JPS5973492A - 帯状シリコン結晶の製造装置 - Google Patents
帯状シリコン結晶の製造装置Info
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- JPS5973492A JPS5973492A JP18287082A JP18287082A JPS5973492A JP S5973492 A JPS5973492 A JP S5973492A JP 18287082 A JP18287082 A JP 18287082A JP 18287082 A JP18287082 A JP 18287082A JP S5973492 A JPS5973492 A JP S5973492A
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- capillary
- dies
- silicon
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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
- C30B15/34—Edge-defined film-fed crystal-growth using dies or slits
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は帯状シリコン結晶の製造装置に関する。
シリコン融液中から帯状シリコン結晶を引上げる方法の
ひとつとして、キャピラリ・ダイを用いるＥＦＧ法（Ｅ
ｄｇｅ−ｄｅ目ｎｏｄ Ｆｉｌｍ−ｆｅｄ Ｇｒｏｗｔ
ｈ ｍｅｔｈｏｄ）がよく知られているが、このような
キャピラリ・ダイな用いる方法の原産は、Ｔｓｌｖｉｎ
ａｋｉｌらによる以下のような方法にある（８． Ｖ、
Ｔｉ１ｖｉｎｉｋ目ｅｔａ１．。
ひとつとして、キャピラリ・ダイを用いるＥＦＧ法（Ｅ
ｄｇｅ−ｄｅ目ｎｏｄ Ｆｉｌｍ−ｆｅｄ Ｇｒｏｗｔ
ｈ ｍｅｔｈｏｄ）がよく知られているが、このような
キャピラリ・ダイな用いる方法の原産は、Ｔｓｌｖｉｎ
ａｋｉｌらによる以下のような方法にある（８． Ｖ、
Ｔｉ１ｖｉｎｉｋ目ｅｔａ１．。
Ｓｏｗ、 Ｐｈｙｓ、 −８ｏｌｉｄ ８ｔａｔｅ ｖ
ｏｌ、 ８（１９６６）ｐ４４９−４５０）。
ｏｌ、 ８（１９６６）ｐ４４９−４５０）。
用いられる装置は第１図（ａ）のようなものであシ、黒
鉛るつぼｌ中に２本の円柱形タングステンロッド２を設
置する。それぞれのロッド２には同図の如くスリット８
が切っである（以下このスリットのあるロッドを指して
これもキャピラリダイと称する）。るつぼｌ中にシリコ
ン融液４（ただしＴｓｌｖｉｎｓｋｌｌらの文献の場合
はゲルマニウム融液）を充填すると、シリコン融液４は
毛細管現象によシキャビラリ・ダイ２のスリット８に沿
って上昇し、キャピラリ・ダイ２の上端に達する。２個
のキャピラリ・ダイ２の両スリット３の間隔とほぼ同程
度の幅を有する板状種子結晶（或いはタングステン板）
６を、キャピラリ・ダイ２上のシリコン融液に種子付け
すると、両キャピラリ・ダイ間にも表面張力によシリコ
ン融液が山裾状に張られ、同図の如く固液界面６が形成
される。この後種子結晶５を引上げることにより、連続
的に帯状シリコン結晶７が成長するのである、しかし、
キャピラリ・ダイ上のシリコン融液形状は、ダイ上端面
の形状で規定されるがゆえ、得られる結晶はその幅方向
の中央部では帯状であるが、両端部においては結晶幅方
向の断面が円形をなし、第１図（ｂ）のような断面をし
た結晶となってしまう。かかる結晶の形状は素子を形成
する上で障害となる。またこの方法では、７リコン融液
上に露出したキャピラリ・ダイの高さが高いと、穐子付
けの際に両ダイ間にシリコン融液が張らなかったシ、或
いは、成長途中で（融液の減少に伴ない）結晶中央部で
融液が結晶から離れる、即ち、結晶が切れるという難点
があシ、逆にΦヤビラリ・ダイの高さが低いと結晶中央
部では結晶から張られた融液の裾が広いために所望以上
の厚い結晶が成長してしまうという問題点がある。厚さ
が一様に０．５鰭程匿の幅の広い帯状シリコン結晶をこ
の方法で製造しようとすれば、まず２個のキャピラリ・
ダイ上端面の直径を０．５Ｗ程度にすることが考えられ
るが、この場合でも、キャピラリ・ダイ上で成長する結
晶の断面はダイ上端面形状によシ規定されるため、やは
り、得られる結晶はその両端部では断面が円形状で、中
央部の結晶の厚さが薄いという第１図（ｂ）の如き断面
を有する結晶となる。これを防ぐために、上端面が半円
形のキャピラリダイを対向させることで解決を図るとい
う考えもあるが、上述したようなキャピラリ・ダイのシ
リコン融液から露出した部分の高低による連続一様成長
の困難さは避けることはできない。
鉛るつぼｌ中に２本の円柱形タングステンロッド２を設
置する。それぞれのロッド２には同図の如くスリット８
が切っである（以下このスリットのあるロッドを指して
これもキャピラリダイと称する）。るつぼｌ中にシリコ
ン融液４（ただしＴｓｌｖｉｎｓｋｌｌらの文献の場合
はゲルマニウム融液）を充填すると、シリコン融液４は
毛細管現象によシキャビラリ・ダイ２のスリット８に沿
って上昇し、キャピラリ・ダイ２の上端に達する。２個
のキャピラリ・ダイ２の両スリット３の間隔とほぼ同程
度の幅を有する板状種子結晶（或いはタングステン板）
６を、キャピラリ・ダイ２上のシリコン融液に種子付け
すると、両キャピラリ・ダイ間にも表面張力によシリコ
ン融液が山裾状に張られ、同図の如く固液界面６が形成
される。この後種子結晶５を引上げることにより、連続
的に帯状シリコン結晶７が成長するのである、しかし、
キャピラリ・ダイ上のシリコン融液形状は、ダイ上端面
の形状で規定されるがゆえ、得られる結晶はその幅方向
の中央部では帯状であるが、両端部においては結晶幅方
向の断面が円形をなし、第１図（ｂ）のような断面をし
た結晶となってしまう。かかる結晶の形状は素子を形成
する上で障害となる。またこの方法では、７リコン融液
上に露出したキャピラリ・ダイの高さが高いと、穐子付
けの際に両ダイ間にシリコン融液が張らなかったシ、或
いは、成長途中で（融液の減少に伴ない）結晶中央部で
融液が結晶から離れる、即ち、結晶が切れるという難点
があシ、逆にΦヤビラリ・ダイの高さが低いと結晶中央
部では結晶から張られた融液の裾が広いために所望以上
の厚い結晶が成長してしまうという問題点がある。厚さ
が一様に０．５鰭程匿の幅の広い帯状シリコン結晶をこ
の方法で製造しようとすれば、まず２個のキャピラリ・
ダイ上端面の直径を０．５Ｗ程度にすることが考えられ
るが、この場合でも、キャピラリ・ダイ上で成長する結
晶の断面はダイ上端面形状によシ規定されるため、やは
り、得られる結晶はその両端部では断面が円形状で、中
央部の結晶の厚さが薄いという第１図（ｂ）の如き断面
を有する結晶となる。これを防ぐために、上端面が半円
形のキャピラリダイを対向させることで解決を図るとい
う考えもあるが、上述したようなキャピラリ・ダイのシ
リコン融液から露出した部分の高低による連続一様成長
の困難さは避けることはできない。
本発明は上記の諸問題点に鑑みてなされたものであり、
厚さの一様な帯状シリコン結晶を連続して容易に成長さ
せることが可能な帯状シリコン結晶の製造装置を提供す
る仁とを目的とする、〔発明の概要〕 上記の目的を達成する本発明に係る帯状シリコン結晶の
製造装置は、るつぼに充填されたシリコン融液から帯状
シリコン結晶を引上げ製造する装置において、傾斜した
上端面を有し、前記上端面から下端面に向けてスリット
がきられた２個のキャピラリ・ダイか、それぞれの上端
面における傾斜の方向が同一直線上になるように対向し
てるっほに設置され、かつ、前記２個のキャピラリ・ダ
イ上端面の傾斜は、相対向する面外側でそれぞれ高く、
内向側でそれぞれ低くされたことを特徴とし、しかも、
前記２個のキャピラリダイの上端面の形状は、前記傾斜
方向の直線と垂直な方向の厚さにおりて、上記２個のキ
ャピラリ・ダイの相対向する両性１１１１ｊ’から内向
側に向かって、それぞれしだいに厚くなる形状を有する
ことを特徴とするものである。
厚さの一様な帯状シリコン結晶を連続して容易に成長さ
せることが可能な帯状シリコン結晶の製造装置を提供す
る仁とを目的とする、〔発明の概要〕 上記の目的を達成する本発明に係る帯状シリコン結晶の
製造装置は、るつぼに充填されたシリコン融液から帯状
シリコン結晶を引上げ製造する装置において、傾斜した
上端面を有し、前記上端面から下端面に向けてスリット
がきられた２個のキャピラリ・ダイか、それぞれの上端
面における傾斜の方向が同一直線上になるように対向し
てるっほに設置され、かつ、前記２個のキャピラリ・ダ
イ上端面の傾斜は、相対向する面外側でそれぞれ高く、
内向側でそれぞれ低くされたことを特徴とし、しかも、
前記２個のキャピラリダイの上端面の形状は、前記傾斜
方向の直線と垂直な方向の厚さにおりて、上記２個のキ
ャピラリ・ダイの相対向する両性１１１１ｊ’から内向
側に向かって、それぞれしだいに厚くなる形状を有する
ことを特徴とするものである。
本発明によれば、キャピラリ・ダイ上端面の傾斜及び厚
さの変化により、厚さの一様な帯状シリコン結晶が、シ
リコン融液量の変化にかかわらず安定して容易に製造で
きるという効果がある。
さの変化により、厚さの一様な帯状シリコン結晶が、シ
リコン融液量の変化にかかわらず安定して容易に製造で
きるという効果がある。
以下、本発明の実施例を図面を参照して祥細に説明する
。
。
＄２図は、本発明の一実施例である帯状シリコンの製造
装置の主要部である。黒鉛るっぽ１に、上端面が傾斜を
もった半だ円形で、前把手だ円形の長軸に沿ってスリッ
ト８が切られた黒鉛製のキャピラリダイ２が２個対向し
て、それぞれの内側で上端が低く外側で高くなるように
設置されている。２個のキャピラリ・ダイ２間の距離は
それぞれのスリット８の端どうしで測って１００ ｍで
ある。
装置の主要部である。黒鉛るっぽ１に、上端面が傾斜を
もった半だ円形で、前把手だ円形の長軸に沿ってスリッ
ト８が切られた黒鉛製のキャピラリダイ２が２個対向し
て、それぞれの内側で上端が低く外側で高くなるように
設置されている。２個のキャピラリ・ダイ２間の距離は
それぞれのスリット８の端どうしで測って１００ ｍで
ある。
また、スリット８の幅は０．５■、上端高低差は１Ｑｓ
ｓである。本装置においては、図示していないが、るつ
ぼ１に充填したシリコンを融解するためのヒータ、帯状
シリコン結晶を引上げるための駆動部等を有することは
言うまでもない。
ｓである。本装置においては、図示していないが、るつ
ぼ１に充填したシリコンを融解するためのヒータ、帯状
シリコン結晶を引上げるための駆動部等を有することは
言うまでもない。
本発明に係る第２図の装置を用い、帯状シリコン結晶を
以下のようにして引上げた。るつぽ１にシリコン塊を入
れ、アルゴン雰囲気中にて図示しないヒータによシ温度
をシリコンの融点（約１４２０Ｃ）以上に上げシリコン
を融解する。予め充填するシリコン結晶１は、融解時に
ギヤピラリダイ上端面の低い部分がシリコン融液中にひ
たされるようにした。融解したシリコン融液４はキャピ
ラリダイ２のスリットＢ中を毛細管現象により上昇し、
ダイ上端面に達する。この時点で幅ＩＱ（Ｉｇ、厚さ、
約Ｑ、５１１１１１のシリコン種子結晶を２個のキ
ャピラリダイ２の上に徐々におろして種子付けをする。
以下のようにして引上げた。るつぽ１にシリコン塊を入
れ、アルゴン雰囲気中にて図示しないヒータによシ温度
をシリコンの融点（約１４２０Ｃ）以上に上げシリコン
を融解する。予め充填するシリコン結晶１は、融解時に
ギヤピラリダイ上端面の低い部分がシリコン融液中にひ
たされるようにした。融解したシリコン融液４はキャピ
ラリダイ２のスリットＢ中を毛細管現象により上昇し、
ダイ上端面に達する。この時点で幅ＩＱ（Ｉｇ、厚さ、
約Ｑ、５１１１１１のシリコン種子結晶を２個のキ
ャピラリダイ２の上に徐々におろして種子付けをする。
種子結晶の先端はエツチングまたは研磨などによシ薄く
しておくと種子付けが行ない易い。種子付けによって両
キャピラリダイ間にもシリコン融液が表面張力によシ張
られる。この後種子結晶を引上げて帯状シリコン結晶を
成長させた。得られたシリコン結晶は、厚さ約０．５１
ｍ、幅約１００Ｗ１長さ８ｍの一様な帯状であった。
しておくと種子付けが行ない易い。種子付けによって両
キャピラリダイ間にもシリコン融液が表面張力によシ張
られる。この後種子結晶を引上げて帯状シリコン結晶を
成長させた。得られたシリコン結晶は、厚さ約０．５１
ｍ、幅約１００Ｗ１長さ８ｍの一様な帯状であった。
第８図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ種子付は及び結晶成長
途中の概念を示す側面図及び上面図である。キャピラリ
ダイ２及びシリコン融液４の自由液面の上にシリコン結
晶７によシ持ち上げられたシリコン融液であるメニスカ
ス８が形成されている。固液界面６はほぼ水平でアシ、
また、同図（ｂ）のように固液界面の巾換言すれば成長
した帯状シリコン結晶７の厚さは一様であった。これは
２個のキャピラリダイ２の上端面が＃ｉ斜、対向してお
り、かつその厚さに変化を持たせていることに由来する
。
途中の概念を示す側面図及び上面図である。キャピラリ
ダイ２及びシリコン融液４の自由液面の上にシリコン結
晶７によシ持ち上げられたシリコン融液であるメニスカ
ス８が形成されている。固液界面６はほぼ水平でアシ、
また、同図（ｂ）のように固液界面の巾換言すれば成長
した帯状シリコン結晶７の厚さは一様であった。これは
２個のキャピラリダイ２の上端面が＃ｉ斜、対向してお
り、かつその厚さに変化を持たせていることに由来する
。
製造中に引上げたシリコン結晶の址に相当する量のシリ
コン原料をるつほに連続供給すれば第８図の状態は永続
されるが、供給を行なわない場合、シリコン融液の自由
液面は徐々に下がっていき、キャピラリダイの融液から
露出する旨さが高くなる。第４図（ａ）、 （ｂ）はそ
れぞれこのような状況での帯状シリコン結晶成長概念を
表わす側面図、上面図である。固液界面６は水平ではな
くなるが依然として得られる結晶の厚さは一様でアシ、
成長中に結晶が切れることはなかった。
コン原料をるつほに連続供給すれば第８図の状態は永続
されるが、供給を行なわない場合、シリコン融液の自由
液面は徐々に下がっていき、キャピラリダイの融液から
露出する旨さが高くなる。第４図（ａ）、 （ｂ）はそ
れぞれこのような状況での帯状シリコン結晶成長概念を
表わす側面図、上面図である。固液界面６は水平ではな
くなるが依然として得られる結晶の厚さは一様でアシ、
成長中に結晶が切れることはなかった。
上述のように本発明による帯状シリコン結晶製造装置を
用いれば、厚さの一様な帯状シリコン結晶が連続して安
定に、かつ容易に製造で睡る。
用いれば、厚さの一様な帯状シリコン結晶が連続して安
定に、かつ容易に製造で睡る。
〔発明の他の実施例〕
上述の実施例では、２個のギヤピラ１ノ・りイ）よるつ
ばに制定されていたが、適当な夕°イ・ホール＊−でダ
イを支え、−シリコン融液中に吊るしたような構成にし
ても勿論よい。また、タ゛イ自体をｆｆ１１面から見た
場合くさび形をしたものでもよい。
ばに制定されていたが、適当な夕°イ・ホール＊−でダ
イを支え、−シリコン融液中に吊るしたような構成にし
ても勿論よい。また、タ゛イ自体をｆｆ１１面から見た
場合くさび形をしたものでもよい。
第１図はＴｓｉｖｉｎｓｋ目らによる帯状結晶製造装置
を用いた結晶成長の概念図及び得られる結晶の断面図、
第２図は本発明による帯状シリコン結晶の製造装置の説
明図、第８図は本発明による帯状シリコン結晶の製造装
置を用いた結晶成長の概念図で通常の成長状態を表わす
図、第４図は同じく、シリコン融液が減少した場合の成
長状態を表わす図である。 １・・・るつぼ ２・・・キャビ２す・夕°イ８
、・・スリット ４・・・シリコン融液５・・・様
子結晶 ６・・・固液界面７・・・帯状シリコン結
晶 ８・・・メニスカス代理人 弁理士 則 近 麻
佑 （ほか１名）第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 ８ ７ ４ 第 ４ 図
を用いた結晶成長の概念図及び得られる結晶の断面図、
第２図は本発明による帯状シリコン結晶の製造装置の説
明図、第８図は本発明による帯状シリコン結晶の製造装
置を用いた結晶成長の概念図で通常の成長状態を表わす
図、第４図は同じく、シリコン融液が減少した場合の成
長状態を表わす図である。 １・・・るつぼ ２・・・キャビ２す・夕°イ８
、・・スリット ４・・・シリコン融液５・・・様
子結晶 ６・・・固液界面７・・・帯状シリコン結
晶 ８・・・メニスカス代理人 弁理士 則 近 麻
佑 （ほか１名）第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 ８ ７ ４ 第 ４ 図
Claims (2)
- （１） るつぼに充填されたシリコン融液から帯状シ
リコン結晶を引上げ製造する装置において、傾斜した上
端向を有し、前記上端面から下端面に向けてスリットが
きられた２個のキャビ之り・ダイが、それぞれの上端面
における傾斜の方向が同一直線上になるように対向して
るつぼに設置され、かつ、前記２個のキャピラリ・ダイ
上端面の傾斜は、相対向する両性側でそれぞれ高く、両
内側でそれぞれ低くされたことを特徴とする帯状シリコ
ン結晶の製造装置。 - （２）上記２個のキャピラリ・ダイの上端面の形状は、
上記傾斜方向の直線と垂直な、方向の厚さにおいて、上
記２個のキャピラリ・ダイの相対向する両性側から両内
側に向かってそれぞれしだいに厚くなる形状を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の帯状シリコ
ン結晶の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18287082A JPS5950640B2 (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 帯状シリコン結晶の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18287082A JPS5950640B2 (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 帯状シリコン結晶の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5973492A true JPS5973492A (ja) | 1984-04-25 |
| JPS5950640B2 JPS5950640B2 (ja) | 1984-12-10 |
Family
ID=16125869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18287082A Expired JPS5950640B2 (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 帯状シリコン結晶の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950640B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007516927A (ja) * | 2003-12-24 | 2007-06-28 | ソラーフォルス | 支持材表面に多結晶シリコン層を析出させるための装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS611338U (ja) * | 1984-06-06 | 1986-01-07 | 株式会社新潟鐵工所 | クランク軸等のチヤツク装置 |
| JPS6219336A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-28 | Honda Motor Co Ltd | 工作機械におけるタレツトテ−ブルのクランプ構造 |
-
1982
- 1982-10-20 JP JP18287082A patent/JPS5950640B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007516927A (ja) * | 2003-12-24 | 2007-06-28 | ソラーフォルス | 支持材表面に多結晶シリコン層を析出させるための装置 |
| JP4891781B2 (ja) * | 2003-12-24 | 2012-03-07 | ソラーフォルス | 支持材表面に多結晶シリコン層を析出させるための装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5950640B2 (ja) | 1984-12-10 |
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