JP5182234B2 - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)多結晶シリコン原料を坩堝内に充填し、加熱融解させることにより多結晶シリコン融液を形成する融解工程と、前記融液に種結晶を浸漬させ、所定の温度および引き上げ速度条件下で前記種結晶を上方に引き上げながら所定形状のシリコン単結晶を形成する引き上げ工程とを具えるチョクラルスキー法によるシリコン単結晶の製造方法であって、
前記引き上げ工程は、所定の温度に設定された前記融液に前記種結晶を浸漬させた後、ネック部形成のためのネック本引きを行う前に、ネック部を試し形成するためのネック試し引きを行うことを含み、該ネック試し引きにより形成されたネック部の直径の変化から、前記融液の温度がネック部形成に適した温度であるかを判定することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
T3=kT2
k=k’×T4/T5
の式にしたがって行われる上記(3)または(4)に記載のシリコン単結晶の製造方法。
T1=T0+H×(X−P)
H=0.95
の式にしたがって行われる上記(2)〜(6)のいずれか一に記載のシリコン単結晶の製造方法。
T1=T0+H×(X−P)
H=0.95
の式にしたがって行われるのが好ましい。なお、この温度補正係数Hは、実験により得られた値である。
T3=kT2
k=k’×T4/T5
の式にしたがって行われるのが好ましい。
実施例1は図5に示す装置を用い、坩堝内にシリコン原料を充填し、炉内圧:2666Pa、アルゴンガスの雰囲気内で加熱溶融してシリコン融液を形成した。このシリコン融液の温度は放射温度計で測定し、約1420℃となるよう調整した。その後、種結晶を前記融液へ浸漬し、種結晶の回転速度12rpm、坩堝の回転速度15rpm、引き上げ速度1〜2mm/minで同一雰囲気中で種結晶を引き上げることによりネック試し引きを行った。この際、ネック試し引きにより形成されたネック部の直径の変化から、融液の温度がネック部形成に適した温度であるかを判定し、判定の結果、融液の温度がネック部形成に適さない温度であると判定した場合には、融液の温度がネック部形成に適する温度になるまで、融液の温度を調整することによって前記融液を安定化させた。融液の温度の調整は、調整後の融液の温度をT1[℃]、調整前の融液の温度をT0[℃]、温度補正係数をH[℃/mm]、試し引きの目標直径をP[mm]、ネック試し引き後の種結晶の直径をX[mm]としたとき、
T1=T0+H×(X−P)
H=0.95
の式にしたがって行い、この直径Xはカメラによる画像から測定した。
判定の結果、前記融液の温度を1回以上調整した場合には、前記融液の温度を計測している放射温度計の値を補正し、この補正は、補正後の表示温度をT3[℃]、補正後の融液温度換算係数をk、補正前の表示温度をT2[℃]、補正前の融液温度換算係数をk’、初期目標温度をT4[℃]、最終目標温度をT5[℃]としたとき、
T3=kT2
k=k’×T4/T5
の式にしたがって行った。ここでは、T4=1450,T5=1452とした。
上記ネック試し引きを行わないこと以外は、実施例1と同様の方法によりネック部を形成した。
実施例1および比較例1の製造方法によりネック部を30個形成し、そのうち適正範囲の直径で形成できたものをネック形成成功として、そのネック形成成功率をそれぞれ計算したものを表1に示す。
102 融液
103 転位
104 坩堝
105 種結晶下部
106 温度センサ
107 ヒータ制御システム
108 ヒータ
109 カメラ
110 直径測定システム
Claims (7)
- 多結晶シリコン原料を坩堝内に充填し、加熱融解させることにより多結晶シリコン融液を形成する融解工程と、前記融液に種結晶を浸漬させ、所定の温度および引き上げ速度条件下で前記種結晶を上方に引き上げながら所定形状のシリコン単結晶を形成する引き上げ工程とを具えるチョクラルスキー法によるシリコン単結晶の製造方法であって、
前記引き上げ工程は、所定の温度に設定された前記融液に前記種結晶を浸漬させた後、ネック部形成のためのネック本引きを行う前に、ネック部を試し形成するためのネック試し引きを行うことを含み、該ネック試し引きにより形成されたネック部の直径の変化から、前記融液の温度がネック部形成に適した温度であるかを判定することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 - 前記判定の結果、前記融液の温度がネック部形成に適さない温度であると判定された場合には、前記融液の温度を調整することによって前記融液を安定化させた後、再度ネック試し引きを行う請求項1に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記判定の結果、前記融液の温度を1回以上調整した場合には、前記融液の温度を計測している温度センサの値を補正する請求項1または2に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記温度センサが、放射温度計である請求項3に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記温度センサの値の補正は、補正後の表示温度をT3[℃]、補正後の融液温度換算係数をk、補正前の表示温度をT2[℃]、補正前の融液温度換算係数をk’、初期目標温度をT4[℃]、最終目標温度をT5[℃]としたとき、
T3=kT2
k=k’×T4/T5
の式にしたがって行われる請求項3または4に記載のシリコン単結晶の製造方法。 - 前記判定の結果、前記融液の温度がネック部形成に適する温度であると判定された場合には、ネック試し引きに引き続いてネック本引きを行う請求項1〜5のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
- 前記融液の温度の調整は、調整後の融液の温度をT1[℃]、調整前の融液の温度をT0[℃]、温度補正係数をH[℃/mm]、ネック試し引きにより形成されるネック部の目標直径をP[mm]、ネック試し引きにより形成されたネック部の直径をX[mm]としたとき、
T1=T0+H×(X−P)
H=0.95
の式にしたがって行われる請求項2〜6のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の製造方法。
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