TW313670B - - Google Patents

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五、發明説明（1 ) 本發明係有關於砂單結晶之拉引方法，特別 =連續進料拉引法或再進料拉引法的冷單結晶之拉引; 以往，成爲半導體元件之基板的秒科 :使用自爛的原料溶液拉引出圓之單二： cz(cZ0ChraiSki)法。近年來，爲了達到提 善品質等目的，已知有下列 ' :二…及改 妙單結晶之拉引方法。使用棒狀爲原料的 =原Γ容ΓΓ自儲留於_的原:料溶二= 早'、，，此万法一般稱爲連續進料拉引法。此方法、f 係棒狀之複晶㈣解完後，即溶解另夕卜^^一例 :値以:續地供給原料溶液。因此，能夠:高生產:獲ί 償値又坩堝的使用效率，同時 133 而得到高品質的單晶心 保持1的原料溶液量 至拉:==^7液拉_單結晶後，取出 進料拉引法。藉此，心= 而得到既定範圍内之阻抗率等的高品質 …、而，上述習知技術（1)及（2)中 、 熱、溶解中之棒狀之複晶秒斷裂，而：造成加 因此，使穩定的原料熔解困難，而 部份落下。 不犯知到矽單結晶的既 £、發明説明（， 定品質，同時造成高償之拉 振動所造成的拉引中之、斷裂部份落下之 本I明、早結日日之落下等問題。 供-種妙單::：係:，於上述習知技術之問題點，而提 複晶矽不斷裂而4 5万法’其係使成爲原料之棒狀之 結晶成長:爲可:解’— 方法目的’在關於本發明切單結晶之拉引 =中，第一發明係_财單結晶之拉引方法，以棒= 料:==:加熱之而使之熔解於_内，且以連續進 各、或再料拉彡丨法而自此溶液料㈣單結晶； =下Γ在於：上述棒狀之複晶料最大殘留應力在標準狀 心下爲未滿3.5kgf/mm2。 第二發明係於第—發明中，上述棒狀之複晶秒係將矽 '元予以熱分解而得到的棒狀之複晶矽。 曰第三發明係於第—發明或第二發明中，上述棒狀之複 晶矽係於上述加熱之前被施行應力去除的熱處理。 以下，説明依據上述構成之本發明的作用。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 首先，爲了查明上述習知技術之棒狀之複晶矽的斷裂 原因，發明人由實際的結果推測斷裂的直接原因乃爲發生 於炫解中之複晶矽的熱應力所造成。亦即，在用以拉引之 熔解以前，棒狀複晶矽由各種條件所製成，而於製造後之 棒内部形成有殘留應力分佈，因而產生大的應力値，特別 是拉伸的最大殘留應力。所以，藉由再加上熔解時的熱應 力’特別是拉伸應力，而較複晶碎的破壞強度大，進而導 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） B7 ^13670 五、發明説明（3 ) 致斷裂。 依據以上之查明的处 3均f/一在標準❹U Μ應力爲未A 棒狀複晶妙的炫解停件疋値），則能確保最適合々 熱分解的榛壯冶曰 问争此防止斷裂。且矽甲烷氣黯 小。二:'矽可在製造狀態下使此最大殘留應力變 火菩 ^法所得_棒狀《料T藉由施行退 :厂除的熱處理’而可得到最大殘留應力 3.5kg"酿’進而能防止熔解時的斷裂。 =下’參照圖面詳述料本發明切單結晶之 實施例。 第1圖係顯不成爲本發明之適用例的實施例之以連續 =料拉引法所使収裝置的典型剖面圖。此裝置係以CZ 法爲基礎而可連續進料的裝置，習知裝置亦適用。於將内 邵的周遭環境氣體維持於既定之條件的拉引室4内部，堆 =爲料軸6所支持，並爲設於保溫筒5之内部的主加 10所加熱’而於料8内部儲留原料溶液9。棒狀之 複明秒的原料棒i係藉由未圖示之可升降的懸設機構所懸 設，同時藉由原料熔解加熱器2來加熱而熔解，進而使此 液滴經由保護筒3内部而落下至原料溶液。此保護筒3的 上端側用以保護及保溫原料熔解加熱器2，同時其下端侧 則侵入原料浴液9内，以施行液滴對原料溶液9之振動傳 播的防止及氣相分離。又若原料棒i因溶解而消耗，則藉 由另外之原料供給裝置的原料熔解加熱器2而使新的原料 棒1熔解，以補給原料溶液9。因此，拉引出單結晶7的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS) A4^ ( 2iqx297公釐） 五、發明説明（4 ) 同時補給原料溶液9，以施行連續穩定的單結晶成長。 雖然，在上逑實施例已説明穩定單結晶生成，但是此 處所使用之棒狀複晶妙的原料棒丄係在標準狀態下，亦即 在1大氣壓及常溫下最大殘留應力爲未滿3.5kgf/nm2。關 於此最大殘留應力未滿3 · 5kgf /mm2的效果，係以第2圖所 示殘留應力測定的概要圖及第3圖所 裂率的關保圖來説明。首先，在第2圖中，將棒狀複晶= ^端側的外周加工成原料棒1之既定的外a D，同時加 工端面Q，然後藉由鑽頭等於原料棒1開設既定尺寸的孔 22，並以複數應力應變量具2U、21b來财此孔之加工 前後的應變，而藉由此測定結果來求得原料棒丄的最 留應力。 以各種方法、條件來製作成爲此原料棒1之棒狀之複 晶和然後將以第i圖所示拉引裝置所作之溶解實驗㈣ 果顯示於第3·圖。由第3圖可知，複晶咬内部的最大殘留 應力與斷裂率有極大的相關，若最大殘留應力爲 3 .5kgf/mm2以上，則於熔解時產生斷裂，且隨著 應力的增加，若達到4kgf細2以上’則全部魏解時斷裂: 另一万面，在未滿3.5kgf/mm2的情況下，則不會產生斷裂， 而能夠施行良好之原料溶液9的補給。且如第3圖所示， 以多根來施行炼解實驗，而由更雄實地防止惊解時斷=的 觀點而τ，最大殘留應力最好在3kgf/Dm2以下。如上所水 此炫解時的斷裂易於發生的原因係於棒狀之複晶㈣X 的殘留應力加上於熔解時所產生的熱應力（特別是拉伸應 7 I紙張纽逋用中國國家揉準（CNS )八職_ ( 2丨Qx297公釐）---- A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 力）超過原料棒1的強度。因此，使原料棒1的最大殘留應 力成爲未滿3 . 5kgf /mm2，則能防止溶解時斷裂，故能防止 拉引裝置之零件的損壞，同時能良好地施行原料熔液9的 連續補給，而能得到效率佳的拉引。 雖然上述實施例僅就連續進料拉引法來實施，但是亦 適用於再進料拉引法。亦即，自原料溶液拉引出單結晶後， 將單結晶取出至拉引室等之外，然後使最大殘留應力未滿 3.5kgf/mm2之棒狀等的複晶矽在坩堝熔解，而再進料，以 施行再拉引。此再進料、再拉引次數係依需要而決定者。 此再進料拉引法亦碎夠在棒狀複晶矽不斷裂的情況下施行 拉引，而得到穩定的早結晶成長。 接著，若棒狀等之複晶矽的最大殘留應力未滿 3.5kgf/mm2，則能防止熔解時斷裂，故最好使用於熔解時 之前藉由退火等熱處理來去除殘留應力而使最大殘留應力 未滿3.5kgf/mm2之棒狀等的複晶矽，以當作拉引用原料 棒。且將矽甲烷作熱分解而得到之棒狀等的複晶矽亦容易 得到最大殘留應力未滿3.5kgf /mm2的複晶矽，故最好當作 原料棒使用。 依據本發明，將在標準狀態下最大殘留應力未滿 3. 5kgf /mm2之棒狀的複晶秒當作原料棒而溶解，以連續或 重複地拉引出矽單結晶，故原料棒不斷裂而熔解，以補給 或供給原料溶液，而能夠施行效率好且穩定的單結晶生 成。同時，亦能防止高價之拉引裝置損壞、拉引中之矽單 結晶落下。又使用矽甲烷氣體熱分解之棒狀的複晶矽當作 丨^—---：丨--一裝------：訂——^----ί I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 313670 A7 B7 五、發明説明（6 ) 原料棒，因而使良好的單結晶生成變爲可能，且藉由應力 去除的熱處理來使最大殘留應力達到滿足之値亦可施行良 奸的單晶生成。 圖式簡單説明 第1圖係成爲本發明之實施例之以連續進枓拉引法所 使用之裝置的典型剖面圖。 第2圖係關於實施例之原料棒之殘留應力測定的概要 圖。 第3圖係顯示關於實施例之最大殘留應力與斷裂率的 關係圖。 符號説明 1〜原料棒；2、2a〜原料熔解加熱器；3〜保複 筒；4〜拉引室；7〜單結晶；8〜坩堝；9〜原料溶液。 ---：-----：--1_<抽衣------；訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 第84109544號申請專利範圍修正本~-一正日期：86/2/17 D8 六、申請專利範圍 1. 一種矽單結晶之拉引方法，以棒狀之複晶矽爲原 料，加熱之而使之熔解於坩堝内，且以連續進料拉引法或 再進料拉引法而自此溶液拉引出矽單結晶； 其特徵在於： 在拉引前檢查前述棒狀複晶石夕之最大殘留應力，而將 最大殘留應力在標準狀態下未滿3.5kgf/mm2者藉由連續進 料拉引法或再進料法拉引之； 且上述棒狀之複晶矽係將矽曱烷予以熱分解而得到的 棒狀之複晶矽。 2. —種矽單結晶之拉引方法，以棒狀之複晶矽爲原 料，加熱之而使之熔解於坩堝内，且以連續進料拉引法或 再進料拉引法而自此溶液拉引出矽單結晶； 其特徵在於： 在拉引前檢查前述棒狀複晶矽之最大殘留應力，而將 最大殘留應力在標準狀態下未滿3.5kgf/mm2者藉由連續進 料拉引法或再進料法拉引之； 且上述棒狀之複晶矽係於上述加熱之前被施行應力去 除的熱處理。 3. —種矽單結晶之拉引方法，以棒狀之複晶矽爲原 料，加熱之而使之炫解於对蜗内，且以連續進料拉引法或 再進料拉引法而自此溶液拉引出矽單結晶； 其特徵在於： 在拉引前檢查前述棒狀複晶矽之最大殘留應力，而 將最大殘留應力在標準狀態下未滿3.5kgf/mm2者藉由 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -------!-1 裝-----Γή------.線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 313670 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 連續進料拉引法或再進料法拉引之； 且上述棒狀之複晶矽係將矽甲烷予以熱分解而得到的 棒狀之複晶秒； 且上述棒狀之複晶矽係於上述加熱之前被施行應力去 除的熱處理。 -------ί丨裝-----·—訂-----ί i線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -11 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）