JP3235450B2 - Single crystal pulling silicon seed crystal and single crystal pulling method using the silicon seed crystal - Google Patents

Single crystal pulling silicon seed crystal and single crystal pulling method using the silicon seed crystal

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JP3235450B2
JP3235450B2 JP05564996A JP5564996A JP3235450B2 JP 3235450 B2 JP3235450 B2 JP 3235450B2 JP 05564996 A JP05564996 A JP 05564996A JP 5564996 A JP5564996 A JP 5564996A JP 3235450 B2 JP3235450 B2 JP 3235450B2
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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、単結晶引き上げ用
シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結晶引
き上げ方法に関し、より詳細には、半導体材料として使
用されるシリコン単結晶を育成する際に用いられる、単
結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を
用いた単結晶引き上げ方法に関する。
The present invention relates to a method for pulling a single crystal.
It relates the single crystal pulling method using the silicon seed crystal and the silicon seed crystal, and more particularly is used when growing a silicon single crystal used as a semiconductor material, a single crystal pulling silicon seed crystal and the silicon seed The present invention relates to a method for pulling a single crystal using a crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】単結晶を育成するには種々の方法がある
が、その一つにチョクラルスキー法(以下、CZ法と記
す)に代表される引き上げ法がある。図5は、従来のC
Z法に用いられる単結晶引き上げ装置の要部を、模式的
に示した断面図であり、図中31は、坩堝を示してい
る。
2. Description of the Related Art There are various methods for growing a single crystal. One of them is a pulling method represented by the Czochralski method (hereinafter referred to as CZ method). FIG. 5 shows a conventional C
It is sectional drawing which showed typically the principal part of the single crystal pulling apparatus used for the Z method, and 31 has shown the crucible in the figure.

【0003】この坩堝31は、有底円筒形状の石英製坩
堝31aと、この石英製坩堝31aの外側に嵌合され
た、同じく有底円筒形状の黒鉛製坩堝31bとから構成
されており、坩堝31は、図中の矢印方向に所定の速度
で回転する、支持軸39に支持されている。この坩堝3
1の外側には、抵抗加熱式のヒータ32、及びヒータ3
2の外側には、坩堝31への熱移動を促進する保温筒4
2が、同心円状に配置されており、坩堝31内には、こ
のヒータ32により溶融させられた、単結晶用原料の溶
融液33が充填されている。
The crucible 31 comprises a bottomed cylindrical quartz crucible 31a, and a bottomed cylindrical graphite crucible 31b fitted to the outside of the quartz crucible 31a. Reference numeral 31 is supported by a support shaft 39 which rotates at a predetermined speed in the direction of the arrow in the figure. This crucible 3
1, a heater 32 of a resistance heating type and a heater 3
2, a heat retaining cylinder 4 for promoting heat transfer to the crucible 31 is provided.
2 are concentrically arranged, and a crucible 31 is filled with a melt 33 of a single crystal raw material melted by the heater 32.

【0004】坩堝31の中心軸上には、引き上げ棒ある
いはワイヤー等からなる引き上げ軸34が吊設されてお
り、この引き上げ軸34の先には、シードチャック34
aを介して、シリコン種結晶35が取り付けられるよう
になっている。
A lifting shaft 34 made of a lifting rod or a wire is suspended from the center shaft of the crucible 31.
A silicon seed crystal 35 is attached via a.

【0005】上記した単結晶引き上げ装置により単結晶
36を引き上げるには、まずシリコン種結晶35を溶融
液33に着液させて、シリコン種結晶35を溶融液33
に馴染ませた後、引き上げを開始する(以下、シーディ
ング工程と記す)。その後、所定の引き上げ速度で所定
径になるまでシリコン種結晶35を細く絞り、単結晶3
6のネック36aを形成する(以下、ネッキング工程と
記す)。その後、引き上げ速度を落して単結晶36を所
定の径まで成長させ、単結晶36のショルダー36bを
形成する(以下、ショルダー形成工程と記す)。その
後、一定の引き上げ速度で一定の径、所定長さの単結晶
36を育成し、単結晶36のメインボディ(定径部)3
6cを形成する(以下、ボディ形成工程と記す)。
In order to pull up a single crystal 36 by the above-mentioned single crystal pulling apparatus, first, a silicon seed crystal 35 is immersed in a melt 33 and the silicon seed crystal 35 is melted.
Then, the lifting is started (hereinafter referred to as a seeding step). Thereafter, the silicon seed crystal 35 is squeezed finely at a predetermined pulling speed until the silicon seed crystal 35 has a predetermined diameter.
A neck 36a is formed (hereinafter, referred to as a necking step). Thereafter, the pulling speed is reduced to grow the single crystal 36 to a predetermined diameter to form a shoulder 36b of the single crystal 36 (hereinafter, referred to as a shoulder forming step). Thereafter, a single crystal 36 having a constant diameter and a predetermined length is grown at a constant pulling speed, and the main body (constant diameter portion) 3 of the single crystal 36 is grown.
6c (hereinafter, referred to as a body forming step).

【0006】上記ネッキング工程を行う目的について、
以下に説明する。前記シーディング工程を行うにあたっ
て、通常シリコン種結晶底部35aをある程度予熱した
後に溶融液33に着液させるが、前記予熱温度(約13
00℃程度以下)とシリコン種結晶35の融点(約14
10℃)との間には、100℃以上の差が生じる。この
ため、溶融液33への着液時に、シリコン種結晶底部3
5aには、熱応力による転位が導入される。該転位は、
後の単結晶化を阻害するものであるため、前記転位を排
除してから単結晶36を成長させる必要がある。一般
に、前記転位は、単結晶36の成長界面に対して垂直方
向に成長するものであることから、上記ネッキング工程
において、前記成長界面の形状を下に凸形状とし、前記
転位を排除する。
For the purpose of performing the necking step,
This will be described below. In performing the seeding step, the silicon seed crystal bottom 35a is usually preheated to some extent, and then is immersed in the molten liquid 33.
00 ° C. or less) and the melting point of the silicon seed crystal 35 (about 14 ° C.).
10 ° C.). Therefore, at the time of contact with the melt 33, the silicon seed crystal bottom 3
Dislocations due to thermal stress are introduced into 5a. The dislocation is
Since this disturbs later single crystallization, it is necessary to grow the single crystal 36 after eliminating the dislocation. Generally, since the dislocation grows in a direction perpendicular to the growth interface of the single crystal 36, in the necking step, the shape of the growth interface is made convex downward, and the dislocation is eliminated.

【0007】一般に、前記ネッキング工程においては、
ネック36a径を細く絞るほど前記成長界面の形状をよ
り下に凸とすることができ、前記転位を効率良く排除す
ることができる。
Generally, in the necking step,
As the diameter of the neck 36a is reduced, the shape of the growth interface can be made more convex, and the dislocations can be eliminated more efficiently.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の単結晶
引き上げ方法においては、直径約6インチ、重量が80
kg程度の単結晶36を引き上げるために、直径12m
m程度のシリコン種結晶35を用いるのが一般的であっ
た。その際のネック36a径は、単結晶36を安全に引
き上げることができ、しかも上記転位を効率的に排除す
ることができる大きさとして、通常2〜3mm程度とさ
れていた。しかしながら、近年の半導体デバイスの高集
積化、低コスト化及び高生産性の要求に対応して、ウエ
ハの大口径化が要求されてきており、最近では、例えば
直径約12インチ、重量が300kg程度の単結晶36
の製造が望まれている。この場合、従来のネック36a
径(通常3mm程度)では、ネック36aが引き上げら
れる単結晶36の重さに耐えられずに破損し、単結晶3
6が落下してしまう。
In the above-mentioned conventional single crystal pulling method, the diameter is about 6 inches and the weight is 80.
12m in diameter to pull up about 36kg of single crystal
In general, a silicon seed crystal 35 of about m was used. At this time, the diameter of the neck 36a is usually about 2 to 3 mm so that the single crystal 36 can be safely pulled up and the dislocation can be efficiently eliminated. However, in response to recent demands for higher integration, lower cost, and higher productivity of semiconductor devices, larger diameter wafers have been required, and recently, for example, a diameter of about 12 inches and a weight of about 300 kg. Single crystal 36
There is a demand for the production of. In this case, the conventional neck 36a
With a diameter (usually about 3 mm), the neck 36a breaks because it cannot withstand the weight of the single crystal 36 to be pulled, and the single crystal 3
6 falls.

【0009】上記した大重量の単結晶36を育成するに
あたり、単結晶36の落下等の事故の発生を防ぎ、安全
に引き上げを行うためには、シリコン強度(約16kg
f/mm2 )から算出して、ネック36a径を6mm程
度まで太くする必要がある。しかしながら、ネック36
a径のこの程度の絞りでは、シリコン種結晶35の溶融
液33への着液時に導入された転位を、十分に排除する
ことができず、歩留まりが著しく低下するといった課題
があった。
In growing the above-mentioned heavy single crystal 36, in order to prevent the occurrence of accidents such as dropping of the single crystal 36 and to safely raise the single crystal 36, silicon strength (about 16 kg) is required.
f / mm 2 ), it is necessary to increase the diameter of the neck 36a to about 6 mm. However, the neck 36
With the aperture having such a diameter, the dislocation introduced when the silicon seed crystal 35 is immersed in the molten liquid 33 cannot be sufficiently eliminated, and there is a problem that the yield is significantly reduced.

【0010】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、大重量の単結晶を引き上げる場合であっても、転
位を効率的に排除することができる単結晶引き上げ用
リコン種結晶、また、ネッキング工程を不要とし、大重
量の単結晶であっても、安全に低コストで歩留まりよく
引き上げることができる、前記シリコン種結晶を用いた
単結晶引き上げ方法を提供することを目的としている。
[0010] The present invention has been made in view of the above problems, even when pulling a single crystal having a large weight, shea for pulling a single crystal that can efficiently eliminate the dislocation
The present invention provides a method for pulling a single crystal using the silicon seed crystal, which eliminates the necessity of a necking step and can be safely pulled at a low cost and with a high yield even when a single crystal is heavy. The purpose is.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するために、本発明に係る単結晶引き上げ用シリコ
ン種結晶(1)は、酸素濃度が13〜18×1017/c
3 の範囲にあることを特徴としている。なお、本発明
における酸素濃度は、酸素濃度測定法としてold−A
STMを用いて算出された値に統一されており、具体的
には次式によって算出された値である。 [O i ]=f c ×α 03 (×10 17 atoms/cm 3 ここでf c は変換係数(4.81)、α 03 は1106cm
-1 の格子間酸素による赤外吸収係数である。
In order to achieve the above object, the silicon seed crystal (1) for pulling a single crystal according to the present invention has an oxygen concentration of 13 to 18 × 10 17 / c.
m 3 . The present invention
The oxygen concentration at
It is unified with the value calculated using STM,
Is a value calculated by the following equation. [O i] = f c × α 03 (× 10 17 atoms / cm 3) where f c is the conversion factor (4.81), α 03 is 1106cm
-1 is the infrared absorption coefficient due to interstitial oxygen.

【0012】上記単結晶引き上げ用シリコン種結晶
(1)によれば、酸素濃度が13〜18×1017/cm
3 の範囲にあり、一般的な酸素濃度(11×1017/c
3 )よりも高く、前記着液時に導入された転位が、
リコン種結晶の上部方向に伝播するのに要する応力レベ
ルを、通常よりも高くすることができる。すなわち、通
常よりも高い応力が働かない限り前記転位は伝播しない
ため、前記着液時に転位が導入された部分を、適度な速
度で溶融液に溶かし込めば、転位を伝播させることな
く、転位が導入された部分を除去することができ、転位
のないシリコン種結晶を基にした単結晶の引き上げが可
能となる。このため、引き上げた単結晶の無転位化率を
高めることができる。
According to the single crystal pulling silicon seed crystal (1), the oxygen concentration is 13 to 18 × 10 17 / cm.
3 and a general oxygen concentration (11 × 10 17 / c
m 3) higher than the dislocation introduced during the deposition solution, shea
The stress level required to propagate in the upward direction of the recon seed crystal can be higher than usual. In other words, the dislocations do not propagate unless a higher than normal stress is applied.If the dislocation-introduced portion is dissolved in the melt at an appropriate speed at the time of the liquid landing, the dislocations can be propagated without propagating the dislocations. The introduced portion can be removed, and a single crystal based on a silicon seed crystal without dislocation can be pulled. Therefore, the dislocation-free ratio of the pulled single crystal can be increased.

【0013】また、本発明に係る単結晶引き上げ用シリ
コン種結晶(2)は、上記単結晶引き上げ用シリコン
結晶(1)において、シリコン種結晶径が6mm以上あ
ることを特徴としている。
Further, the single crystal pulling silicon according to the present invention is provided.
The silicon seed crystal (2) is characterized in that the silicon seed crystal for pulling a single crystal (1) has a silicon seed crystal diameter of 6 mm or more.

【0014】上記単結晶引き上げ用シリコン種結晶
(2)によれば、上記単結晶引き上げ用シリコン種結晶
(1)の場合と同様の効果が得られると共に、前記シリ
コン種結晶径が6mm以上あるため、例えば300kg
以上の大重量の単結晶を引き上げる場合であっても、前
シリコン種結晶がシリコン強度(約16kgf/mm
2)から算出して十分な強度を有しており、シリコン
結晶の破損による単結晶の落下等の事故の心配がなく、
安全に単結晶を引き上げることができる。
According to the single crystal pulling silicon seed crystal (2), the same effect as in the case of pulling a single crystal silicon seed crystal (1) is obtained, the silicon
Since the seed crystal diameter is 6 mm or more, for example, 300 kg
Even in the case of pulling a heavy crystal as described above, the silicon seed crystal has a silicon strength (about 16 kgf / mm).
2 ) It has sufficient strength calculated from 2 ), and there is no worry about accidents such as dropping of single crystal due to breakage of silicon seed crystal.
The single crystal can be safely pulled.

【0015】また、本発明に係る単結晶引き上げ方法
(1)は、上記シリコン種結晶(1)又は(2)のいず
れかを用い、該シリコン種結晶の先端部を溶融液に浸漬
して溶かし込んだ後、ネックを形成せずに単結晶を引き
上げることを特徴としている。
Further, in the method (1) for pulling a single crystal according to the present invention, the tip portion of the silicon seed crystal is immersed in a molten liquid and melted by using either of the silicon seed crystals (1) or (2). After that, the single crystal is pulled up without forming a neck.

【0016】上記単結晶引き上げ方法(1)によれば、
着液時に導入された転位を有する前記シリコン種結晶の
先端部を一旦溶融させる時の、転位の上方への伝播を酸
素により抑え込むことができるため、転位のないシリコ
種結晶を基に、前記単結晶の引き上げを行うことがで
きる。これにより、引き上げられる単結晶に前記転位が
伝播することがほとんどないため、ネッキング工程を省
略しても、無転位の単結晶を効率的に引き上げることが
できる。また、前記ネッキング工程を省略できることか
ら、細いネックによって単結晶を支持する必要性がなく
なり、シリコン種結晶径がすなわち単結晶を支持するた
めの最細部径となり、前記シリコン種結晶の強度さえ十
分みておけば、大重量の単結晶であっても、落下等の事
故発生の心配もなく、安全に引き上げることができる。
さらに、前記ネックを形成する必要がないため、シリコ
種結晶は従来12mm程度であったものを6mm程度
まで細くでき、シリコン種結晶に要する原料コストを削
減することができるとともに、引き上げ工程を簡略化す
ることができる。
According to the single crystal pulling method (1),
When once melting the tip of the silicon seed crystal having a dislocation introduced during Chakueki, since the propagation of the upward dislocation can stifle by oxygen, no dislocation silico
The single crystal can be pulled up based on the seed crystal. Thereby, since the dislocation hardly propagates in the single crystal to be pulled, a dislocation-free single crystal can be efficiently pulled even if the necking step is omitted. Further, since the necking step can be omitted, there is no need to support the single crystal with a thin neck, and the diameter of the silicon seed crystal becomes the smallest diameter for supporting the single crystal, and the strength of the silicon seed crystal is sufficiently considered. With this arrangement, even a single crystal having a large weight can be safely pulled up without a fear of an accident such as dropping.
Furthermore, since it is not necessary to form the neck, the silicon
The seed crystal can be reduced from about 12 mm in the past to about 6 mm, so that the raw material cost required for the silicon seed crystal can be reduced and the pulling process can be simplified.

【0017】また、上記シリコン種結晶(1)又は
(2)のいずれか、すなわち転位の導入されていない
リコン種結晶を用いるため、引き上げられる単結晶に転
位が導入されにくく、単結晶における無転位率も向上さ
せることができる。従って、引き上げた単結晶の歩留ま
りを向上させることができる。
Further, the silicon seed crystal (1) or (2) either, i.e. not introduced dislocation Shi
Since a silicon seed crystal is used, dislocations are not easily introduced into a single crystal to be pulled, and the dislocation-free ratio in the single crystal can be improved. Therefore, the yield of the pulled single crystal can be improved.

【0018】また、本発明に係る単結晶引き上げ方法
(2)は、上記単結晶の引き上げ方法(1)において、
溶かし込むシリコン種結晶長さを6mm以上とすること
を特徴としている。
The single crystal pulling method (2) according to the present invention is the same as the single crystal pulling method (1),
The length of the silicon seed crystal to be melted is 6 mm or more.

【0019】上記単結晶の引き上げ方法(2)によれ
ば、溶かし込むシリコン種結晶長さが6mm以上である
ため、熱ショックにより転位が導入された転位部分(転
位が存する部分)をほとんど溶かし込むことができ、残
りを無転位部分のみからなる リコン種結晶とすること
ができる。よって、引き上げた単結晶の歩留まりを、よ
り向上させることができる。
According to the single crystal pulling method (2), since the length of the silicon seed crystal to be melted is 6 mm or more, the dislocation portion into which the dislocation is introduced by the heat shock (the portion where the dislocation exists) is almost dissolved. it can be a divorced seed crystal comprising the rest only a dislocation-free portion. Therefore, the yield of the pulled single crystal can be further improved.

【0020】一方、溶かし込むシリコン種結晶長さが6
mmよりも短い場合は、前記転位が残存することもあ
り、後の単結晶化の妨げとなる。
On the other hand, the length of the silicon seed crystal to be dissolved is 6
If the length is shorter than mm, the dislocations may remain, which hinders later single crystallization.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る単結晶引き上
げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単結
晶引き上げ方法の実施の形態を、図面に基づいて説明す
る。なお、従来と同一の機能を有する構成部品には、同
一の符号を付してある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the method for pulling a single crystal using the single crystal pulling silicon seed crystal and the silicon seed crystal according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that components having the same functions as those in the related art are denoted by the same reference numerals.

【0022】<実施の形態> 図1(a)〜(d)は、実施の形態に係る、単結晶引き
上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用いた単
結晶引き上げ方法を、工程順に示した模式的部分側面図
であり、図2は、実施の形態に係る単結晶引き上げ方法
により、単結晶を引き上げている状態を示した模式的断
面図である。
[0022] <Embodiment> FIG. 1 (a) ~ (d) are according to the embodiment, the single crystal pulling method using the single crystal pulling silicon seed crystal and the silicon seed crystal, shown in the order of steps FIG. 2 is a schematic partial side view, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state where a single crystal is pulled by a single crystal pulling method according to an embodiment.

【0023】まず、6mm以上の直径(l)を有する
リコン種結晶15を、溶融液33直上まで降下させて、
シリコン種結晶15の予熱を行う(図1(a))。シリ
コン種結晶15の酸素濃度を、13〜18×1017/c
3 の範囲に設定しておく。その後、シリコン種結晶1
5を溶融液33の表面に着液させる(図1(b))。こ
の時、シリコン種結晶15の先端部15aからシリコン
種結晶15上部方向に向かって、前記着液時に作用する
熱応力により転位(図示せず)が導入される。この後、
所定の速度でシリコン種結晶15を降下させ、シリコン
種結晶15の先端部15a(転位が導入された部分)
を、溶融液33に浸漬して溶かし込む。該溶かし込む長
さ(L)は、6mm以上とする(図1(c))。このよ
うに、シリコン種結晶15の先端部15aを溶かし込む
ことにより、シリコン種結晶15の残った部分を、無転
位部分のみにすることができる。この後、従来行ってい
たネッキング工程を省略してショルダー形成工程に移
り、所定の引き上げ速度で引き上げることにより、単結
晶16を所定の径まで成長させ、ショルダー16bを形
成する(図1(d))。この後ボディー形成工程に移
り、メインボディー16c(図2)を形成する。
[0023] First, having 6mm or more in diameter (l)
The recon seed crystal 15 is lowered to just above the melt 33,
The silicon seed crystal 15 is preheated (FIG. 1A). Siri
The oxygen concentration of the con seed crystal 15 is set to 13 to 18 × 10 17 / c
It is set in the range of m 3. Then, silicon seed crystal 1
5 is applied to the surface of the melt 33 (FIG. 1B). At this time, the tip portion 15a of the silicon seed crystal 15 toward the silicon <br/> seed crystal 15 upwardly, the dislocation (not shown) is introduced by thermal stress acting upon the deposition solution. After this,
The silicon seed crystal 15 is lowered at a predetermined speed, and the tip portion 15a of the silicon seed crystal 15 (a portion where dislocations are introduced).
Is immersed in the molten liquid 33 to be dissolved. The melting length (L) is 6 mm or more (FIG. 1 (c)). Thus, by Komu dissolving tip 15a of the silicon seed crystal 15, the remaining portions of the silicon seed crystal 15 may be only the dislocation-free portion. Thereafter, the conventional necking step is omitted, and the process proceeds to a shoulder forming step, in which the single crystal 16 is grown to a predetermined diameter by pulling at a predetermined pulling speed to form a shoulder 16b (FIG. 1D). ). Thereafter, the process proceeds to a body forming step, in which the main body 16c (FIG. 2) is formed.

【0024】一般に、シリコン種結晶15に作用する応
力と、シリコン種結晶15に導入された転位が前記応力
によって伝播する速度との間には、図3に示すような関
係が成立する。
[0024] Generally, the stress acting on the silicon seed crystal 15, between the speed of propagation of a silicon seed crystal 15 dislocations said stress introduced into, the established relationship as shown in FIG.

【0025】図3において、縦軸は転位の伝播速度
(v)を、横軸は、シリコン種結晶に作用する応力
(σ)を示している。
In FIG. 3, the vertical axis indicates the dislocation propagation speed (v), and the horizontal axis indicates the stress (σ) acting on the silicon seed crystal.

【0026】シリコン種結晶が一般的な酸素濃度(11
×1017/cm3 )を有している場合をグラフAとする
と、シリコン種結晶15において、酸素濃度が13×1
17/cm3 である場合は、グラフB、酸素濃度が18
×1017/cm3 である場合は、グラフCとなる。
When the silicon seed crystal has a general oxygen concentration (11
X10 17 / cm 3 ), the graph A indicates that the silicon seed crystal 15 has an oxygen concentration of 13 × 1
0 17 / cm 3 , the graph B, the oxygen concentration is 18
When it is × 10 17 / cm 3 , graph C is obtained.

【0027】すなわち、シリコン種結晶が一般的な酸素
濃度を有している場合(グラフA)は、σ1 以上の応力
が作用すると転位が伝播してゆく(転位の伝播速度が0
以上となる)のに対し、13×1017/cm3 の酸素濃
度を有している場合(グラフB)は、σ2 の応力が作用
しない限り、前記転位が伝播してゆかず、18×1017
/cm3 の酸素濃度を有している場合(グラフC)に至
っては、σ3 の応力が働かない限り、前記転位が伝播し
てゆかない。ここで、応力の大きさは、σ1 <σ2 <σ
3 である。このように、酸素濃度が高いほど、前記転位
の伝播を抑制することができる。
That is, when the silicon seed crystal has a general oxygen concentration (graph A), the dislocation propagates when a stress of σ 1 or more acts (the dislocation propagation speed becomes 0).
On the other hand, in the case of having an oxygen concentration of 13 × 10 17 / cm 3 (graph B), the dislocation does not propagate unless a stress of σ 2 is applied. 10 17
In the case where the oxygen concentration is / cm 3 (graph C), the dislocations do not propagate unless a stress of σ 3 acts. Here, the magnitude of the stress is σ 12
3 As described above, the higher the oxygen concentration, the more the dislocation propagation can be suppressed.

【0028】上記した単結晶引き上げ用シリコン種結晶
15によれば、酸素濃度が13〜18×1017/cm3
の範囲にあり、一般的な酸素濃度(11×1017/cm
3 )よりも高いため、前記着液時に導入された転位が、
シリコン種結晶15の上部方向に伝播するのに要する応
力レベルを、通常のものよりも高めることができる。す
なわち、シリコン種結晶15に通常よりも高いレベルの
応力が作用しない限り、前記転位は伝播しないこととな
る。よって、着液時に転位が導入された部分(先端部1
5a)を所定速度で溶融液に溶かし込むことにより、転
位を伝播させることなく、転位が導入された部分(先端
部15a)を除去することができ、転位のないシリコン
種結晶を基にした、単結晶の引き上げを可能とすること
ができる。このため、引き上げた単結晶の無転位化率を
高めることができる。
According to the single crystal pulling silicon seed crystal 15 described above, the oxygen concentration is 13 to 18 × 10 17 / cm 3.
And the general oxygen concentration (11 × 10 17 / cm
3 ), the dislocations introduced during the liquid landing are
The stress level required to propagate in the upper direction of the silicon seed crystal 15 can be increased as compared with a normal one. That is, unless a higher level of stress is applied to the silicon seed crystal 15, the dislocations do not propagate. Therefore, the portion where the dislocation was introduced at the time of liquid contact (the tip 1
By dissolving 5a) in the melt at a predetermined speed, the dislocation-introduced portion (tip portion 15a) can be removed without propagating the dislocation, and the silicon seed crystal without dislocation can be removed. Based on the single crystal can be pulled. Therefore, the dislocation-free ratio of the pulled single crystal can be increased.

【0029】また、シリコン種結晶径(l)が6mm以
上あるため、例えば300kg程度の大重量の単結晶1
6を引き上げる場合であっても、シリコン種結晶15が
シリコン強度(約16kgf/mm2 )から算出して十
分な強度を有しており、シリコン種結晶15の破損によ
る単結晶16の落下等の事故の心配がなく、安全に単結
晶16を引き上げることができる。
Also, since the silicon seed crystal diameter (l) is 6 mm or more, a single crystal 1
Even when the silicon seed crystal 15 is pulled, the silicon seed crystal 15 has a sufficient strength calculated from the silicon strength (about 16 kgf / mm 2 ). The single crystal 16 can be safely pulled up without worrying about an accident.

【0030】また、上記したシリコン種結晶15を用い
た単結晶引き上げ方法によれば、無転位部分のみからな
シリコン種結晶15を基に、単結晶16の引き上げを
行うことができるため、引き上げられる単結晶16に転
位が導入されることがなく、ネッキング工程を省略する
ことができる。また、前記ネッキング工程が不要となる
ことにより、細いネック36a(図5)によって単結晶
16を支持する必要性がなくなり、シリコン種結晶径
(l)がすなわち単結晶16を支持するにあたっての最
細部径となり、大重量の単結晶16であっても、落下等
の事故発生の心配もなく、安全に引き上げることができ
る。さらに、ネック36aを形成する必要がないため、
シリコン種結晶15は、従来12mm程度であったもの
を6mm程度まで細くでき、シリコン種結晶に要する原
料コストを削減することができる。
Further, according to the single crystal pulling method using the silicon seed crystal 15 described above, the single crystal 16 can be pulled based on the silicon seed crystal 15 having only the dislocation-free portion, and thus the single crystal can be pulled. No dislocation is introduced into the single crystal 16, and the necking step can be omitted. Further, since the necking step is not required, the necessity of supporting the single crystal 16 by the thin neck 36a (FIG. 5) is eliminated, and the diameter of the silicon seed crystal (l), that is, the finest detail in supporting the single crystal 16 Even if the single crystal 16 has a large diameter and a large weight, it can be safely pulled up without a fear of occurrence of an accident such as dropping. Further, since there is no need to form the neck 36a,
The silicon seed crystal 15 can be reduced from about 12 mm in the past to about 6 mm, and the raw material cost required for the silicon seed crystal can be reduced.

【0031】さらに、溶かし込むシリコン種結晶15の
長さ(L)を6mm以上とすることにより、転位が導入
された部分をほとんど溶かし込むことができ、残りを無
転位部分のみからなるシリコン種結晶15とすることが
できる。該無転位部分のみからなるシリコン種結晶15
を用いて単結晶16を引き上げることにより、単結晶1
6の歩留まりを向上させることができる。
Further, by setting the length (L) of the silicon seed crystal 15 to be melted to be at least 6 mm, a portion into which dislocations are introduced can be almost melted, and the rest is a silicon seed crystal comprising only non-dislocation portions. 15 can be set. Silicon seed crystal 15 consisting only of the dislocation-free portion
The single crystal 16 is pulled up using
6 can be improved.

【0032】[0032]

【実施例及び比較例】以下、実施例及び比較例に係る単
結晶引き上げ用シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を
用いた単結晶引き上げ方法により単結晶の引き上げを行
い、DF(Dislocation Free) 率を調べた結果について
説明する。実施例、比較例のいずれにおいても、直径約
12インチで長さ約1000mm、総重量300kg程
度の単結晶を10回引き上げた。前記DF率は、同じ条
件で引き上げた単結晶それぞれ10本のうち、全く転位
が発生していない単結晶の本数の割合で示した。前記転
位発生の有無は、外部観察によっても判断可能である
が、今回は、スライスした単結晶をX線トポグラフで観
察することにより判断した。
EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES Hereinafter, a single crystal was pulled up by a silicon seed crystal for pulling a single crystal and a single crystal pulling method using the silicon seed crystal according to the examples and comparative examples, and the DF (Dislocation Free) ratio was reduced. The result of the examination will be described. In each of the examples and comparative examples, a single crystal having a diameter of about 12 inches, a length of about 1000 mm, and a total weight of about 300 kg was pulled ten times. The DF ratio was represented by the ratio of the number of single crystals in which dislocations did not occur at all among the ten single crystals pulled under the same conditions. The occurrence of the dislocation can be determined by external observation, but in this case, it was determined by observing the sliced single crystal with an X-ray topograph.

【0033】図4(a)、(b)は、実施例1〜5、比
較例1〜4に係る単結晶引き上げ方法を説明するために
示した、模式的左部分拡大側面図である。各々の単結晶
の引き上げに共通する成長条件を、下記の表1に示す。
FIGS. 4A and 4B are schematic left partial enlarged side views for explaining the single crystal pulling methods according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4. Table 1 below shows the growth conditions common to the pulling of each single crystal.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】<実施例1> 実施例1では、図1、図2及び図4(a)に示した方法
及び表1に示した条件によって、以下のようにして単結
晶16を引き上げた。シリコン種結晶15の酸素濃度
は、13×1017/cm3 である。
<Example 1> In Example 1, the single crystal 16 was pulled in the following manner by the method shown in FIGS. 1, 2 and 4A and the conditions shown in Table 1. The oxygen concentration of the silicon seed crystal 15 is 13 × 10 17 / cm 3 .

【0036】まず、直径約10mmのシリコン種結晶1
5を、溶融液33直上まで降下させてシリコン種結晶1
5の予熱を行い、その後、シリコン種結晶15を溶融液
33の表面に着液させて、シリコン種結晶15を溶融液
33に馴染ませる。この後、0.2mm/minの速度
シリコン種結晶15を降下させ、シリコン種結晶15
の先端部15aを溶融液33に浸漬して、シリコン種結
晶15の先端部15aから約20mmの範囲を溶かし込
む。この後約0.3mm/minの引き上げ速度でシリ
コン種結晶15を引き上げ、ヒータ32温度を調節する
ことにより、シリコン種結晶底面15aから下方100
mmの範囲に、単結晶16のショルダー16bを形成
し、直径が12インチとなるまで成長させた。その後約
0.5mm/minの引き上げ速度で、直径12インチ
のメインボディ16cを、長さ約1000mmとなるま
で成長させた。
First, a silicon seed crystal 1 having a diameter of about 10 mm
5 is lowered to a position immediately above the melt 33 to obtain a silicon seed crystal 1.
5 is preheated, and thereafter, the silicon seed crystal 15 is caused to immerse on the surface of the melt 33 to adapt the silicon seed crystal 15 to the melt 33. Thereafter, lowering the silicon seed 15 at a speed of 0.2 mm / min, the silicon seed crystal 15
Of the silicon seed crystal 15 is melted in a range of about 20 mm from the tip 15 a of the silicon seed crystal 15. Siri at a pulling speed of the rear about 0.3mm / min
The silicon seed crystal 15 is pulled up and the temperature of the heater 32 is adjusted, so that the silicon seed crystal 15 is lowered 100
A shoulder 16b of the single crystal 16 was formed in a range of mm, and was grown until the diameter became 12 inches. Thereafter, the main body 16c having a diameter of 12 inches was grown at a pulling rate of about 0.5 mm / min until the length became about 1000 mm.

【0037】上記実施例1に係る方法により、製造され
た単結晶16のDF率は、7/10であった。すなわ
ち、10本引き上げた内の7本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶16の落下数は0/1
0であり、単結晶16の落下は発生しなかった。
The DF ratio of the single crystal 16 produced by the method according to Example 1 was 7/10. That is, generation of dislocations was not confirmed at all in seven of the ten pulled-up layers. The number of drops of the single crystal 16 is 0/1.
0, and the single crystal 16 did not fall.

【0038】<実施例2> 実施例2では、酸素濃度が16×1017/cm3シリ
コン種結晶15を用い、その他の条件及び方法は、実施
例1の場合と同様に行った。
[0038] <Example 2> In Example 2, the oxygen concentration of 16 × 10 17 / cm 3 silica
The other conditions and methods were the same as in Example 1 using the con seed crystal 15.

【0039】上記実施例2に係る方法により、製造され
た単結晶16のDF率は、8/10であった。すなわ
ち、10本引き上げた内の8本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶16の落下数は0/1
0であり、単結晶16の落下は発生しなかった。
The DF ratio of the single crystal 16 produced by the method according to Example 2 was 8/10. That is, no occurrence of dislocation was confirmed in eight of the ten pull-ups. The number of drops of the single crystal 16 is 0/1.
0, and the single crystal 16 did not fall.

【0040】<実施例3> 実施例3では、酸素濃度が18×1017/cm3シリ
コン種結晶15を用い、その他の条件及び方法は、実施
例1の場合と同様に行った。
[0040] In <Embodiment 3> Embodiment 3, the oxygen concentration of 18 × 10 17 / cm 3 silica
The other conditions and methods were the same as in Example 1 using the con seed crystal 15.

【0041】上記実施例3に係る方法により、製造され
た単結晶16のDF率は、9/10であった。すなわ
ち、10本引き上げた内の9本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶16の落下数は0/1
0であり、単結晶16の落下は発生しなかった。
The DF ratio of the single crystal 16 produced by the method according to Example 3 was 9/10. That is, no occurrence of dislocation was confirmed in 9 of the 10 wires raised. The number of drops of the single crystal 16 is 0/1.
0, and the single crystal 16 did not fall.

【0042】<実施例4> 実施例4では、直径約6mmのシリコン種結晶15を用
い、その他の条件及び方法は、実施例1の場合と同様に
行った。シリコン種結晶15の酸素濃度は、実施例1の
場合と同様に13×1017/cm3 である。
<Example 4> In Example 4, a silicon seed crystal 15 having a diameter of about 6 mm was used, and the other conditions and methods were the same as in Example 1. The oxygen concentration of the silicon seed crystal 15 is 13 × 10 17 / cm 3 as in the case of the first embodiment.

【0043】上記実施例4に係る方法により製造され
た、単結晶16のDF率は、7/10であった。すなわ
ち、10本引き上げた内の7本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶16の落下数は0/1
0であり、単結晶16の落下は発生しなかった。
The DF ratio of the single crystal 16 manufactured by the method according to Example 4 was 7/10. That is, generation of dislocations was not confirmed at all in seven of the ten pulled-up layers. The number of drops of the single crystal 16 is 0/1.
0, and the single crystal 16 did not fall.

【0044】<実施例5> 実施例5では、直径約6mmのシリコン種結晶15を用
い、その他の条件及び方法は、実施例1の場合と同様に
行った。シリコン種結晶15の酸素濃度は、実施例2の
場合と同様に16×1017/cm3 である。
<Example 5> In Example 5, a silicon seed crystal 15 having a diameter of about 6 mm was used, and the other conditions and methods were the same as in Example 1. The oxygen concentration of the silicon seed crystal 15 is 16 × 10 17 / cm 3 as in the case of the second embodiment.

【0045】上記実施例5に係る方法により、製造され
た単結晶16のDF率は、8/10であった。すなわ
ち、10本引き上げた内の8本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶16の落下数は0/1
0であり、単結晶16の落下は発生しなかった。
The DF ratio of the single crystal 16 produced by the method according to Example 5 was 8/10. That is, no occurrence of dislocation was confirmed in eight of the ten pull-ups. The number of drops of the single crystal 16 is 0/1.
0, and the single crystal 16 did not fall.

【0046】<比較例1> 比較例1では、図1、図2及び図4(a)に示した方法
及び表1に示した条件によって、単結晶26を引き上げ
た。単結晶26の引き上げ方法に関しては、シリコン
結晶25の酸素濃度を除いては、実施例1の場合と同様
であり、ここでは、その説明を省略する。また、シリコ
種結晶25の酸素濃度は、11×1017/cm3 とし
た。
Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the single crystal 26 was pulled up by the method shown in FIGS. 1, 2 and 4A and the conditions shown in Table 1. The method of pulling the single crystal 26 is the same as that of the first embodiment except for the oxygen concentration of the silicon seed crystal 25, and the description is omitted here. Also, Silico
Oxygen concentration in the emissions seed crystal 25 was set to 11 × 10 17 / cm 3.

【0047】上記比較例1に係る方法により、製造され
た単結晶26のDF率は、6/10であった。すなわ
ち、10本引き上げた内の6本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶26の落下数は0/1
0であり、単結晶26の落下は発生しなかった。
The DF ratio of the single crystal 26 manufactured by the method of Comparative Example 1 was 6/10. That is, no occurrence of dislocation was confirmed in 6 of the 10 wires raised. The number of drops of the single crystal 26 is 0/1.
0, and the single crystal 26 did not fall.

【0048】<比較例2> 比較例2では、図4(b)及び図5に示した方法及び表
1に示した条件によって、直径10mmのネック46a
を形成した後、単結晶46を引き上げた。シリコン種結
晶45の酸素濃度は、実施例2の場合と同様に、16×
1017/cm3とした。また、引き上げられる単結晶4
6の酸素濃度は、従来通り11×1017/cm3 とし
た。
<Comparative Example 2> In Comparative Example 2, the neck 46a having a diameter of 10 mm was obtained by the method shown in FIGS. 4B and 5 and the conditions shown in Table 1.
Was formed, the single crystal 46 was pulled up. The oxygen concentration of the silicon seed crystal 45 was 16 × as in the case of the second embodiment.
It was set to 10 17 / cm 3 . The single crystal 4 to be pulled
The oxygen concentration of No. 6 was 11 × 10 17 / cm 3 as before.

【0049】まず、直径12mmのシリコン種結晶45
を、溶融液33直上まで降下させてシリコン種結晶45
の予熱を行い、その後、シリコン種結晶45を溶融液3
3の表面に着液させ、シリコン種結晶45を溶融液33
に馴染ませる。この後、約4mm/分の速さでヒータ3
2の温度を調節しながらシリコン種結晶45を引き上げ
て、直径約10mm、長さ約100mmのネック46a
を形成する。次に0.3mm/minの引き上げ速度で
シリコン種結晶45を引き上げ、ヒータ32の温度を調
節することにより、ネック46aの下端から下方100
mmの範囲に単結晶46のショルダー46bを形成し
て、直径が12インチとなるまで成長させた。その後
0.5mm/minの引き上げ速度で、直径12インチ
のメインボディ46cを、長さ1000mmとなるまで
成長させた。
First, a silicon seed crystal 45 having a diameter of 12 mm
Of the silicon seed crystal 45
Is preheated, and then the silicon seed crystal 45 is
3 and the silicon seed crystal 45 is melted into the molten liquid 33.
Make it familiar. Thereafter, the heater 3 is moved at a speed of about 4 mm / min.
The silicon seed crystal 45 is pulled up while adjusting the temperature of Step 2, and a neck 46a having a diameter of about 10 mm and a length of about 100 mm is formed.
To form Next, at a lifting speed of 0.3 mm / min
By pulling up the silicon seed crystal 45 and adjusting the temperature of the heater 32, the lower part of the neck
A shoulder 46b of the single crystal 46 was formed in the range of mm, and grown to a diameter of 12 inches. Thereafter, a main body 46c having a diameter of 12 inches was grown at a lifting speed of 0.5 mm / min until the length became 1000 mm.

【0050】上記比較例2に係る方法により、製造され
た単結晶46のDF率は、0/10であった。すなわ
ち、引き上げた単結晶46全てに対して、転位の発生が
確認された。一方、単結晶46の落下数は0/10とな
り、単結晶46の落下は発生しなかった。
The DF ratio of the single crystal 46 produced by the method of Comparative Example 2 was 0/10. That is, the occurrence of dislocations was confirmed in all the pulled single crystals 46. On the other hand, the number of drops of the single crystal 46 was 0/10, and no drop of the single crystal 46 occurred.

【0051】<比較例3> 比較例3では、直径6mmのネック46aを形成した
後、単結晶46を引き上げた。その他の条件及び方法
は、比較例2の場合と同様に行った。
Comparative Example 3 In Comparative Example 3, after forming a neck 46a having a diameter of 6 mm, the single crystal 46 was pulled up. Other conditions and methods were the same as in Comparative Example 2.

【0052】上記比較例3に係る方法により、製造され
た単結晶46のDF率は、1/10であった。すなわ
ち、10本引き上げた内の9本には、転位の発生が確認
された。また、単結晶16の落下数は0/10であり、
単結晶16の落下は発生しなかった。
The DF ratio of the single crystal 46 produced by the method of Comparative Example 3 was 1/10. That is, the occurrence of dislocations was confirmed in nine of the ten pull-ups. The number of drops of the single crystal 16 is 0/10,
Single crystal 16 did not fall.

【0053】<比較例4> 比較例4では、直径約4mmのネック46aを形成した
後、単結晶46を引き上げた。その他の条件及び方法は
比較例2の場合と同様に行った。
Comparative Example 4 In Comparative Example 4, a single crystal 46 was pulled after forming a neck 46a having a diameter of about 4 mm. Other conditions and methods were the same as in Comparative Example 2.

【0054】上記比較例4に係る方法により、製造され
た単結晶46のDF率は、9/10であった。すなわ
ち、10本引き上げた内の9本には、全く転位の発生が
確認されなかった。また、単結晶46の落下数は8/1
0であり、10本引き上げた内の8本は、引き上げ途中
で単結晶46が落下した。
The DF ratio of the single crystal 46 produced by the method according to Comparative Example 4 was 9/10. That is, no occurrence of dislocation was confirmed in 9 of the 10 wires raised. The falling number of the single crystal 46 is 8/1.
The single crystal 46 fell during the pulling of eight of the ten pulled out.

【0055】以上の結果から明らかなように、実施例1
〜3に係るシリコン種結晶15によれば、酸素濃度がそ
れぞれ13×1017/cm3 、16×1017/cm3
18×1017/cm3 であり、いずれの場合も一般的な
酸素濃度(11×1017/cm3 )よりも高く、これに
より、前記着液時に導入された転位がシリコン種結晶1
5の上部方向に伝播するのに要する応力レベルを、通常
よりも高くすることができた。すなわち、通常よりも高
い応力が働かない限り前記転位は伝播しないため、前記
着液時に転位が導入された部分(先端部15a)を適度
な速度で溶融液に溶かし込むことにより、転位を伝播さ
せることなく、転位が導入された部分(先端部15a)
を除去することができ、転位のないシリコン種結晶を基
にした単結晶の引き上げを可能とすることができた。こ
のため、引き上げた単結晶の無転位化率を高めることが
できた。
As is clear from the above results, Example 1
According to the silicon seed crystal 15 according to any one of (1) to (3), the oxygen concentration is 13 × 10 17 / cm 3 , 16 × 10 17 / cm 3 ,
18 × a 10 17 / cm 3, any of the higher than typical oxygen concentration (11 × 10 17 / cm 3 ) when, thereby, the deposition liquid silicon seed crystal dislocations introduced during 1
The stress level required to propagate in the upper direction of No. 5 could be higher than usual. In other words, the dislocations do not propagate unless a stress higher than usual acts, so that the dislocations are propagated by dissolving the dislocation-introduced portion (tip portion 15a) into the melt at an appropriate speed during the liquid landing. Without dislocations (tip 15a)
Can be removed, and a single crystal based on a silicon seed crystal without dislocations can be pulled. Therefore, the dislocation-free ratio of the pulled single crystal could be increased.

【0056】また、実施例1〜3に係る単結晶16の引
き上げ方法によれば、上記ネッキング工程が不要となる
ことにより、細いネック36a(図5)によって単結晶
16を支持する必要性がなくなり、シリコン種結晶径
(10mm)が、すなわち単結晶16を支持するにあた
っての最細部径となり、大重量(300kg)の単結晶
16であっても、落下等の事故発生の心配もなく、安全
に引き上げることができた。
According to the pulling method of the single crystal 16 according to the first to third embodiments, the necessity of the necking step is eliminated, so that it is not necessary to support the single crystal 16 by the thin neck 36a (FIG. 5). The diameter of the silicon seed crystal (10 mm), that is, the smallest diameter for supporting the single crystal 16, and even if the single crystal 16 has a large weight (300 kg), there is no risk of accidents such as dropping and the like. I was able to raise it.

【0057】また、実施例4、5に係るシリコン種結晶
15によれば、酸素濃度がそれぞれ13×1017/cm
3 、16×1017/cm3 であり、シリコン種結晶径
(l)が6mmあるため、300kg程度の大重量の単
結晶16を引き上げた場合であっても、シリコン種結晶
15が十分な強度を有し、シリコン種結晶15の破損に
よる単結晶16の落下等の事故の心配が少なく、安全に
単結晶16を引き上げることができた。また、シリコン
種結晶15は、従来12mm程度であったものを6mm
程度まで細くしたため、体積にして約1/4となり、
リコン種結晶15に要する原料コストを削減することが
できた。
According to the silicon seed crystal 15 according to the fourth and fifth embodiments, the oxygen concentration is 13 × 10 17 / cm 3 respectively.
3 , 16 × 10 17 / cm 3 , and the silicon seed crystal diameter (l) is 6 mm. Therefore, even when a heavy single crystal 16 of about 300 kg is pulled, the silicon seed crystal 15 has sufficient strength. The single crystal 16 could be safely pulled up with little concern for accidents such as dropping of the single crystal 16 due to breakage of the silicon seed crystal 15. The silicon seed crystal 15 is 6 mm instead of about 12 mm in the past.
Since the thin to the extent of about ¼ by volume, shea
The raw material cost required for the recon seed crystal 15 was able to be reduced.

【0058】また、実施例1〜5に係る単結晶16の引
き上げ方法によれば、溶かし込むシリコン種結晶15
(15A)の長さ(L)が6mm以上の20mmである
ため、転位が導入された部分をほとんど溶かし込むこと
ができ、残りを無転位部分のみからなるシリコン種結晶
15(15A)とすることができた。また、前記無転位
部分のみからなるシリコン種結晶15(15A)を用い
て単結晶16(16A)を引き上げることにより、単結
晶16(16A)の歩留まりを向上させることができ
た。
According to the method of pulling single crystal 16 according to Examples 1 to 5, silicon seed crystal 15
Since the length (L) of (15A) is 6 mm or more and 20 mm, most of the dislocation-introduced portion can be melted, and the remainder is a silicon seed crystal 15 (15A) consisting only of a non-dislocation portion. Was completed. Further, the yield of the single crystal 16 (16A) could be improved by pulling up the single crystal 16 (16A) using the silicon seed crystal 15 (15A) composed of only the non-dislocation portion.

【0059】一方、比較例1に係るシリコン種結晶25
によれば、酸素濃度が11×1017/cm3 と従来程度
であるため、製品歩留まりにおいて、実施例1〜3には
及ばなかった。
On the other hand, the silicon seed crystal 25 according to Comparative Example 1
According to this, the oxygen concentration was about 11 × 10 17 / cm 3 , which is about the conventional level, and therefore, the product yield was lower than those of Examples 1 to 3.

【0060】また、比較例2に係る単結晶46の引き上
げ方法によれば、シリコン種結晶45の酸素濃度を実施
例2の場合と同様(16×1017/cm3 )としたにも
かかわらず、引き上げられた単結晶46全てにおいて転
位が発生した。これは、以下の理由によるものと考えら
れる。まず、シリコン種結晶45が高酸素濃度(16×
1017/cm3 )を有していても、転位が導入された先
端部15aを溶融させる工程がなく、前記先端部15a
から直に、通常の酸素濃度(11×1017/cm3 )を
有するネック46aを形成したため、シリコン種結晶4
5への前記転位の伝播は防げたとしても、ネック46a
への前記転位の伝播は防ぐことができなかった。また、
ネック46aの直径が10mmと大きいため、この程度
の絞りでは、伝播した前記転位が抜け切れなかった。他
方、ネック46aの直径が10mmと大きいことから、
単結晶46の落下は発生せず、安全な引き上げを行うこ
とができた。
According to the method for pulling single crystal 46 according to Comparative Example 2, despite the fact that the oxygen concentration of silicon seed crystal 45 was the same as that of Example 2 (16 × 10 17 / cm 3 ). Dislocations occurred in all the pulled single crystals 46. This is considered to be due to the following reasons. First, the silicon seed crystal 45 has a high oxygen concentration (16 ×
10 17 / cm 3 ), there is no step of melting the dislocation-introduced tip 15a, and the tip 15a
Since the neck 46a having a normal oxygen concentration (11 × 10 17 / cm 3 ) was formed directly from the silicon seed crystal 4
5 can be prevented from propagating, but the neck 46a
The propagation of the dislocations to GaN could not be prevented. Also,
Since the diameter of the neck 46a was as large as 10 mm, the dislocation propagated was not completely removed by such a reduction in the diameter. On the other hand, since the diameter of the neck 46a is as large as 10 mm,
The single crystal 46 did not fall, and safe pulling could be performed.

【0061】また、比較例3に係る単結晶46の引き上
げ方法によれば、ネック46aの直径を6mmまで絞っ
たため、比較例2の場合よりもややDF率が向上した
が、以前として単結晶46には高い確率で転位が発生
し、製品歩留まりは低かった。これは、ネック46aの
直径を6mmとしても、この程度の絞りでは、伝播した
前記転位が抜け切れなかったためと考えられる。他方、
ネック46aの直径が6mm程度あるため、単結晶46
の落下を生じることなく、安全な引き上げを行うことが
できた。
According to the method for pulling single crystal 46 according to Comparative Example 3, the diameter of neck 46a was reduced to 6 mm, so that the DF ratio was slightly improved as compared with Comparative Example 2. Had a high probability of dislocation, and the product yield was low. This is presumably because even if the diameter of the neck 46a is 6 mm, the propagated dislocations cannot be completely removed with such a degree of reduction. On the other hand,
Since the diameter of the neck 46a is about 6 mm, the single crystal 46
It was possible to safely raise without falling.

【0062】また、比較例4に係る単結晶46の引き上
げ方法によれば、ネック46aの直径を4mm程度まで
絞り込んだため、伝播した転位を抜くことができ、DF
率を大幅に向上させることができた。しかしながら4m
m程度の直径ではネック46aの強度が十分でなく、高
い確率で単結晶46の落下が発生した。
Further, according to the method of pulling the single crystal 46 according to Comparative Example 4, since the diameter of the neck 46a is reduced to about 4 mm, the dislocations that have propagated can be removed, and the DF
The rate was greatly improved. However 4m
With a diameter of about m, the strength of the neck 46a was not sufficient, and the single crystal 46 fell with a high probability.

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

【図1】(a)〜(d)は、本発明の実施の形態に係
る、単結晶引き上げ方法を工程順に示した、模式的部分
側面図である。
1 (a) to 1 (d) are schematic partial side views showing a single crystal pulling method according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】実施の形態に係る単結晶引き上げ方法により、
単結晶を引き上げている状態を示した、模式的断面図で
ある。
FIG. 2 shows a single crystal pulling method according to the embodiment.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state where a single crystal is pulled up.

【図3】シリコン種結晶に作用する応力と、前記シリコ
種結晶に存在する転位が応力によって伝播する速度と
の関係を示したグラフである。
FIG. 3 shows stress acting on a silicon seed crystal and the silicon
4 is a graph showing a relationship between a dislocation existing in a seed crystal and a speed at which dislocations are propagated by stress.

【図4】(a)、(b)は、実施例、比較例1及び比較
例2に係る、シリコン種結晶及び該シリコン種結晶を用
いた単結晶引き上げ方法を説明するために示した、模式
的な部分拡大側面図である。
FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams illustrating a silicon seed crystal and a method of pulling a single crystal using the silicon seed crystal according to the example, comparative examples 1 and 2, respectively. It is a typical partial enlarged side view.

【図5】CZ法で使用される、単結晶引き上げ装置の要
部を示した、模式的断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a single crystal pulling apparatus used in the CZ method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15、25、35、45 (単結晶引き上げ用)シリコ
種結晶 15a、25a、35a、45a (シリコン種結晶
の)先端部 16、26、36、46 単結晶
15, 25, 35, 45 (for pulling single crystal) Silico
Emissions seed crystal 15a, 25a, 35a, 45a (the silicon seed crystal) tip 16, 26, 36 and 46 the single crystal

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 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C30B 1/00-35/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 酸素濃度が13〜18×1017/cm3
の範囲にあることを特徴とする単結晶引き上げ用シリコ
種結晶。
1. An oxygen concentration of 13 to 18 × 10 17 / cm 3.
A single crystal pulling silicon, characterized in that in the range of
Emissions seed crystal.
【請求項2】 シリコン種結晶径が6mm以上あること
を特徴とする請求項1記載の単結晶引き上げ用シリコン
種結晶。
2. A single crystal pulling silicon <br/> seed crystal according to claim 1, wherein the silicon seed crystal diameter, characterized in that the more than 6 mm.
【請求項3】 請求項1又は2のいずれかの項に記載の
シリコン種結晶を用い、該シリコン種結晶の先端部分を
溶融液に浸漬して溶かし込んだ後、ネックを形成せずに
単結晶を引き上げることを特徴とする単結晶引き上げ方
法。
3. The method according to claim 1 or 2, wherein
A silicon seed crystal, after elaborate dissolved by immersing the tip portion of the silicon seed crystal into the melt, a single crystal pulling method characterized by pulling a single crystal without forming a neck.
【請求項4】 溶かし込むシリコン種結晶長さを6mm
以上とすることを特徴とする請求項3記載の単結晶引き
上げ方法。
4. The length of a silicon seed crystal to be melted is 6 mm.
4. The method for pulling a single crystal according to claim 3, wherein:
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