JPS5874595A - 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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- JPS5874595A JPS5874595A JP16969881A JP16969881A JPS5874595A JP S5874595 A JPS5874595 A JP S5874595A JP 16969881 A JP16969881 A JP 16969881A JP 16969881 A JP16969881 A JP 16969881A JP S5874595 A JPS5874595 A JP S5874595A
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- Japan
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- heater
- silicon
- crystal
- silicon carbide
- pulling
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- 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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
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- 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】
本発明は単結晶シリラン引上装置に関する。
半導体素子又は集積回路用単結晶シリコンは主にチ、コ
ラルスキー法（Ｃ２法）Ｋよって製造されている・この
方法は、図に示す単結晶シリコン引上装置を用いて行わ
れるものである。
ラルスキー法（Ｃ２法）Ｋよって製造されている・この
方法は、図に示す単結晶シリコン引上装置を用いて行わ
れるものである。
以下、単結晶シリコン引上装置を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／パー１内に線石英ガラス製ルツー２が載置され、
かつ該ルツＩ２の外周面は黒Ａ、体３−よりて包囲され
ている。この保饅体３の底面には、前記チャンバー１の
下部開口から挿入された回転自在な支持棒４が連結され
ている。また、前記保膜体３の外周には筒状のヒーター
６及び筒状の保温筒６，１が順次配設声れている。さら
にチャンバー１の上部開口からは、下端に種結晶Ｉを保
持した引上軸９が回転可能に吊下されている。
チャ／パー１内に線石英ガラス製ルツー２が載置され、
かつ該ルツＩ２の外周面は黒Ａ、体３−よりて包囲され
ている。この保饅体３の底面には、前記チャンバー１の
下部開口から挿入された回転自在な支持棒４が連結され
ている。また、前記保膜体３の外周には筒状のヒーター
６及び筒状の保温筒６，１が順次配設声れている。さら
にチャンバー１の上部開口からは、下端に種結晶Ｉを保
持した引上軸９が回転可能に吊下されている。
上述した引上装置を用い九チ、コラルスキー法による単
結晶シリデ２ンの引上げは、ルツＩ２にシリコン原料を
入れ、ヒニター５によｐシリコン原料を溶融させ、こ９
溶融シリコ７ン１０に引上軸９下端の種結晶８を浸し、
引上軸９ｆｔ引上げることによシ行う。
結晶シリデ２ンの引上げは、ルツＩ２にシリコン原料を
入れ、ヒニター５によｐシリコン原料を溶融させ、こ９
溶融シリコ７ン１０に引上軸９下端の種結晶８を浸し、
引上軸９ｆｔ引上げることによシ行う。
ところで、良質の単結晶シリコンを製造するためには、
厳しい温度甑制御と装置内の均一な温度分布が重要な要
件となっており、従来よりヒーターは発熱面積を大きく
シ、温度制御を容易にできるようにしたカーがンで形成
されている。
厳しい温度甑制御と装置内の均一な温度分布が重要な要
件となっており、従来よりヒーターは発熱面積を大きく
シ、温度制御を容易にできるようにしたカーがンで形成
されている。
しかしながら、ヒーターをカーゲンで形成した場合、以
下の如き欠点があった。
下の如き欠点があった。
（１）単結晶シリコン引上装置内では、溶融シリコント
石英ガラス製ルツがが下記（１）式′のように反応して
８１０ ′Ｊｆスが発生し、この８１０ガスとカーが／
ａヒーターが下記（２）式のように反応してｓｔｃとＣ
Ｏガスが生成する。
石英ガラス製ルツがが下記（１）式′のように反応して
８１０ ′Ｊｆスが発生し、この８１０ガスとカーが／
ａヒーターが下記（２）式のように反応してｓｔｃとＣ
Ｏガスが生成する。
Ｓｉ ＋ ５ｔｏ２ → ２８１０ （１
）ＳｉＯ＋２Ｃ−＋ ８１Ｃ＋ＣＯ（２）午成し九８ｉ
Ｃはカーが一ンヒータ表面でＳＩＣ、！： Ｃとの複合
体と逐り不均一にｉ成されるため、ル１、； ツゲに不均一に温度がか力、−今、とともにヒーターの
形状変化を起し、ヒーターの耐久性を低下させる。また
、生成したＣＯガスは溶融シリコンに取シ込まれ、単結
晶クリーン中の炭素ａ度を高くする。シリコン中の炭素
は電気的に活性であるため、単結晶シリコン中の炭素濃
度が高いと、製造される半導体装置の特性を悪化させる
。
）ＳｉＯ＋２Ｃ−＋ ８１Ｃ＋ＣＯ（２）午成し九８ｉ
Ｃはカーが一ンヒータ表面でＳＩＣ、！： Ｃとの複合
体と逐り不均一にｉ成されるため、ル１、； ツゲに不均一に温度がか力、−今、とともにヒーターの
形状変化を起し、ヒーターの耐久性を低下させる。また
、生成したＣＯガスは溶融シリコンに取シ込まれ、単結
晶クリーン中の炭素ａ度を高くする。シリコン中の炭素
は電気的に活性であるため、単結晶シリコン中の炭素濃
度が高いと、製造される半導体装置の特性を悪化させる
。
（１１） カーゲンは一般に雰囲気ガスを自由に吸脱
着できる開気孔、自由に吸脱着できない閉気孔及び両者
の中間的な気孔を有するが、空気中に放置することによ
シ閉気孔及び開気孔と閉気孔の中間的な気孔にも空気等
が充満する。開気孔中のガスは装置の昇温初期に放出さ
れるが、開気孔と閉気孔の中間的な気孔中のガスは昇温
とともに徐々に放出され、単結晶シリコン引上げ操作中
にも放出される。この際放出されるガスは空気と高温の
カーーンの反応によシ生成したＣＯガスが主である。こ
のＣＯガスにより上記（１）でも述べ良如く単結晶シリ
コン中の炭素濃度が高くなり、製−−される半導体装置
の特性を悪：い 化させる。
着できる開気孔、自由に吸脱着できない閉気孔及び両者
の中間的な気孔を有するが、空気中に放置することによ
シ閉気孔及び開気孔と閉気孔の中間的な気孔にも空気等
が充満する。開気孔中のガスは装置の昇温初期に放出さ
れるが、開気孔と閉気孔の中間的な気孔中のガスは昇温
とともに徐々に放出され、単結晶シリコン引上げ操作中
にも放出される。この際放出されるガスは空気と高温の
カーーンの反応によシ生成したＣＯガスが主である。こ
のＣＯガスにより上記（１）でも述べ良如く単結晶シリ
コン中の炭素濃度が高くなり、製−−される半導体装置
の特性を悪：い 化させる。
本発明は上記欠点を解消するためになされたものであり
、ヒーターを炭化珪素で形成することにより、ルツｌに
均一に温度がかかるようにし、ビータ−の耐久性を向上
させるとともに単結晶シリコン中の炭素濃度を低下し得
る単結晶シリコン引上装置を提供しようとするものであ
る。 ” ・以下、本
発明の実施例を図を参照して説明する。パ−□ 既述した図示の半結晶シリコン引上装置と同様め構造を
有し、ヒーター５が炭化珪素で形成されてい石。
、ヒーターを炭化珪素で形成することにより、ルツｌに
均一に温度がかかるようにし、ビータ−の耐久性を向上
させるとともに単結晶シリコン中の炭素濃度を低下し得
る単結晶シリコン引上装置を提供しようとするものであ
る。 ” ・以下、本
発明の実施例を図を参照して説明する。パ−□ 既述した図示の半結晶シリコン引上装置と同様め構造を
有し、ヒーター５が炭化珪素で形成されてい石。
とこで、ヒーターＩＩｔ形成する緘化珪素基材は、゛′
炭化ｔ！素粉末もしくは炭化珪氷粉末にカーｙｙ’＞粉
末を添加したものに、フェノールレジン、コールタニル
♂ツチ等の粘結剤を添加し成型し死後、ｓｈｏとＣもし
くはｇｏｏ、とｓ４等の混合物を加熱し８４０ガスを発
生させ、この８％Ｏガス雰囲気下で前記成型体中Ｏ炭素
を炭化珪素化して焼結体とする方法により製造した。こ
め他、焼結助剤を添加して自焼結させる方法あるいは炭
化珪嶽粉末にシリコン粉末とカーがン粉末を添加し、さ
らに粘結剤を添加して成型した後熱処理する方法に２っ
て製造してもよい。
炭化ｔ！素粉末もしくは炭化珪氷粉末にカーｙｙ’＞粉
末を添加したものに、フェノールレジン、コールタニル
♂ツチ等の粘結剤を添加し成型し死後、ｓｈｏとＣもし
くはｇｏｏ、とｓ４等の混合物を加熱し８４０ガスを発
生させ、この８％Ｏガス雰囲気下で前記成型体中Ｏ炭素
を炭化珪素化して焼結体とする方法により製造した。こ
め他、焼結助剤を添加して自焼結させる方法あるいは炭
化珪嶽粉末にシリコン粉末とカーがン粉末を添加し、さ
らに粘結剤を添加して成型した後熱処理する方法に２っ
て製造してもよい。
ｔた、成形法はう・電−ブレス法がｔＦｆましいが１型
込め成型法も採用し得る。
込め成型法も採用し得る。
上述した構造の単結晶シリコン引上装置を用いて単結晶
シリコンを製造するには、石英ガラス製ルツが２にシリ
コン原料を入れ、炭化珪素で形成されたヒーター５によ
り加熱してシリコン原料を溶融させ、該溶融クリーン１
０に引上軸−下端の種結晶１を浸し、す１上軸９を引上
げて行う、 ′ ” しかして上記構成によればヒーターを炭化珪素で形成し
たと左にｉシ、溶融シリコンと石英ガラス製ルツがとの
反応により発生し７’ｌ：８１０ガ一とヒーターとが反
応しガいため、均一な温度分布を維持でき、ヒーターの
形状変化も起こらないのでヒーターの耐久性が向上した
。また、炭化珪素ｉカ′−？ンと真なり開械孔と閉気孔
の中間的な気孔をほとんど含まず、単結晶シリコン引上
操作中にＣＯｆスが放出されることはｔｌとんどないた
め、単結晶シリコン中の炭素濃度が低下した。
シリコンを製造するには、石英ガラス製ルツが２にシリ
コン原料を入れ、炭化珪素で形成されたヒーター５によ
り加熱してシリコン原料を溶融させ、該溶融クリーン１
０に引上軸−下端の種結晶１を浸し、す１上軸９を引上
げて行う、 ′ ” しかして上記構成によればヒーターを炭化珪素で形成し
たと左にｉシ、溶融シリコンと石英ガラス製ルツがとの
反応により発生し７’ｌ：８１０ガ一とヒーターとが反
応しガいため、均一な温度分布を維持でき、ヒーターの
形状変化も起こらないのでヒーターの耐久性が向上した
。また、炭化珪素ｉカ′−？ンと真なり開械孔と閉気孔
の中間的な気孔をほとんど含まず、単結晶シリコン引上
操作中にＣＯｆスが放出されることはｔｌとんどないた
め、単結晶シリコン中の炭素濃度が低下した。
なお、ヒーターは上記実施例の如く炭化珪素もよい、こ
うし九構造のヒーターを用いれば、炭化珪素基材の表面
に存在する、雰囲気ガスを自由に吸脱着できる開気孔が
ほとんどなくなるため、雰囲気ガスの吸脱着が少なくな
シ、単結晶シリコン中の炭素濃度がさらに低下する。
うし九構造のヒーターを用いれば、炭化珪素基材の表面
に存在する、雰囲気ガスを自由に吸脱着できる開気孔が
ほとんどなくなるため、雰囲気ガスの吸脱着が少なくな
シ、単結晶シリコン中の炭素濃度がさらに低下する。
事実、以下の実験例によっても単結晶シリコン中の炭素
濃度が低下することが確められた。
濃度が低下することが確められた。
実験例１
１８０すｓ４ｃ粉４０部、３２０すＳＩＣ粉末４０５１
５．２０００φ８１Ｃ粉２０部の混合、体に、２００す
以下に微粉砕しぇ炭素粉末１、。ｔＳ加バ充８．８し、
アルコールで槽釈したフェノールレジン粘結剤をフェノ
ールレジンとして′７部添加し、練合した後、造粒し、
ラバープレス法によシ成型を行った。この後、５Ｉ０２
とＣの混合粉末を１９５０℃に加熱した雰囲気下で３時
間熱処理を行い、炭化珪素焼結体を得た。得られ、を炭
化珪素焼結体の特性は、見掛は比重２．５７．ｌｉｔ／
ｃｃ１気孔率２０チ、強度８５０ｋｌ／／ｃｄ、室温抵
抗０．９０１であった。前記炭化珪素基材をダイヤモン
ド工具を用いて従来のカーーン製ヒーターと同様の形状
に機械加工し、炭化珪素製ヒーターを造った。この後、
ＨＣｔガスを用い、１２５０℃で５時間熱処理して重金
属等を除去するための純１ヒ操作を行い、単結晶シリコ
ン引上げに用いた、引上げられた単結晶シリコン中の炭
素濃度をド記表に示す。
５．２０００φ８１Ｃ粉２０部の混合、体に、２００す
以下に微粉砕しぇ炭素粉末１、。ｔＳ加バ充８．８し、
アルコールで槽釈したフェノールレジン粘結剤をフェノ
ールレジンとして′７部添加し、練合した後、造粒し、
ラバープレス法によシ成型を行った。この後、５Ｉ０２
とＣの混合粉末を１９５０℃に加熱した雰囲気下で３時
間熱処理を行い、炭化珪素焼結体を得た。得られ、を炭
化珪素焼結体の特性は、見掛は比重２．５７．ｌｉｔ／
ｃｃ１気孔率２０チ、強度８５０ｋｌ／／ｃｄ、室温抵
抗０．９０１であった。前記炭化珪素基材をダイヤモン
ド工具を用いて従来のカーーン製ヒーターと同様の形状
に機械加工し、炭化珪素製ヒーターを造った。この後、
ＨＣｔガスを用い、１２５０℃で５時間熱処理して重金
属等を除去するための純１ヒ操作を行い、単結晶シリコ
ン引上げに用いた、引上げられた単結晶シリコン中の炭
素濃度をド記表に示す。
実験例２
実験例１と同様の工程で炭化珪素基材を造り、機械加工
及び純化操作を後っ九後、ＣＶＤ法により緻密な炭化珪
素膜を炭化珪素基材の全面に約５０μの厚含に被櫨しヒ
ーターを造った。蒸着操作は１３５０℃のＣＶＤ反応装
置内に炭化珪素基材を載置し、３０Ｔｏｒｒの減圧下で
ＣＨ３８％Ｃ１３を毎分０．６ＣＣ、’ Ｈ２１ｆ−Ｘ
を毎分１５００ｏｃの供給速度で２１０分間導入し、コ
ーティングを行った。上述した工程によシ得られ九被膜
形成炭化珪素製ヒーターを用いて単結晶シリコンの引上
げを行った。
及び純化操作を後っ九後、ＣＶＤ法により緻密な炭化珪
素膜を炭化珪素基材の全面に約５０μの厚含に被櫨しヒ
ーターを造った。蒸着操作は１３５０℃のＣＶＤ反応装
置内に炭化珪素基材を載置し、３０Ｔｏｒｒの減圧下で
ＣＨ３８％Ｃ１３を毎分０．６ＣＣ、’ Ｈ２１ｆ−Ｘ
を毎分１５００ｏｃの供給速度で２１０分間導入し、コ
ーティングを行った。上述した工程によシ得られ九被膜
形成炭化珪素製ヒーターを用いて単結晶シリコンの引上
げを行った。
引上げられた単結晶シリコン中の炭素濃度を下記表中に
示す。
示す。
なお、比較のためにカーーン製ヒーターを用いて単結晶
シリコンの引上げを行い、引上げられた単結晶シリコン
中の炭素濃度を下記表に示す。用いられたヒーターを形
成するカー？ンの特性は、見掛は比重１．８４Ｎ／ＣＣ
，気孔率１８％、強度４５０ ｋｐ／ｃ１１、室温抵抗
０．０１２ Ｑｃｔｙｔ テあｚ７’ｃ。
シリコンの引上げを行い、引上げられた単結晶シリコン
中の炭素濃度を下記表に示す。用いられたヒーターを形
成するカー？ンの特性は、見掛は比重１．８４Ｎ／ＣＣ
，気孔率１８％、強度４５０ ｋｐ／ｃ１１、室温抵抗
０．０１２ Ｑｃｔｙｔ テあｚ７’ｃ。
上記表から明らかなように、炭化珪素製ヒーターを用い
て単結晶シリコン引上操作を行った場合、従来のカーー
ン製を用いた場合と比較して単結晶シリコン中の炭素濃
度が低下することがわかる。また、炭化珪素基材の表面
に緻密質の炭化珪素膜を被覆したヒーターを用いた場合
、単結晶シリコン中の炭素濃度がさらに低下することが
わかる。
て単結晶シリコン引上操作を行った場合、従来のカーー
ン製を用いた場合と比較して単結晶シリコン中の炭素濃
度が低下することがわかる。また、炭化珪素基材の表面
に緻密質の炭化珪素膜を被覆したヒーターを用いた場合
、単結晶シリコン中の炭素濃度がさらに低下することが
わかる。
なお、本発明の単結晶シリコン引上装置は、板状の単結
晶シリコンを引上げるＥＦＧ法（・ｄｇｅｄｅｆｉｎ＠
ｄ ｆｉｌｍ ｆｅ＠ｄ ｇｒｏｗｔｈ法）にも同様に
適用できる＊−１ｆｔ、ＧａＰ等の発光素子の単結晶用
ヒげにも同様に適用できる。
晶シリコンを引上げるＥＦＧ法（・ｄｇｅｄｅｆｉｎ＠
ｄ ｆｉｌｍ ｆｅ＠ｄ ｇｒｏｗｔｈ法）にも同様に
適用できる＊−１ｆｔ、ＧａＰ等の発光素子の単結晶用
ヒげにも同様に適用できる。
以上詳述した如く、本発明によれば、ルツゲに均一に温
度がかかるようにし、ヒーターの耐久性を向上させると
ともに、単結晶シリコン中の炭素濃度を低下し得る彬結
晶シリコン引上装ｗ１を提供できるものである。
度がかかるようにし、ヒーターの耐久性を向上させると
ともに、単結晶シリコン中の炭素濃度を低下し得る彬結
晶シリコン引上装ｗ１を提供できるものである。
図は単結晶シリコン引上装置を示す断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、チャンバー内に戸英ガラス製ルッーを載置し、該ル
ツー内にシリコン原料を入れ、周囲のヒーターから加熱
してシリコン原料を溶融シリコンを種結晶を用いて引上
けて単結晶シリコンを造る装置において、前記ヒーター
を炭化珪素で形成したことを特徴とする単結晶シリコン
引上装置。 ２、 ヒーターが炭化珪素基材Ｏ少なくとも表面の一部
に緻密質の炭化珪素膜を被覆し九構造のものである仁と
會特徴とする特許請求の範囲第１項記載の単結晶シリコ
ン引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16969881A JPS5874595A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 単結晶シリコン引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16969881A JPS5874595A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 単結晶シリコン引上装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5874595A true JPS5874595A (ja) | 1983-05-06 |
Family
ID=15891222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16969881A Pending JPS5874595A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 単結晶シリコン引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5874595A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107761163A (zh) * | 2016-08-22 | 2018-03-06 | 银川隆基硅材料有限公司 | 一种直拉单晶硅快速收尾方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010962A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-02-04 | ||
| JPS5345679A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-24 | Hitachi Ltd | Pulling-up apparatus for sillicon single crystal |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP16969881A patent/JPS5874595A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010962A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-02-04 | ||
| JPS5345679A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-24 | Hitachi Ltd | Pulling-up apparatus for sillicon single crystal |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107761163A (zh) * | 2016-08-22 | 2018-03-06 | 银川隆基硅材料有限公司 | 一种直拉单晶硅快速收尾方法 |
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