JP2579778B2 - 半導体用単結晶の製造方法 - Google Patents
半導体用単結晶の製造方法Info
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- JP2579778B2 JP2579778B2 JP62248562A JP24856287A JP2579778B2 JP 2579778 B2 JP2579778 B2 JP 2579778B2 JP 62248562 A JP62248562 A JP 62248562A JP 24856287 A JP24856287 A JP 24856287A JP 2579778 B2 JP2579778 B2 JP 2579778B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、引上げ法による半導体用単結晶の製造に
おいて融液への酸素吸収を高めた半導体用単結晶の製造
方法に関する。
おいて融液への酸素吸収を高めた半導体用単結晶の製造
方法に関する。
従来の技術 引上げ法により製造されるシリコン単結晶中には、１
×1018〜２×1018atm/cm3程度の酸素が含まれている。
これは石英るつぼのシリカから供給されるものであり、
熱誘起微小欠陥の原因となつていた。そのため、従来は
酸素を少なくすることが望まれていたが、最近は微小欠
陥対策として、結晶中の酸素濃度を下げるのではなく、
酸素を多く含ませることが行なわれるようになつた。
×1018〜２×1018atm/cm3程度の酸素が含まれている。
これは石英るつぼのシリカから供給されるものであり、
熱誘起微小欠陥の原因となつていた。そのため、従来は
酸素を少なくすることが望まれていたが、最近は微小欠
陥対策として、結晶中の酸素濃度を下げるのではなく、
酸素を多く含ませることが行なわれるようになつた。
これは、酸素の析出により欠陥をつくり、この欠陥に
よつて半導体素子製造中に発生する微小欠陥や積層欠陥
のもとになる不純物を捕獲吸着して消滅させることがで
きるためである。
よつて半導体素子製造中に発生する微小欠陥や積層欠陥
のもとになる不純物を捕獲吸着して消滅させることがで
きるためである。
ところが、引上げ法による通常の単結晶製造装置は、
耐圧容器の中心に回転自在に設置された石英るつぼの側
面に設けた加熱ヒータにより石英るつぼ内の単結晶材料
を加熱溶融させる構造であり、単結晶材料は主にるつぼ
側面からの加熱により溶融状態に保たれる。そのため、
融液はるつぼ底部から表面への熱対流が小さくなり、石
英るつぼから溶解する酸素が結晶内へ運搬される量は減
少し所望の酸素濃度結晶が得られない。
耐圧容器の中心に回転自在に設置された石英るつぼの側
面に設けた加熱ヒータにより石英るつぼ内の単結晶材料
を加熱溶融させる構造であり、単結晶材料は主にるつぼ
側面からの加熱により溶融状態に保たれる。そのため、
融液はるつぼ底部から表面への熱対流が小さくなり、石
英るつぼから溶解する酸素が結晶内へ運搬される量は減
少し所望の酸素濃度結晶が得られない。
このような酸素減少を除くため、従来は石英るつぼを
高速回転（15〜25rpm）していた（特開昭57−135796、
同59−13695等）。
高速回転（15〜25rpm）していた（特開昭57−135796、
同59−13695等）。
発明が解決しようとする問題点 前記のごとく、引上げ法による単結晶製造においては
石英るつぼの溶解を高めるため石英るつぼの高速回転が
行なわれているが、この高速回転により融液の強制対流
が増大すると共に石英るつぼの機械振動が激しくなる。
石英るつぼの溶解を高めるため石英るつぼの高速回転が
行なわれているが、この高速回転により融液の強制対流
が増大すると共に石英るつぼの機械振動が激しくなる。
この強制対流と機械振動は含酸素結晶の有転位化の原
因の一つとなつている。又、熱対流が小さいと融液内の
温度分布が不均一となり、結晶棒半径方向の酸素濃度分
布も不均一となる。
因の一つとなつている。又、熱対流が小さいと融液内の
温度分布が不均一となり、結晶棒半径方向の酸素濃度分
布も不均一となる。
この発明は、かかる欠点を排除し、石英るつぼ内の融
液のるつぼ底から表面への熱対流を改善することによ
り、融液の酸素濃度を高めることを目的とする。
液のるつぼ底から表面への熱対流を改善することによ
り、融液の酸素濃度を高めることを目的とする。
問題点を解決するための手段 この発明は、引上げ法による半導体用単結晶の製造に
おいて、耐圧容器底部の断熱を強化して石英るつぼ下方
の保温効果を高めることにより、石英るつぼ内融液のる
つぼ底から融液表面への熱対流を増大せしめ、融液への
石英の溶解を促進し、結晶中の酸素濃度を高めることに
ある。
おいて、耐圧容器底部の断熱を強化して石英るつぼ下方
の保温効果を高めることにより、石英るつぼ内融液のる
つぼ底から融液表面への熱対流を増大せしめ、融液への
石英の溶解を促進し、結晶中の酸素濃度を高めることに
ある。
この発明において耐圧容器底部の断熱を強化する手段
としては、石英るつぼを支持している回転軸回りの隙間
をなくし、かつ容器底に断熱部材を敷き詰め、底面から
外部へ熱が放出するのを防止するなどして、石英るつぼ
下方の保温効果を高めるのである。
としては、石英るつぼを支持している回転軸回りの隙間
をなくし、かつ容器底に断熱部材を敷き詰め、底面から
外部へ熱が放出するのを防止するなどして、石英るつぼ
下方の保温効果を高めるのである。
すなわち、この発明は、耐圧容器底部を貫通して回転
軸が配置され、該回転軸上端に低速回転可能に石英るつ
ぼが保持され、該容器内の石英るつぼ外周に加熱源を配
置した単結晶製造装置を用いる引上げ法による半導体用
単結晶の製造において、該容器内の加熱源外周に容器底
部から立設した断熱壁を有して、断熱壁内の容器底部上
に断熱材を配設して、耐圧容器底部の断熱を強化して石
英るつぼ下方の保温効果を高めることにより、石英るつ
ぼ内融液のるつぼ底から融液表面への熱対流を増大せし
め、融液への石英の溶解を促進し、結晶中の酸素濃度を
高めることを特徴とする半導体用単結晶の製造方法であ
る。
軸が配置され、該回転軸上端に低速回転可能に石英るつ
ぼが保持され、該容器内の石英るつぼ外周に加熱源を配
置した単結晶製造装置を用いる引上げ法による半導体用
単結晶の製造において、該容器内の加熱源外周に容器底
部から立設した断熱壁を有して、断熱壁内の容器底部上
に断熱材を配設して、耐圧容器底部の断熱を強化して石
英るつぼ下方の保温効果を高めることにより、石英るつ
ぼ内融液のるつぼ底から融液表面への熱対流を増大せし
め、融液への石英の溶解を促進し、結晶中の酸素濃度を
高めることを特徴とする半導体用単結晶の製造方法であ
る。
実施例 第１図に示すように、引上げ法の実施において通常使
用されている単結晶製造装置の耐圧容器（１）の底部を
貫通している石英るつぼ（２）の回転軸（３）回り及び
カーボンヒータ（５）の支柱（７）回りの隙間をなく
し、グラファイトからなる厚さ50mmの断熱材（４）をカ
ーボンヒータ（５）の外側に周設した断熱壁（６）より
内方の底面上に敷き詰める。
用されている単結晶製造装置の耐圧容器（１）の底部を
貫通している石英るつぼ（２）の回転軸（３）回り及び
カーボンヒータ（５）の支柱（７）回りの隙間をなく
し、グラファイトからなる厚さ50mmの断熱材（４）をカ
ーボンヒータ（５）の外側に周設した断熱壁（６）より
内方の底面上に敷き詰める。
前記実施例による単結晶製造装置と従来装置すなわち
耐圧容器底面の回転軸回りには隙間があり、かつ底面に
断熱材を敷設していないものについて空焼試験を行つ
た。その結果を第２図に示す。この結果より、この発明
の実施による温度曲線（実線）は従来装置の温度曲線
（破線）に比べ石英るつぼ下方の温度が高く、したがつ
て石英るつぼの底部が高温に保たれていることがわか
る。
耐圧容器底面の回転軸回りには隙間があり、かつ底面に
断熱材を敷設していないものについて空焼試験を行つ
た。その結果を第２図に示す。この結果より、この発明
の実施による温度曲線（実線）は従来装置の温度曲線
（破線）に比べ石英るつぼ下方の温度が高く、したがつ
て石英るつぼの底部が高温に保たれていることがわか
る。
このように石英るつぼの底部を高温に保持できる実施
例の装置により、石英るつぼにシリコン材料30Kgを装入
し、石英るつぼを低速回転（10〜15rpm）してシリコン
を溶融し引上げ直径４インチ（10.2cm）のシリコン単結
晶棒を製造した。又、比較のため従来装置により同様に
してシリコン単結晶棒を製造した。そして、各製品単結
晶棒の軸線方向の酸素濃度を測定した。その結果を第３
図に示す。この結果より、この発明の実施による単結晶
は従来製品に比べ酸素濃度が高く、保温強化の効果が顕
著に現れている。
例の装置により、石英るつぼにシリコン材料30Kgを装入
し、石英るつぼを低速回転（10〜15rpm）してシリコン
を溶融し引上げ直径４インチ（10.2cm）のシリコン単結
晶棒を製造した。又、比較のため従来装置により同様に
してシリコン単結晶棒を製造した。そして、各製品単結
晶棒の軸線方向の酸素濃度を測定した。その結果を第３
図に示す。この結果より、この発明の実施による単結晶
は従来製品に比べ酸素濃度が高く、保温強化の効果が顕
著に現れている。
発明の効果 この発明は、引上げ法による単結晶製造装置の石英る
つぼ下方の保温を強化して石英るつぼ底から融液表面へ
の融液の熱対流を増大させることにより、石英るつぼを
高速回転させることなく、有益への石英の溶解を促進
し、結晶中の酸素濃度を高め、酸素を高濃度で均一に含
有させることができる。そのため、石英るつぼの高速回
転に伴う強制対流と機械振動に起因する含酸素結晶の有
転位化を避けることができ、単結晶の品質を向上でき
る。
つぼ下方の保温を強化して石英るつぼ底から融液表面へ
の融液の熱対流を増大させることにより、石英るつぼを
高速回転させることなく、有益への石英の溶解を促進
し、結晶中の酸素濃度を高め、酸素を高濃度で均一に含
有させることができる。そのため、石英るつぼの高速回
転に伴う強制対流と機械振動に起因する含酸素結晶の有
転位化を避けることができ、単結晶の品質を向上でき
る。
第１図はこの発明の一実施例における単結晶製造装置の
要部を示す断面図、第２図はこの発明を実施するための
製造装置と従来装置を空焼した際の石英るつぼ及び石英
るつぼ下方の装置内温度を比較して示すグラフ、第３図
はこの発明の実施例による単結晶製品と従来装置による
単結晶製品の酸素濃度を示すグラフである。 １……耐熱容器、２……石英るつぼ ３……回転軸、４……断熱材 ５……カーボンヒータ、６……断熱壁 ７……支柱
要部を示す断面図、第２図はこの発明を実施するための
製造装置と従来装置を空焼した際の石英るつぼ及び石英
るつぼ下方の装置内温度を比較して示すグラフ、第３図
はこの発明の実施例による単結晶製品と従来装置による
単結晶製品の酸素濃度を示すグラフである。 １……耐熱容器、２……石英るつぼ ３……回転軸、４……断熱材 ５……カーボンヒータ、６……断熱壁 ７……支柱
Claims (1)
- 【請求項１】耐圧容器底部を貫通して回転軸が配置さ
れ、該回転軸上端に低速回転可能に石英るつぼが保持さ
れ、該容器内の石英るつぼ外周に加熱源を配置した単結
晶製造装置を用いる引上げ法による半導体用単結晶の製
造において、該容器内の加熱源外周に容器底部から立設
した断熱壁を有して、断熱壁内の容器底部上に断熱材を
配設して、耐圧容器底部の断熱を強化して石英るつぼ下
方の保温効果を高めることにより、石英るつぼ内融液の
るつぼ底から融液表面への熱対流を増大せしめ、融液へ
の石英の溶解を促進し、結晶中の酸素濃度を高めること
を特徴とする半導体用単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248562A JP2579778B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 半導体用単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248562A JP2579778B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 半導体用単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193489A JPH0193489A (ja) | 1989-04-12 |
| JP2579778B2 true JP2579778B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=17179995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62248562A Expired - Fee Related JP2579778B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 半導体用単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579778B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2640315B2 (ja) * | 1993-03-22 | 1997-08-13 | 住友シチックス株式会社 | シリコン単結晶の製造方法 |
| CN107815647B (zh) * | 2017-09-21 | 2020-01-17 | 上海升翕光电科技有限公司 | 一种用于oled蒸镀的蒸发源装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5345679A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-24 | Hitachi Ltd | Pulling-up apparatus for sillicon single crystal |
| DE2821481C2 (de) * | 1978-05-17 | 1985-12-05 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Vorrichtung zum Ziehen von hochreinen Halbleiterstäben aus der Schmelze |
| JPS55140797A (en) * | 1979-04-21 | 1980-11-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Single crystal manufacturing device |
| JPS5645894A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Reducing method for defect of silicon single crystal |
| JPS56129696A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-09 | Toshiba Corp | Crystal growing apparatus |
| JPS5717495A (en) * | 1980-07-07 | 1982-01-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Growing apparatus for single crystal |
| CA1191075A (en) * | 1980-12-29 | 1985-07-30 | Roger A. Frederick | Method for regulating concentration and distribution of oxygen in czochralski grown silicon |
| JPS58140393A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-08-20 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶シリコン引上装置 |
| JPS6010197U (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-24 | 富士通株式会社 | 単結晶育成用ルツボ |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP62248562A patent/JP2579778B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0193489A (ja) | 1989-04-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |