JPS63112491A - 結晶成長装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、チョクラルスキー（ＣＺ）法結晶成長装置に
おいて、該装置内におかれたるつぼ内の溶融液の温度分
布変動を消滅させるために、該るつぼを保持するサセプ
ターを、該るつぼより大に、かつ相似の形状のものとし
、該るつぼと該サセプター間に炭素繊維より形成された
網状もしくは布団（ふとん）状のクッションを挿入し、
るつぼ外からの熱放射を一様に受け、かつ、溶融液の温
度上昇によるるつぼの膨張を一様に緩和せしめるも〔産
業上の利用分野〕 本発明は、結晶成長装置に関し、特にチョクラルスキー
法による結晶成長装置内のるつぼを保持する従来例と異
なった構造のサセプター（通常は炭素よりなる）と、該
サセプターとるつぼ間に挿入された緩和材とを備えてな
る装置に関する。

チョクラルスキー法で成長させられるシリコン（Ｓｉ）
結晶は、例えば加工後のウェハ面内での単結晶シリコン
の均一性（比抵抗、酸素濃度などの均一性）が要求され
る。ウェハ内のこの様な物性の不均一は、結晶引き上げ
時のるつぼ内温度の不均一に起因すると考えられ、不均
一にならないるつぼおよびその装着法が必要とされ、本
発明はかかる必要に対応する装置を提供するものである
。

〔従来の技術〕

従来のるつぼとるつぼを保持するサセプターを第２図の
断面図と第３図の斜視図に示し、図中、１１はるつぼ、
１２はサセプター、１３はヒーター、１４は回転台であ
る。サセプター１２内にるっぽ１１が設置され、外部の
直流加熱型のカーボンヒーター（以下単にヒーターとい
う）１３より加熱される。

るつぼ１１は通常酸化珪素（５ｉ０２）により形成され
ている。るつぼ１１内の溶融液（融液）は例えばＳｉの
場合に１４００℃以上の高温となるので、るつぼ１１は
軟化し、それをささえるためサセプター１２には第３図
に示される如くスリット１５が形成されている。−例と
して、るつぼ１１は直径１４インチ（３５，６ｃｍ）　
、サセプターは直径１６インチ（４０，６ｃｍ＞の寸法
のもので、スリット１５は最上部で３ｃｍ程度開いてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

融液温が１４００℃程度にまで上昇した場合、スリット
１５の幅がひろがり、るつぼはこの開いたスリット１５
を通して部分的にヒーター１３からの熱放射を直接うけ
ることになる。サセプター１３ならびにるつぼ１１は熱
放射が均一に融液に加えられるように回転されるものの
、その回転が融液の移動とは一致しないため、融液は周
期的な温度変動をうける結果となる。融液の温度分布の
調査がなされた例を本発明者は知らないが、単結晶シリ
コンの前記した物性の均一性を得るについての実験にお
いて本発明者が融液内の異なった部分に熱電対を用いて
温度を測定したところ、るつぼ回転周波数に対応した明
瞭な温度変動を生ずることを確認した。

この温度変動が結晶の品質に大きな影響を与え、比抵抗
、酸素濃度分布が均一でな（なるものと解されるが、単
結晶シリコンの物性にこのような不均一が存在すると、
デバイスを形成しても不良品が作られる如きウェハが加
工され、半導体装置の製造歩留りを著しく低下させる問
題がある。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、ＣＺ
法結晶成長において、るつぼ内の融液温度が均一に保た
れ、均一な物性をもった単結晶シリコンを成長しうる構
成の結晶成長装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

第１図は本発明のサセプターならびにサセプターとるつ
ぼ間の緩和材を示す斜視図で、図中、２１は緩和材、２
２は本発明にかかるサセプターである。

本発明のサセプター２２には従来例と異なりスリットが
なく、その代りにるつぼ１１とサセプター２２との間に
は例えば炭素繊維で作られた緩和材２１が配置されてい
る。

〔作用〕

上記した装置においては、サセプター２２にはスリット
がないため融液内での周期的な温度変動がなく融液全体
が均一な温度に保たれる一方で、るつぼ１１が膨張して
も緩和材２１がクツシロンの働きをなしてるつぼ１１の
形状の不安定性を補償する構成となっている。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明実施例を詳細に説明する。

本発明においては、従来技術における融液内の温度分布
（不均一性）は第３図に示される如くサセプター１２に
スリット１５が形成されていることによるものである点
に鑑み、サセプター２２は従来例同様るつぼに相似形状
のるつぼより大なる寸法のものとし、さらに第１図に示
されるようにスリットを形成しない深皿型に形成した。

かくすることによって、るつぼ１１内の融液はヒーター
１３からの放射熱に均一にさらされ、融液はその全体に
わたって均一に加熱されるので、融液の温度分布の問題
は解決された。

しかし、１４００℃程度の高温ではるつぼの材料である
石英（５ｉ０２）の軟化点（約１０００°Ｃ）をはるか
に越えるので、るつぼの形状が不安定になることは避け
られない。そして、るつぼのかかる形状変化に対応すべ
〈従来はサセプターにスリットを形成したのであるが、
本発明においては、るつぼ１１とるつぼより大なる寸法
のサセプター２２との間の隙間に、炭素繊維の緩和材２
１を均一に配置した。

緩和材２１はるつぼの形状の変化があって例えば部分的
にふくらんだとしても、それをクッションのように受け
とめるので、るつぼの形状不安定の間題は解消する。ま
た、緩和材２１はるつぼとサセプターとの間に均一に配
置されるので、ヒーター１３からの放射熱は均一にるつ
ぼ１１に与えられ、融液の温度は均一に保たれる。なお
、上記の例では炭素繊維を用いたが、それに限定される
ものではなく、炭素製の布団（ふとん）を用いてもよい
。

また、本発明実施例の操作は従来例の場合と同様であっ
て、図示のるつぼを内部に含むサセプター２２を第２図
に示す装置の回転台１４の上において、以後は通常のＣ
Ｚ法による結晶成長と金（同じ操作を行うものである。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、るつぼの軟化に
よる不安定性および従来例のスリットによる融液内温塵
の周期的なゆらぎが抑制され、融液はその全体が均一に
加熱されるので、均一な高品質の結晶成長が可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の斜視図、 第２図は従来例断面図、 第３図は従来例斜視図である。 第１図ないし第３図において、 １１はるつぼ、 １２はサセプター、 １３はヒーター、 １４は回転台、 １５はスリット、 ２１は緩和材、 ２２はサセプターである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. るつぼ（１１）、該るつぼを内部に保持可能な寸法の切
   れ込みが形成されたるつぼに相似形状のサセプター（２
   ２）、および該るつぼ（１１）と該サセプター（２２）
   との間に配置された緩和材（２１）からなることを特徴
   とする結晶成長装置。