JPH01160892A - シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法 - Google Patents
シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法Info
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- JPH01160892A JPH01160892A JP31774687A JP31774687A JPH01160892A JP H01160892 A JPH01160892 A JP H01160892A JP 31774687 A JP31774687 A JP 31774687A JP 31774687 A JP31774687 A JP 31774687A JP H01160892 A JPH01160892 A JP H01160892A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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、チョクラルスキー法を用いて、石英ルツボ内
に収納されたシリコン融液からシリコン単結晶を引上げ
るに際して、シリコン単結晶中の軸方向の酸素濃度を制
御するシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法に関する。
に収納されたシリコン融液からシリコン単結晶を引上げ
るに際して、シリコン単結晶中の軸方向の酸素濃度を制
御するシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法に関する。
従来、この種のシリコン単結晶を引上げる装置としては
、炉本体の内部のほぼ中央部に石英ルツボが設けられ、
この石英ルツボに、黒鉛サセプタを介して、昇降自在か
つ回転自在な下軸が取付けられ、かつ上記石英ルツボの
周囲に、石英ルツボ内のシリコン融液の温度を制御する
ヒータが設置されると共に、このヒータと上記炉本体と
の間に保温筒が配２される一方、炉本体上部から、種結
晶を下端部に把持するワイヤが昇降自在にかつ回転自在
に吊り下げられたものが知られている。そして、この装
置においてシリコン単結晶を製造する場合には、炉本体
内の空気を、炉本体上部がら炉底にかけてアルゴンガス
を供給することによって、充分に排除すると共に、上記
ヒータによって石英ルツボ内のシリコン融液の温度を単
結晶引上げに適した温度に制御した後に、上方よりワイ
ヤの下端に把持された状態の種結晶を下降させてシリコ
ン融液に浸漬させ、さらに、石英ルツボを一方向に回転
させる一方、種結晶を逆方向に回転させながら引上げる
ことにより、シリコン単結晶を得るようにしている。ま
た、この場合、シリコン単結晶の引上げにつれて石英ル
ツボ内のシリコン融液面が低下するため、適宜石英ルツ
ボを１冒させて液面レベルを一定に保つようにしている
。
、炉本体の内部のほぼ中央部に石英ルツボが設けられ、
この石英ルツボに、黒鉛サセプタを介して、昇降自在か
つ回転自在な下軸が取付けられ、かつ上記石英ルツボの
周囲に、石英ルツボ内のシリコン融液の温度を制御する
ヒータが設置されると共に、このヒータと上記炉本体と
の間に保温筒が配２される一方、炉本体上部から、種結
晶を下端部に把持するワイヤが昇降自在にかつ回転自在
に吊り下げられたものが知られている。そして、この装
置においてシリコン単結晶を製造する場合には、炉本体
内の空気を、炉本体上部がら炉底にかけてアルゴンガス
を供給することによって、充分に排除すると共に、上記
ヒータによって石英ルツボ内のシリコン融液の温度を単
結晶引上げに適した温度に制御した後に、上方よりワイ
ヤの下端に把持された状態の種結晶を下降させてシリコ
ン融液に浸漬させ、さらに、石英ルツボを一方向に回転
させる一方、種結晶を逆方向に回転させながら引上げる
ことにより、シリコン単結晶を得るようにしている。ま
た、この場合、シリコン単結晶の引上げにつれて石英ル
ツボ内のシリコン融液面が低下するため、適宜石英ルツ
ボを１冒させて液面レベルを一定に保つようにしている
。
ところで、上記石英ルツボは、シリコン融液と反応して
揮発性の一般化シリコンを生成し、この−酸化シリコン
がシリコン融液内に一部混入するので、シリコン融液内
に酸素が溶出することになる。そして、上記従来の引上
装置にあっては、シリコン融液の酸素濃度が、単結晶引
上げ開始時に高く、以後、単結晶の引上げにつれて、石
英ルツボと融液の接触面積が減少して行き、８ｉ液中の
酸素濃度の減少につながるので、得られたシリコン単結
晶は、トップ側で酸素濃度が高く、ボトムに向かうにつ
れて酸素濃度が低下するものとなる。
揮発性の一般化シリコンを生成し、この−酸化シリコン
がシリコン融液内に一部混入するので、シリコン融液内
に酸素が溶出することになる。そして、上記従来の引上
装置にあっては、シリコン融液の酸素濃度が、単結晶引
上げ開始時に高く、以後、単結晶の引上げにつれて、石
英ルツボと融液の接触面積が減少して行き、８ｉ液中の
酸素濃度の減少につながるので、得られたシリコン単結
晶は、トップ側で酸素濃度が高く、ボトムに向かうにつ
れて酸素濃度が低下するものとなる。
しかしながら、シリコン単結晶中の酸素濃度は、半導体
東積回路の特性を良好に保持するために、その上限及び
下限が決められており、上述したような引上装置によっ
て製造されたシリコン単結晶においては、使用可能部分
が少なく、従って、実質的なシリコン単結晶の製造効率
が低いという問題があった。
東積回路の特性を良好に保持するために、その上限及び
下限が決められており、上述したような引上装置によっ
て製造されたシリコン単結晶においては、使用可能部分
が少なく、従って、実質的なシリコン単結晶の製造効率
が低いという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、シリコン単結晶中の酸素濃度をその軸
方向に沿って均一に制御することができ、所定範囲内の
酸素濃度のシリコン単結晶を円滑に製造することができ
て、実質的な製造効率を向上させることができるシリコ
ン単結晶中の酸素濃度制御方法を提供することにある。
とするところは、シリコン単結晶中の酸素濃度をその軸
方向に沿って均一に制御することができ、所定範囲内の
酸素濃度のシリコン単結晶を円滑に製造することができ
て、実質的な製造効率を向上させることができるシリコ
ン単結晶中の酸素濃度制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、シリコン融液か
ら引上げられるシリコン単結晶の外周に反射部材を設置
すると共に、このシリコン単結晶を引上げるのに対応し
て、上記反射部材とシリコン融液面との間のギャップを
変化させるものである。
ら引上げられるシリコン単結晶の外周に反射部材を設置
すると共に、このシリコン単結晶を引上げるのに対応し
て、上記反射部材とシリコン融液面との間のギャップを
変化させるものである。
本発明のシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法にあって
は、シリコン単結晶を引上げるにつれて、反射部材とシ
リコン融液面との間のギャップを変化させることによっ
て、シリコン単結晶中の酸素濃度をその軸方向に沿って
一定に保持するように制御する。
は、シリコン単結晶を引上げるにつれて、反射部材とシ
リコン融液面との間のギャップを変化させることによっ
て、シリコン単結晶中の酸素濃度をその軸方向に沿って
一定に保持するように制御する。
以下、第１図ないし第５図に基づいて本発明の一実施例
を説明する。
を説明する。
第１図と第２図は、本発明のシリコン単結晶中の酸素濃
度制御方法を実施するためのシリコン単結晶引上装置の
一例を示すもので、第１図は概略構成図、第２図はりフ
レフタの平面図である。これらの図において符号１は炉
本体であり、この炉本体１は下チヤンバ−１ａ１中チヤ
ンバー１ｂ及び上チヤンバ−（図示せず）からなり、そ
れぞれ内部が水冷ジャケット構造とされている。そして
、上記炉本体１の内部のほぼ中央部には石英ルツボ２が
設りられており、この石英ルツボ２は、黒鉛ザ廿ブタ（
図示せず）を介して昇降自在かつ回転自在な下軸３に取
付けられている。また、上記石英ルツボ２の周囲には、
この石英ルツボ２内のシリコン融液４の温度を制御する
ヒータ５が設置されると共に、このヒータ５と炉本体１
との間には保温筒６が配置されている。そして、この保
温筒６の上面には、リング状の支持部材７が設けられて
おり、この支持部材７にはりフレフタ８が支持されてい
る。
度制御方法を実施するためのシリコン単結晶引上装置の
一例を示すもので、第１図は概略構成図、第２図はりフ
レフタの平面図である。これらの図において符号１は炉
本体であり、この炉本体１は下チヤンバ−１ａ１中チヤ
ンバー１ｂ及び上チヤンバ−（図示せず）からなり、そ
れぞれ内部が水冷ジャケット構造とされている。そして
、上記炉本体１の内部のほぼ中央部には石英ルツボ２が
設りられており、この石英ルツボ２は、黒鉛ザ廿ブタ（
図示せず）を介して昇降自在かつ回転自在な下軸３に取
付けられている。また、上記石英ルツボ２の周囲には、
この石英ルツボ２内のシリコン融液４の温度を制御する
ヒータ５が設置されると共に、このヒータ５と炉本体１
との間には保温筒６が配置されている。そして、この保
温筒６の上面には、リング状の支持部材７が設けられて
おり、この支持部材７にはりフレフタ８が支持されてい
る。
上記リフレクタ８は、上記石英ルツボ２の内径より小に
設定された円筒部９ａとこの円筒部９ａの上方に続いて
わずかに外方に傾斜した拡開筒部９ｂと上記円筒部９ａ
の下方に続いて内方に先細りした傾斜筒部９Ｃとを一体
形成したりフレフタ本体９と、このリフレクタ本体９の
拡開筒部９ｂの上端外縁に設けられ、かつ上記支持部材
７の上面に支持された３個のＬ字状フック１０と、上記
リフレクタ本体９の拡開筒部９ｂの上端内縁に設けられ
、かつ単結晶１１を冷却する冷却筒１２の外周面とほぼ
気密的に配置された円環状カバー１３とから構成されて
いる。また、上記円環状カバー１３には、炉本体１に設
けられた覗き窓１４から単結晶１１とシリコン融液４と
の境界部が目視できるように石英ガラス窓１５が設けら
れている。
設定された円筒部９ａとこの円筒部９ａの上方に続いて
わずかに外方に傾斜した拡開筒部９ｂと上記円筒部９ａ
の下方に続いて内方に先細りした傾斜筒部９Ｃとを一体
形成したりフレフタ本体９と、このリフレクタ本体９の
拡開筒部９ｂの上端外縁に設けられ、かつ上記支持部材
７の上面に支持された３個のＬ字状フック１０と、上記
リフレクタ本体９の拡開筒部９ｂの上端内縁に設けられ
、かつ単結晶１１を冷却する冷却筒１２の外周面とほぼ
気密的に配置された円環状カバー１３とから構成されて
いる。また、上記円環状カバー１３には、炉本体１に設
けられた覗き窓１４から単結晶１１とシリコン融液４と
の境界部が目視できるように石英ガラス窓１５が設けら
れている。
また、上記単結晶１１を引上げるために、炉本体１の上
部に、種結晶を下端部に把持するワイヤ１６が昇降自在
にかつ回転自在に吊設されている。
部に、種結晶を下端部に把持するワイヤ１６が昇降自在
にかつ回転自在に吊設されている。
ざらに、上記炉本体１の上部からアルゴンガスが炉本体
１の内部に供給され、かつ炉底から排出されるように構
成されている。
１の内部に供給され、かつ炉底から排出されるように構
成されている。
次に、上記のように構成されたシリコン単結晶引上装置
を用いて本発明のシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法
を実施する場合について説明する。
を用いて本発明のシリコン単結晶中の酸素濃度制御方法
を実施する場合について説明する。
上記シリコン単結晶引上装置にあっては、従来同様、ま
ず炉本体１内の空気を、炉本体１上部から炉底にかけて
アルゴンガスを供給することによって、充分に排除する
と共に、上記ヒータ５によって石英ルツボ２内のシリコ
ン原料を溶融し、このシリコン融液４の温度を単結晶引
上げに適した温度に制御した後に、炉本体１の上方より
ワイヤ１６の下端に把持された状態の種結晶を下降させ
てシリコン融液４に浸漬させる。
ず炉本体１内の空気を、炉本体１上部から炉底にかけて
アルゴンガスを供給することによって、充分に排除する
と共に、上記ヒータ５によって石英ルツボ２内のシリコ
ン原料を溶融し、このシリコン融液４の温度を単結晶引
上げに適した温度に制御した後に、炉本体１の上方より
ワイヤ１６の下端に把持された状態の種結晶を下降させ
てシリコン融液４に浸漬させる。
次いで、従来公知の方法により、石英ルツボ２を一方向
に回転させる一方、上記種結晶を逆方向に回転させなが
ら引上げることにより、単結晶１１を引上げ成長させる
。
に回転させる一方、上記種結晶を逆方向に回転させなが
ら引上げることにより、単結晶１１を引上げ成長させる
。
この場合、上記リフレクタ８とシリコン融液面との間の
ギャップを一定に保持するために、上記単結晶１１を引
上げるのにつれて下軸３を上昇させることにより石英ル
ツボ２内のシリコン融液４の液面レベルを一定に保つ。
ギャップを一定に保持するために、上記単結晶１１を引
上げるのにつれて下軸３を上昇させることにより石英ル
ツボ２内のシリコン融液４の液面レベルを一定に保つ。
このようにして得られた単結晶１１の軸方向の格子間酸
素濃度ｆｆ１（Ｏｉ）は、第３図に示すように、リフレ
クタ８とシリコン融液面とのギャップが大きくなるほど
、同−固化率（結晶長）において減少することがわかっ
た。
素濃度ｆｆ１（Ｏｉ）は、第３図に示すように、リフレ
クタ８とシリコン融液面とのギャップが大きくなるほど
、同−固化率（結晶長）において減少することがわかっ
た。
なお、このときの運転条件は、
石英ルツボ回転数 ６ｒｐｌＩｌ
単結晶回転数 １５ｒｐｍ
単結晶直径 １５６Ｍ
単結晶引上速度 〜１ 、 Ｏｒｔａ／ ｗｉｎ炉内
圧 〜１０■Ｏｒｒ アルゴンガス流沿 ３０ Ｊ ／ｍｉｎであった。
圧 〜１０■Ｏｒｒ アルゴンガス流沿 ３０ Ｊ ／ｍｉｎであった。
そこで、上記知見に基いて、単結晶引上げ長さに対応し
て、順次リフレクタ８とシリコン融液面との間のギャッ
プを小さくすることにより、得られた単結晶中の〔Ｏ１
〕を一定に保つことが可能となった。その実施結果を、
第４図と第５図に示すと共に、実施条件を下記に示す。
て、順次リフレクタ８とシリコン融液面との間のギャッ
プを小さくすることにより、得られた単結晶中の〔Ｏ１
〕を一定に保つことが可能となった。その実施結果を、
第４図と第５図に示すと共に、実施条件を下記に示す。
石英ルツボ回転数 ５ ｒｐｍ
単結晶回転数 １５ｒｐｍ
単結晶直径 １５６ｚｉ
単結晶引上速度 〜１ 、 Ｏｍ／ｍｉｎ炉内圧
〜１０ＴＯｒｒ アルゴンガス流ｆｉｔ ３０．ｆ／ｍｉｎ第４図と第
５図に示すように、ギャップを３０ｍから１０ｍまで小
ざくすることにより、得られた単結晶中の〔０１〕は１
．５〜１．７Ｘ１０１８ａｔｏｍｓ ／ｃｃの範囲内に
おさめることができた。
〜１０ＴＯｒｒ アルゴンガス流ｆｉｔ ３０．ｆ／ｍｉｎ第４図と第
５図に示すように、ギャップを３０ｍから１０ｍまで小
ざくすることにより、得られた単結晶中の〔０１〕は１
．５〜１．７Ｘ１０１８ａｔｏｍｓ ／ｃｃの範囲内に
おさめることができた。
以上説明したように、本発明は、シリコン融液から引上
げられるシリコン生結晶の外周に反射部材を設置すると
共に、このシリコン単結晶を引上げるのに対応して、上
記反射部材とシリコン融液面との間のギャップを小さく
していくものであるから、シリコン単結晶中の酸素濃度
をその軸方向に沿って均一に制御することができ、所定
範囲内の酸素濃度のシリコン単結晶を円滑に製造するこ
とができて、実質的な製造効率の向上を図ることができ
るという優れた効果を有する。
げられるシリコン生結晶の外周に反射部材を設置すると
共に、このシリコン単結晶を引上げるのに対応して、上
記反射部材とシリコン融液面との間のギャップを小さく
していくものであるから、シリコン単結晶中の酸素濃度
をその軸方向に沿って均一に制御することができ、所定
範囲内の酸素濃度のシリコン単結晶を円滑に製造するこ
とができて、実質的な製造効率の向上を図ることができ
るという優れた効果を有する。
第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はシリコン単結晶引上装置の一例を示す概略構成
図、第２図はリフレクタ部の平面図、第３図はギャップ
毎のシリコン中結晶中の〔Ｏ１〕の特性図、第４図はシ
リコン単結晶中のギトツブの制御を示す特性図、第５図
は第４図の条件下で得られたシリコン単結晶中の〔Ｏ１
〕の特性図である。 １・・・炉本体、２・・・石英ルツボ、４・・・シリコ
ン融液、８・・・リフレクタ（反射部材）、１１・・・
単結晶。
第１図はシリコン単結晶引上装置の一例を示す概略構成
図、第２図はリフレクタ部の平面図、第３図はギャップ
毎のシリコン中結晶中の〔Ｏ１〕の特性図、第４図はシ
リコン単結晶中のギトツブの制御を示す特性図、第５図
は第４図の条件下で得られたシリコン単結晶中の〔Ｏ１
〕の特性図である。 １・・・炉本体、２・・・石英ルツボ、４・・・シリコ
ン融液、８・・・リフレクタ（反射部材）、１１・・・
単結晶。
Claims (1)
- チョクラルスキー法を用いて石英ルツボ内に収納され
たシリコン融液からシリコン単結晶を引上げるに際して
、シリコン単結晶中の軸方向の酸素濃度を制御するシリ
コン単結晶中の酸素濃度制御方法において、上記シリコ
ン融液から引上げられるシリコン単結晶の外周に反射部
材を設置すると共に、このシリコン単結晶を引上げるの
に対応して、上記反射部材とシリコン融液面との間のギ
ャップを変化させることを特徴とするシリコン単結晶中
の酸素濃度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317746A JP2520925B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317746A JP2520925B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01160892A true JPH01160892A (ja) | 1989-06-23 |
| JP2520925B2 JP2520925B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=18091572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62317746A Expired - Lifetime JP2520925B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | シリコン単結晶中の酸素濃度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520925B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0656571A (ja) * | 1992-04-16 | 1994-03-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 単結晶引き上げ時における単結晶酸素濃度の制御方法及び該方法に使用する結晶成長装置 |
| US5575847A (en) * | 1993-11-30 | 1996-11-19 | Sumitomo Sitix Corporation | Apparatus for producing single crystals |
| US5683505A (en) * | 1994-11-08 | 1997-11-04 | Sumitomo Sitix Corporation | Process for producing single crystals |
| CN107604430A (zh) * | 2016-07-11 | 2018-01-19 | 上海超硅半导体有限公司 | 低氧含量单晶硅生长方法 |
| CN118422317A (zh) * | 2024-05-27 | 2024-08-02 | 宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司 | 提高掺硼高拉速单晶硅氧含量的热场装置及拉晶方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6461383A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Nippon Steel Corp | Method for pulling up single crystal rod and apparatus therefor |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP62317746A patent/JP2520925B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2520925B2 (ja) | 1996-07-31 |
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