JPH035392A - シリコン単結晶の製造装置 - Google Patents

シリコン単結晶の製造装置

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JPH035392A
JPH035392A JP1136448A JP13644889A JPH035392A JP H035392 A JPH035392 A JP H035392A JP 1136448 A JP1136448 A JP 1136448A JP 13644889 A JP13644889 A JP 13644889A JP H035392 A JPH035392 A JP H035392A
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single crystal
silicon
molten
quartz glass
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JP1136448A
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Yoshinobu Shima
島　芳延
Masaki Omura
大村　雅紀
Akira Otani
章 大谷
Kenji Araki
健治 荒木
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • C03B15/00—Drawing glass upwardly from the melt
    • 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
    • C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
    • C30B15/12—Double crucible methods
    • 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の
製造装置に関する。特に、シリコン原料を連続的に供給
しながらシリコン単結晶を引き上げる装置に関する。
［従来の技術］ チョクラルスキー法によるシリコン単結晶の引き上げ方
法は従来から行われており、はぼ完成された技術となっ
ている。しかしドープ剤と酸素の偏在により、成分に間
する仕様が厳しい場合には、使用に耐えるウェハーの歩
留が５０％以下になることもある。
このような問題を解決する効果的な方法として、シリコ
ン原料をるつぼに連続的または間欠的に供給して、溶融
原料の液面を一定に保持する方法が知られている。特に
最近では、高品質の粒状多結晶シリコンが製造できるよ
うになり、この粒状シリコンを連続的かつ一定量づつ溶
融原料に供給することが報告されている０例えば、特開
昭５８−１３０１９５号、特開昭６３−９５１９５号、
実開昭５９−１４１５７８号がある。
しかし、上記の方法によるシリコン単結晶の製遣方法で
は、小径単結晶を製造した例が１ないし２件あるだけで
、単結晶中の微小欠陥等の材質に関する記載はない。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の粒状シリコンを連続的かつ直接るつぼ内に供給し
ながら単結晶を引き上げる装置において、るつぼ中の溶
融シリコン原料を内側の単結晶育成部と外側の原料溶解
部に仕切る仕切り部材に通常半導体関係に使用される透
明石英ガラスを使うと、次のような問題点があることが
分かった。
（１）シリコン単結晶中に微小欠陥が入りにくいような
高速成長を行っても、通常のチョクラルスキー法と比較
して多量の酸化誘起積層欠陥（Ｏ３Ｆ）が発生する。
（２）湯面変動が大きく単結晶化が阻害されることがあ
る。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、溶融原料が入ったるつぼ内に粒状または塊状原料を
連続的に供給するようにした単結晶製造装置において、
単結晶の育成を阻害せずに投入した原料を確実に溶解し
て、単結晶中に微小欠陥の無い、引き上げ方向のドープ
剤濃度及び酸素濃度がほぼ一定の単結晶を製造すること
が出来る装置を提供することを目的としたものである。
本発明は、溶融シリコン原料が入ったるつぼと、該溶融
シリコン原料を内側の単結晶育成部と外側の原料溶解部
に仕切る仕切り部材とからなるシリコン単結晶の製造装
置において、該仕切り部材が不透明石英ガラスからなる
ことを特徴とするシリコン単結晶の製造装置を提供する
。
［作用］ まず供給される粒状シリコン原料が十分溶解されるよう
に原料溶解部を高温に保ち、かつ内側の単結晶育成部を
シリコンの融点直上に維持した状態で、原料溶解部に結
晶の引き上げ量に見合った粒状原料を供給する。原料溶
解部で溶解されたシリコン原料は、仕切り部材に設けら
れた小孔を通過して内側の単結晶育成部に流入する０本
発明は、この仕切り部材に不透明石英ガラスを使用する
というもので、この不透明石英ガラスの使用により内側
の単結晶育成部において育成した単結晶の酸化誘起積層
欠陥の密度が減少することが見い出された。また湯面変
動も減少し単結晶化の阻害も防止できた。
酸化誘起積層欠陥密度の減少や湯面変動の減少は、仕切
り部材が不透明であることによって、光や熱線の透過を
抑制していることに関係があると思われる。すなわち、
シリコン融液と石英ガラスとが接する部分における放熱
と入熱の安定化や、濡れ性の変動の減少が図られている
為と考えられる。
当然のことではあるが、本発明の要件は結晶育成時に仕
切り部材が不透明であることである。すなわち、使用前
は透明であり、使用時に熱により不透明になるものでも
、本発明の効果は現れる。
不透明にする方法は色々考えられるが、ガラスの表面に
小さな凹凸を付けることも一つの方法である。
［実施例］ 第１図は、本発明の実施例を模式的に示したものである
０図において、１は石英るつぼで、黒鉛るつぼ２のなか
にセットされている。７は石英るつぼ１内に入れられた
溶融原料で、これから柱状に育成されたシリコン単結晶
４が引き上げられる。３は黒鉛るつぼ２を取り囲むヒー
ターである０粒状原料６は、原料供給装置５から原料溶
解部Ａに供給される９以上は通常のチョクラルスキー法
によるシリコン単結晶の製造装置と基本的には同じであ
る。
８は高純度の不透明石英ガラスからなりるっぽ１内にこ
れと同心的に配置された仕切り部材である。この仕切り
部材８には小孔９が開けられており、Ａの原料溶解部の
溶融原料はこの小孔９を通ってＢの単結晶育成部に流入
する。この仕切り部材８の下縁部はるつぼ１と予め融着
されているか、またはシリコン原料を溶融する際の熱に
より融着する。原料溶解部Ａの高温の溶融原料はこの小
孔９のみを通り単結晶育成部Ｂに流入する。
第２図は、仕切り部材８に不透明石英ガラスを使用した
場合と透明石英ガラスを使用した場合の結晶欠陥（Ｏ３
Ｆ）密度を比較した図である。不透明石英ガラスを使用
した場合には明らかに欠陥密度が減少することが分かる
。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、溶融シリコン原料が入っ
たるつぼと、該溶融シリコン原料を内側の単結晶育成部
と外側の原料溶解部に仕切る仕切り部材とからなるシリ
コン単結晶の製造装置において、該仕切り部材を不透明
石英ガラスで構成しているので、熱変動による結晶欠陥
や、華結晶化の阻害を防止することが出来た。
１・・・石英るつぼ、２・・・黒鉛るつぼ、４・・シリ
コン単結晶、７・・・溶融原料、８・・・仕切り部材、
９・・・小孔、Ａ・・・原料溶解部、Ｂ・・・単結晶育
成部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）溶融シリコン原料が入ったるつぼと、該溶融シリ
    コン原料を内側の単結晶育成部と外側の原料溶解部に仕
    切る仕切り部材とからなるシリコン単結晶の製造装置に
    おいて、該仕切り部材が不透明石英ガラスからなること
    を特徴とするシリコン単結晶の製造装置。
  2. （２）該不透明石英ガラスが、透明石英ガラスの内面、
    外面または両面に凹凸が形成された不透明石英ガラスで
    あることを特徴とする請求項第１項記載のシリコン単結
    晶の製造装置。
JP1136448A 1989-05-30 1989-05-30 シリコン単結晶の製造装置 Pending JPH035392A (ja)

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EP90101806A EP0400266B1 (en) 1989-05-30 1990-01-30 Apparatus for manufacturing single silicon crystal
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