JPH0365586A - 単結晶成長装置 - Google Patents
単結晶成長装置Info
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- JPH0365586A JPH0365586A JP1199055A JP19905589A JPH0365586A JP H0365586 A JPH0365586 A JP H0365586A JP 1199055 A JP1199055 A JP 1199055A JP 19905589 A JP19905589 A JP 19905589A JP H0365586 A JPH0365586 A JP H0365586A
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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-
- 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
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- C30B13/08—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone
- C30B13/10—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone with addition of doping materials
- C30B13/12—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone with addition of doping materials in the gaseous or vapour state
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-
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- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1076—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone
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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。
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、単結晶成長装置に関するもので、さらに詳し
くは、浮融４１Ｆ法によって（１ｉ結晶捧を育成するた
めの単結晶成長装置に関するものである。
くは、浮融４１Ｆ法によって（１ｉ結晶捧を育成するた
めの単結晶成長装置に関するものである。
［従来の技術］
浮融ｆ法は、上軸に多結晶棒を、下軸に種結晶を支持さ
せ、その接触部を高周波コイルで加熱溶融する。その後
、多結晶棒および種結晶を回転させながら上下軸を下降
させ、該高周波コイルによって加熱された溶融帯（メル
ト）を移動させて単結晶を成長させるようにしている。
せ、その接触部を高周波コイルで加熱溶融する。その後
、多結晶棒および種結晶を回転させながら上下軸を下降
させ、該高周波コイルによって加熱された溶融帯（メル
ト）を移動させて単結晶を成長させるようにしている。
第４図にはその単結晶成長装置が示されている。
同図において符号１はチャンバを表わしており、このチ
ャンバ上内には、その上軸１ａに多結晶棒２ａが、下軸
１ｂに種結晶２ｂが支持されている。
ャンバ上内には、その上軸１ａに多結晶棒２ａが、下軸
１ｂに種結晶２ｂが支持されている。
また、チャンバ１内には、そのほぼ中央に、単巻きで皿
型の高周波コイル３が配置されている。
型の高周波コイル３が配置されている。
そして、この単結晶成長装置では、上軸１ａおよび下軸
１ｂによって多結晶棒２ａおよび種結晶２ｂを同し回転
速度若しくは異なる回転速度で回軸させつつ、当該上軸
１ａおよび下軸１ｂを下降させ、メルトを軸線に沿って
多結晶側へ順次に移行させることにより、単結晶を順次
に成長させ、単結晶棒２ｃを作成するようになっている
。
１ｂによって多結晶棒２ａおよび種結晶２ｂを同し回転
速度若しくは異なる回転速度で回軸させつつ、当該上軸
１ａおよび下軸１ｂを下降させ、メルトを軸線に沿って
多結晶側へ順次に移行させることにより、単結晶を順次
に成長させ、単結晶棒２ｃを作成するようになっている
。
ところで、この単結晶成長装置によって、ｐ架着しくは
ｎ型の所定の抵抗率を持つ単結晶ｉ２ｃを育成するにあ
っては、チャンバエの下方からドープガス（ｐ型の場合
はＢ２Ｈ６，ｎ型の場合はＰＨ３等）を導入させている
。
ｎ型の所定の抵抗率を持つ単結晶ｉ２ｃを育成するにあ
っては、チャンバエの下方からドープガス（ｐ型の場合
はＢ２Ｈ６，ｎ型の場合はＰＨ３等）を導入させている
。
なお、この単結晶成長装置では、チャンハエ内のガスの
排気は、チャンバ１の上方から行なうようになっている
。
排気は、チャンバ１の上方から行なうようになっている
。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記のような単結晶成長装置によってｐ
架着しくはｎ型の単結晶棒２Ｃを作成した場合、次のよ
うな不都合を生じる。
架着しくはｎ型の単結晶棒２Ｃを作成した場合、次のよ
うな不都合を生じる。
即ち、上記単結晶成長装置にあっては、多結晶棒２ａお
よび単結晶棒２ｂ（両者を総称するときには半導体棒と
称する）がチャンハエ内に導入されたドープガス雰囲気
に曝されるため、不純物がメルトに直接的に溶は込んで
取り込まれるばかりか、多結晶棒２ａの高温部の周面近
くにおいても当該不純物が分解して半導体棒の周面に付
着し、結晶の成長工程中に半導体棒の＋８融とともに１
８融拡散してしまう。
よび単結晶棒２ｂ（両者を総称するときには半導体棒と
称する）がチャンハエ内に導入されたドープガス雰囲気
に曝されるため、不純物がメルトに直接的に溶は込んで
取り込まれるばかりか、多結晶棒２ａの高温部の周面近
くにおいても当該不純物が分解して半導体棒の周面に付
着し、結晶の成長工程中に半導体棒の＋８融とともに１
８融拡散してしまう。
その結果、単結晶棒２ｃの抵抗率はメルトに直接取り込
まれた不純物量のみならず、多結晶棒２ａに取り込まれ
メルトに溶は込んだ不純物量にも依存することとなり、
単結晶棒２Ｃの抵抗率のコントロールが困難となる。
まれた不純物量のみならず、多結晶棒２ａに取り込まれ
メルトに溶は込んだ不純物量にも依存することとなり、
単結晶棒２Ｃの抵抗率のコントロールが困難となる。
つまり、多結晶棒２ａは下側から順次溶融されるため、
多結晶棒２ａにおいてはその上部にいくにつれて不純物
のドープ量が多くなる。多結晶棒２ａの上部はど長くド
ープガス中に置かれるからである。そのため、作成され
た単結晶棒２Ｃにあっては第５図に示すようにそのテー
ル（尾）側に向けて抵抗率が低くなってしまうという問
題があった・ 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、抵抗率の変
動が小さい単結晶棒を得ることができる単結晶成長装置
を提供することを目的としている。
多結晶棒２ａにおいてはその上部にいくにつれて不純物
のドープ量が多くなる。多結晶棒２ａの上部はど長くド
ープガス中に置かれるからである。そのため、作成され
た単結晶棒２Ｃにあっては第５図に示すようにそのテー
ル（尾）側に向けて抵抗率が低くなってしまうという問
題があった・ 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、抵抗率の変
動が小さい単結晶棒を得ることができる単結晶成長装置
を提供することを目的としている。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
［課題を解決するための手段］
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
を説明すれば、下記のとおりである。
即ち、本発明は、上記目的を達成するため、チャンバ内
の上軸に多結晶棒および種結晶のいずれか一方を支持さ
せ、他方を下軸に支持させ、高周波コイルによって多結
晶棒を加熱溶融させると共に、多結晶棒および種結晶を
回転させつつ、その軸線に沿って高周波コイルによって
形成された溶融帯（メルト）を連続的に多結晶側に移行
させ、一方、上記チャンバ内にドープガスを導入し、不
純物ドープの単結晶を育成させるようにした嚇結晶成長
装置において、上記多結晶棒のメルト以外の部分をドー
プガス雰囲気から隔離するフードを上記チャンバ内に設
け、そのツー１〜内に不活性ガスを流すようにしたもの
である。
の上軸に多結晶棒および種結晶のいずれか一方を支持さ
せ、他方を下軸に支持させ、高周波コイルによって多結
晶棒を加熱溶融させると共に、多結晶棒および種結晶を
回転させつつ、その軸線に沿って高周波コイルによって
形成された溶融帯（メルト）を連続的に多結晶側に移行
させ、一方、上記チャンバ内にドープガスを導入し、不
純物ドープの単結晶を育成させるようにした嚇結晶成長
装置において、上記多結晶棒のメルト以外の部分をドー
プガス雰囲気から隔離するフードを上記チャンバ内に設
け、そのツー１〜内に不活性ガスを流すようにしたもの
である。
［作用コ
この発明によれば、単結晶育成中、多結晶棒のメルト以
外の部分はフードによってドープガス雰囲気から隔離さ
れているので、多結晶棒内には不純物は取り込まれない
。
外の部分はフードによってドープガス雰囲気から隔離さ
れているので、多結晶棒内には不純物は取り込まれない
。
その結果、実質的に単結晶棒の抵抗率は、メルトから直
接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、そ
れ故、精度の高い抵抗率制御と、その全長にわたって抵
抗率の均一な信頼性の高い単結晶棒が得られることにな
る。
接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、そ
れ故、精度の高い抵抗率制御と、その全長にわたって抵
抗率の均一な信頼性の高い単結晶棒が得られることにな
る。
［実施例コ
以下１本発明に係る単結晶成長装置の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
第１図には実施例の単結晶成長装置が示されている。
同図において、符号１１はチャンバを表わしており、こ
のチャンバ１１内には、回転かつ昇降可能な上軸１１ａ
および下軸１１ｂが設けられており、この上軸１１ａに
は多結晶棒１２ａの一端が、下軸↓１ｂには種結晶１２
ｂの一端が支持されている。
のチャンバ１１内には、回転かつ昇降可能な上軸１１ａ
および下軸１１ｂが設けられており、この上軸１１ａに
は多結晶棒１２ａの一端が、下軸↓１ｂには種結晶１２
ｂの一端が支持されている。
また、チャンバ１１内中央部しこは、単巻きで皿型の高
周波コイル１３が配置されている。
周波コイル１３が配置されている。
さらに、高周波コイルエ３の直上には、多結晶棒１２ａ
を覆うフード１４が配設されている。このフード１４に
は高周波コイル１３に向かうにつれて狭まるようにテー
パが付けられている。そして、このフード１４内にはア
ルゴンガス等の不活性ガスが流せるようになっており、
このフード１４内に流した不活性ガスはフード１４の下
側から多結晶棒１２ａとの隙間を通ってフード１１内の
ドープガス雰囲気側へ流出するようになっている。
を覆うフード１４が配設されている。このフード１４に
は高周波コイル１３に向かうにつれて狭まるようにテー
パが付けられている。そして、このフード１４内にはア
ルゴンガス等の不活性ガスが流せるようになっており、
このフード１４内に流した不活性ガスはフード１４の下
側から多結晶棒１２ａとの隙間を通ってフード１１内の
ドープガス雰囲気側へ流出するようになっている。
このようにして単結晶棒１２ｃを育成すれば下記のよう
な効果が得られる。
な効果が得られる。
即ち、上記実施例の単結晶成長装置によれば、多結晶棒
１２ａのメルト以外の部分をドープガス雰囲気から隔離
するフード１４をチャンバ１１内に設け、そのフード１
１に不活性ガスを流すようにしたので、単結晶育成中、
多結晶棒１２ａのメルト以外の部分はフード１４によっ
てドープガス雰囲気から隔離されると共に、多結晶棒１
２ａ側へのドープガスの移行はなく、多結晶棒１２ａ内
には不純物は取り込まれない。
１２ａのメルト以外の部分をドープガス雰囲気から隔離
するフード１４をチャンバ１１内に設け、そのフード１
１に不活性ガスを流すようにしたので、単結晶育成中、
多結晶棒１２ａのメルト以外の部分はフード１４によっ
てドープガス雰囲気から隔離されると共に、多結晶棒１
２ａ側へのドープガスの移行はなく、多結晶棒１２ａ内
には不純物は取り込まれない。
その結果、実質的に単結晶棒１２ｃの抵抗は、メルトに
直接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、
それ故、第２図に示すように軸線に沿った方向での抵抗
率変化がない、信頼性の高い単結晶棒１２ｃが得られる
ことになる。
直接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、
それ故、第２図に示すように軸線に沿った方向での抵抗
率変化がない、信頼性の高い単結晶棒１２ｃが得られる
ことになる。
また、第３図には他の実施例の単結晶成長装置が示され
ている。
ている。
この実施例の単結晶成長装置が第１図に示す結晶成長装
置と異なる点はテーパ形状を呈するフード１４の下端部
が多結晶棒１２ａの周面に沿ってかつ当該周面との間に
所定の間隔を保って延びるように円筒状に成形されてい
る点である。つまり、フード１４の全体が漏斗状に成形
されている点が第１図のものと異なっている。他の点に
ついては、同一構成となっているので同一の符号を付し
その説明は省略する。
置と異なる点はテーパ形状を呈するフード１４の下端部
が多結晶棒１２ａの周面に沿ってかつ当該周面との間に
所定の間隔を保って延びるように円筒状に成形されてい
る点である。つまり、フード１４の全体が漏斗状に成形
されている点が第１図のものと異なっている。他の点に
ついては、同一構成となっているので同一の符号を付し
その説明は省略する。
この実施例の単結晶成長装置によっても第１図に示す単
結晶成長装置におけると同様な効果を得ることができる
。
結晶成長装置におけると同様な効果を得ることができる
。
さらに、この実施例の単結晶成長装置によれば、フード
■４の下端部が円筒状となっているので、不活性ガスの
逆拡散によりドープガスがフード１４内に逆流すること
がないので、抵抗率の制御がより容易となる。
■４の下端部が円筒状となっているので、不活性ガスの
逆拡散によりドープガスがフード１４内に逆流すること
がないので、抵抗率の制御がより容易となる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
例えば、第１図および第３図の実施例の単結晶成長装置
によれば、多結晶棒１２ａ側のみフード１４で覆ったが
単結晶棒１２ｃ側もフードで覆ってもよい。
によれば、多結晶棒１２ａ側のみフード１４で覆ったが
単結晶棒１２ｃ側もフードで覆ってもよい。
また、上記両実施例の単結晶成長装置しこあっては、上
軸１１ａに多結晶１２ａを、下軸１１ｂに種結晶１２ｂ
を支持させるようにしたが、反対に、上軸１１ａに種結
晶１２ｂを、下軸↓１ｂに多結晶１２ａを支持させるよ
うにしてもよい。
軸１１ａに多結晶１２ａを、下軸１１ｂに種結晶１２ｂ
を支持させるようにしたが、反対に、上軸１１ａに種結
晶１２ｂを、下軸↓１ｂに多結晶１２ａを支持させるよ
うにしてもよい。
［発明の効果］
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。
即ち、チャンバ内の上軸に多結晶棒および種結晶のいず
れか一方を支持させ、他方を下軸に支持させ、高周波コ
イルによって多結晶棒を加熱溶融させると共に、多結晶
棒および種結晶を回転させつつ、その軸線に沿って高周
波コイルによって形成された溶融帯を多結晶側に移行さ
せ、一方、上記チャンバ内にドープガスを導入し、不純
物ドープの単結晶を育成させるようにした単結晶成長装
置において、上記多結晶棒のメルト以外の部分をドープ
ガス雰囲気から隔離するフードを上記チャンバ内に設け
、そのフード内に不活性ガスを流すようにしたので、単
結晶育成中、多結晶棒のメルト以外の部分はフードによ
ってドープガス雰囲気から隔離され、多結晶枠内には不
純物は取り込まれない。
れか一方を支持させ、他方を下軸に支持させ、高周波コ
イルによって多結晶棒を加熱溶融させると共に、多結晶
棒および種結晶を回転させつつ、その軸線に沿って高周
波コイルによって形成された溶融帯を多結晶側に移行さ
せ、一方、上記チャンバ内にドープガスを導入し、不純
物ドープの単結晶を育成させるようにした単結晶成長装
置において、上記多結晶棒のメルト以外の部分をドープ
ガス雰囲気から隔離するフードを上記チャンバ内に設け
、そのフード内に不活性ガスを流すようにしたので、単
結晶育成中、多結晶棒のメルト以外の部分はフードによ
ってドープガス雰囲気から隔離され、多結晶枠内には不
純物は取り込まれない。
その結果、実質的に単結晶棒の抵抗は、メルト部分に直
接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、そ
れ故、全長にわたって高精度に制御された抵抗率分布を
示す単結晶棒が得られることになる。
接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、そ
れ故、全長にわたって高精度に制御された抵抗率分布を
示す単結晶棒が得られることになる。
第１図は本発明に係る単結晶成長装置の第１の実施例の
縦断面図、 第２図は第１図の単結晶成長装置によって育成された単
結晶棒の軸線方向に沿った抵抗率変化を示すグラフ、 第３図は本発明に係る単結晶成長装置の第２の実施例の
縦断面図、 第４図は従来の単結晶成長装置の縦断面図、第５図は従
来の単結晶成長装置によって育成された単結晶棒の軸線
方向に沿った抵抗率変化を示すグラフである。 １１ａ・・・・上軸、ｌｌｂ・・・・下軸、↓２ａ・・
・・多結晶棒、１２ｃ・・・・単結晶棒、■３・・・・
高周波コイル、１４・・・・フード。 第 図 □籾方伺毛２ 第５ 図 〈ニニニニニ二つ
縦断面図、 第２図は第１図の単結晶成長装置によって育成された単
結晶棒の軸線方向に沿った抵抗率変化を示すグラフ、 第３図は本発明に係る単結晶成長装置の第２の実施例の
縦断面図、 第４図は従来の単結晶成長装置の縦断面図、第５図は従
来の単結晶成長装置によって育成された単結晶棒の軸線
方向に沿った抵抗率変化を示すグラフである。 １１ａ・・・・上軸、ｌｌｂ・・・・下軸、↓２ａ・・
・・多結晶棒、１２ｃ・・・・単結晶棒、■３・・・・
高周波コイル、１４・・・・フード。 第 図 □籾方伺毛２ 第５ 図 〈ニニニニニ二つ
Claims (1)
- チャンバ内の上軸に多結晶棒および種結晶のいずれか一
方を支持させ、他方を下軸に支持させ、高周波コイルに
よって多結晶棒を加熱溶融させると共に、多結晶捧およ
び種結晶を回転させつつ、そのメルトを軸線に沿って多
結晶捧側に順次に移行させ、一方、上記チャンバ内にド
ープガスを導入し、不純物ドープの単結晶を順次成長さ
せるようにした単結晶成長装置において、上記多結晶棒
のメルト以外の部分をドープガス雰囲気から隔離するフ
ードを上記チャンバ内に設け、そのフード内に不活性ガ
スを流すようにしたことを特徴とする単結晶成長装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1199055A JPH0699217B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 単結晶成長装置 |
| US07/557,784 US5059401A (en) | 1989-07-31 | 1990-07-26 | Monocrystal growing apparatus |
| DE69015057T DE69015057T2 (de) | 1989-07-31 | 1990-07-30 | Vorrichtung zur Herstellung eines Monokristalles. |
| EP90308323A EP0415559B1 (en) | 1989-07-31 | 1990-07-30 | Monocrystal growing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1199055A JPH0699217B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 単結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0365586A true JPH0365586A (ja) | 1991-03-20 |
| JPH0699217B2 JPH0699217B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=16401357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1199055A Expired - Lifetime JPH0699217B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 単結晶成長装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5059401A (ja) |
| EP (1) | EP0415559B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0699217B2 (ja) |
| DE (1) | DE69015057T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006003782A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | シリコン単結晶の製造方法及び製造装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU94036650A (ru) * | 1994-09-28 | 1996-08-27 | Г.С. Бурханов | Способ бестигельной зонной плавки для выращивания кристаллических слитков и устройство для его осуществления |
| DE19520175A1 (de) * | 1995-06-01 | 1996-12-12 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Herstellung einer epitaktisch beschichteten Halbleiterscheibe |
| AU6264198A (en) * | 1997-02-06 | 1998-08-26 | Crysteco, Inc. | Method and apparatus for growing crystals |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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