JP3195889B2 - シリコン単結晶の製造方法及び石英ガラスルツボ - Google Patents
シリコン単結晶の製造方法及び石英ガラスルツボInfo
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法に
よるシリコン単結晶の製造方法及びこれに用いる石英ガ
ラスルツボに関するものである。
よるシリコン単結晶の製造方法及びこれに用いる石英ガ
ラスルツボに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】チョクラルスキー法（引き上げ法）によ
って、石英ガラスルツボ中のシリコン融液から引き上げ
られたシリコン単結晶には、いわゆる酸化誘起積層欠陥
（以下、ＯＳＦという）が発生することがある。このＯ
ＳＦは、その後の集積回路素子製造において種々の障害
をもたらし、集積回路素子の製造歩留りを著しく低下さ
せるため、完全にＯＳＦの発生しないシリコン単結晶が
望まれる。近年は、原料たる多結晶シリコンの高純度化
や炉内部材の高純度化、引き上げ条件の改善、さらに
は、使用石英ガラスルツボの高純度化等により、ＯＳＦ
の発生はかなり減少していると言える。
って、石英ガラスルツボ中のシリコン融液から引き上げ
られたシリコン単結晶には、いわゆる酸化誘起積層欠陥
（以下、ＯＳＦという）が発生することがある。このＯ
ＳＦは、その後の集積回路素子製造において種々の障害
をもたらし、集積回路素子の製造歩留りを著しく低下さ
せるため、完全にＯＳＦの発生しないシリコン単結晶が
望まれる。近年は、原料たる多結晶シリコンの高純度化
や炉内部材の高純度化、引き上げ条件の改善、さらに
は、使用石英ガラスルツボの高純度化等により、ＯＳＦ
の発生はかなり減少していると言える。
【０００３】ところが、Ｎ型シリコン単結晶（一般にＮ
型シリコン単結晶とは、Ｐ、Ｓｂ、ＡｓなどＶ族のドー
パントをドープしたシリコン単結晶をいう）において
は、結晶引き上げ後、初期ＯＳＦ検査では全くＯＳＦの
発生が認められなかったにもかかわらず、インゴット状
態で長期間（例えば１ヶ月）常温で保存すると、その後
のＯＳＦ検査でＯＳＦが多発することがあると言う興味
深い現象（以下、ＯＳＦ経時変化という）が発見され
た。これはシリコン単結晶中に含まれる微量不純物が常
温保存中に徐々に拡散、凝集し、ＯＳＦの発生核を形成
するためと考えられた。そこで、シリコン単結晶インゴ
ットを保存する場合は低温貯蔵するか、早期に切断加工
することで解決できることを見出し、先に提案した（特
開平 5-58800号）。
型シリコン単結晶とは、Ｐ、Ｓｂ、ＡｓなどＶ族のドー
パントをドープしたシリコン単結晶をいう）において
は、結晶引き上げ後、初期ＯＳＦ検査では全くＯＳＦの
発生が認められなかったにもかかわらず、インゴット状
態で長期間（例えば１ヶ月）常温で保存すると、その後
のＯＳＦ検査でＯＳＦが多発することがあると言う興味
深い現象（以下、ＯＳＦ経時変化という）が発見され
た。これはシリコン単結晶中に含まれる微量不純物が常
温保存中に徐々に拡散、凝集し、ＯＳＦの発生核を形成
するためと考えられた。そこで、シリコン単結晶インゴ
ットを保存する場合は低温貯蔵するか、早期に切断加工
することで解決できることを見出し、先に提案した（特
開平 5-58800号）。
【０００４】しかし、この先に提案した発明はあくまで
ＯＳＦ経時変化を抑制する技術であって、ＯＳＦ経時変
化を起さない完全にＯＳＦの発生しないＮ型シリコン単
結晶を得るためには、ＯＳＦ経時変化を起こさせる原因
を取り除かなければならない。また、先に提案した発明
では低温貯蔵するのにコストがかかり、早期切断加工す
るのでは、生産計画やウェーハ保存法に大きな問題が生
じる。
ＯＳＦ経時変化を抑制する技術であって、ＯＳＦ経時変
化を起さない完全にＯＳＦの発生しないＮ型シリコン単
結晶を得るためには、ＯＳＦ経時変化を起こさせる原因
を取り除かなければならない。また、先に提案した発明
では低温貯蔵するのにコストがかかり、早期切断加工す
るのでは、生産計画やウェーハ保存法に大きな問題が生
じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記問題点に鑑み例え常温で長期保存して
も、ＯＳＦ経時変化の起らない、即ち完全にＯＳＦの発
生しないチョクラルスキー法によるＮ型シリコン単結晶
を得ることにある。
する課題は、上記問題点に鑑み例え常温で長期保存して
も、ＯＳＦ経時変化の起らない、即ち完全にＯＳＦの発
生しないチョクラルスキー法によるＮ型シリコン単結晶
を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者はまずチョクラルスキー法によるシリコン
単結晶中に導入される金属不純物の発生源に注目した。
これまで不純物の発生源としては種々のものが検討され
たが、近年は原料多結晶シリコンと引上げ炉材の高純度
化が進んだので、微量とはいえ不純物を含んでおりシリ
コン融液中に内表面層が溶出する石英ガラスルツボが主
要な不純物源であるという状況にあることがわかった。
そこで、本発明者はＯＳＦ経時変化と使用した石英ガラ
スルツボの含有不純物との関係を種々調査した。その結
果、１）Ｃｕ濃度とは正の相関があるので、この元素は
平均濃度が 0.5ppbw以下である必要があること、２）Ａ
ｌが必要であり、かつ、単に含まれていればよいのでは
なく、引き上げ初期に必要量のほぼ全量が溶け込む必要
があること、３）この前記二つの条件を満足することが
特に重要で、その他の調査した不純物については、現在
チョクラルスキー法で一般に用いられている石英ガラス
ルツボ中の濃度（不純物元素各々１ppmw以下）では無相
関であること、を見出した。
に、本発明者はまずチョクラルスキー法によるシリコン
単結晶中に導入される金属不純物の発生源に注目した。
これまで不純物の発生源としては種々のものが検討され
たが、近年は原料多結晶シリコンと引上げ炉材の高純度
化が進んだので、微量とはいえ不純物を含んでおりシリ
コン融液中に内表面層が溶出する石英ガラスルツボが主
要な不純物源であるという状況にあることがわかった。
そこで、本発明者はＯＳＦ経時変化と使用した石英ガラ
スルツボの含有不純物との関係を種々調査した。その結
果、１）Ｃｕ濃度とは正の相関があるので、この元素は
平均濃度が 0.5ppbw以下である必要があること、２）Ａ
ｌが必要であり、かつ、単に含まれていればよいのでは
なく、引き上げ初期に必要量のほぼ全量が溶け込む必要
があること、３）この前記二つの条件を満足することが
特に重要で、その他の調査した不純物については、現在
チョクラルスキー法で一般に用いられている石英ガラス
ルツボ中の濃度（不純物元素各々１ppmw以下）では無相
関であること、を見出した。
【０００７】そこで本発明者は、従来の石英ガラスルツ
ボに対し、単に高純度のものであれば良いというもので
はなく、１）Ｃｕの平均濃度については低減化させ、
２）Ａｌの濃度についてはルツボの内表面近傍において
のみ高濃度とした石英ガラスルツボを使用することを発
案し、本発明を完成させるに到った。
ボに対し、単に高純度のものであれば良いというもので
はなく、１）Ｃｕの平均濃度については低減化させ、
２）Ａｌの濃度についてはルツボの内表面近傍において
のみ高濃度とした石英ガラスルツボを使用することを発
案し、本発明を完成させるに到った。
【０００８】しかして、本発明の要旨は、Ａｌの濃度を
内表面から３０μｍの範囲で平均濃度４０〜５００ｐｐ
ｍｗ、３０μｍを越え１ｍｍまでの平均濃度を４０ｐｐ
ｍｗ未満とし、Ｃｕの濃度を内表面から外表面までの平
均濃度で０．５ｐｐｂｗ以下としたことを特徴とする石
英ガラスルツボを使用することであり、そしてチョクラ
ルスキー法によってＮ型シリコン単結晶を製造する方法
において、この石英ガラスルツボを使用することを特徴
とするＮ型シリコン単結晶の製造方法というものであ
る。また、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の
製造方法において、石英ガラスルツボの内表面からの深
さ方向におけるＡｌ濃度が内表面から３０μｍの範囲で
平均濃度４０ｐｐｍｗ未満、Ｃｕの濃度が内表面から外
表面までの平均濃度で０．５ｐｐｂｗ以下である石英ガ
ラスルツボを使用する際に、該Ａｌ濃度を内表面から３
０μｍの範囲で平均濃度４０〜５００ｐｐｍｗ、３０μ
ｍを越え１ｍｍまでの平均濃度が４０ｐｐｍｗ未満と
し、Ｃｕの濃度が内表面から外表面までの平均濃度で
０．５ｐｐｂｗ以下である石英ガラスルツボを使用した
場合と同様のＡｌ濃度であるシリコン単結晶が製造され
るように、Ａｌをドープすることを特徴とするシリコン
単結晶の製造方法というものである。これは具体的に
は、ドープするＡｌの量の範囲を、下式（１）から求め
られる坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重量Ｗを
求めることによって算出することを特徴とするシリコン
単結晶の製造方法である。 Ｗ＝Ａ×ｔ×ρ×Ｃ …… （１） ただし、Ｗ：坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重
量 Ａ：シリコン融液と石英ガラスルツボの接触面積 ｔ：石英ガラスルツボの溶出肉厚 ρ：石英ガラスルツボの密度 Ｃ：石英ガラスルツボの表層アルミ濃度
内表面から３０μｍの範囲で平均濃度４０〜５００ｐｐ
ｍｗ、３０μｍを越え１ｍｍまでの平均濃度を４０ｐｐ
ｍｗ未満とし、Ｃｕの濃度を内表面から外表面までの平
均濃度で０．５ｐｐｂｗ以下としたことを特徴とする石
英ガラスルツボを使用することであり、そしてチョクラ
ルスキー法によってＮ型シリコン単結晶を製造する方法
において、この石英ガラスルツボを使用することを特徴
とするＮ型シリコン単結晶の製造方法というものであ
る。また、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の
製造方法において、石英ガラスルツボの内表面からの深
さ方向におけるＡｌ濃度が内表面から３０μｍの範囲で
平均濃度４０ｐｐｍｗ未満、Ｃｕの濃度が内表面から外
表面までの平均濃度で０．５ｐｐｂｗ以下である石英ガ
ラスルツボを使用する際に、該Ａｌ濃度を内表面から３
０μｍの範囲で平均濃度４０〜５００ｐｐｍｗ、３０μ
ｍを越え１ｍｍまでの平均濃度が４０ｐｐｍｗ未満と
し、Ｃｕの濃度が内表面から外表面までの平均濃度で
０．５ｐｐｂｗ以下である石英ガラスルツボを使用した
場合と同様のＡｌ濃度であるシリコン単結晶が製造され
るように、Ａｌをドープすることを特徴とするシリコン
単結晶の製造方法というものである。これは具体的に
は、ドープするＡｌの量の範囲を、下式（１）から求め
られる坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重量Ｗを
求めることによって算出することを特徴とするシリコン
単結晶の製造方法である。 Ｗ＝Ａ×ｔ×ρ×Ｃ …… （１） ただし、Ｗ：坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重
量 Ａ：シリコン融液と石英ガラスルツボの接触面積 ｔ：石英ガラスルツボの溶出肉厚 ρ：石英ガラスルツボの密度 Ｃ：石英ガラスルツボの表層アルミ濃度
【０００９】以下本発明につき、さらに詳細に説明す
る。従来の石英ガラスルツボの不純物レベルは、初期Ｏ
ＳＦの発生を防止するには、ほぼ満足する結果が得られ
るまでに、高純度化が図られている（表１参照）。しか
し、Ｎ型シリコン単結晶におけるＯＳＦ経時変化を防止
することはできない。そこで、本発明では、従来の石英
ガラスルツボに対しＣｕについては高純度化を図り、Ａ
ｌについてはルツボ内表面近傍においてのみ高濃度とす
ることによって、ＯＳＦ経時変化の起らないＮ型シリコ
ン単結晶の製造を可能としたものである。
る。従来の石英ガラスルツボの不純物レベルは、初期Ｏ
ＳＦの発生を防止するには、ほぼ満足する結果が得られ
るまでに、高純度化が図られている（表１参照）。しか
し、Ｎ型シリコン単結晶におけるＯＳＦ経時変化を防止
することはできない。そこで、本発明では、従来の石英
ガラスルツボに対しＣｕについては高純度化を図り、Ａ
ｌについてはルツボ内表面近傍においてのみ高濃度とす
ることによって、ＯＳＦ経時変化の起らないＮ型シリコ
ン単結晶の製造を可能としたものである。
【００１０】
【作用】図１から判るように、ＯＳＦ経時変化を防止す
るためには、Ｃｕの平均濃度を減少させる必要がある。
しかし、Ｃｕの平均濃度を 0.5ppbw以下と極めて高純度
としても、ＯＳＦ経時変化の起こることがあることが判
る。そこで、更に詳細に調査した所、図２に示した通
り、石英ガラスルツボ中の内表層のＡｌ濃度とＯＳＦ経
時変化には負の相関があり、ＡｌがＯＳＦ経時変化を抑
制する作用があることが判った。この現象の理論は今の
所明らかでないが、ＯＳＦ経時変化の結果とＡｌ−Ｃｕ
濃度の関係を調べたところ図３のようになり、ＯＳＦ経
時変化を完全に防止するためには、Ｃｕの平均濃度を
0.5ppbw以下、Ａｌの濃度を40ppmw以上とすれば良いこ
とが判明した。
るためには、Ｃｕの平均濃度を減少させる必要がある。
しかし、Ｃｕの平均濃度を 0.5ppbw以下と極めて高純度
としても、ＯＳＦ経時変化の起こることがあることが判
る。そこで、更に詳細に調査した所、図２に示した通
り、石英ガラスルツボ中の内表層のＡｌ濃度とＯＳＦ経
時変化には負の相関があり、ＡｌがＯＳＦ経時変化を抑
制する作用があることが判った。この現象の理論は今の
所明らかでないが、ＯＳＦ経時変化の結果とＡｌ−Ｃｕ
濃度の関係を調べたところ図３のようになり、ＯＳＦ経
時変化を完全に防止するためには、Ｃｕの平均濃度を
0.5ppbw以下、Ａｌの濃度を40ppmw以上とすれば良いこ
とが判明した。
【００１１】これは、Ｎ型シリコン単結晶中のＣｕの量
を減少させ、その拡散、凝集量を減少させ、かつこれを
抑制するＡｌの量を所定量とすれば、完全にＯＳＦ経時
変化を起こさないＮ型シリコン単結晶が得られることを
意味する。そこで、本発明では石英ガラスルツボの不純
物を一律に減少させるのではなく、Ｃｕについて高純化
を計り（０．５ｐｐｂｗ以下）、Ａｌについては一定値
に保つか、石英ルツボがそのようなＡｌを含有していな
い場合は、その分の補償用のＡｌを故意にドープするこ
ととした。但し、Ａｌはシリコン単結晶に対しＰ型ドー
パントとして作用するため、Ｎ型シリコン単結晶製造に
おいては、抵抗値制御等の問題から、多量に存在するこ
とは好ましくない。よって、Ａｌについては、Ｎ型シリ
コン単結晶製造に悪影響を及ぼさない限度に抑える必要
があり、したがって内表面から深さ方向に３０μｍまで
の平均濃度で４０〜５００ｐｐｍｗ、好ましくは５０〜
１５０ｐｐｍｗ、３０μｍを超え１ｍｍまでの部分で平
均濃度４０ｐｐｍｗ未満，好ましくは１０ｐｐｍｗ以下
程度に保つのがよい。また石英ガラスルツボが内表面か
ら深さ方向に３０μｍまでのＡｌの平均濃度が４０ｐｐ
ｍｗ未満である場合、（例えば合成石英ルツボ、従来ル
ツボの内表面偏析層をエッチングしたもの（特開昭６３
−１６６７９１号公報参照）。）には従来石英ルツボの
内表面に偏析含有されるＡｌの濃度（４０〜５００ｐｐ
ｍｗ）との差を補償すべく、Ａｌを故意にドープするこ
ととしたのである。尚、本発明では、Ｃｕ、Ａｌ以外の
不純物については、従来石英ガラスルツボが含有する濃
度の範囲ではＯＳＦ経時変化と相関が見られないため、
従来石英ガラスルツボと同レベルであると、さらに高純
度化が計られてあるとは問わないが高純度であることが
望ましい。
を減少させ、その拡散、凝集量を減少させ、かつこれを
抑制するＡｌの量を所定量とすれば、完全にＯＳＦ経時
変化を起こさないＮ型シリコン単結晶が得られることを
意味する。そこで、本発明では石英ガラスルツボの不純
物を一律に減少させるのではなく、Ｃｕについて高純化
を計り（０．５ｐｐｂｗ以下）、Ａｌについては一定値
に保つか、石英ルツボがそのようなＡｌを含有していな
い場合は、その分の補償用のＡｌを故意にドープするこ
ととした。但し、Ａｌはシリコン単結晶に対しＰ型ドー
パントとして作用するため、Ｎ型シリコン単結晶製造に
おいては、抵抗値制御等の問題から、多量に存在するこ
とは好ましくない。よって、Ａｌについては、Ｎ型シリ
コン単結晶製造に悪影響を及ぼさない限度に抑える必要
があり、したがって内表面から深さ方向に３０μｍまで
の平均濃度で４０〜５００ｐｐｍｗ、好ましくは５０〜
１５０ｐｐｍｗ、３０μｍを超え１ｍｍまでの部分で平
均濃度４０ｐｐｍｗ未満，好ましくは１０ｐｐｍｗ以下
程度に保つのがよい。また石英ガラスルツボが内表面か
ら深さ方向に３０μｍまでのＡｌの平均濃度が４０ｐｐ
ｍｗ未満である場合、（例えば合成石英ルツボ、従来ル
ツボの内表面偏析層をエッチングしたもの（特開昭６３
−１６６７９１号公報参照）。）には従来石英ルツボの
内表面に偏析含有されるＡｌの濃度（４０〜５００ｐｐ
ｍｗ）との差を補償すべく、Ａｌを故意にドープするこ
ととしたのである。尚、本発明では、Ｃｕ、Ａｌ以外の
不純物については、従来石英ガラスルツボが含有する濃
度の範囲ではＯＳＦ経時変化と相関が見られないため、
従来石英ガラスルツボと同レベルであると、さらに高純
度化が計られてあるとは問わないが高純度であることが
望ましい。
【００１２】ここで、Ｃｕの含有濃度については、石英
ガラスルツボ全体での濃度が問題となり、Ａｌについて
はチョクラルスキー法で単結晶引き上げ終了までに溶解
する石英ガラスルツボ内表面層においての濃度及び分布
が問題となる。というのは、Ａｌについては、チョクラ
ルスキー法による単結晶の引き上げ中、石英ガラスルツ
ボ内で拡散せず、石英ガラスルツボの使用の前後でその
含有濃度分布に変化が生じないが、Ｃｕは石英ガラスル
ツボ内で拡散し、石英ガラスルツボの使用前後で濃度分
布が変ってしまうからである。従って、本発明の目的を
達成するためには、Ａｌについては、石英ガラスルツボ
内表面層においてのみ偏析しているものとすればよい
が、Ｃｕについては石英ガラスルツボ全体の濃度を低減
させる必要がある（特開平4-108683号参照）。
ガラスルツボ全体での濃度が問題となり、Ａｌについて
はチョクラルスキー法で単結晶引き上げ終了までに溶解
する石英ガラスルツボ内表面層においての濃度及び分布
が問題となる。というのは、Ａｌについては、チョクラ
ルスキー法による単結晶の引き上げ中、石英ガラスルツ
ボ内で拡散せず、石英ガラスルツボの使用の前後でその
含有濃度分布に変化が生じないが、Ｃｕは石英ガラスル
ツボ内で拡散し、石英ガラスルツボの使用前後で濃度分
布が変ってしまうからである。従って、本発明の目的を
達成するためには、Ａｌについては、石英ガラスルツボ
内表面層においてのみ偏析しているものとすればよい
が、Ｃｕについては石英ガラスルツボ全体の濃度を低減
させる必要がある（特開平4-108683号参照）。
【００１３】次に、本発明の石英ガラスルツボの製法に
ついて述べる。従来の石英ガラスルツボ（天然石英製）
を超高純度化するには、ルツボの内表面層にルツボ溶融
中に堆積したアルミニウムを取り除く必要があった。こ
のことは特開昭63-166791 号公報に開示されているとお
りである。内表面偏析の原因が不明であったので、生成
しないようには出来ずにあとで取り除くしかなかった。
このように、引き上げ法に用いられる高純度石英ガラス
ルツボの製法としては、一般的には天然石英原料粉を高
純度化して、成形溶融中に表面偏析する元素は後工程で
取り除いて超高純度化することが知られている。本発明
者は限りなく高純度の天然石英ガラスルツボを上記のよ
うにして試作した。また、更に高純度である合成石英ガ
ラスルツボも用意してＮ型シリコン単結晶を引き上げ
た。すると予想に反し、これらのルツボはＯＳＦ経時変
化にむしろ害があることを発見し、その理由を研究した
結果、内表面層に堆積するアルミニウムはＯＳＦ経時変
化の抑制に寄与するものであって、ルツボに残しておい
た方がよいことを見い出した。更に、ただあれば良いの
ではなくて表層の約30μｍ以内のところにあって、単結
晶の引き上げを開始する以前にシリコン融液に移行して
いる必要があることを知見した。もちろん他の元素につ
いては高純度であることが必要であるが、一般論として
高純度の方がよいというものではなく、特にＣｕが 0.5
ppbw以下であることがＮ型シリコン単結晶を製造するの
に必須の条件であることを見つけた。
ついて述べる。従来の石英ガラスルツボ（天然石英製）
を超高純度化するには、ルツボの内表面層にルツボ溶融
中に堆積したアルミニウムを取り除く必要があった。こ
のことは特開昭63-166791 号公報に開示されているとお
りである。内表面偏析の原因が不明であったので、生成
しないようには出来ずにあとで取り除くしかなかった。
このように、引き上げ法に用いられる高純度石英ガラス
ルツボの製法としては、一般的には天然石英原料粉を高
純度化して、成形溶融中に表面偏析する元素は後工程で
取り除いて超高純度化することが知られている。本発明
者は限りなく高純度の天然石英ガラスルツボを上記のよ
うにして試作した。また、更に高純度である合成石英ガ
ラスルツボも用意してＮ型シリコン単結晶を引き上げ
た。すると予想に反し、これらのルツボはＯＳＦ経時変
化にむしろ害があることを発見し、その理由を研究した
結果、内表面層に堆積するアルミニウムはＯＳＦ経時変
化の抑制に寄与するものであって、ルツボに残しておい
た方がよいことを見い出した。更に、ただあれば良いの
ではなくて表層の約30μｍ以内のところにあって、単結
晶の引き上げを開始する以前にシリコン融液に移行して
いる必要があることを知見した。もちろん他の元素につ
いては高純度であることが必要であるが、一般論として
高純度の方がよいというものではなく、特にＣｕが 0.5
ppbw以下であることがＮ型シリコン単結晶を製造するの
に必須の条件であることを見つけた。
【００１４】天然水晶粉をフッ酸と硝酸で洗浄した後、
ハロゲン元素を含む雰囲気（例えばＨＣｌとＣｌ2 の混
合雰囲気）で 1,000℃から 1,300℃で加熱し、更に再び
フッ酸で洗浄するとＣｕ濃度が 0.3ppbw以下の高純度水
晶粉となる。このときＡｌのような３ｂ族元素は減少し
ない。たとえば前記処理前にＡｌが12ppmwである原料を
処理してもＡｌの濃度は変化しない。アルカリ金属、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｎｉなどが特に純化される元素である。この
高純度水晶粉を垂直軸の廻りに回転するモールド中に成
形し、内側から加熱して溶融ガラス化すると石英ガラス
ルツボが得られる。ルツボ表面が 2,200℃程度でルツボ
を製造すると内表面から30μｍのＡｌ平均濃度は50ppmw
程度まで濃縮される。 2,300℃で５分以上加熱を続ける
と徐々にＡｌ濃度が増加し、300ppmw 程度までに達す
る。加熱が30分以上になるとＡｌが内部に拡散するため
か40μｍ以上深い所のＡｌ濃度も増加して、本発明の効
果が十分発揮されない。ルツボの口径に応じてチャージ
量が変わるので必要な表面偏析量も変わるから、ルツボ
溶融の温度と時間を最適化する必要がある。
ハロゲン元素を含む雰囲気（例えばＨＣｌとＣｌ2 の混
合雰囲気）で 1,000℃から 1,300℃で加熱し、更に再び
フッ酸で洗浄するとＣｕ濃度が 0.3ppbw以下の高純度水
晶粉となる。このときＡｌのような３ｂ族元素は減少し
ない。たとえば前記処理前にＡｌが12ppmwである原料を
処理してもＡｌの濃度は変化しない。アルカリ金属、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｎｉなどが特に純化される元素である。この
高純度水晶粉を垂直軸の廻りに回転するモールド中に成
形し、内側から加熱して溶融ガラス化すると石英ガラス
ルツボが得られる。ルツボ表面が 2,200℃程度でルツボ
を製造すると内表面から30μｍのＡｌ平均濃度は50ppmw
程度まで濃縮される。 2,300℃で５分以上加熱を続ける
と徐々にＡｌ濃度が増加し、300ppmw 程度までに達す
る。加熱が30分以上になるとＡｌが内部に拡散するため
か40μｍ以上深い所のＡｌ濃度も増加して、本発明の効
果が十分発揮されない。ルツボの口径に応じてチャージ
量が変わるので必要な表面偏析量も変わるから、ルツボ
溶融の温度と時間を最適化する必要がある。
【００１５】本発明においては、単結晶の引き上げ開始
前までに所望の量のＡｌが溶湯に取り込まれ、その後こ
の濃度が極端に増加しないことが必要なので、シリコン
単結晶引き上げ開始前に石英ルツボが溶解する内表面層
約30μｍ以内にＡｌが集中している必要がある。こうし
て、本発明の内表面層約30μｍ内にＡｌの偏析した石英
ルツボを得ることができるが、偏析層の厚さは、30μｍ
より薄い分にはかまわないが厚い場合は、単結晶の引き
上げを開始する前までに石英ガラスルツボの偏析内表面
がその厚さまで溶解している必要があるので、多結晶シ
リコンの溶解時間を長めにする等の調節が必要となる。
要は、単結晶の引き上げ開始までに偏析層をすべて溶解
しておけばよい。
前までに所望の量のＡｌが溶湯に取り込まれ、その後こ
の濃度が極端に増加しないことが必要なので、シリコン
単結晶引き上げ開始前に石英ルツボが溶解する内表面層
約30μｍ以内にＡｌが集中している必要がある。こうし
て、本発明の内表面層約30μｍ内にＡｌの偏析した石英
ルツボを得ることができるが、偏析層の厚さは、30μｍ
より薄い分にはかまわないが厚い場合は、単結晶の引き
上げを開始する前までに石英ガラスルツボの偏析内表面
がその厚さまで溶解している必要があるので、多結晶シ
リコンの溶解時間を長めにする等の調節が必要となる。
要は、単結晶の引き上げ開始までに偏析層をすべて溶解
しておけばよい。
【００１６】また内表面にＡｌの偏析のない表面偏析を
総て取り除いた天然石英ガラスルツボや、そもそもＡｌ
を深さ方向に３０μｍまでの平均濃度で４０ｐｐｍｗ未
満しか含有しない合成石英ガラスルツボにおいては、そ
の内表面に所望の量のＡｌを含有した層をコートするこ
とによって、本発明の石英ガラスルツボを製造すること
もできる。コーティングは、例えばゾルゲル法等による
ことができる。この時コーティング膜が剥離しないため
に膜の厚さについては５μｍ程度が好ましい。また、溶
融シリコンにＡｌをドープしても良い。ドープ法として
は、１）多結晶原料を石英ガラスルツボ内へ充填する際
に、Ａｌドープ剤を該ルツボの底へ入れておく方法、及
び２）シリコン原料が融解して融液となった後、ドープ
剤投入装置を使用して投入する方法との二通りの方法が
ある。ドープ剤としては粉末状Ａｌが溶解も速いので好
適であり、ドープ剤投入装置で投入すると粉末が飛散す
るので、１）の原料充填時にドープ剤を石英ガラスルツ
ボの底へ入れておく方が良い。
総て取り除いた天然石英ガラスルツボや、そもそもＡｌ
を深さ方向に３０μｍまでの平均濃度で４０ｐｐｍｗ未
満しか含有しない合成石英ガラスルツボにおいては、そ
の内表面に所望の量のＡｌを含有した層をコートするこ
とによって、本発明の石英ガラスルツボを製造すること
もできる。コーティングは、例えばゾルゲル法等による
ことができる。この時コーティング膜が剥離しないため
に膜の厚さについては５μｍ程度が好ましい。また、溶
融シリコンにＡｌをドープしても良い。ドープ法として
は、１）多結晶原料を石英ガラスルツボ内へ充填する際
に、Ａｌドープ剤を該ルツボの底へ入れておく方法、及
び２）シリコン原料が融解して融液となった後、ドープ
剤投入装置を使用して投入する方法との二通りの方法が
ある。ドープ剤としては粉末状Ａｌが溶解も速いので好
適であり、ドープ剤投入装置で投入すると粉末が飛散す
るので、１）の原料充填時にドープ剤を石英ガラスルツ
ボの底へ入れておく方が良い。
【００１７】ドープに要するＡｌ重量の算定は以下の方
法によって行う。坩堝からシリコン融液中に溶出するＡ
ｌ重量は、 Ｗ＝Ａ×ｔ×ρ×Ｃ …… （１） として算出される。ただし、 Ｗ：坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重量 Ａ：シリコン融液と石英ガラスルツボの接触面積 ｔ：石英ガラスルツボの溶出肉厚 ρ：石英ガラスルツボの密度 Ｃ：石英ガラスルツボの表層アルミ濃度 ここで、ｔ＝30μｍ、Ｃを40〜500ppmw とすれば、内表
面から深さ方向に30μｍまでのＡｌ平均濃度40〜500ppm
w である坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重量の
範囲が求められる。この値からドープに要するＡｌ重量
を算定する。
法によって行う。坩堝からシリコン融液中に溶出するＡ
ｌ重量は、 Ｗ＝Ａ×ｔ×ρ×Ｃ …… （１） として算出される。ただし、 Ｗ：坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重量 Ａ：シリコン融液と石英ガラスルツボの接触面積 ｔ：石英ガラスルツボの溶出肉厚 ρ：石英ガラスルツボの密度 Ｃ：石英ガラスルツボの表層アルミ濃度 ここで、ｔ＝30μｍ、Ｃを40〜500ppmw とすれば、内表
面から深さ方向に30μｍまでのＡｌ平均濃度40〜500ppm
w である坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重量の
範囲が求められる。この値からドープに要するＡｌ重量
を算定する。
【００１８】尚、石英ガラスルツボの口径が変化すると
接湯面積と湯体積の比が変化するので、湯中のＡｌの濃
度が所定の値であるよう設計変更することは言うまでも
ない。 また、本発明の石英ガラスルツボを、Ｎ型シリ
コン単結晶の引き上げに限らず、Ｐ型シリコン単結晶の
引き上げに用いても何ら不都合は生じない。
接湯面積と湯体積の比が変化するので、湯中のＡｌの濃
度が所定の値であるよう設計変更することは言うまでも
ない。 また、本発明の石英ガラスルツボを、Ｎ型シリ
コン単結晶の引き上げに限らず、Ｐ型シリコン単結晶の
引き上げに用いても何ら不都合は生じない。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を、その代表例につき
説明する。 （実施例１、２、比較例１、２）まず、四種類の石英ガ
ラスルツボ（18”φ）を用意した。二つは本発明の石英
ガラスルツボであり、そのうちの一つはＨＣｌとＣｌ2
の混合雰囲気中／ 1,200℃で処理した高純度水晶粉を
2,230℃で溶融ガラス化して製造したルツボ（実施例
１：内表面層Ａｌ偏析あり、Ｃｕ≦0.5ppb）、もう一つ
は合成石英ガラスルツボの内表面にＡｌドープシリカを
ゾルゲル法でコートしたルツボ（実施例２）、別の二つ
は従来の天然石英ガラスルツボ（比較例１：内表面層Ａ
ｌ偏析あり、Ｃｕ＞0.5ppb）と、合成石英ガラスルツボ
（比較例２：内表面層Ａｌ偏析なし、Ｃｕ＜0.5ppb）で
ある。これらの含有不純物濃度を表１に示した。
説明する。 （実施例１、２、比較例１、２）まず、四種類の石英ガ
ラスルツボ（18”φ）を用意した。二つは本発明の石英
ガラスルツボであり、そのうちの一つはＨＣｌとＣｌ2
の混合雰囲気中／ 1,200℃で処理した高純度水晶粉を
2,230℃で溶融ガラス化して製造したルツボ（実施例
１：内表面層Ａｌ偏析あり、Ｃｕ≦0.5ppb）、もう一つ
は合成石英ガラスルツボの内表面にＡｌドープシリカを
ゾルゲル法でコートしたルツボ（実施例２）、別の二つ
は従来の天然石英ガラスルツボ（比較例１：内表面層Ａ
ｌ偏析あり、Ｃｕ＞0.5ppb）と、合成石英ガラスルツボ
（比較例２：内表面層Ａｌ偏析なし、Ｃｕ＜0.5ppb）で
ある。これらの含有不純物濃度を表１に示した。
【００２０】なお、石英ガラスルツボ中のＡｌ濃度の測
定は、内表面を38％フッ酸で厚さ30μｍを溶出し、この
溶液中のＡｌとＳｉを原子吸光光度法で測定し、計算に
より厚さ30μｍ中のＡｌ濃度を求めた。更にルツボ内表
面の厚さ１mmを切り出し、フッ酸で表面の30μｍを取り
除いたサンプルについてＡｌのバルク濃度を求めた。ま
た、Ｃｕ、Ｂ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎａ、Ｋ及びＬｉの
測定にはルツボ内表面から外表面まで含むすべてのサン
プルについての平均濃度で求めた。
定は、内表面を38％フッ酸で厚さ30μｍを溶出し、この
溶液中のＡｌとＳｉを原子吸光光度法で測定し、計算に
より厚さ30μｍ中のＡｌ濃度を求めた。更にルツボ内表
面の厚さ１mmを切り出し、フッ酸で表面の30μｍを取り
除いたサンプルについてＡｌのバルク濃度を求めた。ま
た、Ｃｕ、Ｂ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎａ、Ｋ及びＬｉの
測定にはルツボ内表面から外表面まで含むすべてのサン
プルについての平均濃度で求めた。
【００２１】
【表１】
【００２２】前記四種類の石英ガラスルツボを用い、一
般のチョクラルスキー法に基づきＮ型シリコン単結晶
（原料多結晶シリコン60kgチャージ、45kg単結晶引き上
げ、Ｐドープ、直径６インチ、方位〈１００〉）を引き
上げ、それぞれＯＳＦ密度が経時的にどのように変化す
るか調べた。尚、石英ガラスルツボ以外の起因にもとづ
く不純物の影響を除去するため、原料多結晶シリコン及
び炉内部材については、超高純度品を用いた。
般のチョクラルスキー法に基づきＮ型シリコン単結晶
（原料多結晶シリコン60kgチャージ、45kg単結晶引き上
げ、Ｐドープ、直径６インチ、方位〈１００〉）を引き
上げ、それぞれＯＳＦ密度が経時的にどのように変化す
るか調べた。尚、石英ガラスルツボ以外の起因にもとづ
く不純物の影響を除去するため、原料多結晶シリコン及
び炉内部材については、超高純度品を用いた。
【００２３】そして、前記四種類の石英ガラスルツボか
ら引き上げられた四種のシリコン単結晶インゴットそれ
ぞれを引き上げ後ただちに図４に示すように５つのブロ
ックに分割し、ブロック１，２，３，４，５それぞれに
下記の処理を施してＯＳＦ密度を測定した。
ら引き上げられた四種のシリコン単結晶インゴットそれ
ぞれを引き上げ後ただちに図４に示すように５つのブロ
ックに分割し、ブロック１，２，３，４，５それぞれに
下記の処理を施してＯＳＦ密度を測定した。
【００２４】ブロック１については、分割後すぐに２mm
厚にスライスし、その表面を鏡面加工した後、 800℃か
ら 1,200℃まで温度勾配10℃/minで昇温し、 1,200℃に
おいてウェットＯ2 の状態下で 100分間保持し、次い
で、温度勾配 1.5℃/minで 800℃に降温し、次いで常温
まで冷却し取り出した。その後、フッ酸により酸化膜を
除去し、セコエッチング液中に２分間浸してセコエッチ
ングを行い、光学顕微鏡でＯＳＦ密度を測定した。デー
タは全測定値のＭＡＸ値とし、これをＯＳＦの発生密度
の初期値とした。
厚にスライスし、その表面を鏡面加工した後、 800℃か
ら 1,200℃まで温度勾配10℃/minで昇温し、 1,200℃に
おいてウェットＯ2 の状態下で 100分間保持し、次い
で、温度勾配 1.5℃/minで 800℃に降温し、次いで常温
まで冷却し取り出した。その後、フッ酸により酸化膜を
除去し、セコエッチング液中に２分間浸してセコエッチ
ングを行い、光学顕微鏡でＯＳＦ密度を測定した。デー
タは全測定値のＭＡＸ値とし、これをＯＳＦの発生密度
の初期値とした。
【００２５】ブロック２，３，４，５については、ブロ
ック２，３，４，５を常温（23℃）のままそれぞれ２週
間、４週間、６週間放置後、２mm厚にスライスし、その
表面を鏡面加工した後、ブロック１と同じ処理をしてＯ
ＳＦの発生密度を測定した。そして、それぞれにおい
て、全測定値のＭＡＸ値をデータとし、この値からＯＳ
Ｆ発生密度の初期値を差し引いた値を時系列データとし
てプロットしたものを図５に示した。
ック２，３，４，５を常温（23℃）のままそれぞれ２週
間、４週間、６週間放置後、２mm厚にスライスし、その
表面を鏡面加工した後、ブロック１と同じ処理をしてＯ
ＳＦの発生密度を測定した。そして、それぞれにおい
て、全測定値のＭＡＸ値をデータとし、この値からＯＳ
Ｆ発生密度の初期値を差し引いた値を時系列データとし
てプロットしたものを図５に示した。
【００２６】（実施例３）内表面から深さ方向に30μｍ
までのＡｌ平均濃度が４０ppmw未満である合成石英ガラ
スルツボ（比較例２）を用いるために、まずＡｌ平均濃
度40〜500ppmw である坩堝からシリコン融液に溶出する
Ａｌ重量Ｗを算出する。18”石英ルツボで55kgのシリコ
ン融液を収容している場合、前出の式（１）において接
触面積Ａ＝3218.82cm2、溶出肉厚ｔ＝30μｍ＝３×10-3
cm、密度ρ＝2.3g/cm3とし、更にＡｌ濃度Ｃ＝40ppmw＝
４×10-5であるとすると、 Ｗ＝Ａ×ｔ×ρ×Ｃ＝0.89mg また、Ａｌ濃度Ｃ＝500ppmw ＝５×10-4であるとする
と、 Ｗ＝11.13mg と算出される。すなわち表層Ａｌ濃度が４０〜５００pp
mwであるルツボからシリコン融液中に溶出するＡｌ重量
Ｗが、およそ０．８９mg〜１１．１３mgの範囲であるこ
とがわかった。合成石英ガラスは前述のとおりＡｌの偏
析はないので、この範囲の重量に相当するＡｌの高純度
粉末を合成石英ガラスルツボ（比較例２）内に投入すれ
ばよいことになる。
までのＡｌ平均濃度が４０ppmw未満である合成石英ガラ
スルツボ（比較例２）を用いるために、まずＡｌ平均濃
度40〜500ppmw である坩堝からシリコン融液に溶出する
Ａｌ重量Ｗを算出する。18”石英ルツボで55kgのシリコ
ン融液を収容している場合、前出の式（１）において接
触面積Ａ＝3218.82cm2、溶出肉厚ｔ＝30μｍ＝３×10-3
cm、密度ρ＝2.3g/cm3とし、更にＡｌ濃度Ｃ＝40ppmw＝
４×10-5であるとすると、 Ｗ＝Ａ×ｔ×ρ×Ｃ＝0.89mg また、Ａｌ濃度Ｃ＝500ppmw ＝５×10-4であるとする
と、 Ｗ＝11.13mg と算出される。すなわち表層Ａｌ濃度が４０〜５００pp
mwであるルツボからシリコン融液中に溶出するＡｌ重量
Ｗが、およそ０．８９mg〜１１．１３mgの範囲であるこ
とがわかった。合成石英ガラスは前述のとおりＡｌの偏
析はないので、この範囲の重量に相当するＡｌの高純度
粉末を合成石英ガラスルツボ（比較例２）内に投入すれ
ばよいことになる。
【００２７】予め高純度Ａｌ（形状：パウダー、純度：
99.99 ％、主な含有不純物：Ｓｉ２×10-4％、Ｃｕ ２
×10-4％）４mgを原料多結晶シリコンと共に、合成石英
ガラスルツボ（Ｃｕ＜0.5ppb）内にドープした以外は、
比較例２と全く同様にして、引き上げた結晶にＮ型ＯＳ
Ｆ経時変化が生じるかを見た。
99.99 ％、主な含有不純物：Ｓｉ２×10-4％、Ｃｕ ２
×10-4％）４mgを原料多結晶シリコンと共に、合成石英
ガラスルツボ（Ｃｕ＜0.5ppb）内にドープした以外は、
比較例２と全く同様にして、引き上げた結晶にＮ型ＯＳ
Ｆ経時変化が生じるかを見た。
【００２８】図５から判るように、比較例１，２では、
４週間後のＯＳＦ検査で大巾なＯＳＦ密度の増殖が見ら
れたが、本発明の石英ガラスルツボ（実施例１、２）に
よる結晶では、６週間後の検査でも全くＯＳＦの増殖が
見られない。特に、合成石英ガラスルツボ（比較例２）
の結晶では、表１のデータに示される通りＣｕ濃度が少
ないにもかかわらず、ＯＳＦの増殖が見られる。また図
６からわかるように、６週間経過した段階では、従来ル
ツボ並みにＡｌをドープした場合は、同じくルツボを合
成石英とし、かつＡｌがドープされていない比較例２と
異なり、全くＯＳＦ経時変化が起こらない。
４週間後のＯＳＦ検査で大巾なＯＳＦ密度の増殖が見ら
れたが、本発明の石英ガラスルツボ（実施例１、２）に
よる結晶では、６週間後の検査でも全くＯＳＦの増殖が
見られない。特に、合成石英ガラスルツボ（比較例２）
の結晶では、表１のデータに示される通りＣｕ濃度が少
ないにもかかわらず、ＯＳＦの増殖が見られる。また図
６からわかるように、６週間経過した段階では、従来ル
ツボ並みにＡｌをドープした場合は、同じくルツボを合
成石英とし、かつＡｌがドープされていない比較例２と
異なり、全くＯＳＦ経時変化が起こらない。
【００２９】
【発明の効果】本発明のシリコン単結晶の製造方法及び
石英ガラスルツボによれば、チョクラルスキー法による
Ｎ型シリコン単結晶のＯＳＦ経時変化を完全に防止する
ことができる。従って、シリコン単結晶の製造歩留りが
向上する上、ひいては集積回路素子の製造歩留りの向上
が計られるためコストの低減に資する。さらにＮ型シリ
コン単結晶の保存が容易で、保管コストの低減、適正製
品在庫管理ができるため生産計画も容易となる。
石英ガラスルツボによれば、チョクラルスキー法による
Ｎ型シリコン単結晶のＯＳＦ経時変化を完全に防止する
ことができる。従って、シリコン単結晶の製造歩留りが
向上する上、ひいては集積回路素子の製造歩留りの向上
が計られるためコストの低減に資する。さらにＮ型シリ
コン単結晶の保存が容易で、保管コストの低減、適正製
品在庫管理ができるため生産計画も容易となる。
【図１】石英ガラスルツボ含有Ｃｕ濃度と４週間後のＯ
ＳＦ密度との相関図である。
ＳＦ密度との相関図である。
【図２】石英ガラスルツボ含有Ａｌ濃度と４週間後のＯ
ＳＦ密度との相関図である。
ＳＦ密度との相関図である。
【図３】ＯＳＦ経時変化の結果と、Ａｌ−Ｃｕ濃度の関
係を示した図である。
係を示した図である。
【図４】ＯＳＦ経時変化の測定試料を作成する方法を示
すシリコン単結晶の模式図である。
すシリコン単結晶の模式図である。
【図５】実施例１、２、比較例１、２の各ルツボのＯＳ
Ｆ経時変化を測定した結果を示した図である。
Ｆ経時変化を測定した結果を示した図である。
【図６】実施例３のルツボのＯＳＦ経時変化を測定した
結果を示した図である。
結果を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜田 昌弘 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社 白河工場 内 (72)発明者 太田 友彦 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社 白河工場 内 (72)発明者 剣持 克彦 福島県郡山市田村町金屋字川久保88 信 越石英株式会社 石英技術研究所内 (56)参考文献 特開 平８−169798（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−92883（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−6198（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−141189（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−166791（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−175687（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−108683（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−105577（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−80193（ＪＰ，Ａ) 米国特許5053359（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00
Claims (6)
- 【請求項１】 チョクラルスキー法によるシリコン単結
晶の製造方法において、石英ガラスルツボの内表面から
の深さ方向におけるＡｌ濃度を、内表面から３０μｍの
範囲で平均濃度４０〜５００ｐｐｍｗ、３０μｍを越え
１ｍｍまでの平均濃度を４０ｐｐｍｗ未満とし、Ｃｕの
濃度を内表面から外表面までの平均濃度で０．５ｐｐｂ
ｗ以下である石英ガラスルツボを使用することを特徴と
するシリコン単結晶の製造方法。 - 【請求項２】 チョクラルスキー法によるＮ型シリコン
単結晶の製造方法であって、石英ガラスルツボの内表面
からの深さ方向におけるＡｌ濃度を、内表面から３０μ
ｍの範囲で平均濃度４０〜５００ｐｐｍｗ、３０μｍを
越え１ｍｍまでの平均濃度を４０ｐｐｍｗ未満とし、Ｃ
ｕの濃度を内表面から外表面までの平均濃度で０．５ｐ
ｐｂｗ以下である石英ガラスルツボを使用することを特
徴とするＮ型シリコン単結晶の製造方法。 - 【請求項３】 チョクラルスキー法によるＮ型シリコン
単結晶の製造方法におけるドーピング剤はＰ（リン）で
あることを特徴とする請求項２記載のシリコン単結晶の
製造方法。 - 【請求項４】 チョクラルスキー法によるシリコン単結
晶の製造に使用する石英ガラスルツボにおいて、石英ガ
ラスルツボの内表面からその深さ方向におけるＡｌ濃度
を、内表面から３０μｍの範囲で平均濃度４０〜５００
ｐｐｍｗ、３０μｍを越え１ｍｍまでの平均濃度を４０
ｐｐｍｗ未満とし、Ｃｕの濃度を内表面から外表面まで
の平均濃度で０．５ｐｐｂｗ以下であることを特徴とす
る石英ガラスルツボ。 - 【請求項５】 チョクラルスキー法によるシリコン単結
晶の製造方法において、石英ガラスルツボの内表面から
の深さ方向におけるＡｌ濃度が内表面から３０μｍの範
囲で平均濃度４０ｐｐｍｗ未満、Ｃｕの濃度が内表面か
ら外表面までの平均濃度で０．５ｐｐｂｗ以下である石
英ガラスルツボを使用する際に、請求項４記載の石英ガ
ラスルツボを使用した場合と同様のＡｌ濃度であるシリ
コン単結晶が製造されるように、Ａｌをドープすること
を特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 - 【請求項６】 チョクラルスキー法によるシリコン単結
晶の製造方法において、石英ガラスルツボの内表面から
の深さ方向におけるＡｌ濃度が内表面から３０μｍの範
囲で平均濃度４０ｐｐｍｗ未満、Ｃｕの濃度が内表面か
ら外表面までの平均濃度で０．５ｐｐｂｗ以下である石
英ガラスルツボを使用する際に、ドープするＡｌの量の
範囲を、下式から求められる坩堝からシリコン融液中に
溶出するＡｌ重量Ｗを求めることによって算出すること
を特徴とする請求項５記載のシリコン単結晶の製造方
法。 Ｗ＝Ａ×ｔ×ρ×Ｃ ただし、Ｗ：坩堝からシリコン融液中に溶出するＡｌ重
量 Ａ：シリコン融液と石英ガラスルツボの接触面積 ｔ：石英ガラスルツボの溶出肉厚 ρ：石英ガラスルツボの密度 Ｃ：石英ガラスルツボの表層アルミ濃度
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP12355695A JP3195889B2 (ja) | 1994-07-06 | 1995-05-23 | シリコン単結晶の製造方法及び石英ガラスルツボ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-154576 | 1994-07-06 | ||
| JP15457694 | 1994-07-06 | ||
| JP12355695A JP3195889B2 (ja) | 1994-07-06 | 1995-05-23 | シリコン単結晶の製造方法及び石英ガラスルツボ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0873293A JPH0873293A (ja) | 1996-03-19 |
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Family
ID=26460449
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12355695A Expired - Lifetime JP3195889B2 (ja) | 1994-07-06 | 1995-05-23 | シリコン単結晶の製造方法及び石英ガラスルツボ |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP4207577B2 (ja) * | 2003-01-17 | 2009-01-14 | 信越半導体株式会社 | Ｐドープシリコン単結晶の製造方法 |
| WO2005073439A1 (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | シリコン単結晶及びシリコンウェーハ及びそれらの製造装置並びに製造方法 |
| JP5136253B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2013-02-06 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコン単結晶の育成方法 |
| JP4975012B2 (ja) | 2008-12-29 | 2012-07-11 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法 |
| JP5077320B2 (ja) * | 2009-10-20 | 2012-11-21 | 信越半導体株式会社 | Ｎ型シリコン単結晶の製造方法及びリンドープｎ型シリコン単結晶 |
| JP5611904B2 (ja) * | 2011-08-10 | 2014-10-22 | コバレントマテリアル株式会社 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法 |
| DE102016107934B4 (de) * | 2016-04-28 | 2023-07-13 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung hochbrechender Dünnglassubstrate |
| JP7463934B2 (ja) | 2020-10-07 | 2024-04-09 | 信越半導体株式会社 | Ｎ型シリコン単結晶ウェーハの製造方法 |
-
1995
- 1995-05-23 JP JP12355695A patent/JP3195889B2/ja not_active Expired - Lifetime
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