JPH03199192A - シリコン単結晶引上げ用ルツボ - Google Patents
シリコン単結晶引上げ用ルツボInfo
- Publication number
- JPH03199192A JPH03199192A JP1339349A JP33934989A JPH03199192A JP H03199192 A JPH03199192 A JP H03199192A JP 1339349 A JP1339349 A JP 1339349A JP 33934989 A JP33934989 A JP 33934989A JP H03199192 A JPH03199192 A JP H03199192A
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- Japan
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- chamber
- single crystal
- crucible
- silicon
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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、シリコン単結晶引上げ用ルツボ、特にシリコ
ン原料を供給しながらシリコン単結晶の引上げを行うよ
うにしたシリコン単結晶引上げ用ルツボに関する。
ン原料を供給しながらシリコン単結晶の引上げを行うよ
うにしたシリコン単結晶引上げ用ルツボに関する。
（従来の技術）
シリコン単結晶の製造方法の一つとして、ルツボ内のシ
リコン原料を加熱することによって溶がし、上方より単
結晶シード（種）をこの原料融液につけ、十分馴染ませ
た後、回転させながらゆっくり引上げることにより、原
料融液を固体化させながらシリコン単結晶をゆっくり成
長させる、チョクラルスキー法が一般に知られている。
リコン原料を加熱することによって溶がし、上方より単
結晶シード（種）をこの原料融液につけ、十分馴染ませ
た後、回転させながらゆっくり引上げることにより、原
料融液を固体化させながらシリコン単結晶をゆっくり成
長させる、チョクラルスキー法が一般に知られている。
この方法において、ルツボ内の原料融液にシリコン原料
を連続的に補給することにより、原料融液量を常に一定
に保った状態でシリコン単結晶の製造を行うようにする
ことが提案されている。
を連続的に補給することにより、原料融液量を常に一定
に保った状態でシリコン単結晶の製造を行うようにする
ことが提案されている。
第４図はこの方法に用いられる従来の一般的なルツボの
一例を示すもので、このルツボ１０は、有底円筒状の石
英製ルツボ本体１１の内部に、円筒状の石英製隔離壁１
２を該ルツボ本体１１に対して同心状に配置して、ルツ
ボ本体１１の内部を中央の円筒状結晶育成室１１ａとこ
の周囲のリング状材料供給室１１ｂに区画するとともに
、隔離壁１２の下部に開孔１２ａを設けて結晶育成室１
１ａと材料供給室１１ｂとを連通させることによって構
成されている。
一例を示すもので、このルツボ１０は、有底円筒状の石
英製ルツボ本体１１の内部に、円筒状の石英製隔離壁１
２を該ルツボ本体１１に対して同心状に配置して、ルツ
ボ本体１１の内部を中央の円筒状結晶育成室１１ａとこ
の周囲のリング状材料供給室１１ｂに区画するとともに
、隔離壁１２の下部に開孔１２ａを設けて結晶育成室１
１ａと材料供給室１１ｂとを連通させることによって構
成されている。
そして、このルツボ本体１１と隔離壁１２との間の材料
供給室１１ｂの上方には、シリコン原料供給用の原料供
給管１３が設置され、この材料供給室１１ｂ内に位置す
る原料融液１４内にシリコン原料１５を連続的に落とし
込むとともに、結晶育成室１１ａのほぼ中央からシリコ
ン単結晶１６を回転させながらゆっくり引き上げるよう
ようになされていた。
供給室１１ｂの上方には、シリコン原料供給用の原料供
給管１３が設置され、この材料供給室１１ｂ内に位置す
る原料融液１４内にシリコン原料１５を連続的に落とし
込むとともに、結晶育成室１１ａのほぼ中央からシリコ
ン単結晶１６を回転させながらゆっくり引き上げるよう
ようになされていた。
このように隔離壁１２でルツボ本体１１の内部を結晶育
成室１１ａと材料供給室１１ｂに区画するとともに両室
１１ａ、ｌｌｂを互いに連通させることにより、シリコ
ン原料１５が原料融液１４内に落ち込んだ際に生じる融
液表面の振動や浮遊する未溶解原料が単結晶の成長界面
に届くことを防止して、シリコン結晶構造に乱れが生じ
ないようになされていた。
成室１１ａと材料供給室１１ｂに区画するとともに両室
１１ａ、ｌｌｂを互いに連通させることにより、シリコ
ン原料１５が原料融液１４内に落ち込んだ際に生じる融
液表面の振動や浮遊する未溶解原料が単結晶の成長界面
に届くことを防止して、シリコン結晶構造に乱れが生じ
ないようになされていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来例においては、ルツボ本体１１
と隔離壁１２との間の材料供給室１１ｂに落とし込むシ
リコン原料１５は固体であるため、原料融液１４内にお
いて溶解する際に、回りから熱を吸収して原料融液１４
全体の温度を下げてしまう。そして、このように温度が
低くなった原料融液１４がシリコン単結晶の成育により
、隔離壁１２の下部にある開孔１２ａを通じて結晶育成
室１１ａの内部に導入され、結晶育成室１１ａ内部の原
料融液１４の温度分布にむらが生じてしまうといった問
題点があった。
と隔離壁１２との間の材料供給室１１ｂに落とし込むシ
リコン原料１５は固体であるため、原料融液１４内にお
いて溶解する際に、回りから熱を吸収して原料融液１４
全体の温度を下げてしまう。そして、このように温度が
低くなった原料融液１４がシリコン単結晶の成育により
、隔離壁１２の下部にある開孔１２ａを通じて結晶育成
室１１ａの内部に導入され、結晶育成室１１ａ内部の原
料融液１４の温度分布にむらが生じてしまうといった問
題点があった。
即ち、第５図に示すように、結晶育成室１１ａ内に位置
する原料溶液１４の温度Ｔ２が、シリコン原料１５の供
給によって、温度Ｔ ２ （Ｔ ２くＴ２）に低下
してしまうのである。
する原料溶液１４の温度Ｔ２が、シリコン原料１５の供
給によって、温度Ｔ ２ （Ｔ ２くＴ２）に低下
してしまうのである。
本発明は上記に鑑み、シリコン原料の供給によって温度
の低下した原料融液が直接ルツボ内部の結晶育成室へ導
入されることを防止して、より安定にシリコン単結晶を
得るようにしたものを提供することを目的とする。
の低下した原料融液が直接ルツボ内部の結晶育成室へ導
入されることを防止して、より安定にシリコン単結晶を
得るようにしたものを提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明に係るシリコン単結晶
引上げ用ルツボは、内部に収納されたシリコン原料融液
からシリコン単結晶を成長させて引き上げるシリコン単
結晶引上げ用ルツボにおいて、ルツボ本体の内部に直径
の異なる２つの円筒状隔離壁を同心状に配置して該ルツ
ボ本体の内部を結晶育成室、中間室及び材料供給室の３
つの部屋に仕切るとともに、結晶育成室と中間室、及び
中間室と材料供給室とを夫々互いに連通させたものであ
る。
引上げ用ルツボは、内部に収納されたシリコン原料融液
からシリコン単結晶を成長させて引き上げるシリコン単
結晶引上げ用ルツボにおいて、ルツボ本体の内部に直径
の異なる２つの円筒状隔離壁を同心状に配置して該ルツ
ボ本体の内部を結晶育成室、中間室及び材料供給室の３
つの部屋に仕切るとともに、結晶育成室と中間室、及び
中間室と材料供給室とを夫々互いに連通させたものであ
る。
（作 用）
上記のように構成した本発明によれば、シリコン材料の
供給によって温度の低下した原料溶液は、原料供給室か
ら一旦中間室と通って結晶育成室に導かれるため、ここ
で温度が上昇して結晶育成室の内部に位置する原料溶液
の温度を低下させてしまうことを防止することができる
。
供給によって温度の低下した原料溶液は、原料供給室か
ら一旦中間室と通って結晶育成室に導かれるため、ここ
で温度が上昇して結晶育成室の内部に位置する原料溶液
の温度を低下させてしまうことを防止することができる
。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。
説明する。
同図において、ルツボ１には有底円筒状の石英製ルツボ
本体２が備えられ、このルツボ本体２の内部には、円筒
状で直径の異なる石英製の第１の隔離壁３と第２の隔離
壁４が同心状に配置され、これによってルツボ本体２の
内部は、中央の円筒状結晶育成室２ａと、この結晶育成
室２ａの周囲を囲撓するリング状中間室２ｂと、この中
間室２ｂの周囲を囲撓するリング状原料供給室２Ｃに区
画されている。
本体２が備えられ、このルツボ本体２の内部には、円筒
状で直径の異なる石英製の第１の隔離壁３と第２の隔離
壁４が同心状に配置され、これによってルツボ本体２の
内部は、中央の円筒状結晶育成室２ａと、この結晶育成
室２ａの周囲を囲撓するリング状中間室２ｂと、この中
間室２ｂの周囲を囲撓するリング状原料供給室２Ｃに区
画されている。
そして、上記第１の隔離壁３の下端部には、前後に連通
する開孔３ａが、第２の隔離壁４のこの開孔３ａとルツ
ボ本体１の中心に対して対称位置には前後に連通ずる開
孔４ａが夫々設けられ、これにより、結晶育成室２ａと
中間室２ｂ、及び中間室２ｂと原料供給室２Ｃとがこの
開孔３ａ及び４ａを介して夫々連通するようなされてい
る。
する開孔３ａが、第２の隔離壁４のこの開孔３ａとルツ
ボ本体１の中心に対して対称位置には前後に連通ずる開
孔４ａが夫々設けられ、これにより、結晶育成室２ａと
中間室２ｂ、及び中間室２ｂと原料供給室２Ｃとがこの
開孔３ａ及び４ａを介して夫々連通するようなされてい
る。
更に原料供給室２ｃの上方には、シリコン原料６を供給
する原料供給管５が配置され、この供給管５から固体の
シリコン原料６がルツボ本体２の内部に供給されるよう
なされている。
する原料供給管５が配置され、この供給管５から固体の
シリコン原料６がルツボ本体２の内部に供給されるよう
なされている。
なお、図示しないがルツボ本体２は回転及び上下動自在
な駆動軸上に取付けられたカーボンルツボによって保持
され、その外周部側方には、加熱用ヒータが配置されて
いる。更に、このルツボ本体２の上方には、原料融液７
からシリコン１１１結晶８を回転させつつ徐々に引上げ
る引上げ機構が設けられているとともに、上記原料供給
管５は、外部にある原料供給機構により導入されたシリ
コン原料６をルツボ本体２の周壁と第２の隔離壁４で仕
切られた原料供給室２Ｃ内に位置決めして供給するよう
なされている。
な駆動軸上に取付けられたカーボンルツボによって保持
され、その外周部側方には、加熱用ヒータが配置されて
いる。更に、このルツボ本体２の上方には、原料融液７
からシリコン１１１結晶８を回転させつつ徐々に引上げ
る引上げ機構が設けられているとともに、上記原料供給
管５は、外部にある原料供給機構により導入されたシリ
コン原料６をルツボ本体２の周壁と第２の隔離壁４で仕
切られた原料供給室２Ｃ内に位置決めして供給するよう
なされている。
上記ルツボ１を用いてのシリコン単結晶８の引上げでは
、結晶の育成量に応じて原料供給機構から原料供給管５
を介してシリコン原料６をルツボ本体２の原料供給室２
Ｃ内の原料融液７に供給して溶解させる。そして、この
シリコン原料６の供給によって増量した原料融液７は、
シリコン単結晶８の引上げによって第２の隔離壁４の下
部の開孔４ａから中間室２ｂへ、更に中間室２ｂから第
１の隔離壁３の下部の開孔３ａを通過して結晶育成室２
ａへ導入されるのである。
、結晶の育成量に応じて原料供給機構から原料供給管５
を介してシリコン原料６をルツボ本体２の原料供給室２
Ｃ内の原料融液７に供給して溶解させる。そして、この
シリコン原料６の供給によって増量した原料融液７は、
シリコン単結晶８の引上げによって第２の隔離壁４の下
部の開孔４ａから中間室２ｂへ、更に中間室２ｂから第
１の隔離壁３の下部の開孔３ａを通過して結晶育成室２
ａへ導入されるのである。
この時、シリコン原料６の供給によって温度の低下した
原料融液７が、材料供給室２ｃから中間室２ｂを通過し
て結晶育成室２ａに到達するまでに結晶育成室２ａにあ
る原料融液７の温度と同程度まで回復させることができ
るため、結晶育成室２ａ内にある原料融液７の温度変化
をなくして正常なシリコン単結晶８の引上げを行うこと
ができることになる。
原料融液７が、材料供給室２ｃから中間室２ｂを通過し
て結晶育成室２ａに到達するまでに結晶育成室２ａにあ
る原料融液７の温度と同程度まで回復させることができ
るため、結晶育成室２ａ内にある原料融液７の温度変化
をなくして正常なシリコン単結晶８の引上げを行うこと
ができることになる。
即ち、第３図に示すように、結晶育成室２ａ内に位置す
る原料溶液７の温度Ｔ１が、シリコン原料８の供給によ
って温度Ｔ１′となるが、この両者はほぼ等しく （Ｔ
１′Ｊ−Ｔ２）なるのである。
る原料溶液７の温度Ｔ１が、シリコン原料８の供給によ
って温度Ｔ１′となるが、この両者はほぼ等しく （Ｔ
１′Ｊ−Ｔ２）なるのである。
従って、結晶引上げ量と同量のシリコン原料６を供給す
れば、融液面の高さが一定に保たれるため、結晶長さ方
向の酸素濃度の均一なシリコン単結晶８を得ることがで
きる。また引上げ結晶のドーパント濃度に同等なドーパ
ント濃度になるようにシリコン原料６と共にドーパント
を添付すれば、結晶長さ方向にドーパント濃度の均一な
シリコン単結晶８を得ることでき、これによってシリコ
ン原料６に対する結晶歩留まりの向上を図ることができ
る。
れば、融液面の高さが一定に保たれるため、結晶長さ方
向の酸素濃度の均一なシリコン単結晶８を得ることがで
きる。また引上げ結晶のドーパント濃度に同等なドーパ
ント濃度になるようにシリコン原料６と共にドーパント
を添付すれば、結晶長さ方向にドーパント濃度の均一な
シリコン単結晶８を得ることでき、これによってシリコ
ン原料６に対する結晶歩留まりの向上を図ることができ
る。
なお、上記実施例においては、開孔３ａ、４ａを設けて
結晶育成室２ａと中間室２ｂ、及び中間室２ｂと原料供
給室２Ｃとを夫々連通させているが、これらの開孔３ａ
、４ａのどちらか一方、または双方にパイプを接続させ
るようにしてもよい。
結晶育成室２ａと中間室２ｂ、及び中間室２ｂと原料供
給室２Ｃとを夫々連通させているが、これらの開孔３ａ
、４ａのどちらか一方、または双方にパイプを接続させ
るようにしてもよい。
この場合、結晶育成室２ａまたは隔離壁３，４との間の
中間室２ｂ内に位置する原料融液７に添付されたドーパ
ント不純物の濃度を少量の原料供給であってもより一定
に保つようにすることができ、より安定なシリコン単結
晶８の引上げを行うことができる。
中間室２ｂ内に位置する原料融液７に添付されたドーパ
ント不純物の濃度を少量の原料供給であってもより一定
に保つようにすることができ、より安定なシリコン単結
晶８の引上げを行うことができる。
本発明は上記のような構成であるので、シリコン原料の
供給によって結晶育成室内の融液の温度の低下を効果的
に抑えることができ、これによってシリコン単結晶の引
上げとシリコン原料の供給を同時かつ連続的に行うこと
ができるので、シリコン単結晶の引上げに必要なシリコ
ン原料の損失を少なくして材料の歩留まりを大幅に向上
させることができるといった効果がある。
供給によって結晶育成室内の融液の温度の低下を効果的
に抑えることができ、これによってシリコン単結晶の引
上げとシリコン原料の供給を同時かつ連続的に行うこと
ができるので、シリコン単結晶の引上げに必要なシリコ
ン原料の損失を少なくして材料の歩留まりを大幅に向上
させることができるといった効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す縦断正面図（第２図の
１−１線断面図）、第２図は第１図の■−■線断面図、
第３図はこの実施例におけるシリコン原料の供給の前後
における結晶育成室内の原料融液の温度変化を示すグラ
フ、第４図は従来例を示す縦断正面図、第５図は従来例
におけるシリコン原料の供給の前後における結晶育成室
内の原料融液の温度変化を示すグラフである。 １・・・ルツボ、２・・・ルツボ本体、２ａ・・・結晶
育成室、２ｂ・・・中間室、２ｃ・・・材料供給室、３
．４・・・隔離壁、３ａ、４ａ・・・開孔、５・・・原
料供給管、６・・・シリコン原料、 ７・・・原料融液、 ８・・・シリコン 単結晶。
１−１線断面図）、第２図は第１図の■−■線断面図、
第３図はこの実施例におけるシリコン原料の供給の前後
における結晶育成室内の原料融液の温度変化を示すグラ
フ、第４図は従来例を示す縦断正面図、第５図は従来例
におけるシリコン原料の供給の前後における結晶育成室
内の原料融液の温度変化を示すグラフである。 １・・・ルツボ、２・・・ルツボ本体、２ａ・・・結晶
育成室、２ｂ・・・中間室、２ｃ・・・材料供給室、３
．４・・・隔離壁、３ａ、４ａ・・・開孔、５・・・原
料供給管、６・・・シリコン原料、 ７・・・原料融液、 ８・・・シリコン 単結晶。
Claims (1)
- 内部に収納されたシリコン原料融液からシリコン単結晶
を成長させて引き上げるシリコン単結晶引上げ用ルツボ
において、ルツボ本体の内部に直径の異なる２つの円筒
状隔離壁を同心状に配置して該ルツボ本体の内部を結晶
育成室、中間室及び材料供給室の３つの部屋に仕切ると
ともに、結晶育成室と中間室、及び中間室と材料供給室
とを夫々互いに連通させたことを特徴とするシリコン単
結晶引上げ用ルツボ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1339349A JPH03199192A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | シリコン単結晶引上げ用ルツボ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1339349A JPH03199192A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | シリコン単結晶引上げ用ルツボ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03199192A true JPH03199192A (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=18326614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1339349A Pending JPH03199192A (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | シリコン単結晶引上げ用ルツボ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03199192A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-12-27 JP JP1339349A patent/JPH03199192A/ja active Pending
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