JPH01153589A - シリコン単結晶の製造装置 - Google Patents
シリコン単結晶の製造装置Info
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- JPH01153589A JPH01153589A JP62308766A JP30876687A JPH01153589A JP H01153589 A JPH01153589 A JP H01153589A JP 62308766 A JP62308766 A JP 62308766A JP 30876687 A JP30876687 A JP 30876687A JP H01153589 A JPH01153589 A JP H01153589A
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- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/90—Apparatus characterized by composition or treatment thereof, e.g. surface finish, surface coating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
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- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
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- Y10T117/1052—Seed pulling including a sectioned crucible [e.g., double crucible, baffle]
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は１チヨクラルスキー法による半導体の単結晶引
上げ方法及び装置に関するものである。
上げ方法及び装置に関するものである。
［従来の技術］
チョクラルスキー法によるシリコン、ゲルマニウム等の
半導体単結晶引上げ方法は従来から行なわれており、は
１゛完成された技術となっている。
半導体単結晶引上げ方法は従来から行なわれており、は
１゛完成された技術となっている。
この技術は、周知のように石英製のるつぼに溶融した半
導体原料を入れ、種結晶をこの溶融面に接すると同時に
回転させながら徐々に引上げると、接触面の凝固と共に
結晶成長が行なわれ、円柱状の単結晶を得ることができ
る。
導体原料を入れ、種結晶をこの溶融面に接すると同時に
回転させながら徐々に引上げると、接触面の凝固と共に
結晶成長が行なわれ、円柱状の単結晶を得ることができ
る。
このとき、目的に応じて単結晶をＰ型又はＮ型−の半導
体にするため、溶融原料に適量のボロン、アンチモン、
リン等のドープ材を混入している。
体にするため、溶融原料に適量のボロン、アンチモン、
リン等のドープ材を混入している。
しかしながら、これらドープ材の溶融原料への取込まれ
方は一定でなく、下部はど濃度が高くなる。
方は一定でなく、下部はど濃度が高くなる。
また、上記のように単結晶内に意識的に混入させるドー
プ材以外に、製造上不可避的に混入する酸素や炭素等の
不純物の存在も大きい。しかしながら単結晶内に取込ま
れた酸素によって半導体の特性や歩留りを向上させるこ
とができるので、溶融原料の上部から下部まで均一に酸
素が含まれていることが望ましいが、一般に上部はど濃
度が高くなる。このため、ドープ材の濃度が低く酸素の
濃度が高い溶融原料の上部を基準にして単結晶を製造し
ている。
プ材以外に、製造上不可避的に混入する酸素や炭素等の
不純物の存在も大きい。しかしながら単結晶内に取込ま
れた酸素によって半導体の特性や歩留りを向上させるこ
とができるので、溶融原料の上部から下部まで均一に酸
素が含まれていることが望ましいが、一般に上部はど濃
度が高くなる。このため、ドープ材の濃度が低く酸素の
濃度が高い溶融原料の上部を基準にして単結晶を製造し
ている。
ところが、単結晶の引上げが進むにしたがってるつぼ内
の溶融原料の液面が低下し、かつ溶融液面の温度が変化
するため、るつぼ内の溶融原料はドープ材の濃度が高く
なり、酸素の濃度が低くなる。そのため引上げられて成
長する単結晶中に存在するドープ材が次第に増加し、酸
素は減少するため、製造された単結晶の品質が引上げ方
向に沿って変動するという問題があった。
の溶融原料の液面が低下し、かつ溶融液面の温度が変化
するため、るつぼ内の溶融原料はドープ材の濃度が高く
なり、酸素の濃度が低くなる。そのため引上げられて成
長する単結晶中に存在するドープ材が次第に増加し、酸
素は減少するため、製造された単結晶の品質が引上げ方
向に沿って変動するという問題があった。
このようなドープ材と酸素の偏在により、単結晶の電気
抵抗率は結晶成長が後になるほど低下し、仕様が厳しい
場合には、使用に耐えうるウニ／Ｘ−の歩留りが５０％
以下のこともある。
抵抗率は結晶成長が後になるほど低下し、仕様が厳しい
場合には、使用に耐えうるウニ／Ｘ−の歩留りが５０％
以下のこともある。
このような問題を解決する効果的な方法として、原料を
るつぼに連続的又は間欠的に供給して、溶融原料の液面
を一定に保持する方法が知られている。このように、原
料を連続的又は間欠的に供給しながら単結晶を引上げる
方法に、例えば特開昭５６−８４３９７５号公報、特開
昭５Ｂ−１６４０９７号公報に開示された発明がある。
るつぼに連続的又は間欠的に供給して、溶融原料の液面
を一定に保持する方法が知られている。このように、原
料を連続的又は間欠的に供給しながら単結晶を引上げる
方法に、例えば特開昭５６−８４３９７５号公報、特開
昭５Ｂ−１６４０９７号公報に開示された発明がある。
前者の発明は、るつぼ内の原料溶融液に、該溶融液と同
一成分の溶融液から引上げた単結晶で、かつ育成目的と
する単結晶と同一形態の原料インゴットを一定速度で挿
入しり・単結晶を製造する方法に関するものである。
一成分の溶融液から引上げた単結晶で、かつ育成目的と
する単結晶と同一形態の原料インゴットを一定速度で挿
入しり・単結晶を製造する方法に関するものである。
また、後者の発明は、保温筒外から粉末試料供給筒を保
温筒内に挿入し、粉末試料供給筒の先端に粉末試料を一
旦貯蔵して溶融し、その融液をるつぼ内に間欠的に供給
するための融液供給器を備えた単結晶引上げ装置に関す
るものであるが、これらはいずれも技術的に問題があり
、いまだ実用化には至っていない。
温筒内に挿入し、粉末試料供給筒の先端に粉末試料を一
旦貯蔵して溶融し、その融液をるつぼ内に間欠的に供給
するための融液供給器を備えた単結晶引上げ装置に関す
るものであるが、これらはいずれも技術的に問題があり
、いまだ実用化には至っていない。
ところで、最近では、高品質の顆粒状多結晶シリコンが
製造できるようになったが、この粒状物を連続的かつ一
定量ずつ溶融原料に供給することは比較的容易である。
製造できるようになったが、この粒状物を連続的かつ一
定量ずつ溶融原料に供給することは比較的容易である。
本発明の発明者等は、上記のような顆粒状のシリコン原
料を溶融原料が入ったるつぼ内に直接投下供給する技術
を実用化すべく、研究を重ねて来た。
料を溶融原料が入ったるつぼ内に直接投下供給する技術
を実用化すべく、研究を重ねて来た。
［発明が解決しようとする問題点］
前言巨のような従来技術を基に、顆粒状原料を連続的か
つ直接るつぼ内に供給しながら単結晶を引上げる場合、
次のような問題がある。
つ直接るつぼ内に供給しながら単結晶を引上げる場合、
次のような問題がある。
（１）顆粒状原料を単結晶引き上げ用るつぼ内に連続的
に投下供給すると、融液面の落下部より波紋が発生し、
その波は単結晶引き上げ部まで達してしまい、健全な単
結晶の育成が阻害される。
に投下供給すると、融液面の落下部より波紋が発生し、
その波は単結晶引き上げ部まで達してしまい、健全な単
結晶の育成が阻害される。
（２）シリコン単結晶引き上げ中は、融液温度はシリコ
ン融点にかなり近い温度となっているが、この状態のと
ころに常温近くの顆粒状シリコンを連続的に供給すると
、顆粒状シリコンは溶解しきれず固体のまま融液表面に
浮かび、それを核として融液が凝固成長してしまう。こ
の凝固を回避するためにはヒーターパワーを上げれば良
いが、このような操作をするとシリコン融液温度の変動
が激しくなり、健全なシリコン単結晶の育成が阻害され
る。
ン融点にかなり近い温度となっているが、この状態のと
ころに常温近くの顆粒状シリコンを連続的に供給すると
、顆粒状シリコンは溶解しきれず固体のまま融液表面に
浮かび、それを核として融液が凝固成長してしまう。こ
の凝固を回避するためにはヒーターパワーを上げれば良
いが、このような操作をするとシリコン融液温度の変動
が激しくなり、健全なシリコン単結晶の育成が阻害され
る。
［発明の目的］
本発明は、上記の問題点を解決し目的を達成するために
なされたもので、溶融原料が入れられたるつぼ内に顆粒
状原料を連続的に供給するようにした単結晶引上げ装置
において、引上げ方向のドープ材濃度及び酸素濃度がは
マ一定の単結晶を製造することのできる方法及び装置を
得ることを目的としたものである。
なされたもので、溶融原料が入れられたるつぼ内に顆粒
状原料を連続的に供給するようにした単結晶引上げ装置
において、引上げ方向のドープ材濃度及び酸素濃度がは
マ一定の単結晶を製造することのできる方法及び装置を
得ることを目的としたものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、前記の問題点を解決し目的を達成するために
なされたもので、 （１）るつぼに入れられた溶融原料を引上げて柱状の単
結晶を製造する方法において、前記るつぼの内側を前記
引上げられる単結晶を囲みかつ前記溶融原料が移動しう
るように仕切り、該仕切りの外側に顆粒状原料を連続的
に供給して該仕切りの内側の溶融液面をはパ一定に保持
すると共に、前記仕切りの外側の溶融液の温度を内側の
溶融液の温度より少なくとも１０℃以上高く設定した単
結晶引上げ方法。及び上記方法を実施するための（２）
複数の小孔が貫設され前記引上げられる単結晶を囲むよ
うに前記るつぼ内に浸漬された仕切りリングと、該仕切
りリングの外側の溶融原料上に配設された顆粒状原料の
供給装置とを備えた単結晶引上げ装置。
なされたもので、 （１）るつぼに入れられた溶融原料を引上げて柱状の単
結晶を製造する方法において、前記るつぼの内側を前記
引上げられる単結晶を囲みかつ前記溶融原料が移動しう
るように仕切り、該仕切りの外側に顆粒状原料を連続的
に供給して該仕切りの内側の溶融液面をはパ一定に保持
すると共に、前記仕切りの外側の溶融液の温度を内側の
溶融液の温度より少なくとも１０℃以上高く設定した単
結晶引上げ方法。及び上記方法を実施するための（２）
複数の小孔が貫設され前記引上げられる単結晶を囲むよ
うに前記るつぼ内に浸漬された仕切りリングと、該仕切
りリングの外側の溶融原料上に配設された顆粒状原料の
供給装置とを備えた単結晶引上げ装置。
（３）上記装置において、前記るつぼをセットする黒鉛
るつぼの仕切りリングに対応する位置を熱電導性の低い
耐熱材料で仕切ると共に、前記黒鉛るつぼの下に断熱ブ
ロックを配設した単結晶引上げ装置。及び （４）前記仕切りリングの外側の溶融液に近接して加熱
体を配設すると共に、該加熱体、仕切りリング及び前記
るつぼの側壁を囲むように保温板を配設した単結晶引上
げ装置を提供するものである。
るつぼの仕切りリングに対応する位置を熱電導性の低い
耐熱材料で仕切ると共に、前記黒鉛るつぼの下に断熱ブ
ロックを配設した単結晶引上げ装置。及び （４）前記仕切りリングの外側の溶融液に近接して加熱
体を配設すると共に、該加熱体、仕切りリング及び前記
るつぼの側壁を囲むように保温板を配設した単結晶引上
げ装置を提供するものである。
［作 用］
単結晶の引上げと同時に仕切りリングの外側の溶融液面
に原料供給装置から顆粒状原料を供給する。このとき原
料の投下時に発生する波紋は、仕切りリングによって内
側に伝播するのが阻止される。一方仕切りリングの外側
に供給された顆粒状原料は溶解して内側に移動し、内側
の溶融原料の液面を一定に保持し、引上方向の品質が均
一な単結晶を得ることができる。
に原料供給装置から顆粒状原料を供給する。このとき原
料の投下時に発生する波紋は、仕切りリングによって内
側に伝播するのが阻止される。一方仕切りリングの外側
に供給された顆粒状原料は溶解して内側に移動し、内側
の溶融原料の液面を一定に保持し、引上方向の品質が均
一な単結晶を得ることができる。
また、第３項以降の発明においては、仕切りリングの内
外の温度を所望の値に制御し、外側の溶融液面の温度を
内側のそれよりも少なくも１０℃以上高温に保持する。
外の温度を所望の値に制御し、外側の溶融液面の温度を
内側のそれよりも少なくも１０℃以上高温に保持する。
［実施例］
第１図は本発明の実施例を模式的に示した断面図、第２
図はそのＡ−Ａ断面図である。図において、１は石英る
つぼで、黒鉛るつぼ２の中にセットされており、黒鉛る
つぼ２はペグイスクル３上に上下動及び回転可能に支持
されている。４はるつぼ１内に入れられた溶融原料で、
これから柱状に育成された単結晶５が引上げられる。６
は黒鉛るつぼ２をとり囲むヒータ、７はこのヒータ６を
とり囲むホットゾーン断熱材で、これらはチャンバー８
内に収容されており、以上は通常のチョクラルスキー法
による単結晶引上げ装置と基本的には同じである。
図はそのＡ−Ａ断面図である。図において、１は石英る
つぼで、黒鉛るつぼ２の中にセットされており、黒鉛る
つぼ２はペグイスクル３上に上下動及び回転可能に支持
されている。４はるつぼ１内に入れられた溶融原料で、
これから柱状に育成された単結晶５が引上げられる。６
は黒鉛るつぼ２をとり囲むヒータ、７はこのヒータ６を
とり囲むホットゾーン断熱材で、これらはチャンバー８
内に収容されており、以上は通常のチョクラルスキー法
による単結晶引上げ装置と基本的には同じである。
１１は高純度の石英からなり、るつぼ１と同心的に構成
された仕切りリングで、第３図に示すように高さ方向の
はマ中央部から下の領域には、複数個の小孔１２が貫設
されている。この仕切りリング１１は、単結晶５をとり
囲むように溶融液４内に浸漬されており、上縁部は溶融
液面から僅かに露出している。
された仕切りリングで、第３図に示すように高さ方向の
はマ中央部から下の領域には、複数個の小孔１２が貫設
されている。この仕切りリング１１は、単結晶５をとり
囲むように溶融液４内に浸漬されており、上縁部は溶融
液面から僅かに露出している。
９はチャンバー８に、仕切りリング１１の外側の溶融液
面に対応して設けた開口部で、この開口部９には顆粒状
原料の供給装置１３が挿入固定されており、供給装置１
３の先端部は仕切りリング１１の外側の溶融液面と対向
している。この供給装置■３はチャンバー８の外部に設
けた原料供給チャンバー（図示せず）に連結されており
、顆粒状原料を連続的に供給する。
面に対応して設けた開口部で、この開口部９には顆粒状
原料の供給装置１３が挿入固定されており、供給装置１
３の先端部は仕切りリング１１の外側の溶融液面と対向
している。この供給装置■３はチャンバー８の外部に設
けた原料供給チャンバー（図示せず）に連結されており
、顆粒状原料を連続的に供給する。
１４．１５はチャンバー８の上部に配設された例えば放
射温度計の如き温度検出器で、一方の温度検出器１４は
仕切りリング１１の外側の溶融液面の、他方の温度検出
器１５は内側の溶融液面の温度をそれぞれ測定する。
射温度計の如き温度検出器で、一方の温度検出器１４は
仕切りリング１１の外側の溶融液面の、他方の温度検出
器１５は内側の溶融液面の温度をそれぞれ測定する。
上記のように構成した本発明においては、るっぽ１に浸
漬した仕切りリング１■の内側と外側には溶融原料４が
入れられており、両者の溶融面は同一レベルに保持され
ている。いま、種結晶を内側の溶融液面に接すると同時
に回転させながら徐々に引上げると、接触液面の凝固と
共に結晶成長が行なわれ、円柱状の単結晶５が得られる
。この間供給装置１３から仕切りリング１１の外側の溶
融面上に、顆粒状の原料Ｉ６が連続的に供給され、この
顆粒状原料１６は仕切りリング１１の外側の溶融液によ
って溶解され、仕切りリング１１の小孔１２を通って内
側に移動し、溶融原料４の液面レベルを常に一定に保持
する。
漬した仕切りリング１■の内側と外側には溶融原料４が
入れられており、両者の溶融面は同一レベルに保持され
ている。いま、種結晶を内側の溶融液面に接すると同時
に回転させながら徐々に引上げると、接触液面の凝固と
共に結晶成長が行なわれ、円柱状の単結晶５が得られる
。この間供給装置１３から仕切りリング１１の外側の溶
融面上に、顆粒状の原料Ｉ６が連続的に供給され、この
顆粒状原料１６は仕切りリング１１の外側の溶融液によ
って溶解され、仕切りリング１１の小孔１２を通って内
側に移動し、溶融原料４の液面レベルを常に一定に保持
する。
上記のような本発明においては、仕切りリング１１か溶
融原料４内に完全に沈むと顆粒状原料Ｉ６の落下時に発
生する溶融液の波紋を防止する効果がなく、また溶融液
面から露出しすぎると抜熱効果が大きくなってこの部分
から溶融液の凝固が起るため、その露出量は上記の要件
を満すことが必要で、実施例では露出部の高さを５ｆｆ
ｌｉ１以内とした。
融原料４内に完全に沈むと顆粒状原料Ｉ６の落下時に発
生する溶融液の波紋を防止する効果がなく、また溶融液
面から露出しすぎると抜熱効果が大きくなってこの部分
から溶融液の凝固が起るため、その露出量は上記の要件
を満すことが必要で、実施例では露出部の高さを５ｆｆ
ｌｉ１以内とした。
また、仕切りリング１１に設けた小孔１２は、溶解した
顆粒状原料１Ｇの移動によって仕切りリング１１の内側
の溶融液に急激な温度変動及び濃度変動を与えないため
その径を５１以内とし、深さ方向の位置も前記のように
浸漬部の中央部から下方の領域に選ばれており、単結晶
５の引上部から遠ざけている。なお、仕切りリング１１
の直径りは、引上げる単結晶５の直径ｄの２倍以上であ
ることが望ましい。
顆粒状原料１Ｇの移動によって仕切りリング１１の内側
の溶融液に急激な温度変動及び濃度変動を与えないため
その径を５１以内とし、深さ方向の位置も前記のように
浸漬部の中央部から下方の領域に選ばれており、単結晶
５の引上部から遠ざけている。なお、仕切りリング１１
の直径りは、引上げる単結晶５の直径ｄの２倍以上であ
ることが望ましい。
さらに、実験の結果によれば、連続的に供給した顆粒状
原料が溶融液の凝固を発生しないように、かつ仕切りリ
ング１１の周囲から凝固を発生させないようにしながら
健全な単結晶５を引上げるためには、仕切りリング１１
の外側の溶融液面の温度が、内側の溶融液面の温度より
少くとも１０℃以上高温でなければならないことがわか
った。そのため、温度検出器１４．１５により両溶融液
面の温度を検出し、常時１０℃以上の温度差になるよう
にヒータを制御するようにした。
原料が溶融液の凝固を発生しないように、かつ仕切りリ
ング１１の周囲から凝固を発生させないようにしながら
健全な単結晶５を引上げるためには、仕切りリング１１
の外側の溶融液面の温度が、内側の溶融液面の温度より
少くとも１０℃以上高温でなければならないことがわか
った。そのため、温度検出器１４．１５により両溶融液
面の温度を検出し、常時１０℃以上の温度差になるよう
にヒータを制御するようにした。
第４図は別の発明の実施例を模式的に示した縦断面図で
ある。本発明においては、前記した仕切りリング１１の
内外の溶融液面の温度をさらに確実に維持するため、る
つぼ１がセットされた黒鉛るつぼ２の仕切りリング■１
に対応する位置に、例えばＳｉ３Ｎ４の如き熱電導性の
低い高純度耐熱材１７を配設して仕切り、ヒータ６に近
接した黒鉛るつぼ２の外周から内側への熱電導を遮断し
た。
ある。本発明においては、前記した仕切りリング１１の
内外の溶融液面の温度をさらに確実に維持するため、る
つぼ１がセットされた黒鉛るつぼ２の仕切りリング■１
に対応する位置に、例えばＳｉ３Ｎ４の如き熱電導性の
低い高純度耐熱材１７を配設して仕切り、ヒータ６に近
接した黒鉛るつぼ２の外周から内側への熱電導を遮断し
た。
また、黒鉛るつぼ２の底部からの入熱を減らすため、黒
鉛るつぼ２の下に例えば黒鉛製の遮蔽ブロック１８を設
け、ヒータ６からの直射熱を減するようにした。なお、
断熱ブロック１８を中空にし、その中に例えばカーボン
ヒータを設ければ、黒鉛るつぼ２の底部の温度をより微
細に制御することができる。
鉛るつぼ２の下に例えば黒鉛製の遮蔽ブロック１８を設
け、ヒータ６からの直射熱を減するようにした。なお、
断熱ブロック１８を中空にし、その中に例えばカーボン
ヒータを設ければ、黒鉛るつぼ２の底部の温度をより微
細に制御することができる。
上記のように構成した本発明によれば、仕切りリング１
１の内外の溶融液面の温度をより確実に制御し、所望の
温度差を保持することがきできる。
１の内外の溶融液面の温度をより確実に制御し、所望の
温度差を保持することがきできる。
第５図はさらに別の発明の実施例を模式的に示した縦断
面図である。図において、２０は保温板で、第６図に示
すように高強度黒鉛板の下面又は全面を例えば厚さＩＩ
ＩＩＩｉの高純度石英板で包んだもの、あるいは高純度
Ｓ Ｃ及び５１３Ｎ４で表面コーチインクして汚染を防
止した板材からなり、外周がホットゾーン断熱材７に支
持され、仕切りリング１１及びるつぼ１の壁面を囲むよ
うにセットされている。この保温板１５は、仕切りリン
グ１■およびその外側の溶融液の保温効果を高めるため
、その底 部（内周部）を溶融液面に近接（実施例では
１０ｍ１１程度）して配置されており、また底部の開口
部の直径Ｄ１は、単結晶５の直径ｄより僅かに大きく（
実施例ではＤ １ ｄ−１００ｍ ｆｆ１）形成され
ていて、これにより単結晶５の冷却効果も兼ねている。
面図である。図において、２０は保温板で、第６図に示
すように高強度黒鉛板の下面又は全面を例えば厚さＩＩ
ＩＩＩｉの高純度石英板で包んだもの、あるいは高純度
Ｓ Ｃ及び５１３Ｎ４で表面コーチインクして汚染を防
止した板材からなり、外周がホットゾーン断熱材７に支
持され、仕切りリング１１及びるつぼ１の壁面を囲むよ
うにセットされている。この保温板１５は、仕切りリン
グ１■およびその外側の溶融液の保温効果を高めるため
、その底 部（内周部）を溶融液面に近接（実施例では
１０ｍ１１程度）して配置されており、また底部の開口
部の直径Ｄ１は、単結晶５の直径ｄより僅かに大きく（
実施例ではＤ １ ｄ−１００ｍ ｆｆ１）形成され
ていて、これにより単結晶５の冷却効果も兼ねている。
２１は温度検出器１４の視野領域に対応して設けた穴、
２２は顆粒状原料１Ｂの供給路に設けた穴である。
２２は顆粒状原料１Ｂの供給路に設けた穴である。
２３は保温板２０に囲まれた仕切りリング１１の外側の
溶融面上に、第７図に示すように原料供給装置１３の直
下及び温度検出器１４．１５の視野領域を除いて配設さ
れた、全体としてリング状の補助ヒータである。この補
助ヒータ２３は例えばカーボン発熱体からなり、その周
囲を高純度石英で囲って単結晶１５の不純物汚染を防止
するようにしたものである。なお、発熱体を囲った石英
は、発熱体に接触しないようにその周囲を大きく包囲し
、軟化を極力軽減するようにしである。
溶融面上に、第７図に示すように原料供給装置１３の直
下及び温度検出器１４．１５の視野領域を除いて配設さ
れた、全体としてリング状の補助ヒータである。この補
助ヒータ２３は例えばカーボン発熱体からなり、その周
囲を高純度石英で囲って単結晶１５の不純物汚染を防止
するようにしたものである。なお、発熱体を囲った石英
は、発熱体に接触しないようにその周囲を大きく包囲し
、軟化を極力軽減するようにしである。
本発明は、仕切りリング１１の外側溶融面上に補助ヒー
タ２３を配設すると共に、その周囲を保温板２０で囲っ
たので、仕切りリング１１の内外の溶融液面の温度を所
望の値に維持できるばかりでなく、温度検出器１４．１
５の測定結果に基いてこれを制御することができる。
タ２３を配設すると共に、その周囲を保温板２０で囲っ
たので、仕切りリング１１の内外の溶融液面の温度を所
望の値に維持できるばかりでなく、温度検出器１４．１
５の測定結果に基いてこれを制御することができる。
第８図は上記発明の別の実施例を示すもので、補助ヒー
タとして高周波誘導加熱方式を採用したものである。本
実施例においては、渦巻状（蚊取線香状）に形成した誘
導コイル２４を仕切りリング１１の外側の溶融液面上に
複数個配設し、その誘導コイル２４に高周波電流（実施
例では１００ＫＨｚ）を流し、これによって溶融液面を
直接加熱するようにしたものである。この場合、顆粒状
原料１６は原料供給装置１３から誘導コイル２４の中心
部の間隙を通って供給される。なお、上記の実施例では
小形の誘導コイル２４を溶融液面上に複数個配設した場
合を示したが、仕切りリング１１の外側の大きさに対応
した１個の渦巻状誘導コイルを配設してもよい。
タとして高周波誘導加熱方式を採用したものである。本
実施例においては、渦巻状（蚊取線香状）に形成した誘
導コイル２４を仕切りリング１１の外側の溶融液面上に
複数個配設し、その誘導コイル２４に高周波電流（実施
例では１００ＫＨｚ）を流し、これによって溶融液面を
直接加熱するようにしたものである。この場合、顆粒状
原料１６は原料供給装置１３から誘導コイル２４の中心
部の間隙を通って供給される。なお、上記の実施例では
小形の誘導コイル２４を溶融液面上に複数個配設した場
合を示したが、仕切りリング１１の外側の大きさに対応
した１個の渦巻状誘導コイルを配設してもよい。
上記の各実施例では、仕切りリング１１の外側の溶融液
面上に顆粒状原料を連続的に供給する１台の供給装置１
３を設けた場合を示したが、２台又はそれ以上設けても
よい。
面上に顆粒状原料を連続的に供給する１台の供給装置１
３を設けた場合を示したが、２台又はそれ以上設けても
よい。
また、各実施例についてそれぞれ説明したが、これらは
それぞれ独立して実施してもよく、あるいは各実施例を
適宜組合せて実施してもよい。
それぞれ独立して実施してもよく、あるいは各実施例を
適宜組合せて実施してもよい。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明はるつぼを仕切
りリングによって内外に区分することにより、外側の溶
融面に顆粒状原料を波紋が仕切りリングの内側に伝播す
るのを阻止して連続的に供給し、供給された原料を溶解
して内側に移動させて溶融原料の液面を一定に保持し、
かつ外側の溶融面の温度を内側の溶融面の温度より高く
なるように構成したので、健全な単結晶を引上げること
ができるようになった。そのため、引上げ方向の品質の
均一化による歩留りの向上、生産性の向上を実現できる
等、実施による効果大である。
りリングによって内外に区分することにより、外側の溶
融面に顆粒状原料を波紋が仕切りリングの内側に伝播す
るのを阻止して連続的に供給し、供給された原料を溶解
して内側に移動させて溶融原料の液面を一定に保持し、
かつ外側の溶融面の温度を内側の溶融面の温度より高く
なるように構成したので、健全な単結晶を引上げること
ができるようになった。そのため、引上げ方向の品質の
均一化による歩留りの向上、生産性の向上を実現できる
等、実施による効果大である。
第１図は本発明実施例を模式的に示した縦断面図、第２
図はそのＡ−Ａ断面図、第３図は仕切りリングの実施例
の側面図、第４図、第５図は別の発明の実施例を模式的
に示した縦断面図、第６図は保温板の実施例の側面図、
第７図は補助ヒータの実施例の平面図、第８図は本発明
の別の実施例を模式的に示した縦断面図である。 １：るつぼ、２：黒鉛るつぼ、４：溶融原料、５：単結
晶、６：ヒータ、８：チャンバー、１１：仕切りリング
、１２：小孔、１３：原料の供給装置、１４．１５ ：
温度検出器、１６：顆粒状原料、１７：耐熱材、１８：
断熱ブロック、２０：保温板、２３：補助ヒータ、２４
：誘導コイル。
図はそのＡ−Ａ断面図、第３図は仕切りリングの実施例
の側面図、第４図、第５図は別の発明の実施例を模式的
に示した縦断面図、第６図は保温板の実施例の側面図、
第７図は補助ヒータの実施例の平面図、第８図は本発明
の別の実施例を模式的に示した縦断面図である。 １：るつぼ、２：黒鉛るつぼ、４：溶融原料、５：単結
晶、６：ヒータ、８：チャンバー、１１：仕切りリング
、１２：小孔、１３：原料の供給装置、１４．１５ ：
温度検出器、１６：顆粒状原料、１７：耐熱材、１８：
断熱ブロック、２０：保温板、２３：補助ヒータ、２４
：誘導コイル。
Claims (4)
- （１）るつぼに入れられた溶融原料を引上げて柱状の単
結晶を製造する方法において、 前記るつぼの内側を前記引上げられる単結晶を囲みかつ
前記溶融原料が移動しうるように仕切り、該仕切りの外
側に顆粒状原料を連続的に供給して該仕切りの内側の溶
融液面をほゞ一定に保持すると共に、前記仕切りの外側
の溶融液の温度を内側の溶融液の温度より少なくとも１
０℃以上高く設定したことを特徴とする単結晶引上げ方
法。 - （２）るつぼに入れられた溶融原料を引上げて柱状の単
結晶を製造する装置において、 複数の小孔が貫設され前記引上げられる単結晶を囲むよ
うに前記るつぼ内に浸漬された仕切りリングと、該仕切
りリングの外側の溶融原料上に配設された顆粒状原料の
供給装置とを備えたことを特徴とする単結晶引上げ装置
。 - （３）るつぼに入れられた溶融原料を引上げて柱状の単
結晶を製造する装置において、 複数の小孔が貫設され前記引上げられる単結晶を囲むよ
うに前記るつぼ内に浸漬された仕切りリングと、該仕切
りリングの外側の溶融原料上に配設された顆粒状原料の
供給装置とを備え、前記るつぼをセットする黒鉛るつぼ
の仕切りリングに対応する位置を熱電導性の低い耐熱材
料で仕切ると共に、前記黒鉛るつぼの下に断熱ブロック
を配設したことを特徴とする単結晶引上げ装置。 - （４）るつぼに入れられた溶融原料を引上げて柱状の単
結晶を製造する装置において、 複数の小孔が貫設され前記引上げられる単結晶を囲むよ
うに前記るつぼ内に浸漬された仕切りリングと、該仕切
りリングの外側の溶融原料上に配設された顆粒状原料の
供給装置とを備え、前記仕切りリングの外側の溶融液に
近接して加熱体を配設すると共に、該加熱体、仕切りリ
ング及び前記るつぼの側壁を囲むように保温板を配設し
たことを特徴とする単結晶引上げ装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62308766A JPH0633218B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | シリコン単結晶の製造装置 |
| FI885000A FI885000A (fi) | 1987-12-08 | 1988-10-31 | Foerfarande och anordning foer att tillverka en kiselkristall. |
| EP88310393A EP0320115A1 (en) | 1987-12-08 | 1988-11-04 | Method and equipement for manufacturing silicon single crystal |
| KR1019880015351A KR930001895B1 (ko) | 1987-12-08 | 1988-11-22 | 실리콘 단결정의 제조방법 및 장치 |
| MYPI88001408A MY103936A (en) | 1987-12-08 | 1988-12-06 | Manufacturing method and equipment of single silicon crystal |
| CN88108387A CN1020481C (zh) | 1987-12-08 | 1988-12-08 | 单晶硅的制造设备 |
| US07/460,563 US5126114A (en) | 1987-12-08 | 1990-01-03 | Manufacturing method and equipment of single silicon crystal |
| US07/460,581 US5087321A (en) | 1987-12-08 | 1990-01-03 | Manufacturing method and equipment of single silicon crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62308766A JPH0633218B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | シリコン単結晶の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01153589A true JPH01153589A (ja) | 1989-06-15 |
| JPH0633218B2 JPH0633218B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=17985040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62308766A Expired - Lifetime JPH0633218B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | シリコン単結晶の製造装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5126114A (ja) |
| EP (1) | EP0320115A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0633218B2 (ja) |
| KR (1) | KR930001895B1 (ja) |
| CN (1) | CN1020481C (ja) |
| FI (1) | FI885000A (ja) |
| MY (1) | MY103936A (ja) |
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| JPH04317493A (ja) * | 1991-04-15 | 1992-11-09 | Nkk Corp | シリコン単結晶の製造装置 |
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| JP2016505503A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-02-25 | サンエディソン・インコーポレイテッドＳｕｎＥｄｉｓｏｎ，Ｉｎｃ． | シリカパーツを接合するための方法 |
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| KR20150107540A (ko) | 2014-03-14 | 2015-09-23 | (주)기술과가치 | 잉곳 제조 장치 |
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