JP3127981B2 - 高周波誘導加熱装置 - Google Patents

高周波誘導加熱装置

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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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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B6/02—Induction heating
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10T117/10—Apparatus
    • Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
    • Y10T117/1076—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone
    • Y10T117/1088—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone including heating or cooling details

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原料多結晶棒を加熱溶
融する高周波誘導加熱装置（以下、単に「誘導加熱装
置」ということがある）に係り、さらに詳しくは、ＦＺ
法（フロートゾーン法または浮遊帯域溶融法）による半
導体単結晶の成長に使用される高周波誘導加熱装置に関
する。
【０００２】
【関連技術】従来、ＦＺ法により半導体単結晶を成長さ
せる方法として、図７に示すように、棒状の原料多結晶
１を上軸に保持し、直径の小さい単結晶の種を前記原料
多結晶１の直下に位置する下軸に保持し、高周波誘導加
熱コイル（以下、単に「加熱コイル」ということがあ
る）３ａを有する高周波誘導加熱装置３により原料多結
晶１を囲繞し、これを溶融して前記種結晶に融着させた
後、種絞りにより無転位化しつつ該加熱コイル３ａと原
料多結晶１を相対的に回転させ、かつ相対的に軸線方向
に移動させながら棒状単結晶２を成長させる方法は公知
である。
【０００３】この成長方法では、原料多結晶１を狭小域
において短時間に芯まで溶融する必要があり、一方、不
純物のバラツキ等がなく安定して単結晶２を成長させる
には、浮遊帯域４と接する単結晶成長域の始端側を緩や
かに放熱させる必要があり、かかる要請を満足させる為
に、この加熱コイル３ａとしては従来より偏平の単巻誘
導加熱コイルが多く用いられている。
【０００４】この偏平単巻誘導加熱コイルを用いた誘導
加熱装置としては、例えば図８に示すものが知られてい
る（特公昭５１−２４９６４号公報など、以下第１従来
技術という）。この第１従来技術の誘導加熱装置３は、
リング状に形成された加熱コイル３ａの内周面５側が断
面先細り状に形成され、外周面６に給電端子７ａ，７ｂ
が付設され、加熱コイル３ａの両端側の対向面８ａ，８
ｂが、空隙９を介して極力接近した構造を有している。
この構造により加熱コイル３ａの周方向における電流回
路の対称性を維持し、ほぼ均一な磁界分布が得られるよ
うになっている。
【０００５】しかし、図８に示す第１従来技術の誘導加
熱装置３によれば、該加熱コイル３ａの前記空隙９が該
加熱コイル３ａの巻回方向と直交する面上に沿って形成
されている為に、たとえ前記対向面８ａ，８ｂを極力接
近させてもその部分で不均一磁界が発生するのを避ける
ことはできない。また、前記対向面８ａ，８ｂ付近にお
いては半径方向に沿ってそれぞれ正逆異方向に電流が流
れる為に、該異方向電流により結晶成長に最も影響を与
える上下方向の電磁界が倍増され、前記不均一磁界が一
層増幅される事となる。
【０００６】そして、前記不均一磁界を有したまま前記
棒状の原料多結晶１と前記加熱コイル３ａ間で相対的に
回転或いは移動を行うと、一回転毎の各成長サイクルに
おいて不均一磁界から形成される局部的な温度差異によ
り不純物の濃い層と薄い層が繰り返し形成される（これ
を「脈動」という）。該脈動を有する単結晶によりデバ
イスを製造した場合、該脈動部分のミクロな抵抗変動が
製品の電気特性のバラツキの原因となることがある。
【０００７】このような第１従来技術の欠点を補うた
め、図９及び図１０に示すように、単巻で偏平な高周波
誘導加熱装置１０において、加熱コイル１１の両端面１
２，１３を周方向に交差させて交差部位１４を形成する
とともに、高周波電流が前記交差部位１４上で交差する
ように該加熱コイル１１の外周面１５上に一対の給電端
子１６，１７を設けたものが考案されている（特開昭６
４−４８３９１号、以下「第２従来技術」と言う）。
【０００８】前記第２従来技術の高周波誘導加熱装置１
０によれば、高周波電流が前記交差部位１４上で互いに
交差するので、該加熱コイル１１の両端面１２，１３近
傍で不均一磁界が発生することが回避可能となり、該加
熱コイル１１の周方向における磁界分布が一層均一にな
る。
【０００９】一方、ＦＺ法により成長させる半導体単結
晶２の大口径化が進むにつれ、図７に示す浮遊帯域４の
溶融はより狭小域部分に集中して加熱させる必要があ
り、また、半導体単結晶２の成長は芯側と周縁側の温度
変化を避けるためにより一層緩やかにバランスよく放熱
を行う必要があり、このような二律背反的な加熱作用を
単一の加熱コイルで満足させる事は困難になってきた。
【００１０】そこで、図１１及び図１２に示すような偏
平の単巻並列誘導加熱装置３０が用いられるようになっ
てきた（以下「第３従来技術」と言う）。該誘導加熱装
置３０は、偏平な単巻誘導加熱コイル３２と３３を同心
円状かつ並列に配置したものである。内側加熱コイル３
２は、半径方向に沿う空隙３４を介してリング状に形成
した断面略楔状の中空偏平体から形成され、該空隙３４
を介して対峙している両端部外周面上に各々給電端子３
５ａ，３５ｂを連接し、該給電端子３５ａ，３５ｂは半
径方向に沿って外側加熱コイル３３の外周近傍まで延出
している。一方、給電端子３６ａ，３６ｂは、外側加熱
コイル３３の両端部に外方に延出して設けられている。
【００１１】この構成の誘導加熱装置３０を用いて図７
に示すようなＦＺ法により半導体単結晶を成長させる際
には、内側加熱コイル３２と外側加熱コイル３３とで役
割を分担することができる。
【００１２】詳しくは、内側加熱コイル３２を用いて浮
遊帯域４の原料多結晶１を溶融しつつ、外側加熱コイル
３３を用いて単結晶２の成長領域における放熱速度を制
御し、単結晶２の芯側と外周側とで温度が極力同じにな
るようにして単結晶成長を行うことができるように構成
している。
【００１３】つまり、図１１及び図１２に示すような第
３従来技術の誘導加熱装置３０を用いると、単一の加熱
コイルでは容易に製造することができなかった大口径の
半導体単結晶２をＦＺ法により安定して成長させること
ができる。
【００１４】しかし、図１１及び図１２に示すような第
３従来技術の誘導加熱装置３０によれば、内側加熱コイ
ル３２に高周波電流を供給する一対の給電端子３５ａ，
３５ｂは必然的に外側加熱コイル３３両端側の対向面３
７ａと３７ｂの間に形成される空隙３７の間を通らなけ
ればならない。換言すると、外側加熱コイル３３の空隙
３７には、内側加熱コイル３２の給電端子３５ａ，３５
ｂを通すだけの空間が形成されなければならない。しか
も、内側加熱コイル３２の給電端子３５ａ，３５ｂには
相互に逆方向の高周波電流Ｅ１が近接して流れるので、
この部分の磁界が極めて強くなる。その結果、外側加熱
コイル３３の空隙３７において不可避的に不均一磁界が
発生するので、半導体単結晶中に脈動と呼ばれるミクロ
な抵抗変動が発生しやすい。
【００１５】そこで、脈動の発生を抑制するために、誘
導加熱装置３０の加熱分布を軸対象に近づけると浮遊帯
域中の対流も軸対称的になり、中心近傍に流れの停滞し
た部分が生じる結果、成長した単結晶の中心近傍におけ
る抵抗率が周辺部よりも低くなるので、直径方向のマク
ロな抵抗率分布が悪化する。
【００１６】さらに、浮遊帯域中の対流が軸対称になる
としても、その対流の強度は結晶成長中に必ずしも一定
でないので、その時々の対流の強度に応じて結晶の成長
方向に抵抗率が変動する。なお、図１１において、Ｅ２
は、外側加熱コイル３３の給電端子３６ａ，３６ｂに流
れる高周波電流を示す。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述したよ
うな並列誘導加熱装置３０を用いたＦＺ法による結晶成
長の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、半
導体単結晶中において脈動と呼ばれるミクロな抵抗変動
と直径方向及び成長方向のマクロな抵抗率分布とを同時
に改善することができる高周波誘導加熱装置及び該高周
波誘導加熱装置を用いた半導体単結晶の製造方法を提供
することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高周波誘導加熱装置は、ＦＺ法による半導
体単結晶の成長に使用され、複数個の高周波誘導加熱コ
イルをほぼ同心円状かつ並列に配置した高周波誘導加熱
装置であり、内側の加熱コイルに高周波電流を供給する
一対の給電端子は、外側の加熱コイルの両端間に形成さ
れる空隙の間に配置され、少なくとも最も内側に位置す
る加熱コイルに付設された一対の給電端子は該給電端子
間に形成される間隙を覆うようにして設けられた導電体
部材を有することを特徴とする。
【００１９】前記導電体部材は、前記一対の給電端子の
各々から他方の給電端子に向かって互いに非接触で交差
する部分を有するように延在して配設され、当該非接触
で交差する部分によって導電体空隙部が形成されるよう
に構成し、記導電体空隙部を充填するように絶縁部材を
配設することが好ましい。
【００２０】前記最も内側に位置する加熱コイルの両端
は、非接触で交差するように形成されたコイル交差部を
有するのが好ましく、例えば、該コイル交差部は互いに
周方向に斜めに傾斜させて形成されている。
【００２１】前記最も内側に位置する加熱コイルの両端
のコイル交差部におけるコイル端面の間隔が１〜４ｍｍ
であることが好ましく、前記コイル交差部の間に形成さ
れるコイル空隙部を充填するように絶縁部材を配設する
のが好ましい。
【００２２】また、前記最も内側に位置する加熱コイル
の一対の給電端子は、該一対の給電端子が前記内側加熱
コイルの外周面上で上下に完全に重なり合う位置から該
加熱コイルの巻回方向へ離隔した位置に付設されている
ことが好ましい。
【００２３】前記高周波誘導加熱コイルの配置数が２個
であり、内側の加熱領域を形成する内側加熱コイルと外
側の加熱領域を形成する外側加熱コイルとからなり、前
記内側加熱コイルの両端のコイル交差部は、内側の加熱
領域による加熱能力分布が完全な軸対称にならないよう
に交差具合が調節され、前記導電体部材は、外側の加熱
領域による加熱能力分布が軸対称になるように交差具合
が調節されているのが好適である。
【００２４】本発明における高周波誘導加熱装置におい
ては、高周波誘導加熱コイルは複数個配置されればよ
く、その配置数には限定はないが、上記のごとく、該高
周波誘導加熱コイルの配置数が２個の他に、該高周波誘
導加熱コイルの配置数が３個以上の構成を採用すること
もできる。
【００２５】本発明の半導体単結晶の製造方法は、上記
した高周波誘導加熱装置を用いて、内側の加熱領域及び
外側の加熱領域を形成した状態で半導体単結晶を製造す
ることを特徴とする。
【００２６】上記内側の加熱領域を浮遊帯域に対する攪
拌力を持つ程度に弱い非軸対称な加熱能力分布とし、外
側の加熱領域を軸対称な加熱能力分布とするのが好適で
ある。
【００２７】上記半導体単結晶の成長速度を１．８〜
２．２ｍｍ／ｍｉｎとするのが好ましい。また、該半導
体単結晶をアフターヒートするのがさらに好適である。
【００２８】
【作用】本発明の高周波誘導加熱装置によれば、内側の
加熱領域が浮遊帯域に対する攪拌力を持つ程度の弱い非
軸対称性を有するように構成されているのでマクロな抵
抗率分布が改善され、外側の加熱領域による加熱能力分
布が軸対称になるように導電体部材が設置されているの
でミクロな抵抗変動が改善されるものである。
【００２９】
【実施例】つぎに本発明を、図面に示す実施例により更
に詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている
構成部品の寸法、材料、形状、その相対配置などは、特
に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３０】図１はＦＺ法による半導体単結晶の成長に
使用される本発明の高周波誘導加熱装置４０の一実施例
を示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図で
ある。
【００３１】前記誘導加熱装置４０は、銅または銀で製
作され、内周面側が断面先細り状の偏平体を一周回させ
てリング状に形成した内側及び外側の２個の加熱コイル
４１，４２をほぼ同心円状かつ並列に配置した構成を有
している。４３ａ，４３ｂ及び４４ａ，４４ｂは内側及
び外側の加熱コイル４１，４２に高周波電流を供給する
内側及び外側の給電端子で、該内側及び外側の加熱コイ
ル４１，４２の両端近傍の外周面上にそれぞれ付設され
ている。該内側及び外側の加熱コイル４１，４２は、該
内側及び外側の給電端子４３ａ，４３ｂ及び４４ａ，４
４ｂを介して、支持体４５ａ，４５ｂに連結されてい
る。
【００３２】前記支持体４５ａ，４５ｂは、前記加熱コ
イル４１，４２と同様に銅または銀で製作されている。
該支持体４５ａ，４５ｂは、前記内側及び外側の給電端
子４３ａ，４３ｂ及び４４ａ，４４ｂが固着された面の
反対側の壁面に設けられ、前記給電端子４３ａ，４３ｂ
及び４４ａ，４４ｂと連通する開口部を通して冷却液導
入管４６ａ，４６ｂに連接されている。該冷却液導入管
４６ａ，４６ｂに導入された冷却液は、前記支持体４５
ａ，４５ｂにより分岐されて各給電端子４３ａ，４３ｂ
及び４４ａ，４４ｂに導出される。
【００３３】前記冷却液導入管４６ａ，４６ｂの基端側
には高周波電源４７が接続されている。該高周波電源４
７から、冷却液導入管４６ａ，４６ｂ、支持体４５ａ，
４５ｂおよび、給電端子４３ａ，４３ｂ及び４４ａ，４
４ｂを介して加熱コイル４１，４２に同一周波数の高周
波電流を流すことができるように構成されている。
【００３４】内側加熱コイル４１に高周波電流を供給す
る一対の給電端子４３ａ，４３ｂは、外側加熱コイル４
２の両端側の対向面４８ａ，４８ｂの間に形成される空
隙４８に配置される。前記内側加熱コイル４１の両端近
傍の外周面上で、一対の給電端子４３ａ，４３ｂが上下
に完全に重なり合わないようにして内側加熱コイル４１
の巻回方向へ離隔した位置に付設されている。また、前
記一対の給電端子４３ａ，４３ｂには該一対の給電端子
４３ａ，４３ｂの間に形成される隙間４９を覆うように
して導電体部材５０ａ，５０ｂが相対向して設けられて
いる。
【００３５】前記導電体部材５０ａ，５０ｂは、一対の
給電端子４３ａ，４３ｂの各々から他方の給電端子４３
ｂ，４３ａに向かって延存して形成されている。前記導
電体部材５０ａ，５０ｂの基端部は、該導電体部材５０
ａ，５０ｂが設けられた給電端子４３ａ，４３ｂの付設
された内側加熱コイル４１に接続されている。また、前
記相対向する導電体部材５０ａ，５０ｂの非接触で交差
する部分５１に形成される導電体空隙部５２には、放電
を防止するために石英板が絶縁部材５３として充填され
ている。
【００３６】上記導電体部材５０ａ，５０ｂを隣接する
一対の給電端子４３ａ，４３ｂに非接触で交差するよう
にして付設すると、相互に逆方向に流れる高周波電流が
近接効果により互いに引き合って近づく結果、導電体部
材５０ａ，５０ｂ上で電流が分散される。その結果、従
来強かった磁場強度が給電端子４３ａ，４３ｂ間で低下
し、該給電端子４３ａ，４３ｂの近傍で従来より温度が
低下するため、外側コイル４２と導電体部材５０ａ，５
０ｂが付設された給電端子４３ａ，４３ｂとにより構成
される外側の加熱領域による加熱能力分布を、図３のグ
ラフｂに示すように軸対称にすることが可能となる。
【００３７】一方、内側加熱コイル４１の両端は、互い
に周方向に斜めに傾斜させられ、非接触で交差するコイ
ル交差部５４を形成するように構成されている。コイル
交差部５４の間隔は１〜４ｍｍの間で適当に調整され、
コイル交差部５４の間に形成される空隙５５には放電防
止のために、石英板が絶縁部材５６として充填されてい
る。
【００３８】すると、給電端子４３ａ，４３ｂより導入
された高周波電流は内側加熱コイル４１のコイル交差部
５４で互いに近づきあうので、不均一磁界の発生を抑制
することができる。しかし、コイル交差部５４内を流れ
る高周波電流が完全に交差し、内側加熱コイル４１によ
り形成される加熱能力分布が完全に軸対称になると、浮
遊帯域内の中心に向かう攪拌力が全方向で釣り合うこと
により浮遊帯域に対する攪拌力が微弱になりマクロな抵
抗率分布が悪化する。これを防止するために、内側加熱
コイル４１の両端近傍の外周面上に付設されている一対
の給電端子４３ａ，４３ｂは、上下に完全に重なり合わ
ないようにしてコイルの巻回方向へ離隔した位置に付設
される。
【００３９】この結果、コイル交差部５４内を流れる高
周波電流が完全に交差することは回避されるので、内側
加熱コイル４１で構成される内側の加熱領域による加熱
能力分布は部分的に不均一になり、図３のグラフａに示
すように完全な軸対称にはならない。
【００４０】つまり、本発明の誘導加熱装置４０によれ
ば、内側の加熱領域が浮遊帯域に対する攪拌力を持つ程
度の弱い非軸対称性を有するのでマクロな抵抗率分布が
改善され、外側の加熱領域による加熱能力分布が軸対称
になるように導電体部材５０ａ，５０ｂの重なり具合が
調節されているのでミクロな抵抗変動が改善される。
【００４１】つぎに、図１に示した本発明の誘導加熱装
置４０を用いてＦＺ法によりシリコン単結晶を成長させ
る実験例について説明する。 〔実験例１〕図１に示す誘導加熱装置４０を用いて、直
径１００ｍｍのシリコン多結晶棒を０．５ｒｐｍの回転
速度で供給しながら、ｎ型で結晶軸方位＜１１１＞、直
径１００ｍｍのシリコン単結晶を成長速度２．５ｍｍ／
ｍｉｎ、単結晶回転速度５ｒｐｍの条件で成長させた。
【００４２】本実験例によって成長させた単結晶の直胴
部をシリコン基板にスライスした後に、種結晶側から尾
部側まで均等な間隔でシリコン基板１０枚をサンプリン
グした。そして、前記シリコン基板の各々について直径
方向に１０ｍｍ間隔で四探針法で測定して得られた値か
ら全測定点の平均値を計算し、
【００４３】
【数１】
【００４４】上記式（１）を用いて、サンプリングした
シリコン基板１０枚について、各測定点における抵抗率
分布をグラフにプロットした結果を、マクロな抵抗率分
布として図４に示した。
【００４５】また、前記シリコン基板１枚について直径
方向にＳＲ法（Spreading Resistance法、または拡がり
抵抗法）で測定し、その測定値を
【００４６】
【数２】
【００４７】上記式（２）を用いて演算しなおした後に
再出力したデータを、ミクロな抵抗変動として図５に示
した。
【００４８】〔比較実験例１〕一方、図１１及び図１２
に示す従来法の単巻並列誘導加熱装置３０を用いて、実
験例１と同じ成長条件で成長させた単結晶からサンプリ
ングしたシリコン基板１０枚について、実験例１と同じ
方法で求めたマクロな抵抗率分布とミクロな抵抗変動と
を図１３と図１４にそれぞれ示した。
【００４９】図４，５及び図１３，１３の比較から、本
発明の誘導加熱装置によれば、従来の誘導加熱装置に比
較して、マクロな抵抗率分布と、ミクロな抵抗変動とが
共に大幅に改善されることが確認された。
【００５０】図１に示した実施例においては、内側加熱
コイル４１と外側加熱コイル４２の２個の加熱コイルを
用いた例を示したが、本発明の誘導加熱装置４０は３個
以上の加熱コイルを配置した構成をとることもできる。
【００５１】その場合、内側に位置する複数の内側加熱
コイル及び外側に位置する複数の外側加熱コイルに対し
て、上記説明を適用することができる。
【００５２】次に、本発明に係る半導体単結晶の製造方
法の具体例について実験例２として図１及び図６を参照
して説明する。
【００５３】〔実験例２〕図６に示したＦＺ法による半
導体単結晶の成長方法において、図１に示す高周波誘導
加熱装置４０を用いて、直径１００ｍｍのシリコン多結
晶棒６１を０．４ｒｐｍの回転速度で供給しながら、ｎ
型で結晶軸方位〈１１１〉、直径１００ｍｍのシリコン
単結晶６２を成長速度１．８〜２．２ｍｍ／ｍｉｎ、単
結晶回転速度７ｒｐｍの条件で成長させた。シリコン単
結晶６２の成長速度をやや低くしたのは、直径方向のミ
クロな抵抗変動の改善をより確実に行うためである。
【００５４】さらに、図６に示すように直径１３５ｍ
ｍ、幅４０ｍｍの円筒形反射板６５を前記高周波誘導加
熱装置４０の下面より３３ｍｍの位置に前記シリコン単
結晶６２を取り囲むようにして配置してアフターヒート
を行った。この結果、成長中のシリコン単結晶６２の温
度勾配を緩やかにすることができるので、成長速度のミ
クロな変動幅をより小さくすることが可能になった。な
お、図６において６４は溶融帯域である。本実験例にお
いても、得られたシリコン単結晶のマクロな抵抗率分布
と、ミクロな抵抗変動とが共に大幅に改善されることが
確認された。
【００５５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
高周波誘導加熱装置を用いると、半導体単結晶中におい
て脈動と呼ばれるミクロな抵抗変動と直径方向及び成長
方向のマクロな抵抗率分布とを同時に改善することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高周波誘導加熱装置の平面図であ
る。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。
【図３】本発明に係る高周波誘導加熱装置による加熱分
布の一例を示すグラフである。
【図４】実験例１によるシリコン単結晶からスライスし
た複数枚の基板の直径方向を四探針法により測定した抵
抗率分布の重ね合わせ図である。
【図５】実験例１によるシリコン単結晶の直径方向をＳ
Ｒ法により測定した抵抗変動図である。
【図６】本発明に係るＦＺ法による単結晶成長方法を示
す概略説明図である。
【図７】従来のＦＺ法による単結晶成長方法を示す概略
説明図である。
【図８】第１従来技術の高周波誘導加熱装置を示す概略
斜視図である。
【図９】第２従来技術の高周波誘導加熱装置を示す概略
平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】第３従来技術の高周波誘導加熱装置の概略平
面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】比較実験例１によるシリコン単結晶からスラ
イスした複数枚の基板の直径方向を四探針法により測定
した抵抗率分布の重ね合わせ図である。
【図１４】比較実験例１によるシリコン単結晶の直径方
向をＳＲ法により測定した抵抗変動図である。
【符号の説明】
３，１０，３０ 従来の高周波誘導加熱装置 ４０ 本発明の高周波誘導加熱装置 ４１ 内側加熱コイル ４２ 外側加熱コイル ４３ａ，４３ｂ 内側加熱コイルの給電端子 ４４ａ，４４ｂ 外側加熱コイルの給電端子 ４５ａ，４５ｂ 支持体 ５０ａ，５０ｂ 導電体部材 ５１ 導電体部材の交差する部分 ５４ コイル交差部 ５３，５６ 絶縁部材 ６１ シリコン多結晶棒 ６２ シリコン単結晶 ６５ 円筒形反射板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 浩利 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 半導体株式会社 半導体磯部研究所内 (56)参考文献 特開 昭53−77807（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−91995（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−29644（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−291388（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−291389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−291887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−222594（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−112271（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−24964（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭48−3602（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＦＺ法による半導体単結晶の成長に使用
    され、複数個の高周波誘導加熱コイルをほぼ同心円状か
    つ並列に配置した高周波誘導加熱装置であり、内側の加
    熱コイルに高周波電流を供給する一対の給電端子は、外
    側の加熱コイルの両端間に形成される空隙の間に配置さ
    れ、少なくとも最も内側に位置する加熱コイルに付設さ
    れた一対の給電端子は、該給電端子間に形成される間隙
    を覆うようにして設けられた導電体部材を有することを
    特徴とする高周波誘導加熱装置。
  2. 【請求項２】 前記導電体部材は、前記一対の給電端子
    の各々から他方の給電端子に向かって互いに非接触で交
    差する部分を有するように延在して配設されることを特
    徴とする請求項１記載の高周波誘導加熱装置。
  3. 【請求項３】 前記導電体部材の非接触で交差する部分
    によって形成される導電体空隙部を充填するように絶縁
    部材を配設することを特徴とする請求項２記載の高周波
    誘導加熱装置。
  4. 【請求項４】 前記最も内側に位置する加熱コイルの両
    端は、非接触で交差するように形成されたコイル交差部
    を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
    記載の高周波誘導加熱装置。
  5. 【請求項５】 前記最も内側に位置する加熱コイルの両
    端のコイル交差部は、互いに周方向に斜めに傾斜させて
    形成されていることを特徴とする請求項４記載の高周波
    誘導加熱装置。
  6. 【請求項６】 前記最も内側に位置する加熱コイルの両
    端のコイル交差部におけるコイル端面の間隔が１〜４ｍ
    ｍであることを特徴とする請求項４又は５記載の高周波
    誘導加熱装置。
  7. 【請求項７】 前記コイル交差部の間に形成されるコイ
    ル空隙部を充填するように絶縁部材を配設することを特
    徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の高周波誘導
    加熱装置。
  8. 【請求項８】 前記最も内側に位置する加熱コイルの一
    対の給電端子は、該一対の給電端子が該最も内側に位置
    する加熱コイルの外周面上で上下に完全に重なり合う位
    置から該加熱コイルのコイル巻回方向へ離隔した位置に
    付設されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれ
    か１項記載の高周波誘導加熱装置。
  9. 【請求項９】 前記高周波誘導加熱コイルの配置数が２
    個であり、内側の加熱領域を形成する内側加熱コイルと
    外側の加熱領域を形成する外側加熱コイルとからなり、
    前記内側加熱コイルの両端のコイル交差部は、内側の加
    熱領域による加熱能力分布が完全な軸対称にならないよ
    うに交差具合が調節され、前記導電体部材は、外側の加
    熱領域による加熱能力分布が軸対称になるように交差具
    合が調節されていることを特徴とする請求項４〜８のい
    ずれか１項記載の高周波誘導加熱装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項記載の高
    周波誘導加熱装置を用いて内側の加熱領域及び外側の加
    熱領域を形成した状態で半導体単結晶を製造することを
    特徴とする半導体単結晶の製造方法。
  11. 【請求項１１】 内側の加熱領域を浮遊帯域に対する攪
    拌力を持つ程度に弱い非軸対称な加熱能力分布とし、外
    側の加熱領域を軸対称な加熱能力分布とすることを特徴
    とする請求項１０記載の半導体単結晶の製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記半導体単結晶中の成長速度が１．
    ８〜２．２ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項
    １０又は１１記載の半導体単結晶の製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記半導体単結晶をアフターヒートす
    ることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記
    載の半導体単結晶の製造方法。
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