JP2755452B2 - シリコン単結晶の引上げ装置 - Google Patents
シリコン単結晶の引上げ装置Info
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- JP2755452B2 JP2755452B2 JP1313378A JP31337889A JP2755452B2 JP 2755452 B2 JP2755452 B2 JP 2755452B2 JP 1313378 A JP1313378 A JP 1313378A JP 31337889 A JP31337889 A JP 31337889A JP 2755452 B2 JP2755452 B2 JP 2755452B2
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- single crystal
- silicon single
- pulling
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- silicon
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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（CZ法）によるシリコ
ン単結晶の製造に際して、酸化珪素および炭化珪素の付
着によるシリコン単結晶の有転位化を防止するととも
に、シリコン単結晶中の酸素誘起積層欠陥（OSF）の発
生を防止するための装置に関するものである。
ン単結晶の製造に際して、酸化珪素および炭化珪素の付
着によるシリコン単結晶の有転位化を防止するととも
に、シリコン単結晶中の酸素誘起積層欠陥（OSF）の発
生を防止するための装置に関するものである。
［従来の技術］ 単結晶の製造法として、坩堝内の融液から結晶を成長
させつつ引き上げるCZ法が広く行なわれている。
させつつ引き上げるCZ法が広く行なわれている。
このCZ法において、引上げ中のシリコン単結晶を軸と
し、下端が該シリコン単結晶及び融液に近接する逆円錐
状のカバーを設けることにより、融液および坩堝からの
輻射熱を遮断して結晶の引上げ速度を高めるとともに、
融液からの蒸発物がシリコン単結晶の上方に行くのを遮
り、該蒸発物が凝固し落下してシリコン単結晶が有転位
成長するのを防止することが、特公昭57-40,119号公報
により知られている。しかしながら、このカバーは、赤
外線を反射させるためにタングステン、ニオブ、タンタ
ル、銅、ニッケル、ゲルマニウムといった金属で作られ
ているので、これを設けたCZ法装置によりシリコン単結
晶を引き上げると、カバーを構成する金属と融液から発
生した酸素珪素ガスとの反応生成物が落下してシリコン
融液中に溶け込み、シリコン単結晶が金属汚染されると
いう問題が生じる。
し、下端が該シリコン単結晶及び融液に近接する逆円錐
状のカバーを設けることにより、融液および坩堝からの
輻射熱を遮断して結晶の引上げ速度を高めるとともに、
融液からの蒸発物がシリコン単結晶の上方に行くのを遮
り、該蒸発物が凝固し落下してシリコン単結晶が有転位
成長するのを防止することが、特公昭57-40,119号公報
により知られている。しかしながら、このカバーは、赤
外線を反射させるためにタングステン、ニオブ、タンタ
ル、銅、ニッケル、ゲルマニウムといった金属で作られ
ているので、これを設けたCZ法装置によりシリコン単結
晶を引き上げると、カバーを構成する金属と融液から発
生した酸素珪素ガスとの反応生成物が落下してシリコン
融液中に溶け込み、シリコン単結晶が金属汚染されると
いう問題が生じる。
この問題を解決するために、前記カバーの外表面側を
高温で安定なセラッミクスとすることにより金属汚染を
回避し、引き上げ炉内にアルゴンを流して前記カバーで
該シリコン単結晶に集約して当てて該蒸発物の付着を防
止することが、特開昭62-138,386号公報において提唱さ
れている。
高温で安定なセラッミクスとすることにより金属汚染を
回避し、引き上げ炉内にアルゴンを流して前記カバーで
該シリコン単結晶に集約して当てて該蒸発物の付着を防
止することが、特開昭62-138,386号公報において提唱さ
れている。
［発明が解決しようとする課題］ 一般に使用されているシリコン単結晶でＮ型化したも
の（Ｐドープ材、無添加物、Ｐ型高抵抗材）は、引上げ
中の結晶の各部位の冷却速度が速まると、酸化誘起積層
欠陥（OSF）の発生が著しくなる。前記カバーを設けた
装置で、アルゴンの流れを用いて蒸発物のシリコン単結
晶への付着を防止するためには、前記カバーの下端を該
シリコン単結晶に接近させなければならないが、接近さ
せると、シリコン融液からの熱輻射を遮断してシリコン
単結晶の冷却速度が速くなりOSFが発生し易くなるとい
う問題が生じる。
の（Ｐドープ材、無添加物、Ｐ型高抵抗材）は、引上げ
中の結晶の各部位の冷却速度が速まると、酸化誘起積層
欠陥（OSF）の発生が著しくなる。前記カバーを設けた
装置で、アルゴンの流れを用いて蒸発物のシリコン単結
晶への付着を防止するためには、前記カバーの下端を該
シリコン単結晶に接近させなければならないが、接近さ
せると、シリコン融液からの熱輻射を遮断してシリコン
単結晶の冷却速度が速くなりOSFが発生し易くなるとい
う問題が生じる。
本発明はチョクラルスキー法（CZ法）によるシリコン
単結晶の製造に際して、蒸発物の付着によるシリコン単
結晶の有転位化を防止するとともに、シリコン単結晶中
の酸化誘起積層欠陥（OSF）発生を防止することを目的
とする。
単結晶の製造に際して、蒸発物の付着によるシリコン単
結晶の有転位化を防止するとともに、シリコン単結晶中
の酸化誘起積層欠陥（OSF）発生を防止することを目的
とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明のシリコン単結晶の引上げ装置は、坩堝中の融
液からシリコン単結晶を引上げる装置であって、該単結
晶の引上げ方法を軸として引上げ中の該単結晶を囲む管
体が設けられており、該管体は下端が該単結晶及び前記
融液に近接し、上部が逆円錐形状をなし、下部が円筒形
状をなしていることを特徴としている。
液からシリコン単結晶を引上げる装置であって、該単結
晶の引上げ方法を軸として引上げ中の該単結晶を囲む管
体が設けられており、該管体は下端が該単結晶及び前記
融液に近接し、上部が逆円錐形状をなし、下部が円筒形
状をなしていることを特徴としている。
以下、本発明の装置を図面に基づき詳細に説明する。
第１図は、本発明のシリコン単結晶引上げ装置の一実
施態様の構成を示す断面図である。
施態様の構成を示す断面図である。
この実施態様のシリコン単結晶引上げ装置において
は、坩堝１中の融液２からシリコン単結晶３が引上げら
れ、引上げ中のシリコン単結晶３と坩堝１の間には、シ
リコン単結晶３を取り囲むように引上げ方向を軸として
管体４が設けられている。管体４の上部は逆円錐形状部
4aからなり、管体４の下部は円筒形状部4bからなる。管
体４の下端がシリコン単結晶３および融液２に近接する
ように設けられている。第１図において、シリコン単結
晶３は径制御用カメラ５によって径制御されていて、融
液２は管状のヒーター６で加熱され、管状のインナーシ
ールド７およびアウターシルド８で覆われている。管体
４は、インナーシールド７およびアウターシールド８の
上に設けられた支持台９に支持されている。10は単結晶
を成長させる種結晶である。引上げ炉外壁11内の矢印は
アルゴンの流線を示し、一点鎖線は径制御用カメラ５の
視線を示す。
は、坩堝１中の融液２からシリコン単結晶３が引上げら
れ、引上げ中のシリコン単結晶３と坩堝１の間には、シ
リコン単結晶３を取り囲むように引上げ方向を軸として
管体４が設けられている。管体４の上部は逆円錐形状部
4aからなり、管体４の下部は円筒形状部4bからなる。管
体４の下端がシリコン単結晶３および融液２に近接する
ように設けられている。第１図において、シリコン単結
晶３は径制御用カメラ５によって径制御されていて、融
液２は管状のヒーター６で加熱され、管状のインナーシ
ールド７およびアウターシルド８で覆われている。管体
４は、インナーシールド７およびアウターシールド８の
上に設けられた支持台９に支持されている。10は単結晶
を成長させる種結晶である。引上げ炉外壁11内の矢印は
アルゴンの流線を示し、一点鎖線は径制御用カメラ５の
視線を示す。
この実施態様において、管体４の材料としては、黒
鉛、セラッミクスなどが用いられており、少なくともそ
の表面が上記したような非金属材料から構成されていれ
ばよく、金属材料に石英やセラッミクスを被覆したもの
であってもよい。
鉛、セラッミクスなどが用いられており、少なくともそ
の表面が上記したような非金属材料から構成されていれ
ばよく、金属材料に石英やセラッミクスを被覆したもの
であってもよい。
［作用］ 本発明のシリコン単結晶の引上げ装置によると、第１
図に示すように、シリコン単結晶３と坩堝１の間に、シ
リコン単結晶３を取り囲むように管体４が位置している
が、上部が逆円錐形状4aであることにより、径制御用カ
メラ５の視野を確保するための非対称形状部が存在せ
ず、アルゴン流が乱れない。さらに、管体４の下部形状
が円筒形状4bであるために、乱れのない整流化されたア
ルゴン流が効率よく融液２からの蒸発物の舞い上がりを
抑制でき、さらに、蒸発物を排除できることによって、
引上げ中のシリコン単結晶３に転位が発生するのを防止
することが出来る。さらに、円筒形状部4bの内径が広く
することが出来るために、融液２の表面からの輻射熱が
遮断されずに引上げ中のシリコン単結晶３に照射され、
引上げ中のシリコン単結晶３の各部位の特に高温部の急
速冷却が緩和され、OSFの発生が防止される。なお、本
発明装置を用いてシリコン単結晶を製造する際、引上げ
中のシリコン単結晶３の各部位の冷却速度が５℃/minよ
りも遅い速度となるように調整するのが、OSFの発生を
防止するのに好ましい。
図に示すように、シリコン単結晶３と坩堝１の間に、シ
リコン単結晶３を取り囲むように管体４が位置している
が、上部が逆円錐形状4aであることにより、径制御用カ
メラ５の視野を確保するための非対称形状部が存在せ
ず、アルゴン流が乱れない。さらに、管体４の下部形状
が円筒形状4bであるために、乱れのない整流化されたア
ルゴン流が効率よく融液２からの蒸発物の舞い上がりを
抑制でき、さらに、蒸発物を排除できることによって、
引上げ中のシリコン単結晶３に転位が発生するのを防止
することが出来る。さらに、円筒形状部4bの内径が広く
することが出来るために、融液２の表面からの輻射熱が
遮断されずに引上げ中のシリコン単結晶３に照射され、
引上げ中のシリコン単結晶３の各部位の特に高温部の急
速冷却が緩和され、OSFの発生が防止される。なお、本
発明装置を用いてシリコン単結晶を製造する際、引上げ
中のシリコン単結晶３の各部位の冷却速度が５℃/minよ
りも遅い速度となるように調整するのが、OSFの発生を
防止するのに好ましい。
［実施例］ 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明す
る。
る。
（本発明例） 第１図に示す装置において、外側から黒鉛坩堝1bで補
強された内側直径16インチの石英坩堝1aに、原料として
40kgの多結晶シリコンを装入して溶解し、直径130mmの
シリコン単結晶３を引上げた。黒鉛製の管体４の円筒形
状部4bの内径は250mmとし、管体４の下端と融液２の液
面との間隙は約30mmに保ち、シリコン単結晶３と管体４
の間隙にアルゴンガスを矢印の方向に流量15〜100l/min
で流し、装置内を内圧５〜35ミリバールのアルゴン雰囲
気とした。
強された内側直径16インチの石英坩堝1aに、原料として
40kgの多結晶シリコンを装入して溶解し、直径130mmの
シリコン単結晶３を引上げた。黒鉛製の管体４の円筒形
状部4bの内径は250mmとし、管体４の下端と融液２の液
面との間隙は約30mmに保ち、シリコン単結晶３と管体４
の間隙にアルゴンガスを矢印の方向に流量15〜100l/min
で流し、装置内を内圧５〜35ミリバールのアルゴン雰囲
気とした。
その結果、引上げ速度1.3mm/minでシリコン単結晶棒
が得られ、引上げ中の転位発生が防止された。さらに、
第１表に示すようにOSF密度が従来例よりも著しく減少
した。なお、第１表におけるOSF密度は、シリコン単結
晶を湿潤酸素ガス中で110℃80分加熱した後、顕微鏡観
察により測定したものである。
が得られ、引上げ中の転位発生が防止された。さらに、
第１表に示すようにOSF密度が従来例よりも著しく減少
した。なお、第１表におけるOSF密度は、シリコン単結
晶を湿潤酸素ガス中で110℃80分加熱した後、顕微鏡観
察により測定したものである。
（従来例） 第１図に示す装置において、管体４の下端まで逆円錐
形状にし、下端の内径を200mmとした以外は、上記本発
明例と同様にしてシリコン単結晶を引上げた。
形状にし、下端の内径を200mmとした以外は、上記本発
明例と同様にしてシリコン単結晶を引上げた。
その結果、引上げ速度1.3/minでシリコン単結晶棒が
得られ、引上げ中の転位発生は防止されたが、第１表に
示すようにOSFが著しく発生した。
得られ、引上げ中の転位発生は防止されたが、第１表に
示すようにOSFが著しく発生した。
［発明の効果］ 本発明により、チョクラルスキー法（CZ法）によるシ
リコン単結晶の装置に際して、引上げ中の結晶欠陥発生
が防止されて単結晶の無転位引上げ率が向上し、さら
に、シリコン単結晶中の酸化誘起積層欠陥（OSF）発生
が防止される。
リコン単結晶の装置に際して、引上げ中の結晶欠陥発生
が防止されて単結晶の無転位引上げ率が向上し、さら
に、シリコン単結晶中の酸化誘起積層欠陥（OSF）発生
が防止される。
第１図は本発明の実施例を示す図である。 1a……石英坩堝、1b……黒鉛坩堝、２……融液、３……
シリコン単結晶、４……管体、4a……逆円錐形状部、4b
……円筒形状部、５……径制御用カメラ、６……ヒータ
ー、７……インナーシールド、８……アウターシール
ド、９……支持台、10……種結晶、11……炉外壁。
シリコン単結晶、４……管体、4a……逆円錐形状部、4b
……円筒形状部、５……径制御用カメラ、６……ヒータ
ー、７……インナーシールド、８……アウターシール
ド、９……支持台、10……種結晶、11……炉外壁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高尾 滋良 山口県光市大字島田3434番地 新日本製 鐵株式會社光製鐵所内 (72)発明者 目黒 清三 山口県光市大字島田3434番地 ニッテツ 電子株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−116695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 H01L 21/208
Claims (1)
- 【請求項１】坩堝中の融液からシリコン単結晶を引上げ
る装置であって、該単結晶の引上げ方向を軸として引上
げ中の該単結晶を囲む管体が設けられており、該管体は
下端が該単結晶及び前記融液に近接し、上部が逆円錐形
状をなし、下部が円筒形状をなしていることを特徴とす
るシリコン単結晶の引上げ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1313378A JP2755452B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | シリコン単結晶の引上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1313378A JP2755452B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | シリコン単結晶の引上げ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177389A JPH03177389A (ja) | 1991-08-01 |
| JP2755452B2 true JP2755452B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=18040547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1313378A Expired - Lifetime JP2755452B2 (ja) | 1989-12-04 | 1989-12-04 | シリコン単結晶の引上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755452B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197111B1 (en) | 1999-02-26 | 2001-03-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for crystal puller |
| US6482263B1 (en) | 2000-10-06 | 2002-11-19 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for crystal pulling apparatus |
| DE112008003953B4 (de) | 2008-07-25 | 2020-06-18 | Sumco Techxiv Corp. | Verfahren zum Herstellen eines Einkristalls, Flussbegradigungszylinder und Einkristall-Hochziehvorrichtung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116695A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-05-01 | Osaka Titanium Co Ltd | 単結晶の製造方法 |
-
1989
- 1989-12-04 JP JP1313378A patent/JP2755452B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03177389A (ja) | 1991-08-01 |
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