JP3453914B2 - ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 - Google Patents
ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JP3453914B2 JP3453914B2 JP07227195A JP7227195A JP3453914B2 JP 3453914 B2 JP3453914 B2 JP 3453914B2 JP 07227195 A JP07227195 A JP 07227195A JP 7227195 A JP7227195 A JP 7227195A JP 3453914 B2 JP3453914 B2 JP 3453914B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- quartz crucible
- gas
- melt
- partition plate
- 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
Links
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大径化して酸素含有
量が相対的に低く、かつ長さ方向の酸素濃度分布が均等
化したＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般にＳｉ単結晶の製造方法とし
てＣＺ法（チョクラルスキー法）が知られており、この
方法が、図２に概略要部縦断面図で示されるように、石
英るつぼ１内に装入した原料をヒーター２で加熱溶融し
てＳｉ融液３を形成し、一方石英るつぼ１を構成するＳ
ｉＯ2 とＳｉ融液３との反応でＳｉＯと酸素が生成し、
酸素はＳｉ融液中に固溶し、ＳｉＯは揮発性を有するの
でＳｉ融液面３ａから雰囲気中に気化するが、この気化
したＳｉＯを運び出すためにＳｉ融液面上の雰囲気をＡ
ｒガス流４とし、この状態で石英るつぼ１を回転させな
がらＳｉ融液３に種結晶を浸し、回転させながら上昇さ
せて、種結晶の下端部にＳｉ単結晶５を成長させるもの
である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】一方、近年、Ｓｉ単結
晶は大径化の傾向にあるが、上記の従来方法を用いて直
径が２００mm以上の大径Ｓｉ単結晶を製造すると、Ｓｉ
単結晶中の酸素含有量が相対的に高くなるばかりでな
く、長さ方向の酸素濃度が頂部で高く、底部で低い濃度
差が大きく現われるようになるなどの問題点の発生が避
けられないのが現状である。 【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、上記の従来Ｓｉ単結晶の製造方
法のもつ問題点を解決すべく研究を行なった結果、 （ａ） ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲気下でＳｉ融液
からＳｉ単結晶を引上げるに際して、石英るつぼ内のＳ
ｉ融液面上の雰囲気中に、引上げＳｉ単結晶と同心にＡ
ｒガス主流路形成用固定隔壁板を設けると共に、前記固
定隔壁板と前記石英るつぼ内面との間に、Ａｒガス主流
路形成用通孔が形成され、かつ石英るつぼ上端縁部との
間隔調整可能に可動隔壁板を同じく引上げＳｉ単結晶と
同心に設置し、Ｓｉ融液面上、石英るつぼ内面にそって
形成された前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流
速を、引上げ中、前記可動隔壁板と石英るつぼ上端縁部
との間隔を調整することにより前記Ａｒガス主流路にお
けるそれに比して低速とすると、石英るつぼ内面とＳｉ
融液との反応において、反応の進行が一段と速い石英る
つぼ内面とＳｉ融液面との交差部における反応が相対的
に遅くなり、この結果Ｓｉ融液中への生成酸素の供給が
抑制されることから、Ｓｉ融液中の酸素含有量が相対的
に低い状態に保持されるようになること。 （ｂ） さらに、一般にＳｉ単結晶の引上げ進行に伴っ
て、石英るつぼ内のＳｉ融液が漸次減少することから、
石英るつぼ内面とＳｉ融液との反応面積も低くなり、こ
の結果Ｓｉ融液への酸素供給も低くなって引上げ単結晶
は底部になるほど頂部に比して酸素濃度が低くなるが、
上記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流速を、Ａｒ
ガス主流路の流速より低速とした状態を保持しながら、
すなわち上記（ａ）項の条件を保持しながら、同じく引
上げ中、前記可動隔壁板と石英るつぼ上端縁部との間隔
を調整することによりＳｉ単結晶の引上げ進行に伴って
漸次速くすると、上記した通り反応が最も活発に行なわ
れる石英るつぼ内面とＳｉ融液面の交差部からのＳｉＯ
の気化が流速に比例して促進され、これに伴ってＳｉ融
液への生成酸素の供給が比例的に増加することから、引
上げられたＳｉ単結晶は長さ方向に亘って酸素濃度が均
等化するようになること。以上（ａ）および（ｂ）に示
される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法によりＡｒガス流の雰囲
気下でＳｉ融液からＳｉ単結晶を引上げるに際して、石
英るつぼ内のＳｉ融液面上の雰囲気中に、引上げＳｉ単
結晶と同心にＡｒガス主流路形成用固定隔壁板を設ける
と共に、前記固定隔壁板と前記石英るつぼ内面との間
に、Ａｒガス主流路形成用通孔が形成され、かつ石英る
つぼ上端縁部との間隔調整可能に可動隔壁板を同じく引
上げＳｉ単結晶と同心に設置し、Ｓｉ融液面上、石英る
つぼ内面にそって形成されたＡｒガス２次流路における
Ａｒガスの流速を、引上げ中、前記可動隔壁板と石英る
つぼ上端縁部との間隔を調整することにより、前記Ａｒ
ガス主流路におけるそれに比して相対的に低速とした状
態を保持しながら、Ｓｉ単結晶の引上げ進行に伴って漸
次速くすることにより酸素含有量が相対的に低く、かつ
長さ方向の酸素濃度が均等化したＳｉ単結晶の製造方法
に特徴を有するものである。 【０００６】 【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により図面
を参照しながら説明する。図１にはこの発明の方法の実
施装置が概略要部縦断面図で示されている。図１の装置
は、Ｓｉ融液３上の雰囲気中に、Ａｒガス主流路Ａを形
成するための固定隔壁板６と、Ａｒガス２次流路Ｂを形
成するための可動隔壁板７を設けた点で図１の従来装置
と相異する。前記可動隔壁板７の上部にはＡｒガス主流
路Ａを形成するための通孔７ａが設けられている。前記
可動隔壁板７を水平方向に移動させることにより石英る
つぼ１の上端縁部との間隔Ｃが調整できるようになって
おり、この間隔Ｃの調整によってＳｉ融液面３ａ上、石
英るつぼ１の内面１ａにそって形成されたＡｒガス２次
流路ＢにおけるＡｒガスの流速が調整される。 【０００７】いま、図１の実施装置において、内径が５
８０mmの石英るつぼ１を用い、表１に示される条件で本
発明方法を実施し、直径：２１０mm×長さ：６５０mmの
寸法をもった大径Ｓｉ単結晶（以下、本発明方法Ｓｉ単
結晶という）を製造した。また、比較の目的で図２に示
される装置を用い、Ｓｉ融液面上の雰囲気を装置内への
４０ｌ／min の流量のＡｒガスの導入によって形成する
以外は同一の条件で従来方法を行ない、大径Ｓｉ単結晶
（以下、従来方法Ｓｉ単結晶という）を製造した。 【０００８】 【表１】【０００９】ついで、この結果得られた本発明方法Ｓｉ
単結晶および従来方法Ｓｉ単結晶について、その長さ方
向にそって、頂部から１００mm間隔で中心部の酸素含有
量を測定した。この測定結果を表２に示した。 【００１０】 【表２】 【００１１】 【発明の効果】表２に示される結果から、本発明方法に
よれば、直径が２１０mmの大径であっても、従来方法に
より製造されたＳｉ単結晶に比して、相対的に酸素含有
量が低く、かつ長さ方向における頂部と底部の酸素濃度
差がきわめて小さい、均等化したＳｉ単結晶を製造する
ことができることが明らかである。上述のように、この
発明の方法はＳｉ単結晶の大径化の要求に十分満足に対
応することができるものである。
量が相対的に低く、かつ長さ方向の酸素濃度分布が均等
化したＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般にＳｉ単結晶の製造方法とし
てＣＺ法（チョクラルスキー法）が知られており、この
方法が、図２に概略要部縦断面図で示されるように、石
英るつぼ１内に装入した原料をヒーター２で加熱溶融し
てＳｉ融液３を形成し、一方石英るつぼ１を構成するＳ
ｉＯ2 とＳｉ融液３との反応でＳｉＯと酸素が生成し、
酸素はＳｉ融液中に固溶し、ＳｉＯは揮発性を有するの
でＳｉ融液面３ａから雰囲気中に気化するが、この気化
したＳｉＯを運び出すためにＳｉ融液面上の雰囲気をＡ
ｒガス流４とし、この状態で石英るつぼ１を回転させな
がらＳｉ融液３に種結晶を浸し、回転させながら上昇さ
せて、種結晶の下端部にＳｉ単結晶５を成長させるもの
である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】一方、近年、Ｓｉ単結
晶は大径化の傾向にあるが、上記の従来方法を用いて直
径が２００mm以上の大径Ｓｉ単結晶を製造すると、Ｓｉ
単結晶中の酸素含有量が相対的に高くなるばかりでな
く、長さ方向の酸素濃度が頂部で高く、底部で低い濃度
差が大きく現われるようになるなどの問題点の発生が避
けられないのが現状である。 【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、上記の従来Ｓｉ単結晶の製造方
法のもつ問題点を解決すべく研究を行なった結果、 （ａ） ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲気下でＳｉ融液
からＳｉ単結晶を引上げるに際して、石英るつぼ内のＳ
ｉ融液面上の雰囲気中に、引上げＳｉ単結晶と同心にＡ
ｒガス主流路形成用固定隔壁板を設けると共に、前記固
定隔壁板と前記石英るつぼ内面との間に、Ａｒガス主流
路形成用通孔が形成され、かつ石英るつぼ上端縁部との
間隔調整可能に可動隔壁板を同じく引上げＳｉ単結晶と
同心に設置し、Ｓｉ融液面上、石英るつぼ内面にそって
形成された前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流
速を、引上げ中、前記可動隔壁板と石英るつぼ上端縁部
との間隔を調整することにより前記Ａｒガス主流路にお
けるそれに比して低速とすると、石英るつぼ内面とＳｉ
融液との反応において、反応の進行が一段と速い石英る
つぼ内面とＳｉ融液面との交差部における反応が相対的
に遅くなり、この結果Ｓｉ融液中への生成酸素の供給が
抑制されることから、Ｓｉ融液中の酸素含有量が相対的
に低い状態に保持されるようになること。 （ｂ） さらに、一般にＳｉ単結晶の引上げ進行に伴っ
て、石英るつぼ内のＳｉ融液が漸次減少することから、
石英るつぼ内面とＳｉ融液との反応面積も低くなり、こ
の結果Ｓｉ融液への酸素供給も低くなって引上げ単結晶
は底部になるほど頂部に比して酸素濃度が低くなるが、
上記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流速を、Ａｒ
ガス主流路の流速より低速とした状態を保持しながら、
すなわち上記（ａ）項の条件を保持しながら、同じく引
上げ中、前記可動隔壁板と石英るつぼ上端縁部との間隔
を調整することによりＳｉ単結晶の引上げ進行に伴って
漸次速くすると、上記した通り反応が最も活発に行なわ
れる石英るつぼ内面とＳｉ融液面の交差部からのＳｉＯ
の気化が流速に比例して促進され、これに伴ってＳｉ融
液への生成酸素の供給が比例的に増加することから、引
上げられたＳｉ単結晶は長さ方向に亘って酸素濃度が均
等化するようになること。以上（ａ）および（ｂ）に示
される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法によりＡｒガス流の雰囲
気下でＳｉ融液からＳｉ単結晶を引上げるに際して、石
英るつぼ内のＳｉ融液面上の雰囲気中に、引上げＳｉ単
結晶と同心にＡｒガス主流路形成用固定隔壁板を設ける
と共に、前記固定隔壁板と前記石英るつぼ内面との間
に、Ａｒガス主流路形成用通孔が形成され、かつ石英る
つぼ上端縁部との間隔調整可能に可動隔壁板を同じく引
上げＳｉ単結晶と同心に設置し、Ｓｉ融液面上、石英る
つぼ内面にそって形成されたＡｒガス２次流路における
Ａｒガスの流速を、引上げ中、前記可動隔壁板と石英る
つぼ上端縁部との間隔を調整することにより、前記Ａｒ
ガス主流路におけるそれに比して相対的に低速とした状
態を保持しながら、Ｓｉ単結晶の引上げ進行に伴って漸
次速くすることにより酸素含有量が相対的に低く、かつ
長さ方向の酸素濃度が均等化したＳｉ単結晶の製造方法
に特徴を有するものである。 【０００６】 【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により図面
を参照しながら説明する。図１にはこの発明の方法の実
施装置が概略要部縦断面図で示されている。図１の装置
は、Ｓｉ融液３上の雰囲気中に、Ａｒガス主流路Ａを形
成するための固定隔壁板６と、Ａｒガス２次流路Ｂを形
成するための可動隔壁板７を設けた点で図１の従来装置
と相異する。前記可動隔壁板７の上部にはＡｒガス主流
路Ａを形成するための通孔７ａが設けられている。前記
可動隔壁板７を水平方向に移動させることにより石英る
つぼ１の上端縁部との間隔Ｃが調整できるようになって
おり、この間隔Ｃの調整によってＳｉ融液面３ａ上、石
英るつぼ１の内面１ａにそって形成されたＡｒガス２次
流路ＢにおけるＡｒガスの流速が調整される。 【０００７】いま、図１の実施装置において、内径が５
８０mmの石英るつぼ１を用い、表１に示される条件で本
発明方法を実施し、直径：２１０mm×長さ：６５０mmの
寸法をもった大径Ｓｉ単結晶（以下、本発明方法Ｓｉ単
結晶という）を製造した。また、比較の目的で図２に示
される装置を用い、Ｓｉ融液面上の雰囲気を装置内への
４０ｌ／min の流量のＡｒガスの導入によって形成する
以外は同一の条件で従来方法を行ない、大径Ｓｉ単結晶
（以下、従来方法Ｓｉ単結晶という）を製造した。 【０００８】 【表１】【０００９】ついで、この結果得られた本発明方法Ｓｉ
単結晶および従来方法Ｓｉ単結晶について、その長さ方
向にそって、頂部から１００mm間隔で中心部の酸素含有
量を測定した。この測定結果を表２に示した。 【００１０】 【表２】 【００１１】 【発明の効果】表２に示される結果から、本発明方法に
よれば、直径が２１０mmの大径であっても、従来方法に
より製造されたＳｉ単結晶に比して、相対的に酸素含有
量が低く、かつ長さ方向における頂部と底部の酸素濃度
差がきわめて小さい、均等化したＳｉ単結晶を製造する
ことができることが明らかである。上述のように、この
発明の方法はＳｉ単結晶の大径化の要求に十分満足に対
応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法の実施装置を示す概略要部縦断
面図である。 【図２】従来方法を説明するための概略要部縦断面図で
ある。 【符号の説明】 Ａ Ａｒガス流路 Ｂ Ａｒガス２次流路 Ｃ 調整間隔 ６ 固定隔壁板 ７ 可動隔壁板
面図である。 【図２】従来方法を説明するための概略要部縦断面図で
ある。 【符号の説明】 Ａ Ａｒガス流路 Ｂ Ａｒガス２次流路 Ｃ 調整間隔 ６ 固定隔壁板 ７ 可動隔壁板
フロントページの続き
(72)発明者 町田 倫久
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
(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３−218994（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−122089（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−159986（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−70279（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−238883（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−64992（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−247788（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−277887（ＪＰ，Ａ)
特公 昭57−15079（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C30B 1/00 - 35/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲気下でＳ
ｉ融液からＳｉ単結晶を引上げるに際して、石英るつぼ
内のＳｉ融液面上の雰囲気中に、引上げＳｉ単結晶と同
心にＡｒガス主流路形成用固定隔壁板を設けると共に、
前記固定隔壁板と前記石英るつぼ内面との間に、Ａｒガ
ス主流路形成用通孔が形成され、かつ石英るつぼ上端縁
部との間隔調整可能に可動隔壁板を同じく引上げＳｉ単
結晶と同心に設置し、Ｓｉ融液面上、石英るつぼ内面に
そって形成されたＡｒガス２次流路におけるＡｒガスの
流速を、引上げ中、前記可動隔壁板と石英るつぼ上端縁
部との間隔を調整することにより、前記Ａｒガス主流路
におけるそれに比して相対的に低速とした状態を保持し
ながら、Ｓｉ単結晶の引上げ進行に伴って漸次速くする
ことを特徴とする酸素含有量が相対的に低く、かつ長さ
方向の酸素濃度が均等化したＣＺ法によるＳｉ単結晶の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07227195A JP3453914B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07227195A JP3453914B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08245293A JPH08245293A (ja) | 1996-09-24 |
| JP3453914B2 true JP3453914B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=13484460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07227195A Expired - Fee Related JP3453914B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3453914B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5904768A (en) * | 1996-10-15 | 1999-05-18 | Memc Electronic Materials, Inc. | Process for controlling the oxygen content in silicon wafers heavily doped with antimony or arsenic |
| US5942032A (en) * | 1997-08-01 | 1999-08-24 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly and method of growing vacancy rich single crystal silicon |
| JP2007112663A (ja) | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 半導体単結晶製造装置および製造方法 |
-
1995
- 1995-03-06 JP JP07227195A patent/JP3453914B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08245293A (ja) | 1996-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4935046A (en) | Manufacture of a quartz glass vessel for the growth of single crystal semiconductor | |
| Pollock | Filamentary sapphire: Part 1 Growth and microstructural characterisation | |
| CN1936108A (zh) | 高质量硅单晶结晶块的生长装置及使用此装置的生长方法 | |
| JPH0676274B2 (ja) | シリコン単結晶の製造装置 | |
| EP0388503B1 (en) | Method for pulling single crystals | |
| JPS6379790A (ja) | 結晶引上げ装置 | |
| JPH0729871B2 (ja) | 単結晶引き上げ用石英るつぼ | |
| US20090145351A1 (en) | Vitreous silica crucible | |
| JP3453914B2 (ja) | ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 | |
| EP2251462A3 (en) | Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method, and single crystal ingot | |
| US4957712A (en) | Apparatus for manufacturing single silicon crystal | |
| JP2978607B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPS6033291A (ja) | 単結晶シリコンの製造方法 | |
| US6258163B1 (en) | Method for producing silicon single crystal | |
| JP2003504295A (ja) | 結晶リボン成長のエッジメニスカス制御 | |
| JP2567539B2 (ja) | Ｆｚ法シリコン単結晶棒の成長方法及び装置 | |
| JP3132298B2 (ja) | 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 | |
| JP3132412B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JPH0788269B2 (ja) | シリコン単結晶引上げ用ルツボ | |
| JPH05194075A (ja) | 単結晶育成法 | |
| JPH0310598B2 (ja) | ||
| JP2606046B2 (ja) | 単結晶引き上げ時における単結晶酸素濃度の制御方法 | |
| JPH02116695A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JPH08208369A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JP3552455B2 (ja) | 単結晶製造方法及び単結晶引上装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080725 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090725 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090725 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100725 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100725 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130725 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |