JPH0751472B2 - Silicon single crystal pulling equipment - Google Patents
Silicon single crystal pulling equipmentInfo
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- JPH0751472B2 JPH0751472B2 JP31557986A JP31557986A JPH0751472B2 JP H0751472 B2 JPH0751472 B2 JP H0751472B2 JP 31557986 A JP31557986 A JP 31557986A JP 31557986 A JP31557986 A JP 31557986A JP H0751472 B2 JPH0751472 B2 JP H0751472B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコン単結晶引上装置の改良に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement in a silicon single crystal pulling apparatus.
半導体デバイスの基板として用いられるシリコン単結晶
は、主にチョクラルスキー法(CZ法)により製造されて
いる。このCZ法は、原理的には、チャンバー内にルツボ
を回転自在に支持し、このルツボにシリコン原料を装填
し、ルツボ外周に設けられたカーボンヒータでルツボ内
のシリコン原料を溶融し、シリコン融液に上方から回転
自在に吊下された種結晶を浸してこれを引上げることに
よりシリコン単結晶インゴットを引上げるものである。Silicon single crystals used as substrates for semiconductor devices are mainly manufactured by the Czochralski method (CZ method). In principle, the CZ method rotatably supports a crucible in a chamber, loads a silicon raw material into the crucible, melts the silicon raw material in the crucible with a carbon heater provided around the crucible, and melts the silicon. A silicon single crystal ingot is pulled up by immersing a seed crystal rotatably suspended from above in a liquid and pulling it up.
ところで、実用的にはルツボとしては石英ガラス製のも
のが使用されている。この石英ルツボはシリコン融液と
反応し、以下のようにSiOガスが発生する。By the way, practically, a crucible made of quartz glass is used. This quartz crucible reacts with the silicon melt, and SiO gas is generated as follows.
SiO2+Si→2SiO このSiOガスは最も高温となるカーボンヒータと反応
し、以下のようにCOガスが発生する。SiO 2 + Si → 2SiO This SiO gas reacts with the carbon heater having the highest temperature, and CO gas is generated as follows.
SiO+2C→SiO+CO この結果、カーボンヒータの寿命が短くなる。また、CO
ガスはシリコン融液中に取込まるため、シリコン単結晶
インゴット中の炭素濃度が高くなって結晶欠陥が増大す
る原因となる。SiO + 2C → SiO + CO As a result, the life of the carbon heater is shortened. Also, CO
Since the gas is taken into the silicon melt, the carbon concentration in the silicon single crystal ingot becomes high, which causes crystal defects to increase.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、SiOガスとカーボンヒータとの反応を防止し、カー
ボンヒータを長寿命化するとともに炭素濃度が低く結晶
欠陥の発生が少ないシリコン単結晶を製造することがで
きるシリコン結晶引上装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above problems, and prevents the reaction of the SiO gas and the carbon heater, the carbon heater has a long life and the carbon concentration is low and the generation of crystal defects is low in the silicon single crystal. It is an object of the present invention to provide a silicon crystal pulling apparatus capable of manufacturing.
本発明のシリコン単結晶引上装置は、チャンバー内にル
ツボを回転自在に支持して該ルツボ内にシリコン原料を
装填し、該ルツボ外周に設けられたヒータにより加熱し
てルツボ内のシリコン原料を溶融し、シリコン融液に上
方から回転自在に吊下された種結晶を浸してこれを引上
げることによりシリコン単結晶を引上げる装置におい
て、少なくともルツボとヒータとの間に、カーボン繊維
をワインディングしたカーボン複合材からなる薄い円筒
状のガス遮蔽材を設けたことを特徴とするものである。The silicon single crystal pulling apparatus of the present invention rotatably supports a crucible in a chamber, loads a silicon raw material into the crucible, and heats the silicon raw material in the crucible by a heater provided on the outer periphery of the crucible. In a device for pulling a silicon single crystal by melting and immersing a seed crystal that is rotatably suspended from above in a silicon melt, and pulling this, a carbon fiber is wound between at least a crucible and a heater. A thin cylindrical gas shielding material made of a carbon composite material is provided.
本発明において用いられるガス遮蔽材を構成するカーボ
ン複合材は、カーボン繊維を円筒状にワインディングし
てフェノール樹脂等を含浸させてこれを硬化させ、更に
焼成することにより製造することができる。The carbon composite material constituting the gas shielding material used in the present invention can be produced by winding carbon fibers into a cylindrical shape, impregnating a phenol resin or the like, curing the carbon fiber, and then firing the carbon fiber.
上述したようなシリコン単結晶引上装置によれば、ガス
遮蔽材とSiOガスとを反応させて、SiOガスとカーボンヒ
ータとの反応を防止することができ、カーボンヒータを
長寿命化することができる。According to the silicon single crystal pulling apparatus as described above, it is possible to prevent the reaction between the SiO gas and the carbon heater by reacting the gas shielding material with the SiO gas, and to extend the life of the carbon heater. it can.
なお、ガス遮蔽材は繊維径の小さいカーボン繊維を用い
ることにより非常に薄くすることができるので、カーボ
ンヒータからルツボへの熱伝達を妨げることはない。し
かも、薄いガス遮蔽材は容易に高純度とすることができ
るので、シリコン単結晶中の結晶欠陥を減少させるのに
有利である。Since the gas shielding material can be made extremely thin by using carbon fiber having a small fiber diameter, heat transfer from the carbon heater to the crucible is not hindered. Moreover, since the thin gas shielding material can be easily made high in purity, it is advantageous for reducing crystal defects in the silicon single crystal.
以下、本発明の実施例を第1図を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第1図において、チャンバー1上部にはプルチャンバー
2が設けられている。チャンバー1の下部開口からは回
転軸3が挿入され、この回転軸3上端にはカーボン製の
保護体4が固定され、内部の石英ガラス製のルツボ5を
保護している。上記保護体4の外周には円筒状のカーボ
ンヒータ6が設けられ、チャンバー1下部から挿入され
た電極7,7に接続されている。上記保護体4とカーボン
ヒータ6との間には、カーボン繊維をワインディングし
たカーボン複合材からなる薄い円筒状のガス遮蔽材8が
設けられている。このガス遮蔽材8はカーボン繊維を円
筒状にワインディングした後、フェノール樹脂を含浸さ
せ、熱処理により硬化させ、更に焼成することにより製
造されたものであり、その厚さは3mmである。また、カ
ーボンヒータ6の外周には保温筒9が設けられている。In FIG. 1, a pull chamber 2 is provided above the chamber 1. A rotary shaft 3 is inserted from the lower opening of the chamber 1, and a carbon protective body 4 is fixed to the upper end of the rotary shaft 3 to protect an internal quartz glass crucible 5. A cylindrical carbon heater 6 is provided on the outer periphery of the protective body 4 and is connected to the electrodes 7, 7 inserted from the lower portion of the chamber 1. Between the protective body 4 and the carbon heater 6, a thin cylindrical gas shielding material 8 made of a carbon composite material in which carbon fibers are wound is provided. The gas shielding material 8 is manufactured by winding carbon fiber into a cylindrical shape, impregnating it with a phenol resin, curing it by heat treatment, and further firing it, and its thickness is 3 mm. A heat insulating cylinder 9 is provided on the outer circumference of the carbon heater 6.
このシリコン単結晶引上装置を用い、以下のようにして
シリコン単結晶インゴットの引上げが行なわれる。すな
わち、ルツボ5内に多結晶シリコン原料を装填した後、
カーボンヒータ6に通電することによりルツボ5内のシ
リコン原料を溶融し、シリコン融液10にプルチャンバー
2上方から吊下された引上軸11下端のシードチャック12
に取付けられた種結晶13を浸し、これを引上げることに
よりシリコン単結晶インゴット14を引上げる。Using this silicon single crystal pulling apparatus, the silicon single crystal ingot is pulled as follows. That is, after loading the polycrystalline silicon raw material into the crucible 5,
By energizing the carbon heater 6, the silicon raw material in the crucible 5 is melted, and the pulling shaft 11 suspended from above the pull chamber 2 in the silicon melt 10 is seed chuck 12 at the lower end.
The seed crystal 13 attached to the is soaked and the silicon single crystal ingot 14 is pulled by pulling it.
このようなシリコン単結晶引上装置によれば、カーボン
繊維をワインディングしたカーボン複合材からなるガス
遮蔽材8と石英ガラス製のルツボ5とシリコン融液10と
が反応して発生したSiOガスとを反応させることによ
り、SiOガスとカーボンヒータ6とが反応するのを防止
することができ、カーボンヒータ6を長寿命化すること
ができる。また、ガス遮蔽材8は薄いカーボン複合体で
あるため、純化処理が容易で、高純度であることから、
シリコン単結晶中の結晶欠陥を減少させるのに有利であ
る。そして、ガス遮蔽材8はカーボンヒータ6に比べて
はるかに低コストで製造でき、繁に交換してもコスト上
昇を招くことはないので、常に良好なシリコン単結晶を
引上ることができる。According to such a silicon single crystal pulling apparatus, the gas shielding material 8 made of a carbon composite material in which carbon fibers are wound, the crucible 5 made of quartz glass, and the SiO gas generated by the reaction of the silicon melt 10 are generated. By reacting, the reaction between the SiO gas and the carbon heater 6 can be prevented, and the carbon heater 6 can have a long life. Further, since the gas shielding material 8 is a thin carbon composite, it can be easily purified and has high purity.
It is advantageous for reducing crystal defects in a silicon single crystal. The gas shield 8 can be manufactured at a much lower cost than the carbon heater 6, and even if it is frequently replaced, the cost does not increase, so that a good silicon single crystal can be always pulled up.
以上詳述したように本発明のシリコン単結晶引上装置に
よれば、カーボンヒータを長寿命化するとともに、シリ
コン単結晶中の結晶欠陥を減少できる等顕著な効果を奏
するものである。As described in detail above, according to the silicon single crystal pulling apparatus of the present invention, the carbon heater has a long life, and the crystal defects in the silicon single crystal can be reduced.
第1図は本発明の実施例におけるシリコン単結晶引上装
置の断面図である。 1……チャンバー、2……プルチャンバー、3……回転
軸、4……保護体、5……ルツボ、6……カーボンヒー
タ、7……電極、8……ガス遮蔽材、9……保温筒、10
……シリコン融液、11……引上軸、12……シードチャッ
ク、13……種結晶、14……シリコン単結晶インゴット。FIG. 1 is a sectional view of a silicon single crystal pulling apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 ... Chamber, 2 ... Pull chamber, 3 ... Rotating shaft, 4 ... Protective body, 5 ... Crucible, 6 ... Carbon heater, 7 ... Electrode, 8 ... Gas shielding material, 9 ... Insulation Tube, 10
…… Silicon melt, 11 …… Pulling shaft, 12 …… Seed chuck, 13 …… Seed crystal, 14 …… Silicon single crystal ingot.
Claims (1)
て該ルツボ内にシリコン原料を装填し、該ルツボ外周に
設けられたヒータにより加熱してルツボ内のシリコン原
料を溶融し、シリコン融液に上方から回転自在に吊下さ
れた種結晶を浸してこれを引上げることによりシリコン
単結晶を引上げる装置において、少なくともルツボとヒ
ータとの間に、カーボン繊維をワインディングしたカー
ボン複合材からなる薄い円筒状のガス遮蔽材を設けたこ
とを特徴とするシリコン単結晶引上装置。1. A crucible is rotatably supported in a chamber, a silicon raw material is loaded in the crucible, and the silicon raw material in the crucible is melted by heating with a heater provided on the outer periphery of the crucible to obtain a silicon melt. In a device for pulling a silicon single crystal by immersing a seed crystal that is rotatably suspended from above into a silicon single crystal and pulling it, at least between the crucible and the heater, a thin carbon composite material made of carbon fiber is wound. A silicon single crystal pulling apparatus, which is provided with a cylindrical gas shielding material.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31557986A JPH0751472B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
DE19873743952 DE3743952A1 (en) | 1986-12-26 | 1987-12-23 | Apparatus for pulling silicon single crystals containing a heat-insulating cylinder, and method for preparing the material of the latter |
KR1019870015147A KR910009131B1 (en) | 1986-12-26 | 1987-12-26 | Silicon single crystal pull-up apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31557986A JPH0751472B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63166787A JPS63166787A (en) | 1988-07-09 |
JPH0751472B2 true JPH0751472B2 (en) | 1995-06-05 |
Family
ID=18067046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31557986A Expired - Lifetime JPH0751472B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0751472B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5207992A (en) * | 1986-12-26 | 1993-05-04 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Silicon single crystal pulling-up apparatus |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP31557986A patent/JPH0751472B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63166787A (en) | 1988-07-09 |
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