JPS6226458Y2

JPS6226458Y2 -

Info

Publication number: JPS6226458Y2
Application number: JP1981138314U
Authority: JP
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1987-07-07
Also published as: JPS5845374U

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は単結晶シリコン引上装置の改良に関す
るものである。従来、単結晶シリコンは主としてチヨコラルス
キー法（CZ法）によつて製造されている。この
方法は、ルツボ内に多結晶シリコン原料を入れ、
周囲から加熱して該多結晶シリコンを溶融させ、
その溶融物を下端に種結晶を有する引上軸を回転
させながら引上げることによつて、単結晶シリコ
ンを造るものである。こうした単結晶シリコンの
引上げ時においては、引上軸の回転数を増加させ
ることにより、単結晶シリコの断面内の比抵抗お
よび酸素濃度の分布特性が改善されることが一般
に知られている。ところで、単結晶シリコン引上装置の引上軸と
しては、従来シヤフト、ワイヤおよび玉グサリの
３種のものが使用されている。特に、ワイヤまた
は玉グサリは、シヤフトでは不可能な巻取ドラム
による引上げ操作を行うことが可能となり、装置
の高さを大幅に低くすることができ、引上軸の駆
動機構も簡素化できるため、装置の大きさを大幅
に縮少することができる。したがつて、ワイヤま
たは玉グサリは引上軸として広く使用されてい
る。しかし、ワイヤまたは玉グサリを使用して、単
結晶シリコン引上げ時の引上軸の回転数を増加さ
せようとすると、引上軸駆動部からの振動によ
り、引上げ中の単結晶シリコンの揺動および溶融
シリコン表面の振動が発生するため、単結晶シリ
コンの成長が困難である。したがつて、引上軸の
回転数を一定限度以上増加することができず、単
結晶シリコンの断面内の比抵抗および酸素濃度の
分布特性を改善することができないという欠点が
あつた。本考案は上記欠点を解消するためになされたも
のであり、引上げ中の単結晶シリコンの揺動およ
び溶融シリコン表面の振動を発生させることな
く、引上軸の回転数を増加させることにより、断
面内の比抵抗および酸素濃度の分布特性が改善さ
れた単結晶シリコンを製造しうる単結晶シリコン
引上装置を提供しようとするものである。以下、本考案の一実施例を第１図および第２図
ａ，ｂを参照して説明する。図中１は、上部と下部が開口したチヤンバーで
あり、このチヤンバー１内にはルツボ２が配置さ
れ、かつ該ルツボ２の外周面は黒鉛製保護体３で
包囲されている。この保護体３の底面には、上記
チヤンバー１の下部開口から挿入された回転自在
な支持棒４が連結されている。また、上記保護体
３の外周には、図示しない筒状の黒鉛製ヒータお
よび筒状の遮熱体が順次配設されている。さら
に、上記チヤンバー１の上部には、該上部の開口
に合致するプルチヤンバー５が塔載されている。
このプルチヤンバー５内には、ワイヤからなる引
上軸６が回転可能に吊下され、該引上軸６の下端
には種結晶保持具７によつて種結晶８が保持され
ている。さらに、上記プルチヤンバー５内には、
支持具９が設けられ、その上にガイド治具１０が
載置されている。そして、ガイド治具１０は、第
２図ａ，ｂに示すように、引上軸６が挿通される
貫通孔１１を有する筒状本体１２と、上記支持具
９上に載置され、上記本体１２を４つの支持腕１
３を介して支持する環体１４とから構成されてい
る。なお、上記本体１２の下端には、上記種結晶
保持具７と嵌合する拡口１５が形成されている。以上のような構成によれば、ルツボ２内に多結
晶シリコン原料を入れ、図示しないヒータを通電
して該ルツボ２を加熱すると、多結晶シリコン原
料が溶融して、溶融シリコン１６となる。こうし
た状態で、支持棒４により、保護体３で包囲され
たルツボ２を回転しながら、引上軸８下端の種結
晶７をルツボ２内の溶融シリコン１６に浸し、引
上軸駆動部（図示せず）によつて回転しながら引
上げると、所定の結晶方位をもつ単結晶シリコン
が引上げられる。このような引上げ時において、
引上軸８がガイド治具１０を通して溶融シリコン
に浸されているので、引上軸駆動部（図示せず）
からの振動が溶融シリコンに伝わるのが抑制さ
れ、また、ガイド治具１０の取り付けによつて、
ワイヤが短かくなつたと同様の効果となり、ガイ
ド治具１０より下の引上軸８の固有振動数が高く
なつて、単結晶シリコンの揺動および溶融シリコ
ン表面の振動の拡大を防止できる。したがつて、
引上軸８の回転数を増加させても、良好な単結晶
シリコンを引上げることができるため、断面内の
比抵抗および酸素濃度の分布特性が改善された単
結晶シリコンを得ることができる。事実、次に示す実験例からも、引上軸の回転数
を増加することができ、単結晶シリコンの断面内
の比抵抗および酸素濃度の分布特性が改善される
ことが確認された。実験例石英ルツボ２に５Kgの多結晶シリコンを入れ、
該ルツボ２を加熱して多結晶シリコンを溶融し
た。こうした状態で支持棒４によりルツボ２を
10r・ｐ・ｍの回転数で回転させ、長さ約2.5ｍの
引上軸８下端の種結晶７をルツボ２内の溶融シリ
コン１６に浸し、ガイド治具１０でガイドされた
引上軸８を25r・ｐ・ｍの回転数で回転しながら
直径３インチの単結晶シリコンを引上げた。この
際、ガイド治具１０は、長さ約2.5ｍの引上軸の
上端より１ｍの位置に取付けた。しかして、本考案の引上装置では、引上軸の回
転数を従来装置では限界とされていた回転数
（15r・ｐ・ｍ）より多い25r・ｐ・ｍで行つても
単結晶シリコンの揺動、溶融シリコン表面の振動
等がなく、良好な単結晶シリコンを引上げること
ができた。また、従来装置を用いて、引上軸回転数を
15r・ｐ・ｍとした場合と本考案装置を用いて、
引上軸回転数を25r・ｐ・ｍとした場合につい
て、単結晶シリコンの断面内の比抵抗分布特性お
よび酸素濃度分布特性をそれぞれ測定して、比較
を行つた。サンプルは単結晶シリコン10本につい
て、引上げ長さの50％の位置より採取した。比抵
抗の測定は四端針比抵抗測定器を用いて行い、ま
た、酸素濃度の測定は赤外線分光法により、断面
内の中心および周辺部（端面より７mm）の４点に
ついて行つた。これらの測定結果からそれぞれの
分布を次式により算出した。断面内比抵抗分布 WR（％）＝測定値の最大値−測定値の最小値／測定値の最小値×
100 断面内酸素濃度分布 WO（％）＝測定値の最大値−測定値の最小値／測定値の最小値×
100 以上の結果を下記表に示す。

【表】上記実施例から明らかなように、本考案の引上
装置を使用した場合、引上軸の回転数を増加する
ことができるため、従来の引上装置を使用した場
合と比較して、単結晶シリコンの断面内における
比抵抗分布および酸素濃度分布を改善できること
がわかる。また、第２図ａ，ｂおよび第３図に示すよう
に、ガイド治具１０を支持具９に載置する形態に
すれば、単結晶シリコン１７を持ち上げた場合、
種結晶保持具７の上端がガイド治具１０の拡口１
５に嵌合し、引上軸６に追従してガイド治具１０
を持ち上げることができる。したがつて、単結晶
シリコン引上げ完了後の単結晶シリコン１７の取
出し作業を支障なあく行うことができる。なお、本考案の引上装置に用いる引上軸は、上
記実施例の如くワイヤで形成する場合に限らず、
玉グサリで形成してもよい。以上詳述したように、本考案によれば、単結晶
シリコンの揺動および溶融シリコン表面の振動を
招くことなく、引上軸の回転数を増加することが
できるため、断面内における比抵抗分布および酸
素濃度分布が改善された単結晶シリコンを製造し
うる単結晶シリコン引上装置を提供できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の単結晶シリコン引上装置を示
す断面図、第２図ａはガイド治具部分を拡大した
平面図、第２図ｂは第２図ａのＡ−Ａ断面図、第
３図は取出し時の単結晶シリコンとガイド治具を
示す断面図である。１……チヤンバー、２……ルツボ、３……保護
体、４……支持棒、５……プルチヤンバー、６…
…引上軸、７……種結晶保持具、８……種結晶、
９……支持具、１０……ガイド治具、１１……貫
通口、１２……ガイド治具本体、１３……支持
腕、１４……環体、１５……拡口、１６……溶融
シリコン、１７……単結晶シリコン。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

チヤンバー内にルツボを載置し、該ルツボ内の
溶融シリコンを下端に種結晶を有するワイヤまた
は玉グサリからなる引上軸を用いて引上げて、単
結晶シリコンを造る装置において、上記チヤンバ
ー上方の引上軸の軸方向の途中に設けられた支持
具と、該支持具に対して上方へ離脱自在に保持さ
れた環体及び該環体中央部に支持部材を介して支
持され上記引上軸を包囲する筒体からなるガイド
治具とを具備したことを特徴とする単結晶シリコ
ン引上装置。