JPH05194081A - 単結晶育成法 - Google Patents
単結晶育成法Info
- Publication number
- JPH05194081A JPH05194081A JP1131892A JP1131892A JPH05194081A JP H05194081 A JPH05194081 A JP H05194081A JP 1131892 A JP1131892 A JP 1131892A JP 1131892 A JP1131892 A JP 1131892A JP H05194081 A JPH05194081 A JP H05194081A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- reynolds number
- rotation
- single crystal
- crucible
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 チョクラルスキー法により酸素濃度が１０15
／ｃｍ3以下のＳｉ単結晶を育成する。 【構成】 チョクラルスキー法によるＳｉ単結晶育成に
おいて、結晶回転レイノルズ数が結晶と逆方向回転する
るつぼ回転レイノルズ数の１．５倍以上に設定すること
により、１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度のＳｉ単結晶を
育成することができる。
／ｃｍ3以下のＳｉ単結晶を育成する。 【構成】 チョクラルスキー法によるＳｉ単結晶育成に
おいて、結晶回転レイノルズ数が結晶と逆方向回転する
るつぼ回転レイノルズ数の１．５倍以上に設定すること
により、１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度のＳｉ単結晶を
育成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法に
おいて、Ｓｉ単結晶を育成する方法に関するものであ
る。
おいて、Ｓｉ単結晶を育成する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】チョクラルスキー法によるＳｉ単結晶育
成法において、従来は、１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度
の単結晶を得ることは困難であった。１０15／ｃｍ3以
下の酸素濃度のＳｉ単結晶は、高速ＭＯＳや高耐圧サイ
リスタなどに使用されるために、必要となるが、従来
は、フローティングゾーン法か、磁場印加チョクラルス
キー法でしか得られなかった。
成法において、従来は、１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度
の単結晶を得ることは困難であった。１０15／ｃｍ3以
下の酸素濃度のＳｉ単結晶は、高速ＭＯＳや高耐圧サイ
リスタなどに使用されるために、必要となるが、従来
は、フローティングゾーン法か、磁場印加チョクラルス
キー法でしか得られなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のチョクラルスキ
ー法によるＳｉ単結晶育成法によれば、Ｓｉ融液を保持
している石英るつぼからの酸素の混入を防ぐことが困難
であった。このため１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度のＳ
ｉ単結晶を得ることはできなかった。
ー法によるＳｉ単結晶育成法によれば、Ｓｉ融液を保持
している石英るつぼからの酸素の混入を防ぐことが困難
であった。このため１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度のＳ
ｉ単結晶を得ることはできなかった。
【０００４】本発明の目的は、１０15／ｃｍ3以下の酸
素濃度で、かつ成長縞の無い均一なＳｉ単結晶をチョク
ラルスキー法によって得る単結晶育成法を提供すること
にある。
素濃度で、かつ成長縞の無い均一なＳｉ単結晶をチョク
ラルスキー法によって得る単結晶育成法を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による単結晶成長法においては、Ｓｉ単結晶
のチョクラルスキー法による単結晶の育成法において、
結晶回転レイノルズ数が結晶と逆方向回転するるつぼ回
転レイノルズ数の１．５倍以上である。
め、本発明による単結晶成長法においては、Ｓｉ単結晶
のチョクラルスキー法による単結晶の育成法において、
結晶回転レイノルズ数が結晶と逆方向回転するるつぼ回
転レイノルズ数の１．５倍以上である。
【０００６】
【作用】本発明では、結晶回転により融液中に時間変動
の無い安定な強制対流を発生させ、石英るつぼから溶け
てくる酸素の結晶への混入を抑制する。このために、結
晶回転レイノルズ数が、るつぼ回転レイノルズ数の１．
５倍になるように結晶の回転数を設定し、逆方向に回転
させる。
の無い安定な強制対流を発生させ、石英るつぼから溶け
てくる酸素の結晶への混入を抑制する。このために、結
晶回転レイノルズ数が、るつぼ回転レイノルズ数の１．
５倍になるように結晶の回転数を設定し、逆方向に回転
させる。
【０００７】本発明によれば、結晶回転レイノルズ数を
るつぼレイノルズ数の１．５倍に設定することにより、
結晶回転による時間変動の無い、安定な強制対流が融液
中に発生することが、Ｓｉ融液対流のＸ線透視三次元観
察法によって確認された。この結晶回転レイノルズ数
（Ｒｅｓ）と、るつぼ回転レイノルズ数（Ｒｅｃ）と
は、それぞれ以下の式によって決定される。
るつぼレイノルズ数の１．５倍に設定することにより、
結晶回転による時間変動の無い、安定な強制対流が融液
中に発生することが、Ｓｉ融液対流のＸ線透視三次元観
察法によって確認された。この結晶回転レイノルズ数
（Ｒｅｓ）と、るつぼ回転レイノルズ数（Ｒｅｃ）と
は、それぞれ以下の式によって決定される。
【０００８】Ｒｅｓ＝ωSｒS 2ρ／ν
【０００９】Ｒｅｓ＝ωCｒC 2ρ／ν ここで、ωS：結晶回転数 ωC：るつぼ回転数 ｒS：結晶半径 ｒC：るつぼ半径 ρ ：Ｓｉ融液の密度 ν ：Ｓｉ融液の粘性係数 である。
【００１０】この結晶回転レイノルズ数、るつぼ回転レ
イノルズ数は、Ｓｉ融液の流れに対する結晶と、るつぼ
それぞれの回転の効果と、融液自身の粘性の効果との比
を表している。従って、結晶回転レイノルズ数が、るつ
ぼ回転レイノルズ数より大きければ、結晶回転による強
制対流が支配的となる。さらにこの比が１．５以上で
は、この結晶回転による強制対流は、時間変動しない安
定な流れとなる。
イノルズ数は、Ｓｉ融液の流れに対する結晶と、るつぼ
それぞれの回転の効果と、融液自身の粘性の効果との比
を表している。従って、結晶回転レイノルズ数が、るつ
ぼ回転レイノルズ数より大きければ、結晶回転による強
制対流が支配的となる。さらにこの比が１．５以上で
は、この結晶回転による強制対流は、時間変動しない安
定な流れとなる。
【００１１】このような強制対流は、るつぼから溶け出
してくる酸素を結晶の外側へ掃き出す効果を持ってい
る。従って、このような強制対流の発生によって、結晶
中への酸素の混入を抑制することができる。この結果、
１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度のＳｉ単結晶を得ること
ができる。
してくる酸素を結晶の外側へ掃き出す効果を持ってい
る。従って、このような強制対流の発生によって、結晶
中への酸素の混入を抑制することができる。この結果、
１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度のＳｉ単結晶を得ること
ができる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。実施例として３インチの石英るつぼを使用し、融液
の半径と高さの比が１：１になるようにＳｉ融液を作製
して融液内の上下温度差を８０Ｋに固定し、直径２イン
チのＳｉ単結晶を育成した場合について説明する。この
時、るつぼ回転数を１ｒｐｍから６ｒｐｍまで変化さ
せ、結晶回転数を１ｒｐｍから３０ｒｐｍまで変化させ
た。図１に示すように、この時のるつぼ回転レイノルズ
数は、０．４×１０3から２．５×１０3となり、結晶回
転レイノルズ数は、０．１５×１０3から４．５×１０3
となる。
る。実施例として３インチの石英るつぼを使用し、融液
の半径と高さの比が１：１になるようにＳｉ融液を作製
して融液内の上下温度差を８０Ｋに固定し、直径２イン
チのＳｉ単結晶を育成した場合について説明する。この
時、るつぼ回転数を１ｒｐｍから６ｒｐｍまで変化さ
せ、結晶回転数を１ｒｐｍから３０ｒｐｍまで変化させ
た。図１に示すように、この時のるつぼ回転レイノルズ
数は、０．４×１０3から２．５×１０3となり、結晶回
転レイノルズ数は、０．１５×１０3から４．５×１０3
となる。
【００１３】図中の右下がりの斜めの実線は、るつぼ回
転レイノルズ数の１．５倍の結晶回転レイノルズ数に対
応する点を表している。実施例として、結晶育成を行っ
た点は、丸印のところである。また、比較例として三角
印のところでも結晶育成を行った。育成した結晶の酸素
濃度をＦＴ−ＩＲで測定した結果を表１にまとめた。
転レイノルズ数の１．５倍の結晶回転レイノルズ数に対
応する点を表している。実施例として、結晶育成を行っ
た点は、丸印のところである。また、比較例として三角
印のところでも結晶育成を行った。育成した結晶の酸素
濃度をＦＴ−ＩＲで測定した結果を表１にまとめた。
【００１４】
【表１】
【００１５】この表から、結晶回転レイノルズ数が、る
つぼ回転レイノルズ数の１．５倍になるようなところで
育成したＳｉ単結晶の酸素濃度は、１０15／ｃｍ3以下
になっていることがわかる。
つぼ回転レイノルズ数の１．５倍になるようなところで
育成したＳｉ単結晶の酸素濃度は、１０15／ｃｍ3以下
になっていることがわかる。
【００１６】さらに、るつぼの直径が１２，１６，２
０，３０インチの大型のものを使用し、それぞれ６，
８，１０，１５インチの直径の結晶育成を行った。大型
のるつぼを使用した場合も、融液半径対融液高さの比は
１：１とし、融液内の上下温度差は、８０Ｋになるよう
に設定した。この条件で、結晶回転レイノルズ数がるつ
ぼ回転レイノルズ数の１．５倍以上になるように結晶と
るつぼとの回転数を設定し、結晶育成した結果を実施例
７，８，９，１０として表２にまとめた。
０，３０インチの大型のものを使用し、それぞれ６，
８，１０，１５インチの直径の結晶育成を行った。大型
のるつぼを使用した場合も、融液半径対融液高さの比は
１：１とし、融液内の上下温度差は、８０Ｋになるよう
に設定した。この条件で、結晶回転レイノルズ数がるつ
ぼ回転レイノルズ数の１．５倍以上になるように結晶と
るつぼとの回転数を設定し、結晶育成した結果を実施例
７，８，９，１０として表２にまとめた。
【００１７】
【表２】
【００１８】この表から大型のるつぼを使用した場合に
ついても、結晶回転レイノルズ数が、るつぼ回転レイノ
ルズ数の１．５倍以上では、１０15／ｃｍ3以下の酸素
濃度のＳｉ単結晶が得られることが確認された。
ついても、結晶回転レイノルズ数が、るつぼ回転レイノ
ルズ数の１．５倍以上では、１０15／ｃｍ3以下の酸素
濃度のＳｉ単結晶が得られることが確認された。
【００１９】以上のように、結晶回転レイノルズ数をる
つぼ回転レイノルズ数の１．５倍以上にすることによ
り、１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度のＳｉ単結晶が得ら
れることが確認された。
つぼ回転レイノルズ数の１．５倍以上にすることによ
り、１０15／ｃｍ3以下の酸素濃度のＳｉ単結晶が得ら
れることが確認された。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、１０15／
ｃｍ3以下の酸素濃度の均一なＳｉ単結晶をチョクラル
スキー法によって育成できる効果を有する。
ｃｍ3以下の酸素濃度の均一なＳｉ単結晶をチョクラル
スキー法によって育成できる効果を有する。
【図１】本発明に係わるるつぼ回転によるレイノルズ数
と結晶回転によるレイノルズ数の関係を表す図表であ
る。
と結晶回転によるレイノルズ数の関係を表す図表であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｉ単結晶のチョクラルスキー法による
単結晶の育成法において、結晶回転レイノルズ数が結晶
と逆方向回転するるつぼ回転レイノルズ数の１．５倍以
上であることを特徴とする単結晶育成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1131892A JPH05194081A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 単結晶育成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1131892A JPH05194081A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 単結晶育成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05194081A true JPH05194081A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=11774676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1131892A Pending JPH05194081A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 単結晶育成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05194081A (ja) |
-
1992
- 1992-01-24 JP JP1131892A patent/JPH05194081A/ja active Pending
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