JPH02180785A - 単結晶引上方法 - 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１ 本発明は、チョクラルスキー法にょるＳｉやＧａＡｓな
どの半導体あるいは無機化合物などの単結晶の引上方法
に関する。 ｒ従来の技術〕 チョクラルスキー法による単結晶の引上げは、大径の単
結晶インゴットが得られやすいなどの利点があるため、
ＳｉやＧａＡｓなとの単結晶の製造に実用されている。 しかし、この方法によって例えばＰをドーパントとして
Ｓｉのインゴットを引上げると、Ｐは固／液間に分配係
数（ｋ、この場合はｋ＜１）を有するので、インゴット
の成長に伴い融液（メルト）中にＰが濃縮され、１本の
インゴットにおいても、引上開始時の部分（トップ部）
においては目標範囲内のＰｉｌＩ度であり、抵抗値も仕
様範囲内になっていても、引上げ終了時の部分（テイル
部）においてはＰａ度は目標範囲を越える高濃度となり
、従って抵抗値も仕様範囲を逸脱した低い値となり、こ
のためインゴットのウェハとなる歩留が低くならざるを
得なかった。 これを防ぐには、インゴットに接触しているメルト中の
Ｐａ度を、インゴットに含有させる２１度および分配係
数を勘定して常に所定値に保つ必要がある。 さらに、同様の理由により、インゴットの横断面におい
てもＰａ度を所定値内に保つ必要がある。 また、メルトに原料として多結晶扮拉体が連続または間
欠的に供給されている場合には、これによるメルトの振
動やインゴットへの原料の付着により、インゴットの結
晶配列が乱される。 単結晶が引上げられるメルト部分と原料が供給されるメ
ルト部分とを仕切りによって隔離することによ、ってこ
れ等の問題を解決するために５例えば第２図、第３図お
よび第４図に縦断面模式図を示したるつぼを使用してイ
ンゴットを引上げることが試みられている。 第２図、第３図および第４図において、１はるつぼ、２
は仕切り、３はメルト、４は引上げ中のインゴット、５
は細い中空管、６は連続または間欠的に供給される多結
晶原料である。 第２図に示した仕切り２は有底円筒状で、側壁に細い中
空管５を有し上端を１面上に突出してメルト３中に浮遊
しており、るつぼｌと仕切り２との間のメルト３に供給
された多結晶原料６は。 旦メルト３に均一に溶解したのち中空管５を通って仕切
り２の内側に入りインゴット４として引上げられる。 従って、インゴ・ント４に接触しているメルト３のドー
パント濃度は安定しており、多結晶原料６の供給による
メルト３の振動や多結晶原料６のインゴット４への付着
を防ぐことができる。 第３図に示した仕切り２は円筒形で、この仕切り２も第
２図に示した仕切りと同様の作用・効果を得ようとする
ものである。 第４図に示した仕切り２は有底円筒形で、側壁の下端か
ら仕切り２の下端の中央にむけて、中空管５を仕切り２
の内部に設けたもので、この仕切り２も第２図に示した
仕切り２と同様の効果を得ようとするものである。 インゴットの引上げにおいては、若しインゴットのトッ
プ部直径が所定のす法にならない等の不具合を生じた場
合には、引上げ、中めインゴットをメルト中に下降させ
て再溶解（リメルト）し、再びインゴットとして引上げ
る必要があり、この場合、第２．第３および第４図に示
した何れの仕切りにおいても、インゴットの所定ドーパ
ント１度に適合したドーパント濃度を有する仕切り内の
メルトが、仕切り外に押出され９所定ド一パント１度の
インゴットを得るためのメルトのドーパント１度が撹乱
される問題点を有している。 〔発明が解決しようとする課題１ 本発明は上記従来技術の問題点を解決し、インゴットの
リメルト時においても、仕切りの内側でインゴットに接
触しているメルトが、仕切りの外側で多結晶原料が供給
されているメルトに混入することのない引上方法を提供
しようとするものである。 【課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するために側壁に開化を有する
内側るつぼを外側るつぼの底面に載置し、多結晶原料を
外側るつぼと内側るつぼとの間に供給して加熱し外側融
液となし、外側融液な前記開孔を通して内側るつぼ融液
の湯面を外側融液の湯面より低位に保ちつつ内側融液の
湯面より単結晶を引上げることを特徴とする単結晶引上
方法を提供するものである。 ［作用］ 本発明を図面を用いて説明する。 第１図は本発明の方法において、インゴットの引上開始
時の融液の状態を示す縦断面模式図で。 ７は有底円筒状の外側るつぼ、８は側壁に開孔９を有し
外側るつぼ７内に載置された有底円筒状の内側るつぼで
、多結晶原料６が外側るつぼ７と内側るつぼ８との間に
供給され図示されないヒータによって加熱されて外側融
液ｌＯとなり、外側融液１０は開孔９を通って内側るつ
ぼ８内に流下して内側融液１１を形成し、外側融液１０
より湯面が低位にある内側融液１１からはインゴット４
が図示されない引き上げ装置によって引上げられる。 内側融液１１の湯面が外側融液ｌＯの湯面より低位にあ
るので、例えばインゴット４のトップ部の成形不良など
によりインゴットをリメルトする場合にも、内側縁ｇｔ
ｌｌが開孔９を通って外側融ｉ１０に逆流することがな
く、また、外側融液ＩＯを内側るつぼ８の内面にそって
静かに内側融液ｌｌに補給するので内側融ｉｌｌが撹乱
されることがなく、安定した品質のインゴット４を引上
げることができる。 さらに本発明においては、従来技術において用いられて
いるるつぼより構造が簡単であり、従って安価でかつ耐
久性のあるるつぼを用いることができるので、インゴッ
トを経済的に製造することができる。 【実施例】 第１図に縦断面模式図を示したるつぼを用い。 ＳｉにＰをドーパントとして加えた場合の単結晶インゴ
ットの引上げを行った。インゴットの直径は約１５５ｍ
ｍで、内側るつぼは外径４１０ｍｍ、厚さｌ　Ｏｍｍの
ものを使用した。外側るつぼの内径は４５０ｍｍである
。開孔は内径５ｍｍで同じレベルに４個開けられている
。外側融液の液面高さは１００ｍｍで内側融液の液面高
さは５０ｍｍに保持されている。 多結晶原料は二つのるつぼの隙間へ原料供給バイブを用
いて追加投入した。 原料の追加投入機をｌｏｇ／ｍｉｎとしてインゴットの
引上げを行った。インゴットのトップ部をリメルトした
場合のインゴット長さとＰ濃度との関係を、第２〜４図
に示したるつぼを用いた従来方法による比較例と共に第
５図に示した。 インゴット中のＰａ度は、従来方法においては目標範囲
から外れているが２本発明方法では目標範囲内に入って
いる。 【発明の効果１ 本発明により１品質の安定したＳｉやＧａＡｓなとの半
導体あるいは無機化合物などの単結晶を社清的に製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法において、インゴットの引上開始
時の融液の状態を示す縦断面模式図。 第２図、第３図および第４図はそれぞれ従来の方法に右
いて用いられたるつぼの縦断面模式図３第５図は本発明
方法と従来方法におけるインゴット長さとＰａ度との関
係を示す図である。 ｌ・・・るつぼ ３・・・融液 ５−・−中空管 ７・・・外側るつぼ ９・・・開孔 １１・・・内側融液 ２・・・仕切り ４・・・インゴット ６・・・原料 ８・・・内側るつぼ ０・・・外側融液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　側壁に開孔を有する内側るつぼを外側るつぼの底面
   に載置し、多結晶原料を外側るつぼと内側るつぼとの間
   に供給して加熱し外側融液となし、外側融液を前記開孔
   を通して内側るつぼ内に流下して内側融液をなし、内側
   融液の湯面を外側融液の湯面より低位に保ちつつ内側融
   液の湯面より単結晶を引上げることを特徴とする単結晶
   引上方法。