JPH0699217B2 - 単結晶成長装置 - Google Patents

単結晶成長装置

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JPH0699217B2
JPH0699217B2 JP1199055A JP19905589A JPH0699217B2 JP H0699217 B2 JPH0699217 B2 JP H0699217B2 JP 1199055 A JP1199055 A JP 1199055A JP 19905589 A JP19905589 A JP 19905589A JP H0699217 B2 JPH0699217 B2 JP H0699217B2
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政孝 渡辺
栄一 町田
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/08Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone
    • C30B13/10Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone with addition of doping materials
    • C30B13/12Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone with addition of doping materials in the gaseous or vapour state
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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、単結晶成長装置に関するもので、さらに詳し
くは、浮融帯法によって単結晶棒を育成するための単結
晶成長装置に関するものである。
[従来の技術] 浮融帯法は、上軸に多結晶棒を、下軸に種結晶を支持さ
せ、その接触部を高周波コイルで加熱溶融する。その
後、多結晶棒および種結晶を回転させながら上下軸を下
降させ、該高周波コイルによって加熱された溶融帯(メ
ルト)を移動させて単結晶を成長させるようにしてい
る。
第4図にはその単結晶成長装置が示されている。
同図において符号1はチャンバを表わしており、このチ
ャンバ1内には、その上軸1aに多結晶棒2aが、下軸1bに
種結晶2bが支持されている。また、チャンバ1内には、
そのほぼ中央に、単巻きで血型の高周波コイル3が配置
されている。
そして、この単結晶成長装置では、上軸1aおよび下軸1b
によって多結晶棒2aおよび種結晶2bを同じ回転速度若し
くは異なる回転速度で回軸させつつ、当該上軸1aおよび
下軸1bを下降させ、メルトを軸線に沿って多結晶側へ順
次に移行させることにより、単結晶を順次に成長させ、
単結晶棒2cを作成するようになっている。
ところで、この単結晶成長装置によって、p型若しくは
n型の所定の抵抗率を持つ単結晶棒2cを育成するにあっ
ては、チャンバ1の下方からドープガス(p型の場合は
B2H6,n型の場合はPH3等)を導入させている。
なお、この単結晶成長装置では、チャンバ1内のガスの
排気は、チャンバ1の上方から行なうようになってい
る。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記のような単結晶成長装置によってp
型若しくはn型の単結晶棒2cを作成した場合、次のよう
な不都合を生じる。
即ち、上記単結晶成長装置にあっては、多結晶棒2aおよ
び単結晶棒2b(両者を総称するときには半導体棒と称す
る)がチャンバ1内に導入されたドープガス雰囲気に曝
されるため、不純物がメルトに直接的に溶け込んで取り
込まれるばかりか、多結晶棒2aの高温部の周面近くにお
いても当該不純物が分解して半導体棒の周面に付着し、
結晶の成長工程中に半導体棒の溶融とともに溶融拡散し
てしまう。
その結果、単結晶棒2cの抵抗率はメルトに直接取り込ま
れた不純物量のみならず、多結晶棒2aに取り込まれたメ
ルトに溶け込んだ不純物量にも依存することとなり、単
結晶棒2cの抵抗率のコントロールが困難となる。
つまり、多結晶棒2aは下側から順次溶融されるため、多
結晶棒2aにおいてはその上部にいくにつれて不純物のド
ープ量が多くなる。多結晶棒2aの上部ほど長くドープガ
ス中に置かれるからである。そのため、作成された単結
晶棒2cにあっては第5図に示すようにそのテール(尾)
側に向けて抵抗率が低くなってしまうという問題があっ
た。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、抵抗率の変
動が小さい単結晶棒を得ることができる単結晶成長装置
を提供することを目的としている。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
[課題を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
即ち、本発明は、上記目的を達成するため、チャンバ内
の上軸に多結晶棒および種結晶のいずれか一方を支持さ
せ、他方の下軸に支持させ、高周波コイルによって多結
晶棒を加熱溶融させると共に、多結晶棒および種結晶を
回転させつつ、その軸線に沿って高周波コイルによって
形成された溶融帯(メルト)を連続的に多結晶側に移行
させ、一方、上記チャンバ内にドープガスを導入し、不
純物ドープの単結晶を育成させるようにした単結晶成長
装置において、上記多結晶棒のメルト以外の部分をドー
プガス雰囲気から隔離するフードを上記チャンバ内に設
け、そのフード内に不活性ガスを流すようにしたもので
ある。
[作用] この発明によれば、単結晶育成中、単結晶棒のメルト以
外の部分はフードによってドープガス雰囲気から隔離さ
れているので、単結晶棒内には不純物は取り込まれな
い。
その結果、実質的に単結晶棒の抵抗率は、メルトから直
接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、そ
れ故、精度の高い抵抗率制御と、その全長にわたって抵
抗率の均一な信頼性の高い単結晶棒が得られることにな
る。
[実施例] 以下、本発明に係る単結晶成長装置の実施例を図面に基
づいて説明する。
第1図には実施例の単結晶成長装置が示されている。
同図において、符号11はチャンバを表わしており、この
チャンバ11内には、回転かつ昇降可能な上軸11aおよび
下軸11bが設けられており、その上軸11aには多結晶棒12
aの一端が、下軸11bには種結晶12bの一端が支持されて
いる。
また、チャンバ11内中央部には、単巻きで皿型の高周波
コイル13が配置されている。
さらに、高周波コイル13の直上には、多結晶棒12aを覆
うフード14が配設されている。このフード14には高周波
コイル13に向かうにつれて狭まるようにテーパが付けら
れている。そして、このフード14内にはアルゴンガス等
の不活性ガスが流せるようになっており、このフード14
内に流した不活性ガスはフード14の下側から多結晶棒12
aとの隙間を通ってフード11内のドープガス雰囲気側へ
流出するようになっている。
このようにして単結晶棒12cを育成すれば下記のような
効果が得られる。
即ち、上記実施例の単結晶成長装置によれば、多結晶棒
12aのメルト以外の部分をドープガス雰囲気から隔離す
るフード14をチャンバ11内に設け、そのフード11内に不
活性ガスを流すようにしてので、単結晶育成中、多結晶
棒12aのメルト以外の部分はフード14によってドープガ
ス雰囲気から隔離されると共に、多結晶棒12a側へのド
ープガスの移行はなく、多結晶棒12a内には不純物は取
り込まれない。
その結果、実質的に単結晶棒12cの抵抗は、メルトに直
接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、そ
れ故、第2図に示すように軸線に沿った方向での抵抗率
変化がない、信頼性の高い単結晶棒12cが得られること
になる。
また、第3図には他の実施例の単結晶成長装置が示され
ている。
この実施例の単結晶成長装置が第1図に示す結晶成長装
置と異なる点はテーパ形状を呈するフード14の下端部が
多結晶棒12aの周面に沿ってかつ当該周面との間に所定
の間隔を保って延びるように円筒状に成形されている点
である。つまり、フード14の全体が漏斗状に成形されて
いる点が第1図のものと異なっている。他の点について
は、同一構成となっているので同一の符号を付しその説
明は省略する。
この実施例の単結晶成長装置によっても第1図に示す単
結晶成長装置におけると同様な効果を得ることができ
る。
さらに、この実施例の単結晶成長装置によれば、フード
14の下端部が円筒状となっているので、不活性ガスの逆
拡散によりドープガスがフード14内に逆流することがな
いので、抵抗率の制御がより容易となる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
例えば、第1図および第3図の実施例の単結晶成長装置
によれば、多結晶棒12a側のみフード14で覆ったが単結
晶棒12c側もフードで覆ってもよい。
また、上記両実施例の単結晶成長装置にあっては、上軸
11aに多結晶12aを、下軸11bに種結晶12bを支持させるよ
うにしたが、反対に、上軸11aに種結晶12bを、下軸11b
に多結晶12aを支持させるようにしてもよい。
[発明の効果] 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりであ
る。
即ち、チャンバ内の上軸に多結晶棒および種結晶のいず
れか一方を支持させ、他方を下軸に支持させ、高周波コ
イルによって多結晶棒を加熱溶融させると共に、多結晶
棒および種結晶を回転させつつ、その軸線に沿って高周
波コイルによって形成された溶融帯を多結晶側に移行さ
せ、一方、上記チャンバ内にドープガスを導入し、不純
物ドープの単結晶を育成させるようにした単結晶成長装
置において、上記多結晶棒のメルト以外の部分をドープ
ガス雰囲気から隔離するフードを上記チャンバ内に設
け、そのフード内に不活性ガスを流すようにしたので、
単結晶育成中、多結晶棒のメルト以外の部分はフードに
よってドープガス雰囲気から隔離され、多結晶棒内には
不純物は取り込まれない。
その結果、実質的に単結晶棒の抵抗は、メルト部分に直
接取り込まれた不純物量のみに依存することとなり、そ
れ故、全長にわたって高精度に制御された抵抗率分布を
示す単結晶棒が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る単結晶成長装置の第1の実施例の
縦断面図、 第2図は第1図の単結晶成長装置によって育成された単
結晶棒の軸線方向に沿った抵抗率変化を示すグラフ、 第3図は本発明に係る単結晶成長装置の第2の実施例の
縦断面図、 第4図は従来の単結晶成長装置の縦断面図、 第5図は従来の単結晶成長装置によって育成された単結
晶棒の軸線方向に沿った抵抗率変化を示すグラフであ
る。 11a……上軸、11b……下軸、12a……多結晶棒、12c……
単結晶棒、13……高周波コイル、14……フード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チャンバ内の上軸に多結晶棒および種結晶
    のいずれか一方を支持させ、他方を下軸に支持させ、高
    周波コイルによって多結晶棒を加熱溶融させると共に、
    多結晶棒および種結晶を回転させつつ、そのメルトを軸
    線に沿って多結晶棒側に順次に移行させ、一方、上記チ
    ャンバ内にドープガスを導入し、不純物ドープの単結晶
    を順次成長させるようにした単結晶成長装置において、
    上記多結晶棒のメルト以外の部分をドープガス雰囲気か
    ら隔離するフードを上記チャンバ内に設け、そのフード
    内に不活性ガスを流すようにしたことを特徴とする単結
    晶成長装置。
JP1199055A 1989-07-31 1989-07-31 単結晶成長装置 Expired - Lifetime JPH0699217B2 (ja)

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JP1199055A JPH0699217B2 (ja) 1989-07-31 1989-07-31 単結晶成長装置
US07/557,784 US5059401A (en) 1989-07-31 1990-07-26 Monocrystal growing apparatus
DE69015057T DE69015057T2 (de) 1989-07-31 1990-07-30 Vorrichtung zur Herstellung eines Monokristalles.
EP90308323A EP0415559B1 (en) 1989-07-31 1990-07-30 Monocrystal growing apparatus

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JPH0365586A JPH0365586A (ja) 1991-03-20
JPH0699217B2 true JPH0699217B2 (ja) 1994-12-07

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ID=16401357

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EP0415559B1 (en) 1994-12-14
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DE69015057D1 (de) 1995-01-26
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