JPH038791A - シリコン単結晶の製造方法及び製造装置 - Google Patents
シリコン単結晶の製造方法及び製造装置Info
- Publication number
- JPH038791A JPH038791A JP14192389A JP14192389A JPH038791A JP H038791 A JPH038791 A JP H038791A JP 14192389 A JP14192389 A JP 14192389A JP 14192389 A JP14192389 A JP 14192389A JP H038791 A JPH038791 A JP H038791A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明はチョクラルスキー法（以下ＣＺ法という）によ
るシリコン単結晶の引き上げ方法及び装置に関するもの
である。
るシリコン単結晶の引き上げ方法及び装置に関するもの
である。
［従来の技術］
シリコン原料を連続的に供給しながらチョクラルスキー
法によるシリコン単結晶の引き上げ方法は古く良く知ら
れている。第４図は従来のシリコン単結晶の引き上げ装
置を示す図である。この装置の優れた点は、シリコン単
結晶引き上げ部Ａから引き上げられたシリコン単結晶１
１に見合った量の粒状のシリコン原料１２を連続的に原
料供給部Ｂに供給するため、石英るつぼ１３のシ・リコ
ン融液１４の量を常に一定になるように保つことができ
る点である。
法によるシリコン単結晶の引き上げ方法は古く良く知ら
れている。第４図は従来のシリコン単結晶の引き上げ装
置を示す図である。この装置の優れた点は、シリコン単
結晶引き上げ部Ａから引き上げられたシリコン単結晶１
１に見合った量の粒状のシリコン原料１２を連続的に原
料供給部Ｂに供給するため、石英るつぼ１３のシ・リコ
ン融液１４の量を常に一定になるように保つことができ
る点である。
その結果引き上げられたシリコン単結晶１１の長手方向
の酸素濃度はどの位置においても同じように保つことが
できる。また、シリコン単結晶１１中のドープ材濃度に
おいても、引き上げられたシリコン単結晶１１中に取り
込まれたドープ材の量に見合った量をシリコン融液１４
中に連続的に添加すれば、シリコン単結晶１１の長手方
向のドープ材濃度を一定に保つことができ、高品質、高
歩留のシリコン単結晶を製造することができる。
の酸素濃度はどの位置においても同じように保つことが
できる。また、シリコン単結晶１１中のドープ材濃度に
おいても、引き上げられたシリコン単結晶１１中に取り
込まれたドープ材の量に見合った量をシリコン融液１４
中に連続的に添加すれば、シリコン単結晶１１の長手方
向のドープ材濃度を一定に保つことができ、高品質、高
歩留のシリコン単結晶を製造することができる。
［発明が解決しようとする課題］
従来のＣＺ法は、粒状のシリコン原料１２を原料供給部
Ｂに連続的に供給するために原料供給管１５が配設され
ているが、粒状のシリコン原料１２を確実に原料供給部
Ｂに供給するためには、原料供給管１５の出口を石英る
っぽ１３と仕切部材１６の間の原料供給部Ｂのシリコン
融液１４の液面に近づける必要がある。
Ｂに連続的に供給するために原料供給管１５が配設され
ているが、粒状のシリコン原料１２を確実に原料供給部
Ｂに供給するためには、原料供給管１５の出口を石英る
っぽ１３と仕切部材１６の間の原料供給部Ｂのシリコン
融液１４の液面に近づける必要がある。
なお、仕切部材１６の下部にはシリコン溶融液が流動す
るための小孔１８が配置されている。
るための小孔１８が配置されている。
しかしながら、原料供給管１５を使いシリコン単結晶を
製造すると次のような問題が発生した。
製造すると次のような問題が発生した。
原料供給管１５の出口付近はヒーター１７が近接してい
るため高温になっている。るつぼやヒータ回りの断熱材
の配置状態によってはシリコン融点（例えば、１４２０
°Ｃ〉を越えるような温度にまでなってしまう、このよ
うな高温の原料供給管１５の中を粒状のシリコン原料１
２を通過させると、シリコン原料１２は原料供給管１５
の内壁から次第に付着堆積し、最終的に原料供給管１５
を詰まらせてしまう。−旦詰まると、以後はシリコン原
料１２の連続供給は不可能になり、高品質のシリコン単
結晶の製造ができなくなる。
るため高温になっている。るつぼやヒータ回りの断熱材
の配置状態によってはシリコン融点（例えば、１４２０
°Ｃ〉を越えるような温度にまでなってしまう、このよ
うな高温の原料供給管１５の中を粒状のシリコン原料１
２を通過させると、シリコン原料１２は原料供給管１５
の内壁から次第に付着堆積し、最終的に原料供給管１５
を詰まらせてしまう。−旦詰まると、以後はシリコン原
料１２の連続供給は不可能になり、高品質のシリコン単
結晶の製造ができなくなる。
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
ＣＺ法において、原料供給管の詰まりを防止する方法及
び装置を提供することを目的とする。
ＣＺ法において、原料供給管の詰まりを防止する方法及
び装置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］
この発明のシリコン単結晶の製造方法及び装置は、溶融
シリコンが入れられたるつぼを内側のシリコン単結晶の
単結晶育成部と外側のシリコン原料を供給する原料供給
部との間に仕切部材で仕切り、前記原料供給部にシリコ
ン原料を連続的に供給し溶解しながら、前記仕切部材の
小孔を通して溶融シリコンを単結晶育成部に静かに移動
し、前記単結晶育成部からシリコン単結晶を製造する方
法において、シリコン原料を原料供給部の溶融液面上に
原料供給管から連続的に供給し、前記シリコン原料供給
管近傍に配置された高融点金属管又は石英管に導入され
た冷却ガスにより直接的又は間接的に原料供給管に冷却
する製造方法、及びシリコン原料を原料供給部の溶融液
面上に供給する原料供給管と前記原料供給管を冷却する
高融点金属管又は石英管とを配設した製造装置である。
シリコンが入れられたるつぼを内側のシリコン単結晶の
単結晶育成部と外側のシリコン原料を供給する原料供給
部との間に仕切部材で仕切り、前記原料供給部にシリコ
ン原料を連続的に供給し溶解しながら、前記仕切部材の
小孔を通して溶融シリコンを単結晶育成部に静かに移動
し、前記単結晶育成部からシリコン単結晶を製造する方
法において、シリコン原料を原料供給部の溶融液面上に
原料供給管から連続的に供給し、前記シリコン原料供給
管近傍に配置された高融点金属管又は石英管に導入され
た冷却ガスにより直接的又は間接的に原料供給管に冷却
する製造方法、及びシリコン原料を原料供給部の溶融液
面上に供給する原料供給管と前記原料供給管を冷却する
高融点金属管又は石英管とを配設した製造装置である。
［作用］
この発明はシリコン単結晶を製造する方法及び装置にお
いて、原料供給管の周囲に気体で直接又は間接的に冷却
できるように高融点金属管又は石英管を配設しなので、
原料供給管の周囲が冷却されるので、シリコン原料が原
料供給管内を円滑に通過し、原料供給部Ｂのシリコン溶
融液の表面に供給できる。
いて、原料供給管の周囲に気体で直接又は間接的に冷却
できるように高融点金属管又は石英管を配設しなので、
原料供給管の周囲が冷却されるので、シリコン原料が原
料供給管内を円滑に通過し、原料供給部Ｂのシリコン溶
融液の表面に供給できる。
［実施例］
第１図は本発明の原料供給管の周囲を気体で間接的に冷
却できるように高融点金属管を配設した一実施例を示す
図である。１は原料供給管、２は原料供給管を螺旋状に
沿わせた高融点金属管で、原料供給管１の出口部３付近
まで覆っており、ヒーターやシリコン溶融液面からの放
射熱が直接原石供給管１に当たらないように原料供給管
１の側面を照射しないように高融点金属管２と高融点金
属管２が接触するように密に巻かれている。この高融点
金属管２の一端Ｃから気体（例えば、アルゴンガス）が
導入できるように配設され、シリコン単結晶引き上げ装
置の外にあるアルゴン供給装置（図示せず）と繋がって
いる。この高融点金属管２の他端りは開放されており、
シリコン単結晶引き上げ装置内に排出できるようにしで
あるので、この螺旋状に沿わせた高融点金属管２はアル
ゴンによって冷却される９図中の矢印は冷却ガスの動き
の方向を示す。
却できるように高融点金属管を配設した一実施例を示す
図である。１は原料供給管、２は原料供給管を螺旋状に
沿わせた高融点金属管で、原料供給管１の出口部３付近
まで覆っており、ヒーターやシリコン溶融液面からの放
射熱が直接原石供給管１に当たらないように原料供給管
１の側面を照射しないように高融点金属管２と高融点金
属管２が接触するように密に巻かれている。この高融点
金属管２の一端Ｃから気体（例えば、アルゴンガス）が
導入できるように配設され、シリコン単結晶引き上げ装
置の外にあるアルゴン供給装置（図示せず）と繋がって
いる。この高融点金属管２の他端りは開放されており、
シリコン単結晶引き上げ装置内に排出できるようにしで
あるので、この螺旋状に沿わせた高融点金属管２はアル
ゴンによって冷却される９図中の矢印は冷却ガスの動き
の方向を示す。
本発明は以上のように構成されているので、単に原料供
給管１を筒状物で覆った場合と比べて原料供給管１側に
面した高温物体面温度より低くすることができ、原料供
給管１に照射される高温ヒーターやシリコン溶融液面か
らの放射熱量を大幅に低減することができる。従って間
接的に原料供給管１を冷却して低温に保つことができる
ので、粒状シリコン原料中に含まれる微粉が原料供給管
１の表面に付着を減少し、焼結状に堆積して行くことを
防止することができる。
給管１を筒状物で覆った場合と比べて原料供給管１側に
面した高温物体面温度より低くすることができ、原料供
給管１に照射される高温ヒーターやシリコン溶融液面か
らの放射熱量を大幅に低減することができる。従って間
接的に原料供給管１を冷却して低温に保つことができる
ので、粒状シリコン原料中に含まれる微粉が原料供給管
１の表面に付着を減少し、焼結状に堆積して行くことを
防止することができる。
本実施例では、原料供給管１の出口部より上部５０＋ｕ
＋を螺旋状に沿わせたタンタルの高融点金属管２で覆い
、このタンタルの高融点金属管２内に冷却ガスとしてア
ルゴンＩＯＮβ／ｉを流して使用した。そして長時間操
業に対しても全くシリコン原料が詰まることはなかった
。なお、タンタルの高融点金属管２は、汚染源になるこ
とも考慮してタンタルの高融点金属管２の外表面を高純
度石英で被覆すればなおよい。
＋を螺旋状に沿わせたタンタルの高融点金属管２で覆い
、このタンタルの高融点金属管２内に冷却ガスとしてア
ルゴンＩＯＮβ／ｉを流して使用した。そして長時間操
業に対しても全くシリコン原料が詰まることはなかった
。なお、タンタルの高融点金属管２は、汚染源になるこ
とも考慮してタンタルの高融点金属管２の外表面を高純
度石英で被覆すればなおよい。
第２図は本発明の原料供給管の周囲を気体で間接的に冷
却できるように高融点金属管を配設した他の実施例を示
す図である。外径管５と内径管６で筒状とした二重筒管
で構成された前記高融点金属管２の円管筒内に原料供給
管１を挿入して配設し、第１図の実施例と同様にこの高
融点金属管２の一端Ｃ′から気体（例えばアルゴンガス
）が導入できるように配設され、シリコン単結晶引き上
げ装置の外にあるアルゴン供給装置（図示せず）と繋が
っている。この高融点金属管２の他端Ｄ′は開放されて
おり、シリコン単結晶引き上げ装置内に排出できるよう
にしである。この装置でも同様な効果が得られた。この
装置で二重管内に仕切材４を入れたのは冷却ガスがショ
ウトバスしないように高融点金属管２の下方まで行き渡
らせるなめである。
却できるように高融点金属管を配設した他の実施例を示
す図である。外径管５と内径管６で筒状とした二重筒管
で構成された前記高融点金属管２の円管筒内に原料供給
管１を挿入して配設し、第１図の実施例と同様にこの高
融点金属管２の一端Ｃ′から気体（例えばアルゴンガス
）が導入できるように配設され、シリコン単結晶引き上
げ装置の外にあるアルゴン供給装置（図示せず）と繋が
っている。この高融点金属管２の他端Ｄ′は開放されて
おり、シリコン単結晶引き上げ装置内に排出できるよう
にしである。この装置でも同様な効果が得られた。この
装置で二重管内に仕切材４を入れたのは冷却ガスがショ
ウトバスしないように高融点金属管２の下方まで行き渡
らせるなめである。
第３図は原料供給管を気体で直接的に冷却できるように
高融点金属管を配設した実施例を示す図である。この図
のおいて高融点金属管２は原料供給管と平行して設置さ
れ、適当な間隔に開口部７が配置されている。開口部７
の形状は丸型又はスリット型が一般的である。この実施
例は以上のように構成されているので原料供給管１は直
接高融点金属管の小孔又はスリット（図示せず）から噴
射されるので、原料供給管１は強制的に冷却される９ 本実施例では小孔を原料供給管１の出口部３より５１上
方から１０１ピツチで６個、−本の高融点金属管２を配
設した。高融点金属管２に供給した冷却用のアルゴンガ
スの量は５ Ｎ Ｉ ／ ｎｌ１ｎである。この装置で
の結果ら前記の実施例と同様に原料供給管１の出口部３
付近の粒状のシリコン原料の詰まりは発生しなかった。
高融点金属管を配設した実施例を示す図である。この図
のおいて高融点金属管２は原料供給管と平行して設置さ
れ、適当な間隔に開口部７が配置されている。開口部７
の形状は丸型又はスリット型が一般的である。この実施
例は以上のように構成されているので原料供給管１は直
接高融点金属管の小孔又はスリット（図示せず）から噴
射されるので、原料供給管１は強制的に冷却される９ 本実施例では小孔を原料供給管１の出口部３より５１上
方から１０１ピツチで６個、−本の高融点金属管２を配
設した。高融点金属管２に供給した冷却用のアルゴンガ
スの量は５ Ｎ Ｉ ／ ｎｌ１ｎである。この装置で
の結果ら前記の実施例と同様に原料供給管１の出口部３
付近の粒状のシリコン原料の詰まりは発生しなかった。
又本装置は直接原料供給管１の表面に冷却用アルゴンガ
スを吹き付けるわけであるが、２０ Ｎ １２７ ＊程
度吹き付けてもシリコン溶融液面の変動及び粒状のシリ
コン原料の飛散は確認されず、シリコン単結晶の育成を
阻害することはなかった。
スを吹き付けるわけであるが、２０ Ｎ １２７ ＊程
度吹き付けてもシリコン溶融液面の変動及び粒状のシリ
コン原料の飛散は確認されず、シリコン単結晶の育成を
阻害することはなかった。
本実施例では開口部７付きの高融点金属管２は−本の例
で説明したが複数でも、同様な効果が得られた。高融点
金属管２の材質はタンタルの他に高純度石英管も使用し
た。なお、本発明の全ての実施例では気体としてアルゴ
ンガスを用いたが、シリコン単結晶の育成及び品質上の
支障がなければ他の気体でも良い。
で説明したが複数でも、同様な効果が得られた。高融点
金属管２の材質はタンタルの他に高純度石英管も使用し
た。なお、本発明の全ての実施例では気体としてアルゴ
ンガスを用いたが、シリコン単結晶の育成及び品質上の
支障がなければ他の気体でも良い。
又、第１図、第２図に示すように間接冷却方式であれば
、冷却に使用した気体をシリコン単結晶引き上げ装置の
外部に誘導し排気するようにすれば、冷却用に使用でき
る気体の種類は更に増やすこともできる。
、冷却に使用した気体をシリコン単結晶引き上げ装置の
外部に誘導し排気するようにすれば、冷却用に使用でき
る気体の種類は更に増やすこともできる。
［発明の効果］
以上のように、この発明によればシリコン単結晶引き上
げ方法及び装置において、シリコン原料を原料供給部の
溶融液面上に連続的に供給する原料供給管と、前記シリ
コン原料供給管を冷却する高融点金属管又は石英管とを
配設しているので、原料供給管の濁囲が冷却されるので
、粒状のシリコン原料が原料供給管内で付着が防止でき
るので、原料供給管内での詰まりの発生はない。
げ方法及び装置において、シリコン原料を原料供給部の
溶融液面上に連続的に供給する原料供給管と、前記シリ
コン原料供給管を冷却する高融点金属管又は石英管とを
配設しているので、原料供給管の濁囲が冷却されるので
、粒状のシリコン原料が原料供給管内で付着が防止でき
るので、原料供給管内での詰まりの発生はない。
第１区は本発明の原料供給管の周囲を気体で間接的に冷
却できるように高融点金属管を配設した一実施例を示す
図、第２図は本発明の原料供給管の周囲を気体で間接的
に冷却できるように高融点金属管を配設した他の実施例
を示す図、第３図は原料供給部を気体で直接的に冷却で
きるように高融点金属管を配設した実施例を示す図、第
４図は従来のシリコン単結晶の引き上げ装置を示す図で
ある。 １・原料供給管、２・・高融点金属管、３・・高融点金
属管の出口部、４・・・高融点金属管の仕切材、５・・
・外径管、６・・・内径管、７・・・開口部。
却できるように高融点金属管を配設した一実施例を示す
図、第２図は本発明の原料供給管の周囲を気体で間接的
に冷却できるように高融点金属管を配設した他の実施例
を示す図、第３図は原料供給部を気体で直接的に冷却で
きるように高融点金属管を配設した実施例を示す図、第
４図は従来のシリコン単結晶の引き上げ装置を示す図で
ある。 １・原料供給管、２・・高融点金属管、３・・高融点金
属管の出口部、４・・・高融点金属管の仕切材、５・・
・外径管、６・・・内径管、７・・・開口部。
Claims (5)
- （１）溶融シリコンが入れられたるつぼを内側のシリコ
ン単結晶の単結晶育成部と外側のシリコン原料を供給す
る原料供給部の間を仕切部材で仕切り、前記原料供給部
にシリコン原料を連続的に供給し溶解しながら、前記仕
切部材の小孔を通して溶融シリコンを単結晶育成部に静
かに移動し、前記単結晶育成部からシリコン単結晶を製
造する方法において、シリコン原料を原料供給管から原
料供給部の溶融液面上に連続的に供給し、前記原料供給
管近傍に配置された高融点金属管又は石英管に導入され
たガスにより直接的又は間接的に原料供給管を冷却する
ことを特徴とするシリコン単結晶の製造方法。 - （２）溶融シリコンが入れられたるつぼを内側のシリコ
ン単結晶の単結晶育成部と外側のシリコン原料を供給す
る原料供給部とに仕切部材で仕切り、前記原料供給部に
シリコン原料を連続的に供給しながら前記原料供給部で
シリコン原料を溶解しながら、前記仕切部材の小孔を通
して溶融シリコンを単結晶育成部に静かに移動し、前記
単結晶育成部からシリコン単結晶を製造する装置におい
て、シリコン原料を原料供給部の溶融液面上に供給する
原料供給管と前記原料供給管を直接的又は間接的に冷却
する高融点金属管又は石英管とを配設したことを特徴と
するシリコン単結晶の製造装置。 - （３）前記原料供給管の外面を囲むように螺旋状に沿わ
せて、高融点金属管又は石英管を配設したことを特徴と
する請求項２記載のシリコン単結晶の製造装置。 - （４）外径管と内径管で筒状とした二重筒管で構成され
た高融点金属管又は石英管の円管筒内に、前記原料供給
管を挿入して配設したことを特徴とする請求項２記載の
シリコン単結晶の製造装置。 - （５）原料供給管近傍に沿って複数以上の開口部を設け
た１本以上の高融点金属管又は石英管を配設してなるこ
とを特徴とする請求項２記載のシリコン単結晶の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14192389A JPH038791A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | シリコン単結晶の製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14192389A JPH038791A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | シリコン単結晶の製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH038791A true JPH038791A (ja) | 1991-01-16 |
Family
ID=15303302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14192389A Pending JPH038791A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | シリコン単結晶の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH038791A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0945528A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Leybold Systems GmbH | Kristall-Ziehanlage |
| EP0945529A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Leybold Systems GmbH | Kristall-Ziehanlage |
| WO2025239906A1 (en) * | 2024-05-16 | 2025-11-20 | Globalwafers Co., Ltd. | Systems and methods for cooling a chunk polycrystalline feeder |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP14192389A patent/JPH038791A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0945528A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Leybold Systems GmbH | Kristall-Ziehanlage |
| EP0945529A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Leybold Systems GmbH | Kristall-Ziehanlage |
| WO2025239906A1 (en) * | 2024-05-16 | 2025-11-20 | Globalwafers Co., Ltd. | Systems and methods for cooling a chunk polycrystalline feeder |
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