JP2720283B2 - 酸素濃度を制御したＳｉ単結晶の引上げ方法 - Google Patents
酸素濃度を制御したＳｉ単結晶の引上げ方法Info
- Publication number
- JP2720283B2 JP2720283B2 JP33535793A JP33535793A JP2720283B2 JP 2720283 B2 JP2720283 B2 JP 2720283B2 JP 33535793 A JP33535793 A JP 33535793A JP 33535793 A JP33535793 A JP 33535793A JP 2720283 B2 JP2720283 B2 JP 2720283B2
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- Japan
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- single crystal
- oxygen concentration
- gas
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、質量が異なる希ガスを
Ａｒに混合した雰囲気ガスを使用することにより、Ａｒ
雰囲気下で融液から引き上げられるＳｉ単結晶の酸素濃
度を制御したＳｉ単結晶の引上げ方法に関する。
Ａｒに混合した雰囲気ガスを使用することにより、Ａｒ
雰囲気下で融液から引き上げられるＳｉ単結晶の酸素濃
度を制御したＳｉ単結晶の引上げ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】融液から単結晶を育成する代表的な方法
として、チョクラルスキー法がある。チョクラルスキー
方法では、図１に示すように密閉容器１の内部に配置し
たルツボ２を、回転及び昇降可能にサポート３で支持す
る。ルツボ２の外周には、ヒータ４及び保温材５が同心
円状に設けられ、ルツボ２に収容した原料をヒータ４で
集中的に加熱し、融液６を調製する。融液６は、単結晶
成長に好適な温度に維持される。融液６に種結晶７を接
触させ、種結晶７の結晶方位を倣った単結晶８を成長さ
せる。種結晶７は、ワイヤ９を介して回転巻取り機構１
０から吊り下げられ、単結晶８の成長に応じて回転しな
がら引上げられる。また、ルツボ２も、サポート３を介
して適宜回転しながら下降する。サポート３の降下速
度，回転速度及び種結晶７の回転速度，上昇速度等は、
融液６から引上げられる単結晶８の成長速度に応じて制
御される。
として、チョクラルスキー法がある。チョクラルスキー
方法では、図１に示すように密閉容器１の内部に配置し
たルツボ２を、回転及び昇降可能にサポート３で支持す
る。ルツボ２の外周には、ヒータ４及び保温材５が同心
円状に設けられ、ルツボ２に収容した原料をヒータ４で
集中的に加熱し、融液６を調製する。融液６は、単結晶
成長に好適な温度に維持される。融液６に種結晶７を接
触させ、種結晶７の結晶方位を倣った単結晶８を成長さ
せる。種結晶７は、ワイヤ９を介して回転巻取り機構１
０から吊り下げられ、単結晶８の成長に応じて回転しな
がら引上げられる。また、ルツボ２も、サポート３を介
して適宜回転しながら下降する。サポート３の降下速
度，回転速度及び種結晶７の回転速度，上昇速度等は、
融液６から引上げられる単結晶８の成長速度に応じて制
御される。
【０００３】Ｓｂをｎ型不純物として添加した融液６を
使用して引き上げを行うと、得られた単結晶８にＳｂが
導入され、高伝導度の半導体材料が得られる。また、融
液６にルツボ２から溶出したＳｉＯ2 に起因する酸素が
導入されており、その酸素も単結晶８に取り込まれる。
単結晶８に含まれる酸素は、単結晶８が熱処理されると
きバルク中に析出し、析出欠陥となる。この析出欠陥
は、電子デバイスを構成する半導体単結晶基板の表面に
残存する重金属不純物を捕捉して無害化するゲッタリン
グ中心として利用される。また、固溶している酸素は、
半導体単結晶基板の強度を向上させる作用も呈する。こ
のようなことから、単結晶中に取り込まれる酸素濃度を
増大させる上で、融液の酸素濃度を高く維持することが
望まれる。しかし、従来の方法においては、Ｓｉ融液の
酸素濃度を高レベルに安定維持することは困難であっ
た。本発明者等は、Ｓｉ融液の物性を調査・研究する過
程で、多量にＳｂドープしたＳｉ融液を使用するとき、
Ｓｂ含有量の上昇に伴ってＳｉ融液の酸素濃度が一義的
に上昇することを見い出した。そして、特願平５−６９
９２４号で、このＳｂ含有量と酸素濃度との関係を利用
し、融液のＳｂ含有量から酸素濃度を算出する方法を提
案した。
使用して引き上げを行うと、得られた単結晶８にＳｂが
導入され、高伝導度の半導体材料が得られる。また、融
液６にルツボ２から溶出したＳｉＯ2 に起因する酸素が
導入されており、その酸素も単結晶８に取り込まれる。
単結晶８に含まれる酸素は、単結晶８が熱処理されると
きバルク中に析出し、析出欠陥となる。この析出欠陥
は、電子デバイスを構成する半導体単結晶基板の表面に
残存する重金属不純物を捕捉して無害化するゲッタリン
グ中心として利用される。また、固溶している酸素は、
半導体単結晶基板の強度を向上させる作用も呈する。こ
のようなことから、単結晶中に取り込まれる酸素濃度を
増大させる上で、融液の酸素濃度を高く維持することが
望まれる。しかし、従来の方法においては、Ｓｉ融液の
酸素濃度を高レベルに安定維持することは困難であっ
た。本発明者等は、Ｓｉ融液の物性を調査・研究する過
程で、多量にＳｂドープしたＳｉ融液を使用するとき、
Ｓｂ含有量の上昇に伴ってＳｉ融液の酸素濃度が一義的
に上昇することを見い出した。そして、特願平５−６９
９２４号で、このＳｂ含有量と酸素濃度との関係を利用
し、融液のＳｂ含有量から酸素濃度を算出する方法を提
案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多量のＳｂを添加した
Ｓｉ融液では、Ｓｂ2 Ｏ，ＳｉＯ等として酸素が融液表
面から雰囲気中に放出され易くなる。この傾向は、Ｐ，
Ａｓ，Ｂｉ等の他のＶ族元素でドープしたＳｉ融液でも
同様にみられる。融液表面から酸素が放出されることに
より、融液中の酸素濃度が変動し、引き上げられている
Ｓｉ単結晶の酸素濃度を著しく低下させる。そのため、
Ｓｉ単結晶から切り出されたウエハやデバイス等に、所
定の特性を与えることができない。酸素濃度は、Ｓｉ単
結晶の引上げ中にも変動する。引上げ中の変動によりＳ
ｉ単結晶の酸素濃度が不安定になり、一定した品質の単
結晶が得られない。本発明は、このような問題を解消す
べく案出されたものであり、質量が異なる希ガスを混合
したＡｒ雰囲気を使用することにより、Ｓｉ融液から酸
化物として放出される酸素の量を調整し、Ｓｉ融液の酸
素濃度、ひいてはＳｉ単結晶の酸素濃度を制御し、所定
の特性を持ったＳｉ単結晶を得ることを目的とする。
Ｓｉ融液では、Ｓｂ2 Ｏ，ＳｉＯ等として酸素が融液表
面から雰囲気中に放出され易くなる。この傾向は、Ｐ，
Ａｓ，Ｂｉ等の他のＶ族元素でドープしたＳｉ融液でも
同様にみられる。融液表面から酸素が放出されることに
より、融液中の酸素濃度が変動し、引き上げられている
Ｓｉ単結晶の酸素濃度を著しく低下させる。そのため、
Ｓｉ単結晶から切り出されたウエハやデバイス等に、所
定の特性を与えることができない。酸素濃度は、Ｓｉ単
結晶の引上げ中にも変動する。引上げ中の変動によりＳ
ｉ単結晶の酸素濃度が不安定になり、一定した品質の単
結晶が得られない。本発明は、このような問題を解消す
べく案出されたものであり、質量が異なる希ガスを混合
したＡｒ雰囲気を使用することにより、Ｓｉ融液から酸
化物として放出される酸素の量を調整し、Ｓｉ融液の酸
素濃度、ひいてはＳｉ単結晶の酸素濃度を制御し、所定
の特性を持ったＳｉ単結晶を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＳｉ単結晶引上
げ方法は、その目的を達成するため、１．０×１０-4原
子％以上のＶ族元素でドープしたＳｉ融液をＡｒ雰囲気
に配置されたルツボに収容し、前記Ｓｉ融液からＳｉ単
結晶を引き上げる際、前記Ｓｉ融液に接する雰囲気ガス
として、酸素濃度が９．０×１０17原子数／ｃｍ3 を超
えるＳｉ単結晶を育成する場合には質量の大きな希ガス
をＡｒガスに混合し、酸素濃度が９．０×１０17原子数
／ｃｍ3 より低いＳｉ単結晶を育成する場合には質量の
小さな希ガスをＡｒガスに混合して使用することを特徴
とする。質量の大きな希ガスとしては、Ｋｒ，Ｘｅ又は
Ｒｎが使用される。質量の小さな希ガスとしては、Ｎｅ
が使用される。この単結晶引上げ方法は、Ｐ，Ａｓ，Ｓ
ｂ，Ｂｉ等のＶ族元素でドープしたＳｉ融液に対して適
用される。Ｖ族元素の含有量とＳｉ融液の酸素濃度との
関係を考慮するとき、Ｖ族元素の含有量は、Ｐ及びＡｓ
で１×１０-4原子％以上，Ｓｂ及びＢｉで０．０１原子
％以上にすることが好ましい。なお、酸素濃度は、ＪＥ
ＩＤＡ換算値（３．０３）を使用して表した。
げ方法は、その目的を達成するため、１．０×１０-4原
子％以上のＶ族元素でドープしたＳｉ融液をＡｒ雰囲気
に配置されたルツボに収容し、前記Ｓｉ融液からＳｉ単
結晶を引き上げる際、前記Ｓｉ融液に接する雰囲気ガス
として、酸素濃度が９．０×１０17原子数／ｃｍ3 を超
えるＳｉ単結晶を育成する場合には質量の大きな希ガス
をＡｒガスに混合し、酸素濃度が９．０×１０17原子数
／ｃｍ3 より低いＳｉ単結晶を育成する場合には質量の
小さな希ガスをＡｒガスに混合して使用することを特徴
とする。質量の大きな希ガスとしては、Ｋｒ，Ｘｅ又は
Ｒｎが使用される。質量の小さな希ガスとしては、Ｎｅ
が使用される。この単結晶引上げ方法は、Ｐ，Ａｓ，Ｓ
ｂ，Ｂｉ等のＶ族元素でドープしたＳｉ融液に対して適
用される。Ｖ族元素の含有量とＳｉ融液の酸素濃度との
関係を考慮するとき、Ｖ族元素の含有量は、Ｐ及びＡｓ
で１×１０-4原子％以上，Ｓｂ及びＢｉで０．０１原子
％以上にすることが好ましい。なお、酸素濃度は、ＪＥ
ＩＤＡ換算値（３．０３）を使用して表した。
【０００６】
【作用】Ｓｉ融液から引き上げられる単結晶の酸素濃度
は、石英ルツボから融液に溶出する酸素や融液中の酸素
濃度に依存するものではなく、専ら融液表面の酸素濃度
が反映される。しかし、雰囲気ガスと接触する融液表面
は、酸化物として雰囲気ガスで持ち去られる酸素量が多
く、酸素濃度が一定しない。特に、蒸気圧が大きな酸化
物として酸素が放出されるＶ続元素でドープしたＳｉ融
液では、この傾向が強くなる。本発明者等は、調査・研
究の結果、雰囲気ガスとして使用される希ガスの質量が
融液表面の酸素濃度に影響していることを見い出した。
希ガスの質量は、次のようなメカニズムで融液表面の酸
素濃度に影響を与えているものと推察される。理想気体
が充満されている雰囲気にＳｉ融液がおかれ、このＳｉ
融液から単結晶が引き上げられているものと仮定する。
Ｓｉ融液の表面から蒸発する気体分子が雰囲気のガス分
子と衝突する回数ｆは、雰囲気ガスの質量ｍg の平方根
に反比例する。衝突エネルギーＥは、質量ｍg との間に
Ｅ＝Ｋ・ｍg （Ｋ：定数）の関係をもっている。したが
って、蒸発気体分子と雰囲気ガスとの衝突は、質量ｍg
の平方根に比例する。
は、石英ルツボから融液に溶出する酸素や融液中の酸素
濃度に依存するものではなく、専ら融液表面の酸素濃度
が反映される。しかし、雰囲気ガスと接触する融液表面
は、酸化物として雰囲気ガスで持ち去られる酸素量が多
く、酸素濃度が一定しない。特に、蒸気圧が大きな酸化
物として酸素が放出されるＶ続元素でドープしたＳｉ融
液では、この傾向が強くなる。本発明者等は、調査・研
究の結果、雰囲気ガスとして使用される希ガスの質量が
融液表面の酸素濃度に影響していることを見い出した。
希ガスの質量は、次のようなメカニズムで融液表面の酸
素濃度に影響を与えているものと推察される。理想気体
が充満されている雰囲気にＳｉ融液がおかれ、このＳｉ
融液から単結晶が引き上げられているものと仮定する。
Ｓｉ融液の表面から蒸発する気体分子が雰囲気のガス分
子と衝突する回数ｆは、雰囲気ガスの質量ｍg の平方根
に反比例する。衝突エネルギーＥは、質量ｍg との間に
Ｅ＝Ｋ・ｍg （Ｋ：定数）の関係をもっている。したが
って、蒸発気体分子と雰囲気ガスとの衝突は、質量ｍg
の平方根に比例する。
【０００７】このことから、単結晶の引上げに通常使用
されているＡｒよりも質量が大きな希ガスを使用する
と、融液表面から基体の蒸発が抑えられ、酸化物の蒸発
量が少なくなり、融液表面の酸素濃度、ひいては得られ
たＳｉ単結晶の酸素濃度が高レベルに維持されることが
予想される。逆に、Ａｒよりも質量が小さい希ガスを使
用すると、酸素濃度が低いＳｉ単結晶が得られることが
予想される。希ガスの質量が酸素濃度に与える影響は、
単結晶引き上げに通常使用されているＡｒガスに希ガス
を配合した場合でも同様に維持される。特に、Ｖ族元素
でドープされているＳｉ融液では、それぞれ元素単体及
び酸化物が融液表面から蒸発するが、これら蒸発物はＳ
ｉＯに比較して高い蒸気圧を示すことから、雰囲気圧に
よる影響が大きく現れる。
されているＡｒよりも質量が大きな希ガスを使用する
と、融液表面から基体の蒸発が抑えられ、酸化物の蒸発
量が少なくなり、融液表面の酸素濃度、ひいては得られ
たＳｉ単結晶の酸素濃度が高レベルに維持されることが
予想される。逆に、Ａｒよりも質量が小さい希ガスを使
用すると、酸素濃度が低いＳｉ単結晶が得られることが
予想される。希ガスの質量が酸素濃度に与える影響は、
単結晶引き上げに通常使用されているＡｒガスに希ガス
を配合した場合でも同様に維持される。特に、Ｖ族元素
でドープされているＳｉ融液では、それぞれ元素単体及
び酸化物が融液表面から蒸発するが、これら蒸発物はＳ
ｉＯに比較して高い蒸気圧を示すことから、雰囲気圧に
よる影響が大きく現れる。
【０００８】したがって、雰囲気ガスとして通常使用さ
れているＡｒガスに質量が異なる希ガスを配合し、その
配合割合を変えることに応じて、高レベルで酸素濃度が
異なるＳｉ単結晶が得られると予測される。この推論
は、後述する実施例で確認された。酸素濃度が高いＳｉ
単結晶は、Ｖ族元素をドーパントとして含んでいること
から、リーク電流が少なく、重金属類を効率よくゲッタ
リングできる等の特性をもった半導体材料として使用さ
れる。しかも、酸素濃度が所定範囲に調整されているの
で、品質に関する信頼性が高いものとなる。この傾向
は、ドーパントとして、Ｐ，Ａｓ，Ｂｉ等の他のＶ族元
素を使用する場合も同様である。
れているＡｒガスに質量が異なる希ガスを配合し、その
配合割合を変えることに応じて、高レベルで酸素濃度が
異なるＳｉ単結晶が得られると予測される。この推論
は、後述する実施例で確認された。酸素濃度が高いＳｉ
単結晶は、Ｖ族元素をドーパントとして含んでいること
から、リーク電流が少なく、重金属類を効率よくゲッタ
リングできる等の特性をもった半導体材料として使用さ
れる。しかも、酸素濃度が所定範囲に調整されているの
で、品質に関する信頼性が高いものとなる。この傾向
は、ドーパントとして、Ｐ，Ａｓ，Ｂｉ等の他のＶ族元
素を使用する場合も同様である。
【０００９】
実施例１：純Ｓｉ２０ｇを直径５０ｍｍ及び高さ６０ｍ
ｍのルツボに入れ、垂直方向の温度差５０℃をつけて表
面温度１４５０℃に加熱した。この状態で３０分間保持
した後、０．７ｇの純ＳｂをＳｉ融液に添加した。更に
同じ温度条件下で３０分間保持し、冷却速度２００℃／
時で１３５０℃まで冷却し、冷却速度５０℃／時で室温
まで冷却した。このようにして、目標Ｓｂ濃度０．８原
子％のＳｂドープＳｉ融液を用意した。Ａｒ雰囲気中で
ＳｂドープＳｉ融液を１４２６〜１５４２℃に加熱し、
９０分間保持した後、単結晶引上げを開始した。得られ
た単結晶から厚さ２ｍｍの試験片を切り出し、ＳＩＭＳ
法で酸素濃度を測定した。引上げ中に、融液表面の酸素
濃度を検出し、同一引上げ条件下で融液自体の酸素濃度
を測定した。引き上げられたＳｉ単結晶から切り出され
た試験片の酸素濃度を、Ｓｉ融液自体及び融液表面の酸
素濃度との関係で表１に示す。表１から、Ｓｉ単結晶の
酸素濃度は、融液自体の酸素濃度に依存せず、融液表面
の酸素濃度に応じて変わっていることが判る。なお、表
１において、融液自体の酸素濃度は、急冷凝固した融液
を単結晶の試験片と同様にＳＩＭＳ法で測定した。融液
液面の酸素濃度は、本発明者等が見い出した雰囲気圧Ｐ
をファクターとする次式で算出した。
ｍのルツボに入れ、垂直方向の温度差５０℃をつけて表
面温度１４５０℃に加熱した。この状態で３０分間保持
した後、０．７ｇの純ＳｂをＳｉ融液に添加した。更に
同じ温度条件下で３０分間保持し、冷却速度２００℃／
時で１３５０℃まで冷却し、冷却速度５０℃／時で室温
まで冷却した。このようにして、目標Ｓｂ濃度０．８原
子％のＳｂドープＳｉ融液を用意した。Ａｒ雰囲気中で
ＳｂドープＳｉ融液を１４２６〜１５４２℃に加熱し、
９０分間保持した後、単結晶引上げを開始した。得られ
た単結晶から厚さ２ｍｍの試験片を切り出し、ＳＩＭＳ
法で酸素濃度を測定した。引上げ中に、融液表面の酸素
濃度を検出し、同一引上げ条件下で融液自体の酸素濃度
を測定した。引き上げられたＳｉ単結晶から切り出され
た試験片の酸素濃度を、Ｓｉ融液自体及び融液表面の酸
素濃度との関係で表１に示す。表１から、Ｓｉ単結晶の
酸素濃度は、融液自体の酸素濃度に依存せず、融液表面
の酸素濃度に応じて変わっていることが判る。なお、表
１において、融液自体の酸素濃度は、急冷凝固した融液
を単結晶の試験片と同様にＳＩＭＳ法で測定した。融液
液面の酸素濃度は、本発明者等が見い出した雰囲気圧Ｐ
をファクターとする次式で算出した。
【００１０】
【数１】
【００１１】
【表１】
【００１２】Ｓｉ単結晶の引上げ開始から所定時間経過
後に融液表面の酸素濃度の調査し、酸素濃度の経時的変
化を調査した。また、Ｋｒを配合したＡｒ雰囲気下で同
様にＳｉ単結晶を引き上げ、そのときの酸素濃度の経時
的変化を調査した。酸素濃度の減少傾向は、図２から明
らかなように、雰囲気ガス中のＫｒ配合比率に応じて小
さくなっていた。他方、Ｎｅを配合したＡｒ雰囲気下で
は、図３に示すように、雰囲気ガス中のＮｅ配合比率が
上昇するに従って融液表面の酸素濃度が大きく減少し
た。図２及び図３から、Ａｒに配合するＫｒ又はＮｅの
比率を変えることにより、融液表面の酸素濃度が調整さ
れることが判る。融液表面の酸素濃度は、表１に示すよ
うに、得られたＳｉ単結晶の酸素濃度と密接な関係を持
つ。したがって、目標酸素濃度に応じてＡｒに対するＫ
ｒ又はＮｅの配合比率を定め、このＡｒ−Ｋｒ又はＡｒ
−Ｎｅ雰囲気下でＳｉ単結晶を育成するとき、目標値に
高精度で一致した酸素濃度のＳｉ単結晶が得られる。実
際に育成したＳｉ単結晶の酸素濃度と雰囲気ガスの組成
と関係を、表２に示す。なお、表２では、３０トールの
雰囲気下で液面温度１４５０℃のＳｉ融液からＳｉ単結
晶を速度１．０ｍｍ／時で引き上げる育成条件を採用し
た。何れも、所定範囲に収まる高レベルの酸素濃度を持
っており、品質安定性に優れた半導体デバイス用材料と
して使用できた。
後に融液表面の酸素濃度の調査し、酸素濃度の経時的変
化を調査した。また、Ｋｒを配合したＡｒ雰囲気下で同
様にＳｉ単結晶を引き上げ、そのときの酸素濃度の経時
的変化を調査した。酸素濃度の減少傾向は、図２から明
らかなように、雰囲気ガス中のＫｒ配合比率に応じて小
さくなっていた。他方、Ｎｅを配合したＡｒ雰囲気下で
は、図３に示すように、雰囲気ガス中のＮｅ配合比率が
上昇するに従って融液表面の酸素濃度が大きく減少し
た。図２及び図３から、Ａｒに配合するＫｒ又はＮｅの
比率を変えることにより、融液表面の酸素濃度が調整さ
れることが判る。融液表面の酸素濃度は、表１に示すよ
うに、得られたＳｉ単結晶の酸素濃度と密接な関係を持
つ。したがって、目標酸素濃度に応じてＡｒに対するＫ
ｒ又はＮｅの配合比率を定め、このＡｒ−Ｋｒ又はＡｒ
−Ｎｅ雰囲気下でＳｉ単結晶を育成するとき、目標値に
高精度で一致した酸素濃度のＳｉ単結晶が得られる。実
際に育成したＳｉ単結晶の酸素濃度と雰囲気ガスの組成
と関係を、表２に示す。なお、表２では、３０トールの
雰囲気下で液面温度１４５０℃のＳｉ融液からＳｉ単結
晶を速度１．０ｍｍ／時で引き上げる育成条件を採用し
た。何れも、所定範囲に収まる高レベルの酸素濃度を持
っており、品質安定性に優れた半導体デバイス用材料と
して使用できた。
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、Ｖ族元素でドープしたＳｉ融液に接するＡｒ雰囲気
に質量が異なる希ガスを配合することにより、引き上げ
られるＳｉ単結晶の酸素濃度に密接な関係を持つ融液表
面の酸素濃度を制御している。これにより、引上げられ
たＳｉ単結晶の酸素濃度が希ガスの配合量に応じて高レ
ベルで所定範囲に維持され、品質が一定したＳｉ単結晶
が得られる。得られた単結晶は、半導体デバイスの動作
中にリークした電子のトラップや重金属類のゲッタリン
グ等に有効な酸素を多量に含んでいることから、リーク
電流に対して敏感なパワー用デバイスや基板内のチャン
ネルを利用したバイポーラデバイス等に適した半導体材
料として使用される。
は、Ｖ族元素でドープしたＳｉ融液に接するＡｒ雰囲気
に質量が異なる希ガスを配合することにより、引き上げ
られるＳｉ単結晶の酸素濃度に密接な関係を持つ融液表
面の酸素濃度を制御している。これにより、引上げられ
たＳｉ単結晶の酸素濃度が希ガスの配合量に応じて高レ
ベルで所定範囲に維持され、品質が一定したＳｉ単結晶
が得られる。得られた単結晶は、半導体デバイスの動作
中にリークした電子のトラップや重金属類のゲッタリン
グ等に有効な酸素を多量に含んでいることから、リーク
電流に対して敏感なパワー用デバイスや基板内のチャン
ネルを利用したバイポーラデバイス等に適した半導体材
料として使用される。
【図１】 融液から単結晶を引き上げるチョクラルスキ
ー法
ー法
【図２】 Ａｒ雰囲気に配合したＫｒの割合がＳｉ融液
の酸素濃度に与える影響
の酸素濃度に与える影響
【図３】 Ａｒ雰囲気に配合したＮｅの割合がＳｉ融液
の酸素濃度に与える影響
の酸素濃度に与える影響
１：密閉容器 ２：ルツボ ３：サポート ４：
ヒータ ５：保温材 ６：融液 ７：種結晶 ８：
単結晶 ９：ワイヤ １０：回転巻取り機構
ヒータ ５：保温材 ６：融液 ７：種結晶 ８：
単結晶 ９：ワイヤ １０：回転巻取り機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黄 新明 茨城県つくば市東光台１−16−２スカイ ハイツＣ−101 (72)発明者 寺嶋 一高 神奈川県海老名市中野206−３ (72)発明者 木村 茂行 茨城県つくば市竹園３−712
Claims (3)
- 【請求項１】 １．０×１０-4原子％以上のＶ族元素で
ドープしたＳｉ融液をＡｒ雰囲気に配置されたルツボに
収容し、前記Ｓｉ融液からＳｉ単結晶を引き上げる際、
前記Ｓｉ融液に接する雰囲気ガスとして、９．０×１０
17原子数／ｃｍ3 を超える酸素濃度のＳｉ単結晶を育成
する場合には質量の大きな希ガスをＡｒガスに混合し、
９．０×１０17原子数／ｃｍ3 より低い酸素濃度の低い
Ｓｉ単結晶を育成する場合には質量の小さな希ガスをＡ
ｒガスに混合して使用するＳｉ単結晶引き上げ方法。 - 【請求項２】 質量の大きな希ガスとしてＫｒ，Ｘｅ又
はＲｎを使用する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 質量の小さな希ガスとしてＮｅを使用す
る請求項１記載の方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33535793A JP2720283B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 酸素濃度を制御したＳｉ単結晶の引上げ方法 |
| EP94104297A EP0625595B1 (en) | 1993-03-29 | 1994-03-18 | Control of oxygen concentration in single crystal pulled up from melt containing group-V element |
| DE69428302T DE69428302T2 (de) | 1993-03-29 | 1994-03-18 | Regulierung der Sauerstoffkonzentration in einem Einkristall, der aus einer ein Gruppe V Element enthaltenden Schmelze gezogenen wird. |
| US08/291,833 US5524574A (en) | 1993-03-29 | 1994-08-17 | Control of oxygen concentration in single crystal pulled up from melt containing Group-V element |
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