JPH07206583A - 不純物添加シリコン単結晶の育成方法 - Google Patents

不純物添加シリコン単結晶の育成方法

Info

Publication number
JPH07206583A
JPH07206583A JP1320394A JP1320394A JPH07206583A JP H07206583 A JPH07206583 A JP H07206583A JP 1320394 A JP1320394 A JP 1320394A JP 1320394 A JP1320394 A JP 1320394A JP H07206583 A JPH07206583 A JP H07206583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
crystal
impurity
dislocation
seed crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1320394A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3141975B2 (ja
Inventor
Takuya Tsuruta
卓也 鶴田
Masato Imai
正人 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Techxiv Corp
Original Assignee
Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=11826604&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH07206583(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Komatsu Electronic Metals Co Ltd filed Critical Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Priority to JP06013203A priority Critical patent/JP3141975B2/ja
Publication of JPH07206583A publication Critical patent/JPH07206583A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3141975B2 publication Critical patent/JP3141975B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 CZ法またはFZ法を用いて不純物添加量の
多いシリコン単結晶、特に大口径のシリコン単結晶を無
転位の状態で育成することができるようにする。 【構成】 添加する不純物の原子とシリコン原子との相
互サイズ効果の絶対値が大きいほど、シリコン単結晶の
格子定数の変化量が大きくなる。そして、育成単結晶と
種結晶との格子定数の差すなわち格子不整合率が大きい
場合に、育成単結晶に転位が発生しやすい。そこで、育
成しようとする単結晶と同程度の濃度の不純物を含む無
転位単結晶を種結晶として用いることにより、種結晶の
格子定数を育成単結晶の格子定数に近似させることがで
きるので、育成単結晶と種結晶との格子不整合率が小さ
くなり、高濃度の不純物を添加したシリコン単結晶を無
転位の状態で育成することができる。育成単結晶と種結
晶との格子不整合率は0.01%以下とすることが望ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不純物添加シリコン単
結晶の育成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子の基板には主としてシリコン
単結晶が用いられているが、前記単結晶の育成方法とし
てチョクラルスキー法(以下CZ法という)やフローテ
ィングゾーン法(以下FZ法という)が知られている。
CZ法では、るつぼに入れた原料多結晶を抵抗加熱また
は高周波誘導加熱などによって融液とし、この融液に種
結晶を浸漬させてなじませた後、るつぼおよび種結晶を
回転させつつ前記種結晶をゆっくり引き上げて円柱状の
単結晶を成長させる。またFZ法は、原料多結晶棒と種
結晶とを垂直に保持し、高周波誘導加熱コイルなどを用
いて前記原料多結晶棒の一端を種結晶に融着した後、原
料多結晶棒を回転させつつ前記加熱コイルを移動するこ
とにより帯域溶融させて単結晶化を行う。これらの方法
は、いずれも種結晶と同一の結晶軸を持ったバルク結晶
を育成するものである。そして、溶融原料に不純物を添
加することによって、育成単結晶の電気的性質を制御す
ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記溶
融原料に不純物を添加した場合、その添加量にほぼ比例
して育成単結晶の格子定数が変化する。そして、育成す
る単結晶と種結晶との格子定数に差がある場合、すなわ
ち育成単結晶と種結晶との格子不整合率が大きい場合に
は種結晶と育成単結晶との接合部に欠陥を生じ、単結晶
の成長に伴って転位が発生しやすくなる。従って、不純
物を含まない無転位のシリコン単結晶、あるいは不純物
濃度の低い無転位のシリコン単結晶を種結晶として用い
た場合、育成単結晶に添加される不純物量が多いほど種
結晶と育成単結晶との格子不整合率が大きくなり、無転
位単結晶の育成が困難になる。また、育成単結晶の直径
が大きくなるほど前記欠陥が発達しやすい。本発明は上
記従来の問題点に着目してなされたもので、CZ法また
はFZ法を用いて不純物添加量の多いシリコン単結晶、
特に高濃度の不純物を添加する大口径のシリコン単結晶
を無転位の状態で育成することができるような、不純物
添加シリコン単結晶の育成方法を提供することを目的と
している。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る不純物添加シリコン単結晶の育成方法
は、CZ法またはFZ法による不純物添加シリコン単結
晶の育成において、育成する単結晶と同程度の濃度の不
純物を含む無転位単結晶を種結晶として用い、前記育成
単結晶と種結晶との格子不整合率を小さくすることによ
り無転位単結晶を得る構成とした。
【0005】
【作用】上記構成によれば、CZ法またはFZ法を用い
て不純物添加量の多いシリコン単結晶を育成する場合
に、育成単結晶と種結晶との格子不整合率が大きいと前
記両者の接合部に欠陥が発生して無転位単結晶の成長を
阻害する点に着目し、育成単結晶と種結晶との格子不整
合率を小さくするため、育成単結晶と同程度の濃度の不
純物を添加した無転位単結晶を種結晶として用いること
にしたので、種結晶と育成単結晶との接合部における欠
陥の発生が抑制される。従って、不純物を添加したシリ
コン単結晶、特に大口径のシリコン単結晶を無転位の状
態で育成することができる。
【0006】
【実施例】以下に、本発明に係る不純物添加シリコン単
結晶の育成方法の実施例について説明する。育成する単
結晶の格子定数をLc 、種結晶の格子定数をLs とする
と、前記育成単結晶と種結晶との格子不整合率は次の算
式で表すことができる。 格子不整合率=|(Lc −Ls )/Ls |×100
(%)
【0007】育成単結晶の電気的性質を制御する目的で
原料であるシリコン多結晶に添加するIII ,IV,V 族元
素のほとんどは置換型不純物で、その原子半径ri と相
互サイズ効果εは表1に示す通りである。相互サイズ効
果εは、不純物の原子半径をri 、シリコンの原子半径
をr0 としたとき、ε=(ri −r0 )/r0 で表され
る。前記相互サイズ効果εの絶対値が大きいほど不純物
添加による格子定数の変化量が大きくなる。従って、不
純物を含まないか、または低濃度の不純物を含む無転位
のシリコン単結晶を種結晶として用いた場合、育成単結
晶に添加される不純物量が多くなるほど育成単結晶と種
結晶との格子不整合率が大きくなり、育成単結晶に転位
の発生が起きやすい。しかし、育成する単結晶と同程度
の濃度の不純物を含む無転位単結晶を種結晶として用い
ることにより、種結晶の格子定数を育成単結晶の格子定
数に近似させることができるので、育成単結晶と種結晶
との格子不整合率が小さくなり、高濃度の不純物を添加
したシリコン単結晶を無転位の状態で育成することがで
きる。
【0008】
【表1】
【0009】不純物としてたとえばGeを添加した単結
晶の育成に当たり、育成単結晶と種結晶との格子不整合
率を0.01%以下に抑えた場合は、種結晶と育成単結
晶との接合部における欠陥が起こらず、転位も発生しな
かった。しかし、前記格子不整合率が0.01%を超え
た場合は育成単結晶に転位が発生した。従って、育成単
結晶と種結晶との格子不整合率は0.01%以下とする
ことが望ましい。
【0010】本発明による単結晶の育成方法は、添加物
としてp型半導体とするために添加する不純物であるB
やGaなどのIII 族元素、n型半導体とするために添加
する不純物であるPやSbなどのV 族元素、あるいはG
eのようなIV族元素を添加したシリコン多結晶原料から
無転位単結晶を育成する場合に適用することができる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、C
Z法またはFZ法を用いて不純物添加量の多いシリコン
単結晶、特に大口径のシリコン単結晶を育成する場合
に、無転位単結晶の成長を阻害する原因が育成単結晶と
種結晶との格子不整合率にある点に着目し、前記格子不
整合率を小さくするため、育成しようとする単結晶と同
程度の濃度の不純物を添加した無転位単結晶を種結晶と
して用いることにしたので、種結晶と育成単結晶との接
合部における欠陥の発生が抑制される。従って、不純物
を添加したシリコン単結晶、特に大口径のシリコン単結
晶を無転位の状態で育成することができ、高品質のp型
あるいはn型半導体単結晶の生産性を向上させることが
可能となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チョクラルスキー法またはフローティン
    グゾーン法による不純物添加シリコン単結晶の育成にお
    いて、育成する単結晶と同程度の濃度の不純物を含む無
    転位単結晶を種結晶として用い、前記育成単結晶と種結
    晶との格子不整合率を小さくすることにより、無転位単
    結晶を得ることを特徴とする不純物添加シリコン単結晶
    の育成方法。
JP06013203A 1994-01-11 1994-01-11 不純物添加シリコン単結晶の育成方法 Expired - Fee Related JP3141975B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06013203A JP3141975B2 (ja) 1994-01-11 1994-01-11 不純物添加シリコン単結晶の育成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06013203A JP3141975B2 (ja) 1994-01-11 1994-01-11 不純物添加シリコン単結晶の育成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07206583A true JPH07206583A (ja) 1995-08-08
JP3141975B2 JP3141975B2 (ja) 2001-03-07

Family

ID=11826604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06013203A Expired - Fee Related JP3141975B2 (ja) 1994-01-11 1994-01-11 不純物添加シリコン単結晶の育成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3141975B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073542A1 (fr) * 1999-05-28 2000-12-07 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Monocristal de czochralski dope au ga et son procede de fabrication
US6670036B2 (en) 1998-04-07 2003-12-30 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Silicon seed crystal and method for producing silicon single crystal
US7396406B2 (en) 2004-02-09 2008-07-08 Sumco Techxiv Corporation Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and method
WO2010021272A1 (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Sumco Techxiv株式会社 シリコンインゴット、シリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハの製造方法、並びにシリコンインゴット
EP2639342A1 (en) 2012-03-16 2013-09-18 Siltronic AG Method of manufacturing silicon single crystal

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6670036B2 (en) 1998-04-07 2003-12-30 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Silicon seed crystal and method for producing silicon single crystal
WO2000073542A1 (fr) * 1999-05-28 2000-12-07 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Monocristal de czochralski dope au ga et son procede de fabrication
US6815605B1 (en) 1999-05-28 2004-11-09 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Silicon single crystal and wafer doped with gallium and method for producing them
US7396406B2 (en) 2004-02-09 2008-07-08 Sumco Techxiv Corporation Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and method
WO2010021272A1 (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Sumco Techxiv株式会社 シリコンインゴット、シリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハの製造方法、並びにシリコンインゴット
JP5420548B2 (ja) * 2008-08-18 2014-02-19 Sumco Techxiv株式会社 シリコンインゴット、シリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハの製造方法、並びにシリコンインゴット
US9074298B2 (en) 2008-08-18 2015-07-07 Sumco Techxiv Corporation Processes for production of silicon ingot, silicon wafer and epitaxial wafer, and silicon ingot
EP2639342A1 (en) 2012-03-16 2013-09-18 Siltronic AG Method of manufacturing silicon single crystal

Also Published As

Publication number Publication date
JP3141975B2 (ja) 2001-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0812493A (ja) シリコン単結晶の製造方法
JP2004307305A (ja) シリコン単結晶及び単結晶育成方法
JP3141975B2 (ja) 不純物添加シリコン単結晶の育成方法
JP2833478B2 (ja) シリコン単結晶成長方法
JP6645409B2 (ja) シリコン単結晶製造方法
JP3446032B2 (ja) 無転位シリコン単結晶の製造方法
JPH11130592A (ja) シリコン単結晶の製造方法
JP2795030B2 (ja) 単結晶シリコン棒の製造方法
JP2003246695A (ja) 高濃度にドーピングされたシリコン単結晶の製造方法
JPH11268998A (ja) GaAs単結晶インゴットおよびその製造方法ならびにそれを用いたGaAs単結晶ウエハ
JP3818023B2 (ja) GaAs単結晶の製造方法
CN110036143B (zh) 单晶硅制造方法以及单晶硅晶片
JP3931956B2 (ja) シリコン単結晶の育成方法
TWI282379B (en) Silicon single-crystal wafer manufacturing method, silicon single-crystal wafer, and epitaxial wafer
US20050252442A1 (en) Silicon single crystal and method for growing silicon single crystal
JPS6126591A (ja) 結晶成長方法
JPH01215799A (ja) 半絶縁性GaAs化合物半導体単結晶及びその製造方法
JPH0517196B2 (ja)
JP2001199789A (ja) シリコン単結晶の製造方法
JPH0753294A (ja) シリコン単結晶の成長方法
JPH08756B2 (ja) 無機化合物単結晶の成長方法
JPS62182190A (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
JP3633212B2 (ja) 単結晶成長方法
CN115233292A (zh) 一种低电阻率硅单晶及其制备方法
KR950003430B1 (ko) 더블-도우핑(double-doping)에 의한 p-type GaAs 단결정 성장방법

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071222

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131222

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees