JPH07187881A - 単結晶製造装置 - Google Patents
単結晶製造装置Info
- Publication number
- JPH07187881A JPH07187881A JP33242393A JP33242393A JPH07187881A JP H07187881 A JPH07187881 A JP H07187881A JP 33242393 A JP33242393 A JP 33242393A JP 33242393 A JP33242393 A JP 33242393A JP H07187881 A JPH07187881 A JP H07187881A
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- single crystal
- pulling
- screen
- heater
- crucible
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リチャージ方式の単結晶引上装置において、
液はねがなく、単結晶化を良好に行うことのできるサブ
ヒータを提供する。 【構成】 上端部に外向きの環状リムを備えた円筒状の
スクリ―ンを、下端部をるつぼ内の融液充填域近傍に位
置させて、単結晶引上域周囲に配置するとともに、この
スクリ―ンの内側には、単結晶引上域を囲みこのスクリ
ーンの開口に近接して開口した、素材溶解用のサブヒー
タを配設している。
液はねがなく、単結晶化を良好に行うことのできるサブ
ヒータを提供する。 【構成】 上端部に外向きの環状リムを備えた円筒状の
スクリ―ンを、下端部をるつぼ内の融液充填域近傍に位
置させて、単結晶引上域周囲に配置するとともに、この
スクリ―ンの内側には、単結晶引上域を囲みこのスクリ
ーンの開口に近接して開口した、素材溶解用のサブヒー
タを配設している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はチョクラルスキ―法によ
る単結晶製造装置に関するもので、追加チャージ、リチ
ャージ引上げを行うときの素材の溶解に関する。
る単結晶製造装置に関するもので、追加チャージ、リチ
ャージ引上げを行うときの素材の溶解に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一旦引上げを行い粒状ポリシリコ
ンを溶解するまたはロッド状のポリシリコンを再チャー
ジし、単結晶の引上げを行うようにした装置が提案され
ている。このような装置ではメインヒータ以外に、引上
げ部の上方に素材溶解用のサブヒータを配設している。
しかしながらさらに、引上げ中に結晶の熱履歴およびガ
ス流をコントロールする反射板をつけた場合は、引上げ
部の構造が複雑になり、サブヒータを引上げ部のより上
方につけなければならないという制約がある。この場合
素材溶解位置が高くなり、溶解する際に液ハネが激しく
おこり、単結晶化の悪化を生じ、正確な量（重量）をチ
ャージすることができないという欠点があり、炉内品に
付着した場合は、炉内品の劣化がＳｉ浸透により通常よ
り早くなってしまう。
ンを溶解するまたはロッド状のポリシリコンを再チャー
ジし、単結晶の引上げを行うようにした装置が提案され
ている。このような装置ではメインヒータ以外に、引上
げ部の上方に素材溶解用のサブヒータを配設している。
しかしながらさらに、引上げ中に結晶の熱履歴およびガ
ス流をコントロールする反射板をつけた場合は、引上げ
部の構造が複雑になり、サブヒータを引上げ部のより上
方につけなければならないという制約がある。この場合
素材溶解位置が高くなり、溶解する際に液ハネが激しく
おこり、単結晶化の悪化を生じ、正確な量（重量）をチ
ャージすることができないという欠点があり、炉内品に
付着した場合は、炉内品の劣化がＳｉ浸透により通常よ
り早くなってしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、引上げ部
の上方に素材溶解用のサブヒータを配設する構造では、
反射板をセットする場合に引上げ部の構造が複雑にな
り、組み立てや引上げ後の掃除に時間がかかるという問
題がある。
の上方に素材溶解用のサブヒータを配設する構造では、
反射板をセットする場合に引上げ部の構造が複雑にな
り、組み立てや引上げ後の掃除に時間がかかるという問
題がある。
【０００４】また、サブヒータは引上げ部のより上方に
つけなければならないため、溶解位置が高くなり液はね
が起こり、正確な量のチャージができない上、単結晶化
を阻む原因となっていた。
つけなければならないため、溶解位置が高くなり液はね
が起こり、正確な量のチャージができない上、単結晶化
を阻む原因となっていた。
【０００５】さらに引上げ部が通常よりも縦長になり、
引上げ部を収納するチャンバーも縦長にならざるを得な
い。また単結晶引上げ後の形状によってはサブヒータを
収納できないものもある。
引上げ部を収納するチャンバーも縦長にならざるを得な
い。また単結晶引上げ後の形状によってはサブヒータを
収納できないものもある。
【０００６】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、追加チャージ、リチャージ方式の単結晶引上装置に
おいて、液はねがなく、単結晶化を良好に行うことので
きるサブヒータを提供することを目的とする。
で、追加チャージ、リチャージ方式の単結晶引上装置に
おいて、液はねがなく、単結晶化を良好に行うことので
きるサブヒータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、上端
部に外向きの環状リムを備えた円筒状のスクリ―ンを、
下端部をるつぼ内の融液充填域近傍に位置させて、単結
晶引上域周囲に配置するとともに、このスクリ―ンの内
側には、単結晶引上域を囲みこのスクリーンの開口に近
接して開口した、素材溶解用のサブヒータを配設したこ
とを特徴としている。
部に外向きの環状リムを備えた円筒状のスクリ―ンを、
下端部をるつぼ内の融液充填域近傍に位置させて、単結
晶引上域周囲に配置するとともに、このスクリ―ンの内
側には、単結晶引上域を囲みこのスクリーンの開口に近
接して開口した、素材溶解用のサブヒータを配設したこ
とを特徴としている。
【０００８】また本発明の第２では、上端部に外向きの
環状リムを備えた円筒状のスクリ―ンを、下端部をるつ
ぼ内の融液充填域近傍に位置させて、単結晶引上域周囲
に配置するとともに、このスクリ―ンの少なくとも下部
を、発熱体構造とし、素材溶解用のサブヒータを構成し
たことを特徴としている。
環状リムを備えた円筒状のスクリ―ンを、下端部をるつ
ぼ内の融液充填域近傍に位置させて、単結晶引上域周囲
に配置するとともに、このスクリ―ンの少なくとも下部
を、発熱体構造とし、素材溶解用のサブヒータを構成し
たことを特徴としている。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、スクリーンの内側に素材溶
解用のサブヒータが形成されているため、素材の溶解位
置が融液の液面に極めて近く形成され得、液はねを防ぐ
ことができ、炉内品の劣化を防ぎまた引上げ部などの形
状に制限を与えることもない。
解用のサブヒータが形成されているため、素材の溶解位
置が融液の液面に極めて近く形成され得、液はねを防ぐ
ことができ、炉内品の劣化を防ぎまた引上げ部などの形
状に制限を与えることもない。
【００１０】上記第２の構成によれば、スクリーンの少
なくとも下部がサブヒータを構成しているため、素材の
溶解位置が融液の液面に極めて近く形成され得、又融液
の輻射熱でサブヒータのパワーをあまり大きくしなくて
もよい。また液はねを防ぐことができ、又粒状多結晶シ
リコンなど熱伝導度が小さく避けにくいとされている多
結晶シリコンでさえも容易に溶かすことができる上、引
上げ部などの形状に制限を与えることもない。
なくとも下部がサブヒータを構成しているため、素材の
溶解位置が融液の液面に極めて近く形成され得、又融液
の輻射熱でサブヒータのパワーをあまり大きくしなくて
もよい。また液はねを防ぐことができ、又粒状多結晶シ
リコンなど熱伝導度が小さく避けにくいとされている多
結晶シリコンでさえも容易に溶かすことができる上、引
上げ部などの形状に制限を与えることもない。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。
つつ詳細に説明する。
【００１２】実施例１ 第１図に本発明による単結晶の引上装置の一実施例を示
す。
す。
【００１３】この装置は、スクリーン１２の下端部の開
口とほぼ同じレベルに開口を形成するように、このスク
リーン１２の内側に沿って、リチャージのための引上げ
素材溶解用サブヒータ１１を配設したことを特徴とす
る。このサブヒータ１１はグラファイトで構成され、図
２(a) および(b) にその要部拡大図を示すように該スク
リーン１２とほぼ同一断面形状をなし、ミアンダ状とな
るように切り欠けＣが形成され、かつ電極１６によって
給電され発熱するようになっている。またスクリ―ン同
様断熱筒８の上端部に固定されている。
口とほぼ同じレベルに開口を形成するように、このスク
リーン１２の内側に沿って、リチャージのための引上げ
素材溶解用サブヒータ１１を配設したことを特徴とす
る。このサブヒータ１１はグラファイトで構成され、図
２(a) および(b) にその要部拡大図を示すように該スク
リーン１２とほぼ同一断面形状をなし、ミアンダ状とな
るように切り欠けＣが形成され、かつ電極１６によって
給電され発熱するようになっている。またスクリ―ン同
様断熱筒８の上端部に固定されている。
【００１４】他の部分については通常の単結晶引上げ装
置と同様に構成されている。すなわち、チャンバ―１の
上部にはプルチャンバ―２が設けられており、チャンバ
―１の下部中央開口からは、上下に移動可能に回転軸３
が挿入され、さらにこの回転軸３上端には、カ―ボン製
の保護体４が固定されており、内部の石英るつぼ５を保
護している。
置と同様に構成されている。すなわち、チャンバ―１の
上部にはプルチャンバ―２が設けられており、チャンバ
―１の下部中央開口からは、上下に移動可能に回転軸３
が挿入され、さらにこの回転軸３上端には、カ―ボン製
の保護体４が固定されており、内部の石英るつぼ５を保
護している。
【００１５】上記保護体４の外周には、円筒状のカ―ボ
ンヒ―タ６からチャンバ―１への輻射を遮るためのカ―
ボン断熱部材７と、さらにそれを遮断するためのカ―ボ
ンフェルトでできた断熱筒８が設けられている。
ンヒ―タ６からチャンバ―１への輻射を遮るためのカ―
ボン断熱部材７と、さらにそれを遮断するためのカ―ボ
ンフェルトでできた断熱筒８が設けられている。
【００１６】円筒状のスクリ―ン１２は、上端部に外側
へ向けて設けられた環状リム１３Ａの縁部で、前記断熱
筒８の上端部に固定され、石英るつぼ５の外壁に沿って
降り、下端部が融液面１００近傍に達するように配置さ
れている。そして、この下端部は融液面１００に近接
し、融液面近傍まで成長結晶１４を保護するようになっ
ている。
へ向けて設けられた環状リム１３Ａの縁部で、前記断熱
筒８の上端部に固定され、石英るつぼ５の外壁に沿って
降り、下端部が融液面１００近傍に達するように配置さ
れている。そして、この下端部は融液面１００に近接
し、融液面近傍まで成長結晶１４を保護するようになっ
ている。
【００１７】スクリ―ン１２の石英るつぼ５に面する側
には輻射率の大きな（０．８〜０．５）熱吸収体ＳｉＣ
をコ―ティングしたカ―ボン１２Ａが用いられており、
融液面１００、石英るつぼ５の外壁、ヒ―タ６からの輻
射をうけてそれ自身が高温になるために、融液面１００
より発生してくるＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉの付着は起き
ない。またガスが整流されて効率よく排気される。さら
にまた、形状が円筒形で熱源に近い位置に設けられてい
るため効率よく前記熱源からの輻射熱を遮る。
には輻射率の大きな（０．８〜０．５）熱吸収体ＳｉＣ
をコ―ティングしたカ―ボン１２Ａが用いられており、
融液面１００、石英るつぼ５の外壁、ヒ―タ６からの輻
射をうけてそれ自身が高温になるために、融液面１００
より発生してくるＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉの付着は起き
ない。またガスが整流されて効率よく排気される。さら
にまた、形状が円筒形で熱源に近い位置に設けられてい
るため効率よく前記熱源からの輻射熱を遮る。
【００１８】さらに、スクリ―ン１２の成長結晶側には
カ―ボンフェルト製の断熱体１２Ｂが設けられているた
め、引上げ時には、融液面１００、るつぼ５の外壁、ヒ
―タ６という大きな熱源から成長結晶を効果的に断熱す
る。
カ―ボンフェルト製の断熱体１２Ｂが設けられているた
め、引上げ時には、融液面１００、るつぼ５の外壁、ヒ
―タ６という大きな熱源から成長結晶を効果的に断熱す
る。
【００１９】本装置を用いて、約φ３４０mmで深さ２５
０mmの石英るつぼに多結晶シリコン３０kgを入れ、ヒー
タ５を１オンにして単結晶の引上げを行い、石英るつぼ
の底に融液を残した状態で、とりだす。この後常法によ
り引き上げられ多結晶シリコンとなっている直径約φ１
００mm長さ１１０mmの結晶を引上げ棒にとりつけてセッ
トし、サブヒータ１１をオンにし、６５分間リチャージ
し、この後サブヒータ１１をオフにし、常法により直径
約φ１００mmの単結晶を引上げたところ、長さ約１２５
０mmの単結晶を１．９〜２．０mm／min ．の高速度で再
現性よく得ることができる。
０mmの石英るつぼに多結晶シリコン３０kgを入れ、ヒー
タ５を１オンにして単結晶の引上げを行い、石英るつぼ
の底に融液を残した状態で、とりだす。この後常法によ
り引き上げられ多結晶シリコンとなっている直径約φ１
００mm長さ１１０mmの結晶を引上げ棒にとりつけてセッ
トし、サブヒータ１１をオンにし、６５分間リチャージ
し、この後サブヒータ１１をオフにし、常法により直径
約φ１００mmの単結晶を引上げたところ、長さ約１２５
０mmの単結晶を１．９〜２．０mm／min ．の高速度で再
現性よく得ることができる。
【００２０】また、結晶欠陥も改善され良好な単結晶を
得ることができる。
得ることができる。
【００２１】なお、前記実施例では、スクリーン１２の
内側に所定の間隔をおいてサブヒータ１１を配設した
が、スクリーン１２とサブヒータ１１を一体化し密着さ
せるようにしてもよい。また図３に本発明の第２の実施
例として示すように、スクリーン１２をなくし、サブヒ
ータスクリーン３１をスクリーンと同一形状をなすよう
に配設してもよい。
内側に所定の間隔をおいてサブヒータ１１を配設した
が、スクリーン１２とサブヒータ１１を一体化し密着さ
せるようにしてもよい。また図３に本発明の第２の実施
例として示すように、スクリーン１２をなくし、サブヒ
ータスクリーン３１をスクリーンと同一形状をなすよう
に配設してもよい。
【００２２】さらにストレートタイプの円筒で構成した
第１および第２の実施例に代えて、本発明の第３の実施
例として図４に示すように、スクリーン１１２およびサ
ブヒータ１１１を融液面に対して先端がテーパをなすよ
うに形成してもよい。さらに、また図５は第２の実施例
を第３の実施例と同様に変形しサブヒータスクリーン４
１を形成するようにしたものである。
第１および第２の実施例に代えて、本発明の第３の実施
例として図４に示すように、スクリーン１１２およびサ
ブヒータ１１１を融液面に対して先端がテーパをなすよ
うに形成してもよい。さらに、また図５は第２の実施例
を第３の実施例と同様に変形しサブヒータスクリーン４
１を形成するようにしたものである。
【００２３】加えて、サブヒータの断面形状は図６に示
すようにスパイラル状に形成してもよい。
すようにスパイラル状に形成してもよい。
【００２４】また、スクリ―ンの表面は常に新鮮な不活
性ガスで置換されているために低温であっても融液から
の蒸発物であるＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉにさらされるこ
とがなく、付着物の落下はない。
性ガスで置換されているために低温であっても融液から
の蒸発物であるＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉにさらされるこ
とがなく、付着物の落下はない。
【００２５】また、結晶欠陥も改善され酸素濃度も下げ
ることができ、速度向上及びエネルギ―（電力）の節約
をも可能となった。
ることができ、速度向上及びエネルギ―（電力）の節約
をも可能となった。
【００２６】また、前記実施例において、スクリ―ンと
サブヒータは、若干の空間を隔てて配置される。空間を
隔てることにより、ヒータからスクリ―ンへの熱伝導を
なくし、引上げ時における成長結晶への熱源からの輻射
熱を効果的に遮断できる。ヒータ上部に穴を明けて新鮮
なアルゴンガスをヒータ、スクリ―ン間に送り込めるよ
うにすると、この間隙部は常に清澄に保たれるから、ス
クリ―ン表面が低温であっても融液からの蒸発物である
ＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉにさらされることがなく、した
がって、これらの析出付着物もないからその落下による
単結晶化阻害が起こることもない。
サブヒータは、若干の空間を隔てて配置される。空間を
隔てることにより、ヒータからスクリ―ンへの熱伝導を
なくし、引上げ時における成長結晶への熱源からの輻射
熱を効果的に遮断できる。ヒータ上部に穴を明けて新鮮
なアルゴンガスをヒータ、スクリ―ン間に送り込めるよ
うにすると、この間隙部は常に清澄に保たれるから、ス
クリ―ン表面が低温であっても融液からの蒸発物である
ＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉにさらされることがなく、した
がって、これらの析出付着物もないからその落下による
単結晶化阻害が起こることもない。
【００２７】上記本発明によるいずれの装置において
も、環状リムはヒ―タ、るつぼあるいは融液等からの上
方に向かった一部の熱を、成長結晶の引上域に及ばない
ように遮蔽している。
も、環状リムはヒ―タ、るつぼあるいは融液等からの上
方に向かった一部の熱を、成長結晶の引上域に及ばない
ように遮蔽している。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、良好で信頼性の高いリ
チャージによる単結晶の引上げを行うができ、単結晶化
阻害の要因を減らし生産性を向上させることができる。
チャージによる単結晶の引上げを行うができ、単結晶化
阻害の要因を減らし生産性を向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施例の単結晶引上げ装置を示
す図
す図
【図２】同装置の要部拡大図
【図３】本発明の第２の実施例の単結晶引上げ装置を示
す図
す図
【図４】本発明の第３の実施例の単結晶引上げ装置を示
す図
す図
【図５】本発明の第４の実施例の単結晶引上げ装置を示
す図
す図
【図６】同装置のヒータの変形例を示す図
１ チャンバ― ２ プルチャンバ― ３ 回転軸 ４ カ―ボン製の保護体 ５ 石英るつぼ ６ カ―ボンヒ―タ ７ カ―ボン断熱部材 ８ 断熱筒 １００ 液面
Claims (2)
- 【請求項１】 原料融液を充填したるつぼと、 前記るつぼの周囲に配設され、るつぼ内の原料を溶融し
原料融液を形成する加熱用ヒ―タと、 前記るつぼ内の溶融原料に種結晶を浸漬して単結晶を引
上げる引上機構とを具備した単結晶製造装置において、 上端部に外向きの環状リムを備え、下端部をるつぼ内の
融液充填域近傍に位置させて、単結晶引上域周囲に配置
せしめられた円筒状のスクリ―ンと、 前記スクリ―ンの内側に、単結晶引上域を囲みこのスク
リーンの開口に近接して開口した、素材溶解用のサブヒ
ータを配設したことを特徴とする単結晶製造装置。 - 【請求項２】 原料融液を充填したるつぼと、 前記るつぼの周囲に配設され、るつぼ内の原料を溶融し
原料融液を形成する加熱用ヒ―タと、 前記るつぼ内の溶融原料に種結晶を浸漬して単結晶を引
上げる引上機構とを具備した単結晶製造装置において、 上端部に外向きの環状リムを備え、下端部をるつぼ内の
融液充填域近傍に位置させて、単結晶引上域周囲に配置
するとともに、少なくとも下部を、発熱体構造とし、素
材溶解用のサブヒータを構成した円筒状のスクリ―ンと
を具備したことを特徴とする単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33242393A JPH07187881A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33242393A JPH07187881A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 単結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07187881A true JPH07187881A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18254808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33242393A Pending JPH07187881A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07187881A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007031235A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶製造装置 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33242393A patent/JPH07187881A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007031235A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶製造装置 |
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