JPS5950628B2 - 単結晶シリコン引上げ用窒化珪素製治具 - Google Patents
単結晶シリコン引上げ用窒化珪素製治具Info
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- JPS5950628B2 JPS5950628B2 JP57065775A JP6577582A JPS5950628B2 JP S5950628 B2 JPS5950628 B2 JP S5950628B2 JP 57065775 A JP57065775 A JP 57065775A JP 6577582 A JP6577582 A JP 6577582A JP S5950628 B2 JPS5950628 B2 JP S5950628B2
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- Japan
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- silicon nitride
- single crystal
- crystal
- jig
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- Expired
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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
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、円柱状もしくは板状の単結晶シリコンを引上
げる際に用いられる窒化珪素製治具に関する。
げる際に用いられる窒化珪素製治具に関する。
半導体ウェハを切出すための円柱状単結晶シリコンの製
造方法としてはチョクラルスキー法（ＣＺ法）が知られ
ている。
造方法としてはチョクラルスキー法（ＣＺ法）が知られ
ている。
この方法はシリコン原料をルツボ内で溶融し、この溶融
シリコンに種結晶を浸し、この種結晶を引上げることに
より円柱状単結晶シリコンを製造するものである。
シリコンに種結晶を浸し、この種結晶を引上げることに
より円柱状単結晶シリコンを製造するものである。
上述したＣ７法においては、従来、ルツボとして石英ガ
ラス製のものが用いられている。
ラス製のものが用いられている。
しかしながら、石英ガラス製のルツボを用いた場合、石
英ガラスと溶融シリコンとが反応し、反応生成物が酸素
不純物としてシリコン結晶中に取り込まれる。
英ガラスと溶融シリコンとが反応し、反応生成物が酸素
不純物としてシリコン結晶中に取り込まれる。
シリコン結晶中の酸素不純物は結晶欠陥の原因となるた
め、製造される集積回路の特性を悪化させるという欠点
がある。
め、製造される集積回路の特性を悪化させるという欠点
がある。
また、板状単結晶シリコンの製造方法としてはＥＦＧ法
（ｅｄｇｅ ｄｅｆｉｎｅｄ ｆｉｌｍ ｆｅｅｄ ｇ
ｒｏｗｔｈ法）が知られている。
（ｅｄｇｅ ｄｅｆｉｎｅｄ ｆｉｌｍ ｆｅｅｄ ｇ
ｒｏｗｔｈ法）が知られている。
この方法はシリコン原料をルツボ内で溶融し、この溶融
シリコンに中空枠状のダイの一端側を浸し、ダイの中空
部を毛管現象により上昇してきた溶融シリコンに板状種
結晶を浸してこの種結晶を引上げることにより、板状単
結晶シリコンを製造するものである。
シリコンに中空枠状のダイの一端側を浸し、ダイの中空
部を毛管現象により上昇してきた溶融シリコンに板状種
結晶を浸してこの種結晶を引上げることにより、板状単
結晶シリコンを製造するものである。
上述したＥＦＧ法においては、従来、ルツボとして石英
ガラス製のものが、ダイとしてカーボン製のものが夫々
用いられている。
ガラス製のものが、ダイとしてカーボン製のものが夫々
用いられている。
しかしながら、石英ガラス製のルツボはＣＺ法の場合と
同様な欠点を有するうえに、カーボン製のダイを用いた
場合にはカーボンが溶融シリコンと反応して炭化珪素を
生じ易く、こうした炭化珪素がダイの中空部周辺に形成
されるとシリコン結晶の引上げが困難となるだけで゛な
くシリコン結晶が多結晶化するという欠点がある。
同様な欠点を有するうえに、カーボン製のダイを用いた
場合にはカーボンが溶融シリコンと反応して炭化珪素を
生じ易く、こうした炭化珪素がダイの中空部周辺に形成
されるとシリコン結晶の引上げが困難となるだけで゛な
くシリコン結晶が多結晶化するという欠点がある。
そこで本発明者らはルツボ、ダイ等の治具として溶融シ
リコンとほとんど反応しない窒化珪素製のものを用いる
ことを考え、先に特願昭５６−７０４７４において、単
結晶シリコン引上げ用窒化珪素製ルツボについて開示し
た。
リコンとほとんど反応しない窒化珪素製のものを用いる
ことを考え、先に特願昭５６−７０４７４において、単
結晶シリコン引上げ用窒化珪素製ルツボについて開示し
た。
上述した窒化珪素製油具をシリコン結晶の引上げに用い
れば、多くの場合酸素濃度が低く、良質の単結晶シリコ
ンを製造することができる。
れば、多くの場合酸素濃度が低く、良質の単結晶シリコ
ンを製造することができる。
しかし、窒化珪素製油具を用いた場合でも治具の性状に
よってはシリコン結晶が多結晶化することがあることが
判明した。
よってはシリコン結晶が多結晶化することがあることが
判明した。
本発明者らはシリコン結晶が多結晶化する原因について
種々検討した結果、治具の溶融シリコンと接触する部位
の表面粗さが粗い場合に、シリコン結晶が多結晶化する
ことを究明した。
種々検討した結果、治具の溶融シリコンと接触する部位
の表面粗さが粗い場合に、シリコン結晶が多結晶化する
ことを究明した。
すなわち、治具の表面粗さが粗い場合には、溶融シリコ
ンと接触する治具の表面積が大きく、治具の窒化珪素が
溶融シリコンに溶解し易くなる。
ンと接触する治具の表面積が大きく、治具の窒化珪素が
溶融シリコンに溶解し易くなる。
溶融シリコンに溶解みた窒化珪素はシリコン結晶を引上
げる際にβ相窒化珪素として溶融シリコン表面に析出し
、シリコン結晶インゴットに取り込まれる。
げる際にβ相窒化珪素として溶融シリコン表面に析出し
、シリコン結晶インゴットに取り込まれる。
インゴットに取り込まれた窒化珪素はシリコン結晶に転
位を発生させる原因となるため、シリコン結晶が多結晶
化すると考えられる。
位を発生させる原因となるため、シリコン結晶が多結晶
化すると考えられる。
本発明者らは上記究明に基づいて更に検討した結果、引
上げられる結晶シリコンが単結晶となるか多結晶となる
かの境界は窒化珪素製油具の溶融シリコンと接触する部
位の表面粗さがＨｍａｘで約４００μｍであることを見
出しこ更にＨｍａｘが４００μｍ以下である部分の面積
が９０％以上であるならば常に良質の単結晶シリコンを
製造し得ることを見出した。
上げられる結晶シリコンが単結晶となるか多結晶となる
かの境界は窒化珪素製油具の溶融シリコンと接触する部
位の表面粗さがＨｍａｘで約４００μｍであることを見
出しこ更にＨｍａｘが４００μｍ以下である部分の面積
が９０％以上であるならば常に良質の単結晶シリコンを
製造し得ることを見出した。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例 １−６
まず、ルツボ形状のカーボン基材をＣｖｐ反応炉内に設
置し、ＣＶＤ反応炉外周に配設されたヒータによりＣＶ
Ｄ反応炉内の温度を下記表に示す温度まで上昇させた。
置し、ＣＶＤ反応炉外周に配設されたヒータによりＣＶ
Ｄ反応炉内の温度を下記表に示す温度まで上昇させた。
次に、ＣＶＤ反応炉内に５ｉＣ１４ガス及びＮＨ３ガス
をＨ２ガスをキャリアガスとして供給した。
をＨ２ガスをキャリアガスとして供給した。
これらのガスはＣＶＤ反応炉内で反応し、前記カーボン
基材の内表面に下記表に示す成長速度で結晶質窒化珪素
膜が被着した。
基材の内表面に下記表に示す成長速度で結晶質窒化珪素
膜が被着した。
ＣＶＤ反応炉内の温度が高くなればなるほど、また、窒
化珪素膜の成長速度が速くなればなるほど窒化珪素膜の
表面粗さは粗くなるとともに局所的に異浄成長が起こり
、突起部が生じる場合もある。
化珪素膜の成長速度が速くなればなるほど窒化珪素膜の
表面粗さは粗くなるとともに局所的に異浄成長が起こり
、突起部が生じる場合もある。
このようにカーボン基材に窒化珪素膜を被着させて６種
の窒化珪素製ルツボを得た。
の窒化珪素製ルツボを得た。
得られた窒化珪素製ルツボの内表面を１０ｍｍ角に区画
し、全ての区画についてＪＩＳ Ｂ ０６０１により
表面粗さを測定してＨｍａｘが４００μｍ以下であった
部分の面積の割合を下記表に併記する。
し、全ての区画についてＪＩＳ Ｂ ０６０１により
表面粗さを測定してＨｍａｘが４００μｍ以下であった
部分の面積の割合を下記表に併記する。
また、これらの窒化珪素製ルツボを用いてＣＺ法により
引上げられたシリコン結晶の結晶状態を下記表に併記す
る。
引上げられたシリコン結晶の結晶状態を下記表に併記す
る。
なお、下記表中比較例１〜３は実施例１〜６よりも高温
かあるいは成長速度が速い条件で製造された窒化珪素製
ルツボであり、Ｈｍａｘが４００μｍ以下の部分の面積
が本発明の範囲より小さいものである。
かあるいは成長速度が速い条件で製造された窒化珪素製
ルツボであり、Ｈｍａｘが４００μｍ以下の部分の面積
が本発明の範囲より小さいものである。
上記表から明らかなようにＨｍａｘが４００μｍ以下の
部分の面積が９０％以上である実施例１〜６の窒化珪素
製ルツボを用いて引上げられたシリコン結晶はいずれも
単結晶であった。
部分の面積が９０％以上である実施例１〜６の窒化珪素
製ルツボを用いて引上げられたシリコン結晶はいずれも
単結晶であった。
これに対してＨｍａｘが４００μｍ以下の部分の面積が
９０％未満である比較例１〜３の窒化珪素製ルツボを用
いてシリコン結晶の引上げを行った際には溶融シリコン
表面に析出したβ相窒化珪素の量が多く、引上げられた
シリコン結晶はいずれも多結晶であった。
９０％未満である比較例１〜３の窒化珪素製ルツボを用
いてシリコン結晶の引上げを行った際には溶融シリコン
表面に析出したβ相窒化珪素の量が多く、引上げられた
シリコン結晶はいずれも多結晶であった。
なお、窒化珪素製ルツボの内表面の面積の９０％以上の
表面粗さをＨｍａｘで４００μｍ以下にするには、実施
例１〜６のように温度及び窒化珪素膜の成長速度で制御
する方法に限らず、機械加工あるいはエツチングで行っ
てもよい。
表面粗さをＨｍａｘで４００μｍ以下にするには、実施
例１〜６のように温度及び窒化珪素膜の成長速度で制御
する方法に限らず、機械加工あるいはエツチングで行っ
てもよい。
例えば比較例１〜３の窒化珪素製ルツボの内表面を機械
加工してＨｍａｘが４００μｍ以下である部分の面積を
９０％以上にすると単結晶シリコンを引上げることがで
きた。
加工してＨｍａｘが４００μｍ以下である部分の面積を
９０％以上にすると単結晶シリコンを引上げることがで
きた。
以上詳述した如く本発明によれば、常に良質の単結晶シ
リコンを製造し得る単結晶シリコン引上げ用窒化珪素製
油具を提供できるものである。
リコンを製造し得る単結晶シリコン引上げ用窒化珪素製
油具を提供できるものである。
Claims (1)
- １ 溶融シリコンから円柱状もしくは板状の単結晶シリ
コンを引上げる際に用いられる治具において、前記溶融
シリコンと接触する部位の面積の９０％以上の表面粗さ
がＨｍａｘで４００μｍ以下であることを特徴とする単
結晶シリコン引上げ用窒化珪素製油具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57065775A JPS5950628B2 (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | 単結晶シリコン引上げ用窒化珪素製治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57065775A JPS5950628B2 (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | 単結晶シリコン引上げ用窒化珪素製治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58185495A JPS58185495A (ja) | 1983-10-29 |
| JPS5950628B2 true JPS5950628B2 (ja) | 1984-12-10 |
Family
ID=13296739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57065775A Expired JPS5950628B2 (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | 単結晶シリコン引上げ用窒化珪素製治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950628B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62110814U (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-15 | ||
| JPH0317712U (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-21 |
-
1982
- 1982-04-20 JP JP57065775A patent/JPS5950628B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62110814U (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-15 | ||
| JPH0317712U (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58185495A (ja) | 1983-10-29 |
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