TWI226389B

TWI226389B - Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method, and single crystal ingot

Info

Publication number: TWI226389B
Application number: TW091122286A
Authority: TW
Inventors: Yutaka Shiraishi; Jyunsuke Tomioka; Takuji Okumura; Takehiro Komatsu; Shigeo Morimoto
Original assignee: Komatsu Denshi Kinzoku Kk
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2005-01-11
Also published as: EP2251462A2; KR20040045454A; US7918934B2; US7160386B2; WO2003029533A1; US20070068448A1; EP2251462A3; EP1431425A1; JPWO2003029533A1; KR100899767B1; EP1431425A4; US20040211359A1; JP4209325B2; EP2251462B1

Description

1226389 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域] 本發明係有關於一種單結晶半導體的製造裝置、其製造方法、及藉由此製造方法製造的單結晶錠’其在利用cz 法（柴可拉斯基法）等拉引單結晶石夕等的單結晶半導體時’ 可控制單結晶半導體中的氧濃度。 [先前技術] 第1圖係顯示單結晶拉引裝置1的構成的一例。單結晶拉引用容器2，亦即，CZ爐2内設置石英坩堝 3。在此石英坩堝3内加熱溶融多結晶矽（S i )。溶融安定化時，藉由拉引機構4，以CZ法從石英坩堝3内的矽融液5拉引早結晶砍6。在拉引時’石央掛瑪3精由回轉轴1〇回轉。又，也關於拉引機構4的拉引軸4a回轉。在單結晶拉引的製程（一批次[batch])之間，在容器2 内發生各種蒸發物。在單結晶拉引用容器2供給氬（Ar)氣了，與蒸發物一起排氣至容器2外，以除去蒸發物而清潔 (c 1 ean )。氬氣7的供給流量1係在一批次中的各工程中設定。 °又牡石关坩堝3 ^ 〜w上々 #平、格葫矽b的周圍，言

熱遮蔽板8(氣體整流筒），其將單結晶拉引容器2内的j 7Λ流，^在融液5的表面5a導引，且可替單結晶石夕6遮 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^5a ^ „ fa1 ^ (下％為㈣，芩考第1圖）係適當地設定。掛二拉入引上長的單結晶石夕6中’冑氧固溶。氧係從石禍3…夕融液5中，在單結晶石夕6的拉引時，被放入

1226389 五、發明說明（2) 結晶石夕6中。單結b曰石夕6中的氧濃度石夕係給予元件、裝置 (device)的特性重大影響，在元件、裝置的製造工程中給予其良率重大影響。第2圖係，示從石英坩堝3溶入融液5的氧的量、從融液5的表面5a蒸發的氧的量、以及在被放入單結晶矽6中的氧的量之間的關係。如第2圖所示，被放入在單結晶矽6中的氧的量係為從石英坩堝3溶入融液5的氧的量減去從融液表面5a蒸^發的氧的量的關係。推測一般從石英坩堝3溶入

融液5的氧的ϊ有9 9%程度係蒸發，殘餘的丨％程度係被放入單結晶矽6中。為了控制單結晶矽6中的氧濃度因此一 ·一… 1 ^卞W仅/又 7 炫市丨J從A兴坩堝3溶入融液5的氧的量、以及從融液表面5a蒸發的氧白蒸發量的兩種類的量就好。從石英坩堝3的氧溶解量係藉由石英坩堝3的回轉數，以及石英掛堝3的加熱溫度等參數而決定。广::知般，藉由調整這些石英坩堝3的回轉數等，以 :Ϊ:: ί矽6中的氧濃度在既定濃度的發明，係為曰本員專的公開技術（例如，日本特開平1〇_1 67881號^

流量又摅ί融液表面5a蒸發的氣的蒸發量係藉&氬氣7的 ' ，内壓力、D0等參數而決定。的氧般丄藉由調整這些D"，以控制單結晶石夕6中技術。X既疋濃度的發明，係為日本特許出願等的公與

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以控制”氧溶關於以石英坩堝3的加熱溫度作為參數解量"的發明’將在以下說明。亦即，在日本特許第30 00923號公報中，如第5圖所記载在石英坩堝3的周圍，沿著石英坩堝3的I下方 ° ，设置上下兩段的加熱器9a、9b，其可對於石英巧立調整加熱量’藉由對於整個加熱器9的輸出，設定。上 =熱器9a的輪出比率在既定值’控制氧溶解量，藉此使早、、、σ晶矽6中的氧濃度在目標氧濃度以下的發明。堪的ΐ同本特許第268 1 1 1 5號公報中，記載在石英掛丨部分別設置加熱器，藉由調整這些加熱器的 =出’控制乳溶解量，#此控制單結晶石夕中的氧濃度的發然而，在這些公報記載的發明係為控制"氧溶解量"， r Π、氧热發量"。因此，限定單結晶矽6内的氧濃度壶=士 a Γ、法在大範圍自由控制氧濃度。又，單結晶矽6的 =(。長晶方向）M m度的分佈#分散的減低有其界限入

神特許第3000923號公報中，因為未設置的控制程V，、，法達成f今大直徑的單結日日日♦要求的氧濃 [發工明内’而有時候會無法拉引大直徑的單結晶矽c 被放入單結晶矽6的氯澧唐合寻彡鄕流，此為熟習此技藝者二一在融液5内發生❺ 作為抑制對流發生的技術，係稱為磁場施加拉弓μ

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，術。此係藉由在融液5中施加磁場，抑制融液 ▲，以安定地進行結晶成長的方法。心=圖Λ顯示單結晶石夕6的軸方向的氧濃度分佈。第6 :的輪軸係表示早結晶石夕6的結晶長，縱軸係表示氧濃藉由磁場施加拉引法成係以L1表示，以一般的cz法佈例係以L2、L3表示。藉此抑制對流，可使全體的氧濃因此，藉由控制磁場強的控制範圍在大的控制範圍調整氧濃度分佈。然而’為了實施磁場施磁石的高價且大的設備不可加0 長的單結晶矽6的氧濃度分佈成長的單結晶矽6的氧濃度分 ’根據磁場施加拉引法，藉由度降低。度’可使單結晶矽6的氧濃度 ’藉由此控制範圍可在大範圍加拉引法，非導入含有超電導 ’使裝置高價化，且體積增曰/如上所述，融液5内的對流對被放入單結晶矽β中的氧量影響是熟知的，而關於不會導致高冑、且可以較佳精度控制對流本體的技術則尚未確立。 ^又，在上述公報中，有記載利用上下兩段的加熱器控制氧濃度的發明，如上述般，只有控制，，氧溶解量”，而未教導記載其以外的”對流控制”。、又，本發明人係發現沿著單結晶矽的軸方向發生的氧濃度的微小變動（搖動）係受到對流的影響。根據上述公報，並未揭露關於利用加熱器控制”氧溶

7054-5207-PF(N).ptd 第9頁 1226389 五、發明說明（5) 的軸方向的氧濃度分佈，以解量"，藉此可控制單結晶矽6 控制氧濃度的微小變動。本毛月係藉由利用加熱哭磁場施加拉引法慕的古°°荨間便的衣置，而不招致如度控制在融液由、阿扬化、大型化，而可以較佳的精又發生的對流，使單έ士晶半導體的ϋ、曲& & 控制範圍變大，批制>VL菩姓日便早、、、口日日牛V體的虱浪度的 ίρ制/口者、、、α晶中的聋由方向發生、曲微小變動二此為第一解決課題。’轴方θ生的虱派度的又’藉由利用加熱器等簡便的裝置，而施加拉引法導入沾方俨仆,]衣罝个I致如磁％制在融液中_ β同貝型化，而可以較佳的精度控 + # μ舄I二生的對流，抑制沿著結晶的軸方向發生的氧濃”，此為第二解決課題。七生的乳旦"身又如上述公報所示，利用加熱器控制"氧溶解里藉此控制單結晶矽6中的氧濃度的技術是已知的。另一方面’利用加熱器控制單結晶矽6的直徑的技術係為眾所皆知的技術。然而’利用加熱器，控制單結晶矽6中的氧濃度，與此同日守控制單結晶矽Θ的直徑的技術尚未建立。 η本發明係藉由利用加熱器等簡便的裝置，而不招致如磁場施力:拉引法導入的高價化、大型化，而使單結晶半導體的氧/辰度的控制範圍變大，控制單結晶矽6的直徑，此為第三解決課題。又本發明係藉由利用加熱器等簡便的裝置，而不招至如磁/昜施加拉引法導入的高價化、大型化，而使單結晶夕的氧/辰度的控制範圍變大，又，控制單詰晶矽6的直

1226389 五發明說明（6) _ 徑，且抑制沿著單結晶半導小變動’此為第四解決課題。方向發生的氧濃度的微的氧濃二二t現，ϋ二加熱器控制單結晶矽6的軸方向曰j羊l /辰度的場合，虱濃度的批的結晶長S。亦即，在單社曰；夕：；係依附於單結晶矽6 制範圍變窄曰夕6的拉引後期，氧濃度的控

本發明係可不依附於姓a I Q 、Λ 附於、、、口日日長s，而總是在大控制範圍下=乳浪度在既定的濃度，作為第五解決課題。發明係為了達成第一解決課題。

々、々t f結晶拉引用容器内收容石英坩堝，纟此石英坩堝曰=w夕結晶的原料，且從此石英坩堝内的融液拉引單結日曰丰導體，在拉引時，控制單結晶半導體中的氧濃度的單結晶半導體的製造裝置中，其特徵在於：具r溫度調整裝置，其藉由調整石英坩堝内融液各部的溫度，控制石英坩堝内的融液中的自然 a ° …、'

根據第一發明，如第4 (b)圖所示般，調整石英掛竭3 内的融液5的各部的溫度，控制融液5中的自然對流2〇的發生。藉由控制對流，可使單結晶矽6的氧濃度的控制範圍X 變大，在此大控制範圍内，可以大範圍調整單社曰、、°曰曰吵（3的軸方向的氧濃度分佈。又，第9(b)圖係顯示一例子，其為調整石英掛禍3内的融液5的各部的溫度，以促進融液5中的自然對流2〇的發生的場合的結果。如第9 (b )的例子所示，藉由促進對流白^

7054-5207-PF(N).ptd 第11頁 1226389 五發明說明（7) 發生’抑制沿著單結曰變動。阳勺輛方向發生的氧濃度的微根據此第一發明，、藉由利用低價且小型1、= %施加拉引法導入相比，因為較佳的精度控制在融液5;f生器9 =度控制裝置… 施加拉引法導入的高勺對飢2 0，不會招致如磁場方向的氧濃度分佈在大：3 =向而使單結晶矽6的輪抑制沿著結晶中的軸方而二，靶，内，可以大範圍調整，第二發明係在第一發^中的氧濃度的微小變動。其特徵在於：伟i常英坩堝的側壁上部的、、w声2的底面的溫度係以變得比石對流的發生，二方式，調整溫度，抑制自然在第二發明中，例如，如 ^ 上側的加熱器9a的加埶量（於屮w(b)圖所不瓜，猎由調整量(輸出）的比率，石；坩：：)广和下侧的加熱器9b的加熱坩堝3的側壁上部32的、低、面部31的溫度係比石英的溫度係比石英：二：辟：r吏石英㈣的底面部坩Μ & & A w上部32的溫度低，抑制從坩堝3的底面向坩堝3的側壁上方卩制攸的發生。 1勺上幵的自然對流2 〇明中， * &明中，又，第四發明係在第二發其特欲在於·在石英坩堝的上方結晶 :圍，設置遮蔽構件，*整流單結 U的在融液表面導引’μ單結晶半導體遮蔽熱源。

1226389 五、發明說明（8) 士弟1圖所示，藉由設置熱遮使從融液5的氧的^蚊板8(軋體整流筒），可的氧濃度的控制的精度。抚円早、、口日日矽6的軸方向第五發明係在第一發明中，明中，又，楚人弟/、發明係在第-恭皆 & 弟七發明係在第三發明中，又，第\ 1 弟四發明中， ^ 又弟八發明係在其特徵在於：設置複數的加埶周圍，沿著石英坩堝的上下方…、衣置，其在石央坩堝的坩堝的加熱量。内，可獨立的調整對於石英在第五〜第八發明中，如調整上側的加熱器9a的加埶量(么)圖所示般，藉由獨立加熱量（輸出），石英坩堝3 二出）和下側的加熱器9b的堝3的側壁上部32的溫度低：：：，的溫度係比石英坩的侧壁上方部的上昇流的自1攸坩堝3的底面向坩堝3 弟九發明係為了達成第二日]知生在單社曰扣η丨田…弟—解決課題，你平、、口日日拉引用容器内收内溶融多結晶的原料，且從 #央坩堝，在此石英坩堝晶半導體，在拉引時，控^ =英坩堝内的融液拉引單結結晶半導體的製造裝置^，早結晶半導體中的氧濃度的單其特徵在於：設置複數周圍，沿著石英坩堝的上下加熱名置，其在石英坩堝的坩堝的加熱量，向，可獨立的調整對於石英的直徑在既定的大小般控制j，:加熱量，使單結晶半導體错由調整下侧的加熱裝置的

7054-5207-PF(N).ptd 第13頁藉由調整上側的加熱 1226389 五發明說明（9) 加熱量，使單結晶半導體中、根據第九發明，與磁場施加拉J法度般控制。 J ί小f的加ί器93、9b，控制單結晶石夕6的1比，利用低 /辰又二，、此同時可控制單結晶矽6的直徑。、輛方向的氧 f亡發明係為了達成第-解決課題。在單結晶拉引用容器内收容石英坩内溶融多結晶的原料，且從此石英坩堝内的t此石英坩堝晶半導體’在拉引時，控制單結晶半導體中：液拉引單結結晶半導體的製造裝置中，々氣濃度的單其特徵在於：設置複數的加熱裝置，复周圍/0著石英坩堝的上下方向，可獨立石英坩堝的坩堝的加熱量，、调整對於石英藉由調整下側的加熱裝置的加熱量，中的氧濃度在既定濃度般控制，早結晶半導體且藉由調整上側的加熱裝置的加熱量和置的加熱量的比率，控制融液中的自麸铡的加熱裝半導體的軸方向的氧濃度的變動。机，抑制單結晶 ^根據第十發明，與磁場施加拉引法導入相比，利用低價且小型的加熱器9a、9b，控制自然對流，玎抑制在單結晶石夕6中的軸方向發生的氧濃度的微小變動，與此同時也控制單結晶石夕6的軸方向的氧濃度。第十一發明係為了達成第四解決課題。在單結晶拉引用容器内收容石英坩堝，在此石英坩堝内溶融多結晶的原料，且從此石英坩堝内的融浪拉引單結

1226389 五、發明說明（10) __ 晶半導體，在拉引時，控制結晶半導體的製造裝置中，、、、"曰曰半導體中的氧濃度的單其特徵在於：設置複數的周圍，沿著石英坩堝的上下"…、裝置，其在石英坩堝的坩堝的加熱量， "’可獨立的調整對於石英藉由調整上側的加熱裝置口的直徑在既定的大小般控制=熱量’使早結晶半導體加熱量，使單結晶半導體中c下側：力:熱裝置的且藉由㈣上侧的加埶f =度纟既定濃度般控制，置的加熱量的比率，控制融=力:熱量和下側的加熱裝半導體的軸方向的氧濃度的變動的自然對流，抑制單結晶根據第十一發明，與低價且小型的加熱器9a、9J=;法父結晶矽β中的軸方向發生的氧^對抓β ρ ,在單也控制單結晶石夕6中的度的微小變動，與此同時矽6的直徑。中的軸方向的氧濃度，以及控制單結晶十」：二發明係在第九發明中，又，第十三發明係在第 Χ豆又，第十四發明係在第十一發明中， /、特徵在於：在石英坩堝的上方，在單結晶半導體的 ^ %、ν* Γ置遮蔽構件，其整流單結晶拉引容器内的氣體，网導引，而替單結晶半導體遮蔽熱源。艮據第十二〜第十四發明，如第i圖所示，藉由設置熱，敝，(氣體整流筒），可使從融液5的氧的蒸發安定化，可更提局如第五、第六、第七發明的單結晶矽6的軸方向第15頁 7054-5207-PF(N).ptd 1226389 五、發明說明（11) 的氧濃度的控制的精度。 5 ::發明係為了達成第_解決課題。在早結晶拉引用容器内收容内溶融多結晶的原料，且從此石英。，此石央坩堝曰本莫坪 . , 掛尚内的融液拉引單ό士曰曰+ V體，在拉引時，控制單二=早、‘ 結晶半導體的製造方法中，千蜍體中的乳浪度的單其特徵在於：藉由調整石革控制…禍内的融液中的自；内融液各部的溫度，苐十五發明係將第一發明的制、ik壯ge 造方法的發明。 ^ ^衣置的發明置換為製明係為了達成第三解決課題，早、、、口日日拉引用容器内收容石 ., 内溶融多結晶的原料，且從此石2坩堝，在此石央坩堝晶半導體，在拉引時，控制單:單結結晶半導體的製造方法中，曰曰牛導體中的軋浪度的單其特徵在於：藉由調整相量，使單結晶半導體的直秤 ^ ^石央坩堝的上側的加熱藉由調整相對於石英^ 疋的大小般控制，半導體中的氧濃度在既定^的下側的加熱量，使單結晶第十六發明係將般控制。造方法的發明。 ^明的製造裝置的發明置換為製第十七發明係為了在單結晶拉弓丨用宏w成弟五解決課題，内洛融夕結晶的原料，且…谷石央坩堝，在此石英坩堝 «此石英坩堝内的融液拉引單結

7054-5207-PF(N).ptd 第16頁 1226389 五、發明說明（12) 晶半導體，在拉引時，控制單社曰、，、結晶半導體的製造裝置中，〜曰曰半導體中的氧濃度的單其特徵在於··設置複數的周圍，沿著石英坩堝的上下方了衣置，其在石央坩堝的掛竭的加熱量， ° 可獨立的調整對於石英藉由凋整上側的加熱裝置的旦的加熱量的比率，且變化製程 …、ϊ和下側的加熱裝置軸方向的氧濃度的分佈在^定的、控制單結晶半導體的如第8圖所示，Crl係表厂、口二佈。輸出比率（電力比），變動:調整加熱器9a、9b的制範圍，其依附於單結晶矽6早〜晶矽6的氧濃度的控矽6的拉引後期，4w、、、°晶長S。亦即，在單結晶在喟敫j丨的控制範圍變窄。在口周正下側加熱器9b的變化增加石英坩堝3的回轉數出為制相對大的輸出比率時，範圍的上限從L6變化篆丨7，$ ,、衣程條件。藉此，控制期，氧濃产6古斤 ^在單結晶石夕6的拉引後 ^乳，辰度向鬲氧側移動。或 ^ 相對小的輸出比率時，變化二正:側加熱器9b的輸出為條件。藉此，控制的下:加Cz爐2内的壓力等的製程 ^ ^ t .b ^L9 ^ ^ ^ „ # ^ 乳/辰度向低氧側移動。辦大糟1肤在Τ結晶矽6的拉引後期，氧濃度的控制範圍二範圍二賴i ί引後期的氧濃度控制範圍係與前期的控 ,,r Μύ [，藉由不依附於結晶長S，而總是在大的控可控制氧濃度在既定的濃度。亦即，單結晶矽的由肖的氧濃度係可一定地控制在目標範圍ArO的上限

第17頁 1226389 五、發明說明（13) 值’且可一定地控制在目標範圍Ar 〇的下限值。又，在目標範圍Ar〇内，了一定地控制在任意值。又，在目標範圍 r ，可設定氧濃度的剖面（prof i 1 e )在任意的剖面。第十八發明係在第十七發明中， ° 側的ίί徵在於：#由調整上側的加熱裝置的加埶量和下量為相對較大的比率j Ϊ 側的加熱裝置的加熱打权人比手，增加在從英溶解量，至少使單紝曰主$ Μ 兴坩碼/合入蛐液的乳的側移動。早、、…導體的拉引後期的氧濃度向高氣在第十八發明中，Μ I > 相對大的輸出比率時，二由在!周整下側加熱器9b的輸出為至石央掛瑪3的氧溶解量〕口轉數等，〜加少在單結晶矽6的拉引德^控制靶圍的上限從L6至U，至第十九發明係在第十^濃度向高氧側移動。其特徵在於：藉由★周敕^明中，側的加熱裝置的加熱量正j側的加熱裝置的加熱量和下量為相對較大的比率，你匕率使下側的加熱裝置的加埶結晶半導體的拉引後期二：2坩堝的回轉數，至少使；在第十九發明中，蕤向高氧側移動。相對大的輸出比率時，=在，整下側加熱器9b的輪出為圍的上限從L 6至L 7，至少^„ =英坩堝3的回轉數，控制範度向高氧側移動。夕在單結晶矽6的拉引後期，氧濃第二十發明係在第十其特徵在於：藉由铜赉明中，曰π整上側的加熱裝置的加熱量和下 1 7054-5207-PF(N).ptd 第18頁 1226389 五、發明說明（14) ^ f的加熱裝置的加熱量的比率， =為相對較小的比率，減少從側的加熱裝置的加熱之’至少使單結晶半導體的拉“表面蒸發的氧的蒸發動。後4的氧濃度向低氧側移在第二十發明中，藉由敕卜輸出比率時，增加cz;二下,加熱器，的輪出為相表面5a的氧蒸發量，控制皿内的屋力等，增加從融液結晶的拉引後期，氧濃度圍:心 ^二十一發明係在第十七發明中，，、特徵在於：藉由調整側的加熱裝置的加熱量的比你加熱裝置的加熱量和下量為相對較小的比率，增加單熱裝置的加熱至少使單結晶半導體的拉引曰丨=谷盗内的壓力，相對小的輪出比率時，增加側加熱w的輪出為下限從L8至L9，至少在單社曰：：壓力，控制範圍的低氧側移動。阳矽6的拉引後期的氧濃度向為了達成第二解決課題，内溶融多結晶的原料，且從：：：：坩堝，在此石英坩堝晶半導體，在拉引時， =碼内的融液拉引單結結晶半導體的製造裝置$，早…B。導體中的氧滚度的單周圍Ϊ机彳ί在於·设置複數的加熱裝置，1在石w 月圍〜考石英坩堝的上，、在石央坩堝的下方向，可獨立的調整對於石英 7054-5207-PF(N).ptd 第19頁 1226389 五、發明說明（15) 掛禍的加熱量藉由調整上側的加熱裝 =:熱量的比率，使下。執：置^和下側的加熱裝置，率，以抑制單結晶的如熱量為相對大的式般控制。轴方向的氧濃度的變動的方根據第二十—欢α f 2器9b的”為相對大的輸=b率:圖：示，藉由使下側加方向的氧濃度的微小變 \ σ抑制單結晶矽6的藉此，與磁場施加拉弓二動入);" 的加熱器9，可抑制沿著結：：，利用低價且小型小變動。、向發生的氧濃度的微第二十三發明係為， i::::堝内的融液拉引而製造的單社曰旋，其特欲在於：藉由調整石英 =:曰曰紅，控制融液中的自然對流，以拉引彭造。'部的溫度，單結ϋ三發明係為藉由第…明的製造方法製造的第二十四發明係為，在從石英坩堝内的融液拉引而製造的單社旦其特徵在於：藉由調整相對於石英坩堝的上側的里，使直徑在既定的直徑般，且坍=.、、、側的加熱量，使氧漠度在既定濃度般控制。*掛瑪的下單結ί::四發明係為藉由第十六發明的製造方法製造的 7054-5207-PF(N).ptd 第20頁 1226389 五、發明說明（16) [實施方式] 以下參考圖式說明實施例的裝置。第1圖係從側面看實施例的構成的圖式。如第1圖所示，實施例的單結晶拉引裝置1係備有作為單結晶拉引用容器的CZ爐（腔室，chamber)2。在C Z爐2内，設有石英坩堝3，其可收容溶融多結晶石夕的原料的融液5。石英坩堝3係在其外側由黑鉛坩堝覆蓋。在掛場3的周圍設有加熱器9，其將坩堝3内的多結晶石夕原料加熱溶融。、加熱器9係在石英坩堝3的周圍，沿著石英坩堝3的上下方向分割成上下兩段的加熱器9a、9b。加熱器9a、9b f 可獨立調整對於石英坩堝3的加熱量，亦即，輸出。在實糸施例裝置1中，加熱器9係被分割為兩段，但被分割為=貝以上也可。 σ ”、、二段加熱器9和C Ζ爐2的内壁之間設有保溫筒1 3。在坩堝3的上方設有拉引機構4。拉引機構4係包人引軸4a和種結晶4b。 3拉在掛禍3内的溶融安定化時，拉引軸“在鉛直方移動，種結晶4b浸潰在融液5，從融液5的單結晶矽°上精由CZ法拉引。在拉引時，石英坩堝3係藉由回轉軸】力6 轉。又，回轉_可在錯直方向上驅動，石英掛禍^ 位於上下動的任意位置。彳系可藉由遮斷CZ爐2内和外氣，爐2内維持真空（1〇〜 ^ 〇UT〇rr 7054-5207-PF(N).ptd 第21頁 1226389 五 -發明說明（17) """ -------- ^ ^^亦T ’在CZ爐2供給作為不活性氣體的氬氣7，從 /的排乳口藉由幫浦排氣。藉此，爐2内被減壓至既定的低壓。久#在單結晶拉引的製程（一批次）之間，在CZ爐2内發生 h A二外，以除去蒸發物而清潔。氬氣7的供給流量在一批次中的各工程中設定。里# 洛^ 隨，著單結晶矽6的拉引，矽融液5減少。伴隨著矽融苯w 夕二融液5和石英坩堝3的接觸面積變化，且從石矽fi的t溶解量變化。此變化係給予被拉引的單結晶二為了防止上述情事，在_減、=尚3内追加供給多結晶矽原料也可。逆圓錐△:，堝3的上方’且在單結晶矽6的周圍，設置略上方供給至CZ爐2、、内且作為^ 過融液表面5a而導引至融夜載声(Hrier)氣的氬氣7，且通從融液5蒸發的氣體_心/ ^的周、緣部。氮氣7係和出。為此，從融、存R ^在CZ爐2的下部的排氣口排的氣體流速安定化。瘵么的氧女定的保持，且可使液面上 3、融液5 : ί ί J:二：：；：晶碎6斷熱、遮蔽從掛堝板8係防止在爐内發生的不純的^射熱。又，熱遮蔽在單結晶矽6，而阻宝單社曰古 π，矽乳化物）等附著。早—月成。熱遮蔽板8的下端和融 7〇54-52〇7.pF(N).ptd 第22頁 1226389 五、發明說明（18) 液表面5 a間的間隙的距離D 0的大小係可藉由上昇下降回轉轴10、變化掛竭3的上下方向位置而調整。在拉引成長的單結晶矽6中固溶氧。氧係從石英坩堝3 溶入矽融液5中，在單結晶矽6的拉弓丨時，被放入單結晶石夕 6中。早結晶石夕6中的氣濃度係給予元件、裝置的特性重大的影響，在元件、裝置的製造工程中，給予其良率重大的影響。 ^ 第2圖係顯不從石英掛禍3溶入融液5的氧的量、從融液5的表面5a蒸發的氧的量、以及被放入單結晶矽6中的氧的量之間的關係。如第2圖所示，被放入單結晶石夕6中的氧的^以下稱為氧放入量）係為從石㈣堝3溶入融液5 (以下稱為氧蒸發量)的關ί ;;'表面5&蒸發的氧的量融液5的氧的量有m程度：從石英甜獅入單結晶矽6中。％餘的1 %程度係被放入 ^為了控制單結晶石夕6中的氧、、曲# 坩堝3溶入融液5中的氧的量、以及々乳/辰度，控制從石英的蒸發量的兩種類的量就^。從融液表面5a蒸發的氧 ’’氧溶解量”係藉由石英掛場堝3的加熱溫度等的參數而決定。M褥數w、以及石英坩又，丨1氧蒸發量”係藉由氬氣7 力、D0等的參數而決定。 11夏、以及CZ爐2内壓以下說明上述實施例裝置1的動作 (參考例） 1作。

1226389 第五、發明說明（19) 後第6圖係表示單結晶矽6的縱軸方向的氧濃度分佈。曰 6圖的橫軸係表示單結晶矽6的結晶長S (與融液5的殘餘重約略為逆比例），縱軸係表示氧濃度。單結晶矽6的结晶長 S與融液5的殘餘量約略為逆比例。石夕融液5的氧濃度在單結晶拉引開始時較高’之因為伴隨著單結晶的拉引，石英坩堝3和融液5之間的接觸面積減少，融液5中的氧濃度減少，如第6圖的L1所示’表示成長後所得的單結晶矽6的氧濃度係藉由在拉引初期的氧濃度較高，在拉弓丨後期使氧濃度越向較低的傾向。在此參考例中，藉由一起實施如下所述的1 )的氧溶解里的控制、以及2 )的氧蒸發量的控制，控制單結晶石夕6的軸方向的氧濃度分佈沿著其縱軸方向為均一。、 1) 氧〉谷解直·的控制餘量^變！供單結晶石夕6的結晶長8，亦即，融液5的殘蜗回轉數评作為函數值的函數。此函數方向的氧濃度分佈作為目標浪度分佈麻於旦、、,.里測融液5的殘餘量，從上述函數求得對 :方式Ξ i : ί 3的？：回轉數w。以得到㈣回轉數w 晶長s，亦即，融二精由對應於單結晶石夕6的、结制單結晶石夕6的’調整㈣3的回轉_ ’控 2) 氧蒸：量的方控向制編度分佈在既定繼量作供=晶矽6的結晶長§ ’亦即，融液5的殘餘乍為函數值的函數。此函數係以單結晶矽

1226389 五、發明說明（20) 6的轴方向的氧濃度分佈作為目標八定。量測融液5的殘餘量，二=佈的方式般設的殘餘量的D0。以得到D〇的方式在金數直^對應於此量測 10。藉此，藉由對應於單結晶石夕6的：曰方向上=動回轉軸 5的殘餘量，調整D〇 f曰曰長S，亦即，融液 ”既定的漢度分佈。心二=向長分二I::車：：餘量’以使D0為一定般調整，而控制單、、方向的氧濃度分佈也可。Μ & ^ 7 ^ %胃以及c—ζ爐2内壓力也一樣。f也J關於鼠耽7的流量、制的：控制以及2)的氧蒸發量的控係在第6圖中以$向的氧濃度分佈，氣、、鳶声古钟a L3表不的分佈。氧濃度分佈L2表示目 i定的i:,定的場合’氧濃度分佈。表示目標氧濃度低在第6圖中’目標範圍Ar係表示近年來要求的單結曰石夕6的氧濃度分佈的目標範圍的一例。氧漠度分佈L2、L3係從此目標範圍Ar超出。 ^ 在以下所述的實施例中，單結晶矽6的氧濃度的控制缸圍變大，單結晶矽6的軸方向的氧濃度分佈收在目圍Ar。，、现 (實^施例1 ; 一起控制在融液5發生的自然對流的控制）此Κ施例係以合併實施上述的1 )的氧溶解量的控制、以及2 )的氧蒸發量的控制為前提。在此實施例中，更藉由一起實施在融液5發生的自然

7054-5207-PF(N).ptd 第25頁 1226389 五、發明說明（21) 對流的控制（^ τ i ^ M下稱為對流控制），單結晶矽6的氧濃度的二二k大’單結晶石夕6的軸方向的氧濃度分佈收在目二=ϊ ’可抑制沿單結晶石夕6中的軸方向發生的氧濃度的被小變動（搖動）。 =考第\圖，說明對流發生的機制。釗第4(a)圖表示在石英掛場3的周圍，設置非分如第4 (a) ^ 而加熱的場合中’融液5各部的溫度分佈。铲Fin! 1 ^所不’從融液表面5a至掛竭3的底面附近的大摩巳圍B1為高溫，A_ 在坩堝底面周緣3a、3b為最高溫度。為此，如第4 ( a、_ & - ^ 簞wν, 不，石英掛禍3的底面部31的溫度比石央掛瑪3的側壁上都q 9 A 一 M W P nee 卩32的溫度鬲，從坩堝3的底面向坩堝3 的側壁上方部的μ b 每的上歼流的自然對流2 0發生。的對ί i i知例中’實施控制此自然對流的發生的下述3) 3 )對流控制對流：2::Ϊ f抑制對流發生的對流抑制控制以及促進习 /瓜知生的對流促進控制。 3-1)對流抑制控制 ,,i ;2i: ^ vx # f,j" ^" 言，藉由調整上侧的加執的各n溫度。具體而加熱H9b的加孰量(於屮、二a的加熱里(輪* )以及下側的所示，石英掛二，出）的比率，如第4(b)圖的溫度分佈部32的溫度低。亦即，卩度比石夹坩堝3的側壁上士弟4(b)圖所示，成為高溫的區域 1226389 五、發明說明（22) 7==，的狹小請2為止，在掛禍側壁上方3c、3d為取南&度。為此，如第4( 的/面部31的溫度比石英物的側壁上部32的溫Π 抑制從㈣3的底®向掛蜗3的自對流2 0發生。 |日J上幵抓的自然又二在實施此對流抑制控制時，希望融液表面5 側加熱裔9 a的略中心位晋或驅動回轉軸5，調整石英置:二；；融液5的減少，面5a與上側加熱器9a的略中：位置一致：位置’使融液表根據本實施例，可得到以下效果。亦即，在第6圖中，藉由磁错# 4 t ^ 晶例氧濃度分佈係以L1表；單結長的單結晶矽6的氣澧声八德T 9 τ 0 叙的CZ法成降低。 H辰度7刀佈L2⑴相比，全體的氧濃度因此，藉由調整上側加熱器9 a、9 b 旦 — 使單結晶秒6的氧濃度的：二=在圍…

Ar。 L3使乳/辰度分佈可收在目標範圍 3-2)對流促進控制第7(b)圖係表示藉由第4(a) 二’=藉由非分割加熱器9, ’早、、、。晶糾的軸方向的氧濃度的變動u。第7(^的五、發明說明（23) "^軸表示單結晶矽6的軸方向位置的結晶長§。第7 ( b )圖的縱轴係為拉引中的單結晶矽6的融液5的邊界部6a中的氧濃度的偏差。第7(a)圖係表示藉由第4(b)圖的裝置構成而實施上述的3 -1 )的對流抑制控制的場合的模擬結果，表示藉由分割加熱器9a、9b加熱石英坩堝3的場合中，單結晶矽6的軸方向的氧濃度的變動L5。第7(a)圖的横軸的結晶長S、縱軸的氧濃度偏差係分別對應第7 (b )圖的橫軸、縱軸。在比這些L4、L5所示的單結晶矽6的全拉引時間短的周期，看出氧濃度變動。亦即，在單結晶矽6的邊界部6a 發生，濃度的搖動，明顯看出被放入單結晶矽6中的軸方 2的氧濃度的微小變動。沿著此氧濃度的軸方向的微小變動係劣化單結晶矽6的品質。第9(a)、9(b)圖表示藉由第實驗的結果。第9(a)、9(b)圖的橫軸、破置構成進：二: 氧濃度偏差係分別對應第7(a)、7“ ：、结晶長S、縱車 ^第…)圖表示在上側加熱器9a、$的橫軸二：：量（輸出）的比率為1 : 〇. 5，以抑制側加熱器9 ' 結晶矽6的軸方向的氧濃度的變動^對流的場合中上側加熱器9a、下側加熱眺的〇。具體而言，施加抑制自然對流的發生。勺比率為1 : 0 · 5 ’ ^ 下側加熱器9b的加熱對流的場合中，單键具體而言，施加在上

弟9 ( b )圖表示在上側加熱器g a 量（輸出）的比率為1 : 2，以促進自然晶矽6的軸方向的氧濃度的變動Lu '

1226389 五、發明說明（24) 側加熱器9a、下側加熱器9b的電力的比率為1 : 2，以促進自然對流的發生。藉由這些第9 (a )、9 (b)圖，在促進自然對流的發生的場合中的氧濃度的變動LI 1係比在抑制自然對流的發生的場合中的氧濃度的變動L10小。因此，根據實施從實驗結果的對流促進控制，如第 9(b)圖的L11所示，抑制在邊界部6a中的氧濃度的搖動，以抑制單結晶矽6的軸方向的氧濃度的變動。藉此，可得到沿者早結晶梦6的轴方向而安定的乳濃度的分佈，提高單結晶矽6的品質。又’在本貫施例中’因為不導入招致高價且大型化的磁場施加拉引法，而藉由使用簡便的加熱器9a、9b可抑制對流，可降低裝置的價袼，且可小型化。又，在本實施例中，在坩堝3的側方，設置上下兩段的加熱态9a、9b，以實施對流發生抑制，除此之外，如第 3圖所示，在石英坩堝3的下方，設置加熱器12，藉此補助加熱坩堝3的底面，防止坩堝3的底面的融液5的固化也

又，在本實施例中，藉由加熱器9a、9b從外部加埶坩加熱裝置並不限定為加熱器。只要可調整融液5的各 ^度，而控制自然對流2〇即可，使用任一加埶裝置亦 ::例如’也可採用電磁加熱的方法、以雷射照射來加 (實施例2 ;依據加熱器的氧浪度控制以及直徑控制的

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組合控制）在本實施例中，藉由調整如第一 Μ的輸出’控制單結晶石夕6 所示的加熱器9a、的氧漠度分佈(以下稱為依據佈在既定時控制單結晶石夕6的直徑大小在既；的：度控且同加熱器的直徑控制）。、直徑（以下稱為依據党到坩堝3的下部的溫下部的一方，掛禍3與亦即，從石英坩堝3溶出的氧係度的影響較大。此係因為在坩堝3的网虫液5接觸的面積大。度中大對此，單結晶石夕6的直徑D係在比較掛禍3的上部溫沾下部溫度時，受到掛埸3的上部溫度環境（例如，纟士的溫度坡度、融液表面的徑方向的溫度坡度）的影塑較有鑑於上述著眼點，在本實施例中，一起實施以下的 4)的依據加熱器的氧濃度控制以及5)的依據加埶哭控制。 ’、w j且紅 ^事先提供單結晶石夕6的結晶長s，亦即，融液5的殘餘量作為變數，下側加熱器9b的輪出（加熱量）作為函數值的函數。此函數係以單結晶矽6的軸方向的氧濃度分佈作為目標濃度分佈的方式般設定。量測融液5的殘餘量，從1 述函數求得對應於此量測的殘餘量的下側加熱器9b的輪出。以得到此下側加熱器9b的輸出般，給予下側加熱^⑽ 控制指令。藉此，對應於單結晶矽6的結晶長s，亦即，融液5的殘餘量，調整下側加熱器9b，控制單結晶矽6的轴方

第30頁 1226389 -- 五、發明說明（26) 向的氧濃度分佈在既定的濃度分佈 5)依據加熱器的直徑控制作為直k控制的例子，有下列兩方 5 — 1)為了保持伴隨著拉引的結晶 j即考量，預測必要的加熱器的輪出，以此預測值=為—定，預先上側加熱器輸出的方法。馬指令值，控制 5_2)隨時量測拉引中的結晶直禋，目標直徑間的偏差，調節上側加埶哭％，結晶直徑和或此雙方，以使直徑一定的控制;輸出、或拉弓丨速度、上述5 -1)的控制方法的具體方法係如下事先提供單結晶矽6的結晶長s，亦即，二° 量作為變數，上侧加熱器9a的輸出（加熱量）ς ^的殘餘函數。此函數係以單結晶矽6的軸方向各部的直'、、'押、數值的標直徑的方式般設定。量測融液5的殘餘量，從：：= 求得對應於此量測的殘餘量的±側加熱器9a Ί 到此上側加熱器以的輸出般，給予上側加熱器』，令。藉此，對應於單結晶石夕6的結晶長3，亦即，二曰殘餘量，調整上側加熱器9a，控制單結晶矽6的軸方夂部的直徑在既定的直徑。 i 上述5-2)的控制方法的具體方法係如下述般。亦即，提供量測拉引中的單結晶矽6的直後的量态。作為夏測為，可考慮以光學量測直徑的裝置、以灰作為參數而量測被拉引的單結晶矽6的總重量的裝置 I 比較以量測器量測的單結晶矽的直徑和目標直後，以其偏

7054-5207-PF(N).ptd 第31頁 1226389 五發明說明（27) ί : ί ΐ有般’調節上側加熱器9a的輪出、或拉引、“ 或此又方，使直徑與既定的直徑—致。次拉^丨逮度、徑控制，可利用PID控制等的一般控制手法。為了實現此直 -社H述* ’根據本實施例，#lJ用加埶哭9a卟早結晶矽6的軸方向的氧濃度分佈，與此、、、回。9a、9b，控制晶碎6的直經。 / 寸可控制單結控制i可：起實施上述υ的氧溶解量控制、。的氧蒸發量組合(控實·:Γ3;依據加熱器的氧濃度控制以及對流控制的據加控;;起:施=3二的對流控制、4)的依控制、2)的氧蒸發量控制也可。貝知上述D的氧溶解量根據本實施例，與磁場施加杈低價以及小型的加熱器93、9b J f比車又’利用間便且 = 可抑制在單一的轴方向發生的氧濃對μ控制的組合控制）據加熱器二d :批：起實施j述3)的對流控㈣、4)的依 /辰度拴制、以及5 )的依據加熱器的直徑控控制也可。I焉施上述1)的氧溶解量控制、2)的氧蒸發量本貝知例’與同樣的磁場施加拉引法比較，利用

1226389 五、發明說明（29) 上側加熱器9a、下側加熱器9b的加二:°二？ V:範圍Crl的τ限表示的氧=二力的在，則加熱器9a、下側加熱器二力的比羊為1 . 0· 7，以得到氧濃度分佈L8。幻电藉由調整下側加熱器9b的輪 ^ ^ a ^ ^ ^ ^ # flJ m KCrl ^ ? 整下側加熱器9b的輸出為相對小的輸出精:周分佈向控制範圍Crl内的低氧側移動。了使虱浪度在本實施例5中，調整下側加熱器的輸出比率時，進行增加石英糊對士的拉引後期中’氧濃度向較高氧侧移動。罝二：：曰曰二在上側加熱器9a、下侧加熱器9b的電…J。，施加使下侧加熱器9b的輸出為相對大的輸出比率的狀能：’ 坩堝3的回轉數评從打⑽增加12rpm， % 、 L6移動至L7和高氧側。關的上限係從斤，Uf7側加熱器9b的輸出為相對小的輸出比率寸進仃曰加CZ爐2内的壓力的控制。藉此，杵制f 變化至L9，至少在單結晶㈣的拉的

乳/辰度向較低氧側移動。呈體古， L 係的值的Η倍，控制範圍的下限 7054-5207-PF(N). ptd 第34頁 1226389

五、發明說明（30) 為此，在單結晶矽6的拉引後期的變大，變成與拉引前期的控制範圍一大辰又的控制範圍期變成在與拉引前期一樣的控制範圍/ °藉此^拉引後度，而不依附結晶長s，並總是 =制氧衩氧濃度在既定的濃度，例如，可一乾圍中’控制 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ® A r 0 ^ Λ /, ,! ί:=ϊ Γ:°:下限值。χ，在目標範圍㈣内一二- :隸制在任思值。又，在目標範圍Ar〇了曲度的剖面在任意的剖面。了叹疋乳/辰在本實施例中，藉由增加移動Hi 的氧溶解量，同樣地可禍3的知轨加# 限至較向軋側。例如，藉由增加石英坩 ^，Μ可移動控制範圍的上限至較高氧側。較“侧Τ 〃他製程條件，也可移動控制範圍的上限至控制i圍1由增加㈣2的壓力，可移動外，拉±秘至較低氧侧，除了增加CZ爐2的壓力以制範“；表面5a的氧蒸發量，㈤樣地可移動控量、埶遮蔽相^ 。例如，藉由變化氬氣7的流範圍的下限至較°低融氧液^面5a之間的距離D0 ’可移動控制可移動控制範藉由變化其他製程條件’也 (實施二：：艮至較低氧側。 J b，對机抑制控制）

1226389 圖式簡單說明第1圖表示實施例的裝置的圖；第2圖是氧被放入單結晶矽的過程的說明圖；第3圖是表示加熱器的另一構成例的圖；第4 ( a )、（ b )圖是表示比較融液各部的溫度分佈的圖，第5圖表示習知技術的圖；第6圖是單結晶矽的縱軸方向的氧濃度分佈的說明圖；以及第7 ( a )、（ b)圖是表示比較單結晶矽的縱軸方向的氧濃度的變動的圖。第8圖係為與第6圖對應的圖，橫軸表示固化率，縱軸表示氧濃度。第9(a)、9(b)圖表示藉由第1圖的裝置構成進行實際實驗的結果。第9 (a)、9 (b)圖的橫軸的結晶長S、縱軸的氧濃度偏差係分別對應第7 ( a )、7 ( b)圖的橫軸、縱軸。符號說明： 2 CZ 爐、 3a、3b 周緣、 4拉引機構、 4b種結晶、 5 a 表面、 6a 邊界部、 8熱遮蔽板、 1單結晶拉引裝置 3 石英坩堝、 3c、3d 側壁上方 4a拉引軸、 5 >5夕融液、 6單結晶矽、 7氬氣、

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Claims

4月/4日修正本 3 ή ;匕固 1 | 12263射· “' _案號；9l|l 六、申請專利範_ 1· 一種單結晶半導體的製造裝置（1)，在其單結晶拉引用容器（2)内放置一石英坩堝（3)，且在該石英坩堝（3) 内溶=多結晶的原料，然後從該石英坩堝（3)内的融液（5) 拉引单結晶半導體（6)，並同時地在拉引時控制單結晶導體（6)中的氧濃度， ° 其特徵在於：具有可獨立調整的複數個溫度調整裝置（9 )，1 内石/㈣⑻内融液⑸各部的溫度，而控制石曰英掛堝（3)内的融液（5)中的自然對流。 2·=請專利範圍第丄項所述之單結晶半導體的製造衣置八中使石英坩堝的底面的溫度係以變得比的側壁上部的溫度低的方式調整溫度，以抑制自4 = 發生而進行控制。 …、對机的 3.如申請專利範圍第丨項所述之單結晶 :置：石英物上方，且在單結晶半導體：：圍，叹置遮敝構件，其整流單結晶拉引容器内的在融液表面導引，以替單結晶半導體遮蔽熱源。〃，" 狀菩4: Ϊ :請專利範圍第2項所述之單結晶半導體的製造衣置中在石英坩堝的上方，且在單結晶半導體二二3遮蔽構件’其整流單結晶拉弓丨容器内體：在融液表面導力，以替單結晶半導體遮蔽熱源。體亚事置5: Ϊ ::專利範圍第2項所述之單結晶半導體的f造衣置，其中在石英坩堝的周園，並沿著石英坩堝衣每向，設置複數的加熱農置，異^獨立的調整對於石二二二 7054-5207-PFl(N).ptc 第39頁 1226389 曰 S^_91122286^ 六、申請專利範圍的加熱量。 6.如申請專利笳 > yn F置，复中在x # 圍弟3項所述之早、、、。阳半導體的製造向、，設置複數的Γϊΐ的周圍，並沿著石英_的上下方的加熱量。的加熱裝4，其<獨立的調整對於石英掛禍狀置7，· 圍第4項戶斤述之單、结晶半導體的製造二-晋：ί 坩堝的周圍，並沿著石英坩堝的上下方的加熱量。 …衣置，其可獨立的调整對於石英坩堝 U用8容：二單：晶半導體的製造裝置⑴’在其單結晶拉引=:(2)内放置一石英坩堝（3)，且在該石英坩堝（3) 内=二二、Γ曰曰的原料，然後從該石英掛禍（3)内的融液（5) 拉引旱…晶半導體（6 )，並同時地在拉引時控制單社晶導體（6)中的氧濃度， sa 其特徵在於：设置複數個加熱裝置（9 )位在該石英坩堝（3 )的周圍，並沿著該石英坩堝（3)的上下方向，該等加熱裝置（9)可獨立調整對於該石英坩堝（3 )的加熱量；以及藉由調整上側的加熱裝置（9 a)的加熱量，使該單处曰 ^· a ~Ί~~ 、、、τατ 曰日半導體（6)的直徑在既定的大小般控制，藉由調整下側的加熱裝置（9b)的加熱量，使該單結晶半導體（6 )的氧濃度在既定濃度般控制。 9· 一種單結晶半導體的製造裝置（〇，在其單結晶拉引用容器内（2)内放置一石英坩堝，且在該石英掛禍

1226389 ^________室號 91122286_ 年月日修正____' 六、申請專利範圍 (3 )内溶融多結晶的原料，然後從該石英坩堝（3 )内的融液 (5 )拉引單結晶半導體（6 )，並同時地在拉引時控制該單結晶半導體（6 )中的氧濃度，其特徵在於：設置複數個加熱裝置（9 )位在該石英坩堝（3 )的周圍，妓沿著違石英掛塌（3)的上下方向，該等加熱裝置（9)可獨立調整對於該石英坩堝（3 )的加熱量；以及藉由調整下侧的加熱裝置（9 b )的加熱量，使該單結晶爭導體（6 )中的氧濃度在既定濃度般控制，且藉由調整上侧的加熱裝置（9 a )的加熱量和下侧的加熱裝置（9b)的加熱量的比率，控制融液（5)中的自然對流’而抑制該單結晶半導體（6)的軸方向的氧濃度的變勳。 10. —種單結晶半導體的製造裝置（1)，，在其單結晶拉引用容器内（2)内放置一石英坩堝（3)，且在該石英坩堝 (3 )内溶融多結晶的原料，然後從該石英坩堝（3 )内的融液 (5 )拉引單結晶半導體（6 )，並同時地在拉引時控制該單結晶半導體（6 )中的氧濃度，其特徵在於：設置複數個加熱裝置，（9 )位在該石英坩堝（3 )的周圍，並沿著該石英坩堝（3 )的上下方向，該等加熱裝置（9 ) 可獨立調整對於該石英坩堝（3 )的加熱量；曰藉由調整上側的加熱裝置（9 a)的加熱量，使該單知曰曰半導體（6 )的直徑在既定的大小般控制，藉由調整下侧的

7054-5207-PFl(N).ptc I226389 六申請專利範圍 ---- ------- 度 ^裝置（9b)的加熱量半在，定濃度般控制；以】该早、，、 ¥體(1 2)中的氧濃穿I ^ 周i上側的加熱裝詈（9 a )的加執量和ητ如AA 衣置（9b)的加埶量衣置（9a; …、里和下侧的加熱 ^ ^ ^ - 3¾ ^ ^ ^ f，J ^ l} f ^ ^ ^ ^ 11.如申)的軸方氣濃度的變動。骏置，复中#靶圍第3項所述之早結晶半導體的製造園，設置1 =:掛禍的上方，…結晶半導體的周融液表面導引其整流單結晶拉弓丨容器内的氣體’在 12广弓^，而替單結晶半導體遮蔽熱源。裝置，j? +申:專利範圍第4項所述之單結晶半導體的製造圍，外^t石英坩堝的上方，真在單結晶半導體的周融、為本；、首，、正、机早液表面導引，而替單結晶半導體遮蔽熱源。迕壯1 3 ·如申凊專利範圍第1 0項所述之單結晶半導體的製 t衣=其中在石英坩堝的上方，且在單結晶半導體的周 5 、’敌置遮蔽構件，其整流單結晶拉引容器内的氣體，在 @〉夜表面導引，品杜π ,, Μβ減说鈦也、、広_

Γ二構件，其整流單結晶拉引容器内的氣體，在 …、π Τ，兵整流單 13液表面導引，而替單結晶半導體遮蔽熱源

第42頁 1 · 一種單結晶半導體的製造方法，其在單結晶拉引 2 用二為内收容石英坩堝，且在此石英坩堝内溶融多結晶的原料’以彳欠此石英坩堝内的融液拉引單結晶半導體，在拉引日寸控制單結晶半導體中的氧濃度， 3 其特徵在於： 4 藉由調整石英坩堝内融液各部的溫度，控制石英坩堝内的融液中的自然對流。 1226389 j 號 911222RF；申请專利範圍曰修正原料，以# + $ # w 在此石英坩堝内洛融多結晶的引時控單結晶半導體，在拉其特徵在於：量石英掛網的上側的加熱裝置的加熱 =、乡。日日切體的直徑在既定的Α小般控制，量石英掛褐的下側的加熱裝置的加熱早導體的氧濃度在既定濃度般控制。拉引用·一—„種单結晶半導體的製造裝置（丨），，在其單妹曰曰 (3)内溶i曰放置—石英坩堝(3) ’且在該石英坩堝 (5)拉引單妊曰丰墓H…、後伙δ亥石央坩堝（3)内的融液晶半導體“；：+體⑹’並同時地在拉引時控制該單結日日千V體（6)中的氧濃度，其特徵在於：並沿著該ί ί個加熱裝置Ο)位在該石英掛禍（3)的周圍，立;敫^央坩堝（3)的上下方向，該等加熱裝置（9)可獨立调整對：該石英坩堝⑺的加熱量；以& 置（9b)的加*曰 …衣罝㈠叫扪加熱里和下側的加熱裝融入率的同時，、經由使從該石英掛禍(3) 體⑴的拉弓I氧溶解量增加’而至少在該單結晶半導制該單結晶度往高氧側移動，經由此而控分佈。…體(6)的軸方向的氧濃度的分佈在既定的

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1226389 _案號91122286_年月曰修正_ 六、申請專利範圍藉由調整上侧的加熱裝置（9 a)的加熱量和下侧的加熱裝置（9b)的加熱量的比率，使下侧的加熱裝置（9b)的加熱量為相對大的比率，以抑制該單結晶半導體（6 )的轴方向的氧濃度的變動的方式般控制。 2 1. —種單結晶錠，其從石英坩堝内的融液拉引而製造，其中藉由調整石英坩堝内融液各部的溫度，控制融液中的自然對流，以被拉引製造。 2 2. —種單結晶錠，其從石英坩堝内的融液拉引而製造，其中藉由調整相對於石英坩堝的上側的加熱量，使直徑在既定的直徑，且調整相對於石英坩堝的下侧的加熱量，使氧濃度在既定濃度，上述直徑係1〇〇〜450mm，而上述氧濃度係9E17〜2E18 atom/cm3。

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