JPH0310598B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0310598B2 JPH0310598B2 JP57144073A JP14407382A JPH0310598B2 JP H0310598 B2 JPH0310598 B2 JP H0310598B2 JP 57144073 A JP57144073 A JP 57144073A JP 14407382 A JP14407382 A JP 14407382A JP H0310598 B2 JPH0310598 B2 JP H0310598B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- crucible
- single crystal
- molten
- molten silicon
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B15/04—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt adding doping materials, e.g. for n-p-junction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は制御された酸素濃度を有するシリコン
単結晶を製造する方法およびその装置に関するも
のである。
単結晶を製造する方法およびその装置に関するも
のである。
一般にシリコン単結晶はCZ法においては石英
ガラス製ルツボが使用され、この石英ガラスルツ
ボ中でシリコンを溶融し、種結晶を使用して引き
上げられる。この際、石英ガラスは一部溶融シリ
コンに溶解し、酸素がシリコン単結晶中に混入す
る。このシリコン単結晶の酸素濃度は融液シリコ
ンと石英ガラスルツボの接触面積、温度、対流の
大きさ等によつて決まり、品質管理上改善が求め
られていたが、これをコントロールすることは困
難であつた。
ガラス製ルツボが使用され、この石英ガラスルツ
ボ中でシリコンを溶融し、種結晶を使用して引き
上げられる。この際、石英ガラスは一部溶融シリ
コンに溶解し、酸素がシリコン単結晶中に混入す
る。このシリコン単結晶の酸素濃度は融液シリコ
ンと石英ガラスルツボの接触面積、温度、対流の
大きさ等によつて決まり、品質管理上改善が求め
られていたが、これをコントロールすることは困
難であつた。
最近、窒化珪素あるいは炭化珪素を利用したル
ツボを使用してシリコン単結晶を引き上げる技術
が開発されたが、これらの場合はルツボからの酸
素混入がないため、シリコンウエーハの酸化処理
あるいは拡散処理等の熱処理に際し無酸素構造に
伴なうウエーハのひずみ（スリツプ）が発生しや
すくなり、LSIや超LSI等の精密な材質であるこ
とを要求される用途においては問題となつてい
た。
ツボを使用してシリコン単結晶を引き上げる技術
が開発されたが、これらの場合はルツボからの酸
素混入がないため、シリコンウエーハの酸化処理
あるいは拡散処理等の熱処理に際し無酸素構造に
伴なうウエーハのひずみ（スリツプ）が発生しや
すくなり、LSIや超LSI等の精密な材質であるこ
とを要求される用途においては問題となつてい
た。
本発明は、シリコン単結晶を所定の酸素濃度と
すべく、少なくとも内表面の全面がSi3N4または
SiCからなるルツボを用い、このルツボ内の溶融
シリコンに、重量物を内封した酸化珪素を沈積し
たり、あるいは酸化珪素塊を融解シリコン表面か
ら浸漬することにより、溶融シリコンに対し必要
量の酸素を融解させるようにしたものである。
すべく、少なくとも内表面の全面がSi3N4または
SiCからなるルツボを用い、このルツボ内の溶融
シリコンに、重量物を内封した酸化珪素を沈積し
たり、あるいは酸化珪素塊を融解シリコン表面か
ら浸漬することにより、溶融シリコンに対し必要
量の酸素を融解させるようにしたものである。
以下に本発明の実施例を図を参照して説明す
る。
る。
第１図において、１はカーボンを基材２としそ
の内表面にコーテイングした窒化珪素膜である。
３は溶融シリコン、４は引き上げつつあるシリコ
ン単結晶である。５が本発明にかゝる装填物で第
２図に示す如く、溶融シリコンより比重を大きく
するために石英ガラス外管６内にタングステン棒
７を封入した構造を有しており、シリコン融液中
に沈積されている。
の内表面にコーテイングした窒化珪素膜である。
３は溶融シリコン、４は引き上げつつあるシリコ
ン単結晶である。５が本発明にかゝる装填物で第
２図に示す如く、溶融シリコンより比重を大きく
するために石英ガラス外管６内にタングステン棒
７を封入した構造を有しており、シリコン融液中
に沈積されている。
本発明のものはこのように構成されており、溶
融シリコンはルツボからの酸素の混入がない代り
にシリコン融液中に沈積されている石英ガラスが
その表面から溶融し、シリコン融液の酸素濃度
を、ひいてはシリコン単結晶中の酸素濃度を特定
することになる。酸素濃度を制御するには溶融シ
リコンと接触している石英ガラスの表面積量、温
度等に比例するから、これによつて必要な条件を
決定することができる。
融シリコンはルツボからの酸素の混入がない代り
にシリコン融液中に沈積されている石英ガラスが
その表面から溶融し、シリコン融液の酸素濃度
を、ひいてはシリコン単結晶中の酸素濃度を特定
することになる。酸素濃度を制御するには溶融シ
リコンと接触している石英ガラスの表面積量、温
度等に比例するから、これによつて必要な条件を
決定することができる。
第３図は石英ガラスの接触方法を第１図の場合
の如く沈積するのではなく、石英ガラス製棒状体
８を上方で支持することによつて浸漬する方法を
示している。溶融シリコンと接触する石英ガラス
の面積を調節するには矢印で示すように石英ガラ
ス製棒状体を上下させ、あるいは必要に応じて複
数本を同時使用すればよい。このような棒状体を
使用した場合は溶融シリコンの撹拌が容易に行な
えるという利点もある。
の如く沈積するのではなく、石英ガラス製棒状体
８を上方で支持することによつて浸漬する方法を
示している。溶融シリコンと接触する石英ガラス
の面積を調節するには矢印で示すように石英ガラ
ス製棒状体を上下させ、あるいは必要に応じて複
数本を同時使用すればよい。このような棒状体を
使用した場合は溶融シリコンの撹拌が容易に行な
えるという利点もある。
第１図および第３図の方法によつて溶融シリコ
ン４Kgから４インチシリコン単結晶を引き上げた
が、石英ガラスの接触表面積を50cm2の状態に保つ
たまゝ、シリコン単結晶を引き上げた場合におけ
るシリコン単結晶の長さ方向の酸素濃度の変化す
る状態を第４図に示す。参考迄に石英ガラスルツ
ボを使用した場合(A)およびSi3N4製ルツボを使用
した場合(B)について併記したが、図に示すように
石英ガラスルツボを使用した場合は長さ方向に大
きく変動するのに対し、本発明の場合はほとんど
変化していない。一方、窒化珪素ルツボを使用し
た場合は酸素濃度が極端に低く、かつこれを増減
させることはできない。
ン４Kgから４インチシリコン単結晶を引き上げた
が、石英ガラスの接触表面積を50cm2の状態に保つ
たまゝ、シリコン単結晶を引き上げた場合におけ
るシリコン単結晶の長さ方向の酸素濃度の変化す
る状態を第４図に示す。参考迄に石英ガラスルツ
ボを使用した場合(A)およびSi3N4製ルツボを使用
した場合(B)について併記したが、図に示すように
石英ガラスルツボを使用した場合は長さ方向に大
きく変動するのに対し、本発明の場合はほとんど
変化していない。一方、窒化珪素ルツボを使用し
た場合は酸素濃度が極端に低く、かつこれを増減
させることはできない。
本発明のものにおいては、溶融シリコン４Kgに
対し石英ガラスの表面積を50cm2とした場合、(C)、
(D)の酸素濃度が７〜９×1017atoms〔cm-3〕とほゞ
一定であり、また石英ガラスの表面積を変えるこ
とによつてシリコン単結晶の長さ方向にはほゞ一
定のまゝ酸素濃度を容易に変化させることができ
る。
対し石英ガラスの表面積を50cm2とした場合、(C)、
(D)の酸素濃度が７〜９×1017atoms〔cm-3〕とほゞ
一定であり、また石英ガラスの表面積を変えるこ
とによつてシリコン単結晶の長さ方向にはほゞ一
定のまゝ酸素濃度を容易に変化させることができ
る。
SiO2の溶出量と結晶中の酸素濃度との関係を
第５図に示す。
第５図に示す。
なお実施例においては、カーボン基材の内表面
に窒化珪素をコーテイングしたルツボを使用した
が、炭化珪素をコーテイングしたものでも同等の
効果が得られ、また窒化珪素あるいは炭化珪素単
味のもの、若しくはその複合体からなるルツボを
使用したものであつてもよい。また酸化珪素は石
英ガラスが高純度として容易に入手しやすいもの
であるが、一酸化珪素あるいは水晶のようなもで
もよい。更に石英ガラスを溶融シリコンに接触さ
せるには石英ガラスの比重溶融シリコンより小さ
いため、工夫が必要であるが、実施例の場合に限
られたものではない。
に窒化珪素をコーテイングしたルツボを使用した
が、炭化珪素をコーテイングしたものでも同等の
効果が得られ、また窒化珪素あるいは炭化珪素単
味のもの、若しくはその複合体からなるルツボを
使用したものであつてもよい。また酸化珪素は石
英ガラスが高純度として容易に入手しやすいもの
であるが、一酸化珪素あるいは水晶のようなもで
もよい。更に石英ガラスを溶融シリコンに接触さ
せるには石英ガラスの比重溶融シリコンより小さ
いため、工夫が必要であるが、実施例の場合に限
られたものではない。
以上のように本発明によれば、少なくとも内表
面の全面がSi3N4またはSiCからならルツボを用
い、このルツボ内の溶融シリコンに、重量物を内
封した酸化珪素を沈積したり、あるいは酸化珪素
塊を溶融シリコン表面から浸漬するようにしたの
で、上記酸化珪素の沈積量を増減したり、あるい
は酸化珪素塊の浸漬量を増減することにより、シ
リコン単結晶中の酸素濃度を簡易に調節すること
ができ、又、単結晶育成中における酸素濃度も自
由かつ微細に変更することができると共に、ルツ
ボが溶融シリコンに侵食されることがなく、重量
物を内封した酸化珪素等を新しいものに交換する
ことによつてルツボの長期間使用が可能となる。
面の全面がSi3N4またはSiCからならルツボを用
い、このルツボ内の溶融シリコンに、重量物を内
封した酸化珪素を沈積したり、あるいは酸化珪素
塊を溶融シリコン表面から浸漬するようにしたの
で、上記酸化珪素の沈積量を増減したり、あるい
は酸化珪素塊の浸漬量を増減することにより、シ
リコン単結晶中の酸素濃度を簡易に調節すること
ができ、又、単結晶育成中における酸素濃度も自
由かつ微細に変更することができると共に、ルツ
ボが溶融シリコンに侵食されることがなく、重量
物を内封した酸化珪素等を新しいものに交換する
ことによつてルツボの長期間使用が可能となる。
図は本発明の実施例を示し、第１図、第３図は
本発明方法を実施する装置の概略縦断正面図、第
２図は装填物を示す概略縦断正面図、第４図はシ
リコン単結晶の長さ方向の酸素濃度の変化する状
態を示す図、第５図はSiO2の溶出量と結晶中の
酸素濃度との関係を示す図である。 １……窒化珪素膜、２……カーボン基材、３…
…溶融シリコン、４……シリコン単結晶、５……
装填物、６……石英ガラス外管、７……タングス
テン棒、８……石英ガラス製棒状体。
本発明方法を実施する装置の概略縦断正面図、第
２図は装填物を示す概略縦断正面図、第４図はシ
リコン単結晶の長さ方向の酸素濃度の変化する状
態を示す図、第５図はSiO2の溶出量と結晶中の
酸素濃度との関係を示す図である。 １……窒化珪素膜、２……カーボン基材、３…
…溶融シリコン、４……シリコン単結晶、５……
装填物、６……石英ガラス外管、７……タングス
テン棒、８……石英ガラス製棒状体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ルツボ内の溶融シリコンからシリコン単結晶
を引き上げるに際し、少なくとも内表面の全面が
Si3N4またはSiCからなるルツボを用い、このル
ツボ内の溶融シリコンに重量物を内封した酸化珪
素を沈積することを特徴とするシリコン単結晶の
製造方法。 ２ ルツボ内の溶融シリコンからシリコン単結晶
を引き上げるに際し、少なくとも内表面の全面が
Si3N4またはSiCからなるルツボを用い、このル
ツボ内の溶融シリコンに酸化珪素塊を溶融シリコ
ン表面から浸漬することを特徴とするシリコン単
結晶の製造方法。 ３ 酸化珪素が一酸化珪素または二酸化珪素であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
２項記載のシリコン単結晶の製造方法。 ４ ルツボ内の溶融シリコンからシリコン単結晶
を引き上げる装置であつて、少なくとも内表面の
全面がSi3N4またはSiCからなるルツボと、この
ルツボ内の溶融シリコンに沈積される重量物を内
封した酸化珪素とを備えたことを特徴とするシリ
コン単結晶の製造装置。 ５ ルツボ内の溶融シリコンからシリコン単結晶
を引き上げる装置であつて、少なくとも内表面の
全面がSi3N4またはSiCからなるルツボと、この
ルツボ内の溶融シリコンに浸漬される酸化珪素塊
と、この酸化珪素塊をルツボ上方において支持す
る支持具とを備えたことを特徴とするシリコン単
結晶の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14407382A JPS5935094A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | シリコン単結晶の製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14407382A JPS5935094A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | シリコン単結晶の製造方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935094A JPS5935094A (ja) | 1984-02-25 |
| JPH0310598B2 true JPH0310598B2 (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=15353648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14407382A Granted JPS5935094A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | シリコン単結晶の製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935094A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030052467A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 주식회사 실트론 | 실리콘 잉곳 성장용 흑연 도가니 |
| US7635414B2 (en) * | 2003-11-03 | 2009-12-22 | Solaicx, Inc. | System for continuous growing of monocrystalline silicon |
| KR100693917B1 (ko) | 2004-12-31 | 2007-03-12 | 주식회사 실트론 | 실리콘 단결정 |
| JP4499698B2 (ja) * | 2006-10-04 | 2010-07-07 | 昭和電工株式会社 | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
| KR101063250B1 (ko) * | 2008-10-16 | 2011-09-07 | 한국에너지기술연구원 | 실리콘 전자기 유도 용융용 흑연 도가니 및 이를 이용한 실리콘 용융 정련 장치 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5678496A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-27 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Quartz glass crucible for pulling silicon single crystal |
| JPS5771894A (en) * | 1980-10-16 | 1982-05-04 | Toshiba Corp | Preparation of single crystal of semiconductor |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP14407382A patent/JPS5935094A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935094A (ja) | 1984-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6187089B1 (en) | Tungsten doped crucible and method for preparing same | |
| JPH0431386A (ja) | 半導体単結晶引上方法 | |
| JPH09249486A (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JP3004563B2 (ja) | シリコン単結晶の種結晶 | |
| US3360405A (en) | Apparatus and method of producing semiconductor rods by pulling the same from a melt | |
| JPS5935094A (ja) | シリコン単結晶の製造方法およびその装置 | |
| JPS63222091A (ja) | シリコン単結晶引上げ用ルツボ | |
| US3296036A (en) | Apparatus and method of producing semiconductor rods by pulling the same from a melt | |
| JP3132412B2 (ja) | 単結晶引き上げ方法 | |
| JPH034517B2 (ja) | ||
| JP2606046B2 (ja) | 単結晶引き上げ時における単結晶酸素濃度の制御方法 | |
| JP2721242B2 (ja) | シリコン単結晶の引上方法 | |
| US3649210A (en) | Apparatus for crucible-free zone-melting of crystalline materials | |
| JPH05194075A (ja) | 単結晶育成法 | |
| JPH05294784A (ja) | 単結晶成長装置 | |
| JPS58181792A (ja) | 単結晶シリコン引上装置 | |
| JPH03137090A (ja) | シリコン単結晶引上げ方法 | |
| JPH05221781A (ja) | 単結晶引上装置 | |
| JP2717685B2 (ja) | チョクラルスキー法による結晶育成の方法及び装置 | |
| JPH06271383A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPH10338594A (ja) | 引き上げ法による単結晶育成装置 | |
| JPH0675021B2 (ja) | Ｘ線透視法による融液の対流可視化用トレーサ | |
| JPH0442890A (ja) | 結晶成長装置 | |
| JPS6117489A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPH0789790A (ja) | 単結晶成長装置 |