JP5462479B2 - シリコン単結晶引上装置 - Google Patents
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Description
図1、図2(a)及び図2(b)に示すように、試料室27は、成長させるシリコン単結晶41にドープさせる昇華性ドーパント(不純物)23を収容するものである。試料室27は、引上炉2の上方に、後述する遮蔽手段24を介して外付けされている。ここで、試料室27に収容する昇華性ドーパント23としては、シリコン単結晶41にN型の電気的特性を与えるためのN型用のドーパントである、砒素As及び赤燐Pが挙げられる。砒素As及び赤燐Pは、昇華可能な昇華性ドーパントであるため、比較的低い温度で固相から気相に気化させることができる。
まず、図1に示すように、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を用いて加熱し、シリコン原料を溶融して融液5にする。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に浸漬する。種結晶を融液5になじませた後で、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を引上げて成長させる。シリコン単結晶41を成長させる際、坩堝3を回転軸16によって回転させる。それとともに、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。ここで、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。
本実施形態によれば、昇華性ドーパント23は、接合手段11に設けられた第1通路10を流通して供給部7に供給される。供給部7には、接合手段11の供給部7側の端部(供給口73)の下方に、受け部75が設けられている。このため、供給部7に供給された昇華性ドーパント23が粉状体を含んでいた場合であっても、この粉状体を受け部75で受け止めて供給部7内に留め、第2通路20及び第3通路30を介して気化した昇華性ドーパント23のみを融液5に供給することができる。
図4は、本発明の第2実施形態に係る供給部7Aを正面から視た断面図である。
具体的には、第2実施形態では、第2通路20Aと第3通路30Aとは、互いに連続する管状に形成されている。供給部7Aの下端から供給管78が延び、U字状に屈曲して上方に延びる。供給管78における最も供給部本体74に近接する位置で屈曲するU字状の屈曲部は、受け部75Aとなる。受け部75Aは、供給口73の真下に位置しないよう、位置をずらして設けられている。
例えば、引上炉の内部に設けた試料室の内部から、試料室の外部の融液側に向かって延びるガイドレールを設け、試料室と引上炉内の雰囲気との間にスライドゲートバルブを配置し、試料管がワイヤ機構によりガイドレールに沿って昇降する構成としてもよい。
例えば、試料管を引上炉の内部に取り付け、ワイヤ機構により駆動させて、試料管が、供給部に接続されるように構成してもよい。試料管及び供給部の配置は、引上炉の内部の他の構成によって適宜変更可能であり、試料管を供給部に対して略水平方向に移動するものとしてもよく、上下方向に昇降させるものとしてもよい。
例えば、試料容器は、立方体等の上部が開口した筐体であってもよい。あるいは、試料容器は、その内部に複数に分かれた収納部を備え、この収納部を順次供給部に接合させることにより、昇華性ドーパントを順次供給部に供給する構成としてもよい。
2 引上炉
6 試料管(試料容器)
7 供給部
10 第1通路
11 接合手段
20、20A 第2通路
23 昇華性ドーパント
27 試料室
30、30A 第3通路
41 シリコン単結晶
66 板状体
67 複数の貫通孔
75 受け部
75a 受け面
76 仕切り部
77 内壁
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、
引上炉と、
前記引上炉の内部又は外部に設けられ、前記融液に供給する昇華性ドーパントを収容し、前記シリコン単結晶及び引き上げ機構と干渉しない位置に配置される試料容器と、
前記引上炉の内部に設けられ、前記試料容器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、
前記試料容器と前記供給部とを接合し、前記試料容器と前記供給部との間を連通させる第1通路を有する接合手段と、
前記引上炉に外付けされ、前記試料容器を内部に収容する試料室と、を備え、
前記試料容器は、前記試料室の内部と前記引上炉の内部との間を昇降可能であり、
前記供給部は、その内部に、前記第1通路における前記供給部側の一端の下方に設けられ前記第1通路を通過した前記昇華性ドーパントの粉状体を受ける受け部と、
前記受け部から上方に向かって延び、昇華した前記昇華性ドーパントが流通可能な第2通路と、
前記第2通路から下方へ延びる第3通路と、を有し、
前記シリコン単結晶の引き上げ中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。 - 前記受け部は、前記第1通路に交差する方向に延びる受け面を備え、
前記第2通路は、前記受け面から連続して上方に延びる仕切り部を含んで構成され、
前記第3通路は、前記仕切り部及び前記供給部の内壁を含んで構成される請求項1に記載のシリコン単結晶引上装置。 - 前記受け部と前記第2通路と前記第3通路とは、互いに連続する管状に構成され、
前記第2通路は、前記受け部から屈曲して上方に向かって延び、
前記第3通路は、前記第2通路の上方側の端部から屈曲して下方に向かって延びる請求項1に記載のシリコン単結晶引上装置。 - 前記接合手段は、前記試料容器における前記供給部側の端部に設けられ複数の貫通孔を備える板状体によって仕切られている請求項1から3のいずれか1項に記載のシリコン単結晶引上装置。
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