JPS60210592A - 単結晶の引上げ装置 - Google Patents
単結晶の引上げ装置Info
- Publication number
- JPS60210592A JPS60210592A JP6377984A JP6377984A JPS60210592A JP S60210592 A JPS60210592 A JP S60210592A JP 6377984 A JP6377984 A JP 6377984A JP 6377984 A JP6377984 A JP 6377984A JP S60210592 A JPS60210592 A JP S60210592A
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- JP
- Japan
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- crucible
- heater
- magnetic field
- coil
- heating
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- Pending
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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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
-
- 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
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of 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】
この発明は、半導体用シリコンのような単結晶の引上げ
装置に関するものである。
装置に関するものである。
従来、単結晶シリコンの成長に用いられていたＣＺ（チ
ョコラスキー）法は、第１図に示すように例えば石英の
ルツボ１内にシリコンを入れ１４２０℃に加熱して融液
２とし、これに単結晶種子を浸し、徐々化引上げてイン
ゴット３を製造するものであった。第１図において。４
はステンレス等の炉本体、５は加熱用ヒータ、６は引上
げ用操作棒を示している。
ョコラスキー）法は、第１図に示すように例えば石英の
ルツボ１内にシリコンを入れ１４２０℃に加熱して融液
２とし、これに単結晶種子を浸し、徐々化引上げてイン
ゴット３を製造するものであった。第１図において。４
はステンレス等の炉本体、５は加熱用ヒータ、６は引上
げ用操作棒を示している。
なお、加熱用ヒータ５としては第２図に示すように全体
として円筒状をなした抵抗体に上下方向より交互に切り
込み７を入れて所要の電流通路を形成したものが用いら
れていた。
として円筒状をなした抵抗体に上下方向より交互に切り
込み７を入れて所要の電流通路を形成したものが用いら
れていた。
第１図の装置において、加熱されたシリコンの融液２は
ルツボ１内において激しい対流現象を起こし、液面がゆ
れ動くばかりでなくざらに固液界面の温度の変動が加イ
っるため結晶の成長を順調に行なうことができなかった
。したがって、この製置を用いた場合には均質な結晶が
得られなかった。
ルツボ１内において激しい対流現象を起こし、液面がゆ
れ動くばかりでなくざらに固液界面の温度の変動が加イ
っるため結晶の成長を順調に行なうことができなかった
。したがって、この製置を用いた場合には均質な結晶が
得られなかった。
半導体装置はウェファの材質によって性能が著しく左右
されるためこのようなシリコンを用いたのでは良質のも
のを望むことはできなかった。
されるためこのようなシリコンを用いたのでは良質のも
のを望むことはできなかった。
そこで、これを避けるため、融液の対流現象を９１＝部
磁界を与えることによって抑制することが考え出られ、
ＭＣＺ法として知られている。しかし、この方法は、炉
本体の外部に強大な電磁石を設置けることができなかっ
た。
磁界を与えることによって抑制することが考え出られ、
ＭＣＺ法として知られている。しかし、この方法は、炉
本体の外部に強大な電磁石を設置けることができなかっ
た。
この発明は上記の欠点を除去し、加熱用ヒータをコイル
状に形成してこれを加熱および磁界発生に兼用すること
により、構成を著しく簡略化し価格を低減するときもに
均一良質な単結晶と容易に得られる単結晶の引上げ装置
を提供しようとするものである。
状に形成してこれを加熱および磁界発生に兼用すること
により、構成を著しく簡略化し価格を低減するときもに
均一良質な単結晶と容易に得られる単結晶の引上げ装置
を提供しようとするものである。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第３図において、１１はステンレス等で形成された有底
円筒状の炉本体であり、この本体１１の中心部にカーボ
ン等よりなるルツボ１２を配置し、その周囲にコイル状
の加熱用ヒータ１３を配設したものである。なお、１４
は引上げ用操作棒、１５はｌ転ＩｆＪｏ行である。
円筒状の炉本体であり、この本体１１の中心部にカーボ
ン等よりなるルツボ１２を配置し、その周囲にコイル状
の加熱用ヒータ１３を配設したものである。なお、１４
は引上げ用操作棒、１５はｌ転ＩｆＪｏ行である。
加熱用ヒータ１３は第４図に水力ように円筒状のカーボ
ン抵抗体１６に例えば旋削により切れ目１７を入れてソ
レノイド状に形成したものである。
ン抵抗体１６に例えば旋削により切れ目１７を入れてソ
レノイド状に形成したものである。
このヒータ１３は熱容量の許す限り肉厚の厚いもの（固
有抵抗の小さいもの）を使用することによってコイルと
しての巻回数を多くしアンペア・ターンを増加すること
が望ましい。
有抵抗の小さいもの）を使用することによってコイルと
しての巻回数を多くしアンペア・ターンを増加すること
が望ましい。
一例として、第４図の場合、巻回数Ｎ＝１０゜電流Ｉ＝
１００ＯＡ、直径Ｄ−＝０．３１ｍ％ ”イル長ｌ！＝
０．３５ｍとした場合の磁束密度は１９２ガウスである
。
１００ＯＡ、直径Ｄ−＝０．３１ｍ％ ”イル長ｌ！＝
０．３５ｍとした場合の磁束密度は１９２ガウスである
。
このように肉厚にしたものの場合には機械的強度の増加
にもつながり好都合である。なお加熱用ヒータ１３の切
れ目１７ｉこはスペーサ１８を挿入して振動等を防止し
、かつ上下に支持体を設けてこれを安定に保持させる。
にもつながり好都合である。なお加熱用ヒータ１３の切
れ目１７ｉこはスペーサ１８を挿入して振動等を防止し
、かつ上下に支持体を設けてこれを安定に保持させる。
この加熱用ヒータ１３に通電するとジュール熱を発生し
てルツボ１２内のシリコンを加熱して融液を抑制するよ
うに作用する。特にこの実施例のように磁界Ｈが垂直方
向に作用するものの場合には水平方向の融液１９の移動
を強く抑制するので、従来激しかったルツボ１２中心部
付近の液面の揺動を防止し均一良質なインゴットを得る
ことができる。
てルツボ１２内のシリコンを加熱して融液を抑制するよ
うに作用する。特にこの実施例のように磁界Ｈが垂直方
向に作用するものの場合には水平方向の融液１９の移動
を強く抑制するので、従来激しかったルツボ１２中心部
付近の液面の揺動を防止し均一良質なインゴットを得る
ことができる。
この発明は引上げ装置に元来必要とする加熱のための自
己電流を用いて対流抑制用磁界を発生させるものである
ことを最大の特長としている。すな加熱装置を磁界の発
生に兼用するものであるから、構成を著しく簡略化し得
るとともに使用電力の面でも特別にその消費量を増加さ
せる必要もなく著しく経済性の高いものである。
己電流を用いて対流抑制用磁界を発生させるものである
ことを最大の特長としている。すな加熱装置を磁界の発
生に兼用するものであるから、構成を著しく簡略化し得
るとともに使用電力の面でも特別にその消費量を増加さ
せる必要もなく著しく経済性の高いものである。
したがって、この装置によって得られたインゴットを用
いた半導体装置は飛躍的に品質が高くかつ低価格のもの
とすることができる。
いた半導体装置は飛躍的に品質が高くかつ低価格のもの
とすることができる。
第３図の実施例は対流抑制用の磁界を垂直方向に形成す
るものであるが、この発明はこれを水平方向に形成させ
ることによっても実施することができる。第５図はこの
場合に用いる加熱用ヒータ１３を示し、発熱抵抗体２０
を渦巻状に形成しかつこれを１対配設して水平方向の磁
界を形成させるものである。この場合にも融液１９の対
流を抑制することができ、特に垂直方向の移動の減少に
効果を挙げることができる。これによっても第３図の実
施例の場合と同様の効果を挙げることができる。
るものであるが、この発明はこれを水平方向に形成させ
ることによっても実施することができる。第５図はこの
場合に用いる加熱用ヒータ１３を示し、発熱抵抗体２０
を渦巻状に形成しかつこれを１対配設して水平方向の磁
界を形成させるものである。この場合にも融液１９の対
流を抑制することができ、特に垂直方向の移動の減少に
効果を挙げることができる。これによっても第３図の実
施例の場合と同様の効果を挙げることができる。
第６図はこの発明の異なる構成を示している。
体１１の外周にフェライトのような高透磁率の材料より
なる円筒状磁性体３１を配設している。
なる円筒状磁性体３１を配設している。
このようにすると、コイル状をなした加熱用ヒータ１３
により磁来が破線で示すようｌここの円筒状磁性体３１
の部分を通過することになり、磁路の抵抗を減少し得る
ので磁界の強さが飛躍的に増加し前述した各効果をさら
に一層向上することができる。
により磁来が破線で示すようｌここの円筒状磁性体３１
の部分を通過することになり、磁路の抵抗を減少し得る
ので磁界の強さが飛躍的に増加し前述した各効果をさら
に一層向上することができる。
第７図はこの発明のさらに異なる構成を示している。第
６図のものは磁路抵抗を減少させることにより磁力の強
化を計るものであるが、第７図のものは炉本体１１の外
ｌ１ｌＩＩをこ磁気発生用のコイル４１を増設すること
により磁力を強化しようとするものである。すなわち図
示のように絶縁導体を用いこれを炉本体１１の外周ｌこ
巻回することによりコイル４１を形成し、これを加熱用
ヒータ１３と直列接続することによってヒータ電流を流
すものである。
６図のものは磁路抵抗を減少させることにより磁力の強
化を計るものであるが、第７図のものは炉本体１１の外
ｌ１ｌＩＩをこ磁気発生用のコイル４１を増設すること
により磁力を強化しようとするものである。すなわち図
示のように絶縁導体を用いこれを炉本体１１の外周ｌこ
巻回することによりコイル４１を形成し、これを加熱用
ヒータ１３と直列接続することによってヒータ電流を流
すものである。
この実施態様によると加熱用ヒータ１３によっ１
て発生する磁力をさらにコイル魯４．によって発生する
磁力によって強化でき、その巻回数を適宜選ぶことによ
って所望の磁化程度ζこ容易に調節し得る利点がある。
磁力によって強化でき、その巻回数を適宜選ぶことによ
って所望の磁化程度ζこ容易に調節し得る利点がある。
したがってこの実施態様によっても第３図のものの効果
を一層増大することができる。
を一層増大することができる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
要旨を変更しない範囲において種々変形して実施するこ
とができる。
要旨を変更しない範囲において種々変形して実施するこ
とができる。
例えば、この発明は場合により第６図の有する構成と、
第７図の特色とする構成を併用することによっても実施
することができる。
第７図の特色とする構成を併用することによっても実施
することができる。
以上述べたようにこの発明によれば、加熱用ヒータをコ
イル状に形成してこれを加熱並びに磁界発生用に兼用す
ることにより、構成を著しく簡略化し価格を低減すると
ともに均一良質な単結晶を容Ａｔこ得られる単結晶の引
上げ装置を提供することができる。
イル状に形成してこれを加熱並びに磁界発生用に兼用す
ることにより、構成を著しく簡略化し価格を低減すると
ともに均一良質な単結晶を容Ａｔこ得られる単結晶の引
上げ装置を提供することができる。
第１図は従来の単結晶引上げ装置の概略的構成図、＠２
図はこの装置におい９用いて加熱用ヒータの斜視図、第
３図１この発明の一実施例の概略的構成図、第３図（ま
同実施列において用いる加熱用ヒータの説明図、第４図
はこの発明の異なる実施例において用いるヒータの説明
図、第６図および第７図はそれぞれこの発明のさらに異
なる構成を示す概略的構成図である。 １・・・ルツボ ２・・・融液 ３・・・インゴット ４・・・炉本体 ５・・・加熱用ヒータ ６・・・引上げ用操作体７・・
・切り込み １１・・・炉本体 １２・・・ルツボ １３・・・加熱用ヒータ １４・・・引上げ用操作棒１
５・・・＋ｍ＄えＩ羽＊ｉ １６・・・カーボン抵抗体
１７・・・切れ月 １８・・・スペーサ１９・・・融液
２０・・・発熱抵抗体３１・・・円筒状磁性体 ４１
・・・コイル出願人 エム・セテツク株式会社 １２１Ｑ 第３図 第４図 第、！；ｎ 第６図 第７図 １、事件の表示 特願昭５９−０６３７７９号 ２、発明の名称 単結晶の引上げ装置 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 エム・セテック株式会社 ４、代理人 ５・補正命令発送の日付 ７、補正の内容 （１）本願明細書の「発明の名称」を下記の通り訂正す
る。 記 単結晶の引上げ装置 （２）本願明細Ｓ第９頁第５行の「第３図」を「第４図
」と訂正するとともに、第９頁第６行の「第４図」を「
第５図」と訂正する。 （３）「代理権を証明する書面」は別紙の通り。
図はこの装置におい９用いて加熱用ヒータの斜視図、第
３図１この発明の一実施例の概略的構成図、第３図（ま
同実施列において用いる加熱用ヒータの説明図、第４図
はこの発明の異なる実施例において用いるヒータの説明
図、第６図および第７図はそれぞれこの発明のさらに異
なる構成を示す概略的構成図である。 １・・・ルツボ ２・・・融液 ３・・・インゴット ４・・・炉本体 ５・・・加熱用ヒータ ６・・・引上げ用操作体７・・
・切り込み １１・・・炉本体 １２・・・ルツボ １３・・・加熱用ヒータ １４・・・引上げ用操作棒１
５・・・＋ｍ＄えＩ羽＊ｉ １６・・・カーボン抵抗体
１７・・・切れ月 １８・・・スペーサ１９・・・融液
２０・・・発熱抵抗体３１・・・円筒状磁性体 ４１
・・・コイル出願人 エム・セテツク株式会社 １２１Ｑ 第３図 第４図 第、！；ｎ 第６図 第７図 １、事件の表示 特願昭５９−０６３７７９号 ２、発明の名称 単結晶の引上げ装置 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 エム・セテック株式会社 ４、代理人 ５・補正命令発送の日付 ７、補正の内容 （１）本願明細書の「発明の名称」を下記の通り訂正す
る。 記 単結晶の引上げ装置 （２）本願明細Ｓ第９頁第５行の「第３図」を「第４図
」と訂正するとともに、第９頁第６行の「第４図」を「
第５図」と訂正する。 （３）「代理権を証明する書面」は別紙の通り。
Claims (5)
- （１）炉本体と、この本体の中心部に配置されたルツボ
と、このルツボの周囲に配設された加熱用ヒータとを備
え、この加熱用ヒータはコイル状をなし前記ルツボ内の
融液に磁界を加えることを特徴とする単結晶の引上げ装
置。 - （２）上記加熱用ヒータはソレノイド状に形成されの引
上げ装置。 - （３）上記加熱用ヒータは１対の渦巻状ヒータよりなり
ルツボ内の融液に対し横方向に磁界を加えるものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の単結晶の
引上げ装置。 - （４）炉本体と、この本体の中心部に配置されたルツボ
と、このルツボの周囲に配設された加熱用ヒータと、前
記本体の外周に設けられた円筒状磁性体とを備え、前記
加工用ヒータはコイル状をなし前記ルツボ内の融液に磁
界を加えるものであることを特徴とする単結晶引上げ装
置。 - （５）炉本体と、この本体の中心部に配置されたルツボ
と、とのルツボの周囲に配設された加熱用ヒータと、前
記本体の外周に設けられた磁界形成用のコイルとを備え
、前記加熱用ヒータはコイル状をなし前記コイルと協働
して前記ルツボ内の融液に磁界を加えるものであること
を特徴とする単結晶の引上げ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6377984A JPS60210592A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 単結晶の引上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6377984A JPS60210592A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 単結晶の引上げ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210592A true JPS60210592A (ja) | 1985-10-23 |
Family
ID=13239198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6377984A Pending JPS60210592A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 単結晶の引上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210592A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0628645A1 (en) * | 1993-06-01 | 1994-12-14 | Texas Instruments Incorporated | Spiral heater for use in Czochralski crystal pullers |
| WO2005041278A2 (de) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Crystal Growing Systems Gmbh | Kristallzüchtungsanlage |
| DE102009045680A1 (de) | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Siliziumblöcken aus der Schmelze durch gerichtete Erstarrung |
| DE102009046845A1 (de) | 2009-11-18 | 2011-06-01 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Kristallisationsanlage und Kristallisationsverfahren |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP6377984A patent/JPS60210592A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0628645A1 (en) * | 1993-06-01 | 1994-12-14 | Texas Instruments Incorporated | Spiral heater for use in Czochralski crystal pullers |
| US5571320A (en) * | 1993-06-01 | 1996-11-05 | Texas Instruments Incorporated | Spiral heater for use in czochralski crystal pullers |
| WO2005041278A2 (de) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Crystal Growing Systems Gmbh | Kristallzüchtungsanlage |
| WO2005041278A3 (de) * | 2003-10-23 | 2005-07-07 | Crystal Growing Systems Gmbh | Kristallzüchtungsanlage |
| US7179331B2 (en) | 2003-10-23 | 2007-02-20 | Crystal Growing Systems Gmbh | Crystal growing equipment |
| JP2007509026A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | クリスタル グロウイング システムズ ゲゼルシヤフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 結晶成長装置 |
| JP4654193B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2011-03-16 | クリスタル グロウイング システムズ ゲゼルシヤフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 結晶成長装置 |
| EP2105522A3 (de) * | 2003-10-23 | 2011-11-02 | PVA TePla AG | Kristallzüchtungsanlage |
| DE102009045680A1 (de) | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Siliziumblöcken aus der Schmelze durch gerichtete Erstarrung |
| DE102009046845A1 (de) | 2009-11-18 | 2011-06-01 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Kristallisationsanlage und Kristallisationsverfahren |
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