JPH01234315A - ホウ素被覆ケイ素粒子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はホウ素被覆ケイ素粒子に関する。詳しくは半導
体用Ｐ型ケイ素単結晶のドープ不純物源に関する。

〔従来の技術〕

半導体用Ｐ型ケイ素単結晶のドープ不純物源として現在
ホウ素が広く使用されているが、そのＰ型ケイ素東結晶
を引き上げる際に添加するホウ素源としては、単体ホウ
素または、あらかじめホウ素を添加して引き上げた多結
晶や単結晶のケイ素を粉砕したホウ素含有ケイ素が使わ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

Ｐ型ケイ素単結晶を引き上げ製造する際は、−般に、結
晶のトップ位置で抵抗を測定し、その抵抗値に合わせて
初期投入ケイ素量に対するホウ素の添加量を計算より求
めてトップ位置の抵抗を制御している。

ところが、ホウ素源が。

１、単体ホウ素の場合では、１回の引き上げに添加する
単体ホウ素の量が数ｍｇ程度であるために、その様な質
量域での正確な定量はしにくい。したがって、ケイ素単
結晶を引き上げる際のトップ位置の狙い抵抗値の制御が
困難となっており、さらに、それにともないウェハーと
して製造した際の製品の歩留も悪くなっていた。

２、　ホウ素含有ケイ素の場合では、添加量は正確に定
量が可能な領域にある。しかし、従来のホウ素含有ケイ
素は、あらかじめホウ素を添加して引上げた多結晶ケイ
素を原料として製造しており、引上げの際のホウ素の偏
析のためにケイ素結晶中のホウ素濃度が結晶中の長さ方
向及び周方向の位置によりかなりバラついている。その
ため、できるだけホウ素濃度にばらつきがない様に、引
き上げた結晶をいくつかの微小部分に分けて粉砕し、そ
れぞれをホウ素濃度別に分けて、添加用のホウ素母合金
として管理が行われている。しかしながら、それでも、
それら各々の部分でのホウ素１度には±５％程度の濃度
差が避けられないために、これを用いてケイ素単結晶を
引き上げる際のトップ位置の狙い抵抗値の制御がやはり
困難となり。

狙った値からのずれは避けられず、ウェハーとした際の
製品の歩留に問題があった。

またさらに、今後その方；去が期待される半連続式ｃｚ
法での単結晶引き上げの際には、さらに高度なホウ素の
定量供給が要求されるが、先の添加用のホウ素母合金で
はホウ素濃度に±５％もの濃度差があるために定量供給
は不可能であり、かつ、形状がインゴットを砕いた塊状
粒であり広い粒径分布を有しているためしこ安定供給も
不可能である。

そのためこのホウ素母合金は、半連続式ｃｚｉでの添加
用のホウ素源には全く適さない。

Ｃ問題解決に係わる知見〕 本発明者はこれらの問題点の解決策につき種々研究を重
ねた結果５球状で流動性があって定量的で安定供給可能
でかつホウ素の含有量の均一なホウ素被覆ケイ素粒子を
見出し本発明をなすに至った。

つことを特徴とするホウ素被覆ケイ素粒子、好ましくは
、形が球状で流動し易いことを特徴とする前記ホウ素被
覆ケイ素粒子を提供する。

ケイ素粒子の表面にホウ素層を生成させる方法には、気
相成長法、ドーピング法、加２さ反応法。

無電解メツキ法、塗布法２等が考えられる８しがし、Ｐ
型ケイ素単結晶月のドーパントとしては当然高純度（９
，９，９９９９％以上）が要求されるた２ｔ）に、上記
方法のうち気相成長法、ドーピング法、加熱反応法、塗
布法が有効であり、該方法によりホウ素層を生成させる
ことができる。

ケイ素粒子は、その取扱の容易さから直径０．１〜５．
０ｍｍまでの球状、あるいは球状に近い流動性の粒子で
あり、またホウ素層の厚さは、上記方法により５０μｍ
以下であり、ケイ素粒子の表面に隙間なく存在する。

この物質により、ケイ素粒子の粒径およびホウ素層の厚
さを任意に選べば、自由にホウ素濃度が選べかつ粒子間
によるホウ素濃度差が小さいために、ケイ素単結晶を引
き上げる際のトップ位置の狙い抵抗値の制御が容易かつ
正確となる。そのため、ウェハーとした際の製品の歩留
にも向上がみられた。

〔発明の具体的開示〕

次に本発明を具体的に実施例によって説明する。

実施例１ 純度の９９．９９９９９９％のケイ素の平均粒径３．０
＋ｎｍの粒子を石英ボートに入れて管状炉に入れて６０
０°Ｃに加熱し、塩化ホウ素ガスと水素ガスの混合ガス
を通じて（各１０Ｑ／＋ｎｉｎの流速で供給した）、反
応を行わせた。生成塩化水素と未反応塩化ホウ素ガスは
水トラツプで捕集した。

１時間通気した後、ケイ素表面は黒色に変じた。

生成物を発光分光分析によって分析した結果は第１表の
通りであった。

第１表 生成物の湿式分析による結果は、ケイ素９９．７１２％
、ホウ素０．２８８％であった。

第１図はこのようにして得たホウ素被覆ケイ素粒子の１
個の断面に電子線を照射して、励起し放呂された電子の
うちホウ素のにα線を捕えてその部分を白点て表した走
査電子顕微鏡写真である。

従って粒子の周辺部にはホウ素が存在することを示して
いる。

第２図は同じ粒子で同様にケイ素のにαを捕えた写真で
ある。従って粒子の中核部にはケイ素が存在することを
示している６ 写真の一隅に記されている白線の長さは１０μを表わ丁
から粒径約３ｍｍのケイ素粒子に数μの厚さのホウ素被
覆が形成されたことを示している。このようなホウ素被
覆ケイ素粒子は今日まで知られていなかった。

実施例２ 実施例１の手続きを繰り返した。ただし通気は２時間行
なった。

湿式分析の結果はケイ素９９．４６０％、ホウ素０．５
４０％であった。

参考例 実施例１で生成したホウ素被覆ケイ素粒子をもちいて、
トップ位置の狙い抵抗値を１．２Ω口としてＰ型ケイ素
単結晶を引き上げた。

多結晶ケイ素の初期投入量３５ｋｇ、このホウ素被覆ケ
イ素粒子の添加量１０５３ｍｇで引き上げた結果。

単結晶のトップ位置の抵抗は１．２Ωｍであり、製品と
した際の歩留は１００％であった。

比較参考例 ホウ素濃度が０．０６％である従来法により製造した。

添加用のケイ素基ホウ素母合金をもちいて。

トップ位置の狙い抵抗値を１．２Ω印としてＰ型ケイ素
単結晶を引き上げた。

多結晶ケイ素の初期投入量３５ｋｇ、この母合金を５０
５６ｍｇ添加して引き上げた結果、単結晶のトップ位置
の抵抗は１．３Ωａであり、製品とした際の歩留は７０
％であった。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明した通り、Ｐ型ケイ素単結晶を引き
上げる際のホウ素源としてホウ素被覆ケイ素粒子を使う
ことにより、結晶のトップ位置の狙い抵抗値の制御が容
易かつ正確となり、さらに。

ウェハーとした際の製品の歩留が飛躍的に向上する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

はホウ素のにα、線を捕えて白点で表し、第２図はケイ
素のにα線を捕えて白点で表しである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケイ素粒子の表面にホウ素層を持つことを特徴とす
   るホウ素被覆ケイ素粒子。 ２、形が略々球状で流動し易いことを特徴とする請求項
   １に記載のホウ素被覆ケイ素粒子。