JPS58120591A - 単結晶の製造方法 - Google Patents
単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS58120591A JPS58120591A JP57000941A JP94182A JPS58120591A JP S58120591 A JPS58120591 A JP S58120591A JP 57000941 A JP57000941 A JP 57000941A JP 94182 A JP94182 A JP 94182A JP S58120591 A JPS58120591 A JP S58120591A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- crystal
- pulled
- temp
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はシリコン単結晶などの単結晶を製造する方法
の改良に関するものである。
の改良に関するものである。
従来、半導体回路装置に使用するシリコン単結晶は、主
としてチ冒りラルスキー法（以下Ｃ２法と記す）Ｋよっ
て育成されており、その結晶は完全に近いものである。
としてチ冒りラルスキー法（以下Ｃ２法と記す）Ｋよっ
て育成されており、その結晶は完全に近いものである。
しかし、集積回路装置の微細化、高性能化が進んで行く
中で、素材であるシリコン単結晶の品質の向上、とくに
シリコン中に溶は込んだ酸素のコントロールについての
要求が高まっている。
中で、素材であるシリコン単結晶の品質の向上、とくに
シリコン中に溶は込んだ酸素のコントロールについての
要求が高まっている。
Ｃ２法によって育成されたシリコンの結晶中には高ＩＩ
ｋ度に酸素が含まれており、これが素子の製造工程中の
熱処理によって析出されると、結晶欠陥を発生させ、素
子の特性が劣化するという問題がある。そして、酸素の
析出については詳しく検討されてお’）ｓ７００℃〜９
００℃の熱処理で析出の核が形成されることが知られて
いる、また、−に１２００℃以上の熱処理をしてから急
冷すると、その後の熱処理で酸素の析出が起りにくいこ
とも知られている。これは、シリコン単結晶の育成に当
って自然冷却中に７００℃〜９００驚の温度で結晶中に
発生した析出核を高温の熱処理で分解させて消滅させた
ため′：ｃある。逆にいえば、通常のＣＺ法で育成した
シリコンの結晶では、結晶育成中の冷却過程で析出物の
核が形成され、このことが素子の製造工程中の析出物成
長の大きな要因となっている。
ｋ度に酸素が含まれており、これが素子の製造工程中の
熱処理によって析出されると、結晶欠陥を発生させ、素
子の特性が劣化するという問題がある。そして、酸素の
析出については詳しく検討されてお’）ｓ７００℃〜９
００℃の熱処理で析出の核が形成されることが知られて
いる、また、−に１２００℃以上の熱処理をしてから急
冷すると、その後の熱処理で酸素の析出が起りにくいこ
とも知られている。これは、シリコン単結晶の育成に当
って自然冷却中に７００℃〜９００驚の温度で結晶中に
発生した析出核を高温の熱処理で分解させて消滅させた
ため′：ｃある。逆にいえば、通常のＣＺ法で育成した
シリコンの結晶では、結晶育成中の冷却過程で析出物の
核が形成され、このことが素子の製造工程中の析出物成
長の大きな要因となっている。
第１図に従来の単結晶育成装置の概略を示す。
第１図において、ｌは種結晶、２は引き上げられた単結
晶、３は単結晶素材融液、４は熱遮断板、５はカーｌン
ヒーター、６は石英坩堝、７はグラファイト台、８はチ
ャンバー、９はアルノンガス、ｌＯは覗き窓を示す。
晶、３は単結晶素材融液、４は熱遮断板、５はカーｌン
ヒーター、６は石英坩堝、７はグラファイト台、８はチ
ャンバー、９はアルノンガス、ｌＯは覗き窓を示す。
第１図に示す育成装置を用いる従来のＣ２法では、引き
上げられ″九単結晶２は固液界面から離れるに従って次
第に温度が下がって行く。第２図に引き上げられた単結
晶の各部の温度分布を示す。
上げられ″九単結晶２は固液界面から離れるに従って次
第に温度が下がって行く。第２図に引き上げられた単結
晶の各部の温度分布を示す。
第２図かられかるように、引き上げられた単結晶は固液
界面から２０１〜３０（１１１１離れた位置で７５０℃
〜９５０℃の１ｉｆＫなっており、結晶育成速度の関係
から引き上げられた単結晶が長時間にわたって７５０℃
〜９５０℃の温度範囲におかれるととくなり、ここで酸
素の析出核が形成される。
界面から２０１〜３０（１１１１離れた位置で７５０℃
〜９５０℃の１ｉｆＫなっており、結晶育成速度の関係
から引き上げられた単結晶が長時間にわたって７５０℃
〜９５０℃の温度範囲におかれるととくなり、ここで酸
素の析出核が形成される。
また、引き上げられ九単結晶２の種結晶ｌ側では冷却さ
れる時間が長いので析出核が多く発生するが、カトム側
では冷却される時間が短いので析出核が少なく、シたが
って結晶棒の両端部で結晶性が大きく異なる。
れる時間が長いので析出核が多く発生するが、カトム側
では冷却される時間が短いので析出核が少なく、シたが
って結晶棒の両端部で結晶性が大きく異なる。
前述したことから、酸素の析出問題に対処するＫは、酸
素＃１度を減少させるだけではなく、引き上げられた単
結晶の熱履歴を制御することが重要である。
素＃１度を減少させるだけではなく、引き上げられた単
結晶の熱履歴を制御することが重要である。
この発明は、前述したように従来はとんど制御が行なわ
れていなかった単結晶育成中の引き上げられた単結晶の
温度分布を制御し、また引き上げ後に急冷することＫよ
り、熱履歴を制御し、均質で高品質の単結晶の製造がで
きるその製造方法を提供することを目的としている。
れていなかった単結晶育成中の引き上げられた単結晶の
温度分布を制御し、また引き上げ後に急冷することＫよ
り、熱履歴を制御し、均質で高品質の単結晶の製造がで
きるその製造方法を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例につき図面を参照し。
て説明する。
第３図はこの発明の一実施例によ西方法を行なうための
単結６育、成装置の概略を示し、この育成装置には単結
晶−−収用のチャンバー８内に新たに単結晶加熱機構が
設けられている。この加熱機構は引き上げられた単結晶
２を加熱する第２のヒーターｌｌと、ヒーター１１の外
周側に設置した熱遮断板１２と、ヒーター１１の内ｌｉ
！ｄ側に配設した石英管１３とから構成されている。な
お、第３図において第２図と同一符号は第２図の−のと
同様な部分であるから説明を省略する。
単結６育、成装置の概略を示し、この育成装置には単結
晶−−収用のチャンバー８内に新たに単結晶加熱機構が
設けられている。この加熱機構は引き上げられた単結晶
２を加熱する第２のヒーターｌｌと、ヒーター１１の外
周側に設置した熱遮断板１２と、ヒーター１１の内ｌｉ
！ｄ側に配設した石英管１３とから構成されている。な
お、第３図において第２図と同一符号は第２図の−のと
同様な部分であるから説明を省略する。
次に１この実施例の単結晶製造方法を工程順に説明する
。石英坩堝６中の単結晶素材融液３に引き上げ装置の下
端部に取り付けられた種結晶ｌｔ−接触させた後、種結
晶１を引き上げ、シリコン単結晶の育ｔｉｔ開始する。
。石英坩堝６中の単結晶素材融液３に引き上げ装置の下
端部に取り付けられた種結晶ｌｔ−接触させた後、種結
晶１を引き上げ、シリコン単結晶の育ｔｉｔ開始する。
引き上げられた単結晶２は、所定の直径になるように制
御され力から、次第に長くなって行く。これに従って、
育成された結晶棒の種結晶１近くの部分は前記素材融液
３との固液界面から離れて行き、これに伴って温度も低
下して行く。そして、結晶の育成が進行して行くと、結
晶棒すなわち引き上げられた単結晶２が第２のヒーター
１１による単結晶加熱機構部分に達し、第２のヒーター
１１によって結晶棒が加熱７されて１２００′ｃ程度の
温度に保たれる。さらに結晶の育成が進み、所定長さの
結晶棒の育成が終了するまで、引き上げられた単結晶２
は第２のヒーター１１で１２００℃程度に保たれる。次
に、結晶の育成が終了した後、第２のヒーター１１によ
る加熱を停止し、急速に室温近くまで冷却する。
御され力から、次第に長くなって行く。これに従って、
育成された結晶棒の種結晶１近くの部分は前記素材融液
３との固液界面から離れて行き、これに伴って温度も低
下して行く。そして、結晶の育成が進行して行くと、結
晶棒すなわち引き上げられた単結晶２が第２のヒーター
１１による単結晶加熱機構部分に達し、第２のヒーター
１１によって結晶棒が加熱７されて１２００′ｃ程度の
温度に保たれる。さらに結晶の育成が進み、所定長さの
結晶棒の育成が終了するまで、引き上げられた単結晶２
は第２のヒーター１１で１２００℃程度に保たれる。次
に、結晶の育成が終了した後、第２のヒーター１１によ
る加熱を停止し、急速に室温近くまで冷却する。
第４図はこの実施例による結晶育成中の引き上げられ九
単結晶の各部の温度分布を示す。また、第５図はこの実
施例および従来の単結晶の熱履歴をそれぞれ曲線（ａ）
および伽）で示す。第４図、第５図かられかるように、
この実施例による単結晶の製造方法では、結晶育成中は
、結晶に欠陥の発生する核が形成される７５０℃〜９５
０℃の温度に、引き上げられた単結晶がおかれることが
なく、また結晶育成後は急速に室温近くまで冷却される
ので、ＬＳＩ製造工程中の熱処理によっても、酸素。
単結晶の各部の温度分布を示す。また、第５図はこの実
施例および従来の単結晶の熱履歴をそれぞれ曲線（ａ）
および伽）で示す。第４図、第５図かられかるように、
この実施例による単結晶の製造方法では、結晶育成中は
、結晶に欠陥の発生する核が形成される７５０℃〜９５
０℃の温度に、引き上げられた単結晶がおかれることが
なく、また結晶育成後は急速に室温近くまで冷却される
ので、ＬＳＩ製造工程中の熱処理によっても、酸素。
の析出に起因する欠陥の発生が少ない良質の単結晶を得
ることができ、さらに結晶棒、の種側と＆）ム側との熱
履歴がほぼ同一であり、各部が均質な結晶を得ること力
！できる。
ることができ、さらに結晶棒、の種側と＆）ム側との熱
履歴がほぼ同一であり、各部が均質な結晶を得ること力
！できる。
また、通常のＣＺ法によって育成したシリコン単結晶で
は、酸素がドナー化しており、正しい抵抗率がわからな
いので、６００℃程度の温度でドナー消去と呼ばれる熱
処理を行なって酸素ドナーをなくしている。通常、この
ような熱処理は電気炉を用いて行表っているが、前述し
たこの発明の一実施例のような方法では結晶育成と連続
してドナー消去の丸めの熱処理を行なうことができるの
で、省力化に役立つ。
は、酸素がドナー化しており、正しい抵抗率がわからな
いので、６００℃程度の温度でドナー消去と呼ばれる熱
処理を行なって酸素ドナーをなくしている。通常、この
ような熱処理は電気炉を用いて行表っているが、前述し
たこの発明の一実施例のような方法では結晶育成と連続
してドナー消去の丸めの熱処理を行なうことができるの
で、省力化に役立つ。
なお、この発明による単結晶の製造方法は、シリコンだ
けに限られることなく、ガリウム−砒素などの化合物中
導体、ガリウムーガドリニクムーガーネツ）（ＧＧＧ）
などのａ性材料などの高品質を要求される単結晶の製造
方法に適用することができ、これらの製造方法でも単結
晶の熱履歴を制御できる有効な方法である。
けに限られることなく、ガリウム−砒素などの化合物中
導体、ガリウムーガドリニクムーガーネツ）（ＧＧＧ）
などのａ性材料などの高品質を要求される単結晶の製造
方法に適用することができ、これらの製造方法でも単結
晶の熱履歴を制御できる有効な方法である。
また、この発明は、引き上げられた１１晶を、結晶育成
中に単結晶素材の溶融温度よ、９５０℃〜４００℃低い
温耽に加熱しておくことが必要であり、前記温度範囲を
外れた温度ではこの発明による効果が得られない。さら
にこの発明による結晶育成後の急速冷却は６００℃を超
えてはその後の熱処理で酸素の析出が起シ易い。
中に単結晶素材の溶融温度よ、９５０℃〜４００℃低い
温耽に加熱しておくことが必要であり、前記温度範囲を
外れた温度ではこの発明による効果が得られない。さら
にこの発明による結晶育成後の急速冷却は６００℃を超
えてはその後の熱処理で酸素の析出が起シ易い。
以上説明したように１この発明による単結晶の製造方法
は、単結晶の育成に当って、単結晶素材融液から引き上
げられた単結晶を結晶の引き上げが終了するまで、単結
晶素材の溶融温度より５０℃〜４００℃低い温変に加熱
しておき、結晶の引き上げ終了後に加熱を停止し、育成
した単結晶を６００℃以下まで急速に冷却することによ
り、熱履歴を適切に制御することができ、育成された結
晶の各部が均質であり、しかも欠陥の発生が少ない良質
の結晶が得られるという効果がある。
は、単結晶の育成に当って、単結晶素材融液から引き上
げられた単結晶を結晶の引き上げが終了するまで、単結
晶素材の溶融温度より５０℃〜４００℃低い温変に加熱
しておき、結晶の引き上げ終了後に加熱を停止し、育成
した単結晶を６００℃以下まで急速に冷却することによ
り、熱履歴を適切に制御することができ、育成された結
晶の各部が均質であり、しかも欠陥の発生が少ない良質
の結晶が得られるという効果がある。
第１図は従来の単結晶育成装置を示す概略縦断面図、第
２図は従来の単結晶育成中の温度分布図。 第３図は仁の発明の一実施例による単結晶製造方法を行
なうための単結晶育成装置を示す概略縦断面図％第４図
はこの発明の一実施例による単結晶育成中の温度分希図
、第５図はこの発明の一実施例による製造方法および従
来の製造方法による単結晶の熱履歴の説明図である。 １・・・種結晶、２・・・引き上げられた単結晶、３・
・・単結晶素材融液、４・・・熱連断板、５・・・カー
ボンヒーター、６・・・石英坩堝、７・・・グラファイ
ト台、８・・・チャンバー、９・・・アルゴンガス、１
０・・・覗１ｇ、１１・・・第２のヒーター、１２・・
・熱連断板、１３・・・石英管。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第２図 ｅ監席（０Ｃ） Ｉ ：３図 第１１図 １彦（６Ｃ） ｔＪｆｊ５図 ０ す藺 手続補正書 昭和５７年５月２８１１ 特許庁長官鳥 °１）春 衛殿 ■、小事件表示 昭和５７年 脅 軒 願第 ９４１ 、発明の名称 堆結晶の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人（０２９）沖−
気工業株式会社 ４、代理人 ５、補正命く１の１１付 昭和 年 月 ［１
（１発）６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 別紙の通り ７ 補正の内容 １）明細書１頁１３行「シリコン単結晶」を「シリコン
」と訂正する。 ２）同１ｊｊｌＳ行「従来、」を削除する。 １，３）同２ｊｊ７行「そして、」を削除する。 す゛ ４）同６ｊｊ７行「結晶ｋ」を「結晶中に」と訂正する
。
２図は従来の単結晶育成中の温度分布図。 第３図は仁の発明の一実施例による単結晶製造方法を行
なうための単結晶育成装置を示す概略縦断面図％第４図
はこの発明の一実施例による単結晶育成中の温度分希図
、第５図はこの発明の一実施例による製造方法および従
来の製造方法による単結晶の熱履歴の説明図である。 １・・・種結晶、２・・・引き上げられた単結晶、３・
・・単結晶素材融液、４・・・熱連断板、５・・・カー
ボンヒーター、６・・・石英坩堝、７・・・グラファイ
ト台、８・・・チャンバー、９・・・アルゴンガス、１
０・・・覗１ｇ、１１・・・第２のヒーター、１２・・
・熱連断板、１３・・・石英管。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第２図 ｅ監席（０Ｃ） Ｉ ：３図 第１１図 １彦（６Ｃ） ｔＪｆｊ５図 ０ す藺 手続補正書 昭和５７年５月２８１１ 特許庁長官鳥 °１）春 衛殿 ■、小事件表示 昭和５７年 脅 軒 願第 ９４１ 、発明の名称 堆結晶の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人（０２９）沖−
気工業株式会社 ４、代理人 ５、補正命く１の１１付 昭和 年 月 ［１
（１発）６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 別紙の通り ７ 補正の内容 １）明細書１頁１３行「シリコン単結晶」を「シリコン
」と訂正する。 ２）同１ｊｊｌＳ行「従来、」を削除する。 １，３）同２ｊｊ７行「そして、」を削除する。 す゛ ４）同６ｊｊ７行「結晶ｋ」を「結晶中に」と訂正する
。
Claims (1)
- 単結晶の育成に当って、単結晶素材融液から引き上げら
れた単結晶を結晶の引き上げが終了するまで、単結晶素
材の溶融温度より５０℃〜４００℃低い温［Ｋ加熱して
おき、結晶の引き上げ終了後に加熱を停止し、育成した
単結晶を６００℃以下まで急速に冷却することを特徴と
する単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57000941A JPS58120591A (ja) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | 単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57000941A JPS58120591A (ja) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | 単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120591A true JPS58120591A (ja) | 1983-07-18 |
Family
ID=11487694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57000941A Pending JPS58120591A (ja) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | 単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120591A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000000675A1 (en) * | 1998-06-26 | 2000-01-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal puller for growing low defect density, self-interstitial dominated silicon |
| US6285011B1 (en) | 1999-10-12 | 2001-09-04 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater for crystal growing apparatus |
| US6503322B1 (en) | 1998-06-26 | 2003-01-07 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater and method for crystal growing apparatus |
| US6554898B2 (en) | 2001-06-26 | 2003-04-29 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal puller for growing monocrystalline silicon ingots |
-
1982
- 1982-01-08 JP JP57000941A patent/JPS58120591A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000000675A1 (en) * | 1998-06-26 | 2000-01-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal puller for growing low defect density, self-interstitial dominated silicon |
| US6503322B1 (en) | 1998-06-26 | 2003-01-07 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater and method for crystal growing apparatus |
| US6285011B1 (en) | 1999-10-12 | 2001-09-04 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater for crystal growing apparatus |
| US6554898B2 (en) | 2001-06-26 | 2003-04-29 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal puller for growing monocrystalline silicon ingots |
| US6663709B2 (en) | 2001-06-26 | 2003-12-16 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal puller and method for growing monocrystalline silicon ingots |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4378269A (en) | Method of manufacturing a single crystal silicon rod | |
| JPH02263792A (ja) | シリコンの熱処理方法 | |
| TW201120258A (en) | Method for pulling a single crystal composed of silicon with a section having a diameter that remains constant | |
| EP1199387B1 (en) | Method for growing single crystal of semiconductor | |
| US4140570A (en) | Method of growing single crystal silicon by the Czochralski method which eliminates the need for post growth annealing for resistivity stabilization | |
| JPS58120591A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JP3533812B2 (ja) | チョクラルスキー法による結晶製造装置、結晶製造方法、およびこの方法から製造される結晶 | |
| WO2023051616A1 (zh) | 一种用于拉制单晶硅棒的拉晶炉 | |
| JPH04104988A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JPS6027684A (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JPS61201692A (ja) | 欠陥発生の少ないシリコン単結晶インゴットの引上げ育成方法 | |
| US6030450A (en) | Method of fabricating a silicon single crystal | |
| KR20020062971A (ko) | 실리콘 반도체 단결정의 제조장치 및 제조방법 | |
| JP2881759B2 (ja) | 酸素濃度の均一なシリコンウェーハ及びその製造方法 | |
| JP7082550B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPH0333093A (ja) | 単結晶の育成方法及びその装置 | |
| US20240018689A1 (en) | Crystal Puller for Pulling Monocrystalline Silicon Ingots | |
| JPS63319293A (ja) | シリコン単結晶引上成長炉 | |
| JPS60191095A (ja) | シリコン単結晶体の製造方法及びその装置 | |
| JPH02196081A (ja) | ガリウム砒素単結晶成長方法 | |
| JPH021119B2 (ja) | ||
| JPH0316988A (ja) | 化合物半導体単結晶製造装置 | |
| JPS63233096A (ja) | Ｉｇ効果の高いシリコン単結晶の引上げ育成方法 | |
| JPH01313384A (ja) | シリコン単結晶育成方法 | |
| JPH01248626A (ja) | ウエハー熱処理装置 |