JPH09208385A - シリコン単結晶の育成方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｓｉ融液表面におけるこの融液の流れを制御し
てＳｉ単結晶中の酸素濃度、特に単結晶の長さ方向の酸
素濃度を均一にすることができる。 【解決手段】回転可能な石英るつぼ１３にシリコン融液
１２が貯留される。このシリコン融液から引上げられる
シリコン単結晶２５の外周面と石英るつぼの内周面との
間に、チャンバ１１内をシリコン単結晶側とるつぼ内周
面側とに区画する遮蔽部材２６が挿入される。ガス給排
手段がシリコン単結晶側に不活性ガスを供給し、この不
活性ガスをシリコン融液表面に沿ってシリコン単結晶の
外周面から石英るつぼの内周面に向って流す。遮蔽部材
の下端近傍にシリコン融液表面から所定の間隔をあけて
石英るつぼの半径方向に延びるガス整流部材２７が設け
られ、このガス整流部材に石英るつぼの回転方向と同一
方向に不活性ガスを噴射する噴射孔２７ｃが形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶を
引上げて育成するときの不活性ガスの給排方法及びその
装置に関する。更に詳しくはシリコン単結晶中の酸素濃
度を制御するのに適した育成方法及びその装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、引上げ手段
によりチャンバ内の石英るつぼ内のシリコン融液から鉛
直上方にシリコン単結晶が引上げられ、この引上げられ
るシリコン単結晶の外周面を包囲する整流筒の下端がシ
リコン融液表面と間隔をあけて設けられ、この整流筒を
上下動させる間隔調整手段により整流筒の下端とシリコ
ン融液表面との間隔が調整され、更に引上げられるシリ
コン単結晶の長さを検出する長さ検出手段の検出出力に
基づいてコントローラが間隔調整手段を制御するように
構成されたＳｉ単結晶中の酸素濃度調整方法及びその装
置が開示されている（特開平３−１２２０８９）。

【０００３】この調整方法及びその装置では、整流筒内
周面とシリコン単結晶外周面との間を流下する不活性ガ
スの流量を変化させずに、整流筒下端とシリコン融液表
面との間を通る不活性ガスの流速を安定かつ滑らかに変
化させることにより、シリコン融液に溶け込んだ石英る
つぼの成分ＳｉＯ₂の中の酸素がシリコン融液表面から
ＳｉＯガス等となって蒸発する量を安定かつ滑らかに変
化させることができる。この結果、シリコン単結晶に取
り込まれる酸素量を調整することができるので、シリコ
ン単結晶中の酸素濃度を低く均一にすることができるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＳｉ単結晶
中の酸素濃度調整方法及びその装置の明細書には具体的
に記載されていないが、通常、シリコン単結晶を引上げ
るときには、石英るつぼを所定の回転速度で回転させな
がら行われる（特公昭５７−４０１９）。上記石英るつ
ぼの回転によりシリコン融液表面におけるこの融液の流
れの大部分は石英るつぼの円周方向に向うのに対し、上
記従来のＳｉ単結晶中の酸素濃度調整方法及びその装置
では、シリコン融液表面上の不活性ガスが石英るつぼの
半径方向外向きに流れる。この結果、上記シリコン融液
表面における融液の流れに与える不活性ガスの効果が不
十分であるため、引上げられるシリコン単結晶の酸素濃
度、特に単結晶の長さ方向の酸素濃度が均一にならない
問題点があった。

【０００５】本発明の目的は、シリコン融液表面におけ
るこの融液の流れを制御することによりシリコン単結晶
中の酸素濃度、特に単結晶の長さ方向の酸素濃度を均一
にすることができる、シリコン単結晶の育成方法及びそ
の装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１及び図２に示すようにチャンバ１１内の石英るつぼ
１３に貯留されたシリコン融液１２からシリコン単結晶
２５を引上げるときに、チャンバ１１内に供給された不
活性ガスをシリコン融液１２の表面で石英るつぼ１３の
回転方向と同一方向又は逆方向に整流するシリコン単結
晶の育成方法である。

【０００７】この育成方法では、不活性ガスをシリコン
融液１２の表面で石英るつぼ１３の回転方向と同一方向
に整流すれば、シリコン融液１２表面におけるこの融液
１２の流れを乱さずに効率良く増速できる。この結果、
上記融液１２の流れの拡散境界層厚が薄くなり、シリコ
ン融液１２中の酸素がシリコン融液１２表面から均一に
かつ比較的大量にＳｉＯガス等となって蒸発するので、
シリコン単結晶２５中の酸素濃度、特に単結晶２５の長
さ方向の酸素濃度が低く均一になる。また不活性ガスを
シリコン融液の表面で石英るつぼの回転方向と逆方向に
整流すれば、シリコン融液表面におけるこの融液の流れ
を乱さずに効率良く減速できる。この結果、上記融液の
流れの拡散境界層厚が厚くなり、シリコン融液中の酸素
がシリコン融液表面から均一にかつ比較的少量だけＳｉ
Ｏガス等となって蒸発するので、シリコン単結晶中の酸
素濃度、特に単結晶の長さ方向の酸素濃度が比較的高く
均一になる。

【０００８】請求項２に係る発明は、図１及び図２又は
図５及び図６に示すようにチャンバ１１内に回転可能に
設けられシリコン融液１２が貯留される石英るつぼ１３
と、石英るつぼ１３内のシリコン融液１２から引上げら
れるシリコン単結晶２５の外周面と石英るつぼ１３の内
周面との間にシリコン単結晶２５を囲むように挿入され
下端がシリコン融液１２表面近傍まで延びかつチャンバ
１１内をシリコン単結晶側とるつぼ内周面側とに区画す
る遮蔽部材２６又は７６と、シリコン単結晶側に不活性
ガスを供給しこの不活性ガスをシリコン融液１２表面に
沿ってかつシリコン単結晶２５の外周面から石英るつぼ
１３の内周面に向って流し更にチャンバ１１外に排出す
るガス給排手段２８とを備えたシリコン単結晶の育成装
置の改良である。その特徴ある構成は、遮蔽部材２６又
は７６の下端近傍又は下端にシリコン融液１２表面から
所定の間隔をあけて石英るつぼ１３の半径方向に延びる
複数のガス整流部材２７又は７７が設けられ、このガス
整流部材２７又は７７に石英るつぼ１３の回転方向と同
一方向又は逆方向に不活性ガスを噴射可能な噴射孔２７
ｃ又は７７ｃが形成されたところにある。

【０００９】この育成装置では、ガス整流部材２７又は
７７に石英るつぼ１３の回転方向と同一方向に噴射可能
な噴射孔２７ｃ又は７７ｃを形成すれば、この噴射孔２
７ｃ又は７７ｃから噴射される不活性ガスによりガス給
排手段２８にて供給された不活性ガスがシリコン融液１
２の表面で石英るつぼ１３の回転方向と同一方向に整流
され、シリコン融液１２表面におけるこの融液１２の流
れを乱さずに効率良く増速できる。この結果、上記融液
１２の流れの拡散境界層厚が薄くなり、シリコン融液１
２中の酸素がシリコン融液１２表面から均一にかつ比較
的大量にＳｉＯガス等となって蒸発するので、シリコン
単結晶２５中の酸素濃度、特に単結晶２５の長さ方向の
酸素濃度が低く均一になる。またガス整流部材に石英る
つぼの回転方向と逆方向に噴射可能な噴射孔を形成すれ
ば、この噴射孔から噴射される不活性ガスによりガス給
排手段にて供給された不活性ガスがシリコン融液の表面
で石英るつぼの回転方向と逆方向に整流されるので、シ
リコン融液表面におけるこの融液の流れを乱さずに効率
良く減速できる。この結果、上記融液の流れの拡散境界
層厚が厚くなり、シリコン融液中の酸素がシリコン融液
表面から均一にかつ比較的少量だけＳｉＯガス等となっ
て蒸発するので、シリコン単結晶中の酸素濃度、特に単
結晶の長さ方向の酸素濃度が比較的高く均一になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を
図面に基づいて詳しく説明する。図１〜図４に示すよう
に、シリコン単結晶育成装置１０のチャンバ１１内に
は、シリコン融液１２を貯留する石英るつぼ１３が設け
られ、この石英るつぼ１３の外面は黒鉛サセプタ１４に
より被覆される。石英るつぼ１３の下面は上記黒鉛サセ
プタ１４を介して支軸１６の上端に固定され、この支軸
１６の下部はるつぼ駆動手段１７に接続される（図
２）。るつぼ駆動手段１７は図示しないが石英るつぼ１
３を回転させる第１回転用モータと、石英るつぼ１３を
昇降させる昇降用モータとを有し、これらのモータによ
り石英るつぼ１３が所定の方向に回転し得るとともに、
上下方向に移動可能となっている。石英るつぼ１３の外
方にはこの石英るつぼ１３から所定の間隔をあけてヒー
タ１８が設けられ、このヒータ１８とチャンバ１１との
間には保温筒１９が設けられる。ヒータ１８により石英
るつぼ１３に投入された高純度のシリコン多結晶が溶融
してシリコン融液１２になる。

【００１１】またチャンバ１１の上面にはチャンバ１１
より小径の円筒状のケーシング２１が設けられる（図
２）。このケーシング２１には引上げ手段２２が設けら
れる。引上げ手段２２はケーシング２１の上端部に水平
状態で旋回可能に設けられた引上げヘッド（図示せず）
と、このヘッドを回転させる第２回転用モータ（図示せ
ず）と、ヘッドから石英るつぼ１３の回転中心に向って
垂下されたワイヤケーブル２３と、上記ヘッド内に設け
られワイヤケーブル２３を巻取り又は繰出す引上げ用モ
ータ（図示せず）とを有する。ワイヤケーブル２３の下
端にはシリコン融液１２に浸してシリコン単結晶２５を
引上げるための種結晶２４が取付けられる。

【００１２】シリコン単結晶２５の外周面と石英るつぼ
１３の内周面との間にはシリコン単結晶２５を囲むよう
に遮蔽部材２６が挿入される（図１、図２及び図４）。
この遮蔽部材２６は下方に向うに従って先細りに形成さ
れた円錐筒部２６ａと、この円錐筒部２６ａの上端から
外方に略水平方向に張り出す上側フランジ部２６ｂとを
有する。円錐筒部２６ａの下端はシリコン融液１２表面
近傍まで延び、上端は保温筒１９の上端と略同一高さと
なるまで延びる。また上側フランジ部２６ｂの外径はチ
ャンバ１１の内径より僅かに小さく形成される。上記遮
蔽部材２６をチャンバ１１内に挿入すると、上側フラン
ジ部２６ｂの下面が保温筒１９の上面に当接し、遮蔽部
材２６によりチャンバ１１内がシリコン単結晶側とるつ
ぼ内周面側とに区画されるようになっている（図１及び
図２）。

【００１３】遮蔽部材２６の円錐筒部２６ａには鉛直方
向に延びる複数の第１供給パイプ３１が貫通して設けら
れ、これらの供給パイプ３１はこの実施の形態では円錐
筒部２６ａの軸芯を中心とする同一円周上に等間隔に４
本設けられる。第１供給パイプ３１の上端はチャンバ１
１から突出してアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガス
を貯留するタンク（図示せず）に接続され、この供給パ
イプ３１の途中にはこのパイプ３１を流れる不活性ガス
の流量を調整する第１流量調整弁４１（図２）が設けら
れる。また第１供給パイプ３１の下端はシリコン融液１
２近傍まで延び、この供給パイプ３１の下端にはガス整
流部材２７がシリコン融液１２表面から所定の間隔をあ
けて上方にかつ石英るつぼ１３の半径方向に延びてそれ
ぞれ設けられる（図１〜図４）。ガス整流部材２７は内
部が中空に形成されかつ両端が閉塞された三角筒状に形
成され（図４）、第１供給パイプ３１の下端が接続され
た上壁２７ｄ（図１）と一対の側底壁２７ａ，２７ｂ
（図１、図３及び図４）とを有する。一対の側底壁２７
ａ，２７ｂのうち石英るつぼ１３の回転方向側に面した
側底壁２７ａには不活性ガスを噴射可能な複数の噴射孔
２７ｃが形成される。なお、第１供給パイプ及びガス整
流部材の数は３本以下又は５本以上でもよい。また、複
数の噴射孔の間隔は等間隔でも或いは不等間隔でもよ
く、ガス整流部材の側底壁の長手方向に沿って延びる長
孔に形成してもよい。更に、ガス整流部材は三角筒状で
はなく、他の多角筒状、円筒状又は半円筒状に形成して
もよく、噴射孔は水平方向に対して所定の角度だけ斜め
下方に向く面に形成される。

【００１４】チャンバ１１にはこのチャンバ１１内に上
記不活性ガスを供給しかつこの不活性ガスをチャンバ１
１から排出するガス給排手段２８が接続される（図
２）。ガス給排手段２８は一端がケーシング２１の周壁
に接続され他端が上記タンクに接続された第２供給パイ
プ３２と、一端がチャンバ１１の下壁に接続され他端が
真空ポンプ（図示せず）に接続された排出パイプ２９と
を有する。第２供給パイプ３２及び排出パイプ２９には
これらのパイプ３２，２９を流れる不活性ガスの流量を
調整する第２及び第３流量調整弁４２，４３がそれぞれ
設けられる。

【００１５】引上げ用モータの出力軸（図示せず）には
ロータリエンコーダ（図示せず）が接続され、るつぼ駆
動手段１７には石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の
重量を検出する重量センサ（図示せず）と、支軸１６の
昇降位置を検出するリニヤエンコーダ（図示せず）とが
設けられる。ロータリエンコーダ、重量センサ及びリニ
ヤエンコーダの各検出出力はコントローラ（図示せず）
の制御入力に接続され、コントローラの制御出力は引上
げ手段２２の引上げ用モータ、るつぼ駆動手段１７の昇
降用モータにそれぞれ接続される。またコントローラに
はメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリにはロー
タリエンコーダの検出出力に対するワイヤケーブル２３
の巻取り長さ、即ちシリコン単結晶２５の引上げ長さが
マップとして記憶され、重量センサの検出出力に対する
石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の液面レベルがマ
ップとして記憶される。コントローラは重量センサの検
出出力に基づいて石英るつぼ１３内のシリコン融液１２
の液面を常に一定のレベルに保つように、るつぼ駆動手
段１７の昇降用モータを制御する。

【００１６】このように構成されたシリコン単結晶の育
成装置の動作を説明する。シリコン単結晶２５を引上げ
るときには、るつぼ駆動手段１７が支軸１６を図２及び
図３の破線矢印の方向に回転させることにより石英るつ
ぼ１３を支軸１６と同一方向に１〜２０ｒｐｍの範囲の
回転速度で回転させ、引上げ手段２２がワイヤケーブル
２３を介してシリコン単結晶２５を二点鎖線矢印の方向
に１０〜３０ｒｐｍの回転速度で回転させかつ０．５〜
１．０ｍｍ／分の引上げ速度で引上げる。また第２流量
調整弁４２を調整することにより第２供給パイプ３２か
ら２０〜１５０リットル／分の不活性ガスをチャンバ１
１内に供給し、第１流量調整弁４１を調整することによ
り第１供給パイプ３１を介して噴射孔２７ｃから５〜１
００リットル／分の不活性ガスをシリコン融液１２表面
に供給し、更に第３流量調整弁４３を調整することによ
り排出パイプ２９からチャンバ１１内の不活性ガスを所
定量ずつ排出して、チャンバ１１内の不活性ガス圧力を
１０〜５０Ｔｏｒｒの範囲にする。

【００１７】第２供給パイプ３２からケーシング２１内
に供給された不活性ガスは図１の実線矢印で示すよう
に、遮蔽部材２６の円錐筒部２６ａ内をシリコン単結晶
２５外周面に沿って流下し、シリコン融液１２表面及び
石英るつぼ１３外周面を通って排出パイプ２９から排出
される。上記不活性ガスがシリコン融液１２表面に沿っ
てシリコン単結晶２５外周面から石英るつぼ１３内周面
に向って流れるとき、この不活性ガスは噴射孔２７ｃか
ら噴射される不活性ガス（図３の実線矢印で示す。）に
より石英るつぼ１３の回転方向に向う螺旋状に整流され
（一点鎖線矢印で示す。）、この整流された不活性ガス
流は石英るつぼ１３の回転に伴ってこの石英るつぼ１３
の回転方向と同一方向に流れるシリコン融液１２のうち
融液１２表面におけるこの融液１２の流れを乱さずに効
率良く増速する。このとき上記融液１２の流れが速いた
め、この融液１２の流れの拡散境界層厚が薄くなる。こ
の結果、シリコン融液１２中の酸素がシリコン融液１２
表面から均一にかつ比較的大量にＳｉＯガス等となって
蒸発するので、シリコン単結晶２５中の酸素濃度、特に
単結晶２５の長さ方向の酸素濃度が低く均一になる。

【００１８】なお、ガス整流部材の一対の側底壁のうち
石英るつぼの回転方向側に面した側底壁とは反対側の側
底壁に、不活性ガスを噴射可能な噴射孔を形成してもよ
い。この場合、第２供給パイプからケーシング内に供給
された不活性ガスがシリコン融液表面に沿ってシリコン
単結晶外周面から石英るつぼ内周面に向って流れると
き、この不活性ガスはガス整流部材の噴射孔から噴射さ
れる不活性ガスにより石英るつぼの回転方向とは逆方向
に向う螺旋状に整流される。この整流された不活性ガス
流は石英るつぼの回転に伴ってこのるつぼの回転方向と
同一方向に流れるシリコン融液のうち融液表面における
この融液の流れを乱さずに効率良く減速する。このとき
上記融液の流れが遅いため、この融液の流れの拡散境界
層厚が厚くなる。この結果、シリコン融液中の酸素がシ
リコン融液表面から均一にかつ比較的少量だけＳｉＯガ
ス等となって蒸発するので、シリコン単結晶中の酸素濃
度、特に単結晶の長さ方向の酸素濃度が比較的高く均一
になる。

【００１９】図５〜図８は本発明の第２の実施の形態を
示す。図５〜図８において上記第１の実施の形態と同一
符号は同一部品を示す。この実施の形態のシリコン単結
晶育成装置７０では、遮蔽部材７６が下方に向うに従っ
て先細りに形成された円錐筒部７６ａと、円錐筒部７６
ａの上端から外方に略水平に張り出す上側フランジ部７
６ｂと、円錐筒部７６ａの下端から外方に略水平に張り
出す下側フランジ部７６ｃとを有する。上側フランジ部
７６ｂ、円錐筒部７６ａ及び下側フランジ部７６ｃの内
部には第１〜第３通路７６ｄ〜７６ｆ（図５）がそれぞ
れ形成される。上側フランジ部７６ｂの上面には第１通
路７６ｄに連通する第１供給パイプ８１が接続され、こ
の供給パイプ８１の上端はチャンバ１１から突出して不
活性ガスを貯留するタンク（図示せず）に接続される。
また第１供給パイプの途中には第１流量調整弁が設けら
れる（図６）。

【００２０】下側フランジ部７６ｃの下面には複数のガ
ス整流部材７７がシリコン融液１２表面から所定の間隔
をあけて上方にかつ石英るつぼ１３の半径方向に延びて
それぞれ設けられる（図５〜図８）。複数のガス整流部
材７７はこの実施の形態では４本であり、内部が第３通
路７６ｆに連通する中空に形成されかつ両端が閉塞され
た三角筒状に形成される（図８）。ガス整流部材７７は
一対の側底壁７７ａ，７７ｂを有し、これらの側底壁７
７ａ，７７ｂのうち石英るつぼ１３の回転方向側に面し
た側底壁７７ａには不活性ガスを噴射可能な複数の噴射
孔７７ｃが形成される。なお、ガス整流部材の数は３本
以下又は５本以上でもよい。また、複数の噴射孔の間隔
は等間隔でも或いは不等間隔でもよく、ガス整流部材の
側底壁の長手方向に沿って延びる長孔に形成してもよ
い。更に、ガス整流部材は三角筒状ではなく、他の多角
筒状又は半円筒状に形成してもよく、噴射孔は水平方向
に対して所定の角度だけ斜め下方に向く面に形成され
る。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。

【００２１】このように構成された育成装置の動作は、
上記第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返
しの説明を省略する。なお、ガス整流部材の一対の側底
壁のうち石英るつぼの回転方向側に面した側底壁とは反
対側の側底壁に、不活性ガスを噴射可能な噴射孔を形成
してもよい。この場合、シリコン融液表面に沿って流れ
る不活性ガスが石英るつぼの回転方向とは逆方向に向う
螺旋状に整流されるので、この整流された不活性ガス流
により石英るつぼの回転に伴ってこのるつぼの回転方向
と同一方向に流れるシリコン融液のうち融液表面におけ
るこの融液の流れが乱されずに効率良く減速される。こ
の結果、上記融液の流れの拡散境界層厚が厚くなり、シ
リコン融液中の酸素がシリコン融液表面から均一にかつ
比較的少量だけＳｉＯガス等となって蒸発するので、シ
リコン単結晶中の酸素濃度、特に単結晶の長さ方向の酸
素濃度が比較的高く均一になる。

【００２２】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて比較例
とともに詳しく説明する。 ＜実施例１＞図１〜図４に示すように、シリコン単結晶
２５の外周面と石英るつぼ１３の内周面との間に遮蔽部
材２６を挿入し、この遮蔽部材２６によりチャンバ１１
内をシリコン単結晶側とるつぼ内周面側とに区画し、更
に遮蔽部材２６の下端近傍にシリコン融液１２表面から
所定の間隔をあけて上方にかつ石英るつぼ１３の半径方
向に延びる４本のガス整流部材２７を設けた。これらの
ガス整流部材２７を遮蔽部材２６の円錐筒部２６ａを貫
通する４本の第１供給パイプ３１を介してアルゴンガス
が貯留されるタンク（図示せず）にそれぞれ接続し、第
１供給パイプ３１に第１流量調整弁４１を設けた。ガス
整流部材２７の一対の側底壁２７ａ，２７ｂのうち石英
るつぼ１３の回転方向側の側底壁２７ａに複数の噴射孔
２７ｃを形成した。またチャンバ１１にはこのチャンバ
１１内にアルゴンガスを供給しかつ排出するガス給排手
段２８を設けた。このガス給排手段２８はシリコン単結
晶２５の外周面側にアルゴンガスを供給する第２供給パ
イプ３２と、チャンバ１１内のアルゴンガスを排出する
排出パイプ２９とを有し、上記第２供給パイプ３２及び
排出パイプ２９には第２及び第３流量調整弁４２，４３
をそれぞれ設けた。

【００２３】石英るつぼ１３の内径は５５９ｍｍであ
り、この石英るつぼ１３に貯留されたシリコン融液１２
の重量は９０ｋｇであった。遮蔽部材２６の円錐筒部２
６ａの上端及び下端の内径はそれぞれ５６０ｍｍ及び３
００ｍｍであり、ガス整流部材２７の下面とシリコン融
液１２表面との距離は２０ｍｍであった。また石英るつ
ぼ１３の回転速度は５ｒｐｍであり、シリコン単結晶２
５の回転速度及び引上げ速度はそれぞれ１５ｒｐｍ及び
０．８ｍｍ／分であった。更に噴射孔２７ｃから噴射さ
れるアルゴンガスの流量及び流速は３０リットル／分及
び５ｍ／秒であり、第２供給パイプ３２からチャンバ１
１内に供給されるアルゴンガスの流量は６０リットル／
分であり、チャンバ１１内のアルゴンガス圧力は１５Ｔ
ｏｒｒであった。

【００２４】＜実施例２＞図示しないが噴射孔をガス整
流部材の一対の側底壁のうち石英るつぼの回転方向側に
面する側底壁とは反対側の側底壁に形成し、この噴射孔
からアルゴンガスを流速５ｍ／秒で噴射することを除い
て、上記実施例１と同一に構成した。 ＜比較例１＞図示しないが上記実施例１の遮蔽部材、第
１供給パイプ及びガス整流部材を用いないことを除い
て、上記実施例１と同一に構成した。 ＜比較例２＞図示しないが上記実施例１の第１供給パイ
プ及びガス整流部材を用いないことを除いて、上記実施
例１と同一に構成した。

【００２５】＜比較試験と評価＞実施例１、実施例２、
比較例１及び比較例２の装置にて、直径及び直胴部分長
さがそれぞれ２０３ｍｍ及び８００ｍｍのシリコン単結
晶をそれぞれ育成し、これらのシリコン単結晶（直胴部
分）の上端から１００ｍｍごとにシリコン単結晶中に含
まれる酸素濃度を測定し、その結果を図９に示す。図９
から明らかなように、比較例１及び２ではシリコン単結
晶（直胴部分）の上端からの距離が大きくなるに従って
酸素濃度は次第に低くなったのに対して、実施例１及び
２ではシリコン単結晶（直胴部分）の上端からの距離が
大きくなっても酸素濃度は殆ど変化しなかった。但し、
シリコン単結晶中の酸素濃度は実施例１の方が実施例２
より低くなることが判った。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、チ
ャンバ内の石英るつぼに貯留されたシリコン融液からシ
リコン単結晶を引上げるときに、チャンバ内に供給され
た不活性ガスをシリコン融液の表面で石英るつぼの回転
方向と同一方向に整流したので、シリコン融液表面にお
けるこの融液の流れを乱さずに効率良く増速でき、上記
融液の流れの拡散境界層厚が薄くなるので、シリコン融
液中の酸素がシリコン融液表面から均一にかつ比較的大
量にＳｉＯガス等となって蒸発する。この結果、シリコ
ン単結晶中の酸素濃度、特に単結晶の長さ方向の酸素濃
度が低く均一になる。また、チャンバ内の石英るつぼに
貯留されたシリコン融液からシリコン単結晶を引上げる
ときに、チャンバ内に供給された不活性ガスをシリコン
融液の表面で石英るつぼの回転方向と逆方向に整流すれ
ば、シリコン融液表面におけるこの融液の流れをこの流
れを乱さずに効率良く減速でき、上記融液の流れの拡散
境界層厚が厚くなるので、シリコン融液中の酸素がシリ
コン融液表面から均一にかつ比較的少量だけＳｉＯガス
等となって蒸発する。この結果、シリコン単結晶中の酸
素濃度、特に単結晶の長さ方向の酸素濃度が比較的高く
均一になる。

【００２７】また、遮蔽部材の下端近傍又は下端にシリ
コン融液表面から所定の間隔をあけて石英るつぼの半径
方向に延びるガス整流部材を設け、このガス整流部材に
石英るつぼの回転方向と同一方向に不活性ガスを噴射可
能な噴射孔を形成すれば、この噴射孔から噴射される不
活性ガスによりガス給排手段にて供給された不活性ガス
がシリコン融液の表面で石英るつぼの回転方向と同一方
向に整流され、シリコン融液表面におけるこの融液の流
れを乱さずに効率良く増速できる。この結果、上記融液
の流れの拡散境界層厚が薄くなり、シリコン融液中の酸
素がシリコン融液表面から均一にかつ比較的大量にＳｉ
Ｏガス等となって蒸発するので、シリコン単結晶中の酸
素濃度、特に単結晶の長さ方向の酸素濃度が低く均一に
なる。更に、遮蔽部材の下端近傍又は下端にシリコン融
液表面から所定の間隔をあけて石英るつぼの半径方向に
延びるガス整流部材を設け、このガス整流部材に石英る
つぼの回転方向と逆方向に不活性ガスを噴射可能な噴射
孔を形成すれば、この噴射孔から噴射される不活性ガス
によりガス給排手段にて供給された不活性ガスがシリコ
ン融液の表面で石英るつぼの回転方向と逆方向に整流さ
れ、シリコン融液表面におけるこの融液の流れを乱さず
に効率良く減速できる。この結果、上記融液の流れの拡
散境界層厚が厚くなり、シリコン融液中の酸素がシリコ
ン融液表面から均一にかつ比較的少量だけＳｉＯガス等
となって蒸発するので、シリコン単結晶中の酸素濃度、
特に単結晶の長さ方向の酸素濃度が比較的高く均一にな
る。特に本発明の方法及び装置によれば、上記酸素濃度
の均一化にとどまらずに、育成されたシリコン単結晶の
各種結晶欠陥の発生を抑制することが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施形態のシリコン単結晶の育成装
置を示す図２のＡ部拡大断面図。

【図２】その育成装置の断面構成図。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】その育成装置の裏返した遮蔽部材及びガス整流
部材の斜視図。

【図５】本発明の第２実施形態を示す図６のＣ部拡大断
面図。

【図６】その育成装置の断面構成図。

【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図。

【図８】その育成装置の裏返した遮蔽部材及びガス整流
部材の斜視図。

【図９】実施例１及び２と比較例１及び２のシリコン単
結晶の上端からの距離に対するこのシリコン単結晶中の
酸素濃度の変化を示す図。

【符号の説明】

１０，７０ シリコン単結晶育成装置 １１ チャンバ １２ シリコン融液 １３ 石英るつぼ ２５ シリコン単結晶 ２６，７６ 遮蔽部材 ２７，７７ ガス整流部材 ２７ｃ，７７ｃ 噴射孔 ２８ ガス給排手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ(11)内の石英るつぼ(13)に貯留
   されたシリコン融液(12)からシリコン単結晶(25)を引上
   げるときに、前記チャンバ(11)内に供給された不活性ガ
   スを前記シリコン融液(12)の表面で前記石英るつぼ(13)
   の回転方向と同一方向又は逆方向に整流するシリコン単
   結晶の育成方法。
2. 【請求項２】 チャンバ(11)内に回転可能に設けられシ
   リコン融液(12)が貯留される石英るつぼ(13)と、前記石
   英るつぼ(13)内のシリコン融液(12)から引上げられるシ
   リコン単結晶(25)の外周面と前記石英るつぼ(13)の内周
   面との間に前記シリコン単結晶(25)を囲むように挿入さ
   れ下端が前記シリコン融液(12)表面近傍まで延びかつ前
   記チャンバ(11)内をシリコン単結晶側とるつぼ内周面側
   とに区画する遮蔽部材(26,76)と、前記シリコン単結晶
   側に不活性ガスを供給しこの不活性ガスを前記シリコン
   融液(12)表面に沿ってかつ前記シリコン単結晶(25)の外
   周面から前記石英るつぼ(13)の内周面に向って流し更に
   前記チャンバ(11)外に排出するガス給排手段(28)とを備
   えたシリコン単結晶の育成装置において、 前記遮蔽部材(26,76)の下端近傍又は下端に前記シリコ
   ン融液(12)表面から所定の間隔をあけて前記石英るつぼ
   (13)の半径方向に延びる複数のガス整流部材(27,7)が設
   けられ、 前記ガス整流部材(27,77)に前記石英るつぼ(13)の回転
   方向と同一方向又は逆方向に不活性ガスを噴射可能な噴
   射孔(27c,77c)が形成されたことを特徴とするシリコン
   単結晶の育成装置。