JP2950332B1 - Semiconductor crystal growing apparatus and growing method - Google Patents

Semiconductor crystal growing apparatus and growing method

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JP2950332B1
JP2950332B1 JP23154598A JP23154598A JP2950332B1 JP 2950332 B1 JP2950332 B1 JP 2950332B1 JP 23154598 A JP23154598 A JP 23154598A JP 23154598 A JP23154598 A JP 23154598A JP 2950332 B1 JP2950332 B1 JP 2950332B1
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Abstract

【要約】 【課題】 磁場と電流を印加したチョクラルスキー法に
よる半導体単結晶育成において、育成した半導体単結晶
中の不純物濃度を結晶の引き上げ方向に対して均一に分
布させる。 【解決手段】 磁場と電流を印加したチョクラルスキー
法による半導体結晶育成において、固定した磁場強度の
もとで電流値を結晶の引き上げ長と共に変化させる。あ
るいは、電流値を固定しておき、印加磁場強度を結晶の
引き上げ長と共に変化させる。さらには、結晶の引き上
げ長と共に印加電流値と印加磁場強度の両方を変化させ
る。
Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly distribute an impurity concentration in a grown semiconductor single crystal in a crystal pulling direction in a semiconductor single crystal growth by a Czochralski method to which a magnetic field and a current are applied. SOLUTION: In growing a semiconductor crystal by the Czochralski method to which a magnetic field and a current are applied, a current value is changed with a pulling length of the crystal under a fixed magnetic field strength. Alternatively, the current value is fixed, and the intensity of the applied magnetic field is changed with the pulling length of the crystal. Further, both the applied current value and the applied magnetic field strength are changed together with the crystal pulling length.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法による半導体単結晶育成技術に関するものであり、特
に、半導体融液に互いに直交する磁界と電流とを印加し
て半導体融液を回転させつつ結晶育成を行う半導体結晶
育成装置及び育成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for growing a semiconductor single crystal by the Czochralski method, and more particularly, to applying a perpendicular magnetic field and current to a semiconductor melt while rotating the semiconductor melt. The present invention relates to a semiconductor crystal growing apparatus and a growing method for growing crystals.

【0002】[0002]

【従来の技術】超高集積電子デバイスの基板として使用
する半導体単結晶ウエハーは、回転している半導体融液
から半導体単結晶を逆方向に回転させながら引き上げる
チョクラルスキー法により育成する。るつぼ内に保持さ
れた半導体融液は、るつぼの周りに設置した円筒状のヒ
ーターから熱を受けている。このため、融液内の温度分
布を結晶の引き上げ軸に対して完全に軸対称的にするた
めに、るつぼを機械的に回転させている。このるつぼの
回転により、結晶中に取り込まれる不純物濃度が変化す
る。結晶中に取り込まれる不純物濃度は、成長している
結晶と融液との界面での偏析現象により成長時間と共に
変化してしまい、制御を行わないと、結晶成長初期時と
成長後半部分での濃度が大きく異なってしまう。このた
め、結晶とるつぼの回転により、1本の結晶において不
純物濃度が均一になるような制御を行なっている。
2. Description of the Related Art A semiconductor single crystal wafer used as a substrate for an ultra-highly integrated electronic device is grown by a Czochralski method in which a semiconductor single crystal is pulled up from a rotating semiconductor melt while rotating in the opposite direction. The semiconductor melt held in the crucible receives heat from a cylindrical heater installed around the crucible. For this reason, the crucible is mechanically rotated in order to make the temperature distribution in the melt completely axisymmetric with respect to the crystal pulling axis. The rotation of the crucible changes the concentration of impurities taken into the crystal. The impurity concentration taken into the crystal changes with the growth time due to the segregation phenomenon at the interface between the growing crystal and the melt, and if not controlled, the concentration in the initial stage of crystal growth and the latter half of the crystal growth Will be significantly different. For this reason, control is performed such that the impurity concentration becomes uniform in one crystal by rotating the crystal and the crucible.

【0003】しかし、結晶とるつぼを機械的に回転させ
る方法では、結晶径の大型化に伴い結晶を回転させるこ
とが困難となってきている。特に、シリコン単結晶の育
成では、石英るつぼを使用するために石英から溶解する
酸素が結晶中に混入するので、ドーパント不純物と併せ
てその濃度を制御する必要があるが、従来の機械的にる
つぼを回転させる方法では、1本の結晶内で結晶の成長
方向でのこれら不純物濃度の変動を1%以下にすること
が困難である。また、大口径のるつぼを回転させるには
大がかりな装置が必要になるなど、大型結晶の育成が徐
々に困難になってきている。
However, in a method of mechanically rotating a crystal and a crucible, it is becoming difficult to rotate the crystal with an increase in crystal diameter. In particular, in growing a silicon single crystal, since oxygen dissolved from quartz is mixed into the crystal due to the use of a quartz crucible, it is necessary to control the concentration together with dopant impurities. It is difficult to reduce the variation of these impurity concentrations in a single crystal in the growth direction of the crystal by 1% or less. In addition, it is becoming increasingly difficult to grow large crystals, for example, a large-scale apparatus is required to rotate a large-diameter crucible.

【0004】そこで、半導体単結晶育成装置において、
結晶成長中の半導体融液への磁界の印加装置と、上記磁
界と直交する電流を半導体融液中に印加する装置とを備
え、その半導体融液中に浸入する電極と引き上げ結晶に
通電する電極とを用いた、半導体単結晶育成装置及び育
成方法が提案されている(特願平9―343261)。
この技術は、電磁力により半導体融液を回転させるた
め、るつぼを機械的に回転させる必要がなく、したがっ
て直径が30cm以上のような大口径の半導体単結晶の
育成に当たっても、装置の大規模化を最小限に抑え、か
つ回転数の正確な制御を可能とするものである。
Therefore, in a semiconductor single crystal growing apparatus,
An apparatus for applying a magnetic field to the semiconductor melt during crystal growth, and an apparatus for applying a current perpendicular to the magnetic field to the semiconductor melt, an electrode penetrating into the semiconductor melt, and an electrode energizing the pulling crystal (Japanese Patent Application No. 9-343261) has been proposed.
In this technique, since the semiconductor melt is rotated by electromagnetic force, there is no need to mechanically rotate the crucible. Therefore, even when growing a large-diameter semiconductor single crystal having a diameter of 30 cm or more, the apparatus can be scaled up. Is minimized, and accurate control of the number of revolutions is enabled.

【0005】しかしながら、従来のような一定強度の磁
場と電流を印加して半導体融液を回転させる方法では、
1本の結晶中での成長方向での不純物分布を1%以下の
変動で均一にすることは困難であった。特に、シリコン
単結晶の場合、酸素とドーパント不純物の両方を同時に
均一に分布することは、困難であった。
However, in the conventional method of rotating the semiconductor melt by applying a constant magnetic field and current,
It was difficult to make the impurity distribution in the growth direction in one crystal uniform with a variation of 1% or less. In particular, in the case of a silicon single crystal, it has been difficult to simultaneously and uniformly distribute both oxygen and dopant impurities.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
技術による半導体結晶育成装置及び方法では、結晶中の
不純物濃度の結晶引き上げ方向に対する制御は困難であ
り、半導体単結晶中の不純物分布の成長方向における均
一性を良好にすることは困難であった。
As described above, in the semiconductor crystal growing apparatus and method according to the prior art, it is difficult to control the impurity concentration in the crystal in the crystal pulling direction, and the growth of the impurity distribution in the semiconductor single crystal is difficult. It was difficult to improve the uniformity in the direction.

【0007】本発明は、前述した問題点に鑑みてなされ
たもので、チョクラルスキー法による半導体単結晶育成
技術であって、結晶成長中の半導体融液に磁界を印加
し、かつ磁界と直交する電流を半導体融液中に通電する
半導体単結晶育成装置及び育成方法において、半導体単
結晶中の結晶成長方向における不純物濃度の均一性を向
上させることが可能な装置及び方法を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a technique for growing a semiconductor single crystal by the Czochralski method, wherein a magnetic field is applied to a semiconductor melt during crystal growth, and the magnetic field is orthogonal to the magnetic field. In a semiconductor single crystal growing apparatus and a growing method for applying a current to flow into a semiconductor melt, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of improving the uniformity of impurity concentration in a crystal growth direction in a semiconductor single crystal. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、半導体融液中に互いに直交する磁界と電流
とを印加する装置を備えた、チョクラルスキー法による
半導体結晶育成装置において、結晶引き上げ中に磁界を
変化させる磁界制御部、及び/又は、結晶引き上げ中に
電流を変化させる電流制御部を設けたことを特徴とする
半導体結晶育成装置を提供する。
According to the present invention, there is provided an apparatus for growing a semiconductor crystal by a Czochralski method, comprising: an apparatus for applying a magnetic field and a current orthogonal to each other in a semiconductor melt. A semiconductor crystal growing apparatus provided with a magnetic field control unit for changing a magnetic field during crystal pulling and / or a current control unit for changing current during crystal pulling.

【0009】また、本発明は、半導体融液中に互いに直
交する磁界と電流とを印加する、チョクラルスキー法に
よる半導体結晶育成方法において、結晶育成中に印加磁
界及び/又は印加電流を変化させることを特徴とする半
導体結晶育成方法を提供する。
The present invention also provides a method for growing a semiconductor crystal by the Czochralski method, wherein a magnetic field and a current are applied to a semiconductor melt at right angles to each other, wherein the applied magnetic field and / or the applied current are changed during the crystal growth. A method for growing a semiconductor crystal is provided.

【0010】本発明では、磁界中に保持された半導体融
液と成長している半導体単結晶間に電流を印加して、電
磁力で半導体融液を回転させながら結晶を育成する際
に、印加する磁場強度と電流値を結晶育成の時間によっ
て変化させることにより、融液の回転数が結晶育成時
間、すなわち結晶の引き上げ長によって変化し、回転数
に応じた不純物濃度を得ることができる。予め、回転数
と不純物濃度との関係を得ておくことにより、結晶成長
中の偏析による不純物濃度変化を回転数変化により補償
し、半導体単結晶の成長方向全てにわたって不純物濃度
分布を均一にすることが可能となる。
According to the present invention, an electric current is applied between a semiconductor melt held in a magnetic field and a growing semiconductor single crystal, and when a crystal is grown while rotating the semiconductor melt by electromagnetic force, By changing the applied magnetic field strength and current value according to the crystal growth time, the rotation speed of the melt changes according to the crystal growth time, that is, the crystal pulling length, and an impurity concentration corresponding to the rotation speed can be obtained. By obtaining the relationship between the number of rotations and the impurity concentration in advance, the change in the impurity concentration due to segregation during crystal growth is compensated for by the change in the number of rotations, and the impurity concentration distribution is made uniform throughout the growth direction of the semiconductor single crystal. Becomes possible.

【0011】本発明においては、結晶育成中に、結晶引
き上げ長又は結晶引き上げ時間に応じて印加磁界及び/
又は印加電流を変化させることが適当である。また、変
化させる磁界信号パラメターは磁界強度であり、変化さ
せる電流信号パラメターは電流値であることが適当であ
る。
In the present invention, during the crystal growth, the applied magnetic field and / or
Alternatively, it is appropriate to change the applied current. It is appropriate that the magnetic field signal parameter to be changed is a magnetic field strength, and the current signal parameter to be changed is a current value.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図を用いて説明
する。実施例1−22として、本発明により半導体結晶
中の不純物を結晶引き上げ方向に均一に分布させること
を検証するために、直径7.5cmの石英るつぼに0.
3kgのシリコン融液を作製し、これから直径4.0c
mシリコン単結晶を、ボロン(B)をドーパント不純物
とした場合と、リン(P)をドーパント不純物とした場
合について結晶育成を行った。電流を印加するための電
極には、シリコン単結晶を使用した。3本の電極を使用
し、その挿入位置を結晶引き上げ軸に対して対称になる
ような角度とした。また各電極は、るつぼ内壁より0.
7cm内側の位置に配置した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As Example 1-22, in order to verify that the impurities in the semiconductor crystal were uniformly distributed in the crystal pulling direction according to the present invention, 0.1 mm was placed in a quartz crucible having a diameter of 7.5 cm.
A 3 kg silicon melt was prepared, and the diameter was 4.0 c.
Crystal growth was performed for the m silicon single crystal when boron (B) was used as a dopant impurity and when phosphorus (P) was used as a dopant impurity. A silicon single crystal was used as an electrode for applying a current. Three electrodes were used, and the insertion position was set to an angle symmetric with respect to the crystal pulling axis. In addition, each electrode is 0.1 mm away from the crucible inner wall.
It was arranged at a position 7 cm inside.

【0013】ボロンドープの場合について、次の実施例
1−11の方法で結晶育成を行い、育成した結晶中のボ
ロンと酸素濃度を結晶成長方向に測定した。実施例1−
4では、印加する磁場強度を0.03T、0.05T、
0.1T、0.3Tに固定して、結晶引き上げ長と共に
電流を変化させた。この時の電流変化を図1(a)に示
す。また、図1(b)は、育成した結晶の中心での引き
上げ軸に沿ってボロンと酸素濃度を測定した結果であ
る。図1(a)、(b)において、横軸には結晶引き上
げ長を表示してある。結晶育成条件と、酸素とボロン濃
度変動を表1にまとめる。
In the case of boron doping, a crystal was grown by the method of the following Example 1-11, and the concentration of boron and oxygen in the grown crystal was measured in the crystal growth direction. Example 1
4, the applied magnetic field strength is set to 0.03T, 0.05T,
The current was changed along with the crystal pulling length while fixing at 0.1 T and 0.3 T. FIG. 1A shows the current change at this time. FIG. 1B shows the result of measuring the boron and oxygen concentrations along the pulling axis at the center of the grown crystal. 1A and 1B, the horizontal axis represents the crystal pulling length. Table 1 summarizes crystal growth conditions and changes in oxygen and boron concentrations.

【0014】[0014]

【表1】 [Table 1]

【0015】実施例5−8として、電流値を0.2A、
0.5A、0.7A、1.0Aに固定して、結晶の引き
上げ長と共に磁場強度を変化させた。図2(a)に、各
電流値の場合についての、結晶の引き上げ長に対して変
化させた磁場強度を示す。また、図2(b)は、育成し
た結晶の中心での引き上げ軸に沿って測定したボロンと
酸素の濃度である。図2(a)、(b)において、横軸
には結晶引き上げ長を表示してある。結晶育成条件と、
酸素とボロン濃度変動を表2にまとめる。
In Example 5-8, the current value was 0.2 A,
At a fixed value of 0.5 A, 0.7 A and 1.0 A, the magnetic field strength was changed together with the pulling length of the crystal. FIG. 2A shows the magnetic field strength changed with respect to the crystal pulling length for each current value. FIG. 2B shows the concentrations of boron and oxygen measured along the pulling axis at the center of the grown crystal. 2A and 2B, the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Crystal growth conditions,
Table 2 summarizes the oxygen and boron concentration fluctuations.

【0016】[0016]

【表2】 [Table 2]

【0017】実施例9−11として、印加する電流と磁
場強度の両方を結晶の引き上げ長と共に変化させた。図
3(a)は、引き上げ時間と共に変化させた印加磁場強
度を示し、図3(b)に電流値の変化を示す。図3
(c)は、育成した結晶の中心での引き上げ軸に沿って
測定したボロンと酸素の濃度である。図3(a)、
(b)、(c)において、横軸には結晶引き上げ長を表
示してある。結晶育成条件と、酸素とボロン濃度変動を
表3にまとめる。
In Examples 9-11, both the applied current and the magnetic field intensity were changed along with the pulling length of the crystal. FIG. 3A shows the applied magnetic field intensity changed with the pulling time, and FIG. 3B shows the change in the current value. FIG.
(C) is the concentration of boron and oxygen measured along the pulling axis at the center of the grown crystal. FIG. 3 (a),
In (b) and (c), the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Table 3 summarizes the crystal growth conditions and the oxygen and boron concentration fluctuations.

【0018】[0018]

【表3】 [Table 3]

【0019】これら実施例1−11の結果より、本発明
による方法で、シリコン単結晶中のボロン濃度と酸素濃
度を成長方向に1%以下の変動で均一に分布させること
ができることが確認された。
From the results of Examples 1-11, it was confirmed that the method according to the present invention can uniformly distribute the boron concentration and the oxygen concentration in the silicon single crystal with a fluctuation of 1% or less in the growth direction. .

【0020】次に、実施例12−22として、リンドー
プしたシリコン単結晶育成の場合について述べる。実施
例12−15では、印加する磁場強度を0.03T、
0.05T、0.1T、0.3Tに固定して、結晶引き
上げ時間と共に電流を変化させた。この時の電流変化を
図4(a)に示す。また、図4(b)は、育成した結晶
の中心での引き上げ軸に沿ってリンと酸素濃度を測定し
た結果である。図4(a)、(b)において、横軸には
結晶引き上げ長を表示してある。結晶育成条件と、酸素
とボロン濃度変動を表4にまとめる。
Next, a case of growing a phosphorus-doped silicon single crystal will be described as Examples 12-22. In Examples 12 to 15, the applied magnetic field strength was 0.03 T,
The current was changed with the crystal pulling time while fixing at 0.05T, 0.1T, and 0.3T. FIG. 4A shows the current change at this time. FIG. 4B shows the result of measuring the phosphorus and oxygen concentrations along the pulling axis at the center of the grown crystal. 4A and 4B, the horizontal axis represents the crystal pulling length. Table 4 summarizes the crystal growth conditions and oxygen and boron concentration fluctuations.

【0021】[0021]

【表4】 [Table 4]

【0022】実施例16−19として、電流値を0.2
A、0.5A、0.7A、1.0Aに固定して、結晶の
引き上げ長と共に磁場強度を変化させた。図5(a)
に、各固定した電流値の場合についての、結晶の引き上
げ長に対して変化させた磁場強度を示す。また、図5
(b)は、育成した結晶の中心での引き上げ軸に沿って
測定したリンと酸素の濃度である。図5(a)、(b)
において、横軸には結晶引き上げ長を表示してある。結
晶育成条件と、酸素とリンの濃度変動を表5にまとめ
る。
As Embodiments 16-19, the current value was set to 0.2.
A, 0.5A, 0.7A, and 1.0A were fixed, and the magnetic field strength was changed with the pulling length of the crystal. FIG. 5 (a)
FIG. 7 shows the magnetic field strength changed with respect to the crystal pulling length for each fixed current value. FIG.
(B) is the concentration of phosphorus and oxygen measured along the pulling axis at the center of the grown crystal. FIG. 5 (a), (b)
In FIG. 7, the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Table 5 summarizes the crystal growth conditions and changes in the concentrations of oxygen and phosphorus.

【0023】[0023]

【表5】 [Table 5]

【0024】実施例20−22として、印加する電流と
磁場強度の両方を結晶の引き上げ長と共に変化させた。
図6(a)は、引き上げ長と共に変化させた印加磁場強
度、図6(b)に電流値の変化を示した。図6(c)
は、育成した結晶の中心での引き上げ軸に沿って測定し
たリンと酸素の濃度である。図6(a)、(b)、
(c)において、横軸には結晶引き上げ長を表示してあ
る。結晶育成条件と、酸素とリン濃度変動を表6にまと
める。
In Examples 20 to 22, both the applied current and the magnetic field strength were changed along with the crystal pulling length.
FIG. 6A shows the applied magnetic field strength changed with the pull-up length, and FIG. 6B shows the change in the current value. FIG. 6 (c)
Is the concentration of phosphorus and oxygen measured along the pulling axis at the center of the grown crystal. 6 (a), (b),
In (c), the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Table 6 summarizes crystal growth conditions and changes in oxygen and phosphorus concentrations.

【0025】[0025]

【表6】 [Table 6]

【0026】これら実施例12−22の結果より、本発
明による方法で、リンをドーパント不純物とした場合で
も、シリコン単結晶中のリン濃度と酸素濃度を成長方向
に1%以下の変動で均一に分布させることができること
が確認され、ドーパントの種類によらず本発明による方
法で、シリコン単結晶中の不純物を均一に分布させるこ
とが可能であることが確認された。
According to the results of Examples 12-22, the method of the present invention allows the concentration of phosphorus and oxygen in a silicon single crystal to be uniformly varied by 1% or less in the growth direction even when phosphorus is used as a dopant impurity. It has been confirmed that the impurities can be distributed, and that the method according to the present invention can uniformly distribute the impurities in the silicon single crystal regardless of the type of the dopant.

【0027】次に、結晶径を大きくして、本発明による
方法で結晶育成を行った結果を述べる。実施例23−3
1として、ボロンをドープして結晶直径が20cmのシ
リコン単結晶を育成した。結晶育成は、直径60cmの
石英るつぼに200kgのシリコン融液を作製して行っ
た。電流を印加するための電極には、直径0.5cmの
円柱状のシリコン単結晶を3本使用し、これらを結晶引
き上げ軸に対して対称な配置になるような角度で融液に
浸入させた。またこれらの電極は、るつぼ内壁より3c
m内側の円周上に配置した。
Next, the result of growing a crystal by the method according to the present invention by increasing the crystal diameter will be described. Example 23-3
As No. 1, a silicon single crystal having a crystal diameter of 20 cm was grown by doping with boron. The crystal was grown by preparing 200 kg of a silicon melt in a quartz crucible having a diameter of 60 cm. Three cylindrical single-crystal silicon having a diameter of 0.5 cm were used as electrodes for applying a current, and these were immersed in the melt at an angle so as to be arranged symmetrically with respect to the crystal pulling axis. . Also, these electrodes are 3c from the inner wall of the crucible.
m on the inner circumference.

【0028】実施例23−25では、印加磁場強度を
0.5T、0.1T、0.3Tに固定して、電流を結晶
の引き上げ長に対して変化させて結晶育成を行った。こ
の時の電流変化を図7(a)に示す。また、図7(b)
は、育成した結晶の中心での引き上げ軸に沿ってボロン
と酸素濃度を測定した結果である。図7(a)、(b)
において、横軸には結晶引き上げ長を表示してある。結
晶育成条件と、酸素とボロン濃度変動を表7にまとめ
る。
In Examples 23 to 25, crystal growth was performed with the applied magnetic field strength fixed at 0.5 T, 0.1 T, and 0.3 T, and the current varied with the pulling length of the crystal. FIG. 7A shows the current change at this time. FIG. 7 (b)
Is the result of measuring the boron and oxygen concentrations along the pulling axis at the center of the grown crystal. FIGS. 7A and 7B
In FIG. 7, the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Table 7 summarizes crystal growth conditions and changes in oxygen and boron concentrations.

【0029】[0029]

【表7】 [Table 7]

【0030】実施例26−28では、電流値を0.2
A、0.5A、1Aに固定して、印加磁場強度を結晶引
き上げ長と共に変化させた。図8(a)に、各固定した
電流値の場合についての、結晶の引き上げ長に対して変
化させた磁場強度を示す。また、図8(b)は、育成し
た結晶の中心での引き上げ軸に沿って測定したボロンと
酸素の濃度である。図8(a)、(b)において、横軸
には結晶引き上げ長を表示してある。結晶育成条件と、
酸素とボロン濃度変動を表8にまとめる。
In Examples 26-28, the current value was set to 0.2.
A, 0.5 A, and 1 A were fixed, and the applied magnetic field intensity was changed with the crystal pulling length. FIG. 8A shows the magnetic field strength changed with respect to the crystal pulling length for each fixed current value. FIG. 8B shows the concentrations of boron and oxygen measured along the pulling axis at the center of the grown crystal. 8A and 8B, the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Crystal growth conditions,
Table 8 summarizes the oxygen and boron concentration fluctuations.

【0031】[0031]

【表8】 [Table 8]

【0032】実施例29−31では、電流と磁場強度の
両方を結晶引き上げ長と共に変化させる方法で行った。
図9(a)は、引き上げ時間と共に変化させた印加磁場
強度の変化を示し、図9(b)は電流値の変化を示して
いる。図9(c)は、育成した結晶の中心での引き上げ
軸に沿って測定したボロンと酸素の濃度である。図9
(a)、(b)、(c)において、横軸には結晶引き上
げ長を表示してある。結晶育成条件と、酸素とボロン濃
度変動を表9にまとめる。
In Examples 29-31, both the current and the magnetic field strength were changed with the crystal pulling length.
FIG. 9A shows a change in the applied magnetic field strength changed with the pulling time, and FIG. 9B shows a change in the current value. FIG. 9C shows the concentrations of boron and oxygen measured along the pulling axis at the center of the grown crystal. FIG.
In (a), (b), and (c), the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Table 9 summarizes the crystal growth conditions and oxygen and boron concentration fluctuations.

【0033】[0033]

【表9】 [Table 9]

【0034】これら実施例23−31の結果より、本発
明による方法で、直径20cmのシリコン単結晶の場合
でも、結晶中のボロン濃度と酸素濃度を成長方向に1%
以下の変動で均一に分布させることができることが確認
された。
From the results of Examples 23-31, the boron concentration and the oxygen concentration in the crystal were set to 1% in the growth direction even in the case of a silicon single crystal having a diameter of 20 cm by the method of the present invention.
It was confirmed that the particles can be uniformly distributed with the following variations.

【0035】さらに、結晶径が40cmのシリコン単結
晶の場合について、本発明による方法で結晶育成を行っ
た結果を述べる。実施例32−40として、ボロンをド
ープして結晶直径が40cmのシリコン単結晶を育成し
た。結晶育成は、直径120cmの石英るつぼに400
kgのシリコン融液を作製して行った。電流を印加する
ための電極には、直径1cmの円柱状のシリコン単結晶
を3本使用し、これらを結晶引き上げ軸に対して対称な
配置になるような角度で融液に浸入させた。またこれら
の電極は、るつぼ内壁より5cm内側の円周上に配置し
た。
Further, the result of growing a crystal by the method according to the present invention for a silicon single crystal having a crystal diameter of 40 cm will be described. In Examples 32 to 40, a silicon single crystal having a crystal diameter of 40 cm was grown by doping with boron. The crystal is grown in a quartz crucible with a diameter of 120 cm by 400
kg of silicon melt was prepared. As the electrode for applying a current, three columnar silicon single crystals having a diameter of 1 cm were used, and these were immersed in the melt at an angle so as to be symmetrical with respect to the crystal pulling axis. These electrodes were arranged on a circumference 5 cm inside the crucible inner wall.

【0036】実施例32−34では、印加磁場強度を
0.5T、0.1T、0.3Tに固定して、電流を結晶
の引き上げ長に対して変化させて結晶育成を行った。こ
の時の電流変化を図10(a)に示す。この図では、結
晶の引き上げ長に対して電流の変化をプロットしてあ
る。また、図10(b)は、育成した結晶の中心での引
き上げ軸に沿ってボロンと酸素濃度を測定した結果であ
る。図10(a)、(b)において、横軸には結晶引き
上げ長を表示してある。結晶育成条件と、酸素とボロン
濃度変動を表10にまとめる。
In Examples 32-34, the crystal growth was performed with the applied magnetic field strength fixed at 0.5 T, 0.1 T, and 0.3 T, and the current varied with the pulling length of the crystal. FIG. 10A shows the current change at this time. In this figure, the change in current is plotted against the pulling length of the crystal. FIG. 10B shows the result of measuring the boron and oxygen concentrations along the pulling axis at the center of the grown crystal. 10A and 10B, the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Table 10 summarizes the crystal growth conditions and oxygen and boron concentration fluctuations.

【0037】[0037]

【表10】 [Table 10]

【0038】実施例35−37では、電流値を0.2
A、0.5A、1Aに固定して、印加磁場強度を結晶引
き上げ長と共に変化させた。図11(a)に、各固定し
た電流値の場合についての、結晶の引き上げ長に対して
変化させた磁場強度を示す。また、図11(b)は、育
成した結晶の中心での引き上げ軸に沿って測定したボロ
ンと酸素の濃度である。図11(a)、(b)におい
て、横軸には結晶引き上げ長にを表示してある。結晶育
成条件と、酸素とボロン濃度変動を表11にまとめる。
In Examples 35-37, the current value was set to 0.2.
A, 0.5 A, and 1 A were fixed, and the applied magnetic field intensity was changed with the crystal pulling length. FIG. 11A shows the magnetic field strength changed with respect to the crystal pulling length for each fixed current value. FIG. 11B shows the concentrations of boron and oxygen measured along the pulling axis at the center of the grown crystal. 11A and 11B, the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Table 11 summarizes the crystal growth conditions and the oxygen and boron concentration fluctuations.

【0039】[0039]

【表11】 [Table 11]

【0040】実施例38−40では、電流と磁場強度の
両方を結晶引き上げ長と共に変化させる方法で行った。
図12(a)に、引き上げ時間と共に変化させた印加磁
場強度を示し、図12(b)に電流値の変化を示した。
図12(c)は、育成した結晶の中心での引き上げ軸に
沿って測定したボロンと酸素の濃度である。図12
(a)、(b)、(c)において、横軸には結晶引き上
げ長を表示してある。結晶育成条件と、酸素とボロン濃
度変動を表12にまとめる。
In Examples 38-40, a method was employed in which both the current and the magnetic field strength were changed together with the crystal pulling length.
FIG. 12A shows the applied magnetic field strength changed with the pulling time, and FIG. 12B shows the change in the current value.
FIG. 12C shows the concentrations of boron and oxygen measured along the pulling axis at the center of the grown crystal. FIG.
In (a), (b), and (c), the horizontal axis indicates the crystal pulling length. Table 12 summarizes the crystal growth conditions and the oxygen and boron concentration fluctuations.

【0041】[0041]

【表12】 [Table 12]

【0042】これら実施例32−40の結果より、本発
明による方法で、直径40cmのシリコン単結晶育成の
場合でも、ボロン濃度と酸素濃度を成長方向に1%以下
の変動で均一に分布させることができることが確認され
た。
From the results of Examples 32 to 40, the method of the present invention shows that even in the case of growing a silicon single crystal having a diameter of 40 cm, the boron concentration and the oxygen concentration are uniformly distributed in the growth direction with a fluctuation of 1% or less. It was confirmed that it was possible.

【0043】また、本発明の比較例1−10として、従
来の機械的な方法でるつぼを回転させて直径20cmと
40cmのシリコン単結晶を育成した。結晶育成は、直
径20cmの結晶の場合、直径60cmの石英るつぼに
200kgのシリコン融液を作製し、るつぼを1〜20
rpmの範囲で回転させて行った。また、直径40cm
の結晶の場合は、直径120cmの石英るつぼに400
kgのシリコン融液を作製し、1〜20rpmの範囲の
回転数でるつぼを回転させて行った。これらの結果を表
13にまとめて示す。
As Comparative Example 1-10 of the present invention, crucibles were rotated by a conventional mechanical method to grow silicon single crystals having diameters of 20 cm and 40 cm. For crystal growth, in the case of a crystal having a diameter of 20 cm, 200 kg of a silicon melt is prepared in a quartz crucible having a diameter of 60 cm, and
The rotation was performed in the range of rpm. In addition, 40cm in diameter
In the case of a crystal of
kg of silicon melt was prepared, and the crucible was rotated at a rotation speed in the range of 1 to 20 rpm. These results are summarized in Table 13.

【0044】[0044]

【表13】 [Table 13]

【0045】さらに、比較例11−20として、一定強
度の磁場と電流を印加して、ボロンをドープして直径2
0cmのシリコン単結晶を育成した。結晶育成は、直径
60cmの石英るつぼに200kgのシリコン融液を作
製して行った。電流を印加するための電極には、直径
0.5cmの円柱状のシリコン単結晶を3本使用し、こ
れらを結晶引き上げ軸に対して対称な配置になるような
角度で融液に浸入させた。またこれらの電極は、るつぼ
内壁より3cm内側の円周上に配置した。結晶育成条件
と、酸素とボロン濃度変動を表14にまとめる。
Further, as Comparative Examples 11-20, a magnetic field and a current of a constant intensity were applied to dope boron, and
A 0 cm silicon single crystal was grown. The crystal was grown by preparing 200 kg of a silicon melt in a quartz crucible having a diameter of 60 cm. Three cylindrical single-crystal silicon having a diameter of 0.5 cm were used as electrodes for applying a current, and these were immersed in the melt at an angle so as to be arranged symmetrically with respect to the crystal pulling axis. . These electrodes were arranged on the circumference 3 cm inside the crucible inner wall. Table 14 summarizes crystal growth conditions and oxygen and boron concentration fluctuations.

【0046】[0046]

【表14】 [Table 14]

【0047】さらに、比較例21−30として、一定強
度の磁場と電流を印加して、ボロンをドープして直径4
0cmのシリコン単結晶を育成した。結晶育成は、直径
120cmの石英るつぼに400kgのシリコン融液を
作製して行った。電流を印加するための電極には、直径
0.5cmの円柱状のシリコン単結晶を3本使用し、こ
れらを結晶引き上げ軸に対して対称な配置になるような
角度で融液に浸入させた。またこれらの電極は、るつぼ
内壁より3cm内側の円周上に配置した。結晶育成条件
と、酸素とボロン濃度変動を表15にまとめる。
Further, as Comparative Examples 21 to 30, a magnetic field and a current of a constant intensity were applied to dope boron, and
A 0 cm silicon single crystal was grown. The crystal was grown by preparing 400 kg of silicon melt in a quartz crucible having a diameter of 120 cm. Three cylindrical single-crystal silicon having a diameter of 0.5 cm were used as electrodes for applying a current, and these were immersed in the melt at an angle so as to be arranged symmetrically with respect to the crystal pulling axis. . These electrodes were arranged on the circumference 3 cm inside the crucible inner wall. Table 15 summarizes the crystal growth conditions and oxygen and boron concentration fluctuations.

【0048】[0048]

【表15】 [Table 15]

【0049】前記比較例11−30の結果から、一定強
度で磁場と電流を印加して結晶を育成した場合では、育
成したシリコン単結晶中の成長方向における酸素濃度と
ド−パント不純物濃度の分布の不均一性が1%以上あ
り、酸素とド−パント不純物濃度の均一化が困難である
ことがわかる。よって、本発明のように結晶引き上げ長
の変化と共に磁場強度と電流値を変化させることによ
り、大口径結晶でも均一な不純物分布の結晶を育成でき
ることが確認された。
From the results of Comparative Example 11-30, when the crystal was grown by applying a magnetic field and current at a constant intensity, the distribution of the oxygen concentration and the dopant impurity concentration in the grown silicon single crystal in the growth direction was determined. It can be understood that the non-uniformity of 1% or more indicates that it is difficult to make the oxygen and dopant impurity concentrations uniform. Therefore, it was confirmed that by changing the magnetic field strength and the current value together with the change in the crystal pulling length as in the present invention, a crystal having a uniform impurity distribution can be grown even in a large-diameter crystal.

【0050】次に、シリコン以外の半導体単結晶の育成
についても本発明が適応できることを確かめるために、
実施例41から43として、直径15cmのGaAs単
結晶を直径30cmのp−BN(Pyrolytic-BornNitrid
e)るつぼから育成した。電流を印加するための電極と
しては、直径0.5cmのGaAs単結晶を3本使用
し、結晶引き上げ軸に対して対称になるような配置の角
度位置で、るつぼ内壁より1cm内側の同心円上の位置
に配置した。結晶育成の際に、抵抗率が10Ωcmとな
るように、ドーパントとしてシリコンを適量添加した。
実施例41では、印加磁場を0.05Tに固定して、電
流を結晶の引き上げ長と共に変化させた。実施例42で
は、電流値を1.0Aに固定して、印加磁場強度を結晶
の引き上げ長と共に変化させた。実施例43では、電流
と磁場強度の両方を、結晶引き上げ長と共に変化させ
た。これらの実施例についての結晶育成条件と、ドーパ
ント不純物であるシリコンの濃度を結晶中心で引き上げ
軸方向について測定した結果を表16にまとめる。
Next, in order to confirm that the present invention can be applied to the growth of a semiconductor single crystal other than silicon,
In Examples 41 to 43, a GaAs single crystal having a diameter of 15 cm was replaced with a p-BN (Pyrolytic-BornNitrid) having a diameter of 30 cm.
e) Raised from a crucible. As electrodes for applying a current, three GaAs single crystals having a diameter of 0.5 cm are used, and the concentric circles 1 cm inside the crucible inner wall are arranged at angular positions symmetrical with respect to the crystal pulling axis. Placed in position. At the time of crystal growth, an appropriate amount of silicon was added as a dopant so that the resistivity became 10 Ωcm.
In Example 41, the applied magnetic field was fixed at 0.05 T, and the current was changed with the pulling length of the crystal. In Example 42, the current value was fixed at 1.0 A, and the applied magnetic field strength was changed with the pulling length of the crystal. In Example 43, both the current and the magnetic field strength were changed along with the crystal pulling length. Table 16 summarizes the results of the crystal growth conditions and the concentration of silicon, which is a dopant impurity, measured in the pulling center direction of the crystal center in these examples.

【0051】[0051]

【表16】 [Table 16]

【0052】また、実施例44から46として、直径1
0cmのInP単結晶を、直径20cmのp−BNるつ
ぼから育成した。この場合にも、結晶の抵抗率が10Ω
cmとなるように、ドーパントとしてアンチモンを適量
添加した。電流を印加するための電極としては、直径
0.5cmのInP単結晶を3本使用し、結晶引き上げ
軸に対して対称になるような配置の角度位置で、るつぼ
内壁より1cm内側の同心円上の位置に配置した。実施
例44では、印加磁場を0.05Tに固定して、電流を
結晶の引き上げ長と共に変化させた。実施例43では、
電流値を1.0Aに固定して、印加磁場強度を結晶の引
き上げ長と共に変化させた。実施例44では、電流と磁
場強度の両方を、結晶引き上げ長と共に変化させた。こ
れらの実施例についての結晶育成条件と、ドーパント不
純物であるアンチモンの濃度を結晶中心で引き上げ軸方
向について測定した結果を表17にまとめる。
Further, as Examples 44 to 46,
A 0 cm InP single crystal was grown from a 20 cm diameter p-BN crucible. Also in this case, the resistivity of the crystal is 10Ω.
An appropriate amount of antimony was added as a dopant so as to obtain a cm. As electrodes for applying a current, three InP single crystals having a diameter of 0.5 cm are used, and are placed on concentric circles 1 cm inside the crucible inner wall at an angular position symmetrical with respect to the crystal pulling axis. Placed in position. In Example 44, the applied magnetic field was fixed at 0.05 T, and the current was changed with the pulling length of the crystal. In Example 43,
The current value was fixed at 1.0 A, and the applied magnetic field strength was changed with the pulling length of the crystal. In Example 44, both the current and the magnetic field strength were changed along with the crystal pulling length. Table 17 summarizes the crystal growth conditions and the concentration of antimony, which is a dopant impurity, in these examples, which were measured in the axial direction by pulling up the crystal center.

【0053】[0053]

【表17】 [Table 17]

【0054】上記の結果より、シリコン以外の半導体単
結晶育成の場合にも、本発明により、結晶の引き上げ方
向の不純物濃度分布が1%以下であるような均一的な半
導体単結晶を育成できることが確認される。
From the above results, even in the case of growing a semiconductor single crystal other than silicon, according to the present invention, it is possible to grow a uniform semiconductor single crystal in which the impurity concentration distribution in the crystal pulling direction is 1% or less. It is confirmed.

【0055】本発明において、印加磁場強度及び電流
値、並びにそれぞれの結晶引き上げ長に対する変化量
は、以上の実施例に限定されることはなく、本発明は、
印加磁場強度と電流値を結晶の引き上げ長又は結晶引き
上げ時間と共に変化させる方法を全て含むものである。
In the present invention, the applied magnetic field strength and current value, and the amount of change with respect to each crystal pulling length are not limited to the above-described embodiments.
It includes all methods of changing the applied magnetic field strength and the current value with the crystal pulling length or the crystal pulling time.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、チョク
ラルスキー法による半導体単結晶育成であって、成長し
ている半導体単結晶と半導体融液間の成長界面に垂直か
つ結晶引き上げ軸に対して軸対称な磁界中で、成長して
いる半導体単結晶と半導体融液間に電流を印加する方法
において、印加する磁場強度と電流値を結晶引き上げ長
あるいは結晶引き上げ時間と共に変化させることによ
り、育成した結晶中の成長方向における不純物物濃度を
均一化することができる。
As described above, the present invention is directed to the growth of a semiconductor single crystal by the Czochralski method, wherein the growth is perpendicular to the growth interface between the growing semiconductor single crystal and the semiconductor melt and to the crystal pulling axis. In a method of applying a current between a growing semiconductor single crystal and a semiconductor melt in an axially symmetric magnetic field, by changing the applied magnetic field strength and the current value with the crystal pulling length or the crystal pulling time, The impurity concentration in the grown direction in the grown crystal can be made uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a)は、本発明による方法の実施例1−
4における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加電流
値の変化を示した図である。図1(b)は、本発明によ
る方法の実施例1−4において、育成したシリコン単結
晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸に沿ってのボロンと
酸素濃度を測定した結果を示す図である。
FIG. 1 (a) shows a first embodiment of a method according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a change in an applied current value with respect to a change in a crystal pulling length in FIG. FIG. 1B is a diagram showing the results of measuring the boron and oxygen concentrations along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Example 1-4 of the method according to the present invention. .

【図2】図2(a)は、本発明による方法の実施例5−
8における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加磁場
強度の変化を示した図である。図2(b)は、本発明に
よる方法の実施例5−8において、育成したシリコン単
結晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸に沿ってのボロン
と酸素濃度を測定した結果を示す図である。
FIG. 2 (a) shows Example 5 of the method according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a change in applied magnetic field strength with respect to a change in crystal pulling length in FIG. FIG. 2B is a diagram showing the results of measuring the boron and oxygen concentrations along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Example 5-8 of the method according to the present invention. .

【図3】図3(a)は、本発明による方法の実施例9−
11における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加磁
場強度の変化を示した図である。図3(b)は、本発明
による方法の実施例9−11における、結晶引き上げ長
の変化に対しての印加電流の変化を示した図である。図
3(c)は、本発明による方法の実施例9−11におい
て、育成したシリコン単結晶中の結晶中心での結晶引き
上げ軸に沿ってのボロンと酸素濃度を測定した結果を示
す図である。
FIG. 3 (a) shows an embodiment 9- of the method according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a change in the applied magnetic field strength with respect to a change in the crystal pulling length in No. 11. FIG. 3B is a diagram showing a change in applied current with respect to a change in crystal pulling length in Example 9-11 of the method according to the present invention. FIG. 3 (c) is a diagram showing the results of measuring the concentration of boron and oxygen along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Example 9-11 of the method according to the present invention. .

【図4】図4(a)は、本発明による方法の実施例12
−15における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加
電流値の変化を示した図である。図4(b)は、本発明
による方法の実施例12−15において、育成したシリ
コン単結晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸に沿っての
リンと酸素濃度を測定した結果を示す図である。
FIG. 4 (a) shows a twelfth embodiment of the method according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a change in an applied current value with respect to a change in a crystal pulling length at −15. FIG. 4B is a diagram showing the results of measuring the concentrations of phosphorus and oxygen along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Examples 12 to 15 of the method according to the present invention. .

【図5】図5(a)は、本発明による方法の実施例16
−19における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加
磁場強度の変化を示した図である。図5(b)は、本発
明による方法の実施例16−19において、育成したシ
リコン単結晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸に沿って
のリンと酸素濃度を測定した結果を示す図である。
FIG. 5 (a) shows a method according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram illustrating a change in the applied magnetic field strength with respect to a change in the crystal pulling length at −19. FIG. 5B is a diagram showing the results of measuring the concentrations of phosphorus and oxygen along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Examples 16 to 19 of the method according to the present invention. .

【図6】図6(a)は、本発明による方法の実施例20
−22における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加
磁場強度の変化を示した図である。図6(b)は、本発
明による方法の実施例20−22における、結晶引き上
げ長の変化に対しての印加電流の変化を示した図であ
る。図6(c)は、本発明による方法の実施例20−2
2において、育成したシリコン単結晶中の結晶中心での
結晶引き上げ軸に沿ってのリンと酸素濃度を測定した結
果を示す図である。
FIG. 6 (a) shows an embodiment 20 of the method according to the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating a change in the applied magnetic field strength with respect to a change in the crystal pulling length at −22. FIG. 6B is a diagram showing a change in applied current with respect to a change in crystal pulling length in Examples 20-22 of the method according to the present invention. FIG. 6C shows an embodiment 20-2 of the method according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a result of measuring phosphorus and oxygen concentrations along a crystal pulling axis at a crystal center in a grown silicon single crystal in No. 2.

【図7】図7(a)は、本発明による方法の実施例23
−25における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加
電流値の変化を示した図である。図7(b)は、本発明
による方法の実施例23−25において、育成したシリ
コン単結晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸に沿っての
ボロンと酸素濃度を測定した結果を示す図である。
FIG. 7 (a) shows an embodiment 23 of the method according to the present invention.
FIG. 21 is a diagram illustrating a change in an applied current value with respect to a change in a crystal pulling length at −25. FIG. 7B is a diagram showing the results of measuring the boron and oxygen concentrations along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Examples 23 to 25 of the method according to the present invention. .

【図8】図8(a)は、本発明による方法の実施例26
−28における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加
磁場強度の変化を示した図である。図8(b)は、本発
明による方法の実施例26−28において、育成したシ
リコン単結晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸に沿って
のリンと酸素濃度を測定した結果を示す図である。
FIG. 8 (a) shows an embodiment 26 of the method according to the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a change in the applied magnetic field strength with respect to a change in the crystal pulling length at −28. FIG. 8B is a view showing the results of measuring the concentrations of phosphorus and oxygen along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Examples 26 to 28 of the method according to the present invention. .

【図9】図9(a)は、本発明による方法の実施例29
−31における、結晶引き上げ長の変化に対しての印加
電流と印加磁場強度の変化を示した図である。図9
(b)は、本発明による方法の実施例29−31におけ
る、結晶引き上げ長の変化に対しての印加電流と印加磁
場強度の変化を示した図である。図9(c)は、本発明
による方法の実施例29−31において、育成したシリ
コン単結晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸に沿っての
リンと酸素濃度を測定した結果を示す図である。
FIG. 9 (a) shows an embodiment 29 of the method according to the present invention.
It is a figure which shows the change of the applied electric current and applied magnetic field intensity with respect to the change of the crystal pulling length in -31. FIG.
(B) is a diagram showing changes in applied current and applied magnetic field strength with respect to changes in crystal pulling length in Examples 29-31 of the method according to the present invention. FIG. 9C is a diagram showing the results of measuring the concentrations of phosphorus and oxygen along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Examples 29 to 31 of the method according to the present invention. .

【図10】図10(a)は、本発明による方法の実施例
32−34における、結晶引き上げ長の変化に対しての
印加電流値の変化を示した図である。図10(b)は、
本発明による方法の実施例32−34において、育成し
たシリコン単結晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸に沿
ってのリンと酸素濃度を測定した結果を示す図である。
FIG. 10 (a) is a diagram illustrating a change in an applied current value with respect to a change in a crystal pulling length in Examples 32-34 of the method according to the present invention. FIG. 10 (b)
It is a figure which shows the result of having measured the phosphorus and oxygen concentration along the crystal pulling-up axis | shaft in the crystal center in the grown silicon single crystal in Example 32-34 of the method by this invention.

【図11】図11(a)は、本発明による方法の実施例
35−37における、結晶引き上げ長の変化に対しての
印加磁場強度の変化を示した図である。図11(b)
は、本発明による方法の実施例35−37において、育
成したシリコン単結晶中の結晶中心での結晶引き上げ軸
に沿ってのボロンと酸素濃度を測定した結果を示す図で
ある。
FIG. 11 (a) is a diagram showing a change in applied magnetic field strength with respect to a change in crystal pull-up length in Examples 35-37 of the method according to the present invention. FIG. 11B
FIG. 7 is a diagram showing the results of measuring the concentrations of boron and oxygen along the crystal pulling axis at the crystal center in a grown silicon single crystal in Examples 35 to 37 of the method according to the present invention.

【図12】図12(a)は、本発明による方法の実施例
38−40における、結晶引き上げ長の変化に対しての
印加磁場強度の変化を示した図である。図12(b)
は、本発明による方法の実施例38−40における、結
晶引き上げ長の変化に対しての印加電流の変化を示した
図である。図12(c)は、本発明による方法の実施例
38−40において、育成したシリコン単結晶中の結晶
中心での結晶引き上げ軸に沿ってのボロンと酸素濃度を
測定した結果を示す図である。
FIG. 12 (a) is a diagram showing a change in applied magnetic field strength with respect to a change in crystal pull-up length in Example 38-40 of the method according to the present invention. FIG. 12 (b)
FIG. 10 is a diagram showing a change in applied current with respect to a change in crystal pulling length in Examples 38-40 of the method according to the present invention. FIG. 12 (c) is a diagram showing the results of measuring the concentration of boron and oxygen along the crystal pulling axis at the crystal center in the grown silicon single crystal in Example 38-40 of the method according to the present invention. .

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体融液中に互いに直交する磁界と電
流とを印加する装置を備えた、チョクラルスキー法によ
る半導体結晶育成装置において、結晶引き上げ中に磁界
を変化させる磁界制御部を設けたことを特徴とする半導
体結晶育成装置。
An apparatus for growing a semiconductor crystal by the Czochralski method, comprising a device for applying a magnetic field and a current orthogonal to each other in a semiconductor melt, wherein a magnetic field control unit for changing a magnetic field during crystal pulling is provided. An apparatus for growing a semiconductor crystal, comprising:
【請求項2】 半導体融液中に互いに直交する磁界と電
流とを印加する装置を備えた、チョクラルスキー法によ
る半導体結晶育成装置において、結晶引き上げ中に電流
を変化させる電流制御部を設けたことを特徴とする半導
体結晶育成装置。
2. An apparatus for growing a semiconductor crystal by the Czochralski method, comprising a device for applying a magnetic field and a current orthogonal to each other in a semiconductor melt, wherein a current control unit for changing a current during crystal pulling is provided. An apparatus for growing a semiconductor crystal, comprising:
【請求項3】 半導体融液中に互いに直交する磁界と電
流とを印加する、チョクラルスキー法による半導体結晶
育成方法において、結晶育成中に印加磁界を変化させる
ことを特徴とする半導体結晶育成方法。
3. A method for growing a semiconductor crystal by the Czochralski method, wherein a magnetic field and a current orthogonal to each other are applied to a semiconductor melt, wherein the applied magnetic field is changed during the crystal growth. .
【請求項4】 半導体融液中に互いに直交する磁界と電
流とを印加する、チョクラルスキー法による半導体結晶
育成方法において、結晶育成中に印加電流を変化させる
ことを特徴とする半導体結晶育成方法。
4. A method for growing a semiconductor crystal by the Czochralski method, wherein a magnetic field and a current orthogonal to each other are applied to a semiconductor melt, wherein the applied current is changed during the crystal growth. .
【請求項5】 結晶育成中に、結晶引き上げ長に応じて
印加磁界を変化させることを特徴とする請求項3に記載
の半導体結晶育成方法。
5. The method of growing a semiconductor crystal according to claim 3, wherein the applied magnetic field is changed according to the crystal pulling length during the crystal growth.
【請求項6】 結晶育成中に、結晶引き上げ時間に応じ
て印加磁界を変化させることを特徴とする請求項3に記
載の半導体結晶育成方法。
6. The method of growing a semiconductor crystal according to claim 3, wherein the applied magnetic field is changed according to the crystal pulling time during the crystal growth.
【請求項7】 結晶育成中に、結晶引き上げ長に応じて
印加電流を変化させることを特徴とする請求項4に記載
の半導体結晶育成方法。
7. The method of growing a semiconductor crystal according to claim 4, wherein an applied current is changed according to a crystal pulling length during the crystal growth.
【請求項8】 結晶育成中に、結晶引き上げ時間に応じ
て印加電流を変化させることを特徴とする請求項4に記
載の半導体結晶育成方法。
8. The method of growing a semiconductor crystal according to claim 4, wherein an applied current is changed according to a crystal pulling time during the crystal growth.
【請求項9】 結晶育成中に、印加磁界及び印加電流の
双方を変化させることを特徴とする請求項3〜8のいず
れか1項に記載の半導体結晶育成方法。
9. The method of growing a semiconductor crystal according to claim 3, wherein both the applied magnetic field and the applied current are changed during the crystal growth.
【請求項10】 変化させる磁界信号パラメターは磁界
強度であることを特徴とする請求項3、5、6又は9に
記載の半導体結晶育成方法。
10. The method of growing a semiconductor crystal according to claim 3, wherein the magnetic field signal parameter to be changed is a magnetic field intensity.
【請求項11】 変化させる電流信号パラメターは電流
値であることを特徴とする請求項4、7、8又は9に記
載の半導体結晶育成方法。
11. The method according to claim 4, wherein the current signal parameter to be changed is a current value.
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