JPH03137090A - シリコン単結晶引上げ方法 - Google Patents
シリコン単結晶引上げ方法Info
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- JPH03137090A JPH03137090A JP27648189A JP27648189A JPH03137090A JP H03137090 A JPH03137090 A JP H03137090A JP 27648189 A JP27648189 A JP 27648189A JP 27648189 A JP27648189 A JP 27648189A JP H03137090 A JPH03137090 A JP H03137090A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の
引上げ方法に関し、特にシリコン単結晶の成長長さ方向
及び半径方向の酸素濃度を同時に均一にする方法に関す
る。
引上げ方法に関し、特にシリコン単結晶の成長長さ方向
及び半径方向の酸素濃度を同時に均一にする方法に関す
る。
チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の製造は、石
英″ルツボに入れた原料多結晶シリコンを加熱融解し、
このシリコン溶融体に種結晶を浸漬した後、これを徐々
に引き上げてシリコン単結晶棒を成長させる。シリコン
溶融体く約１４５０ ’Ｃ）に接触する石英ルツボの表
面は溶融し、一部は溶融体の表面から蒸発し、残りは成
長するシリコン単結晶中に取り込まれる。一般にチョク
ラルスキー法によって引上げられたシリコン単結晶中の
酸素濃度は不均一で、長袖方向では初期に固化した部分
の酸素濃度は高く、後に固化するに従って減少し、例え
ば初期に固化した部分の酸素濃度は、３×１０目原子／
ｃｃであるに対し、引上単結晶棒の後端では、６Ｘ１
０”原子／ ｃｃと大きく減少し、またその断面内にお
いては、中心が高濃度で周辺で低濃度であり、その変化
率は中心の酸素濃度値に対し１５％に及ぶ。
英″ルツボに入れた原料多結晶シリコンを加熱融解し、
このシリコン溶融体に種結晶を浸漬した後、これを徐々
に引き上げてシリコン単結晶棒を成長させる。シリコン
溶融体く約１４５０ ’Ｃ）に接触する石英ルツボの表
面は溶融し、一部は溶融体の表面から蒸発し、残りは成
長するシリコン単結晶中に取り込まれる。一般にチョク
ラルスキー法によって引上げられたシリコン単結晶中の
酸素濃度は不均一で、長袖方向では初期に固化した部分
の酸素濃度は高く、後に固化するに従って減少し、例え
ば初期に固化した部分の酸素濃度は、３×１０目原子／
ｃｃであるに対し、引上単結晶棒の後端では、６Ｘ１
０”原子／ ｃｃと大きく減少し、またその断面内にお
いては、中心が高濃度で周辺で低濃度であり、その変化
率は中心の酸素濃度値に対し１５％に及ぶ。
シリコン単結晶の固溶酸素は、熱処理の段階で微小欠陥
を形成し、これが表面の活性層領域に存在するときは、
熱酸素によって誘起される積層欠陥の形成核となって半
導体電子装置の基本的な電気特性に各種の悪影響を与え
る。しかし、近年かかる微小欠陥を半導体基板の内部に
発生させ、不純物のゲッタリングセンターとして積極的
に利用し、活性層領域を無欠陥層とする技術に発達させ
、当該固溶酸素は不可欠のものとなった。かかる処理は
イントリンシックゲッタリング処理といって今日の半導
体集積回路技術のなかの必須の技術となっている。
を形成し、これが表面の活性層領域に存在するときは、
熱酸素によって誘起される積層欠陥の形成核となって半
導体電子装置の基本的な電気特性に各種の悪影響を与え
る。しかし、近年かかる微小欠陥を半導体基板の内部に
発生させ、不純物のゲッタリングセンターとして積極的
に利用し、活性層領域を無欠陥層とする技術に発達させ
、当該固溶酸素は不可欠のものとなった。かかる処理は
イントリンシックゲッタリング処理といって今日の半導
体集積回路技術のなかの必須の技術となっている。
このような意味で、引き上げられたシリコン単結晶中の
固溶酸素濃度は長さ方向並びに断面内で出来る限り均一
なことが要求される。かかるシリコン単結晶棒中の酸素
濃度の制御技術としては、■石英ルツボの回転を周期的
に完全停止させることによる固液界面近傍の流体摩擦を
利用する方法（特公昭５３−２９６７７号公報）、■シ
リコン単結晶棒の測定された酸素濃度プロファイルに基
づいてそれの逆傾度になる石英ルツボ回転速度傾度を利
用する方法（特公昭６０−６９１１号公報）、■シリコ
ン単結晶棒と石英ルツボとが互いに逆回転し、シリコン
単結晶棒の回転速度がより大きく石英ルツボの回転数が
シリコン単結晶棒長に応じて増大させる方法（特開昭５
７−１３５７９６号公報）等があるが、何れも満足すべ
きものではない。
固溶酸素濃度は長さ方向並びに断面内で出来る限り均一
なことが要求される。かかるシリコン単結晶棒中の酸素
濃度の制御技術としては、■石英ルツボの回転を周期的
に完全停止させることによる固液界面近傍の流体摩擦を
利用する方法（特公昭５３−２９６７７号公報）、■シ
リコン単結晶棒の測定された酸素濃度プロファイルに基
づいてそれの逆傾度になる石英ルツボ回転速度傾度を利
用する方法（特公昭６０−６９１１号公報）、■シリコ
ン単結晶棒と石英ルツボとが互いに逆回転し、シリコン
単結晶棒の回転速度がより大きく石英ルツボの回転数が
シリコン単結晶棒長に応じて増大させる方法（特開昭５
７−１３５７９６号公報）等があるが、何れも満足すべ
きものではない。
■の方法では、石英ルツボの完全瞬間停止を必要とする
が、特に近年のように石英ルツボの径が大きくなって、
溶融体の量が大きくなると、構造的に無理を生ずる。ま
た、完全停止をすることによって、石英ルツボ内の溶融
体の熱的な不安定さを生じ、望ましくない一部石英ルツ
ボ底部で固化も起こり得る。また、単にこのような石英
ルツボの完全瞬間停止では、軸方向の酸素濃度プロファ
イルは何ら改善されない。
が、特に近年のように石英ルツボの径が大きくなって、
溶融体の量が大きくなると、構造的に無理を生ずる。ま
た、完全停止をすることによって、石英ルツボ内の溶融
体の熱的な不安定さを生じ、望ましくない一部石英ルツ
ボ底部で固化も起こり得る。また、単にこのような石英
ルツボの完全瞬間停止では、軸方向の酸素濃度プロファ
イルは何ら改善されない。
■の方法では、酸素濃度プロファイルが長さ方向に減少
しつつあるときは、逆に石英ルツボの回転数をあげるこ
とによって行われるが、適当な石英ルツボ回転数のプロ
ファイルを決めるには複雑な作業が伴い実用的でない、
又、この方法では、断面内の酸素？ａｆｆプロファイル
は改善されない。
しつつあるときは、逆に石英ルツボの回転数をあげるこ
とによって行われるが、適当な石英ルツボ回転数のプロ
ファイルを決めるには複雑な作業が伴い実用的でない、
又、この方法では、断面内の酸素？ａｆｆプロファイル
は改善されない。
■の方法では、■の方法に類似した方法で石英ルツボの
回転だけに注目すれば、シリコン単結晶中の酸素濃度プ
ロファイルが一様に減少する場合に相当する。また、本
方法では結晶の回転を石英ルツボのそれに対し逆回転で
、なおかつ大きくなるよう設定するのであるが、断面内
の酸素濃度分布の改善には必ずしも効果がない。
回転だけに注目すれば、シリコン単結晶中の酸素濃度プ
ロファイルが一様に減少する場合に相当する。また、本
方法では結晶の回転を石英ルツボのそれに対し逆回転で
、なおかつ大きくなるよう設定するのであるが、断面内
の酸素濃度分布の改善には必ずしも効果がない。
本発明は、以上の従来技術の欠点に鑑み、チョクラルス
キー法によって石英ルツボから引上げられたシリコン単
結晶棒の軸方向並びに断面内の酸素濃度プロファイルを
何れも１０％以下、好ましくは５％以下に制御する工業
的に容易な方法を提供することを課題とする。
キー法によって石英ルツボから引上げられたシリコン単
結晶棒の軸方向並びに断面内の酸素濃度プロファイルを
何れも１０％以下、好ましくは５％以下に制御する工業
的に容易な方法を提供することを課題とする。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）チョクラルスキー法によって、少なくともゼロで
ない回転数を有する石英ルツボからシリコン単結晶を引
き上げる際、所定のプログラムで当該石英ルツボの基準
回転数をシリコン単結晶の引上げに応じて徐々に増大し
、その回転数に更にパルス状の増減を付加し、その回転
数の差並びにサイクルを所定のプログラムで設定するこ
とを特徴とするシリコン単結晶引上げ方法。 （２）前記石英ルツボの基準回転数に付加されるパルス
状の回転数の増減の差が所定値であることを特徴とする
請求項（１）記載のシリコン単結晶引上げ方法。 （３）前記石英ルツボの基準回転数に付加されるパルス
状の回転数の増減の経時変化パターンが、周期的である
ことを特徴とする請求項（１）記載のシリコン単結晶引
上げ方法。（４）前記石英ルツボの基準回転数に付加さ
れるパルス状の回転の増減の差が、シリコン単結晶の引
上げに応じて、徐々に大きくなるように設定することを
特徴とする請求項（３）記載のシリコン単結晶引上げ方
法。 （５）前記石英ルツボの基準回転数に付加されるパルス
状の回転数の増加又は減少した一定回転数保持時間と、
これに続く基準回転数保持時間を共に増大することを特
徴とする請求項（３）記載のシリコン単結晶引上げ方法
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27648189A JPH0699225B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | シリコン単結晶引上げ方法 |
| DE1990615983 DE69015983T2 (de) | 1989-10-23 | 1990-10-23 | Verfahren zur Ziehung eines Siliciumeinkristalles. |
| EP19900120287 EP0429847B1 (en) | 1989-10-23 | 1990-10-23 | Method for pulling up single crystal silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27648189A JPH0699225B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | シリコン単結晶引上げ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03137090A true JPH03137090A (ja) | 1991-06-11 |
| JPH0699225B2 JPH0699225B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=17570055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27648189A Expired - Lifetime JPH0699225B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | シリコン単結晶引上げ方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0429847B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0699225B2 (ja) |
| DE (1) | DE69015983T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4764007B2 (ja) * | 2002-11-12 | 2011-08-31 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | ルツボの回転を利用して温度勾配を制御し単結晶シリコンを製造する方法 |
| CN109415842A (zh) * | 2016-06-27 | 2019-03-01 | 胜高股份有限公司 | 单晶硅的制造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593498A (en) * | 1995-06-09 | 1997-01-14 | Memc Electronic Materials, Inc. | Apparatus for rotating a crucible of a crystal pulling machine |
| JP3898247B2 (ja) * | 1995-12-06 | 2007-03-28 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造装置および製造方法 |
| US5902394A (en) * | 1997-03-31 | 1999-05-11 | Seh America, Inc. | Oscillating crucible for stabilization of Czochralski (CZ) silicon melt |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2758888C2 (de) * | 1977-12-30 | 1983-09-22 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Verfahren zur Herstellung reinster Siliciumeinkristalle |
| EP0055619B1 (en) * | 1980-12-29 | 1985-05-29 | Monsanto Company | Method for regulating concentration and distribution of oxygen in czochralski grown silicon |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP27648189A patent/JPH0699225B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-23 DE DE1990615983 patent/DE69015983T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-23 EP EP19900120287 patent/EP0429847B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4764007B2 (ja) * | 2002-11-12 | 2011-08-31 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | ルツボの回転を利用して温度勾配を制御し単結晶シリコンを製造する方法 |
| CN109415842A (zh) * | 2016-06-27 | 2019-03-01 | 胜高股份有限公司 | 单晶硅的制造方法 |
| US10982350B2 (en) | 2016-06-27 | 2021-04-20 | Sumco Corporation | Silicon monocrystal production method |
| CN109415842B (zh) * | 2016-06-27 | 2021-11-26 | 胜高股份有限公司 | 单晶硅的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0429847B1 (en) | 1995-01-11 |
| DE69015983D1 (de) | 1995-02-23 |
| DE69015983T2 (de) | 1995-08-10 |
| EP0429847A1 (en) | 1991-06-05 |
| JPH0699225B2 (ja) | 1994-12-07 |
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