JPS58172295A - シリコン単結晶引上げ方法 - Google Patents
シリコン単結晶引上げ方法Info
- Publication number
- JPS58172295A JPS58172295A JP5264482A JP5264482A JPS58172295A JP S58172295 A JPS58172295 A JP S58172295A JP 5264482 A JP5264482 A JP 5264482A JP 5264482 A JP5264482 A JP 5264482A JP S58172295 A JPS58172295 A JP S58172295A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- graphite
- graphite crucible
- quartz
- silicon
- 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
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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
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
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】
本発明はチ膳りラルスキー法と呼dれている回転引上は
方法において使用されるVeJコン単結晶引上は装置に
おいて使用する黒鉛ルツボと石英ルツボとの関に膨化i
!隼を介在させること1w做とするシリコン早結晶引上
は方法に関する。
方法において使用されるVeJコン単結晶引上は装置に
おいて使用する黒鉛ルツボと石英ルツボとの関に膨化i
!隼を介在させること1w做とするシリコン早結晶引上
は方法に関する。
−骸r(、シリコン多結晶を単結晶化してM#するため
に使用されるシリコン単結晶の引上&1′装皺は、王と
してシリコン多結#!I’を溶融するための石英ルツボ
と、この石英ルツボを内装するための黒鉛ルツボとから
成っている。
に使用されるシリコン単結晶の引上&1′装皺は、王と
してシリコン多結#!I’を溶融するための石英ルツボ
と、この石英ルツボを内装するための黒鉛ルツボとから
成っている。
ところが、シリコン単結晶を引上は中の黒鉛ルツボFi
約1500℃の高温に加熱されている。そのため、石英
ルツボのシリコンと石層ルツボの決事とが反応して一酸
化脚本と一酸化珪素とを生成し、このよう1Cシて生成
された一酸化珪素はさらに黒′11tルツホと反応する
。
約1500℃の高温に加熱されている。そのため、石英
ルツボのシリコンと石層ルツボの決事とが反応して一酸
化脚本と一酸化珪素とを生成し、このよう1Cシて生成
された一酸化珪素はさらに黒′11tルツホと反応する
。
七〇)結果、黒鉛ルツボの表J#部分は灰化珪素に転化
(コンバージョン)されることになる。
(コンバージョン)されることになる。
表#1部が灰化珪素に転化さtまた黒鉛ルツボを何回も
使用していると表msのみならず、さらkは深層内部ま
で炭化珪素に転化さnることにな妙、慈にはM4鉛ルツ
ボのR層内部にシけるひずみ會起こし、これに基因して
ルツボの各部で極端な反9を起こす結果、ルツボの使用
寿命を普しく短かくするという欠点がある。
使用していると表msのみならず、さらkは深層内部ま
で炭化珪素に転化さnることにな妙、慈にはM4鉛ルツ
ボのR層内部にシけるひずみ會起こし、これに基因して
ルツボの各部で極端な反9を起こす結果、ルツボの使用
寿命を普しく短かくするという欠点がある。
そのため、AM鉛ルツボの寿命は、使用されている黒鉛
素材の品*によっても#4なるが、通常、5〜15回の
11!J114に耐える程度のものである。
素材の品*によっても#4なるが、通常、5〜15回の
11!J114に耐える程度のものである。
黒鉛ルツボと一酸化珪素ガスとの反応は、一般に、15
00〜1600℃の温度で行われるため、黒鉛ルツボを
構成している黒鉛の各粒子を完全に炭化珪素に転化する
ことはできず、weには黒鉛の各粒子間に存在する気孔
の表向および黒鉛の粒子とが秦がれている境界部分のみ
が途択的Km化珪素に転化されている。
00〜1600℃の温度で行われるため、黒鉛ルツボを
構成している黒鉛の各粒子を完全に炭化珪素に転化する
ことはできず、weには黒鉛の各粒子間に存在する気孔
の表向および黒鉛の粒子とが秦がれている境界部分のみ
が途択的Km化珪素に転化されている。
この転化反応の過程をさらに詳しく説明すると、−酸化
廿集と反応した二つの原子の脚案原子のり。
廿集と反応した二つの原子の脚案原子のり。
ちの一つが一酸化訳本として逸散することKなり、その
代9に#!素原子よ少も原子半径C)大きな珪素原子が
割り込む反応がm返されることKtkる。そ11 ・ の結果、黒鉛ルツボ自体はその使用同数が増加すること
Kなるt共に、物理的WCd不均一の組成となるためw
Ii細な電制(ミクロクラック)か発生して@l’J1
4寿命を短かくすることKなるものと考えられる。
代9に#!素原子よ少も原子半径C)大きな珪素原子が
割り込む反応がm返されることKtkる。そ11 ・ の結果、黒鉛ルツボ自体はその使用同数が増加すること
Kなるt共に、物理的WCd不均一の組成となるためw
Ii細な電制(ミクロクラック)か発生して@l’J1
4寿命を短かくすることKなるものと考えられる。
本発明者尋は、上記知見に基いて黒鉛ルツボの使用−命
の向上を図るために、前述のように黒鉛ルツボの使用寿
命を短かくする黒鉛ルツボと一酸化珪素との反応を根本
的に排除する方法として、石英ルツボと、面接触する黒
鉛ルツボ内0klKあらかじめ炭化珪素を転化させ、あ
るいは被覆させることにより石英ガラスとIIAIII
EIA/ツボとの反応を防止できること全新規に知見し
た。黒鉛と石英および炭化珪素と石英との化学反応式は
下記の31119である。
の向上を図るために、前述のように黒鉛ルツボの使用寿
命を短かくする黒鉛ルツボと一酸化珪素との反応を根本
的に排除する方法として、石英ルツボと、面接触する黒
鉛ルツボ内0klKあらかじめ炭化珪素を転化させ、あ
るいは被覆させることにより石英ガラスとIIAIII
EIA/ツボとの反応を防止できること全新規に知見し
た。黒鉛と石英および炭化珪素と石英との化学反応式は
下記の31119である。
8i0* + 3C→8iC+2CO−・=−(1)2
8i02+ 8iC→3SiO−)CO”−・(2)上
記反応式(1)は、主として従来法における石英pツホ
と黒鉛ルツボとの界面モ起こる反応でIhす、tた上記
反応式(2)/Ii本発明の方法において使用されると
ころの内面を炭化珪素に転化するかあるいIIi択化f
iXを被覆した黒鉛ルツボと石英ルツボとの境界向で起
る反応である。シリコン単結晶の引上&7に際し多結晶
シリコン塊を溶融するときに石英ルツボと黒鉛ルツボと
の境!#山のai度が1600℃近くKなることから、
石央ガフ厚と黒鉛ルツボとの反応か進行する。このこと
から、本発明者等は、上記反応式(1)および(21に
よる反応生物OJl管求めるため1600℃、Ar雰囲
気20 a′i@ Kで30分間反応させ反応量の確M
*験を行なった。
8i02+ 8iC→3SiO−)CO”−・(2)上
記反応式(1)は、主として従来法における石英pツホ
と黒鉛ルツボとの界面モ起こる反応でIhす、tた上記
反応式(2)/Ii本発明の方法において使用されると
ころの内面を炭化珪素に転化するかあるいIIi択化f
iXを被覆した黒鉛ルツボと石英ルツボとの境界向で起
る反応である。シリコン単結晶の引上&7に際し多結晶
シリコン塊を溶融するときに石英ルツボと黒鉛ルツボと
の境!#山のai度が1600℃近くKなることから、
石央ガフ厚と黒鉛ルツボとの反応か進行する。このこと
から、本発明者等は、上記反応式(1)および(21に
よる反応生物OJl管求めるため1600℃、Ar雰囲
気20 a′i@ Kで30分間反応させ反応量の確M
*験を行なった。
この実験結果を第1表に示す。
第1表
上記第1表の実験結果からも明らかに、択化l!素と石
英との反応率が低いことを纏認した。また炭化珪素と石
英との反応量III#i、一般に約1500℃であり、
l/リコン単結晶引上は中には炭化珪素と石英とは殆ん
ど反応しないものと考えられる。そしてまた炭化珪素と
石英との反応により生成した一酸化珪素が黒鉛ルツボ内
111に被覆された炭化珪素あるいはあらかじめ転化さ
れた炭化珪素の表面□から黒鉛ルツボ基材に侵入し、黒
鉛ルツボ倉変質させ反りあるいFi−れが発生すること
を防止するために黒鉛ルツボf)−一を炭化珪素で被覆
するか4または択化珪3kK転化させる。そして黒鉛ル
ツボの表面には纏めした黒鉛が存在しないものが好まし
い、また脚化珪諏O厚みを厚くする程黒鉛ルツボe)寿
命が長くなることも判明した。
英との反応率が低いことを纏認した。また炭化珪素と石
英との反応量III#i、一般に約1500℃であり、
l/リコン単結晶引上は中には炭化珪素と石英とは殆ん
ど反応しないものと考えられる。そしてまた炭化珪素と
石英との反応により生成した一酸化珪素が黒鉛ルツボ内
111に被覆された炭化珪素あるいはあらかじめ転化さ
れた炭化珪素の表面□から黒鉛ルツボ基材に侵入し、黒
鉛ルツボ倉変質させ反りあるいFi−れが発生すること
を防止するために黒鉛ルツボf)−一を炭化珪素で被覆
するか4または択化珪3kK転化させる。そして黒鉛ル
ツボの表面には纏めした黒鉛が存在しないものが好まし
い、また脚化珪諏O厚みを厚くする程黒鉛ルツボe)寿
命が長くなることも判明した。
次に本発明の実施について&l#Jする。
実施例
12インチの石英ルツボと黒鉛ルツボにおいてシリコン
単結晶を引上げた時の実施例とその効果についてlJ!
12表に示す0本賽總例において、炭化珪素の被覆はS
i )ic l sとトルエンとを水嵩気流中にて1
200℃にてR「定の厚さまで被覆し、その醜さらに1
900℃で熱外St行なった。黒鉛摩面の灰化珪素への
転化は石英と珪素から一酸化藷本奮発生させ1900″
9にで反応し所定の犀さまで転化した。
単結晶を引上げた時の実施例とその効果についてlJ!
12表に示す0本賽總例において、炭化珪素の被覆はS
i )ic l sとトルエンとを水嵩気流中にて1
200℃にてR「定の厚さまで被覆し、その醜さらに1
900℃で熱外St行なった。黒鉛摩面の灰化珪素への
転化は石英と珪素から一酸化藷本奮発生させ1900″
9にで反応し所定の犀さまで転化した。
第2表
上記第2jIの*織例の結果から4明らかなようK、石
英ルツボとIil接触する黒鉛ルツボ表11IIK#2
化珪素被覆あるいは転化することにより大輪に使用青金
が向上す゛ることが明らかと1に−)た1本発明の方法
において黒鉛ルツボに使用する黒鉛素材として一*I[
111[#4.6±0.3 X lG−’/”Cfl
4 )# 好11゜い、しかしながら熱膨張係数が4.
3 X 10 /’C以下あるいFi4.9 X 1
G″/C以上であるとき、表面処理面K11lk線な亀
裂が生成する。
英ルツボとIil接触する黒鉛ルツボ表11IIK#2
化珪素被覆あるいは転化することにより大輪に使用青金
が向上す゛ることが明らかと1に−)た1本発明の方法
において黒鉛ルツボに使用する黒鉛素材として一*I[
111[#4.6±0.3 X lG−’/”Cfl
4 )# 好11゜い、しかしながら熱膨張係数が4.
3 X 10 /’C以下あるいFi4.9 X 1
G″/C以上であるとき、表面処理面K11lk線な亀
裂が生成する。
しかしながら、その亀裂から一鍛化珪IKが侵入し黒鉛
ルツボの内−組織と反応したとしても表面処理を施さ倉
い従来法における黒鉛ルツボと比べ黒鉛ルツボの内部組
織の反応は微少で本発明による黒鉛ルツボの使用膏命會
向上させる上で大きな阻害要因とはならない0以上のこ
とから本発明はVリコン単結晶引上ぜ装置!において使
用する黒鉛ルツボの青金を大幅に向上することができ工
業上極めて有用なものである。
ルツボの内−組織と反応したとしても表面処理を施さ倉
い従来法における黒鉛ルツボと比べ黒鉛ルツボの内部組
織の反応は微少で本発明による黒鉛ルツボの使用膏命會
向上させる上で大きな阻害要因とはならない0以上のこ
とから本発明はVリコン単結晶引上ぜ装置!において使
用する黒鉛ルツボの青金を大幅に向上することができ工
業上極めて有用なものである。
特許登録出願人
揖斐川電電工業株式会社
代表者 多賀潤一部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、シリコン単結晶の引上は装置において使用する石英
ルツボと、黒鉛ルツボとの間に灰化珪素を介在させる仁
とを特徴とするシリコン単結晶引上げ方法。 2、当該度化警声は黒鉛pツボ内−に被覆されているも
のであること管特徴とする特許劇求の軸曲第1J11f
fi載のシリコン単結晶引上は方法。 3、当該灰化珪素は黒鉛ルツボ内面を転化したものであ
る仁とを特徴とする特IFF輌求の一一第1項記載の&
1コン単結晶引上は方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5264482A JPS58172295A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | シリコン単結晶引上げ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5264482A JPS58172295A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | シリコン単結晶引上げ方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58172295A true JPS58172295A (ja) | 1983-10-11 |
Family
ID=12920542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5264482A Pending JPS58172295A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | シリコン単結晶引上げ方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58172295A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0365581A (ja) * | 1989-08-01 | 1991-03-20 | Nkk Corp | 炭素焼結体の耐酸化性向上方法 |
JP2010100443A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 黒鉛部材のライフの評価方法 |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP5264482A patent/JPS58172295A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0365581A (ja) * | 1989-08-01 | 1991-03-20 | Nkk Corp | 炭素焼結体の耐酸化性向上方法 |
JP2010100443A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 黒鉛部材のライフの評価方法 |
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