JPH0723277B2 - 結晶育成装置 - Google Patents
結晶育成装置Info
- Publication number
- JPH0723277B2 JPH0723277B2 JP62277895A JP27789587A JPH0723277B2 JP H0723277 B2 JPH0723277 B2 JP H0723277B2 JP 62277895 A JP62277895 A JP 62277895A JP 27789587 A JP27789587 A JP 27789587A JP H0723277 B2 JPH0723277 B2 JP H0723277B2
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- JP
- Japan
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- raw material
- molten metal
- supply pipe
- crucible
- crystal
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、高純度シリコン単結晶等の製造に用いられる
結晶育成装置に関する。
結晶育成装置に関する。
「従来の技術」 CZ法によるシリコン単結晶の製造においては、結晶引き
上げによる溶湯量減少に伴い、溶湯と石英ルツボとの接
触面積が変化し、ルツボからの酸素溶出量が変化する。
しかし最近では、半導体素子基板としてのシリコン単結
晶に、酸素濃度とドーパント濃度の双方に厳しい許容規
格が設けられており、このため、引き上げられた単結晶
のうち半導体素子として使用可能なのは一部分にしか過
ぎず、原料の歩留まりが悪い問題があった。
上げによる溶湯量減少に伴い、溶湯と石英ルツボとの接
触面積が変化し、ルツボからの酸素溶出量が変化する。
しかし最近では、半導体素子基板としてのシリコン単結
晶に、酸素濃度とドーパント濃度の双方に厳しい許容規
格が設けられており、このため、引き上げられた単結晶
のうち半導体素子として使用可能なのは一部分にしか過
ぎず、原料の歩留まりが悪い問題があった。
そこでこの問題を改善するため、結晶の引き上げ量に応
じて、顆粒状シリコン原料を供給管を通じてルツボ内に
順次供給して溶湯量を一定に保ち、溶湯条件の変化を防
ぐようにした装置が従来より各種提案されている（例え
ば特公昭57-40119号）。
じて、顆粒状シリコン原料を供給管を通じてルツボ内に
順次供給して溶湯量を一定に保ち、溶湯条件の変化を防
ぐようにした装置が従来より各種提案されている（例え
ば特公昭57-40119号）。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしこの種の装置では、原料の落下時に溶湯表面が波
立ち、振動が単結晶の成長部に伝わって転位等の結晶欠
陥を引き起こしてしまう問題があった。そこで対応策の
一つとして、単結晶棒と原料落下部との間に円筒状の仕
切り等を配置することも試みられているが（US−289273
9号、特開昭57-183392号、特開昭61-36197号など）、こ
れらにおいても、仕切り材の内側と外側をつなぐ連通孔
を通って単結晶成長部に伝達される振動がやはり存在
し、効果は完全ではなかった。また、このような仕切り
を設けると、単結晶棒と仕切りとの間隔、および仕切り
とルツボとの間隔をあける必要から、通常よりも大口径
のルツボが要求され、引き上げに必要な溶湯深さを確保
するためにシリコン原料が多量に必要で、仕切りの無い
場合に比べて必然的に原料の歩留まりが低下し、製造コ
ストが高い欠点があった。また、仕切りの表面にシリコ
ン結晶が析出しやすく、結晶成長条件を変化させたり、
場合によっては単結晶成長を阻害するといった問題をも
有している。
立ち、振動が単結晶の成長部に伝わって転位等の結晶欠
陥を引き起こしてしまう問題があった。そこで対応策の
一つとして、単結晶棒と原料落下部との間に円筒状の仕
切り等を配置することも試みられているが（US−289273
9号、特開昭57-183392号、特開昭61-36197号など）、こ
れらにおいても、仕切り材の内側と外側をつなぐ連通孔
を通って単結晶成長部に伝達される振動がやはり存在
し、効果は完全ではなかった。また、このような仕切り
を設けると、単結晶棒と仕切りとの間隔、および仕切り
とルツボとの間隔をあける必要から、通常よりも大口径
のルツボが要求され、引き上げに必要な溶湯深さを確保
するためにシリコン原料が多量に必要で、仕切りの無い
場合に比べて必然的に原料の歩留まりが低下し、製造コ
ストが高い欠点があった。また、仕切りの表面にシリコ
ン結晶が析出しやすく、結晶成長条件を変化させたり、
場合によっては単結晶成長を阻害するといった問題をも
有している。
「問題点を解決する手段」 本発明は上記問題を解決するためになされたもので、溶
湯に多結晶原料を供給する供給管に、原料の溶湯への落
下速度を低下させる減速部を形成したことを特徴とし、
これにより原料落下時の溶湯表面の波立ち・振動を防ぐ
ようにしている。
湯に多結晶原料を供給する供給管に、原料の溶湯への落
下速度を低下させる減速部を形成したことを特徴とし、
これにより原料落下時の溶湯表面の波立ち・振動を防ぐ
ようにしている。
「実施例」 第１図は、本発明に係わる結晶育成装置の一実施例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
図中符号１は炉体、２は断熱材、３は加熱ヒータ、４は
回転軸５の上端に固定された黒鉛サセプタ、６は黒鉛サ
セプタ４にはめ込まれた石英ルツボであり、このルツボ
６の上方には、下端にシードＳを固定した引上ワイヤ７
を昇降する引上機構（図示略）が設けられている。
回転軸５の上端に固定された黒鉛サセプタ、６は黒鉛サ
セプタ４にはめ込まれた石英ルツボであり、このルツボ
６の上方には、下端にシードＳを固定した引上ワイヤ７
を昇降する引上機構（図示略）が設けられている。
以上の構成は従来のものと同様で、本発明の特徴は符号
10に示す原料供給管にある。
10に示す原料供給管にある。
この供給管10は、基端側が原料供給機構（図示略）に連
結された石英製断面円形のもので、炉体壁を貫通して固
定され、炉体１内で下方に屈折し、その下端がルツボ６
の内周面近傍かつ溶湯Ｙの若干上方に位置決めされてい
る。そして、原料供給機構から導入される顆粒状シリコ
ン原料を溶湯Ｙに落とし込む構成となっている。この供
給管10の傾斜部分の内部には、第２図および第３図に示
すように、一定間隔毎に互い違いに石英製の邪魔板11
（減速部）が、それぞれ下方に傾斜した状態で固定され
ている。これら邪魔板11は、その下端縁と管内面との間
に間隙を形成し、これら間隙の最小幅Ｔは、原料顆粒が
容易に通過できる大きさで、かつ適度な減速効果が得ら
れるように考慮された値となっている。また、邪魔板11
の傾斜角度は、供給管10の傾斜角度を考慮した上で、原
料が落下途中で停止せず、しかも溶湯に落下する際の速
度が所定値以下となるように設定されている。
結された石英製断面円形のもので、炉体壁を貫通して固
定され、炉体１内で下方に屈折し、その下端がルツボ６
の内周面近傍かつ溶湯Ｙの若干上方に位置決めされてい
る。そして、原料供給機構から導入される顆粒状シリコ
ン原料を溶湯Ｙに落とし込む構成となっている。この供
給管10の傾斜部分の内部には、第２図および第３図に示
すように、一定間隔毎に互い違いに石英製の邪魔板11
（減速部）が、それぞれ下方に傾斜した状態で固定され
ている。これら邪魔板11は、その下端縁と管内面との間
に間隙を形成し、これら間隙の最小幅Ｔは、原料顆粒が
容易に通過できる大きさで、かつ適度な減速効果が得ら
れるように考慮された値となっている。また、邪魔板11
の傾斜角度は、供給管10の傾斜角度を考慮した上で、原
料が落下途中で停止せず、しかも溶湯に落下する際の速
度が所定値以下となるように設定されている。
上記構成の結晶育成装置によれば、供給管10内を伝わっ
て落下する原料が各邪魔板11に衝突して運動エネルギー
を奪われ、しかも進路を複雑に屈折されるため、溶湯Ｙ
へ落下する際の速度が小さく、溶湯Ｙの波立ちを小さく
することができる。したがって、単結晶の結晶成長部に
振動を与えて転位を引き起こす可能性を小さくでき、欠
陥の少ない良質な単結晶の製造が可能で、原料の歩留ま
りを向上することができる。また、ルツボ内に仕切りを
設けた装置と比較して、小形のルツボが使用できるた
め、ルツボにかかるコストが安価で、原料の残留が少な
く歩留まりが良いうえ、仕切りに結晶が付着するなどの
不都合もない。
て落下する原料が各邪魔板11に衝突して運動エネルギー
を奪われ、しかも進路を複雑に屈折されるため、溶湯Ｙ
へ落下する際の速度が小さく、溶湯Ｙの波立ちを小さく
することができる。したがって、単結晶の結晶成長部に
振動を与えて転位を引き起こす可能性を小さくでき、欠
陥の少ない良質な単結晶の製造が可能で、原料の歩留ま
りを向上することができる。また、ルツボ内に仕切りを
設けた装置と比較して、小形のルツボが使用できるた
め、ルツボにかかるコストが安価で、原料の残留が少な
く歩留まりが良いうえ、仕切りに結晶が付着するなどの
不都合もない。
さらに上記装置では、供給管10内での原料の滞留時間が
延びるので、原料は炉体１内雰囲気により予熱され、原
料投入に伴う溶湯温度変化を低減し、溶湯の不必要な再
結晶を防ぐことができる。
延びるので、原料は炉体１内雰囲気により予熱され、原
料投入に伴う溶湯温度変化を低減し、溶湯の不必要な再
結晶を防ぐことができる。
なお、第４図は上記実施例の変形例を示し、供給管10の
下端に二股管部12を形成したことを特徴とする。こうす
れば、二股管部12との衝突により原料をさらに減速させ
るとともに、原料の落下地点を分散して溶湯Ｙの波立ち
を防ぐ効果が得られる。ただし、この場合は二股管部12
をルツボ６の周方向に向けて配置する必要がある。
下端に二股管部12を形成したことを特徴とする。こうす
れば、二股管部12との衝突により原料をさらに減速させ
るとともに、原料の落下地点を分散して溶湯Ｙの波立ち
を防ぐ効果が得られる。ただし、この場合は二股管部12
をルツボ６の周方向に向けて配置する必要がある。
また、第５図は供給管10を偏平にして邪魔板11を長くし
た変形例を示し、この場合、減速効果を向上するととも
に、原料の滞留時間をさらに延長して加熱効果を高めら
れる。
た変形例を示し、この場合、減速効果を向上するととも
に、原料の滞留時間をさらに延長して加熱効果を高めら
れる。
以上の各実施例は邪魔板11により減速部を構成していた
が、第６図のように壁を交互に反対方向から凹ませて管
内に凸部13を形成した供給管10や、第７図のように管全
体を波形や螺旋状等に屈折させて減速部とした供給管10
も可能で、これらによれば供給管の製造コストが低減で
きる。
が、第６図のように壁を交互に反対方向から凹ませて管
内に凸部13を形成した供給管10や、第７図のように管全
体を波形や螺旋状等に屈折させて減速部とした供給管10
も可能で、これらによれば供給管の製造コストが低減で
きる。
なお、本発明は上記実施例のみに限られず、上記各実施
例の組み合わせや、変形も可能であるし、前述のルツボ
内に仕切りを設ける方法と組み合わせて、より完全な効
果を得ることも可能である。
例の組み合わせや、変形も可能であるし、前述のルツボ
内に仕切りを設ける方法と組み合わせて、より完全な効
果を得ることも可能である。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明の結晶育成装置において
は、供給管に形成した減速部により溶湯へ落下する際の
原料の速度を低下させるので、溶湯の波立ちを小さくす
ることができ、単結晶の結晶成長部に振動を与えて転位
を引き起こす可能性を小さくできる。したがって、欠陥
の少ない良質な単結晶の製造を可能とし、原料の歩留ま
りを向上することができる。
は、供給管に形成した減速部により溶湯へ落下する際の
原料の速度を低下させるので、溶湯の波立ちを小さくす
ることができ、単結晶の結晶成長部に振動を与えて転位
を引き起こす可能性を小さくできる。したがって、欠陥
の少ない良質な単結晶の製造を可能とし、原料の歩留ま
りを向上することができる。
第１図は本発明の一実施例のシリコン結晶育成装置を示
す縦断面図、第２図および第３図は供給管の横断面図お
よび縦断面図である。また、第４図ないし第７図は、本
発明の他の実施例の供給管を示す断面図である。 １……炉体、６……ルツボ、７……引き上げワイヤ、10
……供給管、 （以下、いずれも減速部） 11……邪魔板、12……二股管部、13……凸部。
す縦断面図、第２図および第３図は供給管の横断面図お
よび縦断面図である。また、第４図ないし第７図は、本
発明の他の実施例の供給管を示す断面図である。 １……炉体、６……ルツボ、７……引き上げワイヤ、10
……供給管、 （以下、いずれも減速部） 11……邪魔板、12……二股管部、13……凸部。
Claims (3)
- 【請求項１】多結晶を溶融して溶湯とするルツボと、前
記溶湯に多結晶原料を供給するための供給管と、前記ル
ツボ内の溶湯から単結晶を引き上げる引上機構とを備え
た結晶育成装置において、 前記供給管に、原料の溶湯への落下速度を低下させる減
速部を少なくとも１箇所以上形成したことを特徴とする
結晶育成装置。 - 【請求項２】前記減速部は、供給管内に設けられた邪魔
板により構成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の結晶育成装置。 - 【請求項３】前記減速部は、供給管の一部を屈折して構
成されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の結晶育成装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277895A JPH0723277B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | 結晶育成装置 |
| DE8888118267T DE3865628D1 (de) | 1987-11-02 | 1988-11-02 | Einrichtung zur zuechtung von kristallen. |
| EP88118267A EP0315156B1 (en) | 1987-11-02 | 1988-11-02 | Apparatus for growing crystals |
| US07/521,683 US5080873A (en) | 1987-11-02 | 1990-05-10 | Apparatus for growing crystals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277895A JPH0723277B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | 結晶育成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119594A JPH01119594A (ja) | 1989-05-11 |
| JPH0723277B2 true JPH0723277B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=17589782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62277895A Expired - Lifetime JPH0723277B2 (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | 結晶育成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723277B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147269U (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-11 | ||
| TW503265B (en) * | 1995-12-28 | 2002-09-21 | Mitsubishi Material Silicon | Single crystal pulling apparatus |
| JP4148049B2 (ja) * | 2003-07-15 | 2008-09-10 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 原料供給装置 |
| JP5761491B2 (ja) | 2010-12-24 | 2015-08-12 | 富士ゼロックス株式会社 | 色処理装置及び色処理プログラム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688896A (en) * | 1979-12-22 | 1981-07-18 | Fujitsu Ltd | Growth of single crystal |
| JPS57179095A (en) * | 1981-04-28 | 1982-11-04 | Tohoku Metal Ind Ltd | Method and apparatus for manufacturing single crystal |
-
1987
- 1987-11-02 JP JP62277895A patent/JPH0723277B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688896A (en) * | 1979-12-22 | 1981-07-18 | Fujitsu Ltd | Growth of single crystal |
| JPS57179095A (en) * | 1981-04-28 | 1982-11-04 | Tohoku Metal Ind Ltd | Method and apparatus for manufacturing single crystal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01119594A (ja) | 1989-05-11 |
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Legal Events
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