JPH01275496A - シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ - Google Patents
シリコン単結晶引上げ用石英ルツボInfo
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- JPH01275496A JPH01275496A JP10388988A JP10388988A JPH01275496A JP H01275496 A JPH01275496 A JP H01275496A JP 10388988 A JP10388988 A JP 10388988A JP 10388988 A JP10388988 A JP 10388988A JP H01275496 A JPH01275496 A JP H01275496A
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Landscapes
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- Glass Melting And Manufacturing (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、多結晶シリコンを溶融して単結晶シリコンを
製造する際に用いられる石英ルツボであって、単結晶化
率（シリコン多結晶が単結晶になる割合）が良く、かつ
製造されるシリコン単結晶の特性が良い石英ルツボに関
する。
製造する際に用いられる石英ルツボであって、単結晶化
率（シリコン多結晶が単結晶になる割合）が良く、かつ
製造されるシリコン単結晶の特性が良い石英ルツボに関
する。
半導体シリコン単結晶は現在主にチョクラルスキー法（
ＣＺ法）により製造されている。
ＣＺ法）により製造されている。
該ＣＺ法では多結晶シリコンを石英ルツボ内部に充填し
、約１４５０°Ｃに加熱溶融して該溶融シリコンからシ
リコン単結晶を引上げる。その際ルツボ壁体の内周側部
分が浸食されてルツボ中の不純物が溶融シリコン中に混
入し、多結晶シリコンの単結晶化歩留りの低下、及び引
上げられた単結晶の特性（抵抗値、結晶欠陥等）の低下
を示す。従ってシリコン単結晶引上げ用石英ルツボに含
まれる不純物濃度はできる限り低い方が望ましい。特開
昭５３−Ｌ１３８１７号では酸化ホウ素ｌｐｐｍ以下、
酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、アルカリ金属
の合量がｔｏｏｐｐｍ以下であることが必要としている
。
、約１４５０°Ｃに加熱溶融して該溶融シリコンからシ
リコン単結晶を引上げる。その際ルツボ壁体の内周側部
分が浸食されてルツボ中の不純物が溶融シリコン中に混
入し、多結晶シリコンの単結晶化歩留りの低下、及び引
上げられた単結晶の特性（抵抗値、結晶欠陥等）の低下
を示す。従ってシリコン単結晶引上げ用石英ルツボに含
まれる不純物濃度はできる限り低い方が望ましい。特開
昭５３−Ｌ１３８１７号では酸化ホウ素ｌｐｐｍ以下、
酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、アルカリ金属
の合量がｔｏｏｐｐｍ以下であることが必要としている
。
しかし天然に存在する石英（天然石英）では純度に限界
があり、満足なものは得られない。これに対し合成石英
は天然石英と比較し純度がはるかに高く不純物が少ない
。このため天然に代わって合成石英を使用してシリコン
単結晶引上げ用石英ルツボを製造することが従来より考
えられてきた。
があり、満足なものは得られない。これに対し合成石英
は天然石英と比較し純度がはるかに高く不純物が少ない
。このため天然に代わって合成石英を使用してシリコン
単結晶引上げ用石英ルツボを製造することが従来より考
えられてきた。
ところが合成石英は天然石英よりＯＨ基濃度が高く、こ
のため溶融した際の粘性が低く、ルツボを製造した場合
、ルツボ形状が不安定になり易い。
のため溶融した際の粘性が低く、ルツボを製造した場合
、ルツボ形状が不安定になり易い。
またシリコン単結晶引上げ時の加熱によりルツボが変形
し、破壊を生じる可能性が大きい。
し、破壊を生じる可能性が大きい。
そこでＯＨ基濃度の高い合成石英を使用するシリコン単
結晶引上げ用石英ルツボには内層のみに合成石英が用い
られ、外層にはＯＨ基濃度の低い天然石英が用いられて
いた。
結晶引上げ用石英ルツボには内層のみに合成石英が用い
られ、外層にはＯＨ基濃度の低い天然石英が用いられて
いた。
しかしながら上述のような内層のＯＨ基濃度が高いルツ
ボは内部に気泡を多量に含み、また高温での粘度が低い
ために、シリコン単結晶引上げ時の浸食量が多く、極端
な場合は、剥離を起こし、単結晶シリコン品質の低下や
単結晶化歩留りの低下を来たす。
ボは内部に気泡を多量に含み、また高温での粘度が低い
ために、シリコン単結晶引上げ時の浸食量が多く、極端
な場合は、剥離を起こし、単結晶シリコン品質の低下や
単結晶化歩留りの低下を来たす。
本発明者等は合成石英を使用したシリコン単結晶引上げ
用石英ルツボにおける前記の問題点につき研究の結果、
合成石英のＯＨ基濃度を天然石英程度に下げ、内層と外
層のＯＨ基濃度差を減少させることにより前記従来の問
題点を解決できることを見出した。
用石英ルツボにおける前記の問題点につき研究の結果、
合成石英のＯＨ基濃度を天然石英程度に下げ、内層と外
層のＯＨ基濃度差を減少させることにより前記従来の問
題点を解決できることを見出した。
本発明はルツボ壁体の内周側部分がＯＨ基１１００ｐｐ
以下、好ましくは６０ｐｐｍ以下の合成石英からなり、
外周側部分が、内周側部分とのＯＨ基濃度差が２０ｐｐ
ｍより少ない合成石英もしくは天然石英からなるシリコ
ン単結晶引上げ用石英ルツボを提供する。
以下、好ましくは６０ｐｐｍ以下の合成石英からなり、
外周側部分が、内周側部分とのＯＨ基濃度差が２０ｐｐ
ｍより少ない合成石英もしくは天然石英からなるシリコ
ン単結晶引上げ用石英ルツボを提供する。
本発明において内周側部分の合成石英のＯＨ基濃度を１
１００ｐｐ以下、好ましくは６０ｐｐｍ以下とするのは
次の理由による。すなわちＯＨ基が１１００ｐｐより大
きいとルツボ内部に気泡が多量に含まれる。
１００ｐｐ以下、好ましくは６０ｐｐｍ以下とするのは
次の理由による。すなわちＯＨ基が１１００ｐｐより大
きいとルツボ内部に気泡が多量に含まれる。
この気泡はシリコン単結晶引上げ時のルツボ加熱により
熱膨張し、ルツボ内表面を部分的に剥離させ、剥離した
石英小片がシリコン単結晶に混入して単結晶化率を低下
させる原因となる。ＯＨ基濃度を６０ｐｐｍ以下に抑え
ると単結晶化歩留りが格段に向上する。シリコン単結晶
引上げ時の浸食量（０，５〜０ 、７ｍｍ）を考慮し、
内周側部分の合成石英層の厚さは１ｍｍ以上に設定され
る。合成石英のＯＨ基濃度はルツボ製造時の条件等を変
えることにより１１００ｐｐ以下となる。
熱膨張し、ルツボ内表面を部分的に剥離させ、剥離した
石英小片がシリコン単結晶に混入して単結晶化率を低下
させる原因となる。ＯＨ基濃度を６０ｐｐｍ以下に抑え
ると単結晶化歩留りが格段に向上する。シリコン単結晶
引上げ時の浸食量（０，５〜０ 、７ｍｍ）を考慮し、
内周側部分の合成石英層の厚さは１ｍｍ以上に設定され
る。合成石英のＯＨ基濃度はルツボ製造時の条件等を変
えることにより１１００ｐｐ以下となる。
本発明においては、内周側部分と外周側部分とのＯＨ基
濃度差が２０ｐｐｆｆｌより少なく調整される。
濃度差が２０ｐｐｆｆｌより少なく調整される。
この濃度差が２０ｐｐｍ以上の場合、シリコン単結晶引
上げ時に内周側部分と外周側部分の熱伝導に差が生じ、
ルツボ内部に歪みが発生する。その結果。
上げ時に内周側部分と外周側部分の熱伝導に差が生じ、
ルツボ内部に歪みが発生する。その結果。
ルツボ内表面の部分的剥離や破損が生じ易くなる。
本発明の石英ルツボは従来の石英ルツボに比べて高抵抗
でかつ高品質の単結晶シリコンが得られ、また単結晶化
率も格段に良い。内層の合成石英層のＯＨ基濃度を下げ
る（１００ｐｐｍ、好ましくは６０ｐｐｍ）ことにより
、気泡量が減少し、また粘度が上るため浸食量が減少す
る。その結果、シリコン単結晶中への不純物の取込み量
が減少し、単結晶化率および抵抗値（特性値）とも向上
する。
でかつ高品質の単結晶シリコンが得られ、また単結晶化
率も格段に良い。内層の合成石英層のＯＨ基濃度を下げ
る（１００ｐｐｍ、好ましくは６０ｐｐｍ）ことにより
、気泡量が減少し、また粘度が上るため浸食量が減少す
る。その結果、シリコン単結晶中への不純物の取込み量
が減少し、単結晶化率および抵抗値（特性値）とも向上
する。
内周側部分のＯＨ基濃度および外周側部分のＯＨ基濃度
を夫々法衣の通りに調整した石英ルツボを用いてシリコ
ン単結晶の引上げを行った。結果を併せて法衣に示す。
を夫々法衣の通りに調整した石英ルツボを用いてシリコ
ン単結晶の引上げを行った。結果を併せて法衣に示す。
１ ６０ｐｐｍ ７０ｐｐｍ ◎
◎２ ８０ｐｐｍ ８０ｐｐｍ Ｏ０３
８０ｐｐｍ ７０ｐｐｍ Ｏ０４８０ｐｐ
ｍ １２０ｐｐｍ △ △５ １５０ｐ
ｐｍ ７０ｐｐｍ △ Δ◎は極めて良
好、Ｏは良好、Δは不充分、試料Ｎα１〜３は本発明の
ルツボであり、いずれも内周側部分は合成石英である。
◎２ ８０ｐｐｍ ８０ｐｐｍ Ｏ０３
８０ｐｐｍ ７０ｐｐｍ Ｏ０４８０ｐｐ
ｍ １２０ｐｐｍ △ △５ １５０ｐ
ｐｍ ７０ｐｐｍ △ Δ◎は極めて良
好、Ｏは良好、Δは不充分、試料Ｎα１〜３は本発明の
ルツボであり、いずれも内周側部分は合成石英である。
また外周側部分については、試料Ｎα１，２については
外周側部分に合成石英、試料Ｎｕ ３では外周側部分に
天然石英を使用している。
外周側部分に合成石英、試料Ｎｕ ３では外周側部分に
天然石英を使用している。
試料Ｎα４，５は比較例である。試料ＮＱ ４は内周側
部分と外周側部分のＯＨ基濃度差が大きく、このためル
ツボ内表面近傍の残留気泡が多い。このため単結晶化率
が低く、得られたシリコン単結晶抵抗値もルツボ浸食量
が多いため低い。
部分と外周側部分のＯＨ基濃度差が大きく、このためル
ツボ内表面近傍の残留気泡が多い。このため単結晶化率
が低く、得られたシリコン単結晶抵抗値もルツボ浸食量
が多いため低い。
試料Ｎα５は内周側部分のＯＨ基濃度が１５０ｐｐｍと
高く試料Ｎα４と同様に単結晶化率、抵抗値とも低日本
高純度石英株式会社 代理人 弁理士松井政広（外１名）
高く試料Ｎα４と同様に単結晶化率、抵抗値とも低日本
高純度石英株式会社 代理人 弁理士松井政広（外１名）
Claims (1)
- ルツボ壁体の内周側部分がＯＨ基１００ｐｐｍ以下、好
ましくは６０ｐｐｍ以下の合成石英からなり、外周側部
分が、内周側部分とのＯＨ基濃度差が２０ｐｐｍより少
ない合成石英もしくは天然石英からなるシリコン単結晶
引上げ用石英ルツボ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63103889A JPH068237B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63103889A JPH068237B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01275496A true JPH01275496A (ja) | 1989-11-06 |
| JPH068237B2 JPH068237B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=14365995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63103889A Expired - Lifetime JPH068237B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068237B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0394843A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-19 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 合成石英ガラスるつぼおよびその製造方法 |
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-
1988
- 1988-04-28 JP JP63103889A patent/JPH068237B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| JPH068237B2 (ja) | 1994-02-02 |
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