JPS5964592A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
- Publication number
- JPS5964592A JPS5964592A JP16951382A JP16951382A JPS5964592A JP S5964592 A JPS5964592 A JP S5964592A JP 16951382 A JP16951382 A JP 16951382A JP 16951382 A JP16951382 A JP 16951382A JP S5964592 A JPS5964592 A JP S5964592A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- melt
- interface
- crucible
- temperature
- 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
Links
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
- C30B15/20—Controlling or regulating
- C30B15/22—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of 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)
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】
（１）発明の技術分野
本発明は、結晶成長方法に関し、さらに詳しく述べると
、半導体工業において主として用いられている１例えば
シリコン単結晶をチョクラルスキー結晶成長法によシ成
長する方法に関する。
、半導体工業において主として用いられている１例えば
シリコン単結晶をチョクラルスキー結晶成長法によシ成
長する方法に関する。
（２）技術の背景
単結晶成長技術の１つにチョクラルスキー法があること
ｔま周知の通シである。チョクラルスキー法（以下、Ｃ
Ｚ法と略記する）Ｆｉ、得られた単結晶に線状欠陥の発
生を殆んど導びがず、また、インゴット横断面の半径方
向の抵抗率変動が小さくかつインゴットの大直径化が容
易である。Ｃ２法は、一般に、高温に加熱された例えば
石英ルツボのような容器の中で原料を溶融し、この融液
に上方から単結晶の小片（種子）を接触させ、よくなじ
ませてから種子を上方に引き上げることによって次々と
新しい単結晶ｆｆ：成長させることからなっている。こ
のとき、周°囲の雰囲気としては、通常、アルゴンガス
が用いられる。
ｔま周知の通シである。チョクラルスキー法（以下、Ｃ
Ｚ法と略記する）Ｆｉ、得られた単結晶に線状欠陥の発
生を殆んど導びがず、また、インゴット横断面の半径方
向の抵抗率変動が小さくかつインゴットの大直径化が容
易である。Ｃ２法は、一般に、高温に加熱された例えば
石英ルツボのような容器の中で原料を溶融し、この融液
に上方から単結晶の小片（種子）を接触させ、よくなじ
ませてから種子を上方に引き上げることによって次々と
新しい単結晶ｆｆ：成長させることからなっている。こ
のとき、周°囲の雰囲気としては、通常、アルゴンガス
が用いられる。
（３）従来技術と問題点
ＣＺ法によって結晶成長を行なう場合、直径制御が１つ
のＭ要な味題となっている。なぜなら、直径の一様な結
晶は、歩留シをはじめ、ハンドリング自動化などに有効
であるからである。
のＭ要な味題となっている。なぜなら、直径の一様な結
晶は、歩留シをはじめ、ハンドリング自動化などに有効
であるからである。
得られる結晶の直径を制御するため、結晶成長速度をに
更してそれを行なうのが慣用の方法である。すなわち、
この方法に従うと、結晶の直径が増加してきた場合には
結晶の引き上げ速度を早め、反対の場合にはそれを遅ら
せる。しかしながら、このような結晶成長速度の変更は
、好ましくないことに、成長縞の形成を惹起する。成長
縞が結晶に出来てくると、その加工を通じて得られるウ
ェハーごとに例えば電気的特性などのよう々結晶特性が
異なってくるので、望捷しくない。
更してそれを行なうのが慣用の方法である。すなわち、
この方法に従うと、結晶の直径が増加してきた場合には
結晶の引き上げ速度を早め、反対の場合にはそれを遅ら
せる。しかしながら、このような結晶成長速度の変更は
、好ましくないことに、成長縞の形成を惹起する。成長
縞が結晶に出来てくると、その加工を通じて得られるウ
ェハーごとに例えば電気的特性などのよう々結晶特性が
異なってくるので、望捷しくない。
従来、結晶成長速度は融液の温度に依存するという事実
にかんがみて、融液全体の温度を調節することによって
結晶成長速度を変更し、よって、結晶の引き上げ速度を
一定にしてやるという解決策がとられている。この解決
策は、しかしながら、融液の熱容量が大であることに原
因して、熱のコントロールにかなシの長時間を必要とし
、また、技術的に実施が煩雑である。さらに、結晶成長
速度を一定に保つことは、結晶成長が進むにつれて結晶
の長さ、そしてそれにつれて熱伝導量が変化するため、
非常な困難を伴ない、また、場合によって、異常成長を
生じやすい。
にかんがみて、融液全体の温度を調節することによって
結晶成長速度を変更し、よって、結晶の引き上げ速度を
一定にしてやるという解決策がとられている。この解決
策は、しかしながら、融液の熱容量が大であることに原
因して、熱のコントロールにかなシの長時間を必要とし
、また、技術的に実施が煩雑である。さらに、結晶成長
速度を一定に保つことは、結晶成長が進むにつれて結晶
の長さ、そしてそれにつれて熱伝導量が変化するため、
非常な困難を伴ない、また、場合によって、異常成長を
生じやすい。
（４）発明の目的
本発明の目的は、Ｃ２法によ多結晶の製造を行なう場合
に、上記したような従来技術の欠点を伴なわないで結晶
成長速度を制御し、よって、直径の一様な単結晶を製造
することを可能ならしめるような結晶成長方法を提供す
ることにある。
に、上記したような従来技術の欠点を伴なわないで結晶
成長速度を制御し、よって、直径の一様な単結晶を製造
することを可能ならしめるような結晶成長方法を提供す
ることにある。
（５）発明のｉｆｆ成
本発明渚らは、この７也ひ、結晶成長速度は結晶−融液
界ｍ」での温度勾配に大きく依存するという知見にもと
づいて、結晶−融餞界面の温度分布を制御することによ
って０１期の目的を達成し得るということを見い出した
。すなわち、本発明の目的は、結晶成長用融液に種結晶
を接触芒せ、結晶を引き上げ成長する１ｋＪ５、結晶成
長部と該融液との界面近傍の温度分布を制御しつつ成長
することによシ達成される。
界ｍ」での温度勾配に大きく依存するという知見にもと
づいて、結晶−融餞界面の温度分布を制御することによ
って０１期の目的を達成し得るということを見い出した
。すなわち、本発明の目的は、結晶成長用融液に種結晶
を接触芒せ、結晶を引き上げ成長する１ｋＪ５、結晶成
長部と該融液との界面近傍の温度分布を制御しつつ成長
することによシ達成される。
本発明を完成するに至った背景として、次の事実をあげ
ることができる二〇ｚ法によ多結晶成長を行なう場合、
結晶−融液界面より供給込れる熱と結晶中を伝導してい
く熱とによって結晶−融液界面付近の温度内乱が決定さ
れる。さらに、結晶の熱伝導量は、それが結晶の長さに
依存するために、結晶が成長するにつれて刻々と変化す
る。そのため、結晶−融液界面近傍 結晶成長過程において著しい。本発明は、結晶中での発
熱量、または周囲よｐ熱を供給する際の供給熱量を変え
て、結晶成長時の結晶の長さによらず結晶−融液界面付
近の温度分布を一定としたものである。
ることができる二〇ｚ法によ多結晶成長を行なう場合、
結晶−融液界面より供給込れる熱と結晶中を伝導してい
く熱とによって結晶−融液界面付近の温度内乱が決定さ
れる。さらに、結晶の熱伝導量は、それが結晶の長さに
依存するために、結晶が成長するにつれて刻々と変化す
る。そのため、結晶−融液界面近傍 結晶成長過程において著しい。本発明は、結晶中での発
熱量、または周囲よｐ熱を供給する際の供給熱量を変え
て、結晶成長時の結晶の長さによらず結晶−融液界面付
近の温度分布を一定としたものである。
本発明は、それを実施する場合、結晶−融液界面近傍の
結晶周囲に配置爆れるべき加熱手段の位置を変更したり
その電力を調節したシして結晶−融液界面の温度分布を
制御することができる。
結晶周囲に配置爆れるべき加熱手段の位置を変更したり
その電力を調節したシして結晶−融液界面の温度分布を
制御することができる。
本発明において用いられる加熱手段は、それが結晶−融
液界面の温度分布制御に好ましくない影響を及はさない
限シ、この技術分野において常用されているもののなか
から任意に選択して使用することができる。適当な加熱
手段として、例えばグラファイトモーターなどのような
抵抗加熱式のもの、そして例えば高周波コイルなどのよ
うな高周波加熱式のものをあげることができる。必要に
応じて、電子ビーム加熱、輻射加熱などのようなその他
の加熱手段もまた任意に使用することができる。なお、
加熱コイルを使用する場合、それを二重巻きなどして使
用することもできる。
液界面の温度分布制御に好ましくない影響を及はさない
限シ、この技術分野において常用されているもののなか
から任意に選択して使用することができる。適当な加熱
手段として、例えばグラファイトモーターなどのような
抵抗加熱式のもの、そして例えば高周波コイルなどのよ
うな高周波加熱式のものをあげることができる。必要に
応じて、電子ビーム加熱、輻射加熱などのようなその他
の加熱手段もまた任意に使用することができる。なお、
加熱コイルを使用する場合、それを二重巻きなどして使
用することもできる。
引き上げ成長中の結晶の直径は、この技術分野において
常用されている手法、例えば重量法、ＴＶ画像法、Ｘ線
法などを使用して測定することができる。
常用されている手法、例えば重量法、ＴＶ画像法、Ｘ線
法などを使用して測定することができる。
上記した直径測定の結果から、加熱手段を作動さぜたシ
停止芒せたシし、よって、結晶成長速度を制御して結晶
の直径を一様に保つことができる。
停止芒せたシし、よって、結晶成長速度を制御して結晶
の直径を一様に保つことができる。
例えば、結晶を通しての熱伝導損失が大きい場合には、
力ｎ熱手段に多量の電力を供給してこの熱損失を補い、
熱損失が小さくなったら電力の供給を少なくし、温度分
布を制御する。
力ｎ熱手段に多量の電力を供給してこの熱損失を補い、
熱損失が小さくなったら電力の供給を少なくし、温度分
布を制御する。
（６）発明の実施例
次に、添付の図面を参照しながら本発明方法の好ましい
一例を説明する。なお、ここではシリコン単結晶の製造
について説明するけれども、その他の単結晶、例えはＧ
ａＰ ＋ Ｇｅ ＋α−Ａｔ２０３なども本発明に従い
同様に製造し得るということを理解されたい。
一例を説明する。なお、ここではシリコン単結晶の製造
について説明するけれども、その他の単結晶、例えはＧ
ａＰ ＋ Ｇｅ ＋α−Ａｔ２０３なども本発明に従い
同様に製造し得るということを理解されたい。
図中のｌＦｉ石英ルツゴであシ、これにシリコン融液２
が収容されている。成長中のシリコン単結晶は３で示さ
れておシ、図中矢印で示されるように引き上げられてい
る。ルツボ１の外周にはそれを包み込む形で結晶成長源
を溶融する、即ちシリコン融液２全形成する加熱コイル
４が配置されている。結晶−融液界面近傍の結晶の周囲
には界面温度分布制御用の加熱コイル５が配洛芒れてい
る。
が収容されている。成長中のシリコン単結晶は３で示さ
れておシ、図中矢印で示されるように引き上げられてい
る。ルツボ１の外周にはそれを包み込む形で結晶成長源
を溶融する、即ちシリコン融液２全形成する加熱コイル
４が配置されている。結晶−融液界面近傍の結晶の周囲
には界面温度分布制御用の加熱コイル５が配洛芒れてい
る。
本実施例の加熱コイル５は円形で、例えば４〔インチ〕
径の結晶を成長させる場合には、径は約５〔インチ〕、
そして界面から約２〔インチ〕のところまでコイルが配
設されている。そして加熱コイル５に電流を流すること
により例えはシリコンでは１２００〜１６００〔℃〕程
度の範囲で温度を瞬間的又は持続的に制御している。ル
ツボ１にはそれに収容されたシリコン融液２の温匿を制
御するため、感温用の熱電対（図示せず）が取シ付けら
れておシ、また、シリコン単結晶３の近傍には、その直
径を制御するため、直径制御手段（図示せず）が取シ付
けられている。
径の結晶を成長させる場合には、径は約５〔インチ〕、
そして界面から約２〔インチ〕のところまでコイルが配
設されている。そして加熱コイル５に電流を流すること
により例えはシリコンでは１２００〜１６００〔℃〕程
度の範囲で温度を瞬間的又は持続的に制御している。ル
ツボ１にはそれに収容されたシリコン融液２の温匿を制
御するため、感温用の熱電対（図示せず）が取シ付けら
れておシ、また、シリコン単結晶３の近傍には、その直
径を制御するため、直径制御手段（図示せず）が取シ付
けられている。
（７）発明の効果
本発明に従うと、従来技術に特有の欠点であった成長縞
の形成を伴なわないで結晶成長速度を一定に保つことが
でき、よって、短時間のうちにかつ簡単な制御でもって
、直径の一様な特性にすぐれた単結晶を製造することが
できる。
の形成を伴なわないで結晶成長速度を一定に保つことが
でき、よって、短時間のうちにかつ簡単な制御でもって
、直径の一様な特性にすぐれた単結晶を製造することが
できる。
図は、本発明の好寸しい一例を示した略示断面図で゛あ
り、図中の１は石英ルツボ、２はシリコン融液、３はシ
リコン単結晶、４は融液用加熱コイル、セして５は界面
温度分布制御用加熱コイルである。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 官 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 １）幸 男 弁理士 山 日 昭 之 ＝５５：
り、図中の１は石英ルツボ、２はシリコン融液、３はシ
リコン単結晶、４は融液用加熱コイル、セして５は界面
温度分布制御用加熱コイルである。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 官 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 １）幸 男 弁理士 山 日 昭 之 ＝５５：
Claims (1)
- １、結晶成長用融液に種結晶を接触させ、結晶を引き上
げ成長する際、結晶成長部と該融液との界面近傍の温度
分布を制御しつつ成長することを特徴とする結晶成長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16951382A JPS5964592A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16951382A JPS5964592A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5964592A true JPS5964592A (ja) | 1984-04-12 |
Family
ID=15887897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16951382A Pending JPS5964592A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5964592A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009056638A1 (de) * | 2009-12-02 | 2011-06-09 | Siltronic Ag | Verfahren zum Ziehen eines Einkristalls aus Silizium mit einem Abschnitt mit gleich bleibenden Durchmesser |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP16951382A patent/JPS5964592A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009056638A1 (de) * | 2009-12-02 | 2011-06-09 | Siltronic Ag | Verfahren zum Ziehen eines Einkristalls aus Silizium mit einem Abschnitt mit gleich bleibenden Durchmesser |
| DE102009056638B4 (de) * | 2009-12-02 | 2013-08-01 | Siltronic Ag | Verfahren zum Ziehen eines Einkristalls aus Silizium mit einem Abschnitt mit gleich bleibendem Durchmesser |
| US8906157B2 (en) | 2009-12-02 | 2014-12-09 | Siltronic Ag | Method for pulling a single crystal composed of silicon with a section having a diameter that remains constant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4147599B2 (ja) | シリコン単結晶及びその製造方法 | |
| JPS6046998A (ja) | 単結晶引上方法及びそのための装置 | |
| KR20180101586A (ko) | 실리콘 단결정의 제조 방법 | |
| JPH076972A (ja) | シリコン単結晶の成長方法及び装置 | |
| JP5392040B2 (ja) | 単結晶製造装置及び単結晶製造方法 | |
| JPH07267776A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JPS5964592A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JPS5930795A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| JPH10287488A (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JP4218460B2 (ja) | 単結晶製造用黒鉛ヒーター及び単結晶製造装置ならびに単結晶製造方法 | |
| JP4134800B2 (ja) | 単結晶製造用黒鉛ヒーター及び単結晶製造装置ならびに単結晶製造方法 | |
| JP2014058414A (ja) | 評価用シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPH0259494A (ja) | シリコン単結晶の製造方法及び装置 | |
| JP2531875B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP4315502B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPS6011297A (ja) | 結晶育成制御方法及び制御装置 | |
| JPH05319973A (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JPS62197398A (ja) | 単結晶の引上方法 | |
| JPH08333189A (ja) | 結晶引き上げ装置 | |
| JPH04164889A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| KR101339151B1 (ko) | 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법 | |
| JPH07291783A (ja) | シリコン単結晶およびその製造方法 | |
| JPH06144987A (ja) | 単結晶成長装置 | |
| JP2726887B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP2004203634A (ja) | 半導体単結晶製造方法 |