JP2862158B2 - シリコン単結晶の製造装置 - Google Patents
シリコン単結晶の製造装置Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化膜耐圧特性の優れ
たシリコン単結晶を高収率で安定に製造しかつ当該シリ
コン単結晶の生産性を向上することができる装置に関す
る。
たシリコン単結晶を高収率で安定に製造しかつ当該シリ
コン単結晶の生産性を向上することができる装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、チョクラルスキー法（以下、ＣＺ
法という）によってシリコンの単結晶を引上げ製造する
には、図２に示すように、側壁６ａと、その中央部にネ
ック部４を有する上壁７からなるメインチャンバー６の
中心部に、黒鉛ルツボ１１で保護される石英ルツボ１２
と、その周囲を囲むヒーター１６及び保温材１８を配置
した単結晶原料の加熱溶融部と、メインチャンバー６の
ネック部４上部に設けたゲートバルブ８、及び不図示の
プルチャンバーと引上機構を含む単結晶の引上機構部と
で構成されるシリコン単結晶の製造装置２が使用され
る。なお、１９は排気孔で不図示の真空ポンプに接続さ
れており、メインチャンバー６内の不活性ガスの圧力調
整及び排気を行なう。
法という）によってシリコンの単結晶を引上げ製造する
には、図２に示すように、側壁６ａと、その中央部にネ
ック部４を有する上壁７からなるメインチャンバー６の
中心部に、黒鉛ルツボ１１で保護される石英ルツボ１２
と、その周囲を囲むヒーター１６及び保温材１８を配置
した単結晶原料の加熱溶融部と、メインチャンバー６の
ネック部４上部に設けたゲートバルブ８、及び不図示の
プルチャンバーと引上機構を含む単結晶の引上機構部と
で構成されるシリコン単結晶の製造装置２が使用され
る。なお、１９は排気孔で不図示の真空ポンプに接続さ
れており、メインチャンバー６内の不活性ガスの圧力調
整及び排気を行なう。
【０００３】減圧状態の不活性ガス雰囲気下において、
水平方向に自転している石英ルツボ１２内で溶融された
シリコンの溶融液１４に、ワイヤー等の引上軸２４の先
端に固定された種結晶２６を接触させ、これも同じく自
転させながら引上げることによって、シリコン単結晶２
８が製造される。
水平方向に自転している石英ルツボ１２内で溶融された
シリコンの溶融液１４に、ワイヤー等の引上軸２４の先
端に固定された種結晶２６を接触させ、これも同じく自
転させながら引上げることによって、シリコン単結晶２
８が製造される。
【０００４】このＣＺ法による単結晶より製造されたウ
ェーハ（以下、ＣＺウェーハという）の酸化膜耐圧は、
浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）による単結晶より製造された
ウェーハや、ＣＺウェーハ上にシリコン薄膜をエピタキ
シャル成長させたエピタキシャルウェーハの酸化膜耐圧
に比べて著しく低いことが知られている。しかし、ＣＺ
ウェーハには種々の特徴があるため半導体デバイス製造
用の材料として広く利用されている。
ェーハ（以下、ＣＺウェーハという）の酸化膜耐圧は、
浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）による単結晶より製造された
ウェーハや、ＣＺウェーハ上にシリコン薄膜をエピタキ
シャル成長させたエピタキシャルウェーハの酸化膜耐圧
に比べて著しく低いことが知られている。しかし、ＣＺ
ウェーハには種々の特徴があるため半導体デバイス製造
用の材料として広く利用されている。
【０００５】特に、近年は、半導体回路の高集積化に伴
う素子の微細化により、ＭＯＳ−ＬＳＩのゲート電極部
の絶縁酸化膜は薄膜化されているが、このような薄い絶
縁酸化膜においてもデバイス素子動作時に絶縁耐圧が高
いこと、リーク電流が小さい酸化膜の信頼性が高いこと
が要求される。酸化膜耐圧を劣化させる原因は、シリコ
ン単結晶育成中の熱履歴によって導入される欠陥が原因
の一つであり、その熱履歴を変更すべく結晶成長速度を
遅くすると、耐圧特性が向上することが知られている
（例えば、特開平２−２６７１９５号公報）。しかし、
この方法では、高い酸化膜耐圧のシリコン単結晶を得る
ため結晶成長速度を遅くせざるを得ず、単結晶引上げの
生産性は、その分だけ低下する。
う素子の微細化により、ＭＯＳ−ＬＳＩのゲート電極部
の絶縁酸化膜は薄膜化されているが、このような薄い絶
縁酸化膜においてもデバイス素子動作時に絶縁耐圧が高
いこと、リーク電流が小さい酸化膜の信頼性が高いこと
が要求される。酸化膜耐圧を劣化させる原因は、シリコ
ン単結晶育成中の熱履歴によって導入される欠陥が原因
の一つであり、その熱履歴を変更すべく結晶成長速度を
遅くすると、耐圧特性が向上することが知られている
（例えば、特開平２−２６７１９５号公報）。しかし、
この方法では、高い酸化膜耐圧のシリコン単結晶を得る
ため結晶成長速度を遅くせざるを得ず、単結晶引上げの
生産性は、その分だけ低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上記し
た従来技術の問題点を解消するため、ＣＺウェーハにつ
いての熱処理挙動を調べたところ、１１５０℃以上の高
温熱処理によりその酸化膜耐圧特性が向上することを見
出して、これをシリコン単結晶育成時にも応用し、単結
晶引上装置内において、引上げ中の単結晶棒を１１５０
℃以上の高温熱処理をある時間施すことにより、酸化膜
耐圧特性の優れたシリコン単結晶を安定に製造し、かつ
当該シリコン単結晶の生産性を向上する方法及びこの方
法を実施するのに好適な装置について既に提案した（特
開平５−７０２８３号公報）。
た従来技術の問題点を解消するため、ＣＺウェーハにつ
いての熱処理挙動を調べたところ、１１５０℃以上の高
温熱処理によりその酸化膜耐圧特性が向上することを見
出して、これをシリコン単結晶育成時にも応用し、単結
晶引上装置内において、引上げ中の単結晶棒を１１５０
℃以上の高温熱処理をある時間施すことにより、酸化膜
耐圧特性の優れたシリコン単結晶を安定に製造し、かつ
当該シリコン単結晶の生産性を向上する方法及びこの方
法を実施するのに好適な装置について既に提案した（特
開平５−７０２８３号公報）。
【０００７】本発明者等は、さらに上記した方法を実施
するのに好適な装置について研究をすすめた結果、図２
に示したような従来の装置におけるメインチャンバーの
上壁はフラットであり輻射率も高いため、シリコン単結
晶から放出された熱はそのまま散逸する割合が高いとい
う難点があることに着目し、その改良を図ることによっ
て、本発明を完成したものである。
するのに好適な装置について研究をすすめた結果、図２
に示したような従来の装置におけるメインチャンバーの
上壁はフラットであり輻射率も高いため、シリコン単結
晶から放出された熱はそのまま散逸する割合が高いとい
う難点があることに着目し、その改良を図ることによっ
て、本発明を完成したものである。
【０００８】即ち、本発明は、酸化膜耐圧の優れた結晶
を高収率で安定に製造することを可能とし、さらに当該
シリコン単結晶の生産性を向上することができるように
したシリコン単結晶の製造装置を提供することを目的と
する。
を高収率で安定に製造することを可能とし、さらに当該
シリコン単結晶の生産性を向上することができるように
したシリコン単結晶の製造装置を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、側壁内部に保温材及びヒーターを介在さ
せて石英ルツボを設置しかつ上部の中央部分をネック部
としたメインチャンバーと、このメインチャンバーの上
部ネック部の上方に設けられたゲートバルブ、プルチャ
ンバー及び引上機構部とを有し、石英ルツボ内のシリコ
ン溶融液から引上手段によってシリコン単結晶を引上げ
る装置において、該側壁の上部と該ネック部の下部とを
接続する肩壁の内壁面の形状をヒーターの上端部と引上
げシリコン単結晶の結晶中心の二点を焦点とした楕円の
一部となるように形成しかつ該肩壁の内壁面の輻射率を
０．２以下としたものである。
め、本発明は、側壁内部に保温材及びヒーターを介在さ
せて石英ルツボを設置しかつ上部の中央部分をネック部
としたメインチャンバーと、このメインチャンバーの上
部ネック部の上方に設けられたゲートバルブ、プルチャ
ンバー及び引上機構部とを有し、石英ルツボ内のシリコ
ン溶融液から引上手段によってシリコン単結晶を引上げ
る装置において、該側壁の上部と該ネック部の下部とを
接続する肩壁の内壁面の形状をヒーターの上端部と引上
げシリコン単結晶の結晶中心の二点を焦点とした楕円の
一部となるように形成しかつ該肩壁の内壁面の輻射率を
０．２以下としたものである。
【００１０】該肩壁の内壁面を研磨面又は金メッキ又は
銀メッキ加工した面とするのが好適である。輻射率はメ
インチャンバー外部への透過率を０と考えれば、輻射率
＝１−反射率と見なせることから、輻射率が小さいほど
反射率が高く、よりヒーターや溶融液からの輻射熱を反
射、伝達しやすくすることになる。
銀メッキ加工した面とするのが好適である。輻射率はメ
インチャンバー外部への透過率を０と考えれば、輻射率
＝１−反射率と見なせることから、輻射率が小さいほど
反射率が高く、よりヒーターや溶融液からの輻射熱を反
射、伝達しやすくすることになる。
【００１１】本発明の特徴は、メインチャンバーの側壁
の上部とネック部の下部とを接続する肩壁の内壁面の形
状を、ヒーターの上端部と引上げシリコン単結晶の結晶
中心の二点を焦点とした楕円の一部となるように形成す
ることであり、この楕円の形状は特に重要である。
の上部とネック部の下部とを接続する肩壁の内壁面の形
状を、ヒーターの上端部と引上げシリコン単結晶の結晶
中心の二点を焦点とした楕円の一部となるように形成す
ることであり、この楕円の形状は特に重要である。
【００１２】本発明に適用される楕円の形状としては、
楕円の長軸が水平から該楕円が接する側の側壁に向か
って下方に傾斜し、該楕円の長軸と水平線とのなす角度
が５〜２５度であり、該長軸の長さが石英ルツボの直
径の１．２〜１．５倍であり、かつ長軸と短軸の長さ
の比が１．１〜１．５であるように構成するのが好適で
ある。
楕円の長軸が水平から該楕円が接する側の側壁に向か
って下方に傾斜し、該楕円の長軸と水平線とのなす角度
が５〜２５度であり、該長軸の長さが石英ルツボの直
径の１．２〜１．５倍であり、かつ長軸と短軸の長さ
の比が１．１〜１．５であるように構成するのが好適で
ある。
【００１３】上記した傾斜角度が５度未満の場合、即
ち、ヒーターの上端位置が引上げシリコン単結晶及びシ
リコン溶融液に対して上側に移動した場合には、該シリ
コン単結晶の軸方向の温度勾配が極端に小さくなるため
欠陥低減のためには良い傾向であるが、育成速度の低下
が顕著になるため単結晶引上げの生産性が低下する。ま
た、２５度を越えると、ヒーターの上端位置が引上げ中
のシリコン単結晶及びシリコン溶融液に対して下側に移
動することになるため、結晶を徐冷化させる熱源が遠ざ
かり、目標とする温度分布を得ることができなくなる。
ち、ヒーターの上端位置が引上げシリコン単結晶及びシ
リコン溶融液に対して上側に移動した場合には、該シリ
コン単結晶の軸方向の温度勾配が極端に小さくなるため
欠陥低減のためには良い傾向であるが、育成速度の低下
が顕著になるため単結晶引上げの生産性が低下する。ま
た、２５度を越えると、ヒーターの上端位置が引上げ中
のシリコン単結晶及びシリコン溶融液に対して下側に移
動することになるため、結晶を徐冷化させる熱源が遠ざ
かり、目標とする温度分布を得ることができなくなる。
【００１４】長軸の長さが石英ルツボの直径の１．２
倍未満となると、石英ルツボ、ヒーター及び保温材間の
クリアランスが取れなくなるため、放電を起こす危険性
が増す。また、１．５倍を越えると相対的に石英ルツボ
径が小さくなり、単位操業当たりの原料投入量が減少す
るので、単結晶製造の歩留りや生産性が低下する。
倍未満となると、石英ルツボ、ヒーター及び保温材間の
クリアランスが取れなくなるため、放電を起こす危険性
が増す。また、１．５倍を越えると相対的に石英ルツボ
径が小さくなり、単位操業当たりの原料投入量が減少す
るので、単結晶製造の歩留りや生産性が低下する。
【００１５】長軸と短軸の長さの比が１．１未満で
は、楕円形状の特徴である焦点間の効率的熱輸送の効果
は得られにくい。また１．５以上を越えるとメインチャ
ンバーそのものの高さが低くなってしまうため、シリコ
ン溶融液の位置を一定に保つために必要な石英ルツボの
押上げ量が不足してしまう。
は、楕円形状の特徴である焦点間の効率的熱輸送の効果
は得られにくい。また１．５以上を越えるとメインチャ
ンバーそのものの高さが低くなってしまうため、シリコ
ン溶融液の位置を一定に保つために必要な石英ルツボの
押上げ量が不足してしまう。
【００１６】
【作用】一般に、楕円の場合、楕円上のどの点において
も、その点における接線と二つの焦点間の角度は等しく
なるため、熱源を一方の焦点とし、被加熱体をもう一方
の焦点位置に配置することで、熱源から発生した輻射熱
は全てもう一方の焦点に集中するという性質をもってお
り、これはランプ加熱方式に利用されている。
も、その点における接線と二つの焦点間の角度は等しく
なるため、熱源を一方の焦点とし、被加熱体をもう一方
の焦点位置に配置することで、熱源から発生した輻射熱
は全てもう一方の焦点に集中するという性質をもってお
り、これはランプ加熱方式に利用されている。
【００１７】ＣＺ炉の場合も主な熱輸送は輻射伝熱であ
るため、本発明者はこの性質を利用することができるこ
とに着目し、本発明を完成したものである。即ち、本発
明の原理は、発熱源であるヒーターと被加熱体であるシ
リコン単結晶を二つの焦点に配置し、これら二点を焦点
とする楕円型のメインチャンバーを作成し、さらに該メ
インチャンバー内面の輻射率を下げる（好ましくは、
０．２以下）ことで焦点間、換言すれば、発熱源である
ヒーターと被加熱体であるシリコン単結晶との間の熱輸
送の効率化を図ったものである。
るため、本発明者はこの性質を利用することができるこ
とに着目し、本発明を完成したものである。即ち、本発
明の原理は、発熱源であるヒーターと被加熱体であるシ
リコン単結晶を二つの焦点に配置し、これら二点を焦点
とする楕円型のメインチャンバーを作成し、さらに該メ
インチャンバー内面の輻射率を下げる（好ましくは、
０．２以下）ことで焦点間、換言すれば、発熱源である
ヒーターと被加熱体であるシリコン単結晶との間の熱輸
送の効率化を図ったものである。
【００１８】本発明装置においては、シリコン溶融液の
上部を保温することによって、シリコン溶融液の上方の
熱分布を変化させ、シリコン単結晶の受ける熱履歴を調
整し、結晶成長速度を落とすことなく、酸化膜耐圧特性
の優れたシリコン単結晶を製造することを可能にしたも
のである。
上部を保温することによって、シリコン溶融液の上方の
熱分布を変化させ、シリコン単結晶の受ける熱履歴を調
整し、結晶成長速度を落とすことなく、酸化膜耐圧特性
の優れたシリコン単結晶を製造することを可能にしたも
のである。
【００１９】即ち、成長するシリコン単結晶の結晶温度
１１５０℃以上の温度領域が、シリコン溶融液上方に従
来技術の場合における２８０ｍｍから３６０ｍｍにまで
拡張させることができ、その結果、酸化膜耐圧良品率も
従来の４０％程度から８０％程度まで向上させることが
可能となった。
１１５０℃以上の温度領域が、シリコン溶融液上方に従
来技術の場合における２８０ｍｍから３６０ｍｍにまで
拡張させることができ、その結果、酸化膜耐圧良品率も
従来の４０％程度から８０％程度まで向上させることが
可能となった。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付図面中、図
１及び図２に基づいて説明する。なお、図１〜図３にお
いて、同一又は類似部材に対しては同一符号を用いて説
明する。
１及び図２に基づいて説明する。なお、図１〜図３にお
いて、同一又は類似部材に対しては同一符号を用いて説
明する。
【００２１】図１において、２は本発明に係るシリコン
単結晶の製造装置である。この製造装置２は、上部のネ
ック部４と側壁６ａで構成されるメインチャンバー６を
有している。また、このネック部４の上方にはゲートバ
ルブ部８を介して不図示のプルチャンバー及び引上機構
部が設けられている。このプルチャンバー及び引上機構
部は公知であり、その図面での説明は省略する。
単結晶の製造装置である。この製造装置２は、上部のネ
ック部４と側壁６ａで構成されるメインチャンバー６を
有している。また、このネック部４の上方にはゲートバ
ルブ部８を介して不図示のプルチャンバー及び引上機構
部が設けられている。このプルチャンバー及び引上機構
部は公知であり、その図面での説明は省略する。
【００２２】このメインチャンバー６の内部には支持軸
１０を介し黒鉛ルツボ１１で保護された石英ルツボ１２
が設置されている。この石英ルツボ１２内には多結晶シ
リコンが溶融されシリコン溶融液１４となる。１６は石
英ルツボ１２の周囲に設けられた石英ルツボ加熱用のヒ
ーターであり、１８はこのヒーター１６の周囲に設置さ
れた保温材である。このメインチャンバー６の全体はそ
の温度上昇を防ぐためにウォータージャケット構造とさ
れている。
１０を介し黒鉛ルツボ１１で保護された石英ルツボ１２
が設置されている。この石英ルツボ１２内には多結晶シ
リコンが溶融されシリコン溶融液１４となる。１６は石
英ルツボ１２の周囲に設けられた石英ルツボ加熱用のヒ
ーターであり、１８はこのヒーター１６の周囲に設置さ
れた保温材である。このメインチャンバー６の全体はそ
の温度上昇を防ぐためにウォータージャケット構造とさ
れている。
【００２３】２４はプルチャンバー８から上下動自在に
垂下されるワイヤー等からなる引上軸で、その先端には
種結晶２６が取付けられ、この種結晶２６をシリコン溶
融液１４に漬け、ついでこの引上軸２４を徐々に引上げ
ることによってシリコン単結晶２８を成長させるもので
ある。
垂下されるワイヤー等からなる引上軸で、その先端には
種結晶２６が取付けられ、この種結晶２６をシリコン溶
融液１４に漬け、ついでこの引上軸２４を徐々に引上げ
ることによってシリコン単結晶２８を成長させるもので
ある。
【００２４】而して、６ｂは上記側壁６ａの上部と上記
ネック部４の下部とを接続して形成された肩壁である。
この肩壁６ｂの内壁面６ｃの形状はヒーター１６の上端
部と引上げシリコン単結晶２８の結晶中心の二点を焦点
Ｆ1,F2とした楕円Ｅの一部となるように形成されてい
る。また、内壁面６ｃは輻射率の低い面となるよう、例
えば研磨面、金メッキ又は銀メッキを行った面とし、そ
の輻射率は、０．２以下であるようにする。
ネック部４の下部とを接続して形成された肩壁である。
この肩壁６ｂの内壁面６ｃの形状はヒーター１６の上端
部と引上げシリコン単結晶２８の結晶中心の二点を焦点
Ｆ1,F2とした楕円Ｅの一部となるように形成されてい
る。また、内壁面６ｃは輻射率の低い面となるよう、例
えば研磨面、金メッキ又は銀メッキを行った面とし、そ
の輻射率は、０．２以下であるようにする。
【００２５】上記楕円Ｅの形状としては、その楕円Ｅの
長軸Ｌが水平から該楕円Ｅが接する側の側壁に向かって
下方に傾斜し、該楕円Ｅの長軸Ｌと水平線Ｇとのなす角
度αが５〜２５度であり、また長軸Ｌの長さは石英ルツ
ボ１２の直径の１．２〜１．５倍であり、かつ該長軸Ｌ
と短軸Ｓの長さの比が１．１〜１．５であるように構成
する。
長軸Ｌが水平から該楕円Ｅが接する側の側壁に向かって
下方に傾斜し、該楕円Ｅの長軸Ｌと水平線Ｇとのなす角
度αが５〜２５度であり、また長軸Ｌの長さは石英ルツ
ボ１２の直径の１．２〜１．５倍であり、かつ該長軸Ｌ
と短軸Ｓの長さの比が１．１〜１．５であるように構成
する。
【００２６】上記した傾斜角度αが５度未満の場合、即
ち、ヒーター１６の上端位置が引上げシリコン単結晶２
８及びシリコン溶融液１４に対して上側に移動した場合
には、該シリコン単結晶２８の軸方向の温度勾配が極端
に小さくなるため欠陥低減のためには良い傾向である
が、育成速度そのものの低下が顕著になるため、その分
単結晶引上げの生産性は低下する。
ち、ヒーター１６の上端位置が引上げシリコン単結晶２
８及びシリコン溶融液１４に対して上側に移動した場合
には、該シリコン単結晶２８の軸方向の温度勾配が極端
に小さくなるため欠陥低減のためには良い傾向である
が、育成速度そのものの低下が顕著になるため、その分
単結晶引上げの生産性は低下する。
【００２７】また、２５度を越えると、ヒーター１６の
上端位置が引上げシリコン単結晶２８及びシリコン溶融
液１４に対して下側に移動することになるため結晶を徐
冷化させる熱源が遠ざかることになり、目標とする温度
分布を得ることができなくなる。
上端位置が引上げシリコン単結晶２８及びシリコン溶融
液１４に対して下側に移動することになるため結晶を徐
冷化させる熱源が遠ざかることになり、目標とする温度
分布を得ることができなくなる。
【００２８】長軸Ｌの長さが石英ルツボ１２の直径の
１．２倍未満となると、この石英ルツボ１２、ヒーター
１６及び保温材１８間のクリアランスが取れなくなるた
め、放電の危険性が出てきてしまう。また、１．５倍を
越えると十分な石英ルツボ径が得られなくなり、単位操
業当たりの原料投入量が減少し、単結晶引上げの歩留り
や生産性が低下する。
１．２倍未満となると、この石英ルツボ１２、ヒーター
１６及び保温材１８間のクリアランスが取れなくなるた
め、放電の危険性が出てきてしまう。また、１．５倍を
越えると十分な石英ルツボ径が得られなくなり、単位操
業当たりの原料投入量が減少し、単結晶引上げの歩留り
や生産性が低下する。
【００２９】長軸Ｌと短軸Ｓの長さの比が１．１未満で
は、楕円形状の特徴である焦点Ｆ1,F2間の効率的熱輸送
の効果は得られにくい。また１．５以上を越えるとメイ
ンチャンバーそのものの高さが低くなってしまうため、
シリコン溶融液１４の位置を一定に保つために必要な石
英ルツボ１２の押上げ量が不足してしまう。
は、楕円形状の特徴である焦点Ｆ1,F2間の効率的熱輸送
の効果は得られにくい。また１．５以上を越えるとメイ
ンチャンバーそのものの高さが低くなってしまうため、
シリコン溶融液１４の位置を一定に保つために必要な石
英ルツボ１２の押上げ量が不足してしまう。
【００３０】なお、１９は排気口で、真空ポンプ（図示
せず）に接続されており、メインチャンバー６内の不活
性ガスの圧力調整及び排気を行うために用いられる。
せず）に接続されており、メインチャンバー６内の不活
性ガスの圧力調整及び排気を行うために用いられる。
【００３１】上記した構造とすることによって、ヒータ
ー１６からの放射熱を効率よくシリコン単結晶２８に向
けることが可能となった。そして、成長するシリコン単
結晶の結晶温度１１５０℃以上の温度領域がシリコン溶
融液上方に従来技術の２８０ｍｍから３６０ｍｍにまで
拡張させることができ、その結果、酸化膜耐圧良品率も
従来の４０％程度から８０％程度まで向上させることが
可能となった。
ー１６からの放射熱を効率よくシリコン単結晶２８に向
けることが可能となった。そして、成長するシリコン単
結晶の結晶温度１１５０℃以上の温度領域がシリコン溶
融液上方に従来技術の２８０ｍｍから３６０ｍｍにまで
拡張させることができ、その結果、酸化膜耐圧良品率も
従来の４０％程度から８０％程度まで向上させることが
可能となった。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、酸
化膜耐圧の優れたシリコン単結晶を高収率で安定に製造
することを可能とし、さらに当該シリコン単結晶の生産
性を向上することができるという大きな効果が達成され
る。
化膜耐圧の優れたシリコン単結晶を高収率で安定に製造
することを可能とし、さらに当該シリコン単結晶の生産
性を向上することができるという大きな効果が達成され
る。
【図１】本発明装置の一実施例を示す断面的説明図であ
る。
る。
【図２】従来装置の一例を示す断面的説明図である。
２ シリコン単結晶の製造装置 ４ ネック部 ６ メインチャンバー ６ａ 側壁 ６ｂ 肩壁 ６ｃ 肩壁の内壁面 ８ ゲートバルブ部 １２ 石英ルツボ １４ シリコン溶融液 １６ 石英ルツボ加熱用のヒーター １８ 保温材 ２４ 引上軸 ２６ 種結晶 ２８ シリコン単結晶 Ｅ 楕円 Ｌ 楕円の長軸 Ｓ 楕円の短軸 Ｇ 水平線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−6195（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−16587（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−70283（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−36998（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−267195（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 15/00 C30B 28/00 - 35/00
Claims (3)
- 【請求項１】 側壁内部に保温材及びヒーターを介在さ
せて石英ルツボを設置し、かつ上部の中央部分をネック
部としたメインチャンバーと、このメインチャンバーの
上部ネック部の上方に設けられたゲートバルブ、プルチ
ャンバー及び引上機構部とを有し、該石英ルツボ内のシ
リコン溶融液から引上手段によってシリコン単結晶を引
上げる装置において、該側壁の上部と該ネック部の下部
とを接続する肩壁の内壁面の形状を、ヒーターの上端部
と引上げシリコン単結晶の結晶中心の二点を焦点とした
楕円の一部となるように形成し、かつ該肩壁の内壁面の
輻射率を０．２以下としたことを特徴とするシリコン単
結晶の製造装置。 - 【請求項２】 該楕円の長軸が水平から該楕円が接する
側の側壁に向かって下方に傾斜し、該楕円の長軸と水平
線とのなす角度が５〜２５度であり、該長軸の長さが該
石英ルツボの直径の１．２〜１．５倍であり、かつ長軸
と短軸の長さの比が１．１〜１．５であることを特徴と
する請求項１記載のシリコン単結晶の製造装置。 - 【請求項３】 該肩壁の内壁面を研磨面とし又は金メッ
キ若しくは銀メッキ加工したことを特徴とする請求項１
又は２に記載のシリコン単結晶の製造装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5212524A JP2862158B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | シリコン単結晶の製造装置 |
| EP94112928A EP0648867B1 (en) | 1993-08-27 | 1994-08-18 | Apparatus for producing silicon single crystal grown by the Czochralski method |
| DE69411660T DE69411660T2 (de) | 1993-08-27 | 1994-08-18 | Vorrichtung zur Herstellung von Silizium-Einkristallen durch das Czochralski-Verfahren |
| US08/773,351 US5871583A (en) | 1993-08-27 | 1996-12-26 | Apparatus for producing silicon single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5212524A JP2862158B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | シリコン単結晶の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0761888A JPH0761888A (ja) | 1995-03-07 |
| JP2862158B2 true JP2862158B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=16624102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5212524A Expired - Lifetime JP2862158B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | シリコン単結晶の製造装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5871583A (ja) |
| EP (1) | EP0648867B1 (ja) |
| JP (1) | JP2862158B2 (ja) |
| DE (1) | DE69411660T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5942032A (en) * | 1997-08-01 | 1999-08-24 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly and method of growing vacancy rich single crystal silicon |
| JP4611507B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2011-01-12 | 三菱マテリアル株式会社 | 結晶シリコン製造装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4058699A (en) * | 1975-08-01 | 1977-11-15 | Arthur D. Little, Inc. | Radiant zone heating apparatus and method |
| JPS5836998A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-04 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶シリコン引上装置 |
| JPS6153187A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Sony Corp | 単結晶成長装置 |
| US5186911A (en) * | 1988-07-05 | 1993-02-16 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Single crystal growing apparatus and method |
| JPH0633235B2 (ja) * | 1989-04-05 | 1994-05-02 | 新日本製鐵株式会社 | 酸化膜耐圧特性の優れたシリコン単結晶及びその製造方法 |
| JP3016897B2 (ja) * | 1991-03-20 | 2000-03-06 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の製造方法及び装置 |
-
1993
- 1993-08-27 JP JP5212524A patent/JP2862158B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-18 EP EP94112928A patent/EP0648867B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-18 DE DE69411660T patent/DE69411660T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-12-26 US US08/773,351 patent/US5871583A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0648867B1 (en) | 1998-07-15 |
| EP0648867A1 (en) | 1995-04-19 |
| DE69411660D1 (de) | 1998-08-20 |
| JPH0761888A (ja) | 1995-03-07 |
| US5871583A (en) | 1999-02-16 |
| DE69411660T2 (de) | 1999-02-11 |
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