JPS6046073B2 - 半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
半導体単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS6046073B2 JPS6046073B2 JP18750982A JP18750982A JPS6046073B2 JP S6046073 B2 JPS6046073 B2 JP S6046073B2 JP 18750982 A JP18750982 A JP 18750982A JP 18750982 A JP18750982 A JP 18750982A JP S6046073 B2 JPS6046073 B2 JP S6046073B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- semiconductor
- pulled
- pulling
- crucible
- 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.)
- Expired
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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
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、るつほ内の半導体溶融物から半導体結晶を
引上げる引上法による半導体単結晶製造方法に関する。
引上げる引上法による半導体単結晶製造方法に関する。
例えば、シリコンのごとき半導体単結晶を引上法で製造
する場合、従来はるつぼ中に適当に分割した半導体素材
をドープ材と共に装入し、抵抗加熱、又は高周波加熱に
より溶融し、その表面に引一仏■一、？ 毎分数−の速
度て引上げて単結晶を作る。
する場合、従来はるつぼ中に適当に分割した半導体素材
をドープ材と共に装入し、抵抗加熱、又は高周波加熱に
より溶融し、その表面に引一仏■一、？ 毎分数−の速
度て引上げて単結晶を作る。
この場合、引上げが進むにつれて、溶融物が減少するた
め、引上単結晶の上部と下部では不純物濃度が異なり、
通常連続的に変化し、品質上好ましくない結果が生ずる
。
め、引上単結晶の上部と下部では不純物濃度が異なり、
通常連続的に変化し、品質上好ましくない結果が生ずる
。
又、引上げが完了し、るつぼ中に溶融物がなくなると、
素材が再投入するか、るつぼを交換しなければならない
、このことは作業性を著しく悪くする。
素材が再投入するか、るつぼを交換しなければならない
、このことは作業性を著しく悪くする。
これに対し、例えば、特開昭５２−５８０８０、５６一
１６４０９７、５６−８４３９７には、素材を連続供給
する方法が示されている。
１６４０９７、５６−８４３９７には、素材を連続供給
する方法が示されている。
然し、前２者は素材溶融用るつぼと、引上用るつぼを要
し、機構的に複雑となり、又、後者は、軸対称性がない
ために、るつぼの回転ができず、均質な製品が得にくい
。
し、機構的に複雑となり、又、後者は、軸対称性がない
ために、るつぼの回転ができず、均質な製品が得にくい
。
この発明は、これらの欠点を解決するためになされたも
のであり、その目的とするところは均一な抵抗率を有す
る大径て長尺な引上単結晶を得ることにある。
のであり、その目的とするところは均一な抵抗率を有す
る大径て長尺な引上単結晶を得ることにある。
この目的を達成するために供給素材量と引上単結晶を等
量にして、溶融液面を一定に保持すること、供給素材部
分に反射板を配設することにより、溶融液内に温度勾配
を発生させ、低温部より半導体結晶を引上け、高温部に
素材を供給することを主な特徴としている。以下、この
発明を、図面および実施例を用いて具体的に説明する。
量にして、溶融液面を一定に保持すること、供給素材部
分に反射板を配設することにより、溶融液内に温度勾配
を発生させ、低温部より半導体結晶を引上け、高温部に
素材を供給することを主な特徴としている。以下、この
発明を、図面および実施例を用いて具体的に説明する。
第１図、第２図はこの発明による一実施例を示す。
第３図をはこの発明を用いた場合の溶融液内’の温度勾
配を示し、第３図ａは引上炉内の対応位置を示す。１は
石英るつぼ、２はヒーター、３は引上単結晶、４は素材
、５は反射板を示す。
配を示し、第３図ａは引上炉内の対応位置を示す。１は
石英るつぼ、２はヒーター、３は引上単結晶、４は素材
、５は反射板を示す。
第１図において、円筒部を有し、浅くて広い石英るつぼ
１内に一定量の分割された素材を装入し、高周波又は抵
抗加熱ヒーター２で加熱溶解し、引上軸の先端に取付け
た種結晶を溶液面に浸漬し、引上けを開始する。
１内に一定量の分割された素材を装入し、高周波又は抵
抗加熱ヒーター２で加熱溶解し、引上軸の先端に取付け
た種結晶を溶液面に浸漬し、引上けを開始する。
このとき、引上単結晶３の周辺に配設された素材４を溶
液中に徐々に降下させ溶解する。この場合、供給素材量
と引上単結晶量が等量になるように、例えば、引上単結
晶の断面積と、供給される素材断面積の合計を等しくし
、引上速度と、素材供給速度（降下速度）を同一にする
か、又は、引上単結晶量と素材供給量が同一になるごと
く、単結晶引上速度と素材供給速度を調節してやる。
液中に徐々に降下させ溶解する。この場合、供給素材量
と引上単結晶量が等量になるように、例えば、引上単結
晶の断面積と、供給される素材断面積の合計を等しくし
、引上速度と、素材供給速度（降下速度）を同一にする
か、又は、引上単結晶量と素材供給量が同一になるごと
く、単結晶引上速度と素材供給速度を調節してやる。
この様にして、引上作業中、常に溶液面を一定水準に保
持することができる。
持することができる。
尚、溶解が容易になるように素材は細いものを使用し、
多数本を使用するとよい。
多数本を使用するとよい。
次に該素材４の部分には、溶融液面よりの輻射熱を反射
するための反射板５を設ける。
するための反射板５を設ける。
例えば該反射板は第２図に例示したごとく、石英製の薄
いドーナツ状にし、中心の孔部６より単結晶を引上げ、
周辺部に、素材４が入るごとき複数の孔７を通して、素
材４をるつほの溶解部に供給する。第１図の実施例では
反射板５は支持棒８により円筒部に固定されている。又
、複数の素材４は一体となつて単結晶引上軸を中心とし
て、るつほ中を回転することもできる（回転機構は図示
せず）。又、該反射板５を該回転機構に連結することに
より、素材と共に単結晶引上軸を中心として回転するこ
ともできる。この回転速度を適当に調節することにより
、該るつぼ１の回転（回転機構は図示せず）と同じにす
ることもでき、又、独立して、異なる回転速度にするこ
ともできる。又、該反射板５により、るつぼよりの輻射
熱を反射および遮断する結果、るつぼ内の半導体溶融物
の温度勾配は第３図に示すごとく周辺部が高温となり、
中心部が低温となる。第３図ｂ（７）縦軸は温度を、横
軸はるつぼ内の位置を示し、第３図ａは、引上炉内の対
応位置を示す。
いドーナツ状にし、中心の孔部６より単結晶を引上げ、
周辺部に、素材４が入るごとき複数の孔７を通して、素
材４をるつほの溶解部に供給する。第１図の実施例では
反射板５は支持棒８により円筒部に固定されている。又
、複数の素材４は一体となつて単結晶引上軸を中心とし
て、るつほ中を回転することもできる（回転機構は図示
せず）。又、該反射板５を該回転機構に連結することに
より、素材と共に単結晶引上軸を中心として回転するこ
ともできる。この回転速度を適当に調節することにより
、該るつぼ１の回転（回転機構は図示せず）と同じにす
ることもでき、又、独立して、異なる回転速度にするこ
ともできる。又、該反射板５により、るつぼよりの輻射
熱を反射および遮断する結果、るつぼ内の半導体溶融物
の温度勾配は第３図に示すごとく周辺部が高温となり、
中心部が低温となる。第３図ｂ（７）縦軸は温度を、横
軸はるつぼ内の位置を示し、第３図ａは、引上炉内の対
応位置を示す。
曲線１０は反射板５を設備しない場合、曲線１１は反射
板５を設備した場合の溶融物内の温度勾配を示す。この
温度差を利用して、中心部の低温部より単結晶を引上げ
、周辺の高温部て素材を溶解する。
板５を設備した場合の溶融物内の温度勾配を示す。この
温度差を利用して、中心部の低温部より単結晶を引上げ
、周辺の高温部て素材を溶解する。
かくすることにより、周辺部より複数本の素材を溶解し
、中心部より単結晶を引上げることがより容易となる。
又、素材４にはドープ材を、例えば素材の軸方向に一定
間隔で穴をあけるか、溝を切つて、その中に下方には高
濃度に、上方には低濃度に添加しておくことにより、ド
ープ材の変化を補償しながら、溶液中のドープ濃度を一
定に保つことができ、均一な抵抗率を有する引上単結晶
を得ることができる。
、中心部より単結晶を引上げることがより容易となる。
又、素材４にはドープ材を、例えば素材の軸方向に一定
間隔で穴をあけるか、溝を切つて、その中に下方には高
濃度に、上方には低濃度に添加しておくことにより、ド
ープ材の変化を補償しながら、溶液中のドープ濃度を一
定に保つことができ、均一な抵抗率を有する引上単結晶
を得ることができる。
かくすることにより、大径で長尺な均一品質の単結晶を
得ることができる。
得ることができる。
尚、引上単結晶の取出し、および素材をセットする部分
を、溶解炉部分とは、例えば、第１図点線９で示した位
置において、公知のゲートバルブて区切ることにより、
るつぼの温度を高温に保持したま）、引上単結晶の取出
しと素材のセットができ、熱効率もよく、るつぼを多数
回使用することができる。
を、溶解炉部分とは、例えば、第１図点線９で示した位
置において、公知のゲートバルブて区切ることにより、
るつぼの温度を高温に保持したま）、引上単結晶の取出
しと素材のセットができ、熱効率もよく、るつぼを多数
回使用することができる。
以上詳述したごとく、この発明によれば大径で長尺な均
一品質、特に軸方向抵抗率分布の均一な引上単結晶を得
ることがてき、又引上炉を冷却することなく数回連続的
に結晶を育成できる結果、生産性が向上する。
一品質、特に軸方向抵抗率分布の均一な引上単結晶を得
ることがてき、又引上炉を冷却することなく数回連続的
に結晶を育成できる結果、生産性が向上する。
又、るつぼの多数回使用が可能となり、熱効率もよくな
る等の効果が得られる。実施例１ 直径３６．１ｗｎφて軸方向に一定間隔に溝を切り、そ
の中に下方には高濃度に、上方には低濃度にドープ材を
添加したシリコン素材８本を、第２図に示すごとき８個
の孔部７を有する第１図のごとき引上装置に装填し、る
つぼ１の溶液部に供給する。
る等の効果が得られる。実施例１ 直径３６．１ｗｎφて軸方向に一定間隔に溝を切り、そ
の中に下方には高濃度に、上方には低濃度にドープ材を
添加したシリコン素材８本を、第２図に示すごとき８個
の孔部７を有する第１図のごとき引上装置に装填し、る
つぼ１の溶液部に供給する。
一方、直径１０２顛φのシリコン単結晶３を中心孔６よ
り毎分１．５ｗｒｍの速度で引上げる。この場合、単結
晶引上速度と、素材供給速度を同一とす″れば、るつぼ
１中の溶液の液面は常に一定の高さに保たれる。この場
合のるつぼの中心部分と素材の溶解位置の温度差は該反
射板５を装備しない場合は、２０℃であり、装備した場
合は４５℃であつた。
り毎分１．５ｗｒｍの速度で引上げる。この場合、単結
晶引上速度と、素材供給速度を同一とす″れば、るつぼ
１中の溶液の液面は常に一定の高さに保たれる。この場
合のるつぼの中心部分と素材の溶解位置の温度差は該反
射板５を装備しない場合は、２０℃であり、装備した場
合は４５℃であつた。
この結果、軸方向低抗率分布の均一な大径（１０２７Ｔ
０ｎφ）て長尺な均一品質のシリコン単結晶が得られた
。
０ｎφ）て長尺な均一品質のシリコン単結晶が得られた
。
実施例２
前記実施例１において、直径２５．５順φのシリコン素
材を使用して、実施例１と同一直径の１０２ｗ１φのシ
リコン単結晶を引上げた。
材を使用して、実施例１と同一直径の１０２ｗ１φのシ
リコン単結晶を引上げた。
この場合、単結晶引上速度毎分１．５ｗＬに対し素材供
給速度を２倍の毎分３ｒｆ０ｎとし、その他の条件は実
施例１と同様にしてシリコン単結晶を引上けた。
給速度を２倍の毎分３ｒｆ０ｎとし、その他の条件は実
施例１と同様にしてシリコン単結晶を引上けた。
得られた結果は、実施例１と同様であつた。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による単結晶引上装置の一実施例を示
す。 第２図は、この発明による反射板の一実施例を示す。第
３図ｂはこの発明を実施した場合の溶融液内の温度勾配
を示し、第３図ａは引上炉内の対応位置を示す。１・・
・・・・石英るつぼ、２・・・・・・ヒーター、３・・
・・・・引上単結晶、４・・・・・・素材、５・・・・
・・反射板、９・・・・・・ゲートバルブ位置、１０・
・・・・・反射板のない場合の温度勾配曲線、１１・・
・・・・反射板のある場合の温度勾配曲線。
す。 第２図は、この発明による反射板の一実施例を示す。第
３図ｂはこの発明を実施した場合の溶融液内の温度勾配
を示し、第３図ａは引上炉内の対応位置を示す。１・・
・・・・石英るつぼ、２・・・・・・ヒーター、３・・
・・・・引上単結晶、４・・・・・・素材、５・・・・
・・反射板、９・・・・・・ゲートバルブ位置、１０・
・・・・・反射板のない場合の温度勾配曲線、１１・・
・・・・反射板のある場合の温度勾配曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ るつぼ内の半導体溶融物から半導体結晶を引上げる
単結晶引上法において、供給素材量と引上単結晶量を等
量にして溶融液面を一定に保持し、供給素材部分に反射
板を配設して該溶融液内に高温部と低温部の温度勾配を
発生せしめ、該低温部より半導体結晶を引上げ該高温部
に素材を供給することを特徴とする半導体単結晶の製造
方法。 ２ るつぼ中心部に引上単結晶を、周辺部に対象状に複
数の素材を配置し、該素材部には反射板を設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項の半導体単結晶の製造
方法。 ３ 引上単結晶の断面積と、供給素材断面積を等しくす
るか、又は単結晶引上速度と素材供給速度を変えて引上
量と溶融量を等しくすることを特徴とする特許請求の範
囲第１項の半導体単結晶の製造方法。 ４ ドープ材を添加した素材を使用することにより均一
な抵抗率を有する引上単結晶を得ることを特徴とする特
許請求の範囲第１項の半導体単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18750982A JPS6046073B2 (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 半導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18750982A JPS6046073B2 (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 半導体単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979000A JPS5979000A (ja) | 1984-05-08 |
| JPS6046073B2 true JPS6046073B2 (ja) | 1985-10-14 |
Family
ID=16207304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18750982A Expired JPS6046073B2 (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046073B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60137891A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体単結晶引き上げ方法と装置 |
| JPS61163188A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-23 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | シリコン単結晶引上法における不純物のド−プ方法 |
| EP0494312B1 (en) * | 1990-07-26 | 1996-10-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method and apparatus for making single crystal |
| JP6168011B2 (ja) * | 2014-08-19 | 2017-07-26 | 信越半導体株式会社 | 単結晶育成装置及びその装置を用いた単結晶育成方法 |
| JP6369352B2 (ja) * | 2015-02-20 | 2018-08-08 | 信越半導体株式会社 | 結晶育成方法 |
| JP6304125B2 (ja) * | 2015-05-21 | 2018-04-04 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の軸方向の抵抗率制御方法 |
| CN112301414B (zh) * | 2019-07-31 | 2021-07-30 | 内蒙古中环光伏材料有限公司 | 一种大尺寸单晶的收尾工艺及大尺寸单晶的制备工艺 |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP18750982A patent/JPS6046073B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5979000A (ja) | 1984-05-08 |
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