JPS60191095A - シリコン単結晶体の製造方法及びその装置 - Google Patents
シリコン単結晶体の製造方法及びその装置Info
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- JPS60191095A JPS60191095A JP4338584A JP4338584A JPS60191095A JP S60191095 A JPS60191095 A JP S60191095A JP 4338584 A JP4338584 A JP 4338584A JP 4338584 A JP4338584 A JP 4338584A JP S60191095 A JPS60191095 A JP S60191095A
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- silicon single
- melt
- pulling
- 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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
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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)
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、シリコン単結晶体の製造方法及びその装置に
関する。
関する。
従来、シリコン単結晶体の製造装置として、例えば第１
図に示す構造のものが使用されている。図中１は、密閉
型の容器である。容器１の上部には保獲ガスの流入口２
が形成され、下部には流出口３が形成されている。容器
１内には、石英からなるルツぎ４が収容されている。ル
ツデ４内には、シリコンの融液５が満されている。
図に示す構造のものが使用されている。図中１は、密閉
型の容器である。容器１の上部には保獲ガスの流入口２
が形成され、下部には流出口３が形成されている。容器
１内には、石英からなるルツぎ４が収容されている。ル
ツデ４内には、シリコンの融液５が満されている。
ルツデ４は、黒鉛製の保持部材６によって保持されてい
る。保持部材６の周囲には、黒鉛フェルトからなる保温
部材７が装着されている。保温部材７と保持部材６間に
は、黒鉛ヒータ８が介在されている。また、保持部材６
は、容器１の底部を貫挿して挿入されたルツ？回転軸９
により支持されている。ルツ７Ｉ？４の開口部の上方に
は、先端部に種結晶１０を取付けた引上げ軸１１が容器
１の上部を貫挿して昇降動自在に取付けられている。
る。保持部材６の周囲には、黒鉛フェルトからなる保温
部材７が装着されている。保温部材７と保持部材６間に
は、黒鉛ヒータ８が介在されている。また、保持部材６
は、容器１の底部を貫挿して挿入されたルツ？回転軸９
により支持されている。ルツ７Ｉ？４の開口部の上方に
は、先端部に種結晶１０を取付けた引上げ軸１１が容器
１の上部を貫挿して昇降動自在に取付けられている。
而して、従来のシリコン単結晶体の製造方法では、ルツ
、１′？４内に溶融したシリコンの融液５を満し、容器
１内を所定の温度及び雰囲気に設定して、種結晶１０を
取付けた引上げ軸１１をルツボ４内から引上げることに
より、シリコン単結晶体１２を得る。得られたシリコン
単結晶体１２に６００〜７００℃で１時間程度の熱処理
を施し、これに機械加工を施して厚さ３００〜６５０μ
？ｎのウェハを得る。
、１′？４内に溶融したシリコンの融液５を満し、容器
１内を所定の温度及び雰囲気に設定して、種結晶１０を
取付けた引上げ軸１１をルツボ４内から引上げることに
より、シリコン単結晶体１２を得る。得られたシリコン
単結晶体１２に６００〜７００℃で１時間程度の熱処理
を施し、これに機械加工を施して厚さ３００〜６５０μ
？ｎのウェハを得る。
このようにして得られたウェハは、通常無転位ウェハと
称せられ、エッチビット数が５０６個／ｚ２以下であり
、濃度が１．０Ｘ１０ ｃｍ 以上の酸素、２Ｘ１０
ｔ：ｍ 以下の炭素を含んで・ いる。しかしながら、
ウェハ中の所謂酸素ビー／セント等の不純物は、製造時
の容器１内の対流や、引上げ時の回転の影響を受けて一
様に分布していない。また、無転位ウエノ・と称せられ
るものでも、半導体素子の製造プロセスで８５０〜１２
００℃の熱処理を受けると、転位を初め各種の欠陥が発
生する。その結果、比抵抗のばらつき、結晶欠陥の存在
によって素子の製造歩留を著しく低下する問題があった
。
称せられ、エッチビット数が５０６個／ｚ２以下であり
、濃度が１．０Ｘ１０ ｃｍ 以上の酸素、２Ｘ１０
ｔ：ｍ 以下の炭素を含んで・ いる。しかしながら、
ウェハ中の所謂酸素ビー／セント等の不純物は、製造時
の容器１内の対流や、引上げ時の回転の影響を受けて一
様に分布していない。また、無転位ウエノ・と称せられ
るものでも、半導体素子の製造プロセスで８５０〜１２
００℃の熱処理を受けると、転位を初め各種の欠陥が発
生する。その結果、比抵抗のばらつき、結晶欠陥の存在
によって素子の製造歩留を著しく低下する問題があった
。
本発明は、半導体素子の製造プロセス中においても結晶
欠陥、転位の存在をなくして、比抵抗のばらつきが小さ
いウエノ・を容易に得て、製造歩留を向上させることが
できるシリコン単結晶体の製造方法及びその装置を提供
することをその目的とするものである。
欠陥、転位の存在をなくして、比抵抗のばらつきが小さ
いウエノ・を容易に得て、製造歩留を向上させることが
できるシリコン単結晶体の製造方法及びその装置を提供
することをその目的とするものである。
本発明は、引上げ中のシリコン単結晶体が５５０〜８５
０℃の温度にさらされる時間を３時間以内に設定して転
位及び結晶欠陥を除去し、かつ、シリコン単結晶体に８
５０〜１０００℃の温度で１時間以上熱処理ｉ施すこと
により、比抵抗のばらつきを小さくしたウニ／Ｓを容易
に得て製造歩留を向上させることができるシリコン単結
晶体の製造方法でちる。
０℃の温度にさらされる時間を３時間以内に設定して転
位及び結晶欠陥を除去し、かつ、シリコン単結晶体に８
５０〜１０００℃の温度で１時間以上熱処理ｉ施すこと
により、比抵抗のばらつきを小さくしたウニ／Ｓを容易
に得て製造歩留を向上させることができるシリコン単結
晶体の製造方法でちる。
また、本発明は、融液室と引上げ室とを輻射熱ｊ１へへ
い板で隔絶して育成中の単結晶が融液の液面からの輻射
熱を受けないようにして、結晶欠陥、転位の存在をなく
して、比抵抗のばらりある。
い板で隔絶して育成中の単結晶が融液の液面からの輻射
熱を受けないようにして、結晶欠陥、転位の存在をなく
して、比抵抗のばらりある。
以下、本発明の実り例について図面を参照して説明する
。
。
２１１２図は、本発明方法の実施に直接使用するシリコ
ン単結晶体の製造装置の概略構成を示す断面図である。
ン単結晶体の製造装置の概略構成を示す断面図である。
図中２０は、密閉型の容器である。密閉容器２０の上部
には、保し！ガスの流入口２１が形成され、下部には流
出口２２が形成されている。密閉容器２０は、仕切板２
３を介して融液室２４と引上げ室２６に仕切られている
。仕切板２３には、引上げ孔２６が開口されている。仕
切板２３の直下の融液室２４内には、引上げ孔２６と同
意円状にしてほぼ同じ大きさの貫通孔２７を開口した輻
射熱遮へい板２８が水平状態に設置されている。融液室
２４内には、開口部を引上げ孔２６及び貫通孔２７に対
向するようにして石英からなるルツボ３４が設置されて
いる。ルツボ２８内にはシリコン融液２９が満されてい
る。ルツボ３４は、黒鉛製の保持部材３０によって保持
されている。保持部材３０の周囲には、黒鉛フェルトか
らなる保温部材３１が装着されている。保温部材３１と
保持部材３０の間には、黒鉛ヒータ３２が介在されてい
る。保持部材３０は、密閉容器２０の底部を貫挿して挿
入された回転軸３３により、回転自在に支持されている
。引上げ室２５内には、引上げ孔２６及び貫通孔２７を
介してルッ？３４の開口部に対向するようにして引上げ
軸３５が昇降動自在に設けられている。引上げ軸３５の
先端部には、種結晶３６の取付部３７が設けられている
。寸た、輻射熱鏡へい板２８の引上げ孔２６０周縁部に
は、引上げ室２５内に向って冷却筒３８が立設されてい
る。
には、保し！ガスの流入口２１が形成され、下部には流
出口２２が形成されている。密閉容器２０は、仕切板２
３を介して融液室２４と引上げ室２６に仕切られている
。仕切板２３には、引上げ孔２６が開口されている。仕
切板２３の直下の融液室２４内には、引上げ孔２６と同
意円状にしてほぼ同じ大きさの貫通孔２７を開口した輻
射熱遮へい板２８が水平状態に設置されている。融液室
２４内には、開口部を引上げ孔２６及び貫通孔２７に対
向するようにして石英からなるルツボ３４が設置されて
いる。ルツボ２８内にはシリコン融液２９が満されてい
る。ルツボ３４は、黒鉛製の保持部材３０によって保持
されている。保持部材３０の周囲には、黒鉛フェルトか
らなる保温部材３１が装着されている。保温部材３１と
保持部材３０の間には、黒鉛ヒータ３２が介在されてい
る。保持部材３０は、密閉容器２０の底部を貫挿して挿
入された回転軸３３により、回転自在に支持されている
。引上げ室２５内には、引上げ孔２６及び貫通孔２７を
介してルッ？３４の開口部に対向するようにして引上げ
軸３５が昇降動自在に設けられている。引上げ軸３５の
先端部には、種結晶３６の取付部３７が設けられている
。寸た、輻射熱鏡へい板２８の引上げ孔２６０周縁部に
は、引上げ室２５内に向って冷却筒３８が立設されてい
る。
而して、ルツボ３４内にシリコン融液２９を／］：〜し
、流入口２１から流出口２２に向けて不活性ｉｆ’スを
流通し、密閉容器２０内を所定の雰囲気の減圧状態に設
定する。
、流入口２１から流出口２２に向けて不活性ｉｆ’スを
流通し、密閉容器２０内を所定の雰囲気の減圧状態に設
定する。
次いで、黒（インヒータ３２でシリコン融液２９を加熱
し、後述の引上げ軸３５−で引上げられるシリコン単結
晶体３９が、５５０〜８５０℃の温度にさらされる時間
が３時間以内に設定できるように加熱温度を制御してお
く。
し、後述の引上げ軸３５−で引上げられるシリコン単結
晶体３９が、５５０〜８５０℃の温度にさらされる時間
が３時間以内に設定できるように加熱温度を制御してお
く。
次いで、予め種結晶３６をシリコン融液２９中に浸漬し
ておき、これを引上げ軸３５によって融液室２４から引
出し、シリコン単結晶体３９を取出す。このとき、シリ
コン単結晶体３９が５５０〜８５０℃の温度にさらされ
る時間が３時間以内となるようにして引上げ操作を行う
。この５５０〜８５０℃の温度にさらされる時間の制御
は、引出されるシリコン単結晶体３９を冷却筒３８内に
流れる冷却液で冷却することによっても行う。
ておき、これを引上げ軸３５によって融液室２４から引
出し、シリコン単結晶体３９を取出す。このとき、シリ
コン単結晶体３９が５５０〜８５０℃の温度にさらされ
る時間が３時間以内となるようにして引上げ操作を行う
。この５５０〜８５０℃の温度にさらされる時間の制御
は、引出されるシリコン単結晶体３９を冷却筒３８内に
流れる冷却液で冷却することによっても行う。
このようにして得られたシリコン単結晶体３９に、８５
０〜１０００℃の温度で１時間以上熱処理を施し、シリ
コン単結晶体３９内の比抵抗の値を均一にする。
０〜１０００℃の温度で１時間以上熱処理を施し、シリ
コン単結晶体３９内の比抵抗の値を均一にする。
以上のように、ルツボ３４内のシリコン融液２９の温度
制御と、引上げる際のシリコン単結晶体３９の温度を、
輻射熱鏡へい板２８によるシリコン融液２９の輻射熱除
去及び冷却筒３８による冷却作用によって制御すること
により、引上げ操作の際にシリコン単結晶体３９が５５
０〜８５０℃の温度にさらされる時間を３時間以内に設
定する。その結果、結晶欠陥、転位を除去したシリコン
単結晶体３９を得る。また、このシリコン単結晶体３９
に上述の熱処理を施して、比抵抗の分布を均一にできる
ものである。
制御と、引上げる際のシリコン単結晶体３９の温度を、
輻射熱鏡へい板２８によるシリコン融液２９の輻射熱除
去及び冷却筒３８による冷却作用によって制御すること
により、引上げ操作の際にシリコン単結晶体３９が５５
０〜８５０℃の温度にさらされる時間を３時間以内に設
定する。その結果、結晶欠陥、転位を除去したシリコン
単結晶体３９を得る。また、このシリコン単結晶体３９
に上述の熱処理を施して、比抵抗の分布を均一にできる
ものである。
次に、シリコン単結晶体３９が５５０〜８５０℃の温度
にさらされる時間を３時間以内に設定する根拠について
説明する。従来の方法で得られたシリコン単結晶体中に
は、１×１０ｃｒｎ以上の酸素が含まれる。この酸素の
存在のために、シリコン単結晶体をスライス加工して得
たウェハに６５０〜１０００℃の温度で１時間以」二熱
処理を施すと、結晶内の不純物分布のばらつきが小さく
なって、比抵抗が一様な分布を示す。ところが、シリコ
ン単結晶体の引上げ過程で５５０〜８５０℃の温度に４
時間以上さらすと、ウェハになった後に熱処理を施した
場合、多１＾に格子欠陥が発生することを本発明者は究
明した。つまり、ウェハ段階で無転位のものであっても
その前の単結晶体の製造条件によって、その後の熱処理
の際に多量の欠陥が発生したり、殆んど発生しなかった
シするのである。
にさらされる時間を３時間以内に設定する根拠について
説明する。従来の方法で得られたシリコン単結晶体中に
は、１×１０ｃｒｎ以上の酸素が含まれる。この酸素の
存在のために、シリコン単結晶体をスライス加工して得
たウェハに６５０〜１０００℃の温度で１時間以」二熱
処理を施すと、結晶内の不純物分布のばらつきが小さく
なって、比抵抗が一様な分布を示す。ところが、シリコ
ン単結晶体の引上げ過程で５５０〜８５０℃の温度に４
時間以上さらすと、ウェハになった後に熱処理を施した
場合、多１＾に格子欠陥が発生することを本発明者は究
明した。つまり、ウェハ段階で無転位のものであっても
その前の単結晶体の製造条件によって、その後の熱処理
の際に多量の欠陥が発生したり、殆んど発生しなかった
シするのである。
第３図は、シリコン単結晶体を異なる製造条件で製造し
、これから得られたウェハに熱処理を施してその際に発
生する欠陥密度を調べたものである。熱処理温度は、５
００〜１１００℃間で５０℃間隔で設定しζ熱処理時間
は、全て６４曲［ｕ１μｍ＋−、ソ１１コンｂ鈷工内り
締去燃曲は１，２±０． Ｉ Ｘ １０１８ｃｍ−３、
炭素濃度は２×１０１６ｃｍ−’であった。欠陥の測定
は、熱処理後ダラシ−・エツチングにより試料の襞間面
を倍率が４００〜１ｏｏｏの顕微鏡で調べた。同図中特
性線（１）は、従来性われている冷却速度を適用したも
の、特性線（Ｉｔ） 、 （Ｉｌｌ）は、これよりも２
〜３倍速い冷却速度を適用したものである。
、これから得られたウェハに熱処理を施してその際に発
生する欠陥密度を調べたものである。熱処理温度は、５
００〜１１００℃間で５０℃間隔で設定しζ熱処理時間
は、全て６４曲［ｕ１μｍ＋−、ソ１１コンｂ鈷工内り
締去燃曲は１，２±０． Ｉ Ｘ １０１８ｃｍ−３、
炭素濃度は２×１０１６ｃｍ−’であった。欠陥の測定
は、熱処理後ダラシ−・エツチングにより試料の襞間面
を倍率が４００〜１ｏｏｏの顕微鏡で調べた。同図中特
性線（１）は、従来性われている冷却速度を適用したも
の、特性線（Ｉｔ） 、 （Ｉｌｌ）は、これよりも２
〜３倍速い冷却速度を適用したものである。
同図から、熱処理による結晶欠陥の発生は、単結晶育成
時の冷却速度に大きく影響され、冷却速度を従来より速
くすることにより、少なくなることが分る。
時の冷却速度に大きく影響され、冷却速度を従来より速
くすることにより、少なくなることが分る。
第４図は、第３図の特性線（１）を示した試料の各熱処
理の段階で観察された欠陥の大きさを示している。７０
０℃以下の温度の場合は、光学顕微鏡では観察できない
ので電子顕微鏡を使用した。また、５５０℃以下の温度
では欠陥の大きさは数オングストローム以下になるため
、 。
理の段階で観察された欠陥の大きさを示している。７０
０℃以下の温度の場合は、光学顕微鏡では観察できない
ので電子顕微鏡を使用した。また、５５０℃以下の温度
では欠陥の大きさは数オングストローム以下になるため
、 。
電子顕微鏡でも観察できなかった。また、５００℃の熱
処理を長時間行った後、１０５０℃の温度で１６時間の
一熱処理を行っても欠陥の発生は、１０５０℃で１６時
間だけ熱処理を施したものと差がないことが確認された
。換言すれば、５００℃以下の温度では長時間熱処理で
例え欠陥が発生するにしても、欠陥の大きさが一単位胞
の大きさ程度であるため、安定に存在することはでき外
いと推察される。
処理を長時間行った後、１０５０℃の温度で１６時間の
一熱処理を行っても欠陥の発生は、１０５０℃で１６時
間だけ熱処理を施したものと差がないことが確認された
。換言すれば、５００℃以下の温度では長時間熱処理で
例え欠陥が発生するにしても、欠陥の大きさが一単位胞
の大きさ程度であるため、安定に存在することはでき外
いと推察される。
半導体素子の製造プロセスでは、８００〜１２００℃の
熱処理が繰返し行われるが、第３図の１０５０℃での結
晶欠陥の増加から考えると、１０５０℃で長時間の熱処
理を行うことにより、実際の素子製造プロセスでの欠陥
の発生を十分に推測できる。そこで、第３図の特性線（
ＩＶ）を得るだめに用いた試料と同じ試料からなるウェ
ハを用いて、６５０℃（ｖ）、ｓｏｏ℃（■）。
熱処理が繰返し行われるが、第３図の１０５０℃での結
晶欠陥の増加から考えると、１０５０℃で長時間の熱処
理を行うことにより、実際の素子製造プロセスでの欠陥
の発生を十分に推測できる。そこで、第３図の特性線（
ＩＶ）を得るだめに用いた試料と同じ試料からなるウェ
ハを用いて、６５０℃（ｖ）、ｓｏｏ℃（■）。
９００℃（■）の各温度で３０分乃至６４時間熱処理を
施し、再び１０５０℃で１６時間熱処理を行ってから、
表面の欠陥密度を調べだところ、第５図に夫々の特性線
（Ｖ） 、 （Ｖｌ） 、 （■）で示す結果を得た。
施し、再び１０５０℃で１６時間熱処理を行ってから、
表面の欠陥密度を調べだところ、第５図に夫々の特性線
（Ｖ） 、 （Ｖｌ） 、 （■）で示す結果を得た。
第５図で顕著な現象は、第１回の熱処理温度が６５０℃
、８００℃の場合、３〜４時間の間に欠陥の急激な増加
が見られることである０多量の欠陥の発生は、第１回の
熱処理温度に大きく依存するのであるが、第１回の熱処
理温度を変えて同様の笑験を繰返したところ、５５０〜
８５０℃の熱処理を３時間以上施すと、その後の１０５
０℃の熱処理により多量の欠陥が発生することが分った
。換言すれば、シリコン単結晶体を引き上げる際に、５
５０〜８５０℃の温度にさらされる時間を３時間以内に
とどめると、素子製造プロセスに用いるウェハでの欠陥
の発生を効果的に防止できることが分る。
、８００℃の場合、３〜４時間の間に欠陥の急激な増加
が見られることである０多量の欠陥の発生は、第１回の
熱処理温度に大きく依存するのであるが、第１回の熱処
理温度を変えて同様の笑験を繰返したところ、５５０〜
８５０℃の熱処理を３時間以上施すと、その後の１０５
０℃の熱処理により多量の欠陥が発生することが分った
。換言すれば、シリコン単結晶体を引き上げる際に、５
５０〜８５０℃の温度にさらされる時間を３時間以内に
とどめると、素子製造プロセスに用いるウェハでの欠陥
の発生を効果的に防止できることが分る。
また、シリコン単結晶体を得た後、素子製造プロセス中
で５５０〜８５０℃の熱処理が施される工程は、■結晶
成長後、室温に至るまでの冷却過程、０６５０℃で１時
間程度の酸素ドナーキラー消去のだめの熱処理、■素子
化熱工程での炉の出入れ時の経過（通常１０〜１５分）
である。この■、■の工程で５５０〜８５０℃に保持さ
れる時間が合計で３時間以上になっても１回の熱処理が
３時間以内であれば、その後の１０５０℃程度の熱処理
工程を経ても、結晶欠陥が多量に発生しないことが分っ
た。このようなことから、シリコン単結晶体が引上げる
際５５０〜８５０℃の温度にきらされる時間を３時間以
内に設定するものである。このような引上げ時の温度制
御は、シリコン単結晶体内の冷却速度を１００℃／時間
以上の速度に設定することにより達成される。第６図は
、直径１００岨φのシリコン単結晶体の引上げ時の肩口
から５ｃｒｎ以下の点の温度を測定したものであシ、引
上げ速度は１．５ ｍｍ ／分＝９副／時間に設定して
いる。同図の特性線（■）は、５５０〜８５０℃間を通
過する距離が６０ｃｒｎであるから約６．７時間の引上
げ時間の場合を示し、特性線（ＩＸ）は、５５０〜８５
０℃間を通過する距離が１８ｃｔｎであるから約２時間
の引上げ時間の場合を示している。また、特性線（■）
では、結晶内平均温度勾配が５．０℃／ （：ｔｎ−、
平均冷却速度が４５℃／時、Ｇ性腺（ＤＯでは、結晶内
平均温度勾配が１６．７ある。特性線（■）は、従来の
引上げ装置を使用したが、実施例の装置を使用して得た
特性線（■）のようにするには、冷却速度を速くするた
めに、■引上げ速度を速くするか、■結晶内温度勾配を
大きくしなければならない。しかし、高温でシリコン単
結晶体に大きな温度勾配を与え、急速に冷却を行うとス
リップや転位を発生することになる。このような問題を
解消すべく、上記実施例の装置では、輻射熱鏡へい板２
Ｂと冷却ｆｔ１３８の構造を採用したものである。
で５５０〜８５０℃の熱処理が施される工程は、■結晶
成長後、室温に至るまでの冷却過程、０６５０℃で１時
間程度の酸素ドナーキラー消去のだめの熱処理、■素子
化熱工程での炉の出入れ時の経過（通常１０〜１５分）
である。この■、■の工程で５５０〜８５０℃に保持さ
れる時間が合計で３時間以上になっても１回の熱処理が
３時間以内であれば、その後の１０５０℃程度の熱処理
工程を経ても、結晶欠陥が多量に発生しないことが分っ
た。このようなことから、シリコン単結晶体が引上げる
際５５０〜８５０℃の温度にきらされる時間を３時間以
内に設定するものである。このような引上げ時の温度制
御は、シリコン単結晶体内の冷却速度を１００℃／時間
以上の速度に設定することにより達成される。第６図は
、直径１００岨φのシリコン単結晶体の引上げ時の肩口
から５ｃｒｎ以下の点の温度を測定したものであシ、引
上げ速度は１．５ ｍｍ ／分＝９副／時間に設定して
いる。同図の特性線（■）は、５５０〜８５０℃間を通
過する距離が６０ｃｒｎであるから約６．７時間の引上
げ時間の場合を示し、特性線（ＩＸ）は、５５０〜８５
０℃間を通過する距離が１８ｃｔｎであるから約２時間
の引上げ時間の場合を示している。また、特性線（■）
では、結晶内平均温度勾配が５．０℃／ （：ｔｎ−、
平均冷却速度が４５℃／時、Ｇ性腺（ＤＯでは、結晶内
平均温度勾配が１６．７ある。特性線（■）は、従来の
引上げ装置を使用したが、実施例の装置を使用して得た
特性線（■）のようにするには、冷却速度を速くするた
めに、■引上げ速度を速くするか、■結晶内温度勾配を
大きくしなければならない。しかし、高温でシリコン単
結晶体に大きな温度勾配を与え、急速に冷却を行うとス
リップや転位を発生することになる。このような問題を
解消すべく、上記実施例の装置では、輻射熱鏡へい板２
Ｂと冷却ｆｔ１３８の構造を採用したものである。
第７図（４）は、実施例にて得られたシリコン単結晶体
からウェハを作成し、これに比抵抗の分布を均一にする
ためにドナーキラー熱処理を６５０℃の温度で３０分間
施したときのウェハ内の直径方向に沿う位置における比
抵抗の分布を示している。なお、この熱処理の段階にお
けるウェハ内の酸素濃度は１．０Ｘ１０ ｃｍ 、炭素
濃度は２ Ｘ １０” ｃｍ−’以下であった。この第
７図囚に示す状態（以下、初期状態と記す。）ＶＱ ら
Ｏｒ σ）簀且 ＦＩＥ１噂 １ 賎 ル１１物−ｌ
し ｉ）自互 ｍ 揮 ズー す削した際の比抵抗の分
布は同図（Ｂ）に示す通シであり、また、初期状態に更
に均一化の熱処理を２時間施した際の比抵抗の分布は同
図（Ｑに示す通りである。更に、同図（ロ）は、初期状
態に８５０℃で５時間均一化熱処理を施した際の比抵抗
の分布を示し、同図（匂は、初期状態に８５０℃で７時
間均一化熱処理を施した際の比抵抗の分布を示している
。第７図（４）乃至同図（６）から８５０〜１０００℃
の温度で上述のシリコン単結晶体に熱処理を施すことに
より、比抵抗の分布を均一にできることが分る。
からウェハを作成し、これに比抵抗の分布を均一にする
ためにドナーキラー熱処理を６５０℃の温度で３０分間
施したときのウェハ内の直径方向に沿う位置における比
抵抗の分布を示している。なお、この熱処理の段階にお
けるウェハ内の酸素濃度は１．０Ｘ１０ ｃｍ 、炭素
濃度は２ Ｘ １０” ｃｍ−’以下であった。この第
７図囚に示す状態（以下、初期状態と記す。）ＶＱ ら
Ｏｒ σ）簀且 ＦＩＥ１噂 １ 賎 ル１１物−ｌ
し ｉ）自互 ｍ 揮 ズー す削した際の比抵抗の分
布は同図（Ｂ）に示す通シであり、また、初期状態に更
に均一化の熱処理を２時間施した際の比抵抗の分布は同
図（Ｑに示す通りである。更に、同図（ロ）は、初期状
態に８５０℃で５時間均一化熱処理を施した際の比抵抗
の分布を示し、同図（匂は、初期状態に８５０℃で７時
間均一化熱処理を施した際の比抵抗の分布を示している
。第７図（４）乃至同図（６）から８５０〜１０００℃
の温度で上述のシリコン単結晶体に熱処理を施すことに
より、比抵抗の分布を均一にできることが分る。
以上説明した如く、本発明に係るシリコン単結晶体の製
造方法及びその装置によれば、半導体素子の製造プロセ
ス中においても結晶欠陥。
造方法及びその装置によれば、半導体素子の製造プロセ
ス中においても結晶欠陥。
転位の存在をなくして、比抵抗のばらつきが小さいウェ
ハを容易に得て、製造歩留りの向上を達成できるもので
ある。
ハを容易に得て、製造歩留りの向上を達成できるもので
ある。
第１図は、従来のシリコン単結晶体の製造装置の概略構
成を示す断面図、第２図は、本発明のシリコン単結晶体
の製造装置の概略構成を示す断面図、第３図は、欠陥密
度と熱処理温度の関係を示す特性図、第４図は、欠陥の
大きさと熱処理温度の関係を示す特性図、第５図は、欠
陥密度と１回目熱処理時間との関係を示す特性図、第６
図は、熱処理温度と融液から１Ｒ口５ＣＴｎ下部の位置
との関係を示す特性図、第７図（６）乃至同図（６）は
、比抵抗とウェハ内の直径方向に沿う位置との関係を示
す特性図である。 ２０・・・密閉容器、２１・・・流入口、２２・・・流
出口、２３・・・仕切板、２４・・・融液室、２５・・
・引上げ室、２６・・・引上げ孔、２７・・・貫通孔、
２８・・・輻射熱鏡へい板、２９・・・シリコン融液、
３０・・・保持部材、３１・・・保温部材、３２・・・
黒鉛ヒータ、３３・・・回転軸、３４・・・ルツ？、３
５・・・引上げ軸、３６・・・種結晶、３７・・・取付
部、３８・・・冷却筒、３９・・・シリコン単結晶体。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 （恰２） 第４図 、＠処理執 ｆ’ｃ） 第５図 第６図
成を示す断面図、第２図は、本発明のシリコン単結晶体
の製造装置の概略構成を示す断面図、第３図は、欠陥密
度と熱処理温度の関係を示す特性図、第４図は、欠陥の
大きさと熱処理温度の関係を示す特性図、第５図は、欠
陥密度と１回目熱処理時間との関係を示す特性図、第６
図は、熱処理温度と融液から１Ｒ口５ＣＴｎ下部の位置
との関係を示す特性図、第７図（６）乃至同図（６）は
、比抵抗とウェハ内の直径方向に沿う位置との関係を示
す特性図である。 ２０・・・密閉容器、２１・・・流入口、２２・・・流
出口、２３・・・仕切板、２４・・・融液室、２５・・
・引上げ室、２６・・・引上げ孔、２７・・・貫通孔、
２８・・・輻射熱鏡へい板、２９・・・シリコン融液、
３０・・・保持部材、３１・・・保温部材、３２・・・
黒鉛ヒータ、３３・・・回転軸、３４・・・ルツ？、３
５・・・引上げ軸、３６・・・種結晶、３７・・・取付
部、３８・・・冷却筒、３９・・・シリコン単結晶体。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 （恰２） 第４図 、＠処理執 ｆ’ｃ） 第５図 第６図
Claims (2)
- （１） シリコン融液中にシリコンの種結晶を浸漬し、
該種結晶を前記シリコン融液から引出すと共に、核種結
晶に引きつづいて導出するシリコン単結晶体が５５０〜
８５０℃の温度にさらされる時間を３時間以内に設定し
、かつ、引上げ後の前記シリコン単結晶体に８５０〜１
０００℃の温度で１時間以上熱処理を施すことを特徴と
するシリコン単結晶体の製造方法。 - （２）不活性ガスで満され、かつ、輻射熱遮へい板を介
して融液室と引上げ室に隔絶された密閉容器と、前記融
液室に収容された融液収容ルツデと、該融液収容ルツデ
の近傍に設けられたヒータと、前記輻射熱遮へい板に開
口された引上げ孔を貫挿して、前記融液室から前記引上
げ室に亘って往復動する引上げ軸と、該引上げ軸の先端
部に形成された種結晶取付部とを具備す不ことを特徴と
するシリコン単結晶体の製造装置０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4338584A JPS60191095A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | シリコン単結晶体の製造方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4338584A JPS60191095A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | シリコン単結晶体の製造方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191095A true JPS60191095A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12662339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4338584A Pending JPS60191095A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | シリコン単結晶体の製造方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60191095A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784740A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-27 | Jujo Paper Co Ltd | Preparation of microcapsule |
| JPS6051662A (ja) * | 1983-08-27 | 1985-03-23 | アルプス電気株式会社 | 誘電体材料 |
| JPS62202900A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Toshiba Corp | 半導体シリコンウエハ及びその製造方法 |
| JPH01313384A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-18 | Mitsubishi Metal Corp | シリコン単結晶育成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5750759A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-25 | Hitachi Ltd | Charged particle irradiator |
-
1984
- 1984-03-07 JP JP4338584A patent/JPS60191095A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5750759A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-25 | Hitachi Ltd | Charged particle irradiator |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784740A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-27 | Jujo Paper Co Ltd | Preparation of microcapsule |
| JPS6051662A (ja) * | 1983-08-27 | 1985-03-23 | アルプス電気株式会社 | 誘電体材料 |
| JPS62202900A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Toshiba Corp | 半導体シリコンウエハ及びその製造方法 |
| JPH0463839B2 (ja) * | 1986-03-03 | 1992-10-13 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| JPH01313384A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-18 | Mitsubishi Metal Corp | シリコン単結晶育成方法 |
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