JP2720324B2 - 単結晶育成用石英ルツボ及びその製造方法 - Google Patents
単結晶育成用石英ルツボ及びその製造方法Info
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Description
融液から単結晶を引上げる際に使用される石英ルツボ及
びその製造方法に関する。
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、S
i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Si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10又は剛性のある引き上げ棒から吊り下げ
られ、Si単結晶8の成長に応じて回転しながら引き上
げられる。また、ルツボ2も、サポート3を介し適宜回
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
き上げられるSi単結晶8の成長速度に応じて制御され
る。
素ドナーとなるSiOを融液6に供給することから、石
英製のルツボが従来から使用されている。しかし、石英
ルツボは、Si単結晶育成時にSi融液6によって侵食
され、厚みが減少する。そのため、長時間の使用に耐え
ない。また、侵食の進行に伴って、石英質パーティクル
等のゴミが石英ルツボから発生し、Si融液6に拡散す
る。石英質パーティクル等がSi融液6の対流に乗って
成長界面に送り込まれると、Si融液6から引上げられ
ているSi単結晶8に取り込まれ、転位,多結晶化等の
結晶欠陥を発生させる。その結果、得られたSi単結晶
の特性が極端に低下する場合もある。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、石英ルツ
ボの内面を緻密な結晶質石英層でコーティングすること
により、Si融液に対する耐侵食性に優れ、長期間の使
用に耐える単結晶育成用ルツボを提供することを目的と
する。
英ルツボは、その目的を達成するため、1415〜14
30℃の温度範囲にあるSi融液との接触で生成した緻
密な結晶質石英層で内面がコーティングされていること
を特徴とする。1415〜1430℃の温度範囲にある
Si融液に石英ルツボを2時間以上接触させるとき、ク
リストバライト層の緻密な結晶質石英層が前記石英ルツ
ボの内面に生成する。この結晶質石英層は、石英ルツボ
の母材である石英に比較して、ケイ素と酸素との原子間
結合が切れた箇所(ダングリングボンド)が少なく、結
合がより強固であり、化学的にも安定である。また、1
415〜1430℃の温度範囲で結晶を生成させること
により、緻密で母材からの剥離やパーティクルの発生が
少ない結晶層が形成される。そのため、結晶質石英層で
コーティングされた石英ルツボは、1440〜1480
℃の温度範囲にある単結晶育成時の融液に接触しても、
融液による侵食が少なく、石英質パーティクル等のゴミ
発生も少ない。そのため、成長界面に導入される異物が
なく、長期間にわたって良質の単結晶を歩留まりよく製
造することが可能になる。
容し、1420℃に4時間保持した。その後、Si融液
を石英ルツボから排出し、石英ルツボの内面を調査した
ところ、膜厚100μmの緻密な結晶質石英層が形成さ
れていた。この結晶質石英層は、主として石英の結晶相
の一つであるクリストバライトからなっており、数百μ
mの大きさの粒界をもつが、粒界間は強固に結合され、
母材が露出しているところがなかった。結晶質石英層で
内面がコーティングされた石英ルツボにSi融液を収容
し、ルツボ温度を1450℃に維持し、直径3インチの
Si単結晶を引き上げた。引上げを20時間継続した
後、石英ルツボの侵食状態を調査したところ、内面が極
く僅かに侵食されていたに過ぎず、平均侵食速度は1μ
m/時であった。また、Si融液と24時間接触させた
後でも、石英ルツボから剥離した石英パーティクルに由
来するものとみられる欠陥がSi単結晶に発生せず、良
質のSi単結晶を育成することができた。
を引き上げた場合、侵食速度が10μm/時と大きく、
同じ石英ルツボを長時間継続使用できなかった。また、
Si融液に対する接触時間が15時間を超えるようにな
ると、引き上げられたSi単結晶に石英パーティクルに
由来する欠陥の発生が検出された。図2は、このように
して結晶質石英層でコーティングされた石英ルツボと通
常の石英ルツボの侵食速度及び引き上げられたSi単結
晶中の欠陥発生頻度とを対比して示す。図2から明らか
なように、結晶質石英層でコーティングされた石英ルツ
ボは、耐久性に優れ、単結晶の品質向上に有効なルツボ
であることが判る。
ツボは、緻密な結晶質石英層で内面をコーティングして
いる。この結晶質石英層は、優れた耐侵食性を示し、長
時間にわたってSi融液による侵食からルツボを保護す
る。そのため、同じルツボを使用した長時間の引上げが
可能になる。また、石英ルツボの内面が部分的に剥離し
て石英パーティクルが発生することがなくなり、引き上
げられるSi単結晶の品質も向上する。
スキー法
ングした効果を表したグラフ
ヒータ 5:保温材 6:融液 7:種結晶 8:Si単結晶 9:ワ
イヤ 10:回転巻取り機構
Claims (2)
- 【請求項1】 1415〜1430℃の温度範囲にある
Si融液との接触で生成した緻密な結晶質石英層で内面
がコーティングされている単結晶育成用石英ルツボ。 - 【請求項2】 1415〜1430℃の温度範囲にある
Si融液に石英ルツボを2時間以上浸漬し、緻密な結晶
質石英層を前記石英ルツボの内面に生成させる単結晶育
成用石英ルツボの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9143395A JP2720324B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 単結晶育成用石英ルツボ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9143395A JP2720324B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 単結晶育成用石英ルツボ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08259377A JPH08259377A (ja) | 1996-10-08 |
JP2720324B2 true JP2720324B2 (ja) | 1998-03-04 |
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ID=14026241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9143395A Expired - Fee Related JP2720324B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 単結晶育成用石英ルツボ及びその製造方法 |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005289751A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Sumco Corp | シリコン単結晶の引上方法 |
JP5543326B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-07-09 | コバレントマテリアル株式会社 | シリコン単結晶引上げ用シリカガラスルツボ |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP9143395A patent/JP2720324B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH08259377A (ja) | 1996-10-08 |
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