JPS6153190A - 結晶ブ−ル成長方法 - Google Patents
結晶ブ−ル成長方法Info
- Publication number
- JPS6153190A JPS6153190A JP11989185A JP11989185A JPS6153190A JP S6153190 A JPS6153190 A JP S6153190A JP 11989185 A JP11989185 A JP 11989185A JP 11989185 A JP11989185 A JP 11989185A JP S6153190 A JPS6153190 A JP S6153190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boule
- meniscus
- melt
- crystal
- phase change
- Prior art date
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- Pending
Links
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
- C30B15/20—Controlling or regulating
- C30B15/22—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
- C30B15/26—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal using television detectors; using photo or X-ray detectors
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】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、放射率の差により結晶の成長を監視するため
の方法に係る０本発明の方法は、溶融液から結晶のブー
ルを成長させるために有用であり、特にシリコンの結晶
を成長させるために適用される。
の方法に係る０本発明の方法は、溶融液から結晶のブー
ルを成長させるために有用であり、特にシリコンの結晶
を成長させるために適用される。
Ｂ、開示の概要
本発明の方法は、メニスカス及び相変化の界面の温度勾
配プロフィルを用いて、ブールの引上げ速度、るつぼ及
びブールの回転速度、並びに溶融液の温度を制御する。
配プロフィルを用いて、ブールの引上げ速度、るつぼ及
びブールの回転速度、並びに溶融液の温度を制御する。
溶融液から結晶ブールを成長させるための方法である。
Ｃ０従来技術
米国特許第４２４．２５８９号、第４２７７４４１号及
び第４３１８７６９号の明細書は、結晶成長の監視につ
いて開示しており、それらの技術は、メニスカスの像を
形成し、その像を表わす電気信号に変換するために、カ
メラを用い、反復的走査を用いている。しかしながら、
それらの技術は、方法を制御するために相変化の位置を
用いることについては何ら記載していない。
び第４３１８７６９号の明細書は、結晶成長の監視につ
いて開示しており、それらの技術は、メニスカスの像を
形成し、その像を表わす電気信号に変換するために、カ
メラを用い、反復的走査を用いている。しかしながら、
それらの技術は、方法を制御するために相変化の位置を
用いることについては何ら記載していない。
Ｄ１発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、溶融液から結晶のブールを制御された
方法で成長させるための方法を提供することである。
方法で成長させるための方法を提供することである。
Ｅ０問題点を解決するための手段
本発明は、溶融液から結晶のブールを制御された方法で
成長させるための方法を提供する０本発明の方法に於て
は、相変化を生じている材料のメニスカスがるつぼ内の
結晶のブールと溶融液との間に形成される０本発明の結
晶ブール成長方法は、（１）上記メニスカスの像をレン
ズを経てチヤージ・カツプルド・デバイス（ＣＣＤ）検
出器配列体上に投影し、（２）上記メニスカス及び上記
相変化の界面の温度勾配プロフィルを確認するために上
記ＣＣＤ検出器配列体の出方信号を電子的に走査し、（
３）上記メニスカス及び上記相変化の界面の温度勾配プ
ロフィルに基いて、上記ブールの引上げ速度、上記るつ
ぼ及び上記ブールの回転速度、並びに上記溶融液の温度
を制御することを含む。
成長させるための方法を提供する０本発明の方法に於て
は、相変化を生じている材料のメニスカスがるつぼ内の
結晶のブールと溶融液との間に形成される０本発明の結
晶ブール成長方法は、（１）上記メニスカスの像をレン
ズを経てチヤージ・カツプルド・デバイス（ＣＣＤ）検
出器配列体上に投影し、（２）上記メニスカス及び上記
相変化の界面の温度勾配プロフィルを確認するために上
記ＣＣＤ検出器配列体の出方信号を電子的に走査し、（
３）上記メニスカス及び上記相変化の界面の温度勾配プ
ロフィルに基いて、上記ブールの引上げ速度、上記るつ
ぼ及び上記ブールの回転速度、並びに上記溶融液の温度
を制御することを含む。
Ｆ、実施例
図は、本発明の方法を概略的に示している。例えば、シ
リコンの材料が、るつぼ内で溶融されている。典型的に
は、それは、チョクラルスキ型結晶成長装置に於て行わ
れる。結晶のブールが形成されるに従って、該ブールと
溶融液との間にメニスカスが形成される。そのメニスカ
スの像が、レンズを経て、ＣＣＤ検出器配列体上に投影
される。
リコンの材料が、るつぼ内で溶融されている。典型的に
は、それは、チョクラルスキ型結晶成長装置に於て行わ
れる。結晶のブールが形成されるに従って、該ブールと
溶融液との間にメニスカスが形成される。そのメニスカ
スの像が、レンズを経て、ＣＣＤ検出器配列体上に投影
される。
対象物の放射率に依存する出力信号レベルを観察するこ
とにより、ブールと溶―液との界面の位置を容易に識別
することができる。誤りを生じ易い情報及び誤った識別
を除くために、図に示されている如く、別個のフィルタ
を感知装置とａ祭位置との間に配置してもよいが、不可
欠なものではない、それから、ブールの引上げ速度、る
つぼ及びブールの回転速度、並びに溶融体の温度を制御
するために、上記ＣＣＤ検出器配列体の出力情報が用い
られる。
とにより、ブールと溶―液との界面の位置を容易に識別
することができる。誤りを生じ易い情報及び誤った識別
を除くために、図に示されている如く、別個のフィルタ
を感知装置とａ祭位置との間に配置してもよいが、不可
欠なものではない、それから、ブールの引上げ速度、る
つぼ及びブールの回転速度、並びに溶融体の温度を制御
するために、上記ＣＣＤ検出器配列体の出力情報が用い
られる。
レンズを経てＣＣＤ検出器配列体上に投影されるメニス
カスの像は、放射の像であっても、反射の像であっても
よい、それらの両方の場合に於て、本発明の方法を用い
ることができる。
カスの像は、放射の像であっても、反射の像であっても
よい、それらの両方の場合に於て、本発明の方法を用い
ることができる。
又、本発明の方法は、特定の型の結晶成長装置に限定さ
れない０本発明の方法は、当技術分野に於て周知のチョ
クラルスキ型装置とともに用いられるために、極めて適
している。
れない０本発明の方法は、当技術分野に於て周知のチョ
クラルスキ型装置とともに用いられるために、極めて適
している。
本発明の方法は、任意の材料のための結晶成長方法に適
用することができるが、特にシリコンの結晶の成長に於
て有用である６本発明の方法によって、方法全体を自動
化することができる。これは、従来技術に対する大きな
進歩である。従来の光学的な技術は、結晶成長装置の形
状に関する制約のため、用いられない、熱い溶融液の表
面が良好な反射率を有していても、観察位置を経て投影
された光は、好ましくない角度のため、監視装置に戻ら
ない、熱い界面の自己発光特性を用いた高温計は、観察
している立体角への全放射エネルギを測定する。これは
、方法を効果的に制御するために充分な精度で測定する
ことができない、絶対的測定値である１本発明の方法は
これらの問題を解決する。
用することができるが、特にシリコンの結晶の成長に於
て有用である６本発明の方法によって、方法全体を自動
化することができる。これは、従来技術に対する大きな
進歩である。従来の光学的な技術は、結晶成長装置の形
状に関する制約のため、用いられない、熱い溶融液の表
面が良好な反射率を有していても、観察位置を経て投影
された光は、好ましくない角度のため、監視装置に戻ら
ない、熱い界面の自己発光特性を用いた高温計は、観察
している立体角への全放射エネルギを測定する。これは
、方法を効果的に制御するために充分な精度で測定する
ことができない、絶対的測定値である１本発明の方法は
これらの問題を解決する。
シリコン結晶を形成するために用いられる場合には、本
発明の方法は、例えば約１６９０°にの他めて高い温度
で行われ、酸化を防ぐために不活性雰囲気中で行われる
。
発明の方法は、例えば約１６９０°にの他めて高い温度
で行われ、酸化を防ぐために不活性雰囲気中で行われる
。
成る種の元素の相が液体から固体に変化するとき、それ
らの光学的特性は著しい変化を示す。シリコン（又は他
の半導体材料）が溶融するに従って、その反射率は増加
し、その吸収率は低下する。
らの光学的特性は著しい変化を示す。シリコン（又は他
の半導体材料）が溶融するに従って、その反射率は増加
し、その吸収率は低下する。
シリコンは、固相に於て、より高い放射率を有している
。ブールと溶融液との界面に於て、液体から固体への温
度勾配は約２乃至３°にである。従って、この２相系に
於て、極めて小さな領域に。
。ブールと溶融液との界面に於て、液体から固体への温
度勾配は約２乃至３°にである。従って、この２相系に
於て、極めて小さな領域に。
熱放射レベルの大きな変化が観察される。境界領域の特
定の帯域を決定し、注意深く較正することによって、結
晶成長方法を制御することができる。
定の帯域を決定し、注意深く較正することによって、結
晶成長方法を制御することができる。
Ｇ１発明の効果
本発明の方法により、溶融液から結晶のブールを制御さ
れた方法で成長させるための方法が得られる。
れた方法で成長させるための方法が得られる。
図は、本発明の方法を概略的に示す図である。・出願人
インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コー
ポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗（外１名）
インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コー
ポレーション 代理人 弁理士 山 本 仁 朗（外１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 相変化を生じている材料のメニスカスがるつぼ内の結晶
のブールと溶融液との間に形成される、溶融液から結晶
のブールを成長させるための方法に於て、 上記メニスカスの像をレンズを経てチヤージ・カツプル
ド・デバイス（ＣＣＤ）検出器配列体上に投影し、 上記メニスカス及び上記相変化の界面の温度勾配プロフ
イルを確認するために上記ＣＣＤ検出器配列体の出力信
号を電子的に走査し、 上記メニスカス及び上記相変化の界面の温度勾配プロフ
イルに基いて、上記ブールの引上げ速度。 上記るつぼ及び上記ブールの回転速度、並びに上記溶融
液の温度を制御することを含む、 結晶ブール成長方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US64165084A | 1984-08-17 | 1984-08-17 | |
| US641650 | 1984-08-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6153190A true JPS6153190A (ja) | 1986-03-17 |
Family
ID=24573279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11989185A Pending JPS6153190A (ja) | 1984-08-17 | 1985-06-04 | 結晶ブ−ル成長方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0171694A1 (ja) |
| JP (1) | JPS6153190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH024743U (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-12 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0649631B2 (ja) * | 1986-10-29 | 1994-06-29 | 信越半導体株式会社 | 結晶径測定装置 |
| US4931624A (en) * | 1987-07-10 | 1990-06-05 | Mellen Sr Robert H | Thermal distortion free viewing of a heated cavity |
| FI87660C (fi) * | 1988-03-03 | 1993-02-10 | Leybold Ag | Foerfarande och anordning foer dragning av monokristaller |
| US5037621A (en) * | 1989-11-09 | 1991-08-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | System for the in-situ visualization of a solid liquid interface during crystal growth |
| US5846318A (en) * | 1997-07-17 | 1998-12-08 | Memc Electric Materials, Inc. | Method and system for controlling growth of a silicon crystal |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4217165A (en) * | 1978-04-28 | 1980-08-12 | Ciszek Theodore F | Method of growing a ribbon crystal particularly suited for facilitating automated control of ribbon width |
| US4290835A (en) * | 1978-06-14 | 1981-09-22 | Mobil Tyco Solar Energy Corporation | Method for crystal growth control |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP11989185A patent/JPS6153190A/ja active Pending
- 1985-07-30 EP EP85109461A patent/EP0171694A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH024743U (ja) * | 1988-06-22 | 1990-01-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0171694A1 (en) | 1986-02-19 |
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