JP5410086B2 - シリコン単結晶引上装置 - Google Patents
シリコン単結晶引上装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5410086B2 JP5410086B2 JP2008323760A JP2008323760A JP5410086B2 JP 5410086 B2 JP5410086 B2 JP 5410086B2 JP 2008323760 A JP2008323760 A JP 2008323760A JP 2008323760 A JP2008323760 A JP 2008323760A JP 5410086 B2 JP5410086 B2 JP 5410086B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample chamber
- single crystal
- silicon single
- support
- pulling
- 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.)
- Active
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 95
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 87
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 87
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 87
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 39
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 241001272720 Medialuna californiensis Species 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るシリコン単結晶引上装置1について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るシリコン単結晶引上装置を模式的に示す断面図である。図1に示すように、シリコン単結晶引上装置1は、引上炉2と、坩堝3と、ヒータ9と、保温筒13と、整流筒15(15a、15b)と、引き上げ機構4と、試料室100と、遮蔽部24と、試料管としてのドープ管6と、供給部7と、熱遮蔽部材8と、を備えて構成されている。
図2は、第1実施形態に係る試料室の正面側からみた内部構成を示す断面図である。図3は、第1実施形態に係る試料室の側面側からみた内部構成を示す断面図である。図4(a)は、図3に示す試料室のA−A断面図であり、図4(b)は、図3に示す試料室のB−B断面図であり、図4(c)は、図3に示す試料室のC−C断面図である。図5は、第1実施形態に係る試料室の内部から外部にドープ管が移動した状態を示す断面図である。なお、試料室は、軸方向に立たせた状態で説明する。
上述の通り、試料室100は、引上炉2の上方に外付けされている。具体的には、試料室100は、遮蔽部24を介して引上炉2に外付けされている。また、試料室100は、中空に形成されている。試料室100は、引上炉2の内部と試料室100の内部とが連通するように引上炉2の上方に取り付けられている。試料室100の内部には、移動手段110が取り付けられている。
試料室本体101は、上方側(引上炉2に取り付けられた状態の軸方向における上方側)が封止され、下方側(引上炉2に取り付けられた状態の軸方向における下方側)が開口した円筒状に形成されている。フランジ部102は、試料室本体101の下方側に連結されている。フランジ部102は、遮蔽部24に設けられたフランジ部(図示せず)と連結可能に形成されている。
移動手段110は、主として、試料室100の内部に設けられている。移動手段110は、ドープ管6を支持した支持体120を供給部7に向かって移動させる。具体的には、移動手段110は、支持体120に支持されたドープ管6を引上炉2の内部に設けられた供給部7に接合させるために、支持体120を供給部7に向かって移動させる。
図2及び図3に示すように、ボールネジ部111は、ボールネジ111aと、第1軸受け部111bと、第2軸受け部111cと、を有している。ボールネジ111aは、周面に雄ネジが設けられた棒状に形成されている。ボールネジ111aは、試料室本体101の上方側の端面106を貫通している。ボールネジ111aは、端面106を貫通した部分において、上方側の端部が後述のヘッドギア114aに連結されている。
第1の面115aは、ボールネジ111aの軸方向と直交するように、ボールネジ111aに螺合されたナット部112aに連結されている。一方、第2の面115bは、第1の面115aをナット部112aに連結させることにより、ボールネジ111aの軸方向と略平行になる。
図1に示すように、ドープ管6は、供給部7側に向かって突出する凸部61と、管状のドープ管本体64と、を備える。凸部61は、ドープ管6を支持体120に連結させた場合に、供給部7側となるドープ管本体64の端部に設けられている。具体的には、凸部61は、ドープ管本体64の供給部7側の端部における略中央部から、供給部7側に突出している。また、凸部61は、略球状に形状されている。なお、「略球状の形状」とは、完全な球状ではないが、大部分が球状の曲面を備えていることを意味する。
まず、シリコン単結晶引上装置1においては、種結晶ホルダ4bによって種結晶(図示せず)が把持された状態で、坩堝3の中にシリコン原料を入れ、ヒータ9を用いて加熱すると、シリコン原料が溶融して融液5になる。融液5の溶融状態が安定化したところで、引上げ用ケーブル4aを降下して種結晶ホルダ4bに把持させた種結晶を融液5に浸漬させる。融液5に浸漬させ、種結晶を融液5になじませると、次に、引上げ用ケーブル4aを上昇させ、融液5からシリコン単結晶(シリコン単結晶インゴット)41を引上げる。融液5からシリコン単結晶41が引上げられると、シリコン単結晶41は、成長を開始する。シリコン単結晶41を成長させる際においては、坩堝3を回転軸16によって回転させるとともに、引上げ機構4の引上げ用ケーブル4aを、回転軸16の回転方向と同じ方向又は逆の方向に回転させる。なお、回転軸16は鉛直方向にも駆動することができ、坩堝3を任意の上方方向の位置に上下動させることもできるように構成されている。
また、シリコン単結晶引上装置1は、引上炉2の内部にまで至るガイドレールがなくなるため、例えば、引上炉2の内部を構成する部品点数を減少させることが可能になる。
第2実施形態に係るシリコン単結晶引上装置は、主として、試料室200の形状、移動手段210及び支持体220の形状が異なる点において、第1実施形態と相違する。以下、試料室200の形状、移動手段210及び支持体220を中心に説明する。
なお、第2実施形態においては、第1実施形態と同様又は対応する構成については、符号の百の位に付される数字を1から2に変更したものを用いて説明する。
図8は、第2実施形態に係る試料室の正面側から見た内部構成を模式的に示す断面図である。図9は、第2実施形態に係る試料室の内部からドープ管が移動した状態を模式的に示す断面図である。
支持台部204は、フランジ部202に連結されている。支持台部204は、立設部204aと、支持部204bとを有する。立設部204aと支持部204bとは、直交した状態で連結されている。つまり、支持台部204は、断面が略L時状になるように形成されている。立設部204aは、第1試料室201a及び第2試料室201bと略平行にフランジ部202から立設している。支持部204bには、後述のボールネジ211aを支持する第1軸受け部211bが固定される。
移動手段210は、ボールネジ部211と、雌ネジ部212と、駆動源としてのモータ部214と、を有して構成されている。ボールネジ部211は、ボールネジ211aと、第1軸受け部211bと、第2軸受け部211cと、を有している。ボールネジ211aは、周面に雄ネジが設けられた棒状に形成されている。ボールネジ211aは、支持部204bを貫通している。つまり、第2実施形態におけるボールネジ211aは、支持部204bを貫通した部分において、上方側の端部が後述のヘッドギア214aに連結されている。
まず、作業者がドープ管6に昇華性ドーパントを投入し、ドープ管6を支持体220に装着すると、シリコン単結晶41に昇華性ドーパントをドープし始めるタイミング、すなわちシリコン単結晶41の肩部から直胴部の前半部まで成長したタイミングで、シリコン単結晶引上装置は、遮蔽部24を開放する。なお、遮蔽部24を開放する際には、昇華性ドーパントを試料室200の所定の位置に収納して試料室200側の真空ポンプ(図示せず)を作動させて引上炉2の内部と試料室200の内部とを調圧してから、遮蔽部24を開放するようにする。
第3実施形態に係るシリコン単結晶引上装置は、試料室300、移動手段310及び支持体320の形状が異なる点において、第1実施形態と相違する。以下、試料室300、移動手段310及び支持体320を中心に説明する。
なお、第3実施形態においては、第1実施形態と同様又は対応する構成については、符号の百番台に付される符号の百の位に付される数字を1から3に変更したものを用いて説明する。
図10は、第3実施形態に係る試料室の正面側から見た内部構成を模式的に示す断面図である。図11は、第3実施形態に係る試料室の内部からドープ管が移動した状態を模式的に示す断面図である。
試料室本体301は、上方側(引上炉2に取り付けられた状態の軸方向における上方側)が封止され、下方側(引上炉2に取り付けられた状態の軸方向における下方側)が開口した円筒状に形成されている。また、図10(b)に示すように、試料室本体301には、後述の第2磁石部312cが試料室本体301の内部において回転することを規制する溝部301aが形成されている。溝部301aは、試料室本体301の軸方向に延びるように形成されている。
フランジ部302は、試料室本体301の下方側に連結されている。フランジ部302は、遮蔽部24に設けられたフランジ部(図示せず)と連結可能に形成されている。突起部303は、試料室本体301の中心軸方向に突起した状態で設けられている。突起部303は、後述の第2磁石部312cが試料室300の内部から脱落することを防止する。
ボールネジ部311は、ボールネジ311aと、第1軸受け部311bと、第2軸受け部311cと、を有している。ボールネジ311aは、周面に雄ネジが設けられた棒状に形成されている。ボールネジ311aは、支持台部313の上面313aを貫通している。つまり、第3実施形態のボールネジ311aは、支持台部313の上面313aを貫通した部分において、上方側の端部が後述のヘッドギア314aに連結されている。
支持体320は、棒状に形成されている。支持体320は、上述の連結部312eに連結されている。
2 引上炉
5 融液
6 ドープ管
7 供給部
100 試料室
103 第1開閉部
104 第2開閉部
110 移動手段
111 ボールネジ部
112 雌ネジ部
113 ガイド部
114 モータ部
120 支持体
Claims (4)
- ドープされたシリコン単結晶をチョクラルスキー法により融液から引き上げるシリコン単結晶引上装置であって、
前記融液が収容される坩堝と、
前記坩堝の上方を覆う整流筒と、
内部に前記坩堝及び前記整流筒が設けられる引上炉と、
前記引上炉に外付けされ、前記シリコン単結晶及びその引き上げ機構と干渉しない位置に配置されると共に、前記引上炉の内部と連通する中空の試料室と、
前記融液に供給する昇華性ドーパントが収容される試料管と、
前記整流筒の外面に設けられ、前記試料管から供給される前記昇華性ドーパントを前記融液に供給する中空の供給部と、
前記引上炉と前記試料室との間に配置され、前記引上炉の内部と前記試料室の内部との間を熱的に遮蔽可能な遮蔽部と、
前記試料管を支持する支持体と、
駆動源から与えられる回転力を前記試料室の長手方向に沿って前記支持体を移動させる動力に変換し、当該動力により前記支持体を前記試料室の内部で支持した状態で移動させることにより、前記支持体に支持された前記試料管を前記引上炉の内部に移動させる移動手段と、
を備え、
前記シリコン単結晶の引き上げ中に、前記移動手段により前記融液に前記昇華性ドーパントを供給することを特徴とするシリコン単結晶引上装置。 - 前記移動手段は、
雄ネジを有するボールネジ部と、
前記支持体に連結されると共に、前記雄ネジと螺合可能な雌ネジを有し、前記雄ネジに前記雌ネジを螺合させることにより、前記ボールネジ部の軸方向に移動可能な雌ネジ部と、
前記ボールネジ部を回転させる駆動源と、
前記雌ネジ部の回転を規制するガイド部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のシリコン単結晶引上装置。 - 前記ボールネジ部は、前記試料室の外部に配置されており、
前記試料室は、
前記支持体の少なくとも一部が収容される第1試料室と、
前記試料管を収容可能な第2試料室と、を有し、
前記第1試料室は、前記雌ネジ部に接合され、前記雌ネジ部の移動に連動して前記軸方向に伸縮可能に形成されることを特徴とする請求項2に記載のシリコン単結晶引上装置。 - 前記雌ネジ部は、
前記支持体に連結され、第1磁石を有する第1磁石部と、
前記第1磁石と引かれあう第2磁石及び前記雌ネジを有する第2磁石部と、を備え、
前記ガイド部は、前記第2磁石部の回転を規制することを特徴とする請求項2に記載のシリコン単結晶引上装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008323760A JP5410086B2 (ja) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | シリコン単結晶引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008323760A JP5410086B2 (ja) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | シリコン単結晶引上装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010143795A JP2010143795A (ja) | 2010-07-01 |
JP5410086B2 true JP5410086B2 (ja) | 2014-02-05 |
Family
ID=42564612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008323760A Active JP5410086B2 (ja) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | シリコン単結晶引上装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5410086B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS606920B2 (ja) * | 1982-11-12 | 1985-02-21 | 工業技術院長 | ガリウム砒素単結晶製造装置 |
JP3478406B2 (ja) * | 1992-09-09 | 2003-12-15 | アルベマール・コーポレーシヨン | 粒状物質の供給装置 |
JP2785615B2 (ja) * | 1992-09-30 | 1998-08-13 | 信越半導体株式会社 | Cz法による単結晶成長装置 |
IT1271233B (it) * | 1994-09-30 | 1997-05-27 | Lpe | Reattore epitassiale munito di suscettore discoidale piano ed avente flusso di gas parallelo ai substrati |
JPH09227275A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-02 | Sumitomo Sitix Corp | ドープ剤添加装置 |
JP3606037B2 (ja) * | 1998-03-13 | 2005-01-05 | 信越半導体株式会社 | 単結晶引上げ装置の原料追加供給装置 |
JP4104242B2 (ja) * | 1999-03-31 | 2008-06-18 | 株式会社スーパーシリコン研究所 | 単結晶引き上げ装置及び単結晶引き上げ方法 |
KR20030015239A (ko) * | 2000-05-10 | 2003-02-20 | 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈 인코포레이티드 | 비소 도펀트를 실리콘 결정 성장 프로세스에 공급하기위한 방법 및 장치 |
JP4356517B2 (ja) * | 2004-05-28 | 2009-11-04 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶引上装置およびシリコン単結晶の製造方法 |
-
2008
- 2008-12-19 JP JP2008323760A patent/JP5410086B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010143795A (ja) | 2010-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5302556B2 (ja) | シリコン単結晶引上装置及びシリコン単結晶の製造方法 | |
JP5462479B2 (ja) | シリコン単結晶引上装置 | |
US20100175612A1 (en) | Manufacturing method for silicon single crystal | |
US8920561B2 (en) | Silicon single crystal pull-up apparatus that pulls a doped silicon single crystal from a melt | |
WO2010013718A1 (ja) | シリコン単結晶引上装置 | |
JP2012066965A (ja) | シリコン単結晶引上装置 | |
WO2009119342A1 (ja) | シリコン単結晶引上装置及びシリコン単結晶の製造方法 | |
JP4780705B2 (ja) | 単結晶半導体の製造装置および製造方法 | |
JPH09227275A (ja) | ドープ剤添加装置 | |
JP5410086B2 (ja) | シリコン単結晶引上装置 | |
JPH10158091A (ja) | 単結晶の製造装置および製造方法 | |
CN111501088B (zh) | 吹扫管、单晶提拉装置及硅单晶的制造方法 | |
JP5437565B2 (ja) | 半導体単結晶の製造装置 | |
JP5226496B2 (ja) | シリコン単結晶引上装置 | |
US20130000552A1 (en) | Device and method for producing bulk single crystals | |
JP2010163305A (ja) | シリコン単結晶引上装置 | |
JP5144546B2 (ja) | シリコン単結晶引上装置 | |
TWI806139B (zh) | 單結晶製造裝置 | |
JP2009242143A (ja) | シリコン単結晶引上装置及びシリコン単結晶の製造方法 | |
JP2002255684A (ja) | シリコン単結晶インゴットの製造方法 | |
JPS62283895A (ja) | 単結晶の引上げ装置 | |
WO2013071484A1 (zh) | 薄膜沉积设备及薄膜沉积方法 | |
WO2008018321A1 (fr) | MONOCRISTAL SiC, PROCÉDÉ DE PRODUCTION DE CELUI-CI ET APPAREIL DE PRODUCTION DE MONOCRISTAL SiC |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111216 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120710 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121023 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121030 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130411 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130618 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130730 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131022 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131106 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5410086 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |