JPH04139092A - シリコン単結晶の製造方法と種結晶 - Google Patents
シリコン単結晶の製造方法と種結晶Info
- Publication number
- JPH04139092A JPH04139092A JP25750490A JP25750490A JPH04139092A JP H04139092 A JPH04139092 A JP H04139092A JP 25750490 A JP25750490 A JP 25750490A JP 25750490 A JP25750490 A JP 25750490A JP H04139092 A JPH04139092 A JP H04139092A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon single
- single crystal
- crystal
- seed crystal
- boron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 182
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 109
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 109
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 59
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- -1 and furthermore Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- 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】
［概要〕
チョクラルスキー法またはフローティングゾーン法を使
用してシリコン単結晶を製造する方法の改良、特に、ネ
ッキングプロセスを短縮する改良に関し、 ネッキングプロセスを短縮してシリコン単結晶の成長プ
ロセスの生産効率を高めるシリコン単結晶の製造方法を
提供することを目的とし、チョクラルスキー法またはフ
ローティングゾーン法を使用してシリコン単結晶を製造
する方法において、ホウ素をＩ Ｘ １０ ”ａｍ−３
以上含有するシリコン単結晶の柱状体を種結晶とするか
、または、ホウ素を１×１０ ”ＣＩ−３以上含有する
シリコン単結晶よりなり、シリコン融液に浸漬される末
端に向かって細くされてなるテーパ状柱状体を種結晶と
するか、または、ホウ素をＩ Ｘ １０ ｌ９ＣＩ−３
以上、ゲルマニウムをホウ素濃度の３〜７倍含有するシ
リコン単結晶の柱状体を種結晶とするか、または、ホウ
素をｌ Ｘ ｌ Ｏ”ＣＩ−３以上、ゲルマニウムをホ
ウ素濃度の３〜７倍含有するシリコン単結晶よりなり、
シリコン融液に浸漬される末端に向かって細くされてな
るテーパ状柱状体を種結晶として使用するように構成す
る。
用してシリコン単結晶を製造する方法の改良、特に、ネ
ッキングプロセスを短縮する改良に関し、 ネッキングプロセスを短縮してシリコン単結晶の成長プ
ロセスの生産効率を高めるシリコン単結晶の製造方法を
提供することを目的とし、チョクラルスキー法またはフ
ローティングゾーン法を使用してシリコン単結晶を製造
する方法において、ホウ素をＩ Ｘ １０ ”ａｍ−３
以上含有するシリコン単結晶の柱状体を種結晶とするか
、または、ホウ素を１×１０ ”ＣＩ−３以上含有する
シリコン単結晶よりなり、シリコン融液に浸漬される末
端に向かって細くされてなるテーパ状柱状体を種結晶と
するか、または、ホウ素をＩ Ｘ １０ ｌ９ＣＩ−３
以上、ゲルマニウムをホウ素濃度の３〜７倍含有するシ
リコン単結晶の柱状体を種結晶とするか、または、ホウ
素をｌ Ｘ ｌ Ｏ”ＣＩ−３以上、ゲルマニウムをホ
ウ素濃度の３〜７倍含有するシリコン単結晶よりなり、
シリコン融液に浸漬される末端に向かって細くされてな
るテーパ状柱状体を種結晶として使用するように構成す
る。
本発明は、チョクラルスキー法またはフローティングゾ
ーン法を使用してシリコン単結晶を製造する方法の改良
、特に、ネッキングプロセスを短縮する改良に関する。
ーン法を使用してシリコン単結晶を製造する方法の改良
、特に、ネッキングプロセスを短縮する改良に関する。
［ＬＳＩ製造用の基板に使用されるシリコン単結晶は、
全体の約９０％がチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と
云う、）によって製造されている。Ｃ２法においては、
第３図に示すように、石英るつぼ１中に原料の多結晶シ
リコンをチャージし、加熱手段２を使用してこれを加熱
融解してシリコン融液３とした後、融液表面にあらかじ
め準備した単結晶シリコンよりなる種結晶４を回転しな
がら浸漬した後連続的に引き上げることによってシリコ
ン単結晶５を成長するものである。
全体の約９０％がチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と
云う、）によって製造されている。Ｃ２法においては、
第３図に示すように、石英るつぼ１中に原料の多結晶シ
リコンをチャージし、加熱手段２を使用してこれを加熱
融解してシリコン融液３とした後、融液表面にあらかじ
め準備した単結晶シリコンよりなる種結晶４を回転しな
がら浸漬した後連続的に引き上げることによってシリコ
ン単結晶５を成長するものである。
今日これほど広くＣＺ法が使用される理由の一つは、大
型の単結晶が比較的容易に得られるからである。現状で
は、直径８インチ、重量５０〜１００Ｋｇまでのシリコ
ン単結晶の工業的製造が可能であり、試験的に直径１０
インチ以上のシリコン単結晶の成長も試みられている。
型の単結晶が比較的容易に得られるからである。現状で
は、直径８インチ、重量５０〜１００Ｋｇまでのシリコ
ン単結晶の工業的製造が可能であり、試験的に直径１０
インチ以上のシリコン単結晶の成長も試みられている。
ＣＺ法によってシリコン単結晶を成長する従来のプロセ
スは、第３図に示すように、シリコン融液３に種結晶４
を浸漬して連続的に引き上げるときに種結晶先端に成長
してくるシリコン結晶を、ネッキングと称して直径３謹
程度まで絞りながら成長させ、次に融液の温度及び成長
速度を制御して結晶を所定の直径（現在では６インチが
最も多い）まで太らせている。このプロセスはＤａｓｈ
によって約３０年前に考案されたものでネッキング法と
云い、それ以後大口径のシリコン単結晶を比較的容易に
成長することができるようになった。
スは、第３図に示すように、シリコン融液３に種結晶４
を浸漬して連続的に引き上げるときに種結晶先端に成長
してくるシリコン結晶を、ネッキングと称して直径３謹
程度まで絞りながら成長させ、次に融液の温度及び成長
速度を制御して結晶を所定の直径（現在では６インチが
最も多い）まで太らせている。このプロセスはＤａｓｈ
によって約３０年前に考案されたものでネッキング法と
云い、それ以後大口径のシリコン単結晶を比較的容易に
成長することができるようになった。
ところが、成長するシリコン結晶を直径３−程度の太さ
に絞るネッキングプロセスに通常１〜２時間を要し、−
度ネッキングプロセスを失敗すると再びやり直すまでに
さらに１〜２時間を要するため、シリコン単結晶の成長
プロセスにおける効率低下の一因となっている。
に絞るネッキングプロセスに通常１〜２時間を要し、−
度ネッキングプロセスを失敗すると再びやり直すまでに
さらに１〜２時間を要するため、シリコン単結晶の成長
プロセスにおける効率低下の一因となっている。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、二つ
の独立した目的を有する。第１の目的は、ネッキングプ
ロセスを短縮してシリコン単結晶の成長プロセスの生産
効率を高めるシリコン単結晶の製造方法を提供すること
にあり、第２の目的は、前記のシリコン単結晶の製造に
使用される種結晶を提供することにある。
の独立した目的を有する。第１の目的は、ネッキングプ
ロセスを短縮してシリコン単結晶の成長プロセスの生産
効率を高めるシリコン単結晶の製造方法を提供すること
にあり、第２の目的は、前記のシリコン単結晶の製造に
使用される種結晶を提供することにある。
上記二つの目的のうち第１の目的は、下記いずれの手段
によっても達成される。第１の手段は、チョクラルスキ
ー法またはフローティングゾーン法を使用してシリコン
単結晶を製造する方法において、ホウ素をＩ Ｘ １０
”ｃｖ−３以上含有するシリコン単結晶の柱状体を種
結晶とするシリコン単結晶の製造方法であり、第２の手
段は、チョクラルスキー法またはフローティングゾーン
法を使用してシリコン単結晶を製造する方法において、
ホウ素をＩ Ｘ １０ ”ｃｍ−３以上含有するシリコ
ン単結晶よりなり、シリコン融液に浸漬される末端に向
かって細くされてなるテーパ状柱状体を種結晶とするシ
リコン単結晶の製造方法であり、第３の手段は、チョク
ラルスキー法またはフローティングゾーン法を使用して
シリコン単結晶を製造する方法において、ホウ素をＩ
Ｘ １０ ”Ｃ１１−３以上、ゲルマニウムをホウ素濃
度の３〜７倍含有するシリコン単結晶の柱状体を種結晶
とするシリコン単結晶の製造方法であり、第４の手段は
、チョクラルスキー法またはフローティングゾーン法を
使用してシリコン単結晶を製造する方法において、ホウ
素をＩ Ｘ Ｌ Ｏ”ｃｒ３以上、ゲルマニウムをホウ
素濃度の３〜７倍含有するシリコン単結晶よりなり、シ
リコン融液に浸漬される末端に向かって細くされてなる
テーパ状柱状体を種結晶とするシリコン単結晶の製造方
法である。
によっても達成される。第１の手段は、チョクラルスキ
ー法またはフローティングゾーン法を使用してシリコン
単結晶を製造する方法において、ホウ素をＩ Ｘ １０
”ｃｖ−３以上含有するシリコン単結晶の柱状体を種
結晶とするシリコン単結晶の製造方法であり、第２の手
段は、チョクラルスキー法またはフローティングゾーン
法を使用してシリコン単結晶を製造する方法において、
ホウ素をＩ Ｘ １０ ”ｃｍ−３以上含有するシリコ
ン単結晶よりなり、シリコン融液に浸漬される末端に向
かって細くされてなるテーパ状柱状体を種結晶とするシ
リコン単結晶の製造方法であり、第３の手段は、チョク
ラルスキー法またはフローティングゾーン法を使用して
シリコン単結晶を製造する方法において、ホウ素をＩ
Ｘ １０ ”Ｃ１１−３以上、ゲルマニウムをホウ素濃
度の３〜７倍含有するシリコン単結晶の柱状体を種結晶
とするシリコン単結晶の製造方法であり、第４の手段は
、チョクラルスキー法またはフローティングゾーン法を
使用してシリコン単結晶を製造する方法において、ホウ
素をＩ Ｘ Ｌ Ｏ”ｃｒ３以上、ゲルマニウムをホウ
素濃度の３〜７倍含有するシリコン単結晶よりなり、シ
リコン融液に浸漬される末端に向かって細くされてなる
テーパ状柱状体を種結晶とするシリコン単結晶の製造方
法である。
上記二つの目的のうち第２の目的は、下記いずれの手段
によっても達成される。第１の手段は、ホウ素をｌ ｘ
ｌ Ｏ”ａｓ−３以上含有するシリコン単結晶の柱状
体よりなるシリコン単結晶製造用種結晶であり、第２の
手段は、ホウ素を１×１０１９ｃｍ−３以上含有するシ
リコン単結晶よりなり、シリコン融液に浸漬される末端
に向かって細くされてなるテーパ状柱状体よりなるシリ
コン単結晶製造用種結晶であり、第３の手段は、ホウ素
を１×１０”ＣＩ−３以上、ゲルマニウムをホウ素濃度
の３〜７倍含有するシリコン単結晶の柱状体よりなるシ
リコン単結晶製造用種結晶であり、第４の手段は、ホウ
素をｌ Ｘ Ｉ Ｏｌ′ａｍ−３以上、ゲルマニウムを
ホウ素濃度の３〜７倍含有するシリコン単結晶よりなり
、シリコン融液に浸漬される末端に向かって細くされて
なるテーパ状柱状体よりなるシリコン単結晶製造用種結
晶である。
によっても達成される。第１の手段は、ホウ素をｌ ｘ
ｌ Ｏ”ａｓ−３以上含有するシリコン単結晶の柱状
体よりなるシリコン単結晶製造用種結晶であり、第２の
手段は、ホウ素を１×１０１９ｃｍ−３以上含有するシ
リコン単結晶よりなり、シリコン融液に浸漬される末端
に向かって細くされてなるテーパ状柱状体よりなるシリ
コン単結晶製造用種結晶であり、第３の手段は、ホウ素
を１×１０”ＣＩ−３以上、ゲルマニウムをホウ素濃度
の３〜７倍含有するシリコン単結晶の柱状体よりなるシ
リコン単結晶製造用種結晶であり、第４の手段は、ホウ
素をｌ Ｘ Ｉ Ｏｌ′ａｍ−３以上、ゲルマニウムを
ホウ素濃度の３〜７倍含有するシリコン単結晶よりなり
、シリコン融液に浸漬される末端に向かって細くされて
なるテーパ状柱状体よりなるシリコン単結晶製造用種結
晶である。
なお、前記のテーパ状柱状体の種結晶のテーパのなす角
度は３０度以下であることが効果的であり、特に１０度
以下にすることが好適である。
度は３０度以下であることが効果的であり、特に１０度
以下にすることが好適である。
〔作用〕
まず、第４図を使用してネッキング法の原理を説明する
。第４図は第３図の種結晶４からシリコン単結晶５のコ
ーン部までの範囲の縦断面をＸ線トポグラフで観察した
ものである０種結晶４と融液３との溶着部には、種結晶
４が融液３に接触した瞬間に発生する熱応力によって種
結晶４に多くの結晶欠陥（転位）が導入される。第４図
において黒く見えるものが転位である。しかし、シリコ
ン結晶の成長の進行と−もに結晶の直径を絞ることによ
って、同図に示すように転位が絞り部分の結晶表面に集
積する（これを鏡像効果と云う、）ために、それ以後の
結晶は無転位結晶すなわち単結晶となる。
。第４図は第３図の種結晶４からシリコン単結晶５のコ
ーン部までの範囲の縦断面をＸ線トポグラフで観察した
ものである０種結晶４と融液３との溶着部には、種結晶
４が融液３に接触した瞬間に発生する熱応力によって種
結晶４に多くの結晶欠陥（転位）が導入される。第４図
において黒く見えるものが転位である。しかし、シリコ
ン結晶の成長の進行と−もに結晶の直径を絞ることによ
って、同図に示すように転位が絞り部分の結晶表面に集
積する（これを鏡像効果と云う、）ために、それ以後の
結晶は無転位結晶すなわち単結晶となる。
上記の現象から、結晶の無転位化を早める条件として次
の三つが挙げられる。
の三つが挙げられる。
（１）種結晶と融液とが接触した瞬間に作用する熱応力
を低減して種結晶に発生する転位を少なくしてネッキン
グプロセスを短縮する。
を低減して種結晶に発生する転位を少なくしてネッキン
グプロセスを短縮する。
（２）熱応力以上の降伏強度を有する高強度の種結晶を
使用して種結晶に発生する転位を少なくしてネッキング
プロセスを短縮する。
使用して種結晶に発生する転位を少なくしてネッキング
プロセスを短縮する。
（３）絞り部の直径を小さくして無転位化を促進し、ネ
ッキングプロセスを短縮する。
ッキングプロセスを短縮する。
これらの条件のうち（３）に示す条件には限界がある。
すなわち、今後ますます大重量の結晶を成長しなければ
ならない現状においては、直径３閣以下に絞ることは絞
り部分の耐荷重の点から望ましくないからである、 Ｌ
Ｍ、 Ｋｉ−らの１真によれば、直径３■のネッキング
を行ったときの耐荷重は１４４にｇであり、安全率を２
とすれば成長する単結晶の重量の上限は７２Ｋｇとなり
、直径８インチの単結晶を成長する場合の長さは９８］
、直径１２インチの場合は４４Ｃ１がそれぞれ成長長さ
の限界となる。したがって、ネック部をさらに細くする
ことは大口径結晶の収率を著しく低下させるので、ネッ
ク部の直径を３■以下にすることは不可能と考えられる
。
ならない現状においては、直径３閣以下に絞ることは絞
り部分の耐荷重の点から望ましくないからである、 Ｌ
Ｍ、 Ｋｉ−らの１真によれば、直径３■のネッキング
を行ったときの耐荷重は１４４にｇであり、安全率を２
とすれば成長する単結晶の重量の上限は７２Ｋｇとなり
、直径８インチの単結晶を成長する場合の長さは９８］
、直径１２インチの場合は４４Ｃ１がそれぞれ成長長さ
の限界となる。したがって、ネック部をさらに細くする
ことは大口径結晶の収率を著しく低下させるので、ネッ
ク部の直径を３■以下にすることは不可能と考えられる
。
本発明に係るシリコン単結晶の製造方法と種結晶におい
ては、ホウ素をＩ Ｘ １０ ”ａｍ−”Ｋ以上含有す
るシリコン単結晶またはホウ素をｌＸｌ０”ｃｔ−３以
上とゲルマニウムをホウ素濃度の３〜７倍とを含有する
シリコン単結晶を種結晶として使用することによって、
種結晶の降伏強度を高め、前記の（２）に示す条件を満
足させて、種結晶に発生する転位を少なくしている０例
えば、ホウ素を４、５ Ｘ １０ ｌｑｃｍ−３＃−と
ゲルマニウムを１．４Ｘ１０” ’ ＣＩ −’含有す
るシリコン結晶の降伏強度は第６図に示すように２．５
Ｋｇ／■−〇であり、第５図に示す通常のシリコン結晶
の降伏強度１．８Ｋｇ／１ｌＩＩ”に比べて約４０％高
くなっている。なお、第５図と第６図とは、引っ張り試
験片の表面を６ｎの砥粒でサンドブラストした後、９０
０℃の温度で引っ張り試験を行ったときの剪断応力と剪
断歪との関係を示すグラフである。
ては、ホウ素をＩ Ｘ １０ ”ａｍ−”Ｋ以上含有す
るシリコン単結晶またはホウ素をｌＸｌ０”ｃｔ−３以
上とゲルマニウムをホウ素濃度の３〜７倍とを含有する
シリコン単結晶を種結晶として使用することによって、
種結晶の降伏強度を高め、前記の（２）に示す条件を満
足させて、種結晶に発生する転位を少なくしている０例
えば、ホウ素を４、５ Ｘ １０ ｌｑｃｍ−３＃−と
ゲルマニウムを１．４Ｘ１０” ’ ＣＩ −’含有す
るシリコン結晶の降伏強度は第６図に示すように２．５
Ｋｇ／■−〇であり、第５図に示す通常のシリコン結晶
の降伏強度１．８Ｋｇ／１ｌＩＩ”に比べて約４０％高
くなっている。なお、第５図と第６図とは、引っ張り試
験片の表面を６ｎの砥粒でサンドブラストした後、９０
０℃の温度で引っ張り試験を行ったときの剪断応力と剪
断歪との関係を示すグラフである。
さらに、本発明に係るシリコン単結晶の製造方法と種結
晶においては、種結晶を第２図に示すように、シリコン
融液に浸漬される末端に向けて細くなるようにテーパー
状に鏡面加工し、この種結晶のテーパー先端部をシリコ
ン融液に浸漬する前に、融液直上において５分間以上保
持してテーパー先端部を融点付近の温度まで加熱してか
らテーパー先端部を融液に浸漬することによって、種結
晶と融液との温度差を従来の方法に比べて小さくして、
種結晶に加わる熱応力を減少させ、前記の（１）に示す
条件を満足させて、種結晶に発生する転位を少なくして
いる。なお、テーパ一部の傾斜角θは３０度以下にする
ことが有効であり、特に、１０度以下にすることが好適
である。
晶においては、種結晶を第２図に示すように、シリコン
融液に浸漬される末端に向けて細くなるようにテーパー
状に鏡面加工し、この種結晶のテーパー先端部をシリコ
ン融液に浸漬する前に、融液直上において５分間以上保
持してテーパー先端部を融点付近の温度まで加熱してか
らテーパー先端部を融液に浸漬することによって、種結
晶と融液との温度差を従来の方法に比べて小さくして、
種結晶に加わる熱応力を減少させ、前記の（１）に示す
条件を満足させて、種結晶に発生する転位を少なくして
いる。なお、テーパ一部の傾斜角θは３０度以下にする
ことが有効であり、特に、１０度以下にすることが好適
である。
前記のテーパー状の種結晶４のテーパー先端部をシリコ
ン融液３に浸漬した後、直径３閤を維持しなから■さ３
〜５閣程度結晶成長させると転位がすべて結晶表面に抜
け、従来のように絞り工程を経ることなくコーン部の成
長に移行できる。
ン融液３に浸漬した後、直径３閤を維持しなから■さ３
〜５閣程度結晶成長させると転位がすべて結晶表面に抜
け、従来のように絞り工程を経ることなくコーン部の成
長に移行できる。
（実施例〕
以下、図面を参照しつ一１本発明の一実施例に係るシリ
コン単結晶の製造方法と種結晶について説明する。
コン単結晶の製造方法と種結晶について説明する。
第２図参照
ホウ素を４．５ Ｘ １０ ”Ｃｌ−３とゲルマニウム
を１゜４ Ｘ １０ ！６ｃｍ−”含有するシリコン単
結晶よりなる直径１０■程度の円柱状体の一端を、第２
図に示すように、テーパ一部のなす角度θが１０度にな
るようにテーパー状に鏡面加工する。
を１゜４ Ｘ １０ ！６ｃｍ−”含有するシリコン単
結晶よりなる直径１０■程度の円柱状体の一端を、第２
図に示すように、テーパ一部のなす角度θが１０度にな
るようにテーパー状に鏡面加工する。
第１図参照
第１図にＣ２法によるシリコン単結晶成長装置の構成図
を示す、ｌはるつぼであり、３は加熱手段２によって溶
融されたシリコン融液であり、６は種結晶ホルダーであ
り、７は種結晶ホルダー移動手段である。
を示す、ｌはるつぼであり、３は加熱手段２によって溶
融されたシリコン融液であり、６は種結晶ホルダーであ
り、７は種結晶ホルダー移動手段である。
前記のテーパー状柱状体の種結晶４をテーパー先端部が
下向きになるように種結晶ホルダー６に装着し、種結晶
ホルダー移動手段７を使用して種結晶４を回転させなが
ら種結晶４のテーパー先端部をシリコン融液３の表面に
近接させて５分間以上保持した後、シリコン融液３に接
触させ、種結晶ホルダー移動手段７を使用して引き上げ
る。
下向きになるように種結晶ホルダー６に装着し、種結晶
ホルダー移動手段７を使用して種結晶４を回転させなが
ら種結晶４のテーパー先端部をシリコン融液３の表面に
近接させて５分間以上保持した後、シリコン融液３に接
触させ、種結晶ホルダー移動手段７を使用して引き上げ
る。
テーパー先端部に成長する直径約３閣の結晶を長さ３〜
５閣成長させた後、引き上げ速度を制御してコーン部の
成長に移行し、所望の直径の円柱状のシリコン単結晶を
製造する。なお、１６インチの石英るつぼに多結晶シリ
コンを４５Ｋｇチャージして直径６インチのシリコン単
結晶を成長させたところ、１５回中１４回が固化率８０
％以上の単結晶となり、良好な製造歩留りが得られた。
５閣成長させた後、引き上げ速度を制御してコーン部の
成長に移行し、所望の直径の円柱状のシリコン単結晶を
製造する。なお、１６インチの石英るつぼに多結晶シリ
コンを４５Ｋｇチャージして直径６インチのシリコン単
結晶を成長させたところ、１５回中１４回が固化率８０
％以上の単結晶となり、良好な製造歩留りが得られた。
また、種結晶のテーパ一部の傾斜角θが１０度以下のと
きには単結晶化率が１００％となった。
きには単結晶化率が１００％となった。
なお、本発明に係るシリコン単結晶の製造方法と種結晶
は、同様の結晶成長原理にもとづくフローティングゾー
ン法を使用してシリコン単結晶を成長する場合にも有効
であることは云うまでもない。
は、同様の結晶成長原理にもとづくフローティングゾー
ン法を使用してシリコン単結晶を成長する場合にも有効
であることは云うまでもない。
以上説明せるとおり、本発明に係るシリコン単結晶の製
造方法と種結晶においては、種結晶にホウ素またはホウ
素とゲルマニウムとを含有する高強度のシリコン単結晶
を使用し、さらに、種結晶のシリコン融液に浸漬する一
端をテーパー状に形成することによって、種結晶をシリ
コン融液に浸漬したときの種結晶に発生する熱応力が低
くなり、種結晶に発生する転位が少なくなって従来１〜
２時間必要であったネッキングプロセスを１０〜１５分
間に短縮することができ、シリコン単結晶の成長プロセ
スの生産効率を著しく高めることができた。
造方法と種結晶においては、種結晶にホウ素またはホウ
素とゲルマニウムとを含有する高強度のシリコン単結晶
を使用し、さらに、種結晶のシリコン融液に浸漬する一
端をテーパー状に形成することによって、種結晶をシリ
コン融液に浸漬したときの種結晶に発生する熱応力が低
くなり、種結晶に発生する転位が少なくなって従来１〜
２時間必要であったネッキングプロセスを１０〜１５分
間に短縮することができ、シリコン単結晶の成長プロセ
スの生産効率を著しく高めることができた。
第１図は、本発明に係るシリコン単結晶の成長に使用さ
れる装置の構成図である。 第２図は、本発明に係るシリコン単結晶の成長に使用さ
れる種結晶の断面図である。 第３図は、従来技術に係るシリコン単結晶成長の説明図
である。 第４図は、ネッキング法の説明図である。 第５図は、従来使用されている種結晶の剪断応力−剪断
歪特性である。 第６図は、本発明に使用される種結晶の剪断応力−剪断
歪特性である。 るつぼ、 加熱手段、 シリコン融液、 種結晶、 種結晶ホルダー 種結晶ホルダー移動手段。
れる装置の構成図である。 第２図は、本発明に係るシリコン単結晶の成長に使用さ
れる種結晶の断面図である。 第３図は、従来技術に係るシリコン単結晶成長の説明図
である。 第４図は、ネッキング法の説明図である。 第５図は、従来使用されている種結晶の剪断応力−剪断
歪特性である。 第６図は、本発明に使用される種結晶の剪断応力−剪断
歪特性である。 るつぼ、 加熱手段、 シリコン融液、 種結晶、 種結晶ホルダー 種結晶ホルダー移動手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］チョクラルスキー法またはフローティングゾーン
法を使用してシリコン単結晶を製造する方法において、 ホウ素を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上含有するシ
リコン単結晶の柱状体を種結晶とする ことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 ［２］ホウ素を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上含有
するシリコン単結晶の柱状体よりなることを特徴とする
シリコン単結晶製造用種結晶。 ［３］チョクラルスキー法またはフローティングゾーン
法を使用してシリコン単結晶を製造する方法において、 ホウ素を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上含有するシ
リコン単結晶よりなり、シリコン融液に浸漬される末端
に向かって細くされてなるテーパ状柱状体を種結晶とす
る ことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 ［４］ホウ素を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上含有
するシリコン単結晶よりなり、シリコン融液に浸漬され
る末端に向かって細くされてなるテーパ状柱状体よりな
ることを特徴とするシリコン単結晶製造用種結晶。 ［５］チョクラルスキー法またはフローティングゾーン
法を使用してシリコン単結晶を製造する方法において、 ホウ素を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上、ゲルマニ
ウムをホウ素濃度の３〜７倍含有するシリコン単結晶の
柱状体を種結晶とする ことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 ［６］ホウ素を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３（以上、
ゲルマニウムをホウ素濃度の３〜７倍含有するシリコン
単結晶の柱状体よりなることを特徴とするシリコン単結
晶製造用種結晶。 ［７］チョクラルスキー法またはフローティングゾーン
法を使用してシリコン単結晶を製造する方法において、 ホウ素を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上、ゲルマニ
ウムをホウ素濃度の３〜７倍含有するシリコン単結晶よ
りなり、シリコン融液に浸漬される末端に向かって細く
されてなるテーパ状柱状体を種結晶とすることを特徴と
するシリコン単結晶の製造方法。 ［８］ホウ素を１×１０＾１＾９ｃｍ＾−＾３以上、ゲ
ルマニウムをホウ素濃度の３〜７倍含有するシリコン単
結晶よりなり、シリコン融液に浸漬される末端に向かっ
て細くされてなるテーパ状柱状体よりなることを特徴と
するシリコン単結晶製造用種結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25750490A JPH04139092A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | シリコン単結晶の製造方法と種結晶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25750490A JPH04139092A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | シリコン単結晶の製造方法と種結晶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04139092A true JPH04139092A (ja) | 1992-05-13 |
Family
ID=17307216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25750490A Pending JPH04139092A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | シリコン単結晶の製造方法と種結晶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04139092A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980070422A (ko) * | 1997-01-17 | 1998-10-26 | 와다다다시 | 실리콘 단결정 제조방법 및 그 방법에 사용되는 종자 결정 |
| EP0879903A1 (en) * | 1997-05-21 | 1998-11-25 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Silicon seed crystal, method of manufacturing the same, and method of manufacturing a silicon monocrystal through use of the seed crystal |
| US6506251B1 (en) | 2000-02-25 | 2003-01-14 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for producing silicon single crystal |
| EP1321544A2 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-25 | Wacker Siltronic AG | Seed crystal for production of slicon single crystal and method for production of silicon single crystal |
| US7083677B2 (en) | 2003-08-21 | 2006-08-01 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Silicon seed crystal and method for manufacturing silicon single crystal |
| JP2008133188A (ja) * | 2002-11-11 | 2008-06-12 | Sumco Corp | シリコンウェーハ |
| WO2009031365A1 (ja) | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Sumco Corporation | シリコン単結晶引上げ用種結晶及び該種結晶を使用したシリコン単結晶の製造方法 |
| US7641734B2 (en) | 2007-04-03 | 2010-01-05 | Sumco Corporation | Method for producing silicon single crystal |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP25750490A patent/JPH04139092A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980070422A (ko) * | 1997-01-17 | 1998-10-26 | 와다다다시 | 실리콘 단결정 제조방법 및 그 방법에 사용되는 종자 결정 |
| EP0879903A1 (en) * | 1997-05-21 | 1998-11-25 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Silicon seed crystal, method of manufacturing the same, and method of manufacturing a silicon monocrystal through use of the seed crystal |
| US6197108B1 (en) | 1997-05-21 | 2001-03-06 | Shin-Etsu Handotai, Co. Ltd. | Silicon seed crystal, method of manufacturing the same, and method of manufacturing silicon monocrystal through use of the seed crystal |
| US6506251B1 (en) | 2000-02-25 | 2003-01-14 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for producing silicon single crystal |
| EP1321544A2 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-25 | Wacker Siltronic AG | Seed crystal for production of slicon single crystal and method for production of silicon single crystal |
| EP1321544A3 (en) * | 2001-12-20 | 2003-09-03 | Wacker Siltronic AG | Seed crystal for production of slicon single crystal and method for production of silicon single crystal |
| JP2008133188A (ja) * | 2002-11-11 | 2008-06-12 | Sumco Corp | シリコンウェーハ |
| US7083677B2 (en) | 2003-08-21 | 2006-08-01 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Silicon seed crystal and method for manufacturing silicon single crystal |
| US7641734B2 (en) | 2007-04-03 | 2010-01-05 | Sumco Corporation | Method for producing silicon single crystal |
| WO2009031365A1 (ja) | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Sumco Corporation | シリコン単結晶引上げ用種結晶及び該種結晶を使用したシリコン単結晶の製造方法 |
| JP2009062233A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Sumco Corp | シリコン単結晶引上げ用種結晶及び該種結晶を使用したシリコン単結晶の製造方法 |
| TWI395840B (zh) * | 2007-09-07 | 2013-05-11 | Sumco Corp | 矽單晶提拉用種晶及使用該種晶之矽單晶製造方法 |
| EP2186929A4 (en) * | 2007-09-07 | 2015-03-04 | Sumco Corp | CRYSTALLINE GERM FOR DRAWING SILICON MONOCRYSTAL AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME USING CRYSTALLINE GERM |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6869477B2 (en) | Controlled neck growth process for single crystal silicon | |
| EP1193332B1 (en) | Method for producing silicon single crystal | |
| JP3969460B2 (ja) | 磁場印加による半導体単結晶の製造方法 | |
| JPH04139092A (ja) | シリコン単結晶の製造方法と種結晶 | |
| JP2937115B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JP2973917B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JP3050120B2 (ja) | 単結晶引き上げ用種結晶及び該種結晶を用いた単結晶引き上げ方法 | |
| JPH11189488A (ja) | 単結晶引き上げ方法、及び単結晶引き上げ装置 | |
| JPH09255485A (ja) | シリコン単結晶の製造方法および種結晶 | |
| JPH04104988A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| EP1259664A2 (en) | Controlled neck growth process for single crystal silicon | |
| JPH09235186A (ja) | 単結晶引き上げ用種結晶及び該種結晶を用いた単結晶の引き上げ方法 | |
| US20090293802A1 (en) | Method of growing silicon single crystals | |
| US6153009A (en) | Method for producing a silicon single crystal and the silicon single crystal produced thereby | |
| JP4640796B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JP2001240494A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| CN1178844A (zh) | 切克劳斯基法生长硅的温度和时间关系的控制方法 | |
| JPH09249495A (ja) | 単結晶引き上げ用種結晶及び該種結晶を用いた単結晶引き上げ方法 | |
| JP6954083B2 (ja) | Ｆｚ用シリコン原料棒の製造方法およびｆｚシリコン単結晶の製造方法 | |
| JPH11240793A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JP2937112B2 (ja) | 単結晶引き上げ用種結晶及び該種結晶を用いた単結晶引き上げ方法 | |
| JP2982053B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JPH11209197A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPH09227280A (ja) | 単結晶育成方法 | |
| JP4273820B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法 |