JPH06271385A - 単結晶引上げ装置 - Google Patents
単結晶引上げ装置Info
- Publication number
- JPH06271385A JPH06271385A JP6224993A JP6224993A JPH06271385A JP H06271385 A JPH06271385 A JP H06271385A JP 6224993 A JP6224993 A JP 6224993A JP 6224993 A JP6224993 A JP 6224993A JP H06271385 A JPH06271385 A JP H06271385A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- pulling
- crystal
- pulled
- shaft
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成長結晶の各部位に応じての温度勾配制御が
可能な単結晶引上げ装置における輻射熱遮蔽材の提供。 【構成】 成長単結晶の外周囲を固定して囲繞する円筒
状遮蔽部材であって、同円筒状遮蔽部材の長さ方向の輻
射熱の透過量を順次変化せしめた。遮蔽材として石英を
使用し、長さ方向の部位に応じて透明度を変化させた円
筒状体が好適に使用できる。引上げ単結晶の急冷部を不
透明にして輻射熱を遮蔽して急冷域とし、また、その上
方部を不透明石英で作製して輻射をさえぎって徐冷域と
する。
可能な単結晶引上げ装置における輻射熱遮蔽材の提供。 【構成】 成長単結晶の外周囲を固定して囲繞する円筒
状遮蔽部材であって、同円筒状遮蔽部材の長さ方向の輻
射熱の透過量を順次変化せしめた。遮蔽材として石英を
使用し、長さ方向の部位に応じて透明度を変化させた円
筒状体が好適に使用できる。引上げ単結晶の急冷部を不
透明にして輻射熱を遮蔽して急冷域とし、また、その上
方部を不透明石英で作製して輻射をさえぎって徐冷域と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チョクラルスキー法に
よるシリコン単結晶のような単結晶引上げ装置に関す
る。
よるシリコン単結晶のような単結晶引上げ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】チョクラルスキー法によってＳｉメルト
に種結晶を浸漬して引上げて単結晶を成長させるに際し
て、単結晶の成長速度は固相における温度勾配に大きく
影響される。
に種結晶を浸漬して引上げて単結晶を成長させるに際し
て、単結晶の成長速度は固相における温度勾配に大きく
影響される。
【０００３】通常の単結晶引上げ装置においては、引き
上げられた単結晶はメルト表面、るつぼ、発熱体からの
輻射熱によって熱せられるために、温度勾配が小さくな
り、その分だけ成長速度は小さくなる。
上げられた単結晶はメルト表面、るつぼ、発熱体からの
輻射熱によって熱せられるために、温度勾配が小さくな
り、その分だけ成長速度は小さくなる。
【０００４】この輻射熱による引上げ単結晶への熱影響
を小さくするために、例えば、特開昭６１−６８３８９
号公報には、引上げられる単結晶体の周囲に、上方から
不活性ガスを導入して下方に排出できるようにした水冷
円筒体いわゆるパージチューブを配置することが提案さ
れている。この水冷円筒体は比較的簡単な設置条件の下
で、単結晶に影響する輻射熱は相当に遮断でき、成長単
結晶内に温度勾配を持たせることはできる。このよう
に、水冷円筒体は、結晶の冷却のための効果は大きい
が、設備制約を受け、また、Ｓｉ単結晶は１０００℃以
下の温度域で引上げ中の各部位の冷却速度が５℃／ｍｉ
ｎ以上になると、酸化誘起積層欠陥（ＯＳＦ）や他の結
晶欠陥が発生しやすいという問題がある。
を小さくするために、例えば、特開昭６１−６８３８９
号公報には、引上げられる単結晶体の周囲に、上方から
不活性ガスを導入して下方に排出できるようにした水冷
円筒体いわゆるパージチューブを配置することが提案さ
れている。この水冷円筒体は比較的簡単な設置条件の下
で、単結晶に影響する輻射熱は相当に遮断でき、成長単
結晶内に温度勾配を持たせることはできる。このよう
に、水冷円筒体は、結晶の冷却のための効果は大きい
が、設備制約を受け、また、Ｓｉ単結晶は１０００℃以
下の温度域で引上げ中の各部位の冷却速度が５℃／ｍｉ
ｎ以上になると、酸化誘起積層欠陥（ＯＳＦ）や他の結
晶欠陥が発生しやすいという問題がある。
【０００５】このように、欠陥の発生がなく単結晶の成
長速度を速くするためには、成長の部位に応じての冷却
速度の制御が必要となるが、上記水冷円筒体では部位毎
の制御が困難である。
長速度を速くするためには、成長の部位に応じての冷却
速度の制御が必要となるが、上記水冷円筒体では部位毎
の制御が困難である。
【０００６】このような単結晶引上げに際しての問題を
解決するために、本願出願人は、先に特開平３−８８７
９４号公報において、従来から採用されて来た逆円錐形
の遮蔽材を透明石英で作成し、下端部を黒鉛、セラミッ
クス片で遮蔽することによって、成長結晶の温度勾配を
結晶部位によって制御することを開示した。
解決するために、本願出願人は、先に特開平３−８８７
９４号公報において、従来から採用されて来た逆円錐形
の遮蔽材を透明石英で作成し、下端部を黒鉛、セラミッ
クス片で遮蔽することによって、成長結晶の温度勾配を
結晶部位によって制御することを開示した。
【０００７】この下端部の黒鉛等にて遮蔽した部分は、
ヒーター等からの輻射熱を遮蔽するため、引上げ単結晶
の長さ方向の温度勾配が大きくなり、引上げ速度を大き
くすることが可能となる。また、遮蔽部材を設置した部
分を除くと全体が均一な透明石英からなるため、輻射熱
の遮蔽が殆どなくなり、引上げ単結晶の冷却速度は十分
小さくすることが可能となる。しかし、引上げ単結晶の
長さ方向の温度勾配が小さくなり、引上げ速度を相対的
に低下させるという新たな問題を惹起し、また引上げ単
結晶の微妙な熱履歴制御を困難にする。
ヒーター等からの輻射熱を遮蔽するため、引上げ単結晶
の長さ方向の温度勾配が大きくなり、引上げ速度を大き
くすることが可能となる。また、遮蔽部材を設置した部
分を除くと全体が均一な透明石英からなるため、輻射熱
の遮蔽が殆どなくなり、引上げ単結晶の冷却速度は十分
小さくすることが可能となる。しかし、引上げ単結晶の
長さ方向の温度勾配が小さくなり、引上げ速度を相対的
に低下させるという新たな問題を惹起し、また引上げ単
結晶の微妙な熱履歴制御を困難にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成長
結晶の各部位に応じての温度勾配制御が可能な単結晶引
上げ装置における輻射熱遮蔽材を提供することにある。
結晶の各部位に応じての温度勾配制御が可能な単結晶引
上げ装置における輻射熱遮蔽材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、引上げ単結晶
の外周を同心に囲繞する円筒状熱遮蔽部材を設置し、こ
の円筒状熱遮蔽部材の長さ方向に輻射熱の透過度を順次
変化せしめてなり、引上げ結晶の長さ方向の温度勾配を
変化せしめて単結晶の熱履歴を制御可能としたことを特
徴とする。
の外周を同心に囲繞する円筒状熱遮蔽部材を設置し、こ
の円筒状熱遮蔽部材の長さ方向に輻射熱の透過度を順次
変化せしめてなり、引上げ結晶の長さ方向の温度勾配を
変化せしめて単結晶の熱履歴を制御可能としたことを特
徴とする。
【００１０】円筒状熱遮蔽部材の長さ方向に輻射熱の透
過度を順次変化せしめるための具体的な手段としては、
成長単結晶を囲繞する円筒状熱遮蔽部材を部分的に透明
石英材によって形成し、長さ方向の透明度を順次変化せ
しめ、長さ方向における輻射熱の透過量を変更せしめる
ことができる。
過度を順次変化せしめるための具体的な手段としては、
成長単結晶を囲繞する円筒状熱遮蔽部材を部分的に透明
石英材によって形成し、長さ方向の透明度を順次変化せ
しめ、長さ方向における輻射熱の透過量を変更せしめる
ことができる。
【００１１】
【作用】ヒーター、ルツボ等の加熱体からの輻射熱の透
過度を変更することにより、引上げ単結晶への入熱量を
変化させる。
過度を変更することにより、引上げ単結晶への入熱量を
変化させる。
【００１２】すなわち、輻射熱の透過度が大きい場合は
温度勾配が小さくなり、冷却速度は小さく、徐冷域を形
成する。また、輻射熱の透過度が小さい場合は温度勾配
が大きくなり、冷却速度は大きく、急冷域を形成する。
温度勾配が小さくなり、冷却速度は小さく、徐冷域を形
成する。また、輻射熱の透過度が小さい場合は温度勾配
が大きくなり、冷却速度は大きく、急冷域を形成する。
【００１３】また、成長単結晶を囲繞する円筒状熱遮蔽
部材を部分的に透明石英材によって形成し、長さ方向の
透明度を順次変化せしめることによって、引上げ単結晶
の熱履歴を制御する。この透明度を段階的に変更すれ
ば、微妙な熱履歴制御が可能となる。
部材を部分的に透明石英材によって形成し、長さ方向の
透明度を順次変化せしめることによって、引上げ単結晶
の熱履歴を制御する。この透明度を段階的に変更すれ
ば、微妙な熱履歴制御が可能となる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の円筒状熱遮蔽部材を使用した
単結晶引上げ装置の概要を示す。
単結晶引上げ装置の概要を示す。
【００１５】同図において、単結晶引上げ装置１は、Ｓ
ｉメルトＭを収納したるつぼ２を囲んで発熱体３、イン
ナーシールド４とアウターシールド５の上に設けられた
支持台６に取付けられた円筒状熱遮蔽部材７を有する。
この円筒状熱遮蔽部材７は、部分的に透明な石英材から
形成されて引上げ軸８と引上げ単結晶Ｃを取り囲んで設
けられている。そして、この円筒状熱遮蔽部材７は、引
上げ単結晶Ｃの引上げ域に近い下部分Ｃ1 を囲繞する部
分７１は完全な不透明に形成し、その上方の１０００℃
〜５００℃の結晶の温度部分Ｃ2 を囲繞する部分７２を
透明度が７０％の半透明に、さらに、その上方部の温度
部分Ｃ3 を囲繞する部分７３を透明度が３０％の半透明
に、さらに最上部の５００℃以下の部分Ｃ4 を囲繞する
部分７４を完全透明に形成している。そして、図１に矢
印で示すように、円筒状熱遮蔽部材７内の上方から、５
０〜１００リットル／ｍｉｎのＡｒガスを導入し，円筒
状熱遮蔽部材７の下端よりメルトＭ上から系外に取り出
し、ＳｉＯ、ＣＯ等のガスパージを行いながら、引上げ
軸８の下端に取付けた種結晶ＳをメルトＭ中に浸漬した
のち、引上げ軸８を回転し引上げながら単結晶Ｃを成長
させる。
ｉメルトＭを収納したるつぼ２を囲んで発熱体３、イン
ナーシールド４とアウターシールド５の上に設けられた
支持台６に取付けられた円筒状熱遮蔽部材７を有する。
この円筒状熱遮蔽部材７は、部分的に透明な石英材から
形成されて引上げ軸８と引上げ単結晶Ｃを取り囲んで設
けられている。そして、この円筒状熱遮蔽部材７は、引
上げ単結晶Ｃの引上げ域に近い下部分Ｃ1 を囲繞する部
分７１は完全な不透明に形成し、その上方の１０００℃
〜５００℃の結晶の温度部分Ｃ2 を囲繞する部分７２を
透明度が７０％の半透明に、さらに、その上方部の温度
部分Ｃ3 を囲繞する部分７３を透明度が３０％の半透明
に、さらに最上部の５００℃以下の部分Ｃ4 を囲繞する
部分７４を完全透明に形成している。そして、図１に矢
印で示すように、円筒状熱遮蔽部材７内の上方から、５
０〜１００リットル／ｍｉｎのＡｒガスを導入し，円筒
状熱遮蔽部材７の下端よりメルトＭ上から系外に取り出
し、ＳｉＯ、ＣＯ等のガスパージを行いながら、引上げ
軸８の下端に取付けた種結晶ＳをメルトＭ中に浸漬した
のち、引上げ軸８を回転し引上げながら単結晶Ｃを成長
させる。
【００１６】この際、円筒状熱遮蔽部材７の下方を不透
明、中央を半透明、上方を完全透明に形成しているた
め、引上げ後の結晶の８００℃以下の部位の温度勾配を
４℃／ｍｉｎ以下に維持して結晶欠陥の発生を防止す
る。
明、中央を半透明、上方を完全透明に形成しているた
め、引上げ後の結晶の８００℃以下の部位の温度勾配を
４℃／ｍｉｎ以下に維持して結晶欠陥の発生を防止す
る。
【００１７】図２は、上記図１における円筒状熱遮蔽部
材７と単結晶Ｃとの温度勾配との関係を示す。
材７と単結晶Ｃとの温度勾配との関係を示す。
【００１８】同図において、直径ｄが１３０ｍｍのＳｉ
単結晶Ｃに、その内径Ｄが３００ｍｍの上記円筒状熱遮
蔽部材７を、成長Ｓｉ単結晶の間隔ａを８５ｍｍに、液
面からの高さｈを４０ｍｍに維持して、Ａｒガスを５０
〜１００リットル／ｍｉｎの条件で円筒状熱遮蔽部材７
を通しつつ、単結晶Ｃを１．５ｍｍ／ｍｉｎの引上げ速
度で引き上げた。
単結晶Ｃに、その内径Ｄが３００ｍｍの上記円筒状熱遮
蔽部材７を、成長Ｓｉ単結晶の間隔ａを８５ｍｍに、液
面からの高さｈを４０ｍｍに維持して、Ａｒガスを５０
〜１００リットル／ｍｉｎの条件で円筒状熱遮蔽部材７
を通しつつ、単結晶Ｃを１．５ｍｍ／ｍｉｎの引上げ速
度で引き上げた。
【００１９】この結果、得られた単結晶中の平均ＯＳＦ
密度は１×１０3 個／ｃｍ2 以下できわめて良好であっ
た。
密度は１×１０3 個／ｃｍ2 以下できわめて良好であっ
た。
【００２０】これに対して、比較例として、単に不透明
のパージチューブを同じ条件で使用した結果、得られた
単結晶の平均ＯＳＦ密度は１×１０4 個／ｃｍ2 であっ
た。
のパージチューブを同じ条件で使用した結果、得られた
単結晶の平均ＯＳＦ密度は１×１０4 個／ｃｍ2 であっ
た。
【００２１】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００２２】（１） 雰囲気中の汚染ガスによる影響を
避けながら、成長結晶の部位に応じて徐冷と急冷を同時
に実現できる。
避けながら、成長結晶の部位に応じて徐冷と急冷を同時
に実現できる。
【００２３】（２） 透明石英と不透明石英を任意組み
合わせることによって、比較的微妙な温度調整が可能と
なり、引上げ速度の調整を必要とせずに、結晶内の欠陥
の発生を低減できる。
合わせることによって、比較的微妙な温度調整が可能と
なり、引上げ速度の調整を必要とせずに、結晶内の欠陥
の発生を低減できる。
【図１】 本発明の円筒状熱遮蔽部材を使用した単結晶
引上げ装置の概要を示す。
引上げ装置の概要を示す。
【図２】 本発明の円筒状熱遮蔽部材を使用した場合の
成長結晶の温度勾配との関係を示す。
成長結晶の温度勾配との関係を示す。
１ 単結晶引上げ装置 ２ るつぼ ３ 発熱体 ４ インナーシール
ド ５ アウターシールド ６ 支持台 ７ 円筒状熱遮蔽部材 ７１ 円筒状熱遮蔽部材下部分 ７２，７３ 円筒状熱遮蔽部材の中央部分 ７４ 円筒状熱遮蔽部材の最上部分 ８ 引上げ軸 Ｓ 種結晶 Ｍ メルト Ｃ 単
結晶
ド ５ アウターシールド ６ 支持台 ７ 円筒状熱遮蔽部材 ７１ 円筒状熱遮蔽部材下部分 ７２，７３ 円筒状熱遮蔽部材の中央部分 ７４ 円筒状熱遮蔽部材の最上部分 ８ 引上げ軸 Ｓ 種結晶 Ｍ メルト Ｃ 単
結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 正道 山口県光市大字島田3434番地 ニッテツ電 子株式会社内 (72)発明者 原田 博文 山口県光市大字島田3434番地 ニッテツ電 子株式会社内 (72)発明者 守田 潔 山口県光市大字島田3434番地 ニッテツ電 子株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 引上げ単結晶の外周を同心に囲繞する円
筒状熱遮蔽部材を設置し、該円筒状熱遮蔽部材の長さ方
向に輻射熱の透過度を順次変化せしめてなり、引上げ結
晶の長さ方向の温度勾配を変化せしめて単結晶の熱履歴
を制御可能とした単結晶引上げ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224993A JPH06271385A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 単結晶引上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224993A JPH06271385A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 単結晶引上げ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06271385A true JPH06271385A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13194686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6224993A Withdrawn JPH06271385A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 単結晶引上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06271385A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011057467A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 単結晶引上装置 |
| WO2011067894A1 (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | 信越半導体株式会社 | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
| CN114908422A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-16 | 合肥工业大学 | 锶掺杂六硼化镧单晶及其制备方法 |
-
1993
- 1993-03-22 JP JP6224993A patent/JPH06271385A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011057467A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 単結晶引上装置 |
| WO2011067894A1 (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | 信越半導体株式会社 | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
| JP2011116600A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
| KR20120117768A (ko) * | 2009-12-04 | 2012-10-24 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 단결정 제조 장치 및 단결정 제조 방법 |
| US8858706B2 (en) | 2009-12-04 | 2014-10-14 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Single-crystal manufacturing apparatus and single-crystal manufacturing method |
| DE112010004657B4 (de) * | 2009-12-04 | 2018-01-04 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Einkristall-Herstellungsvorrichtung und ein Einkristall-Herstellungsverfahren |
| CN114908422A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-16 | 合肥工业大学 | 锶掺杂六硼化镧单晶及其制备方法 |
| CN114908422B (zh) * | 2022-06-29 | 2024-06-14 | 合肥工业大学 | 锶掺杂六硼化镧单晶及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |