JP3141975B2 - 不純物添加シリコン単結晶の育成方法 - Google Patents

不純物添加シリコン単結晶の育成方法

Info

Publication number
JP3141975B2
JP3141975B2 JP06013203A JP1320394A JP3141975B2 JP 3141975 B2 JP3141975 B2 JP 3141975B2 JP 06013203 A JP06013203 A JP 06013203A JP 1320394 A JP1320394 A JP 1320394A JP 3141975 B2 JP3141975 B2 JP 3141975B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
impurity
grown
growing
silicon single
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
JP06013203A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07206583A (ja
Inventor
卓也 鶴田
正人 今井
Original Assignee
コマツ電子金属株式会社
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=11826604&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3141975(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by コマツ電子金属株式会社 filed Critical コマツ電子金属株式会社
Priority to JP06013203A priority Critical patent/JP3141975B2/ja
Publication of JPH07206583A publication Critical patent/JPH07206583A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3141975B2 publication Critical patent/JP3141975B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、不純物添加シリコン単
結晶の育成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の基板には主としてシリコン
単結晶が用いられているが、前記単結晶の育成方法とし
てチョクラルスキー法（以下ＣＺ法という）やフローテ
ィングゾーン法（以下ＦＺ法という）が知られている。
ＣＺ法では、るつぼに入れた原料多結晶を抵抗加熱また
は高周波誘導加熱などによって融液とし、この融液に種
結晶を浸漬させてなじませた後、るつぼおよび種結晶を
回転させつつ前記種結晶をゆっくり引き上げて円柱状の
単結晶を成長させる。またＦＺ法は、原料多結晶棒と種
結晶とを垂直に保持し、高周波誘導加熱コイルなどを用
いて前記原料多結晶棒の一端を種結晶に融着した後、原
料多結晶棒を回転させつつ前記加熱コイルを移動するこ
とにより帯域溶融させて単結晶化を行う。これらの方法
は、いずれも種結晶と同一の結晶軸を持ったバルク結晶
を育成するものである。そして、溶融原料に不純物を添
加することによって、育成単結晶の電気的性質を制御す
ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記溶
融原料に不純物を添加した場合、その添加量にほぼ比例
して育成単結晶の格子定数が変化する。そして、育成す
る単結晶と種結晶との格子定数に差がある場合、すなわ
ち育成単結晶と種結晶との格子不整合率が大きい場合に
は種結晶と育成単結晶との接合部に欠陥を生じ、単結晶
の成長に伴って転位が発生しやすくなる。従って、不純
物を含まない無転位のシリコン単結晶、あるいは不純物
濃度の低い無転位のシリコン単結晶を種結晶として用い
た場合、育成単結晶に添加される不純物量が多いほど種
結晶と育成単結晶との格子不整合率が大きくなり、無転
位単結晶の育成が困難になる。また、育成単結晶の直径
が大きくなるほど前記欠陥が発達しやすい。本発明は上
記従来の問題点に着目してなされたもので、ＣＺ法また
はＦＺ法を用いて不純物添加量の多いシリコン単結晶、
特に高濃度の不純物を添加する大口径のシリコン単結晶
を無転位の状態で育成することができるような、不純物
添加シリコン単結晶の育成方法を提供することを目的と
している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る不純物添加シリコン単結晶の育成方法
は、ＣＺ法またはＦＺ法による不純物添加シリコン単結
晶の育成において、育成する単結晶と同程度の濃度の不
純物を含む無転位単結晶を種結晶として用い、前記育成
単結晶と種結晶との格子不整合率を小さくすることによ
り無転位単結晶を得る構成とした。
【０００５】
【作用】上記構成によれば、ＣＺ法またはＦＺ法を用い
て不純物添加量の多いシリコン単結晶を育成する場合
に、育成単結晶と種結晶との格子不整合率が大きいと前
記両者の接合部に欠陥が発生して無転位単結晶の成長を
阻害する点に着目し、育成単結晶と種結晶との格子不整
合率を小さくするため、育成単結晶と同程度の濃度の不
純物を添加した無転位単結晶を種結晶として用いること
にしたので、種結晶と育成単結晶との接合部における欠
陥の発生が抑制される。従って、不純物を添加したシリ
コン単結晶、特に大口径のシリコン単結晶を無転位の状
態で育成することができる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明に係る不純物添加シリコン単
結晶の育成方法の実施例について説明する。育成する単
結晶の格子定数をＬc 、種結晶の格子定数をＬs とする
と、前記育成単結晶と種結晶との格子不整合率は次の算
式で表すことができる。 格子不整合率＝｜（Ｌc −Ｌs ）／Ｌs ｜×１００
（％）
【０００７】育成単結晶の電気的性質を制御する目的で
原料であるシリコン多結晶に添加するIII ，IV，V 族元
素のほとんどは置換型不純物で、その原子半径ｒi と相
互サイズ効果εは表１に示す通りである。相互サイズ効
果εは、不純物の原子半径をｒi 、シリコンの原子半径
をｒ0 としたとき、ε＝（ｒi −ｒ0 ）／ｒ0 で表され
る。前記相互サイズ効果εの絶対値が大きいほど不純物
添加による格子定数の変化量が大きくなる。従って、不
純物を含まないか、または低濃度の不純物を含む無転位
のシリコン単結晶を種結晶として用いた場合、育成単結
晶に添加される不純物量が多くなるほど育成単結晶と種
結晶との格子不整合率が大きくなり、育成単結晶に転位
の発生が起きやすい。しかし、育成する単結晶と同程度
の濃度の不純物を含む無転位単結晶を種結晶として用い
ることにより、種結晶の格子定数を育成単結晶の格子定
数に近似させることができるので、育成単結晶と種結晶
との格子不整合率が小さくなり、高濃度の不純物を添加
したシリコン単結晶を無転位の状態で育成することがで
きる。
【０００８】
【表１】
【０００９】不純物としてたとえばＧｅを添加した単結
晶の育成に当たり、育成単結晶と種結晶との格子不整合
率を０．０１％以下に抑えた場合は、種結晶と育成単結
晶との接合部における欠陥が起こらず、転位も発生しな
かった。しかし、前記格子不整合率が０．０１％を超え
た場合は育成単結晶に転位が発生した。従って、育成単
結晶と種結晶との格子不整合率は０．０１％以下とする
ことが望ましい。
【００１０】本発明による単結晶の育成方法は、添加物
としてｐ型半導体とするために添加する不純物であるＢ
やＧａなどのIII 族元素、ｎ型半導体とするために添加
する不純物であるＰやＳｂなどのV 族元素、あるいはＧ
ｅのようなIV族元素を添加したシリコン多結晶原料から
無転位単結晶を育成する場合に適用することができる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｃ
Ｚ法またはＦＺ法を用いて不純物添加量の多いシリコン
単結晶、特に大口径のシリコン単結晶を育成する場合
に、無転位単結晶の成長を阻害する原因が育成単結晶と
種結晶との格子不整合率にある点に着目し、前記格子不
整合率を小さくするため、育成しようとする単結晶と同
程度の濃度の不純物を添加した無転位単結晶を種結晶と
して用いることにしたので、種結晶と育成単結晶との接
合部における欠陥の発生が抑制される。従って、不純物
を添加したシリコン単結晶、特に大口径のシリコン単結
晶を無転位の状態で育成することができ、高品質のｐ型
あるいはｎ型半導体単結晶の生産性を向上させることが
可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チョクラルスキー法（但し、液体封止引
    上げ法を除く）による不純物添加シリコン単結晶の育成
    において、育成する単結晶と同程度の濃度の不純物を含
    み、育成単結晶との格子不整合率が０．０１％以下とさ
    れた無転位単結晶を種結晶として用いることにより、高
    濃度の不純物が添加された大口径のシリコン単結晶を無
    転位の状態で育成することを特徴とする不純物添加シリ
    コン単結晶の育成方法。
  2. 【請求項２】 チョクラルスキー法（但し、液体封止引
    上げ法を除く）による不純物添加シリコン単結晶の育成
    において、育成単結晶と種結晶との格子不整合率を０．
    ０１％以下とすることにより、高濃度の不純物が添加さ
    れた大口径のシリコン単結晶を無転位の状態で育成する
    ことを特徴とする不純物添加シリコン単結晶の育成方
    法。
  3. 【請求項３】 前記不純物はIII族元素またはＶ族元素
    である請求項１または２記載の不純物添加シリコン単結
    晶の育成方法。
  4. 【請求項４】 前記III族元素はＢもしくはＧａであ
    り、前記Ｖ族元素はＰもしくはＳｂである請求項３記載
    の不純物添加シリコン単結晶の育成方法。
  5. 【請求項５】 育成する単結晶と同程度の濃度の不純物
    を含み、育成単結晶との格子不整合率が０．０１％以下
    とされた、チョクラルスキー法（液体封止引上げ法を除
    く）による不純物添加シリコン単結晶の育成用のシリコ
    ン種結晶。
  6. 【請求項６】 育成する単結晶と同程度の濃度の不純物
    を含み、育成単結晶との格子不整合率が０．０１％以下
    とされた、チョクラルスキー法（液体封止引上げ法を除
    く）による不純物ボロン添加シリコン単結晶の育成用の
    シリコン種結晶。
  7. 【請求項７】 育成シリコン単結晶との格子不整合率が
    ０．０１％以下とされた、チョクラルスキー法（液体封
    止引上げ法を除く）による不純物添加シリコン単結晶の
    育成用のシリコン種結晶。
  8. 【請求項８】 育成シリコン単結晶との格子不整合率が
    ０．０１％以下とされた、チョクラルスキー法（液体封
    止引上げ法を除く）による不純物ボロン添加シリコン単
    結晶の育成用のシリコン種結晶。
  9. 【請求項９】 請求項５から８いずれか記載のシリコン
    種結晶を使用することによって育成された不純物添加シ
    リコン無転位単結晶。
  10. 【請求項１０】 請求項６または８記載のシリコン種結
    晶を使用することによって育成された不純物ボロン添加
    シリコン無転位単結晶。
JP06013203A 1994-01-11 1994-01-11 不純物添加シリコン単結晶の育成方法 Expired - Fee Related JP3141975B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06013203A JP3141975B2 (ja) 1994-01-11 1994-01-11 不純物添加シリコン単結晶の育成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06013203A JP3141975B2 (ja) 1994-01-11 1994-01-11 不純物添加シリコン単結晶の育成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07206583A JPH07206583A (ja) 1995-08-08
JP3141975B2 true JP3141975B2 (ja) 2001-03-07

Family

ID=11826604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06013203A Expired - Fee Related JP3141975B2 (ja) 1994-01-11 1994-01-11 不純物添加シリコン単結晶の育成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3141975B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW538445B (en) 1998-04-07 2003-06-21 Shinetsu Handotai Kk Silicon seed crystal and method for producing silicon single crystal
DE60026286T2 (de) 1999-05-28 2006-11-09 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. MIT Ga DOTIERTER CZOCHRALSKI-EINKRISTALL UND WAFER UND VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG
US7396406B2 (en) 2004-02-09 2008-07-08 Sumco Techxiv Corporation Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and method
WO2010021272A1 (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 シリコンインゴット、シリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハの製造方法、並びにシリコンインゴット
JP5683517B2 (ja) 2012-03-16 2015-03-11 ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトＳｉｌｔｒｏｎｉｃ ＡＧ シリコン単結晶の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07206583A (ja) 1995-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0812493A (ja) シリコン単結晶の製造方法
JP3141975B2 (ja) 不純物添加シリコン単結晶の育成方法
JP2833478B2 (ja) シリコン単結晶成長方法
JP3446032B2 (ja) 無転位シリコン単結晶の製造方法
JP3536087B2 (ja) 無転位シリコン単結晶の製造方法
JP2795030B2 (ja) 単結晶シリコン棒の製造方法
JPH11130592A (ja) シリコン単結晶の製造方法
KR20140018671A (ko) 실리콘 단결정 잉곳 성장 방법
JP3818023B2 (ja) ＧａＡｓ単結晶の製造方法
JP3726847B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法および種結晶
JP4273793B2 (ja) 単結晶の製造方法
JPH11268998A (ja) ＧａＡｓ単結晶インゴットおよびその製造方法ならびにそれを用いたＧａＡｓ単結晶ウエハ
CN110036143B (zh) 单晶硅制造方法以及单晶硅晶片
JP2003246695A (ja) 高濃度にドーピングされたシリコン単結晶の製造方法
Taishi et al. Dislocation-free Czochralski Si crystal growth without a thin neck: dislocation behavior due to incomplete seeding
JPS6126591A (ja) 結晶成長方法
US20050076826A1 (en) Silicon seed crystal and method for manufacturing silicon single crystal
JP2003137687A (ja) シリコン単結晶の育成方法
JP2833432B2 (ja) シリコン単結晶の成長方法
JPS58208193A (ja) るつぼ
JPS62182190A (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
JP4200690B2 (ja) ＧａＡｓウェハの製造方法
JP2736343B2 (ja) 半絶縁性ＩｎＰ単結晶の製造方法
CN115233292A (zh) 一种低电阻率硅单晶及其制备方法
JPH01215799A (ja) 半絶縁性ＧａＡｓ化合物半導体単結晶及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071222

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222

Year of fee payment: 11

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222

Year of fee payment: 11

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222

Year of fee payment: 12

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222

Year of fee payment: 12

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131222

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees