JPS62223090A - 半導体単結晶引上装置 - Google Patents
半導体単結晶引上装置Info
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- JPS62223090A JPS62223090A JP6335186A JP6335186A JPS62223090A JP S62223090 A JPS62223090 A JP S62223090A JP 6335186 A JP6335186 A JP 6335186A JP 6335186 A JP6335186 A JP 6335186A JP S62223090 A JPS62223090 A JP S62223090A
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- heater
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Links
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Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Resistance Heating (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】
（産業上の利用分野）
この発明は半導体単結晶の引上装置に関するもので、特
には結晶加熱用ヒーターの構造に係る。
には結晶加熱用ヒーターの構造に係る。
（従来の技術）
チョクラルスキー法による半導体シリコン単結晶の引上
げにおいては、常圧乃至減圧に保持されたチャンバー内
に、第４図に示すように、黒鉛支持体１に支持された石
英ルツボ２が置かれ、このルツボの外周を囲繞する黒鉛
からなる結晶加熱用ヒーター（以下ヒーターという）３
により、ルツボ内の原料が加熱溶融される。溶融体４は
、ルツボ上部に設置される種結晶把持具（図示せず）に
取付けられた種結晶により回転しつつ引上げられ単結晶
化される。この間、前記ルツボ２は支持体１と共に僅か
に回転され、かつ溶融体４の減少に伴って徐々に上昇さ
れる。
げにおいては、常圧乃至減圧に保持されたチャンバー内
に、第４図に示すように、黒鉛支持体１に支持された石
英ルツボ２が置かれ、このルツボの外周を囲繞する黒鉛
からなる結晶加熱用ヒーター（以下ヒーターという）３
により、ルツボ内の原料が加熱溶融される。溶融体４は
、ルツボ上部に設置される種結晶把持具（図示せず）に
取付けられた種結晶により回転しつつ引上げられ単結晶
化される。この間、前記ルツボ２は支持体１と共に僅か
に回転され、かつ溶融体４の減少に伴って徐々に上昇さ
れる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしてシリコン単結晶は、ディバイスの要求によって
も異なるが１通常１．４〜１．６ Ｘ １０”原子数／
ｄ程度の酸素濃度を求められる。しかし引上バッチ数の
増加に伴い、第５図に示すように、引上単結晶中の酸素
濃度が低下し、品質特性上好ましくなくなるという欠点
があった。
も異なるが１通常１．４〜１．６ Ｘ １０”原子数／
ｄ程度の酸素濃度を求められる。しかし引上バッチ数の
増加に伴い、第５図に示すように、引上単結晶中の酸素
濃度が低下し、品質特性上好ましくなくなるという欠点
があった。
これを避けるため、引上回転数、引上速度あるいはルツ
ボ回転数のコントロールなど種々試みられていたが、こ
れらは１バツチごとの変化に対応する手段としては必ず
しも良い方法とはいえなかった。
ボ回転数のコントロールなど種々試みられていたが、こ
れらは１バツチごとの変化に対応する手段としては必ず
しも良い方法とはいえなかった。
（問題点を解決するための手段）
本発明者は、前述のようなシリコン単結晶の酸素濃度の
経時的低下の原因について種々、検討した結果、この原
因はヒーターの劣化と関連があることをつきとめた。
経時的低下の原因について種々、検討した結果、この原
因はヒーターの劣化と関連があることをつきとめた。
すなわちヒーターは、引上バッチ数を重ねるにしたがい
、第４図に一点鎖線で示したように、ヒーター３の全周
における上部一定長の部分が他の部分より肉薄となる。
、第４図に一点鎖線で示したように、ヒーター３の全周
における上部一定長の部分が他の部分より肉薄となる。
これは、融体４から生成されるＳｉ○ガスが矢印方向に
流れる際、ヒーターの黒鉛と反応し、次式 ％式％： で表わされる化学反応を起し、ヒーター上部を侵蝕する
ためと推定される。このヒーターの劣化を使用前のヒー
ターと比べた断面積の比で示すと、第６図のようになり
、６０バッチ程度の引上回数になったとき、ヒーター上
端から軸方向に、（１１５〜３１５）Ｌ （ルツボに対
向するヒーター長をＬとする）に相当する部分が、使用
前に比べ、すなわちヒーター両端の厚みＷに比べ３０％
程度の厚みに減少する。
流れる際、ヒーターの黒鉛と反応し、次式 ％式％： で表わされる化学反応を起し、ヒーター上部を侵蝕する
ためと推定される。このヒーターの劣化を使用前のヒー
ターと比べた断面積の比で示すと、第６図のようになり
、６０バッチ程度の引上回数になったとき、ヒーター上
端から軸方向に、（１１５〜３１５）Ｌ （ルツボに対
向するヒーター長をＬとする）に相当する部分が、使用
前に比べ、すなわちヒーター両端の厚みＷに比べ３０％
程度の厚みに減少する。
このとき、ヒーター表面の軸方向温度分布は、はぼ放物
線を画くようになるが、最高表面温度の点は引上バッチ
数を重ねるにしたがい上方へ移動するので、ルツボ内の
融体はバッチ数の増加に伴い上方加熱となり、融体内の
熱分布が変化する。
線を画くようになるが、最高表面温度の点は引上バッチ
数を重ねるにしたがい上方へ移動するので、ルツボ内の
融体はバッチ数の増加に伴い上方加熱となり、融体内の
熱分布が変化する。
この熱分布の変化が酸素濃度の低下をきたすとの想定に
基づき１本発明においてはヒーターの侵蝕され易い部分
を肉厚とすることにより問題点の解決を計った。
基づき１本発明においてはヒーターの侵蝕され易い部分
を肉厚とすることにより問題点の解決を計った。
すなわち本発明は、原料多結晶を溶融するルツボ、該ル
ツボの回転保持機構、種結晶把持具、該種結晶を溶融体
に浸漬して引上げる結晶引上機構および該ルツボを囲繞
する結晶加熱用ヒーターを具えて成る半導体単結晶引上
装置において、該結晶加熱用ヒーターのルツボ側面に対
向する部分が肉厚とされていることを特徴とする半導体
単結晶引上装置である。
ツボの回転保持機構、種結晶把持具、該種結晶を溶融体
に浸漬して引上げる結晶引上機構および該ルツボを囲繞
する結晶加熱用ヒーターを具えて成る半導体単結晶引上
装置において、該結晶加熱用ヒーターのルツボ側面に対
向する部分が肉厚とされていることを特徴とする半導体
単結晶引上装置である。
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
第１図に例示するように、ヒーター３の上端からルツボ
側面に対向する部分を、ヒーターの両端の厚みＷより５
〜１００％好ましくは１０〜５０％肉厚とすると共に、
その部分とヒーター両端との境界を徐々に変化させてテ
ーパー状に形成させた。この結果第２図に示すように、
引上回数が５０バツチとなった場合も断面積比は０．９
〜０．８程度であって。
側面に対向する部分を、ヒーターの両端の厚みＷより５
〜１００％好ましくは１０〜５０％肉厚とすると共に、
その部分とヒーター両端との境界を徐々に変化させてテ
ーパー状に形成させた。この結果第２図に示すように、
引上回数が５０バツチとなった場合も断面積比は０．９
〜０．８程度であって。
肉薄となる程度は従来ヒーターの半分程度に留まり、こ
の結果引上単結晶の酸素濃度の低下は、従来のヒーター
の場合に較べ半分程度の低下率に留まった。
の結果引上単結晶の酸素濃度の低下は、従来のヒーター
の場合に較べ半分程度の低下率に留まった。
つぎにこの発明の実施例を挙げる。
（実施例）
第１図に示すような加熱用ヒーターを設けた引上装置を
使用し、種結晶の回転数を１５ｒ、Ｐ、ａ−、ルツボ回
転数を８ ｒ、ｐ、ｍ、にし、直径５′のシリコン単結
晶を引上げた。この単結晶引上げを同一条件で繰り返し
て引上単結晶中の酸素濃度の経時変化を調べた結果は第
３図に示すとおりであり、本発明のヒーターでは、６１
〜６５バツチにおける酸素濃度の低下は初期に比べて０
．６Ｘ１０”原子数／Ｊａ度であった。比較のため、従
来のヒーターを使用した場合も示したが、低下は１．５
Ｘ １０”原子数／ｄであって、２倍以上の低下を示
した。
使用し、種結晶の回転数を１５ｒ、Ｐ、ａ−、ルツボ回
転数を８ ｒ、ｐ、ｍ、にし、直径５′のシリコン単結
晶を引上げた。この単結晶引上げを同一条件で繰り返し
て引上単結晶中の酸素濃度の経時変化を調べた結果は第
３図に示すとおりであり、本発明のヒーターでは、６１
〜６５バツチにおける酸素濃度の低下は初期に比べて０
．６Ｘ１０”原子数／Ｊａ度であった。比較のため、従
来のヒーターを使用した場合も示したが、低下は１．５
Ｘ １０”原子数／ｄであって、２倍以上の低下を示
した。
（発明の効果）
本発明の装置によれば、単結晶引上用ルツボ加熱用ヒー
ターの、ルツボ側面に対向する部分を他の部分より肉厚
としたため、シリコン単結晶の引上げに使用した場合に
は、引上バッチ数の増加に伴う結晶中の酸素濃度の低下
を低減できるばかりでなく、加熱用ヒーターの寿命を延
長することができた。
ターの、ルツボ側面に対向する部分を他の部分より肉厚
としたため、シリコン単結晶の引上げに使用した場合に
は、引上バッチ数の増加に伴う結晶中の酸素濃度の低下
を低減できるばかりでなく、加熱用ヒーターの寿命を延
長することができた。
第１図は本発明の単結晶引上装置の部分断面図を、第２
図は本発明の装置のヒーターの断面積比の変化図を、第
３図は本発明の装置による単結晶の酸素濃度とバッチ数
との関係図を、第４図は従来装置の部分断面図を、第５
図は従来装置の単結晶の酸素濃度とバッチ数との関係図
を、第６図は従来装置のヒーターの断面積比の変化図を
示す。 １・・・黒鉛支持体、 ２・・・ルツボ、３・・・結晶
加熱用ヒーター、 ４・・・溶融体。 Ｌ・・・ルツボに対向するヒーター長、Ｗ・・・ヒータ
ー両端の厚み。
図は本発明の装置のヒーターの断面積比の変化図を、第
３図は本発明の装置による単結晶の酸素濃度とバッチ数
との関係図を、第４図は従来装置の部分断面図を、第５
図は従来装置の単結晶の酸素濃度とバッチ数との関係図
を、第６図は従来装置のヒーターの断面積比の変化図を
示す。 １・・・黒鉛支持体、 ２・・・ルツボ、３・・・結晶
加熱用ヒーター、 ４・・・溶融体。 Ｌ・・・ルツボに対向するヒーター長、Ｗ・・・ヒータ
ー両端の厚み。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）原料多結晶を溶融するルツボ、該ルツボの回転保持
機構、種結晶把持具、該種結晶を溶融体に浸漬して引上
げる結晶引上機構および該ルツボを囲繞する結晶加熱用
ヒーターを具えて成る半導体単結晶引上装置において、
該結晶加熱用ヒーターのルツボ側面に対向する部分が肉
厚とされていることを特徴とする半導体単結晶引上装置
。 ２）該結晶加熱用ヒーターは、該肉厚部分がヒーター両
端より徐々に肉厚とされ、その厚さが両端より５〜１０
０％大きくなるように形成されて成る特許請求の範囲第
１項記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6335186A JPS62223090A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体単結晶引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6335186A JPS62223090A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体単結晶引上装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62223090A true JPS62223090A (ja) | 1987-10-01 |
Family
ID=13226739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6335186A Pending JPS62223090A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体単結晶引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62223090A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999063133A1 (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-09 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater for crystal growing apparatus |
| US6053974A (en) * | 1997-09-30 | 2000-04-25 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield for crystal puller |
| US6285011B1 (en) | 1999-10-12 | 2001-09-04 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater for crystal growing apparatus |
| KR100699537B1 (ko) | 2004-12-24 | 2007-03-23 | 주식회사 실트론 | 실리콘 단결정 성장 방법 및 그 장치 |
| JP2010254487A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Sumco Corp | 単結晶成長方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6153186A (ja) * | 1984-08-23 | 1986-03-17 | Nec Corp | 抵抗加熱用ヒ−タ |
| JPS6153187A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Sony Corp | 単結晶成長装置 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP6335186A patent/JPS62223090A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6153186A (ja) * | 1984-08-23 | 1986-03-17 | Nec Corp | 抵抗加熱用ヒ−タ |
| JPS6153187A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Sony Corp | 単結晶成長装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US6053974A (en) * | 1997-09-30 | 2000-04-25 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield for crystal puller |
| WO1999063133A1 (en) * | 1998-06-05 | 1999-12-09 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater for crystal growing apparatus |
| US6093913A (en) * | 1998-06-05 | 2000-07-25 | Memc Electronic Materials, Inc | Electrical heater for crystal growth apparatus with upper sections producing increased heating power compared to lower sections |
| US6285011B1 (en) | 1999-10-12 | 2001-09-04 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electrical resistance heater for crystal growing apparatus |
| KR100699537B1 (ko) | 2004-12-24 | 2007-03-23 | 주식회사 실트론 | 실리콘 단결정 성장 방법 및 그 장치 |
| JP2010254487A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Sumco Corp | 単結晶成長方法 |
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