JPS5918191A - シリコン単結晶の製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS5918191A JPS5918191A JP57124117A JP12411782A JPS5918191A JP S5918191 A JPS5918191 A JP S5918191A JP 57124117 A JP57124117 A JP 57124117A JP 12411782 A JP12411782 A JP 12411782A JP S5918191 A JPS5918191 A JP S5918191A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- single crystal
- carbon
- furnace
- 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
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B15/04—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt adding doping materials, e.g. for n-p-junction
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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)
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】
本発明は新規力≧つ改良されたシリコン単結晶の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
従来、チョクラルスキー法にょシ、シリコン単結晶を製
造する場合に、は、高温に加熱さり、た黒鉛ヒーターや
黒鉛炉内部品刃）ら炭酸ガスが発生し、これがシリコン
原料溶液に炭素不純物として混入される。この炭素不純
物に１通常デバイス特性に悪影響を及ぼすものとされ、
そのためにこれまではこの炭素不純物濃度を極力低く抑
えるべく種々の努力が払われているのが実情である。
造する場合に、は、高温に加熱さり、た黒鉛ヒーターや
黒鉛炉内部品刃）ら炭酸ガスが発生し、これがシリコン
原料溶液に炭素不純物として混入される。この炭素不純
物に１通常デバイス特性に悪影響を及ぼすものとされ、
そのためにこれまではこの炭素不純物濃度を極力低く抑
えるべく種々の努力が払われているのが実情である。
しかしながら、最近ではある特定のデバイス用として、
上記高濃度でしかも所定値の炭素不純物濃度を有するも
のが高い歩留シを示すことが判明しておシ、そのために
この炭素不純物濃度を所定値に正確に規制した単結晶を
製造することが強く望まれている。
上記高濃度でしかも所定値の炭素不純物濃度を有するも
のが高い歩留シを示すことが判明しておシ、そのために
この炭素不純物濃度を所定値に正確に規制した単結晶を
製造することが強く望まれている。
本発明は力）＼る要望に応えることのできる新規力・つ
改良されたシリコン単結晶の製造方法を提供するもので
あって、これはチョクラルスキー法によりシリコン単結
晶棒を引上げるに当り、シリコン多結晶原料を炉内のる
つぼに充填し、炉内ふん囲気を不活性ガスにて置換して
該原料が完全溶融する削に所定量の炭素含有ガスを心入
してこれと反応させた後に該原料を完全溶融し、ついで
該溶て 融原料を捕伺゛温度にまで下ｔ％結晶棒を引上げること
を特徴とするもので６る。
改良されたシリコン単結晶の製造方法を提供するもので
あって、これはチョクラルスキー法によりシリコン単結
晶棒を引上げるに当り、シリコン多結晶原料を炉内のる
つぼに充填し、炉内ふん囲気を不活性ガスにて置換して
該原料が完全溶融する削に所定量の炭素含有ガスを心入
してこれと反応させた後に該原料を完全溶融し、ついで
該溶て 融原料を捕伺゛温度にまで下ｔ％結晶棒を引上げること
を特徴とするもので６る。
これを説明すると１本発明のシリコン単結晶の製造方法
では、単結晶の引上げに先だって、るつぼを収容してい
る炉内に炭素含有ガスを導入しようとするものであり、
このようなことは従来全く行なわれてはいな刀１ったこ
とである。
では、単結晶の引上げに先だって、るつぼを収容してい
る炉内に炭素含有ガスを導入しようとするものであり、
このようなことは従来全く行なわれてはいな刀１ったこ
とである。
本発明者らは−ｖＵフン単結晶中の炭素不純物ａ度を正
確に規制するために種々の検討と実験を重ね念ところ、
単結晶棒の引上げに先だって、まず炉内ふん囲気を不活
性ガスでＩｔ換してシリコン多結晶原料を溶融してから
、炉内に炭素含有ガス特／ＣＩｆｌＯＯ，カス、ｏＯガ
スを所定量導入することによって炭素不純物含有量が正
確に規制された単結晶シリコンの得られることを確認し
、本発明を完成するに至ったものである。
確に規制するために種々の検討と実験を重ね念ところ、
単結晶棒の引上げに先だって、まず炉内ふん囲気を不活
性ガスでＩｔ換してシリコン多結晶原料を溶融してから
、炉内に炭素含有ガス特／ＣＩｆｌＯＯ，カス、ｏＯガ
スを所定量導入することによって炭素不純物含有量が正
確に規制された単結晶シリコンの得られることを確認し
、本発明を完成するに至ったものである。
以下ｌｌ１ｉ付図面に基づき本発明の詳細な説明する。
節句図面の第、１図は本発明方法を実施するためのシリ
コン単結晶棒の引上げ装置の概略を例示してなるもので
あって１図中１は単結晶育成炉、２は石英るつぼ、３は
黒鉛サセプター４ｔＪ：黒鉛ヒータ。
コン単結晶棒の引上げ装置の概略を例示してなるもので
あって１図中１は単結晶育成炉、２は石英るつぼ、３は
黒鉛サセプター４ｔＪ：黒鉛ヒータ。
５は種結晶、０は結晶保持具、７．８はそれぞれ不活性
ガス導入口および炭素含有ガス導入口であシ、９ばシリ
コン多結晶原料融液である。
ガス導入口および炭素含有ガス導入口であシ、９ばシリ
コン多結晶原料融液である。
本発明に従ってシリコン単結晶を製造するＶＣは。
炉１内に配設された石英るつぼ２中に予め秤量された多
結晶シリコン原料を入れ、炉上部の導入ロアよシネ活性
ガス、たとえばアルゴンガスを思入しながら、黒鉛ヒー
ター４に通電して原料多結晶シリコンを加熱溶融する。
結晶シリコン原料を入れ、炉上部の導入ロアよシネ活性
ガス、たとえばアルゴンガスを思入しながら、黒鉛ヒー
ター４に通電して原料多結晶シリコンを加熱溶融する。
つぎに原料シリコンが完全に溶解する削に、炉上部の導
入口８を通じて一定量（流量Ｘ時間）゛の炭素含有ガス
、たとえば００あるいは００！ ガスを導入して該ガ
スとりリコン原料融液とを反応させた。
入口８を通じて一定量（流量Ｘ時間）゛の炭素含有ガス
、たとえば００あるいは００！ ガスを導入して該ガ
スとりリコン原料融液とを反応させた。
上記反応の終了後に、原料シリコンを完全に溶融させ、
その後に該シリコン原料融液を種付温度まで下げて植付
を行ない、以後は常法に従って単結晶棒の引上げを行え
ばよいのである。
その後に該シリコン原料融液を種付温度まで下げて植付
を行ない、以後は常法に従って単結晶棒の引上げを行え
ばよいのである。
つぎに、第２図に炉内に尋人したＣＯガス量（流猷×時
間ンと一種結晶側での炭素不純物濃度の関係の一例を示
すものであって一第２図から明らかなように、シリコン
単結晶中の炭素不純物濃度と結晶育成炉中に導入した炭
素含有ガス量とは一足の比例関係にあるのである。また
、第３図は。
間ンと一種結晶側での炭素不純物濃度の関係の一例を示
すものであって一第２図から明らかなように、シリコン
単結晶中の炭素不純物濃度と結晶育成炉中に導入した炭
素含有ガス量とは一足の比例関係にあるのである。また
、第３図は。
炭素不純物濃度の結晶内軸方向分布を示すものであって
、炭素不純物の偏析効果によ９図のような軸方向分布に
なるのである。第３図における実線人は赤外分光光度計
による実測値であり、また破線Ｂは炭素不純物の平衡偏
析係数ｋｏ＝０．０７としたときの計算であり、これら
実測値と計算値はよく一致している。これは本発明に従
ってシリコン単結晶を製造する場合、炭素含有ガスをシ
リコン原料融液と反応させたときだけ炭素が融故に溶は
込み、単結晶の引上工程中に他の要因に是づいて混入す
る炭素不純物はきわめて少ないことを慈味するものであ
る。
、炭素不純物の偏析効果によ９図のような軸方向分布に
なるのである。第３図における実線人は赤外分光光度計
による実測値であり、また破線Ｂは炭素不純物の平衡偏
析係数ｋｏ＝０．０７としたときの計算であり、これら
実測値と計算値はよく一致している。これは本発明に従
ってシリコン単結晶を製造する場合、炭素含有ガスをシ
リコン原料融液と反応させたときだけ炭素が融故に溶は
込み、単結晶の引上工程中に他の要因に是づいて混入す
る炭素不純物はきわめて少ないことを慈味するものであ
る。
したがって、本発明によれば特定の成木含有ガスにつき
、予め炉内ｉｃ１人する炭素含有ガスｉＴ′！に対する
シリコン単結晶中の炭素不純物濃度の関係を調べ、この
関係に基づいて炉内に、―入する炭素含有ガスの量を定
めることにより、具体旧には炉内に導入する炭素含有ガ
スの流速ならびに導入時間を定めることで、シリコン単
結晶中の炭素不純物濃度を確実に制御することができる
のである。
、予め炉内ｉｃ１人する炭素含有ガスｉＴ′！に対する
シリコン単結晶中の炭素不純物濃度の関係を調べ、この
関係に基づいて炉内に、―入する炭素含有ガスの量を定
めることにより、具体旧には炉内に導入する炭素含有ガ
スの流速ならびに導入時間を定めることで、シリコン単
結晶中の炭素不純物濃度を確実に制御することができる
のである。
なお、ここでは炭素含有ガスについて主としてｃｏ、−
ａｏＩ艮を用いる場合について説明してきたが１本発明
は他の炭素含有物（炭化水素系ガス。
ａｏＩ艮を用いる場合について説明してきたが１本発明
は他の炭素含有物（炭化水素系ガス。
アルコール類）についてもｊＩ！ＩＩ用される。
第１図は本発明に従ってシリコン単結晶を製造する装置
の一例を示す概略構成図である。 第２図は本発明に従ってシリコン単結晶を！Ｒ遺した場
合の炉内導入炭素含有ガス（００ガス）Ｉｔに対するシ
リコン単結晶中の炭素不純物濃度の関係を示すグラフ、
第３図は炭素不純物濃度の結晶内軸方向分布を示すグラ
フである。 １・・・単結晶育成炉、 ２・・・石英るつぼ。 ３・・・黒鉛サセプタ、 ４・・・黒鉛ヒータ。 ５・・・種結晶、 ６・・・結晶保持其。 ７．８・・・ガス導入口。 特許出願人 信越半導体株式会社 第１図
の一例を示す概略構成図である。 第２図は本発明に従ってシリコン単結晶を！Ｒ遺した場
合の炉内導入炭素含有ガス（００ガス）Ｉｔに対するシ
リコン単結晶中の炭素不純物濃度の関係を示すグラフ、
第３図は炭素不純物濃度の結晶内軸方向分布を示すグラ
フである。 １・・・単結晶育成炉、 ２・・・石英るつぼ。 ３・・・黒鉛サセプタ、 ４・・・黒鉛ヒータ。 ５・・・種結晶、 ６・・・結晶保持其。 ７．８・・・ガス導入口。 特許出願人 信越半導体株式会社 第１図
Claims (1)
- チョクラルスキー法によりシリコン単結晶棒を引上げる
に当り、シリコン多結晶原料を炉内のるつぼに充填後、
炉内ふん囲気を不活性ガスにて置換し、該原料を溶融し
、該原料が完全溶融する前に所定愈の炭素含有ガスを誦
入してこれと反応させた後、該原料を完全溶融し、つい
で該溶融原料を種付温度１ｃまで下げて単結晶棒を引上
げることを特徴とするシリフンｓＭ晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124117A JPS5918191A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | シリコン単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124117A JPS5918191A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | シリコン単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918191A true JPS5918191A (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=14877341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57124117A Pending JPS5918191A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | シリコン単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918191A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4631234A (en) * | 1985-09-13 | 1986-12-23 | Texas Instruments Incorporated | Germanium hardened silicon substrate |
| US4705591A (en) * | 1984-12-28 | 1987-11-10 | International Business Machines Corporation | Pulling processes and equipment for growing silicon crystals having high and controlled carbon content |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP57124117A patent/JPS5918191A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4705591A (en) * | 1984-12-28 | 1987-11-10 | International Business Machines Corporation | Pulling processes and equipment for growing silicon crystals having high and controlled carbon content |
| US4631234A (en) * | 1985-09-13 | 1986-12-23 | Texas Instruments Incorporated | Germanium hardened silicon substrate |
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