TW202221177A - 多晶矽棒、多晶矽棒的製造方法及多晶矽的熱處理方法 - Google Patents

Abstract

以提升多晶矽棒整體的純度作為目的。多晶矽棒(1)的外側總濃度(C1)係在100pptw以下，且相對於內側總濃度(C2)的外側總濃度(C1)之比值為1.0以上且2.5以下。

Description

多晶矽棒、多晶矽棒的製造方法及多晶矽的熱處理方法

本發明係關於多晶矽棒、多晶矽棒的製造方法及多晶矽的熱處理方法。

就製造多晶矽的方法而言，西門子法(Siemens法：Belger法)係為人知的。在西門子法中，在將反應器內部的矽析出用芯線(以下稱為「矽芯線」)通電加熱的狀態下，藉由向反應器內部供給含有氯矽烷化合物及氫氣的原料氣體，於矽芯線的表面上析出多晶矽。專利文獻1揭示一種技術，其係藉由西門子法在多晶矽析出後進行熱處理，來降低多晶矽的歪斜。

[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本國專利第3357675號公報

[發明所欲解決問題] 然而，專利文獻1所揭示的技術係將多晶矽棒的表面溫度加熱到1030度以上的高溫。因此，在多晶矽棒中，特別是在表面附近的部分的雜質濃度有變高之虞。換言之，多晶矽棒表面附近的部分的純度變得特別低。此外，「純度」係指在多晶矽棒的任何部分中雜質的含量少的程度。

本發明的一態樣係有鑒於前述問題點所完成者，其目的係提升多晶矽棒表面附近的部分的純度，並提升多晶矽棒整體的純度。

[解決問題之手段] 為了解決前述課題，本發明一態樣的多晶矽棒，其係包含：從與中心軸平行的表面到徑向4mm深度為止的部分中，鐵、鉻及鎳的各濃度合計之外側總濃度為100pptw以下；將從前述表面沿徑向距離大於4mm的部分中，將前述鐵、前述鉻及前述鎳的各濃度合計之總濃度作為內側總濃度，則相對於前述內側總濃度的前述外側總濃度之比值為1.0以上且2.5以下。

為了解決前述課題，本發明一態樣的多晶矽棒的製造方法，其係包含：析出步驟，其係在氯矽烷化合物及氫氣的存在下，藉由加熱矽芯線，將多晶矽析出在前述矽芯線的表面；熱處理步驟，其係將在前述析出步驟所析出之前述多晶矽，在氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體的存在下進行熱處理；其中，在前述析出步驟中，將加熱前述矽芯線時流過該矽芯線的電流的電流值開始減少的時點之前述多晶矽的表面溫度設為T1，則前述熱處理步驟中前述多晶矽的表面溫度T2，係包括成為T1+30℃以上且T1+100℃以下的期間，並小於1030℃。

為了解決前述課題，本發明一態樣的多晶矽的熱處理方法，其係包含：熱處理步驟，其係將多晶矽在氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體的存在下，在反應器的直體部的內部進行熱處理；在前述熱處理步驟的期間中，將作為流入前述反應器的前述氣體之第一退火用氣體的流量設為F1，並將前述直體部的截面積設為S，則F1/S的值係包括成為20Nm ³/hr/m ²以上。

[發明功效] 根據本發明的一態樣，能夠提升多晶矽棒整體的純度。

以下，針對本發明的一實施形態進行說明。又，在本說明書中，針對表示部件編號以外的數值X及數值Y(其中，X＜Y)，「X~Y」係指「X以上且Y以下」。

[多晶矽棒] 使用圖1，針對本發明一實施形態的多晶矽棒1進行說明。如圖1所示，多晶矽棒1係由矽芯線10和析出在該矽芯線10周圍的多晶矽20所形成。又，多晶矽棒1的外形為圓柱狀。此種多晶矽棒1可以例如藉由西門子法來製造。

在圖1所示的例子中，顯示了多晶矽20析出在矽芯線10的周圍後，切割成預定長度的多晶矽棒1。多晶矽棒1的直徑並未特別限制，多晶矽棒1可以具有例如100mm以上的大直徑。

當直徑成為100mm以上者時，在一般的多晶矽棒中，外側部分的雜質量容易變得多於內側部分的雜質量。然而，在多晶矽棒1中，可以有效率地減少外側部分的雜質量，最終可以提升多晶矽棒1整體的純度。另外，當直徑成為100mm以上者時，在一般的多晶矽棒中，存在著內部歪斜率變高的傾向，且也有塌陷率高的傾向。然而，在多晶矽棒1中，能夠使內部歪斜率及塌陷率低於習知。又，多晶矽棒1的直徑的上限並未特別限制，較佳為200mm以下，更佳為150mm以下。另外，多晶矽棒1的長度並未特別限制，較佳為約150~250cm。

在多晶矽棒1中，從與中心軸AX平行的表面21到徑向4mm深度為止的部分(以下，稱為「表面21附近的部分」)中，鐵、鉻及鎳的各濃度合計之外側總濃度C1為100pptw以下。多晶矽棒1的中心軸AX與圖1所示的矽芯線10的中心軸重合。在本說明書中，將與多晶矽棒1的中心軸直交或大致直交的方向稱為「徑方向」。鐵、鉻及鎳皆是多晶矽棒1中含有的雜質。在下文中，鐵、鉻及鎳可以統稱為「雜質」。又，從進一步提高表面21附近的部分的純度的觀點來看，外側總濃度C1較佳為80pptw以下，更佳為60pptw以下。

又，在多晶矽棒1中，相對於內側總濃度C2的外側總濃度C1之比值，即C1/C2為1.0~2.5。內側總濃度C2為在徑向上距離多晶矽棒1的表面21大於4mm的部分(以下稱為中心軸AX側的部分)中，鐵、鉻及鎳的各濃度合計之值。前述數值範圍係基於本發明人所發現的外側總濃度C1具有高於內側總濃度C2的傾向，並作為本發明人深入探討的結果所獲得的知識。

在多晶矽棒1中，藉由將C1/C2設為1.0~2.5，可以提高多晶矽棒1整體的純度。又，從進一步提升多晶矽棒1整體純度的觀點來看，C1/C2較佳為2.0以下，更佳為1.5以下。基於同樣的理由，多晶矽棒1的內側總濃度C2較佳為60pptw以下，更佳為40pptw以下。

多晶矽棒1在徑向的內部歪斜率小於1.0×10 ^-4cm ^-1。因此，可以將多晶矽棒1的塌陷率降低至習知以下。內部歪斜率能夠藉由習知的定義來決定，並可以藉由習知的方法來算出。舉例來說，可以藉由專利文獻1的第6欄第22行至第7欄第10行所揭示的方法來算出內部歪斜率。又，專利文獻1的第7欄第11行至第30行揭示了內部歪斜率的定義。又，當使用多晶矽棒1作為經由充電等來提拉單晶的原料之情況下，即使將其直接供給至後述的反應器100，為了使棒材難以產生破裂，多晶矽棒1的內部歪斜率較佳為9.0×10 ^-5cm ^-1以下。

＜多晶矽棒的外側總濃度及內側總濃度的算出方法＞ 接著，使用圖1及圖2，針對多晶矽棒1之外側總濃度及內側總濃度的算出方法進行說明。多晶矽棒1的外側總濃度C1及內側總濃度C2係能夠藉由例如以下的方法來算出。

首先，從多晶矽棒1中取出圖1所示的芯棒30。具體來說，以多晶矽棒1中的兩個端面211中任一者為基準的高度方向之預定位置，以相對於中心軸AX大致垂直的方式取出芯棒30。就前述「高度方向之預定位置」而言，舉例來說，可舉出例如多晶矽棒1的高度方向的中心位置。

芯棒30的外形係圓柱狀，並包含矽芯線10的一部分11。取出的方法可採用習知的方法，例如根據ASTM F1723-96 “Standard Practice for Evaluation Silicon Rods by Float-Zone Crystal Growth and Spectroscopy”所記載的方法來取出。

又，在本實施形態中，根據ASTM F1723-96所記載的方法的部分僅係從多晶矽棒1中取出芯棒30的部分。具體而言，首先，藉由使用鑽頭，在使多晶矽20析出於矽芯線10上而獲得的多晶矽棒1上開孔，並取出直徑為20mm的圓筒(芯棒30)。

芯棒30的兩端面31皆係多晶矽棒1的表面21的一部分，其具有與該表面21的形狀相對應的曲面。芯棒30的直徑並未特別限制，能夠任意地設定。在本實施形態中，芯棒30的直徑約為20mm。

接著，如圖2所示，從芯棒30的端面31側，相對於芯棒30的中心軸(未圖示)大致垂直地切出最大厚度約為4mm的略圓板狀的棒片。與此棒片的切割面相反側的表面為芯棒30的端面31。又，此棒片的最大厚度係成為從端面31的最凸出的頂邊到切割面為止的最短距離。以下，將包括端面31的棒片稱為「外皮棒片32」。

又，從切出外皮棒片32後的芯棒30的切割面側，藉由與上述相同的方法切出3個厚度約為4mm的圓板狀棒片。在下文中，將此三個棒片按切割順序較早者依序稱為「第一棒片33、第二棒片34、第三棒片35」。又，將外皮棒片32、第一棒片33、第二棒片34及第三棒片35統稱為「測定用棒片32~35」。又，就測定用棒片的個數而言，除了包括外皮棒片32之外，並未特別限制。

就在切割芯棒30以製造測定用棒片32~35時所使用的工具而言，可舉出例如金剛石切割器。金剛石切割器的刀片係具有例如0.7~1.2mm的厚度且需要約1.5mm的切割餘量。

外皮棒片32相當於多晶矽棒1中，從表面21到多晶矽棒1的徑向(芯棒30的中心軸方向)的4mm深度為止的部分。又，第一棒片33、第二棒片34及第三棒片35係相當於多晶矽棒1中，從表面21沿多晶矽棒1的徑向距離大於4mm的部分。又，外皮棒片32的最大厚度以及第一棒片33、第二棒片34和第三棒片35中的每一個的厚度不需要約為4mm。此等厚度可以為3~10mm，較佳為4~6mm。

在本實施形態中，外皮棒片32所含的各雜質的濃度之總濃度係該當為多晶矽棒1的外側總濃度C1。此處，針對將外皮棒片32作為從表面21到多晶矽棒1徑向的4mm深度為止的部分(以下，簡稱為「約4mm深度為止的部分」)之根據，於以下進行詳述。

外皮棒片32的形狀係彎曲成使外皮側部分的表面朝向外側凸出。因此，以外皮側部分的最外側突出的部分(外皮棒片32的徑向的中心部分)為基準，以約4mm的深度切出外皮棒片32。因此，外皮棒片32的徑向的中心部分之厚度(最大厚度)約為4mm。

外皮棒片32藉由沿與多晶矽棒1中心軸的水平方向切出來製作。因此，外皮棒片32的厚度係從外皮棒片32的徑向的中心部分朝向外皮棒片32的周緣方向(多晶矽棒1的圓周方向)而變薄。舉例來說，在多晶矽棒1的直徑為100mm(半徑為50mm)的情況下，若取出直徑為20mm的芯棒30，則外皮棒片32端部的厚度變成約為3mm。另外，由於多晶矽棒1的外皮不平滑，因此必須考慮表面粗糙度(Ra)。通常，多晶矽棒1的外皮具有1mm左右的表面粗糙度(Ra)。也就是說，外皮棒片32變得產生1mm左右的厚度不均。

若考慮到如上所述的多晶矽棒1的形狀及金剛石切割器之刀片的切割，藉由使外皮棒片32成為深度約4mm為止的部分，能夠穩定且高度準確地求得外側總濃度C1。舉例來說，將外皮棒片32作為深度約2mm以下為止的部分之情況下，考慮到多晶矽棒1的外皮側部分的表面為凸面以及該表面的表面粗糙度為(Ra)，則金剛石切割器在切割時變得容易破裂及損壞。因此，變得無法穩定地製作外皮棒片32。另一方面，舉例來說，將外皮棒片32作為深度為約6mm以上為止的部分之情況下，被污染的外皮側部分中的雜質的真實量成為被稀釋的形態，此係變得不適用於品質的評價。因此，在本實施形態中，將外皮棒片32作為深度約4mm為止的部分。

在如上述般製作測定用棒片32~35之後，測定每個測定用棒片32~35的雜質濃度。在以下的說明中，以測定外皮棒片32所含的雜質濃度之方法為例進行說明。針對第一棒片33、第二棒片34及第三棒片35，亦以相同的方法進行濃度測定。

首先，藉由使用硝氟酸溶液將外皮棒片32的表面整體蝕刻並去除約100μm，且抑制在取出芯棒30時和切割外皮棒片32時之加工污染。接著，將外皮棒片32用水洗淨並乾燥後，測定外皮棒片32的質量。接著，將外皮棒片32全部溶解於規定量的硝氟酸溶液(例如200ml硝酸和200ml氟酸)中，之後，針對溶液中所含的鐵、鉻及鎳的各質量，經由習知的電感耦合電漿質譜儀(ICP-MS)進行測定。ICP-MS的分析係根據例如JIS通則(JIS K 0133 2007 JIS，高頻電漿質量分析通則)來進行。

接著，使用獲得的測定結果，算出外皮棒片32中所含的雜質濃度。具體來說，藉由將鐵、鉻及鎳的質量除以外皮棒片32的質量來算出鐵、鉻及鎳的各濃度。然後，藉由將此等濃度合計，算出外皮棒片32中的雜質濃度。

如此所算出的雜質濃度，換言之，其係將外皮棒片32中所含的鐵、鉻及鎳的各濃度合計後的總濃度。也就是說，外皮棒片32的雜質濃度成為外側總濃度C1。根據此想法，在本實施形態中，內側總濃度C2被設定為將第一棒片33、第二棒片34及第三棒片35中的雜質濃度平均後的值。當第一棒片33、第二棒片34及第三棒片35中的雜質濃度互相為大致相同的值時，可將第一棒片33、第二棒片34或第三棒片35中任一者的雜質濃度作為內側總濃度C2。

[多晶矽棒的製造方法] 接著，使用圖3~圖5，針對本發明一實施形態的多晶矽棒1的製造方法進行說明。如圖3及圖4所示，多晶矽棒1的製造方法係包含：析出步驟S1、熱處理步驟S2及冷卻步驟S3。

又，在圖4所示的圖式的橫軸上，以析出步驟S1結束的時點t1為基準，換言之，以熱處理步驟S2開始的時點t1為基準，繪製了其前後的操作時點(時點t2~t9)。橫軸上的單位是自析出步驟S1的開始時點之經過時間t[min.](minutes：分鐘)。在第1~第3樣品的製造及比較樣品的製造中，藉由將原料氣體、第一和第二氫氣的各供給量以及電流值控制為如圖4所示的圖式，能夠將各步驟中多晶矽20的表面溫度調整成為如圖4的圖式所示。後續將針對第1~第3樣品、比較樣品、原料氣體以及第一氫氣和第二氫氣的詳細內容進行描述。

又，在本實施形態中，接續進行析出步驟S1及熱處理步驟S2。因此，在原料氣體的供給量開始減少的時點，也就是圖4的圖式中的時點t1成為析出步驟S1的結束時點，且成為熱處理步驟S2的開始時點。又，在本實施形態中，朝矽芯線10的通電停止的時點，也就是圖4的圖式中的t9時點成為熱處理步驟S2的結束時點，且成為冷卻步驟S3的開始時點。

＜析出步驟＞ 首先，在析出步驟S1中，藉由習知的西門子法使多晶矽20析出。在西門子法中，通常使用圖5所示的反應器100。反應器100係由直體部101及形成在直體部101上側的半球面部所構成。接著，藉由在直體部101內部存在有氯矽烷化合物及氫氣的情況下加熱矽芯線10，使多晶矽20析出在矽芯線10的表面上。以下，將含有氯矽烷化合物和氫氣的氣體稱為「原料氣體」。具體來說，就直體部101的截面積而言，如圖5所示般，其係為在與多晶矽棒1的高度方向的中心軸AX直交的假想平面內進行切割時，由直體部101的內壁面(參照圖5的虛線)所包圍的區域之面積S。

更詳細而言，在直體部101內部以倒U形安裝矽芯線10之後，於反應器100的內部填充原料氣體。具體來說，藉由打開圖5所示的閥51來將原料氣體供應至反應器100內部，使原料氣體填充至反應器100內部。在本實施形態中，在析出步驟S1結束為止的期間，將流入反應器100的原料氣體的流量保持在預定量，也就是將原料氣體的供給量F保持在預定量。接著，在這種狀態下，藉由使電流流經矽芯線10以加熱該矽芯線10，而在矽芯線10的表面上析出多晶矽20。供給至反應器100內部的原料氣體及後述的第一氫氣和第二氫氣(圖5中的「供給氣體」)在用於所欲的用途後，如圖5所示般從反應器100排出至外部。

又，圖5所示的反應器100的構造僅為一個例子，反應器100的構造並未特別限制。又，析出步驟S1中的反應條件沒有特別限制。就反應器100而言，可以使用各種習知的反應器，且在析出步驟S1中，能夠在各種習知的反應條件下析出多晶矽20。

析出步驟S1係在下述時點結束：當多晶矽20以足夠在矽芯線10的表面上獲得具有所欲尺寸的多晶矽棒1的量來析出時的時點。接著，將原料氣體的供給量F從通常的析出條件開始減少的時點(時點t1)設定為析出步驟S1的結束時點。在本實施形態中，如圖4所示般，從多晶矽20的析出開始到析出步驟S1結束時點(時點t1)為止的時間並未特別限制。前述時間可以是根據原料氣體的供給量F、多晶矽20析出時的溫度等，直到獲得所欲尺寸的多晶矽棒1為止的時間。通常係為100~200小時。就後述的第1~第3樣品及後述的比較樣品而言，多晶矽棒的尺寸被調整為全部相同。

＜針對析出步驟中適當的應對/熱處理步驟前的準備＞ (針對析出步驟中多晶矽的表面溫度及電流值) 將析出步驟S1的結束設為原料氣體的供給量F減少的時點(時點t1)。此處，若在減少原料氣體的供給量F的同時，使流過矽芯線10的電流的電流值保持固定，則伴隨著減少原料氣體的供給量F，具有在矽芯線10上所析出的多晶矽20的表面溫度過度升高之虞。因此，為了避免這種現象，較佳係從作為析出步驟S1結束的時點(時點t1)前的時點之時點t2，開始降低流過矽芯線10的電流的電流值。也就是說，較佳在一定條件下使多晶矽20析出後再逐漸降低前述電流值，進而使多晶矽20的表面溫度逐漸降低。

在本實施形態中，將前述電流值降低前的多晶矽20的表面溫度作為T1，以下的說明中簡稱為表面溫度T1。表面溫度T1係該當於平常析出多晶矽20時，該多晶矽20的表面溫度。平常時的多晶矽20的析出係指原料氣體的供給量F為固定量且電流值也為固定值時的多晶矽20的析出。

又，在本實施形態中，於接下來的熱處理步驟S2中，重要的是在以下溫度進行退火處理(熱處理)：比表面溫度T1高30~100℃且低於1030℃的溫度。又，表面溫度T1並未特別限制，只要小於1000℃且能夠析出多晶矽20的溫度即可。但是，考慮到多晶矽20的生產性，表面溫度T1較佳為800℃以上且小於1000℃，更佳為900℃以上且小於1000℃。

又，在本實施形態中，雖然流經矽芯線10的電流的電流值從時點t2開始下降，但是多晶矽20的表面溫度也從時點t2開始下降。原料氣體的供給量F減少的時點(時點t1)的多晶矽20的表面溫度並未特別限定。然而，從提高多晶矽20的生產性及避免多晶矽20的過度加熱的觀點來看，在時點t1的多晶矽20的表面溫度較佳係比表面溫度T1低0(與T1相同的溫度)~100℃左右的溫度，更佳係比表面溫度T1低約10℃~80℃左右。

又，時點t2並未特別限制。考慮到多晶矽20的生產性、品質等，時點t2較佳為比時點t1早約10~120min的時點，更佳為比時點t1早約20~100min的時點。又，在後述的第1~第3樣品及後述的比較樣品中，將時點t2設定為比時點t1早60min前的時間點。又，設定時點t2是為了防止多晶矽20的表面溫度過度上升，如果不存在多晶矽20的表面溫度過度上升的風險，則不需要設定時點t2。

(析出步驟中退火用氣體的先行供給) 又，在析出步驟S1中，能夠從多晶矽20的析出結束(時點t1)之前的時點t3，開始向反應器100內供給作為第一退火用氣體的第一氫氣。以下，雖然以使用氫氣作為第一退火用氣體的情況為例進行說明，但第一退火用氣體可以為氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體。

第一氫氣係作為在熱處理步驟S2中用於退火處理來供給之氫氣的一部分，且與構成原料氣體的氫氣分開供給。藉由打開圖5所示的閥52，第一氫氣與原料氣體一起被供給到反應器100的內部。時點t3係設定成與時點t1相同之時點或是在時點t1之前的時點。但是，為了使各氫氣的供給時機變得容易且能夠確實地供給第一氫氣，時點t3較佳係設定在時點t1之前的時點。此外，針對時點t3，能夠考慮用於製造多晶矽棒1的各種裝置、多晶矽棒1的所欲尺寸、析出效率等來適當地設定。通常，時點t3被設置在時點t1之前大約5min~1hr的時點。

在圖4的圖式中，就第一氫氣的供給而言，雖然將供給量逐漸增加並將第一氫氣的到達供給量設置為f1，但也可以一次將供給量從0(zero)設定為到達供給量f1。在這種情況下，時點t4不存在，換言之，時點t4變得被時點t3替換。又，在後述的第1~第3樣品的製造及後述的比較樣品的製造中，將時點t3設定為時點t1前30min的時點，且費時20min至時點t4為止逐漸增加第一氫氣的供給量。此外，將在時點t4之後的第一氫氣的供給量保持在到達供給量f1。然而，對於第1~第3樣品和比較樣品中的每一者，到達供給量f1的值是不同的。

又，在析出步驟S1中，能夠從多晶矽20的析出結束(時點t1)之前的時點t5開始向反應器100內部供應第二氫氣。以下，雖然以使用氫氣作為第二退火用氣體的情況為例進行說明，但第二退火用氣體可以為氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體。

第二氫氣係作為在熱處理步驟S2中用於退火處理來供給之氫氣的一部分。第二氫氣較佳係用作冷卻步驟S3中的第二退火用氣體，且與構成原料氣體的氫氣分開供給。藉由打開圖5所示的閥53，將第二氫氣與原料氣體一起供給至反應器100內部。

時點t5能夠設定成與圖4的時點t1同時點或是在時點t1之前的時點。但是，為了使各氫氣的供給時機變得容易且能夠確實地供給第二氫氣，時點t5較佳係設定在時點t1之前的時點。此外，針對時點t5，能夠考慮用於製造多晶矽棒1的各種裝置、多晶矽棒1的所欲尺寸、析出效率等來適當地設定。通常，時點t5被設置在時點t1之前大約1~30min的時點。

第二氫氣的供給量較佳係小於第一氫氣的供給量。接著，為了進一步提升第二氫氣的供給相關的操作性，較佳係將析出步驟S1中供給的第二氫氣的供給量調整為與冷卻步驟S3所供給之第二退火用氣體的供給量相同。在本實施形態中，如圖4所示，在析出步驟S1所供給之第二氫氣的到達供給量f2與冷卻步驟S3所供給之第二退火用氣體的流量F2相同。

在這種情況下，在熱處理步驟S2中，第一氫氣的到達供給量f1與第二氫氣的到達供給量f2之總量變得與第一退火用氣體的流量F1相等。接著，在從熱處理步驟S2開始接續進行的冷卻步驟S3中，藉由僅停止第一氫氣的供給，使得在冷卻步驟S3中，第二退火用氣體的供給量成為所欲量F2(＝f2)。

在圖4的圖式中，就第二氫氣的供給而言，一次將供給量從0(zero)設定為到達供給量f2。舉例來說，雖然可以逐漸增加第二氫氣的供給量直到到達供給量f2為止，但因為第二氫氣的供給量整體來說小於第一氫氣的供給量，故從作業效率等的觀點來看，較佳係一次達成到達供給量f2。又，在後述的第1~第3樣品的製造及後述的比較樣品的製造中，將時點t5設定為時點t1前5min的時點。另外，使第二氫氣的到達供給量f2與第二退火用氣體的流量F2相同。

＜熱處理步驟＞ 接著，如圖3及圖4所示，在析出步驟S1結束後進行熱處理步驟S2。在熱處理步驟S2中，將在析出步驟S1中所析出的多晶矽20與原料氣體分開地供給到反應器100的直體部101內部，並在退火用氣體(第一退火用氣體)的存在下進行退火處理。退火處理係藉由加熱在析出步驟S1所析出的多晶矽20，來去除在多晶矽20所產生的殘餘應力之熱處理。

在本實驗形態中，第一退火用氣體的構成內容及流速可以隨著時間的經過而變化。然而，如上述般，在熱處理步驟S2所使用的第一退火用氣體係不包含原料氣體中所含的氫氣。也就是說，將與原料氣體分開地供給至反應器100的各退火用氣體的組合作為第一退火用氣體。

熱處理步驟S2係將在析出步驟S1中所析出的多晶矽20，在第一退火用氣體的存在下進行熱處理之熱處理步驟。在熱處理步驟S2中，調整多晶矽的表面溫度T2(以下，簡稱為「表面溫度T2」)，以使其包括成為表面溫度T1+30℃以上且表面溫度T1+100℃以下的期間，並小於1030℃。又，在以下的說明中，雖然以使用氫氣作為第一退火用氣體的情況為例進行說明，但第一退火用氣體可以使用氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體，亦能夠獲得相同的結果。

在熱處理步驟S2中，為了調整表面溫度T2，調整第一退火用氣體的供給量、流過矽芯線10的電流的電流值等。因為表面溫度T2為表面溫度T1+30℃以上，因此與習知相比，能夠降低在析出步驟S1所析出之多晶矽20的內部歪斜率。又，與習知相比，能夠降低多晶矽棒1的塌陷率，並能夠提升製造多晶矽棒1時的產率。又，因為表面溫度T2包括成為表面溫度T1+100℃以下的期間，且小於1030℃，故可以減少在熱處理步驟S2中雜質混入多晶矽20表面的現象。結果，能夠提升熱處理步驟S2後的多晶矽20的純度，且最終能夠提升多晶矽棒1整體的純度。

在後述的第1~第3樣品的製造及後述的比較樣品的製造中，從時點t1開始使多晶矽20的表面溫度上升，在時點t6調整為表面溫度T2(參照圖4)。當多晶矽20的表面溫度變成T2時，該表面溫度T2必然包括成為表面溫度T1+30℃以上且表面溫度T1+100℃以下的期間，並小於1030℃。然而，實際上，在多晶矽20的表面溫度達到T2之前，該多晶矽20的表面溫度包括成為表面溫度T1+30℃以上且表面溫度T1+100℃以下的期間，並小於1030℃。

又，從時點t1到時點t6為止的時間並未特別限制，換言之，在熱處理步驟S2中多晶矽20的表面溫度達到T2為止的時間並未特別限制。然而，為了獲得更高純度的高品質多晶矽棒1，較佳係使前述時間盡可能地短。具體而言，前述時間較佳為1~30min，更佳為1~10min。在後述的第1~第3樣品的製造和後述的比較樣品的製造中，將前述時間設為5min。

在本實施形態中，從對矽芯線10的通電停止的時點(時點t9)開始進行後續的冷卻步驟S3。在這種情況下，表面溫度T2包括其為表面溫度T1+30℃以上且表面溫度T1+100℃以下的期間，且小於1030℃(從時點t6~時點t9的時間)的時間並未特別限制。但是，為了獲得比習知更佳的塌陷率及純度的多晶矽棒1，較佳將前述時間設為10~180min。或者，更佳為20~150min，特佳為60~120min。在後述的第1~第3樣品的製造和後述的比較樣品的製造中，將前述時間設為90min。

如圖4所示，在時點t7停止在熱處理步驟S2中原料氣體的供給。舉例來說，在停止原料氣體的供給時，可以僅停止氯矽烷化合物的供給，將構成原料氣體的氫氣作為第一退火用氣體的一部分來使用。然而，因為需要高度的供給控制，所以有多晶矽棒1的品質下降之虞。因此，在停止原料氣體的供給時，較佳將同時減少氯矽烷化合物和氫氣兩者並使兩者皆完全停止。

又，從時點t1到時點t7為止的時間並未特別限制。但是，如果立即停止原料氣體的供給，則多晶矽棒1的外觀及品質等有產生不良的情況之虞。另一方面，如果前述時間過長，則多晶矽20的析出並未完全結束。因此，前述時間較佳為1~60min，更佳為3~30min。在後述的第1~第3樣品的製造和後述的比較樣品的製造中，將前述時間設定為15min。

＜熱處理步驟中適用的處理方法：第一退火用氣體的供給＞ 以下，針對熱處理步驟S2中適用的處理方法進行說明。首先，在析出步驟S1即將結束之前，將第一氫氣的供給量設定為到達供給量f1，將第二氫氣的供給量設定為到達供給量f2，且較佳係將此等氫氣供給至反應器100，同時從析出步驟S1開始接續進行熱處理步驟S2。

接著，熱處理步驟S2較佳係滿足以下條件。也就是說，將第一退火用氣體的流量設為F1，將反應器100的直體部101的截面積設為S(參照圖5)，則在熱處理步驟S2的期間中F1/S的值較佳係包括成為20Nm ³/hr/m ²以上。在時點t1~時點t8為止的時間內，第一退火用氣體的流量F1為到達供給量f1與到達供給量f2的合計量。也就是說，在從時點t1~時點t8為止的時間，第一退火用氣體的流量F1成為第一氫氣的供給量與第二氫氣的供給量之最大合計量。

如上述般，因為F1/S的值為20Nm ³/hr/m ²以上，在熱處理步驟S2中，能夠將從反應器100內部的部件等所產生的雜質成分迅速地排出至反應器100的外部。因此，能夠提升熱處理步驟S2後的多晶矽20的純度。又，F1/S值的上限值並未特別限制。因此，即使原料氣體中所含的氫氣殘留在反應器100的內部，也不會產生不利的影響。然而，為了藉由減少第一退火用氣體的使用量來降低實施熱處理步驟S2所需的成本，F1/S值的上限值較佳係小於130Nm ³/hr/m ²。

又，實際上，為了有效率地使用第一退火用氣體，在熱處理步驟S2中從時點t8之前的時間，開始減少第一氫氣的供給量。然而，即使在這種情況下，由於在熱處理步驟S2中存在著到達供給量f1及到達供給量f2之合計量成為第一退火用氣體的流量F1的期間，故F1/S值係變得包括成為20Nm ³/hr/m ²以上的期間。

又，F1/S值包括成為20Nm ³/hr/m ²以上的時間(時點t1~時點t8為止的時間)並未特別限制。但是，若縮短此時間，則無法充分地獲得降低雜質的效果及抑制塌陷率的效果。因此，較佳係將前述時間設為10min以上，更佳係30min以上。另一方面，若考慮有效率地使用第一退火用氣體，則前述時間的上限值為120min。

在本實施形態中，如圖4所示，從時點t8起，從到達供給量f1開始減少第一氫氣的供給量。此處，因為在時點t8之後，供給到反應器100內部的氫氣總量減少，故表面溫度T2具有升高之虞。因此，可以調整流經矽芯線10的電流的電流量，使得表面溫度T2包括其為表面溫度T1+30℃以上且表面溫度T1+100℃以下的期間，並小於1030℃。

在後述的第1~第3樣品的製造及後述的比較樣品的製造中，將從時點t1至時點t8為止的時間設為60min，並耗時30min將第一氫氣的供給量從到達供給量f1減少至0(zero)。將第一氫氣的供給量設為0(zero)的時點係熱處理步驟S2的結束時點，具體而言，其係將流經矽芯線10的電流的電流值設為0(zero)之時點t9。換言之，時點t9係冷卻步驟S3的開始時點。

如上述般，在熱處理步驟S2，藉由將第一退火用氣體的流量F1限定在特定數值的範圍，能夠獲得C1/C2的值成為1.0~2.0之多晶矽棒1。

在本實施形態中，雖然舉例說明了適用熱處理步驟S2中第一退火用氣體的供給方法，但是熱處理步驟S2的處理方法並不限於此方法。舉例來說，可以僅使用第一氫氣作為第一退火用氣體。另外，舉例來說，在停止原料氣體的供給後，藉由與原料氣體的供給手段相同的手段來僅供給氫氣，能夠將此氫氣作為第一退火用氣體的一部分來使用。又，雖然需要高度的供給控制，但也可以從熱處理步驟S2的開始時點(時點t1)開始供給第一退火用氣體。

＜冷卻步驟＞ 接著，如圖3及圖4所示，在熱處理步驟S2結束後進行冷卻步驟S3。在冷卻步驟S3中，冷卻在熱處理步驟S2進行退火處理後的多晶矽20。在本實施形態中，將前述多晶矽20自然冷卻。自然冷卻係指，停止流向矽芯線10的電流，並將多晶矽20保持原樣地放置在反應器100的直體部101的內部之熱處理。

但是，為了去除殘留在反應器100內部的氣體，較佳在冷卻步驟S3中也向反應器100內部供給第二退火用氣體。第二退火用氣體係供給至反應器100內部之用於進行吹掃處理的氣體。第二退火用氣體可以是氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體。在以下的說明中，以第二退火用氣體為氫氣的情況舉例說明，但其他氣體也可以獲得相同的效果。又，吾人認為第二退火用氣體還能夠產生將原料氣體完全排出至反應器100外部的作用。

在本實施形態中，如圖4所示，冷卻步驟S3係從流過矽芯線10的電流的電流值為0(zero)的時點開始進行，也就是從時點t9開始進行。另外，在本實施形態中，從熱處理步驟S2開始接續進行冷卻步驟S3，且在前述電流值為0(zero)的時點t9，第一氫氣的供給量也變為0(zero)。但是，此時機僅為一個例子，前述電流值變為0(zero)的時間和第一氫氣的供給量變為0(zero)的時間可以不同。在後述的第1~第3樣品的製造和後述的比較樣品的製造中，前述電流值成為0(zero)的時點與第一氫氣的供給量成為0(zero)的時點係為相同。

冷卻步驟S3較佳係滿足以下條件。也就是說，將第二退火用氣體的流量設為F2時，則在冷卻步驟S3的期間中F2/S的值較佳係包括成為0.4Nm ³/hr/m ²以上。就第二退火用氣體的適當供給方法而言，可舉出例如圖4所示般，單純地藉由從熱處理步驟S2接續在到達供給量f2下供給第二氫氣，來使第二退火用氣體的流量F2成為固定值的方法。

就第二退火用氣體的較佳供給方法而言，舉例來說，將第二退火用氣體的流量F2與到達供給量f2相同之第二氫氣，在析出步驟S1及熱處理步驟S2中繼續供給的方法。在本實施形態中，如圖4所示，在析出步驟S1中，從時點t4起以到達供給量f2繼續供給第2氫氣。藉由採用此種方法，能夠確實且容易地向反應器100內部供應第二退火用氣體。

又，雖然第二退火用氣體的流量F2的上限值並未特別限制，但較佳係小於4Nm ³/hr/m ²。藉由採用如此之上限值，能夠防止熱處理步驟S2後的多晶矽20被第二退火用氣體急速地冷卻，且能夠使冷卻步驟S3後的多晶矽20的內部歪斜率較習知減少。藉此，與以往相比，能夠降低多晶矽棒1的塌陷率，並能夠提升多晶矽棒1的製造時的產率。

又，在冷卻步驟S3中，F2/S的值成為0.4Nm ³/hr/m ²以上的期間並未特別限制，可舉出例如多晶矽棒1的表面溫度成為大致常溫(例如，30℃以下)為止的期間。又，在後述的第1~第3樣品的製造和後述的比較樣品的製造中，在多晶矽棒1的表面溫度成為30℃的時點，冷卻步驟S3結束。

＜後處理步驟＞ 經過上述般的自然冷卻及吹掃處理，當直體部101內部的多晶矽20被冷卻至大致常溫的時點時，冷卻步驟S3結束。在冷卻步驟S3結束後，藉由關閉圖5所示的閥53並停止第二氫氣的供應，將反應器100內部的氫氣替換為氮氣。在冷卻步驟S3結束後被冷卻至大致常溫的多晶矽20係成為作為最終產品的多晶矽棒1。

＜變形例＞ 上述析出步驟S1、熱處理步驟S2及冷卻步驟S3的各種處理僅為一示例，且可以採用各種變化。舉例來說，針對時點t1~t9的各數值、第一退火用氣體的流量F1和第二退火用氣體的流量F2的各數值，可以在達成多晶矽棒1整體的純度及塌陷率下降的範圍內任意地變更。

又，就熱處理步驟S2中的退火用氫氣的組成及流量的經時變化而言，只要是能夠達成多晶矽棒1整體的純度提升及塌陷率下降的範圍內，也可以改變時點t1~t9的各數值。又，也可以改變第一退火用氣體的流量F1及第二退火用氣體的流量F2。此外，冷卻步驟S3並非在製造多晶矽棒1上所必要的步驟，可以省略該冷卻步驟S3。

接著，在熱處理步驟S2和冷卻步驟S3中，流入反應器100的氣體不必須為本實施形態般的氫氣。在熱處理步驟S2和冷卻步驟S3中，能夠使氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體流入反應器100內部。

[小結] 本發明一態樣的多晶矽棒，其係包含：從與中心軸平行的表面到徑向4mm深度為止的部分中，鐵、鉻及鎳的各濃度合計之外側總濃度為100pptw以下；將從前述表面沿徑向距離大於4mm的部分中，將前述鐵、前述鉻及前述鎳的各濃度合計之總濃度作為內側總濃度，則相對於前述內側總濃度的前述外側總濃度之比值為1.0以上且2.5以下。

根據前述構成，本發明一態樣的多晶矽棒的外側總濃度為100pptw以下。因此，能夠使前述多晶矽棒表面附近的部分中雜質(鐵、鉻及鎳)的濃度較習知還低。換言之，能夠提升前述多晶矽棒表面附近的部分的純度。

又，本發明一態樣的多晶矽棒中，相對於內側總濃度的外側總濃度之比值為1.0以上且2.5以下。因此，能夠提升多晶矽棒整體的純度。

本發明一態樣的多晶矽棒之前述徑向的內部歪斜率可小於1.0×10 ^-4cm ^-1。根據前述構成，本發明一態樣的多晶矽棒之前述徑向的內部歪斜率(以下，簡稱為「內部歪斜率」)係低於習知多晶矽棒的內部歪斜率。因此，能夠使多晶矽棒製造時的塌陷率(以下，簡稱為「塌陷率」)比習知還低。因此，能夠同時達成多晶矽棒整體純度的提升與塌陷率的下降。

本發明一態樣的多晶矽棒之直徑可為100mm以上。一般來說，就多晶矽棒而言，當其直徑越長，換言之，即多晶矽棒越粗，則其內部歪斜變大而產生塌陷的風險變高。又，多晶矽棒越粗，表面附近的雜質濃度變得越高。針對此點，根據前述構成，即使多晶矽棒的直徑為100mm以上的粗，一般來說在表面附近的部分雜質濃度高，且塌陷率亦高，但至少能夠提升多晶矽棒整體的濃度。此外，即使是一般來說雜質濃度及塌陷率皆高之前述般的大直徑多晶矽棒，也可以製造出塌陷風險比習知低的多晶矽棒。

本發明一態樣的多晶矽棒的製造方法，其係包含：析出步驟，其係在氯矽烷化合物及氫氣的存在下，藉由加熱矽芯線，將多晶矽析出在前述矽芯線的表面；熱處理步驟，其係將在前述析出步驟所析出之前述多晶矽，在氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體的存在下進行熱處理；其中，在前述析出步驟中，將加熱前述矽芯線時流過該矽芯線的電流的電流值開始減少的時點之前述多晶矽的表面溫度設為T1，則前述熱處理步驟中前述多晶矽的表面溫度T2，係包括成為T1+30℃以上且T1+100℃以下的期間，並小於1030℃。

根據前述構成，因為熱處理步驟中多晶矽的表面溫度T2為T1+30℃以上，故能夠使在析出步驟所析出之多晶矽的內部歪斜率比習知低，且亦能夠使多晶矽棒的塌陷率比習知低。因此，能夠提升多晶矽棒製造時的產率。

又，因為熱處理步驟中多晶矽的表面溫度T2為T1+100℃以下且小於1030℃，故能夠降低在熱處理步驟中混入多晶矽表面的現象。因此，可以提升熱處理步驟後多晶矽的純度，並提升多晶矽棒整體的純度。

反過來說，若多晶矽的表面溫度T2比T1+30℃還低，則去除多晶矽的內部歪斜之退火效果不夠充分，而使崩塌率變高，且多晶矽棒製造時的產率有下降的傾向。另一方面，若多晶矽的表面溫度T2比T1+100℃還高且為1030℃以上，則多晶矽表面附近之雜質濃度變高，進而使獲得之多晶矽的雜質濃度有變高的傾向。

在本發明一態樣的多晶矽棒的製造方法中，前述析出步驟及前述熱處理步驟係可在反應器的直體部的內部進行；又，在前述熱處理步驟的期間中，將作為流入前述反應器的氣體之第一退火用氣體的流量設為F1，並將前述直體部的截面積設為S，則F1/S的值係可包括成為20Nm ³/hr/m ²以上。

根據前述構成，因為F1/S的值係為20Nm ³/hr/m ²以上，故能夠將在熱處理步驟中，從存在於反應器內部的部件等所產生之雜質成分迅速地排出至反應器的外部。因此，能夠提升熱處理步驟後多晶矽的純度。

又，當使用氫氣做為第一退火用氣體時，在第一退火用氣體中，不包括與三氯矽烷(氯矽烷化合物)一起供給的作為原料氣體構成要素之氫氣。雖然第一退火用氣體的流量F1的上限值並未特別限制，但從減少第一退火用氣體的使用量的觀點來看，F1/S的值較佳係小於130Nm ³/hr/m ²。

在本發明一態樣的多晶矽棒的製造方法中，在前述熱處理步驟後，還可包含冷卻步驟，其係將前述多晶矽冷卻；又，在前述冷卻步驟的期間中，將作為流入前述反應器的氣體之第二退火用氣體的流量設為F2，則F2/S的值係可包括成為0.4Nm ³/hr/m ²以上。

根據前述構成，因為F2/S的值係為0.4Nm ³/hr/m ²以上，故能夠將在冷卻步驟中，從存在於反應器內部的部件等所產生之雜質成分迅速地排出至反應器的外部。因此，能夠提升冷卻步驟後多晶矽的純度。

又，雖然第二退火用氣體的流量F2的上限值並未特別限制，但F2/S的值較佳係小於4Nm ³/hr/m ²。藉由使F2/S的值小於4Nm ³/hr/m ²，能夠防止熱處理步驟S2後的多晶矽被第二退火用氣體急速地冷卻，且能夠使冷卻步驟後的多晶矽的內部歪斜率較習知還低。因此，能夠使多晶矽棒的塌陷率比習知低，並能夠提升多晶矽棒製造時的產率。

本發明一態樣的多晶矽的熱處理方法，其係包含：熱處理步驟，其係將多晶矽在氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體的存在下，在反應器的直體部的內部進行熱處理；在前述熱處理步驟的期間中，將作為流入前述反應器的前述氣體之第一退火用氣體的流量設為F1，並將前述直體部的截面積設為S，則F1/S的值係包括成為20Nm ³/hr/m ²以上。

[附記事項] 本發明並不限定於上述實施形態及變形例，可在請求項所示之範圍內做各種的變更，且將上述實施形態及變形例中所分別揭示之技術手段適宜地組合而得之實施形態亦包含在本發明的技術範圍內。

[實施例] 針對本發明的實施例於以下進行說明。又，在以下的說明中，將退火處理時的表面溫度T2係包括成為T1+30℃以上且T1+100℃以下的期間，並小於1030℃之條件稱為「第1製造條件」。又，將F1/S的值為20Nm ³/hr/m ²以上，且較佳係小於130Nm ³/hr/m ²之條件稱為「第2製造條件」。接著，將F2/S的值為0.4Nm ³/hr/m ²以上，且較佳係小於4Nm ³/hr/m ²之條件稱為「第3製造條件」。

＜樣品的製造＞ 首先，使用與上述本發明一實施形態中相同的反應器100及其他製造設備，且使用與本發明一實施形態相同的製造方法，製造本發明的第1~第3實施例的多晶矽棒1。以下，將本發明第1~第3實施例的多晶矽棒1簡稱為「第1~第3樣品」。

具體而言，如下述表1所示，針對析出步驟S1中時點t2的表面溫度T1，在第1~第3樣品中皆為970℃。又，針對熱處理步驟S2中時點t6的表面溫度T2，在第1~第3樣品中皆為1010℃。另一方面，針對熱處理步驟S2中的F1/S及F2/S，在第1~第3樣品中各自不同。

具體而言，針對第1樣品，在僅滿足第1製造條件，但不滿足第2及第3製造條件的狀態下製造。針對第2樣品，在滿足第1及第2製造條件，但不滿足第3製造條件的狀態下製造。針對第3樣品，在滿足所有第1~第3製造條件的狀態下製造。另外，第1~第3樣品及比較樣品中的每一者的直徑均為120mm。

針對本發明比較例的多晶矽棒(未圖示)，其亦藉由與本發明一實施形態相同的步驟進行製造。以下，將本發明比較例的多晶矽棒簡稱為「比較樣品」。又，如下述表1所示，當製造比較樣品時，除了第1製造條件外，在其他條件與第3樣品相同的條件下進行製造。析出步驟S1的時點t2的多晶矽20的表面溫度T1係與第1~第3樣品同樣地設定為970℃。

[表1]

	T1 (℃)	T2 (℃)	F1/S (Nm 3/hr/m 2)	F2/S (Nm 3/hr/m 2)	C1 (pptw)	C2 (pptw)	C1/C2	內部 歪斜率 (cm -1)	綜合評價
第1樣品	970	1010	14.3	0.3	80-100	40-60	1.3-2.5	8x10 -5	○
第2樣品	970	1010	50.3	0.3	60-80	40-60	1.0-2.0	8x10 -5	○
第3樣品	970	1010	52.0	2.0	40-60	40-60	1.0-1.5	8x10 -5	○
比較樣品	970	1100	52.0	2.0	400-600	40-60	6.7-15	4x10 -5	X

＜樣品的評價＞ 接著，針對第1~第3樣品及比較樣品中的每一者，藉由與本發明一實施形態相同的方法，算出外側總濃度C1、內側總濃度C2、C1/C2及內部歪斜率。各算出結果如前述表1所示。在前述表1中，綜合評價「◯」表示C1/C2及內部歪斜率兩者皆為良好結果的情況。此外，綜合評價「X」表示C1/C2及內部歪斜率中的至少一者為不良結果的情況。

「C1/C2為良好結果」係指，C1/C2在1.0~2.5的數值範圍內的值之情況。因此，C1/C2在1.0~2.5的數值範圍外的值之情況，則成為「C1/C2為不良結果」。又，「內部歪斜率為良好結果」係指，內部歪斜率小於1.0x10 ^-4cm ^-1的情況。因此，內部歪斜率為1.0x10 ^-4cm ^-1以上的情況，則成為「內部歪斜率為不良結果」。

首先，相較於習知的多晶矽棒，針對第1~第3樣品，C1/C2的數值範圍成為良好的結果(綜合評價「◯」)。另一方面，針對比較樣品，因為其外側總濃度C1係為顯著地高於第1~第3樣品的外部總濃度C1之數值範圍(400~600pptw)，故成為不良的結果(綜合評價「X」)。接著，就內側總濃度C2而言，第1~第3樣品和比較樣品皆在相同的數值範圍內。由此可知，內側總濃度C2大致上不會受到製造條件的影響。

另一方面，針對外側總濃度C1，在第1~第3樣品及比較樣品中每一個的算出結果不同。特別是，比較樣品的外側總濃度C1係成為顯著地高於第1~第3樣品的外部總濃度C1之數值範圍(400~600pptw)。就成為如此之結果的原因而言，吾人認為其主要原因為：只有比較樣品在退火處理時的表面溫度T2的值為1100°C，高於第1~第3樣品在退火處理時的表面溫度T2(1010°C)。

針對第1~第3樣品，儘管退火處理時的表面溫度T2以外的製造條件各自不同，但相較於比較樣品，上述各樣品間外側總濃度C1的數值範圍之差異並不大。由此，能夠得知，退火處理時的表面溫度T2對於外側總濃度C1有很大的影響。

1:多晶矽棒 10:矽芯線 11:矽芯線的一部分 20:多晶矽 21:表面 100:反應器 101:直體部 211:端面 30:芯棒 31:端面 32:外皮棒片 33:第一棒片 34:第二棒片 35:第三棒片 51:閥 52:閥 53:閥 C1:外側總濃度 C2:內側總濃度 F:原料氣體的供給量 F1:第一退火用氣體的流量(氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體的流量) F2:第二退火用氣體的流量(氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體的流量) f1:第一氫氣的到達供給量 f2:第二氫氣的到達供給量 T1:表面溫度(氯矽烷化合物及氫氣的量開始減少的時點之多晶矽的表面溫度) T2:表面溫度(熱處理步驟中多晶矽的表面溫度) S:截面積 S1:析出步驟 S2:熱處理步驟 S3:冷卻步驟 AX:中心軸

[圖1]係顯示本發明一實施形態的多晶矽棒的概要之圖。 [圖2]係顯示本發明一實施形態的樣品之圖。 [圖3]係顯示圖1所示多晶矽棒的製造方法的一例之流程圖。 [圖4]係顯示圖3所示製造方法各步驟中氫氣的流量等的一例之圖。 [圖5]係顯示用於圖1所示多晶矽棒的製造之反應器的概要之圖。

1:多晶矽棒

10:矽芯線

20:多晶矽

21:表面

211:端面

30:芯棒

31:端面

AX:中心軸

Claims (7)

1. 一種多晶矽棒，其係包含： 從與中心軸平行的表面到徑向4mm深度為止的部分中，鐵、鉻及鎳的各濃度合計之外側總濃度為100pptw以下； 將從前述表面沿徑向距離大於4mm的部分中，將前述鐵、前述鉻及前述鎳的各濃度合計之總濃度作為內側總濃度，則相對於前述內側總濃度的前述外側總濃度之比值為1.0以上且2.5以下。
2. 如請求項1所述之多晶矽棒，其中，前述徑向的內部歪斜率小於1.0×10 ^-4cm ^-1。
3. 如請求項1或2所述之多晶矽棒，其中，直徑為100mm以上。
4. 一種多晶矽棒的製造方法，其係包含： 析出步驟，其係在氯矽烷化合物及氫氣的存在下，藉由加熱矽芯線，將多晶矽析出在前述矽芯線的表面； 熱處理步驟，其係將在前述析出步驟所析出之前述多晶矽，在氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體的存在下進行熱處理；其中， 在前述析出步驟中，將加熱前述矽芯線時流過該矽芯線的電流的電流值開始減少的時點之前述多晶矽的表面溫度設為T1，則前述熱處理步驟中前述多晶矽的表面溫度T2，係包括成為T1+30℃以上且T1+100℃以下的期間，並小於1030℃。
5. 如請求項4所述之多晶矽棒的製造方法，其中，前述析出步驟及前述熱處理步驟係在反應器的直體部的內部進行；又， 在前述熱處理步驟的期間中，將作為流入前述反應器的氣體之第一退火用氣體的流量設為F1，並將前述直體部的截面積設為S，則F1/S的值係包括成為20Nm ³/hr/m ²以上。
6. 如請求項5所述之多晶矽棒的製造方法，其中，在前述熱處理步驟後，還包含冷卻步驟，其係將前述多晶矽冷卻；又， 在前述冷卻步驟的期間中，將作為流入前述反應器的氣體之第二退火用氣體的流量設為F2，則F2/S的值係包括成為0.4Nm ³/hr/m ²以上。
7. 一種多晶矽的熱處理方法，其係包含： 熱處理步驟，其係將多晶矽在氫氣、氬氣及氦氣中的至少一種以上的氣體的存在下，在反應器的直體部的內部進行熱處理； 在前述熱處理步驟的期間中，將作為流入前述反應器的前述氣體之第一退火用氣體的流量設為F1，並將前述直體部的截面積設為S，則F1/S的值係包括成為20Nm ³/hr/m ²以上。

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