TWI301859B - - Google Patents
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Description
1301859 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 曰本發明係有闕於使用cz(Czochraiski)法 單处 晶矽等單結晶半導體的萝 … 晶半導體以η 特別有關於製造單結 【先前技術】 牛.體曰曰圓的方法。 單結晶矽製造方法之一係cz法。 以CZ法來成長牽引的置&士 芊5丨的早結日日矽（鑄塊），係經過切片、 研磨及腐#而提供做半導體裝置用的♦晶圓。 2即’於圓為了取得希望的電阻率而添 加蝴寺雜質，然後自熔液牽引成長單結晶石夕。 於此纟牵引成長單結晶矽之過程中，雜質並非均勻 j取入因此’當使自牽引成長後之單結晶矽（鑄塊） 取侍的矽晶圓’沿著縱向（垂直於晶圓面”刀割時，可觀 ㈣對應雜質濃度不均的成長花紋，於晶圓面内部，可觀 祭到環狀雜質濃度不均。 另外近年來依據半導體裝置的種類，有的半導體裝 置在規格上要求报高㈣晶圓表面平坦度。 關連本發明之先前技術，有下述專利文獻1。 於專利文獻中，記載有著眼於自石英坩堝透過熔液被 取入單結晶矽之氧氣’使出現於矽晶圓面内之氧氣濃度不 均變小之發明。該手法，係使加熱器狹缝重疊長度為h， 加熱器内徑為d’，而使h/d為0·70以下，藉此，使石夕晶 圓面内之氧氣濃度不均變小。
7054-6739-PF 5 I3P1859 【專利文獻1】曰本特開1 1-1 16390號公報 【發明内容】 【發明所欲解決的課題】 、 本發明者，係發現矽晶圓面内之雜質濃度不均，表韻 為硬度不均’其影響到晶圓之平坦度。特別是當添加高灌 度雜質時，更容易產生硬度不均。 、亦即，當添加雜質時，會產生結晶硬化效果。因此， 於石夕晶圓面内，雜質濃度不均以硬度不均來顯著化，當在 研磨工序研磨時，因為在晶圓面内各部的硬度不同，：產 同樣地，當在腐餘工序實施腐钱時，西為濃 ::產生微小凹凸。這樣形成的微小凹凸會成為使平 坦度名化之原因。 考又明’係鐘於上述實愔塞 引成長單結晶半導體之 —"，自熔液薄 單么士曰丰莫驴士 ％中，精由雜質被更均勻地取Λ 平、、、口日日半導體中，使半導 曰 ¥體阳囡面内之雜質濃度不均變 4 J^提回晶圓平坦度。
-透：液= = 之發明’係W 0面内之氧氣濃度不均變 ^ 兄於夕曰曰 結晶半導體的雜#^ 么月，與以自熔液被取入單 曰Τ守股的雜質（硼笤、 濃产不±6 0 t 、 為對4，使矽日日圓面内之雜質 辰度不均變小之本發明不同。 .【用於解決課題的手段】 第1發明係一種單处曰 a m ^ ^ 、口日日+令體之製造方法，使種子每 日日接觸到坩堝内熔液， 丁、= 精由一邊旋轉種子結晶一邊牽引，
7054-6739-PF 1301859 添加有雜質之單結晶半導體，其特徵在於：在牽引 f二曰曰半‘體之過程中，調整被牵引單結晶半導體轉速到 既定，以上，而且施加既定範圍強度之磁場到熔液。 曰第2發明係一種單結晶半導體之製造方法，使種子結 :曰:接觸到坩堝内熔液’ #由一邊旋轉種子結晶一邊牵引， 2製&添加有雜質之單結晶半導體，其特徵在於：當使坩 咼底邛磁場強度為M，使坩堝内熔液體積為V時，在牵引 單結晶半導體之過程中，調整被牽引單結晶半導體外周部 圓周速度到0.126m/SeC以上，而且施加磁場到熔液，以使 35.5$M/V1/3$61.3。 第3發明係一種單結晶半導體之製造方法，使種子結 晶接觸到坩堝内熔液，藉由一邊旋轉種子結晶一邊牵引， ，製造添加有雜質之單結晶半導體，其特徵在於：在牽引 早結晶半導體之過程中’調整被牵引單結晶半導體外周部 圓周速度到〇· 126m/sec以上。 第4發明係一種單結晶半導體之製造方法，使種子結 晶接觸到坩堝内熔液，藉由一邊旋轉種子結晶一邊牽引， 來製造添加有雜質之單結晶半導體，其特徵在於：當使坩 堝底部磁場強度為Μ，使坩堝内熔液體積為v時，施加磁 場到炫液，以使35.5 S M/V1/3S 61.3。 第5發明係一種單結晶半導體之製造方法，使種子結 晶接觸到坩堝内熔液，藉由一邊旋轉種子結晶一邊牽引， 來製造添加有雜質之單結晶半導體，其特徵在於··：當使掛 禍底部磁場強度為Μ，使坩堝内熔液體積為^時，在牵弓丨 7054-6739-PF 7 1301859 單結晶半導體之過程中’調整被牵弓丨單結晶半導體外周部 圓周速度到〇.⑷m/似以上，而且施加磁場料液， 4〇·3$Μ/ν1/3$56·4。 第6發明係-種單結晶半導體之製造方法，使種子姓 晶接觸到掛禍内溶液，#由—邊旋轉種子結晶—邊牵引了 ，製造添加有雜質之單結晶半導體，其特徵在於：在 早結晶半導體之過程中，調整被牽引 圓周速度到〇.Ulm/see以上。^…日+導體外周部 第7發明係一種單結晶半導體之製造方法，使種子結 ::到坩堝内熔液，#由一邊旋轉種子結晶一邊牽引， ?添加有雜質之單結晶半導體，其特徵在於：當使坩 ^ =場強度為1使_㈣液體積為V時，施加磁 % 到熔液，以使 40·3$Μ/ν1/3$ 56 4。 導體請專利範圍第1〜7項所述之單結晶半 孫法，其特徵在於：添加到單結晶半導體雜質 ’、硼！或鎵〜，雜質濃度係8如〜/cc以上。 弟9發明係如申請專利範圍〜 _ 導體之製造方法，其特 '所述之單結晶半 係碟Ρ μ Sb Μ 加到單結晶半導體雜質 太’雜質濃度係5.°物。流以上。 本發明者，思者5丨士 隔不均，曰圓面肉古 +直Λ圓面切斷時之成長條紋間 υ在牽引單〜6雜广辰度不均’乃在於下列原因。 平、、口日日石夕6時，於熔液5 流動，自熔液5取入單社“ 之對k形成不均勻 2) su之雜質濃度會變化。 '一 6成長之間，藉由單結晶矽6旋轉而產
7054-6739-PF 1301859 i:度ΐ:並發生再融化(暫時固化之結晶再回到液狀)， 曰 自熔液5取入單結晶6之雜質濃度會變化。 3) 單結_ 6與㈣5之接合部的成長界面（固液界 傾斜被注意到，因此，在觀看晶圓縱剖面時 到报多橫切成長界面之成長條紋（有雜質濃度之不均）。€ =^本發明者’對於使垂直晶圓面切斷時之成長條 灿 （而且使成長條紋緻密而淡），使晶圓面内之環 雜質濃度不均變小（變無），認為以下為重點。 4) 使在成長界面（固液界面）旁邊之溶液$内雜 勻化。 ' 、）抑制熔液5之對流而使成長界面（固液界面）旁邊 之μ度穩定化，使再融化不會發生。 為對::使再融化不會發生，以使溶液5表面上之溫度分佈 必須成第/)項，假設在㈣單結w 6之過程中， 、'被牵引早結晶矽6轉速ω2到既定值以上。 之磁/ 7達成弟5)、6)項’假設必須施加既定範圍強度 之磁％到熔液5 〇 :且』’依據上述假設而實施實驗時，獲得第4圖所示 、、、σ果’證明上述假設為正確。 Ρ亦即，當使用帛1發明時，在牽引單結晶半導體6之 ^，中藉由调整被牵引單結晶石夕6轉速ω2到既定值以 半導# 加既疋乾圍強度之磁場到溶液5，能使單結晶 牛¥體6内之雜質濃度不均變小。
，7054~e739-PF 9 1301859 之過程中， 周速度到 當使用第2發明時，在牽引單結晶半導體6 藉由調整被牽引單結晶半導體外周部圓 0.126m/sec以上，而且施加磁場到熔液，以使35·5$μ斤⑴ g 6 1.3，能使單結晶半導體6内之雜質濃度不均變小（第4 圖之虛線内）。 僅看結晶圓周速度時，為了減小雜質濃度不均，可調 整結晶圓周速度到〇· 126m/sec以上（第3發明）。 " 僅看M/V1/3時，為了減小雜質濃度不均，可調整到5 S M/V1/3$ 61.3 (第 4 發明）。 如當使用第5發明時，在牽引單結晶半導體6之過程中， 藉由調整被牽引單結晶半導體外周部圓周速度到 〇.141m/Sec以上，而且施加磁場到熔液，以使4〇3$Μ/νΐ/3 $ 56.4，能使單結晶半導體6内之雜質濃度不均變小（第4 圖之粗實線内）。 僅看結晶圓周速度時，為了減小雜質濃度不均，可調 整結晶圓周速度到〇.141m/sec以上（第6發明）。 僅看M/V k ’為了減小雜質濃度不均，可調整到4〇.: S M/V1/3$ 56·4 (第 7 發明）。 當使用本發明時，因免# U為雜質濃度不均變小，所以，4 導體晶圓面内之硬度不均變 ^ ^ 』文小，當貫施研磨或腐蝕加二 時，不會（或很少）產生因&、曲& 生王U為 >辰度不均所致之微小凹凸， 加工後之平坦度比先前還要提高。 雜質濃度不均會塑5丨
^ 曰到千坦度。，係因為雜質之添加J 獲得結晶硬化效果程度之高濃户
7054-6739-PF 1301859 因此，當雜質為硼B、鎵Ga時，最好添加8.〇ei7atoms/cc 以上之濃度（第8發明）。 又，當雜質為磷P或銻Sb或砷As時，最好雜質濃度 係5 .〇el 7atoms/cc以上之濃度（第9發明）。 可是，當使用本發明時，藉由與雜質濃度無關地，藉 由調整結晶圓周速度與M/V1/3到上述條件，能獲得減小矽 晶圓雜質濃度不均之效果，所以，能不侷限於第8、9發明 所示之高濃度而實施。 又’本發明可使用於鎵、砷等矽以外單結晶半導體之 牽引。 【實施方式】 第1圖係表示實施形態單結晶牽引裝置之示意圖。 如第1圖所示，實施形態之單結晶牽引裝置i，係具 有作為單結晶牵引用容器之cz M (腔體）2。帛i圖之單 、日口日日牽引I置卜係適合製造例如直徑2。。贿〜3。。咖單結 晶石夕鑄塊6之裝置。 口 ,^ ^ 7、、、口日日炒原料而成的熔許 加以收谷的石英坩堝3。 曰# ,λλ 馬1晕引直杈3〇〇mm單 曰曰，公斤左右的多結晶矽被裝填到石英掛奶3 石英坩堝3外側以石専w m 堆禍3内 外側以石墨坩堝u覆蓋。在石英坩 側邊’設有加埶熔 ° 外側 …、〜融石央坩堝3内之多紝曰 狀加熱器9。加敎写9之浐中…曰曰矽原料的圓 料斟❹ （功率；kW)係被控制， 调整對於料5之域量。例 仏制 以使檢出…之溫度，將檢出溫度當 又田忭夂饋，使熔液
7054-6739-PP 1301859 溫度達到目標溫度。 溶液而5且二實：形態中，雖然藉由加熱器9自外部加熱 疋’加熱機構並不侷限於加熱器，也可採 他加熱機構。你丨Λ , /、 法。 〇 ’也可採用電磁加熱法或雷射照射加熱 、态9與CZ爐2内壁間，設有保溫筒丨3。 $引：：英坩禍3上方設有牵引機構4。牵引機構4係由 # a及牵❹4a前端之種子結晶夹頭A 猎由種子結晶夾頭4e來把持。於此，牵引^係例 一 S繩索，以軸體牽引或以繩索捲揚。 夕:曰曰石夕（Sl)係於石英掛禍3内被加熱溶融。當溶 :曰之溫度穩定化時’牵引機構4會動作，而單結晶矽（單 =:幻會㈣5被牽引出。亦即，牽引軸二 、、/…““i端種子結晶夾頭4。夾持之種子結晶“會 ’又入熔液5中。使種子結晶14浸入熔液 對應被種子結晶夹頭4C夹持之種子J = 而早—矽會成長。牵引時’石英坩堝3藉由旋轉軸1〇 :““例如一一轉速度旋轉。，^ 構4之牽引軸4“系以與旋轉軸1〇相同或相反 ω2旋轉速度旋轉。 λ 又’旋轉軸10可垂直方向驅動，使石英坩 動到任意位置。 上下移 ^藉由切斷=爐2内部與外部大氣之聯繫，以爐2内 係維持真空狀態（例如20Torr左 ^ 〇亦即，惰性氣體氬 7054-6739-PF 12 1301859 ^ 7被供給到CZ爐2中，而自cz爐2排氣口以幫浦排氣。 藉此，CZ爐2内係減壓到既定壓力。 於單結晶牽引工序中（i批次），於cz爐2内會產生 種種蒸發物質。於此，供給氬氣7到cz爐2 Θ，使蒸發 物質與氬氣7同時排出CZ爐2。氬氣7之供給流量係依i 批次中各工序而分別設定。 、隨著單結晶矽之牽引，熔液5會減少。隨著熔液5之 減 >，熔液5與石英坩堝3之接觸面積會改變，自石英坩 堝3產生的氧溶解量會改變。此變化會影響被牽引單結晶 矽中之氧濃度分佈。於此，為了防止上述現象，也可以將 夕、、、口曰曰矽原料或單結晶矽原料於牵引後或牵引中，追加供 給到溶液5逐漸少的石英坩堝3内。 於石夬坩堝3上方，在單結晶矽周圍，設有略成倒^ 錐座形的遮熱板8 (氣體整流筒、輻射遮板）。遮熱板8 $ 被保/皿筒13所支撐。遮熱板8，係使自上方供給到以趣 2内而作為載體氣體的氬氣7，被導引到溶液表面中央 而且」通過熔液表面5a被導引到熔液表面5a周緣部。 氨氣7係、與自溶液5蒸發之氣體，自設於π爐2 1 部之排氣口排出。因±卜，& U此此使液面上之氣體流速穩定化， 也能使自熔液：蒸發出之氧氣保持在穩定狀態。 作為輻射遮板之遮熱板8，係使種子結晶14與自 種子結晶14成長的單結晶矽，不會受石英坩堝3、熔液 及主加熱器9等的高溫部所產生的輻射熱所影響。又，避 熱板8’係能防止爐内產生之雜質（例如石夕氧化物）等阳
7054-6739-PF 13 1301859 單、口日日矽，而能阻止妨礙單結晶矽培養的因素。遮熱 板8下端與熔液表面5a間之間隙G，可藉由上升下降旋轉 軸10 ’改變石英坩堝3之上下位置來調整。又，也可以藉 由上下移動升降裝置來調整間隙G。 ^ 於CZ爐之外側周圍，設有施加磁場（橫磁場）到石 英掛禍3内熔液5之磁鐵20。 _本么明者，認為垂直晶圓面切斷時之成長條紋間隔不 均’而且晶圓面内之雜質濃度不均，係在於下述原因。 1) 田牽引單結晶矽6時，熔液5之對流形成不均勻流 動自熔液5取入單結晶矽ό之雜質濃度會變化。 2) 在單結晶矽6成長間，藉由旋轉單結晶矽6，會產生 腹度差而產生再融化（暫時固化之結晶回到液狀），藉此， 自熔液5取入單結晶矽6之雜質濃度會變化。 3) 單結晶矽6與熔液5之接合部的成長界面（固液界 面）傾斜被〉主意到，因此，在觀看晶圓縱剖面時，可觀察 到很夕铋切成長界面之成長條紋（有雜質濃度之不均）。 於此，本發明者，對於使垂直晶圓面切斷時之成長條 、’文間隔均勻（而且使成長條紋緻密而淡），使晶圓面内之環 狀雜質濃度不均變小（變無），認為以下為重點。 4) 使在成長界面（固液界面）旁邊之熔液$内雜質均 勻化。 、 5) 抑制溶液5之對流而使成長界面（固液界面）旁邊 之溫度穩定化，使再融化不會發生。 6) 使再融化不會發生，以使熔液5表面上之溫度分佈 7054-6739-PF 14 1301859 為對稱。 7)為了達成第4)項，假設在牵引單結晶矽6之過程中， 必須凋整被牽引單結晶矽6轉速ω2到既定值以上。 S)為了達成第5)、6)項，假設必須施加既定範圍強度 之磁場到溶液5。 以下’說明依據7)、 8)假設，使用第丨圖所示單結晶 牽引裝置1來實施的實驗。 第3圖，係針對各水準丨〜16各種條件，亦即，改變 結晶直徑（單結晶鑄塊6直胴部之直徑）、磁場強度Μ(高 斯）、M/V1/3 ( Μ係磁場強度、ν係熔液5之體積）、結晶 轉速ω2 (rpm)、結晶圓周速度（m/sec)，實施單結晶矽曰曰6 之牽引作業，針對切片單結晶鑄塊6而得的矽晶圓，藉由 例如X光外形量測法（t〇p〇graphy)之量測，將評價晶圓 面内雜質濃度不均（晶圓縱剖面上之成長條紋）之結果， 使用以◎、〇、X評價表示之圖表。◎係「無雜質濃度不 均」之評價，〇係「幾乎無雜質濃度不均」之評價，χ係 「有雜質濃度不均」之評價。 ’' 於此，針對結晶直徑200mm〜300mm者來實施。又 。周整使雜質使用lel8atoms/cc〜lel9 atoms/cc範圍濃户 ’ B被取入單結晶矽6。 之 又’磁場強度Μ，如第 ,w、ρ π天艰立局 j 邻中心處之磁場強度。當以磁鐵2〇施加磁場（橫向礤$ 到溶液5時，如第2圖所示，因為在熔液5 (石英掛瑪$ 各處之磁場強度不同，所以用石英坩堝3底部中心仅 7054-6739-PF 15 1301859 之磁場強度Μ為代表值。 ::::結晶圓周逮度’係被奪引單 二“，直胴部之外周部)處的圓周速度。 作參數係因為二I::轉速Μ之外，以結晶圓周速度當 亦卩將因單結晶矽6旋轉所致之成弄 面）旁邊處之熔谙^ “ 线之成長界面（固液界 曰亩― 内雜貝加以均勾化之效果，係因為结 日日直從大小之不同（例如係200mm或3〇〇m / 口為、，口 、農；;=大小無關地，必須使因結晶轉速…的雜質 曰U 果之指標加以—般化來求得，戶斤以，與結 日日直4工無關地，在隸球 、卜’牛出結晶圓周速度為參數。 、▲又，在第3表中，在磁場強度Μ之外，舉出Μ/νι/3 為參數之理由如下。 …亦即’以施加磁場所致之熔液5對流抑制效果，係因 為熔液5之再融化量而異。在此，與溶液5尺寸（體積ν) 無關地，必須使以磁場Μ所致之雜質濃度不均消滅效果之 指標加以-般化來求得，所以，與熔》夜5尺寸（體積ν) 無關地，在磁場強度值之外，舉出Μ/ν1/3為參數。體積開 3次方，係因為要使熔液5之3次方再融化量（體積）變 換到1次方的代表長度。 使在第3圖所示之各水準1〜16所實施之實驗結果， 將橫軸當作結晶圓周速度（m/sec )，將縱軸當作Μ/ν1/3， 而形成第4圖之曲線圖。 第4圖，係使獲得「幾乎無雜質濃度不均」（〇標記） 7054-6739-PF 16 1301859 評價之範圍以虛線表示，使獲得「無雜質濃度 記）評價之範圍以粗實線表示。藉由第4圖，獲得「= 無雜貝浪度不均」(〇標記）評價之條件，係結晶圓周逮产 為（M26m/sec 以上，而且卿1/3為 35 5 ^M/vi : 條件。 ' 」之 又，獲得「無雜質濃度不均」（◎標記）評價之條件， 係結晶圓周速度為G.141m/see以上，而且請1/3為 M/V1/3S56.4 之條件。 - 又，僅看結晶圓周速度時，為了減小雜質漠度不均， 有必要調整結晶圓周速度到0126m/sec以上（參照第 虛線）’最好係o.141m/sec以上（參照第4圖粗實線）。 又，僅看M/V1，3時，為了減小雜f濃度不均，有 調整到35·5 $ M/V1/3 <61V灸b刀锑/!门上 = 61.3(苓知弟4圖虛線），最好係4〇3 -M/V $ 56·4 (參照第4圖粗實線）。 實際上，在上述條件範圍内牽引單結晶矽6，自牵引 出之單結晶矽6切割出矽晶圓，當量測雜質濃度不均（縱 剖面上之成長條紋）時’雜質濃度不均可確認為幾乎沒 或完全沒有。 在針對上述條件進行檢討時，發明者認為：提高結晶 轉速ω2,調整結晶圓周速度到〇.126m/sec以上（最好 m/sec以上）之高速旋轉’藉此，成長界面（固液界面）正 下方之炫液5内雜質濃度會均w，也會使雜質濃度不均 減小。 又，發明者認為：以磁鐵20施加既定強度以上磁場到 7054—6739—PF 17 1301859 熔液5，而調整M/VW3 力磁場，夢此，成Μ ·5以上（最好40·3以上）之強 产赫士面（固液界面）旁邊處之炫液5斟 :?而，動會被抑制，會使雜質漠度不均減小。 題。π疋田發明者認為··磁場強度太強時，會有如下問 亦即’弟5圖係自上方勸著 熔液* 方硯看石央坩堝3之圖面，表示 下古表面中之#溫線。磁場施加方向，係第5圖中之上 向。抑制炼液5之對流’能減小溶液5溫度傾斜之效 :係顯現在垂直磁場施加方向之左右方向。垂 對流被抑制，所以，溫度傾斜變报大。與磁場施 比垂的方向上’對流沒有被抑制’所以，温度傾斜 萨磁场施加方向上的還要小。因此，當磁場強度過大 :二'液5之溫度分佈會變成非對稱的橢圓狀，等溫線係 :弟5圖中之左右較長橢圓狀。因此，當磁場強度過大時， =界面（固液界面）旁邊處之溶液5溫度分佈會變得不 二二引起再融化，反而雜質濃度不均變大。 因此’關於磁場強度係存在上限值，在以磁鐵2〇施加 61.3 ,χΤ( 56.4 以下），藉由如此調整磁場，雜質濃度不均會減小。 久第6 ( a )、（ b )、（ c )圖係表示使矽晶圓縱剖面中成長 耗、、文#以X光外形量測法（toP〇graphy )來量測之結果。 ▲第6 ( a )圖係表不評價為「無雜質濃度不均」（◎標 記）時之矽晶圓縱剖面照片，第6(b)圖係表示評價為「幾 乎無雜質濃度不均」（〇標記）時之石夕晶圓縱剖面照片，第 7054-6739-PP 18 l3〇l859 :(:ΐ圖係表示評價為「有雜質濃度不均」(x標記）時之 發晶圓縱剖面照片。 r自弟6 (a)圖可知，在矽晶圓縱剖面上之成長條紋間 :，係等間隔（均句），而且成長條紋緻密而淡，而被評價 為「無雜質濃度不均」。 、 自“⑴圖可知晶圓縱剖面上之成長條紋間 阳，係些微不均勻，而被評價為「幾乎無雜質濃度不均」。 第（e)圖可知’在♦晶圓縱剖面上之成長條紋間 二=:…且成長條紋报濃，所以被評價為「有雜質 〜：Γ弟6 (a)圖或第6 (b)圖觀察到之矽晶圓表面， :㈣磨工序編工序，當量測平坦度時，可得極高之 平坦度，使用此矽晶圓來製作 材料利料的製品。料導Μ置時，能獲得極高 θ在上述實施形態中，說明過添加觸Β雜質之情形 …Β之外，即使添力，q、攝ρ、耗、 - 質時，也能獲得與添加爛B相同的效果。 接著，檢討添加到單結晶石夕6之雜質濃度大小。 發明者認為雜質濃度不均對於平坦度之影塑 雜質添加到獲得結晶硬化效果程度之高濃度。為 因此，當雜質為硼B、鎵&時， 8.0el7atoms/CC以上之高濃度。 + π到 5〇1^當雜質為鱗Ρ、録％、石申AS時，最好添加到 5.0el7atoms/cc以上之高濃度。
7054-6739-PF 19 1301859 可是，當使用本發明時，與雜質濃度大小無關地，藉 由調整結晶圓周速度、M/V1/3到上述條件，能獲得減小石^ 晶圓雜質濃度不均之效果，所以，也可不侷限於上述高濃 度來實施。 而且，於本實施形態中，雖然說明過假設施加横向磁 場當熔液5之情形，但是，也可以施加尖端（cusp )磁場 到熔液5 〇 又，於本實施形態中，當牵引單結晶石夕 縮頸處理，也可不實施縮頸處理。特別是，當以添加到熔 液5之雜質濃度相同之濃度來添加雜質到種子結晶μ側 時，即使不實施縮頸處理也能使用本發明。 又，本實施形態中，雖然說明過在石英坩堝3側方設 置單-加熱器9之單結晶牽引裝£】，而以單結晶牵引裝 置1來牵引單結晶矽6，但是，當然也可以使用具有多加 熱器之單結晶牽引裝置來牵引單結晶矽，亦即，使用沿著 石英坩堝3側方上下方向設置複數側加熱器，或者，在石 英坩禍3侧方設置側加熱器，而且在石英掛堝3底部設置 底部加熱器之單結晶牽引裝置。 【產業上可利用性】 本發明可使用於鎵、石申等石夕以外之單結晶半導體的牵 引成長作業。 【圖式簡單說明】 :1圖係表示實施形態單結晶牽引裝置之示意圖。 弟2圖係表示溶液（石英掛识、 央坩堝）各部磁場強度分佈之
7054-6739-PF 1301859 示意圖。 第3圖係表示改變各水準之條件而牽引單社曰 、σ日日咬，教 後評價矽晶圓雜質濃度不均實驗結果之圖表。 第4圖表係使第3圖所示實驗結果，將横軸當作社曰 圓周速度，將縱軸當作M/V1/3而成的曲線圖。 第5圖係表示自石英坩堝上面觀察所得的圖面，藉由 強力磁場，溫度分佈變成非對稱之示意圖。 第6(a)、（b)'(c)圖係梦晶圓濃度不均之各評價， 以晶圓縱剖面成長條紋照片表示之圖面。 【主要元件符號說明】 1〜單結晶牵引裝置； 2〜CZ爐； 3〜石英掛竭； 4a〜牽引軸； 5〜熔液； 7〜氬氣； 9〜加熱器； 11〜石墨坩堝； 14〜種子結晶； 4〜牽引機構； 4c〜種子結晶夾頭； 6〜早結晶; 8〜遮熱板； 10〜旋轉轴； 13〜保溫筒； 2〇〜磁鐵。 7054-6739-PF 21
Claims (1)
- A 修正日期：95..5 · 195 ^|l38719號申請專利： Ϊ、申請專利範圍： 4,一後單結晶半導體之製造方法，使種子結晶接觸到 坩堝内熔液，藉由一邊旋轉種子結晶一邊牽引，來製造添 加有摻雜物雜質之單結晶半導體， 其特徵在於： 當使坩堝底部磁場強度為M，使坩堝内熔液體積為v Τ，在牽引單結晶半導體之過程中，調整被牽引單結晶半 導體外周部圓周速度到〇126m/sec以上，而且施加磁場到 炼液，以使 35.5$ M/V1/3$ 61.3。 2·一種單結晶半導體之製造方法，使種子結晶接觸到 坩堝内熔液，藉由一邊旋轉種子結晶一邊牽引，來製造添 加有摻雜物雜質之單結晶半導體， 其特徵在於： 當使坩堝底部磁場強度為M，使坩堝内熔液體積為V 時’施加磁場到熔液，以使35.5 SM/V1/3S 61.3。 3 ·種單結晶半導體之製造方法，使種子結晶接觸到 坩堝内熔液，藉由一邊旋轉種子結晶一邊牽引，來製造添 加有摻雜物雜質之單結晶半導體， 其特徵在於： 田使掛禍底部磁場強度為Μ，使掛塌内溶液體積為v 夺在牽引單結晶半導體之過程中，調整被牽引單結晶半 V體外周部圓周速度到〇141m/sec以上，而且施加磁場到 溶液，以使 40.3$m/V1/3‘56.4。 22 7054-6739-PF1 1301859 4· 一種單結晶半導體之製造方法，使種子結晶接觸刮 掛堝内熔液，藉由一邊旋轉種子結晶一邊牽引，來製造潦 加有摻雜物雜質之單結晶半導體， 其特徵在於： 菖使掛禍底部磁場強度 時，施加磁場到熔液，以使40·3 g M/vi/3g 56 4。 5 ·如申請專利範圍第1 / 阁弟1至4項中任一項所述之單結晶 半導體之製造方法，盆中， W ^ m B ^ ^ c "、 々、ϋ到單結晶半導體摻雜物雜 貝係硼Β或銥Ga，摻雜 τ 6 -kr Φ Α ” 、/辰度係 8.0E17atoms/cc 以上。 6·如申请專利範圍第i 乂上 半導體之製造方法，其中，、、員中任一項所述之單結晶 質係磷p或銻Sb或砷忝加到單結晶半導體摻雜物雜 5.0E17atoms/cc以上。3 As ’摻雜物雜質濃度係 7054—6739-PF1 23
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