JP4797477B2 - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
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そこで、ホットゾーン構造を改良した育成装置にて、雰囲気中の水素分圧および引き上げ速度を種々変え、欠陥の発生状況を調査した。雰囲気中の水素分圧は、装置内の雰囲気ガス圧をP0とすると、導入する雰囲気ガス中に含有される水素の体積比率がX(%)であれば、
PH=P0X/100 (2)
である。したがって、装置内の雰囲気ガス圧が異なる場合、水素分圧を一定、すなわち融液中の水素濃度を一定にするには、(2)式にしたがって混入する水素の体積比率を変えなければならない。
水素原子含有物質の気体として水素ガスを添加する場合には、市販の水素ガスボンベ、水素ガス貯蔵タンク、水素吸蔵合金を充填したタンク等から、専用の配管を通じて装置内の不活性雰囲気に供給することができる。
図6に模式的に示した断面構造の装置を用いて、育成実験をおこなった。この図において、熱遮蔽体7は、黒鉛で外殻を作り、内部に黒鉛フェルトを充填した構造であるが、るつぼに入る部分の外径が480mm、最下端における最小内径Sは270mm、半径方向の幅Wは105mmで、内面は下端部から始まる逆円錐台面とし、その垂直方向に対する傾きは21°であった。るつぼ1の内径は550mmのものを用い、熱遮蔽体7の下端の融液面からの高さHは、60mmとした。
〔実施例2〕
実施例1と同じ育成装置を用い、装置内雰囲気の圧力を4000Paとし、引き上げ速度を0.6mm/min→0.3mm/min→0.6mm/minと変化させ、その場合に、装置内雰囲気の水素分圧および結晶にドープする炭素量を変えて、単結晶を育成した。
〔実施例3〕
実施例1と同じ育成装置にて、装置内雰囲気ガス圧を4000Pa、水素分圧を160Paとし、ウェーハの中央部がOSF発生領域となる0.397mm/minの引き上げ速度にて、酸素濃度が1.0×1018(atoms/cm3)または1.3×1018(atoms/cm3)の2水準で、各酸素濃度の水準に対しそれぞれ炭素をドープした場合としなかった場合の、合計4種類の単結晶を育成した。
1b:るつぼ支持軸、 2:ヒーター
3:シリコン溶融液、 4:引き上げ軸
5:シードチャック、 6:単結晶
7:熱遮蔽体
Claims (4)
- チョクラルスキー法によりGrown−in欠陥を存在させない無欠陥領域によるシリコン単結晶の育成において、単結晶中の窒素が1×1012atoms/cm3以上、5×1014atoms/cm3以下となるようにし、かつ育成装置内の雰囲気ガス中の水素分圧を40Pa以上、400Pa以下として、単結晶直胴部を空孔優勢無欠陥領域となる速度範囲内で引き上げることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
- さらに単結晶中の炭素が5×1015atoms/cm3以上、2×1017atoms/cm3以下(ASTM F123−1981)となるようにして、単結晶直胴部を空孔優勢無欠陥領域となる速度範囲内で引き上げることを特徴とする請求項1に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- チョクラルスキー法によりGrown−in欠陥を存在させない無欠陥領域によるシリコン単結晶の育成において、単結晶中の炭素が5×1015atoms/cm3以上、2×1017atoms/cm3以下(ASTM F123−1981)となるようにし、かつ育成装置内の雰囲気ガス中の水素分圧を40Pa以上、160Pa以下として、単結晶直胴部をOSF領域と空孔優勢無欠陥領域とを加えた速度範囲内で引き上げることを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
- さらに単結晶中の窒素が1×1012atoms/cm3以上、5×1014atoms/cm3以下となるようにして、単結晶直胴部をOSF領域と空孔優勢無欠陥領域とを加えた速度範囲内で引き上げることを特徴とする請求項3に記載のシリコン単結晶の製造方法。
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