JPS60221392A - 単結晶生成方法 - Google Patents
単結晶生成方法Info
- Publication number
- JPS60221392A JPS60221392A JP7624684A JP7624684A JPS60221392A JP S60221392 A JPS60221392 A JP S60221392A JP 7624684 A JP7624684 A JP 7624684A JP 7624684 A JP7624684 A JP 7624684A JP S60221392 A JPS60221392 A JP S60221392A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- melt
- magnetic field
- raw material
- pulling
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- 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】
［発明の技術分野］
本発明は、単結晶原料融液に磁場を印加する磁場発生手
段を具備した単結晶生成装置に関する。
段を具備した単結晶生成装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点コ
従来のチョクラルスキー法（ＣＺ法）による単結晶生成
装置の一例として第１図のように構成されたものがある
。すなわち、単結晶原料融液１（以下融液とする）が充
填しであるるつぼ２はヒータ３により加熱され単結晶原
料は常に融液状態を保っている。この融液中に種結晶４
を挿入し、引上駆動機構５により種結晶４をある一定速
度にて引上げてゆくと、同一液界面境界層６にて結晶が
成長し、単結晶７が生成される。
装置の一例として第１図のように構成されたものがある
。すなわち、単結晶原料融液１（以下融液とする）が充
填しであるるつぼ２はヒータ３により加熱され単結晶原
料は常に融液状態を保っている。この融液中に種結晶４
を挿入し、引上駆動機構５により種結晶４をある一定速
度にて引上げてゆくと、同一液界面境界層６にて結晶が
成長し、単結晶７が生成される。
この詩、加熱手段例えばヒーター３の加熱によって誘起
される融液の流体的運動、すなわち熱対流８が発生する
。この熱対流８の発生原因は次の様に説明される。熱対
流は一般に流体の熱膨張による浮力と流体の粘性力との
釣合が破れた時に生ずる。この浮力と粘性力の釣合い関
係を現わす無次元量がグラスホフ数Ｎｏｒである。
される融液の流体的運動、すなわち熱対流８が発生する
。この熱対流８の発生原因は次の様に説明される。熱対
流は一般に流体の熱膨張による浮力と流体の粘性力との
釣合が破れた時に生ずる。この浮力と粘性力の釣合い関
係を現わす無次元量がグラスホフ数Ｎｏｒである。
Ｎａｒ＝（１・α・ΔＴ−Ｒ３／υ３
ここで、ｇ ：重力加速度
α：融液の熱膨張率
ΔＴ：るつぼ半径方向温度差
Ｒ：るつぼ半径
υ：融液の動粘性係数
一般に、グラスホフ数Ｎｏｒがａ液の幾何学的寸法、熱
的境界条件等によって決定される臨界値を越えると融液
内に熱封が発生する。通常Ｎｏｒ＞１０５にて融液の熱
対流は乱流状態、Ｎ（Ｉ ｒ ＞１０９では撹乱状態と
なる。現在行なわれている直径３〜４インチの単結晶引
上げの融液条件の場合Ｎ。ｒ＞１０９となり（前記Ｎ。
的境界条件等によって決定される臨界値を越えると融液
内に熱封が発生する。通常Ｎｏｒ＞１０５にて融液の熱
対流は乱流状態、Ｎ（Ｉ ｒ ＞１０９では撹乱状態と
なる。現在行なわれている直径３〜４インチの単結晶引
上げの融液条件の場合Ｎ。ｒ＞１０９となり（前記Ｎ。
ｒの式による）融液内は撹乱状態となり融液表面すなわ
ち固−液界面境界Ｈ６は波立った状態となる。
ち固−液界面境界Ｈ６は波立った状態となる。
このよえな撹乱状態の熱対流が存在すると、融液内、特
に固−液界面での温度変動が激しくなり固−液界面境界
層厚の位置的時間的変動が激しく、成長中結晶の微視的
再溶解が顕著となり成長した短結晶中には転位ループ、
積層欠陥等が発生する。
に固−液界面での温度変動が激しくなり固−液界面境界
層厚の位置的時間的変動が激しく、成長中結晶の微視的
再溶解が顕著となり成長した短結晶中には転位ループ、
積層欠陥等が発生する。
しかもこの決陥部分は不規則な固−液界面の変動により
単結晶引上方向に対して非均−に発生する。
単結晶引上方向に対して非均−に発生する。
更に、高温融液（例えば１５００℃程度）が接するるつ
ぼ２内面に於ける融液１とるつぼ２との化学変化により
るつは２内面より融液中に溶解する不純物９が、この熱
対流８により搬送され融液内部全体にわたって分散する
。この不純物９が核となり単結晶中に転位ループや欠陥
、成長縞等が発生して単結晶の品質を劣化させている。
ぼ２内面に於ける融液１とるつぼ２との化学変化により
るつは２内面より融液中に溶解する不純物９が、この熱
対流８により搬送され融液内部全体にわたって分散する
。この不純物９が核となり単結晶中に転位ループや欠陥
、成長縞等が発生して単結晶の品質を劣化させている。
このため、このような単結晶より集積回路（ＬＳＩ）の
ウェハーを製造する際、欠陥部分を含んだウェハーは電
気的特性が劣化しているため使い物にならず歩留りが悪
くなる。今後、単結晶は増々大直径化してゆくが、前記
のグラスホフ数の式からもわかるようにるつぼ直径が増
大すればする程、グラスホフ数も増大し、融液の熱対流
は一層激しさを増し、単結晶の品質も劣化の一途をたど
ることになる。
ウェハーを製造する際、欠陥部分を含んだウェハーは電
気的特性が劣化しているため使い物にならず歩留りが悪
くなる。今後、単結晶は増々大直径化してゆくが、前記
のグラスホフ数の式からもわかるようにるつぼ直径が増
大すればする程、グラスホフ数も増大し、融液の熱対流
は一層激しさを増し、単結晶の品質も劣化の一途をたど
ることになる。
このようなことから従来、熱対流を抑制し熱的・化学的
に平衡状態に近い成長条件にて単結晶引上げを行なうた
めに、融液に直流磁場を印加する単結晶生成装置が提案
されている。第２図はこの概略構成を示すもので第１図
と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
に平衡状態に近い成長条件にて単結晶引上げを行なうた
めに、融液に直流磁場を印加する単結晶生成装置が提案
されている。第２図はこの概略構成を示すもので第１図
と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
るっぽ２の外周に磁石１０を配置し融液１中に矢印１１
の方向（磁場印加方向）に一様磁場を印加する。単結晶
の融液は一般に電気伝導度σを有する導電対である。こ
のため、電気伝導度σを有する流体が熱対流により運動
する際磁場印加方向１１と平行でない方向に運動してい
る流体は、レンツの法則により磁場的抵抗力を受ける。
の方向（磁場印加方向）に一様磁場を印加する。単結晶
の融液は一般に電気伝導度σを有する導電対である。こ
のため、電気伝導度σを有する流体が熱対流により運動
する際磁場印加方向１１と平行でない方向に運動してい
る流体は、レンツの法則により磁場的抵抗力を受ける。
このため熱対流の運動は阻止される。一般に、磁場が印
加された時の磁器抵抗力すなわち磁気粘性係数νｅｆｆ
はνｅｆｆ−（μＨＤ）２σ／ρ ここで、Ｕ：融液の透磁率 Ｈ：磁場強さ Ｄ：るつぼ直径 α：融液の電気伝導度 ρ：融液の密度 となり、磁場強さが増大すると磁気粘性係数νｅｒｆが
増大し、先に示したグラスホフ数の式中のνが増大する
こととなりグラスホフ数は急激に減少し、ある磁場強さ
によってグラスホフ数を臨界値より小さくすることが出
来る。これにより、融液の熱対流は完全に抑制される。
加された時の磁器抵抗力すなわち磁気粘性係数νｅｆｆ
はνｅｆｆ−（μＨＤ）２σ／ρ ここで、Ｕ：融液の透磁率 Ｈ：磁場強さ Ｄ：るつぼ直径 α：融液の電気伝導度 ρ：融液の密度 となり、磁場強さが増大すると磁気粘性係数νｅｒｆが
増大し、先に示したグラスホフ数の式中のνが増大する
こととなりグラスホフ数は急激に減少し、ある磁場強さ
によってグラスホフ数を臨界値より小さくすることが出
来る。これにより、融液の熱対流は完全に抑制される。
このようにして磁場を印加することにより熱対流が抑制
されるので前記した単結晶中の不純物含有、転位ループ
の発性・欠陥・成長縞の発生がなくなり、しがも引上方
向に均一な品質の単結晶が１ｑられ、単結晶の品質およ
び歩留りが向上する。
されるので前記した単結晶中の不純物含有、転位ループ
の発性・欠陥・成長縞の発生がなくなり、しがも引上方
向に均一な品質の単結晶が１ｑられ、単結晶の品質およ
び歩留りが向上する。
ここで、融液中の熱対流パターンを考えてみる。
第１図に示すように、熱対流には２つのパターンがある
。一つは、ヒータ３の加熱により生ずる熱対流８であり
、他方は、単結晶育成中に単結晶７を回転させながら引
上げることにより生ずる熱対流１２である。いま、るつ
ぼ直径をＤＳ融液高さをＨとすると、各熱対流は、高さ
Ｈ幅Ｄ／４の領域内を図示の回転運動していると考えら
れる。この熱対流に第２図と同様に引上方向と垂直な１
１方向の磁場を印加すると熱対流８，１２の高さＨ方向
に電磁気的ブレーキ力が作用し、その熱対流が抑制され
る。又、第２図に示す方向と垂直な方向、すなわち引上
方向と平行方向く図示せず）に磁場を印加すると、熱対
流８．１２の幅Ｄ／４方向に電磁気的ブレーキ力が作用
し、その熱対流が抑制される。電磁気的ブレーキ力は、
流体の運動する距離に比例するので、Ｈ＞ Ｄ／４の場
合すなわちアスペクト比Ｈ／Ｄ＞ １／４、の場合は１
１なる方向の磁場を印加した方が１１１１場方向１１と
垂直方向の磁場を印加した場合より、電磁気的ブレーキ
力効果が大きい、すなわち熱対流抑制効果が大である。
。一つは、ヒータ３の加熱により生ずる熱対流８であり
、他方は、単結晶育成中に単結晶７を回転させながら引
上げることにより生ずる熱対流１２である。いま、るつ
ぼ直径をＤＳ融液高さをＨとすると、各熱対流は、高さ
Ｈ幅Ｄ／４の領域内を図示の回転運動していると考えら
れる。この熱対流に第２図と同様に引上方向と垂直な１
１方向の磁場を印加すると熱対流８，１２の高さＨ方向
に電磁気的ブレーキ力が作用し、その熱対流が抑制され
る。又、第２図に示す方向と垂直な方向、すなわち引上
方向と平行方向く図示せず）に磁場を印加すると、熱対
流８．１２の幅Ｄ／４方向に電磁気的ブレーキ力が作用
し、その熱対流が抑制される。電磁気的ブレーキ力は、
流体の運動する距離に比例するので、Ｈ＞ Ｄ／４の場
合すなわちアスペクト比Ｈ／Ｄ＞ １／４、の場合は１
１なる方向の磁場を印加した方が１１１１場方向１１と
垂直方向の磁場を印加した場合より、電磁気的ブレーキ
力効果が大きい、すなわち熱対流抑制効果が大である。
逆に、Ｈ＞ Ｄ／４すなわちアスペクｊ・比）−１／Ｄ
＞ １／４の場合は、前記とは逆に′ｆＩＡ場方向１１
と垂直な方向に磁場を印加した方が熱対流抑制効果が大
である。
＞ １／４の場合は、前記とは逆に′ｆＩＡ場方向１１
と垂直な方向に磁場を印加した方が熱対流抑制効果が大
である。
ところが、以上の磁場方向と熱対流抑制効果を考慮する
と第２図に示す従来の磁石１ｏを具備した単結晶生成装
置には下記の欠点がある。
と第２図に示す従来の磁石１ｏを具備した単結晶生成装
置には下記の欠点がある。
単結晶４を融液１につけて単結晶の育成が開始された時
点では、通常アスペクト比はＨ／Ｄ ）１／４となって
いる。このような状態の場合は、引上方向と垂直な磁場
方向１１の磁場印加により熱対流は抑制され高品質な単
結晶が育成される。
点では、通常アスペクト比はＨ／Ｄ ）１／４となって
いる。このような状態の場合は、引上方向と垂直な磁場
方向１１の磁場印加により熱対流は抑制され高品質な単
結晶が育成される。
単結晶の育成が進むにつれ残存融液は減少してゆくので
、ある時点でＨ／Ｄ＝１／４となり、それ以後はＨ／Ｄ
〈１／４なる状態で単結晶が育成されることになる。前
述のように、）−１／Ｄ＜１／４なる状態では１１方向
の磁場印加による熱対流抑制は充分ではなく、この状況
下で育成された単結晶は不純物含有、転位ループ、欠陥
、成長縞が発生し低品質なものとなる。このようなもの
は製品として使えないので、歩留りが悪くなる。また従
来の磁場印加による単結晶引上装置では、このため、単
結晶として育成出来ぬるつぼ内の融液残量が大きく原料
融液の利用率が悪い。
、ある時点でＨ／Ｄ＝１／４となり、それ以後はＨ／Ｄ
〈１／４なる状態で単結晶が育成されることになる。前
述のように、）−１／Ｄ＜１／４なる状態では１１方向
の磁場印加による熱対流抑制は充分ではなく、この状況
下で育成された単結晶は不純物含有、転位ループ、欠陥
、成長縞が発生し低品質なものとなる。このようなもの
は製品として使えないので、歩留りが悪くなる。また従
来の磁場印加による単結晶引上装置では、このため、単
結晶として育成出来ぬるつぼ内の融液残量が大きく原料
融液の利用率が悪い。
［発明の目的］
そこで、本発明は前記従来装置のもつ欠点を除去するた
めになされたもので、原料融液の利用率を良くし、育成
された単結晶がすべて高品質となる単結晶生成装置を提
供するとこを目的とする。
めになされたもので、原料融液の利用率を良くし、育成
された単結晶がすべて高品質となる単結晶生成装置を提
供するとこを目的とする。
し発明の概要］
本発明は前記の目的を達成するため、第１の発明では原
料Ｒ′ａのアスペクト比が大きい単結晶引上状況下にお
いて単結晶の引上方向に対して垂直に２０００ガウス以
上の磁場を、前記原料融液に印加する磁場発生手段を設
け、第２の発明では原料融液のアスペクト比が小さい単
結晶引上状況下において単結晶の引上方向に対して平行
に１０００ガウス程度の磁場を前記原料融液に印加する
磁場発生手段を設け、これにより原料融液の熱対流を抑
制するようにしたところに特徴を有する。
料Ｒ′ａのアスペクト比が大きい単結晶引上状況下にお
いて単結晶の引上方向に対して垂直に２０００ガウス以
上の磁場を、前記原料融液に印加する磁場発生手段を設
け、第２の発明では原料融液のアスペクト比が小さい単
結晶引上状況下において単結晶の引上方向に対して平行
に１０００ガウス程度の磁場を前記原料融液に印加する
磁場発生手段を設け、これにより原料融液の熱対流を抑
制するようにしたところに特徴を有する。
［発明の実施例］
以下、本発明について図面を参照して説明する。
はじめに第３図（ａ）、（ｂ）に示す一実施例について
説明するが、第１図および第２図と同一部分には同一符
号を付してその説明を省略する。すなわち、■結晶用ト
祷１３の壬ヤ５バー１４／７′１弧周に、引上方向と平
行な方向すなわち１５の方向（ｌｌＩｉ場方向）に１０
００ガウス程度の磁場を印加させる磁場発生手段例えば
常電導磁石１６を配置する。常電導磁石１６はソレノイ
ド状に巻回された銅コイル１７とこれを保持するための
巻枠１８とから成っており、巻枠１８はチャンバー１４
の下部フランジ部１９および止め金具２０によりチャン
バー１４に固定されている。 ・ 常電導磁石１６の外側に、引上方向と垂直な方向すなわ
ち１１の方向（磁場方向）２０００ガウス以上の磁場を
印加させる磁場発生手段例えば超電導磁石２１を配置す
る。超電導磁石２１は、超電導コイル２２と、こを収納
し極低温状態（例えば４．２ｋ＞に保持しておくだめの
保冷容器２３と、これらを支持し床面に敷設されたレー
ル２４と共にこれらを移動させる駆動機構２５とから成
っている。
説明するが、第１図および第２図と同一部分には同一符
号を付してその説明を省略する。すなわち、■結晶用ト
祷１３の壬ヤ５バー１４／７′１弧周に、引上方向と平
行な方向すなわち１５の方向（ｌｌＩｉ場方向）に１０
００ガウス程度の磁場を印加させる磁場発生手段例えば
常電導磁石１６を配置する。常電導磁石１６はソレノイ
ド状に巻回された銅コイル１７とこれを保持するための
巻枠１８とから成っており、巻枠１８はチャンバー１４
の下部フランジ部１９および止め金具２０によりチャン
バー１４に固定されている。 ・ 常電導磁石１６の外側に、引上方向と垂直な方向すなわ
ち１１の方向（磁場方向）２０００ガウス以上の磁場を
印加させる磁場発生手段例えば超電導磁石２１を配置す
る。超電導磁石２１は、超電導コイル２２と、こを収納
し極低温状態（例えば４．２ｋ＞に保持しておくだめの
保冷容器２３と、これらを支持し床面に敷設されたレー
ル２４と共にこれらを移動させる駆動機構２５とから成
っている。
次に、以上のように構成した単結晶生成装置の動作につ
いて説明する。種結晶４が原料融液１（第１図）に浸さ
れ単結晶７の育成が開始される時は、融液のアスペクト
比）１／Ｄ＞１／４なので、超電導磁石２１により原料
融液に対して２０００ガウス以上の磁場を１１の方向に
印加する。このようにすると、原料融液の熱対流が抑制
できる。
いて説明する。種結晶４が原料融液１（第１図）に浸さ
れ単結晶７の育成が開始される時は、融液のアスペクト
比）１／Ｄ＞１／４なので、超電導磁石２１により原料
融液に対して２０００ガウス以上の磁場を１１の方向に
印加する。このようにすると、原料融液の熱対流が抑制
できる。
この場合２０００ガウス以上と比較的強力な磁場を常電
導磁石で発生させようとすると、単結晶引上機１３に比
べて磁石装置は巨人なものとなってしまうが、ここでは
超電導磁石２１を使用しているので軽量コンパクトにし
て強力な磁場が得られる。
導磁石で発生させようとすると、単結晶引上機１３に比
べて磁石装置は巨人なものとなってしまうが、ここでは
超電導磁石２１を使用しているので軽量コンパクトにし
て強力な磁場が得られる。
次に、単結晶７の育成が進むにつれ、融液高さＨが減少
してゆき、ついには融液のアスペクト比１−１／Ｄ＝１
／４となる。この時点で、原料融液１に印加する磁場
を超電導磁石２１から常電導磁石１６に変更して印加さ
せる。この場合原料融液量は初期充填量に比べて充分に
少なくなっているので、１０００ガウス程度の磁場を原
料融液に印加させる。更に、これ以降は融液のアスペク
ト比Ｈ／Ｄ＜１／４となるので、単結晶の引上方向に対
して平行（１５の方向）に磁場を印加させる。
してゆき、ついには融液のアスペクト比１−１／Ｄ＝１
／４となる。この時点で、原料融液１に印加する磁場
を超電導磁石２１から常電導磁石１６に変更して印加さ
せる。この場合原料融液量は初期充填量に比べて充分に
少なくなっているので、１０００ガウス程度の磁場を原
料融液に印加させる。更に、これ以降は融液のアスペク
ト比Ｈ／Ｄ＜１／４となるので、単結晶の引上方向に対
して平行（１５の方向）に磁場を印加させる。
このようにすると、原料融液の熱対流を抑制できる。こ
の場合１０００ガウス程度と比較的低磁場を発生させる
磁場発生手段としては第３図に示すような銅コイル１７
を巻回したコイル層の薄いソレノイドコイルで充分であ
る。もちろん、超電導磁石装置を使用しても効果は同じ
ことは明らかである。
の場合１０００ガウス程度と比較的低磁場を発生させる
磁場発生手段としては第３図に示すような銅コイル１７
を巻回したコイル層の薄いソレノイドコイルで充分であ
る。もちろん、超電導磁石装置を使用しても効果は同じ
ことは明らかである。
融液の７スペクト比Ｈ／Ｄ〈１／４の領域に於いて、常
電導磁石１６によって発生される１５方向の磁場によっ
て融液の熱対流が抑制され、高品質の単結晶が育成され
るので従来技術の磁石を具備した単結晶生成装置では利
用できなかったアスペクト比１−１／Ｄ＜１／４なる領
域の原料融液１までをも有効に使用することが出来る。
電導磁石１６によって発生される１５方向の磁場によっ
て融液の熱対流が抑制され、高品質の単結晶が育成され
るので従来技術の磁石を具備した単結晶生成装置では利
用できなかったアスペクト比１−１／Ｄ＜１／４なる領
域の原料融液１までをも有効に使用することが出来る。
単結晶の育成が終了した後は、チャンバー１４を分解し
ろつは２をクリーニングし、新らしい原料融液１をるつ
ぼ２にチャージする作業が必要である。その際、単結晶
引上機１３に取付けた磁石を取りはずさねばならぬが、
本発明の実施例装置では次のようにクリーニングおよび
チャージ作業が簡単となる。まず、超電導磁石２１は床
に敷設されたレール２４および駆動機構２５により第３
図に図示の如く移動方向２６に移動し、固定位置２７に
超電導磁石２１を固定する。すなわち、単結晶引上機１
３と超電導磁石２１が完全に分離するので、チャンバー
１４の分解作業が容易となる。
ろつは２をクリーニングし、新らしい原料融液１をるつ
ぼ２にチャージする作業が必要である。その際、単結晶
引上機１３に取付けた磁石を取りはずさねばならぬが、
本発明の実施例装置では次のようにクリーニングおよび
チャージ作業が簡単となる。まず、超電導磁石２１は床
に敷設されたレール２４および駆動機構２５により第３
図に図示の如く移動方向２６に移動し、固定位置２７に
超電導磁石２１を固定する。すなわち、単結晶引上機１
３と超電導磁石２１が完全に分離するので、チャンバー
１４の分解作業が容易となる。
又、薄肉円筒状の常電導磁石１６はチャンバー１４の外
周に固定されているので、るつは２のクリーニングに際
しチャンバー１４を分解する時は、チャンバーに取り付
けたままに出来る。従って、常電導磁石１６があっても
、そのチャンバー分解作業には何ら支障がなく、容易に
その作業が行なえる。
周に固定されているので、るつは２のクリーニングに際
しチャンバー１４を分解する時は、チャンバーに取り付
けたままに出来る。従って、常電導磁石１６があっても
、そのチャンバー分解作業には何ら支障がなく、容易に
その作業が行なえる。
次に本発明の他の実施例について第４図を参照して説明
する。第３図で示した実施例と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略する。第３図の常電導磁石１６の
代りに銅コイル２８、巻枠２９より成る常電導磁石３０
をチャンバー１４の内面に止め金具３１を用いて取付け
る。この常電導磁石３０により１５の方向の磁場を発生
させる。
する。第３図で示した実施例と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略する。第３図の常電導磁石１６の
代りに銅コイル２８、巻枠２９より成る常電導磁石３０
をチャンバー１４の内面に止め金具３１を用いて取付け
る。この常電導磁石３０により１５の方向の磁場を発生
させる。
このように構成された装置の動作は第３図の実施例と同
一である。
一である。
本発明は以上述べた実施例に限らず、第４図の常電導磁
石３０に於いて、巻枠２９は使用せず、銅コイル２８を
チャンバー１４の内面に沿って直付けで巻回しチャンバ
ー１４の内面を巻枠と兼用させるようにしてもよい。こ
の場合の動作も第３図の実施例と同一である。
石３０に於いて、巻枠２９は使用せず、銅コイル２８を
チャンバー１４の内面に沿って直付けで巻回しチャンバ
ー１４の内面を巻枠と兼用させるようにしてもよい。こ
の場合の動作も第３図の実施例と同一である。
以上説明したように本発明の実施例によれば、次のよう
な効果がある。融液のアスペクト比が大きい領域では引
上方向と垂直な方向に２０００ガウス以上の強力な磁場
を融液に印加するので、熱対流が抑制され高品質な単結
晶が育成される。融液のアスペクト比が小さい領域では
引上方向に平行方向に１０００ガウス程度の比較的弱い
磁場を融液に印加するので、熱対流が抑制され高品質な
単結晶が育成される。このような磁場印加方法によって
、原料融液の利用率が格段に改善されるという効果があ
る。これらの磁場印加の装置として、引上方向と垂直な
方向への磁場発生には超電導磁石２１、引上方向と平行
方向への磁場発生には常電導磁石１６を使用しているの
で、単結晶引上装置全体がコンパクトになる効果がある
。更に、超電導磁石２１と常電導磁石１６を同時に励磁
することにより引上方向に対して任意方向の合成磁場を
融液に印加することが出来るという効果がある。
な効果がある。融液のアスペクト比が大きい領域では引
上方向と垂直な方向に２０００ガウス以上の強力な磁場
を融液に印加するので、熱対流が抑制され高品質な単結
晶が育成される。融液のアスペクト比が小さい領域では
引上方向に平行方向に１０００ガウス程度の比較的弱い
磁場を融液に印加するので、熱対流が抑制され高品質な
単結晶が育成される。このような磁場印加方法によって
、原料融液の利用率が格段に改善されるという効果があ
る。これらの磁場印加の装置として、引上方向と垂直な
方向への磁場発生には超電導磁石２１、引上方向と平行
方向への磁場発生には常電導磁石１６を使用しているの
で、単結晶引上装置全体がコンパクトになる効果がある
。更に、超電導磁石２１と常電導磁石１６を同時に励磁
することにより引上方向に対して任意方向の合成磁場を
融液に印加することが出来るという効果がある。
［発明の効果コ
以上野べた本発明によれば原料融液の利用率を良くでき
、育成された単結晶がすべて高品質となる単結晶生成装
置を提供できる。
、育成された単結晶がすべて高品質となる単結晶生成装
置を提供できる。
第１図は従来の単結晶生成装置の一例を示す概略構成図
、第２図は従来の磁石を有する単結晶生成装置の他の例
を示す概略構成図、第３図（ａ）。 （ｂ）は本発明による単結晶生成装置の一実施例の正面
図および平面図を示す概略構成図、第４図は本発明によ
る単結晶生成′装置の他の実施例を示す概略構成図であ
る。 １・・・原料融液、２・・・るつぼ、３・・・ヒータ、
４・・・種結晶、５・・・引上駆動機構、６・・・固液
界面境界層、７・・・単結晶、８・・・熱対流、９・・
・不純物、１０・・・磁石、１１・・・磁場方向、１２
・・・熱対流、１３・・・単結晶引上機、１４・・・チ
ャンバー、１５・・・磁場方向、１６・・・常電導磁石
、１７・・・銅コイル、１８・・・巻枠、１９・・・フ
ランジ部、２０・・・止め金具、２１・・・超電導磁石
、２２・・・超電導コイル、２３・・・保冷容器、２４
・・・レール、２５・・・駆動機構、２６・・・移動方
向、２７・・・固定位置、２８・・・銅コイル、２９・
・・巻枠、３０・・・常電導磁石、３１・・・止め金具
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 第３図
、第２図は従来の磁石を有する単結晶生成装置の他の例
を示す概略構成図、第３図（ａ）。 （ｂ）は本発明による単結晶生成装置の一実施例の正面
図および平面図を示す概略構成図、第４図は本発明によ
る単結晶生成′装置の他の実施例を示す概略構成図であ
る。 １・・・原料融液、２・・・るつぼ、３・・・ヒータ、
４・・・種結晶、５・・・引上駆動機構、６・・・固液
界面境界層、７・・・単結晶、８・・・熱対流、９・・
・不純物、１０・・・磁石、１１・・・磁場方向、１２
・・・熱対流、１３・・・単結晶引上機、１４・・・チ
ャンバー、１５・・・磁場方向、１６・・・常電導磁石
、１７・・・銅コイル、１８・・・巻枠、１９・・・フ
ランジ部、２０・・・止め金具、２１・・・超電導磁石
、２２・・・超電導コイル、２３・・・保冷容器、２４
・・・レール、２５・・・駆動機構、２６・・・移動方
向、２７・・・固定位置、２８・・・銅コイル、２９・
・・巻枠、３０・・・常電導磁石、３１・・・止め金具
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）容器内の単結晶原料を加熱手段により加熱して原
料融液を作り、この原料融液中に種結晶を挿入し、この
種結晶を引上駆動機構によりある一定速度で引上げて同
一液界面境界層にて単結晶が生成される単結晶生成装置
において、前記原料融液のアスペクト比が大きい単結晶
引上状況下で、前記原料融液に前記単結晶の引上方向に
対して垂直に２０００ガウス以上の磁場を印加する磁場
発生手段を設けた単結晶生成装置。 - （２）容器内の単結晶原料を加熱手段により加熱して原
料Ｉａ液を作り、この原料融液中に種結晶を挿入し、こ
の種結晶を引上駆動機構によりある一定速度で引上げて
固−液界面境界層にて単結晶が生成される単結晶生成装
置において、前記原料融液のアスペクト比が小さい単結
晶引上状況下で、前駅＠料融液に艙Ｋｚ■結晶の引上方
向に対して平行に１０００ガウス程度の磁場を印加する
磁場発生手段を設けた単結晶生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7624684A JPS60221392A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 単結晶生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7624684A JPS60221392A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 単結晶生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221392A true JPS60221392A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0478591B2 JPH0478591B2 (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=13599822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7624684A Granted JPS60221392A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 単結晶生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221392A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62171986A (ja) * | 1986-01-22 | 1987-07-28 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶の製造方法 |
| US6291403B1 (en) | 1987-03-23 | 2001-09-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing superconducting ceramics under a magnetic field |
| WO2004092456A1 (ja) * | 2003-04-16 | 2004-10-28 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 単結晶の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149894A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and apparatus for growing grystal |
| JPS57170890A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-21 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | Growing method for single crystal |
| JPS6033297A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-20 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶半導体引上装置 |
| JPS6033290A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-20 | Toshiba Corp | 単結晶半導体の製造方法 |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP7624684A patent/JPS60221392A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149894A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and apparatus for growing grystal |
| JPS57170890A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-21 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | Growing method for single crystal |
| JPS6033297A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-20 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶半導体引上装置 |
| JPS6033290A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-20 | Toshiba Corp | 単結晶半導体の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62171986A (ja) * | 1986-01-22 | 1987-07-28 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶の製造方法 |
| US6291403B1 (en) | 1987-03-23 | 2001-09-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing superconducting ceramics under a magnetic field |
| WO2004092456A1 (ja) * | 2003-04-16 | 2004-10-28 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 単結晶の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0478591B2 (ja) | 1992-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6144797A (ja) | 単結晶育成装置およびその制御方法 | |
| JP6436031B2 (ja) | 単結晶引き上げ装置、及び単結晶引き上げ方法 | |
| JPS6027682A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| JP4483729B2 (ja) | シリコン単結晶製造方法 | |
| JP2009173536A (ja) | 高品質の半導体単結晶インゴットの製造装置及び方法 | |
| TW546425B (en) | Epitaxial silicon wafer, method for producing the same and substrate for epitaxial silicon wafer | |
| JPH11268987A (ja) | シリコン単結晶およびその製造方法 | |
| US6607594B2 (en) | Method for producing silicon single crystal | |
| TW591128B (en) | Single crystalline silicon wafer, ingot, and producing method thereof | |
| JPS60221392A (ja) | 単結晶生成方法 | |
| TW552326B (en) | Czochralski pullers and pulling methods for manufacturing monocrystalline silicon ingots by controlling temperature gradients at the center and edge of an ingot-melt interface | |
| JP2688137B2 (ja) | シリコン単結晶の引上げ方法 | |
| JP2572070B2 (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JP2004189559A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JPS6036392A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| JP2000044387A (ja) | シリコン単結晶製造方法 | |
| JPH11278993A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JP2009292702A (ja) | シリコン単結晶の育成方法 | |
| JP5136518B2 (ja) | シリコン単結晶の育成方法 | |
| JP3991813B2 (ja) | シリコン単結晶成長方法 | |
| JPS6270286A (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JP3585731B2 (ja) | 磁界印加式単結晶製造装置 | |
| JP3018738B2 (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JPS623091A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| JPS63215587A (ja) | 単結晶の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |