JPH09208376A - Pulling up of single crystal - Google Patents

Pulling up of single crystal

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JPH09208376A
JPH09208376A JP3296196A JP3296196A JPH09208376A JP H09208376 A JPH09208376 A JP H09208376A JP 3296196 A JP3296196 A JP 3296196A JP 3296196 A JP3296196 A JP 3296196A JP H09208376 A JPH09208376 A JP H09208376A
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JP
Japan
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single crystal
pulling
melt
dislocation
tail
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Application number
JP3296196A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Okui
正彦 奥井
Tadashi Kanda
忠 神田
Tadami Tanaka
忠美 田中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Sitix Corp
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Publication date
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for pulling up a single crystal without any tail squeezing step by cutting off a pulled up single crystal in a dislocation-free state from a melt in a Czochralski(CZ) process. SOLUTION: A body part of 6 prescribed length is pulled up and a pulled up single crystal 9 is then cut off in a dislocation-free state from a melt 8 without carrying out the tail squeezing when pulling up and growing the single crystal 9 from the melt 8 according to a Czochralski(CZ) process. At this time, the cutting off speed of the single crystal 9 is set at >=300mm/min and the cutting off distance of the single crystal 9 from the melt 8 is set at >=20mm. The resultant pulled up crystal 9 is cut off from the melt 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体材料として
使用されるシリコン単結晶等の単結晶を成長させながら
引き上げる単結晶引き上げ方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single crystal pulling method for pulling while growing a single crystal such as a silicon single crystal used as a semiconductor material.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン単結晶等の単結晶の成長方法と
してはCZ法(チョクラルスキー法)が広く知られてい
る。このCZ法は、坩堝内に充填した単結晶原料をヒー
タにて加熱溶融せしめた後、この融液中に引き上げ軸に
吊るした種結晶を浸し、これを回転させつつ上方に引き
上げて種結晶の下端に単結晶を成長せしめる方法であ
る。
2. Description of the Related Art The CZ method (Czochralski method) is widely known as a method for growing a single crystal such as a silicon single crystal. In this CZ method, a single crystal raw material filled in a crucible is heated and melted by a heater, and then a seed crystal hung on a pulling shaft is dipped in this melt, and the seed crystal is pulled upward while being rotated to form a seed crystal. This is a method of growing a single crystal at the lower end.

【0003】図7は、CZ法における単結晶の引き上げ
過程を示す模式図である。坩堝3内の単結晶原料の融液
8から単結晶9を成長させていくと、ネック部,ショル
ダ部と移行してその後ボディ部の引き上げとなる(図7
(a),(b))。所定長のボディ部を引き上げた後、
単結晶9を無転位で成長させるためにボディ部の最後か
らはボディ部で保持した直径を除々に小さくしていくテ
イル絞りを行ない、ボディ部に転位が入らないように引
き上げを行う(図7(c)〜(f))。
FIG. 7 is a schematic view showing a pulling process of a single crystal in the CZ method. When a single crystal 9 is grown from the melt 8 of the single crystal raw material in the crucible 3, the neck part and the shoulder part are transferred, and then the body part is pulled up (FIG. 7).
(A), (b)). After pulling up the body part of a predetermined length,
In order to grow the single crystal 9 without dislocation, a tail drawing is performed from the end of the body to gradually reduce the diameter held by the body, and pulling is performed so that dislocation does not enter the body (FIG. 7). (C) to (f)).

【0004】このように引き上げられる単結晶のトップ
は、ショルダ部の形成領域であってボディ部の先端の数
十mmは引き上げ速度が安定しないことによる酸素析出
異常が生じ、取り込まれる酸素濃度が許容範囲から外れ
る、及び、ボディ部とは異なり結晶の直径が一定でない
という理由により、ウェーハ加工時には切り落とされて
しまう不要の部位となる。また、そのテイルも、テイル
絞りによるテイル形成領域であって引き上げ速度等の引
き上げ条件が安定しないことによる酸素析出異常が生
じ、取り込まれる酸素濃度,ドーパント濃度が許容範囲
から外れる、及び、ボディ部とは異なり結晶の直径が一
定でないという理由により、ウェーハ加工時には切り落
とされてしまう不要の部位となる。
The top of the single crystal pulled up in this way is the region where the shoulder portion is formed, and oxygen precipitation abnormalities occur due to the unstable pulling rate at several tens of mm at the tip of the body portion, and the oxygen concentration taken in is allowable. It becomes an unnecessary portion that is cut off during wafer processing because it is out of the range and the crystal diameter is not constant unlike the body portion. Further, the tail is also a tail forming region by tail drawing and abnormal oxygen precipitation occurs due to unstable pulling conditions such as pulling speed, and the oxygen concentration taken in and the dopant concentration are out of the allowable range, and However, because the diameter of the crystal is not constant, it becomes an unnecessary portion that is cut off during wafer processing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ボディ部中で有転位化
した場合、固液界面から転位がボディ部を斜め上に貫い
ていき、ほぼ結晶の直径ぐらいの融液直上のボディ部が
有転位化してしまう。これを防ぐために、ボディ部のボ
トムから除々に結晶の直径を小さくして途中で有転位化
してもボディ部への転位の侵入を極力抑えようとするの
がテイル絞りの目的である。
When dislocations occur in the body, the dislocations penetrate the body obliquely upward from the solid-liquid interface, and the body just above the melt, which is about the diameter of the crystal, has dislocations. Will turn into. In order to prevent this, the purpose of the tail drawing is to reduce the diameter of the crystal gradually from the bottom of the body portion so as to suppress dislocation invasion into the body portion as much as possible even if dislocations occur in the middle of the crystal.

【0006】単結晶を一定の直径で引き上げているより
も、テイル絞りではその直径を小さくしていくので、除
々に引き上げ速度を大きくしていくか、ヒータのパワー
を大きくしていく必要がある。但し、どちらかを大きく
しすぎた場合、もう一方を小さくすることによって単結
晶の直径の減縮速度があまり大きく変わらないようにす
ることもある。この場合、ヒータのパワーの上げすぎに
よる径の食い込みが生じることがあるが、その場合は食
い込みを抑えるように対処する。
Since the diameter of a single diaphragm is made smaller than that of pulling a single crystal with a constant diameter, it is necessary to gradually increase the pulling speed or increase the heater power. . However, if one of them is made too large, the other may be made smaller so that the reduction rate of the diameter of the single crystal does not change so much. In this case, the bite of the diameter may occur due to the excessive increase of the power of the heater. In that case, the bite should be suppressed.

【0007】このテイル絞りの通常の制御は、はじめ僅
かに引き上げ速度とヒータパワーとを上げて直径が小さ
くなるようにして、しばらくそのままにして直径が除々
に小さくなるようにする。その後、再び除々に引き上げ
速度とヒータパワーとを上げていき、直径が小さくなる
ようにする。この際、直径の細り具合が早い場合または
遅い場合には手動で対処しながらテイルを絞って、最終
的には直径が非常に細くなり融液8から単結晶9が切り
離れる(図7(e),(f))。この間すべて無転位状
態であり、またはテイルの後半で有転位化してもボディ
部への転位の侵入はない。図8に無転位状態のテイルを
表すX線トポグラフ写真を示す。また図9に有転位状態
のテイルを表すX線トポグラフ写真を示す。
In the usual control of the tail diaphragm, the diameter is gradually reduced by gradually raising the pulling speed and the heater power so as to reduce the diameter, and then gradually decreasing the diameter. After that, the pulling speed and the heater power are gradually raised again to reduce the diameter. At this time, if the diameter of the diameter is too small or too small, the tail is squeezed while coping manually, and finally the diameter becomes very small and the single crystal 9 is separated from the melt 8 (FIG. ), (F)). During this period, all are in a dislocation-free state, or even if dislocation occurs in the latter half of the tail, no dislocation penetrates into the body portion. FIG. 8 shows an X-ray topographic photograph showing the tail in the dislocation-free state. Further, FIG. 9 shows an X-ray topographic photograph showing a tail in a dislocation state.

【0008】ところで、引き上げ後半のテイル絞りは、
引き上げる単結晶9の直径が大きくなるほど長期の処理
時間を要する。また、テイル絞りは制御が難しく、しば
しば融液8の温度上昇を大きくしすぎたり、引き上げ速
度を大きくしすぎることによって、充分に細くならずに
融液8から単結晶9が切り離れてしまって有転位化す
る。逆に融液8の温度が下がりすぎると融液8表面での
結晶化が始まり、単結晶9の引き上げを続行できなくな
ることもある。さらに、テイル絞り工程では単結晶9の
径変動が著しいので有転位化しやすい。そして、テイル
絞り工程では引き上げ速度,ヒータのパワー,坩堝3の
回転等が複雑に変化するため、引き上げ時の熱履歴が一
定せず、引き上げ単結晶の結晶欠陥の均一性を悪化させ
る。
By the way, the tail diaphragm in the latter half of pulling up is
The larger the diameter of the single crystal 9 to be pulled, the longer the processing time is required. Further, the tail squeezing is difficult to control, and often the temperature rise of the melt 8 is too large or the pulling speed is too high, so that the single crystal 9 is separated from the melt 8 without being sufficiently thin. It becomes dislocation. On the contrary, if the temperature of the melt 8 is too low, the crystallization on the surface of the melt 8 may start and the pulling of the single crystal 9 may not be continued. Further, in the tail drawing step, since the diameter variation of the single crystal 9 is remarkable, dislocation easily occurs. In the tail drawing step, the pulling speed, the power of the heater, the rotation of the crucible 3 and the like change intricately, so that the heat history during pulling is not constant and the uniformity of crystal defects in the pulling single crystal is deteriorated.

【0009】以上のように、テイル絞りは単結晶9のボ
ディを無転位で引き上げるために必要な処理であるが、
その制御は難しく、またその処理時間も長いという問題
がある。特に直径が8インチ以上の大口径の単結晶9の
場合のテイル絞り中に有転位化すると非常に大量の単結
晶が有転位化してしまうことになり、しかも大口径のテ
イル絞りは非常に時間がかかるため生産にかかる時間に
対する割合も大きい。また、テイル前半での有転位化に
よって有転位化して使用できなくなったボディ部の領
域、及び、ウェーハ加工時には切り落とすテイルに消費
される原料のコストも非常に高価なものとなる。
As described above, tail drawing is a necessary treatment for pulling up the body of the single crystal 9 without dislocations.
The control is difficult and the processing time is long. In particular, in the case of a large-diameter single crystal 9 having a diameter of 8 inches or more, when dislocations occur in the tail drawing, a very large amount of single crystals become dislocations, and a large-diameter tail drawing requires a very long time. As a result, the ratio to the time required for production is large. Further, the cost of the region of the body portion which has become dislocated and becomes unusable due to the dislocation in the first half of the tail and the raw material consumed for the tail to be cut off during wafer processing are also very high.

【0010】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、CZ法において引き上げる単結晶に対して融液
からの無転位状態での切り離しを行なうことにより、テ
イル絞り工程がない単結晶引き上げ方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a single crystal pulled up in the CZ method is separated from a melt in a dislocation-free state, thereby eliminating a tail drawing step. The purpose is to provide a method.

【0011】本発明の他の目的は、テイル絞り工程が不
要であるので、無駄な原材料の消費をなくして、従来例
に比べてコストの低減を図ることができる単結晶引き上
げ方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for pulling a single crystal which eliminates wasteful consumption of raw materials and can reduce the cost as compared with the conventional example because a tail drawing step is unnecessary. It is in.

【0012】本発明の更に他の目的は、テイル絞り工程
が不要であるので、従来例に比べて引き上げ時間を短縮
できる単結晶引き上げ方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a single crystal pulling method which can shorten the pulling time as compared with the conventional example because a tail drawing step is unnecessary.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る単結晶引
き上げ方法は、単結晶原料を溶融させた融液から単結晶
を成長させながら引き上げる方法において、引き上げ中
の単結晶を前記融液から無転位状態で切り離すことを特
徴とする。
A method for pulling a single crystal according to claim 1 is a method for pulling a single crystal while growing a single crystal from a melt in which a single crystal raw material is melted. It is characterized by separating in a dislocation-free state.

【0014】請求項2に係る単結晶引き上げ方法は、請
求項1において、切り離す際に、単結晶の切り離し速度
を300 mm/分以上とし、単結晶の融液からの切り離し
距離を20mm以上とすることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the single crystal pulling method according to the first aspect, the separating speed of the single crystal is set to 300 mm / min or more, and the separating distance of the single crystal from the melt is set to 20 mm or more. It is characterized by

【0015】本発明は、CZ法を用いて単結晶シリコン
等の単結晶を成長させながら引き上げる際に、所定の長
さのボディ部を引き上げた後に、引き上げた単結晶を無
転位状態で融液から切り離して、テイル絞りを行なわな
い。具体的には、引き上げ単結晶の融液からの切り離し
速度を300 mm/分以上とし、単結晶の融液からの切り
離し距離を20mm以上として、切り離しを行なう。
According to the present invention, when a single crystal such as single crystal silicon is pulled by the CZ method while growing, a body portion having a predetermined length is pulled and then the pulled single crystal is melted in a dislocation-free state. Do not squeeze the tail. Specifically, the pulling-off single crystal is separated from the melt at a speed of 300 mm / min or more, and the single crystal is separated from the melt at a distance of 20 mm or more.

【0016】単結晶の引き上げ時において、その単結晶
が無転位状態で引き上がっている場合、融液から単結晶
を急激な切り離し速度で切り離すと結晶のボトム側で有
転位化することがない。従って、ボディ部のボトム側は
無転位状態となり、テイル絞りを行なわなくとも、無転
位状態で単結晶を融液から切り離すことができる。
When the single crystal is pulled up in a dislocation-free state at the time of pulling up the single crystal, the single crystal is cut off from the melt at a rapid cutting speed so that dislocations do not occur on the bottom side of the crystal. Therefore, the bottom side of the body portion is in a dislocation-free state, and the single crystal can be separated from the melt in a dislocation-free state without tail drawing.

【0017】次に、切り離し時の条件について説明す
る。切り離し時の単結晶の切り離し速度は、300 mm/
分以上とする。これは、切り離し速度を300 mm/分よ
り小さくすると、無転位状態での切り離しを行なえない
からである。また、切り離し直後に融液から単結晶のボ
トム側を20mm以上融液から切り離す。これは、切り離
された単結晶のボトム側での中心付近で急激な融液から
の切り離し時に突起状のテイルが生じ、それが融液から
離れなければその部位から有転位化してしまうからであ
る。更に、急激な切り離しによって単結晶が融液から離
れる際に、融液からの跳ねが切り離した単結晶のボトム
に付着するとその部位から転位が入り、有転位化してし
まう。このため融液からの跳ねが単結晶に戻らないよう
にするためにも、切り離し速度を大きくして(300 mm
/分以上)、単結晶の融液からの切り離し直後の切り離
し距離を大きく(20mm以上)取ることが必要である。
Next, the conditions for disconnection will be described. Single crystal separation speed at the time of separation is 300 mm /
It should be more than a minute. This is because if the cutting speed is less than 300 mm / min, the cutting in the dislocation-free state cannot be performed. Immediately after the separation, the bottom side of the single crystal is separated from the melt by 20 mm or more from the melt. This is because a protruding tail is formed near the center on the bottom side of the separated single crystal when it is rapidly separated from the melt, and if it does not separate from the melt, dislocation occurs from that site. . Furthermore, when the single crystal separates from the melt due to abrupt detachment, if a splash from the melt attaches to the bottom of the detached single crystal, dislocations enter from that site and dislocation occurs. Therefore, in order to prevent splashes from the melt from returning to the single crystal, the separation speed should be increased (300 mm
/ Min) or more, and it is necessary to take a large separation distance (20 mm or more) immediately after the separation of the single crystal from the melt.

【0018】次に、これらの切り離し速度及び切り離し
距離の数値限定を裏付ける実験データについて説明す
る。図10は、単結晶の引き上げ速度を1.2 mm/分,1.
0 mm/分,0.8 mm/分とした3種類のそれぞれの場
合について、切り離し速度を200 mm/分、切り離し距
離を25mmとしたときの無転位状態での引き上げの成功
率を示すグラフである。引き上げ速度が1.2 mm/分,
1.0 mm/分,0.8 mm/分の場合に、それぞれ成功率
が40%,60%,80%となっており、切り離し速度を200
mm/分とした際には十分な成果が得られていない。一
方、図11は、単結晶の引き上げ速度を1.2 mm/分,1.
0 mm/分,0.8 mm/分とした3種類のそれぞれの場
合について、切り離し速度を600 mm/分、切り離し距
離を25mmとしたときの無転位状態での引き上げの成功
率を示すグラフである。何れの引き上げ速度の場合にも
成功率は100 %となっており、切り離し速度を600 mm
/分とした際には無転位状態での引き上げに完全に成功
している。
Next, the experimental data that supports the numerical limitation of the separation speed and the separation distance will be described. Figure 10 shows the pulling rate of single crystal at 1.2 mm / min.
3 is a graph showing the success rate of pulling in a dislocation-free state when the separation speed is 200 mm / min and the separation distance is 25 mm in each of the three cases of 0 mm / min and 0.8 mm / min. The pulling speed is 1.2 mm / min,
At 1.0 mm / min and 0.8 mm / min, the success rates are 40%, 60% and 80% respectively, and the cutting speed is 200%.
Satisfactory results have not been obtained at mm / min. On the other hand, in Fig. 11, the pulling rate of the single crystal is 1.2 mm / min.
6 is a graph showing the success rate of pulling in a dislocation-free state when the separation speed is 600 mm / min and the separation distance is 25 mm in each of the three cases of 0 mm / min and 0.8 mm / min. The success rate is 100% at any pulling speed, and the detaching speed is 600 mm.
/ Min, the pulling in the dislocation-free state was completely successful.

【0019】図12は、単結晶の引き上げ速度を1.2 mm
/分,1.0 mm/分,0.8 mm/分とした3種類のそれ
ぞれの場合について、切り離し速度を600 mm/分、切
り離し距離を10mmとしたときの無転位状態での引き上
げの成功率を示すグラフである。引き上げ速度が1.2 m
m/分,1.0 mm/分,0.8 mm/分の場合に、それぞ
れ成功率が20%,40%,60%となっており、切り離し距
離を10mmとした際には十分な成果が得られていない。
一方、単結晶の引き上げ速度を1.2 mm/分,1.0 mm
/分,0.8 mm/分とした3種類のそれぞれの場合につ
いて、切り離し速度を600 mm/分、切り離し距離を25
mmとしたときの無転位状態での引き上げの成功率は、
上述の図11のグラフに示すような結果となる。何れの引
き上げ速度の場合にも成功率は100 %であり、切り離し
距離を25mmとした際には無転位状態での引き上げに完
全に成功している。
FIG. 12 shows that the pulling rate of the single crystal is 1.2 mm.
/ Min, 1.0 mm / min, 0.8 mm / min, each of the three types of graphs showing the success rate of pulling in the dislocation-free state when the cutting speed was 600 mm / min and the cutting distance was 10 mm Is. Lifting speed is 1.2 m
At m / min, 1.0 mm / min, and 0.8 mm / min, the success rates were 20%, 40%, and 60%, respectively, and sufficient results were obtained when the separation distance was 10 mm. Absent.
On the other hand, pulling speed of single crystal is 1.2 mm / min, 1.0 mm
/ Min and 0.8 mm / min for each of the three types, the separation speed is 600 mm / min and the separation distance is 25
The success rate of pulling in the dislocation-free state when mm is
The result is shown in the graph of FIG. 11 described above. The success rate was 100% at any pulling rate, and when the separation distance was 25 mm, the pulling in the dislocation-free state was completely successful.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments.

【0021】図1は単結晶引き上げ装置の模式的縦断面
図であり、図中1はメインチャンバを示している。メイ
ンチャンバ1は、円筒形状の真空容器であり、メインチ
ャンバ1の中央位置には坩堝3が配設されている。坩堝
3は、有底円筒形状の石英製の内層保持容器3aとこの内
層保持容器3aの外側に嵌合された同じく有底円筒形状の
黒鉛製の外層保持容器3bとから構成されている。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a single crystal pulling apparatus, in which 1 indicates a main chamber. The main chamber 1 is a cylindrical vacuum container, and a crucible 3 is arranged at the center of the main chamber 1. The crucible 3 comprises a bottomed cylindrical quartz inner layer holding container 3a and a bottomed cylindrical graphite outer layer holding container 3b fitted to the outside of the inner layer holding container 3a.

【0022】本例では、例えば直径が18インチ、高さが
12インチの内層保持容器3aを用いている。この坩堝3の
外層保持容器3bの底部には、坩堝3を回転及び昇降させ
る軸10が設けられており、坩堝3の外周には、例えば30
0 mm程度の発熱長を有するヒータ4が同心円筒状に配
設されている。また、ヒータ4の外側には保温筒5が周
設されている。
In this example, the diameter is 18 inches and the height is
A 12-inch inner layer holding container 3a is used. A shaft 10 for rotating and moving the crucible 3 up and down is provided at the bottom of the outer layer holding container 3b of the crucible 3, and the outer periphery of the crucible 3 has, for example, 30
A heater 4 having a heat generation length of about 0 mm is arranged in a concentric cylindrical shape. A heat insulating cylinder 5 is provided around the heater 4.

【0023】一方、坩堝3の上方にはメインチャンバ1
の上部に連設形成された小型の円筒形状のプルチャンバ
2を通して、引き上げ軸11が回転及び昇降可能に垂設さ
れており、引き上げ軸11の下端には種結晶6がシードチ
ャック7に着脱可能に装着されている。そして、この種
結晶6の下端を融液8中に浸漬した後、種結晶6及び坩
堝3を回転させつつ上昇させることにより、種結晶6の
下端から単結晶9を成長させていくようになっている。
On the other hand, above the crucible 3 is the main chamber 1
A pulling shaft 11 is vertically rotatably and vertically movable through a small cylindrical pull chamber 2 continuously formed on the upper part of the seed crystal 6, and a seed crystal 6 can be attached to and detached from a seed chuck 7 at a lower end of the pulling shaft 11. It is installed. Then, after the lower end of the seed crystal 6 is immersed in the melt 8, the single crystal 9 is grown from the lower end of the seed crystal 6 by raising the seed crystal 6 and the crucible 3 while rotating them. ing.

【0024】このように構成された単結晶引き上げ装置
を用いて単結晶9を成長させる場合は、坩堝3内に結晶
用原料として45kgのシリコン多結晶を充填し、単結晶
9中の電気抵抗率が10Ωcm程度になるように、その中
にp型ドーパントのボロンを添加する。そして、メイン
チャンバ1及びプルチャンバ2内を10TorrのAr雰
囲気にした後、ヒータ4のパワーを65kW程度にして全
ての結晶用原料を溶融する。
When the single crystal 9 is grown by using the single crystal pulling apparatus thus configured, the crucible 3 is filled with 45 kg of silicon polycrystal as a raw material for crystal, and the electrical resistivity of the single crystal 9 is increased. Is added to the p-type dopant such that boron is about 10 Ωcm. Then, after making the inside of the main chamber 1 and the pull chamber 2 an Ar atmosphere of 10 Torr, the power of the heater 4 is set to about 65 kW to melt all the crystal raw materials.

【0025】次に、ヒータ4のパワーを50kW程度に
し、ヒータ4の位置を調整する。この後、種結晶6の下
端を溶液8に浸漬し、坩堝3及び引き上げ軸11を、坩堝
3の回転/引き上げ軸11の回転=12rpm/20rpmの
比で回転させつつ単結晶9を引き上げる。単結晶9の引
き上げがネック部,ショルダ部と移行し、ボディ部へ移
った後にヒータ4のパワー及び引き上げ速度を調整し、
一定の引き上げ速度で、引き上げ結晶の直径154 mmが
維持されるようにヒータ4のパワーを調整しながら、所
定の結晶長の単結晶9を引き上げる。
Next, the power of the heater 4 is set to about 50 kW and the position of the heater 4 is adjusted. After that, the lower end of the seed crystal 6 is immersed in the solution 8, and the single crystal 9 is pulled while rotating the crucible 3 and the pulling shaft 11 at a ratio of rotation of the crucible 3 / rotation of the pulling shaft 11 = 12 rpm / 20 rpm. The pulling of the single crystal 9 moves to the neck portion and the shoulder portion, and after moving to the body portion, the power of the heater 4 and the pulling speed are adjusted,
The single crystal 9 having a predetermined crystal length is pulled at a constant pulling rate while adjusting the power of the heater 4 so that the diameter of the pulled crystal is maintained at 154 mm.

【0026】そして、ボディ部が所定の長さに達したと
ころで、引き上げ軸11の引き上げ速度を600 mm/分に
して25mmだけその速度で単結晶9を融液8から切り離
し、その後、切り離した単結晶9を上昇させてプルチャ
ンバ2から取り出す。
When the body reaches a predetermined length, the pulling speed of the pulling shaft 11 is set to 600 mm / min, the single crystal 9 is separated from the melt 8 by 25 mm, and then the separated single crystal is cut. The crystal 9 is raised and taken out of the pull chamber 2.

【0027】一定の引き上げ速度として、具体的には1.
0 mm/分,0.7 mm/分,0.4 mm/分,0.35mm/
分,0.3 mm/分の5種類の場合について、上述の引き
上げ成長を行なった。図2〜図6は、それぞれの5種類
の場合において得られた単結晶9のボトム側の部位を10
00℃で16時間熱処理した後のX線トポグラフ写真であ
る。写真における温度は、切り離し直前で融液8とつな
がっていたときの単結晶9の各部の温度である。何れの
単結晶9についても、無転位状態で融液8から切り離し
が成功していることを確認できる。
As the constant pulling speed, specifically, 1.
0 mm / min, 0.7 mm / min, 0.4 mm / min, 0.35 mm /
The above-mentioned pull-up growth was carried out for five cases of min. And 0.3 mm / min. 2 to 6 show the bottom side portion of the single crystal 9 obtained in each of the five cases.
It is an X-ray topographic photograph after heat-processing at 00 degreeC for 16 hours. The temperature in the photograph is the temperature of each part of the single crystal 9 when it was connected to the melt 8 immediately before separation. It can be confirmed that all the single crystals 9 were successfully separated from the melt 8 in the dislocation-free state.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように本発明では、シリコン単結
晶等の単結晶引き上げ成長において、引き上げた単結晶
のボトム側を無転位状態のままで融液から切り離すの
で、テイル絞りを行なわなくても無転位状態の単結晶の
引き上げ成長が可能となる。
As described above, according to the present invention, in the pulling growth of a single crystal such as a silicon single crystal, the bottom side of the pulled single crystal is separated from the melt while keeping a dislocation-free state. In addition, pulling growth of a dislocation-free single crystal is possible.

【0029】本発明ではテイル絞りが不要であるので、
テイル絞りに伴う諸問題を解決できる。テイル絞りは様
々な観点から有転位化が生じやすいが、本発明では容易
にボディ部の無転位での融液からの切り離しを行なうこ
とができる。また、本発明ではテイルを作らなくてよい
分だけ原材料費を削減することができる。更に、単結晶
が大口径になるほどテイル絞り工程に要する処理時間が
長くなるが、本発明の切り離しを行なえばこのテイル絞
り工程を省くことができ、引き上げ時間が短縮される。
According to the present invention, since the tail diaphragm is not necessary,
Can solve various problems associated with tail diaphragm. The tail drawing tends to cause dislocation from various viewpoints, but in the present invention, the body portion can be easily separated from the melt without dislocation. Further, in the present invention, the raw material cost can be reduced by the amount that the tail does not have to be formed. Further, the larger the diameter of the single crystal, the longer the processing time required for the tail drawing step, but if the separation of the present invention is performed, this tail drawing step can be omitted and the pulling time can be shortened.

【0030】そして、テイル絞り工程に関する引き上げ
条件の制御,管理を必要とせず、切り離しの手順に従っ
てプログラムを組むことによって簡単に自動化すること
ができる。また、円錐状のテイルと異なり、切り離した
結晶のボトム側は円柱状でボトムは平坦であるため、結
晶を立てる場合に安定である。更に、短い結晶を何本か
連続して引き上げる場合には、本発明の無転位切り離し
技術は、引き上げ時間の短縮及び原材料の重量節約を実
現でき、テイルの有転位化の心配が無くなるため、非常
に有効である。
Further, it is not necessary to control and manage the pulling condition related to the tail drawing step, and the program can be easily automated by forming a program in accordance with the separating procedure. Further, unlike a conical tail, the bottom side of the separated crystal is columnar and the bottom is flat, so that it is stable when the crystal is set up. Furthermore, when several short crystals are continuously pulled up, the dislocation-free separation technique of the present invention can shorten the pulling time and save the weight of the raw material, and eliminate the fear of the tail having dislocations. Is effective for.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】単結晶引き上げ装置の模式的縦断面図である。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a single crystal pulling apparatus.

【図2】本発明の方法を用いて引き上げた(引き上げ速
度:1.0 mm/分)単結晶のボトム側の無転位状態を示
すX線トポグラフ写真である。
FIG. 2 is an X-ray topographic photograph showing a dislocation-free state on the bottom side of a single crystal pulled by the method of the present invention (pulling rate: 1.0 mm / min).

【図3】本発明の方法を用いて引き上げた(引き上げ速
度:0.7 mm/分)単結晶のボトム側の無転位状態を示
すX線トポグラフ写真である。
FIG. 3 is an X-ray topographic photograph showing a dislocation-free state on the bottom side of a single crystal pulled by the method of the present invention (pulling rate: 0.7 mm / min).

【図4】本発明の方法を用いて引き上げた(引き上げ速
度:0.4 mm/分)単結晶のボトム側の無転位状態を示
すX線トポグラフ写真である。
FIG. 4 is an X-ray topographic photograph showing a dislocation-free state on the bottom side of a single crystal pulled by the method of the present invention (pulling rate: 0.4 mm / min).

【図5】本発明の方法を用いて引き上げた(引き上げ速
度:0.35mm/分)単結晶のボトム側の無転位状態を示
すX線トポグラフ写真である。
FIG. 5 is an X-ray topographic photograph showing a dislocation-free state on the bottom side of a single crystal pulled by the method of the present invention (pulling rate: 0.35 mm / min).

【図6】本発明の方法を用いて引き上げた(引き上げ速
度:0.3 mm/分)単結晶のボトム側の無転位状態を示
すX線トポグラフ写真である。
FIG. 6 is an X-ray topographic photograph showing a dislocation-free state on the bottom side of a single crystal pulled by the method of the present invention (pulling rate: 0.3 mm / min).

【図7】CZ法における単結晶の引き上げ過程を示す模
式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a single crystal pulling process in the CZ method.

【図8】無転位状態の単結晶のテイルを表すX線トポグ
ラフ写真である。
FIG. 8 is an X-ray topographic photograph showing a tail of a single crystal in a dislocation-free state.

【図9】有転位状態の単結晶のテイルを表すX線トポグ
ラフ写真である。
FIG. 9 is an X-ray topographic photograph showing a tail of a single crystal in a dislocation state.

【図10】無転位状態での単結晶引き上げの成功率(切
り離し速度を200 mm/分,切り離し距離を25mm)を
示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a success rate of pulling a single crystal in a dislocation-free state (separation speed: 200 mm / min, separation distance: 25 mm).

【図11】無転位状態での単結晶引き上げの成功率(切
り離し速度を600 mm/分,切り離し距離を25mm)を
示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a success rate of pulling a single crystal in a dislocation-free state (separation speed of 600 mm / min, separation distance of 25 mm).

【図12】無転位状態での単結晶引き上げの成功率(切
り離し速度を600 mm/分,切り離し距離を10mm)を
示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a success rate of pulling a single crystal in a dislocation-free state (separation speed of 600 mm / min, separation distance of 10 mm).

【符号の説明】 1 メインチャンバ 2 プルチャンバ 3 坩堝 4 ヒータ 5 保温筒 6 種結晶 7 シードチャック 8 融液 9 単結晶 10 軸 11 引き上げ軸[Explanation of Codes] 1 Main chamber 2 Pull chamber 3 Crucible 4 Heater 5 Heat-insulating cylinder 6 Seed crystal 7 Seed chuck 8 Melt liquid 9 Single crystal 10 Axis 11 Pulling axis

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単結晶原料を溶融させた融液から単結晶
を成長させながら引き上げる方法において、引き上げ中
の単結晶を前記融液から無転位状態で切り離すことを特
徴とする単結晶引き上げ方法。
1. A method of pulling a single crystal while growing a single crystal from a melt obtained by melting a single crystal raw material, wherein the single crystal being pulled is separated from the melt in a dislocation-free state.
【請求項2】 切り離す際に、単結晶の切り離し速度を
300 mm/分以上とし、単結晶の融液からの切り離し距
離を20mm以上とすることを特徴とする請求項1記載の
単結晶引き上げ方法。
2. When separating, the separation speed of the single crystal is controlled.
The method for pulling a single crystal according to claim 1, wherein the separation distance from the melt of the single crystal is set to 300 mm / min or more and the separation distance from the melt is set to 20 mm or more.
JP3296196A 1996-01-26 1996-01-26 Pulling up of single crystal Pending JPH09208376A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007176761A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Siltronic Japan Corp Manufacturing method and manufacturing device for silicon single crystal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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