００４７】この測定した電気抵抗率Ｒを用い、前記し
た式（１）に基づいて電気抵抗率変化率Ａを算出し、そ
の値を該ウエーハの中心からの距離についてプロット
し、図３（シリコン単結晶棒を成長させる溶融帯に磁場
を印加しない場合）、図４（溶融帯に磁場の強度２５０
ガウスを成長方向にのみ印加した場合）及び図５（溶融
帯に３００ガウスの強度の垂直磁場を成長方向に印加
し、及び４００ガウスの水平磁場を成長方向に対して交
差する方向に印加した場合）にグラフとして示した。

【００４８】同時に、電気抵抗率Ｒの測定値から電気抵
抗率の断面内変動率ａを前記した式（２）に基づいて求
めた。それぞれの図にも記載したごとく夫々２２．１
％、９．７％及び６．８％となり、前記２方向の磁場を
印加したことにより該電気抵抗率の断面内の均一分布が
得られたことがわかった。

【００４９】実験例２上軸回転速度を毎分０．４回転とし、下軸回転速度を毎
分０．５〜１０回転の範囲で変動し、リップル率が３％
である直流電流による磁場の強度を０〜１０００ガウス
の範囲に変化させて印加し、成長させた直径の異なるシ
リコン単結晶棒から切出したサンプルウェーハについて
電気抵抗率の断面内変動率ａを測定し、図６（直径７５
ｍｍ）、図７（直径１００ｍｍ）、図８（直径１２５ｍ
ｍ）及び図９（直径１５０ｍｍ）に示した。

【００５０】好適な成長条件である下軸回転速度と磁場
の強度は、これの表図６乃至表図９から電気抵抗率の断
面内変動率ａが小さい値であるところを読取り、該回転
速度は１〜８回転／分、成長軸方向の磁場（垂直磁場）
の強度は１５０〜７００ガウス、該成長軸方向に交差す
る方向の磁場（水平磁場）は１００〜８００ガウスであ
ることがわかった。

【００５１】更に、該断面内変動率ａが最小値である最
適条件を各シリコン単結晶の直径ごとに摘示すると次の
通りであった。

【００５２】直径７５ｍｍのシリコン単結晶にあっては
下軸回転速度が７回転／分で印加する磁場の強度は５０
０ガウス（垂直磁場）、６００ガウス（水平磁場）であ
る。

【００５３】直径１００ｍｍのシリコン単結晶では６回
転／分で３００ガウス（垂直磁場）、４００ガウス（水
平磁場）である。

【００５４】直径１５０ｍｍでは２回転／分で１５０ガ
ウス（垂直磁場）、２００ガウス（水平磁場）である。

【００５５】上記した結果から、ウエハーの直径が増加
するにつれて下軸回転速度を減少させ、さらに磁場の強
度を減少させなければ良好な結果が得られない理由は、
前記作用の欄で述べたとうり、シリコン溶融帯における
下軸回転による遠心力と磁場が作用する力の微妙なバラ
ンスの上で、境界拡散層の厚さの不均一分布が改善され
るものと考えられる。

【００５６】実験例３前記各種直径の単結晶棒について、上記最適条件におけ
る前記直流電流に含まれるリップル率を３〜２０％に変
化させ、電気抵抗率の断面内変動率ａを求めて、図１０
に示した。該図１０から断面内変動率ａの値が許容され
る程度に小さい値であるリップル率の範囲は１５％以下
である事が判る。

【００５７】なお、図１に示した実施例では、第一ソレ
ノイドコイル４４及び第二ソレノイドコイル４８はそれ
ぞれ一つずつ設置した場合を説明したが、これらをそれ
ぞれ複数個設置することも可能である。

【００５８】例えば、図１１及び図１２に示した装置２
２ｃのごとく、前記シリコン単結晶棒の成長方向に対し
て垂直な方向に磁場を発生せしめる第二ソレノイドコイ
ル４８を前記シリコン溶融帯を囲繞するごとく水平面内
に９０度ずつ４方向に配置することもできる（図１１及
び図１２）。

【００５９】実験例４図１１及び図１２に示した装置を用いて、直径１００ｍ
ｍのシリコン単結晶棒を成長させ（上軸回転速度：０．
４回転／分、下軸回転速度：６回転／分、成長軸方向、
即ち垂直磁場：３００ガウス、成長軸方向に対して水平
方向、即ち水平磁場：各ソレノイドコイル８０ガウ
ス）、そのシリコン単結晶断面内電気抵抗率分布を図１
３に示した。別に、測定値から電気抵抗率の断面内変動
率ａを求めると４．６％となった。

【００６０】成長方向に交差する方向に磁場（水平磁
場）を発生せしめる第二ソレノイドコイル４８を４方向
配設しても１方向配設の場合とほぼ同じ効果が得られる
事がわかった。該第二ソレノイドコイル４８の配設数は
２、３方向においても有効であることはいうまでもな
い。

【００６１】一方、図２は前記シリコン単結晶棒を囲繞
する如く、前記溶融帯３８の上下方向に二つの段部４
２、４２を設け、それぞれの段部に第一ソレノイドコイ
ル４４、４４を配設した装置２２ｂを示しているが、こ
のように二つの第一ソレノイドコイルを配設した場合で
も、第一ソレノイドコイルが下方位置のみ一つの場合
（第１図）と同じ効果が得られることは勿論である。

【００６２】また、該第一ソレノイドコイル４４を上方
位置のみに一つ配設した場合も前記と同様な効果が得ら
れることもいうまでもない。

【００６３】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ＦＺ法
により大口径、即ち直径７５ｍｍ以上のシリコン単結晶
棒を成長させるに際し、中性子照射をすることなく中性
子照射シリコン単結晶棒にせまる電気抵抗率分布を持つ
シリコン単結晶棒を得ることができ、該シリコン単結晶
棒の直径方向の断面内のドーパント分布をミクロ的に均
一化する事が出来る。

【００６４】又、本発明によれば、該ＦＺ法の工程中に
熱中性子照射によりドープする工程は含まれないため
に、望ましいコストで該シリコン単結晶棒を成長させる
事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるシリコン単結晶成長装置の一実
施例の全体構造を示す断面的概略説明図である。

【図２】本発明に係わるシリコン単結晶成長装置の他の
実施例の全体構造を示す断面的概略説明図である。

【図３】実験例１において磁場を印加しない場合のシリ
コン単結晶棒の断面内における電気抵抗率変化率Ａとウ
ェーハ中心からの距離との関連を示すグラフである。

【図４】実験例１において溶融帯の下方位置にのみに第
一ソレノイドコイルを配設し、垂直磁場を印加した場合
のシリコン単結晶棒の断面内における電気抵抗率変化率
Ａとウェーハ中心からの距離との関連を示すグラフであ
る。

【図５】実験例１において溶融帯の下方位置にのみに第
一ソレノイドコイルを配設して垂直磁場を印加し、同時
に溶融帯の水平横方向位置に配設された第二ソレノイド
コイルにより水平磁場を印加した場合のシリコン単結晶
棒の断面内における電気抵抗率変化率Ａとウェーハ中心
からの距離との関連を示すグラフである。

【図６】実験例２において直径７５ｍｍのシリコン単結
晶棒の成長にあたって下軸回転速度及び印加した磁場の
強度を適宣範囲内に変化させたときの該単結晶棒におけ
る電気抵抗率断面内変動率ａの値の変化を示す表図であ
る。

【図７】実験例２において直径１００ｍｍのシリコン単
結晶棒の成長にあたって下軸回転速度及び印加した磁場
の強度を適宣範囲内に変化させたときの該単結晶棒にお
ける電気抵抗率断面内変動率ａの値の変化を示す表図で
ある。

【図８】実験例２において直径１２５ｍｍのシリコン単
結晶棒の成長にあたって下軸回転速度及び印加した磁場
の強度を適宣範囲内に変化させたときの該単結晶棒にお
ける電気抵抗率断面内変動率ａの値の変化を示す表図で
ある。

【図９】実験例２において直径１５０ｍｍのシリコン単
結晶棒の成長にあたって下軸回転速度及び印加した磁場
の強度を適宣範囲内に変化させたときの該単結晶棒にお
ける電気抵抗率断面内変動率ａの値の変化を示す表図で
ある。

【図１０】実験例３において印加磁場を形成する直流電
流に含まれるリップル率を変化させたときの該単結晶棒
における電気抵抗率断面内変動率ａを示す表図である。

【図１１】本発明に係わるシリコン単結晶成長装置の別
の実施例の全体構造を示す垂直断面的概略説明図であ
る。

【図１２】本発明に係わるシリコン単結晶成長装置の別
の実施例の全体構造を示す水平断面的概略説明図であ
る。

【図１３】実験例４において得られた単結晶棒における
電気抵抗率断面内変動率ａの値の変化を示す表図であ
る。

【図１４】従来のＦＺ法シリコン単結晶成長装置の全体
構造を示す概略説明図である。

【符号の説明】

２２ＦＺ法シリコン単結晶棒成長装置２４チャンバー２６上軸２８下軸３０シリコン多結晶棒３２種結晶３４高周波コイル３６絞り３８溶融帯４０シリコン単結晶棒４４第一ソレノイドコイル４８第二ソレノイドコイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−55284（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−30705（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−85087（ＪＰ，Ａ) ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＲＹＳＴＡＬＧＲＯＷＴＨ（オランダ），55 （1981）Ｐ．406−408

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＦＺ法により直径７５ｍｍ以上の大口径
シリコン単結晶棒を成長させる方法において、該シリコ
ン単結晶棒の成長軸方向に形成される垂直磁場及び該垂
直磁場と交差して形成される水平磁場を該シリコン単結
晶棒の溶融帯に同時に印加することを特徴とするＦＺ法
シリコン単結晶棒の成長方法。
【請求項２】前記垂直磁場の磁場強度を１５０〜７０
０ガウスの間に設定しかつ前記水平磁場の磁場強度を１
００〜８００ガウスの間に設定することを特徴とする請
求項１記載のＦＺ法シリコン単結晶棒の成長方法。
【請求項３】前記磁場を、リップル率が１５％以下で
ある直流電流によって形成することを特徴とする請求項
１又は２記載のＦＺ法シリコン単結晶棒の成長方法。
【請求項４】前記シリコン単結晶棒に磁場を印加させ
ながら該単結晶棒を回転させることを特徴とする請求項
１、２又は３記載のＦＺ法シリコン単結晶棒の成長方
法。
【請求項５】前記シリコン単結晶棒の回転数を毎分
０．５回転から８回転に設定することを特徴とする請求
項４記載のＦＺ法シリコン単結晶棒の成長方法。
【請求項６】ＦＺ法により大口径シリコン単結晶棒を
成長させる請求項１〜５記載の方法を実施する装置であ
って、該シリコン単結晶棒の溶融帯より成長軸方向の上
方位置及び／又は下方位置に該シリコン単結晶棒を囲繞
する如く垂直磁場形成手段を設けると共に、且つ該シリ
コン単結晶棒の成長軸方向に対して直交する水平磁場形
成手段を設けることを特徴とするＦＺ法シリコン単結晶
棒の成長装置。
【請求項７】前記垂直及び水平磁場形成手段が、ソレ
ノイドコイルであり該ソレノイドコイルに直流電流を供
給することを特徴とする請求項６記載のＦＺ法シリコン
単結晶棒の成長装置。
【請求項８】前記直流電流のリップル率を１５％以下
に抑えることを特徴とする請求項７記載のＦＺ法シリコ
ン単結晶棒の成長装置。