TW574444B

TW574444B - Method for growing single crystal of semiconductor

Info

Publication number: TW574444B
Application number: TW90103933A
Authority: TW
Inventors: Masanori Kimura
Original assignee: Shinetsu Handotai Kk
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2004-02-01
Also published as: KR100733114B1; WO2001063023A1; EP1199387A4; JP4039059B2; EP1199387B1; KR20010108514A; EP1199387A1; US7235133B2; US20020166499A1

Description

574444 A7

【技術領域】本發明係關於使用捷克拉爾斯基法（以下有時稱爲 C Z法）以成長矽等之半導體單結晶成長方法。【背景技術】現在以矽等之半導體單結晶係使用c Z法製造之情形爲居多。此C Z法所使用之半導體單結晶製造裝置係具有 :如第3圖所示，塡充原料1 2之坩堝4，與圍繞該坩堝 4之加熱器2與配置於該加熱器2周圍之隔熱材8，與在坩堝內之熔液接觸種結晶1 4以成長單結晶之拉起裝置，與收容上述各構件之金屬室1 7。以往，由C Z法成長半導體單結晶時，使用上述半導體單結晶製造裝置1 ，對於ί甘堝4塡充原料1 2，圍繞上述坩堝4之加熱器2加熱原料1 2成爲熔液，在該熔液接觸種結晶1 4之後，進行邊迴轉緩慢地拉起以成長單結晶 1 3。於此，單結晶1 3係具有擴徑部1 3 a ，可作爲製品使用之定徑部（有時稱爲直胴部）1 3 b，縮徑部 1 3 c被拉起，形成縮徑部1 3 c後從熔液分離。於單結晶製造，爲了得到高良率，對於擴徑部與縮徑部之長度，將定徑部之長度必須儘量形成爲長，需要拉起更多之熔液量。結晶之直徑爲愈大徑化擴徑部與縮徑部之比率因會變大所以此對策將變成重要，使用大直徑之坩堝將更多之原料使用之必要性將變高。又，作爲得到高良率之其他方法，直到熔液量位可會g 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 裝 Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4 - 574444 A7 B7 五、發明說明（2 ) 所剩不多拉起單結晶棒也重要之事。於此，對於結晶拉起前之初期原料之所成長之單結晶重量之比率以百分比表示之値稱爲單化率。因此，爲了將大直徑結晶以高良率拉起，可說不僅使用大直徑坩堝並且需要以高單化率拉起單結晶棒。 1 但是，隨著坩堝之大直徑化，因從熔液表面之放射熱量會增加，所以，如只從由圍繞坩堝之加熱器之側面之加熱，加熱量將變成不足。尤其，單結晶棒之直胴部後方，或分離單結晶棒之後，因熔液深度爲淺所以從側面之受熱面積就減少，致使降低加熱效率。其結果，時常發生熔液固化之現象。於此，所謂固化，係表示熔液之表面或內部之一部或全部爲冷卻變成固體之現象。並且，作爲由固化現象之最惡之結果，在熔液中所發生之固體領域與結晶之成長界面接觸之情形，其時點以後係爲了有轉位成長，單結晶之拉起將變成不可能。又，熔液大半固化時由於容積變化（矽時爲體積膨脹）之坩堝施加應力，可能發生龜裂，所以，也會發生中止其時點之結晶拉起。爲了避免這種熔液之固化，如第4圖所示，可考慮到增加圍繞坩堝之加熱器之加熱器電力之方法。但是，由於從加熱器之加熱量之增加，拉起中之單結晶之溫度坡度變成緩和，必須使單結晶之成長速度延遲。或在形成結晶缺陷之溫度領域被徐冷，而發生缺陷尺寸變大之問題。於此所形成之結晶缺陷，係例如在結晶之成長界面被取入之空孔或格子間原子爲在其後之冷卻中凝聚，其結果所形成被本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — i iif (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- %! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 574444 A7 B7 五、發明說明（3 ) 稱爲之空洞（void )或轉位之塊（cluster )。又，過度地增加加熱器電力時，坩堝之溫度變成所需以上之高溫，致使坩渦發生變形，或與熔液接觸坩堝之內面會變質。若坩堝之變形大時，單結晶或加熱器等構件接觸於坩堝，不得不中斷拉起動作。又，與熔液接觸之坩堝面變質時，此變質部分在熔液中剝離到達結晶成長界面而單結晶也會有轉位化。以上，結晶拉起中坩堝中之熔液所剩不多時所發生之問題做了說明，但是單結晶分離後即使對於坩堝內所剩熔液，同樣地，有由於固化問題與過度之加熱器加熱之坩堝劣化之問題。亦即，關於剩下於坩堝內之熔液有固化問題，係進行反復操作（nnUtiUng )之情形。於此，所謂反復操作，係將成長之單結晶棒從熔液分離從單結晶製造裝置取出之後，在剩下於坩堝內之熔液追加投入原料，將原料熔化後，接觸種結晶再進行另外單結晶棒之拉起。於反復操作，分離單結晶之後，追加投入原料直到將坩堝內之所有原熔化之時段，必須防止熔液急驟地固化。尤其，對於少熔液投入新原料時，所投入之原料熔液之熱被奪去恐有熔液溫度急驟地降低之虞。此時，若熔液急驟地固化因其體積變化致使對於坩堝施加異常之應力時，坩堝可能會發生龜裂。如以上所說明，於以往之技術，使用大直徑坩堝以高單化率拉起結晶時，或於反復操作之所剩不多之熔液追力D 原料時，將坩堝內之熔液固化不能對結晶品質或操作性發本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · fli_i ΡΜ·— ϋ ϋ i·— 1 一 0, 11 i_i 11 «ϋ ϋ . -6- 574444 A7 -- B7 五、發明說明（4 ) 生影響，要求適當之解決裝置。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 【發明之揭示】本發明係鑑於上述問題所發明者，其主要目的係提供一種不對於結晶品質或坩堝之耐久性發生影響，防止所剩不多之熔液原料之固化之方法。本發明人，係於使用大直徑坩堝之結晶拉起，即使熔液量剩下不多也不會固化，可繼續結晶拉起之結晶成長方法’進行努力硏究。其結果，從不關熔液量之減少熱傳導率不變之坩堝下方進行有助加熱，著想於解決上述問題，重複改良之結果，終於達到本發明之完成。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製爲了達成上述目的，本.發明之半導體單結晶之成長方法，其特徵爲具有：塡充原料之坩堝，與圍繞該坩堝之加熱器，與在坩堝內之熔液接觸種結晶使單結晶成長之拉起裝置，與收容上述各構件之金屬室之使用半導體單結晶製造裝置之捷克拉爾斯基法之半導體單結晶之成長方法，在上述坩堝下方配置補助加熱裝置，對於在結晶拉起中之成長期前之原料熔液重量之成長結晶之重量比率爲變成6〇 %以上時以後，由圍繞上述坩堝之加熱器之加熱之外藉上述補助加熱裝置補助性地邊加熱坩堝拉起單結晶。像這樣，對於殘熔水容易發生固化之初期原料熔液重量之成長結晶之重量比率變成6 0 %以上時以後，將坩堝從其下方補助性地加熱時，其特徵爲：即使從熔液表面由輻射被奪去熱，從坩堝下方以廣大面積將可有效率地補充本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 574444 A7 _ B7 五、發明說明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 熱量。並且，如從圍繞坩堝之加熱器之輻射熱，幾乎沒有依據熔液之量受熱面積之改變，所以，不管熔液量經常得到一定之加熱效率。又，促進對於坩堝底面之加熱係依自然對流之熱輸送變成將所有熔液有效率地加熱，所以，與從坩堝側面之加熱相較，對於補助加熱器電力之熔液溫度之時間性應答性爲良好。此係表示可對應特別以快速成長速度拉起結晶時之熔液量之減少速度快速時之情形。又，不必施加於圍繞坩堝之加熱器之電力過度地增加，也不會發生單結晶之溫度分布改變或坩堝變化或變質之情形發生。以上之結果，即使爲大直徑之坩堝，可用高單化率拉起結晶。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此時，由上述補助加熱裝置之加熱，係將單結晶表面之拉起軸方向之溫度坡度，不依據對於上述成長前之原料熔液重量之成長結晶之重量比例，保持爲一定進行較佳，並且，圍繞上述坩堝之加熱器與上述補助加熱裝置之電力値，及/或兩者之電力値之比例由綜合傳熱解析計算求取作爲控制目的，可靠近該控制目標値拉起單結晶時控制圍繞上述坩堝之加熱器與補助加熱裝置之電力較佳。像這樣地，若控制成將單結晶棒之熱履歷向拉起方向成爲一定時，不管熔液量之減少可將結晶缺陷之尺寸或分布向拉起方向保持爲一定，可以高良率得到一定品質之結晶。並且，依據各加熱器之電力由綜合傳熱解析計算求取之値控制時，爲了向拉起方向得到結晶品質，就不必以嘗試錯誤決定各加熱器電力之組合，所以，可用低成本開發本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 574444 A7 ____B7_____ 五、發明說明（6 ) 生產技術。於此，所謂綜合傳熱解析計算係單結晶製造裝置內之構造物質之輻射與傳導計算傳熱，以導出上述裝置內部之溫度分布之數値模擬。又，本發明之半導體單結晶之成長方法，係具備：塡充原料之坩堝，與圍繞該坩堝之加熱器，與坩堝內之熔液接觸種結晶以成長單結晶之拉起裝置，與收容上述各構件之金屬室之使用半導體單結晶製造裝置之捷克拉爾斯基法進行反復操作之半導體結晶之成長方法，其特徵爲：在上述坩堝下方配置補助加熱裝置，將所成長之單結晶棒從熔液分離，從結晶製造裝置取出之後，在坩堝內所剩下之原料重新添加原料加以溶化’將種結晶接觸於溶液再次拉起單結晶時，至少從將單結晶棒從熔液分離時在坩堝內重新投入原料直到增渦內之原料完全熔化時，不要使上述原料熔液固化將圍繞上述坩堝之加熱器與上述補助加熱裝置來加熱坩堝。像這樣，將坩堝內之熔液從下方加熱，即使對於剩下於坩堝內之少熔液也可防止發生固化。此係認爲如上述對 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -----I---訂-------- Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製熱進受促之流器對熱然加自助之補熱從加將部關底無以量與液，熔寸與尺 , 定熱一加的之大面爲底保堝確坩積於面送輸熱之內液熔速入投速快用可果結此. ，然。力未料電於原之低入花降 ¾所之 ®器性熱久加耐之或堝形坩變繞之圍堝加坩增之地熱著加顯度必過不於，由又範防可液熔之內堝坩於下留少減可因較相例知習與且並適度一尺張紙本準標家釐公 97 2 X 2Γ0 /V 格規經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 574444 A7 _ B7 五、發明說明（7 ) 量，所以’可用高良率得到單結晶。本發明之半導體單結晶之成長方法所以特別有效，係例如使用內徑爲2 8英吋（約7 1 1 m m )以上之坩堝，使直徑爲1 2英吋（3 0 〇 m m )以上使單結晶成長之情形。矽單結晶時，更加進行大徑化，預想需要1 6英吋（ 4 0 0 m m )或2 0英吋（5 0 0 m m )之單結晶◦與此對應坩渦內徑也大型化，內徑4 0英吋（約1 0 〇 0 m m )至6 0英吋（約1 5 Ο 〇 m m )並且變成進行超此以上之坩堝之結晶成長。這樣的話，可說本發明之必要性更力口提高。如以上，所說明，若依據本發明，於使用大直徑坩渦時直到坩堝內之原料熔液變少不至於發生熔液之固化，將可成長安定之單結晶。又，可將於反復操作之原料追加投入時之熔液安定地保持。其結果，將可用高良率得到單結晶。並且，也可拉起結晶品質爲向成長方向安定之單結晶〇【實施發明之最佳形態】茲就本發明之實施形態說明如下，但是本發明並非限定於這些。第1圖係表示使用本發明之單結晶拉起裝置一例之說明圖。如第1圖所示，於使用捷克拉爾斯基法製造結晶之結晶拉起裝置（半導體單結晶製造裝置）1 ，具有：塡充原料1 2之石英坩堝4與支持此之石墨坩堝5 ，並且，圍本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-10· 574444 A7 _ B7 五、發明說明（8 ) 繞此之加熱器2。在加熱器2外側配置隔熱材8以得到保溫效果。這些各構件，係被收容於金屬室1 7中。關於單結晶1 3之拉起，係在結晶拉起機構（未圖示 )連結端部之鋼索1 6所連結之種保持器1 5保持種結晶 1 4，藉將上述種結晶1 4接觸於熔液1 2邊迴轉緩慢地拉起’使單結晶1 3成長。此時，單結晶1 3係依序形成擴徑部1 3 a、定徑部1 3 b、縮徑部1 3 c被拉起。於此’在坩堝下方具有將該坩堝從下方加熱之補助加熱裝置’與作爲補助加熱裝置之以電阻加熱之補助加熱器 9。在補助加熱器9下方配置有隔熱材1 1以得到保溫效果。補助加熱器9之形狀，係不管熔液量可從坩堝從下方加熱之構造，大小就可以，也可以爲配合坩堝形狀之形狀，也可以爲從坩堝底面側稍爲轉入坩堝側面側之形狀。作爲補助加熱裝置，不僅是上述使電阻加熱之補助加熱器，也可使用高周波加熱之加熱器、輻射加熱用之燈等。加熱器2係經由支持此之加熱器支持軸3可由升降機構（未圖示）升降。補助加熱器9也同樣，經由支持軸 1 0由升降機構（未圖示）升降。石墨坩堝5係裝套於支持此之坩堝支持圓盤6 ，該坩堝支持圓盤6係固定於坩堝軸7之上端。坩堝軸7係使用驅動機構（未圖示）成爲升降、迴轉自如。這些石墨坩堝5及加熱器2及補助加熱器9之位置關係，係例如，單結晶拉起時依坩堝內之原料1 2之殘量其他狀態可變化自如。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） :---.--------·裝 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

-η - 574444 Α7 _ Β7 五、發明說明（9 ) 補助加熱器9可連接於與加熱器2獨立地被控制之電力供給裝置（未圖不），也可以互相連ί篇連接。結晶品質因受到單結晶之溫度坡度所支配，所以，由綜合傳熱解析計算至少單結晶表面之拉起軸方向之溫度坡度即使單化率改變也能夠保持一定，求出上述兩者之加熱器電力値，及 /或兩者之電力値之比例，將此作爲設定値能夠靠近該設定値來控制加熱器電力較佳。更具體係例如綜合傳熱解析計算時使單結晶之溫度坡度能夠變成一定施加於加熱器2 給與電力，可隨意地控制整體之熱收支與單結晶直徑導出施加於補助加熱器9之電力較佳。於實際之結晶拉起，也可以施加於加熱器2之電力時間變化系列作爲優先，作爲關於單結晶直徑控制之控制因素控制施加於補助加熱器9 之電力。茲使用上述單結晶拉起裝置1於拉起半導體單結晶及進行反復操作之原料再投入之情形說明如下。使用此單結晶拉起裝置1 ，拉起單結晶時’當原料熔液1 2之殘量變少時，從加熱器2之受熱面積會變少。另者，從堝液表面經常其面積亦即比例於坩渦內徑之二次方由熱反射奪去熱量。因此，只有加熱器2將很難保持熔液之溫度。此傾向係坩堝愈大直徑化更加顯著。於是，隨著熔液量之剩量變少在補助加熱器9從坩堝下方進行補助加熱。這樣做時，就不管熔液之剩量就可不必補充受熱面積之降低份量，不至於過度增加加熱器2之電力可將熔液之溫度維持於適當溫度。因不必過度地增力口本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） C請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁}

--------訂--------I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 574444 A7 _ B7 五、發明說明（10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於加熱器2，所以拉起中之單結晶之溫度分布幾乎不會受到影響。若欲將單結晶之溫度分布急冷時，使補助加熱器9之電力偏高，使加熱器2之電力偏小時，相反其，欲將單結晶之溫度分布徐冷時就使補助加熱器9之電力偏小 ’提高加熱器2之電力即可。對於單化率之加熱器2及補助加熱器9之電力模式之一例表示於第2圖。若使用本方法，因可減少坩堝內所剩之熔液量，所以可高良率得到單結晶。於反復操作，將所成長之單結晶棒從熔液分離，從單結晶拉起裝置1取出之後，剩下於坩堝內之原料熔液重新追加原料追加投入再進行單結晶拉起。追加投入原料時重要的是，原料熔液爲不必完全固化地維持溫度。因爲，設若原料熔液在坩堝內完全固化時，由於固化時之體積變化施加應力於坩堝，可能發生龜裂。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製於是，分離單結晶棒之後，熔液不會完全固化，在補助加熱器9從坩堝下方進行補助加熱。這樣做時，不管熔液之剩量可補充從加熱器2之受熱面積之降低份量。又’ 追加投入原料時也容易發生熔液之溫度降低，所以配合原料之投入增加補助加熱器之電力。這樣做時，不必過度增加對於加熱器2之電力’可將熔液之溫度維持於適當之溫度。其結果，就可防止坩堝之變形或劣化。又，使用本方法因可減少剩下於坩渦內之熔液量’所以可用高良率得到單結晶。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 574444 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（11 ) 茲舉出比較例說明本發明之實施例如下。 (實施例1 ) 使用第1圖所示單結晶拉起裝置1進行矽單結晶之拉起。石英坦堝4之尺寸爲內徑3 2英吋，將3 0 0 kg之矽原料塡充於石英坩堝4進行直徑1 2英吋結晶之拉起。單化率在0〜6 0%之範圍時只進行加熱器2之拉起，於單化率6 0 %以上時，除了使用加熱器2之加熱之外進行使用補助加熱器9之補助加熱。按，於單結晶之定徑部之拉起速度爲能夠保持0 . 8 m m / m i η控制了加熱器2 與補助加熱器9之電力。具體爲在單化率6 0 %以上，使施加於加熱器2之電力成爲一定，進行使用補助加熱器9 之關於直徑控制之加熱控制。本測試之試驗拉起支數爲1 支。 (比較例1 ) 又，爲了比較，與拉起裝置1、石英坩堝4、原料 1 2之量爲與實施例1相同，嘗試了始終只使用加熱器2 之直徑1 2英吋結晶之拉起。單結晶之拉起速度係與實施例1同樣在定徑部之拉起速度能夠保持0 · 8 m m / m i η控制了加熱器2之電力。測試拉起支數爲1支。調查單化率60%、70%、80%、85%時有無發生熔液之固化，將這些實施例1、比較例1之調查結果，對於測試拉起支數之固化發生支數之百分比表示於表1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝---------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -14- 574444 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______B7 五、發明說明（l2 ) (表1 ) 變化率（％) 實施例1 ( % ) 比較例1 ( % ) 6 0 〇〇 7 0 〇 2 0 8 0 0 5 0 8 5 〇 10 0 從表1 ，於實施例1之本發明之單結晶拉起，係單化率爲6 0 %以上而進行使用補助加熱器9之加熱，於從 6〇％到8 5 %之所有單化率不至於在熔液發生固化可安定地拉起單結晶。另者，於比較例之以往單結晶拉起方法，係以單化率 7 0%發現在熔液表面發生固化之現象。並且，當單化率變成8 0 %時在所有拉起測試發生了固化，附著於單結晶之成長界面所以結晶拉起之繼續變成不可能。於比較例1 因未使用補助加熱器9 ，所以，單化率在7 0 %時雖然發生固化，但是於實施例1單化率爲6 0 %以上進行使用補助加熱器9之加熱，所以未發生固化。從此事，較單化率變成6 0 %以上時更後，可說使用補助加熱器9之補助加熱爲有效。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-15- 574444 A7 _____B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（13) (實施例2 ) 將拉起裝置1、石英坩堝4、原料1 2之量係與實施例1相同，在單結晶定徑部之拉起速度爲能夠保持0 · 8 m m / m i η嘗試了直徑1 2英吋結晶之拉起。於此拉起之前，即使將單化率增加爲6 0 %、7 0 %、8 0 %、 8 5 %使單結晶中之拉起軸方向之溫度不會改變，使用綜合傳熱解析計算求取加熱器2與補助加熱器9之電力。並且，拉起單結晶時，能夠靠近所求取之電力値控制了結晶拉起時之加熱器電力。於本實施例，於單化率6 0〜6 9 %、7〇〜79%、8〇〜85%，施加於加熱器2與補助加熱器9之電力，係分別爲1 5 0 kW與2 0土5 kW 、145kW 與 25±7kW、14〇kW 與 2 8±8 k W。於此，施加於補助加熱器9之電力値之幅度係因變動單結晶直徑控制所致。爲了調查所拉起單結晶之結晶缺陷密度，測定了 F P D ( Flow Pattern Defect )。所謂 F P D 係從成長後之矽結晶單結晶棒切出晶圓，將表面之應變層以氟酸與硝酸之混合液蝕刻取除之後，使用K 2 C Γ 2 ◦ 7與氟酸與水之混合液蝕刻表面（Secco蝕刻）而產生坑及種種微波花紋。此微波花紋稱爲F P D，被認爲是空孔凝聚所形成之空洞〇調查了所拉起單結晶之拉起軸方向之F p D密度分布之結果，於所有之拉起軸方向之位置’ F p D密度係含於 3 0 0〜3 2 0 / c m 2範圍，使用綜合傳熱解析計算證明本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 鬌

. i n ·ϋ ϋ ϋ 一：口、1 ϋ ϋ ί ^1 ϋ I ϋ I

_ 16-

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 574444 五、發明說明（μ) 良好地作用求取加熱器電力之方法。不使用綜合傳熱解析計算時，關於加熱器2與補助加熱器9之電力’藉多數之組合進行單結晶拉起測試，必須調查結晶缺陷分布。因此，對於單結晶拉起條件之決定花費了很多費用與時間。但是，如本發明使用求取綜合傳熱解析計算因缺陷分布變成一定加熱器時，就可大幅度減少拉起測試次數。欲調製加熱器電力時，配合單結晶之徐冷程度，或急冷程度再次進行綜合傳熱解析計算即可。 (實施例3 ) 拉起裝置1、石英坩渦4、原料1 2量係使其與實施例1相同，進行直徑1 2英吋結晶之拉起。在單化率6 0 %以上進行使用補助加熱器9之補助加熱，於單化率7 0 %將單結晶棒從熔液分離。其後係分離單結晶時，維持加熱器2之電力，使用補助加熱器9熔液不固化邊進行補助加熱，對於所剩之熔液重新追加投入1 1 〇 k g之原料’ 拉起了單化率7 0 %之第2支單結晶。（比較例3 )又’ 爲了比較，拉起裝置1、石英坩堝4、原料1 2量係使其與實施例1相同，始終只使用加熱器2嘗試拉起。按’分離第1支之單結晶之後，爲了坩堝內之熔液不固化’增加了加熱器2之電力。於實施例3 ，雖然未發現石英坩堝之變形’但是’於比較例2 ，石英坩堝之空胴部上部爲向內側變形。從此事 (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)A4規格（210 X 297公釐） -17- 574444 A7 _B7 五、發明說明（16) 4 :石英坩渦 1 2 :矽原料 8、1 1 :隔熱材 5 :石墨坩堝 1 7 :金屬室 13、1 4 :種結晶 1 6 :鋼索 1 5 :種保持器 3 :加熱器支持軸 1 0 :支持軸 6 :坩堝支持圓盤 7 :坩堝軸 1 3 a :擴徑部 1 3 c :縮徑部 1 3 b :定徑部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-tmMmm mmmmt i·— i_^i an I ^1· ^^1 ^1» ^^1 emmmt ·ϋ I 經濟部智慧財產奇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（210 X 297公釐） -19-

Claims

574444 | ^ “ μ看侏：第90103933號專利申請案慧 1广 #中文申請專利範圍修正本D8 民國90年5月呈

Α

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製一種半導體單結晶之成長方法，其係具有：塡充原料之坩渦，與圍繞該坩堝之加熱器，與對於坩堝內之熔液接觸種結晶以成長單結晶拉起之裝置，與收容上述各構件之金屬室使用半導體結晶製造裝置之捷克拉爾斯基法之者，其特徵爲：在上述坩堝下方配置補助加熱裝置，對於於結晶之拉起中之成長前之原料熔液重量之成長結晶之重量比例變成6 0 %以上時以後，除了圍繞上述坩堝之加熱器之加熱之外，使用上述補助加熱裝置之補助性地加熱坩禍以拉起單結晶。 2 ·如申請專利範圍第1項之半導體單結晶之成長方法，其中使用上述補助加熱裝置之加熱，係將單結晶表面之拉起支方向之溫度坡度，不依據上述成長前之原料熔液重量之成長結晶之重量比例而保持一定。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項之半導體單結晶之成長方法，其中圍繞上述坩堝之加熱器與上述補助加熱裝置之電力値，及/或兩者之電力値之比例使用綜合傳熱解析計算求取作爲控制目標値，能夠接近控制目標値拉起單結晶時控制上述加熱器與補助加熱裝置之電力。 4 · 一種半導體單結晶之成長方法，其係具有：塡充原料之坩堝，與圍繞該坩堝之加熱费，與對於坩渦內之熔液接觸種結晶以成長單結晶拉起之裝置，與收容上述各構件之金屬室使用半導體結晶製造裝置之捷克拉爾斯基法之者，其特徵爲：在上述坩堝下方配置補助加熱裝置，將使其成長之單結晶棒從熔液分離從結晶製造裝置取出之後，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-------! 574444 A8 R8 C8 _______D8____________ 六、申請專利範圍留在增堝，內之原料重新添加原料加以熔化，將種結晶接觸. 熔液再次拉起單結晶時，至少從單結晶棒分離熔·液時，在坩堝內重新所投入坩堝內之原料直到完全熔化時，爲了不使上述原料熔液固化使用圍繞上述坩堝之加熱器與上述補助加熱裝置加熱坩堝。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財.產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（210 X 297公釐）一 2-