JPS59199598A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
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- JPS59199598A JPS59199598A JP7457783A JP7457783A JPS59199598A JP S59199598 A JPS59199598 A JP S59199598A JP 7457783 A JP7457783 A JP 7457783A JP 7457783 A JP7457783 A JP 7457783A JP S59199598 A JPS59199598 A JP S59199598A
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- Japan
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- silver
- single crystal
- crystal growth
- reflective layer
- water
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-
- 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)
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】
本発明は結晶成長装置に関し、結晶成長に際して高温で
の輻射熱による熱損失を防止し、且つ短円の温度分布を
改善することを目的とするものである。
の輻射熱による熱損失を防止し、且つ短円の温度分布を
改善することを目的とするものである。
本発明の詳細な説明するに当り先ず従来よシ一般に使用
されている高純度シリコン単結晶成長装置に就で説明す
る。
されている高純度シリコン単結晶成長装置に就で説明す
る。
第1図は従来の引上法(CZ法)による単結晶成長装置
を示す断面正面図である。図中(1)は結晶成長室を構
成する壁、(1−1)は上部蓋、(1−2)は胴体部、
(1−3)は下部フフンジである。(2)はカーボンル
ツボ、(3)は石英ルツボ、(4)iはシリコン溶融体
、(5)は種子結晶、(6)は単結晶、(7)は引」ニ
シャフト又はワイヤーで其の先端に種子結晶(5)か取
付けられ、上下動及び回転可能にTI’;酸系れている
。
を示す断面正面図である。図中(1)は結晶成長室を構
成する壁、(1−1)は上部蓋、(1−2)は胴体部、
(1−3)は下部フフンジである。(2)はカーボンル
ツボ、(3)は石英ルツボ、(4)iはシリコン溶融体
、(5)は種子結晶、(6)は単結晶、(7)は引」ニ
シャフト又はワイヤーで其の先端に種子結晶(5)か取
付けられ、上下動及び回転可能にTI’;酸系れている
。
(8)は回転可能なルツボ受台、(9−1)はガスの導
入口、(9−2)はガスの排出ロ′9−iI′i減圧の
ための排気口、αOはヒーター電極である。α】)は内
部観測用の窓、αのは容器を冷却するための冷却水用ノ
(イブの水の出入口である。α■は発熱抵抗体(又は高
周波コイル)でヒーター電極00によって外部電源に接
続されている。(14)は発熱抵抗体く1■の外側に設
けられた外部保温筒、00はカーボンルツボ(2)の保
持筒でめる。
入口、(9−2)はガスの排出ロ′9−iI′i減圧の
ための排気口、αOはヒーター電極である。α】)は内
部観測用の窓、αのは容器を冷却するための冷却水用ノ
(イブの水の出入口である。α■は発熱抵抗体(又は高
周波コイル)でヒーター電極00によって外部電源に接
続されている。(14)は発熱抵抗体く1■の外側に設
けられた外部保温筒、00はカーボンルツボ(2)の保
持筒でめる。
次に機能に就で述べる。発熱体θ■によって加熱された
カーボンルツボ(2)内のシリコン溶融体(4)は窓α
])を通してパイロメーターによって温度か精密に管理
てれている。この状態でシャフト(7)の先端に取付け
られた種子結晶(5)全融液(4〕面に静かに接触させ
る。種子結晶(5)からの冷却により単結晶が成長し、
シャフト(7)を引上げることにより単結晶棒(6)が
成長して来る。この時窓0υよフ観測して結晶成長の直
径、形状をコントロールする。
カーボンルツボ(2)内のシリコン溶融体(4)は窓α
])を通してパイロメーターによって温度か精密に管理
てれている。この状態でシャフト(7)の先端に取付け
られた種子結晶(5)全融液(4〕面に静かに接触させ
る。種子結晶(5)からの冷却により単結晶が成長し、
シャフト(7)を引上げることにより単結晶棒(6)が
成長して来る。この時窓0υよフ観測して結晶成長の直
径、形状をコントロールする。
第2図は従来の浮遊帯溶融法(FZ法)による単結晶成
長装置を示す断面正面図でるる。図中(1)乃至02の
(−b′J造部動部分1図と共通である。但し、(8)
は第1図のルツボ(2)保持と異なり、種子結晶(5)
を保持するシャツl−である。06)は原料多結晶又は
単結晶でるる。θ′7)は高周波コイル、Q8)は其の
電極である。以下に其の機能に就て述べる。
長装置を示す断面正面図でるる。図中(1)乃至02の
(−b′J造部動部分1図と共通である。但し、(8)
は第1図のルツボ(2)保持と異なり、種子結晶(5)
を保持するシャツl−である。06)は原料多結晶又は
単結晶でるる。θ′7)は高周波コイル、Q8)は其の
電極である。以下に其の機能に就て述べる。
高周波コイル07)によって原料結晶(16)内に誘導
電流が発生し、其の発熱によって溶融帯(4)が生じ、
原料(10と単結晶棒との表面張力により溶融帯(4)
が保持でれている。この状態で単結晶(6)並に原料結
晶(10ヲ相対的に高周波コイ/v(17)に対して移
両することによ勺種子結晶(5)より単結晶(6)が成
長する。
電流が発生し、其の発熱によって溶融帯(4)が生じ、
原料(10と単結晶棒との表面張力により溶融帯(4)
が保持でれている。この状態で単結晶(6)並に原料結
晶(10ヲ相対的に高周波コイ/v(17)に対して移
両することによ勺種子結晶(5)より単結晶(6)が成
長する。
其の時材料の移動速度及び高周波電流によって単結晶(
6)の寸法をコントロールする。
6)の寸法をコントロールする。
以上に述べた従来より使用遜れている引上法並に浮遊帯
溶面1法による単結晶成長装置では、発熱体並に溶融体
表面から輻射によって多くの熱が失なわれ、過剰な電力
を必要としていた。特に引上法による単結晶成長装置の
場合、初期材料多結晶をルツボ内に設置し、発p一体か
らの加セ(によってルツボを加熱し、熱伝心、輸1 U
=1によってこれを溶かしていた。其の際材料結晶の表
面(上部)は輻射によって熱を失なって浴融しに〈k1
時にはルツボ内面に付着するだめ更に全体を高温に加熱
する必要があった。其のためルツボ拐からの1′θ染も
増加している。又結晶成長中も長時間にわたり表面から
の熱輻射によって夕(損失が起り、過剰な電力の消費が
発生していた。又これ等の熱輻射は装置の内面で吸収さ
れるために器壁の温度上昇となυ、其の冷却のために多
量の冷却水を必要としていた。
溶面1法による単結晶成長装置では、発熱体並に溶融体
表面から輻射によって多くの熱が失なわれ、過剰な電力
を必要としていた。特に引上法による単結晶成長装置の
場合、初期材料多結晶をルツボ内に設置し、発p一体か
らの加セ(によってルツボを加熱し、熱伝心、輸1 U
=1によってこれを溶かしていた。其の際材料結晶の表
面(上部)は輻射によって熱を失なって浴融しに〈k1
時にはルツボ内面に付着するだめ更に全体を高温に加熱
する必要があった。其のためルツボ拐からの1′θ染も
増加している。又結晶成長中も長時間にわたり表面から
の熱輻射によって夕(損失が起り、過剰な電力の消費が
発生していた。又これ等の熱輻射は装置の内面で吸収さ
れるために器壁の温度上昇となυ、其の冷却のために多
量の冷却水を必要としていた。
本発明はこれ等の欠点を改善し、更に短円の温度分布を
改善する手段を提供するもので、以下に本発明の成長装
置の構造並に作用に就て詳卸Iに説明する。
改善する手段を提供するもので、以下に本発明の成長装
置の構造並に作用に就て詳卸Iに説明する。
第3図は不発明を引上法による単結晶成長装置に適用し
た一笑施例を示す断面正面図である。図中(1,9−1
)は引上室の上部蓋(1−1)の内面に、反Ωづ率の亮
い金属例えば銀、金、アルミニウム等を張着又はメッキ
した反射層を設けたものである。
た一笑施例を示す断面正面図である。図中(1,9−1
)は引上室の上部蓋(1−1)の内面に、反Ωづ率の亮
い金属例えば銀、金、アルミニウム等を張着又はメッキ
した反射層を設けたものである。
反射層は充分に水冷きれており、装置内の汚染源となる
ことはない。反射層の材料としては、銀が最適である。
ことはない。反射層の材料としては、銀が最適である。
シリコン半導体の場合、金は深いエネルギー準位を作り
半導体材料の特性を劣化させる傾向が6ff、アルミニ
ウムは表面が不安定で、尺応ガヌに刀して反応し易く、
シリコンに対してアクセプタ(PQ)不純物であり、且
つ異常に早い拡散速度を持っているために純度が下る欠
点を持っている。これに対し、銀(はシリコン中の溶解
度が低く、充分に水冷きれた状態では殆んど其の特性並
に純度に影響を与えることがなく、其の上加工も容易で
ある等の利点を持っている。
半導体材料の特性を劣化させる傾向が6ff、アルミニ
ウムは表面が不安定で、尺応ガヌに刀して反応し易く、
シリコンに対してアクセプタ(PQ)不純物であり、且
つ異常に早い拡散速度を持っているために純度が下る欠
点を持っている。これに対し、銀(はシリコン中の溶解
度が低く、充分に水冷きれた状態では殆んど其の特性並
に純度に影響を与えることがなく、其の上加工も容易で
ある等の利点を持っている。
この反射層は、シリコン熔融液面、ルツボ、発熱体から
の輻ル1熱を反則により効率良く溶融面に戻して其の保
温効果を高め、又反射面の形状を適宜選択することによ
って温度分布の調節を行ない、更に上部蓋(1−1)の
温度上昇を防いでいる。
の輻ル1熱を反則により効率良く溶融面に戻して其の保
温効果を高め、又反射面の形状を適宜選択することによ
って温度分布の調節を行ない、更に上部蓋(1−1)の
温度上昇を防いでいる。
(19−2)は同様に本発明を胴体部(1−2)の内面
に適用したものであり、発熱体から側面への輻射熱の損
失を防いでいる。(19−3)は下部フランジ(1−3
)の内面に本発明を適用したもので引上炉底部からの輻
射熱損失を防ぎ、保温効果を高めている。又図中の翰は
ルツボ受台(8)のルツボ(2」底部からの輻射熱によ
る加熱防止並にルツボ(2)底面の保温のために本発明
全実施した例を示す。
に適用したものであり、発熱体から側面への輻射熱の損
失を防いでいる。(19−3)は下部フランジ(1−3
)の内面に本発明を適用したもので引上炉底部からの輻
射熱損失を防ぎ、保温効果を高めている。又図中の翰は
ルツボ受台(8)のルツボ(2」底部からの輻射熱によ
る加熱防止並にルツボ(2)底面の保温のために本発明
全実施した例を示す。
以上に述べたように、結晶成長装置に本発明を適用する
ことによって原料溶融時の電力が節約出来ると同時に溶
融時間が短縮てれ、更に結晶成長時に於ける電力を著る
しく低減し、省エネルギー効果を揚げることが出来る。
ことによって原料溶融時の電力が節約出来ると同時に溶
融時間が短縮てれ、更に結晶成長時に於ける電力を著る
しく低減し、省エネルギー効果を揚げることが出来る。
第4図は本発明を浮遊帯溶融法による単結晶成長装置に
適用した一芙施例を示す1新面正而図である。図4 (
19−2)は単結晶成長室(1)の胴部内周に本発明を
適用したものであり、上述の引上法による単結晶成長装
置の場合と同様にして省エネルギー効果を揚げることが
出来、又内面の曲面形状の選択によって単結晶並に原料
多結晶の1111M度分布を効率的に調節することが出
来る。
適用した一芙施例を示す1新面正而図である。図4 (
19−2)は単結晶成長室(1)の胴部内周に本発明を
適用したものであり、上述の引上法による単結晶成長装
置の場合と同様にして省エネルギー効果を揚げることが
出来、又内面の曲面形状の選択によって単結晶並に原料
多結晶の1111M度分布を効率的に調節することが出
来る。
以上に、シリコンをズ]象とした結晶成長装置に就て説
明したが、本発明は他種のイシ料の結晶成長装置に適用
可能であり、又常圧、減圧或は加圧の執れの状態にも適
用することが出来る。
明したが、本発明は他種のイシ料の結晶成長装置に適用
可能であり、又常圧、減圧或は加圧の執れの状態にも適
用することが出来る。
以上に説明した拵造並に作用を有する本発明の結晶成長
装置は省エネルギー、生産口三の向上並に4’i K分
布調節による製品品質の向上管の所期の目的を完全に達
成するものである。
装置は省エネルギー、生産口三の向上並に4’i K分
布調節による製品品質の向上管の所期の目的を完全に達
成するものである。
第1図及び第2図は従来より一般に使用きれている夫々
引上法(CZ法)及び浮遊帯溶融法(FZ法)による単
結晶成長装置を示す断面正面図、第3図及び第4図は本
発明を夫々引上法及び浮遊帯溶融法による単結晶成長装
置に適用した一実施例を示す断面正面図である。 1:結晶成長室、1−1=上部蓋、1−2:胴体部、1
−3=下部フフンジ、2:カーボンルツボ、3:石英ル
ツボ、4:シリコン溶融体、5:種子結晶、6:単結晶
、7:引上シャフト、8:/L′ツボ受台、9−1 :
ガスの導入口、9−2 :ガスの排出口、10:ヒータ
ーの電]防、11:?I、lt1則用惹、12:冷却用
水パイプの水出入口、13二発熱抵抗体(又は高周波コ
イル)、14:保湿筒、15ニルツボ支持筒、16:原
料多結晶、17:高周波コイル、18:高周波コイ/l
/電極、19−L12−2.19−3=結晶成長室(1
)の夫々上蓋部(1−1,)、胴体部(1−2)。 下部フランジ(1−3)の内面に設けた反射層、20ニ
ルツボ受台(8)上面に設けた反射層。
引上法(CZ法)及び浮遊帯溶融法(FZ法)による単
結晶成長装置を示す断面正面図、第3図及び第4図は本
発明を夫々引上法及び浮遊帯溶融法による単結晶成長装
置に適用した一実施例を示す断面正面図である。 1:結晶成長室、1−1=上部蓋、1−2:胴体部、1
−3=下部フフンジ、2:カーボンルツボ、3:石英ル
ツボ、4:シリコン溶融体、5:種子結晶、6:単結晶
、7:引上シャフト、8:/L′ツボ受台、9−1 :
ガスの導入口、9−2 :ガスの排出口、10:ヒータ
ーの電]防、11:?I、lt1則用惹、12:冷却用
水パイプの水出入口、13二発熱抵抗体(又は高周波コ
イル)、14:保湿筒、15ニルツボ支持筒、16:原
料多結晶、17:高周波コイル、18:高周波コイ/l
/電極、19−L12−2.19−3=結晶成長室(1
)の夫々上蓋部(1−1,)、胴体部(1−2)。 下部フランジ(1−3)の内面に設けた反射層、20ニ
ルツボ受台(8)上面に設けた反射層。
Claims (1)
- (1)金犀製の単結晶棒製造装置に於て、内部に設けら
れた高温部を取巻く装置の内面に銀或は銀をメッキした
鋼板等の反射層を設は且つこれを水冷するよう設けたこ
とを特徴とする結晶成長装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7457783A JPS59199598A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7457783A JPS59199598A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 結晶成長装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59199598A true JPS59199598A (ja) | 1984-11-12 |
JPH0471871B2 JPH0471871B2 (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=13551171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7457783A Granted JPS59199598A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59199598A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100450866B1 (ko) * | 2001-11-30 | 2004-10-01 | 주식회사 실트론 | 잉곳 성장용 챔버의 커버 |
KR100964356B1 (ko) | 2009-09-28 | 2010-06-17 | 퀄리플로나라테크 주식회사 | 실리콘 잉곳 성장 장치 및 실리콘 잉곳 성장 장치에 구비되는 진공 챔버용 몸체 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3650701A (en) * | 1970-07-22 | 1972-03-21 | Commissariat Energie Atomique | Apparatus for growing crystalline bodies |
JPS5325717A (en) * | 1976-08-23 | 1978-03-09 | Borg Warner | Exhaust gas heat exchanger |
JPS5595319A (en) * | 1979-01-12 | 1980-07-19 | Wacker Chemitronic | Pure semiconductor material* specially silicon precipitating device and method |
JPS56134595A (en) * | 1980-02-27 | 1981-10-21 | Siemens Ag | Silicon rod crucible free zone melting method and device |
JPS5836998A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-04 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶シリコン引上装置 |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP7457783A patent/JPS59199598A/ja active Granted
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3650701A (en) * | 1970-07-22 | 1972-03-21 | Commissariat Energie Atomique | Apparatus for growing crystalline bodies |
JPS5325717A (en) * | 1976-08-23 | 1978-03-09 | Borg Warner | Exhaust gas heat exchanger |
JPS5595319A (en) * | 1979-01-12 | 1980-07-19 | Wacker Chemitronic | Pure semiconductor material* specially silicon precipitating device and method |
JPS56134595A (en) * | 1980-02-27 | 1981-10-21 | Siemens Ag | Silicon rod crucible free zone melting method and device |
JPS5836998A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-04 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶シリコン引上装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100450866B1 (ko) * | 2001-11-30 | 2004-10-01 | 주식회사 실트론 | 잉곳 성장용 챔버의 커버 |
KR100964356B1 (ko) | 2009-09-28 | 2010-06-17 | 퀄리플로나라테크 주식회사 | 실리콘 잉곳 성장 장치 및 실리콘 잉곳 성장 장치에 구비되는 진공 챔버용 몸체 |
WO2011037317A3 (ko) * | 2009-09-28 | 2011-06-16 | 퀄리플로나라테크(주) | 실리콘 잉곳 성장 장치 및 실리콘 잉곳 성장 장치에 구비되는 진공 챔버용 몸체 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0471871B2 (ja) | 1992-11-16 |
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