JPH06227888A - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶の製造方法Info
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- JPH06227888A JPH06227888A JP1580293A JP1580293A JPH06227888A JP H06227888 A JPH06227888 A JP H06227888A JP 1580293 A JP1580293 A JP 1580293A JP 1580293 A JP1580293 A JP 1580293A JP H06227888 A JPH06227888 A JP H06227888A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チョクラルスキー法を使用して、水素を含有
しないシリコン単結晶を製造する方法である。 【構成】 １，０００℃以上１，４００℃以下の温度に
加熱し、２０℃／分以下の冷却速度で冷却して、水素の
含有量を減らしたシリコン、または、チョクラルスキー
法等を使用して精製して水素の含有量を減らしたシリコ
ン、または、低温ＣＶＤを使用して製造して水素含有量
の少ないシリコンをメルト用原料として使用する等水素
を含まないシリコンをメルト用原料として使用するチョ
クラルスキー法、または、水素を含有する空気が侵入し
ないチョクラルスキー装置を使用するチョクラルスキー
法、または、水素と反応するガスを導入しながらなすチ
ョクラルスキー法を使用するシリコン単結晶製造方法で
ある。
しないシリコン単結晶を製造する方法である。 【構成】 １，０００℃以上１，４００℃以下の温度に
加熱し、２０℃／分以下の冷却速度で冷却して、水素の
含有量を減らしたシリコン、または、チョクラルスキー
法等を使用して精製して水素の含有量を減らしたシリコ
ン、または、低温ＣＶＤを使用して製造して水素含有量
の少ないシリコンをメルト用原料として使用する等水素
を含まないシリコンをメルト用原料として使用するチョ
クラルスキー法、または、水素を含有する空気が侵入し
ないチョクラルスキー装置を使用するチョクラルスキー
法、または、水素と反応するガスを導入しながらなすチ
ョクラルスキー法を使用するシリコン単結晶製造方法で
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法を
使用してなすシリコン単結晶の製造方法の改良に関す
る。特に、水素を含有せず、したがって、ＣＯＰ欠陥や
フローパターン等の微小欠点を形成することのないシリ
コン単結晶を製造する方法の改良に関する。
使用してなすシリコン単結晶の製造方法の改良に関す
る。特に、水素を含有せず、したがって、ＣＯＰ欠陥や
フローパターン等の微小欠点を形成することのないシリ
コン単結晶を製造する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン単結晶を製造するには、従来、
主としてチョクラルスキー法が使用されている。そし
て、メルト用原料には、１，１００℃程度の温度におい
てシラン系有機物を水素と反応させて、シラン系有機物
を還元すると同時に熱分解させて製造した多結晶シリコ
ンが使用されていた。
主としてチョクラルスキー法が使用されている。そし
て、メルト用原料には、１，１００℃程度の温度におい
てシラン系有機物を水素と反応させて、シラン系有機物
を還元すると同時に熱分解させて製造した多結晶シリコ
ンが使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、メルト
用原料として従来使用されていた多結晶シリコンには水
素が混入しているので、このメルト用原料を使用して製
造されるシリコン単結晶には水素が混入している。
用原料として従来使用されていた多結晶シリコンには水
素が混入しているので、このメルト用原料を使用して製
造されるシリコン単結晶には水素が混入している。
【０００４】また、チョクラルスキー装置のメルト用ル
ツボは石英製であるが、１，４００℃程度の高温では、
この石英ルツボからメルト中に水素が放出されるので、
石英ルツボを使用して製造されるシリコン単結晶には水
素が混入する。
ツボは石英製であるが、１，４００℃程度の高温では、
この石英ルツボからメルト中に水素が放出されるので、
石英ルツボを使用して製造されるシリコン単結晶には水
素が混入する。
【０００５】さらに、チョクラルスキー装置は必ずしも
気密性が良好ではなく、特に、ルツボと引き上げ装置と
は回転するので、これらの回動部分は特にシールが悪
く、チョクラルスキー装置内に空気が入ることはある程
度避けられず、そのため、空気に含まれている水素もチ
ョクラルスキー装置内に入り、このチョクラルスキー装
置を使用して製造されるシリコン単結晶に水素が混入す
る。
気密性が良好ではなく、特に、ルツボと引き上げ装置と
は回転するので、これらの回動部分は特にシールが悪
く、チョクラルスキー装置内に空気が入ることはある程
度避けられず、そのため、空気に含まれている水素もチ
ョクラルスキー装置内に入り、このチョクラルスキー装
置を使用して製造されるシリコン単結晶に水素が混入す
る。
【０００６】ところで、水素は拡散係数が大きいので、
シリコン単結晶に水素が過飽和に含有されていると、こ
れが容易に集合して、ＣＯＰ（Crystal originated par
ticle ）欠陥やフローパターン等の微小欠陥を発生し、
リーク電流の原因となり、特に、これを酸化して製造し
た酸化膜の絶縁耐力を低下するので好ましくないと言う
欠点がある。
シリコン単結晶に水素が過飽和に含有されていると、こ
れが容易に集合して、ＣＯＰ（Crystal originated par
ticle ）欠陥やフローパターン等の微小欠陥を発生し、
リーク電流の原因となり、特に、これを酸化して製造し
た酸化膜の絶縁耐力を低下するので好ましくないと言う
欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、シラン系有機物を水素をもって還元して製造し
たシリコンをメルト用原料としてなすチョクラルスキー
法を使用して、水素を含有しないシリコン単結晶を製造
する方法を提供することにある。
にあり、シラン系有機物を水素をもって還元して製造し
たシリコンをメルト用原料としてなすチョクラルスキー
法を使用して、水素を含有しないシリコン単結晶を製造
する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の手
段のいづれによっても達成される。
段のいづれによっても達成される。
【０００９】第１の手段は、１，０００℃以上１，４０
０℃以下の温度に加熱し、２０℃／分以下の冷却速度で
冷却したシリコンをメルト用原料としてなすチョクラル
スキー法を使用してなすシリコン単結晶の製造方法であ
る（請求項１に対応）。
０℃以下の温度に加熱し、２０℃／分以下の冷却速度で
冷却したシリコンをメルト用原料としてなすチョクラル
スキー法を使用してなすシリコン単結晶の製造方法であ
る（請求項１に対応）。
【００１０】この構成において、メルト用原料とされる
シリコンは、径が２ｃｍ以下の塊状体または厚さが２ｃ
ｍ以下の板状体であると本発明の効果はさらに大きくな
る（請求項２に対応）。
シリコンは、径が２ｃｍ以下の塊状体または厚さが２ｃ
ｍ以下の板状体であると本発明の効果はさらに大きくな
る（請求項２に対応）。
【００１１】第２の手段は、チョクラルスキー法または
ゾーンメルティング法を使用して精製したシリコンをメ
ルト用原料としてなすチョクラルスキー法を使用してな
すシリコン単結晶の製造方法である（請求項３に対
応）。
ゾーンメルティング法を使用して精製したシリコンをメ
ルト用原料としてなすチョクラルスキー法を使用してな
すシリコン単結晶の製造方法である（請求項３に対
応）。
【００１２】第３の手段は、光励起法またはプラズマ励
起法を併用することにより１，１００℃以下の低い温度
でシラン系有機物を還元して製造したシリコンを、メル
ト用原料としてなすチョクラルスキー法を使用するシリ
コン単結晶の製造方法である（請求項４に対応）。
起法を併用することにより１，１００℃以下の低い温度
でシラン系有機物を還元して製造したシリコンを、メル
ト用原料としてなすチョクラルスキー法を使用するシリ
コン単結晶の製造方法である（請求項４に対応）。
【００１３】第４の手段は、窒素ガス、酸素ガス、アル
ゴンガス、または、ヘリウムガスを使用して装置全体を
シールしたチョクラルスキー装置を使用するシリコン単
結晶の製造方法である（請求項５に対応）。
ゴンガス、または、ヘリウムガスを使用して装置全体を
シールしたチョクラルスキー装置を使用するシリコン単
結晶の製造方法である（請求項５に対応）。
【００１４】第５の手段は、窒素ガス、酸素ガス、アル
ゴンガス、または、ヘリウムガスを使用して、可動部
（結晶回転機構部・ルツボ回転機構部等の回転機構部）
及び接合部（プルチャンバーと胴体部との接合部）がシ
ールされたチョクラルスキー装置を使用するシリコン単
結晶の製造方法である（請求項６に対応）。
ゴンガス、または、ヘリウムガスを使用して、可動部
（結晶回転機構部・ルツボ回転機構部等の回転機構部）
及び接合部（プルチャンバーと胴体部との接合部）がシ
ールされたチョクラルスキー装置を使用するシリコン単
結晶の製造方法である（請求項６に対応）。
【００１５】第６の手段は、メルト中に酸素ガスまたは
窒素ガスを吹き込みながら、チョクラルスキー法を実施
するシリコン単結晶の製造方法である（請求項７に対
応）。
窒素ガスを吹き込みながら、チョクラルスキー法を実施
するシリコン単結晶の製造方法である（請求項７に対
応）。
【００１６】
【作用】チョクラルスキー法を使用して製造するシリコ
ン単結晶に水素が混入する場合は、上記のとおり、次の
三つである。 イ．メルト用原料であるシリコンに水素が含有されてい
る場合。 ロ．チョクラルスキー法に使用されるルツボから水素が
放出される場合。 ハ．チョクラルスキー装置に水素を含有する空気が侵入
する場合。
ン単結晶に水素が混入する場合は、上記のとおり、次の
三つである。 イ．メルト用原料であるシリコンに水素が含有されてい
る場合。 ロ．チョクラルスキー法に使用されるルツボから水素が
放出される場合。 ハ．チョクラルスキー装置に水素を含有する空気が侵入
する場合。
【００１７】したがって、水素を含まないシリコン単結
晶をチョクラルスキー法を使用して製造するには、これ
らの水素混入径路のいづれかを遮断すればよい。
晶をチョクラルスキー法を使用して製造するには、これ
らの水素混入径路のいづれかを遮断すればよい。
【００１８】請求項１〜４は上記のイの水素混入径路を
遮断したものであり、請求項５・６は上記のハの水素混
入径路を遮断したものである。
遮断したものであり、請求項５・６は上記のハの水素混
入径路を遮断したものである。
【００１９】請求項１の手段は、メルト用原料とされる
シリコンに熱処理を施して水素を外方拡散させ、メルト
用原料に含まれる水素を減少するものである。この水素
の外方拡散を容易にするためにメルト用原料とされるシ
リコンの大きさに制限を加えた手段が請求項２の手段で
ある。
シリコンに熱処理を施して水素を外方拡散させ、メルト
用原料に含まれる水素を減少するものである。この水素
の外方拡散を容易にするためにメルト用原料とされるシ
リコンの大きさに制限を加えた手段が請求項２の手段で
ある。
【００２０】請求項３の手段は、メルト用原料とされる
シリコンをチョクラルスキー法またはゾーンメルティン
グ法特にフローティングゾーン法を使用して精製して水
素の含有量を減らしたシリコンをメルト用原料とするも
のである。
シリコンをチョクラルスキー法またはゾーンメルティン
グ法特にフローティングゾーン法を使用して精製して水
素の含有量を減らしたシリコンをメルト用原料とするも
のである。
【００２１】請求項４の手段は、低温では水素の固溶度
が低くなると言う性質を積極的に利用するものであり、
光励起法またはプラズマ励起法の援助を借りて、メルト
用原料とされるシリコンを１，１００℃以下の低い温度
で製造して、メルト用原料とされるシリコンに固溶され
る水素の量を減少することゝしたものである。
が低くなると言う性質を積極的に利用するものであり、
光励起法またはプラズマ励起法の援助を借りて、メルト
用原料とされるシリコンを１，１００℃以下の低い温度
で製造して、メルト用原料とされるシリコンに固溶され
る水素の量を減少することゝしたものである。
【００２２】請求項５の手段は、チョクラルスキー装置
全体を、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、または、
ヘリウムガスでシールしてシリコン単結晶成長領域に空
気（微量の水素を含む）が侵入することを防止すること
ゝしたものである。
全体を、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、または、
ヘリウムガスでシールしてシリコン単結晶成長領域に空
気（微量の水素を含む）が侵入することを防止すること
ゝしたものである。
【００２３】請求項６の手段は、チョクラルスキー装置
の可動部（結晶回転機構部・ルツボ回転機構部等の回転
機構部）と接合部（プルチャンバーと胴体部との接合
部）とを、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、また
は、ヘリウムガスでシールしてシリコン単結晶成長領域
に空気（微量の水素を含む）が侵入することを防止する
ことゝしたものである。
の可動部（結晶回転機構部・ルツボ回転機構部等の回転
機構部）と接合部（プルチャンバーと胴体部との接合
部）とを、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、また
は、ヘリウムガスでシールしてシリコン単結晶成長領域
に空気（微量の水素を含む）が侵入することを防止する
ことゝしたものである。
【００２４】請求項７の手段は、高温において、水素と
反応して、それぞれ水またはアンモニアに変換される酸
素または窒素をメルト中に吹き込み、メルト中の水素を
減少させながら、チョクラルスキー法を実行することゝ
したものである。
反応して、それぞれ水またはアンモニアに変換される酸
素または窒素をメルト中に吹き込み、メルト中の水素を
減少させながら、チョクラルスキー法を実行することゝ
したものである。
【００２５】
【実施例】以下、それぞれの手段について、実施例を示
し、さらに詳細に説明する。
し、さらに詳細に説明する。
【００２６】第１実施例（請求項１・２に対応） １，１００℃程度の温度において、シラン系有機物を水
素と反応させて還元して製造したシリコンを、直径が２
ｃｍ以下の塊状体または厚さが２ｃｍ以下の板状体に形
成し、これを約１，２５０℃の温度において約３０分
間、酸素雰囲気中で熱処理した。酸素雰囲気を使用する
理由は、空気中の水素の侵入を防止することにある。な
お、熱処理中においてシリコン表面は酸化されるので、
シリコン中に酸素が侵入することはない。その後、３〜
５℃／分の冷却速度で室温まで冷却した。フッ酸で洗浄
してシリコンの表面にできていた酸化膜を溶解除去し
た。このようにして製造したメルト用原料を使用し、通
常のチョクラルスキー法をもってシリコン単結晶を製造
した。このようにして製造されたシリコン単結晶の水素
含有量は極めて少ないことが実験的に確認されている。
素と反応させて還元して製造したシリコンを、直径が２
ｃｍ以下の塊状体または厚さが２ｃｍ以下の板状体に形
成し、これを約１，２５０℃の温度において約３０分
間、酸素雰囲気中で熱処理した。酸素雰囲気を使用する
理由は、空気中の水素の侵入を防止することにある。な
お、熱処理中においてシリコン表面は酸化されるので、
シリコン中に酸素が侵入することはない。その後、３〜
５℃／分の冷却速度で室温まで冷却した。フッ酸で洗浄
してシリコンの表面にできていた酸化膜を溶解除去し
た。このようにして製造したメルト用原料を使用し、通
常のチョクラルスキー法をもってシリコン単結晶を製造
した。このようにして製造されたシリコン単結晶の水素
含有量は極めて少ないことが実験的に確認されている。
【００２７】たゞ、シリコン中の水素量を測定する方法
が従来はなかった。ところで、シリコン中に含有される
水素は、そのまゝでは測定できないが、シリコンを５０
０℃以下の温度で熱処理すると、測定可能なサーマルド
ナーの形成に影響を及ぼす（具体的には、水素があると
サーマルドナーの形成が加速される）ので、この性質を
利用して、本発明の発明者はシリコン中の水素量を測定
する方法を開発した。
が従来はなかった。ところで、シリコン中に含有される
水素は、そのまゝでは測定できないが、シリコンを５０
０℃以下の温度で熱処理すると、測定可能なサーマルド
ナーの形成に影響を及ぼす（具体的には、水素があると
サーマルドナーの形成が加速される）ので、この性質を
利用して、本発明の発明者はシリコン中の水素量を測定
する方法を開発した。
【００２８】その方法は下記のとおりである。 イ．厚さが２ｍｍ以上のシリコン結晶板に、５００℃以
上の温度例えば７５０℃の温度の乾燥酸素中において例
えば５分間熱処理を施して、サーマルドナーの消去熱処
理を行う。この工程を実施する理由は、酸素等にもとず
くサーマルドナーを予め消去しておいて、水素にもとず
くサーマルドナーのみを検出して、水素の量を正確に測
定するためである。 ロ．５００℃以下の温度例えば４２９℃の温度の乾燥酸
素中において例えば３０分間熱処理を施し、サーマルド
ナーを形成させる。この工程において、厚さ０．５ｍｍ
以下の表面近傍においては水素は外方拡散されるので、
表面から０．５ｍｍ以下の厚さ領域において形成される
サーマルドナー量は、それより深い領域におけるより少
ない。 ハ．抵抗率測定法・広がり抵抗測定法・ホール効果測定
法・接合容量測定法・ＤＬＴＳ法（Deep level spectro
scopy ）・電子スピン共鳴測定法・光吸収測定法・フォ
トルミネッセンス測定法・ＰＴＩＳ法（Photothermal i
onization spectroscopy）・ＯＤＭＲ法（Optically de
tected magnetic resonance ）等を使用して、表面から
の深さ１ｍｍ程度にわたってサーマルドナー量を測定し
て、表面からの深さ１ｍｍ程度サーマルドナープロファ
イルを求める。 ニ．以上のようにして測定したサーマルドナープロファ
イルは図２に示すようになるので、表面サーマルドナー
濃度と深さ１ｍｍ程度において飽和しているサーマルド
ナー濃度とを比較し、この差の大きさにもとづいてシリ
コン単結晶中に含有されていた水素量を決定する。
上の温度例えば７５０℃の温度の乾燥酸素中において例
えば５分間熱処理を施して、サーマルドナーの消去熱処
理を行う。この工程を実施する理由は、酸素等にもとず
くサーマルドナーを予め消去しておいて、水素にもとず
くサーマルドナーのみを検出して、水素の量を正確に測
定するためである。 ロ．５００℃以下の温度例えば４２９℃の温度の乾燥酸
素中において例えば３０分間熱処理を施し、サーマルド
ナーを形成させる。この工程において、厚さ０．５ｍｍ
以下の表面近傍においては水素は外方拡散されるので、
表面から０．５ｍｍ以下の厚さ領域において形成される
サーマルドナー量は、それより深い領域におけるより少
ない。 ハ．抵抗率測定法・広がり抵抗測定法・ホール効果測定
法・接合容量測定法・ＤＬＴＳ法（Deep level spectro
scopy ）・電子スピン共鳴測定法・光吸収測定法・フォ
トルミネッセンス測定法・ＰＴＩＳ法（Photothermal i
onization spectroscopy）・ＯＤＭＲ法（Optically de
tected magnetic resonance ）等を使用して、表面から
の深さ１ｍｍ程度にわたってサーマルドナー量を測定し
て、表面からの深さ１ｍｍ程度サーマルドナープロファ
イルを求める。 ニ．以上のようにして測定したサーマルドナープロファ
イルは図２に示すようになるので、表面サーマルドナー
濃度と深さ１ｍｍ程度において飽和しているサーマルド
ナー濃度とを比較し、この差の大きさにもとづいてシリ
コン単結晶中に含有されていた水素量を決定する。
【００２９】この水素含有量測定法を使用して、本発明
の第１実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施し
て製造したシリコン単結晶と、従来技術に係るシリコン
単結晶の製造方法を実施して製造したシリコン単結晶と
の双方に含まれている水素量を測定したところ、サーマ
ルドナープロファイルは図１に示すようになり、本発明
の第１実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施し
て製造したシリコン単結晶の水素含有量が、従来技術に
係るシリコン単結晶の製造方法を実施して製造したシリ
コン単結晶と比較して格段に少ないことが確認された。
の第１実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施し
て製造したシリコン単結晶と、従来技術に係るシリコン
単結晶の製造方法を実施して製造したシリコン単結晶と
の双方に含まれている水素量を測定したところ、サーマ
ルドナープロファイルは図１に示すようになり、本発明
の第１実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施し
て製造したシリコン単結晶の水素含有量が、従来技術に
係るシリコン単結晶の製造方法を実施して製造したシリ
コン単結晶と比較して格段に少ないことが確認された。
【００３０】第２実施例（請求項３に対応） 従来技術に係るチョクラルスキー法を使用して製造した
シリコンをメルト用原料として、通常の（従来技術に係
る）チョクラルスキー装置を使用してシリコン単結晶を
製造した。
シリコンをメルト用原料として、通常の（従来技術に係
る）チョクラルスキー装置を使用してシリコン単結晶を
製造した。
【００３１】このようにして製造したシリコン単結晶の
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
したところ、第１実施例の場合と同様に、本発明に係る
シリコン単結晶の製造方法を実施して製造したシリコン
単結晶の水素含有量が、従来技術に係るシリコン単結晶
の製造方法を実施して製造したシリコン単結晶と比較し
て格段に少ないことが確認された。
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
したところ、第１実施例の場合と同様に、本発明に係る
シリコン単結晶の製造方法を実施して製造したシリコン
単結晶の水素含有量が、従来技術に係るシリコン単結晶
の製造方法を実施して製造したシリコン単結晶と比較し
て格段に少ないことが確認された。
【００３２】なお、フローティングゾーン法を使用して
製造したシリコンをメルト用原料として、通常のチョク
ラルスキー装置を使用してシリコン単結晶を製造した
が、やはり、従来技術に係るチョクラルスキー法を使用
した場合と比較して、格段に水素含有量が少ないことが
確認された。
製造したシリコンをメルト用原料として、通常のチョク
ラルスキー装置を使用してシリコン単結晶を製造した
が、やはり、従来技術に係るチョクラルスキー法を使用
した場合と比較して、格段に水素含有量が少ないことが
確認された。
【００３３】第３実施例（請求項４に対応） 光励起法を併用して、１，１００℃以下の低い温度でシ
ラン系有機物を水素還元して製造したシリコンをメルト
用原料として、通常のチョクラルスキー装置を使用して
シリコン単結晶を製造した。
ラン系有機物を水素還元して製造したシリコンをメルト
用原料として、通常のチョクラルスキー装置を使用して
シリコン単結晶を製造した。
【００３４】このようにして製造したシリコン単結晶の
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
したところ、第１実施例の場合と同様に、本発明に係る
シリコン単結晶の製造方法を実施して製造したシリコン
単結晶の水素含有量が、従来技術に係るシリコン単結晶
の製造方法を実施して製造したシリコン単結晶と比較し
て格段に少ないことが確認された。
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
したところ、第１実施例の場合と同様に、本発明に係る
シリコン単結晶の製造方法を実施して製造したシリコン
単結晶の水素含有量が、従来技術に係るシリコン単結晶
の製造方法を実施して製造したシリコン単結晶と比較し
て格段に少ないことが確認された。
【００３５】なお、プラズマ励起法を併用したＣＶＤ法
を使用して製造したシリコンをメルト用原料として、通
常のチョクラルスキー装置を使用してシリコン単結晶を
製造したが、やはり、従来技術に係るチョクラルスキー
法を使用した場合と比較して、格段に水素含有量が少な
いことが確認された。
を使用して製造したシリコンをメルト用原料として、通
常のチョクラルスキー装置を使用してシリコン単結晶を
製造したが、やはり、従来技術に係るチョクラルスキー
法を使用した場合と比較して、格段に水素含有量が少な
いことが確認された。
【００３６】第４実施例（請求項５に対応） チョクラルスキー装置全体を窒素ガス中に封入したチョ
クラルスキー装置を製造し、これを使用して、シリコン
単結晶を製造した。
クラルスキー装置を製造し、これを使用して、シリコン
単結晶を製造した。
【００３７】このようにして製造したシリコン単結晶の
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
して、本実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施
して製造したシリコン単結晶の水素含有量が従来技術に
係るチョクラルスキー法を使用した場合と比較して、格
段に少ないことを確認した。
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
して、本実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施
して製造したシリコン単結晶の水素含有量が従来技術に
係るチョクラルスキー法を使用した場合と比較して、格
段に少ないことを確認した。
【００３８】なお、窒素ガスを、酸素ガス、アルゴンガ
ス、または、ヘリウムガスに代えて、同様に封入したチ
ョクラルスキー装置を製造し、これを使用して、シリコ
ン単結晶を製造し、上記と同様、その効果を確認した。
ス、または、ヘリウムガスに代えて、同様に封入したチ
ョクラルスキー装置を製造し、これを使用して、シリコ
ン単結晶を製造し、上記と同様、その効果を確認した。
【００３９】第５実施例（請求項６に対応） チョクラルスキー装置の可動部（結晶回転機構部・ルツ
ボ回転機構部等の回転機構部）と接合部（プルチャンバ
ーと胴体部との接合部）とを窒素ガスをもってシールし
たチョクラルスキー装置を製造し、これを使用して、シ
リコン単結晶を製造した。
ボ回転機構部等の回転機構部）と接合部（プルチャンバ
ーと胴体部との接合部）とを窒素ガスをもってシールし
たチョクラルスキー装置を製造し、これを使用して、シ
リコン単結晶を製造した。
【００４０】このようにして製造したシリコン単結晶の
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
して、本実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施
して製造したシリコン単結晶の水素含有量が従来技術に
係るチョクラルスキー法を使用した場合と比較して、格
段に少ないことを確認した。
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
して、本実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施
して製造したシリコン単結晶の水素含有量が従来技術に
係るチョクラルスキー法を使用した場合と比較して、格
段に少ないことを確認した。
【００４１】第６実施例（請求項７に対応） 図３参照 底部近傍が網とされている石英円筒１をルツボ２中に入
れ、円筒１の外壁とルツボ２の内壁との間に送気管３が
設けられている石英ルツボを有するチョクラルスキー装
置を製造し、送気管３から酸素ガスをメルト４中に吹き
込みながらチョクラルスキー法を実施した。このように
すると、メルト４中の水素は酸素と反応して水蒸気とな
りメルト外に放出されるので、メルト４中の水素量は減
少し、このメルトから製造されるシリコン単結晶中の水
素量は減少する。円筒１を使用する理由はシリコン単結
晶が成長する領域のメルトの表面を揺動させないためで
ある。メルトの表面が揺動すると単結晶は成長しない。
なお、チョクラルスキー法において、メルト上の空間に
はアルゴンガス等が供給されている。本実施例において
は、送気管３によって供給される酸素や装置中で生成さ
れる水蒸気が上記のアルゴンガスに混入することにはな
るが、量的に微量であるから不都合はない。
れ、円筒１の外壁とルツボ２の内壁との間に送気管３が
設けられている石英ルツボを有するチョクラルスキー装
置を製造し、送気管３から酸素ガスをメルト４中に吹き
込みながらチョクラルスキー法を実施した。このように
すると、メルト４中の水素は酸素と反応して水蒸気とな
りメルト外に放出されるので、メルト４中の水素量は減
少し、このメルトから製造されるシリコン単結晶中の水
素量は減少する。円筒１を使用する理由はシリコン単結
晶が成長する領域のメルトの表面を揺動させないためで
ある。メルトの表面が揺動すると単結晶は成長しない。
なお、チョクラルスキー法において、メルト上の空間に
はアルゴンガス等が供給されている。本実施例において
は、送気管３によって供給される酸素や装置中で生成さ
れる水蒸気が上記のアルゴンガスに混入することにはな
るが、量的に微量であるから不都合はない。
【００４２】このようにして製造したシリコン単結晶の
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
して、本実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施
して製造したシリコン単結晶の水素含有量が従来技術に
係るチョクラルスキー法を使用した場合と比較して、格
段に少ないことを確認した。
水素含有量を、上記の水素含有量測定法を使用して測定
して、本実施例に係るシリコン単結晶の製造方法を実施
して製造したシリコン単結晶の水素含有量が従来技術に
係るチョクラルスキー法を使用した場合と比較して、格
段に少ないことを確認した。
【００４３】上記の酸素を窒素に代えると、メルト中の
水素と窒素とが反応してアンモニアとなり、同様にメル
ト中の水素を減少し、このメルトを使用して製造するシ
リコン単結晶中の水素を減少することができる。
水素と窒素とが反応してアンモニアとなり、同様にメル
ト中の水素を減少し、このメルトを使用して製造するシ
リコン単結晶中の水素を減少することができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るシリ
コン単結晶の製造方法においては、上記の作用の項に列
記した水素混入径路のいづれかを遮断することゝされて
いるので、本発明に係るシリコン単結晶の製造方法を使
用して製造したシリコン単結晶中に含有される水素の量
は、従来技術に係るチョクラルスキー法を使用した場合
と比較して、格段に少ない。
コン単結晶の製造方法においては、上記の作用の項に列
記した水素混入径路のいづれかを遮断することゝされて
いるので、本発明に係るシリコン単結晶の製造方法を使
用して製造したシリコン単結晶中に含有される水素の量
は、従来技術に係るチョクラルスキー法を使用した場合
と比較して、格段に少ない。
【００４５】なお、従来不可能であった、水素量の測定
方法（シリコン単結晶に含まれる水素量の測定方法）を
案出したことも注目に値する。
方法（シリコン単結晶に含まれる水素量の測定方法）を
案出したことも注目に値する。
【図１】本発明の効果確認試験の結果を示すグラフであ
る。
る。
【図２】シリコン単結晶に含有される水素量の測定方法
を説明するために描いたサーマルドナープロファイルで
ある。
を説明するために描いたサーマルドナープロファイルで
ある。
【図３】第６実施例に使用するチョクラルスキー装置の
ルツボ近傍の説明図である。
ルツボ近傍の説明図である。
１ 円筒 ２ ルツボ ３ 送気管 ４ メルト
Claims (7)
- 【請求項１】 １，０００℃以上１，４００℃以下の温
度に加熱し、２０℃／分以下の冷却速度で冷却したシリ
コンをメルト用原料に用いたチョクラルスキー法を実施
することを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 - 【請求項２】 前記メルト用原料とされるシリコンは、
径が２ｃｍ以下の塊状体または厚さが２ｃｍ以下の板状
体であることを特徴とする請求項１記載のシリコン単結
晶の製造方法。 - 【請求項３】 チョクラルスキー法またはゾーンメルテ
ィング法を使用して精製したシリコンを再度メルト用原
料に用いたチョクラルスキー法を実施することを特徴と
するシリコン単結晶の製造方法。 - 【請求項４】 光励起法またはプラズマ励起法を併用し
て１，１００℃以下の温度でシラン系有機物を還元して
製造したシリコンを、メルト用原料に用いたチョクラル
スキー法を実施することを特徴とするシリコン単結晶の
製造方法。 - 【請求項５】 窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、ま
たは、ヘリウムガスを使用してシールしたチョクラルス
キー装置を使用することを特徴とするシリコン単結晶の
製造方法。 - 【請求項６】 窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、ま
たは、ヘリウムガスを使用して、可動部及び接合部がシ
ールされたチョクラルスキー装置を使用することを特徴
とするシリコン単結晶の製造方法。 - 【請求項７】 メルト中に、酸素ガスまたは窒素ガスを
吹き込みながら、チョクラルスキー法を実施することを
特徴とするシリコン単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1580293A JPH06227888A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | シリコン単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1580293A JPH06227888A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | シリコン単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06227888A true JPH06227888A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=11898973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1580293A Withdrawn JPH06227888A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | シリコン単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06227888A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997026392A1 (fr) * | 1996-01-19 | 1997-07-24 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Procede pour produire un monocristal de silicium, dont les defauts du cristal sont reduits, et monocristal de silicium produit par ce procede |
| KR100578159B1 (ko) * | 1997-10-17 | 2006-09-11 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 결정결함을거의가지지않는실리콘단결정제조방법,및이에의해제조되는실리콘단결정과실리콘웨이퍼 |
| WO2006126365A1 (ja) * | 2005-05-23 | 2006-11-30 | Sumitomo Titanium Corporation | 多結晶シリコン洗浄方法 |
| JP2008156185A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Sumco Corp | シリコン単結晶製造用原料とその製造方法ならびにシリコン単結晶の製造方法 |
| US7442251B2 (en) | 2005-06-20 | 2008-10-28 | Sumco Corporation | Method for producing silicon single crystals and silicon single crystal produced thereby |
| JP2008297132A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Sumco Corp | シリコン単結晶の製造方法 |
| US7473314B2 (en) | 2005-06-20 | 2009-01-06 | Sumco Corporation | Method for growing silicon single crystal |
| JP2009023851A (ja) * | 2007-07-17 | 2009-02-05 | Sumco Corp | シリコン単結晶製造用原料の製造方法およびシリコン単結晶の製造方法 |
| JP2009179554A (ja) * | 2009-04-27 | 2009-08-13 | Osaka Titanium Technologies Co Ltd | 多結晶シリコン洗浄方法 |
| JP2011121865A (ja) * | 2011-02-18 | 2011-06-23 | Mitsubishi Materials Corp | 衝撃緩和型多結晶シリコン |
| CN109518269A (zh) * | 2017-09-20 | 2019-03-26 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 掺氮单晶硅棒及其生产方法 |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP1580293A patent/JPH06227888A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997026392A1 (fr) * | 1996-01-19 | 1997-07-24 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Procede pour produire un monocristal de silicium, dont les defauts du cristal sont reduits, et monocristal de silicium produit par ce procede |
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| JP2006327838A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Sumitomo Titanium Corp | 多結晶シリコン洗浄方法 |
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|---|---|---|---|
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