JPS63166787A - Pulling up device for silicon single crystal - Google Patents
Pulling up device for silicon single crystalInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコン単結晶引上装置の改良に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to improvements in silicon single crystal pulling equipment.
半導体デバイスの基板として用いられるシリコン単結晶
は、主にチョクラルスキー’ｚ（ｃｚ法）により製造さ
れている。このＣＺ法は、原理的には、チャンバー内に
ルツボを回転自在に支持し、このルツボにシリコン原料
を装填し、ルツボ外周に設けられたカーボンヒータでル
ツボ内のシリコン原料を溶融し、シリコン融液に上方か
ら回転自在に吊下された種結晶を浸してこれを引上げる
ことによりシリコン単結晶インゴットを引上げるもので
ある。Silicon single crystals used as substrates for semiconductor devices are mainly manufactured by Czochralski'z (cz method). In principle, this CZ method supports a crucible rotatably in a chamber, loads silicon raw material into the crucible, melts the silicon raw material in the crucible with a carbon heater provided around the crucible, and then melts the silicon. A silicon single crystal ingot is pulled up by dipping a seed crystal, which is rotatably suspended from above, into a liquid and pulling it up.
ところで、実用的にはルツボとしては石英ガラス製のも
のが使用されている。この石英ルツボはシリコン融液と
反応し、以下のようにＳｉＯガスが発生する。Incidentally, in practice, crucibles made of quartz glass are used. This quartz crucible reacts with the silicon melt, and SiO gas is generated as described below.
５ｉ０２＋Ｓｉ→２ＳｉＯ
このＳｉＯガスは最も高温となるカーボンヒータと反応
し、以下のようにＣＯガスが発生する。5i02+Si→2SiO This SiO gas reacts with the carbon heater which has the highest temperature, and CO gas is generated as shown below.
Ｓ ｉｏ＋２ｃ ＋ｓｉｃ＋ｃ。S io+2c +sic+c.
この結果、カーボンヒータの寿命が短くなる。また、Ｃ
Ｏガスはシリコン融液中に取込まるため、シリコン単結
晶インゴット中の炭素濃度が高くなって結晶欠陥が増大
する原因となる。As a result, the life of the carbon heater is shortened. Also, C
Since O gas is taken into the silicon melt, the carbon concentration in the silicon single crystal ingot increases, causing an increase in crystal defects.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、ＳｉＯガスとカーボンヒータとの反応を防止し、カ
ーボンヒータを長寿命化するとともに炭素濃度が低く結
晶欠陥の発生が少ないシリコン単結晶を製造することが
できるシリコン結晶引上装置を提供することを目的とす
る。The present invention was made to solve the above problems, and it prevents the reaction between SiO gas and the carbon heater, extends the life of the carbon heater, and uses a silicon single crystal with low carbon concentration and few crystal defects. An object of the present invention is to provide a silicon crystal pulling apparatus that can produce silicon crystals.
本発明のシリコン単結晶引上装置は、チャンバー内にル
ツボを回転自在に支持して該ルツボ内にシリコン原料を
装填し、該ルツボ外周に設けられたヒータにより加熱し
てルツボ内のシリコン原料を溶融し、シリコン融液に上
方から回転自在に吊下された種結晶を浸してこれを引上
げることによりシリコン単結晶を引上げる装置において
、少なくともルツボとヒータとの間に、カーボン繊維を
ワインディングしたカーボン複合材からなる薄い円筒状
のガス遮蔽材を設けたことを特徴とするものである。In the silicon single crystal pulling apparatus of the present invention, a crucible is rotatably supported in a chamber, a silicon raw material is loaded into the crucible, and the silicon raw material in the crucible is heated by a heater provided on the outer periphery of the crucible. In an apparatus for pulling a silicon single crystal by dipping a seed crystal rotatably suspended from above into a melted silicon melt and pulling it up, carbon fiber is wound at least between a crucible and a heater. It is characterized by the provision of a thin cylindrical gas shielding material made of carbon composite material.
本発明において用いられるガス遮蔽材を構成するカーボ
ン複合材は、カーボン繊維を円筒状にワインディングし
てフェノール樹脂等を含浸させてこれを硬化させ、更に
焼成することにより製造することができる。The carbon composite material constituting the gas shielding material used in the present invention can be manufactured by winding carbon fiber into a cylindrical shape, impregnating it with phenol resin or the like, curing it, and then firing it.
上述したようなシリコン単結晶引上装置によれば、ガス
遮蔽材とＳｉＯガスとを反応させて、ＳｉＯガスとカー
ボンヒータとの反応を防止することができ、カーボンヒ
ータを長寿命化することができる。According to the silicon single crystal pulling apparatus as described above, it is possible to prevent the reaction between the SiO gas and the carbon heater by causing the gas shielding material to react with the SiO gas, and it is possible to extend the life of the carbon heater. can.
なお、ガス遮蔽材は繊維径の小さいカーボン繊維を用い
ることにより非常に薄くすることができるので、カーボ
ンヒータからルツボへの熱伝達を妨げることはない。し
かも、薄いガス遮蔽材は容易に高純度とすることができ
るので、シリコン単結晶中の結晶欠陥を減少させるのに
有利である。Note that since the gas shielding material can be made very thin by using carbon fibers with a small fiber diameter, it does not impede heat transfer from the carbon heater to the crucible. Furthermore, since the thin gas shielding material can be easily made to have a high purity, it is advantageous in reducing crystal defects in silicon single crystals.
以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.
第１図において、チャンバ−１上部にはプルチャンバー
２が設けられている。チャンバー１の下部開口からは回
転軸３が挿入され、この回転軸３上端にはカーボン酸の
保護体４が固定され、内部の石英ガラス製のルツボ５を
保護している。上記保護体４の外周には円筒状のカーボ
ンヒータ６が設けられ、チャンバ−１下部から挿入され
た電極７．７に接続されている。上記保護体４とカーボ
ンヒータ６との間には、カーボン繊維をワインディング
したカーボン複合材からなる薄い円筒状のガス遮蔽材８
が設けられている。このガス遮蔽材８はカーボン繊維を
円筒状にワインディングした後、フェノール樹脂を含浸
させ、熱処理により硬化させ、更に焼成することにより
製造されたものであり、その厚さは３ＩＩＩである。ま
た、カーボンヒータ６の外周には保温筒９が設けられて
いる。In FIG. 1, a pull chamber 2 is provided above a chamber 1. A rotating shaft 3 is inserted through the lower opening of the chamber 1, and a carbon acid protector 4 is fixed to the upper end of the rotating shaft 3 to protect a crucible 5 made of quartz glass inside. A cylindrical carbon heater 6 is provided on the outer periphery of the protector 4, and is connected to an electrode 7.7 inserted from the bottom of the chamber 1. Between the protector 4 and the carbon heater 6, a thin cylindrical gas shielding material 8 made of a carbon composite material wound with carbon fibers is provided.
is provided. This gas shielding material 8 is manufactured by winding carbon fiber into a cylindrical shape, impregnating it with phenol resin, hardening it by heat treatment, and firing it, and has a thickness of 3III. Further, a heat retaining tube 9 is provided on the outer periphery of the carbon heater 6.
このシリコン単結晶引上装置を用い、以下のようにして
シリコン単結晶インゴットの引上げが行なわれる。すな
わち、ルツボ５内に多結晶シリコン原料を装填した後、
カーボンヒーター６に通電することによりルツボ５内の
シリコン原料を溶融し、シリコン融液１０にプルチャン
バー２上方から吊下された引上軸１１下端のシードチャ
ック１２に取付けられた種結晶１３を浸し、これを引上
げることによりシリコン単結晶インゴット１４を引上げ
る。Using this silicon single crystal pulling apparatus, a silicon single crystal ingot is pulled in the following manner. That is, after loading the polycrystalline silicon raw material into the crucible 5,
The silicon raw material in the crucible 5 is melted by energizing the carbon heater 6, and the seed crystal 13 attached to the seed chuck 12 at the lower end of the pulling shaft 11 suspended from above the pull chamber 2 is immersed in the silicon melt 10. , by pulling up the silicon single crystal ingot 14.
このようなシリコン単結晶引上装置によれば、カーボン
繊維をワインディングしたカーボン複合材からなるガス
遮蔽材８と石英ガラス製のルツボ５とシリコン融液１０
とが反応して発生したＳｉＯガスとを反応させることに
より、ＳｉＯガスとカーボンヒータ６とが反応するのを
防止することができ、カーボンヒータ６を長寿命化する
ことができる。また、ガス遮蔽材８は薄いカーボン複合
体であるため、純化処理が容易で、高純度であることか
ら、シリコン単結晶中の結晶欠陥を減少させるのに有利
である。そして、ガス遮蔽材８はカーボンヒータ６に比
べてはるかに低コストで製造でき、頻繁に交換してもコ
スト上昇を招くことはないので、常に良好なシリコン単
結晶を引上ることができる。According to such a silicon single crystal pulling apparatus, a gas shielding material 8 made of a carbon composite material wound with carbon fibers, a crucible 5 made of quartz glass, and a silicon melt 10 are used.
By reacting with the SiO gas generated by the reaction, it is possible to prevent the SiO gas from reacting with the carbon heater 6, and the life of the carbon heater 6 can be extended. Furthermore, since the gas shielding material 8 is a thin carbon composite, it can be easily purified and has high purity, which is advantageous for reducing crystal defects in silicon single crystals. Furthermore, the gas shielding material 8 can be manufactured at a much lower cost than the carbon heater 6, and even if it is replaced frequently, the cost will not increase, so that good silicon single crystals can always be pulled.
以上詳述したように本発明のシリコン単結晶引上装置に
よれば、カーボンヒータを長寿命化するとともに、シリ
コン単結晶中の結晶欠陥を減少できる等顕著な効果を奏
するものである。As described in detail above, the silicon single crystal pulling apparatus of the present invention has remarkable effects such as extending the life of the carbon heater and reducing crystal defects in the silicon single crystal.
第１図は本発明の実施例におけるシリコン単結晶引上装
置の断面図である。
１・・・チャンｚ＜−１２・・・プルチャンバー、３・
・・回転軸、４・・・保護体、５・・・ルツボ、６・・
・カーボンヒータ、７・・・電極、８・・・ガス遮蔽材
、９・・・保温筒、１０・・・シリコン融液、１１・・
・引上軸、１２・・・シードチャック、１３・・・種結
晶、１４・・・シリコン単結晶インゴット。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第１図FIG. 1 is a sectional view of a silicon single crystal pulling apparatus in an embodiment of the present invention. 1...Chan z<-12...Pull chamber, 3.
... Rotating shaft, 4... Protector, 5... Crucible, 6...
・Carbon heater, 7... Electrode, 8... Gas shielding material, 9... Heat insulation cylinder, 10... Silicon melt, 11...
- Pulling shaft, 12... Seed chuck, 13... Seed crystal, 14... Silicon single crystal ingot. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1
Claims (1)
にシリコン原料を装填し、該ルツボ外周に設けられたヒ
ータにより加熱してルツボ内のシリコン原料を溶融し、
シリコン融液に上方から回転自在に吊下された種結晶を
浸してこれを引上げることによりシリコン単結晶を引上
げる装置において、少なくともルツボとヒータとの間に
、カーボン繊維をワインディングしたカーボン複合材か
らなる薄い円筒状のガス遮蔽材を設けたことを特徴とす
るシリコン単結晶引上装置。A crucible is rotatably supported in a chamber, a silicon raw material is loaded into the crucible, and the silicon raw material in the crucible is heated by a heater provided on the outer periphery of the crucible, and the silicon raw material in the crucible is melted.
A carbon composite material in which carbon fibers are wound at least between a crucible and a heater in an apparatus for pulling a silicon single crystal by dipping a seed crystal rotatably suspended from above into a silicon melt and pulling it up. A silicon single crystal pulling device characterized by having a thin cylindrical gas shielding material made of.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31557986A JPH0751472B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
| DE19873743952 DE3743952A1 (en) | 1986-12-26 | 1987-12-23 | Apparatus for pulling silicon single crystals containing a heat-insulating cylinder, and method for preparing the material of the latter |
| KR1019870015147A KR910009131B1 (en) | 1986-12-26 | 1987-12-26 | Silicon single crystal pull-up apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31557986A JPH0751472B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63166787A true JPS63166787A (en) | 1988-07-09 |
| JPH0751472B2 JPH0751472B2 (en) | 1995-06-05 |
Family
ID=18067046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31557986A Expired - Lifetime JPH0751472B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Silicon single crystal pulling equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751472B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5207992A (en) * | 1986-12-26 | 1993-05-04 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Silicon single crystal pulling-up apparatus |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP31557986A patent/JPH0751472B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5207992A (en) * | 1986-12-26 | 1993-05-04 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Silicon single crystal pulling-up apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0751472B2 (en) | 1995-06-05 |
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