JP5489064B2 - シリコン単結晶の育成方法 - Google Patents
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Description
図4は、本発明のシリコン単結晶の育成方法を適用できる単結晶育成装置の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、単結晶育成装置は、その外郭をチャンバ1で構成され、その中心部にルツボ2が配置されている。ルツボ2は二重構造であり、内側の石英ルツボ2aと、外側の黒鉛ルツボ2bとから構成され、回転および昇降が可能な支持軸3の上端部に固定されている。
上側ヒータ4aおよび下側ヒータ4bの加熱により溶融させ、原料融液9を形成する。ルツボ2内に原料融液9が形成されると、引き上げ軸6を下降させて種結晶7を原料融液9に浸漬し、ルツボ2および引き上げ軸6を所定の方向に回転させながら、引き上げ軸6を徐々に引き上げ、種結晶7の下方にシリコン単結晶8を育成する。
実施例1の試験では、上側ヒータと下側ヒータの出力比を種々変更し、この変更に伴ってルツボ底の中心部温度を変更した各条件で、横磁場を印加しつつ、引き上げ速度を0.90mm/minから0.60mm/minまで徐々に低下させながら、単結晶を育成した。このとき、熱遮蔽体の下端と原料融液の液面との隙間は45mmに設定した。なお、比較のために、一体ヒータを想定して上側ヒータと下側ヒータの出力比を1とした条件で単結晶を育成した。
実施例2の試験では、熱遮蔽体の下端と原料融液の液面との隙間は45mmに設定し、単結晶の温度が融点から1300℃までの範囲にて上記Gc/Ge>1を満足する引き上げ速度、すなわち上記実施例1のPv引き上げ速度マージン内の引き上げ速度を目標値として設定し、単結晶の育成を行った。このとき、上側ヒータと下側ヒータの出力比を3:1として、ルツボ底中心部での融液温度を本発明の規定範囲内の低温に設定する操作を、ボディ部のトップ側からボトム側の全長にわたり行った場合と、ボディ部の育成に移行してから850mmの範囲内で行った場合とで、それぞれ単結晶を育成した。
3:支持軸、 4:ヒータ、 4a:上側ヒータ、 4b:下側ヒータ、
5:断熱材、 6:引き上げ軸、 7:種結晶、 8:シリコン単結晶、
9:原料融液、 10:熱遮蔽体、 11:水冷体、 12:ガス導入口、
13:排気口、 14:電磁コイル
Claims (4)
- チョクラルスキー法により、チャンバ内に配置したルツボ内の原料融液からシリコン単結晶を引き上げ育成する方法であって、
育成中の単結晶を囲繞する水冷体と、この水冷体の外周面および下端面を包囲する熱遮蔽体と、上下に分割されてルツボを囲繞する上側ヒータおよび下側ヒータとを配置し、各ヒータの出力を調整してルツボ底の中心部での原料融液の温度を1490℃以下に制御しつつ、原料融液に横磁場を印加しながら、単結晶の温度が融点から1300℃までの範囲にて、引き上げ軸方向の温度勾配を単結晶の中心部ではGc、外周部ではGeとするとき、Gc/Ge>1を満足する条件で単結晶の引き上げを行い、径方向の全域にわたり無欠陥領域となる単結晶を育成する方法であり、
前記上側ヒータの引き上げ軸方向長さを前記下側ヒータの引き上げ軸方向長さ以上とし、単結晶育成時の固液界面形状の上凸度合いを5mm以下に制御することを特徴とするシリコン単結晶の育成方法。
- 前記上側ヒータの出力を前記下側ヒータの出力の1.5倍以上に設定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の育成方法。
- 前記上側ヒータおよび前記下側ヒータの出力調整は、前記単結晶のボディ部の引き上げ前半で行うことを特徴とする請求項1または2に記載のシリコン単結晶の育成方法。
- 前記単結晶の前記無欠陥領域が酸素析出促進領域であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシリコン単結晶の育成方法。
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