JPH0834696A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
- Publication number
- JPH0834696A JPH0834696A JP17451494A JP17451494A JPH0834696A JP H0834696 A JPH0834696 A JP H0834696A JP 17451494 A JP17451494 A JP 17451494A JP 17451494 A JP17451494 A JP 17451494A JP H0834696 A JPH0834696 A JP H0834696A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- chamber
- crucible
- emissivity
- melt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
長させることが可能な結晶成長装置を提供する。 【構成】 主チャンバ20の炉壁は、バフ研磨後にクロ
ムメッキを施して輻射率を0.1以下とし、副チャンバ
21の炉壁は、熱処理により酸化膜を形成して輻射率を
0.8としている。主チャンバでは断熱効果が高まり主
チャンバ20内温度、ひいては単結晶12の温度が上昇
する。従って溶融液13から離脱した直後の単結晶12
の冷却速度を低減せしめ、点欠陥及び格子間酸素の残留
を抑止することができる。またこれによってヒータ2の
パワーも低減せしめられ、消費電力量も低減する。副チ
ャンバ21では輻射率が大きくなしてあるので、単結晶
12からの抜熱を促進し低温時の冷却速度を上昇せしめ
て、OSFの発生を抑止することができる。
Description
るシリコン単結晶を成長させる結晶成長装置に関する。
その1つにチョクラルスキー(CZ法)がある。図5は
CZ法の実施に使用する従来の結晶成長装置を示す模式
的縦断面図である。図中1は、チャンバ内に配置された
坩堝であり、有底円筒状の石英製の内層保持容器1bと
該内層保持容器1bを保持すべく適合された同じく有底
円筒状の黒鉛製の外層保持容器1aとにて構成されてい
る。坩堝1の外側には抵抗加熱式のヒータ2が同心円状
に設けられており、さらにその外側には黒鉛製の保温筒
3が同心円状に配設されている。坩堝1内には所定重量
の原料をヒータ2にて溶融させた溶融液13が充填され
ている。
所定速度で回転する引上げ棒(又はワイヤ、以下両者と
も引上げ棒と称する)5が垂設されており、引上げ棒5
の下端には種結晶11が種結晶ホルダ10にて取り付け
られている。坩堝1は引上げ棒5と同一軸心で逆方向或
いは同方向に所定速度で回転する坩堝支持軸6にて支持
されている。そして種結晶11を溶融液13に浸漬した
後、引上げ棒5を回転させつつ上方へ引き上げることに
より、溶融液13を凝固せしめて単結晶12を成長させ
る。
を使用して、LSI等の半導体デバイスを製造するが、
近年、LSIのパターンの微細化及びチップ面積の増大
に伴い、1枚のウエハから採取可能なチップ数を増大さ
せるために、引き上げられる単結晶12も大径化が進ん
でいる。
を越えるウエハを使用してMOSトランジスタ等の集積
回路を作成した場合、そのゲート酸化膜の耐圧が、結晶
の熱履歴、即ち冷却速度に大きく影響されることが分か
っている。そこで例えば特開平5−213690号公報には、
引上げられている単結晶12の周囲にヒータを設けて結
晶中心近傍と周辺部との温度勾配を縮小する結晶成長装
置が開示されている。これにより点欠陥及び格子間酸素
は周辺部へ拡散し結晶表面から外部へ放出するので、引
上げ速度を大きくしても、引上げ速度が小さい場合と同
様に酸化膜耐圧が優れた単結晶が得られる。
層欠陥(OSF)はデバイス特性を非常に劣化させる
が、この欠陥の発生原因としても結晶の熱履歴が一因で
あると考えられている。特開平5−221773号公報には、
冷媒を使用して単結晶12の冷却速度を600〜350
℃の低温度領域では1.5〜200℃/分に制御する結
晶成長方法が開示されている。これによりシリコン単結
晶中の酸素誘起積層欠陥の発生を防止し、酸素析出量を
制御することができる。
うに結晶を加熱又は冷却する場合、加熱手段を新たに備
える必要があるため炉構造が複雑である、冷媒及び冷媒
を供給する手段を備える必要があるという問題があり、
また消費電力量も増加するため、生産コストの上昇も免
れない。さらに結晶周囲に発熱体を設置した場合、結晶
の観察,径制御が困難である上、溶融液13から発生す
るSiOを除去するために炉内に流す不活性ガスの流路
が乱され、結晶が有転位化し易いという問題もある。
のであり、チャンバの炉壁の輻射率を軸方向に変化させ
てあることにより、結晶の冷却速度を制御して良品質の
結晶を成長させることが可能な結晶成長装置を提供する
ことを目的とする。
装置は、溶融液を充填するための坩堝と、該坩堝を収納
するチャンバとを備える結晶成長装置において、前記チ
ャンバの炉壁の輻射率を、引上げ軸方向の上方を高く下
方を小さくしてあることを特徴とする。
充填するための坩堝と、該坩堝を収納する主チャンバ
と、該主チャンバの上方に連設されており、引き上げら
れた単結晶を収納する副チャンバとを備える結晶成長装
置において、前記主チャンバの炉壁の輻射率を前記副チ
ャンバの炉壁の輻射率より小さくなしてあることを特徴
とする。
を、引上げ軸方向の上方を大きく下方を小さくしてある
ので、チャンバ下方では断熱効果が高まり下方チャンバ
内温度、ひいては結晶温度が上昇する。従って溶融液か
ら離脱した直後の冷却速度を低減せしめ、点欠陥及び格
子間酸素の残留を抑制することができる。またこれによ
ってヒータのパワーも低減せしめられ、消費電力量も低
減する。
してあるので、結晶からの抜熱を促進し低温時の冷却速
度を上昇せしめて、OSFの発生を抑制することができ
る。
下とし、前記副チャンバの炉壁の輻射率を0.7以上と
すると効果的である。また、例えばクロムメッキを施せ
ば輻射率を小さくすることができ、酸化膜を形成すれば
輻射率を小さくすることができる。
き具体的に説明する。図1は、本発明に係る結晶成長装
置を示す模式的縦断面図である。図中1は、銅製の主チ
ャンバ20内に配置された坩堝であり、有底円筒状の石
英製の内層保持容器1bと該内層保持容器1bを保持す
べく適合された同じく有底円筒状の黒鉛製の外層保持容
器1aとにて構成されている。坩堝1の外側には抵抗加
熱式のヒータ2が同心円状に設けられており、さらにそ
の外側には黒鉛製の保温筒3が同心円状に配設されてい
る。坩堝1内には所定重量の原料をヒータ2にて溶融さ
せた溶融液13が充填されている。
0より小径で同心円であり、銅製の副チャンバ21が連
設されている。坩堝1の中心軸上方には、図中矢符方向
に所定速度で回転する引上げ棒(又はワイヤ、以下両者
とも引上げ棒と称する)5が副チャンバ21内を介して
垂設されており、引上げ棒5の下端には種結晶11が種
結晶ホルダ10にて取り付けられている。坩堝1は引上
げ棒5と同一軸心で逆方向或いは同方向に所定速度で回
転する坩堝支持軸6にて支持されている。そして種結晶
11を溶融液13に浸漬した後、引上げ棒5を回転させ
つつ上方へ引き上げることにより、溶融液13を凝固せ
しめて単結晶12を成長させる。所定の長さに引き上げ
られた単結晶12は副チャンバ21内に収納され、その
後取り出される。
にクロムメッキを施して輻射率を0.1以下とし、副チ
ャンバ21の炉壁内面は、熱処理により酸化膜を形成し
て輻射率を0.8としている。
晶シリコンを原料としリンを不純物として長さ1100mmの
単結晶の引上げを行った。主な引上げ条件を以下に示
す。 引上げ結晶 φ6インチN型シリコン 原料仕込み量 高純度多結晶シリコン60kg 溶解方法 抵抗加熱式 炉内雰囲気 10Torr,Ar(40リットル/min) 石英坩堝サイズ φ 400×高さ 350(mm) ヒータサイズ 内径 460×外径 508×高さ 150(m
m) 保温筒サイズ 内径 600,外径 800(mm) 炉寸法 φ 845×高さ 600(mm)
した場合の、結晶軸方向における結晶温度分布を示すグ
ラフであり、主チャンバ20の炉壁の輻射率ε20が 0.
1, 0.5, 0.9である場合について示している。輻射率ε
20が大きいほど、結晶軸方向における結晶温度の差が大
きい。
0.1とした場合の、結晶軸方向における結晶温度分布
を示すグラフであり、副チャンバ21の炉壁の輻射率ε
21が 0.1, 0.5, 0.9である場合について示している。輻
射率ε21が大きいほど、副チャンバ21内において結晶
温度が低くなっており、急冷されていることが判る。図
2,3より炉壁の輻射率により、結晶の熱履歴が制御さ
れることが判る。
ータのパワーとの関係を示すグラフである。ここでヒー
タは、炉内の温度が所望する値となるように自動的にそ
のパワーを制御するものとする。輻射率が小さいほど断
熱効果が高まるために、結晶温度が上昇し、ヒータのパ
ワーも低減せしめられている。
F密度について従来と本発明とを比較した結果を表1に
示す。従来装置では、銅製の主チャンバは炉壁の輻射率
を0.8であり、銅製の副チャンバは炉壁の輻射率を
0.3である。表1より明らかな如く、本発明ではヒー
タパワーが約5%低減され、酸化膜耐圧良品率は72%
から86%にまで上昇しており、OSF密度は55個/
cm2 から5個/cm2 へ約1/10となっている。
フ研磨後にクロムメッキを施し、また副チャンバ21に
は熱処理により酸化膜を形成することにより、輻射率を
変更しているが、その他の方法を使用して輻射率を変更
してもよい。
は、チャンバの炉壁の輻射率を、引上げ軸方向の上方を
高く下方を小さくしてあることにより、結晶の冷却速度
を制御することが可能である。これによりチャンバ下方
では断熱効果が高まり冷却速度を低減せしめ、点欠陥及
び格子間酸素の残留を抑制することができ、さらに消費
電力量も低減することができる。またチャンバ上方では
輻射率が大きくなしてあるので、冷却速度を上昇せしめ
て、OSFの発生を抑制することができる。以上より新
たな装置を炉内に新設することなく良品質の結晶を成長
させることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
図である。
場合の、結晶軸方向における結晶温度分布を示すグラフ
である。
場合の、結晶軸方向における結晶温度分布を示すグラフ
である。
のパワーとの関係を示すグラフである。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶融液を充填するための坩堝と、該坩堝
を収納するチャンバとを備える結晶成長装置において、
前記チャンバの炉壁の輻射率を、引上げ軸方向の上方を
高く下方を小さくしてあることを特徴とする結晶成長装
置。 - 【請求項2】 溶融液を充填するための坩堝と、該坩堝
を収納する主チャンバと、該主チャンバの上方に連設さ
れており、引き上げられた単結晶を収納する副チャンバ
とを備える結晶成長装置において、前記主チャンバの炉
壁の輻射率を前記副チャンバの炉壁の輻射率より小さく
なしてあることを特徴とする結晶成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17451494A JP3564740B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17451494A JP3564740B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 結晶成長装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0834696A true JPH0834696A (ja) | 1996-02-06 |
JP3564740B2 JP3564740B2 (ja) | 2004-09-15 |
Family
ID=15979846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17451494A Expired - Fee Related JP3564740B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3564740B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010059028A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Sumco Techxiv株式会社 | 半導体単結晶製造装置用の排気部材 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7342845B2 (ja) | 2020-11-25 | 2023-09-12 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP17451494A patent/JP3564740B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010059028A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Sumco Techxiv株式会社 | 半導体単結晶製造装置用の排気部材 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3564740B2 (ja) | 2004-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4147599B2 (ja) | シリコン単結晶及びその製造方法 | |
CN114318500A (zh) | 一种用于拉制单晶硅棒的拉晶炉、方法及单晶硅棒 | |
KR20180101586A (ko) | 실리콘 단결정의 제조 방법 | |
EP2045372A2 (en) | Method for growing silicon ingot | |
KR100758162B1 (ko) | 질소 도핑된 실리콘 단결정의 제조 방법 | |
US5575847A (en) | Apparatus for producing single crystals | |
US7582159B2 (en) | Method for producing a single crystal | |
JPH03115188A (ja) | 単結晶製造方法 | |
EP0675214A1 (en) | Method of growing crystals | |
JPH0834696A (ja) | 結晶成長装置 | |
US5683505A (en) | Process for producing single crystals | |
JP4080657B2 (ja) | シリコン単結晶インゴットの製造方法 | |
JP2005060153A (ja) | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶ウェーハ | |
JP2007210820A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
JP3498330B2 (ja) | 単結晶成長装置 | |
KR100304291B1 (ko) | 실리콘결정과그제조장치,제조방법 | |
JP2002293691A (ja) | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶並びにシリコンウエーハ | |
JPH09255475A (ja) | 単結晶成長装置 | |
JPH08290995A (ja) | シリコン単結晶及びその製造方法 | |
JP2005060151A (ja) | シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶ウェーハ | |
KR100544966B1 (ko) | 실리콘 단결정 잉곳의 제조 장치 | |
JP2004217504A (ja) | 単結晶製造用黒鉛ヒーター及び単結晶製造装置ならびに単結晶製造方法 | |
JPH08333189A (ja) | 結晶引き上げ装置 | |
JPH06340493A (ja) | 単結晶育成装置および育成方法 | |
JP2002249397A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040302 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040518 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040531 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |