JPH09221382A - Device for pulling up single crystal - Google Patents

Device for pulling up single crystal

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JPH09221382A
JPH09221382A JP2830296A JP2830296A JPH09221382A JP H09221382 A JPH09221382 A JP H09221382A JP 2830296 A JP2830296 A JP 2830296A JP 2830296 A JP2830296 A JP 2830296A JP H09221382 A JPH09221382 A JP H09221382A
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JP
Japan
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single crystal
crucible
semiconductor
belt
raw material
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Application number
JP2830296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Atami
貴 熱海
Hiroaki Taguchi
裕章 田口
Hisashi Furuya
久 降屋
Michio Kida
道夫 喜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Silicon Corp, Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Silicon Corp
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Publication of JPH09221382A publication Critical patent/JPH09221382A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for pulling up a single crystal with which the use of easily producible doping agents is possible and the easy execution of the control of the timing for supplying the doping agents and the amts. of the doping agents to be supplied is possible. SOLUTION: A doping agent supplying mechanism 80 which supplies the doping agents Dp to a crucible has a pair of belt wheels 92, 93 which are arranged to be spaced from each other, a belt 95 which is spread at these belt wheels 92, 93, a stepping motor which rotationally drives the belt wheel 92 and many containers 99 which are circumferentially disposed at the belt 95 and in which the doping agents Dp are respectively stored.

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、単結晶引上装置に
係わり、特に、ドープ剤の供給を改善した単結晶引上装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single crystal pulling apparatus, and more particularly to a single crystal pulling apparatus having an improved supply of a dopant.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、シリコン(Si)やガリウム
ヒ素(GaAs)等の半導体単結晶を成長させる方法の
一つとして、CZ法が知られている。このCZ法は、ル
ツボで半導体原料を半導体融液とし、この半導体融液か
ら半導体単結晶を引き上げながら成長させるものであ
る。
2. Description of the Related Art The CZ method has been conventionally known as one of the methods for growing a semiconductor single crystal such as silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs). In this CZ method, a semiconductor raw material is used as a semiconductor melt in a crucible, and a semiconductor single crystal is pulled up from this semiconductor melt and grown.

【0003】そのCZ法の一つには、半導体単結晶を成
長させている過程で、粒状半導体原料をルツボに補充す
るものが提案されている。また、その半導体融液には、
成長軸方向の抵抗を一定に保つために必要に応じてホウ
素(B)(p型シリコン単結晶を作る場合)やリン
(P)(n型シリコン単結晶を作る場合)等を含むドー
プ剤が添加される。
As one of the CZ methods, a method has been proposed in which a crucible is replenished with a granular semiconductor raw material in the process of growing a semiconductor single crystal. In addition, the semiconductor melt,
A dopant containing boron (B) (when making a p-type silicon single crystal), phosphorus (P) (when making an n-type silicon single crystal), etc. is added as necessary to keep the resistance in the growth axis direction constant. Is added.

【0004】このドープ剤は、適切なタイミングで適量
だけを供給することが必要とされるため、従来の単結晶
引上装置では、例えば、特開平2−18377号公報に
示すようなドープ剤供給機構を用いている。このドープ
剤供給機構は、同一形状、同一重量、同一濃度のドープ
剤チップを多数用いるものであり、その多数のドープ剤
チップを一列に装填するシリンダと、そのシリンダから
ドープ剤チップを一個ずつ押し出すピストンからなる。
従って、適切なタイミングで適切な数(例えば一個)の
ドープ剤チップを押し出すことで、適量のドープ剤を供
給することができる。
Since it is necessary to supply only an appropriate amount of this doping agent at an appropriate timing, in the conventional single crystal pulling apparatus, for example, the doping agent supply as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-18377 is used. The mechanism is used. This doping agent supply mechanism uses a large number of doping agent chips having the same shape, the same weight, and the same concentration. A cylinder for loading a large number of the doping agent chips in a row and one doping agent chip pushed out from the cylinder. It consists of a piston.
Therefore, an appropriate amount of the dopant can be supplied by extruding an appropriate number (for example, one) of the dopant chips at an appropriate timing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのような単
結晶引上装置では、同一形状、同一重量、同一濃度のド
ープ剤チップの製造が難しいという問題がある。
However, in such a single crystal pulling apparatus, there is a problem that it is difficult to manufacture a dopant chip having the same shape, the same weight and the same concentration.

【0006】本発明は、上記事情に鑑み、製造が容易な
ドープ剤を用いることができ、且つ、ドープ剤の供給タ
イミング及び供給量の制御を容易に行なうことができる
単結晶引上装置を提供することを目的としている。
In view of the above circumstances, the present invention provides a single crystal pulling apparatus which can use a dopant which is easy to manufacture and which can easily control the timing and the amount of the dopant supplied. The purpose is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明で
は、半導体原料を貯留するルツボと、ルツボを加熱して
半導体原料を半導体融液とする加熱器と、半導体融液か
ら半導体単結晶を引き上げる単結晶引上機構と、ルツボ
に粒状半導体原料を供給する原料供給機構と、ルツボに
ドープ剤を供給するドープ剤供給機構とを備える単結晶
引上装置であって、ドープ剤供給機構は、相互に離間さ
れて配置される一対のベルト車と、ベルト車に張設され
るベルトと、ベルトを回転駆動させる回転駆動機構と、
回転ベルトに多数周設され、それぞれドープ剤が貯留さ
れる容器とを備えることを特徴とする。従って、ドープ
剤を供給する場合には、各容器に例えば粒状のドープ剤
を等量ずつ入れておき、回転駆動機構によりベルトを回
転させて、適切なタイミングで容器が一個ずつベルトの
折り返し部分で倒れるようにする。
In the first invention of the present invention, a crucible for storing a semiconductor raw material, a heater for heating the crucible to turn the semiconductor raw material into a semiconductor melt, and a semiconductor single crystal from the semiconductor melt. A single crystal pulling mechanism for pulling the single crystal, a raw material supply mechanism for supplying a granular semiconductor raw material to the crucible, and a doping agent supply mechanism for supplying a doping agent to the crucible, wherein the doping agent supply mechanism is A pair of belt wheels that are spaced apart from each other, a belt that is stretched around the belt wheel, and a rotation drive mechanism that rotationally drives the belt,
A plurality of containers are provided around a rotating belt, each container containing a doping agent. Therefore, when supplying the dope, for example, an equal amount of granular dope is put in each container, the belt is rotated by the rotation drive mechanism, and the containers are turned one by one at the folded portion of the belt at an appropriate timing. Make it fall.

【0008】本発明の第二の発明では、多数の容器は、
それぞれその容量が等しく且つ一定の間隔でベルトに周
設されていることを特徴とする。従って、各容器に、そ
の容量分のドープ剤を入れると、それぞれの容器には等
量のドープ剤が入る。また、各容器が一定の間隔で前記
ベルトに周設されているので、ベルトを等角度回転させ
る毎に、等量のドープ剤を供給することができる。
In the second aspect of the present invention, the plurality of containers are
It is characterized in that the capacities are equal to each other and are circumferentially provided around the belt at regular intervals. Therefore, when each container is filled with the same amount of the doping agent, an equal amount of the doping agent is placed in each container. Further, since each container is provided around the belt at regular intervals, it is possible to supply an equal amount of the doping agent each time the belt is rotated by an equal angle.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づき説明する。図4に示すように、本実施形態の単
結晶引上装置100は、粒状半導体原料Sc1等の半導
体原料を貯留するルツボ3と、ルツボ3を加熱して半導
体原料を半導体融液Sc2とする加熱器4と、半導体融
液Sc2から半導体単結晶Sc3を引き上げる単結晶引
上機構5と、加熱器4の周囲に配置される保温用のヒー
トシールド6と、ルツボ3を昇降駆動自在に支持するル
ツボ昇降機構7と、ルツボ3、加熱器4、単結晶引上機
構5、ヒートシールド6、ルツボ昇降機構7を内在させ
る気密容器8と、ルツボ3に粒状半導体原料Sc1を供
給する原料供給機構70と、ルツボ3にドープ剤Dpを
供給するドープ剤供給機構80とを備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, the single crystal pulling apparatus 100 according to the present embodiment is a crucible 3 for storing a semiconductor raw material such as a granular semiconductor raw material Sc1 and heating for heating the crucible 3 to be a semiconductor melt Sc2. Vessel 4, single crystal pulling mechanism 5 for pulling up semiconductor single crystal Sc3 from semiconductor melt Sc2, heat shield 6 for heat insulation arranged around heater 4, and crucible for supporting crucible 3 so that it can be driven up and down. An elevating mechanism 7, a crucible 3, a heater 4, a single crystal pulling mechanism 5, a heat shield 6, an airtight container 8 in which the crucible elevating mechanism 7 is contained, and a raw material supply mechanism 70 for supplying the granular semiconductor raw material Sc1 to the crucible 3. , And a doping agent supply mechanism 80 for supplying the doping agent Dp to the crucible 3.

【0010】ルツボ3は、略半球状の石英(SiO2)
製の外ルツボ11と、外ルツボ11内に立設された円筒
状の石英(SiO2)製の内ルツボ12とから形成さ
れ、内ルツボ12の側壁下部には、内ルツボ12の内側
と外側とを連通する連通孔13が複数個形成されてい
る。
The crucible 3 is made of substantially hemispherical quartz (SiO2).
Made of an outer crucible 11 made of quartz, and an inner crucible 12 made of cylindrical quartz (SiO 2) standing upright inside the outer crucible 11. A plurality of communication holes 13 that communicate with each other are formed.

【0011】加熱器4は、半導体原料として多結晶半導
体の塊りを砕いた原料や粒状半導体原料Sc1を外ルツ
ボ11内で加熱・融解し、生じた半導体融液Sc2を保
温するもので、本実施形態では抵抗加熱ヒーターが用い
られている。
The heater 4 heats and melts a raw material obtained by crushing a lump of a polycrystalline semiconductor or a granular semiconductor raw material Sc1 as a semiconductor raw material in the outer crucible 11 to keep the resulting semiconductor melt Sc2 warm. In the embodiment, a resistance heater is used.

【0012】ルツボ昇降機構7は、外ルツボ11が載置
されるサセプタ15と、サセプタ15を昇降自在且つ回
転自在なシャフト16と、シャフト16を昇降駆動自在
且つ回転駆動自在な昇降回転駆動機構(図示略)とを有
している。昇降回転駆動機構は、例えば油圧シリンダと
電動モータとからなる。
The crucible raising / lowering mechanism 7 includes a susceptor 15 on which the outer crucible 11 is placed, a shaft 16 for freely raising and lowering the susceptor 15, and an ascending / descending / rotating drive mechanism for freely raising / lowering and rotating the shaft 16. (Not shown). The elevating / rotating drive mechanism includes, for example, a hydraulic cylinder and an electric motor.

【0013】原料供給機構70は、粒状半導体原料Sc
1を貯留して供給するものであり、粒状半導体原料Sc
1を自然流下させてルツボ3に供給する原料供給管71
を有している。
The raw material supply mechanism 70 includes a granular semiconductor raw material Sc.
1 is stored and supplied, and the granular semiconductor raw material Sc
1. Raw material supply pipe 71 for allowing 1 to flow down naturally and supplying it to the crucible 3.
have.

【0014】ドープ剤供給機構80は、気密容器8の蓋
部を貫通してルツボ3の外ルツボ11内の内ルツボ12
の外側に向けて配置されるドープ剤供給管81と、ドー
プ剤供給管81の上端に連通され接続されるホッパー8
2と、ホッパー82にドープ剤Dpを投入するドープ剤
投入機90とからなっている。
The doping agent supply mechanism 80 penetrates the lid portion of the airtight container 8 and the inner crucible 12 inside the outer crucible 11 of the crucible 3.
Supply pipe 81 arranged toward the outer side of the hopper, and a hopper 8 connected to and connected to the upper end of the supply pipe 81 of the dopant.
2 and a doping agent charging machine 90 for charging the doping agent Dp to the hopper 82.

【0015】ドープ剤投入機90は、図1に示すよう
に、水平方向に延在される本体フレーム91と、本体フ
レーム91の延在方向の両端に配置され、支承される一
対のベルト車92、93と、ベルト車92、93に張設
されるベルト95と、ベルト95を回転駆動させる回転
駆動機構であり、一方(図1左方)のベルト車92を回
転駆動する図2に示すステッピングモータ97と、ステ
ッピングモータ97を駆動制御する制御機構98と、図
1に示すようにベルト95の外周面に多数周設され、そ
れぞれドープ剤Dpが貯留される容器99とを備えてい
る。
As shown in FIG. 1, the dope depositing machine 90 has a body frame 91 extending in the horizontal direction, and a pair of belt wheels 92 arranged and supported at both ends of the body frame 91 in the extending direction. , 93, a belt 95 stretched around the belt wheels 92, 93, and a rotary drive mechanism that rotationally drives the belt 95, and the one step (left side of FIG. 1) rotationally driving the stepping wheel shown in FIG. A motor 97, a control mechanism 98 for driving and controlling the stepping motor 97, and a plurality of containers 99, which are provided around the outer peripheral surface of the belt 95 as shown in FIG. 1 and each store a dope Dp, are provided.

【0016】ベルト車92、93は外周面に多数の歯が
周設されたものであり、ベルト95は、内周面にベルト
車92、93の歯に嵌合する歯が周設形成されたもので
ある。また、ベルト95の外周面には、その周方向に一
定の間隔dで容器取付板95aが形成されている。各容
器99は、本体フレーム91の上方に位置するときに、
開放端を上方に向けるバケット状を成し、ドープ剤Dp
が貯留される容器本体99aと、容器本体99aの下端
に突設され、対応する容器取付板95aにボルト接合さ
れる接合板部99bとからなっている。また、各容器9
9の容器本体99aの容量は、それぞれ等しく、且つ、
後述するように適切な量のドープ剤Dpを貯留する容量
になっている。
The belt pulleys 92, 93 have a large number of teeth provided on the outer peripheral surface thereof, and the belt 95 has teeth formed on the inner peripheral surface thereof so as to fit with the teeth of the belt pulleys 92, 93. It is a thing. Further, container mounting plates 95a are formed on the outer peripheral surface of the belt 95 at regular intervals d in the circumferential direction. When each container 99 is located above the body frame 91,
It has a bucket shape with its open end facing upwards, and is made of the dopant Dp.
And a joining plate portion 99b that is projectingly provided at the lower end of the container body 99a and is bolted to the corresponding container mounting plate 95a. Also, each container 9
The container bodies 99a of 9 have the same volume, and
As will be described later, it has a capacity for storing an appropriate amount of the dopant Dp.

【0017】図2の制御機構98は、後述するタイミン
グで図1の容器99からホッパー82へドープ剤Dpが
投入されるように図2のステッピングモータ97を駆動
制御する。
The control mechanism 98 shown in FIG. 2 drives and controls the stepping motor 97 shown in FIG. 2 so that the dope Dp is introduced into the hopper 82 from the container 99 shown in FIG. 1 at a timing described later.

【0018】ドープ剤Dpは、本実施形態ではホウ素
(B)(p型シリコン単結晶を作る場合)或いはリン
(P)(n型シリコン単結晶を作る場合)等からなるド
ーパントと呼ばれる元素が高濃度で添加された多数のシ
リコン粒である。
In the present embodiment, the dopant Dp is high in an element called a dopant such as boron (B) (when making a p-type silicon single crystal) or phosphorus (P) (when making an n-type silicon single crystal). It is a large number of silicon particles added at a concentration.

【0019】また、図4に示す粒状半導体原料Sc1と
しては、例えば、気体原料から熱分解法により粒状に析
出させた多結晶シリコンの顆粒が好適に用いられる。
Further, as the granular semiconductor raw material Sc1 shown in FIG. 4, for example, polycrystalline silicon granules deposited in a granular form from a gas raw material by a thermal decomposition method are preferably used.

【0020】次に、上記単結晶引上装置100を用いて
半導体単結晶Sc3を形成する方法について説明する。
Next, a method of forming the semiconductor single crystal Sc3 by using the above single crystal pulling apparatus 100 will be described.

【0021】まず、半導体原料として多結晶半導体の塊
りを砕いた原料と、ドープ剤Dp等の適量のドープ剤の
粒或いは塊片を外ルツボ11に入れておく。気密容器8
内を真空ポンプ等で排気して真空状態にし、気密容器8
内に雰囲気ガスとなるアルゴン(Ar)等の不活性ガス
を導入する。そして、シャフト16を軸線を中心として
定角速度で水平面上で回転させ、これにより外ルツボ1
1を定角速度で回転させながら、加熱器4に通電し、外
ルツボ11内の原料を単結晶成長温度以上の温度まで加
熱し、この原料を融解して、半導体融液Sc2とする。
First, a raw material obtained by crushing a lump of a polycrystalline semiconductor as a semiconductor raw material, and an appropriate amount of grains or lumps of a doping agent such as the doping agent Dp are put in the outer crucible 11. Airtight container 8
The inside is evacuated by a vacuum pump or the like to be in a vacuum state, and the airtight container 8
An inert gas such as argon (Ar), which is an atmospheric gas, is introduced therein. Then, the shaft 16 is rotated on the horizontal plane at a constant angular velocity about the axis, whereby the outer crucible 1
While rotating 1 at a constant angular velocity, the heater 4 is energized to heat the raw material in the outer crucible 11 to a temperature equal to or higher than the single crystal growth temperature, and the raw material is melted to form a semiconductor melt Sc2.

【0022】原料が全て半導体融液Sc2となった後
に、内ルツボ12を外ルツボ11内に載置し、二重構造
のルツボ3を得る。その後、加熱器4の電力を調整して
半導体融液Sc2の中央液面付近を単結晶成長温度に保
ち、単結晶引上機構5の引上軸5aにより吊り下げられ
た種結晶Sc4を半導体融液Sc2になじませた後、こ
の種結晶Sc4を鉛直上方に引き上げ、この種結晶Sc
4を核として半導体単結晶Sc3を成長させる。ここで
は、種結晶Sc4を無転位化した後にこの半導体単結晶
Sc3の口径を徐々に大口径化し所定の径の半導体単結
晶Sc3とし、半導体単結晶Sc3が所定の径となって
後には、その径を保持しながら半導体単結晶Sc3を形
成する。
After all the raw materials become the semiconductor melt Sc2, the inner crucible 12 is placed in the outer crucible 11 to obtain the double-structured crucible 3. After that, the electric power of the heater 4 is adjusted to keep the vicinity of the central liquid surface of the semiconductor melt Sc2 at the single crystal growth temperature, and the seed crystal Sc4 suspended by the pulling shaft 5a of the single crystal pulling mechanism 5 is used to melt the semiconductor. After being soaked in the liquid Sc2, the seed crystal Sc4 is pulled upward in the vertical direction.
A semiconductor single crystal Sc3 is grown using 4 as a nucleus. Here, after the seed crystal Sc4 is made dislocation-free, the diameter of the semiconductor single crystal Sc3 is gradually increased to a semiconductor single crystal Sc3 having a predetermined diameter, and after the semiconductor single crystal Sc3 becomes the predetermined diameter, The semiconductor single crystal Sc3 is formed while maintaining the diameter.

【0023】この結晶成長過程においては、ドープ剤D
pの供給量m1、粒状半導体原料Sc1の供給量m2、
及びルツボ昇降機構7によるルツボ3の昇降は、以下の
ように制御される。(図3参照)
In this crystal growth process, the dopant D
supply amount p1 of p, supply amount m2 of granular semiconductor raw material Sc1,
And the raising and lowering of the crucible 3 by the crucible raising and lowering mechanism 7 are controlled as follows. (See Fig. 3)

【0024】即ち、図4の半導体単結晶Sc3が定径部
に差し掛かってから所定距離引上げられるまでは、ルツ
ボ3は、半導体単結晶Sc3の形成に伴う半導体融液S
c2の液面の低下分だけ継続的に上昇させられる。
That is, from the time when the semiconductor single crystal Sc3 of FIG. 4 approaches the constant diameter portion until the semiconductor single crystal Sc3 is pulled up by a predetermined distance, the crucible 3 is the semiconductor melt S accompanying the formation of the semiconductor single crystal Sc3.
The liquid level of c2 is continuously increased by the amount of decrease.

【0025】ルツボ3が停止させられると、原料供給機
構70の原料供給管71から外ルツボ11内の内ルツボ
12の外側への粒状半導体原料Sc1の連続供給が開始
される。図3に示すようにこの供給量m2は、供給開始
当初は、次第に増加され、図4の半導体単結晶Sc3の
成長量(引上量)と均衡したところから半導体単結晶S
c3の引上重量に対応した量が図3に示すように連続供
給される。
When the crucible 3 is stopped, the continuous supply of the granular semiconductor raw material Sc1 from the raw material supply pipe 71 of the raw material supply mechanism 70 to the outside of the inner crucible 12 in the outer crucible 11 is started. As shown in FIG. 3, the supply amount m2 is gradually increased at the beginning of the supply, and when the supply amount m2 is in balance with the growth amount (pulling amount) of the semiconductor single crystal Sc3 in FIG.
An amount corresponding to the pulling weight of c3 is continuously supplied as shown in FIG.

【0026】粒状半導体原料Sc1の連続供給が開始さ
れると、図4のルツボ3内のドーパント濃度が低下する
ので、その濃度を一定に保持するためにドープ剤供給機
構80によりルツボ3内にドープ剤Dpを補充する。
When the continuous supply of the granular semiconductor raw material Sc1 is started, the concentration of the dopant in the crucible 3 shown in FIG. 4 is lowered. Therefore, in order to keep the concentration constant, the dopant supply mechanism 80 is used to dope the crucible 3. Replenish agent Dp.

【0027】以下にドープ剤供給機構80の挙動を説明
する。まず、図1に示すように、予め、ドープ剤供給機
構80のドープ剤投入機90の各容器99の内、本体フ
レーム91の上に位置する各容器99にそれぞれ粒状の
ドープ剤Dpを等量ずつ入れておく。各容器99は、そ
れぞれその容量が等しいので、各容器99に、その容量
分のドープ剤Dpを入れることで、ドープ剤Dpの粒が
不揃いであっても、容易に各容器99に等量のドープ剤
Dpを入れることができる。
The behavior of the doping agent supply mechanism 80 will be described below. First, as shown in FIG. 1, the same amount of granular dope agent Dp is preliminarily provided in each vessel 99 of the dope agent feeder 90 of the dope agent supply mechanism 80, which is located above the main body frame 91. Put in each. Since the respective containers 99 have the same volume, by putting the volume of the doping agent Dp in the respective vessels 99, even if the particles of the doping agent Dp are not uniform, the same volume can be easily applied to the respective vessels 99. A doping agent Dp can be added.

【0028】そこで、粒状半導体原料Sc1の連続供給
の開始と共に、図2に示すドープ剤投入機90の制御機
構98は、ステッピングモータ97の回転制御を開始す
る。ステッピングモータ97が駆動されると、図1に示
すベルト車92を介してベルト95が回転駆動され、ド
ープ剤Dpが入れられた各容器99が、ホッパー82側
への移動する。すると、その容器99の先頭が、ベルト
95の折り返し部分に至って倒れ、予めその容器99に
入れられていたドープ剤Dpが全てホッパー82に投入
される。このドープ剤Dpは、図4に示すドープ剤供給
管81を流下して、その下端からルツボ3の外ルツボ1
1内の内ルツボ12の外側に供給される。
Therefore, when the continuous supply of the granular semiconductor raw material Sc1 is started, the control mechanism 98 of the doping agent dosing machine 90 shown in FIG. 2 starts the rotation control of the stepping motor 97. When the stepping motor 97 is driven, the belt 95 is rotationally driven via the belt wheel 92 shown in FIG. 1, and each container 99 containing the doping agent Dp moves to the hopper 82 side. Then, the top of the container 99 reaches the folded-back portion of the belt 95 and falls down, and all the doping agent Dp previously contained in the container 99 is put into the hopper 82. This doping agent Dp flows down through the doping agent supply pipe 81 shown in FIG. 4, and from the lower end thereof, the outer crucible 1 of the crucible 3.
It is supplied to the outside of the inner crucible 12 in 1.

【0029】このドープ剤Dpの供給タイミングは、半
導体単結晶Sc3の引上重量の増加量が、図1の容器9
9一個分のドープ剤Dpを必要とする量になった時点で
なされる。
The timing of supplying the doping agent Dp is such that the amount by which the weight of the semiconductor single crystal Sc3 is increased depends on the container 9 in FIG.
This is done at the time when the required amount of one dopant Dp is reached.

【0030】また、後続の容器99は、半導体単結晶S
c3の引上重量の増加量が、前記容器99一個分のドー
プ剤Dpを必要とする量になる毎にホッパー82にそれ
ぞれ等量のドープ剤Dpを投入する。
Further, the subsequent container 99 is a semiconductor single crystal S
Every time the amount of increase in the pulling weight of c3 reaches the required amount of the doping agent Dp for one container 99, an equal amount of the doping agent Dp is charged into the hopper 82.

【0031】従って、ドープ剤供給機構80では、適量
のドープ剤Dpを適切なタイミングで供給することがで
きる。また、ステッピングモータ97を等角度で回転さ
せる毎に、即ち、ベルト95を等角度回転させる毎に後
続の容器99がベルト95の折り返し部分に至り、ドー
プ剤Dpを投入することとなるので、その駆動制御が容
易である。更に、ドープ剤供給機構80で使用可能な粒
状のドープ剤Dpは、粒径が不揃いであってもよいの
で、容易に製造することができる。
Therefore, the doping agent supply mechanism 80 can supply an appropriate amount of the doping agent Dp at an appropriate timing. Further, every time the stepping motor 97 is rotated at an equal angle, that is, every time the belt 95 is rotated at an equal angle, the succeeding container 99 reaches the folded portion of the belt 95, and the doping agent Dp is introduced. Drive control is easy. Furthermore, the granular dope agent Dp that can be used in the dope agent supply mechanism 80 may have irregular particle sizes, and thus can be easily manufactured.

【0032】以上のようにして、結晶性の高い半導体単
結晶Sc3を形成することができる。
As described above, the semiconductor single crystal Sc3 having a high crystallinity can be formed.

【0033】尚、粒状半導体原料Sc1を多結晶シリコ
ンの顆粒に代えてガリウムヒ素(GaAs)としてもよ
く、この場合、ドープ剤Dpは亜鉛(Zn)もしくはシ
リコン(Si)等を含むものとなる。
It should be noted that the granular semiconductor raw material Sc1 may be gallium arsenide (GaAs) instead of the polycrystalline silicon granules. In this case, the dopant Dp contains zinc (Zn), silicon (Si) or the like.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の第一の発明によれば、ドープ剤
を供給する場合に、各容器にドープ剤を等量ずつ入れて
おき、回転駆動機構によりベルトを回転させて、容器が
一個ずつベルトの折り返し部分で倒れるようにすること
で、適量のドープ剤を適切なタイミングで供給すること
ができる。また、容器にドープ剤を入れるので、そのド
ープ剤には、例えば粒径が不揃いな粒状のドープ剤等の
製造の簡便なものを使用することができる。
According to the first aspect of the present invention, when the doping agent is supplied, an equal amount of the doping agent is put in each container, and the belt is rotated by the rotation driving mechanism so that one container is provided. By making each of the belts fall over at the folded portion, a proper amount of the doping agent can be supplied at a proper timing. Further, since the dope agent is put in the container, it is possible to use, as the dope agent, for example, a granular dope agent having a nonuniform particle size for easy production.

【0035】本発明の第二の発明によれば、上記効果に
加えて、各容器に、その容量分のドープ剤を入れること
で、その各容器には、それぞれ等量のドープ剤が入るこ
ととなるので、各容器へのドープ剤の充填が容易であ
る。また、ベルトを等角度回転させる毎に、等量のドー
プ剤を供給することができるので、ドープ剤の供給タイ
ミングの制御がし易い。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned effects, by putting the volume of the doping agent in each container, an equal amount of the doping agent can be put in each container. Therefore, the filling of the dope with each container is easy. Further, since the same amount of the doping agent can be supplied each time the belt is rotated by an equal angle, it is easy to control the timing of supplying the doping agent.

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

【図1】 本発明の単結晶引上装置のドープ剤供給機構
の一実施形態を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a doping agent supply mechanism of a single crystal pulling apparatus of the present invention.

【図2】 図1のドープ剤供給機構の平面図である。2 is a plan view of the doping agent supply mechanism of FIG. 1. FIG.

【図3】 結晶成長過程における、ドープ剤の供給量と
粒状半導体原料の供給量の推移、及びルツボの挙動を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a transition of a supply amount of a dopant and a supply amount of a granular semiconductor raw material and a behavior of a crucible in a crystal growth process.

【図4】 図1の単結晶引上装置の全体図である。4 is an overall view of the single crystal pulling apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ルツボ 4 加熱器 5 単結晶引上機構 70 原料供給機構 80 ドープ剤供給機構 92 ベルト車 93 ベルト車 95 ベルト 97 ステッピングモータ(回転駆動機構) 99 容器 Dp ドープ剤 Sc1 粒状半導体原料(半導体原料) Sc2 半導体融液 Sc3 半導体単結晶 100 単結晶引上装置 3 Crucible 4 Heater 5 Single crystal pulling mechanism 70 Raw material supply mechanism 80 Dope agent supply mechanism 92 Belt wheel 93 Belt wheel 95 Belt 97 Stepping motor (rotational drive mechanism) 99 Container Dp Dopant agent Sc1 Granular semiconductor raw material (semiconductor raw material) Sc2 Semiconductor melt Sc3 Semiconductor single crystal 100 Single crystal pulling apparatus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 降屋 久 東京都千代田区大手町一丁目5番1号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 喜田 道夫 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hisashi Furuya 1-5-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Sanritsu Material Silicon Co., Ltd. (72) Inventor Michio Kita 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Address Mitsubishi Materials Corporation, Research Institute

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体原料を貯留するルツボと、該ルツ
ボを加熱して半導体原料を半導体融液とする加熱器と、
該半導体融液から半導体単結晶を引き上げる単結晶引上
機構と、前記ルツボに粒状半導体原料を供給する原料供
給機構と、前記ルツボにドープ剤を供給するドープ剤供
給機構とを備える単結晶引上装置であって、 前記ドープ剤供給機構は、相互に離間されて配置される
一対のベルト車と、該ベルト車に張設されるベルトと、
該ベルトを回転駆動させる回転駆動機構と、ベルトに多
数周設され、それぞれドープ剤が貯留される容器とを備
えることを特徴とする単結晶引上装置。
1. A crucible for storing a semiconductor raw material, and a heater for heating the crucible to turn the semiconductor raw material into a semiconductor melt.
A single crystal pulling mechanism including a single crystal pulling mechanism for pulling a semiconductor single crystal from the semiconductor melt, a raw material supplying mechanism for supplying a granular semiconductor raw material to the crucible, and a doping agent supplying mechanism for supplying a doping agent to the crucible. A device, wherein the doping agent supply mechanism is a pair of belt wheels arranged apart from each other, and a belt stretched around the belt wheel,
An apparatus for pulling a single crystal, comprising: a rotation driving mechanism for rotating the belt;
【請求項2】 前記多数の容器は、それぞれその容量が
等しく且つ一定の間隔で前記ベルトに周設されているこ
とを特徴とする請求項1記載の単結晶引上装置。
2. The single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the plurality of containers have the same volume and are provided around the belt at regular intervals.
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