JPH10167881A - 半導体単結晶の引き上げ方法 - Google Patents
半導体単結晶の引き上げ方法Info
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- JPH10167881A JPH10167881A JP35271096A JP35271096A JPH10167881A JP H10167881 A JPH10167881 A JP H10167881A JP 35271096 A JP35271096 A JP 35271096A JP 35271096 A JP35271096 A JP 35271096A JP H10167881 A JPH10167881 A JP H10167881A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＺ法による半導体単結晶の製造において、
所望の酸素濃度で、かつ、軸方向酸素濃度分布の均一な
単結晶シリコンが得られるような引き上げ方法を提供す
る。 【解決手段】 低酸素濃度の単結晶シリコンを引き上げ
る場合、図２（ｄ）に示すようにヒータの発熱分布特性
および単結晶の引き上げ長さに対応して石英るつぼの底
面位置、すなわち融液面位置を昇降させる。Ａｒ流速
は、図２（ｃ）に示すように制御する。結晶回転速度、
るつぼ回転速度は、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）に示す
ように制御する。酸素濃度を左右するこれらの因子を同
時に制御することにより、低酸素濃度、かつ、軸方向濃
度分布の均一な単結晶シリコンが得られる。高酸素濃度
の単結晶シリコンを引き上げる場合は、それに対応した
制御を行えばよい。
所望の酸素濃度で、かつ、軸方向酸素濃度分布の均一な
単結晶シリコンが得られるような引き上げ方法を提供す
る。 【解決手段】 低酸素濃度の単結晶シリコンを引き上げ
る場合、図２（ｄ）に示すようにヒータの発熱分布特性
および単結晶の引き上げ長さに対応して石英るつぼの底
面位置、すなわち融液面位置を昇降させる。Ａｒ流速
は、図２（ｃ）に示すように制御する。結晶回転速度、
るつぼ回転速度は、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）に示す
ように制御する。酸素濃度を左右するこれらの因子を同
時に制御することにより、低酸素濃度、かつ、軸方向濃
度分布の均一な単結晶シリコンが得られる。高酸素濃度
の単結晶シリコンを引き上げる場合は、それに対応した
制御を行えばよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＺ法による半導
体単結晶の製造方法に係り、特に半導体単結晶に含まれ
る酸素濃度の制御に好適な半導体単結晶の引き上げ方法
に関する。
体単結晶の製造方法に係り、特に半導体単結晶に含まれ
る酸素濃度の制御に好適な半導体単結晶の引き上げ方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の基板には主として高純度の
単結晶シリコンが使用されているが、その製造方法とし
て、一般にＣＺ法が用いられている。ＣＺ法において
は、半導体単結晶製造装置内に設置したるつぼに塊状の
多結晶シリコンを充填し、これを前記るつぼの周囲に設
けた円筒状のヒータによって加熱、溶解して融液とす
る。そして、シードチャックに取り付けた種結晶を融液
に浸漬し、シードチャックおよびるつぼを互いに同方向
または逆方向に回転しつつシードチャックを引き上げ
て、単結晶シリコンを所定の直径および長さに成長させ
る。
単結晶シリコンが使用されているが、その製造方法とし
て、一般にＣＺ法が用いられている。ＣＺ法において
は、半導体単結晶製造装置内に設置したるつぼに塊状の
多結晶シリコンを充填し、これを前記るつぼの周囲に設
けた円筒状のヒータによって加熱、溶解して融液とす
る。そして、シードチャックに取り付けた種結晶を融液
に浸漬し、シードチャックおよびるつぼを互いに同方向
または逆方向に回転しつつシードチャックを引き上げ
て、単結晶シリコンを所定の直径および長さに成長させ
る。
【０００３】図８は、重量式直径制御方式による半導体
単結晶製造装置の一例を模式的に示す部分縦断面図であ
る。メインチャンバ１の中心に設けた回転および昇降可
能なるつぼ軸２の上端に黒鉛るつぼ３が載置され、黒鉛
るつぼ３に収容された石英るつぼ４に多結晶シリコンの
融液５が貯留されている。黒鉛るつぼ３の周囲には円筒
状のヒータ６と、断熱材からなる保温筒７とが設置され
ている。また、保温筒７の上端には支持部材８が取着さ
れ、逆円錐台形状の整流筒９が前記支持部材８に取り付
けられている。シードチャック１０はフォースバー１１
の下端に取着され、引き上げ中の単結晶シリコン１２の
重量は、フォースバー１１の上端に設けられた重量セン
サにより検出される。
単結晶製造装置の一例を模式的に示す部分縦断面図であ
る。メインチャンバ１の中心に設けた回転および昇降可
能なるつぼ軸２の上端に黒鉛るつぼ３が載置され、黒鉛
るつぼ３に収容された石英るつぼ４に多結晶シリコンの
融液５が貯留されている。黒鉛るつぼ３の周囲には円筒
状のヒータ６と、断熱材からなる保温筒７とが設置され
ている。また、保温筒７の上端には支持部材８が取着さ
れ、逆円錐台形状の整流筒９が前記支持部材８に取り付
けられている。シードチャック１０はフォースバー１１
の下端に取着され、引き上げ中の単結晶シリコン１２の
重量は、フォースバー１１の上端に設けられた重量セン
サにより検出される。
【０００４】石英るつぼ４の表面は融液５と接触してい
るため、表面に含まれている酸素は融液５に溶け出す。
その大部分は融液表面から蒸発してメインチャンバ１外
に排出されるが、一部は育成中の単結晶シリコン１２に
取り込まれる。一般に、単結晶シリコン中の酸素濃度は
結晶育成初期に高く、固化率の上昇に伴って低下する傾
向がある。
るため、表面に含まれている酸素は融液５に溶け出す。
その大部分は融液表面から蒸発してメインチャンバ１外
に排出されるが、一部は育成中の単結晶シリコン１２に
取り込まれる。一般に、単結晶シリコン中の酸素濃度は
結晶育成初期に高く、固化率の上昇に伴って低下する傾
向がある。
【０００５】単結晶シリコンに含まれる酸素の濃度は、
結晶回転速度、るつぼ回転速度を制御することによって
均一化できることが従来から知られている。たとえば、
特公平３−２１５１５号公報に開示されたシリコン棒の
製造方法によれば、結晶回転速度をるつぼの最大回転速
度より速い一定速度とし、結晶長さが増すにつれてるつ
ぼ回転速度を結晶回転速度よりも低い最大回転速度とす
ることにより、単結晶シリコンの軸方向ならびに半径方
向の酸素濃度分布を均一化することができるとされてい
る。
結晶回転速度、るつぼ回転速度を制御することによって
均一化できることが従来から知られている。たとえば、
特公平３−２１５１５号公報に開示されたシリコン棒の
製造方法によれば、結晶回転速度をるつぼの最大回転速
度より速い一定速度とし、結晶長さが増すにつれてるつ
ぼ回転速度を結晶回転速度よりも低い最大回転速度とす
ることにより、単結晶シリコンの軸方向ならびに半径方
向の酸素濃度分布を均一化することができるとされてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低酸素
結晶たとえば酸素濃度が１３×１０17atoms ／ｃｍ3 以
下の単結晶シリコンを製造する場合、上記結晶回転速
度、るつぼ回転速度を制御しても、直胴部のトップ側お
よびボトム側において酸素濃度が前記数値を超える部分
が発生する。酸素濃度はトップ側で高くなる傾向がある
が、ボトム側は融液の減少に伴って融液の表面積が小さ
くなるため、融液中の酸素蒸発量が減少して単結晶に取
り込まれる酸素量が増大する。このため、低酸素濃度の
結晶に対してはトップ側およびボトム側の双方において
規格外れの部分が発生し、歩留りが低くなる。
結晶たとえば酸素濃度が１３×１０17atoms ／ｃｍ3 以
下の単結晶シリコンを製造する場合、上記結晶回転速
度、るつぼ回転速度を制御しても、直胴部のトップ側お
よびボトム側において酸素濃度が前記数値を超える部分
が発生する。酸素濃度はトップ側で高くなる傾向がある
が、ボトム側は融液の減少に伴って融液の表面積が小さ
くなるため、融液中の酸素蒸発量が減少して単結晶に取
り込まれる酸素量が増大する。このため、低酸素濃度の
結晶に対してはトップ側およびボトム側の双方において
規格外れの部分が発生し、歩留りが低くなる。
【０００７】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、所望の酸素濃度で、かつ、軸方向酸素濃度
分布の均一な単結晶シリコンが得られるような半導体単
結晶の引き上げ方法を提供することを目的としている。
れたもので、所望の酸素濃度で、かつ、軸方向酸素濃度
分布の均一な単結晶シリコンが得られるような半導体単
結晶の引き上げ方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体単結晶の引き上げ方法は、ＣＺ
法による半導体単結晶の引き上げにおいて、ヒータの発
熱分布特性および単結晶の引き上げ長さに対応して石英
るつぼの底面位置を昇降させることにより、単結晶中の
酸素濃度を所望の値に制御することを特徴とする。
め、本発明に係る半導体単結晶の引き上げ方法は、ＣＺ
法による半導体単結晶の引き上げにおいて、ヒータの発
熱分布特性および単結晶の引き上げ長さに対応して石英
るつぼの底面位置を昇降させることにより、単結晶中の
酸素濃度を所望の値に制御することを特徴とする。
【０００９】また、本発明に係る半導体単結晶の引き上
げ方法は、上記に加え、単結晶の引き上げ長さに対応し
て不活性ガスの流速を制御することを特徴とする。
げ方法は、上記に加え、単結晶の引き上げ長さに対応し
て不活性ガスの流速を制御することを特徴とする。
【００１０】更に、本発明に係る半導体単結晶の引き上
げ方法は、上記石英るつぼ底面位置の昇降と不活性ガス
の流速制御に加え、単結晶の引き上げ長さに対応して結
晶回転速度、るつぼ回転速度を制御することを特徴とす
る。
げ方法は、上記石英るつぼ底面位置の昇降と不活性ガス
の流速制御に加え、単結晶の引き上げ長さに対応して結
晶回転速度、るつぼ回転速度を制御することを特徴とす
る。
【００１１】
【発明の実施の形態および実施例】図１は、結晶回転速
度、るつぼ回転速度、不活性ガス流速、融液面位置の各
因子と単結晶中の酸素濃度の傾向とを示すグラフであ
る。図１（ｂ）のるつぼ回転速度、（ｃ）の不活性ガス
流速、（ｄ）の融液面位置の各因子の値が低いとき酸素
濃度は低くなり、前記各因子の値が高くなると酸素濃度
が上昇する。また、図１（ａ）の結晶回転速度が上昇す
ると酸素濃度はやや低くなる傾向がある。上記手段によ
れば、石英るつぼの底面の位置をヒータの発熱分布特性
および単結晶の引き上げ長さに対応して昇降させること
にしたので、融液面位置も昇降し、単結晶中の酸素濃度
を所望の値に制御することができる。たとえば、低酸素
濃度の単結晶を製造する場合、ヒータの発熱分布特性お
よび単結晶の引き上げ長さに対応して石英るつぼの底面
位置、すなわち融液面位置を標準位置（０mm位置）より
も下降させると、石英るつぼの底面に加えられる熱量が
小さくなり、石英るつぼから融液に溶出する酸素量が抑
制されて単結晶中の酸素濃度が低下する。これとは逆
に、高酸素濃度の単結晶を製造する場合は、石英るつぼ
の底面位置を標準位置または標準位置よりやや高い位置
まで上昇させることにより、石英るつぼの底面に加えら
れる熱量が大きくなり、融液に溶出する酸素量が増大す
る。ただし、融液面位置の昇降制御は重量式直径制御方
式による単結晶製造装置を用いる場合は容易であるが、
光学式直径制御方式の場合は実施が困難である。
度、るつぼ回転速度、不活性ガス流速、融液面位置の各
因子と単結晶中の酸素濃度の傾向とを示すグラフであ
る。図１（ｂ）のるつぼ回転速度、（ｃ）の不活性ガス
流速、（ｄ）の融液面位置の各因子の値が低いとき酸素
濃度は低くなり、前記各因子の値が高くなると酸素濃度
が上昇する。また、図１（ａ）の結晶回転速度が上昇す
ると酸素濃度はやや低くなる傾向がある。上記手段によ
れば、石英るつぼの底面の位置をヒータの発熱分布特性
および単結晶の引き上げ長さに対応して昇降させること
にしたので、融液面位置も昇降し、単結晶中の酸素濃度
を所望の値に制御することができる。たとえば、低酸素
濃度の単結晶を製造する場合、ヒータの発熱分布特性お
よび単結晶の引き上げ長さに対応して石英るつぼの底面
位置、すなわち融液面位置を標準位置（０mm位置）より
も下降させると、石英るつぼの底面に加えられる熱量が
小さくなり、石英るつぼから融液に溶出する酸素量が抑
制されて単結晶中の酸素濃度が低下する。これとは逆
に、高酸素濃度の単結晶を製造する場合は、石英るつぼ
の底面位置を標準位置または標準位置よりやや高い位置
まで上昇させることにより、石英るつぼの底面に加えら
れる熱量が大きくなり、融液に溶出する酸素量が増大す
る。ただし、融液面位置の昇降制御は重量式直径制御方
式による単結晶製造装置を用いる場合は容易であるが、
光学式直径制御方式の場合は実施が困難である。
【００１２】上記石英るつぼの底面位置の昇降制御とと
もに不活性ガスの流速を制御すれば、単結晶の酸素濃度
をより正確に制御することができる。図８において、Ａ
ｒ等の不活性ガスは整流筒９の内部を下降し、整流筒９
の下端と融液５との隙間を通過して融液５から蒸発した
酸素とともにメインチャンバ１の外部に排出される。不
活性ガスの流速上昇とともに融液面からの酸素蒸発が活
発化し、図１（ｃ）に示すように流速１ｍ／sec 近傍で
は単結晶中の酸素濃度が最低となる。流速が１．５ｍ／
sec を超えると融液面が冷却され、酸素蒸発が抑制され
るため、単結晶に取り込まれる酸素濃度が上昇する。こ
のような傾向から、直胴部形成開始当初および形成終了
が近づいたとき不活性ガスの流速を１ｍ／sec 近傍に制
御すれば、低酸素濃度の単結晶シリコンが得やすくな
る。また、流速を上げれば高酸素濃度の単結晶シリコン
が得やすくなる。
もに不活性ガスの流速を制御すれば、単結晶の酸素濃度
をより正確に制御することができる。図８において、Ａ
ｒ等の不活性ガスは整流筒９の内部を下降し、整流筒９
の下端と融液５との隙間を通過して融液５から蒸発した
酸素とともにメインチャンバ１の外部に排出される。不
活性ガスの流速上昇とともに融液面からの酸素蒸発が活
発化し、図１（ｃ）に示すように流速１ｍ／sec 近傍で
は単結晶中の酸素濃度が最低となる。流速が１．５ｍ／
sec を超えると融液面が冷却され、酸素蒸発が抑制され
るため、単結晶に取り込まれる酸素濃度が上昇する。こ
のような傾向から、直胴部形成開始当初および形成終了
が近づいたとき不活性ガスの流速を１ｍ／sec 近傍に制
御すれば、低酸素濃度の単結晶シリコンが得やすくな
る。また、流速を上げれば高酸素濃度の単結晶シリコン
が得やすくなる。
【００１３】更に、上記石英るつぼの底面位置の昇降制
御および不活性ガスの流速制御に加えて結晶回転速度、
るつぼ回転速度も制御することにより、所望の酸素濃度
の単結晶製造がより一層容易になる。
御および不活性ガスの流速制御に加えて結晶回転速度、
るつぼ回転速度も制御することにより、所望の酸素濃度
の単結晶製造がより一層容易になる。
【００１４】次に、本発明に係る半導体単結晶の引き上
げ方法の実施例について図面を参照して説明する。実施
例で用いた半導体単結晶製造装置は、従来の技術で説明
した製造装置（図８参照）と同一で、重量式直径制御方
式によるものである。
げ方法の実施例について図面を参照して説明する。実施
例で用いた半導体単結晶製造装置は、従来の技術で説明
した製造装置（図８参照）と同一で、重量式直径制御方
式によるものである。
【００１５】本発明の半導体単結晶引き上げ方法を適用
して低酸素濃度の単結晶、たとえば酸素濃度が１３×１
０17atoms ／cm3 以下で、直胴部長さが１０００mmの単
結晶シリコンを引き上げるに当たり、単結晶中の酸素濃
度を左右する各因子を図２の通りに制御した。まず、結
晶回転速度は、直胴部上端の酸素濃度上昇を避けるた
め、図２（ａ）に示すように直胴部形成開始端から１０
０mmまで２０ｒｐｍとし、直胴部長さ２００mmにおいて
１５ｒｐｍとなるように漸減させ、それ以降は１５ｒｐ
ｍを維持した。また、るつぼ回転速度は、図２（ｂ）に
示すように直胴部形成開始時に５ｒｐｍとし、直胴部長
さ６００mmにおいて１５ｒｐｍとなるように漸増させ、
直胴部長さ８００mmまで１５ｒｐｍを維持した後、直胴
部終端で１０ｒｐｍとなるように漸減させた。
して低酸素濃度の単結晶、たとえば酸素濃度が１３×１
０17atoms ／cm3 以下で、直胴部長さが１０００mmの単
結晶シリコンを引き上げるに当たり、単結晶中の酸素濃
度を左右する各因子を図２の通りに制御した。まず、結
晶回転速度は、直胴部上端の酸素濃度上昇を避けるた
め、図２（ａ）に示すように直胴部形成開始端から１０
０mmまで２０ｒｐｍとし、直胴部長さ２００mmにおいて
１５ｒｐｍとなるように漸減させ、それ以降は１５ｒｐ
ｍを維持した。また、るつぼ回転速度は、図２（ｂ）に
示すように直胴部形成開始時に５ｒｐｍとし、直胴部長
さ６００mmにおいて１５ｒｐｍとなるように漸増させ、
直胴部長さ８００mmまで１５ｒｐｍを維持した後、直胴
部終端で１０ｒｐｍとなるように漸減させた。
【００１６】次に、不活性ガスとして用いたＡｒの流速
は、図２（ｃ）に示すように直胴部形成開始時に１ｍ／
sec とし、以後直胴部長さ６００mmにおいて２ｍ／sec
となるように増速した後、直胴部終端で１ｍ／sec とな
るように減速した。
は、図２（ｃ）に示すように直胴部形成開始時に１ｍ／
sec とし、以後直胴部長さ６００mmにおいて２ｍ／sec
となるように増速した後、直胴部終端で１ｍ／sec とな
るように減速した。
【００１７】更に、石英るつぼ底面の位置の代用特性と
してとり上げた融液面位置は、図２（ｄ）に示すように
直胴部形成開始時に標準位置より２０mm下降させ、直胴
部長さ２００mmで標準位置より５mm低く、直胴部長さ３
００mmで標準位置となるように石英るつぼを漸次上昇さ
せ、直胴部長さ８００mmまで標準位置を維持した後、石
英るつぼを漸次下降させ、直胴部終端で融液面位置が標
準位置より１５mm低くなるように制御した。
してとり上げた融液面位置は、図２（ｄ）に示すように
直胴部形成開始時に標準位置より２０mm下降させ、直胴
部長さ２００mmで標準位置より５mm低く、直胴部長さ３
００mmで標準位置となるように石英るつぼを漸次上昇さ
せ、直胴部長さ８００mmまで標準位置を維持した後、石
英るつぼを漸次下降させ、直胴部終端で融液面位置が標
準位置より１５mm低くなるように制御した。
【００１８】上記と比較するため、従来方法を用いて単
結晶シリコンの引き上げを行った。この場合の各因子の
制御状態を図３に示す。比較例における結晶回転速度、
るつぼ回転速度および不活性ガス流速については、それ
ぞれ図３（ａ)、（ｂ)、（ｃ）に示すように上記実施例と
同一の制御を行った。また、融液面位置については図３
（ｄ）に示すように、直胴部の全長にわたって標準位置
を維持した。
結晶シリコンの引き上げを行った。この場合の各因子の
制御状態を図３に示す。比較例における結晶回転速度、
るつぼ回転速度および不活性ガス流速については、それ
ぞれ図３（ａ)、（ｂ)、（ｃ）に示すように上記実施例と
同一の制御を行った。また、融液面位置については図３
（ｄ）に示すように、直胴部の全長にわたって標準位置
を維持した。
【００１９】図４は、上記実施例で述べた引き上げ方法
（因子制御内容は図２参照）で得られた単結晶シリコン
の軸方向酸素濃度の分布を示すグラフ、図５は上記比較
例で述べた引き上げ方法（因子制御内容は図３参照）で
得られた単結晶シリコンの軸方向酸素濃度の分布を示す
グラフである。この実施例のように石英るつぼの底面位
置を適切に制御することにより、酸素濃度が１３×１０
17atoms ／cm3 以下で、かつ、軸方向の濃度の変動が極
めて小さい単結晶シリコンが得られた。これに対し、石
英るつぼの底面位置を一定とした比較例の場合は、直胴
部形成開始端から約２００mmまで、および直胴部終端か
ら約１００mm手前までの間は酸素濃度が１３×１０17at
oms ／cm3 を超える部分となり、歩留りは約７０％とな
った。
（因子制御内容は図２参照）で得られた単結晶シリコン
の軸方向酸素濃度の分布を示すグラフ、図５は上記比較
例で述べた引き上げ方法（因子制御内容は図３参照）で
得られた単結晶シリコンの軸方向酸素濃度の分布を示す
グラフである。この実施例のように石英るつぼの底面位
置を適切に制御することにより、酸素濃度が１３×１０
17atoms ／cm3 以下で、かつ、軸方向の濃度の変動が極
めて小さい単結晶シリコンが得られた。これに対し、石
英るつぼの底面位置を一定とした比較例の場合は、直胴
部形成開始端から約２００mmまで、および直胴部終端か
ら約１００mm手前までの間は酸素濃度が１３×１０17at
oms ／cm3 を超える部分となり、歩留りは約７０％とな
った。
【００２０】次に、本発明の半導体単結晶引き上げ方法
を適用して高酸素濃度の単結晶、たとえば酸素濃度が１
５×１０17atoms ／cm3 で、直胴部長さが１０００mmの
単結晶シリコンを引き上げるに当たり、単結晶中の酸素
濃度を左右する各因子を図６に示すように制御した。す
なわち、結晶回転速度は図６（ａ）に示すように、直胴
部の全長にわたって１５ｒｐｍを維持した。また、るつ
ぼ回転速度は、図６（ｂ）に示すように直胴部形成開始
時に５ｒｐｍとし、直胴部長さ６００mmにおいて１５ｒ
ｐｍとなるように漸増させ、直胴部長さ８００mmまで１
５ｒｐｍを維持した後、直胴部終端で１０ｒｐｍとなる
ように漸減させた。
を適用して高酸素濃度の単結晶、たとえば酸素濃度が１
５×１０17atoms ／cm3 で、直胴部長さが１０００mmの
単結晶シリコンを引き上げるに当たり、単結晶中の酸素
濃度を左右する各因子を図６に示すように制御した。す
なわち、結晶回転速度は図６（ａ）に示すように、直胴
部の全長にわたって１５ｒｐｍを維持した。また、るつ
ぼ回転速度は、図６（ｂ）に示すように直胴部形成開始
時に５ｒｐｍとし、直胴部長さ６００mmにおいて１５ｒ
ｐｍとなるように漸増させ、直胴部長さ８００mmまで１
５ｒｐｍを維持した後、直胴部終端で１０ｒｐｍとなる
ように漸減させた。
【００２１】Ａｒ流速は、図６（ｃ）に示すように直胴
部形成開始時に１．５ｍ／sec とし、以後直胴部長さ６
００mmにおいて２．５ｍ／sec となるように増速した
後、直胴部終端までこの流速を維持した。
部形成開始時に１．５ｍ／sec とし、以後直胴部長さ６
００mmにおいて２．５ｍ／sec となるように増速した
後、直胴部終端までこの流速を維持した。
【００２２】石英るつぼ底面の位置の代用特性としてと
り上げた融液面位置は、図６（ｄ）に示すように直胴部
形成開始時に標準位置より２０mm上昇させ、直胴部長さ
１００mmで標準位置より１０mm高く、直胴部長さ２００
mmで標準位置となるように石英るつぼを漸次下降させ、
直胴部長さ８００mmまで標準位置を維持した後、石英る
つぼを漸次上昇させ、直胴部長さ９００mmで融液面位置
が標準位置より１０mm高く、直胴部終端で融液面位置が
標準位置より１５mm高くなるように制御した。
り上げた融液面位置は、図６（ｄ）に示すように直胴部
形成開始時に標準位置より２０mm上昇させ、直胴部長さ
１００mmで標準位置より１０mm高く、直胴部長さ２００
mmで標準位置となるように石英るつぼを漸次下降させ、
直胴部長さ８００mmまで標準位置を維持した後、石英る
つぼを漸次上昇させ、直胴部長さ９００mmで融液面位置
が標準位置より１０mm高く、直胴部終端で融液面位置が
標準位置より１５mm高くなるように制御した。
【００２３】図７は上記高酸素濃度の単結晶引き上げの
実施例で述べた引き上げ方法で得られた単結晶シリコン
の軸方向酸素濃度の分布を示すグラフである。この実施
例のように石英るつぼの底面位置を適切に制御すること
により、酸素濃度が１５×１０17atoms ／cm3 で、か
つ、軸方向の濃度の変動が極く小さい単結晶シリコンが
得られた。
実施例で述べた引き上げ方法で得られた単結晶シリコン
の軸方向酸素濃度の分布を示すグラフである。この実施
例のように石英るつぼの底面位置を適切に制御すること
により、酸素濃度が１５×１０17atoms ／cm3 で、か
つ、軸方向の濃度の変動が極く小さい単結晶シリコンが
得られた。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
結晶シリコン中の酸素濃度を所望の値に制御するため、
結晶回転速度、るつぼ回転速度に加えて不活性ガス流
速、石英るつぼ底面位置を制御することにしたので、低
酸素濃度と高酸素濃度とを問わず所望の酸素濃度を有
し、かつ、軸方向濃度分布の均一なシリコン単結晶を得
ることができる。
結晶シリコン中の酸素濃度を所望の値に制御するため、
結晶回転速度、るつぼ回転速度に加えて不活性ガス流
速、石英るつぼ底面位置を制御することにしたので、低
酸素濃度と高酸素濃度とを問わず所望の酸素濃度を有
し、かつ、軸方向濃度分布の均一なシリコン単結晶を得
ることができる。
【図１】結晶およびるつぼの回転速度、不活性ガス流
速、融液面位置に対する単結晶中の酸素濃度の変化の傾
向を示すグラフである。
速、融液面位置に対する単結晶中の酸素濃度の変化の傾
向を示すグラフである。
【図２】低酸素濃度の単結晶引き上げにおいて、酸素濃
度を左右する各因子に対する実施例の制御状態を示すグ
ラフである。
度を左右する各因子に対する実施例の制御状態を示すグ
ラフである。
【図３】低酸素濃度の単結晶引き上げにおいて、酸素濃
度を左右する各因子に対する比較例の制御状態を示すグ
ラフである。
度を左右する各因子に対する比較例の制御状態を示すグ
ラフである。
【図４】図２の引き上げ方法で得られた単結晶シリコン
の軸方向酸素濃度のグラフである。
の軸方向酸素濃度のグラフである。
【図５】図３の引き上げ方法で得られた単結晶シリコン
の軸方向酸素濃度のグラフである。
の軸方向酸素濃度のグラフである。
【図６】高酸素濃度の単結晶引き上げにおいて、酸素濃
度を左右する各因子に対する実施例の制御状態を示すグ
ラフである。
度を左右する各因子に対する実施例の制御状態を示すグ
ラフである。
【図７】図６の引き上げ方法で得られた単結晶シリコン
の軸方向酸素濃度のグラフである。
の軸方向酸素濃度のグラフである。
【図８】半導体単結晶製造装置の一例を模式的に示す部
分縦断面図である。
分縦断面図である。
４ 石英るつぼ ５ 融液 ６ ヒータ ９ 整流筒 １０ 単結晶シリコン
Claims (3)
- 【請求項１】 ＣＺ法による半導体単結晶の引き上げに
おいて、ヒータの発熱分布特性および単結晶の引き上げ
長さに対応して石英るつぼの底面位置を昇降させること
により、単結晶中の酸素濃度を所望の値に制御すること
を特徴とする半導体単結晶の引き上げ方法。 - 【請求項２】 単結晶の引き上げ長さに対応して不活性
ガスの流速を制御することを特徴とする請求項１記載の
半導体単結晶の引き上げ方法。 - 【請求項３】 単結晶の引き上げ長さに対応して結晶回
転速度、るつぼ回転速度を制御することを特徴とする請
求項１記載の半導体単結晶の引き上げ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35271096A JP4063904B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 半導体単結晶の引き上げ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35271096A JP4063904B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 半導体単結晶の引き上げ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10167881A true JPH10167881A (ja) | 1998-06-23 |
| JP4063904B2 JP4063904B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=18425906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35271096A Expired - Lifetime JP4063904B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 半導体単結晶の引き上げ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4063904B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1734157A1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-20 | Siltronic AG | Production process of silicon single crystal |
| US7160386B2 (en) | 2001-09-28 | 2007-01-09 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method, and single crystal ingot |
| JP2009007249A (ja) * | 2008-09-08 | 2009-01-15 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 結晶体の製造装置および製造方法 |
| JP2014144909A (ja) * | 2007-04-27 | 2014-08-14 | Freiberger Compound Materials Gmbh | インゴットおよびシリコンウェハ |
| JP2015089854A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶製造方法 |
| WO2018092985A1 (ko) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 에스케이실트론 주식회사 | 단결정 잉곳 성장장치 |
| CN108505111A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 胜高股份有限公司 | 单晶的制造方法 |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP35271096A patent/JP4063904B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160386B2 (en) | 2001-09-28 | 2007-01-09 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method, and single crystal ingot |
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| US7582160B2 (en) | 2005-06-15 | 2009-09-01 | Siltronic Ag | Silicone single crystal production process |
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| CN105683424A (zh) * | 2013-11-05 | 2016-06-15 | 胜高股份有限公司 | 单晶硅制造方法 |
| KR20160075757A (ko) | 2013-11-05 | 2016-06-29 | 가부시키가이샤 사무코 | 실리콘 단결정 제조 방법 |
| TWI593835B (zh) * | 2013-11-05 | 2017-08-01 | Sumco Corp | Silicon single crystal manufacturing method |
| US9903044B2 (en) | 2013-11-05 | 2018-02-27 | Sumco Corporation | Silicon single crystal producing method |
| WO2018092985A1 (ko) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 에스케이실트론 주식회사 | 단결정 잉곳 성장장치 |
| KR20180055373A (ko) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 에스케이실트론 주식회사 | 단결정 잉곳 성장장치 |
| KR101871059B1 (ko) * | 2016-11-17 | 2018-07-20 | 에스케이실트론 주식회사 | 단결정 잉곳 성장장치 |
| CN108505111A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 胜高股份有限公司 | 单晶的制造方法 |
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| JP4063904B2 (ja) | 2008-03-19 |
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