TW301765B - - Google Patents

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A7 五、發明説明（l ) '--- 本發明係有關於依據連續進料法之半導體單結晶的 製造方法。 …' 目前’半導體元件之基板主要㈣單結晶秒，製造上 述單結晶妙之方法中，自存於㈣内之原料炫液拉引出圓 柱狀的單結晶秒的cz法係眾人皆知之製造方法。在α -法中，將原料之多結晶秒填入位在單結晶製造裳置之爐内 ㈣蜗，並藉由設在上述㈣周圍之主加熱器將原料加熱 _。此時，將安裝在種晶夾子之種晶浸人融液，並令種 以子及㈣㈣方向或逆方向—邊旋轉—邊向上拉 I 引’使早結晶秒成長。 4了使長成<單結晶矽成爲ρ型或Ν型之半導體，於 炫液中加入微量之蝴、碑、碗等元素。在利用CZ法製造 含既定濃度之不純物元素時’一般係將粒狀之捧雜劑添加 雜液中。又，使用連續進料法時，一般係將粒狀之多結 晶矽及掺雜劑供給至熔液中。 料料法係於利用CZ法高效率生產大口徑之單結 .Β曰矽η争随著成長之單結晶矽的量，將原料補充至坩堝 $，以便將單結晶矽連續拉引出來之方法。若以棒狀之多 I 結晶#作補給原料時’在㈣之周緣部上方會設有圓筒 I 狀之原料熔解加熱器，將原料多結晶棒懸吊於其内加以嫁 | ㈣解之原料多結晶棒會變成液滴落入溶液中。若以挾 I 持自㈣巾央拉引^單結晶秒的態#*設置2個原料嫁 | 解加熱器’則一側之原料多結晶棒溶完後，令呈一側之原 | 料多結晶棒溶解，以連續性地作原料供給。亦可將懸吊於 製 本紙張尺度·巾關家i?TCNS _____

經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 一個原料熔解加熱器内之原料多結晶棒同時熔解。 利用連續進料法以長成p型或^^型 日 粒狀之掺雜劑或多結晶矽直接投入熔液的話:：广： 會浮遊於熔液液面;^易㈣。爲了解決此問題，可=有 既定不純物元素之多結晶矽熔解成液滴連續地供给：熔 液。亦即，於將原料多結晶棒熔解後供入熔液之連續進料 法中，可準備含有與單結晶矽所要求U純物濃度相當之 不純物元素的原料多結晶棒，將其熔解，而獲得保有2求 之不純物濃度且沿軸方向的不純物濃度分布很均 結晶秒。 但是在上述之方法中，若欲變更單結晶矽中所含不純 物元素之種類或濃度時，必須随著情況另行製作原料多奸 晶棒。因此，其成本、時間會加諸於單結晶矽之成本及製 作日程。本發明係針對上述習知之問題點所提出者，其目 的在經提供一種半導體單結晶的製造方法，本發明係在依 據連續進料法之半導體單結晶的製程中，能夠很容易地變 更不純物之種類及濃度。 爲了達成上述目的，本發明之依據連續進料法之半導 體單結晶的製造方法係於貯存半導體單結晶之原料熔液 的坩堝上方設置原料熔解加熱器，藉由上述原料熔解加熱 器將原料多結晶棒熔解並使其滴下，以便一邊對上述熔液 連續地供給原料多結晶棒，一邊拉引單結晶秒之連續進料 法中，將含有不純物元素之掺雜劑氣體導入原料多結晶棒 之熔解區域，並藉由將含有上述不純物元素之液滴滴入熔 本紙張尺度適用中國國家標準（〇叫六4規格（2歐297公着) --------f -拉衣------ΐτ-----一 Μ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

五、發明説明（ 液，使熔液添加不純物元素，而在上述之結構中，藉由控 制導入原料多結晶棒之熔解區域的摻雜劑氣體中之不純 物元素量及掺雜劑氣體的流量，可以控制熔液之不純物濃 度於-既定値。 依據上述之結構，在將原料多結晶棒熔解供至熔液之 連續進料法中，係將含有不純物元素之摻雜劑氣體導入上 述原料多結晶棒之熔解區域，並控制掺雜劑氣體中之不純 物疋素量及摻雜劑氣體的流量，故能強制地令滴入熔液之 原料多結晶棒的液滴中所含有不純物元素量達到既定，進 而將熔液中之不純物元素量控制於既定値，而拉引出含有 既足濃度之不純物元素的半導體單結晶。又，藉由變更捧 雜劑氣體之種類或調整掺雜劑氣體之濃度、流量，可製出 不同不純物元素種類或濃度之半導體單結晶。 以下，參照圖式説明本發明之依據連續進料法之半導 體單結晶的製造方法之實施例。第！圖係顯示依據連續進 料法<半導體單結晶製造裝置的概略結構之部分斷面。掛 堝2係以可自由昇降及回轉之方式設置於主爐體】之中心 處。而主加熱器3及保溫筒4係以圍繞堆心之 著。充填於坩堝2之原料多姑晶被上、f、 ^ 竹夕、々日日破上迷王加熱器3所熔解 成爲炫液5,而自对蜗2之中心部可以拉引出半導體單結 晶6。在料2 <周賴近上方，有2組<原料供給部ι〇 呈面對面配置著。此原料供給部1〇係用來將由筒心之 上部懸吊下來之原料多結晶棒Η炫解所生之炫液5導引 下滴者。其係由原料熔解加熱器12、包菌著上述原料稼

f -裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線---------- u I I · A7

f-衣----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-* • m —^1 301765 五、發明説明（5 ) (3)其他情況 »GeH4等等 承料多結晶棒u之周圍流下，而捧 奢則滲透入自原料多結晶棒n下端 著，上述混合氣體自設於保護行13 良蓋Μ内，並經由排氣管16排出爐 再經由設在爐體1外侧的排氣管18 一部份被導入氣體分析器B，而檢 空制裝置20。上述控制裝置2〇列基 U Π輸出流量以控制信號。又， F動調節或藉由控制裝置20之指令 部導入單結晶長成區域之不活性氣 ί示，沿長成中之半導體單結晶6之 匕述熔液蓋15及熔液5之間，並經 之間隙及主加熱器3與保溫筒4之 體1之底部的排氣口與上述單結晶 & 一起排出外部。又，不活性氣體的 匕溫筒4之間隙向下流，並自上述排 以生長沿長軸方向全長不純物濃度 ^晶爲例加以説明。亦可随著需要， ;丨途中任意地改變摻雜劑氣體之濃 長軸方向具有不同不純物濃度之整 ———竿（⑽）姆 -- f請先閱讀背面之注意事頊再填寫本頁j -、1Τ- A7 五、發明説明（6 支半導體單結晶。 如上所述’依據本發明，將原料多結晶棒加以熔解， 供至溶液之連續進料法中，將摻雜劑氣體流過自上述原料 多結晶棒熔解落入熔液之液滴，可使上述液滴含浸於既定 濃度 < 不純物元素，故熔液中之不純物元素可控制在既定 値。因而可以獲得含有既定濃度之不純物元素的半導體單 結晶。由於添加之不純物元素呈氣態，可以很容易地變更 不純物之種類及濃度，使半導體單結晶之生產效率提昇。 圖式之簡單説明 第1圖係顯示依據連續進料法之半導體單結晶的製 造裝置之大致結構的部份斷面圖。 符號説明 2〜坩堝，5〜溶液，6〜半導體單*士曰 如 κ , 平，0明，1〇〜原料供給 部，η〜原料多結晶棒，η〜原料培解加熱器，2〇〜控制 裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 訂 經濟部中央橾準局負工消費合作社印裂 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. s〇1765 穴、申請專利範圍 1一種依據連續進料法之半 法’其係在貯存半導體單結晶< 4單-晶的製造方 原料炫解加熱器，藉由上㈣=的料上方設置 棒馆解並使其滴下，以二 熱器將原料多結晶 多結晶棒，一邊拉引單結晶砂之二 =地供给原料 於： "矽〈連績進料法，其特徵在 、將含有不純物元素之掺雜劑氣體導人原料多結晶棒 《熔解區域’並藉由將含有上述不純物元素之液滴滴入熔 液，使熔液添加不純物元章。 2.如申請專利範圍第〖項之依據連續進料法之半導體 單結晶的製造方法，其中藉由控制導入原料多結晶棒之熔 解區域的摻雜劑氣體中之不純物元素量及摻雜劑氣體的 流量，可以控制熔液之不純物濃度於既定値。 請 先 閱 讀 背 ιέ 意 事 項 _1 再 A 填 I乎 頁 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

   本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）