JPH01234388A - 半導体単結晶の成長方法 - Google Patents
半導体単結晶の成長方法Info
- Publication number
- JPH01234388A JPH01234388A JP6269388A JP6269388A JPH01234388A JP H01234388 A JPH01234388 A JP H01234388A JP 6269388 A JP6269388 A JP 6269388A JP 6269388 A JP6269388 A JP 6269388A JP H01234388 A JPH01234388 A JP H01234388A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- melt
- single crystal
- chamber
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体固体原料を連続的に投入溶融しながら
単結晶を引き上げる単結晶成長方法に関するものである
。
単結晶を引き上げる単結晶成長方法に関するものである
。
（従来の技術）
従来、半導体単結晶の引上げ生産性を上げるために、半
導体固体原料を連続的に投入溶融しながら単結晶を引き
上げる技術が提案されている（特開昭５６−８８８９６
、特開昭５７−１８３３９２ 、特開昭５８−３６９９
７、特開昭５８−１３０１９５各号公報）、 これら従
来方法は、半導体融液を収納する円断面形状のルツボ内
に円筒状隔壁を同心軸状に収納し、ルツボ内を内室と外
室とに区分し、外室内に原料を投入溶融しそれを該隔壁
に設けた小穴を通じて内室内に供給しながら内室内融液
から単結晶を成長させる方法である。 また従来各方法
で用いられている加熱ヒーターは、ルツボの側壁のみを
加熱する構造を持っている。
導体固体原料を連続的に投入溶融しながら単結晶を引き
上げる技術が提案されている（特開昭５６−８８８９６
、特開昭５７−１８３３９２ 、特開昭５８−３６９９
７、特開昭５８−１３０１９５各号公報）、 これら従
来方法は、半導体融液を収納する円断面形状のルツボ内
に円筒状隔壁を同心軸状に収納し、ルツボ内を内室と外
室とに区分し、外室内に原料を投入溶融しそれを該隔壁
に設けた小穴を通じて内室内に供給しながら内室内融液
から単結晶を成長させる方法である。 また従来各方法
で用いられている加熱ヒーターは、ルツボの側壁のみを
加熱する構造を持っている。
しかしながら、上記従来方法においては、内室内融液の
温度状態を単結晶の育成をするための適正な状態とし、
同時に外室内における融液温度は、そこに投入される固
体原料がすみやかに溶解する状態を保持することができ
ない、 すなわち、シリコン単結晶の成長を例に取ると
、シリコン固体原料を容易に溶解するには、少なくとも
固化温度よりも約４０℃以上高くする必要があるが、従
来方法においては、円断面状のルツボ内に円筒状隔壁を
収納した構造であるため、内室融液の温度に対して外室
融液の温度が約２０℃ぐらいしか高くならず、この状態
で固体原料を外室融液に投入すると原料の溶解に時間が
かかり、かつ溶解する時に周囲から熱がうばわれ原料投
入位置近傍融液の温度が降下し、円筒状隔壁の内側表面
から結晶の多発が起り、単結晶の成長を阻害して単結晶
の連続引上げが困難である。 その結果、生産性向上に
よるコストの低減効果はほとんど期待できない。
温度状態を単結晶の育成をするための適正な状態とし、
同時に外室内における融液温度は、そこに投入される固
体原料がすみやかに溶解する状態を保持することができ
ない、 すなわち、シリコン単結晶の成長を例に取ると
、シリコン固体原料を容易に溶解するには、少なくとも
固化温度よりも約４０℃以上高くする必要があるが、従
来方法においては、円断面状のルツボ内に円筒状隔壁を
収納した構造であるため、内室融液の温度に対して外室
融液の温度が約２０℃ぐらいしか高くならず、この状態
で固体原料を外室融液に投入すると原料の溶解に時間が
かかり、かつ溶解する時に周囲から熱がうばわれ原料投
入位置近傍融液の温度が降下し、円筒状隔壁の内側表面
から結晶の多発が起り、単結晶の成長を阻害して単結晶
の連続引上げが困難である。 その結果、生産性向上に
よるコストの低減効果はほとんど期待できない。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、前記の従来技術における欠点を改善すること
、すなわち既製のＣ２装置を大巾に改造することなく、
外室内融液温度を単結晶の成長状態である内室融液温度
より少なくとも４０℃以上高く保持し、外室への投入固
体原料を容易に溶解しながら単結晶を連続的に成長させ
ることを目的とする。
、すなわち既製のＣ２装置を大巾に改造することなく、
外室内融液温度を単結晶の成長状態である内室融液温度
より少なくとも４０℃以上高く保持し、外室への投入固
体原料を容易に溶解しながら単結晶を連続的に成長させ
ることを目的とする。
［発明の概要］
（課題を解決するための手段）
本発明の単結晶の成長方法は、半導体融液を収納するル
ツボ内に、該ルツボ内を外室と内室に区・分する円筒状
隔壁と、該内室と該外室との間の連通手段とを設け、該
外室内に半導体固体原料を投入溶融しながら該内室内融
液から単結晶を成長させる方法において （ａ’）上記ルツボの横断面形状をほぼ楕円又は長方形
の形状とすること、及び （ｂ）上記半導体融液を収容するルツボを加熱するヒー
ターが、上記ルツボの少なくとも長軸方向の外室の環状
底面に沿って加熱しうる構造を持っていることを特徴と
する。
ツボ内に、該ルツボ内を外室と内室に区・分する円筒状
隔壁と、該内室と該外室との間の連通手段とを設け、該
外室内に半導体固体原料を投入溶融しながら該内室内融
液から単結晶を成長させる方法において （ａ’）上記ルツボの横断面形状をほぼ楕円又は長方形
の形状とすること、及び （ｂ）上記半導体融液を収容するルツボを加熱するヒー
ターが、上記ルツボの少なくとも長軸方向の外室の環状
底面に沿って加熱しうる構造を持っていることを特徴と
する。
（作用）
半導体原料を収納するルツボの横断面形状をほぼ楕円又
は長方形形状とする一方、内外室を区分する隔壁を円筒
状とすることにより、ルツボ側面の加熱ヒーターから長
軸方向に位置する外室までの距離とルツボ中央に位置す
る内室までの距離との間に十分な差を保たせたから、長
軸方向の外室内融液の温度と内室内融液の温度との温度
差を４゜°Ｃ以上に保持することができる。 また、加
熱ヒーターの形状をルツボ側面から外室環状底面にわた
るＬ字形などとし、上記ルツボの少なくとも長軸方向の
外室の環状底面についても加熱できるようにしたから、
外室の加熱効果を大ならしめる。
は長方形形状とする一方、内外室を区分する隔壁を円筒
状とすることにより、ルツボ側面の加熱ヒーターから長
軸方向に位置する外室までの距離とルツボ中央に位置す
る内室までの距離との間に十分な差を保たせたから、長
軸方向の外室内融液の温度と内室内融液の温度との温度
差を４゜°Ｃ以上に保持することができる。 また、加
熱ヒーターの形状をルツボ側面から外室環状底面にわた
るＬ字形などとし、上記ルツボの少なくとも長軸方向の
外室の環状底面についても加熱できるようにしたから、
外室の加熱効果を大ならしめる。
その結果、外室に投入する半導体固体原料の溶融を容易
ならしめ、半導体単結晶の連続引上げを達成した。
ならしめ、半導体単結晶の連続引上げを達成した。
（実施例）
第１図は本発明方法の実施例に使用するルツボ及び加熱
ヒーターの継断面図、第２図は第１図のルツボ部分の平
面図である。
ヒーターの継断面図、第２図は第１図のルツボ部分の平
面図である。
第１図及び第２ｒ５！Ｕにおいて、１は横断面形状が長
軸径１８”及び短軸径１５”の楕円形状ルツボで、カー
ボンルツボ２に収容補強されている。 ３は底部に融液
移動穴４．４′が明けられた径１４“φの円筒状隔壁で
、該隔壁３によってルツボ１内は外室５と内室６に区分
される。 また７はカーボンルツボ２を介してルツボｌ
を加熱するＬ字形状の加熱ヒーターで、ルツボ１の側面
とルツボ外室５の底部を加熱する特徴を持ち、ルツボ非
加熱の底部円形部分は直径１４″φの範囲である。
軸径１８”及び短軸径１５”の楕円形状ルツボで、カー
ボンルツボ２に収容補強されている。 ３は底部に融液
移動穴４．４′が明けられた径１４“φの円筒状隔壁で
、該隔壁３によってルツボ１内は外室５と内室６に区分
される。 また７はカーボンルツボ２を介してルツボｌ
を加熱するＬ字形状の加熱ヒーターで、ルツボ１の側面
とルツボ外室５の底部を加熱する特徴を持ち、ルツボ非
加熱の底部円形部分は直径１４″φの範囲である。
第３図はこのルツボと加熱ヒーターを使用した結晶引上
げ装置の要部を示すもので、同図により本実施例方法を
説明する。 このルツボ１に約３０ｋｇの初期シリコン
原料を加熱ヒーター７により溶解し、内室６及び外室５
内のシリコン融液の長軸方向と短軸方向の温度分布をそ
れぞれ測定したところ、第４図に示す温度分布が得られ
た。 すなわちルツボの長袖方向内壁近傍Ａにおける外
室内融液の温度は少なくとも内室内融液の隔壁近ｆｙＩ
Ｂの温度より４０℃以上高い状態であった。 そこで固
体の投入原料８を１分間に約３０４３の割で外室５に投
入しながらシリコン単結晶９の成長を行ったところ、投
入原料８は１分以内で完全に溶解して、６０ｋＯの５”
φの結晶が引上速度はぼＬｎｎ／ｒｇｉｎで引上げが可
能であった。
げ装置の要部を示すもので、同図により本実施例方法を
説明する。 このルツボ１に約３０ｋｇの初期シリコン
原料を加熱ヒーター７により溶解し、内室６及び外室５
内のシリコン融液の長軸方向と短軸方向の温度分布をそ
れぞれ測定したところ、第４図に示す温度分布が得られ
た。 すなわちルツボの長袖方向内壁近傍Ａにおける外
室内融液の温度は少なくとも内室内融液の隔壁近ｆｙＩ
Ｂの温度より４０℃以上高い状態であった。 そこで固
体の投入原料８を１分間に約３０４３の割で外室５に投
入しながらシリコン単結晶９の成長を行ったところ、投
入原料８は１分以内で完全に溶解して、６０ｋＯの５”
φの結晶が引上速度はぼＬｎｎ／ｒｇｉｎで引上げが可
能であった。
また別の実施例として第５図に示すように、ルツボ１１
の横断面形状をほぼ長辺１８″、短辺１５″の長方形、
また隔壁１３を１４“φの円筒状の形状とした場合も、
内外室の融液温度差を４０°Ｃ以上とすることができて
、上と同じ方法でシリコン単結晶を約５０ｋｏ得ること
ができた。
の横断面形状をほぼ長辺１８″、短辺１５″の長方形、
また隔壁１３を１４“φの円筒状の形状とした場合も、
内外室の融液温度差を４０°Ｃ以上とすることができて
、上と同じ方法でシリコン単結晶を約５０ｋｏ得ること
ができた。
［発明の効果］
本発明の引上げ方法によれば、第４図に示すように外室
内の融液状態を内室のそれより少なくとも４０°Ｃ以上
の高温に保持することができるから、従来技術における
外室融液温度が低く外室への投入原料の溶解が困難であ
るという欠点が解決でき、その結果外室へ固体原料を連
続的に投入し、それを容易に溶解しながら内室融液から
大容量の半導体単結晶を成長させるという、極めて実用
的な効果を示すことができた。
内の融液状態を内室のそれより少なくとも４０°Ｃ以上
の高温に保持することができるから、従来技術における
外室融液温度が低く外室への投入原料の溶解が困難であ
るという欠点が解決でき、その結果外室へ固体原料を連
続的に投入し、それを容易に溶解しながら内室融液から
大容量の半導体単結晶を成長させるという、極めて実用
的な効果を示すことができた。
第１図は本発明の実施例に使用したルツボと加熱ヒータ
ーの！ｆ！断面図、第２図は第１図のルツボ部分の平面
図、第３図は本発明に使用する結晶引上げ装置の要部を
示す縦断面図、第４図は本発明方法におけるルツボ内融
液の温度分布を説明する図、第５図は別の実施例に使用
したルツボの平面図である。 １．１１・・・ルツボ、 ３．１３・・・隔壁、 ４゜
４′・・・融液移動穴、 ５・・・外室、 ６・・・内
室、７・・・加熱ヒーター、 ８・・・半導体固体原料
、 ９・・・単結晶。 第３図 第５図
ーの！ｆ！断面図、第２図は第１図のルツボ部分の平面
図、第３図は本発明に使用する結晶引上げ装置の要部を
示す縦断面図、第４図は本発明方法におけるルツボ内融
液の温度分布を説明する図、第５図は別の実施例に使用
したルツボの平面図である。 １．１１・・・ルツボ、 ３．１３・・・隔壁、 ４゜
４′・・・融液移動穴、 ５・・・外室、 ６・・・内
室、７・・・加熱ヒーター、 ８・・・半導体固体原料
、 ９・・・単結晶。 第３図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体融液を収納するルツボ内に、該ルツボ内を外
室と内室に区分する円筒状隔壁と、該内室と該外室との
間の連通手段とを設け、該外室内に半導体固体原料を投
入溶融しながら該内室内融液から単結晶を成長させる方
法において （ａ）上記ルツボの横断面形状をほぼ楕円又は長方形の
形状とすること、及び （ｂ）上記半導体融液を収容するルツボを加熱するヒー
ターが、上記ルツボの少なくとも長軸方向の外室の環状
底面に沿って加熱しうる構造を持っていることを特徴と
する単結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6269388A JPH01234388A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体単結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6269388A JPH01234388A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体単結晶の成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01234388A true JPH01234388A (ja) | 1989-09-19 |
| JPH0511076B2 JPH0511076B2 (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=13207628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6269388A Granted JPH01234388A (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 半導体単結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01234388A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5126114A (en) * | 1987-12-08 | 1992-06-30 | Nkk Corporation | Manufacturing method and equipment of single silicon crystal |
| WO2014038166A1 (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-13 | 新日鐵住金株式会社 | 単結晶の製造装置、それに用いられる坩堝及び単結晶の製造方法 |
| CN104213198A (zh) * | 2014-09-09 | 2014-12-17 | 江苏凯新隆石英科技有限公司 | 一种椭圆形双层石英坩埚及其制备方法 |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP6269388A patent/JPH01234388A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5126114A (en) * | 1987-12-08 | 1992-06-30 | Nkk Corporation | Manufacturing method and equipment of single silicon crystal |
| WO2014038166A1 (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-13 | 新日鐵住金株式会社 | 単結晶の製造装置、それに用いられる坩堝及び単結晶の製造方法 |
| KR20150046236A (ko) * | 2012-09-04 | 2015-04-29 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 단결정의 제조 장치, 그것에 이용되는 도가니 및 단결정의 제조 방법 |
| US20150225872A1 (en) * | 2012-09-04 | 2015-08-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Single crystal production apparatus, crucible for use therein, and method of producing single crystal |
| JPWO2014038166A1 (ja) * | 2012-09-04 | 2016-08-08 | 新日鐵住金株式会社 | 単結晶の製造装置、それに用いられる坩堝及び単結晶の製造方法 |
| CN104213198A (zh) * | 2014-09-09 | 2014-12-17 | 江苏凯新隆石英科技有限公司 | 一种椭圆形双层石英坩埚及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0511076B2 (ja) | 1993-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |