JPH11246294A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
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- JPH11246294A JPH11246294A JP7322898A JP7322898A JPH11246294A JP H11246294 A JPH11246294 A JP H11246294A JP 7322898 A JP7322898 A JP 7322898A JP 7322898 A JP7322898 A JP 7322898A JP H11246294 A JPH11246294 A JP H11246294A
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
単結晶を得る。 【解決手段】 CZ法による単結晶引上装置に於いて、
ルツボと加熱ヒータ上方を覆う上下2分割された熱遮蔽
板同士の接続部に、複数の小孔が貫設されたリングを取
付ける。この際リングの取付け位置は、結晶成長の後半
部で石英ルツボの上端部より下であることが好ましい
し、上記リングを二重構造とし、それぞれのリングの小
孔の重ね合わせ位置をずらすことにより開口面積の調整
が可能としておくとより好ましい。
Description
装置に係り、特に高純度で均質な半導体単結晶を製造す
る半導体単結晶製造装置に関するものである。
の原料融液から円柱状の結晶を育成するCZ法が用いら
れている。この単結晶の育成に於いては結晶長さ方向
に、均一な酸素濃度の結晶を得るため、熱遮蔽板下端と
融液表面の間を流れる不活性ガスの流速を制御する方法
がある。通常、ガス流速を小さくすることによって、低
酸素濃度の融液が、結晶成長界面の直下に流入すること
を促進させ、低酸素濃度のシリコン単結晶を得ることが
出来る。この場合、従来のように熱遮蔽板と融液表面の
間に、Arガスの全量を流す方式では、流速を下げるた
めには、Arガス流速を著しく小さくしなければならな
い。この為融液表面からのアモルファスの排出効果が小
さくなり、単結晶化が阻害される。融液表面からのアモ
ルファスは特に石英ルツボ上端付近に滞留することが多
く、ここで凝集してダストとなり、融液表面に落下して
単結晶化を阻害する。
変化させる為に、(1)引上機内を流れるガスの流量を
変更する。(2)熱輻射板と融液との距離を変更する。
(3)炉体内の圧力を変更する。の方法により制御して
いた。しかし乍ら、流速を下げたいときに、これらの方
法を採ると、(1)アモルファスの排出効果が減少し単
結晶化率が低下する。(2)石英ルツボとカーボンルツ
ボ間の反応によって生じるCOガスを融液付近から排除
する働きが低下するためにカーボン濃度が高くなる。等
の不具合が発生した。
公報に示される様に、熱遮蔽板の上端部と下端部にAr
ガスの流れを分岐して、融液表面でのArガス流速を小
さく保ちながら炉内に流入するArガス流量を大きいま
まに保つ方法が提案されている。
様に熱遮蔽板を用いた場合には、単結晶化を阻害するア
モルファスのダスト化は、石英ガラスルツボの上端付近
に生じるため、ここで融液表面から上昇するArガス流
の流速を大きくしないと、ダストの発生や、ダストの落
下を防止出来ない。特開平7−277887号公報に開
示の発明では、熱遮蔽板の上端で分岐したArガス流
は、下降流としてルツボ上端付近を流れるため、上述の
様に、単結晶化を良好にする効果はない。
単結晶化率を低下させずに、均質な酸素濃度の単結晶を
作ることが出来る単結晶引上装置を提供することを目的
とするものである。
に、本発明の単結晶引上装置に於いては、原料融液を充
填するルツボと、同ルツボの周囲に配設されたルツボ内
の原料を溶融し原料融液を形成する加熱ヒータとを有
し、前記ルツボ内の溶融原料に種結晶を浸漬し単結晶を
引上げるCZ法による単結晶引上装置に於いて、前記ル
ツボと加熱ヒータ上方を覆う上下2分割された熱遮蔽板
同士を、開口部を有した接続部により連結したものであ
る。
るリングであることが好ましく、更にまた該リングは、
それを二重構造となし、それぞれのリングに貫設された
開口部の重ね合わせ位置をずらすことにより開口面積を
調節自在としておくとより好ましい。
遮蔽板の下端部を下部熱遮蔽板の上端部より下方に位置
させることもあり、あるいは上下2分割された熱遮蔽板
間に段差をもたせ、この段差部に開口部を有した接続部
材を設けることで前記熱遮蔽板同士を連結する場合もあ
る。
蔽板の連結部に、開口部を有する接続部材を取付け、こ
の接続部材の開口部よりArガスを分流させ、アモルフ
ァスを効果的に排出させて、単結晶化を阻害することな
く、酸素濃度の制御範囲を広く確保出来る様にしてい
る。即ち、該接続部材は、熱遮蔽板の連結部に設置する
ため、単結晶引上げに伴い、ルツボが徐々に上昇して、
単結晶化が阻害され易い結晶の後半部の引上げに対して
は、ルツボ上端部よりも下部に位置することになる。こ
の為ルツボ上端部ではArガスの総量が上昇して流れる
ので、十分なアモルファスの排出効果が得られる。
ば、上部熱遮蔽板の下端部が下部熱遮蔽板の上端部より
下方に位置する。このためかかるリングは上部熱遮蔽板
の下端部に設けた段差上に載置し下部熱遮蔽板は、その
上端部に設けた段差により、リング上端に吊り掛けられ
る。このような構造が可能になるため、リングに小孔が
存在してもヒーターからの輻射が上、下部熱遮蔽板に遮
られて、直接単結晶表面に届かないという利点がある。
このため、流量の分岐比率を大きく変化させようとして
小孔の開口面積を変化させても、輻射の遮断効果には影
響がない。
詳述する。図1に示す様に、上部熱遮蔽板1aと下部熱
遮蔽板1bとの間に、リング2を取付けた。このリング
2はその拡大斜視図である図2に示す様に多数の開口部
となる小孔3、3、・・を有している。図1中符号4は
引上げ単結晶、5はルツボ、6は加熱ヒータ、7はチャ
ンバーである。
g、引上直径200mm、ルツボ直径600mm、炉内
圧力30torr、Ar流量100l/min.で引上
げを実施し、フロー1とフロー2に4:1の比率で分岐
させた。下部熱遮蔽板下端の内径をφ280mm、リン
グに開口部となるφ20mmの直径の小孔を5個設け
た。下部熱遮蔽板下端から融液表面までの距離は30m
mとして実験をした。
を得るために、熱遮蔽板下端と融液表面間を流れるAr
ガス流速を制御して、引上げを行っていた。しかし乍
ら、流速が1.0m/s以下になると著しく単結晶化を
阻害することが分かった。本発明では、酸素濃度に大き
く影響を及ぼすフロー1の流速については1.0m/s
以下に保持し乍ら、アモルファスの排出効果に大きく影
響を及ぼすルツボ上端部の流速については、従来と同等
の100l/min.に相当する流速が得られた。この
流速は、熱遮蔽板の構造や引上時のルツボ位置によって
大きく異なるが、結晶成長の後半部では、略3〜5m/
sとなる。従来の方法では単結晶化率は、80%程度で
あったが、本発明により大きく改善され、単結晶化率が
95%程度まで向上した。
に示す。即ち、図3は、Arガスの総量を100 l/ mi
n.に保ったまま、分流比率を変更して2本の単結晶を
引上げ、それぞれの酸素濃度を、その長さ方向にプロッ
トしたものである。フロー1とフロー2の分流比を4:
1にした本発明の一実施例で、ほぼ全長にわたって酸素
濃度が低下している。従来の方法でも、Arガスの総量
を20l/min.とすることによって、フロー2の流量
を上記の例と等しくすることが可能である。これによ
り、同等の酸素濃度の結晶を得ることができるが、上記
したようにアモルファスの排出効果が低下し単結晶化率
が低下する。更に、成長中の単結晶の軸方向温度分布に
依存して、本発明装置による単結晶から作成されたメモ
リーやマイクロコンピューター等のLSI素子の歩留ま
りに影響を及ぼす酸化膜耐圧特性も従来と同等の特性を
示した。これは、Arガス流量の分岐を行っても、単結
晶に与える熱履歴が変化し難いという本発明の特徴によ
るものである。
るべきリングを示し、この様に異なる形状の小孔が貫設
された2枚のリングを重ね合わせることで、図5に示す
様に開口面積を調整してArガスの通過量を制御するこ
とができる。
素濃度に影響を及ぼす融液表面のArガス流速を広範囲
にわたって容易に変えることが出来、たとえば、この流
速を単結晶化率が低下する1.0m/ s以下に下げても
アモルファスが堆積し易いルツボ上部には従来と同等の
Arガス流速が得られるので、均質な酸素濃度の単結晶
を高い単結晶化率の下で製造することが出来るという効
果がある。
視図である。
結晶の長さ方向に対する酸素濃度の変化を示すグラフで
ある。
用される重ね合わせるべきそれぞれのリングの斜視図で
ある。
図である。
に示す。即ち、図3は、Arガスの総量を100 l/mi
n.に保ったまま、分流比率を変更して2本の単結晶を引
上げ、それぞれの酸素濃度を、その長さ方向にプロット
したものである。フロー1とフロー2の分流比を4:1
にした本発明の一実施例で、ほぼ全長にわたって酸素濃
度が低下している。従来の方法でも、Arガスの総量を
80 l/min.とすることによって、フロー1の流量を上
記の例と等しくすることが可能である。これにより、同
等の酸素濃度の結晶を得ることができるが、上記したよ
うにアモルファスの排出効果が低下し単結晶化率が低下
する。更に、成長中の単結晶の軸方向温度分布に依存し
て、本発明装置による単結晶から作成されたメモリーや
マイクロコンピューター等のLSI素子の歩留まりに影
響を及ぼす酸化膜耐圧特性も従来と同等の特性を示し
た。これは、Arガス流量の分岐を行っても、単結晶に
与える熱履歴が変化し難いという本発明の特徴によるも
のである。
Claims (5)
- 【請求項1】 原料融液を充填するルツボと、同ルツボ
の周囲に配設されルツボ内の原料を溶融し原料融液を形
成する加熱ヒータとを有し、前記ルツボ内の原料融液に
種結晶を浸漬し単結晶を引上げるCZ法による単結晶引
上装置に於いて、前記ルツボと加熱ヒータ上方を覆う上
下2分割された熱遮蔽板同士を、開口部を有した接続部
材により連結したことを特徴とする単結晶引上装置。 - 【請求項2】 接続部材が、単結晶引上げ域を囲繞する
リングであることを特徴とする請求項1記載の単結晶引
上装置。 - 【請求項3】 上記リングが、二重構造であり、それぞ
れのリングに貫設された開口部の重ね合わせ位置をずら
すことにより開口面積が調節自在なことを特徴とする請
求項2記載の単結晶引上装置。 - 【請求項4】 上下2分割された熱遮蔽板の上部熱遮蔽
板の下端部を下部熱遮蔽板の上端部より下方に位置させ
たことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記
載の単結晶引上装置。 - 【請求項5】 上下2分割された熱遮蔽板間に段差をも
たせ、この段差部に開口部を有した接続部材を設けるこ
とにより前記熱遮蔽板同士を連結したことを特徴とする
請求項1記載の単結晶引上装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7322898A JPH11246294A (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 単結晶引上装置 |
TW87120067A TW534930B (en) | 1998-03-05 | 1998-12-03 | Single crystal pulling-up equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7322898A JPH11246294A (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 単結晶引上装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11246294A true JPH11246294A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=13512124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7322898A Pending JPH11246294A (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 単結晶引上装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11246294A (ja) |
TW (1) | TW534930B (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030070477A (ko) * | 2002-02-25 | 2003-08-30 | 네오세미테크 주식회사 | 갈륨 아세나이드 단결정 수율 증대를 위한 결정 성장장치 |
KR100483450B1 (ko) * | 2001-01-18 | 2005-04-15 | 실트로닉 아게 | 실리콘 단결정의 제조방법 및 장치 |
JP2010202436A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Sumco Corp | 単結晶引き上げ装置 |
CN112626608A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-09 | 西安超码科技有限公司 | 一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒及其制造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107779946A (zh) * | 2016-08-25 | 2018-03-09 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 热屏组件及单晶提拉炉热场结构 |
-
1998
- 1998-03-05 JP JP7322898A patent/JPH11246294A/ja active Pending
- 1998-12-03 TW TW87120067A patent/TW534930B/zh not_active IP Right Cessation
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CN112626608A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-09 | 西安超码科技有限公司 | 一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒及其制造方法 |
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---|---|
TW534930B (en) | 2003-06-01 |
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