JPH05254982A - 単結晶製造装置および製造方法 - Google Patents

単結晶製造装置および製造方法

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JPH05254982A
JPH05254982A JP8788192A JP8788192A JPH05254982A JP H05254982 A JPH05254982 A JP H05254982A JP 8788192 A JP8788192 A JP 8788192A JP 8788192 A JP8788192 A JP 8788192A JP H05254982 A JPH05254982 A JP H05254982A
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Toyoshi Iwakiri
豊志 岩切
Masato Imai
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続チャージ法と、二重るつぼ法とを組み合
わせた半導体単結晶製造装置において、単結晶育成部へ
の不純物混入、石英るつぼの縁やチャンバ内へのSiO
x 堆積、初期原料溶解中に発生する内側るつぼの変形等
を防止して高純度の単結晶を得ることができるような、
単結晶製造装置および製造方法を提供する。 【構成】 内側るつぼ4、ガス捕集筒6、排気管8を昇
降自在な一体構造とする。内側るつぼ4下端を融液に浸
し、単結晶育成部の気相と原料供給管11下端の気相と
を分離して、単結晶育成部への不純物混入を防止する。
前記内側るつぼ4とガス捕集筒6とによって形成される
ガス捕集管7から排気管8を介して不活性ガスとともに
SiOx を排出する。また、初期原料溶解時には内側る
つぼ4などを上昇させ、外側るつぼ2のみで溶解する。
上記改良により、高純度の単結晶を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続チャージ法による
単結晶製造装置および製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の基板となるSi単結晶をC
Z法によって製造する場合、引き上げた単結晶の量に応
じて原料をるつぼ内に供給し、連続的に単結晶を引き上
げる連続チャージ法と、偏析現象による単結晶の抵抗率
変化を小さくするため、石英るつぼを二重構造とし、内
側のるつぼから単結晶を引き上げる二重るつぼ法とを組
み合わせた半導体単結晶育成装置が知られている。(U
SP2892739号、特開昭61−36197号参
照)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体単結
晶製造装置には、次のような問題点がある。 (1)石英るつぼの縁やチャンバ内に、揮発性のSiO
x が堆積しやすい。 (2)初期原料の溶解中に内側るつぼが変形する。 (3)単結晶育成部に不純物が混入し、単結晶純度の低
下を招く。 本発明は上記従来の問題点に着目し、これらの不具合発
生を未然に防止して高純度の単結晶を得ることができる
ような、単結晶製造装置および製造方法を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る単結晶製造装置は、中空円筒状の内側る
つぼの上端内側にガス捕集筒を固着し、前記ガス捕集筒
の下端は融液面との間に一定の隙間を保つとともに、前
記内側るつぼの内周とガス捕集筒の外周との間に形成さ
れるガス捕集管の上端に排気管を接続する構成とし、前
記内側るつぼと、内側るつぼに固着したガス捕集筒およ
び排気管とを昇降させる手段を設け、チャンバ外部から
原料を供給する原料供給管を、外側るつぼの内周と内側
るつぼの外周との間に配設するものとし、本発明に係る
単結晶製造方法は、上記単結晶製造装置において、初期
原料の溶解時には、内側るつぼと、内側るつぼに固着し
たガス捕集筒および排気管とを上昇させて、外側るつぼ
に充填した初期原料を溶解し、単結晶引き上げ時には前
記内側るつぼを下降させ、内側るつぼの下端を融液に浸
すことによって、単結晶引き上げ部の気相と原料供給部
の気相とを分離するとともに、ガス捕集管で捕集した融
液面上のガスを、排気管を介してチャンバ外部に排出す
ることとした。
【0005】
【作用】上記構成によれば、昇降自在で中空円筒状の内
側るつぼの上端内側にガス捕集筒を固着し、前記ガス捕
集筒の下端は融液面との間に一定の隙間を保つととも
に、前記内側るつぼの内周とガス捕集筒の外周との間に
形成されるガス捕集管の上端に排気管を接続したので、
単結晶育成時に融液面上に存在する揮発性のSiOx
は、チャンバ上部から引き上げ単結晶に沿って流下する
不活性ガスとともに、ガス捕集管から排気管を経てチャ
ンバ外部に排出される。また、チャンバ外部から原料を
供給する原料供給管を外側るつぼの内周と内側るつぼの
外周との間に配設し、単結晶引き上げ時には内側るつぼ
の下端を融液に浸すことにしたので、単結晶育成部の気
相と原料供給部の気相とを分離することができる。これ
により、単結晶育成部に対する不純物混入と、るつぼ、
チャンバ等に対するSiOx の堆積とを確実に防止する
ことができる。
【0006】初期原料の溶解時には、内側るつぼと、内
側るつぼに固着したガス捕集筒および排気管とを上昇さ
せ、外側るつぼのみで初期原料を溶解することにしたの
で、内側るつぼの熱変形を防止することができるととも
に、初期原料の溶解効率を向上させることができる。
【0007】
【実施例】以下に本発明に係る単結晶製造装置および製
造方法の実施例について、図面を参照して説明する。図
1は、請求項1および請求項2に記載した単結晶製造装
置の第1実施例における概略構造を示す断面図である。
チャンバ1内に黒鉛るつぼの内面に石英るつぼを嵌着し
た外側るつぼ2が設けられ、この外側るつぼ2はるつぼ
軸3に固着されている。内側るつぼ4は、黒鉛管4aの
下端に石英管4bを連結した中空円筒であり、図示しな
いワイヤケーブル等によって単結晶引上げ軸5に釣支さ
れ、単結晶引上げ軸5の上下動に伴って上下動すること
ができるようになっている。前記内側るつぼ4の内側に
は、上端が大径となるテーパを有する中空円筒状のガス
捕集筒6が設けられ、内側るつぼ4の上端とガス捕集筒
6の上端とは同一平面内にあって、かつ、内側るつぼ4
の内周とガス捕集筒6の外周との隙間は前記上端で封止
されている。そして、前記内側るつぼ4の内周とガス捕
集筒6の外周との隙間によってガス捕集管7が形成され
ている。また、内側るつぼ4の内周に通じる排気管8が
内側るつぼ4の上端2箇所に固着され、この排気管8の
端末部はチャンバ1の内周に近接している。このよう
に、内側るつぼ4とガス捕集筒6および排気管8とによ
って、排気機構9が構成されている。本実施例では前記
排気管8を内側るつぼ4の内周に対して180°間隔に
2本設けているが、これに限るものではなく、たとえば
120°間隔に3本の排気管を設けてもよい。
【0008】単結晶引上げ軸5の下降に伴って前記内側
るつぼ4が所定の位置に下降したとき、内側るつぼ4の
上端に固着された排気管8の中心線と一致する位置に中
心線を有する排気口10が設けられ、この排気口10は
チャンバ1の側壁を貫通していて、水平方向にスライド
可能となっている。また原料供給管11は、チャンバ1
の上部外方からチャンバ1を貫通し、前記外側るつぼ2
の内周と内側るつぼ4の外周との隙間に挿入されてい
る。チャンバ1の底板1aには、中心にるつぼ軸3を挿
通する穴が設けられ、その周囲に複数個の排気口12が
配設されている。なお、13はヒータ、14は保温筒、
15は融液面、16は引き上げ単結晶である。
【0009】次に、上記単結晶製造装置による単結晶製
造方法について説明する。まず外側るつぼ2内に初期原
料のSi多結晶を充填し、内側るつぼ4および内側るつ
ぼ4と一体に構成されたガス捕集筒6、排気管8を単結
晶引上げ軸5の上昇により吊り上げた状態にした後、前
記初期原料をヒータ13により溶解する。
【0010】初期原料の溶解が完了した後、内側るつぼ
4を所定の位置に下降させると、排気口10がチャンバ
1内方にスライドして排気管8の端末部が排気口10に
挿嵌されるとともに、内側るつぼ4下部の石英管4bが
融液に浸される。この状態で、内側るつぼ4と外側るつ
ぼ2との隙間に原料供給管11から原料を補給しつつ、
内側るつぼ4の内側から単結晶16を引き上げる。この
ときチャンバ1上方から導入されたアルゴンガスは、チ
ャンバ1内に充満するとともに、引き上げ単結晶16に
沿って下降し、ガス捕集管7の下端からガス捕集管7内
に入り、排気管8内を通って排気口10からチャンバ1
の外に排出される。そのため、融液面15上に存在する
揮発性のSiOx が、外側るつぼ2の縁やヒータ13等
の内部に堆積しない。また、ガス捕集筒6の下端部分は
高温になるので、SiOx が堆積することはない。ま
た、前記原料供給管11下端開口部近傍や外側るつぼ2
の内外周近傍に存在する不純物は、アルゴンガスととも
に排気口12からチャンバ1の外に排出される。このよ
うに、内側るつぼ4の下端を融液に浸すことにより、原
料供給管11端末部近傍の気相と内側るつぼ4内の気相
とが内側るつぼ4によって分離されるので、単結晶の欠
陥発生原因となる不純物混入を防止することができ、よ
り信頼性の高い半導体単結晶を得ることが可能となる。
【0011】更に、特に高温となる初期原料溶解時に、
支えのない内側るつぼ4を外側るつぼ2の上方に退避さ
せ、内側るつぼ4の熱変形を防止するとともに、内側る
つぼ4の介在による初期原料への伝熱効率低下を防いで
初期原料の溶解効率を高め、溶解所要時間の短縮を図っ
ている。
【0012】図2は本発明の第2実施例を示す断面図
で、チャンバ1の外部上方からチャンバ1を貫通して垂
直に上下動するロッド17の下端が排気管8に固着され
ている。内側るつぼ4を含む排気機構9は、図示しない
ロッド昇降機構が前記ロッド17を昇降させることによ
って上下動し、所定の位置に下降したとき排気管8の端
末と排気口10とが連結される。その他の構造、機能は
第1実施例と同じである。
【0013】図3は本発明の第3実施例である。ヒータ
13を包囲するように設けられた保温筒14には、垂直
方向に貫通する気導孔18が設けられ、チャンバ1の底
板1aに前記気導孔18に通じる排気口19が取着され
ている。ガス捕集管7に通じる排気管8の端末部は、前
記気導孔18の上端開口部で下方に屈曲し、内側るつぼ
4を含む排気機構9が所定の位置に下降したとき、排気
管8の端末部が気導孔18の上端開口部に挿嵌されるよ
うになっている。融液面15上に存在する揮発性のSi
Ox は、排気管8と気導孔18とを経て排気口19から
外部に排出される。その他の構造、機能は第1実施例と
同じである。
【0014】図4は本発明の第4実施例を示したもの
で、内側るつぼ4を含む排気機構9をロッド17によっ
て昇降自在としたものである。本実施例の構造、機能は
上記第3実施例と同一である。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、昇
降自在で中空円筒状の内側るつぼの上端内側にガス捕集
筒を固着し、前記内側るつぼの内周とガス捕集筒の外周
との間に形成されるガス捕集管内に揮発性のSiOx を
導き、排気管を介して前記SiOx をチャンバ外部に排
出するとともに、外側るつぼの内周と内側るつぼの外周
との間に原料供給管を配設することによって、単結晶育
成部の気相と原料供給部の気相とを分離したので、Si
Ox の引き上げ単結晶への付着、あるいは供給原料に付
着している不純物の単結晶への混入を防止することがで
き、高純度で信頼性の高い単結晶を得ることが可能とな
る。また、るつぼ、チャンバ等に対するSiOx の堆積
を確実に防止することができる。
【0016】初期原料の溶解時には内側るつぼを上昇さ
せることにしたので、内側るつぼの熱変形を防止するこ
とができるとともに、初期原料の溶解効率向上によって
作業能率の向上を図ることができる。更に、単結晶引き
上げ中の原料供給に際しては、内側るつぼによって融液
面が仕切られているので、供給原料の投入によって融液
面に発生する波紋の単結晶育成部に対する伝播を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例による単結晶製造装置の概略構造を
示す断面図である。
【図2】第2実施例による単結晶製造装置の概略構造を
示す断面図である。
【図3】第3実施例による単結晶製造装置の概略構造を
示す断面図である。
【図4】第4実施例による単結晶製造装置の概略構造を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 チャンバ 2 外側るつぼ 4 内側るつぼ 6 ガス捕集筒 7 ガス捕集管 8 排気管 11 原料供給管 15 融液面 16 単結晶

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空円筒状の内側るつぼの上端内側にガ
    ス捕集筒を固着し、前記ガス捕集筒の下端は融液面との
    間に一定の隙間を保つとともに、前記内側るつぼの内周
    とガス捕集筒の外周との間に形成されるガス捕集管の上
    端に排気管を接続する構成とし、前記内側るつぼと、内
    側るつぼに固着したガス捕集筒および排気管とを昇降さ
    せる手段を設け、チャンバ外部から原料を供給する原料
    供給管を、外側るつぼの内周と内側るつぼの外周との間
    に配設したことを特徴とする単結晶製造装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の単結晶製造装置において、初
    期原料の溶解時には、内側るつぼと、内側るつぼに固着
    したガス捕集筒および排気管とを上昇させて、外側るつ
    ぼに充填した初期原料を溶解し、単結晶引き上げ時には
    前記内側るつぼを下降させ、内側るつぼの下端を融液に
    浸すことによって、単結晶引き上げ部の気相と原料供給
    部の気相とを分離するとともに、ガス捕集管で捕集した
    融液面上のガスを、排気管を介してチャンバ外部に排出
    することを特徴とする単結晶製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707447A (en) * 1995-09-26 1998-01-13 Balzers Und Leybold Deutschland Holding Ag Crystal pulling apparatus
JP2006169010A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Komatsu Electronic Metals Co Ltd 半導体単結晶製造装置および製造方法
US10378121B2 (en) 2015-11-24 2019-08-13 Globalwafers Co., Ltd. Crystal pulling system and method for inhibiting precipitate build-up in exhaust flow path

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707447A (en) * 1995-09-26 1998-01-13 Balzers Und Leybold Deutschland Holding Ag Crystal pulling apparatus
JP2006169010A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Komatsu Electronic Metals Co Ltd 半導体単結晶製造装置および製造方法
EP1840248A1 (en) * 2004-12-13 2007-10-03 Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha Semiconductor single crystal producing device and producing method
EP1840248A4 (en) * 2004-12-13 2009-07-01 Sumco Techxiv Kabushiki Kaisha DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR MONOCRYSTAL
JP4730937B2 (ja) * 2004-12-13 2011-07-20 Sumco Techxiv株式会社 半導体単結晶製造装置および製造方法
US8753446B2 (en) 2004-12-13 2014-06-17 Sumco Techxiv Kabushiki Kaisha Semiconductor single crystal production device and producing method therefor
US10378121B2 (en) 2015-11-24 2019-08-13 Globalwafers Co., Ltd. Crystal pulling system and method for inhibiting precipitate build-up in exhaust flow path

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