JPH0940488A - 単結晶引き上げ用原料及び該原料を用いた結晶成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 坩堝内の原料を加熱・溶解する際、この原
料、坩堝、溶融液等から放射される輻射熱が外方に放散
され、原料の溶解時間が掛かり易いと共に、単結晶引き
上げ用原料を引上軸に取り付けるのが面倒であり、コス
トが高く付き易い。 【解決手段】 多結晶シリコンからなる柱状体１１の下
部にシリコン棒１３を介してシリコン板１４が取り付け
られており、このシリコン板１４により、ランプ５４、
坩堝４３等から放射される放射熱が上方に放散されるの
が阻止されるようになっている単結晶引き上げ用原料１
０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は単結晶引き上げ用原
料及び該原料を用いた結晶成長方法に関し、より詳細に
は、原料を溶解してシリコン単結晶を成長させる際の単
結晶引き上げ用原料及び該原料を用いた結晶成長方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】単結晶を成長させるには種々の方法があ
り、その一つにチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と記
す）がある。図４は従来のＣＺ法で使用する結晶成長装
置を示した模式的断面図であり、図中４１ａはメインチ
ャンバーを示している。メインチャンバー４１ａ上には
プルチャンバー４１ｂが形成されており、これらメイン
チャンバー４１ａ及びプルチャンバー４１ｂは真空容器
４２により構成されている。真空容器４２下部には真空
ポンプ（図示せず）に接続される排気孔４２ａが形成さ
れる一方、真空容器４２上部にはアルゴンガス（以下、
Ａｒと記す）を供給するガス供給管４２ｂが接続されて
いる。メインチャンバー４１ａの略中央部には坩堝４３
が配設されており、坩堝４３は略有底円筒形状の石英製
内層容器４３ａと、この内層容器４３ａの外側に嵌合さ
れた略有底円筒形状の黒鉛製外層保持容器４３ｂとによ
り構成されている。坩堝４３下部は支持軸４４により支
持されており、支持軸４４は支持軸駆動手段（図示せ
ず）により矢印Ａ方向に所定速度で回動させられるよう
になっている。また坩堝４３の外側にはこれと略同心状
に抵抗加熱式のヒータ４５が配設され、さらにヒータ４
５の外側にはこれと略同心状に保温筒４６が配設されて
おり、坩堝４３内にはヒータ４５により単結晶引き上げ
用原料を加熱・溶解した溶融液４７が充填されるように
なっている。一方、坩堝４３の上方にはこれと同軸上に
引上軸４８が吊設されており、引上軸４８は引上軸駆動
手段（図示せず）により上下動させられると共に、矢印
Ｂ方向に所定速度で回動させられるようになっている。
これらメインチャンバー４１ａ、プルチャンバー４１
ｂ、坩堝４３、ヒータ４５、引上軸４８等を含んで結晶
成長装置４０が構成されている。

【０００３】このように構成された装置４０を用いて単
結晶４９を引き上げる場合、まず前記単結晶引き上げ用
原料としての複数個の塊状の多結晶シリコン（以下、ラ
ンプと記す）５４（図５、図６）を坩堝４３内一杯に装
入・充填する。この際、これらランプ５４間には隙間５
４ａ（図５、図６）が多く存在しており、ランプ５４の
実質的な充填率は低い状態になっている。次に図示しな
いが、同じく引き上げ用原料としての多結晶シリコンか
らなる柱状体を引上軸４８の下端部に取り付けた後、前
記引上軸駆動手段を駆動して前記柱状体の下部を坩堝４
３の上方近傍の所定位置に設定する。次に排気孔４２ａ
を介して前記真空ポンプにより排気を行なうと共に、ガ
ス供給管４２ｂを介してＡｒを供給し、チャンバー４１
ａ、４１ｂ内を所定圧力のＡｒ雰囲気に設定する。この
後、ヒータ４５に通電して坩堝４３を加熱し、坩堝４３
内のランプ５４を全て溶解させて溶融液４７を形成す
る。この際、溶融液４７面の位置は坩堝４３の上縁部４
３ｃより低下している。次に前記引上軸駆動手段を駆動
し、予熱された前記柱状体を溶融液４７中に浸漬・溶解
させる。この後、別の柱状体を引上軸４８に取り付け、
溶融液４７中に浸漬・溶解させることを所定回数繰り返
し行ない、坩堝４３内の溶融液４７を所定量に設定す
る。

【０００４】次に前記支持軸駆動手段を駆動し、支持軸
４４を介して坩堝４３を矢印Ａ方向に回動させると共
に、前記引上軸駆動手段を駆動し、引上軸４８の下端部
に取り付けた種結晶４８ａを溶融液４７の表面に接触さ
せた後、引上軸４８を矢印Ｂ方向に回動させつつ所定速
度で引き上げる。すると、溶融液４７が凝固して結晶成
長した単結晶４９が引き上げられる。

【０００５】上記した従来の結晶成長方法においては、
前記柱状体を吊り下げた状態で坩堝４３を加熱した際、
該柱状体とプルチャンバー４１ｂを構成する真空容器４
２壁との間に比較的低温の空隙部（図示せず）があり、
この空隙部に高温のランプ５４、このランプ５４が溶解
した溶融液４７、坩堝４３等から放射された輻射熱が放
散され、真空容器４２壁を介して外方に逃げ易い。また
前記輻射熱は前記柱状体の下部にも放射され、これを予
熱するのに一部が有効的に利用される一方、大部分の熱
はこの上部に伝導した後、放射により真空容器４２壁に
伝わって外方に逃げ易い。これらの結果、坩堝４３内の
ランプ５４を溶解し、さらに溶融液４７を所定温度まで
加熱するのに時間が長く掛かり、単結晶４９の製造コス
トが高く付くという問題があった。

【０００６】この問題に対処するため、輻射熱の遮蔽手
段が配設された結晶成長装置が提案されている（特開平
３−１９３６９４号公報）。図５は従来のこの種輻射熱
遮蔽手段が配設された結晶成長装置の一部を模式的に示
した断面図であり、図中５１ａ、５１ｂは黒鉛製の遮蔽
板を示している。遮蔽板５１ａ、５１ｂは前記柱状体の
径よりも大きな径を有する所定の円板形状に設定されて
おり、また遮蔽板５１ａ、５１ｂの間には黒鉛製のフェ
ルト板５１ｃが介装されている。遮蔽板５１ａ、５１ｂ
とフェルト板５１ｃとは黒鉛製のボルト５１ｄ及びナッ
ト５１ｅで一体的に結合されており、これら遮蔽板５１
ａ、５１ｂ、フェルト板５１ｃ等を含んで熱遮蔽体５１
が構成されている。さらに熱遮蔽体５１はモリブデン製
のワイヤ５３を介して略逆Ｔ字形状の治具５２下部に吊
り下げられ、治具５２上部は図４に示したものと同様の
引上軸４８の下部に取り付けられている。これら熱遮蔽
体５１、ワイヤ５３、治具５２により輻射熱遮蔽手段５
０が構成されている。その他の構成は図４に示した結晶
成長装置４０と同様であるので、ここではその構成の詳
細な説明は省略することとする。

【０００７】このように構成された輻射熱遮蔽手段５０
を用いて単結晶を引き上げる場合、まずランプ５４を坩
堝４３内一杯に装入・充填した後、前記引上軸駆動手段
を駆動し、輻射熱遮蔽手段５０を坩堝４３の上方近傍の
所定位置に設定する。次に図４に示した装置４０の場合
と同様、チャンバー４１ａ、４１ｂ内を所定圧力のＡｒ
雰囲気に設定した後、ヒータ４５に通電して坩堝４３を
加熱する。このときランプ５４、溶融液４７、坩堝４３
等から放射された輻射熱が輻射熱遮蔽手段５０により遮
られ、プルチャンバー４１ｂに放散されるのが阻止さ
れ、ランプ５４の溶解、溶融液４７の昇温が効率的に行
われる。次に前記引上軸駆動手段を駆動して引上軸４８
を引き上げ、装置４０の外方で輻射熱遮蔽手段５０を前
記柱状体に付け換えた後、引上軸４８を下降させ、この
柱状体を溶融液４７中に浸漬・溶解させる。この後、別
の柱状体を引上軸４８に取り付け、溶融液４７中に浸漬
・溶解させることを所定回数繰り返し行ない、坩堝４３
内の溶融液４７を所定量に設定した後、単結晶４９を引
き上げる。

【０００８】図６は従来の別の輻射熱遮蔽手段が配設さ
れた結晶成長装置（実開昭６４−２６３７７号公報）の
一部を模式的に示した断面図であり、図中６１は銀製の
平面視略円形状の熱遮蔽体を示している。熱遮蔽体６１
の外径はプルチャンバー４１ｂの径より大きく設定され
ており、この下部には凹形状の反射面６１ａが形成され
ると共に、熱遮蔽体６１の内部には冷却水が通る通水孔
（図示せず）が形成されている。また熱遮蔽体６１は平
面視略扇形状に分割（図示せず）され、これらの中央部
６１ｂは前記冷却水及びワイヤ６２が通る中空軸６３の
下端部において枢支される一方、これらの先端部はワイ
ヤ６２で支持されている。そしてワイヤ６２を装置の外
方から操作すると、中央部６１ｂを中心にして前記各熱
遮蔽体が例えば傘のように開閉するようになっている。
これら熱遮蔽体６１、中空軸６３、ワイヤ６２等を含ん
で輻射熱遮蔽手段６０が構成されており、輻射熱遮蔽手
段６０は例えば前記引上軸駆動手段によりプルチャンバ
ー４１ｂ内を昇降させ得るようになっている。その他の
構成は図４に示した結晶成長装置４０と同様であるの
で、ここではその構成の詳細な説明は省略することとす
る。

【０００９】このように構成された輻射熱遮蔽手段６０
を用いて単結晶を引き上げる場合、まずランプ５４を坩
堝４３内一杯に装入・充填した後、前記引上軸駆動手段
を駆動し、輻射熱遮蔽手段６０を坩堝４３の上方近傍の
所定位置に設定する。次に図４に示した装置４０の場合
と同様、チャンバー４１ａ、４１ｂ内を所定圧力のＡｒ
雰囲気に設定した後、ヒータ４５に通電して坩堝４３を
加熱する。このときランプ５４、溶融液４７、坩堝４３
等から放射された輻射熱が輻射熱遮蔽手段６０により遮
られ、プルチャンバー４１ｂに放散するのが阻止され、
ランプ５４の溶解、溶融液４７の昇温が効率的に行われ
る。次にワイヤ６２を操作して熱遮蔽体６１を閉じた後
（図示せず）、前記引上軸駆動手段を駆動して輻射熱遮
蔽手段６０を引き上げ、引上軸４８に前記柱状体を取り
付けてこれを下降させ、該柱状体を溶融液４７中に浸漬
・溶解させる。この後、別の柱状体を引上軸４８に取り
付け、溶融液４７中に浸漬・溶解させることを所定回数
繰り返し行ない、坩堝４３内の溶融液４７を所定量に設
定した後、単結晶４９を引き上げる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の結晶成
長方法においては、前述したように前記柱状体を吊り下
げた状態で坩堝４３を加熱した際、坩堝４３、ランプ５
４、このランプ５４が溶解した溶融液４７等から放射さ
れた輻射熱が外方に放散され易い。この結果、坩堝４３
内のランプ５４を溶解し、さらに所定温度まで溶融液４
７を加熱するのに時間が長く掛かり、単結晶４９の製造
コストが高く付くという課題があった。

【００１１】また従来の輻射熱遮蔽手段５０を用いた結
晶成長方法においては、輻射熱遮蔽手段５０と前記柱状
体とを付け換えるのに手間が掛かり、また前記輻射熱を
利用して前記柱状体の下部を予熱することが難しいとい
う課題があった。

【００１２】また従来の輻射熱遮蔽手段６０を用いた結
晶成長方法においては、輻射熱遮蔽手段５０の場合と同
様、輻射熱遮蔽手段６０と前記柱状体とを付け換えるの
に手間が掛かり、また前記輻射熱を利用して前記柱状体
の下部を予熱することが難しいという課題があった。ま
た熱遮蔽体６１が水冷されており、構造が複雑になると
共に、熱が冷却水により奪われ易く、坩堝４３等の昇温
に支障をもたらすという課題があった。

【００１３】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、坩堝内の原料を加熱・溶解する際、この原
料、坩堝、溶融液等から放射される輻射熱が外方に放散
するのを簡単に防止し、前記坩堝内の原料を迅速に溶解
することができ、単結晶引き上げ用原料を引上軸に取り
付ける手間が減少すると共に、前記輻射熱を利用してこ
の原料が確実に予熱され、これらの結果、引き上げる単
結晶の製造コストを削減することができる単結晶引き上
げ用原料及び該原料を用いた結晶成長方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る単結晶引き上げ用原料は、多結晶シリコ
ンからなる柱状体の下部にシリコン棒を介してシリコン
板が取り付けられていることを特徴としている（１）。

【００１５】上記の単結晶引き上げ用原料（１）によれ
ば、多結晶シリコンからなる柱状体の下部にシリコン棒
を介してシリコン板が取り付けられているので、該シリ
コン板の底面積を前記柱状体の底面積より大きく設定し
ておくと、坩堝内の原料（ランプ）を溶解させる際、前
記坩堝、前記ランプ原料、及び溶融液等から放射される
輻射熱が上方に放散するのを前記シリコン板により阻止
し得ることとなる。また前記シリコン板が加熱される
と、所定量の熱が前記シリコン棒を介して前記柱状体に
伝導し、該柱状体の下部を所定温度に予熱し得ることと
なる。また前記シリコン板及び前記シリコン棒が前記柱
状体と同様のシリコン材料であるため、前記シリコン板
及び前記シリコン棒を取り外す必要はなく、これらも単
結晶引き上げ用原料として用い得ることとなる。

【００１６】また本発明に係る結晶成長方法は、上記単
結晶引き上げ用原料（１）を坩堝上方の所定箇所に配置
して前記坩堝内の原料を溶解させた後、該溶融液中に前
記単結晶引き上げ用原料を浸漬・溶解させ、これらの溶
融液から単結晶を引き上げることを特徴としている
（２）。

【００１７】また上記の結晶成長方法（２）によれば、
上記単結晶引き上げ用原料（１）を坩堝上方の所定箇所
に配置して前記坩堝内のランプ原料を溶解させた後、該
溶融液中に前記単結晶引き上げ用原料を浸漬・溶解さ
せ、これらの溶融液から単結晶を引き上げるので、前記
坩堝内のランプ原料を溶解させる際、前記坩堝、前記ラ
ンプ原料、及び溶融液等から放射される輻射熱が上方に
放散するのがシリコン板により阻止されると共に、該シ
リコン板の表面で前記輻射熱が前記坩堝側へ反射される
こととなり、前記坩堝内のランプ原料を迅速に加熱・溶
解させ得ることとなる。一方、前記坩堝内のランプ原料
を加熱・溶解中、前記シリコン板の裏面側から放射され
る輻射熱と、シリコン棒を介して伝わる伝導熱等とが適
度に利用され、前記柱状体の下部を所定温度に予熱し得
ることとなる。また前記ランプ原料が溶解した後、前記
シリコン板や前記シリコン棒を取り外すことなく、その
まま直ちに前記柱状体を前記溶融液中に浸漬して迅速に
溶解させ得ることとなる。これらの結果、原料の溶解時
間を短縮し得ることとなり、引き上げる前記単結晶の成
分に悪影響を及ぼすことなく該単結晶の製造コストを確
実に削減し得ることとなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る単結晶引き上
げ用原料及び該原料を用いた結晶成長方法の実施の形態
を図面に基づいて説明する。なお、従来例と同一機能を
有する構成部品には同一の符号を付すこととする。図１
は実施の形態に係る単結晶引き上げ用原料及び該原料を
用いた結晶成長方法を説明するために示した結晶成長装
置の模式的断面図であり、図中４８は図４に示したもの
と同様の引上軸を示している。引上軸４８の下端部には
多結晶シリコンからなる柱状体１１が取り付けられてい
る。この柱状体１１は一般的にカットロッドと称せられ
ており、単結晶引き上げ用原料として広く用いられてい
る。また柱状体１１の下部にはシリコン棒１３を介して
シリコン板１４が取り付けられており、これら柱状体１
１、シリコン棒１３、シリコン板１４により単結晶引き
上げ用原料１０が構成されている。その他の構成は図４
に示した装置４０の場合と同様であるので、ここではそ
の構成の詳細な説明は省略することとする。

【００１９】図２は実施の形態１に係る単結晶引き上げ
用原料を詳細に示した図であり、（ａ）は正面図、
（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面
図、（ｄ）はシリコン棒の側面図を示している。底面視
略円形状の柱状体１１下部には、この中心部から円周部
にわたって正面視略Ｔ字形状のＴ形溝１２が形成されて
おり、Ｔ形溝１２は柱状体１１下面に形成されたスリッ
ト部１２ａと、この内部に形成された嵌合溝部１２ｂと
により構成されている。一方、シリコン棒本体部１３ｂ
は略円柱形状に形成され、この本体部１３ｂの上端部に
はＴ形溝１２に挿入される略円板形状の嵌合部１３ａが
形成され、本体部１３ｂの下端部には括れ部１３ｃを介
して幅がＷ、長さがＬの支持部１３ｄが形成されてい
る。これら本体部１３ｂ、嵌合部１３ａ、括れ部１３
ｃ、支持部１３ｄによりシリコン棒１３が構成されてお
り、シリコン棒１３は例えば多結晶シリコン材料を用い
て形成されている。他方、シリコン板１４は略円板形状
に形成され、シリコン板１４の中心部には幅がＷ、長さ
がＬの長孔１４ａが形成されると共に、シリコン板１４
の下面１４ｂは鏡面状に研磨されている。そして柱状体
１１のＴ形溝１２内にシリコン棒１３の嵌合部１３ａを
挿入すると柱状体１１にシリコン棒１３が取り付けられ
る。またシリコン板１４の長孔１４ａをシリコン棒１３
の支持部１３ｄを通して括れ部１３ｃの位置まで挿入
し、シリコン板１４を略９０°回転させるとシリコン板
１４がシリコン棒１３を介して柱状体１１に取り付けら
れるようになっている。

【００２０】このように構成された単結晶引き上げ用原
料１０を用いて単結晶４９を成長させる場合、まずラン
プ５４を坩堝４３内一杯に装入・充填した後、前記引上
軸駆動手段を駆動し、引上軸４８の下端部に取り付けら
れた原料１０を坩堝４３の上方近傍の所定位置に設定す
る。次に図４に示した装置４０の場合と同様、チャンバ
ー４１ａ、４１ｂ内を所定圧力のＡｒ雰囲気に設定した
後、ヒータ４５に通電して坩堝４３を加熱する。すると
ランプ５４、溶融液４７、坩堝４３等から放射された輻
射熱が、シリコン板１４により遮られると共に鏡面状の
シリコン板下面１４ｂにおいて反射される。また一部の
熱はシリコン棒１３を伝導し、柱状体１１の下部を予熱
する。次にランプ５４が溶解して所定温度の溶融液４７
が坩堝４３内に形成されると引上軸４８を下降させ、原
料１０を溶融液４７中に浸漬・溶解させる。この後、別
の柱状体を引上軸４８に取り付け、溶融液４７中に浸漬
・溶解させることを所定回数繰り返し行ない、坩堝４３
内の溶融液４７を所定量に設定した後、単結晶４９を引
き上げる。

【００２１】上記説明から明らかなように、実施の形態
１に係る単結晶引き上げ用原料１０では、シリコン板１
４の形状を柱状体１１より大きく設定しておくと、坩堝
４３内のランプ５４を溶解させる際、坩堝４３、ランプ
５４、及び溶融液４７等から放射される輻射熱が上方に
放散するのをシリコン板１４により阻止することができ
る。またシリコン板１４が加熱されると、所定量の熱が
シリコン棒１３を介して柱状体１１に伝導し、柱状体１
１の下部を所定温度に予熱することができる。またシリ
コン板１４及びシリコン棒１３が柱状体１１と同様のシ
リコン材料であるため、シリコン板１４及びシリコン棒
１３を取り外す必要はなく、これらも単結晶引き上げ用
原料として用いることができる。

【００２２】また実施の形態１に係る結晶成長方法によ
れば、坩堝４３内のランプ５４を溶解させる際、坩堝４
３、ランプ５４、及び溶融液４７等から放射される輻射
熱が上方に放散するのがシリコン板１４により阻止され
ると共に、シリコン板１４の下面１４ｂで輻射熱が坩堝
４３側へ反射され、坩堝４３内のランプ５４を迅速に加
熱・溶解することができる。一方、坩堝４３内のランプ
５４を加熱・溶解中、シリコン板１４の裏面側から放射
される輻射熱と、シリコン棒１３を介して伝わる伝導熱
等とが適度に利用され、柱状体１１の下部を所定温度に
予熱することができる。またランプ５４が溶解した後、
シリコン板１４やシリコン棒１３を取り外すことなく、
そのまま直ちに柱状体１１を溶融液４７中に浸漬して迅
速に溶解することができる。これらの結果、ランプ５４
や柱状体１１等の溶解時間を短縮することができ、引き
上げる単結晶４９の成分に悪影響を及ぼすことなく単結
晶４９の製造コストを確実に削減することができる。

【００２３】図３は実施の形態２に係る単結晶引き上げ
用原料を詳細に示した図であり、（ａ）は正面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図を示している。
図２に示したものと略同様の柱状体２１下部の略中心に
は、ねじ孔２２が形成されている。一方、シリコン棒の
本体部２３ｂの上部にはねじ孔２２に螺合されるねじ部
２３ａが形成されており、これらねじ部２３ａ、本体部
２３ｂ、及び図２に示したものと同様の括れ部１３ｃ、
支持部１３ｄによりシリコン棒２３が構成されている。
その他の構成は図２に示したものと同様であるため、こ
こではその構成の詳細な説明は省略することとする。こ
れら柱状体２１、シリコン棒２３、シリコン板１４によ
り、単結晶引き上げ用原料２０が構成されている。そし
て柱状体２１のねじ孔２２にシリコン棒２３のねじ部２
３ａを螺合すると、シリコン板１４がシリコン棒２３を
介して柱状体２１に取り付けられる。

【００２４】上記説明から明らかなように、実施の形態
２に係る単結晶引き上げ用原料２０を用いた結晶成長方
法では、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることが
できる。

【００２５】なお、上記した実施の形態１、２のもので
は、いずれもシリコン板１４の下面１４ｂが鏡面状に研
磨されている場合について説明したが、別の実施の形態
のものでは研磨されていなくてもよい。

【００２６】また、上記した実施の形態１、２のもので
は、いずれもシリコン棒１３、２３が多結晶シリコンを
用いて形成された場合について説明したが、引き上げる
単結晶４９中の目標不純物量に適合する場合、シリコン
棒１３、２３に不純物が含有されていてもよい。

【００２７】

【実施例及び比較例】以下、単結晶引き上げ原料１０を
用いた場合、溶解時間の調査結果を図１に基づいて説明
する。溶解条件を下記の表１に示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】また、実施例に係る単結晶引き上げ原料１
０として、下記の表２に示したものを用いた。

【００３０】

【表２】

【００３１】また溶解手順としては下記の表３に示した
ように、まず坩堝４３内に重量が約４５Ｋｇのランプ５
４を充填し、引上軸４８に取り付けた重量が約５Ｋｇの
原料１０をこの上方に設置した後、チャンバ４１ａ、４
１ｂ内を所定の真空度に設定してヒータ４５に通電し、
ランプ５４を溶解させた。次に引上軸４８を下げて原料
１０をこの溶融液中に浸漬・溶解させた。次に引上軸４
８に取り付けた重量が約５Ｋｇの柱状体としてのカット
ロッドを溶融液中に浸漬・溶解させることを３回繰り返
し、合計約６５Ｋｇの溶融液を形成した。

【００３２】

【表３】

【００３３】なお比較例として、図４に示した場合よう
に、輻射熱遮蔽手段５０、６０を使用しない従来の単結
晶引き上げ用原料を用いた結晶成長方法を採用した。こ
の溶解手順は表３に示したように、まず坩堝４３内に重
量が約４５Ｋｇのランプを充填し、引上軸４８に取り付
けた重量が約５Ｋｇの柱状体としてのカットロッドをこ
の上方に設置した後、チャンバ４１ａ、４１ｂ内を所定
の真空度に設定してヒータ４５に通電し、ランプ５４を
溶解させた。次に引上軸４８を下げてカットロッドをこ
の溶融液中に浸漬・溶解させた。この後、引上軸４８に
取り付けた重量が約５Ｋｇの柱状体としてのカットロッ
ドを溶融液中に浸漬・溶解させることを３回繰り返し、
合計約６５Ｋｇの溶融液を形成した。

【００３４】これらの溶解時間を測定した結果を下記の
表４に示した。

【００３５】

【表４】

【００３６】表４から明らかなように、ランプ５４の溶
解には比較例の場合に約８時間を要する一方、実施例の
場合は約５時間で済み、したがってランプ５４の溶解時
間を約３５％短縮することができた。また原料１０とカ
ットロッドとの溶解時間は略同様であり、この結果、全
原料を溶解するには比較例の場合に約１８時間を要する
一方、実施例の場合は約１５時間で全原料の溶解を行な
うことができる。

【００３７】なお、上記した実施例のものでは、シリコ
ン板１４としてシリコンウエハを用いた場合について説
明したが、何らシリコンウエハに限定されるものではな
く、シリコン材料製の円板であればよい。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る単結晶
引き上げ用原料（１）にあっては、多結晶シリコンから
なる柱状体の下部にシリコン棒を介してシリコン板が取
り付けられているので、該シリコン板の底面積を前記柱
状体の底面積より大きく設定しておくと、坩堝内の原料
（ランプ）を溶解させる際、前記坩堝、前記ランプ原
料、及び溶融液等から放射される輻射熱が上方に放散す
るのを前記シリコン板により阻止することができる。ま
た前記シリコン板が加熱されると、所定量の熱が前記シ
リコン棒を介して前記柱状体に伝導し、該柱状体の下部
を所定温度に予熱することができる。また前記シリコン
板及び前記シリコン棒が前記柱状体と同様のシリコン材
料であるため、前記シリコン板及び前記シリコン棒を取
り外す必要はなく、これらも単結晶引き上げ用原料とし
て用いることができる。

【００３９】また本発明に係る結晶成長方法（２）にあ
っては、上記単結晶引き上げ用原料（１）を坩堝上方の
所定箇所に配置して前記坩堝内のランプ原料を溶解させ
た後、該溶融液中に前記単結晶引き上げ用原料を浸漬・
溶解させ、これらの溶融液から単結晶を引き上げるの
で、前記坩堝内のランプ原料を溶解させる際、前記坩
堝、前記ランプ原料、及び溶融液等から放射される輻射
熱が上方に放散するのがシリコン板により阻止されると
共に、該シリコン板の表面で前記輻射熱が前記坩堝側へ
反射され、前記坩堝内のランプ原料を迅速に加熱・溶解
させることができる。一方、前記坩堝内のランプ原料を
加熱・溶解中、前記シリコン板の裏面側から放射される
輻射熱と、シリコン棒を介して伝わる伝導熱等とが適度
に利用され、前記柱状体の下部を所定温度に予熱するこ
とができる。また前記ランプ原料が溶解した後、前記シ
リコン板や前記シリコン棒を取り外すことなく、そのま
ま直ちに前記柱状体を前記溶融液中に浸漬して迅速に溶
解させることができる。これらの結果、原料の溶解時間
を短縮することができ、引き上げる前記単結晶の成分に
悪影響を及ぼすことなく該単結晶の製造コストを確実に
削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る単結晶引き上げ用原料及び該原料
を用いた結晶成長方法の実施の形態を説明するために示
した結晶成長装置の模式的断面図である。

【図２】実施の形態１に係る単結晶引き上げ用原料を詳
細に示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面
図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は
シリコン棒の側面図を示している。

【図３】実施の形態２に係る単結晶引き上げ用原料を示
した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけ
るＢ−Ｂ線断面図を示している。

【図４】従来のＣＺ法で使用する結晶成長装置を示した
模式的断面図である。

【図５】従来の輻射熱遮蔽手段が配設された結晶成長装
置の一部を模式的に示した断面図である。

【図６】従来の別の輻射熱遮蔽手段が配設された結晶成
長装置の一部を模式的に示した断面図である。

【符号の説明】

１０ 単結晶引き上げ用原料 １１ 柱状体 １３ シリコン棒 １４ シリコン板 ４３ 坩堝 ４７ 溶融液 ４９ 単結晶

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多結晶シリコンからなる柱状体の下部に
   シリコン棒を介してシリコン板が取り付けられているこ
   とを特徴とする単結晶引き上げ用原料。
2. 【請求項２】 請求項１記載の単結晶引き上げ用原料を
   坩堝上方の所定箇所に配置して前記坩堝内の原料を溶解
   させた後、該溶融液中に前記単結晶引き上げ用原料を浸
   漬・溶解させ、これらの溶融液から単結晶を引き上げる
   ことを特徴とする結晶成長方法。