JPH0218375A - 半導体単結晶引上げ装置 - 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】 ；、の１ 本発明は半導体単結晶引上げ装置に関する。

【胆１良１ 半導体デバイスの基板として用いられる半導体単結晶（
特にシリコン単結晶）は、主にＣ７法により製造されて
いる。

ここでＣＺ法について簡単に説明する。まず、ルツボ内
に例えば多結晶シリコン原料を装填し、周囲から加熱し
て多結晶シリコン原料を溶融する。次に、上方から種結
晶を吊下してシリコン融液に浸し、これを引上げること
によりシリコン単結晶インボッｌ−をＩ！造する。

上記ルツボとして、一般に石英ガラス製のものを用いて
いる。この石英ガラスルツボを支持するためにカーボン
ルツボを用い、さらにツルボの外側にカーボンヒータ及
びカーボン製の保温材を設ける。また、半導体）１１結
晶引上げ装置の周囲を、金属製の容器（ヂャンバーとも
言う）で覆って、この容器を水冷する。従来の半導体単
結晶引上げ装置は、以上のように構成するのが常であっ
た。

しよ　とする しかしながら、カーボンヒータの外側に配設されるカー
ボン製の保温材は断熱性が十分でなく、半導体単結晶引
上げ装置を覆う金属製の容器を水冷しなければならない
。このため熱効率が悪いという欠点がある。

また、金ＷＩｈ！ｌＪの容器からはＦｅ、Ｃｕ等の不純
物が発生する。これらが保温材等に吸着し、高温時に再
び放出されると半導体単結晶装置内を汚染する。このた
め、半導体単結晶中に転位等が生じ易くなる。

１肚立１乱 本発明はこのような欠点を解消するためになされたもの
であり、引上げる半導体単結晶に悪影響を与えるＦｅ、
Ｃｕ等の不純物が発生せず、しかも熱効率を向上させた
半導体単結晶引上げ装置を提供することを目的とする。

を　　するための 本発明の半導体単結晶引上げ装置は、容器内に回転自在
にＥＱ　ｔノたルツボと、ルツボの外側に設けたヒータ
と、ヒータの外側に設けた保温材とを猫え、回転自在に
吊下げた種結晶を引上げて単結晶半導体を＠ｌ造する構
成の半導体単結晶引−Ｌげ装置において、容器を石英ガ
ラス又はＳｉ　−８ｉ　Ｃにより構成したことを特徴と
する。

容器を複数の構成部材から構成した場合には、その構成
部材の一部を石英ガラス又はＳｉ　−８ｉ　Ｃによって
形成してもよい。もちろん、容器仝休を石英ガラス又は
ガス不透過性の５ｒ−ｓｉｃを用いて形成することもで
きる。

１−」Ｗ 本発明の石英ガラス製容器又は３ｉ　−８ｉＣ製容器は
、金属製の容器に比較して耐熱性が高い。従って水冷せ
ずに使用することができ、熱効率が大幅に向上する。

また、本発明の容器は高純度の５ｉ０２又は５ｉ−Ｓ；
　Ｃにより構成されるので金属製容器のよう、にｌ”ｅ
、Ｃｕ等の発生源にはならない。従って、半導体単結晶
引上げ装置内をクリーンに保つ。このため、品質が良好
な単結晶半導体を得ることができる。

１克ｉ ［実施例１］ 第１図は、本発明による半導体単結晶引上げ装置の実施
例を示している。

半導体単結晶引上げ装置１は、容器１９内にルツボを有
している。容器１９はチャンバー本体１９ａ、チャンバ
ー上部材１９Ｃ及びチャンバー下部材１９ｂで構成しで
ある。容器内部は気密に保たれ、所定の雰囲気中での単
結晶の引上げが可能である。

チャンバー本体１９ａ、チャンバー上部材１９０及びチ
ャンバー下部材１９ｂは、純度９９．９９％以上、厚さ
１Ｑｍｍの石英ガラス板で構成しである。それぞれの接
合面は溶接により気密に接合し°Ｃある。

容器１つの中央部にはルツボが設けである。

ルツボは石英ルツボ１０とそれを支持するカーボンルツ
ボ１２で構成しである。

ルツボは矢印Ｂの方向に回転可能であり、矢印Ａの方向
に上下移動可能である。

ルツボの外側には、カーボン製のヒータ１４が設けであ
る。

ヒータ１４のまわりにはカーボン製の保温筒１６が設け
である。

ルツボの上方には、種結晶の引上げ手段１７が設けであ
る。引上げ手段１７は、シリコンの種結晶１８′を矢印
り方向に回転させながら、矢印Ｃ方向に引上げる。

この半導体単結晶引上げ装置１を用いて、３５ｋｇの高
純度シリコンを約１ｍｍ／ｗｉｎの条件で引上げ、結晶
方位（１００）の直径５インチのシリコン単結晶を製作
した。

［実施例２］ 第１図に示した半導体単結晶引上げ装置１において、チ
１？ンバー本体１９ａ１チ１１ンバー１一部材１９ｃ及
びチャンバー下部材１９ｂをＳ；　−Ｓ＋　Ｃにより形
成した。他の構成は第１図に示した装置と同じである。

この半導体単結晶引上げ装置を用いて、３５ｋｏの高純
度シリコンを約１　ｍＩＩＩ／ｍｉｎの条件で引上げ、
結晶方位（１００）の直径５インチのシリコン単結晶を
製作した。

［比較例］ 金属製の容器（ＳｔＪＳ３０４　Ｌ）を使用する他は実
施例と全く同じ構成の半導体単結晶用」−げ装置を用い
て、実施例１．２と同様の方法でシリコン単結晶を引上
げた。

実施例１，２及び比較例で引上げたシリコン単結晶のラ
イフタイム、Ｏ３Ｆ密度を第１表に示す。

第１表ににれば実施例１．２では、従来例と比較してラ
イフタイムの長いシリコン単結晶が得られることがわか
る。これは、石英ガラス又ｔま３ｉ　−８ｉ　Ｃ製の容
器を用いたので、シリコン単結晶引上げ時の高温におい
て、保温材にＦｅ　、Ｃｕ等の不純物が吸着・離脱せず
、半導体単結晶引上げ装置内を汚染しなかったことを意
味する。

また、実施例１又は２では、石英ガラス製又はＳｉ　−
ｓ；　ｃ製の容器を使用することにより容器を水冷する
必要がなく、シリコン単結晶引上げ時の消費電力が減少
し、熱効率が約３０％向上した。

ところで、本発明は前述の実施例に限定されない。実施
例では、容器としてのチＶンバー本体１９ａ１チせンバ
ー上部材１９ｃ及びチャンバー下部Ｕ１９ｂを石英ガラ
ス又は５−８ｉ　Ｃにより形成したが、容器の一部、例
えばチャンバー本体１９ａのみを石英ガラス又はＳ；　
−Ｓ；　Ｃで形成してもよい。この場合チャンバー上・
下部材は金属で形成する。

また、石英ガラスとＳｉ　−Ｓｉ　ｃの両方の材料を用
いてチャンバーの各部材を形成することも可能である。

また、容器の形状・串結晶引上げ装置の構成等も前述の
実施例に限定されず、従来用いられている様々な形式の
ものを採用覆ることができる。

［発明の効果］ 以上前述したにうに、本発明の半導体単結晶引上げ装置
によれば、シリコン単結晶の引」ニげに際し、不純物ガ
スや重金属等による汚染が減少するので、歩留りが向上
する。また、熱効率が向上する等、題名な効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による半導体単結晶引上げ装置の実施
例を示す概念図である。 １・・・・・・・・・半導体単結晶引上げ装置１０・・
・・・・石英ルツボ １２・・・・・・カーボンルツボ １４・・・・・・ｈ−ボンヒータ １Ｇ・・・・・・保温間 １７・・・・・・硬結品の引上げ手段 １８・・・・・・シリコン単結晶 １９・・・・・・容　器 １９ａ・・・ヂ１アンバー本体 １９ｂ・・・ヂトンバー下部材 １９ｃ・・・デセンバー上部材 第１表 未 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 容器内に回転自在に設けたルツボと、ルツ ボの外側に設けたヒータと、ヒータの外側に設けた保温
   材とを備え、回転自在に吊下げた種結晶を引上げて単結
   晶半導体を製造する構成の半導体単結晶引上げ装置にお
   いて、容器を石英ガラス又はＳｉ−ＳｉＣにより構成し
   たことを特徴とする半導体単結晶引上げ装置。