JPH076972A - シリコン単結晶の成長方法及び装置 - Google Patents
シリコン単結晶の成長方法及び装置Info
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- JPH076972A JPH076972A JP5147231A JP14723193A JPH076972A JP H076972 A JPH076972 A JP H076972A JP 5147231 A JP5147231 A JP 5147231A JP 14723193 A JP14723193 A JP 14723193A JP H076972 A JPH076972 A JP H076972A
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- C30B13/26—Stirring of the molten zone
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＦＺ法により、シリコン多結晶棒から１回の
ＦＺ工程でシリコン単結晶を得る方法及び装置を実現
し、生産効率を極めて向上せしめる。 【構成】 ＦＺ法によるシリコン単結晶の成長におい
て、平均粒径が１０〜１０００μｍのシリコン多結晶原
料棒１を部分的に加熱して溶融帯を形成し、溶融帯域２
に３００〜１０００ｇａｕｓｓの静磁場を印加して、１
回のＦＺ工程でシリコン単結晶４を成長させる。
ＦＺ工程でシリコン単結晶を得る方法及び装置を実現
し、生産効率を極めて向上せしめる。 【構成】 ＦＺ法によるシリコン単結晶の成長におい
て、平均粒径が１０〜１０００μｍのシリコン多結晶原
料棒１を部分的に加熱して溶融帯を形成し、溶融帯域２
に３００〜１０００ｇａｕｓｓの静磁場を印加して、１
回のＦＺ工程でシリコン単結晶４を成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度シリコン単結晶
を成長させる方法及び装置に関し、さらに詳しくは、Ｆ
Ｚ法（フロートゾーン法、または浮遊帯域溶融法）によ
り、シリコン多結晶棒から１回の工程で単結晶を得る方
法及び装置に関するものである。
を成長させる方法及び装置に関し、さらに詳しくは、Ｆ
Ｚ法（フロートゾーン法、または浮遊帯域溶融法）によ
り、シリコン多結晶棒から１回の工程で単結晶を得る方
法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコン単結晶を成長させる方法とし
て、従来よりＦＺ法またはＣＺ法（チョクラルスキー
法）が用いられる。ＦＺ法は、ＣＺ法に比べて酸素など
による汚染の少ない高純度のシリコン単結晶を成長でき
るという特徴があり、大電力用半導体素子の製造を用途
とする高抵抗シリコン単結晶を製造する場合に有利であ
る。
て、従来よりＦＺ法またはＣＺ法（チョクラルスキー
法）が用いられる。ＦＺ法は、ＣＺ法に比べて酸素など
による汚染の少ない高純度のシリコン単結晶を成長でき
るという特徴があり、大電力用半導体素子の製造を用途
とする高抵抗シリコン単結晶を製造する場合に有利であ
る。
【０００３】ＦＺ法によりシリコン単結晶を成長させる
場合、原料としてシリコン多結晶棒を用いる。このシリ
コン多結晶棒は、トリクロロシランを原料としてシリコ
ン芯棒上に気相成長させることにより、多結晶の平均粒
径が１０μｍ〜１０００μｍのものが得られる。シリコ
ン単結晶を成長させるために、まず、一端を円錐上に加
工したシリコン多結晶棒の先端を溶融して種結晶と融着
し、種絞りにより無転位化しながらシリコン多結晶棒と
種結晶とを一体化する。そして、輪環状の誘導加熱コイ
ルを用いて種結晶の融着部から出発してシリコン多結晶
棒を部分的に加熱融解し、多結晶棒および単結晶を同軸
または偏心軸のまわりに回転させながら誘導加熱コイル
に対し相対的に移動し、部分的に生じた溶融帯をシリコ
ン多結晶棒の他端まで徐々に移動させ、シリコンを再結
晶化してシリコン単結晶を得る。
場合、原料としてシリコン多結晶棒を用いる。このシリ
コン多結晶棒は、トリクロロシランを原料としてシリコ
ン芯棒上に気相成長させることにより、多結晶の平均粒
径が１０μｍ〜１０００μｍのものが得られる。シリコ
ン単結晶を成長させるために、まず、一端を円錐上に加
工したシリコン多結晶棒の先端を溶融して種結晶と融着
し、種絞りにより無転位化しながらシリコン多結晶棒と
種結晶とを一体化する。そして、輪環状の誘導加熱コイ
ルを用いて種結晶の融着部から出発してシリコン多結晶
棒を部分的に加熱融解し、多結晶棒および単結晶を同軸
または偏心軸のまわりに回転させながら誘導加熱コイル
に対し相対的に移動し、部分的に生じた溶融帯をシリコ
ン多結晶棒の他端まで徐々に移動させ、シリコンを再結
晶化してシリコン単結晶を得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、ＦＺ法でシリコ
ン単結晶を成長させる場合、１回のＦＺ工程では単結晶
化し難いので、１回目のＦＺ工程（プレゾーニング）で
中間シリコン多結晶棒を育成し、続く２回目のＦＺ工程
（無転位化ゾーニング）で中間シリコン多結晶棒を原料
棒としてシリコン単結晶棒を成長させる。つまり、通常
のＦＺ法によってシリコン単結晶棒を成長させるために
は合計２回（１回目：プレゾーニング、２回目：無転位
化ゾーニング）のＦＺ工程が必要である。
ン単結晶を成長させる場合、１回のＦＺ工程では単結晶
化し難いので、１回目のＦＺ工程（プレゾーニング）で
中間シリコン多結晶棒を育成し、続く２回目のＦＺ工程
（無転位化ゾーニング）で中間シリコン多結晶棒を原料
棒としてシリコン単結晶棒を成長させる。つまり、通常
のＦＺ法によってシリコン単結晶棒を成長させるために
は合計２回（１回目：プレゾーニング、２回目：無転位
化ゾーニング）のＦＺ工程が必要である。
【０００５】しかし、合計２回のＦＺ工程を行うこと
は、生産効率の点で不利である。そこで本発明は、１回
のＦＺ工程で無転位化したシリコン単結晶を成長するこ
とができるシリコン単結晶の成長方法及び装置を提供す
ることを目的とする。
は、生産効率の点で不利である。そこで本発明は、１回
のＦＺ工程で無転位化したシリコン単結晶を成長するこ
とができるシリコン単結晶の成長方法及び装置を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のシリコン単結晶の成長方法は、ＦＺ法によ
るシリコン単結晶の成長方法において、平均粒径が１０
〜１０００μｍのシリコン多結晶原料棒を部分的に加熱
して溶融帯を形成し、溶融帯域に３００〜１０００ｇａ
ｕｓｓの静磁場を印加して、１回のＦＺ工程でシリコン
単結晶を成長させるようにしたものである。
め、本発明のシリコン単結晶の成長方法は、ＦＺ法によ
るシリコン単結晶の成長方法において、平均粒径が１０
〜１０００μｍのシリコン多結晶原料棒を部分的に加熱
して溶融帯を形成し、溶融帯域に３００〜１０００ｇａ
ｕｓｓの静磁場を印加して、１回のＦＺ工程でシリコン
単結晶を成長させるようにしたものである。
【０００７】前記ＦＺ工程中に、シリコン多結晶棒と溶
融帯域の固液境界面を誘導加熱コイルの下面以上の高さ
に保つことが好ましい。また、成長中のシリコン単結晶
をアフターヒートすると本発明の効果が一層好適に達成
される。
融帯域の固液境界面を誘導加熱コイルの下面以上の高さ
に保つことが好ましい。また、成長中のシリコン単結晶
をアフターヒートすると本発明の効果が一層好適に達成
される。
【０００８】また、本発明装置は、該シリコン単結晶の
溶融帯域より成長軸方向の上方位置及び／又は下方位置
に該シリコン単結晶を囲繞するごとく垂直磁場形成手段
を設け及び／又は該シリコン単結晶の成長軸方向に対し
て直交する水平磁場形成手段を設け、上記した静磁場を
溶融帯域に印加できるようにしたものである。
溶融帯域より成長軸方向の上方位置及び／又は下方位置
に該シリコン単結晶を囲繞するごとく垂直磁場形成手段
を設け及び／又は該シリコン単結晶の成長軸方向に対し
て直交する水平磁場形成手段を設け、上記した静磁場を
溶融帯域に印加できるようにしたものである。
【０００９】前記垂直及び水平磁場形成手段が、ソレノ
イドコイルであり、該ソレノイドコイルに直流電流を供
給することにより静磁場を形成するのが好適である。
イドコイルであり、該ソレノイドコイルに直流電流を供
給することにより静磁場を形成するのが好適である。
【００１０】
【作用】本発明者は、平均粒径が１０〜１０００μｍの
シリコン多結晶原料棒から１回のＦＺ工程（無転位化ゾ
ーニングのみ）で単結晶化できない、あるいは非常に困
難とされる理由は、原料棒から融液中に剥離した多結晶
粒が融けきらずに単結晶側の固液界面に到達するため、
成長中の単結晶が多結晶化してしまうからであると考
え、融液中に剥離した多結晶粒が単結晶側の固液界面に
到達するまでの時間を長くする工夫を行った。
シリコン多結晶原料棒から１回のＦＺ工程（無転位化ゾ
ーニングのみ）で単結晶化できない、あるいは非常に困
難とされる理由は、原料棒から融液中に剥離した多結晶
粒が融けきらずに単結晶側の固液界面に到達するため、
成長中の単結晶が多結晶化してしまうからであると考
え、融液中に剥離した多結晶粒が単結晶側の固液界面に
到達するまでの時間を長くする工夫を行った。
【００１１】図４は、シリコン多結晶棒１の直胴部にお
ける溶融帯域の縦断面を模式化して示す図面である。シ
リコン多結晶棒１の粒径は非常に小さく、通常、トリク
ロロシランを原料とする多結晶の平均粒径は１０〜１０
００μｍである。
ける溶融帯域の縦断面を模式化して示す図面である。シ
リコン多結晶棒１の粒径は非常に小さく、通常、トリク
ロロシランを原料とする多結晶の平均粒径は１０〜１０
００μｍである。
【００１２】ＦＺ工程中、シリコン多結晶棒１の先端部
７は、誘導加熱コイル５によって加熱され、該シリコン
多結晶棒１の外周表面８が融かされる。外周表面８から
融液中に剥離した多結晶粒６は、誘導加熱コイル５によ
り常に加熱されるうえに、該外周表面８から単結晶側の
固液界面１１までの間隔が長いので比較的長い時間をか
けて移動できるため、完全に融ける。
７は、誘導加熱コイル５によって加熱され、該シリコン
多結晶棒１の外周表面８が融かされる。外周表面８から
融液中に剥離した多結晶粒６は、誘導加熱コイル５によ
り常に加熱されるうえに、該外周表面８から単結晶側の
固液界面１１までの間隔が長いので比較的長い時間をか
けて移動できるため、完全に融ける。
【００１３】一方、該シリコン多結晶棒１の溶融ネック
部９は、多結晶側の固液境界面１０を境にして溶融帯域
２と接しており、融液からの熱伝達により融かされる。
溶融ネック部９から融液中に剥離した多結晶粒６は、単
結晶側の固液界面１１までの間隔が比較的短いうえに、
溶融帯の中心部で下向きに流れる対流により加速される
ので移動する時間がさらに短くなり、融けきれずに単結
晶側の固液界面１１に到達する（図４の点線）。そし
て、多結晶粒６が単結晶側の固液界面１１に到達すると
成長中の単結晶は途端に多結晶化してしまう。
部９は、多結晶側の固液境界面１０を境にして溶融帯域
２と接しており、融液からの熱伝達により融かされる。
溶融ネック部９から融液中に剥離した多結晶粒６は、単
結晶側の固液界面１１までの間隔が比較的短いうえに、
溶融帯の中心部で下向きに流れる対流により加速される
ので移動する時間がさらに短くなり、融けきれずに単結
晶側の固液界面１１に到達する（図４の点線）。そし
て、多結晶粒６が単結晶側の固液界面１１に到達すると
成長中の単結晶は途端に多結晶化してしまう。
【００１４】そこで、本発明においては、融液内の対流
を抑制し多結晶粒６が融液中で浮遊できる時間を長く
し、また、多結晶側の固液境界面１０と単結晶側の固液
界面１１の距離を長く保ち多結晶粒６が融液中で浮遊で
きる間隔を長くする、という対策を施すことにより、溶
融ネック部９から融液中に剥離した多結晶粒６が単結晶
側の固液界面１１に到達する前に完全に融けてしまうよ
うにする。この結果、成長中の単結晶が多結晶化しなく
なるので、シリコン多結晶原料棒から１回のＦＺ工程で
単結晶化できるようになる。
を抑制し多結晶粒６が融液中で浮遊できる時間を長く
し、また、多結晶側の固液境界面１０と単結晶側の固液
界面１１の距離を長く保ち多結晶粒６が融液中で浮遊で
きる間隔を長くする、という対策を施すことにより、溶
融ネック部９から融液中に剥離した多結晶粒６が単結晶
側の固液界面１１に到達する前に完全に融けてしまうよ
うにする。この結果、成長中の単結晶が多結晶化しなく
なるので、シリコン多結晶原料棒から１回のＦＺ工程で
単結晶化できるようになる。
【００１５】まず、融液内の対流の抑制は、溶融帯域２
に静磁場を印加することによって可能である。シリコン
融液は電気伝導性に優れた液体であるから、静磁場中で
はローレンツ力の作用によってその対流が著しく抑制さ
れる。溶融帯域２に印加する静磁場の強さは３００〜１
０００ｇａｕｓｓが好適である。静磁場の強さが３００
ｇａｕｓｓより小さいときは、融液の対流が十分抑制で
きない。また、静磁場の強さが１０００ｇａｕｓｓより
大きくなると、融液の対流が無くなるにつれて対流によ
る熱伝導も無くなるため融液の固化現象が発生し、シリ
コン単結晶の形状が悪くなる。
に静磁場を印加することによって可能である。シリコン
融液は電気伝導性に優れた液体であるから、静磁場中で
はローレンツ力の作用によってその対流が著しく抑制さ
れる。溶融帯域２に印加する静磁場の強さは３００〜１
０００ｇａｕｓｓが好適である。静磁場の強さが３００
ｇａｕｓｓより小さいときは、融液の対流が十分抑制で
きない。また、静磁場の強さが１０００ｇａｕｓｓより
大きくなると、融液の対流が無くなるにつれて対流によ
る熱伝導も無くなるため融液の固化現象が発生し、シリ
コン単結晶の形状が悪くなる。
【００１６】溶融帯域に対して印加する静磁場は、垂直
磁場でも水平磁場でもよい。融液の対流は融液帯域内で
必ず閉じたものとなっているので、垂直磁場あるいは水
平磁場の印加により溶融帯域に対して水平あるいは垂直
方向の対流が抑制されれば、それに継がる他の方向の対
流も抑制される。
磁場でも水平磁場でもよい。融液の対流は融液帯域内で
必ず閉じたものとなっているので、垂直磁場あるいは水
平磁場の印加により溶融帯域に対して水平あるいは垂直
方向の対流が抑制されれば、それに継がる他の方向の対
流も抑制される。
【００１７】次に、多結晶側の固液境界面１０と単結晶
側の固液境界面１１の間隔を長く保つためには、溶融帯
形成初期から多結晶側の固液境界面１０を誘導加熱コイ
ル５の下面以上の高さに保つことが、効果的である。こ
うすることにより、該境界面直下が該誘導加熱コイル５
によって効率的に誘導加熱されるようになり、該多結晶
側の固液境界面１０が下がってくるのを未然に防ぐ事が
できる。また、加熱効率が高くなるので溶融帯の温度も
高くなり、多結晶粒６は速やかに融けるようになる。具
体的には誘導加熱コイルに対する給電の加減を調整する
ことにより、多結晶側の固液境界面１０の位置を調整す
る。
側の固液境界面１１の間隔を長く保つためには、溶融帯
形成初期から多結晶側の固液境界面１０を誘導加熱コイ
ル５の下面以上の高さに保つことが、効果的である。こ
うすることにより、該境界面直下が該誘導加熱コイル５
によって効率的に誘導加熱されるようになり、該多結晶
側の固液境界面１０が下がってくるのを未然に防ぐ事が
できる。また、加熱効率が高くなるので溶融帯の温度も
高くなり、多結晶粒６は速やかに融けるようになる。具
体的には誘導加熱コイルに対する給電の加減を調整する
ことにより、多結晶側の固液境界面１０の位置を調整す
る。
【００１８】また、多結晶側の固液境界面１０と単結晶
側の固液境界面１１の間隔を長く保つために、シリコン
単結晶４をアフターヒートし単結晶側の固液境界面１１
の位置を下げると、一層効果的である。
側の固液境界面１１の間隔を長く保つために、シリコン
単結晶４をアフターヒートし単結晶側の固液境界面１１
の位置を下げると、一層効果的である。
【００１９】
【実施例】以下に、添付図面中、図１〜図３に基づいて
本発明装置の一具体例を説明し、この装置を用いた実施
例についても併せて説明する。なお、本実施例の記載が
本発明を限定するものでないことはいうまでもない。
本発明装置の一具体例を説明し、この装置を用いた実施
例についても併せて説明する。なお、本実施例の記載が
本発明を限定するものでないことはいうまでもない。
【００２０】図１は本発明に係る１回のＦＺ工程による
シリコン単結晶棒の成長方法を模式的に示した図面であ
る。図２は本発明装置の一例の全体構成図、図３は本発
明装置の他の例の全体構成図である。
シリコン単結晶棒の成長方法を模式的に示した図面であ
る。図２は本発明装置の一例の全体構成図、図３は本発
明装置の他の例の全体構成図である。
【００２１】該成長装置は、図２に示すように、チャン
バー２０を有し、該チャンバー２０内には上軸２１及び
下軸２２が設けられている。
バー２０を有し、該チャンバー２０内には上軸２１及び
下軸２２が設けられている。
【００２２】該上軸２１には所定の直径の原料シリコン
多結晶棒１を取付け、該下軸２２には所定の結晶方位の
種結晶２３を取り付ける。該シリコン多結晶棒１の先端
を誘導加熱コイル５で溶融して種結晶２３と融着し、種
絞りにより無転位化しながらシリコン多結晶棒１と種結
晶２３とを一体化する。そして、輪環状の誘導加熱コイ
ル５を用いて種結晶の融着部から出発してシリコン多結
晶棒１を部分的に加熱融解し、シリコン多結晶棒１およ
び単結晶４をそれぞれ所定の速度で同軸のまわりに回転
させながら誘導加熱コイル５に対しそれぞれ所定の速度
で相対的に移動し、所定のドーパントをチャンバー２０
内に流してドープしながら、部分的に生じた溶融帯をシ
リコン多結晶棒１の他端まで徐々に移動させる。
多結晶棒１を取付け、該下軸２２には所定の結晶方位の
種結晶２３を取り付ける。該シリコン多結晶棒１の先端
を誘導加熱コイル５で溶融して種結晶２３と融着し、種
絞りにより無転位化しながらシリコン多結晶棒１と種結
晶２３とを一体化する。そして、輪環状の誘導加熱コイ
ル５を用いて種結晶の融着部から出発してシリコン多結
晶棒１を部分的に加熱融解し、シリコン多結晶棒１およ
び単結晶４をそれぞれ所定の速度で同軸のまわりに回転
させながら誘導加熱コイル５に対しそれぞれ所定の速度
で相対的に移動し、所定のドーパントをチャンバー２０
内に流してドープしながら、部分的に生じた溶融帯をシ
リコン多結晶棒１の他端まで徐々に移動させる。
【００２３】多結晶側の固液境界面と単結晶側の固液境
界面の間隔を長く保つために、図１に示すごとく、多結
晶側の固液境界面１０を誘導加熱コイル５の下面以上の
高さに保ち、また、成長中のシリコン単結晶棒４を反射
板１３でアフターヒートする。
界面の間隔を長く保つために、図１に示すごとく、多結
晶側の固液境界面１０を誘導加熱コイル５の下面以上の
高さに保ち、また、成長中のシリコン単結晶棒４を反射
板１３でアフターヒートする。
【００２４】該チャンバー２０を形成するチャンバー壁
は、誘導加熱コイル５の下側において狭窄されて狭窄段
部２５を形成している。該狭窄段部２５には所定形状の
ソレノイドコイル１２が配設され、所定の静磁場がシリ
コン単結晶を囲繞するごとく印加されている。該誘導加
熱コイル５と該ソレノイドコイル１２の距離は、所定間
隔だけ離間している。なお、図３に示すように、該狭窄
段部２５を誘導加熱コイル５の上側に形成してソレノイ
ドコイル１２を配設することもできる。
は、誘導加熱コイル５の下側において狭窄されて狭窄段
部２５を形成している。該狭窄段部２５には所定形状の
ソレノイドコイル１２が配設され、所定の静磁場がシリ
コン単結晶を囲繞するごとく印加されている。該誘導加
熱コイル５と該ソレノイドコイル１２の距離は、所定間
隔だけ離間している。なお、図３に示すように、該狭窄
段部２５を誘導加熱コイル５の上側に形成してソレノイ
ドコイル１２を配設することもできる。
【００２５】実施例１ 図２に示した装置を用い細部については図１の状態で次
の条件を設定した。
の条件を設定した。
【００２６】 原料シリコン多結晶棒１：直径１００ｍｍでトリクロロ
シランから製造した平均粒径１０〜１０００μｍのもの 種結晶２３：結晶方位＜１１１＞ 原料シリコン多結晶棒１の回転速度：０．４回転／ｍｉ
ｎ． 単結晶４の回転速度：６回転／ｍｉｎ．
シランから製造した平均粒径１０〜１０００μｍのもの 種結晶２３：結晶方位＜１１１＞ 原料シリコン多結晶棒１の回転速度：０．４回転／ｍｉ
ｎ． 単結晶４の回転速度：６回転／ｍｉｎ．
【００２７】原料シリコン多結晶棒１及び単結晶４の誘
導加熱コイル５に対する相対速度：３．０ｍｍ／ｍｉ
ｎ． ソレノイドコイル：内径２１０ｍｍ、外径５００ｍｍ、
高さ１３０ｍｍ 静磁場：７００ｇａｕｓｓの垂直磁場 誘導加熱コイル５とソレノイドコイル１２の距離：１７
５ｍｍ アフターヒート：誘導加熱コイルの下方２５ｍｍに配置
し、内径１１５ｍｍφ×長さ４０ｍｍの円筒銀板で内壁
を覆っている。
導加熱コイル５に対する相対速度：３．０ｍｍ／ｍｉ
ｎ． ソレノイドコイル：内径２１０ｍｍ、外径５００ｍｍ、
高さ１３０ｍｍ 静磁場：７００ｇａｕｓｓの垂直磁場 誘導加熱コイル５とソレノイドコイル１２の距離：１７
５ｍｍ アフターヒート：誘導加熱コイルの下方２５ｍｍに配置
し、内径１１５ｍｍφ×長さ４０ｍｍの円筒銀板で内壁
を覆っている。
【００２８】上記条件に従い、直径８０ｍｍのシリコン
単結晶（結晶方位＜１１１＞、燐ドープｎ型）を１回の
ＦＺ工程（無転位化ゾーニングのみ）で成長させた。こ
の場合の成功率〔（単結晶の全重量／原料多結晶棒の全
重量）×１００〕は７３．２％であった。
単結晶（結晶方位＜１１１＞、燐ドープｎ型）を１回の
ＦＺ工程（無転位化ゾーニングのみ）で成長させた。こ
の場合の成功率〔（単結晶の全重量／原料多結晶棒の全
重量）×１００〕は７３．２％であった。
【００２９】本実施例１の結果から、本発明方法によれ
ば、１回のＦＺ工程（無転位化ゾーニングのみ）により
単結晶化が可能であり、良質なシリコン単結晶を効率よ
く成長させることができることを確認できた。
ば、１回のＦＺ工程（無転位化ゾーニングのみ）により
単結晶化が可能であり、良質なシリコン単結晶を効率よ
く成長させることができることを確認できた。
【００３０】比較例１ 垂直磁場を印加しない他は、上記の実施例と同様の条件
で無転位化ゾーニングのみにて同様のシリコン単結晶を
成長させた（従来法）。この場合の成功率は、１２．１
％であり、この比較例１の結果から、従来法によって１
回のＦＺ工程のみを行っても良好な単結晶化を行うこと
ができないことが確認された。
で無転位化ゾーニングのみにて同様のシリコン単結晶を
成長させた（従来法）。この場合の成功率は、１２．１
％であり、この比較例１の結果から、従来法によって１
回のＦＺ工程のみを行っても良好な単結晶化を行うこと
ができないことが確認された。
【００３１】本実施例では、シリコン単結晶を囲繞する
ごとく静磁場を印加したが、ソレノイドコイル９を誘導
加熱コイルの上方及び下方に同時に設置して垂直磁場を
印加しても、同様な効果が得られる。また、垂直及び水
平磁場を同時に印加してもよい。
ごとく静磁場を印加したが、ソレノイドコイル９を誘導
加熱コイルの上方及び下方に同時に設置して垂直磁場を
印加しても、同様な効果が得られる。また、垂直及び水
平磁場を同時に印加してもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、１回の
ＦＺ工程によるシリコン単結晶の成長方法が実現され、
生産効率が極めて向上するという効果を奏する。
ＦＺ工程によるシリコン単結晶の成長方法が実現され、
生産効率が極めて向上するという効果を奏する。
【図１】本発明に係るシリコン単結晶成長方法の模式図
である。
である。
【図２】本発明に係るシリコン単結晶の成長装置の全体
構成の一例を示す断面図的説明図である。
構成の一例を示す断面図的説明図である。
【図３】本発明に係るシリコン単結晶の成長装置の全体
構成の他の例を示す断面図的説明図である。
構成の他の例を示す断面図的説明図である。
【図４】ＦＺ工程における溶融帯域の多結晶粒の挙動を
示す縦断面的模式図である。
示す縦断面的模式図である。
１ シリコン原料多結晶棒 ２ 溶融帯域 ４ シリコン単結晶 ５ 誘導加熱コイル ６ 多結晶粒 ７ 多結晶先端 ８ 外周表面 ９ 溶融ネック部 １０ 多結晶側の固液境界面 １１ 単結晶側の固液境界面 １２ 垂直磁場発生コイル １３ 反射板 ２０ チャンバー ２１ 上軸 ２２ 下軸 ２３ 種結晶 ２４ 絞り ２５ 狭窄段部
Claims (5)
- 【請求項１】 ＦＺ法によるシリコン単結晶の成長方法
において、平均粒径が１０〜１０００μｍのシリコン多
結晶原料棒を部分的に加熱して溶融帯を形成し、溶融帯
域に３００〜１０００ｇａｕｓｓの静磁場を印加して、
１回のＦＺ工程でシリコン単結晶を成長させることを特
徴とするシリコン単結晶の成長方法。 - 【請求項２】 前記シリコン多結晶原料棒と溶融帯域の
固液境界面を誘導加熱コイルの下面以上の高さに保つこ
とを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶の成長
方法。 - 【請求項３】 成長中の前記シリコン単結晶をアフター
ヒートすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載のシリコン単結晶の成長方法。 - 【請求項４】 ＦＺ法によりシリコン単結晶を成長させ
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法を実施する
装置であって、該シリコン単結晶の溶融帯域より成長軸
方向の上方位置及び／又は下方位置に該シリコン単結晶
を囲繞するごとく垂直磁場形成手段を設け及び／又は該
シリコン単結晶の成長軸方向に対して直交する水平磁場
形成手段を設けることを特徴とするシリコン単結晶の成
長装置。 - 【請求項５】 前記垂直及び水平磁場形成手段が、ソレ
ノイドコイルであり、該ソレノイドコイルに直流電流を
供給することを特徴とする請求項４記載のシリコン単結
晶の成長装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5147231A JP2874722B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | シリコン単結晶の成長方法及び装置 |
| US08/260,919 US5556461A (en) | 1993-06-18 | 1994-06-15 | Method for producing a silicon single crystal by a float-zone method |
| DE69403275T DE69403275T2 (de) | 1993-06-18 | 1994-06-16 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Silizium-Einkristalles |
| EP94109327A EP0629719B1 (en) | 1993-06-18 | 1994-06-16 | Method and apparatus for producing a silicon single crystal |
| US08/636,348 US5688321A (en) | 1993-06-18 | 1996-04-23 | Apparatus for producing a silicon single crystal by a float-zone method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5147231A JP2874722B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | シリコン単結晶の成長方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076972A true JPH076972A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2874722B2 JP2874722B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=15425541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5147231A Expired - Lifetime JP2874722B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | シリコン単結晶の成長方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5556461A (ja) |
| EP (1) | EP0629719B1 (ja) |
| JP (1) | JP2874722B2 (ja) |
| DE (1) | DE69403275T2 (ja) |
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| US8647795B2 (en) | 2010-10-22 | 2014-02-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Sputtering target material, silicon-containing film forming method, and photomask blank |
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- 1993-06-18 JP JP5147231A patent/JP2874722B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-06-15 US US08/260,919 patent/US5556461A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-06-16 EP EP94109327A patent/EP0629719B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-16 DE DE69403275T patent/DE69403275T2/de not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-04-23 US US08/636,348 patent/US5688321A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0629719A1 (en) | 1994-12-21 |
| EP0629719B1 (en) | 1997-05-21 |
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