JPS62153188A - ド−ピングされた単結晶の製造方法 - Google Patents
ド−ピングされた単結晶の製造方法Info
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- JPS62153188A JPS62153188A JP29470185A JP29470185A JPS62153188A JP S62153188 A JPS62153188 A JP S62153188A JP 29470185 A JP29470185 A JP 29470185A JP 29470185 A JP29470185 A JP 29470185A JP S62153188 A JPS62153188 A JP S62153188A
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- Japan
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- seed
- molten metal
- doping material
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- 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】
：産業上の利用分野」
本発明はドーピングされた単結晶の製造方法に係わり、
特にアンチモン（Ｓｂ）ドープされたＮ型シリコン単結
晶の製造方法に関する。
特にアンチモン（Ｓｂ）ドープされたＮ型シリコン単結
晶の製造方法に関する。
Ｔ従来の技術」
；冶＊−Ｊｎ＋”−ｋＪ升＋１：ノＩ＋−＋・、ｍ’＋
ｒＥｋ−２１−ＬＬ−＋Ｊ’１１．’ｍする際には、シ
リコン溶湯に添加するドープ材としてｓｂが使用される
ことが多い。
ｒＥｋ−２１−ＬＬ−＋Ｊ’１１．’ｍする際には、シ
リコン溶湯に添加するドープ材としてｓｂが使用される
ことが多い。
ところで、シリコンの融点は１４１４℃であり、それに
対しｓｂは、融点６３０．５℃、沸点１６４０℃前後で
あるため、シリコン溶湯の温度では、ｓｂの蒸気圧はか
なり高い。しかも、一般に単結晶の引き上げ作業は、シ
リコンの酸化を防止するために、アルゴン雰囲気の減圧
下で行なわれる。このため、シリコンを融解するときに
ｓｂを添加しておいたのでは、引き上げ作業前に漸次ｓ
ｂが蒸発してしまい、ドーピングの目的を達成すること
ができない。
対しｓｂは、融点６３０．５℃、沸点１６４０℃前後で
あるため、シリコン溶湯の温度では、ｓｂの蒸気圧はか
なり高い。しかも、一般に単結晶の引き上げ作業は、シ
リコンの酸化を防止するために、アルゴン雰囲気の減圧
下で行なわれる。このため、シリコンを融解するときに
ｓｂを添加しておいたのでは、引き上げ作業前に漸次ｓ
ｂが蒸発してしまい、ドーピングの目的を達成すること
ができない。
そこで従来では、単結晶を引き上げていく間に、粒状ｓ
ｂを数回に分けて溶湯に添加することによって、ｓｂが
蒸発しないうちに、単結晶中に取り込むようにしてドー
ピングを行なうことが多い。
ｂを数回に分けて溶湯に添加することによって、ｓｂが
蒸発しないうちに、単結晶中に取り込むようにしてドー
ピングを行なうことが多い。
「発明が解決しようとする問題点」
しかしながら、前述のような製造方法にあっても、依然
として次のような問題点を有している。
として次のような問題点を有している。
まず、前述の方法では、シリコン溶湯中に粒状ｓｂを落
としこむのであるが、この粒状ｓｂが高温の溶湯に接触
した瞬間に、激しい溶解反応が起こり、ンリコン・ｓｂ
溶解液が一時的に沸騰して溶解液がハネ飛び、これがル
ツボ内壁やノードに付着する。このため、高価なｓｂの
損失が生じるのみならず、これら付着物が再び不純物と
して溶湯内に落下して、単結晶中に転位等の欠陥を引き
起こすことがあった。
としこむのであるが、この粒状ｓｂが高温の溶湯に接触
した瞬間に、激しい溶解反応が起こり、ンリコン・ｓｂ
溶解液が一時的に沸騰して溶解液がハネ飛び、これがル
ツボ内壁やノードに付着する。このため、高価なｓｂの
損失が生じるのみならず、これら付着物が再び不純物と
して溶湯内に落下して、単結晶中に転位等の欠陥を引き
起こすことがあった。
また、前述の方法では、単結晶引き上げ中にＳｂを添加
するので、ｓｂが溶解してから単結晶中に取り込まれる
までの時間が短く、十分に撹拌されないことがあり、こ
れによって単結晶中ｓｂ濃度が不均一になりやすいとい
った問題を有していた。
するので、ｓｂが溶解してから単結晶中に取り込まれる
までの時間が短く、十分に撹拌されないことがあり、こ
れによって単結晶中ｓｂ濃度が不均一になりやすいとい
った問題を有していた。
さらに、前述の方法にあっては、減圧下に置かれている
ルツボ内に粒状ｓｂを数回に分けて投入しなければなら
ないので、そのためのｓｂ供給機構を製造装置内に設け
なければならず、装置のコストが高くなり、しかも項雑
な操作を必要とする。
ルツボ内に粒状ｓｂを数回に分けて投入しなければなら
ないので、そのためのｓｂ供給機構を製造装置内に設け
なければならず、装置のコストが高くなり、しかも項雑
な操作を必要とする。
「問題点を解決するための手段」
本発明のドーピングされた単結晶の製造方法は、シード
に塊状のドープ材を取り付け、このノートを溶湯に浸す
ことによってドープ材ｉａ加を行なうことを特徴とする
。
に塊状のドープ材を取り付け、このノートを溶湯に浸す
ことによってドープ材ｉａ加を行なうことを特徴とする
。
「実施例」
以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明する
。
。
第１図は、本実施例を行なう際に使用される製造装置の
側断面図である。
側断面図である。
図において、■は炉体であり、このψ体ｌの巾央部には
石英ルツボ２が設けられている。この石英ルツボ２は黒
鉛サセプタ３によって保持されており、この黒鉛サセプ
タ３の下端部は接合部材５を介して軸４の上端に取り付
けられている。そして、このルツボ２は、図示しないル
ツボ回転モータおよびルツボ昇降モータによって駆動さ
れるようになっている。また、符号６．６はルツボ２を
加熱するヒータ、７は炉体ｌとヒータ６．６との間に配
置された断熱材である。
石英ルツボ２が設けられている。この石英ルツボ２は黒
鉛サセプタ３によって保持されており、この黒鉛サセプ
タ３の下端部は接合部材５を介して軸４の上端に取り付
けられている。そして、このルツボ２は、図示しないル
ツボ回転モータおよびルツボ昇降モータによって駆動さ
れるようになっている。また、符号６．６はルツボ２を
加熱するヒータ、７は炉体ｌとヒータ６．６との間に配
置された断熱材である。
炉体ｌの上方には、図示しない引き上げ機構が設けられ
、その引き上げ機構によって、引き上げワイヤ８がルツ
ボ２上方で回転しつつ上下動されるようになっている。
、その引き上げ機構によって、引き上げワイヤ８がルツ
ボ２上方で回転しつつ上下動されるようになっている。
この引き上げワイヤ８の先端には、シード支持具９を介
してシード１０（単結晶の種）が取り付けられ、このシ
ードｌＯを溶湯１１に浸した後、引き上げることによっ
て、シード１０を始点として順次成長した単結晶棒が引
き上げられるようになっている。
してシード１０（単結晶の種）が取り付けられ、このシ
ードｌＯを溶湯１１に浸した後、引き上げることによっ
て、シード１０を始点として順次成長した単結晶棒が引
き上げられるようになっている。
このシード１０の下端部には、第２図に示すように、孔
のあいた直方体状のｓｂ材１２（ドープ材）が通され、
さらにシード１０の下端に係止片１３がレーザ融着され
て、ｓｂ材１２が落ちないように保持されている。上記
係止片１３は、シードＩＯと全く同質のシリコン単結晶
からなる。また、ｓｂ材１２の重量は、シリコン溶湯量
に応じて必要量が用いられる。
のあいた直方体状のｓｂ材１２（ドープ材）が通され、
さらにシード１０の下端に係止片１３がレーザ融着され
て、ｓｂ材１２が落ちないように保持されている。上記
係止片１３は、シードＩＯと全く同質のシリコン単結晶
からなる。また、ｓｂ材１２の重量は、シリコン溶湯量
に応じて必要量が用いられる。
次に、上記装置を用いたノリコン単結晶の製造方法を頭
に説明する。
に説明する。
まず、ルツボ２内でノリコン多結晶を融解し、溶湯とす
る。その後、ルツボ２を回転しつつ、Ｓｂ材１２が取り
付けられたノードｌＯをゆっくり降下し、シード１０下
端部とともに５ｂｖｒ＋２をシリコン溶湯内に沈める。
る。その後、ルツボ２を回転しつつ、Ｓｂ材１２が取り
付けられたノードｌＯをゆっくり降下し、シード１０下
端部とともに５ｂｖｒ＋２をシリコン溶湯内に沈める。
ここで、ｓｂ材１２は、比較的大きな塊（溶ｌ易量によ
って異なるが通常数百９程度）であり、しかも熱伝導性
が高いので、高温の溶を易内にあっても、その温度は急
激には上昇しない。よってｓｂ材１２は、粒状ｓｂの場
合のように激しく溶解して沸騰することがなく、溶湯内
で表面からゆっくり融解し、ルツボ２の回転によって溶
湯内に均一に分散される。このようにして、ひとたび均
一に分散されると、ｓｂ原子はンリコン原子に取り巻か
れた状態となって蒸散しにくくなり、引き上げ作業が終
了するまでの間、溶ｆ易中ｓｂの濃度変化は比較的小さ
く保たれる。
って異なるが通常数百９程度）であり、しかも熱伝導性
が高いので、高温の溶を易内にあっても、その温度は急
激には上昇しない。よってｓｂ材１２は、粒状ｓｂの場
合のように激しく溶解して沸騰することがなく、溶湯内
で表面からゆっくり融解し、ルツボ２の回転によって溶
湯内に均一に分散される。このようにして、ひとたび均
一に分散されると、ｓｂ原子はンリコン原子に取り巻か
れた状態となって蒸散しにくくなり、引き上げ作業が終
了するまでの間、溶ｆ易中ｓｂの濃度変化は比較的小さ
く保たれる。
そして、ｓｂ材１２か完全に溶けたら、引き上げ機構を
作動させてシードｌＯを引き上げていき、従来と全く同
じ手順で単結晶製造を行なう。
作動させてシードｌＯを引き上げていき、従来と全く同
じ手順で単結晶製造を行なう。
このような構成からなるｓｂドープされたノリコン単結
晶の製造方法にあっては、シードｌＯに取り付けた塊状
Ｓｂ材１２を溶湯内に沈めてゆっくり融解するので、急
激に溶解物が沸騰するなどといっ１こことがなく、溶解
物のハネが防げる。したがって、このようなハネを原因
とする高価なＳｂの損失を防いで歩留まりを向上させる
と同時に、ハネが再び溶湯中に落下することによるシリ
コン単結晶中の欠陥を防ぐことが可能である。
晶の製造方法にあっては、シードｌＯに取り付けた塊状
Ｓｂ材１２を溶湯内に沈めてゆっくり融解するので、急
激に溶解物が沸騰するなどといっ１こことがなく、溶解
物のハネが防げる。したがって、このようなハネを原因
とする高価なＳｂの損失を防いで歩留まりを向上させる
と同時に、ハネが再び溶湯中に落下することによるシリ
コン単結晶中の欠陥を防ぐことが可能である。
また、シードｌＯに取り付けたｓｂ材１２を融解して均
一に分散したのち、単結晶を引き上げるので、単結晶中
の５ｂａｃが全長に亙って略均−となり、半導体として
使用可能な部分が多い高品質なシリコン単結晶を得るこ
とができる。
一に分散したのち、単結晶を引き上げるので、単結晶中
の５ｂａｃが全長に亙って略均−となり、半導体として
使用可能な部分が多い高品質なシリコン単結晶を得るこ
とができる。
さらに本方法は、シードｌＯの先端にｓｂ材１２を取り
付けるだけで実施可能であり、特別な装置等を必要とし
ないので、極めて実施コストが安いうえ、操作に手間が
かからない利点を有する。
付けるだけで実施可能であり、特別な装置等を必要とし
ないので、極めて実施コストが安いうえ、操作に手間が
かからない利点を有する。
なお、本発明は、シリコン０単結晶にｓｂドープする際
の問題を解消するためになされたものであるが、これに
制約する必要はなく、ｓｂ以外の他のドープ材を用いる
ことも、また、ゲルマニウムの単結晶製造のために用い
ることも可能である。
の問題を解消するためになされたものであるが、これに
制約する必要はなく、ｓｂ以外の他のドープ材を用いる
ことも、また、ゲルマニウムの単結晶製造のために用い
ることも可能である。
「実験例」
次に本発明の実験例を挙げて、その効果を明確にする。
外径１６″の石英ルツボに、シリコン多結晶３５に９を
入れて融解した。次いで、第３図のように先端に２００
９のｓｂドープ材を取り付けたシリコンシードを、溶湯
に対し５０ ｃｔｌＩ／ ｍｉｎ、で降下させ、溶湯中
に浸した。この際、溶湯面からのハネ等は全く生じなか
った。次いで、ｓｂ溶解後、通常と全く同一の引き上げ
作業を行ない、単結晶棒を得た。この単結晶棒を調べた
ところ、結晶構造には全く欠陥が見られなかった。また
、全長に亙ってその比抵抗を測定したところ、最大で０
．００５ΩＧ１１と極めて良好な値を示した。このこと
から、ｓｂが単結晶全長に亙って略均−に分散している
ことが確認された。
入れて融解した。次いで、第３図のように先端に２００
９のｓｂドープ材を取り付けたシリコンシードを、溶湯
に対し５０ ｃｔｌＩ／ ｍｉｎ、で降下させ、溶湯中
に浸した。この際、溶湯面からのハネ等は全く生じなか
った。次いで、ｓｂ溶解後、通常と全く同一の引き上げ
作業を行ない、単結晶棒を得た。この単結晶棒を調べた
ところ、結晶構造には全く欠陥が見られなかった。また
、全長に亙ってその比抵抗を測定したところ、最大で０
．００５ΩＧ１１と極めて良好な値を示した。このこと
から、ｓｂが単結晶全長に亙って略均−に分散している
ことが確認された。
「発明の効果」
本発明のドーピングされた単結晶の製造方法は、シード
に塊状のドープ材を取り付け、このシードを溶湯に浸す
ことによってドープ材添加を行なうので、次のような優
れた効果を有する。
に塊状のドープ材を取り付け、このシードを溶湯に浸す
ことによってドープ材添加を行なうので、次のような優
れた効果を有する。
■ドープ材添加の際に急激に溶解物が沸騰するなどとい
ったことがなく、溶解物のハネを防止でき、これを原因
とする高価なドープ材の損失や、単結晶中の結晶構造の
乱れを防ぐことが可能である。
ったことがなく、溶解物のハネを防止でき、これを原因
とする高価なドープ材の損失や、単結晶中の結晶構造の
乱れを防ぐことが可能である。
■ドープ材濃度が全長に亙って略均−な単結晶を得るこ
とができ、半導体として使用可能な部分が多くなる。
とができ、半導体として使用可能な部分が多くなる。
■シードの先端にドープ材を取り付けるだけで実施可能
であり、特別な装置等を必要としないので、極めて実施
コストが安く、しかも煩雑な操作を必要としない。
であり、特別な装置等を必要としないので、極めて実施
コストが安く、しかも煩雑な操作を必要としない。
第１図は本発明の一実施例を行なう際に使用される製造
装置の側断面図、第２図（Ａ）は同装置の要部を示す一
部破断した側面図、（Ｂ）は第２図と同じ部分の底面図
、第３図は実験例で用いた装置の第２図と同じ部分を示
す一部破断した側面図である。 ！・・・炉体 ２・・・石英ルツボ８・・・引き
上げワイヤ ｌＯ・・・シード１１・・・溶湯
１２・・・ｓｂドープ材１３・・・係止片
装置の側断面図、第２図（Ａ）は同装置の要部を示す一
部破断した側面図、（Ｂ）は第２図と同じ部分の底面図
、第３図は実験例で用いた装置の第２図と同じ部分を示
す一部破断した側面図である。 ！・・・炉体 ２・・・石英ルツボ８・・・引き
上げワイヤ ｌＯ・・・シード１１・・・溶湯
１２・・・ｓｂドープ材１３・・・係止片
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ルツボ内で多結晶を加熱して溶湯とし、この溶湯中にド
ープ材を添加したのち、シードによって単結晶を引き上
げるドーピングされた単結晶の製造方法において、 前記シードに塊状のドープ材を取り付け、このシードを
溶湯に浸すことによってドープ材添加を行なうことを特
徴とするドーピングされた単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29470185A JPS62153188A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | ド−ピングされた単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29470185A JPS62153188A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | ド−ピングされた単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62153188A true JPS62153188A (ja) | 1987-07-08 |
Family
ID=17811181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29470185A Pending JPS62153188A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | ド−ピングされた単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62153188A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO1999035310A1 (en) * | 1998-01-05 | 1999-07-15 | Memc Electronic Materials, Inc. | Crystal growing apparatus with melt-doping facility |
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| CN113463182A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-10-01 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 一种单晶硅棒的拉制方法及单晶硅棒 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6054993A (ja) * | 1983-09-05 | 1985-03-29 | Toshiba Corp | 半導体単結晶育成方法 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29470185A patent/JPS62153188A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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