JPH0639352B2 - 単結晶の製造装置 - Google Patents

単結晶の製造装置

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JPH0639352B2
JPH0639352B2 JP62227922A JP22792287A JPH0639352B2 JP H0639352 B2 JPH0639352 B2 JP H0639352B2 JP 62227922 A JP62227922 A JP 62227922A JP 22792287 A JP22792287 A JP 22792287A JP H0639352 B2 JPH0639352 B2 JP H0639352B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体単結晶、特に高純度シリコン単結晶の製
造装置に関し、その品質の向上と製造コストの低減を目
的とする。
〔従来の技術と問題点〕
半導体単結晶、特に高純度シリコン単結晶の製造装置に
は、チョクラルスキー法による単結晶引上法と浮遊帯域
法が主として用いられ、半導体集積回路素子の製造のた
めには前者が多用される。
従来、チョクラルスキー法による単結晶製造は、たとえ
ばその縦断面構造を示す第３図の装置によって行われて
いた。この装置では金属チャンバー１のなかに雰囲気ガ
スとしてアルゴンガス流１２が流入され、排出管１１よ
り排出されるので、金属チャンバー１のなかは極めて高
純度に保持されるはずであるが、実際にはシリコン融液
４と石英るつぼ３との化学反応によって形成される一般
化珪素、金属チャンバー１のなかに設けられる保持材あ
るいは保温部材としてのグラファイト素材たとえばグラ
ファイトサセプター２，グラファイトヒーター６，保温
部材７など（グラファイトフェルトなどが用いられる）
の吸蔵水分や酸素と、同グラファイト素材の高温部たと
えばグラファイトヒーター６，グラファイトサセプター
２の露出部外側面などとの反応により生成される一酸化
炭素、あるいは二酸化炭素、前記雰囲気中に放出された
水分又は酸素とシリコン融体との反応により生成される
一酸化珪素、さらには石英るつぼ３の外側面とグラファ
イトサセプター２の内表面の接触により生成される一酸
化炭素あるいは一酸化珪素等種々の原因による汚染物が
育成される単結晶の結晶乱れを誘引し、炭素濃度を高め
てその品質を劣化するなどの問題を生じていた。炭素は
シリコンと同族の元素であり電気的には不活性であると
されているが、実際にはシリコン結晶中に炭素が混入す
ると、このようなシリコン単結晶から作られた半導体素
子の電気特性が劣化するといわれている。
炭素濃度が0.5ppmを超えるとpn接合の耐圧特性が著しく
低下するので、半導体集積回路素子の素材としても、同
濃度は可能な限り少なくことが要求されている。
金属チャンバー１の中のアルゴンガスに含まれる酸素及
び水分は、必ずしもその源が同チャンバーの中のグラフ
ァイト素材にのみ起因しない。通常シリコン単結晶９を
シリコン融液４より引上げ始める前の各種準備作業にお
いて、最初の段階でグラファイト素材純化のために、空
焼きによってほぼ単結晶引上工程における加熱よりも厳
しく一定時間の熱処理が行われ、グラファイト素材から
の吸蔵水分や酸素の除去が行われるが、限られた時間と
温度のためにその除去が不完全であること及びアルゴン
ガス中の微量成分、金属チャンバー１空間のガス置換の
不充分な部分の残留成分が、アルゴンガス雰囲気を汚染
し上述の各種反応を通じてシリコン融液４、したがって
単結晶９の育成中の結晶乱れの原因となる。主としてシ
リコン融液４から揮発する一酸化珪素は、図の矢印１
６、１７で示される複雑なアルゴンガス流によって上方
に運ばれ、石英るつぼ３上端の冷却部，金属チャンバー
１の上部天井に一酸化珪素がアモルファス微粉体として
析出し、それぞれ層状集合体１８又は塊状集合体１９を
形成し、しばしば落下してシリコン融液４の液面上に落
下し、これが溶融することなくシリコン融液４の強制対
流による攪拌に伴う表面流によって単結晶９の成長界面
外周に到達し、単結晶を乱すことになる。通常引上工程
中は、図の１３及び１４で示されるような単純なガス流
状態はなく、例えば１５，１６のような複雑乱流が形成
され、一酸化珪素の層状集合体１８析出の原因になって
いると思われる。これを防ぐため、金属チャンバー内に
るつぼ，ヒーター、保温部材をおおうプロテクターを設
けて、一酸化珪素の微粉がシリコン融液内に落下するの
を防ぐように構成した装置（特開昭55-113695）、ある
いは石英るつぼに近接してオリフィス調整板を設け、シ
リコン融液表面のガス流を整流し、一酸化珪素の排出を
促進するように構成した引上炉（特開昭57-123890）な
どが開示されているが、まだ満足すべきものではない。
シリコン単結晶基板上に集積電子回路素子が高密度で形
成されるに際し、熱酸化工程でシリコン単結晶基板表面
に生成する積層欠陥（熱酸化誘起積層欠陥といい。ＯＩ
ＳＦと以後略記する。）及びその他微小欠陥は電子回路
素子の特性を劣化させ、集積電子回路素子の製品収量を
著しく低下させる原因となるが、従来法の装置では、特
に問題となるＯＩＳＦを制御するシリコン単結晶の育成
が困難であった。ＯＩＳＦの生成機構の詳細は不明であ
るが、２種類のＯＩＳＦの発生形態がある。これをそれ
ぞれＡ，Ｂとすると、Ａは単結晶棒の外周の約５mmの部
分に発生する集積欠陥で、その密度は平均２０，０００
個／cm2を超え、結晶内部のＡ未発生部分との境界は明
瞭である。
これに対しＢは、その密度はＡと同等もしくはそれより
低く、発生場所はＡの内側から単結晶中央にわたって発
生し、その未発生部分との境界は明瞭でない。Ａは例え
ば高速引上を行うとその発生防止は可能であったが、Ｂ
についてはその発生を制御する方法はこれまでなかっ
た。米国特許第4,330,362号に記載の装置（第４図）は
ポット状ヒートシールド２８をシリコン融液表面に近接
し高速引上を目的とするものであるが、この構造では育
成単結晶棒の炉内における冷却が急速でＯＩＳＦが発生
しやすい。
（発明の目的） 本発明の第１目的は、チョクラルスキー法によってシリ
コン単結晶を引上げる際に、石英るつぼの上端縁又はチ
ャンバーの天井又は内壁への一酸化珪素の析出を制御
し、よってかかる析出物がシリコン融液表面に落下して
単結晶の乱れ現象を防止する単結晶の引上装置を提供す
ることにある。
本発明の第２目的は、チョクラルスキー法によって、シ
リコン単結晶を引上げる際、石英るつぼ内の雰囲気ガス
の流れを整えて、主としてカーボンサセプター，ヒータ
ー及び保温部材中の吸着および／または吸蔵ガスがそれ
ら構成材料との反応によって生成した一酸化炭素ガスに
よるシリコン融液の炭素汚染を防止する単結晶の引上装
置を提供することにある。
本発明の第３目的は、チョクラルスキー法によって、シ
リコン単結晶を引上げる際、シリコン融液及びヒーター
からの輻射熱を遮断し、更に雰囲気ガスによって引上中
の単結晶を強制冷却して、引上速度をいちじるしく増大
することを可能とする単結晶の引上装置を提供すること
にある。
本発明の第４の目的は、半導体素子製造工程でその特性
に悪影響を及ぼすＯＩＳＦの反応の少ない単結晶の育成
を可能とする単結晶の引上装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
以上述べた従来の技術の問題点は本発明の装置によって
解決される。すなわち本発明の要旨とするところは、 (1)結晶融液を保持する石英るつぼ，該石英るつぼを外
部より嵌合保持し、その底部中心に下方より回転軸を固
設したグラファイトサセプター、該サセプターを囲繞す
るグラファイトヒーター，該ヒーターを囲繞する保温部
材、上記各部品，部材を収納する金属水冷チャンバー及
び該チャンバー上部中央の開孔部より外上方に連続する
単結晶棒を引上げるためのサブチャンバーを含む単結晶
の製造装置において、上記チャンバーおよびサブチャン
バーの接合部より、サブチャンバーに気密接合して、育
成中の単結晶を同軸に囲繞し、その下端が上記石英るつ
ぼ内の結晶融液内に近接する耐熱性断熱円筒（２２）
と、上記保温部材の上縁に密接し、その外周にほぼ一致
する外周をもち、その中央に上記耐熱性断熱円筒にほぼ
嵌合する貫通孔をもつドーナツ状の耐熱性断熱板（２
０）とを設けてなることを特徴とする単結晶の製造装置
にある。この場合、 2)上記ドーナツ状の耐熱性断熱板（２０）が石英るつぼ
内の結晶融液の表面から２００mm乃至４００mmに設けら
れ、上記耐熱性断熱円筒（２２）の下端が、石英るつぼ
内の結晶融液の表面から５〜３０mmに設けられ、かつそ
の内径が育成単結晶外径の10mm以上、２倍を超えず、 3)上記耐熱性断熱円筒及びドーナツ状耐熱性断熱板が厚
さ５mm以上５０mm以内のグラファイト又は窒化珪素及び
炭化珪素のいずれか一種で被覆されたグラファイトから
構成され、 4)上記耐熱性断熱板が多層構造をもつことを特徴とす
る。
（構成と作用） 以下本発明の単結晶製造装置の一具体例を示す第１図に
よりその構成と作用効果を説明する。
本発明の装置は、水冷された金属チャンバー１のほぼ中
央に石英るつぼ３が配置され、これはその外側壁及び底
部で嵌合するグラファイトサセプター２によって保持さ
れ、これは更にその底部の中央で回転シヤフト１０によ
り支えられる。グラファイトサセプター２の外側には若
干の間隔を隔ててグラファイトフェルト等からなる保温
部材７がそれぞれ同軸状に配置されている。
チャンバー１にはその天井ほぼ中央に種結晶８をその先
端に固持したシヤフトまたはワイヤーを、更に単結晶９
育成中においてはこれを上方に引上収納するためのサブ
チャンバー５を有しているが、このサブチンバー５とチ
ャンバー１の結合箇所において、耐熱性断熱円筒２２が
気密接続し、同円筒は同軸的に育成引上中の単結晶９を
取り囲み、その先端はシリコン融液面から常に一定距離
に近接して対峙される。更に本発明の装置においては、
上記耐熱性断熱円筒２２のほぼ中央部、結晶融液表面か
ら一定距離でかつその外周が保温部材７の上端水平面端
面にほぼ気密接触し、同保温部材７の外周にほぼ一致
し、内周はできるだけ上記耐熱性断熱円筒２２の外周に
密接する耐熱性断熱板２０を設ける。
耐熱性断熱円筒２２の先端の開孔は単結晶の直径より一
定範囲で大きな直径に選定される。ドーナツ状耐熱性断
熱板２０は特に断熱性が高いことが要求され、内部にグ
ラファイトフェルト等が介在された多層構造が好まし
く、熱伝導率が平均２０kcal/mhr℃以下で、厚さは少な
くとも５mm以上５０mm以下が好ましい。又上記耐熱性断
熱円筒２２との内周側の間隔はできるだけ少ない方が良
く、５mmが限度であることを確認した。
耐熱性断熱板２０の結晶融液表面からの高さは、該耐熱
性断熱板２０の下面２７を、なるべく高温にした方が好
ましいので、シリコン融液４の表面に近い方がよい。し
かし、単結晶引上げ工程の進行のなかで、石英るつぼ３
の上縁端は、該上縁端が最高の位置（通常結晶引上工程
の終了時の位置）に到達した段階で、耐熱性断熱板の下
面２７との間隔が５〜２０mmに設定される必要がある。
これらの条件を満足せしめるためには、該耐熱性断熱板
下面２７の下限はシリコン融液４の表面より約２００mm
の高さに設定される。該耐熱性断板２０のシリコン融液
４の表面よりの高さの上限は該耐熱性断熱板下面２７の
温度を少なくとも１１００℃以上に保持する理由から、
シリコン融液４の表面よりの高さは４００mmを超えては
ならない。該耐熱性断熱板２０の下面２７の温度を高く
設定するために、その内部を多層構造として厚さ方向の
熱伝導率を低くするよう工夫することは合目的である。
多層構造としては、表層部が耐熱性断熱円筒２２と同一
のグラファイトからなり、その内部に特に熱伝導率が低
い耐熱性材料たとえばカーボンフェルトの多層体をサン
ドウィッチ構造で挿入するのが良い。該耐熱性断熱板２
０の上面は、必ずしも上記グラファイトで被覆されるこ
とを必要としないが、カーボンフェルト自身はその表面
から粉塵が発生するので雰囲気ガスに直接触れるのは好
ましくない。
図には、このほかにガス流が矢印で示され、特にドーナ
ツ状耐熱性断熱板２０の下面２７は問題になるのでこれ
が指定されている。
本発明の作用効果を次に説明する。図においてまず石英
るつぼ３のなかに高純度シリコン多結晶塊を充填し、次
いで内部を減圧して高純度アルゴンガスにより内部空気
を完全置換する。所定の電力がグラファイトヒーター６
に印加され、シリコン融液４を形成し種結晶８を下降さ
せシリコン融液４に浸漬する。シリコン融液４の温度を
種結晶８と熱平衡となるようグラファイトヒーター６の
電力を調節し、次いで種結晶８を引上げ、その先端にシ
リコン単結晶棒を固化成長させる。種結晶８をシリコン
融液４に浸漬する時点の前後から種結晶８及び石英るつ
ぼ３を互いに逆方向に所定のプログラムで回転する。
サブチャンバー５から流入した高純度アルゴンガスは、
育成中の単結晶９と耐熱性断熱円筒２２（材質は高純度
のグラファイト又はＳｉＣコーティングしたものが用い
られる）の内壁との間のドーナツ状の空間を通って流
れ、シリコン融液４の表面に到達後ガス流２４，２５，
２６を経てチャンバー１の系外に排出される。ここで耐
熱性断熱円筒２２の先端はシリコン融液４の表面から５
〜３０mmに位置し、又当該先端開孔部と育成中の単結晶
９との間隔は直径で１０mm以上大きく最高1.5倍を超え
ないのが好ましい。
本発明の装置によれば、アルゴンガスは単結晶９育成中
のガス流２４，２５，２６として系外に排出され、重要
なことは耐熱性断熱円筒２２，シリコン融液４表面及び
石英るつぼ３で囲まれた空間で乱流が発生せず、シリコ
ン融液４表面から発生した一酸化珪素は更にアルゴンガ
スによって搬送されアルゴンガス流２５によって搬出さ
れる。ここで従来ならば石英るつぼ３の上端縁で一酸化
珪素が析出し、その微粒子の集合体として析出するが、
本発明の装置によれば十分な流速及び加熱と逆流防止に
より、上記一酸化珪素の微粒子集合体の付着は起きな
い。又一酸化珪素を搬送するアルゴンガス流２５の一部
は耐熱性断熱板２０の下面２７及び耐熱性断熱円筒２２
の外表面に触れるが、グラファイトヒーター６及びシリ
コン融液４の表面からの輻射熱によって充分に高温にな
るので、一酸化珪素の析出はない。又もし仮にシリコン
融液４表面に一酸化珪素微粒子が落下しても、耐熱性断
熱円筒２２の先端から吹き出すガスによって上記一酸化
珪素微粒子は単結晶の成長界面外周から遠ざけられ、さ
らには溶融蒸発して無害とすることができる。
又従来法によればしばしば炭素汚染があったが、本発明
装置によれば、アルゴンガスをガス流２４，２５，２６
に示すように、逆流がなく充分な流速で流すことができ
るので、炭素汚染を防止することができる。この装置で
は、耐熱性断熱板２０の下面２７，耐熱性断熱円筒２２
の内外面がグラファイトからなる場合炭素汚染が考えら
れるが、実際には雰囲気中の酸素又は水分量が充分低く
抑えられるので、炭素汚染は問題とならぬよう低くする
ことができる。もちろん表面をＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４等
でコーティングすることは一層好ましい。
又以上の効果と同時に引上速度をいちじるしく増大する
ことができる。通常たとえば６″のシリコン単結晶が引
上げられる場合には、高々引上速度は1.0mm/minである
が、これを２倍にすることもできる。
この場合耐熱性断熱円筒２２は、例えば厚さが５〜１０
mmのグラファイトでも良いし、耐熱性断熱板２０のよう
にグラファイトフェルトを中在させた多層構造としてそ
の伝熱抵抗を高めるのも良い。引上速度が増大できるの
は、成長界面からの熱を除きできるだけ成長界面のシリ
コン融液側の温度勾配を大きくすることにあるが、これ
には耐熱性断熱円筒２２によるシリコン融液及びグラフ
ァイトヒーター６からの輻射熱の遮断とアルゴンガスに
よる冷却が役立っている。
最後に本発明の大きな作用効果として、本発明の装置に
よって以上の作用効果と同時にＯＩＳＦの発生の少ない
シリコン単結晶の育成が可能となることがあげられる。
本発明の単結晶製造装置を用いることによって、育成単
結晶の品質を向上させ、ＯＩＳＦの発生を防止できる。
シリコン単結晶基板は、例えば半導体電子素子回路の製
造工程において、必ず熱酸化を受けＯＩＳＦを発生す
る。かかる熱酸化処理後のシリコン表面に形成される積
層欠陥及びその他微小欠陥は、このシリコン表面近傍に
形成される半導体素子例えばトランジスタの電気特性を
劣化させ、特に高集積度の半導体電子素子回路の製品収
率を低下させる。
かかる熱酸化後のシリコン表面の積層欠陥を防止するた
めに、シリコン基板表面の微小機械歪，熱処理過程での
点欠陥の凝集或いはＮａによる表面汚染など、種々の発
生原因についての研究が行われ多数の報告がある。又シ
リコン基板の結晶方位にも影響があり、特に１００方向
に発生が多いことも知られている。更に最近の研究によ
れば、シリコン基板中の酸素が原因となるいわゆる微小
欠陥に注目し、高温におけるアウトディフュージョンに
より、シリコン基板表面に酸素欠乏層を酸化前に意図的
に作る技術レベルまでに発展した。このようにしてシリ
コン単結晶基板表面の熱酸化による積層欠陥をいちじる
しく低密度にすることに成功するようになったが、単結
晶製造装置の構造および／またはその引上条件によっ
て、かかるＯＩＳＦがシリコン基板表面に依然として高
密度で発生し、半導体電子素子回路の特性を劣化させ、
その製品収率に悪影響を与えることが、本発明者の実験
によって確かめられた。
本発明者は、更に米国特許第4,330,362号のポット状ヒ
ートシールドを用いる実験によって、Ａの発生防止は、
単結晶の引上速度によって制御可能であるが、Ｂの発生
防止が不可能であることがわかった。
これらの実験効果を第５図に示す。
次に本発明によって同様な実験を行ったところ、Ｂにつ
いてこの発生をほとんどゼロとすることができた。本発
明の装置によって引上げられた単結晶のＢは、前記ポッ
ト状ヒートシールドの場合に比較して発生密度をいちじ
るしく低減することが可能であった。これらの実験結果
を第２図に示す。
以上のＡ，Ｂ２種のＯＩＳＦの形成と消滅の機構につい
て、充分な解明はなされていないが、前記ポット状ヒー
トシールドを用いても、また本発明の耐熱性断熱板２０
及び耐熱性断熱円筒２２を用いても、高引上速度でＡは
消滅するが、Ｂは本発明の装置によってのみ低減できる
ことから、次のように推論される。
高い引上速度では、引上方向の温度勾配は比較的低勾配
に保持され、これがＡの発生を低減する理由となるが、
引上中の単結晶棒が或る限度を超えて急冷されると、高
温で存在する多数の点欠陥は、そのままトラップされ、
このような単結晶棒から作られた単結晶基板を熱酸化し
たときに、残存する点欠陥がそれぞれ積層欠陥に成長す
るため、Ｂは本発明の装置の場合に発生をほとんどゼロ
にできるのに対し、ポット状ヒートシールドの場合は、
著しく高密度で発生するのである。本発明では耐熱性断
熱円筒が引上単結晶を囲繞して、シリコン融液近傍から
耐熱性断熱板２０を超え、金属チャンバー１とサブチャ
ンバー５との接合部に密着していることが、Ｂの発生防
止に有利となっていると考えられる。これはポット状ヒ
ートシールドの構造と比較することによって自明であ
る。前記米国特許の場合は、引上中の単結晶棒がその引
上の過程でポット状ヒートシールドを超えた時、単結晶
棒表面は、水冷ジャケットによって低温に保たれている
金属チャンバー内面に直接露出するので、急冷されるこ
とがその原因の一つと考えられるのに対し、本発明は例
えばグラファイトの円筒で熱遮蔽されているのでこのよ
うなことはない。またグラファイトよりなる耐熱性断熱
円筒も下部からの伝熱で７５０〜８５０℃に加熱され
る。単結晶引上中、特にその外側表面及びその近傍と内
部では、冷却され方が異なり、内部はかなり高温に維持
されている。前記米国特許の場合には、そのポット状ヒ
ートシールドを超えた時点で、結晶棒の内部がいちじる
しく急冷されるため、Ｂの発生につながる。このように
急冷されると、結晶内部に熱応力が大きくなるが、これ
もＢの発生に関係がないとは言えない。
〔実施例〕
本発明の方法がＯＩＳＦ発生防止に効果があるかどうか
を確認するために次のような引上を行った。
第１図に示したように、直径４５cmの石英るつぼ中にシ
リコン多結晶塊を６０kg充填しリンをドープし高純度カ
ーボン製の耐熱性断熱板２０を置いた後、サブチヤンバ
ー５を閉めた。耐熱性断熱円筒２２をサブチヤンバー５
の上部より下におろし、耐熱性断熱板２０の円孔の中を
通してサブチヤンバー５の凸部に接合した。アルゴンガ
スを５の上部から５０／minの割合で流し炉内の内圧
を５０mbに保った後、ヒーター６で単結晶塊を加熱溶解
して、直径１５５mmで引上方位（１００）のｎ型シリコ
ン単結晶棒を引上げた。ポット状ヒートシールドの効果
と比較するために、米国特許記載のモリブデン製ポット
状ヒートシールド２８を使用して同様な引上を行った。
本発明の方法では、引上中に保温部材７の内壁，耐熱性
断熱板２０の下面、耐熱性断熱円筒２２の石英るつぼ側
は、約１１８０〜１２５０℃の間で加熱され、一酸化珪
素が凝縮付着することがなく、したがって石英るつぼ中
に落下することなく良好な引上結果が得られた。一方米
国特許の場合には、モリブデン製ポット状ヒートシール
ドの環状リム下面に一酸化珪素が多量に凝縮付着し著し
く単結晶化が阻害された。環状リム部の下面を測温した
ところ、１０５０℃と温度が本発明耐熱性断熱板２０よ
りも１００℃以上低温であったためによるもので、本発
明による耐熱性断熱板２０の有効性が確認された。
シリコン単結晶を引上げた後、全長１１０cmの単結晶を
１０cmおきにスライスして0.75mm厚さのウエーハを切り
出し、鏡面研磨し１１５０℃の酸化炉内でスチーム蒸気
を通して炉内で酸化し、室温まで冷却し、弗酸で表面の
酸化膜を除去し、セコエッチ液中に２分間浸して選択エ
ッチングを行い、顕微鏡で表面のＢを調べた。本発明の
方法によるとほぼ０個／cm2であることがわかった。米
国特許の場合では２０，０００個／cm2となることがわ
かった。ＯＩＳＦの分布は外周部より２０mm内側に入っ
た面内に幅３０mmの同心円状をなしており、ドーナツ状
の分布をなしていた。以上のことから本発明はＢの発生
の防止に特に大きな効果を有することがわかった。本発
明の方法によるシリコン単結晶棒のテール側のカーボン
量を赤外線吸収法で調べたところ、検出限界である0.05
ppma以下であることがわかった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、単結晶引上速度を増大し、単結晶乱れ
並びに炭素汚染を防止し、更に半導体棒製造工程の熱酸
化膜の特性を劣化させるＯＩＳＦを実質的に発生させな
いため、単結晶の品質向上とコストダウンを達成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置の縦断面図を、第２図は本発明の
装置の実験結果を、第３図は従来のチヨクラルスキー法
の装置の縦断面図を、第４図は従来のチヨクラルスキー
法の装置の他の例の縦断面図を、第５図は第４図の装置
の実験結果を示す。 １……金属チヤンバー ２……グラファイトサセプター ３……石英るつぼ、４……シリコン融液 ５……サブチヤンバー ６……グラファイトヒーター ７……保温部材，８……種結晶 ９……単結晶，１０……回転シヤフト １１……排出管 １２，１３，１４，１６，１７……ガス流 １５……複雑乱流，１８……層状集合体， １９……塊状集合体，２０……耐熱性断熱板 ２１……間隙，２２……耐熱性断熱円筒 ２３……覗窓，２４〜２６……ガス流 ２７……耐熱性断熱板下面 ２８……ポット状ヒートシールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 孝夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越半 導体株式会社半導体研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−68389（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】結晶融液を保持する石英るつぼ，該石英る
    つぼを外部より嵌合保持し、その底部中心に下方より回
    転軸を固設したグラファイトサセプター、該サセプター
    を囲繞するグラファイトヒーター，該ヒーターを囲繞す
    る保温部材、上記各部品・部材を収納する水冷式金属チ
    ヤンバー及び該チヤンバー上部中央の開孔部より外上方
    に連続する単結晶棒を引上げるためのサブチヤンバーを
    含む単結晶の製造装置において、上記チヤンバー及びサ
    ブチヤンバーの接合部より、サブチヤンバーに気密接合
    して育成中の単結晶を同軸に囲繞し、その下端が上記石
    英るつぼ内の結晶融液面に近接する耐熱性断熱円筒（２
    ２）と、上記保温部材の上縁に密接しその外周にほぼ一
    致する外周をもち、その中央に上記耐熱性断熱円筒にほ
    ぼ嵌合する貫通孔をもつドーナツ状の耐熱性断熱板（２
    ０）とを設けてなることを特徴とする単結晶の製造装
    置。
  2. 【請求項２】上記ドーナツ状の耐熱性断熱板（２０）が
    石英るつぼ内の結晶融液の表面から２００mm乃至４００
    mmに設けられ、上記耐熱性断熱円筒（２２）の下端が、
    石英るつぼ内の結晶融液の表面から５〜３０mmに設けら
    れ、かつその内径が育成単結晶外径の１０mm以上、２倍
    を超えない特許請求の範囲第１項に記載の単結晶の製造
    装置。
  3. 【請求項３】上記耐熱性断熱円筒及びドーナツ状耐熱性
    断熱板が厚さ５mm以上５０mm以内のグラファイト又は窒
    化珪素及び炭化珪素のいずれか一種で被覆されたグラフ
    ァイトから構成される特許請求の範囲第１項または第２
    項に記載の単結晶の製造装置。
  4. 【請求項４】上記耐熱性断熱板が多層構造をもつ特許請
    求の範囲第１項または第３項に記載の単結晶の製造装
    置。
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