JPH09235192A - Single crystal ingot low in oxygen concentration and lifting of single crystal - Google Patents

Single crystal ingot low in oxygen concentration and lifting of single crystal

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JPH09235192A
JPH09235192A JP4500896A JP4500896A JPH09235192A JP H09235192 A JPH09235192 A JP H09235192A JP 4500896 A JP4500896 A JP 4500896A JP 4500896 A JP4500896 A JP 4500896A JP H09235192 A JPH09235192 A JP H09235192A
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JP
Japan
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single crystal
oxygen concentration
crucible
rotation speed
ingot
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Application number
JP4500896A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Taguchi
裕章 田口
Takashi Atami
貴 熱海
Hisashi Furuya
久 降屋
Michio Kida
道夫 喜田
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a low oxygen concentration single crystal ingot small in the oxygen concentration and having an approximately uniform oxygen concen tration distribution in the growth axis direction, and to provide a single crystal- lifting method for lifting the ingot. SOLUTION: This low oxygen concentration single crystal ingot has an oxygen content concentration of 0.5-1.0×10<18> atoms/cc [when a conversion coefficient (fc) is 4.81 by an IR absorption spectroscopy; hereinafter similarly) and an oxygen concentration distribution of the central value [(maximum oxygen concentration + minimum oxygen concentration)/2]±0.05 atoms/cc in the growth axis direction in the ingot having a growth length of >=1000mm. The characteristics of this method for lifting the single crystal comprises rotating an outer crucible at a rotation speed of 0.05-5rpm, preferably, 0.1-3rpm, and the semiconductor single crystal ingot at a rotation speed of 8-25rpm, preferably 10-15rpm.

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、二重構造のルツボ
を用いて貯留された半導体融液から半導体単結晶インゴ
ットを引き上げる単結晶引上方法及びこの方法により引
き上げられた低酸素濃度単結晶インゴットに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a single crystal pulling method for pulling a semiconductor single crystal ingot from a semiconductor melt stored by using a crucible having a double structure, and a low oxygen concentration single crystal ingot pulled by this method. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリコン(Si)やガリウムヒ素
(GaAs)等の半導体単結晶インゴットを成長させる
方法として、CZ法が知られている。すなわち、このC
Z法は、気密容器内のルツボ内の半導体融液中に種結晶
を浸し、種結晶を核に半導体単結晶インゴットを成長さ
せるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, the CZ method is known as a method for growing a semiconductor single crystal ingot such as silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs). That is, this C
In the Z method, a seed crystal is immersed in a semiconductor melt in a crucible in an airtight container, and a semiconductor single crystal ingot is grown with the seed crystal as a nucleus.

【0003】しかしながら、従来のCZ法では、半導体
融液に熱対流による乱流が発生し、固液界面の温度変動
を増大させ、再融解、再凝固現象を助長させ、この結
果、半導体単結晶インゴット中の結晶欠陥をもたらした
り、不純物濃度分布及び酸素濃度分布の分布の不均一を
もたらすといった問題がある。図4は、CZ法で成長さ
せた6”φ単結晶の成長軸方向の酸素濃度分布を示すグ
ラフであり、図5は、同じくCZ法で成長させた8”φ
単結晶の成長軸方向の酸素濃度を示すグラフである。
However, in the conventional CZ method, turbulent flow due to thermal convection is generated in the semiconductor melt, which increases temperature fluctuations at the solid-liquid interface and promotes remelting and resolidifying phenomena, resulting in a semiconductor single crystal. There are problems such as causing crystal defects in the ingot and causing non-uniform distribution of impurity concentration distribution and oxygen concentration distribution. FIG. 4 is a graph showing an oxygen concentration distribution in the growth axis direction of a 6 ″ φ single crystal grown by the CZ method, and FIG. 5 is an 8 ″ φ single crystal similarly grown by the CZ method.
It is a graph which shows the oxygen concentration of the growth axis direction of a single crystal.

【0004】半導体融液に磁場を印加して融液の対流を
抑制し、対流に伴う融液表面近傍の温度変動を抑制する
いわゆる磁場印加法(MCZ法)が開発されている。し
かし、MCZ法ではルツボ−半導体融液接触面積と半導
体融液自由表面積との比が変化するので、成長軸方向に
不均一な酸素濃度分布が生ずるといった問題がある。
A so-called magnetic field application method (MCZ method) has been developed in which a magnetic field is applied to a semiconductor melt to suppress convection of the melt and suppress temperature fluctuations near the surface of the melt due to convection. However, in the MCZ method, since the ratio of the crucible-semiconductor melt contact area to the semiconductor melt free surface area changes, there is a problem that a non-uniform oxygen concentration distribution occurs in the growth axis direction.

【0005】ルツボ−半導体融液接触面積と半導体融液
自由表面積との比をほぼ一定にするために、二重ルツボ
を用いた連続チャージ型磁場印加CZ法(以下、CMC
Z法と省略する。)が提案されている。このCMCZ法
は、気密容器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液
を貯留し、この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ル
ツボを載置して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツ
ボとの間に原料を供給し、前記気密容器の外部から前記
外ルツボ内の半導体融液に磁場を印加し、前記内ルツボ
の内側領域から半導体単結晶インゴットを引き上げる方
法である。
In order to keep the ratio of the crucible-semiconductor melt contact area and the semiconductor melt free surface area substantially constant, the continuous charge type magnetic field applied CZ method (hereinafter referred to as CMC) using a double crucible.
It is abbreviated as Z method. ) Has been proposed. In this CMCZ method, a semiconductor melt is stored in an outer crucible provided inside an airtight container, and an inner crucible that is a cylindrical partition is placed inside the outer crucible to form a double crucible. In this method, a raw material is supplied between the crucible and the inner crucible, a magnetic field is applied to the semiconductor melt in the outer crucible from the outside of the airtight container, and the semiconductor single crystal ingot is pulled up from the inner region of the inner crucible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CMC
Z法でも、引上条件によっては、酸素濃度分布が成長軸
方向に均一とならない場合があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, CMC
Even in the Z method, the oxygen concentration distribution may not be uniform in the growth axis direction depending on pulling conditions.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、酸素濃度が小さく、かつ、成長軸方向にほぼ均一な
酸素濃度分布を有する低酸素濃度単結晶インゴット及び
その引き上げを行うための単結晶引上方法を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a low oxygen concentration single crystal ingot having a low oxygen concentration and a substantially uniform oxygen concentration distribution in the growth axis direction, and a single crystal for pulling the same. It is an object to provide a crystal pulling method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
低酸素濃度単結晶インゴットは、インゴットの結晶長1
000mm以上において、含有酸素濃度が0.5〜1.
0×1018atoms/cc(赤外吸収分光法における
変換係数fc=4.81とした場合、以下同様)の範囲
にあって、成長軸方向の酸素濃度分布が、中心値((酸
素濃度の最大値+最小値)/2)に対して±0.05a
toms/ccである。
A low oxygen concentration single crystal ingot according to claim 1 of the present invention has an ingot crystal length of 1
At 000 mm or more, the oxygen content is 0.5 to 1.
In the range of 0 × 10 18 atoms / cc (the same applies hereafter when the conversion coefficient f c = 4.81 in infrared absorption spectroscopy), the oxygen concentration distribution in the growth axis direction has a central value ((oxygen concentration Maximum value + minimum value) / 2) of ± 0.05a
It is toms / cc.

【0009】本発明の請求項2記載の単結晶引上方法
は、気密容器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液
を貯留し、この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ル
ツボを載置して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツ
ボとの間に原料を供給し、前記気密容器の外部から前記
外ルツボ内の半導体融液に磁場を印加し、前記外ルツボ
を回転させつつ、前記内ルツボの内側領域から半導体単
結晶インゴットを成長軸方向を中心として回転させ引き
上げる単結晶引上方法において、前記外ルツボの回転速
度を0.05〜5rpmとし、半導体単結晶インゴット
の回転速度を8〜25rpmとしたことを特徴とする。
In the method for pulling a single crystal according to the second aspect of the present invention, the semiconductor melt is stored in an outer crucible provided inside an airtight container, and the inner crucible, which is a cylindrical partition, is placed in the outer crucible. To form a double crucible, supply the raw material between the outer crucible and the inner crucible, apply a magnetic field to the semiconductor melt in the outer crucible from the outside of the airtight container, the outer crucible. In the single crystal pulling method of rotating and pulling the semiconductor single crystal ingot from the inner region of the inner crucible by rotating around the growth axis direction, the rotation speed of the outer crucible is 0.05 to 5 rpm, and the semiconductor single crystal ingot is rotated. The rotation speed of is set to 8 to 25 rpm.

【0010】本発明の請求項3記載の単結晶引上方法
は、請求項2記載の単結晶引上方法において、前記外ル
ツボの回転速度を0.1〜3rpmとし、半導体単結晶
インゴットの回転速度を10〜15rpmとしたことを
特徴とする。
A single crystal pulling method according to a third aspect of the present invention is the single crystal pulling method according to the second aspect, wherein the rotation speed of the outer crucible is 0.1 to 3 rpm, and the semiconductor single crystal ingot is rotated. It is characterized in that the speed is 10 to 15 rpm.

【0011】[0011]

【作用】外ルツボ及び半導体単結晶インゴットの回転に
より、インゴット中の酸素濃度を低く抑えることができ
るとともに、酸素濃度の均一性を確保することができ
る。
By rotating the outer crucible and the semiconductor single crystal ingot, the oxygen concentration in the ingot can be kept low and the oxygen concentration can be kept uniform.

【0012】外ルツボの回転速度が0.05rpm以上
であるのは、それ未満では単結晶化率が低下するからで
あり、外ルツボの回転速度が5rpm以下であるのは、
それを越えると酸素濃度の均一性が保たれないからであ
る。
The rotation speed of the outer crucible is 0.05 rpm or more because if the rotation speed is less than that, the single crystallization rate decreases, and the rotation speed of the outer crucible is 5 rpm or less.
This is because if it exceeds that, the uniformity of oxygen concentration cannot be maintained.

【0013】半導体単結晶インゴットの回転速度が8r
pm以上であるのは、それ未満では酸素濃度の面内分布
が悪くなるからであり、半導体単結晶インゴットの回転
速度が25rpm以下であるのは、それを越えると単結
晶化率が低下するからである。
The rotation speed of the semiconductor single crystal ingot is 8r.
If it is less than pm, the in-plane distribution of the oxygen concentration becomes worse if it is less than pm, and if the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot is 25 rpm or less, the rate of single crystallization decreases if it exceeds it. Is.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の一形態の
シリコン単結晶引上方法について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A silicon single crystal pulling method according to an embodiment of the present invention will be described below.

【0015】本単結晶引上方法に使用される単結晶引上
装置1は、図6に示すように、チャンバ2の内部には、
二重ルツボ3、ヒーター4、原料供給管5が配設されて
いる。二重ルツボ3は、ほぼ半球状の石英製の外ルツボ
11と、この外ルツボ11内に設けられた円筒状の仕切
り体である石英製の内ルツボ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の外側領域と内
側領域とを連通する連通部12aが形成されている。
The single crystal pulling apparatus 1 used in the present single crystal pulling method has, as shown in FIG.
A double crucible 3, a heater 4, and a raw material supply pipe 5 are arranged. The double crucible 3 is formed of a substantially hemispherical outer crucible 11 made of quartz and an inner crucible 12 made of quartz which is a cylindrical partition provided in the outer crucible 11, and a side wall of the inner crucible 12. A communication portion 12a that communicates the outer region and the inner region of the inner crucible 12 is formed in the lower portion.

【0016】二重ルツボ3は、チャンバ2の中央下部に
垂直に立設されたシャフト14上のサセプタ15に載置
され、シャフト14の軸線を中心として水平面内で後述
する所定の回転速度で回転駆動されるようになってい
る。そして、この二重ルツボ3内には、半導体融液(加
熱融解された半導体単結晶の原料)21が貯留されてい
る。ヒーター4は、半導体の原料を外ルツボ11内で加
熱融解するとともに、それによって生じた半導体融液2
1を保温するためのものである。ヒーター4は、サセプ
タ15及び二重ルツボ3を取り囲むように配設されてお
り、ヒーター4の外側には、外ルツボ11内の半導体融
液21に磁場を与える電磁石6が配置されている。
The double crucible 3 is mounted on a susceptor 15 on a shaft 14 which is vertically erected in the lower center of the chamber 2 and rotates about the axis of the shaft 14 in a horizontal plane at a predetermined rotation speed described later. It is designed to be driven. In the double crucible 3, a semiconductor melt (raw material for a semiconductor single crystal that has been heated and melted) 21 is stored. The heater 4 heats and melts the semiconductor raw material in the outer crucible 11 and, at the same time, melts the semiconductor melt 2
It is for keeping 1 warm. The heater 4 is arranged so as to surround the susceptor 15 and the double crucible 3, and an electromagnet 6 that gives a magnetic field to the semiconductor melt 21 in the outer crucible 11 is arranged outside the heater 4.

【0017】原料供給管5は、半導体融液21に粒状の
原料22を、外ルツボ11と内ルツボ12との間の半導
体融液21の液面23上に連続的に供給するためのもの
である。原料供給管5から投入する原料としては、例え
ば、多結晶シリコンのインゴットを粉砕機等で破砕して
フレーク状にしたもの、あるいは、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等であ
り、必要に応じてホウ素(B)やリン(P)等のドーパ
ントと呼ばれる添加元素がさらに添加される。また、ガ
リウムヒ素の場合も同様で、この場合には、添加元素は
亜鉛(Zn)もしくはシリコン(Si)等である。
The raw material supply pipe 5 is for continuously supplying the granular raw material 22 to the semiconductor melt 21 on the liquid surface 23 of the semiconductor melt 21 between the outer crucible 11 and the inner crucible 12. is there. Examples of the raw material to be charged from the raw material supply pipe 5 include polycrystalline silicon ingots crushed by a crusher or the like into flakes, or polycrystalline silicon deposited in a granular form from a gas raw material by a thermal decomposition method. Granules and the like, and if necessary, additional elements called dopants such as boron (B) and phosphorus (P) are further added. The same applies to the case of gallium arsenide, in which case the additive element is zinc (Zn), silicon (Si), or the like.

【0018】チャンパ2の上部には、引上機構及びチャ
ンパ2内にアルゴンガス(Ar)等の不活性ガスを導入
する導入口等が設けられている。引上機構の一部である
引上ワイヤ24は、二重ルツボの上方で後述する所定の
回転速度で回転しつつ上下動するように構成されてい
る。この引上ワイヤ24の先端には、チャックを介して
半導体単結晶の種結晶25が取り付けられる。そして、
この種結晶25を内ルツボ12の内側領域の半導体融液
21に浸した後に、上昇させ、種結晶25を始点として
順次成長した半導体単結晶26がアルゴンガス(Ar)
等の不活性ガス雰囲気中で引き上げられる。
An upper part of the chamfer 2 is provided with a pulling mechanism and an inlet for introducing an inert gas such as argon gas (Ar) into the chamfer 2. The pulling wire 24, which is a part of the pulling mechanism, is configured to move up and down while rotating at a predetermined rotation speed described below above the double crucible. A seed crystal 25 of a semiconductor single crystal is attached to the tip of the pulling wire 24 via a chuck. And
The seed crystal 25 is immersed in the semiconductor melt 21 in the inner region of the inner crucible 12 and then raised, and the semiconductor single crystals 26 sequentially grown with the seed crystal 25 as a starting point are argon gas (Ar).
Etc. in an inert gas atmosphere.

【0019】原料供給管5は、上端から原料を投入し、
下端開口5aから原料を排出するもので、上端側が支持
されて垂下され、外ルツボ11の周壁よりの位置に下端
開口5aが位置している。この原料供給管5は、コンタ
ミネーション防止及び加工性の点から、矩形断面の石英
管で構成されている。
The raw material supply pipe 5 is charged with the raw material from the upper end,
The material is discharged from the lower end opening 5a, the upper end side is supported and hung down, and the lower end opening 5a is located at a position closer to the peripheral wall of the outer crucible 11. The raw material supply pipe 5 is composed of a quartz pipe having a rectangular cross section from the viewpoint of preventing contamination and workability.

【0020】前記したように、前記シャフト14は回転
駆動されこれにより外ルツボ11は水平面内で回転させ
られ、前記引上ワイヤ24はその軸線を中心として回転
させられる。シャフト14及び引上ワイヤ24との回転
方向は互いに逆方向とされている。ここで、前記外ルツ
ボ11の回転速度を0.05〜5rpmとし、引上ワイ
ヤ24即ち半導体単結晶インゴット26の回転速度を8
〜25rpmとしてある。好ましくは、前記外ルツボ1
1の回転速度を0.1〜3rpmとし、半導体単結晶イ
ンゴットの回転速度を10〜15rpmとする。
As described above, the shaft 14 is driven to rotate, whereby the outer crucible 11 is rotated in the horizontal plane, and the pulling wire 24 is rotated about its axis. The rotation directions of the shaft 14 and the pulling wire 24 are opposite to each other. Here, the rotation speed of the outer crucible 11 is 0.05 to 5 rpm, and the rotation speed of the pulling wire 24, that is, the semiconductor single crystal ingot 26 is 8 rpm.
~ 25 rpm. Preferably, the outer crucible 1
The rotation speed of 1 is 0.1 to 3 rpm, and the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot is 10 to 15 rpm.

【0021】この結果、外ルツボ11及び半導体単結晶
インゴット26の回転により、インゴット中の酸素濃度
を低く抑えることができるとともに、酸素濃度の均一性
を確保することができる。外ルツボの回転速度が0.0
5rpm以上であるのは、それ未満では単結晶化率が低
下するからであり、外ルツボの回転速度が5rpm以下
であるのは、それを越えると酸素濃度の均一性が保たれ
ないからである。また、半導体単結晶インゴットの回転
速度が8rpm以上であるのは、それ未満では酸素濃度
の面内分布が悪くなるからであり、半導体単結晶インゴ
ットの回転速度が25rpm以下であるのは、それを越
えると単結晶化率が低下するからである。
As a result, by rotating the outer crucible 11 and the semiconductor single crystal ingot 26, the oxygen concentration in the ingot can be suppressed low and the oxygen concentration can be kept uniform. The rotation speed of the outer crucible is 0.0
It is 5 rpm or more because if it is less than that, the single crystallization rate is lowered, and the rotation speed of the outer crucible is 5 rpm or less because if it exceeds that, the uniformity of oxygen concentration cannot be maintained. . Further, the reason why the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot is 8 rpm or more is that the in-plane distribution of the oxygen concentration becomes worse below that, and the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot is 25 rpm or less. This is because the single crystallization rate decreases if it exceeds.

【0022】[0022]

【実施例】本発明の一実施例のシリコン単結晶引上方法
について説明する。
EXAMPLE A method for pulling a silicon single crystal according to an example of the present invention will be described.

【0023】図1は、本発明の一実施例の単結晶引上方
法により引き上げた6”φシリコン単結晶インゴットの
成長軸方向の酸素濃度分布を示す。図1中●は、実施例
1を示し、○は実施例2を示し、□は比較例を示す。
FIG. 1 shows the oxygen concentration distribution in the growth axis direction of a 6 ″ φ silicon single crystal ingot pulled by the single crystal pulling method of one embodiment of the present invention. In FIG. ◯ indicates Example 2, and □ indicates a comparative example.

【0024】ここで、実施例1は、外ルツボ11の回転
速度が0.5rpm、半導体単結晶インゴット26の回
転速度が12rpmであり、印加した磁場は、0.3t
eslaであり、密閉容器内の内圧10torr、アル
ゴンガス流量30〜60l/minである。
In Example 1, the rotation speed of the outer crucible 11 was 0.5 rpm, the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot 26 was 12 rpm, and the applied magnetic field was 0.3 t.
esla, the internal pressure in the closed container is 10 torr, and the argon gas flow rate is 30 to 60 l / min.

【0025】実施例2は、外ルツボ11の回転速度が2
rpm、半導体単結晶インゴット26の回転速度が12
rpmであり、印加した磁場は、0.3teslaであ
り、密閉容器内の内圧10torr、アルゴンガス流量
30〜60l/minである。
In the second embodiment, the rotation speed of the outer crucible 11 is 2
rpm, the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot 26 is 12
rpm, the applied magnetic field is 0.3 tesla, the internal pressure in the closed container is 10 torr, and the argon gas flow rate is 30 to 60 l / min.

【0026】比較例は、外ルツボ11の回転速度が8r
pm、半導体単結晶インゴット26の回転速度が12r
pmであり、印加した磁場は、0.3teslaであ
り、密閉容器内の内圧10torr、アルゴンガス流量
80l/minである。
In the comparative example, the rotation speed of the outer crucible 11 is 8r.
pm, the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot 26 is 12 r
pm, the applied magnetic field is 0.3 tesla, the internal pressure in the closed container is 10 torr, and the argon gas flow rate is 80 l / min.

【0027】図2は、前記実施例2で得られた半導体単
結晶インゴットの結晶長200mm、1000mm、1
800mmの横断面の酸素濃度分布を示す。図中のOR
Gとは、径方向の酸素濃度変動率を示すもので、((O
C−OP)/OC)×100で表される。OCはウエーハ中
心の酸素濃度であり、OPはウェーハ端から5mm部の
酸素濃度である。
FIG. 2 shows crystal lengths of the semiconductor single crystal ingot obtained in Example 2 of 200 mm, 1000 mm, 1
The oxygen concentration distribution of a cross section of 800 mm is shown. OR in the figure
G indicates the oxygen concentration fluctuation rate in the radial direction, and is ((O
Represented by C -O P) / O C) × 100. O C is the oxygen concentration at the center of the wafer, and O P is the oxygen concentration 5 mm from the wafer edge.

【0028】図1又は図2により、実施例1及び2によ
れば、半導体単結晶インゴットの結晶長1000mm以
上において、含有酸素濃度が0.5〜1.0×1018
toms/ccの範囲にあって、成長軸方向の酸素濃度
分布が、中心値((酸素濃度の最大値+最小値)/2)
に対して±0.05atoms/ccであることがわか
る。すなわち、結晶長方向に低酸素でかつその濃度の均
一性が維持されることがわかる。
1 and 2, according to Examples 1 and 2, when the crystal length of the semiconductor single crystal ingot is 1000 mm or more, the oxygen content is 0.5 to 1.0 × 10 18 a.
Within the range of toms / cc, the oxygen concentration distribution in the growth axis direction is the central value ((maximum oxygen concentration + minimum value) / 2)
It can be seen that it is ± 0.05 atoms / cc. That is, it is found that the oxygen content is low in the crystal length direction and the uniformity of the concentration is maintained.

【0029】図3は、磁場の強さと酸素濃度との関係を
示すグラフであり、条件は、6”φ結晶、外ルツボ回転
速度が5rpm、結晶回転速度12rpmの下で実験し
た結果を示すものである。図3によれば、0.3tes
la以上の磁場を印加すれば、酸素濃度が1.0×10
18atoms/cc以下になることがわかる。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the strength of the magnetic field and the oxygen concentration, showing the results of experiments conducted under the conditions of 6 "φ crystal, outer crucible rotation speed of 5 rpm, and crystal rotation speed of 12 rpm. According to Fig. 3, 0.3 tes
If a magnetic field of la or more is applied, the oxygen concentration becomes 1.0 × 10
It can be seen that it becomes 18 atoms / cc or less.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の低酸素濃
度単結晶インゴットによれば、本発明の請求項1記載の
低酸素濃度単結晶インゴットは、インゴットの結晶長1
000mm以上において、含有酸素濃度が0.5〜1.
0×1018atoms/ccの範囲にあって、成長軸方
向の酸素濃度分布が、中心値((酸素濃度の最大値+最
小値)/2)に対して±0.05atoms/ccであ
る。
As described above, according to the low oxygen concentration single crystal ingot of the present invention, the low oxygen concentration single crystal ingot according to claim 1 of the present invention has an ingot crystal length of 1
At 000 mm or more, the oxygen content is 0.5 to 1.
Within the range of 0 × 10 18 atoms / cc, the oxygen concentration distribution in the growth axis direction is ± 0.05 atoms / cc with respect to the central value ((maximum value of oxygen concentration + minimum value) / 2).

【0031】請求項2記載の単結晶引上方法は、気密容
器の内部に設けられた外ルツボに半導体融液を貯留し、
この外ルツボ内に筒状の仕切り体である内ルツボを載置
して二重ルツボを形成し、外ルツボと内ルツボとの間に
原料を供給し、前記気密容器の外部から前記外ルツボ内
の半導体融液に磁場を印加し、前記外ルツボを回転させ
つつ、前記内ルツボの内側領域から半導体単結晶インゴ
ットを軸線方向を中心として回転させつつ引き上げる単
結晶引上方法において、前記外ルツボの回転速度を0.
05〜5rpmとし、半導体単結晶インゴットの回転速
度を8〜25rpmとしたので、外ルツボ及び半導体単
結晶インゴットの回転により、半導体融液中に強制対流
が自然対流を相殺する方向に生じ、半導体単結晶インゴ
ット中の酸素濃度を低く抑えることができるとともに、
酸素濃度の均一性を確保することができる。
In the method for pulling a single crystal according to claim 2, the semiconductor melt is stored in an outer crucible provided inside an airtight container,
A double crucible is formed by placing an inner crucible, which is a cylindrical partition, in this outer crucible, supplying a raw material between the outer crucible and the inner crucible, and from the outside of the hermetic container to the inside of the outer crucible. Applying a magnetic field to the semiconductor melt, while rotating the outer crucible, in the single crystal pulling method of pulling the semiconductor single crystal ingot from the inner region of the inner crucible while rotating around the axial direction, in the outer crucible, Rotation speed is 0.
Since the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot was set to 05 to 5 rpm and the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot was set to 8 to 25 rpm, the rotation of the outer crucible and the semiconductor single crystal ingot caused the forced convection in the semiconductor melt in a direction to cancel the natural convection. While keeping the oxygen concentration in the crystal ingot low,
It is possible to ensure the uniformity of oxygen concentration.

【0032】本発明の請求項3記載の単結晶引上方法
は、請求項2記載の単結晶引上方法において、前記外ル
ツボの回転速度を0.1〜3rpmとし、半導体単結晶
インゴットの回転速度を10〜15rpmとしたので、
酸素濃度の制御性を更に高めることができる。
A single crystal pulling method according to a third aspect of the present invention is the single crystal pulling method according to the second aspect, wherein the rotation speed of the outer crucible is 0.1 to 3 rpm and the semiconductor single crystal ingot is rotated. Since the speed is 10 to 15 rpm,
The controllability of the oxygen concentration can be further enhanced.

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

【図1】本発明の一実施例の成長軸方向の酸素濃度分布
を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an oxygen concentration distribution in the growth axis direction of an example of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の単結晶の半径方向の酸素濃
度分布を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing an oxygen concentration distribution in a radial direction of a single crystal according to an example of the present invention.

【図3】磁場の強さと酸素濃度との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between magnetic field strength and oxygen concentration.

【図4】従来のCZ法による単結晶の酸素濃度分布を示
すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an oxygen concentration distribution of a single crystal by a conventional CZ method.

【図5】従来のCZ法による単結晶の酸素濃度分布を示
すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an oxygen concentration distribution of a single crystal by a conventional CZ method.

【図6】本発明の単結晶引上方法が適用される単結晶引
上装置を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a single crystal pulling apparatus to which the single crystal pulling method of the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 チャンパ(気密容器) 3 二重ルツボ 4 ヒーター 5 原料供給管 6 電磁石 11 外ルツボ 12 内ルツボ 12a 連通部 14 シャフト 15 サセプタ 21 半導体融液 24 引上ワイヤ 26 半導体単結晶インゴット 2 Champa (airtight container) 3 Double crucible 4 Heater 5 Raw material supply pipe 6 Electromagnet 11 Outer crucible 12 Inner crucible 12a Communication part 14 Shaft 15 Susceptor 21 Semiconductor melt 24 Pulling wire 26 Semiconductor single crystal ingot

───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インゴットの結晶長1000mm以上に
おいて、含有酸素濃度が0.5〜1.0×1018ato
ms/cc(赤外吸収分光法における変換係数fc
4.81とした場合、以下同様)の範囲にあって、成長
軸方向の酸素濃度分布が、中心値((酸素濃度の最大値
+最小値)/2)に対して±0.05atoms/cc
であることを特徴とする低酸素濃度単結晶インゴット。
1. An ingot having a crystal length of 1000 mm or more and an oxygen concentration of 0.5 to 1.0 × 10 18 ato.
ms / cc (conversion coefficient f c = in infrared absorption spectroscopy
The same applies to the case of 4.81), and the oxygen concentration distribution in the growth axis direction is ± 0.05 atoms / cc with respect to the central value ((maximum oxygen concentration + minimum value) / 2).
A low-oxygen concentration single crystal ingot characterized by:
【請求項2】 気密容器の内部に設けられた外ルツボに
半導体融液を貯留し、この外ルツボ内に筒状の仕切り体
である内ルツボを載置して二重ルツボを形成し、外ルツ
ボと内ルツボとの間に原料を供給し、前記気密容器の外
部から前記外ルツボ内の半導体融液に磁場を印加し、前
記外ルツボを回転させつつ、前記内ルツボの内側領域か
ら半導体単結晶インゴットを成長軸方向を中心として回
転させつつ引き上げる単結晶引上方法において、 前記外ルツボの回転速度を0.05〜5rpmとし、半
導体単結晶インゴットの回転速度を8〜25rpmとし
たことを特徴とする単結晶引上方法。
2. A semiconductor melt is stored in an outer crucible provided inside an airtight container, and an inner crucible, which is a cylindrical partition, is placed inside the outer crucible to form a double crucible. A raw material is supplied between the crucible and the inner crucible, a magnetic field is applied to the semiconductor melt in the outer crucible from the outside of the airtight container, while rotating the outer crucible, the semiconductor single unit is supplied from the inner region of the inner crucible. In the single crystal pulling-up method of pulling the crystal ingot while rotating it around the growth axis direction, the rotation speed of the outer crucible is 0.05 to 5 rpm, and the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot is 8 to 25 rpm. Method for pulling single crystal.
【請求項3】 前記外ルツボの回転速度を0.1〜3r
pmとし、半導体単結晶インゴットの回転速度を10〜
15rpmとしたことを特徴とする請求項2記載の単結
晶引上方法。
3. The rotation speed of the outer crucible is 0.1 to 3r.
pm and the rotation speed of the semiconductor single crystal ingot is 10 to 10.
The single crystal pulling method according to claim 2, wherein the method is 15 rpm.
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