JP6662280B2 - シリコン原料の融解方法 - Google Patents
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Description
CZ法によりシリコン単結晶を製造する場合、石英製坩堝11に事前に充填(投入)されたシリコン原料の融解は初期メルトと称され、これに対して当該初期メルトによって生成された原料融液にシリコン原料を供給する操作は追加チャージと称される。初期メルトにより、事前に充填されたシリコン原料の隙間がなくなり、石英製坩堝11の融液容量に余裕ができるからである。
上述したとおり、初期メルトに際しては、単結晶シリコンの原料である多結晶シリコンの塊を初期充填する。多結晶シリコンの形状としては、棒状のシリコン原料を適宜ロッド状に分断したカットロッド(例えば重量5kg程度のもの)、棒状のシリコン原料を破砕したものでサイズが50mm〜100mm程度のナゲット(チャンク)状としたもの、棒状のシリコン原料を破砕したものでサイズが10〜30mm程度の小片チップ状としたもの、直径数mmの粒状のもの、製品として用いない単結晶シリコンの再生シリコン原料で、カットロッド、ナゲット状、小片チップ状、粒状のものが用いられるが、本実施形態では、初期充填においては、上述した純シリコン原料の形状が異なるシリコン原料塊、例えば図1に示すようにカットロッドR1と小片チップR2とを用いる。
本発明は、第1実施形態に示した再生シリコン原料の割合と、第2実施形態に示したカットロッドの割合の2点から、ヒータ13の設定温度又はヒータパワーを設定してもよい。例えば、実際の設定温度又はヒータパワーをP、再生シリコン原料の使用量が0kg且つカットロッドの使用量が35kgの際の設定温度又はヒータパワーをP0、再生シリコン原料の割合(使用比率)をα、再生シリコン原料の割合(使用量)に関する係数をk1、カットロッドの割合(使用比率)をβ、カットロッドの割合(使用量)に関する係数をk2とした場合、P=P0−k1α+k2βで求められる設定温度又はヒータパワーPに設定する。
11…石英製坩堝
12…黒鉛製坩堝
13…サイドヒータ
14…ボトムヒータ
15…支持軸
R1…カットロッド(棒状原料)
R2…小片チップ状原料
Claims (9)
- 石英製坩堝に充填されるシリコン原料のうち再生シリコン原料の割合を求め、
再生シリコン原料の割合に依らずにシリコン原料の融解時間が一定範囲になるように、
前記再生シリコン原料の割合が大きいほど、前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを相対的に小さくするシリコン原料の融解方法。 - 石英製坩堝に充填される再生シリコン原料に含まれるドーパント量を再生シリコンの電気抵抗率から求め、
再生シリコン原料に含まれるドーパント量に依らずにシリコン原料の融解時間が一定範囲になるように、
前記ドーパント量の総和量が大きいほど、前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを相対的に小さくするシリコン原料の融解方法。 - 石英製坩堝に充填されるシリコン原料の大きさを求め、
シリコン原料の大きさに依らずにシリコン原料の融解時間が一定範囲になるように、
前記シリコン原料の大きさが小さいほど、前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを相対的に小さくするシリコン原料の融解方法。 - 石英製坩堝に充填されるシリコン原料のうちカットロッドの割合を求め、
カットロッドの割合に依らずにシリコン原料の融解時間が一定範囲になるように、
前記カットロッドの割合が小さいほど、前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを相対的に小さくするシリコン原料の融解方法。 - 石英製坩堝に充填されるシリコン原料のうち再生シリコン原料の割合を求め、
石英製坩堝に充填されるシリコン原料の大きさを求め、
再生シリコン原料の割合およびシリコン原料の大きさに依らずにシリコン原料の融解時間が一定範囲になるように、
前記再生シリコン原料の割合が大きいほど、前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを相対的に小さくし、
前記シリコン原料の大きさが小さいほど、前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを相対的に小さくするシリコン原料の融解方法。 - 再生シリコン原料の割合に対する初期メルト時の融解時間の関係を予め求め、
石英製坩堝に充填されるシリコン原料のうち再生シリコン原料の割合を求め、
前記石英製坩堝に充填される再生シリコン原料の割合と前記再生シリコン原料の割合に対する初期メルト時の融解時間の関係とから、
再生シリコン原料の割合に依らずにシリコン原料の融解時間が一定範囲になるように、
前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを設定するシリコン原料の融解方法。 - カットロッドの割合に対する初期メルト時の融解時間の関係を予め求め、
石英製坩堝に充填されるシリコン原料のうちカットロッドの割合を求め、
前記石英製坩堝に充填されるカットロッドの割合と前記カットロッドの割合に対する初期メルト時の融解時間の関係とから、
カットロッドの割合に依らずにシリコン原料の融解時間が一定範囲になるように、
前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを設定するシリコン原料の融解方法。 - 再生シリコン原料の割合及びカットロッドの割合に対する初期メルト時の融解時間の関係を予め求め、
石英製坩堝に充填されるシリコン原料のうち再生シリコン原料の割合を求め、
石英製坩堝に充填されるシリコン原料のうちカットロッドの割合を求め、
前記石英製坩堝に充填される再生シリコン原料の割合及びカットロッドの割合と、前記再生シリコン原料の割合及びカットロッドの割合に対する初期メルト時の融解時間の関係とから、
再生シリコン原料の割合およびカットロッドの割合に依らずにシリコン原料の融解時間が一定範囲になるように、
前記石英製坩堝を加熱するヒータの設定温度又はヒータパワーを設定するシリコン原料の融解方法。 - 前記ヒータの設定温度又はヒータパワーは、前記融解時間が前記一定範囲のうち最小範囲になるように設定する請求項1〜8のいずれか一項に記載のシリコン原料の融解方法。
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