JP4862836B2 - Single crystal manufacturing apparatus and single crystal manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、チョクラルスキー法(Czochralski Method、以下CZ法と略する)によるシリコン単結晶の製造装置および製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for producing a silicon single crystal by a Czochralski method (hereinafter abbreviated as CZ method).
以下、従来のチョクラルスキー法による単結晶製造装置について、シリコン単結晶の育成を例にとって説明する。
図6に従来の単結晶製造装置の一例を示す概略断面図を示す。
CZ法でシリコン単結晶を製造する際に使用される単結晶製造装置101は、一般的に原料融液105が収容された昇降動可能なルツボ106、107と、該ルツボ106、107を取り囲むように配置されたヒータ108が単結晶を育成するメインチャンバ102内に配置されており、該メインチャンバ102の上部には育成した単結晶を収容し取り出すための引上げチャンバ103が連設されている。このような単結晶製造装置101を用いて単結晶を製造する際には、種結晶112を原料融液105に浸漬し、回転させながら静かに上方に引き上げて棒状の単結晶を成長させる一方、所望の直径と結晶品質を得るため融液面の高さが常に保たれるように結晶の成長に合わせルツボ106、107を上昇させている。
Hereinafter, a conventional single crystal manufacturing apparatus using the Czochralski method will be described taking silicon single crystal growth as an example.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of a conventional single crystal manufacturing apparatus.
A single crystal production apparatus 101 used for producing a silicon single crystal by the CZ method generally encloses the crucibles 106 and 107 capable of moving up and down, which contains a raw material melt 105, and the crucibles 106 and 107. A heater 108 disposed in the main chamber 102 is disposed in a main chamber 102 for growing a single crystal, and a pulling chamber 103 for accommodating and taking out the grown single crystal is connected to the upper portion of the main chamber 102. When producing a single crystal using such a single crystal production apparatus 101, while the seed crystal 112 is immersed in the raw material melt 105 and gently rotated upward while rotating, a rod-like single crystal is grown. In order to obtain a desired diameter and crystal quality, the crucibles 106 and 107 are raised in accordance with crystal growth so that the height of the melt surface is always maintained.
そして、単結晶を育成する際には、種ホルダ113に取り付けられた種結晶112を原料融液105に浸漬した後、引上げ機構(不図示)により種結晶112を所望の方向に回転させながら静かにワイヤ115を巻き上げ、種結晶112の先端部に単結晶104を成長させているが、種結晶112を融液に着液させた際に生じる転位を消滅させるため、一旦、成長初期の結晶を3〜5mm程度まで細く絞り、転位が抜けたところで径を所望の直径まで拡大して、目的とする品質の単結晶104を成長させていく。
When growing the single crystal, after immersing the seed crystal 112 attached to the seed holder 113 in the raw material melt 105, the seed crystal 112 is gently rotated while being rotated in a desired direction by a pulling mechanism (not shown). The
このとき、単結晶104の一定の直径を有する定径部の引き上げ速度は、引き上げられる単結晶の直径に依存するが、0.4〜2.0mm/min程度の非常にゆっくりとしたものであり、無理に速く引上げようとすると、育成中の単結晶が変形して定径を有する円柱状製品が得られなくなる。あるいは単結晶104にスリップ転位が発生したり、単結晶104が融液から切り離されて製品とならなくなってしまうなどの問題が生じてしまい、結晶成長速度の高速化を図るには限界があった。
しかし、前記CZ法による単結晶104の製造において、生産性の向上を図り、コストを低減させるためには、単結晶104の成長速度を高速化することが一つの大きな手段であり、これまでにも単結晶104の成長速度の高速化を達成させるために多くの改良がなされてきた。
At this time, the pulling speed of the constant diameter portion having a constant diameter of the single crystal 104 depends on the diameter of the single crystal to be pulled, but is very slow, about 0.4 to 2.0 mm / min. When trying to pull up forcibly quickly, the single crystal being grown is deformed and a cylindrical product having a constant diameter cannot be obtained. Alternatively, slip dislocation occurs in the single crystal 104 or problems such as the single crystal 104 being separated from the melt and becoming a product occur, and there is a limit to increasing the crystal growth rate. .
However, in the production of the single crystal 104 by the CZ method, increasing the growth rate of the single crystal 104 is one of the major means for improving the productivity and reducing the cost. However, many improvements have been made to increase the growth rate of the single crystal 104.
単結晶104の成長速度は、成長中の単結晶104の熱収支によって決定され、これを高速化するには、単結晶表面から放出される熱を効率的に除去すれば良いことが知られている。この際、単結晶104の冷却効果を高めることができれば更に効率の良い単結晶の製造が可能である。さらに、単結晶104の冷却速度によって、結晶の品質が変わることが知られている。例えば、シリコン単結晶で単結晶育成中に形成されるグローンイン(Grown−in)欠陥は結晶内温度勾配と単結晶の引上げ速度(成長速度)の比で制御可能であり、これをコントロールすることで無欠陥の単結晶を育成することもできる(特許文献1参照)。したがって無欠陥結晶を製造する上でも、単結晶の成長速度を高速化して生産性の向上を図る上でも、育成中の単結晶の冷却効果を高めることが重要である。 The growth rate of the single crystal 104 is determined by the heat balance of the growing single crystal 104, and it is known that heat released from the surface of the single crystal can be efficiently removed in order to increase the growth rate. Yes. At this time, if the cooling effect of the single crystal 104 can be enhanced, a more efficient single crystal can be manufactured. Furthermore, it is known that the quality of the crystal changes depending on the cooling rate of the single crystal 104. For example, a grown-in defect formed during the growth of a single crystal in a silicon single crystal can be controlled by the ratio between the temperature gradient in the crystal and the pulling rate (growth rate) of the single crystal. A defect-free single crystal can also be grown (see Patent Document 1). Therefore, it is important to enhance the cooling effect of the growing single crystal both in manufacturing defect-free crystals and in increasing productivity by increasing the growth rate of the single crystal.
CZ法において単結晶104を効率よく冷却するには、ヒータ108からの輻射を結晶に直接当てずにかつ単結晶104からの輻射熱をチャンバー等強制冷却された物体に吸収させる方法が有効である。これを実現可能な装置の構造としてスクリーン構造が挙げられる(特許文献2参照)。しかしこの構造ではルツボの上昇による接触を回避するほどのスクリーン形状にすると、スクリーン上部の内径を小さくする必要があり、その結果、結晶が冷え難くなるという欠点がある。
また結晶引き上げ中は酸化性ガスによる汚れ防止のため不活性ガスを流すが、これによる単結晶の冷却効果を活用できないという問題もある。
In order to efficiently cool the single crystal 104 in the CZ method, it is effective to absorb the radiant heat from the single crystal 104 in a forcedly cooled object such as a chamber without directly applying the radiation from the heater 108 to the crystal. A screen structure is an example of a device structure that can achieve this (see Patent Document 2). However, in this structure, if the screen is shaped so as to avoid contact due to the rise of the crucible, it is necessary to reduce the inner diameter of the upper part of the screen.
In addition, while the crystal is being pulled, an inert gas is flowed to prevent contamination by the oxidizing gas, but there is a problem that the cooling effect of the single crystal cannot be utilized.
一方で不活性ガスを整流するための整流筒と該整流筒にヒータや原料融液からの直接輻射をさえぎるための断熱リングを有した構造が提案されている(特許文献3参照)。この方法では不活性ガスによる単結晶の冷却効果は期待できるが、単結晶からの輻射熱を冷却チャンバーに吸収させるという点において、その冷却能力は高いとは言えない。
そこで前記のスクリーンや整流筒の問題点を解決し効率よく冷却する方法として、結晶回りに水冷された冷却筒を配する単結晶製造装置が提案されている(特許文献4参照)。この方法では冷却筒の外側が黒鉛材等の保護カバーなど冷却筒保護材により保護され、冷却筒の内側から単結晶の熱を効率よく除去できる。
On the other hand, there has been proposed a structure having a rectifying cylinder for rectifying an inert gas and a heat insulating ring for blocking direct radiation from a heater and a raw material melt on the rectifying cylinder (see Patent Document 3). In this method, the cooling effect of the single crystal by the inert gas can be expected, but it cannot be said that the cooling capacity is high in that the radiation heat from the single crystal is absorbed by the cooling chamber.
Therefore, as a method for solving the problems of the screen and the rectifying cylinder and cooling efficiently, there has been proposed a single crystal manufacturing apparatus in which a water-cooled cooling cylinder is arranged around the crystal (see Patent Document 4). In this method, the outside of the cooling cylinder is protected by a cooling cylinder protective material such as a protective cover such as a graphite material, and the heat of the single crystal can be efficiently removed from the inside of the cooling cylinder.
しかし、前記整流筒及び冷却筒を使用した単結晶製造装置においても、原料融液とツルボから出る酸素とで形成される酸化性ガスが発生し、これが温度の低いチャンバーの内壁に堆積し、これらの酸化物の付着による汚れが断熱材や遮光材として働き、冷却効果を妨げるという問題があった。
また、整流筒に石英製の窓板を設けることによって、前記整流筒による効果を奏しつつ、育成中の単結晶の形状を観察することができる整流筒が開示されているが(特許文献5参照)、前記と同様に、石英窓板の外側に酸化物が付着することによって、窓に曇りが発生する上、冷却効果が低下するという問題があった。
そのため、特に1つのルツボから複数の単結晶を育成する場合などは、酸化物の付着により冷却効果が低下していくため、単結晶毎に品質が異なり、それを補正する必要があった。
However, even in the single crystal manufacturing apparatus using the rectifying cylinder and the cooling cylinder, an oxidizing gas formed by the raw material melt and oxygen coming out of the crucible is generated and deposited on the inner wall of the low temperature chamber. There was a problem that dirt due to the adhesion of oxides acted as a heat insulating material or a light shielding material and hindered the cooling effect.
Further, there is disclosed a rectifying cylinder capable of observing the shape of a growing single crystal while providing the effect of the rectifying cylinder by providing a quartz window plate on the rectifying cylinder (see Patent Document 5). In the same manner as described above, there is a problem that the oxide adheres to the outside of the quartz window plate to cause fogging in the window and reduce the cooling effect.
For this reason, particularly when a plurality of single crystals are grown from one crucible, the cooling effect is reduced by the adhesion of oxides, so the quality differs for each single crystal, and it has been necessary to correct it.
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、引上げチャンバのガス導入口から下流する不活性ガスを単結晶の近傍に整流しつつ、メインチャンバーの内壁面および整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのを防ぐことによって、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのを防ぐことができる単結晶製造装置および製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and while rectifying the inert gas downstream from the gas inlet of the pulling chamber to the vicinity of the single crystal, the inner wall surface of the main chamber and the side surface outside the rectifying cylinder An object of the present invention is to provide a single crystal manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of preventing the cooling effect of radiant heat from a single crystal from decreasing with the lapse of time by preventing the oxide from being deposited on the surface.
上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも、原料融液を収容するルツボ及び前記原料融液を加熱するヒータを格納するメインチャンバと、該メインチャンバの上部に連設され、成長した単結晶が引き上げられて収容される引上げチャンバと、前記引上げチャンバに設けられたガス導入口と、前記メインチャンバの天井部から下方に延設される整流筒を有したチョクラルスキー法による単結晶製造装置であって、前記メインチャンバ内の整流筒の外側にガス導入口を設置し、該整流筒の外側のガス導入口から不活性ガスを流すものであることを特徴とする単結晶製造装置が提供される。
このように、本発明の単結晶製造装置は、前記メインチャンバ内の整流筒の外側にガス導入口を設置し、該整流筒の外側のガス導入口からも不活性ガスを流しているので、メインチャンバーの内壁面及び整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのを抑制することができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのを防ぐことができる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, at least a crucible for storing a raw material melt and a main chamber for storing a heater for heating the raw material melt, and an upper portion of the main chamber are connected and grown. A single chamber by a Czochralski method having a pulling chamber in which the single crystal is pulled up and housed, a gas inlet provided in the pulling chamber, and a rectifying cylinder extending downward from the ceiling of the main chamber. A crystal manufacturing apparatus, wherein a gas introduction port is installed outside a rectification cylinder in the main chamber, and an inert gas is allowed to flow from the gas introduction port outside the rectification cylinder device Ru is provided.
Thus, in the single crystal manufacturing apparatus of the present invention, the gas introduction port is installed outside the rectifying cylinder in the main chamber, and the inert gas is allowed to flow from the gas introduction port outside the rectifying cylinder, It is possible to suppress the deposition of oxide on the inner wall surface of the main chamber and the outer side surface of the rectifying cylinder, and to prevent the cooling effect of radiant heat from the single crystal from decreasing with time.
このとき、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバの内壁面に沿うように誘導するじゃま板を具備することが好ましい。
このように、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバの内壁面に沿うように誘導するじゃま板を具備していれば、メインチャンバーの内壁面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより効果的に防ぐことができる。
In this case, it is not preferable to include a baffle plate to induce inert gas to flow outside of the flow-guide cylinder along the inner wall surface of the main chamber.
Thus, if a baffle plate is provided that guides the inert gas flowing outside the rectifying cylinder along the inner wall surface of the main chamber, it is possible to prevent oxide from being deposited on the inner wall surface of the main chamber. It can prevent effectively and can prevent more effectively that the cooling effect of the radiant heat from a single crystal falls over time.
またこのとき、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記整流筒の外側の側面に沿うように誘導するじゃま板を具備することが好ましい。
このように、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記整流筒の外側の側面に沿うように誘導するじゃま板を具備していれば、整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより効果的に防ぐことができる。
また、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバの内壁面に沿うように誘導するじゃま板を具備し、かつ、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記整流筒の外側の側面に沿うように誘導するじゃま板を具備していれば、メインチャンバの内壁面及び整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのをより一層効果的に防ぐことができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより一層効果的に防ぐことができる。
At this time, it is not preferable to include a baffle plate to induce inert gas to flow outside of the flow-guide cylinder along the outer sides of the rectifying tube.
In this way, if the baffle plate that guides the inert gas flowing outside the rectifying cylinder along the outer side surface of the rectifying cylinder is provided, oxide is deposited on the outer side surface of the rectifying cylinder. Can be more effectively prevented, and the cooling effect of the radiant heat from the single crystal can be more effectively prevented from decreasing over time.
A baffle plate for guiding the inert gas flowing outside the rectifying cylinder along the inner wall surface of the main chamber; and the inert gas flowing outside the rectifying cylinder outside the rectifying cylinder If a baffle plate that guides along the side surface is provided, it is possible to more effectively prevent oxide from being deposited on the inner wall surface of the main chamber and the outer side surface of the rectifying cylinder. It can prevent even more effectively that the cooling effect of radiant heat falls with progress of time.
また、本発明は、少なくとも、原料融液を収容するルツボ及び前記原料融液を加熱するヒータを格納するメインチャンバと、該メインチャンバの上部に連設され、成長した単結晶が引き上げられて収容される引上げチャンバと、前記引上げチャンバに設けられたガス導入口と、前記メインチャンバの天井部から下方に延設される整流筒を有したチョクラルスキー法による単結晶製造装置を用いた単結晶の製造方法であって、前記引上げチャンバのガス導入口から前記整流筒の内側に不活性ガスを流し、かつ、前記メインチャンバ内の整流筒の外側にガス導入口を設置し、該整流筒の外側のガス導入口から不活性ガスを流しながら単結晶を製造する単結晶の製造方法を提供する。
前記引上げチャンバのガス導入口から前記整流筒の内側に不活性ガスを流し、かつ、前記メインチャンバ内の整流筒の外側にガス導入口を設置し、該整流筒の外側のガス導入口からも不活性ガスを流しながら単結晶を製造することで、メインチャンバーの内壁面および整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのを抑制することができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのを防ぐことができる。
The present invention also includes a main chamber for storing at least a crucible for storing a raw material melt and a heater for heating the raw material melt, and an upper portion of the main chamber connected to the upper portion of the main chamber so that the grown single crystal is pulled up and stored. Using a Czochralski method single crystal manufacturing apparatus having a pulling chamber, a gas inlet provided in the pulling chamber, and a flow straightening tube extending downward from the ceiling of the main chamber An inert gas is allowed to flow from the gas inlet of the pulling chamber to the inside of the rectifying cylinder, and a gas inlet is installed outside the rectifying cylinder in the main chamber. that provides a method for manufacturing a single crystal for manufacturing a single crystal while supplying an inert gas from outside the gas inlet.
An inert gas is allowed to flow from the gas inlet of the pulling chamber to the inside of the rectifying cylinder, and a gas inlet is installed outside the rectifying cylinder in the main chamber, and also from the gas inlet outside the rectifying cylinder. By producing a single crystal while flowing an inert gas, it is possible to suppress the deposition of oxide on the inner wall surface of the main chamber and the outer side surface of the rectifying cylinder, and the cooling effect of the radiant heat from the single crystal is reduced over time. It can be prevented from decreasing with the passage of time.
このとき、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバの内壁面に沿うように流すことが好ましい。
このように、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバの内壁面に沿うように流すことで、メインチャンバーの内壁面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより効果的に防ぐことができる。
At this time, the inert gas to flow outside of the flow-guide cylinder said not preferable that flow along the inner wall surface of the main chamber.
In this way, by flowing the inert gas that flows outside the flow straightening tube along the inner wall surface of the main chamber, it is possible to more effectively prevent oxide from being deposited on the inner wall surface of the main chamber. Moreover, it can prevent more effectively that the cooling effect of the radiant heat from a single crystal falls with progress of time.
またこのとき、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記整流筒の外側の側面に沿うように流すことが好ましい。
このように、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記整流筒の外側の側面に沿うように流すことで、整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより効果的に防ぐことができる。
また、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバの内壁面に沿うように流し、かつ、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記整流筒の外側の側面に沿うように流すことで、メインチャンバの内壁面及び整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのをより一層効果的に防ぐことができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより一層効果的に防ぐことができる。
At this time, it is not preferable to flow the inert gas to flow outside of the flow-guide cylinder along the outer sides of the rectifying tube.
In this way, it is possible to more effectively prevent oxide from being deposited on the outer side surface of the rectifying cylinder by flowing the inert gas flowing outside the rectifying cylinder along the outer side surface of the rectifying cylinder. It is possible to more effectively prevent the cooling effect of the radiant heat from the single crystal from decreasing with time.
In addition, an inert gas flowing outside the rectifying cylinder is caused to flow along the inner wall surface of the main chamber, and an inert gas flowing outside the rectifying cylinder is allowed to flow along the outer side surface of the rectifying cylinder. Thus, it is possible to more effectively prevent oxide from being deposited on the inner wall surface of the main chamber and the outer side surface of the rectifying cylinder, and the cooling effect of the radiant heat from the single crystal is reduced with time. This can be prevented even more effectively.
本発明では、単結晶製造装置において、引上げチャンバのガス導入口から整流筒の内側に不活性ガスを流し単結晶の近傍に整流し、かつ、メインチャンバ内の整流筒の外側にガス導入口を設置し、該整流筒の外側のガス導入口からも不活性ガスを流しながら単結晶を製造するので、メインチャンバーの内壁面および整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのを抑制することができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのを防ぐことができる。
そのことによって、特に1つのルツボから複数の単結晶を育成する際に、製造した単結晶の本数間差による、単結晶の成長条件の調整や次数間補正ロジック等を不要とすることができる。従って、操業を簡略化でき、安定した結晶品質を得ることができる。
In the present invention, in the single crystal manufacturing apparatus, an inert gas is allowed to flow from the gas inlet of the pulling chamber to the inside of the rectifying cylinder to rectify near the single crystal, and the gas inlet is provided outside the rectifying cylinder in the main chamber. Install and manufacture single crystals while flowing an inert gas from the gas inlet outside the rectifying cylinder, so that it is possible to suppress the accumulation of oxide on the inner wall surface of the main chamber and the outer side surface of the rectifying cylinder. It is possible to prevent the cooling effect of the radiant heat from the single crystal from decreasing over time.
As a result, particularly when growing a plurality of single crystals from one crucible, adjustment of single crystal growth conditions and inter-order correction logic due to the difference in the number of produced single crystals can be eliminated. Therefore, the operation can be simplified and a stable crystal quality can be obtained.
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
従来のCZ法による単結晶の製造において、生産性の向上を図り、コストを低減させるためには、単結晶の成長速度を高速化することが一つの大きな手段であり、これを高速化するには、単結晶表面から放出される熱を効率的に除去すれば良いことが知られている。また、無欠陥結晶の製造においても、育成中の単結晶の冷却効果を高めることが重要である。
Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to this.
In order to improve productivity and reduce costs in the production of a single crystal by the conventional CZ method, increasing the growth rate of the single crystal is one of the major means. Is known to efficiently remove the heat released from the surface of the single crystal. Also in the production of defect-free crystals, it is important to increase the cooling effect of the single crystal being grown.
しかし、整流筒を用いて冷却効果を向上させた従来の単結晶製造装置において、原料融液とツルボから出る酸素とで形成される酸化性ガスが発生し、これがメインチャンバーの内壁面に堆積し、これらの酸化物付着による汚れが断熱材や遮光材として働き、冷却効果を妨げるという問題があった。
また、整流筒の外側の側面に関して言えば、特に石英部材を整流筒に設けた場合(例えば、育成中の単結晶の状態を確認するための石英窓板等)、前記と同様に該石英部材の外側の表面に前記酸化物が堆積すると、石英部材が曇ってしまうと同時に、石英部材が単結晶からの輻射をチャンバーへ効率良く通すことによって得られる冷却効果が低下するという問題があった。
However, in a conventional single crystal manufacturing apparatus that uses a rectifying cylinder to improve the cooling effect, an oxidizing gas formed by the raw material melt and oxygen coming from the crucible is generated and deposited on the inner wall surface of the main chamber. However, there is a problem that the dirt due to the adhesion of these oxides acts as a heat insulating material or a light shielding material and hinders the cooling effect.
As for the outer side surface of the rectifying cylinder, especially when a quartz member is provided on the rectifying cylinder (for example, a quartz window plate for confirming the state of the single crystal being grown), the quartz member is similar to the above. When the oxide is deposited on the outer surface of the quartz member, the quartz member becomes cloudy, and at the same time, there is a problem that the cooling effect obtained by the quartz member efficiently passing radiation from the single crystal to the chamber is reduced.
そこで、本発明者は、前記のような冷却効果の低下を防止するために鋭意検討を重ねた。その結果、従来の単結晶製造装置において、引上げチャンバのガス導入口から流入した不活性ガスは、整流筒の内側を流れて原料融液の表面を通過し、メインチャンバ内の上部空間に流れることなくガス流出口から排出されるため、整流筒の内側で酸化性ガスが析出することを防ぐことはできるが、その外側ではこれができずメインチャンバーの内壁面や整流筒の外側の側面に析出した酸化物が堆積していることに着目した。そして、これを防止するためには、メインチャンバ内の整流筒の外側からも不活性ガスを流せば良いことを見出した。 Therefore, the present inventor has intensively studied in order to prevent the cooling effect from decreasing as described above. As a result, in the conventional single crystal manufacturing apparatus, the inert gas flowing in from the gas inlet of the pulling chamber flows inside the flow straightening tube, passes through the surface of the raw material melt, and flows into the upper space in the main chamber. Since it is discharged from the gas outlet, it is possible to prevent the oxidizing gas from precipitating inside the rectifying cylinder, but this is not possible outside, and it is deposited on the inner wall of the main chamber and the outer side of the rectifying cylinder. We focused on the accumulation of oxide. And in order to prevent this, it discovered that an inert gas should just flow from the outer side of the rectifying cylinder in a main chamber.
すなわち、本発明の単結晶製造装置は、メインチャンバ内の整流筒の外側にガス導入口を設置し、該整流筒の外側のガス導入口からも不活性ガスを流すので、メインチャンバーの内壁面および整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのを防ぐことができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのを防ぐことができるものとなっている。 That is, the single crystal manufacturing apparatus of the present invention has a gas introduction port installed outside the rectifying cylinder in the main chamber, and an inert gas is allowed to flow also from the gas introduction port outside the rectifying cylinder. Further, it is possible to prevent the oxide from being deposited on the outer side surface of the rectifying cylinder, and to prevent the cooling effect of the radiant heat from the single crystal from decreasing with time.
図1は本発明の単結晶製造装置の一例を示す概略断面図である。
図1に示すように、単結晶製造装置1は、原料融液5を収容するルツボ6、7、原料を加熱、融解するためのヒータ8などがメインチャンバ2内に格納され、メインチャンバ2上に連接された引上げチャンバ3の上部には、育成された単結晶4を引上げる引上げ機構(不図示)が設けられている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the single crystal production apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the single
引き上げチャンバ3の上部に取り付けられた引上げ機構からは引上げワイヤ15が巻き出されており、その先端には、種結晶12を取り付けるための種ホルダ13が接続され、種ホルダ13の先に取り付けられた種結晶12を原料融液5に浸漬し、引上げワイヤ15を引上げ機構によって巻き取ることで種結晶12の下方に単結晶4を形成する。
A pulling
なお、上記ルツボ6、7は、内側に原料融液5を直接収容する石英ルツボ6と、外側に該ルツボを支持するための黒鉛ルツボ7とから構成されている。ルツボ6、7は、単結晶製造装置1の下部に取り付けられた回転駆動機構(不図示)によって回転昇降動自在なルツボ回転軸16に支持されており、単結晶製造装置1中の融液面の変化によって結晶直径や結晶品質が変わることのないよう、融液面を一定位置に保つため、結晶と逆方向に回転させながら単結晶4の引上げに応じて融液が減少した分だけルツボ6、7を上昇させている。
The
また、ルツボ6、7を取り囲むようにヒータ8が配置されており、このヒータ8の外側には、ヒータ8からの熱がメインチャンバ2に直接輻射されるのを防止するための断熱部材9が周囲を取り囲むように設けられている。
また、炉内に発生した酸化物を炉外に排出する等を目的とし、引上げチャンバ3上部に設けられたガス導入口11からアルゴンガス等の不活性ガスが導入され、整流筒14の内側を通り引上げ中の単結晶4の近傍に整流され、原料融液5表面を通過してルツボ6、7の上端縁の上方を通過し、ガス流出口10から排出される。これにより、整流筒の内側、及びルツボの上端縁等に酸化物が堆積するのを防ぐことができるようになっている。
A
Further, for the purpose of discharging the oxide generated in the furnace to the outside of the furnace, an inert gas such as argon gas is introduced from the gas inlet 11 provided in the upper part of the pulling
なお、メインチャンバ2及び引上げチャンバ3は、ステンレス等の耐熱性、熱伝導性に優れた金属により形成されており、冷却管(不図示)を通して水冷されている。
そして、単結晶4を育成する際には、種ホルダ13に取り付けられた種結晶12を原料融液5に浸漬した後、引上げ機構(不図示)により種結晶12を所望の方向に回転させながら静かにワイヤ15を巻き上げ、種結晶12の先端部に単結晶4を成長させているが、種結晶12を原料融液5に着液させた際に生じる転位を消滅させるため、一旦、成長初期の結晶を3〜5mm程度まで細く絞り、転位が抜けたところで径を所望の直径まで拡大して、目的とする品質の単結晶4を成長させていく。あるいは、前記種絞りを行わず、先端が尖った種結晶12を用いて、該種結晶12を原料融液5に静かに接触して所定径まで浸漬させてから引上げを行う無転位種付け法を適用して単結晶4を育成することもできる。
ここまでは従来の単結晶製造装置の構成と同様である。
The
When the
Up to this point, the configuration is the same as that of a conventional single crystal manufacturing apparatus.
本発明に係る単結晶製造装置は、メインチャンバ内の整流筒の外側にガス導入口が設置されており、該整流筒の外側のガス導入口からも不活性ガスを流すようになっている。
このように、メインチャンバ内の整流筒の外側にガス導入口17が設置されており、該整流筒の外側のガス導入口17からも不活性ガスを流せば、メインチャンバの上部空間にガスが流通することになり、メインチャンバーの内壁面および整流筒の外側の側面に酸化物が堆積するのを防ぐことができ、単結晶からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのを防ぐことができる。
In the single crystal manufacturing apparatus according to the present invention, a gas introduction port is provided outside the rectifying cylinder in the main chamber, and an inert gas is allowed to flow from the gas introduction port outside the rectifying cylinder.
As described above, the
このとき、前記整流筒の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバの内壁面に沿うように誘導するじゃま板を具備することが好ましい。
図2に本発明で使用することができる前記じゃま板の一例の概略図を示す。
図2に示すように、じゃま板は、不活性ガスがメインチャンバの内壁面に沿って流れるように、メインチャンバの天井部で水平方向の外向きに開口した形状となっている。
At this time, it is preferable to provide a baffle plate that guides the inert gas flowing outside the flow straightening tube along the inner wall surface of the main chamber.
FIG. 2 shows a schematic view of an example of the baffle plate that can be used in the present invention.
As shown in FIG. 2, the baffle plate has a shape that is opened outward in the horizontal direction at the ceiling of the main chamber so that the inert gas flows along the inner wall surface of the main chamber.
このようなじゃま板18により、整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバ2の内壁面に沿うように誘導するので、メインチャンバ2の内壁面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができ、メインチャンバからの除熱効果が経時変化せず、単結晶4からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより効果的に防ぐことができる。
ここで、図2に示すような、ガス噴出口20が円周方向に等間隔に設けられたガス噴出リング19を前記ガス導入口17に連設することができる。前記ガス噴出口20は、ガス噴出リング19の水平方向の外側(図2中の点線矢印の方向)に向けて設けられており、この方向にガスを噴出するようになっている。
The baffle plate 18 guides the inert gas flowing outside the rectifying
Here, as shown in FIG. 2, a
このようなガス噴出リング19とともにじゃま板18を設置することで、前記メインチャンバ2の内壁面に沿って流れる不活性ガスをメインチャンバ2内で均等に満遍なく流すことができ、メインチャンバ2の内壁面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができる。しかし、本発明は、前記ガス噴出リング19の有無に制限されるわけではない。
また、前記メインチャンバ2の内壁面に沿って流すガスの流量は、前記引上げチャンバ3に設けられたガス導入口11から流すガスの流量の10%以上、3倍以下とするのが良い。前記10%以上の流量であれば、メインチャンバ2の内壁面に酸化物が堆積するのを防ぐ効果を確実に奏することができる。また、前記3倍以下の流量であれば、酸化物を原料融液5の方に逆流させて単結晶4の育成を阻害させるのを防ぐことができる。しかし、これらの条件はこれに限定されるわけではなく、炉内のサイズ等により適宜設定すれば良い。
By installing the baffle plate 18 together with such a
The flow rate of the gas flowing along the inner wall surface of the
またこのとき、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記整流筒14の外側の側面に沿うように誘導するじゃま板を具備することが好ましい。
図3に本発明で使用することができる前記じゃま板の一例の概略図を示す。
図3に示すように、じゃま板18’は、不活性ガスが整流筒14の外側の側面に沿って流れるように、整流筒14の垂直方向の下向きに開口した形状となっている。
このようなじゃま板18’により、整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記整流筒14の外側の側面に沿うように誘導するので、整流筒14の外側の側面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができ、単結晶4からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより効果的に防ぐことができる。
Further, at this time, it is preferable that a baffle plate for guiding the inert gas flowing outside the rectifying
FIG. 3 shows a schematic view of an example of the baffle plate that can be used in the present invention.
As shown in FIG. 3, the baffle plate 18 ′ has a shape that opens downward in the vertical direction of the rectifying
The baffle plate 18 ′ guides the inert gas flowing outside the rectifying
ここで、図3に示すような、ガス噴出口20’が円周方向に等間隔に設けられたガス噴出リング19’を前記ガス導入口17に連設することができる。前記ガス噴出口20’はガス噴出リング19’の垂直方向の下側(図3中の点線矢印の方向)に向けて設けられており、この方向にガスを噴出するようになっている。
このようなガス噴出リング19’とともにじゃま板18’を設置することで、前記整流筒14の外側の側面に沿って流れるガスを整流筒14の外周で均等に満遍なく流すことができ、整流筒14の外側の側面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができる。しかし、本発明は、前記ガス噴出リング19’の有無に制限されるわけではない。
Here, as shown in FIG. 3, a
By installing the baffle plate 18 ′ together with such a
前記整流筒14の外側の側面に沿って流すガスの流量は、前記引上げチャンバ3に設けられたガス導入口11から流すガスの流量の10%以上、2倍以下とするのが良い。前記10%以上の流量であれば、整流筒14の外側の側面に酸化物が堆積するのを防ぐ効果を確実に奏することができる。また、前記2倍以下の流量であれば、酸化物を原料融液5の方に逆流させて単結晶4の育成を阻害させるのを防ぐことができる。しかし、これらの条件はこれに限定されるわけではなく、炉内のサイズ等により適宜設定すれば良い。
The flow rate of the gas flowing along the outer side surface of the
またこのとき、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバ2の内壁面に沿うように誘導するじゃま板18と、かつ、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記整流筒14の外側の側面に沿うように誘導するじゃま板18'を両方具備するようにすることもできる。
このように、前記整流筒の14外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバ2の内壁面に沿うように誘導するじゃま板18を具備し、かつ、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記整流筒14の外側の側面に沿うように誘導するじゃま板18’を具備していれば、メインチャンバ2の内壁面及び整流筒14の外側の側面に酸化物が堆積するのをより一層効果的に防ぐことができ、単結晶4からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより一層効果的に防ぐことができる。
At this time, the baffle plate 18 that guides the inert gas flowing outside the rectifying
As described above, the baffle plate 18 that guides the inert gas flowing outside the rectifying
ここで、ガス噴出口が円周方向に等間隔に設けられたガス噴出リングを前記整流筒14の外側のガス導入口17に連設することができる。ここで、前記ガス噴出口は、メインチャンバ2の内壁面、及び整流筒14の外側の側面の双方に沿うようにガスを流すため、噴出リングの垂直方向の下側、及び水平方向の外側の双方に向けて設けられている。この場合、両者の流量を変えるには噴出口の大きさを変えれば良い。
あるいは、ガス噴出リングを2つ設け、メインチャンバ2の内壁面、及び整流筒14の外側の側面の双方に沿うようにガスを流すようにしても良い。いずれにしても、本発明は、前記ガス噴出リングの有無に制限されるわけではない。
Here, a gas ejection ring in which gas ejection ports are provided at equal intervals in the circumferential direction can be connected to the
Alternatively, two gas ejection rings may be provided so that the gas flows along both the inner wall surface of the
本発明の単結晶の製造方法では、前記のように、引上げチャンバ3のガス導入口11から整流筒14の内側に不活性ガスを流し、単結晶の近傍に整流するのと同時に、メインチャンバ2内の整流筒14の外側にガス導入口17を設置し、該ガス導入口17から不活性ガスを流しながら単結晶4を育成する。そして、引上げ機構によってワイヤ15を巻き取ることによって、単結晶4を引上げチャンバ3内に引き上げる。
このようにすることによって、メインチャンバ2の内壁面および整流筒14の外側の側面に酸化物が堆積するのを防ぐことができ、単結晶4からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのを防ぐことができる。
In the method for producing a single crystal according to the present invention, as described above, an inert gas is allowed to flow from the gas inlet 11 of the pulling
By doing so, it is possible to prevent oxide from being deposited on the inner wall surface of the
このとき、図1に示すように、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバ2の内壁面に沿うように流すことが好ましい。
このように、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバ2の内壁面に沿うように流すことで、メインチャンバ2の内壁面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができ、単結晶4からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより効果的に防ぐことができる。
At this time, as shown in FIG. 1, it is preferable that an inert gas that flows outside the rectifying
In this way, by flowing the inert gas flowing outside the rectifying
またこのとき、図4に示すように、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記整流筒14の外側の側面に沿うように流すことが好ましい。
このように、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記整流筒14の外側の側面に沿うように流すことで、整流筒14の外側の側面に酸化物が堆積するのをより効果的に防ぐことができ、単結晶4からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより効果的に防ぐことができる。
Further, at this time, as shown in FIG. 4, it is preferable to flow the inert gas flowing outside the rectifying
In this way, it is more effective that oxide is deposited on the outer side surface of the rectifying
また、図5に示すように、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記メインチャンバ2の内壁面に沿うように流し、かつ、前記整流筒14の外側に流す不活性ガスを前記整流筒14の外側の側面に沿うように流すことで、メインチャンバ2の内壁面及び整流筒14の外側の側面に酸化物が堆積するのをより一層効果的に防ぐことができ、単結晶4からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのをより一層効果的に防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 5, the inert gas that flows outside the rectifying
前記のようにして1本目の単結晶を引き上げた後、前記引上げた単結晶の重量と同じ重量の原料をルツボ6、7に追加することにより、減少した原料融液を補充し、前記と同様の方法で2本目の単結晶を製造することができる。
このようにして、本発明の単結晶の製造方法を用いて、1つのルツボから複数の単結晶を製造するいわゆるマルチプーリングを行う場合、次数の進行に伴って単結晶からの輻射熱の冷却効果が低下するのを防ぐことができるので、全く同じ条件で各結晶を引き上げることができ、次数毎の単結晶の成長条件の調整や次数間補正ロジック等を不要とすることができる。従って、操業を簡略化でき、安定した結晶品質を得ることができる。
After pulling up the first single crystal as described above, a raw material having the same weight as that of the pulled single crystal is added to the
In this way, when performing so-called multi-pooling in which a plurality of single crystals are manufactured from one crucible using the method for manufacturing a single crystal of the present invention, the cooling effect of radiant heat from the single crystal is increased as the order advances. Since it can be prevented from decreasing, each crystal can be pulled up under exactly the same conditions, and adjustment of single crystal growth conditions for each order and inter-order correction logic can be dispensed with. Therefore, the operation can be simplified and a stable crystal quality can be obtained.
以上説明したように、本発明では、単結晶製造装置において、引上げチャンバ3のガス導入口11から整流筒14の内側に不活性ガスを流し、かつ、メインチャンバ2内の整流筒14の外側にガス導入口17を設置し、該整流筒14の外側のガス導入口17から不活性ガスを流しながら単結晶4を製造するので、メインチャンバ2の内壁面および整流筒14の外側の側面に酸化物が堆積するのを防ぐことができ、単結晶4からの輻射熱の冷却効果が時間の経過と共に低下するのを防ぐことができる。
そのことによって、特に1つのルツボから複数の単結晶を育成する際に、製造した単結晶の本数間差による、単結晶の成長条件の調整や次数間補正ロジック等が不要とすることができる。従って、操業を簡略化でき、安定した結晶品質を得ることができる。
As described above, according to the present invention, in the single crystal manufacturing apparatus, an inert gas is caused to flow from the gas inlet 11 of the pulling
As a result, particularly when growing a plurality of single crystals from one crucible, adjustment of the growth conditions of single crystals, correction logic between orders, and the like due to the difference in the number of produced single crystals can be eliminated. Therefore, the operation can be simplified and a stable crystal quality can be obtained.
尚、本発明における整流筒は、該整流筒の上方から下流する不活性ガスを単結晶の近傍に整流する機能を有していれば良く、その呼称やその他の機能も有するか否かにかかわらないものであり、ガスの整流効果を奏するものは全て本発明に適応し得る。例えば、メインチャンバの天井部から下向に延設され、冷却媒体で強制冷却される冷却筒は本発明の整流筒の範囲内である。 Note that the rectifying cylinder in the present invention only needs to have a function of rectifying the inert gas downstream from above the rectifying cylinder to the vicinity of the single crystal, regardless of whether or not it has its name and other functions. Anything that does not have a gas rectifying effect can be applied to the present invention. For example, a cooling cylinder that extends downward from the ceiling of the main chamber and is forcibly cooled by a cooling medium is within the range of the flow straightening cylinder of the present invention.
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these.
(実施例1)
図1に示すような単結晶製造装置を用い、直径12インチ(300mm)のシリコン単結晶を磁場印加チョクラルスキー法(MCZ法)により製造した。ルツボ6の直径は32インチ(800mm)とした。また、ガス導入口17から流入したアルゴンガスの流量は、ガス導入口11から流入したアルゴンガスのガス量に比較して10%の流量とした。また、図2に示すようなじゃま板18とガス噴出リング19を設け、整流筒14の外側に流すアルゴンガスをメインチャンバ2の内壁面に沿うように流した。
Example 1
Using a single crystal manufacturing apparatus as shown in FIG. 1, a silicon single crystal having a diameter of 12 inches (300 mm) was manufactured by a magnetic field application Czochralski method (MCZ method). The diameter of the
このような単結晶製造装置を用い、マルチプーリング法により1つのルツボから無欠陥結晶となるように3本の単結晶を同一の成長速度で育成し、引き上げた。
このとき、引き上げた1本目と3本目の単結晶からサンプルを切り出し、無欠陥結晶になったかどうかを、選択エッチングにより確認した。
その結果、1本目の単結晶は狙った部分が全て無欠陥結晶となったが、3本目の単結晶には欠陥が検出された。無欠陥の割合は約3割であり、比較例より良好な結果となっていることが確認できた。
Using such a single crystal manufacturing apparatus, three single crystals were grown at the same growth rate and pulled up from one crucible to become defect-free crystals by a multi-pooling method.
At this time, a sample was cut out from the pulled first and third single crystals, and it was confirmed by selective etching whether or not a defect-free crystal was formed.
As a result, the target portion of the first single crystal became a defect-free crystal, but defects were detected in the third single crystal. The defect-free ratio was about 30%, confirming that the results were better than those of the comparative examples.
(実施例2)
前記図1のガス導入口17から流入したアルゴンガスの流量をガス導入口11から流入したアルゴンガスのガス量に比較して2倍の流量とした以外は、実施例1と同様な条件で単結晶を製造し、実施例1と同様な評価を行った。
その結果、1本目の結晶は狙った部分が全て無欠陥結晶となったが、3本目の結晶は一部に欠陥が検出された。無欠陥の割合は約8割であった。比較例および実施例1より良好な結果となっていることが確認できた。
(Example 2)
1 except that the flow rate of the argon gas flowing in from the
As a result, all the targeted portions of the first crystal were defect-free crystals, but some defects were detected in the third crystal. The ratio of defect-free was about 80%. It was confirmed that the results were better than those of Comparative Example and Example 1.
(実施例3)
図4に示すような単結晶製造装置を用い、直径12インチ(300mm)のシリコン単結晶を磁場印加チョクラルスキー法(MCZ法)により製造した。ルツボ6の直径は32インチ(800mm)とした。また、ガス導入口17から流入したアルゴンガスの流量は、ガス導入口11から流入したアルゴンガスのガス量に比較して同一の流量とした。また、図3に示すようなじゃま板18’とガス噴出リング19’を設け、整流筒14の外側に流すアルゴンガスを整流筒14の外側の側面に沿うように流した。
(Example 3)
Using a single crystal manufacturing apparatus as shown in FIG. 4, a silicon single crystal having a diameter of 12 inches (300 mm) was manufactured by a magnetic field application Czochralski method (MCZ method). The diameter of the
このような単結晶製造装置を用い、マルチプーリング法により1つのルツボから無欠陥結晶となるように3本の単結晶を同一の成長速度で育成し、引き上げた。そして、実施例1と同様の評価を行った。
その結果、1本目の結晶は狙った部分が全て無欠陥結晶となったが、3本目の結晶は一部に欠陥が検出された。無欠陥の割合は約5割であり、比較例より良好な結果となっていることが確認できた。
Using such a single crystal manufacturing apparatus, three single crystals were grown at the same growth rate and pulled up from one crucible to become defect-free crystals by a multi-pooling method. And evaluation similar to Example 1 was performed.
As a result, all the targeted portions of the first crystal were defect-free crystals, but some defects were detected in the third crystal. The defect-free ratio was about 50%, and it was confirmed that the result was better than the comparative example.
(実施例4)
図5に示すような単結晶製造装置を用い、ガス導入口17からメインチャンバ2の内壁面側に沿って流したアルゴンガスの流量をガス導入口11から流入したアルゴンガスのガス量に比較して2倍の流量とし、ガス導入口17から整流筒14の外側の側面に沿って流したアルゴンガスの流量をガス導入口11から流入したアルゴンガスのガス量に比較して同一の流量とした以外、実施例1と同様の条件で単結晶を製造し、実施例1と同様の評価を行った。
その結果、1本目と3本目の結晶共に狙った部分が全て無欠陥結晶となった。
これにより、比較例、実施例2、及び実施例3より良好な結果となっていることが確認できた。
Example 4
Using a single crystal manufacturing apparatus as shown in FIG. 5, the flow rate of argon gas flowing from the
As a result, all the targeted portions of both the first and third crystals became defect-free crystals.
Thereby, it has confirmed that it was a result better than a comparative example, Example 2, and Example 3. FIG.
(比較例)
図6に示すような従来の単結晶製造装置を用いたこと以外は実施例1と同じ条件で単結晶を製造し、実施例1と同様の評価を行った。その結果、1本目の結晶は狙った部分が全て無欠陥結晶となったが、3本目の結晶は全く無欠陥結晶が得られなかった。
(Comparative example)
A single crystal was produced under the same conditions as in Example 1 except that a conventional single crystal production apparatus as shown in FIG. 6 was used, and the same evaluation as in Example 1 was performed. As a result, the target portion of the first crystal was all defect-free, but no defect-free crystal was obtained for the third crystal.
(テスト)
3本目の単結晶の成長速度を1本目に比較して約2%低下させた以外、比較例と同様の条件で単結晶を製造し、比較例と同様の評価を行った。
その結果、1本目と3本目の単結晶共に狙った部分が全て無欠陥結晶となった。
このことにより、比較例において、3本目の単結晶を製造するまでにメインチャンバ等に酸化物が堆積し、単結晶からの輻射熱の冷却効果が低下していることが確認できた。
これに対して、本発明では、実施例4のように、本発明は引上げ速度を低下させることなく、無欠陥結晶を育成できることが判る。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
(test)
A single crystal was produced under the same conditions as in the comparative example except that the growth rate of the third single crystal was reduced by about 2% compared to the first single crystal, and the same evaluation as in the comparative example was performed.
As a result, all the targeted portions of the first and third single crystals were defect-free crystals.
Thus, in the comparative example, it was confirmed that the oxide was deposited in the main chamber or the like before the third single crystal was manufactured, and the cooling effect of the radiant heat from the single crystal was reduced.
On the other hand, in the present invention, as in Example 4, it can be seen that the present invention can grow defect-free crystals without reducing the pulling rate.
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
1…単結晶製造装置、2…メインチャンバ、3…引上げチャンバ、
4…単結晶、5…原料融液、6、7…ルツボ、
8…ヒータ、9…断熱部材、10…ガス流出口、
11、17…ガス導入口、12…種結晶、13…種ホルダ、
14…整流筒、15…ワイヤ、16…ルツボ回転軸、
18、18’…じゃま板、19、19’…ガス噴出リング、20、20’…ガス噴出口。
DESCRIPTION OF
4 ... single crystal, 5 ... raw material melt, 6, 7 ... crucible,
8 ... heater, 9 ... heat insulating member, 10 ... gas outlet,
11, 17 ... Gas inlet, 12 ... Seed crystal, 13 ... Seed holder,
14 ... Rectifying cylinder, 15 ... Wire, 16 ... Crucible rotating shaft,
18, 18 '... baffle plate, 19, 19' ... gas ejection ring, 20, 20 '... gas ejection port.
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