JPH0761891A - 半導体単結晶製造装置 - Google Patents
半導体単結晶製造装置Info
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- JPH0761891A JPH0761891A JP23533693A JP23533693A JPH0761891A JP H0761891 A JPH0761891 A JP H0761891A JP 23533693 A JP23533693 A JP 23533693A JP 23533693 A JP23533693 A JP 23533693A JP H0761891 A JPH0761891 A JP H0761891A
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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】 融液温度ならびに融液対流の軸対称性を向上
させ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。 【構成】 るつぼ軸２を取り巻くように設置されたヒー
タ電極４は、スリップリングを介して電源５に接続され
ている。前記ヒータ電極４は図示しない回転機構により
左右いずれの方向にも回転させることができ、るつぼ１
を取り巻く円筒状のヒータ３はヒータ電極４とともに所
定の回転速度で回転する。るつぼ軸２は図示しないるつ
ぼ昇降機構により上下方向にのみ駆動される。ヒータ３
の回転により、るつぼ１を回転させなくても融液内の温
度分布が周方向に均一となり、融液対流の軸対称性が向
上する。このため、単結晶中の不純物分布が均一とな
る。また、融液中の温度変動が小さくなるので、単結晶
成長速度の変動が小さくなり、均質な結晶を得ることが
できる。
させ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。 【構成】 るつぼ軸２を取り巻くように設置されたヒー
タ電極４は、スリップリングを介して電源５に接続され
ている。前記ヒータ電極４は図示しない回転機構により
左右いずれの方向にも回転させることができ、るつぼ１
を取り巻く円筒状のヒータ３はヒータ電極４とともに所
定の回転速度で回転する。るつぼ軸２は図示しないるつ
ぼ昇降機構により上下方向にのみ駆動される。ヒータ３
の回転により、るつぼ１を回転させなくても融液内の温
度分布が周方向に均一となり、融液対流の軸対称性が向
上する。このため、単結晶中の不純物分布が均一とな
る。また、融液中の温度変動が小さくなるので、単結晶
成長速度の変動が小さくなり、均質な結晶を得ることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体単結晶製造装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の基板材料であるシリコ
ン単結晶の製造方法の一つとして、るつぼ内の原料融液
から円柱状の単結晶を引き上げるチョクラルスキー法
（以下ＣＺ法という）が用いられている。ＣＺ法におい
ては、単結晶製造装置のチャンバ内に設置したるつぼに
原料である多結晶を充填し、前記るつぼの外周に設けた
円筒状のヒータによって原料を加熱溶解した上、シード
チャックに取り付けた種子結晶を融液に浸漬し、シード
チャックおよび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を成長させる。
ン単結晶の製造方法の一つとして、るつぼ内の原料融液
から円柱状の単結晶を引き上げるチョクラルスキー法
（以下ＣＺ法という）が用いられている。ＣＺ法におい
ては、単結晶製造装置のチャンバ内に設置したるつぼに
原料である多結晶を充填し、前記るつぼの外周に設けた
円筒状のヒータによって原料を加熱溶解した上、シード
チャックに取り付けた種子結晶を融液に浸漬し、シード
チャックおよび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を成長させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の単結晶製造装置
を用いた場合、炉内温度の軸対称性が悪いため、融液の
温度の最も低い部分がるつぼ中心に一致するとは限らな
い。そのため、るつぼを回転させることによって融液の
温度分布の軸対称性を良くしている。しかし、るつぼの
回転によって融液の対流の軸対称性が崩れ、るつぼの回
転が２ｒｐｍ以上になるとるつぼの内壁から中心に向か
う安定的で大きな対流が消滅し、るつぼ内の各部に部分
的な対流が発生する。その結果、融液の動きはるつぼの
周方向と局所的な上下方向のみとなり、このような現象
が単結晶中の酸素、ドーパントなどの不純物の分布に悪
影響を及ぼすため、均質な単結晶を得ることを困難にし
ている。本発明は上記従来の問題点に着目してなされた
もので、融液温度ならびに融液対流の軸対称性を向上さ
せ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。
を用いた場合、炉内温度の軸対称性が悪いため、融液の
温度の最も低い部分がるつぼ中心に一致するとは限らな
い。そのため、るつぼを回転させることによって融液の
温度分布の軸対称性を良くしている。しかし、るつぼの
回転によって融液の対流の軸対称性が崩れ、るつぼの回
転が２ｒｐｍ以上になるとるつぼの内壁から中心に向か
う安定的で大きな対流が消滅し、るつぼ内の各部に部分
的な対流が発生する。その結果、融液の動きはるつぼの
周方向と局所的な上下方向のみとなり、このような現象
が単結晶中の酸素、ドーパントなどの不純物の分布に悪
影響を及ぼすため、均質な単結晶を得ることを困難にし
ている。本発明は上記従来の問題点に着目してなされた
もので、融液温度ならびに融液対流の軸対称性を向上さ
せ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。
【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、このるつぼを回転および
上下動するるつぼ軸と、前記るつぼの周囲にあってるつ
ぼ内の原料を溶解する円筒状のヒータと、溶解した原料
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
とを備えた半導体単結晶製造装置において、前記るつぼ
軸を上下方向のみに駆動させ、ヒータをるつぼの周囲に
回転駆動する機構を設けたことを特徴としている。ま
た、ヒータを固定し、るつぼとヒータとの間に回転駆動
自在の円筒を設置してもよく、るつぼを取り巻く円筒状
のヒータに代えて、前記るつぼの周囲に配設した複数個
の棒状のヒータと、前記棒状ヒータの高温発熱部がるつ
ぼの外周に沿って順次移動するように各棒状ヒータの発
熱量を制御する制御装置とを備える構成としてもよい。
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、このるつぼを回転および
上下動するるつぼ軸と、前記るつぼの周囲にあってるつ
ぼ内の原料を溶解する円筒状のヒータと、溶解した原料
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
とを備えた半導体単結晶製造装置において、前記るつぼ
軸を上下方向のみに駆動させ、ヒータをるつぼの周囲に
回転駆動する機構を設けたことを特徴としている。ま
た、ヒータを固定し、るつぼとヒータとの間に回転駆動
自在の円筒を設置してもよく、るつぼを取り巻く円筒状
のヒータに代えて、前記るつぼの周囲に配設した複数個
の棒状のヒータと、前記棒状ヒータの高温発熱部がるつ
ぼの外周に沿って順次移動するように各棒状ヒータの発
熱量を制御する制御装置とを備える構成としてもよい。
【０００５】
【作用】本発明の第１においては、るつぼを回転させ
ず、上下方向のみに駆動させるものとし、その代わりに
円筒状のヒータをるつぼの周囲に回転駆動させる構成と
したので、従来から発生していたるつぼの回転に起因す
る融液対流の軸対称性の崩れを防止することが可能とな
り、かつ融液の温度分布の軸対称性も良好に維持するこ
とができる。次に本発明の第２においては、るつぼ、ヒ
ータのいずれも回転させず、るつぼとヒータとの間に回
転駆動自在の円筒を設置する構成としたので、前記円筒
は回転することによって均等に加熱され、るつぼ内の融
液はるつぼの回転がなくても前記円筒によって周方向に
均等に加熱される。本発明の第３においては、円筒状の
ヒータの代わりに複数個の棒状のヒータをるつぼの周囲
に配設し、前記棒状ヒータの高温発熱部がるつぼの外周
に沿って順次移動するように制御する構成としたので、
前記第１の発明と同一の作用が得られる。従って、前記
いずれの場合においても融液温度、融液対流の軸対称性
を向上させることができる。
ず、上下方向のみに駆動させるものとし、その代わりに
円筒状のヒータをるつぼの周囲に回転駆動させる構成と
したので、従来から発生していたるつぼの回転に起因す
る融液対流の軸対称性の崩れを防止することが可能とな
り、かつ融液の温度分布の軸対称性も良好に維持するこ
とができる。次に本発明の第２においては、るつぼ、ヒ
ータのいずれも回転させず、るつぼとヒータとの間に回
転駆動自在の円筒を設置する構成としたので、前記円筒
は回転することによって均等に加熱され、るつぼ内の融
液はるつぼの回転がなくても前記円筒によって周方向に
均等に加熱される。本発明の第３においては、円筒状の
ヒータの代わりに複数個の棒状のヒータをるつぼの周囲
に配設し、前記棒状ヒータの高温発熱部がるつぼの外周
に沿って順次移動するように制御する構成としたので、
前記第１の発明と同一の作用が得られる。従って、前記
いずれの場合においても融液温度、融液対流の軸対称性
を向上させることができる。
【０００６】
【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は、
請求項１に基づく半導体単結晶製造装置の構造を模式的
に示す部分断面図である。るつぼ１は黒鉛るつぼの内部
に石英るつぼを収容したもので、るつぼ軸２の上端にる
つぼ受けを介して取り付けられ、前記るつぼ軸２は図示
しないるつぼ昇降機構により上下方向にのみ駆動され
る。円筒状のヒータ３は前記るつぼ１を取り巻くように
設置され、前記るつぼ軸２を取り巻くように設置された
ヒータ電極４は、スリップリングを介して電源５に接続
されている。前記ヒータ電極４は図示しない回転機構に
より左右いずれの方向にも回転させることができ、ヒー
タ３はヒータ電極４とともに所定の回転速度で回転す
る。なお、６は融液、７は引き上げ中の単結晶、８は保
温筒、９はチャンバである。
の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、
請求項１に基づく半導体単結晶製造装置の構造を模式的
に示す部分断面図である。るつぼ１は黒鉛るつぼの内部
に石英るつぼを収容したもので、るつぼ軸２の上端にる
つぼ受けを介して取り付けられ、前記るつぼ軸２は図示
しないるつぼ昇降機構により上下方向にのみ駆動され
る。円筒状のヒータ３は前記るつぼ１を取り巻くように
設置され、前記るつぼ軸２を取り巻くように設置された
ヒータ電極４は、スリップリングを介して電源５に接続
されている。前記ヒータ電極４は図示しない回転機構に
より左右いずれの方向にも回転させることができ、ヒー
タ３はヒータ電極４とともに所定の回転速度で回転す
る。なお、６は融液、７は引き上げ中の単結晶、８は保
温筒、９はチャンバである。
【０００７】ヒータ３の回転により、るつぼ１を回転さ
せなくても融液内の温度分布が周方向に均一となり、融
液対流の軸対称性が向上する。このため、単結晶に含ま
れる酸素、ドーパントなどの不純物分布が均一となる。
また、融液対流が大きな安定した対流のみとなって融液
内の温度変動が小さくなり、単結晶成長速度の変動が小
さくなるので、均質な単結晶を得ることができる。
せなくても融液内の温度分布が周方向に均一となり、融
液対流の軸対称性が向上する。このため、単結晶に含ま
れる酸素、ドーパントなどの不純物分布が均一となる。
また、融液対流が大きな安定した対流のみとなって融液
内の温度変動が小さくなり、単結晶成長速度の変動が小
さくなるので、均質な単結晶を得ることができる。
【０００８】図２は、請求項２に基づく半導体単結晶製
造装置のヒータ近傍の構造を模式的に示す部分断面図で
ある。るつぼ軸２は図示しないるつぼ昇降機構により上
下方向にのみ駆動される。円筒状のヒータ３は固定され
ており、ヒータ３とるつぼ１との間には、回転機構１０
により左右いずれの方向にも回転させることができる円
筒１１が設けられている。この円筒１１は黒鉛などから
なり、必要に応じてスリットを設けてもよい。前記円筒
１１はヒータ３の放射熱により高温となるが、そのまま
では均一に加熱されにくい。しかし円筒１１を回転駆動
させることにより全体が均等に加熱され、この円筒１１
によってるつぼ１を介して融液６が周方向に均等に加熱
される。
造装置のヒータ近傍の構造を模式的に示す部分断面図で
ある。るつぼ軸２は図示しないるつぼ昇降機構により上
下方向にのみ駆動される。円筒状のヒータ３は固定され
ており、ヒータ３とるつぼ１との間には、回転機構１０
により左右いずれの方向にも回転させることができる円
筒１１が設けられている。この円筒１１は黒鉛などから
なり、必要に応じてスリットを設けてもよい。前記円筒
１１はヒータ３の放射熱により高温となるが、そのまま
では均一に加熱されにくい。しかし円筒１１を回転駆動
させることにより全体が均等に加熱され、この円筒１１
によってるつぼ１を介して融液６が周方向に均等に加熱
される。
【０００９】図３は、請求項３に基づく半導体単結晶製
造装置のヒータの構造を模式的に示す説明図である。る
つぼ軸は図示しないるつぼ昇降機構により上下方向にの
み駆動される。るつぼの周囲には複数個の棒状ヒータ１
２が配設され、これらの棒状ヒータ１２の発熱量は電力
制御装置により可変である。各棒状ヒータ１２の発熱量
を個別に制御し、高温発熱部をるつぼの外周に沿って順
次移動させると、るつぼは全体が均等に加熱され、融液
内の温度分布が周方向に均一となり、融液対流の軸対称
性が向上する。
造装置のヒータの構造を模式的に示す説明図である。る
つぼ軸は図示しないるつぼ昇降機構により上下方向にの
み駆動される。るつぼの周囲には複数個の棒状ヒータ１
２が配設され、これらの棒状ヒータ１２の発熱量は電力
制御装置により可変である。各棒状ヒータ１２の発熱量
を個別に制御し、高温発熱部をるつぼの外周に沿って順
次移動させると、るつぼは全体が均等に加熱され、融液
内の温度分布が周方向に均一となり、融液対流の軸対称
性が向上する。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、る
つぼの回転によって融液対流の軸対称性が崩れる点に着
目し、るつぼを回転させる代わりにヒータを回転駆動さ
せる半導体単結晶製造装置とし、またはヒータとるつぼ
との間にヒータの熱を仲介する円筒を設置し、この円筒
を回転駆動させる半導体単結晶製造装置、あるいは従来
の円筒状のヒータに代えて複数個の棒状ヒータを配設
し、棒状ヒータの高温発熱部がるつぼの外周に沿って順
次移動するように各棒状ヒータの発熱量を制御する半導
体単結晶製造装置としたので、いずれの装置においても
るつぼを回転させずにるつぼ全体が均等に加熱され、融
液内の温度分布が周方向に均一となり、融液対流の軸対
称性が向上する。その結果、単結晶中の酸素、ドーパン
トなどの不純物の分布が均一化され、高品質の単結晶を
製造することができるとともに、製品の歩留りが向上す
る。
つぼの回転によって融液対流の軸対称性が崩れる点に着
目し、るつぼを回転させる代わりにヒータを回転駆動さ
せる半導体単結晶製造装置とし、またはヒータとるつぼ
との間にヒータの熱を仲介する円筒を設置し、この円筒
を回転駆動させる半導体単結晶製造装置、あるいは従来
の円筒状のヒータに代えて複数個の棒状ヒータを配設
し、棒状ヒータの高温発熱部がるつぼの外周に沿って順
次移動するように各棒状ヒータの発熱量を制御する半導
体単結晶製造装置としたので、いずれの装置においても
るつぼを回転させずにるつぼ全体が均等に加熱され、融
液内の温度分布が周方向に均一となり、融液対流の軸対
称性が向上する。その結果、単結晶中の酸素、ドーパン
トなどの不純物の分布が均一化され、高品質の単結晶を
製造することができるとともに、製品の歩留りが向上す
る。
【図１】請求項１に基づく半導体単結晶製造装置の構造
を模式的に示す部分断面図である。
を模式的に示す部分断面図である。
【図２】請求項２に基づく半導体単結晶製造装置のヒー
タ近傍の構造を模式的に示す部分断面図である。
タ近傍の構造を模式的に示す部分断面図である。
【図３】請求項３に基づく半導体単結晶製造装置のヒー
タの構造を模式的に示す説明図である。
タの構造を模式的に示す説明図である。
１ るつぼ ２ るつぼ軸 ３ ヒータ ７ 単結晶 １１ 円筒 １２ 棒状ヒータ
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体単結晶の原料を充填するるつぼ
と、このるつぼを回転および上下動するるつぼ軸と、前
記るつぼの周囲にあってるつぼ内の原料を溶解する円筒
状のヒータと、溶解した原料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備えた半導体単結晶製
造装置において、前記るつぼ軸を上下方向のみに駆動さ
せ、ヒータをるつぼの周囲に回転駆動する機構を設けた
ことを特徴とする半導体単結晶製造装置。 - 【請求項２】 ヒータを固定し、るつぼとヒータとの間
に回転駆動自在の円筒を設置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。 - 【請求項３】 るつぼを取り巻く円筒状のヒータに代え
て、前記るつぼの周囲に配設した複数個の棒状のヒータ
と、前記棒状ヒータの高温発熱部がるつぼの外周に沿っ
て順次移動するように各棒状ヒータの発熱量を制御する
制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１の半導体
単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23533693A JPH0761891A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 半導体単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23533693A JPH0761891A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 半導体単結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0761891A true JPH0761891A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16984600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23533693A Pending JPH0761891A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 半導体単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0761891A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114875479A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-09 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 加热器组件和单晶炉 |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP23533693A patent/JPH0761891A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114875479A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-09 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 加热器组件和单晶炉 |
| WO2023245909A1 (zh) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 加热器组件和单晶炉 |
| CN114875479B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-02-27 | 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 | 加热器组件和单晶炉 |
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