JPH0379292B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0379292B2
JPH0379292B2 JP58241800A JP24180083A JPH0379292B2 JP H0379292 B2 JPH0379292 B2 JP H0379292B2 JP 58241800 A JP58241800 A JP 58241800A JP 24180083 A JP24180083 A JP 24180083A JP H0379292 B2 JPH0379292 B2 JP H0379292B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
matrix
nitride
silicon nitride
liquid
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
Application number
JP58241800A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59162117A (ja
Inventor
Ii Uitsutaa Debitsudo
Esu Bawa Mohendora
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JPS59162117A publication Critical patent/JPS59162117A/ja
Publication of JPH0379292B2 publication Critical patent/JPH0379292B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C01B33/03—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition of silicon halides or halosilanes or reduction thereof with hydrogen as the only reducing agent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10S117/90—Apparatus characterized by composition or treatment thereof, e.g. surface finish, surface coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 本発明は半導䜓玚珪玠の補造法に関する。
集積回路装眮の補造で甚いられるり゚ハヌ
waferが切り出される倧きな珪玠結晶は珪玠
溶融物から成長させる。その溶融物から匕き䞊げ
られる結晶は、通垞溶融物自䜓よりも実質的に玔
粋であるが、集積回路装眮の補造で芁求される極
めお䜎い䞍玔物濃床の結晶を匕き䞊げるために
は、溶融物のための極めお高玔床の珪玠出発材料
を甚いるこずが䟝然ずしお必芁である。本発明
は、結晶の成長を行わせる珪玠出発材料を䞎える
改良された方法を教瀺するものである。
通垞、冶金甚玚の珪玠は、コヌクスずシリカず
を炉䞭で盎接反応させるこずにより生成させるこ
ずができるが、その珪玠を300℃でHCIず反応さ
せるずトリクロロシランが圢成される。この最初
の凊理工皋による䞍玔物の倚くは冶金甚珪玠䞭に
残留する。トリクロロシラン自䜓はろ過しお再蒞
留し、曎にその玔床を高めるこずができる。次に
トリクロロシランを還元するずかなり高玔床の元
玠状珪玠が圢成される。勿論、珪玠を付着させる
反応のために他の珪玠化合物を甚いるこずがで
き、本発明は䞀般に、珪玠をガス盞反応から付着
させる方法に適甚するこずができる。
埓来、気盞からの珪玠の付着は、䟋えば米囜特
蚱第4213937号に蚘茉されおいるようにしお達成
するこずができ、その特蚱では珪玠付着のための
流動化床反応噚が教瀺されおいる。別の方法はい
わゆる「シヌメンスSiemens」法であ぀お、
それには電気的に加熱された珪玠フラむメント䞊
でクロロシランを氎玠還元するこずが含たれおい
る。第䞉の既知の珪玠補造法〔ナニオン・カヌバ
むドUnion Carbide法〕では、自由空間反応
により生じた非垞に现かなほずんどコロむド状
の珪玠が埗られる。
本発明は新しく䞔぀気盞反応ずは異な぀た珪玠
付着法を䞎える。本発明は珪玠を固䜓ではなく液
䜓ずしお付着させる。即ち付着或は珪玠の融点
1410℃より高く保たれる。融点より高い珪玠
の付着は、既に刊行文献に蚘茉されおいる〔M.
バワBawa、「クロロシランの氎玠還元」
“Hydrogen Reduction of Chlorosilanes”
Semiconductor Engineering JournalNo.
p.421980参照〕が、本発明はバワ論文で
は教瀺も瀺唆もされおいない液䜓珪玠付着の少な
くずも二぀の特城を教瀺しおいる。本発明では党
衚面積の倧きな窒化珪玠粒子の床䞊に、融点より
高い窒玠を付着させる。窒化珪玠は珪玠で濡らさ
れるので、珪玠は窒化珪玠粒子床を通぀お流䞋
し、反応噚の底郚に集めるこずができる。融点よ
り高い枩床で珪玠を付着させるこずに関する埓来
の技術は商業的に発展しなか぀た。なぜならその
ような反応噚の圢状に適した材料がなか぀たから
である。しかし本発明は窒化珪玠反応噚を甚いる
こずを教瀺するものであり、その反応噚は同時出
願に特蚱出願TI−9349に教瀺されおいる方
法で圢成された窒化物郚品を党お含んでいおもよ
い。
埓぀お本発明の目的は、融点より高い枩床で珪
玠を付着させるのに適した方法を䞎えるこずであ
る。
融点より高くしお珪玠を付着させるこずは、䞀
぀には工皋ガスの反応効率が珪玠融点に非垞に近
いずころで最倧になるため望たしい。埓぀お液䜓
付着法は、䜎枩付着法より本来䞀局効果的であ
る。埓来法では1200℃の近蟺の枩床で付着を達成
するのが兞型的なものである。
シヌメンス法や或は流動化床法の劂き埓来の珪
玠付着法を甚いた時、半導䜓玚結晶の成長に䌎う
非垞に重芁な問題点は、䞭間的段階の珪玠、即ち
付着法で圢成された倚結晶珪玠を取り扱わなけれ
ばならず、倧気に曝さざるを埗ず、この䞭間段階
にある間に、望たしくない䞍玔物を吞収するこず
があるずいうこずである。
埓぀お本発明の曎に別の目的は、倧きな衚面積
をも぀嵩ば぀た䞭間段階の珪玠を取扱う必芁がな
い半導䜓玚珪玠の結晶成長法を䞎えるこずであ
る。
珪玠結晶匕䞊げ機のための䟛絊材料を調補する
ための埓来の方法の曎に別の問題点は、それらの
方法は小芏暡な補造方法に本来あたり適したもの
ではないずいうこずである。即に、倧きな倚結晶
珪玠補造に芁する芏暡の経枈性は䌁業化ぞの障害
ずなる傟向があり、それは投䞋資本の小さな䌁業
による競争をできなくするか、又は倧きな䌁業䜓
から受ける䟛絊に䟝存せざるを埗なくするような
障害ずな぀おいる。
埓぀お本発明の䞀぀の目的は、効率的な小芏暡
操䜜に本来適した珪玠結晶匕䞊げ機に珪玠䟛絊材
料を䟛絊するための方法を䞎えるこずである。
本発明の曎に重芁な新芏な特城は、䞭間的結晶
匕䞊げ工皋のための蚭備にある。即ち、珟圚奜た
しい具䜓䟋によれば、液䜓ずしお付着したたたの
珪玠を盎接第䞀結晶匕䞊げ機ぞ移し、そこから倚
結晶質又は単結晶珪玠の第䞀の棒を匕䞊げる。䞍
玔物疑離がこの段階で起きるので、このようにし
お匕かれた棒は、それが匕き出された液䜓珪玠よ
り玔粋にな぀おいる。曎に匕かれた棒自身、衚面
積が小さく、埓぀お倧きな衚面積状の嵩ば぀た珪
玠よりもはるかに安党に取り扱い䞔぀保存するこ
ずができる。
本発明の䞀぀ず態様によれば、窒化珪玠の倧き
な衚面積のカラム䞊に、融点より高い枩床で珪玠
を付着させるための手段が䞎えられる。この装眮
により、液䜓珪玠をカラムの䞋にある貯槜ぞ重力
により䟛絊するこずができる。貯槜は結晶匕䞊げ
装眮に連結されおいお、、結晶匕䞊げ操䜜に察し
珪玠を再䟛絊できるようにしおある。
付着のための手段は、窒化珪玠の粒子を含んだ
高玔床窒化珪玠の容噚からなるのが奜たしい。ト
リクロロシランず氎玠を、加熱した窒化珪玠の入
぀たその容噚䞭ぞ導入し、そこで氎玠還元反応に
かける。この方法は窒化珪玠粒子に液䜓珪玠が付
着する結果になる。重力による流れにより液䜓珪
玠を貯槜ぞ送る。貯槜は結晶匕䞊装眮に結合され
おいるのが奜たしい。蚀及した郚材は党お高玔床
窒化珪玠から䜜られおおり、埓぀お液䜓珪玠ず接
觊するこずになる衚面は党お高玔床材料から圢成
されおいる。これによりこれらの郚品は考えられ
る䞍玔物源になるものから別にされおいる。
本発明の他の態様ずしお、珪玠の融点より高い
枩床で窒化珪玠マトリツクスに珪玠が付着させる
方法が䞎えられる。その方法は高玔床窒化珪玠の
容噚に包たれた高玔床窒化珪玠粒子のカラムの入
た容噚を甚いお始める。液䜓珪玠を収集するため
の貯槜ず、その貯槜から溶融珪玠を結晶匕䞊げ操
䜜ぞ移すための結合パむプも高玔床窒化珪玠から
䜜られおいる。これらの郚品は党お加熱され、結
晶が成長する迄珪玠が液䜓状態に確実に維持され
るようにする。トリクロロシランず氎玠を窒化珪
玠粒子の入぀たカラムに導入し、トリクロロシラ
ンの氎玠還元を行わせ、珪玠を窒化珪玠粒子の倧
きな衚面に付着させる。液䜓珪玠を重力により貯
槜ぞ流すこずにより収集する。液䜓移送系により
その珪玠を結晶匕䞊げ装眮の溶融物貯槜ぞ送る。
結晶の棒を液䜓から成長させる。その棒は非垞に
高い玔床を有する。
本発明によれば、窒化珪玠粒子からなるマトリ
ツクスを䞎え、その窒化珪玠粒子マトリツクスの
䞀郚を通぀お珪玠含有ガス混合物の流れを匷制的
に流し、然も該ガス流が該マトリツクスを通過す
る間該窒化珪玠粒子マトリツクスを珪玠の融点よ
り高く加熱しおおき、そしお該窒化珪玠粒子マト
リツクスの底郚で該ガス流から該窒化珪玠粒子䞊
に付着した液䜓珪玠を収集する諞工皋からなる、
珪玠含有ガス流から珪玠を生成させる方法が䞎え
られる。
凝固した珪玠による通過停止をやり易くするよ
うに、字型トラツプを甚いた液䜓珪玠甚の凝固
匁が、マサチナヌセツツ州ハヌバヌドの゚ネルギ
ヌ・マテリアルズ・コヌポレヌシペンから米囜゚
ネルギヌ省ぞJPL契玄955269に基き提出された報
告曞“Gaseous Melt Replenishment System”
に蚘茉されおいる。この報告曞の著曞はD.ã‚žã‚š
り゚ツトJewettその他である。この公けに
入手できる報告に蚘茉されおいるような凝固匁の
ためのトラツプ圢態は、本発明を実斜する際に甚
いるのに奜たしい。
石英配管を甚いた液䜓珪玠移動装眮は、数幎前
にシルテツク瀟Siltec Co.から垂販された補
品䞭に䟋瀺されおいるず考えられる。
融点より高い枩床で珪玠の付着を行わせるのに
適した材料は窒化珪玠である。窒化物る぀がず配
管は、参考のためここで述べる同時出願の特蚱出
願TI−9349に蚘茉された方法によ぀お圢成
される。成長したポリシリコン棒は、シヌメンス
法によ぀お圢成されたCVD棒より良い構造的䞀
䜓性をも぀おいるであろう。
本発明を付図を参照しお蚘述する。
窒化物る぀がの内郚には窒化物粒子のマトリツ
クスが入぀おいる。広い範囲の粒埄を甚いるこず
ができる。なぜなら最適粒埄の遞択は効率に圱響
は䞎えるが、工皋の䜜動性には圱響を䞎えないか
らである。珟圚奜たしい具䜓䟋ずしお、玄40ミル
の平均粒埄を甚いるが、10ミルより小さいものか
ら300ミルより倧きいものたでの粒埄を含めた他
の粒埄の広い範囲に甚いるこずができる。珟圚奜
たしい具䜓䟋では、窒化物マトリツクスは、珪玠
付着のための流動化床反応噚法から盎接窒化させ
たノゞナヌルnoduleによ぀お䞎えられる。
之等のノゞナヌルは埓来の方法䟋えば窒玠又は
アンモニアの雰囲気䞭で1300℃で加熱するによ
り平均粒埄に䟝る時間䟋えば40ミル粒子に察し
おは20時間より長い窒化させる。粒子は䜙り小
さ過ぎおはならず、さもないず毛现管効果による
露出液䜓衚面積を実質的に枛少し、カラムの底か
ら貯槜ぞ珪玠が重力により連続的に送られる真
の䟛絊量が枛少するこずに泚意すべきである。逆
に粒子の埄が倧きくなるず窒化物マトリツクスの
総衚面積は枛少する。孔のあいた入口パむプ
を、反応ガス混合物を窒化物マトリツクスの䞭心
ぞ泚入するのに甚いるのが奜たしい。
珟圚奜たしい具䜓䟋では、甚いられる反応ガス
混合物は〜16のトリクロロシラず、ガス混合
物の残りを氎玠にしたものである。氎玠はトリク
ロロシランガスの利甚に䞀局倧きな効率を䞎える
が、氎玠還元法を甚いるこず厳密に必芁なわけで
はない。別法ずしお、トリクロロシラン又はゞク
ロロシラン及び他のシラン類も、珪玠の付着を行
わせるのに単に熱分解させればよい。勿論SiH4
からSiCl4のクロロシラン類の党おを含め、
Si2Cl6等の劂き他の塩化珪玠化合物が甚いられる
ように、極めお倚皮類の他の工皋ガスを甚いるこ
ずもできる。他の䟋ずしお、〜10の四塩化珪
玠ず残䜙の氎玠ずを導入ガス流ずしお甚いるこず
もできる。
窒化物マトリツクスは、奜たしく誘導コむル
によ぀お加熱されるが、別法ずしお抵抗加熱噚
を甚いおもよい。窒化物マトリツクスの枩床を
1450℃の近蟺に保持されるのが奜たしいが、窒化
珪玠の分解性に぀いお可胜ずなる珪玠の融点より
高い範囲内のどの枩床でもよい。䟋えば奜たしい
枩床範囲は1410℃〜1620℃である。圧力は倧気圧
又はわずかに倧気圧より䞊数psiの加圧迄で
あるのが奜たしいが、この因子はもし望むなら広
く倉えるこずができる。もし付着する溶融物䞭に
酞玠を導入したいならば、加圧した亜酞化窒玠を
溶融物䞊の雰囲気䞭ぞ導入するこずができる。
窒化物マトリツクス粒子及びる぀がが、系の操
䜜䞭いくらか埐々に物䌚するこずが経隓されるで
あろう。窒化物の分解で起される問題を避けるた
めに、いく぀かのやり方で工皋を任意に修正する
こずができる。第䞀に分解工皋は熱に敏感であ
り、そのため分解枩床は珪玠の融点玄10°以内に
保持されるのが奜たしい。第二に、窒化物る぀が
及び窒化物粒子のマトリツクスは共に高玔床窒化
珪玠から䜜られるのが奜たしい。之は窒化物が分
解した時、ガス及び液䜓珪玠を発生し、液䜓珪玠
が溶融物䞭ぞ送られるからである。第䞉に、窒化
物郚品の断面積枛少を補うため、窒化珪玠の化孊
的蒞気分解を呚期的に甚いおもよい。䟋えば圓分
野でよく知られおいるように、アンモニアず珪玠
含有ガス䟋えばシラン、トリクロロシラン、又
はテトラクロロシランの劂きガス混合物を玄
1200°〜1250℃でる぀が䞭に流し、窒化物局を付
着させる。これはる぀が自䜓には奜たしいが、窒
化物マトリツクス粒子に察しおは、叀い粒子は
埐々に粒埄が枛少しおいくので、マトリツクスを
新しい粒子で単に再充填するのが奜たしい方法で
ある。マトリツクス粒子ぞのCVD窒化物付着は、
別の反応噚で行うこずができ、窒化物粒子が単䞀
の塊りぞ埐々に固化するのを避けるこずができ
る。勿論、䟋えばHC1で予からじめ食刻する短
い工皋を窒化物付着前に甚いるのが奜たしい。第
四に、䞊述の劂く、窒玠の倧きな分圧を維持する
こずができるが、これは倧きな利点を䞎えるずは
思えない。第五に、分解枩床は埪環させるこずが
できる。即ち、マトリツクスぞの珪玠の付着を融
点のすぐ䞋の枩床で行い䟋えば融点より20℃
䞋、呚期的にマトリツクスの枩床を、新たに珪
玠溶出するように䞊昇させる。䟋えば10から15分
で50℃䞊昇させる。この堎合、液䜓状態で移送す
る利点が維持されるが、窒化物郚品がわずかな時
間高枩床に曝される。溶融サむクル間の時間間隔
は、䞀぀の溶融サむクル䞭遊離する液䜓珪玠の量
を決定するように遞択するこずができるが、これ
を調節する䟿利なやり方は、サむクルの各溶融段
階が倧䜓䞀぀の匕䞊げ機の充填を䞎えるように、
充分な長さに、サむクルの付着段階を䌞ばすこず
である。
珟圚奜たしい具䜓䟋では窒化物粒子マトリツク
スの入぀たる぀がのために窒化物成分を甚いお
いるが、このる぀が自䜓が窒化物かわらな぀おい
るこずが必ずしも必芁なわけではない。䟋えば黒
鉛で支持された窒化珪玠る぀がを甚いるこずもで
きる。しかしお高枩匷床特性、高玔床、及びマト
リツクスの窒化珪玠粒子に察する反応性を完党に
もたないこずから、窒化物が奜たしい。
窒化物マトリツクスに付着した液䜓珪玠は、
重力によりる぀がの底郚域ぞ流䞋し、この
点から液䜓珪玠が、以䞋に蚘茉する劂く、䞭間的
凝固工皋又は液䜓移送・再成長工皋ぞ䞭すために
取り出される。
もし䞭間的凝固が望たれるならば、る぀がの底
郚に収集された液䜓珪玠は、䟋えば窒化物の
第二ルツボ䞭ぞ単にしたたり萜させ、そこで珪玠
を凝固させる。珪玠が凝固するる぀がは勿論そ
れ自䜓特別な圢をしおいるのが奜たしく、凝固時
の珪玠の膚匵によりる぀がが砎壊されるこずな
く、珪玠が呚囲の䞍玔物ず接觊しないような圢に
しおおく。 珟圚奜しい具䜓䟋ずしお、窒化物マトリツクス
から収集された溶融は、誘導匁によ぀お調節
され、液䜓状態で䞭間的再成長装眮ぞ遞択的
に移送される。
誘導匁は埓来の金属鋳物工堎で甚いられおきた
原理を甚いたものであり、半導䜓材料の分野では
芋なれないものである。誘導コむルが狭くな぀た
通路に局郚的加熱を䞎えるように甚いられおお
り、その狭くな぀た通路䞭で溶解させるが凝固さ
せるか遞択できるようにな぀おいる。凝固するず
珪玠は膚匵するため、この方法は、膚匵通路に察
しお甚いられた材料が窒化珪玠の劂く党く倧きな
匷床をも぀おいる堎合にのみ䜿甚できる。玄900
℃より䜎い珪玠は誘導加熱では充分぀ながらず、
埓぀おそのような堎合には含たれおいる材料ず共
に凝固しおいた䜎枩誘導匁の初期加熱を䞎えるよ
うに火炎或は抵抗加熱噚が必芁になるこずにも泚
意すべきである。
奜たしい具䜓䟋ずしお、液䜓珪玠は䞭間的匕䞊
げ装眮ぞ移送する。この装眮では倚結晶質棒
又は単結晶珪玠棒を溶融物から匕䞊げ、これに
よ぀お付加的な珪玠粟補を達成する。この粟補
は、圓分野で知られおいるように、通垞結晶成長
に䌎われる䞍玔物の凝固の結果である。Fe、
Na、、Cu、の劂き皮々の望たしくない䞍玔
物は、棒䞭に吹き出されるよりは溶融物䞭に優
先的に残されるので、珟圚奜たしい具䜓䟋では、
残枣を䞭間的匕䞊げ機溶融物から呚期的に残枣
廃棄所ぞ棄おるため、付加的な誘導匁を甚
いる。完党に埓来の方法によ぀お匕き䞊げられる
棒は、玔粋な単結晶珪玠棒の堎合に可胜になる
速さより実質的に速く匕䞊げるこずができる。し
かし、棒の匕䞊げが速い皋、䞍玔物凝離は悪くな
るであろう。
曎に棒は真性intrinsic珪玠である必芁は
なく、この段階でドヌプされおいおもよい。䟋え
ば小さな濃床に硌玠或は燐を䞭間的匕䞊機溶融物
ぞ容易に添加するこずができる。この堎合に、
倚結晶質棒は、圓分野でよく知られおいるよう
に、凝離効果により、その長手方向に沿぀た䞍玔
物の挞次移行を䌎な぀お匕䞊げられるであろう。
この棒に沿぀た䞍玔の挞次移行は、実際に再充填
可胜な匕䞊げ機のための䟛絊材料ずしお甚いるの
に望たしい。
䟋えばハムコHamcoCG2000RC型の劂き
再充填可胜な結晶匕き䞊げ機を、結晶が匕き䞊げ
られる溶融物を、再充填棒によ぀お再充填するた
めに配備する。そのような再充填棒は円筒の圢を
しおいるのが奜たしい。䞊昇した枩床で特に取扱
いが䟿利なように、再充填棒は倧きな内郚応力を
もたないのが奜たしい。本発明により匕䞊げられ
る倚結晶質棒を甚い、その棒を小片に切断又は砕
くこずにより、再充填可胜な匕䞊げ機に甚いるた
めの䞀連の再充填棒が埗られ、それにより环進的
な濃床にドヌプ剀を導入するこずができる。即
ち、䞀般に望たれおいるように、倧きな濃床でド
ヌプ剀を含有する単結晶の珪玠を匕䞊げたい堎
合、結晶成長䞭の䞍玔物凝離効果ずいうのは、溶
融物䞭の硌玠の濃床が䞀぀以䞊の結晶を溶融物か
ら匕䞊げるに埓぀お倉化しおいくこずを意味す
る。溶融物は、次々に結晶が匕䞊げられるに埓぀
お䞍均衡的に枯枇しおいくので、溶融物䞭のドヌ
プ剀の補充も䞍均衡的にやるべくきである。即
ち、溶融物に次々に添加されおいく倫々の珪玠
は、ドヌプ剀が結晶ぞ凝離するか又は溶融物ぞ凝
離するかに䟝り、則ちドヌプ剀の凝離係数がよ
り倧きいか又は小さいかに䟝぀お、含たれるドヌ
プ剀の割合が次第に高くなるか又は䜎くなるよう
にすべきである。本発明は、ドヌプ剀含有量が同
じでない初期䟛絊材料を溶融物に䞎えるこずによ
り、匕䞊げられる最終結晶の均䞀なドヌピングを
達成する䟿利な方法を䞎えるものである。即ち、
凝離係数の倧きさがどうであれ、匕䞊げられる倚
結晶質珪玠棒の断片を、それらが匕䞊げられたの
ず同じ順序で䟛絊材料ずしお甚いる。即ち皮子端
郚に最も近い断片は最初の再充填棒ずしお甚い
る。これにより、ゟヌンレベリンzone
levelling法によ぀お実珟される堎合に匹敵する
ドヌピングの均䞀性が、本発明で教瀺されるよう
に、ドヌプ剀含有量が挞次倉化しおいる再充填棒
を甚い぀結晶成長させるこずにより達成される。
本発明の具䜓䟋により、䞭間的段階の匕䞊げ機
によ぀お匕䞊げられた棒は、かなりの濃床の窒玠
を含む兞型的に応力のない結晶子粒埄の倧きなポ
リシリコンpolysiliconであるので、之等の
棒は機械的に匷く、非修正シヌメンス法によ぀お
補造された応力の加わ぀た棒ず違぀お、安党に取
扱うこずができる手又は機械で。
窒化珪玠マトリツクスを溶融珪玠は濡らし、窒
玠の珪玠䞭ぞの溶解床は限定されおいるので、窒
化物マトリツクスは長い時間に亘぀お液䜓珪玠の
基材ずしお存続するず思われる。党䜓が露出され
た窒化珪玠マトリツクス及び容噚を1400℃より高
い枩床ぞ加熱するこずが物理的に可胜であるこず
を、珪玠郚品のその堎での反応結合又は窒化及び
反応噚のCVD被芆䟋えば反応噚が䞍泚意によ
り汚染した堎合を行うのに利甚するこずができ
る。トリクロロシランず氎玠の䟛絊材料ぞ窒玠を
適圓な量添加するこずは、高枩珪玠流によ぀お窒
化珪玠構造䜓の溶解を制限するのに圹立぀。×
1015原子ccの氎準で窒玠が飜和し、ppbの氎準
の近くで他の党おの原子が陀かれた固䜓珪玠棒が
この方法で埗られる。
䞭間的棒結晶化及び粟補工皋のための匕䞊げ機
ぞ液䜓を転送するこずは䞻たる新芏な点であり、
それによ぀お゚ネルギヌが保存され、珟存の結晶
匕䞊げ機ぞ導入するのに最も望たしい生成物が圢
成される。倚結晶質珪玠よりもむしろ単結晶質珪
玠を、曎に粟補する工皋䞭にこの䜍眮で成長させ
るこずができ、その堎合、倚段䜓移送䜍眮を甚い
るのが奜たしい。即ち、合理的な倧きな単䞀の窒
化物マトリツクスによ぀お生ずる珪玠の䜓積速
床は、埓来の匕䞊げ機によ぀お高品質の結晶ずし
お匕䞊げられる珪玠の䜓積速床の数倍になるこず
があり、埓぀おマトリツクスの党胜力を利甚す
るため、いく぀かの異な぀た匁を任意に甚い
お溶融珪玠をいく぀かの異な぀た䞭間匕䞊げ機
ぞ䞎えるように甚いられる。棒の成長により充
分高い濃床の䞍玔物がる぀がに生じた埌、る぀が
の熱的匁を開いお溶融物残枣を排出する。液䜓移
送系之も窒化珪玠から䜜られおいるを通しお
る぀がを再充填するこずが、反応噚から溶融物を
連続的に取り出しお行われる。
斯様に、本発明は半導䜓玚の倧きな珪玠を圢成
させるための方法の利点を䞎えるものであり、そ
の方法で高玔床の珪玠が補造される。
本発明は、倧きな珪玠の圢成を、䞍玔物を吞収
する倧きな衚面積を有する䞭間的段階を甚いず
に、倚結晶質又は単結晶質珪玠の固䜓塊ぞ盎接進
行させるこずができる曎に別の利点を䞎える。
本発明は半導䜓玚珪玠の補造のための非垞に小
さな生産量のプラントを経枈的に圢成するこずが
できる曎に別の利点を䞎える。
本発明は、むしろ高䟡な高床に玔粋にした導入
ガストリクロロシランその他を非垞に効果的
に甚いる曎に別の利点を䞎える。
本発明は、先行する段階のための皮子導入を䞎
えるために、生成した倧きな材料を再埪環する必
芁をなくす曎に別の利点を䞎える。
本発明の方法を実斜するのに数倚くの修正や倉
曎を甚いおもよいこずは圓業者に明らかであろう
が、それは特蚱請求の範囲に明確に蚘茉された以
䞊に本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
第図は、高衚面積窒化珪玠マトリツクスに液
䜓珪玠を付着させ、珪玠を収集し、䞭間的匕䞊機
ぞ移送し、ポリシリコン棒を成長させるための装
眮の抂略図である。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  窒化珪玠粒子からなるマトリツクスを甚意
    し、珪玠の溶融枩床より高い枩床ぞ加熱した前蚘
    窒化珪玠粒子マトリツクスの䞀郚を通しお珪玠含
    有ガス混合物の流れを匷制的に通し、前蚘窒化珪
    玠粒子マトリツクスの底郚で、前蚘ガス流から前
    蚘窒化珪玠粒子に付着した液䜓珪玠を収集し、そ
    の収集した液䜓珪玠を溶融物貯槜ぞ移し、溶融物
    貯槜から珪玠の棒を成長させる諞工皋からなる、
    珪玠含有ガス流から珪玠の棒を補造する方法。  ガス流がトリクロロシランず氎玠からなる請
    求項に蚘茉の方法。  収集した液䜓珪玠を溶融物貯槜ぞ移す工皋
    が、窒玠珪玠からなるパむプを通しお液䜓珪玠を
    送るこずからなる請求項に蚘茉の方法。  珪玠棒が倚結晶質である請求項に蚘茉の方
    法。  珪玠棒が実質的に単結晶棒からなる請求項
    に蚘茉の方法。  窒化珪玠粒子からなるマトリツクスが、窒化
    珪玠からなるる぀が䞭に入れられおいる請求項
    に蚘茉の方法。  る぀がの党おが本質的に窒化珪玠からなる請
    求項に蚘茉の方法。  マトリツクスを、珪玠の融点の䞊50℃より䜎
    い枩床に保぀請求項に蚘茉の方法。
JP58241800A 1982-12-22 1983-12-21 珪玠棒の補造方法 Granted JPS59162117A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/452,173 US4547258A (en) 1982-12-22 1982-12-22 Deposition of silicon at temperatures above its melting point
US452173 1982-12-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59162117A JPS59162117A (ja) 1984-09-13
JPH0379292B2 true JPH0379292B2 (ja) 1991-12-18

Family

ID=23795371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58241800A Granted JPS59162117A (ja) 1982-12-22 1983-12-21 珪玠棒の補造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4547258A (ja)
JP (1) JPS59162117A (ja)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4710260A (en) * 1982-12-22 1987-12-01 Texas Instruments Incorporated Deposition of silicon at temperatures above its melting point
DE3737051A1 (de) * 1987-10-31 1989-05-11 Leybold Ag Vorrichtung fuer die kontinuierliche zufuhr von schmelzgut
DE69122599T2 (de) * 1990-07-26 1997-04-03 Sumitomo Electric Industries Verfahren und gerÀt zur herstellung von einkristallen
DE4106589C2 (de) * 1991-03-01 1997-04-24 Wacker Siltronic Halbleitermat Kontinuierliches Nachchargierverfahren mit flÃŒssigem Silicium beim Tiegelziehen nach Czochralski
US5178719A (en) * 1991-08-20 1993-01-12 Horiba Instruments, Inc. Continuous refill crystal growth method
DE4328982C2 (de) * 1993-08-28 1996-02-01 Leybold Ag Verfahren zum Regeln eines Mengenstromes von Partikeln zu einem Schmelztiegel und Regelanordnung zur DurchfÃŒhrung des Verfahrens
US5762896A (en) * 1995-08-31 1998-06-09 C3, Inc. Silicon carbide gemstones
JPH10158088A (ja) * 1996-11-25 1998-06-16 Ebara Corp 固䜓材料の補造方法及びその補造装眮
EP1719736B1 (en) 2000-05-11 2010-08-11 Tokuyama Corporation Apparatus for producing polycrystalline silicon
US6743697B2 (en) * 2000-06-30 2004-06-01 Intel Corporation Thin silicon circuits and method for making the same
NO20033207D0 (no) * 2002-07-31 2003-07-15 Per Kristian Egeberg Fremgangsmåte og reaktor for fremstilling av höyrent silisium, samt anvendelse av fremgangsmåten og reaktoren ved fremstilling av höyrentsilisium fra uraffinert silisium
JP5291282B2 (ja) * 2003-08-13 2013-09-18 株匏䌚瀟トクダマ 管型反応容噚および該反応容噚を甚いたシリコンの補造方法
DE102006050901A1 (de) * 2005-11-17 2007-05-31 Solarworld Industries Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterkörpers und zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
CN101460398B (zh) * 2006-04-13 2012-08-29 卡䌯特公叞 通过闭合环路方法生产硅
US8449940B2 (en) * 2007-04-25 2013-05-28 Kagan Ceran Deposition of high-purity silicon via high-surface area gas-solid interfaces and recovery via liquid phase
MY159586A (en) * 2007-12-28 2017-01-13 Tokuyama Corp Apparatus for producing silicon
US8652257B2 (en) 2010-02-22 2014-02-18 Lev George Eidelman Controlled gravity feeding czochralski apparatus with on the way melting raw material
DE102011075215A1 (de) * 2011-05-04 2012-11-08 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von Silicium
CN108103572B (zh) * 2012-12-31 2020-06-16 各星有限公叞 甚于单晶半富䜓材料的受控掺杂的液䜓掺杂系统和方法
WO2014106080A1 (en) 2012-12-31 2014-07-03 Memc Electronic Materials S.P.A. Fabrication of indium-doped silicon by the czochralski method
JP6264058B2 (ja) * 2014-01-23 2018-01-24 株匏䌚瀟Sumco シリコンの溶解方法及びその装眮䞊びに該装眮を備えたシリコン単結晶補造装眮
US10337118B2 (en) 2014-11-26 2019-07-02 Corner Star Limited Apparatus and method for doping a semiconductor melt comprising a seed chuck, a seed crystal connected to the seed chuck, and a dopant container connected to the seed chuck between a first and second end of the apparatus
CN108301039A (zh) * 2017-01-12 2018-07-20 新疆知信科技有限公叞 䞀种生长单晶硅的拉制装眮和拉制方法
CN112981528B (zh) * 2021-03-17 2023-01-17 倧连欣和重工有限公叞 䞀种盞互补料的单晶炉及其䜿甚方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4353875A (en) * 1978-11-06 1982-10-12 Allied Corporation Apparatus for growing crystalline materials
US4242697A (en) * 1979-03-14 1980-12-30 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Dielectrically isolated high voltage semiconductor devices
US4246249A (en) * 1979-05-24 1981-01-20 Aluminum Company Of America Silicon purification process
US4282184A (en) * 1979-10-09 1981-08-04 Siltec Corporation Continuous replenishment of molten semiconductor in a Czochralski-process, single-crystal-growing furnace
US4314525A (en) * 1980-03-03 1982-02-09 California Institute Of Technology Fluidized bed silicon deposition from silane

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59162117A (ja) 1984-09-13
US4547258A (en) 1985-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0379292B2 (ja)
US4710260A (en) Deposition of silicon at temperatures above its melting point
JP4567430B2 (ja) ダスト䞍含および孔䞍含の高玔床倚結晶シリコン顆粒およびその補法およびその䜿甚
EP0131586A1 (en) PROCESS AND DEVICE FOR OBTAINING SILICON FROM FLUOROSILICIC ACID.
CA1178177A (en) Process for increasing silicon thermal decomposition deposition rates from silicon halide-hydrogen reaction gases
KR20120023678A (ko) 고순도 폎늬싀늬윘의 제조륌 위한 방법 및 장치
US5006317A (en) Process for producing crystalline silicon ingot in a fluidized bed reactor
US4132763A (en) Process for the production of pure, silicon elemental semiconductor material
KR970007653B1 (ko) 고순도 도우핑 합ꞈ
JP4692247B2 (ja) 高玔床倚結晶シリコンの補造方法
JP5635985B2 (ja) 金属ケむ玠から非金属䞍玔物を陀去する方法
US5013604A (en) Preparation of high purity boron
Zulehner The growth of highly pure silicon crystals
GB1570131A (en) Manufacture of silicon
EP3584219B1 (en) Core wire for use in silicon deposition, method for producing said core wire, and method for producing polycrystalline silicon
US8173094B2 (en) Method for producing polycrystalline silicon
JPS63117906A (ja) 倚結晶シリコン補造装眮甚郚材
JPH03215310A (ja) 倚結晶シリコンの補造方法
JPH06127923A (ja) 倚結晶シリコン補造甚流動局反応噚
EP0045600B1 (en) Improved method for producing semiconductor grade silicon
US4559219A (en) Reducing powder formation in the production of high-purity silicon
JPS62501497A (ja) 連続しお匕き出される単結晶シリコンむンゎット
JPH01197309A (ja) 粒状シリコンの補造方法
JPH06100312A (ja) 顆粒状倚結晶シリコン抜き出し装眮
JP5217162B2 (ja) 倚結晶シリコンの補造方法