JPS58130195A - 単結晶シリコン引上装置 - Google Patents
単結晶シリコン引上装置Info
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- JPS58130195A JPS58130195A JP1111582A JP1111582A JPS58130195A JP S58130195 A JPS58130195 A JP S58130195A JP 1111582 A JP1111582 A JP 1111582A JP 1111582 A JP1111582 A JP 1111582A JP S58130195 A JPS58130195 A JP S58130195A
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- Japan
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- silicon
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-
- 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
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
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】
本発明は単結晶シリコン引上装置の改爽に関する。
単結晶シリコンは主としてチ曽コラルスキー法（ＣＺ法
）によって製造されている。この方法は、第１図に示す
如き単結晶シリコン引上装着を用いて行われる。以下、
単結晶シリコン引上装蓋を第１図を参照して説明する。
）によって製造されている。この方法は、第１図に示す
如き単結晶シリコン引上装着を用いて行われる。以下、
単結晶シリコン引上装蓋を第１図を参照して説明する。
図中１は上部と下部が開口したチャンバーである。この
チャンバー１内には石英ルツＩ２が載置され、かつ該ル
ツ−２の外周面は黒鉛製保一体Ｊｌ’Ｃよって包囲され
ている。この保膜体１の底面には、前記チャンバー１の
下部開口から挿入され九回転１在な支持棒４が連結され
ている。ま九、前記保饅体３の外周、には筒状のヒータ
１及び筒状の保温筒６，１が順次配設されている。さら
に、チャンバー１の上部開口からは、下端に種拳晶１を
保持し友引上軸９が回転可能に吊下されている。
チャンバー１内には石英ルツＩ２が載置され、かつ該ル
ツ−２の外周面は黒鉛製保一体Ｊｌ’Ｃよって包囲され
ている。この保膜体１の底面には、前記チャンバー１の
下部開口から挿入され九回転１在な支持棒４が連結され
ている。ま九、前記保饅体３の外周、には筒状のヒータ
１及び筒状の保温筒６，１が順次配設されている。さら
に、チャンバー１の上部開口からは、下端に種拳晶１を
保持し友引上軸９が回転可能に吊下されている。
上述し友引上装置を用いたチ冒コラルスキー法による単
結晶シリコンの引上げは、ルッＩ２にシリコン原料及び
単結晶シリコンインゴットの抵抗値を調節するためのＰ
＊ ＩＩ ｈ Ａｓ ｈ Ｓｂ等のビー／４ントを入
れ、ヒータ５によりこれらを溶融させ、この溶融シリコ
ン１０に引上軸９下端の種結晶８を浸し、引上軸９′を
引上げることによシ行う。
結晶シリコンの引上げは、ルッＩ２にシリコン原料及び
単結晶シリコンインゴットの抵抗値を調節するためのＰ
＊ ＩＩ ｈ Ａｓ ｈ Ｓｂ等のビー／４ントを入
れ、ヒータ５によりこれらを溶融させ、この溶融シリコ
ン１０に引上軸９下端の種結晶８を浸し、引上軸９′を
引上げることによシ行う。
とＣろで、シリコンウェハは鯛遺される集積回路等の使
用目的に応じてその抵抗値が規制される。特に、ＬＳＩ
の微細化が進むにつれ、例えばＣＭＯＳデバイスにおい
てはしきい値電−圧の厳しい制御が必要となり、シリコ
ンウェハの許容抵抗値は非常に狭い範囲に限られている
。このため、１本の単結晶シリコンインｊ”ｙトから許
容抵抗値の範囲にあるシリコンウェハをできるだけ多く
製造するＫは単結晶シリコンインプットの抵抗分布を制
御することが重要になってくる。
用目的に応じてその抵抗値が規制される。特に、ＬＳＩ
の微細化が進むにつれ、例えばＣＭＯＳデバイスにおい
てはしきい値電−圧の厳しい制御が必要となり、シリコ
ンウェハの許容抵抗値は非常に狭い範囲に限られている
。このため、１本の単結晶シリコンインｊ”ｙトから許
容抵抗値の範囲にあるシリコンウェハをできるだけ多く
製造するＫは単結晶シリコンインプットの抵抗分布を制
御することが重要になってくる。
ｆ＆、石英ルツボは溶融シリコンと反応性があり、反応
によって生成した５１０２が融液中に溶は込み、融液の
対流により結晶成長界面に運ばれて酸素不純物として引
上げインプット中に含まれるが、デバイスの種類によっ
てはシリコンウェハの酸素濃度として適切な数値が異な
るため、単結晶シリコンインプットの不純物酸素濃度の
制御も重要である。
によって生成した５１０２が融液中に溶は込み、融液の
対流により結晶成長界面に運ばれて酸素不純物として引
上げインプット中に含まれるが、デバイスの種類によっ
てはシリコンウェハの酸素濃度として適切な数値が異な
るため、単結晶シリコンインプットの不純物酸素濃度の
制御も重要である。
しかしながら、従来の単結晶シリコン引上装置を用いて
単結晶シリコンを引上げた場合、添加したＰ、Ｂ郷のド
ーパントの偏析係数が１より小さいので、引上げが進む
につれて液相中のドーノ量ン、ト慢度が大きくなる。従
って、単結晶シリコンインプット中Ｋｌ−すれるドーノ
譬ント濃変はイン＝／、）のヘヅド側で小さく、テール
側で大きくなυ、抵抗値はへ！ド側からテール側に向っ
て漸次減少する。このため、インボッ）から製造される
ウェハのうちには、目的とするデバイスの許容抵抗値の
範囲からはずれるものができ、歩留〉が悪いという欠点
がある。
単結晶シリコンを引上げた場合、添加したＰ、Ｂ郷のド
ーパントの偏析係数が１より小さいので、引上げが進む
につれて液相中のドーノ量ン、ト慢度が大きくなる。従
って、単結晶シリコンインプット中Ｋｌ−すれるドーノ
譬ント濃変はイン＝／、）のヘヅド側で小さく、テール
側で大きくなυ、抵抗値はへ！ド側からテール側に向っ
て漸次減少する。このため、インボッ）から製造される
ウェハのうちには、目的とするデバイスの許容抵抗値の
範囲からはずれるものができ、歩留〉が悪いという欠点
がある。
そこで、単結晶シリコン引上げ中に粉末又は溶融多結晶
シリコン及びドー・Ｉントを引上げ量に応じて供給しな
がら引上げれば、インプットの抵抗値分布は小さくなり
、目的とするデ・ぐイスに遣し九抵抗値を有するウニ／
＼の歩留ｐが良くなることが考えられる。
シリコン及びドー・Ｉントを引上げ量に応じて供給しな
がら引上げれば、インプットの抵抗値分布は小さくなり
、目的とするデ・ぐイスに遣し九抵抗値を有するウニ／
＼の歩留ｐが良くなることが考えられる。
しかし、従来の単結晶シリコン引上装置において、単結
晶シリコン引上げ中に石英ルツＩ内に多結晶シリコン及
びドー・ヤントを供給すると、融液の対流が乱されるこ
とＫよって、引上げインプットの有転位化、多給晶化を
招く結果となる。
晶シリコン引上げ中に石英ルツＩ内に多結晶シリコン及
びドー・ヤントを供給すると、融液の対流が乱されるこ
とＫよって、引上げインプットの有転位化、多給晶化を
招く結果となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、石英ル
ツボを二重構造とすると共に内側ルツ−の所望箇所に穴
を穿設し、かつ外側と内側のルツがの間に多結晶シリコ
ン供給管及びドー・ヤントの供給Ｗｔ夫々挿置し、イン
プットの引上げに♂じて連続的に多結晶シリコン及びド
ーパントを供給することにより、抵抗値分布及び酸素濃
度分布が小さいインプットを製造し得る事結晶シリコン
引上装愛を提供しようとするものである。
ツボを二重構造とすると共に内側ルツ−の所望箇所に穴
を穿設し、かつ外側と内側のルツがの間に多結晶シリコ
ン供給管及びドー・ヤントの供給Ｗｔ夫々挿置し、イン
プットの引上げに♂じて連続的に多結晶シリコン及びド
ーパントを供給することにより、抵抗値分布及び酸素濃
度分布が小さいインプットを製造し得る事結晶シリコン
引上装愛を提供しようとするものである。
以下、本発明の実施例をｗｃｚ図及びｌ！３図を参照し
て説明する。なお、第１図に示した従来の単結晶シリコ
ン引上製蓋と同一部材は同一番号を付して説明を省略す
る。
て説明する。なお、第１図に示した従来の単結晶シリコ
ン引上製蓋と同一部材は同一番号を付して説明を省略す
る。
図中１１は二重構造の石英ルッ〆であシ、外側ルツボ１
１１と内側ルツボＩｌｂが一体トナっている。この内側
ルッ〆Ｉｌｂの所望箇所には穴１１ａが穿設されている
。ｔた、外側ルッｄｌ１ｍと内側ルッ−１１ｂとの間に
は図示しない支持部材によって支持された多結晶シリコ
ン供給管１１及びドー／ダント供給管１３が夫々製置さ
れている。ここに用いられている内側ルツｄｌｌｌｂは
第３図に示す如く円筒状の形状をなしてお多、その上部
側壁にスリ、ト状の穴１１ｅが穿設された構造のもので
ある。
１１と内側ルツボＩｌｂが一体トナっている。この内側
ルッ〆Ｉｌｂの所望箇所には穴１１ａが穿設されている
。ｔた、外側ルッｄｌ１ｍと内側ルッ−１１ｂとの間に
は図示しない支持部材によって支持された多結晶シリコ
ン供給管１１及びドー／ダント供給管１３が夫々製置さ
れている。ここに用いられている内側ルツｄｌｌｌｂは
第３図に示す如く円筒状の形状をなしてお多、その上部
側壁にスリ、ト状の穴１１ｅが穿設された構造のもので
ある。
上述した構造の単結晶シリコン引上ｍａｔ用いて単結晶
シリコンを引上げるには、ルツボ１１にシシコン原料及
びドー・ぐントを入れ、と−一５によ〉これらを溶融さ
せ、この溶融シリコンＩＯＫ引上軸９下端の種結晶Ｊｌ
を浸し、引上軸廖を引上げることによシ行う。そ１７て
、引上げイｙ：／、トの径が一定Ｋｉｋグてから、引上
げ量ｌ（応じて、多結晶シリコン供給管１ｚから粉末状
多結晶シリコンを、ドー・ぐント供給管１ｊからドー・
辛ントを夫々供給する。この際、外側ルツ１１１＆と内
側ルツｄｌｌｌｂの間では粉末状多結晶シリコンが溶融
する温度（約１４７０℃）に、内側ルツボ１１ｂ内の溶
融シリコン１０表面では結晶成長温度（１４２０℃）に
なっている必要がある。外側ルツｄ １１ ｍと内側ル
ツｅｌ ｌ ｂとの間に供給された多結晶シリコン及び
ドー・々ントは溶融して、内側ルツＮ１１ｂに穿設され
た穴１１＠から内側ルツーＮｌｌｂ内に流れ込与、単結
晶シリコンインゴットとして引上げられる。
シリコンを引上げるには、ルツボ１１にシシコン原料及
びドー・ぐントを入れ、と−一５によ〉これらを溶融さ
せ、この溶融シリコンＩＯＫ引上軸９下端の種結晶Ｊｌ
を浸し、引上軸廖を引上げることによシ行う。そ１７て
、引上げイｙ：／、トの径が一定Ｋｉｋグてから、引上
げ量ｌ（応じて、多結晶シリコン供給管１ｚから粉末状
多結晶シリコンを、ドー・ぐント供給管１ｊからドー・
辛ントを夫々供給する。この際、外側ルツ１１１＆と内
側ルツｄｌｌｌｂの間では粉末状多結晶シリコンが溶融
する温度（約１４７０℃）に、内側ルツボ１１ｂ内の溶
融シリコン１０表面では結晶成長温度（１４２０℃）に
なっている必要がある。外側ルツｄ １１ ｍと内側ル
ツｅｌ ｌ ｂとの間に供給された多結晶シリコン及び
ドー・々ントは溶融して、内側ルツＮ１１ｂに穿設され
た穴１１＠から内側ルツーＮｌｌｂ内に流れ込与、単結
晶シリコンインゴットとして引上げられる。
しかして、上記実施例によれば、外側ルツ？ＪＪｍと内
側ルツｄｌｌｌｂとの間に多結晶シリコン及びドー・ヤ
ントが供給されても、内側ルツｄｌｌ １ ｂ内の対流
が乱されない、この結果、単ｍ晶シリコンインゴ、トの
長さ方向の抵抗値分布は小さくなる。ｔｆｔ、、、イン
ゴットの酸素濃度分布も小さくなる。
側ルツｄｌｌｌｂとの間に多結晶シリコン及びドー・ヤ
ントが供給されても、内側ルツｄｌｌ １ ｂ内の対流
が乱されない、この結果、単ｍ晶シリコンインゴ、トの
長さ方向の抵抗値分布は小さくなる。ｔｆｔ、、、イン
ゴットの酸素濃度分布も小さくなる。
なお、本発明における内側ルツＩは第３図に示す如き構
造のものに限らず、第４図に示す如く、上部が円筒状で
、下部の径が上部の径よシ小さい円筒状の形状をなす内
側ルツｄ１１４ｂの底面に穴１４ｅ會穿設し、支持部材
１１１ｉＫよって図示しない外側ルツがと一体化してい
るものでもよい。
造のものに限らず、第４図に示す如く、上部が円筒状で
、下部の径が上部の径よシ小さい円筒状の形状をなす内
側ルツｄ１１４ｂの底面に穴１４ｅ會穿設し、支持部材
１１１ｉＫよって図示しない外側ルツがと一体化してい
るものでもよい。
ンインｒ’、）の抵抗値分布及び酸素濃度分布が小さく
なることが確められた。
なることが確められた。
実験例
直径１２インチ、高さ９インチの外側ルッーと、直径１
０インチ、高ｉ５９インチの内側ルツ−とからなる二重
ルツーに１５に９の多結晶シリコン原料及びドーノ臂ン
トを入れ、直径４インチの単結晶シリコンインゴットを
７０１引上げ、インゴットの抵抗値及び酸素濃度値を測
定して下記表に示した。下記表中実験例１は第３１！！
！１１図示の内側ルツがを有する二重ルツ一を、実験例
２は＠４１１１１図示の内側ルッがを有する二重ルッ一
を夫々用いたｔのである。壕九、ドーノントとしてＰを
用いてｎ１ｌｌ単結晶シリコンインｆｇトを引上げ九際
の抵抗値の目標値は３Ω国、Ｂを用いて１１ＩＩｌ単結
晶シリコンインプツトを引上げた際の抵抗値の目標値は
５Ω１であった。なお、下記表中比較例は従来の石英ル
ッＩを用いたものである。
０インチ、高ｉ５９インチの内側ルツ−とからなる二重
ルツーに１５に９の多結晶シリコン原料及びドーノ臂ン
トを入れ、直径４インチの単結晶シリコンインゴットを
７０１引上げ、インゴットの抵抗値及び酸素濃度値を測
定して下記表に示した。下記表中実験例１は第３１！！
！１１図示の内側ルツがを有する二重ルツ一を、実験例
２は＠４１１１１図示の内側ルッがを有する二重ルッ一
を夫々用いたｔのである。壕九、ドーノントとしてＰを
用いてｎ１ｌｌ単結晶シリコンインｆｇトを引上げ九際
の抵抗値の目標値は３Ω国、Ｂを用いて１１ＩＩｌ単結
晶シリコンインプツトを引上げた際の抵抗値の目標値は
５Ω１であった。なお、下記表中比較例は従来の石英ル
ッＩを用いたものである。
上記表から明らかな如く、比較例では抵抗値がインゴッ
トのへ、ド側とテール側で大きく異なるのに対し、実験
例１及び２ではインゴット中の抵抗値分布がほとんどな
い。また、実験例１及び２ではインゴット中のｒＨ素＃
度分布も小′さい。
トのへ、ド側とテール側で大きく異なるのに対し、実験
例１及び２ではインゴット中の抵抗値分布がほとんどな
い。また、実験例１及び２ではインゴット中のｒＨ素＃
度分布も小′さい。
以上詳述した如く本発明によれば、抵抗値分布及び酸素
濃度分布が小さい単結晶シリコンインゴットを製造し得
る単結晶シリコン引上装置を提供できるものである。
濃度分布が小さい単結晶シリコンインゴットを製造し得
る単結晶シリコン引上装置を提供できるものである。
１１１図は従来の単結晶シリコン引上装置を示す断面図
、ＩＩ２図は本発明０＠施例における単結晶シリラン引
上装置を示す断面図、第３図は本発明Ｏ実施例における
内側ルッーを示す斜視図、纂４図は本発明Ｏ他Ｏ実施例
における内側ルツＩを示す斜視図である。 １・・・チャンバー、Ｊ・・・保護体、４・・・支持棒
、５・・・ヒータ、Ｃ１１・−保温筒、Ｉ・・・種結晶
、−一・引上軸、１０・・・溶融シリコン、１１・・・
二重ルツ一、１１ ｍ ”−外側ルツｄ１．１１ｂ、１
４ｂ・・・内側ルツー、ｌｌ＠、１４＠”・穴、ＪＪ−
・・多結晶シリ；ン供給管、１１・・・ドー・量ント供
給管、１５−・支持部材。 出願人代理人 弁理土鈴 江 武 彦 第２図 第３図 第４図
、ＩＩ２図は本発明０＠施例における単結晶シリラン引
上装置を示す断面図、第３図は本発明Ｏ実施例における
内側ルッーを示す斜視図、纂４図は本発明Ｏ他Ｏ実施例
における内側ルツＩを示す斜視図である。 １・・・チャンバー、Ｊ・・・保護体、４・・・支持棒
、５・・・ヒータ、Ｃ１１・−保温筒、Ｉ・・・種結晶
、−一・引上軸、１０・・・溶融シリコン、１１・・・
二重ルツ一、１１ ｍ ”−外側ルツｄ１．１１ｂ、１
４ｂ・・・内側ルツー、ｌｌ＠、１４＠”・穴、ＪＪ−
・・多結晶シリ；ン供給管、１１・・・ドー・量ント供
給管、１５−・支持部材。 出願人代理人 弁理土鈴 江 武 彦 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- チャンバー内に多結晶シリコン供給管及びドーノタント
の供給管が夫々挿置された石英ルッゼを載置し、該ルッ
ゲ内の溶融シリコンを引上げて単結晶シリコンを造る装
置において、前記石英ルツゲを二重構造にすると共に内
側ルッゲの所望部所に穴を穿設し、かつ外弾と内側のル
ッＩの間に前記各供給管を挿置したことを特徴とする単
結晶シリコン引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1111582A JPS58130195A (ja) | 1982-01-27 | 1982-01-27 | 単結晶シリコン引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1111582A JPS58130195A (ja) | 1982-01-27 | 1982-01-27 | 単結晶シリコン引上装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58130195A true JPS58130195A (ja) | 1983-08-03 |
| JPH034517B2 JPH034517B2 (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=11769005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1111582A Granted JPS58130195A (ja) | 1982-01-27 | 1982-01-27 | 単結晶シリコン引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58130195A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174188A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-08-05 | エバラ ソーラー インコーポレイテッド | シリコン融液からのデンドライトウエブ引き上げ装置 |
| US4957712A (en) * | 1989-05-30 | 1990-09-18 | Nkk Corporation | Apparatus for manufacturing single silicon crystal |
| JPH02283693A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-21 | Nkk Corp | シリコン単結晶の製造方法および装置 |
| JPH0421585A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Osaka Titanium Co Ltd | 単結晶引上方法 |
| US5087321A (en) * | 1987-12-08 | 1992-02-11 | Nkk Corporation | Manufacturing method and equipment of single silicon crystal |
| US5087429A (en) * | 1988-04-28 | 1992-02-11 | Nkk Corporation | Method and apparatus for manufacturing silicon single crystals |
| JPH04154689A (ja) * | 1990-10-18 | 1992-05-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物単結晶の成長方法および成長装置 |
| JP2018080098A (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 住友金属鉱山株式会社 | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55130894A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-11 | Hitachi Ltd | Single crystal picking up apparatus |
| JPS5688896A (en) * | 1979-12-22 | 1981-07-18 | Fujitsu Ltd | Growth of single crystal |
-
1982
- 1982-01-27 JP JP1111582A patent/JPS58130195A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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| JPS55130894A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-11 | Hitachi Ltd | Single crystal picking up apparatus |
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| JP2018080098A (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 住友金属鉱山株式会社 | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH034517B2 (ja) | 1991-01-23 |
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