JPH07277872A - Apparatus for producing semiconductor single crystal - Google Patents
Apparatus for producing semiconductor single crystalInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、連続チャージ法を用い
て均質な半導体単結晶を連続的に製造する半導体単結晶
製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor single crystal production apparatus for continuously producing a homogeneous semiconductor single crystal using a continuous charge method.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子の基板には主として高純度の
単結晶シリコンが用いられているが、この単結晶シリコ
ンの製造方法の一つにチョクラルスキー法(以下CZ法
という)がある。CZ法においては、半導体単結晶製造
装置のチャンバ内に設置したるつぼ軸の上端にるつぼ受
けを介して黒鉛るつぼを載置し、前記黒鉛るつぼ内に収
容した石英るつぼに多結晶シリコンを充填した上、前記
黒鉛るつぼの周囲に設けたヒータによって多結晶シリコ
ンを加熱溶解して融液とする。そして、シードチャック
に取り付けた種子結晶を前記融液に浸漬し、シードチャ
ックおよび黒鉛るつぼを同方向または逆方向に回転しつ
つシードチャックを引き上げて単結晶シリコンを成長さ
せる。2. Description of the Related Art A high-purity single crystal silicon is mainly used for a substrate of a semiconductor element, and one of the methods for producing this single crystal silicon is the Czochralski method (hereinafter referred to as the CZ method). In the CZ method, a graphite crucible is placed on the upper end of a crucible shaft installed in a chamber of a semiconductor single crystal manufacturing apparatus via a crucible receiver, and a quartz crucible housed in the graphite crucible is filled with polycrystalline silicon. The polycrystalline silicon is heated and melted by a heater provided around the graphite crucible to form a melt. Then, the seed crystal attached to the seed chuck is immersed in the melt, and the seed chuck is pulled up while the seed chuck and the graphite crucible are rotated in the same direction or in the opposite direction to grow single crystal silicon.
【0003】近年は半導体ウェーハの直径が大型化し、
8インチを超える大口径ウェーハが要求されるようにな
り、単結晶シリコンの直径も8インチ以上のものが主流
になりつつある。このため単結晶製造装置も大型化し、
1サイクル当たりの処理量が増大する傾向にある。しか
し、単結晶製造装置の大型化に伴って単結晶成長工程に
おける所要時間が長くなるとともに、その前後工程、た
とえば原料多結晶の溶解所要時間や、成長した単結晶シ
リコンを炉外に取り出した後、るつぼ、ヒータ等が清掃
可能な温度に下がるまでの冷却所要時間等も従来に比べ
て長くなっている。これらは単結晶シリコンの生産性を
低下させる要因になる。また石英るつぼは、多結晶シリ
コンの溶解時に加えられる熱負荷によって変形、割れ等
が発生するため、1本の単結晶シリコン引き上げごとに
新品と交換している。In recent years, the diameter of semiconductor wafers has increased,
With the demand for large-diameter wafers exceeding 8 inches, single crystal silicon having a diameter of 8 inches or more is becoming the mainstream. For this reason, the single crystal manufacturing equipment also becomes larger,
The throughput per cycle tends to increase. However, as the size of the single crystal manufacturing apparatus becomes larger, the time required for the single crystal growth step becomes longer, and before and after that, for example, the time required for melting the raw material polycrystal, and after taking out the grown single crystal silicon out of the furnace. The cooling time required for the crucible, the heater, etc. to reach a temperature at which they can be cleaned is longer than before. These are factors that reduce the productivity of single crystal silicon. Further, since the quartz crucible is deformed or cracked due to the heat load applied when the polycrystalline silicon is melted, it is replaced with a new one every time the single crystal silicon is pulled up.
【0004】大口径の単結晶シリコンをCZ法によって
効率よく生産する手段の一つとして、引き上げた単結晶
シリコンの量に応じて原料をるつぼ内に供給し、連続的
に単結晶シリコンを引き上げる連続チャージ法が用いら
れている。図15は連続チャージ法を用いる半導体単結
晶製造装置の一例を模式的に示す部分断面図で、るつぼ
4の周縁部上方に2組の原料供給機構20が設置されて
いる。この原料供給機構20は、チャンバ21の上部か
ら釣支された棒状の多結晶シリコン(以下原料結晶棒と
いう)22を溶解して融液5に滴下させるもので、原料
溶解ヒータ23と、原料溶解ヒータ23を包囲する保護
筒24と、保護筒24の下端に取り付けられた石英製の
供給管25とによって構成されている。前記供給管25
の下端は融液5に浸漬され、落下する液滴による融液5
の振動伝播を防止するとともに、原料供給部と単結晶育
成領域との気相分離を行っている。原料結晶棒22は1
本ずつ交互に前記原料溶解ヒータ23内に吊り降ろさ
れ、片側の原料結晶棒の溶解が完了すると他側の原料結
晶棒を溶解し、連続的に原料の供給が行われる。なお、
26はメインヒータ、27は保温筒、28は引き上げ中
の単結晶シリコン、29はるつぼ軸である。As one of means for efficiently producing large-diameter single crystal silicon by the CZ method, a raw material is supplied into a crucible according to the amount of the pulled single crystal silicon, and the single crystal silicon is continuously pulled up. The charge method is used. FIG. 15 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of a semiconductor single crystal manufacturing apparatus using the continuous charge method, and two sets of raw material supply mechanisms 20 are installed above the peripheral edge of the crucible 4. The raw material supply mechanism 20 melts rod-shaped polycrystalline silicon (hereinafter referred to as raw material crystal rod) 22 supported from the upper part of the chamber 21 and drops it into the melt 5. The raw material melting heater 23 and the raw material melting The protective cylinder 24 surrounds the heater 23 and a quartz supply pipe 25 attached to the lower end of the protective cylinder 24. The supply pipe 25
The lower end of the melt 5 is immersed in the melt 5
Is prevented from being propagated and vapor phase separation between the raw material supply part and the single crystal growth region is performed. Raw material crystal rod 22 is 1
The materials are alternately suspended in the raw material melting heater 23, and when the melting of the raw material crystal rods on one side is completed, the raw material crystal rods on the other side are melted and the raw material is continuously supplied. In addition,
26 is a main heater, 27 is a heat insulating cylinder, 28 is single crystal silicon being pulled up, and 29 is a crucible shaft.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】連続チャージ法を用い
る上記半導体単結晶製造装置においては、従来から下記
の問題点がある。 (1)図15において、るつぼ4はるつぼ軸29の回転
に伴って回転するが、原料供給機構20は静止してい
る。従って、保護筒24の下端に取り付けられた供給管
25も静止したままであるため、るつぼ4とともに回転
する融液5は前記供給管25によって攪拌される。そし
て融液の対流が妨げられて液面振動、融液温度変動を引
き起こし、単結晶シリコンの育成に先立つネック部形成
の際に絞りにくくなったり、無転位結晶化を阻害したり
している。 (2)供給管25の下端を融液5に浸漬させることによ
って、落下する液滴による融液5の振動が単結晶育成領
域に伝播することを防止している。融液5の表面からの
振動伝播は前記供給管25によって遮断されるが、図1
6に示すように液滴落下時の振動は供給管25の下方か
らも伝播して単結晶育成領域に拡がる。引き上げ中の単
結晶が融液5の波動を受けると多結晶化を引き起こす。
従って、供給管25の下端を融液5に浸漬させるだけで
は前記振動伝播を完全に防止することができない。 (3)一連の単結晶育成が終わりに近づき、原料結晶棒
の溶解による原料の供給が終了すると、融液面は次第に
下降し、供給管25の下端は融液面から離脱する。しか
し、融液5は表面張力が大きいため、図17(a)に示
すように前記供給管25の下面に付着して持ち上げられ
る。融液5が持ち上げられる最大高さは約5mmであ
る。更に融液面が下降して供給管25の下面から融液が
離脱したとき、図17(b)に示すように液面振動が発
生する。この液面振動は引き上げ中の単結晶の多結晶化
の原因となる。 (4)供給管25には一般に石英が用いられているが、
この供給管25の融液5内に浸漬される部分は融液5と
反応して次第に浸食される。このような供給管25を用
いた場合、原料結晶棒の溶解による原料の供給が終了
し、融液面が前記供給管25の浸食部まで下降すると、
図18に示すように融液5と供給管25の外周面との接
触角が変化して液面振動が発生する。この液面振動は引
き上げ中の単結晶の多結晶化の原因となる。The above-described semiconductor single crystal manufacturing apparatus using the continuous charge method has the following problems conventionally. (1) In FIG. 15, the crucible 4 rotates with the rotation of the crucible shaft 29, but the raw material supply mechanism 20 is stationary. Therefore, since the supply pipe 25 attached to the lower end of the protection cylinder 24 also remains stationary, the melt 5 rotating with the crucible 4 is agitated by the supply pipe 25. Then, convection of the melt is obstructed to cause liquid surface vibration and melt temperature fluctuation, which makes it difficult to squeeze when forming the neck portion prior to the growth of single crystal silicon, and hinders dislocation-free crystallization. (2) By immersing the lower end of the supply pipe 25 in the melt 5, the vibration of the melt 5 caused by the falling droplets is prevented from propagating to the single crystal growth region. The vibration propagation from the surface of the melt 5 is blocked by the supply pipe 25, as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the vibration at the time of dropping the droplet propagates from below the supply pipe 25 and spreads to the single crystal growth region. When the single crystal being pulled receives the wave motion of the melt 5, it causes polycrystallization.
Therefore, the vibration propagation cannot be completely prevented only by immersing the lower end of the supply pipe 25 in the melt 5. (3) When a series of single crystal growth approaches the end and the supply of the raw material by melting the raw material crystal rod ends, the melt surface gradually descends and the lower end of the supply pipe 25 separates from the melt surface. However, since the melt 5 has a large surface tension, it adheres to the lower surface of the supply pipe 25 and is lifted as shown in FIG. The maximum height at which the melt 5 can be lifted is about 5 mm. When the melt surface further descends and the melt separates from the lower surface of the supply pipe 25, liquid surface vibration occurs as shown in FIG. 17 (b). This liquid level vibration causes polycrystallization of the single crystal during pulling. (4) Although quartz is generally used for the supply pipe 25,
The portion of the supply pipe 25 immersed in the melt 5 reacts with the melt 5 and is gradually eroded. When such a supply pipe 25 is used, when the supply of the raw material by the melting of the raw material crystal rod is completed and the melt surface descends to the eroded portion of the supply pipe 25,
As shown in FIG. 18, the contact angle between the melt 5 and the outer peripheral surface of the supply pipe 25 changes and liquid level vibration occurs. This liquid level vibration causes polycrystallization of the single crystal during pulling.
【0006】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、第1の目的は原料補給機構の下端に取り付
けた供給管による融液の攪拌とそれに伴う融液の対流阻
害を起こさないような半導体単結晶製造装置の提供であ
る。また、第2には溶解した原料結晶棒の液滴の落下時
に発生する融液振動の伝播を防止する半導体単結晶製造
装置の提供を目的とする。本発明の第3の目的は、融液
面が下降して供給管の下端が離脱したときに液面振動を
発生させない半導体単結晶製造装置の提供であり、更に
第4は、浸食された供給管と融液面との接触角の変化に
よって発生する液面振動を未然に防止することができる
ような半導体単結晶製造装置を提供することを目的とし
ている。The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems. A first object of the present invention is to agitate the melt by a supply pipe attached to the lower end of the raw material replenishing mechanism and to hinder the convection of the melt. It is an object of the present invention to provide a semiconductor single crystal manufacturing apparatus. A second object of the present invention is to provide a semiconductor single crystal manufacturing apparatus that prevents the propagation of melt vibration that occurs when the droplets of the melted raw material crystal rod fall. A third object of the present invention is to provide a semiconductor single crystal manufacturing apparatus that does not generate liquid level oscillation when the melt surface descends and the lower end of the supply pipe separates, and fourthly, the eroded supply. An object of the present invention is to provide a semiconductor single crystal manufacturing apparatus capable of preventing liquid surface vibration caused by a change in contact angle between a tube and a melt surface.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、本発明に係る半導体単結晶製造装置は、半導体
単結晶の原料を充填するるつぼと、前記るつぼの周囲に
設置され、るつぼ内の原料を溶解するメインヒータと、
前記るつぼ内の融液に種子結晶を浸漬して単結晶を引き
上げる引き上げ機構とを有し、原料溶解ヒータにより原
料結晶棒を溶解してその液滴を前記るつぼ内に供給する
原料供給機構をるつぼの周縁部上方に備えた半導体単結
晶製造装置において、前記原料溶解ヒータを取り囲む円
筒状の保護筒の下端に取り付ける供給管の下部断面が、
非円形の曲線によって囲まれた形状であることを特徴と
し、下部断面が非円形の曲線によって囲まれた形状であ
る前記供給管を、下部断面の長軸方向がるつぼの回転方
向に対して平行となるように、かつ、るつぼとともに回
転する融液に対する供給管の抵抗が最小となる方向に配
設する構成とした。In order to achieve the first object, a semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to the present invention is a crucible for filling a raw material of a semiconductor single crystal, and a crucible installed around the crucible. A main heater that melts the raw materials inside,
It has a pulling mechanism for immersing a seed crystal in the melt in the crucible and pulling up a single crystal, and a raw material supply mechanism for melting a raw material crystal rod by a raw material melting heater to supply the droplets into the crucible. In the semiconductor single crystal manufacturing apparatus provided above the peripheral portion of, the lower cross section of the supply pipe attached to the lower end of the cylindrical protective cylinder surrounding the raw material melting heater,
The supply pipe whose lower cross section is surrounded by a non-circular curve is characterized in that it has a shape surrounded by a non-circular curve, and the longitudinal direction of the lower cross section is parallel to the rotation direction of the crucible. And a configuration in which the resistance of the supply pipe to the melt rotating with the crucible is minimized.
【0008】つぎに、第2の目的を達成する手段とし
て、本発明に係る半導体単結晶製造装置は、半導体単結
晶の原料を充填するるつぼと、前記るつぼの周囲に設置
され、るつぼ内の原料を溶解するメインヒータと、前記
るつぼ内の融液に種子結晶を浸漬して単結晶を引き上げ
る引き上げ機構とを有し、原料溶解ヒータにより原料結
晶棒を溶解してその液滴を前記るつぼ内に供給する原料
供給機構をるつぼの周縁部上方に備えた半導体単結晶製
造装置において、前記原料溶解ヒータを取り囲む円筒状
の保護筒の下端に取り付ける供給管が、その下端に前記
供給管を閉塞する底板を有し、前記底板に少なくとも1
個の穴を設ける構成とし、あるいは、供給管の軸心に対
して下端を斜めに切断した上、底板によって下端を閉塞
した供給管であって、前記底板に少なくとも1個の穴を
設ける構成としてもよく、供給管の下端に、前記供給管
を閉塞する底板を上下2層に有し、各底板にそれぞれ開
口位置の異なる少なくとも1個の穴を設ける構成として
もよい。更に、これらの供給管を閉塞する底板に設けた
穴が、前記供給管の軸心から外れた位置に設けられてい
ることを特徴としている。Next, as a means for achieving the second object, the semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to the present invention comprises a crucible for filling the raw material of the semiconductor single crystal, and a raw material in the crucible which is installed around the crucible. Having a main heater for melting, and a pulling mechanism for pulling a single crystal by immersing a seed crystal in the melt in the crucible, and melting the raw material crystal rod by the raw material melting heater to drop the droplet in the crucible. In a semiconductor single crystal manufacturing apparatus equipped with a raw material supply mechanism above a peripheral portion of a crucible, a supply pipe attached to a lower end of a cylindrical protective cylinder surrounding the raw material melting heater has a bottom plate closing the supply pipe at its lower end. And at least one on the bottom plate
Or a configuration in which at least one hole is provided in the bottom plate, in which the lower end is obliquely cut with respect to the axis of the supply pipe and the lower end is closed by a bottom plate. Alternatively, a bottom plate for closing the supply pipe may be provided in upper and lower two layers at the lower end of the supply pipe, and each bottom plate may be provided with at least one hole having a different opening position. Further, it is characterized in that holes provided in the bottom plate for closing these supply pipes are provided at positions deviated from the axis of the supply pipes.
【0009】第3の目的を達成する手段として、本発明
に係る半導体単結晶製造装置は、半導体単結晶の原料を
充填するるつぼと、前記るつぼの周囲に設置され、るつ
ぼ内の原料を溶解するメインヒータと、前記るつぼ内の
融液に種子結晶を浸漬して単結晶を引き上げる引き上げ
機構とを有し、原料溶解ヒータにより原料結晶棒を溶解
してその液滴を前記るつぼ内に供給する原料供給機構を
るつぼの周縁部上方に備えた半導体単結晶製造装置にお
いて、前記原料溶解ヒータを取り囲む円筒状の保護筒の
下端に取り付ける供給管の下面を、前記供給管の軸心と
直交しないように斜めに切断する構成とし、このような
構成において、前記供給管の軸方向長さの長い部分と短
い部分との長さの差を5mm以上とし、供給管の下面を
軸心に対して斜めに切断した前記供給管を、前記供給管
の軸方向長さの短い部分がるつぼの内壁に近接するよう
に前記保護筒に取り付けることとした。As a means for achieving the third object, a semiconductor single crystal production apparatus according to the present invention is installed in a crucible for filling a raw material of a semiconductor single crystal and around the crucible, and melts the raw material in the crucible. A raw material having a main heater and a pulling mechanism for pulling a single crystal by immersing a seed crystal in the melt in the crucible, and melting the raw material crystal rod by a raw material melting heater to supply the droplets into the crucible In a semiconductor single crystal manufacturing apparatus provided with a supply mechanism above a peripheral portion of a crucible, a lower surface of a supply pipe attached to a lower end of a cylindrical protective cylinder surrounding the raw material melting heater is not orthogonal to an axis of the supply pipe. The structure is such that the supply pipe is cut obliquely, and in such a structure, the difference in length between the long axial part and the short axial part of the supply pipe is 5 mm or more, and the lower surface of the supply pipe is oblique to the axis. The cut the supply pipe, a short portion of the axial length of the supply pipe was be attached to the protective tube so as to be close to the inner wall of the crucible.
【0010】更に、第4の目的を達成するため、本発明
に係る半導体単結晶製造装置は、半導体単結晶の原料を
充填するるつぼと、前記るつぼの周囲に設置され、るつ
ぼ内の原料を溶解するメインヒータと、前記るつぼ内の
融液に種子結晶を浸漬して単結晶を引き上げる引き上げ
機構とを有し、原料溶解ヒータにより原料結晶棒を溶解
してその液滴を前記るつぼ内に供給する原料供給機構を
るつぼの周縁部上方に備えた半導体単結晶製造装置にお
いて、前記原料溶解ヒータを取り囲む円筒状の保護筒の
下端に取り付ける供給管の周囲に、前記供給管に対して
若干の隙間を保ってこれを取り囲む環状のフロートを設
ける構成とした。Further, in order to achieve the fourth object, a semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to the present invention is provided with a crucible for filling a raw material of a semiconductor single crystal and a crucible surrounding the crucible and melting the raw material in the crucible. Having a main heater and a pulling mechanism for immersing the seed crystal in the melt in the crucible to pull up the single crystal, and melting the raw material crystal rod by the raw material melting heater to supply the droplet into the crucible. In a semiconductor single crystal manufacturing apparatus equipped with a raw material supply mechanism above the peripheral portion of a crucible, a slight gap is provided with respect to the supply pipe around the supply pipe attached to the lower end of a cylindrical protective cylinder that surrounds the raw material melting heater. A ring-shaped float is provided so as to surround and surround it.
【0011】上記第1〜第4の目的を達成するため、保
護筒の下端に取り付ける各供給管および供給管を取り囲
む環状のフロートは、石英または石英の表面に炭化珪素
の被覆を施したもの、あるいは炭化珪素もしくは窒化珪
素からなるものであることを特徴としている。In order to achieve the above first to fourth objects, each supply pipe attached to the lower end of the protective cylinder and the annular float surrounding the supply pipe are made of quartz or quartz whose surface is coated with silicon carbide. Alternatively, it is characterized by being made of silicon carbide or silicon nitride.
【0012】[0012]
【作用】半導体単結晶製造装置において、原料補給機構
の下端に取り付けた供給管による融液の攪拌とそれに伴
う融液対流阻害を防止する上記第1の目的を達成する手
段として、本発明は、供給管の下部を非円形の曲線によ
って囲まれた形状とし、融液に対する抵抗が最小となる
方向に配設することとしたので、るつぼとともに回転す
る融液がこの供給管の両側面を通過しても渦を発生させ
ることがない。従って、融液の対流が妨げられず、供給
管の浸漬による液面振動や融液温度変動を低減させるこ
とができる。In the semiconductor single crystal manufacturing apparatus, the present invention provides a means for achieving the first object of preventing the stirring of the melt by the supply pipe attached to the lower end of the raw material replenishing mechanism and the accompanying inhibition of the melt convection. Since the lower part of the supply pipe has a shape surrounded by a non-circular curve and is arranged in the direction in which the resistance to the melt is minimized, the melt rotating with the crucible passes through both sides of this supply pipe. However, no vortex is generated. Therefore, convection of the melt is not hindered, and it is possible to reduce liquid level vibration and melt temperature fluctuation due to immersion of the supply pipe.
【0013】つぎに、溶解した原料結晶棒の液滴の落下
時に発生する融液の振動伝播を防止する上記第2の目的
を達成する手段としては、供給管の下端を底板で閉塞
し、前記底板に少なくとも1個の穴を設ける構成とし、
あるいは、供給管の下端を斜めに切断した上、底板によ
って下端を閉塞し、前記底板に少なくとも1個の穴を設
ける構成とした。しかも、底板の穴は前記供給管の軸心
から外れた位置に設けたので、このような構造の供給管
を使用することにより、原料液滴の落下時に発生する融
液の振動伝播は、供給管の下方から伝播する振動を含め
てほとんどすべてが前記供給管により遮断される。ま
た、供給管の下端を上下2層の底板で閉塞し、各底板に
それぞれ開口位置の異なる少なくとも1個の穴を設ける
構成とした場合は、前記振動の伝播を完全に遮断するこ
とが可能となる。Next, as a means for achieving the above-mentioned second object of preventing the vibration propagation of the melt generated when the droplets of the melted raw material crystal rod fall, the lower end of the supply pipe is closed by the bottom plate, At least one hole is provided on the bottom plate,
Alternatively, the lower end of the supply pipe is obliquely cut, the lower end is closed by a bottom plate, and at least one hole is provided in the bottom plate. Moreover, since the hole of the bottom plate is provided at a position deviated from the axial center of the supply pipe, by using the supply pipe having such a structure, vibration propagation of the melt generated when the raw material droplets are dropped can be supplied. Almost all, including vibrations propagating from below the tube, are blocked by the supply tube. Further, when the lower end of the supply pipe is closed by upper and lower two-layer bottom plates and each bottom plate is provided with at least one hole having a different opening position, it is possible to completely block the propagation of the vibration. Become.
【0014】融液面が下降して供給管の下面が融液から
離脱するときに発生する液面振動の防止が本発明の第3
の目的であるが、これを達成する手段として、供給管の
下端を斜めに切断する構成とし、前記供給管の軸方向長
さの長い部分と短い部分との長さの差を、融液が供給管
下面に付着して持ち上げられる最大高さ以上、すなわち
5mm以上としたので、表面張力の大きい融液に対する
供給管下端の液切れがよくなる。従って、融液面から前
記供給管が離脱する際、従来のように融液が供給管下面
に付着して持ち上げられることがなくなり、液面振動の
発生防止が可能となる。また、前記供給管の軸方向長さ
の短い部分がるつぼの内壁に近接するように取り付ける
ことにより、るつぼを上昇させた場合に供給管の下面と
るつぼ底面との間に所定の隙間を確保することができ
る。The third aspect of the present invention is to prevent liquid level vibration that occurs when the melt surface descends and the lower surface of the supply pipe separates from the melt.
However, as a means for achieving this, the lower end of the supply pipe is cut obliquely, and the difference in length between the long part and the short part of the axial length of the supply pipe is Since the height is at least the maximum height which can be attached to the lower surface of the supply pipe and lifted, that is, at least 5 mm, the liquid at the lower end of the supply pipe is well drained against the melt having a large surface tension. Therefore, when the supply pipe is detached from the melt surface, the melt is not attached to the lower surface of the supply pipe and lifted up unlike the conventional case, and it is possible to prevent the occurrence of liquid level vibration. Further, by mounting the supply pipe so that a portion having a short axial length is close to the inner wall of the crucible, a predetermined gap is secured between the lower surface of the supply pipe and the bottom surface of the crucible when the crucible is raised. be able to.
【0015】更に、浸食された供給管と融液面との接触
角の変化によって発生する液面振動を未然に防止する上
記第4の目的を達成する手段として、供給管に対して若
干の隙間を保ってこれを取り囲む環状のフロートを前記
供給管の周囲に設ける構成とした。これにより、液面振
動は前記フロートによって遮断され、単結晶育成領域へ
の伝播を防止することができる。Further, as a means for achieving the fourth object of preventing the vibration of the liquid surface caused by the change in the contact angle between the corroded supply pipe and the melt surface, a slight gap is provided between the supply pipe and the liquid pipe. An annular float surrounding the supply pipe is provided around the supply pipe. As a result, the liquid level vibration is blocked by the float and can be prevented from propagating to the single crystal growth region.
【0016】本発明では、各供給管および供給管を取り
囲む環状のフロートに、石英または石英の表面に炭化珪
素の被覆を施したもの、あるいは炭化珪素もしくは窒化
珪素からなるものを用いた。炭化珪素または窒化珪素か
らなる供給管、あるいは炭化珪素の被覆を施した供給管
は石英製の供給管よりも浸食されにくいので、供給管の
耐用寿命を延長させることができる。In the present invention, each supply pipe and an annular float surrounding the supply pipe are made of quartz or a quartz whose surface is coated with silicon carbide, or silicon carbide or silicon nitride. Since the supply pipe made of silicon carbide or silicon nitride or the supply pipe coated with silicon carbide is less corroded than the supply pipe made of quartz, the service life of the supply pipe can be extended.
【0017】[0017]
【実施例】以下に本発明に係る半導体単結晶製造装置の
実施例について、図面を参照して説明する。図1〜図3
は、るつぼの周縁部上方に設けた原料供給機構におい
て、原料溶解ヒータを取り囲む円筒状の保護筒の下端に
取り付ける供給管を示している。図1(a)は請求項1
の第1実施例による断面図、図1(b)は前記(a)の
下面図である。この供給管1の上部は従来のものと同じ
く、円筒状の保護筒の下端に掛止できるようなフランジ
1aを備え、円筒部1bの下部断面は長円形になってい
る。図2(a)は請求項1の第2実施例による側面図、
図2(b)は前記(a)の下面図である。この供給管2
の円筒部2bの下部は、対向する二つの円弧状の曲線を
合わせた断面形状である。また、図3(a)は請求項1
の第3実施例による側面図、図3(b)は前記(a)の
下面図である。この供給管3の円筒部3bの下部は、そ
の断面の長軸方向の一端に円弧状の頭部を有し、他端に
とがった尾部を備えたいわゆる流線形である。原料結晶
棒は原料溶解ヒータによって溶解され、直径約5mmの
液滴となって供給管内を落下するが、図1〜図3に示し
た供給管の下部断面における短軸方向の内法寸法は、前
記液滴に対して十分に余裕を持った大きさとなってい
る。Embodiments of the semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3
Shows a supply pipe attached to the lower end of a cylindrical protective cylinder surrounding the raw material melting heater in the raw material supply mechanism provided above the peripheral portion of the crucible. FIG. 1 (a) shows claim 1.
FIG. 1B is a sectional view according to the first embodiment of FIG. 1, and FIG. 1B is a bottom view of FIG. Like the conventional one, the upper portion of the supply pipe 1 is provided with a flange 1a that can be hooked on the lower end of a cylindrical protective cylinder, and the cylindrical section 1b has an oval circular cross section. FIG. 2A is a side view according to the second embodiment of claim 1,
FIG. 2B is a bottom view of FIG. This supply pipe 2
The lower portion of the cylindrical portion 2b has a cross-sectional shape in which two opposing arc-shaped curves are combined. In addition, FIG.
3B is a side view according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a bottom view of FIG. The lower portion of the cylindrical portion 3b of the supply pipe 3 has a so-called streamline shape having an arcuate head portion at one end in the major axis direction of its cross section and a sharp tail portion at the other end. The raw material crystal rod is melted by the raw material melting heater and drops in the supply pipe as droplets having a diameter of about 5 mm. The inner dimension in the minor axis direction in the lower cross section of the supply pipe shown in FIGS. The size is sufficiently large for the droplet.
【0018】図4は融液に浸漬された供給管の説明図
で、上記請求項1の第3実施例による供給管(図3参
照)を用いた場合を例示している。供給管3はるつぼ4
内の周縁部の互いに対向する位置に配設され、その下端
は融液5内に浸漬される。このとき、供給管3の下部断
面の長軸方向がるつぼ4の回転方向に対して平行となる
ように保護筒に取り付けられている。更に、第3実施例
による供給管3のように、下部断面の長軸方向の両端形
状が異なる場合は、矢印の方向に回転する融液5が供給
管3の両側面を通過した後、渦を発生させないような向
きに配設されている。図4の場合、融液5は左回転して
いるが、供給管3の下部断面はいずれも上流側に円弧状
の頭部を向けて配設されている。上記第1〜第3実施例
のいずれの供給管も融液の回転に対してほとんど抵抗が
なく、融液を攪拌することがない。従って、融液の対流
が妨げられず、液面振動や融液温度変動を低減させるこ
とができる。FIG. 4 is an explanatory view of the supply pipe immersed in the melt, and illustrates the case where the supply pipe according to the third embodiment of the first aspect (see FIG. 3) is used. Supply pipe 3 Crucible 4
The inner peripheral portions are arranged at positions facing each other, and the lower ends thereof are immersed in the melt 5. At this time, the lower portion of the supply pipe 3 is attached to the protective cylinder such that the major axis direction thereof is parallel to the rotation direction of the crucible 4. Further, when the shape of both ends of the lower cross section in the major axis direction is different as in the supply pipe 3 according to the third embodiment, after the melt 5 rotating in the direction of the arrow passes through both side surfaces of the supply pipe 3, it is swirled. Is arranged in such a direction that does not generate In the case of FIG. 4, the melt 5 rotates counterclockwise, but the lower cross section of each of the supply pipes 3 is arranged with its arcuate head facing the upstream side. The supply pipes of any of the first to third embodiments have almost no resistance to the rotation of the melt, and the melt is not agitated. Therefore, convection of the melt is not hindered, and liquid level vibration and melt temperature fluctuation can be reduced.
【0019】図5は請求項3および請求項6に基づく供
給管の実施例の断面図である。この供給管6の下端は、
前記供給管6と一体に構成された底板6aによって閉塞
され、底板6aには供給管6を融液に浸漬したとき供給
管6内に融液を流入させ、または供給管6内から融液を
流出させるための穴6bが少なくとも1個設けられてい
る。前記穴6bは供給管6の軸心から外れた位置に設け
られている。FIG. 5 is a cross-sectional view of an embodiment of the supply pipe according to claims 3 and 6. The lower end of this supply pipe 6 is
It is closed by a bottom plate 6a formed integrally with the supply pipe 6, and when the supply pipe 6 is immersed in the melt, the melt flows into the supply pipe 6 or melts from the supply pipe 6. At least one hole 6b for letting out flows is provided. The hole 6b is provided at a position off the axis of the supply pipe 6.
【0020】図6は請求項4および請求項6に基づく供
給管の実施例の断面図で、供給管7の下端は軸心に対し
て斜めに切断され、底板7aによって閉塞されている。
前記底板7aの最も低い位置には、融液を流入、流出さ
せるための穴7bが設けられている。FIG. 6 is a sectional view of an embodiment of the supply pipe according to claims 4 and 6, wherein the lower end of the supply pipe 7 is cut obliquely with respect to the axis and is closed by a bottom plate 7a.
At the lowest position of the bottom plate 7a, a hole 7b for allowing the melt to flow in and out is provided.
【0021】図7は請求項5および請求項6に基づく供
給管の実施例の断面図である。供給管8の下端は、前記
供給管8と一体に構成された上下2層の底板8a,8b
によって閉塞され、これらの底板8a,8bにはそれぞ
れ開口位置の異なる少なくとも1個ずつの穴8c,8d
が設けられている。前記穴8c,8dはいずれも供給管
8の軸心から外れた位置に設けられている。FIG. 7 is a sectional view of an embodiment of a supply pipe according to claims 5 and 6. The lower end of the supply pipe 8 is composed of upper and lower two layers of bottom plates 8a, 8b integrally formed with the supply pipe 8.
The bottom plates 8a, 8b are closed by at least one hole 8c, 8d having different opening positions.
Is provided. Both the holes 8c and 8d are provided at positions off the axis of the supply pipe 8.
【0022】図8は、請求項3〜請求項6に基づく供給
管のうち、代表例として請求項3および請求項6に基づ
く供給管について、液滴落下時の状態を示す説明図であ
る。原料溶解ヒータによって溶解した原料結晶棒の液滴
は、融液5内に下端を浸漬した供給管6内の融液面に落
下する。融液面への液滴の衝突による振動は融液内各方
向に伝播するが、液滴落下部分の融液は穴6bを除いて
供給管6の円筒部および底板6aによって包囲されてい
るので、外部にはほとんど伝播しない。従って、単結晶
育成領域を含め、供給管6の外側の融液面は液滴落下に
よる波動が起こらず、育成中の単結晶が多結晶化するこ
とを防止できる。なお、図7に示した上下2層の底板を
有する供給管を用いると、液滴落下時の振動は供給管の
外部に全く伝播しない。また、図6に示した請求項4お
よび請求項6に基づく供給管の場合は、前記供給管7の
軸方向長さの短い部分がるつぼの内壁に近接するように
保護筒に取り付けることによって、るつぼ上昇時におけ
る供給管下面とるつぼ底面との隙間を所定の値に保つこ
とができる。FIG. 8 is an explanatory view showing a state of a supply pipe according to claims 3 and 6 as a typical example among the supply pipes according to claims 3 to 6 when a droplet is dropped. The droplet of the raw material crystal rod melted by the raw material melting heater falls on the melt surface in the supply pipe 6 whose lower end is immersed in the melt 5. The vibration caused by the collision of the droplet on the surface of the melt propagates in each direction in the melt, but the melt in the droplet drop portion is surrounded by the cylindrical portion of the supply pipe 6 and the bottom plate 6a except for the hole 6b. , Hardly propagated outside. Therefore, the melt surface outside the supply pipe 6 including the single crystal growth region does not have a wave motion due to the drop of droplets, and thus the single crystal under growth can be prevented from becoming polycrystal. It should be noted that when the supply pipe having the bottom plate of the upper and lower two layers shown in FIG. Further, in the case of the supply pipe according to claim 4 and claim 6 shown in FIG. 6, by attaching to the protective cylinder so that the portion of the supply pipe 7 having a short axial length is close to the inner wall of the crucible, It is possible to maintain the gap between the bottom surface of the supply pipe and the bottom surface of the crucible at a predetermined value when the crucible is raised.
【0023】図9は請求項7〜請求項9に基づく供給管
の実施例の断面図で、下端を融液5に浸漬した状態を示
している。供給管9の下面は、前記供給管9の軸心と直
交しないように斜めに切断されている。前記供給管9の
軸方向長さの長い部分と短い部分との差Lは5mm以上
であり、軸方向長さの短い部分がるつぼ4の内壁に近接
するように保護筒に取り付けられている。その他の部分
の形状、寸法は従来の供給管と同一である。FIG. 9 is a cross-sectional view of an embodiment of the supply pipe according to claims 7 to 9, showing a state where the lower end is immersed in the melt 5. The lower surface of the supply pipe 9 is obliquely cut so as not to be orthogonal to the axis of the supply pipe 9. The difference L between the long axial part and the short axial part of the supply pipe 9 is 5 mm or more, and the short axial part is attached to the protective cylinder so as to be close to the inner wall of the crucible 4. The shape and dimensions of the other parts are the same as those of the conventional supply pipe.
【0024】図10および図11は、原料結晶棒の溶解
による原料供給が終了し、融液面が下降した状態を示す
説明図である。融液面に対して供給管9の下面が傾斜し
ているため、前記下面に対する融液5の液切れがよく、
供給管9の下面が融液5から離脱するときも図11に示
すように、供給管9の下端に融液が付着して持ち上げら
れる量はごく僅かである。従って、融液面から供給管9
が離脱したとき液面振動はほとんど発生しなくなり、育
成中の単結晶が多結晶化することを回避する。FIGS. 10 and 11 are explanatory views showing a state in which the supply of the raw material by the melting of the raw material crystal rod is completed and the melt surface is lowered. Since the lower surface of the supply pipe 9 is inclined with respect to the melt surface, the melt 5 runs off the lower surface well,
Even when the lower surface of the supply pipe 9 separates from the melt 5, as shown in FIG. 11, the amount of the melt adhered to the lower end of the supply pipe 9 and lifted up is very small. Therefore, from the melt surface to the supply pipe 9
When is removed, the liquid surface vibration hardly occurs, and the single crystal under growth is prevented from becoming polycrystal.
【0025】さきに述べた請求項4および請求項6に基
づく供給管(図6参照)の場合も、上記と同様に融液面
から離脱する際の液切れが良く、請求項7〜請求項9に
基づく供給管と同様の効果を得ることができる。Also in the case of the supply pipe (see FIG. 6) based on the above-mentioned claim 4 and claim 6, the liquid running out at the time of leaving from the melt surface is good as in the above, and the claims 7 to 7 are also preferred. The same effect as that of the supply pipe based on 9 can be obtained.
【0026】図12は請求項10に基づく供給管の第1
実施例の断面図で、下端を融液に浸漬した状態を示して
いる。供給管10の外周には、環状のフロート11が前
記供給管10の外周との間に若干の隙間を持たせて上下
動自在に挿嵌されている。前記フロート11は断面がU
字状で、供給管10の上端から挿嵌され、融液5の浮力
を受ける。供給管10の下端にはフロート11の脱落を
防止するフランジが設けられている。FIG. 12 shows a first supply pipe according to claim 10.
In the sectional view of the example, the lower end is immersed in the melt. An annular float 11 is fitted on the outer circumference of the supply pipe 10 so as to be vertically movable with a slight gap between the float 11 and the outer circumference of the supply pipe 10. The cross section of the float 11 is U
It is shaped like a letter and is inserted from the upper end of the supply pipe 10 to receive the buoyancy of the melt 5. A flange that prevents the float 11 from falling off is provided at the lower end of the supply pipe 10.
【0027】図13は、融液との反応によって下部が浸
食された供給管10を用いた半導体単結晶製造装置の原
料供給機構において、原料結晶棒の溶解による原料供給
が終了し、融液面が下降した状態を示す説明図である。
従来の供給管ではフロートがないため、融液と浸食され
た供給管の外周面との接触角が変化して液面振動が発生
したが、本実施例の場合は供給管10の周囲をフロート
11が取り囲んでいるので、前記接触角の変化にかかわ
らず液面振動の伝播は前記フロート11によって阻止さ
れる。フロート11は常に融液面に位置するので、融液
面が更に下降しても液面振動の伝播阻止効果は維持され
る。FIG. 13 shows that in the raw material supply mechanism of the semiconductor single crystal manufacturing apparatus using the supply pipe 10 whose lower portion is eroded by the reaction with the melt, the raw material supply by the melting of the raw material crystal rod is completed, and the melt surface It is explanatory drawing which shows the state which fell.
Since the conventional supply pipe does not have a float, the contact angle between the melt and the outer peripheral surface of the corroded supply pipe changes and liquid level vibration occurs, but in the case of this embodiment, the float around the supply pipe 10 is generated. Since 11 is surrounded, the propagation of the liquid level vibration is blocked by the float 11 regardless of the change in the contact angle. Since the float 11 is always located on the melt surface, the effect of preventing the propagation of the liquid level vibration is maintained even if the melt surface further descends.
【0028】図14は請求項10に基づく供給管の第2
実施例の断面図で、この供給管12には断面がL字状の
フロート13が挿嵌されている。供給管12とフロート
13とのはめあい部を前記供給管12の上部、すなわち
融液によって浸食されにくい部分に移したことにより、
融液面の上下動に伴うフロート13の上下動はより円滑
化される。FIG. 14 shows a second supply pipe according to claim 10.
In the cross-sectional view of the embodiment, a float 13 having an L-shaped cross section is inserted and fitted into the supply pipe 12. By moving the fitting portion between the supply pipe 12 and the float 13 to the upper portion of the supply pipe 12, that is, a portion that is difficult to be eroded by the melt,
The vertical movement of the float 13 associated with the vertical movement of the melt surface is made smoother.
【0029】上記請求項1、請求項3、請求項4、請求
項5または請求項7の実施例における供給管と、請求項
10の実施例における供給管およびフロートは、従来か
ら用いられている石英の他に、石英の表面に炭化珪素の
被覆を施したもの、あるいは炭化珪素もしくは窒化珪素
からなるもので構成されている。炭化珪素あるいは窒化
珪素を用いた場合は、石英よりも浸食されにくく、耐用
寿命を延ばすことができる。The supply pipe in the embodiment of claim 1, claim 3, claim 4, claim 5 or claim 7 and the supply pipe and float in the embodiment of claim 10 have been conventionally used. In addition to quartz, the surface of quartz is coated with silicon carbide, or is made of silicon carbide or silicon nitride. When silicon carbide or silicon nitride is used, it is less corroded than quartz and the service life can be extended.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、原
料結晶棒を溶解してその液滴をるつぼの上方から融液に
供給する連続チャージ法を用いる半導体単結晶製造装置
において、改良を必要とする4項目の課題についてそれ
ぞれ対策を実施したので、下記の効果が得られる。 (1)原料供給機構の下端に取り付ける供給管の下部断
面を非円形の曲線で囲まれた形状とし、融液に対する抵
抗が最小となるように配設したことにより、供給管の浸
漬による融液の攪拌が著しく低減され、従来から問題と
なっていた融液面の振動や融液温度変動の発生を抑制す
る。従って、ネック部形成が円滑に行われるとともに、
品質の優れた無転位単結晶を育成することが容易とな
る。 (2)原料の液滴落下時に供給管の下方から伝播する振
動対策として、供給管の下端に底板を設けることにより
前記振動の伝播を遮断することにした。これにより、引
き上げ中の単結晶に悪影響を与える融液の波動発生を極
力抑えることができ、多結晶化のおそれがなくなるので
高品質の半導体単結晶を能率よく生産することができ
る。 (3)また、原料の供給が終了して融液面が下降し、供
給管の下端が融液面から離脱するときに発生していた液
面振動は、供給管の下端を斜めにして液切れを良くすれ
ば防止することができる。従って、引き上げ中の単結晶
を多結晶化する原因の一つを解決することができる。 (4)供給管の浸食によって起こる液面振動も、引き上
げ中の単結晶を多結晶化する原因となるので、供給管の
周囲にフロートを設けて前記振動の伝播を防止した。こ
れにより、引き上げ中の単結晶は液面振動を受けること
がなく、多結晶化も起こらない。 (5)従来、連続チャージ法による単結晶の約30%が
融液面の振動によって多結晶化していたが、本発明を適
用することにより不良率を0%とすることができ、単結
晶製造コストの大幅な低減が可能となる。As described above, according to the present invention, the semiconductor single crystal manufacturing apparatus using the continuous charge method in which the raw material crystal rod is melted and its droplets are supplied to the melt from above the crucible is improved. Since the countermeasures were implemented for each of the four required issues, the following effects can be obtained. (1) The lower cross section of the supply pipe attached to the lower end of the raw material supply mechanism has a shape surrounded by a non-circular curve and is arranged so that the resistance to the melt is minimized. The agitation is significantly reduced, and vibration of the melt surface and melt temperature fluctuation, which have been problems in the past, are suppressed. Therefore, the neck portion is formed smoothly,
It becomes easy to grow a dislocation-free single crystal having excellent quality. (2) As a measure against vibration propagating from below the supply pipe when the droplets of the raw material fall, the bottom plate is provided at the lower end of the supply pipe to interrupt the propagation of the vibration. As a result, it is possible to suppress the generation of waves of the melt, which adversely affects the single crystal being pulled, as much as possible, and to eliminate the possibility of polycrystallization, so that it is possible to efficiently produce a high-quality semiconductor single crystal. (3) Further, the liquid level vibration that occurs when the lower end of the supply pipe separates from the melt surface when the supply of the raw material is completed and the lower surface of the melt descends, and the lower end of the supply pipe is inclined. It can be prevented by making the cut well. Therefore, it is possible to solve one of the causes of polycrystallizing the single crystal being pulled. (4) Liquid level vibration caused by erosion of the supply pipe also causes polycrystallization of the single crystal being pulled. Therefore, a float was provided around the supply pipe to prevent propagation of the vibration. As a result, the single crystal being pulled does not undergo liquid surface vibration, and polycrystallization does not occur. (5) Conventionally, about 30% of a single crystal produced by the continuous charge method was polycrystallized by vibration of the melt surface, but by applying the present invention, the defect rate can be reduced to 0%, and a single crystal is produced. The cost can be significantly reduced.
【図1】請求項1の第1実施例による供給管を示し、
(a)は断面図、(b)は前記(a)の下面図である。FIG. 1 shows a supply pipe according to a first embodiment of claim 1,
(A) is sectional drawing, (b) is a bottom view of said (a).
【図2】請求項1の第2実施例による供給管を示し、
(a)は側面図、(b)は前記(a)の下面図である。2 shows a supply pipe according to a second embodiment of claim 1,
(A) is a side view, (b) is a bottom view of the (a).
【図3】請求項1の第3実施例による供給管を示し、
(a)は側面図、(b)は前記(a)の下面図である。FIG. 3 shows a supply pipe according to a third embodiment of claim 1,
(A) is a side view, (b) is a bottom view of the (a).
【図4】融液に浸漬された図3の供給管下部の説明図で
ある。4 is an explanatory view of a lower portion of the supply pipe of FIG. 3 immersed in a melt.
【図5】請求項3に基づく供給管の実施例の断面図であ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view of an embodiment of a supply pipe according to claim 3.
【図6】請求項4に基づく供給管の実施例の断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view of an embodiment of a supply pipe according to claim 4.
【図7】請求項5に基づく供給管の実施例の断面図であ
る。FIG. 7 is a sectional view of an embodiment of a supply pipe according to claim 5;
【図8】図5に示した供給管について、液滴落下時の状
態を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state of the supply pipe shown in FIG. 5 when a droplet is dropped.
【図9】請求項7〜請求項9に基づく供給管の実施例の
断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of an embodiment of a supply pipe according to claims 7-9.
【図10】原料結晶棒の溶解による原料供給が終了し、
融液面が下降した状態を示す説明図である。FIG. 10: The supply of the raw material by melting the raw material crystal rod is completed,
It is explanatory drawing which shows the state which the melt surface fell.
【図11】原料結晶棒の溶解による原料供給が終了し、
融液面が更に下降した状態を示す説明図である。FIG. 11: The raw material supply by the melting of the raw material crystal rod is completed,
It is explanatory drawing which shows the state which the melt surface fell further.
【図12】請求項10に基づく供給管の第1実施例の断
面図である。FIG. 12 is a sectional view of a first embodiment of a supply pipe according to claim 10.
【図13】図12の供給管において、融液面が下降した
状態を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory view showing a state where the melt surface is lowered in the supply pipe of FIG.
【図14】請求項10に基づく供給管の第2実施例の断
面図である。FIG. 14 is a sectional view of a second embodiment of the supply pipe according to claim 10.
【図15】連続チャージ法を用いる半導体単結晶製造装
置の一例を模式的に示す部分断面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of a semiconductor single crystal manufacturing apparatus using a continuous charge method.
【図16】原料結晶棒の溶解による液滴落下時に、融液
に伝播する振動を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing vibration propagating to a melt when a droplet is dropped due to melting of a raw material crystal rod.
【図17】供給管の下端が融液面から離脱する際の説明
図で、(a)は融液が前記供給管の下端に付着して持ち
上げられた状態、(b)は供給管の下端が融液から離脱
したときの融液面の状態を示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram when the lower end of the supply pipe separates from the melt surface, (a) is a state in which the melt is attached to the lower end of the supply pipe and lifted, and (b) is the lower end of the supply pipe. It is explanatory drawing which shows the state of the melt surface at the time of leaving | separating from a melt.
【図18】下部が浸食された供給管において、融液面が
下降したとき発生する液面振動の状態を示す説明図であ
る。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a state of liquid surface vibration that occurs when the melt surface descends in the supply pipe having the lower portion eroded.
1,2,3,6,7,8,9,10,12,25…供給
管、6a,7a,8a,8b…底板、6b,7b,8
c,8d…穴、4…るつぼ、5…融液、11,13…フ
ロート、20…原料補給機構、22…多結晶シリコン
(原料結晶棒)、23…原料溶解ヒータ、24…保護
筒、26…メインヒータ、28…単結晶シリコン。1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 25 ... Supply pipe, 6a, 7a, 8a, 8b ... Bottom plate, 6b, 7b, 8
c, 8d ... Hole, 4 ... Crucible, 5 ... Melt, 11, 13 ... Float, 20 ... Raw material replenishing mechanism, 22 ... Polycrystalline silicon (raw material crystal rod), 23 ... Raw material melting heater, 24 ... Protective cylinder, 26 … Main heater, 28… single crystal silicon.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑 忠志 神奈川県平塚市四之宮2612 コマツ電子金 属株式会社内 (72)発明者 新倉 啓史 神奈川県平塚市四之宮2612 コマツ電子金 属株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tadashi Hata 2612 Shinomiya, Hiratsuka City, Kanagawa Prefecture, Komatsu Electronic Gold Co., Ltd. (72) Hiroshi Niikura 2612 Shinomiya, Hiratsuka City, Kanagawa Prefecture, Komatsu Electronic Gold Corporation
Claims (11)
と、前記るつぼの周囲に設置され、るつぼ内の原料を溶
解するメインヒータと、前記るつぼ内の融液に種子結晶
を浸漬して単結晶を引き上げる引き上げ機構とを有し、
原料溶解ヒータにより原料結晶棒を溶解してその液滴を
前記るつぼ内に供給する原料供給機構をるつぼの周縁部
上方に備えた半導体単結晶製造装置において、 前記原料溶解ヒータを取り囲む円筒状の保護筒の下端に
取り付ける供給管の下部断面が、非円形の曲線によって
囲まれた形状であることを特徴とする半導体単結晶製造
装置。1. A crucible for filling a raw material of a semiconductor single crystal, a main heater installed around the crucible for melting the raw material in the crucible, and a single crystal by immersing a seed crystal in a melt in the crucible. Has a lifting mechanism for lifting
In a semiconductor single crystal manufacturing apparatus provided with a raw material supply mechanism above a peripheral portion of a crucible for melting a raw material crystal rod by a raw material melting heater and supplying droplets thereof into the crucible, a cylindrical protection surrounding the raw material melting heater. An apparatus for producing a semiconductor single crystal, characterized in that a lower cross section of a supply pipe attached to a lower end of a cylinder has a shape surrounded by a non-circular curve.
た形状である前記供給管を、下部断面の長軸方向がるつ
ぼの回転方向に対して平行となるように、かつ、るつぼ
とともに回転する融液に対する供給管の抵抗が最小とな
る方向に配設したことを特徴とする請求項1の半導体単
結晶製造装置。2. The supply pipe having a lower cross section surrounded by a non-circular curve is rotated so that the major axis direction of the lower cross section is parallel to the rotation direction of the crucible and with the crucible. 2. The semiconductor single crystal production apparatus according to claim 1, wherein the supply pipe is arranged in a direction in which the resistance of the supply pipe to the melt is minimized.
と、前記るつぼの周囲に設置され、るつぼ内の原料を溶
解するメインヒータと、前記るつぼ内の融液に種子結晶
を浸漬して単結晶を引き上げる引き上げ機構とを有し、
原料溶解ヒータにより原料結晶棒を溶解してその液滴を
前記るつぼ内に供給する原料供給機構をるつぼの周縁部
上方に備えた半導体単結晶製造装置において、 前記原料溶解ヒータを取り囲む円筒状の保護筒の下端に
取り付ける供給管が、その下端に前記供給管を閉塞する
底板を有し、前記底板に少なくとも1個の穴を設けたこ
とを特徴とする半導体単結晶製造装置。3. A crucible for filling a raw material of a semiconductor single crystal, a main heater installed around the crucible for melting the raw material in the crucible, and a seed crystal immersed in a melt in the crucible to form a single crystal. Has a lifting mechanism for lifting
In a semiconductor single crystal manufacturing apparatus provided with a raw material supply mechanism above a peripheral portion of a crucible for melting a raw material crystal rod by a raw material melting heater and supplying droplets thereof into the crucible, a cylindrical protection surrounding the raw material melting heater. An apparatus for producing a semiconductor single crystal, wherein a supply pipe attached to a lower end of a cylinder has a bottom plate closing the supply pipe at its lower end, and at least one hole is provided in the bottom plate.
した上、底板によって下端を閉塞した供給管であって、
前記底板に少なくとも1個の穴を設けたことを特徴とす
る請求項3の半導体単結晶製造装置。4. A supply pipe in which the lower end is cut obliquely with respect to the axis of the supply pipe and the lower end is closed by a bottom plate,
4. The semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to claim 3, wherein at least one hole is provided in the bottom plate.
底板を上下2層に有し、各底板にそれぞれ開口位置の異
なる少なくとも1個の穴を設けたことを特徴とする請求
項3の半導体単結晶製造装置。5. A bottom plate for closing the supply pipe is provided in upper and lower two layers at the lower end of the supply pipe, and at least one hole having a different opening position is provided in each bottom plate. Semiconductor single crystal manufacturing equipment.
記供給管の軸心から外れた位置に設けられていることを
特徴とする請求項3、請求項4または請求項5の半導体
単結晶製造装置。6. The semiconductor according to claim 3, wherein the hole provided in the bottom plate that closes the supply pipe is provided at a position deviated from the axial center of the supply pipe. Single crystal manufacturing equipment.
と、前記るつぼの周囲に設置され、るつぼ内の原料を溶
解するメインヒータと、前記るつぼ内の融液に種子結晶
を浸漬して単結晶を引き上げる引き上げ機構とを有し、
原料溶解ヒータにより原料結晶棒を溶解してその液滴を
前記るつぼ内に供給する原料供給機構をるつぼの周縁部
上方に備えた半導体単結晶製造装置において、 前記原料溶解ヒータを取り囲む円筒状の保護筒の下端に
取り付ける供給管の下面を、前記供給管の軸心と直交し
ないように斜めに切断したことを特徴とする半導体単結
晶製造装置。7. A crucible for filling a raw material of a semiconductor single crystal, a main heater installed around the crucible for melting the raw material in the crucible, and a single crystal by immersing a seed crystal in a melt in the crucible. Has a lifting mechanism for lifting
In a semiconductor single crystal manufacturing apparatus provided with a raw material supply mechanism above a peripheral portion of a crucible for melting a raw material crystal rod by a raw material melting heater and supplying droplets thereof into the crucible, a cylindrical protection surrounding the raw material melting heater. A semiconductor single crystal manufacturing apparatus, wherein a lower surface of a supply pipe attached to a lower end of a cylinder is obliquely cut so as not to be orthogonal to an axis of the supply pipe.
い部分との長さの差を5mm以上としたことを特徴とす
る請求項7の半導体単結晶製造装置。8. The semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the difference in length between the long axial portion and the short axial portion of the supply pipe is 5 mm or more.
した前記供給管を、前記供給管の軸方向長さの短い部分
がるつぼの内壁に近接するように前記保護筒に取り付け
ることを特徴とする請求項7の半導体単結晶製造装置。9. The supply pipe, in which the lower surface of the supply pipe is cut obliquely with respect to the axis, is attached to the protective cylinder such that a portion of the supply pipe having a short axial length is close to the inner wall of the crucible. The semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to claim 7, wherein
と、前記るつぼの周囲に設置され、るつぼ内の原料を溶
解するメインヒータと、前記るつぼ内の融液に種子結晶
を浸漬して単結晶を引き上げる引き上げ機構とを有し、
原料溶解ヒータにより原料結晶棒を溶解してその液滴を
前記るつぼ内に供給する原料供給機構をるつぼの周縁部
上方に備えた半導体単結晶製造装置において、 前記原料溶解ヒータを取り囲む円筒状の保護筒の下端に
取り付ける供給管の周囲に、前記供給管に対して若干の
隙間を保ってこれを取り囲む環状のフロートを設けたこ
とを特徴とする半導体単結晶製造装置。10. A crucible for filling a raw material of a semiconductor single crystal, a main heater installed around the crucible for melting the raw material in the crucible, and a single crystal by immersing a seed crystal in a melt in the crucible. Has a lifting mechanism for lifting
In a semiconductor single crystal manufacturing apparatus provided with a raw material supply mechanism above a peripheral portion of a crucible for melting a raw material crystal rod by a raw material melting heater and supplying droplets thereof into the crucible, a cylindrical protection surrounding the raw material melting heater. An apparatus for producing a semiconductor single crystal, characterized in that an annular float is provided around a supply pipe attached to the lower end of a cylinder so as to surround the supply pipe with a slight gap therebetween.
および前記供給管を取り囲む環状のフロートが、石英ま
たは石英の表面に炭化珪素の被覆を施したもの、あるい
は炭化珪素もしくは窒化珪素からなるものであることを
特徴とする請求項1、請求項3、請求項4、請求項5、
請求項7または請求項10の半導体単結晶製造装置。11. A supply pipe attached to the lower end of the protective cylinder and an annular float surrounding the supply pipe are made of quartz or quartz whose surface is coated with silicon carbide, or silicon carbide or silicon nitride. Claim 1, claim 3, claim 4, claim 5, characterized in that there is
The semiconductor single crystal manufacturing apparatus according to claim 7 or 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8603094A JPH07277872A (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Apparatus for producing semiconductor single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8603094A JPH07277872A (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Apparatus for producing semiconductor single crystal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07277872A true JPH07277872A (en) | 1995-10-24 |
Family
ID=13875268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8603094A Pending JPH07277872A (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Apparatus for producing semiconductor single crystal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07277872A (en) |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP8603094A patent/JPH07277872A/en active Pending
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