JPS5874596A - 単結晶シリコンの引上方法 - Google Patents
単結晶シリコンの引上方法Info
- Publication number
- JPS5874596A JPS5874596A JP16970081A JP16970081A JPS5874596A JP S5874596 A JPS5874596 A JP S5874596A JP 16970081 A JP16970081 A JP 16970081A JP 16970081 A JP16970081 A JP 16970081A JP S5874596 A JPS5874596 A JP S5874596A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulling
- crystal silicon
- seed crystal
- crystal
- crucible
- 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
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
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】
本発明は単結晶シリコンの引上方法に関する。
単結晶シリコン往生にチ、コラ′ルズ□キー法（ＣＺ法
）によシ製造されている。この゛方法は、図に示す如く
、チャンバー１内の石英ルツが２に多結晶シリコン原料
を入れ、周囲のヒータ３により加熱して該多結晶シリコ
ンを溶融させ、前記石英ルツが２を回転させながら該溶
融シリコン４に石英ルツゲ２と逆回転させた引上げ軸５
下端の種結晶６を浸し、この種結晶６を成長核とじて上
方に引上げて単結晶シリコンを造るものである。
）によシ製造されている。この゛方法は、図に示す如く
、チャンバー１内の石英ルツが２に多結晶シリコン原料
を入れ、周囲のヒータ３により加熱して該多結晶シリコ
ンを溶融させ、前記石英ルツが２を回転させながら該溶
融シリコン４に石英ルツゲ２と逆回転させた引上げ軸５
下端の種結晶６を浸し、この種結晶６を成長核とじて上
方に引上げて単結晶シリコンを造るものである。
ところで、従来、単結晶シリコンの引上げ時において、
種結晶回転数、ルツゲ回転数及び引上速度はほぼ一定に
保たれていた。しかし、上記の緒条性を一爺にして製造
された単結晶シリコンは、インク９．トの先端部（種結
晶側）から末端部にかけて・緒特性が均二でなく、ウェ
ノ・にした場合、ウェハの採取位置によシ特性に差異が
生じる。 ゛ 例えば、２０３−径の石英ルツ、ｓｚＫ５ｋｇの多結晶
シリコンを入れ、゛周囲のヒーター３によシ加熱して該
多結晶シリコンを溶融させ、種結晶回転数１５ｒ、ｐ、
ｍ、 ＋ルツー回転数１０ ｒｓｐ、ｍ、 ＊引上速度
１．０■／ｍｉｎの一定条件で、引上量が３ゆになった
ところで引上げを終了し、７５■径、結晶方位（１００
） 、比抵抗２〜５Ω−αのｎ型単結晶″９°ぜ２ゞ・
）１１０木製１け°３０単結晶シリコンインゴット１０
本について、インプットの先端部（種結晶側）、中央部
及び末端部において、酸素濃度、断面内地抵抗分布及び
断面的酸素濃度分布を測定して１０本の平均を求めると
、下記第１表に示す結果が得られた。
種結晶回転数、ルツゲ回転数及び引上速度はほぼ一定に
保たれていた。しかし、上記の緒条性を一爺にして製造
された単結晶シリコンは、インク９．トの先端部（種結
晶側）から末端部にかけて・緒特性が均二でなく、ウェ
ノ・にした場合、ウェハの採取位置によシ特性に差異が
生じる。 ゛ 例えば、２０３−径の石英ルツ、ｓｚＫ５ｋｇの多結晶
シリコンを入れ、゛周囲のヒーター３によシ加熱して該
多結晶シリコンを溶融させ、種結晶回転数１５ｒ、ｐ、
ｍ、 ＋ルツー回転数１０ ｒｓｐ、ｍ、 ＊引上速度
１．０■／ｍｉｎの一定条件で、引上量が３ゆになった
ところで引上げを終了し、７５■径、結晶方位（１００
） 、比抵抗２〜５Ω−αのｎ型単結晶″９°ぜ２ゞ・
）１１０木製１け°３０単結晶シリコンインゴット１０
本について、インプットの先端部（種結晶側）、中央部
及び末端部において、酸素濃度、断面内地抵抗分布及び
断面的酸素濃度分布を測定して１０本の平均を求めると
、下記第１表に示す結果が得られた。
なお、下記第１表中Ｗ、Ｒ，は断面内地抵抗分布、また
Ｗ、Ｏ，は断面的酸素濃度分布であり、ウェハのある直
径上の外周から７簡の２点及び中心の合計３点について
測定し、夫々次式によって求めたものであ、る。
Ｗ、Ｏ，は断面的酸素濃度分布であり、ウェハのある直
径上の外周から７簡の２点及び中心の合計３点について
測定し、夫々次式によって求めたものであ、る。
ｗ、ｕ、 ＝ Ｘ １００ （＊ ）［
０］ｍｉｎ 第１表 上記第１表から明らかなように、フェノ１の採取位置に
よシ特性に差異が生じるため、採取したウェハの一部し
か製品になら表いという問題点があり九。
０］ｍｉｎ 第１表 上記第１表から明らかなように、フェノ１の採取位置に
よシ特性に差異が生じるため、採取したウェハの一部し
か製品になら表いという問題点があり九。
これに対し、本発明者は上記欠点を克服すべく種々研究
した結果、前述した第１Ｊ１１．よシ酸素濃度、Ｗ、Ｒ
，及びＷ、０．のいずれもインプットの先端部から末端
部く向かうにつれ、これらの値が小さくなってい不こと
から、緒特性の均一な単結晶シリコンインブ、トを製造
するには、緒特性の先端部での値を減少させ、末端部で
の値を増加させるように種結晶回転数、ルツぎ回転数及
び引上速度を制御すればよいことがわかった。
した結果、前述した第１Ｊ１１．よシ酸素濃度、Ｗ、Ｒ
，及びＷ、０．のいずれもインプットの先端部から末端
部く向かうにつれ、これらの値が小さくなってい不こと
から、緒特性の均一な単結晶シリコンインブ、トを製造
するには、緒特性の先端部での値を減少させ、末端部で
の値を増加させるように種結晶回転数、ルツぎ回転数及
び引上速度を制御すればよいことがわかった。
そζで、本発明者祉まず種結晶回転数、ルッビ回転数及
び引上速度の、夫々を他の二条外を一定にし・、て変化
させた場合、単結晶シリコンインゴットの緒特性にいか
なる影響を及ばすかについて検討した結果、以下の仁と
が判明した。まず、種結晶回転数を増加すると、酸素濃
度が中程度増加し、Ｗ、Ｒ，は大きく減少し、Ｗ、Ｏ，
も大きく減少する。′４また、ルツゲ回転数を増加する
と、酸素製置が大きく増加し、Ｗ、Ｒ，が少し減少し、
Ｗ−０−も少し減少する。また、引上速度を増加すると
、酸素濃度が少し減少し、Ｗ、Ｒ，が少し増加し、Ｗ、
０．４’ｔ＞し増加する。
び引上速度の、夫々を他の二条外を一定にし・、て変化
させた場合、単結晶シリコンインゴットの緒特性にいか
なる影響を及ばすかについて検討した結果、以下の仁と
が判明した。まず、種結晶回転数を増加すると、酸素濃
度が中程度増加し、Ｗ、Ｒ，は大きく減少し、Ｗ、Ｏ，
も大きく減少する。′４また、ルツゲ回転数を増加する
と、酸素製置が大きく増加し、Ｗ、Ｒ，が少し減少し、
Ｗ−０−も少し減少する。また、引上速度を増加すると
、酸素濃度が少し減少し、Ｗ、Ｒ，が少し増加し、Ｗ、
０．４’ｔ＞し増加する。
上記結果から、酸素濃度を均一化するには、酸素濃度に
大きく拳響を及はすルッが回転数を制御し、Ｗ、Ｒ，及
びＷ、０．を均一化するにＦｉＷ、Ｒ。
大きく拳響を及はすルッが回転数を制御し、Ｗ、Ｒ，及
びＷ、０．を均一化するにＦｉＷ、Ｒ。
及びＷ、０． Ｋ大きく影響な疎ぼす種結晶回転数を制
御するのが最も有効な手段であることが判明した。
御するのが最も有効な手段であることが判明した。
上記究明結果から、酸素濃度値をインが、トの先端部で
減少させ、末端部で増加させるには、ルツが回転数を一
側上げ初期に小さく、引上げ末期に大きくなるように制
御すればよ（、Ｗ、Ｒ，値及びＷ、０．値を先端部で減
少させ、末端部で増加させるには、種結晶回転数を引上
げ初期に大きく、引上げ末期に小さくなるように制御す
ればよいことが予想される。ｔた、引上速度は引上げ初
期に小さく、引上げ末期に大きくなるように制御すれば
より効果的であると予想されろ。
減少させ、末端部で増加させるには、ルツが回転数を一
側上げ初期に小さく、引上げ末期に大きくなるように制
御すればよ（、Ｗ、Ｒ，値及びＷ、０．値を先端部で減
少させ、末端部で増加させるには、種結晶回転数を引上
げ初期に大きく、引上げ末期に小さくなるように制御す
ればよいことが予想される。ｔた、引上速度は引上げ初
期に小さく、引上げ末期に大きくなるように制御すれば
より効果的であると予想されろ。
上記の如くルツゲ回転数、種結晶回転数及び引上速度を
制御したと門、所望の効果とは逆の効果となる場合があ
る。例えば、引上げ初期に種結晶回転数を大きくしたと
き、先端部の酸素濃度値が増加するが、この場合の先端
部での酸素濃度値の増加の算度は、引上げ初期にルツが
回転数を小さくするととＫよる酸素濃度値の減少の程度
より小さいため、先端部アは酸素濃度値は減少する。こ
のことは、他の逆効果となる場合にも同様である。した
がって、上述した制御手段によって、単結晶シリコンイ
ン−／、）の先端部から末端部までの緒特性を均一にし
、一定品質の半導体ウェハを高歩留シで製造し得る単結
晶シリコンの引上方法を見い出した。
制御したと門、所望の効果とは逆の効果となる場合があ
る。例えば、引上げ初期に種結晶回転数を大きくしたと
き、先端部の酸素濃度値が増加するが、この場合の先端
部での酸素濃度値の増加の算度は、引上げ初期にルツが
回転数を小さくするととＫよる酸素濃度値の減少の程度
より小さいため、先端部アは酸素濃度値は減少する。こ
のことは、他の逆効果となる場合にも同様である。した
がって、上述した制御手段によって、単結晶シリコンイ
ン−／、）の先端部から末端部までの緒特性を均一にし
、一定品質の半導体ウェハを高歩留シで製造し得る単結
晶シリコンの引上方法を見い出した。
以下本発明の一実施例を前述した図面を参照して説明す
る。
る。
まず、２０３１１１Ｉ径の石英ルツゲ２に５ ｋｇの多
結晶シリコン原料を入れ、周囲のヒーター３により加熱
して該多結晶シリコンを溶融した。次に、種結晶回転数
を引上げ初期に２５ ｒ、ｐ、ｍ−、引上げ末期に８
ｒ−ｐｅｎｓ、ルツボ回転数を引上げ初期に５ ｒ、ｐ
、ｍ、、引上げ末期に２ Ｏｒ、ｐ−ｍｏ、引上速度を
引上げ初期に０．８■／ｍ ｌ ｎ ％引上げ末期ｉｔ
ｓ■／ｍｌ−になるように夫々漸次変化させて、単結晶
シリコンを引上げた。引上量が３ｋｇになったところで
引上げを終了し、７５■径、結晶方位（１００’）、比
抵抗２〜５Ω、譚のｎ型単結晶シリ・ンイ・ゴ・トを□
“１０本−造し左。
結晶シリコン原料を入れ、周囲のヒーター３により加熱
して該多結晶シリコンを溶融した。次に、種結晶回転数
を引上げ初期に２５ ｒ、ｐ、ｍ−、引上げ末期に８
ｒ−ｐｅｎｓ、ルツボ回転数を引上げ初期に５ ｒ、ｐ
、ｍ、、引上げ末期に２ Ｏｒ、ｐ−ｍｏ、引上速度を
引上げ初期に０．８■／ｍ ｌ ｎ ％引上げ末期ｉｔ
ｓ■／ｍｌ−になるように夫々漸次変化させて、単結晶
シリコンを引上げた。引上量が３ｋｇになったところで
引上げを終了し、７５■径、結晶方位（１００’）、比
抵抗２〜５Ω、譚のｎ型単結晶シリ・ンイ・ゴ・トを□
“１０本−造し左。
製造された単結晶シリコンインゴット１０本について、
その先端部、中央部及び末端部における酸素濃度、断面
内地抵抗分布（Ｗ、Ｒ’、 ）及び断面円酸素濃度分布
（Ｗ、Ｏ，）を夫々測定し、平均した結果を下記第２表
に示す。なお、測定個所及び算出方法は従来例と同様で
ある。
その先端部、中央部及び末端部における酸素濃度、断面
内地抵抗分布（Ｗ、Ｒ’、 ）及び断面円酸素濃度分布
（Ｗ、Ｏ，）を夫々測定し、平均した結果を下記第２表
に示す。なお、測定個所及び算出方法は従来例と同様で
ある。
第２表
しかして、上記実施例によれば、上記第２表の結果を前
述し九第１表の結果と比較して明らかなように、酸素濃
度、断面内地抵抗分布及び断面円酸素濃度分布のいずれ
についても、単結晶シリコンインカ］ットの先端部から
末端部にか−けて均一化され九□− なお、上記実施例では種結晶回転数、ルツボ回転数及び
引上速度を漸次変化させたが、グロダラムコントロール
を行うことにより、より微細な調整が可能である。
述し九第１表の結果と比較して明らかなように、酸素濃
度、断面内地抵抗分布及び断面円酸素濃度分布のいずれ
についても、単結晶シリコンインカ］ットの先端部から
末端部にか−けて均一化され九□− なお、上記実施例では種結晶回転数、ルツボ回転数及び
引上速度を漸次変化させたが、グロダラムコントロール
を行うことにより、より微細な調整が可能である。
以上詳述した如く本発明によれば、単結晶シリコンイン
ゴットの先端部から末端部までの緒特性を均一にし、一
定品質の半導体ウェノ・を高歩留りで製造し得る単結晶
シリコンの引上方法を提供できるものである０
ゴットの先端部から末端部までの緒特性を均一にし、一
定品質の半導体ウェノ・を高歩留りで製造し得る単結晶
シリコンの引上方法を提供できるものである０
図は単結晶シリコン引上装置を示す断面図である。
１・・・チャンバー、２・・・石英ルツ？、３・・・ヒ
ーター、４・・・溶融シリコン、５・・・引上軸、６・
・・種結晶。
ーター、４・・・溶融シリコン、５・・・引上軸、６・
・・種結晶。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、単結晶シリコンの引上げ時において、種結晶回転数
、ルツが回転数及び引上速度を単結晶シリコンの引上げ
長さに応じて制御することを特徴とする単結晶シリコン
の引上方法。 ２、単結晶シリコンの引上は開始時に種結晶回転数を高
く、ルツ？回転数及び引上速度を低く設定し、単結晶シ
リコンが成長す゛るに従い連続的に種結晶回転数を減少
させ、ルツ？回転数及び引′上速□度を増加させること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の単結晶シリコ
ンの引上゛方法。
□
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16970081A JPS5874596A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 単結晶シリコンの引上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16970081A JPS5874596A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 単結晶シリコンの引上方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5874596A true JPS5874596A (ja) | 1983-05-06 |
Family
ID=15891259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16970081A Pending JPS5874596A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 単結晶シリコンの引上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5874596A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03275586A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Mitsubishi Materials Corp | シリコン単結晶ウェーハの製造方法 |
| JP2012001408A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Sumco Corp | シリコン単結晶の育成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55140795A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Automatic crystal growing device |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP16970081A patent/JPS5874596A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55140795A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Automatic crystal growing device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03275586A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Mitsubishi Materials Corp | シリコン単結晶ウェーハの製造方法 |
| JP2012001408A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Sumco Corp | シリコン単結晶の育成方法 |
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