JP3132298B2 - 全長に亘って酸素濃度が均等化したシリコン単結晶の引上げ方法 - Google Patents
全長に亘って酸素濃度が均等化したシリコン単結晶の引上げ方法Info
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- JP3132298B2 JP3132298B2 JP06180889A JP18088994A JP3132298B2 JP 3132298 B2 JP3132298 B2 JP 3132298B2 JP 06180889 A JP06180889 A JP 06180889A JP 18088994 A JP18088994 A JP 18088994A JP 3132298 B2 JP3132298 B2 JP 3132298B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、長さ方向の酸素濃度
差がほとんどなく、また酸素濃度差があってもきわめて
小さいシリコン単結晶をＣＺ法により製造する方法に関
するものである。
差がほとんどなく、また酸素濃度差があってもきわめて
小さいシリコン単結晶をＣＺ法により製造する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般にシリコン単結晶の引上げ方
法としてＣＺ法（チョクラルスキー法）が広く知られて
いる。このＣＺ法によるシリコン単結晶は、例えば特開
昭６３−３１５５８９号公報に示され、かつ図２に概略
縦断面図で例示されるように、ルツボ１内に装入した原
料をヒータ２によって加熱溶融し、一方遮蔽板４によっ
てルツボ１、ヒータ２、および融液３などからの輻射熱
を遮断すると共に、これによってチャンバ５の上方から
導入されたＡｒなどの雰囲気ガス８を露出融液面３ａ上
に誘導して、融液３から生成されるＳｉＯガスなどをル
ツボ１の外周面側に運び、ルツボ１の下方からチャンバ
５の外部に排出するようにし、この状態でルツボ１を回
転させながら融液３に種結晶を浸し、引上げ軸６を回転
させつつ上昇させ、種結晶の下端にシリコン単結晶７を
成長させることにより製造されている。
法としてＣＺ法（チョクラルスキー法）が広く知られて
いる。このＣＺ法によるシリコン単結晶は、例えば特開
昭６３−３１５５８９号公報に示され、かつ図２に概略
縦断面図で例示されるように、ルツボ１内に装入した原
料をヒータ２によって加熱溶融し、一方遮蔽板４によっ
てルツボ１、ヒータ２、および融液３などからの輻射熱
を遮断すると共に、これによってチャンバ５の上方から
導入されたＡｒなどの雰囲気ガス８を露出融液面３ａ上
に誘導して、融液３から生成されるＳｉＯガスなどをル
ツボ１の外周面側に運び、ルツボ１の下方からチャンバ
５の外部に排出するようにし、この状態でルツボ１を回
転させながら融液３に種結晶を浸し、引上げ軸６を回転
させつつ上昇させ、種結晶の下端にシリコン単結晶７を
成長させることにより製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、シリコン
単結晶は大径化の傾向にあるが、単結晶の直径が２００
mm以上の大径になると、長さ方向における酸素濃度に大
きなバラツキが生じるのを避けることができず、この大
きな酸素濃度差は製品歩留および品質管理上望ましいも
のではない。
単結晶は大径化の傾向にあるが、単結晶の直径が２００
mm以上の大径になると、長さ方向における酸素濃度に大
きなバラツキが生じるのを避けることができず、この大
きな酸素濃度差は製品歩留および品質管理上望ましいも
のではない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、大径になっても全長に亘って酸
素濃度が均等化したシリコン単結晶をＣＺ法を用いて製
造すべく研究を行なった結果、図１に要部概略縦断面図
で例示されるように、ＣＺ法によりシリコン単結晶７を
製造するに際して、遮蔽板４の先端部下方位置に融液面
被覆板９を露出融液面３ａに対して所定間隔を設けて配
置して、引上げ単結晶外周面から露出融液面３ａを経て
ルツボ１の内壁面にそって流れる雰囲気ガス流路１０を
形成し、この場合前記融液面被覆板９は、その融液面対
向面がシリコン単結晶引上げ時におけるルツボ内の露出
融液面３ａの７０〜８５％に相当する面積をもつものと
すると共に、その露出融液面に対する傾きを設置して、
前記雰囲気ガス流路１０における露出融液面上の入側と
出側の雰囲気ガスの流速を同じくし、かつシリコン単結
晶の引上げ進行にしたがって、上記融液面被覆板９の露
出融液面３ａに対する間隔を、上記設定傾きを保持しな
がら、漸次大きくして、露出融液面上の雰囲気ガスの流
速を比例的に遅くする条件でシリコン単結晶の引上げを
行なうと、長さ方向の酸素濃度差がほとんどなく、また
酸素濃度差があってもきわめて僅かなシリコン単結晶を
製造できるようになるという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、大径になっても全長に亘って酸
素濃度が均等化したシリコン単結晶をＣＺ法を用いて製
造すべく研究を行なった結果、図１に要部概略縦断面図
で例示されるように、ＣＺ法によりシリコン単結晶７を
製造するに際して、遮蔽板４の先端部下方位置に融液面
被覆板９を露出融液面３ａに対して所定間隔を設けて配
置して、引上げ単結晶外周面から露出融液面３ａを経て
ルツボ１の内壁面にそって流れる雰囲気ガス流路１０を
形成し、この場合前記融液面被覆板９は、その融液面対
向面がシリコン単結晶引上げ時におけるルツボ内の露出
融液面３ａの７０〜８５％に相当する面積をもつものと
すると共に、その露出融液面に対する傾きを設置して、
前記雰囲気ガス流路１０における露出融液面上の入側と
出側の雰囲気ガスの流速を同じくし、かつシリコン単結
晶の引上げ進行にしたがって、上記融液面被覆板９の露
出融液面３ａに対する間隔を、上記設定傾きを保持しな
がら、漸次大きくして、露出融液面上の雰囲気ガスの流
速を比例的に遅くする条件でシリコン単結晶の引上げを
行なうと、長さ方向の酸素濃度差がほとんどなく、また
酸素濃度差があってもきわめて僅かなシリコン単結晶を
製造できるようになるという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、ＣＺ法によるシリコン単結晶引
上げ時におけるルツボ内の露出融液面の７０〜８５％に
相当する面積を有する融液面被覆板を前記露出融液面に
対して所定間隔を設けて配置して、引上げ単結晶外周面
から前記露出融液面を経てルツボ内壁面のそって流れる
雰囲気ガス流路を形成すると共に、前記融液面被覆板の
露出融液面に対する傾きを設定して、前記雰囲気ガス流
路における露出融液面上の入側と出側の雰囲気ガスの流
速を同じくし、かつシリコン単結晶の引上げ進行にした
がって、上記融液面被覆板の上記露出融液面に対する間
隔を、前記設定傾きを保持しながら漸次大きくしてゆ
き、上記露出融液面上の雰囲気ガスの流速を比例的に遅
くする条件でシリコン単結晶の引上げを行なう方法に特
徴を有するものである。
なされたものであって、ＣＺ法によるシリコン単結晶引
上げ時におけるルツボ内の露出融液面の７０〜８５％に
相当する面積を有する融液面被覆板を前記露出融液面に
対して所定間隔を設けて配置して、引上げ単結晶外周面
から前記露出融液面を経てルツボ内壁面のそって流れる
雰囲気ガス流路を形成すると共に、前記融液面被覆板の
露出融液面に対する傾きを設定して、前記雰囲気ガス流
路における露出融液面上の入側と出側の雰囲気ガスの流
速を同じくし、かつシリコン単結晶の引上げ進行にした
がって、上記融液面被覆板の上記露出融液面に対する間
隔を、前記設定傾きを保持しながら漸次大きくしてゆ
き、上記露出融液面上の雰囲気ガスの流速を比例的に遅
くする条件でシリコン単結晶の引上げを行なう方法に特
徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の方法において、融液面被
覆板の融液面に対向する面の面積をシリコン単結晶引上
げ時におけるルツボ内の露出融液面の面積の７０〜８５
％と定めたのは、その面積が７０％未満では融液面から
のＳｉＯガスの蒸発が不均一となり、これが酸素濃度の
経時的バラツキの原因となり、またその面積が８５％を
越えるとＳｉＯガスの蒸発が抑制されるようになってシ
リコン単結晶中の酸素濃度が上昇するようになることか
ら、その面積を７０〜８５％と定めた。
覆板の融液面に対向する面の面積をシリコン単結晶引上
げ時におけるルツボ内の露出融液面の面積の７０〜８５
％と定めたのは、その面積が７０％未満では融液面から
のＳｉＯガスの蒸発が不均一となり、これが酸素濃度の
経時的バラツキの原因となり、またその面積が８５％を
越えるとＳｉＯガスの蒸発が抑制されるようになってシ
リコン単結晶中の酸素濃度が上昇するようになることか
ら、その面積を７０〜８５％と定めた。
【０００７】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。図２に示されるように、原料を内径：５
８０mmを有するルツボ１内に装入し、これをヒータ２に
よって加熱して融液３とし、遮蔽板４の先端下方位置に
露出融液面３ａを覆うように、かつ前記露出融液面と所
定間隔を設けて上下動自在のリング状融液面被覆板９を
配置し、前記融液面被覆板は、単結晶成長過程で引上げ
単結晶７の外周面から露出融液面３ａを経てルツボ１の
内壁面にそって流れる雰囲気ガス流路１０を形成すると
共に、前記雰囲気ガス流路の露出融液面上の入側と出側
の流速を同じくするために融液面から見た場合、中心部
の抜けた凸状を呈するものであり、一方チャンバ内には
上方より雰囲気ガスとしてＡｒガスを４０ｌ／min の流
量で導入し、この状態でルツボ１を回転させながら融液
に種結晶を漬し、引上げ軸を回転させつつ上昇させ、種
結晶の下端にシリコン単結晶７の肩部が形成された時点
で、前記融液面被覆板９の雰囲気ガス流路の融液面上の
出側の間隔１０ａを調整して雰囲気ガス流路の露出融液
面上の流速を定め、この調整を単結晶成長に伴って表１
に示される条件にしたがって連続的に行ない（表１には
成長長さが１００mm毎の条件を示した）、これを単結晶
成長過程を基準にして露出融液面に対する割合でそれぞ
れ７０％、８０％、および８５％の面積割合をもつもの
とした上記融液面被覆板について行なうことにより本発
明法１〜３を実施し、直径：２１０mm×長さ：６５０mm
の寸法をもったシリコン単結晶を製造した。また、比較
の目的で、上記融液面被覆板を用いない以外は同一の条
件で従来法を行なった。ついで、この結果得られた各種
のシリコン単結晶について、長さ方向１００mm毎の酸素
濃度を測定し、この測定結果を表１に示した。
的に説明する。図２に示されるように、原料を内径：５
８０mmを有するルツボ１内に装入し、これをヒータ２に
よって加熱して融液３とし、遮蔽板４の先端下方位置に
露出融液面３ａを覆うように、かつ前記露出融液面と所
定間隔を設けて上下動自在のリング状融液面被覆板９を
配置し、前記融液面被覆板は、単結晶成長過程で引上げ
単結晶７の外周面から露出融液面３ａを経てルツボ１の
内壁面にそって流れる雰囲気ガス流路１０を形成すると
共に、前記雰囲気ガス流路の露出融液面上の入側と出側
の流速を同じくするために融液面から見た場合、中心部
の抜けた凸状を呈するものであり、一方チャンバ内には
上方より雰囲気ガスとしてＡｒガスを４０ｌ／min の流
量で導入し、この状態でルツボ１を回転させながら融液
に種結晶を漬し、引上げ軸を回転させつつ上昇させ、種
結晶の下端にシリコン単結晶７の肩部が形成された時点
で、前記融液面被覆板９の雰囲気ガス流路の融液面上の
出側の間隔１０ａを調整して雰囲気ガス流路の露出融液
面上の流速を定め、この調整を単結晶成長に伴って表１
に示される条件にしたがって連続的に行ない（表１には
成長長さが１００mm毎の条件を示した）、これを単結晶
成長過程を基準にして露出融液面に対する割合でそれぞ
れ７０％、８０％、および８５％の面積割合をもつもの
とした上記融液面被覆板について行なうことにより本発
明法１〜３を実施し、直径：２１０mm×長さ：６５０mm
の寸法をもったシリコン単結晶を製造した。また、比較
の目的で、上記融液面被覆板を用いない以外は同一の条
件で従来法を行なった。ついで、この結果得られた各種
のシリコン単結晶について、長さ方向１００mm毎の酸素
濃度を測定し、この測定結果を表１に示した。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明法１〜
３により製造されたシリコン単結晶は、従来法により製
造されたシリコン単結晶に比して長さ方向における酸素
濃度のバラツキがきわめて小さく、特に本発明法３によ
る場合は全長に亘ってほぼ同一の酸素濃度を示すことが
明らかである。上述のように、この発明の方法によれ
ば、引上げられるシリコン単結晶が大径化しても長さ方
向における酸素濃度のバラツキがきわめて小さく、ある
いはほとんど酸素濃度差のないシリコン単結晶の引上げ
が可能となるものである。
３により製造されたシリコン単結晶は、従来法により製
造されたシリコン単結晶に比して長さ方向における酸素
濃度のバラツキがきわめて小さく、特に本発明法３によ
る場合は全長に亘ってほぼ同一の酸素濃度を示すことが
明らかである。上述のように、この発明の方法によれ
ば、引上げられるシリコン単結晶が大径化しても長さ方
向における酸素濃度のバラツキがきわめて小さく、ある
いはほとんど酸素濃度差のないシリコン単結晶の引上げ
が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法の実施装置を示す概略要部縦断面図で
ある。
ある。
【図２】従来法を説明するための概略縦断面図である。
１ ルツボ ２ ヒータ ３ 融液 ４ 遮蔽板 ７ シリコン単結晶 ９ 融液面被覆板 １０ 雰囲気ガス流路 １０ａ 雰囲気ガス流路出側間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 降屋 久 埼玉県大宮市北袋町１−297 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６−135792（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−56571（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−238883（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−160892（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−61383（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ＣＺ法によるシリコン単結晶引上げ時に
おけるルツボ内の露出融液面の７０〜８５％に相当する
面積を有する融液面被覆板を前記露出融液面に対して所
定間隔を設けて配置して、引上げ単結晶外周面から前記
露出融液面を経てルツボ内壁面にそって流れる雰囲気ガ
ス流路を形成すると共に、前記融液面被覆板の露出融液
面に対する傾きを設定して、前記雰囲気ガス流路におけ
る露出融液面上の入側と出側の雰囲気ガスの流速を同じ
くし、かつシリコン単結晶の引上げ進行にしたがって、
上記融液面被覆板の上記露出融液面に対する間隔を、前
記設定傾きを保持しながら、漸次大きくしてゆき、上記
露出融液面上の雰囲気ガスの流速を比例的に遅くするこ
とを特徴とする全長に亘って酸素濃度が均等化したシリ
コン単結晶の引上げ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06180889A JP3132298B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 全長に亘って酸素濃度が均等化したシリコン単結晶の引上げ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06180889A JP3132298B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 全長に亘って酸素濃度が均等化したシリコン単結晶の引上げ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0826890A JPH0826890A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3132298B2 true JP3132298B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=16091108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06180889A Expired - Fee Related JP3132298B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 全長に亘って酸素濃度が均等化したシリコン単結晶の引上げ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3132298B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| 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 |
| CN108505111B (zh) * | 2017-02-27 | 2020-11-13 | 胜高股份有限公司 | 单晶的制造方法 |
| CN111778549B (zh) * | 2020-06-10 | 2022-02-25 | 湖南宇星碳素有限公司 | 一种直拉法制备硅单晶用单晶炉 |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP06180889A patent/JP3132298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0826890A (ja) | 1996-01-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
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