JP2946936B2 - 単結晶引上装置およびその引上方法 - Google Patents

単結晶引上装置およびその引上方法

Info

Publication number
JP2946936B2
JP2946936B2 JP9341392A JP9341392A JP2946936B2 JP 2946936 B2 JP2946936 B2 JP 2946936B2 JP 9341392 A JP9341392 A JP 9341392A JP 9341392 A JP9341392 A JP 9341392A JP 2946936 B2 JP2946936 B2 JP 2946936B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
pulling
silicon single
crystal rod
rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP9341392A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05270976A (ja
Inventor
道夫 喜田
義明 新井
直樹 小野
健彰 佐平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP9341392A priority Critical patent/JP2946936B2/ja
Publication of JPH05270976A publication Critical patent/JPH05270976A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2946936B2 publication Critical patent/JP2946936B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CZ(Czochralski)
法による単結晶引上装置およびその引上方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、大口径および長尺の円柱状シリコ
ン単結晶棒の製造に適したCZ法は、シリコン融液にシ
リコン単結晶の種子結晶を浸し、この種子結晶を回転さ
せながら徐々に引き上げ、種子結晶と同じ結晶方位の大
口径のシリコン単結晶棒を成長させるものである。この
場合、種子結晶に存在していた転位がシリコン単結晶棒
中に伝播しないように、種子結晶から成長させるとき、
シリコン単結晶棒を一旦細く絞ってから太らせる、いわ
ゆるダッシュズネック(Dash's neck)部を形成して、
シリコン単結晶棒を無転位化させることが行われてい
る。一方、シリコン単結晶棒は、より大口径化、より長
尺化の傾向にあり、その自重を増大させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のCZ
法の単結晶引上方法にあっては、ダッシュズネック部の
細く絞った直径は3〜4mm、その長さは数10mm、
その機械的強度は100〜200kgf/cm2であっ
た。この強度はシリコン単結晶棒の引張強度である。し
かしながら、シリコン単結晶棒のダッシュズネックは上
述のごとく絞られているので、材料力学的に弱く、シリ
コン単結晶棒の大口径化、長尺化を制限してしまうとい
う課題があった。一方、シリコン単結晶棒のダッシュズ
ネック部を限界値を超えて太くすると、種子結晶中の転
位がシリコン単結晶棒に伝播し、シリコン単結晶棒を無
転位化できないという問題点があった。
【0004】そこで、本発明は、シリコン単結晶棒のダ
ッシュズネック部を補強して、その材料力学的強度の向
上を図ることができる単結晶引上装置およびその引上方
法を提供することを、その目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の単結晶
引上装置は、結晶融液を保持する坩堝と、種子結晶を把
持し、該種子結晶を上記結晶融液から引き上げつつ、該
種子結晶から該種子結晶より直径の大きい単結晶棒を成
長させる引上機構と、を備えた単結晶引上装置におい
て、上記種子結晶が上記結晶融液の液面から所定距離引
き上げられたとき、該単結晶棒のダッシュズネック部に
巻きつけられる可撓性材を備えるものである。
【0006】また、請求項2に記載の単結晶引上方法
は、単結晶棒のダッシュズネック部、肩部、直胴部を、
回転させながら連続的に形成する単結晶引上方法におい
て、上記単結晶棒の上昇によりそのダッシュズネック部
が所定高さに達したら可撓性材の一端を該ダッシュズネ
ック部に係合させる工程と、上記単結晶棒の回転により
可撓性材を上記ダッシュズネック部から上記肩部を経て
上記直胴部に巻き付ける工程と、を有するものである。
【0007】
【作用】本発明に係る単結晶引上方法にあっては、種子
結晶から単結晶棒のダッシュズネック部、肩部、直胴部
をそれぞれ回転させながら形成する。そして、所定長さ
だけ単結晶棒の直胴部を成長させる。単結晶棒のダッシ
ュズネック部が所定高さに達する。このとき、可撓性
材、例えばカーボンファイバ製の糸の一端をダッシュズ
ネック部に係合させる。例えば、種子結晶にピンを取り
付け、このピンにドラムに巻かれた糸の一端を係止させ
る。この係止した糸は単結晶棒の回転上昇によりダッシ
ュズネック部に係合しながら巻かれていく。そして、こ
の糸は単結晶棒の肩部を経て、その直胴部まで巻かれて
いく。この結果、単結晶棒のダッシュズネック部は補強
される。したがって、単結晶棒のダッシュズネック部
は、材料力学的に強化されるものである。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例に係る単結晶引上装置の
断面図である。
【0009】この図に示すように、チャンバ(図示略)
内には回転自在であって、かつ、昇降自在に坩堝軸1が
直立した状態で設けられている。この坩堝軸1の上端に
は、有底円筒状の黒鉛サセプタ2が固定されている。こ
の黒鉛サセプタ2内に、石英坩堝3が着脱可能に保持さ
れている。この石英坩堝3も有底円筒状をなしている。
この石英坩堝3内には、メルト状態のシリコン融液4が
注入、保持されている。黒鉛サセプタ2の外側には、シ
リコン融液4の加熱用ヒータ5がこの黒鉛サセプタ2を
取り囲むように配設されている。さらに、石英坩堝3の
上方には、その半径が略一定の(例えば口径8インチ)
シリコン単結晶棒9を引き上げるための引上機構(図示
略)が設けられている。
【0010】この引上機構によって、引上ワイヤ6が石
英坩堝3の上方で、石英坩堝3と反対方向に回転しつつ
上下動するようになっている。この引上ワイヤ6の先端
には、シードチャック7を介してシリコン単結晶の種子
結晶8が取り付けられている。この種子結晶8に、C字
状でモリブデン製のピン14が突出している。種子結晶
8を、シリコン融液4に浸した後上昇させることによ
り、種子結晶8を始点として順次成長したシリコン単結
晶棒9がアルゴン雰囲気中で引き上げられるものであ
る。この引き上げの際に、種子結晶8に存在していた転
位がシリコン単結晶棒9中に伝播しないように、種子結
晶8から成長させるとき、シリコン単結晶棒9を一旦細
く絞ってから太らせるダッシュズネック部10を形成し
て、シリコン単結晶棒9を無転位化させている。
【0011】支持板13が、石英坩堝3の上方で、チャ
ンバの内壁に、所定高さ位置で固定されている。この支
持板13上に、糸巻機構20が設置されている。この糸
巻機構20は、支持板13上を水平移動可能な走行台車
21と、この走行台車21に軸着されたドラム15を有
している。走行台車21はバネ22の一端に係止してい
る。このバネ22の他端は、支持板13の縦板23に係
止している。このバネ22は、走行台車21をシリコン
単結晶棒9より離れる方向に付勢している。ドラム15
には、可撓性材、例えばカーボンファイバ製の糸11が
巻かれている。この糸11の直径は0.2〜0.3mmで
ある。糸11の一部にはフックが固着している。糸11
のフックが種子結晶7のピン14に係止されると、糸1
1はシリコン単結晶棒9の回転上昇により、ダッシュズ
ネック部10に係合しながら巻かれていく。そして、こ
の糸11はシリコン単結晶棒9の肩部12を経て、その
直胴部16まで巻かれていく。この結果、シリコン単結
晶棒9のダッシュズネック部10は補強されるものであ
る。
【0012】次に、シリコン単結晶棒の引上方法を説明
する。引き上げに先立って、黒鉛サセプタ2内にある石
英坩堝3内に高純度多結晶シリコン、および、ボロンを
高濃度にドープしたシリコン結晶の小片を入れる。これ
ら全体を坩堝軸1に取り付ける。チャンバ内を真空装置
で真空にした後アルゴンガスを供給し、チャンバ内を1
0〜20Torrのアルゴン雰囲気にする。ヒータ5に
通電して石英坩堝3を加熱し原料のシリコン等を溶融す
る。シードチャック7にシリコン単結晶の種子結晶8を
取り付け、この種子結晶8をシリコン融液4の液面の中
心に接触させる。この接触と同時に、モータで坩堝軸1
を所定の坩堝回転速度で一方向に回転させるともに、引
上機構により、15回転/分の結晶回転速度で種子結晶
8を、坩堝回転速度とは逆方向に回転させながらゆっく
り上昇させる。
【0013】この引き上げの開始後は所定速度で引き上
げ、種子結晶8の下端にシリコン単結晶棒9のダッシュ
ズネック部10を形成する。このダッシュズネック部1
0の大径部の直径は10mm、その小径部の直径は3m
m、その長さは200mmとする。この後、引上速度を
遅くし、シリコン単結晶棒9の直径を増大して肩部12
を形成する。この後、引上速度等を変化させて、シリコ
ン単結晶棒9の直胴部16(直径200mm)を形成す
る。そして、この直胴部16がシリコン融液4の液面よ
り1m程度の長さに引き上げ成長させる。直胴部16が
1mの長さになる前に、ドラム15に巻かれた糸11
を、引上ワイヤ6に接触しないように、ドラム15から
引き出し、糸巻機構20の反対側へ引っ張り出す。
【0014】次に、この糸11をドラム15を中心に水
平に移動させる。糸11の一部に固着したフックを種子
結晶7のピン14に係止させる。この係止後、糸巻機構
20の反対側へ引っ張り出した糸11の部分を切断す
る。この結果、糸11は、その一端に固着したフックに
よりピン14に係止し、糸11の他端は糸巻機構20の
ドラム15に巻かれている状態になる。この係止した糸
11はシリコン単結晶棒9の回転上昇により、そのダッ
シュズネック部10に係合しながら巻かれていく。この
とき、糸11は同一箇所で3重程度に巻かれるものであ
る。そして、この糸11はシリコン単結晶棒9の肩部1
2を経て、その直胴部16の所定部まで巻かれ続けるも
のである。この糸11の引張力(ダッシュズネック部1
0に傷がつかない程度にバネ22で調節可能)により、
糸11自身が荷重を受け、その剛性が向上する。次い
で、シリコン単結晶棒9の直胴部16の所定位置まで糸
11が巻かれた後、糸巻機構20内で糸11に、ポリ4
フッ化エチレン(PTFE)の液を塗布する。このPT
FE液を塗布しながら、糸11を数回直胴部16に巻続
ける。PTFE液により糸11は、直胴部16に接着し
続けるものである。この後、糸11を糸巻機構20内で
切断する。この巻き付けの結果、シリコン単結晶棒9の
ダッシュズネック部10の断面係数が大きくなり、その
曲げ剛性が補強される。したがって、シリコン単結晶棒
9のダッシュズネック部10は、材料力学的に強化され
るものである。次に、シリコン単結晶棒9の直胴部16
を長さ2mになるまで引き上げ成長させる。この後、シ
リコン単結晶棒9の結晶径を徐々に減少させ、テイル処
理を完了する。
【0015】なお、PTFE液の接着剤に代えて、シリ
コン単結晶棒9のダッシュズネック部10、肩部12、
直胴部16に巻き付けた糸11全体を、その巻き付け後
サポータを用いて覆ってもよい。このサポータは糸11
がシリコン単結晶棒9から解れることを防止するもので
ある。また、直胴部16の所定部を覆った後、糸11を
切断せずに、糸巻機構20ごとシリコン単結晶棒9の上
昇、回転に合わせて引き上げてもよい。シリコン単結晶
棒9のテイル処理まで糸11を巻続け、シリコン単結晶
棒9全体を覆ってもよい。このときは、糸11がシリコ
ン単結晶棒9の保温に役立つ。さらに、可撓性材は、カ
ーボンファイバ製の糸に限られるものではなく、フッ素
樹脂などのファイバでもよい。また、可撓性材はテープ
状でもよい。さらに、糸11の接着用として、PTFE
液の他に、ポリフッ化エチレンプロピレン(FEP)、
PFA、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTF
E)、FR−EPT、ポリエチレン(PE)、ポリオレ
フィン、フッ素ゴム(FKM)、または、シリコンゴム
(Q)、ポリイミド、ポリピロール等の耐熱性のよい熱
硬化性樹脂などでもよい。
【0016】以上の結果、シリコン単結晶棒9のダッシ
ュズネック部10を材料力学的に補強することにより、
シリコン融液4中にシリコン単結晶棒9が自重により落
下することはない。したがって、直径8インチ、長さ2
000mm、重さ150kgf程度のシリコン単結晶棒
9を安全に引き上げ成長させることができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明に係る単
結晶引上装置およびその引上方法によれば、単結晶棒の
ダッシュズネック部を材料力学的に補強することによ
り、結晶融液中に単結晶棒が自重により落下することは
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る単結晶引上装置の断面
図である。
【符号の説明】
3 石英坩堝 4 シリコン融液(結晶融液) 5 ヒータ 8 シリコン単結晶の種子結晶 9 シリコン単結晶棒 10 ダッシュズネック部 11 カーボンファイバ製の糸(可撓性材) 12 肩部 15 ドラム 16 胴体部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐平 健彰 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平3−295893(JP,A) 特開 平3−285893(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C30B 1/00 - 35/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶融液を保持する坩堝と、 種子結晶を把持し、該種子結晶を上記結晶融液から引き
    上げつつ、該種子結晶から該種子結晶より直径の大きい
    単結晶棒を成長させる引上機構と、を備えた単結晶引上
    装置において、 上記種子結晶が上記結晶融液の液面から所定距離引き上
    げられたとき、該単結晶棒のダッシュズネック部に巻き
    つけられる可撓性材を備えることを特徴とする単結晶引
    上装置。
  2. 【請求項2】 単結晶棒のダッシュズネック部、肩部、
    直胴部を、回転させながら連続的に形成する単結晶引上
    方法において、 上記単結晶棒の上昇によりそのダッシュズネック部が所
    定高さに達したら可撓性材の一端を該ダッシュズネック
    部に係合させる工程と、 上記単結晶棒の回転により可撓性材を上記ダッシュズネ
    ック部から上記肩部を経て上記直胴部に巻き付ける工程
    と、を有することを特徴とする単結晶引上方法。
JP9341392A 1992-03-19 1992-03-19 単結晶引上装置およびその引上方法 Expired - Fee Related JP2946936B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9341392A JP2946936B2 (ja) 1992-03-19 1992-03-19 単結晶引上装置およびその引上方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9341392A JP2946936B2 (ja) 1992-03-19 1992-03-19 単結晶引上装置およびその引上方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05270976A JPH05270976A (ja) 1993-10-19
JP2946936B2 true JP2946936B2 (ja) 1999-09-13

Family

ID=14081618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9341392A Expired - Fee Related JP2946936B2 (ja) 1992-03-19 1992-03-19 単結晶引上装置およびその引上方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2946936B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980079891A (ko) * 1997-03-27 1998-11-25 모리 레이자로 단결정 성장장치 및 단결정 성장방법
JPH10273390A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Super Silicon Kenkyusho:Kk 半導体単結晶製造装置
KR19980079892A (ko) * 1997-03-28 1998-11-25 모리 레이자로 단결정 인상장치
JPH10279386A (ja) * 1997-03-31 1998-10-20 Super Silicon Kenkyusho:Kk 単結晶引上げ装置及び単結晶支持機構並びに単結晶引上げ方法
KR100244233B1 (en) * 1997-12-03 2000-02-01 Lg Electronics Inc Shadow mask for cathode ray tube and method of manufacturing thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05270976A (ja) 1993-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7588638B2 (en) Single crystal pulling apparatus
JPH09286692A (ja) 半導体単結晶製造装置及び半導体単結晶製造方法
JP2946936B2 (ja) 単結晶引上装置およびその引上方法
JP2002020193A (ja) 単結晶棒及びその製造方法
JP2940892B2 (ja) 単結晶引上装置
JP3969460B2 (ja) 磁場印加による半導体単結晶の製造方法
JP2946935B2 (ja) 単結晶引上装置およびその引上方法
JP2946934B2 (ja) 単結晶引上装置
JPH09255485A (ja) シリコン単結晶の製造方法および種結晶
JPH09249486A (ja) 単結晶引き上げ方法
CN112831836A (zh) 拉晶方法和拉晶装置
JP2946933B2 (ja) 単結晶引上装置
US3360405A (en) Apparatus and method of producing semiconductor rods by pulling the same from a melt
JP4640796B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法
JPH0524969A (ja) 結晶成長装置
JPH026382A (ja) 単結晶引上げ装置
JP3473477B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法
JP3521862B2 (ja) 単結晶成長方法
JP4951186B2 (ja) 単結晶成長方法
JPH07277875A (ja) 結晶成長方法
JP4052753B2 (ja) 単結晶成長装置及び単結晶成長方法
JP4104242B2 (ja) 単結晶引き上げ装置及び単結晶引き上げ方法
JPH05301793A (ja) 単結晶引上装置
JP2849537B2 (ja) 単結晶引き上げ方法
TWI751028B (zh) 單晶矽的製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990601

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080702

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees