JPS58185493A - 単結晶製造装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単結晶製造装置、特に外径の大きな単結晶を製
造するに適した単結晶製造装置に開する。

通常、ダイオード、トランジスタ、集積回銘素子（Ｉ　
Ｃ）のような半導体製品の製造には、シリコン等の半導
体単結晶が用いられ℃おり、とくに大直径の均質な単結
晶が９！梢されている。

このシリコン単結晶は石英製のるつぼを用いた引上法で
製造されているが、結晶直径の大型化に伴って、るつぼ
も大型化している。このため、るつぼ内の溶液の熱対流
が大きくなり、るつぼ中央の液面部の温度・組成が変動
し、均質な結晶の成長が難しくなっている。

上記の解決策として、磁力を利用する方法（Ｋ。

Ｈｏ５ｈｉ　　ｅｔ　　ａｌ　　１９７ｔｈ　ＥＣＳ〜
１ｅｅｔｉｎｇ）’ＰＫ磁誘導（より溶液を回転運１Ｉ
ｊＪさせる方法などの工夫もあるが装置が非常に大型化
したり、複雑化する等の実用上の問題があるう また、シリコン中にドープ−ｒる不純物の側近による濃
度変化を低減する装置がある。これは、第１図に示すよ
うな大型るつぼ１の中に、連通孔２を設けた小型るつぼ
３を挿入し、この内側で結晶４をＷ収し外側の一定濃度
の液５が連通孔２を通じて供給されるようにして、前取
結晶４の不純物濃度の変化ン少なくすることン目的とし
ている。このため、この装置では外側大型るつぼ１の容
量と内側の小型るつぼ３との比を太き（、また連通孔２
は十分小さくする必要がある。しかし、この構造は熱対
流の抑制ン意図したものでな（かつ実用結晶の育成には
不具合である。

したがって、本発明の目的は、るつぼ内における被結晶
材料溶液の熱対流ケ防止し、均質な単結晶を安定して育
成することのできる単結晶製造装置７！１′提供するこ
とにある。

上記の目的を達成するためＫ、本発明は、るつぼ内に被
結晶材料溶液の熱対流防止用る邪単板を設けてなるもの
であって、以下実施例により本発明ケ説明する。

第２図は本発明によるシリコン単結晶製造装置の一実施
例の要部断面図で、多結晶原料Ｘ入れで溶解するるつぼ
６と、その外側に同心円状に設けられた加熱ヒータ（加
熱手段）７と、下部に撞結晶乞取付けた回転、昇降可能
な引上軸８とがらなっている。るつぼ６は石英製で、カ
ーボン裂のライナー黒鉛るつぼ９に偉人された構成であ
る。１゜はカーボン材料から取る断ｐＰ壁であり、１１
は水冷されたチャンバーである。

前記るつぼ６の中には、被結晶材料溶ｇ１２の熱対流を
防止する邪車板１３がチャンバ−１１上部に設置された
回転・昇降な棒状物１４により支持された状態で設けら
れている。

本実施例によれば、邪単板１３をるつぼ６内に設けたこ
とにより、るつぼ６日の被結晶材料溶液１２が外ｆｉｌ
ｌから加熱ヒータ７で加熱された場合でも複結晶材料溶
液１２がるつぼ６内で熱対流することは、邪摩板１３に
より阻止さねるうその結果熱対流による液温変動が抑制
され、均質な単結晶を安定して育成することが可能とな
る。

第３図は本発明の他の実施例の要部を示す断面図である
。本５ｊ！施例は、第２図のるつぼ６の中に設ける邪摩
板１３ヶ引上軸８と同様の駆ｗＪヲする軸１５に支持し
た構造である。

本実施例の場合にも、良好な熱対流防止効果があり、均
質な単結晶を安定して製造することがｏＪ′　能となる
。

第４図は本発明により熱対流防止用の邪岸板１３ンろつ
は６内に設けた場合（下側の温度変動の小さい曲線）と
、熱対流防止用の邪摩板１３を設けない従来技術（上側
の温度変動が太ぎい曲線）とにおける液温変動ン比較し
て示すグラフである。

これから明らかなように本発明では従来技術に比較して
液温変動は非ｔＫ小さくなった。このため、均質なＮＬ
結晶の製造が行なえる。なお、るつぼ６内の被結晶材料
溶液１２に設けろ邪摩板１３の形態は、平行円形板に限
らず、わん曲円形板。

波板、角板、穴あき板、網目状板１円筒物でも有効であ
る。

また、本発明Ｚ利用した結晶製造において、結晶製造の
全過程に適用することが最も有効であるが、結晶製造の
初期過８−ｆなわちネック形成のみに適用することもき
わめて有効である。

さらに、本発明の実施例とじ℃、シリコン結晶の場合乞
述べたが、本発明はシリコン結晶に限らず、広く溶液か
らの引上結晶製造一般に応用できろものである。

以上のように本発明によｒば、砿結晶材料溶液の温度・
組成変動が防止できるため、結晶育成全般にわたり、均
質に安定した結晶製造が可能となる。さらにシリコン結
晶の育成では、石英るつぼがシリコン溶液に溶解し、結
晶中に酸素が入るが、本発明でを工この面でも効果があ
り、従来技術に比較して本発明では結晶中に混入する酸
素濃度が減少し、かつ均一化する。

このため、酸素に起因して発生する微小欠陥が侭減する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単結晶製造装置の要部乞示す断面図、第
２図は本発明の一実施例による単結晶製造装置の要部γ
示す断面図、第３図は同じく他の実施例の要部断面図、
第４図は本発明装置と従来装置との液温変動状況ン示す
グラフである。 ４・・・結晶、６・・るつぼ、７　・加熱ヒータ、８°
゛引上軸、１１・・・チャンバー、１２・・・被結晶材
料溶液、１３・・・邪雄板、１４・・・神状物、１５・
・・軸。 代理人　弁理士　　薄　１）利　辛 第　　１　　ス 第２図 第　　３　　図 ／ 第　　４「°１ →ｌ −１゜ ／／ ’−７０ ／分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被結晶材料溶液乞保持するるつぼと、このろつぼＹ
   加熱する加熱手段と、種単結晶の下部を前記るつぼ内に
   入れるようにして穐結晶を保持する回転および昇降可能
   な引上軸と、を有する単結晶製造装置において、前記る
   つぼ内に被結晶材料溶液の熱対流防止用の邪摩板を設け
   ろことを待りとする単結晶製造装置。 ２、前記熱対流防止用の邪摩板は、平行円形板・角板、
   わん曲円板・角板、波板、穴あき板、綱目状板１円筒状
   物のいずれも可能とする特許請求の範囲第１項記載の単
   結晶製造装置。 ３、上記邪摩板乞るつぼ内の所望位置に保持するととも
   に、必要に応じ℃ろつぼ外上側方への移動ン可能にする
   気密駆動軸？備えることン！！！！像とする特許請求の
   範囲第１項記載の単結晶製造装置っ