JPH02217389A - 単結晶の製造方法 - Google Patents
単結晶の製造方法Info
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- JPH02217389A JPH02217389A JP3543189A JP3543189A JPH02217389A JP H02217389 A JPH02217389 A JP H02217389A JP 3543189 A JP3543189 A JP 3543189A JP 3543189 A JP3543189 A JP 3543189A JP H02217389 A JPH02217389 A JP H02217389A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、チョックラルスキー法（以下、ＣＺ法という
）における単結晶の製造方法に関し、特に単結晶に含ま
れる不純物濃度を制御する単結晶の製造方法に関するも
の′である。
）における単結晶の製造方法に関し、特に単結晶に含ま
れる不純物濃度を制御する単結晶の製造方法に関するも
の′である。
第５図は従来のシリコンのＣＺ法単結晶製造方法を示す
樽成図である０図において、ｌは種結晶、２は製造中の
シリコン単結晶、３はシリコンの融液、４は石英ルツボ
、５はグラファイトサセプタ、６は支持軸、７はヒータ
ー、８はシリコン単結晶２の回転方向、９はシリコン単
結晶２の引き上げ方向、ｌＯは種結晶ｌを上下１回転さ
せるワイヤ、１１は支持軸６の移動方向、１２は支持軸
６の回転方向である。
樽成図である０図において、ｌは種結晶、２は製造中の
シリコン単結晶、３はシリコンの融液、４は石英ルツボ
、５はグラファイトサセプタ、６は支持軸、７はヒータ
ー、８はシリコン単結晶２の回転方向、９はシリコン単
結晶２の引き上げ方向、ｌＯは種結晶ｌを上下１回転さ
せるワイヤ、１１は支持軸６の移動方向、１２は支持軸
６の回転方向である。
次に、ＣＺ法単結晶の製造方法について説明する。まず
、石英ルツボ４内に多結晶シリコンを装填し、ヒーター
７で多結晶シリコンを融解する。
、石英ルツボ４内に多結晶シリコンを装填し、ヒーター
７で多結晶シリコンを融解する。
そして、シリコンの融液３を生成し、種結晶ｌを融液３
に浸漬する。その後、ワイヤｌＯで引き上げ単結晶３を
製造する。
に浸漬する。その後、ワイヤｌＯで引き上げ単結晶３を
製造する。
ここで、単結晶２に固溶する不純物の例として、石英ル
ツボ４から取り込まれる酸素について述べる。
ツボ４から取り込まれる酸素について述べる。
第６図は引き上げた単結晶２の直胴部の上限からの長さ
と酸素濃度との関係を示した特性図である０図において
、２１は単結晶２の長さに対する酸素濃度の分布を示す
特性である。
と酸素濃度との関係を示した特性図である０図において
、２１は単結晶２の長さに対する酸素濃度の分布を示す
特性である。
この図から明らかなように酸素濃度は、単結晶インゴッ
トの長手方向で減少し、１２〜１７Ｘ１０”ａｔｏｍｓ
／ｃｍ３に分布する。
トの長手方向で減少し、１２〜１７Ｘ１０”ａｔｏｍｓ
／ｃｍ３に分布する。
上記説明のように従来のＣＺ法で得られた単結晶２は、
成長方向で不純物濃度が一定でないため、単結晶インゴ
ットのスライスする位置により単結晶ウェハの品質が異
なるという欠点があった。特に、酸素は単結晶中の固溶
できる濃度が１２〜１７ ＸＩＯ”ａｔｏａ＋ｓ ７ｃ
ｍ”に限定されていた。
成長方向で不純物濃度が一定でないため、単結晶インゴ
ットのスライスする位置により単結晶ウェハの品質が異
なるという欠点があった。特に、酸素は単結晶中の固溶
できる濃度が１２〜１７ ＸＩＯ”ａｔｏａ＋ｓ ７ｃ
ｍ”に限定されていた。
本発明は上記のような欠点を解消するためになされたも
ので、単結晶中の不純物分布を均一にし、酸素濃度に関
しては１２ａｔｏｍｓ ７ｃｍ”以下又は、１７ａｔｏ
ｍｓ ７ｃｍ３以上の濃度の単結晶の製造方法を得るこ
とを目的とする。
ので、単結晶中の不純物分布を均一にし、酸素濃度に関
しては１２ａｔｏｍｓ ７ｃｍ”以下又は、１７ａｔｏ
ｍｓ ７ｃｍ３以上の濃度の単結晶の製造方法を得るこ
とを目的とする。
本発明に係る単結晶の製造方法は、単結晶である種結晶
と融液中とにそれぞれ電極を配置し、この電極間に電圧
を印加させながら単結晶を引き上げている。
と融液中とにそれぞれ電極を配置し、この電極間に電圧
を印加させながら単結晶を引き上げている。
種結晶と融液中とにそれぞれ電極を配置し、この電極間
に電圧を印加させながら単結晶を引き上げる。
に電圧を印加させながら単結晶を引き上げる。
以下、本発明の実施例について図に従って説明する。第
１図は高酸素濃度の単結晶を製造するための方法を示す
構成図である０図において、第５図と同一部分または相
当部分には同一符号を付する。１３は種結晶１側に設け
た電極、１４は融液３内に浸漬させた電極、１５は電源
である。
１図は高酸素濃度の単結晶を製造するための方法を示す
構成図である０図において、第５図と同一部分または相
当部分には同一符号を付する。１３は種結晶１側に設け
た電極、１４は融液３内に浸漬させた電極、１５は電源
である。
さて、この実施例は前述した従来のＣＺ法単結晶の製造
方法に基づき、単結晶２を引き上げるときに電極１３．
１４に対し常時電源１５により電圧を印加することを要
旨としている。
方法に基づき、単結晶２を引き上げるときに電極１３．
１４に対し常時電源１５により電圧を印加することを要
旨としている。
ここで、酸素を単結晶２に高濃度固溶させる場合につい
て説明する。まず、種結晶ｌ側の電極１３に電源１５の
プラス側を接続し、融液３に浸漬した電極１４に電源１
５のマイナス側を接続する。
て説明する。まず、種結晶ｌ側の電極１３に電源１５の
プラス側を接続し、融液３に浸漬した電極１４に電源１
５のマイナス側を接続する。
この状態で電圧を印加すれば、酸素は融液３中で陰イオ
ンとして存在しているため、陰イオンは電子を陽極側へ
供給する。これにより、陰イオンはシリコン単結晶２の
固液界面へ移動し、電子を放出した段階でシリコン単結
晶２中へ固溶する。
ンとして存在しているため、陰イオンは電子を陽極側へ
供給する。これにより、陰イオンはシリコン単結晶２の
固液界面へ移動し、電子を放出した段階でシリコン単結
晶２中へ固溶する。
第３図はこの実施例により得られた単結晶２の長さと酸
素濃度の関係を示した特性図である。図において、２２
は単結晶インゴット長に対する酸素濃度の分布を示す特
性である。なお、２１は従来の特性である。
素濃度の関係を示した特性図である。図において、２２
は単結晶インゴット長に対する酸素濃度の分布を示す特
性である。なお、２１は従来の特性である。
この図から明らかなように、酸素濃度の分布が均一とな
り、従来得ることができなかった高酸素領域を有する単
結晶を製造することができる。
り、従来得ることができなかった高酸素領域を有する単
結晶を製造することができる。
次に、第２図は低酸素濃度の単結晶を製造するための方
法を示す構成図である。図において、第１図と同一部分
については同一符号を付する。
法を示す構成図である。図において、第１図と同一部分
については同一符号を付する。
第３図と第１図との違いは、電圧を印加するための電極
の＋、−を交換したことである。
の＋、−を交換したことである。
即ち、種結晶ｌ側の電極１３に電源１５のマイナス側を
接続し、融液３の電極１４に電源１５のプラス側を接続
する。この状態で電圧を印加すれば、陰イオンとして存
在する酸素は融液３に浸漬された電極１４側に移動し、
ＳｉＯの組成で気化する。これにより、融液中の酸素濃
度は低下し、成長させた単結晶２は低酸素濃度となる。
接続し、融液３の電極１４に電源１５のプラス側を接続
する。この状態で電圧を印加すれば、陰イオンとして存
在する酸素は融液３に浸漬された電極１４側に移動し、
ＳｉＯの組成で気化する。これにより、融液中の酸素濃
度は低下し、成長させた単結晶２は低酸素濃度となる。
第４図は第２図に示した方法で製造した単結晶の長さと
酸素濃度との関係を示した特性図である。
酸素濃度との関係を示した特性図である。
図において、２３はインゴット長さに対する酸素濃度の
分布を示す、なお、２１は従来の特性、２２は第１図に
おいて説明した方法で得られた特性である。
分布を示す、なお、２１は従来の特性、２２は第１図に
おいて説明した方法で得られた特性である。
この図から明らかなように、酸素濃度の分布は均一にな
り、従来得ることが出来なかった低酸素結晶を製造する
ことができる。
り、従来得ることが出来なかった低酸素結晶を製造する
ことができる。
このように、融液中のイオン状態は印加する極性の＋、
−により制御することができる。
−により制御することができる。
即ち、高酸素濃度の単結晶を製造するためには電極１３
．１４の極性を第１表に示すようにする必要がある。こ
こで、Ａは電極の種類、Ｂは融液中の不純物のイオン状
態を示す。
．１４の極性を第１表に示すようにする必要がある。こ
こで、Ａは電極の種類、Ｂは融液中の不純物のイオン状
態を示す。
一方、低酸素濃度の単結晶２を製造するためには、電極
１３．１４の極性を第１表に示すようにする必要がある
。
１３．１４の極性を第１表に示すようにする必要がある
。
第１表
第２表
したが、他の不純物、例えばリン、ボロン、等であって
も同様の効果を奏する。
も同様の効果を奏する。
また、上記実施例において、電極の融液中に浸漬される
部分は、融液への溶解度がＩ Ｘ １０”ａｔｏｓｓ
７ｃｍ”以下である導電性材料を用いてもよい。
部分は、融液への溶解度がＩ Ｘ １０”ａｔｏｓｓ
７ｃｍ”以下である導電性材料を用いてもよい。
また、電極の融液中に浸漬させる部分は、成長させた単
結晶中への偏析が小さく、単結晶中への固溶限がＩ Ｘ
１０ ”ａｔｏｍ’ｓ ／ｃｍ’以下である導電性材
料を用いてもよい。
結晶中への偏析が小さく、単結晶中への固溶限がＩ Ｘ
１０ ”ａｔｏｍ’ｓ ／ｃｍ’以下である導電性材
料を用いてもよい。
以上のように本発明は、融液中の不純物の挙動を電気化
学的に制御できるため、製造した単結晶中の不純物の分
布を任意に変更することが可能となる。これにより、結
晶ウェハの品質を一定にすることができる。
学的に制御できるため、製造した単結晶中の不純物の分
布を任意に変更することが可能となる。これにより、結
晶ウェハの品質を一定にすることができる。
第１図は本発明における高酸素濃度の単結晶を製造する
ための方法を示す構成図、第２図は低酸素濃度の単結晶
を製造するための方法を示す構成図、第３図は単結晶の
長さと酸素濃度の関係を示した特性図、第４図は第２図
に示した方法で製造した単結晶の長さと酸素濃度との関
係を示した特性図、第５図は従来のシリコンのＣＺ法単
結晶製造方法を示す構成図、第６図は第５図に示した方
法で製造した単結晶の直胴部の上限からの長さと酸素濃
度の関係を示した特性図である。 １・・・種結晶、２・・・シリコン単結晶、３・・・シ
リコンの融液、４・・・石英ルツボ、５・・・グラファ
イトサセプタ、６・・・支持軸、７・・・ヒーター、８
・・・シリコン単結晶２の回転方向、９・・・シリコン
単結晶２の引き上げ方向、１０・・・ワイヤ、１１・・
・支持軸６の移動方向、１２・・・支持軸６の回転方向
、１３・・・種結晶１側に設けた電極、１４・・・融液
３に浸漬させた電極、１５・・・電源。 第１図 Ｏワイヤ え特郭６の移動方間
ための方法を示す構成図、第２図は低酸素濃度の単結晶
を製造するための方法を示す構成図、第３図は単結晶の
長さと酸素濃度の関係を示した特性図、第４図は第２図
に示した方法で製造した単結晶の長さと酸素濃度との関
係を示した特性図、第５図は従来のシリコンのＣＺ法単
結晶製造方法を示す構成図、第６図は第５図に示した方
法で製造した単結晶の直胴部の上限からの長さと酸素濃
度の関係を示した特性図である。 １・・・種結晶、２・・・シリコン単結晶、３・・・シ
リコンの融液、４・・・石英ルツボ、５・・・グラファ
イトサセプタ、６・・・支持軸、７・・・ヒーター、８
・・・シリコン単結晶２の回転方向、９・・・シリコン
単結晶２の引き上げ方向、１０・・・ワイヤ、１１・・
・支持軸６の移動方向、１２・・・支持軸６の回転方向
、１３・・・種結晶１側に設けた電極、１４・・・融液
３に浸漬させた電極、１５・・・電源。 第１図 Ｏワイヤ え特郭６の移動方間
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 単結晶である種結晶を融液中へ浸漬させた後に引き上げ
て単結晶を成長させるチョックラルスキー法において、 前記種結晶と前記融液中とにそれぞれ電極を配置すると
共に、この電極間に電圧を印加させながら単結晶を引き
上げることを特徴とする単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3543189A JPH02217389A (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3543189A JPH02217389A (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02217389A true JPH02217389A (ja) | 1990-08-30 |
Family
ID=12441670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3543189A Pending JPH02217389A (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | 単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02217389A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5723337A (en) * | 1994-08-13 | 1998-03-03 | Georg Muller | Method for measuring and controlling the oxygen concentration in silicon melts and apparatus therefor |
| US6432198B2 (en) | 1998-03-16 | 2002-08-13 | Nec Corporation | Method for growing a semiconductor crystal from a semiconductor melt |
| US6527852B1 (en) | 1998-08-07 | 2003-03-04 | Nec Corporation | Semiconductor crystal growing apparatus and crystal growing method |
| DE10110697B4 (de) * | 2000-03-06 | 2004-04-29 | Nec Corp. | Vorrichtung und Verfahren zum Züchten von Halbleitereinkristallen |
| JP2010275139A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Japan Siper Quarts Corp | シリコン単結晶の製造方法、シリコン単結晶引き上げ装置及び石英ガラスルツボ |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP3543189A patent/JPH02217389A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5723337A (en) * | 1994-08-13 | 1998-03-03 | Georg Muller | Method for measuring and controlling the oxygen concentration in silicon melts and apparatus therefor |
| US6432198B2 (en) | 1998-03-16 | 2002-08-13 | Nec Corporation | Method for growing a semiconductor crystal from a semiconductor melt |
| DE19911755B4 (de) * | 1998-03-16 | 2009-09-24 | Nec Corp. | Vorrichtung zum Ziehen eines Halbleiterkristalls und Verfahren zum Ziehen |
| US6527852B1 (en) | 1998-08-07 | 2003-03-04 | Nec Corporation | Semiconductor crystal growing apparatus and crystal growing method |
| DE10110697B4 (de) * | 2000-03-06 | 2004-04-29 | Nec Corp. | Vorrichtung und Verfahren zum Züchten von Halbleitereinkristallen |
| JP2010275139A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Japan Siper Quarts Corp | シリコン単結晶の製造方法、シリコン単結晶引き上げ装置及び石英ガラスルツボ |
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