JPH0412084A - 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Info
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- JPH0412084A JPH0412084A JP2114519A JP11451990A JPH0412084A JP H0412084 A JPH0412084 A JP H0412084A JP 2114519 A JP2114519 A JP 2114519A JP 11451990 A JP11451990 A JP 11451990A JP H0412084 A JPH0412084 A JP H0412084A
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- partition member
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- silicon
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-
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
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- 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)
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］
本発明は、チョクラルスキー法による大直径のシリコン
忙結晶の製造装置に関するものである。
忙結晶の製造装置に関するものである。
二従来の技術］
ＬＳＩ分野ではシリコン単結晶に求される直径は年々大
きくなっている。今日、最新のテバイスでは直径６イン
チのシリコン単結晶が使われている。将来は１０インチ
あるいはそれ以上の直径のシリコン単結晶、例えば直径
１２インチのシリコン単結晶が必要になるといわれてい
る。
きくなっている。今日、最新のテバイスでは直径６イン
チのシリコン単結晶が使われている。将来は１０インチ
あるいはそれ以上の直径のシリコン単結晶、例えば直径
１２インチのシリコン単結晶が必要になるといわれてい
る。
大直径のシリコン単結晶の製造方法として知られている
チョクラルスキー法（ＣＺ法）ではシリコン単結晶の成
長とともにるつぼ中のシリコン溶融液量が減少する。従
ってシリコン単結晶の成長とともにシリコン単結晶中の
ドーパント濃度が上昇し、酸素濃度が低下する。即ちシ
リコン単結晶の性質がその成長方向に変動する。ＬＳＩ
の高密度化と共にシリコン単結晶に要求される品質が年
々厳しくなっているるのでこの問題は解決しなければな
らない。
チョクラルスキー法（ＣＺ法）ではシリコン単結晶の成
長とともにるつぼ中のシリコン溶融液量が減少する。従
ってシリコン単結晶の成長とともにシリコン単結晶中の
ドーパント濃度が上昇し、酸素濃度が低下する。即ちシ
リコン単結晶の性質がその成長方向に変動する。ＬＳＩ
の高密度化と共にシリコン単結晶に要求される品質が年
々厳しくなっているるのでこの問題は解決しなければな
らない。
この問題を解決する手段として、第８図に示すように通
常のＣ７法の石英るつぼ１内をシリコン溶融Ｎ！４の小
孔１２を有する石英製の円筒型の仕切り部材２２で仕切
り、この仕切り部材２２の外側に原料供給装置１４から
原料シリコン１７を連続的に供給しながら、内側で円柱
状のシリコン単結晶を育成する方法が知られており、そ
して多くの特許が開示されている（例えば特公昭４０−
１０１８４号公報、特開昭６２−２４１８８９号公報、
特開昭６３−２３０９２号公報、特開昭６３−３１９２
８７号公報、特開昭６４−７６９９２号公報、！ｌ！開
平１−９６０８７号公報〉。
常のＣ７法の石英るつぼ１内をシリコン溶融Ｎ！４の小
孔１２を有する石英製の円筒型の仕切り部材２２で仕切
り、この仕切り部材２２の外側に原料供給装置１４から
原料シリコン１７を連続的に供給しながら、内側で円柱
状のシリコン単結晶を育成する方法が知られており、そ
して多くの特許が開示されている（例えば特公昭４０−
１０１８４号公報、特開昭６２−２４１８８９号公報、
特開昭６３−２３０９２号公報、特開昭６３−３１９２
８７号公報、特開昭６４−７６９９２号公報、！ｌ！開
平１−９６０８７号公報〉。
［発明が解決しようとする課Ｂ］
前記のような従来技術を基に内部に仕切り部材を具備す
る二重構造るつぼを用いてシリコン単結晶を製造する場
合、シリコン溶融液中の熱的環境は通常の一重構造るつ
ぼを用いた場合とまったく逆のものになってしまう。
る二重構造るつぼを用いてシリコン単結晶を製造する場
合、シリコン溶融液中の熱的環境は通常の一重構造るつ
ぼを用いた場合とまったく逆のものになってしまう。
通常の一重構造るつぼを用いｆ、ｚ ＣＺ法の場合、る
つぼ側壁部がるつぼ底部より高温になっている。即ち、
るつぼ側壁部から投入される熱量がるつぼ底部から供給
される熱量よりも大きい。この結果、石英るつぼ中のシ
リコン溶融液の対流は第９図のような流れか支配的であ
るといわれている。ところが、二重構造のるつぼを用い
てシリコン単結晶の引き上げを行う場合、るつぼ側面か
ら単結晶育成部に投入される熱量は、−重構造のるつぼ
を用いた場合に比へてるつぼ底部からの入熱の割合が大
きくなる。これは仕切り部材の側面部が熱源から遠いこ
とと、原料溶解部のシリコン溶融液中の温度分布が底部
はど高温であることを考えれば明かである。このような
底部からの入熱の割合が大きい熱環境のもとでは、単結
晶育成部内のシリコン溶融液の熱対流が、第９図とはま
ったく逆の、第１０図のような熱対流が支配的になる。
つぼ側壁部がるつぼ底部より高温になっている。即ち、
るつぼ側壁部から投入される熱量がるつぼ底部から供給
される熱量よりも大きい。この結果、石英るつぼ中のシ
リコン溶融液の対流は第９図のような流れか支配的であ
るといわれている。ところが、二重構造のるつぼを用い
てシリコン単結晶の引き上げを行う場合、るつぼ側面か
ら単結晶育成部に投入される熱量は、−重構造のるつぼ
を用いた場合に比へてるつぼ底部からの入熱の割合が大
きくなる。これは仕切り部材の側面部が熱源から遠いこ
とと、原料溶解部のシリコン溶融液中の温度分布が底部
はど高温であることを考えれば明かである。このような
底部からの入熱の割合が大きい熱環境のもとでは、単結
晶育成部内のシリコン溶融液の熱対流が、第９図とはま
ったく逆の、第１０図のような熱対流が支配的になる。
このような熱対流においてはるつぼ底部の高温のシリコ
ン溶融液が直接シリコン単結晶の固液界面に直接運ばれ
てくることになり、この結果、シリコン単結晶の安定な
引き上げが阻害されるという問題が生していた。
ン溶融液が直接シリコン単結晶の固液界面に直接運ばれ
てくることになり、この結果、シリコン単結晶の安定な
引き上げが阻害されるという問題が生していた。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので
、前記のような仕切り部材を挿入した二重構造るつぼの
問題点を解決するするために、仕切り部材としてるつぼ
型のものを用いて、単結晶育成部内のシリコン溶融液の
熱的環境を改善し、シリコン単結晶の安定な引き上げを
達成することを目的としたものである。
、前記のような仕切り部材を挿入した二重構造るつぼの
問題点を解決するするために、仕切り部材としてるつぼ
型のものを用いて、単結晶育成部内のシリコン溶融液の
熱的環境を改善し、シリコン単結晶の安定な引き上げを
達成することを目的としたものである。
ｒ、課題を解決するための手段および作用］シリコン溶
融液を収納する自転型石英るつぼと、前記石英るつぼを
側面から加熱する電気抵抗加熱体と、前記石英るつぼ内
でシリコン溶融液を羊結晶宵或部材と原料溶解部とに分
割しかつシリコン溶融液が流通できる小孔を有する石英
製仕切り部材と、前記原料溶解部に原料シリコンを連続
的に供給する原料供給装置とを有するシリコン羊結晶製
造装置において、前記仕切り部材がるつぼ型であり、前
記るつぼ型仕切り部材の底部の外面が前記石英るつぼの
底部に密着し、かつ、前記るつぼ型仕切り部材の側面と
仕切り部材の底面とをつなぐ部分の曲率半径が１０ｍｍ
〜５０ｍ１１１の範囲であることを特徴とする。
融液を収納する自転型石英るつぼと、前記石英るつぼを
側面から加熱する電気抵抗加熱体と、前記石英るつぼ内
でシリコン溶融液を羊結晶宵或部材と原料溶解部とに分
割しかつシリコン溶融液が流通できる小孔を有する石英
製仕切り部材と、前記原料溶解部に原料シリコンを連続
的に供給する原料供給装置とを有するシリコン羊結晶製
造装置において、前記仕切り部材がるつぼ型であり、前
記るつぼ型仕切り部材の底部の外面が前記石英るつぼの
底部に密着し、かつ、前記るつぼ型仕切り部材の側面と
仕切り部材の底面とをつなぐ部分の曲率半径が１０ｍｍ
〜５０ｍ１１１の範囲であることを特徴とする。
発明者等はこの問題を解決するために下記に示すような
試験を行い、その知見に基ついてなされたものである。
試験を行い、その知見に基ついてなされたものである。
前記のような、石英るつぼ内に円筒型の仕切り部材を配
置した二重構造るつぼの問題点を解決するためには 第
５図に示すような単結晶育成部の底部の石英の肉厚を厚
くした二重構造のるつぼを用いることが考えられる。
置した二重構造るつぼの問題点を解決するためには 第
５図に示すような単結晶育成部の底部の石英の肉厚を厚
くした二重構造のるつぼを用いることが考えられる。
単結晶育成部の底部の石英の厚みを増すことにより、単
結晶育成部内の底部から投入される熱量を抑制すること
ができる。その結果、単結晶育成部の側面からの入熱量
を増大できるので、通常の一重構造のるつぼを用いた場
合と同等の熱対流を得ることが可能である。ところが、
このようなるつぼ各部の肉厚が均一でないるつぼを製作
することは製造コストの面でｒ’ＭＨがあった。
結晶育成部内の底部から投入される熱量を抑制すること
ができる。その結果、単結晶育成部の側面からの入熱量
を増大できるので、通常の一重構造のるつぼを用いた場
合と同等の熱対流を得ることが可能である。ところが、
このようなるつぼ各部の肉厚が均一でないるつぼを製作
することは製造コストの面でｒ’ＭＨがあった。
そこで、上記のような、単結晶育成部の底部の石英厚み
を厚くした二重構造のるつぼを精成するために、石英る
つぼ内に石英るつぼの口径よりも小さいるつぼ型仕切り
部材を配置することにより同等の効果が得られるのでは
ないかと考えた。
を厚くした二重構造のるつぼを精成するために、石英る
つぼ内に石英るつぼの口径よりも小さいるつぼ型仕切り
部材を配置することにより同等の効果が得られるのでは
ないかと考えた。
ところが口径の異なる大小二つの石英るつぼの組み合わ
せにより二重構造るつぼを構成する場合には以下のよう
な問題が発生する。すなわち通常の石英るつぼの形状は
第６図に示すように口径Ｄ、るつぼ底部の曲率半径Ｒ１
、およびるつぼ底部とるつぼの側面部をつなぐ部分の曲
率半径Ｒ２によって決定される０例えば、 １２インチ径（Ｄ＝３００ｍｍ）石英るつぼの場合は、
Ｒ１＝３００ｍｍ、Ｒ２＝８０ｍｍ、１６インチ径（Ｄ
＝４００ｍｍ）石英るつぼの場合は、Ｒ１＝４００ＩＩ
ＩＩ１．Ｒ２＝９０Ｉ１ｍｌ、２０インチ径（Ｄ＝５０
０ａ＋ｍ）石英るつぼの場合は、Ｒ１＝ ５００ ａｍ
、Ｒ２＝ １２０１となっている。このように一般に、
るつぼ底部の曲率半径Ｒ１はるつぼの口径りが大きくな
るに従い大きくなる。口径の異なる大小二つの石英るつ
ぼの組み合わせにより二重構造るつぼを構成する場合に
は、第７図に示すように、石英るつぼ内面とるつぼ型仕
切り部材底部外面との間に曲率半径の差に相当する間隙
が形成される０例えば、２０インチ径石英るつぼ１内に
口径１４インチるつぼ型仕切り部材用の石英るつぼを配
置した二重構造るつぼを構成した場合、るつぼ型仕切り
部材１１底部と石英るつぼ内面との間に最大３０ｍ１１
程度の間隙が形成される。このような形状の二重構造る
つぼを用いて、シリコン単結晶の引き上げを行う場合、
単結晶育成部内に投入される熱量は、やはり底部からの
割合が大きくなってしまうことがわかった。これはるつ
ぼ型仕切り部材１１の底部外面と、石英るつぼ１の内面
の間に間隙がおいていることに起因する。すなわち、原
料溶解部のシリコン溶融液の温度分布は溶融液底部はど
高温であるので、るつぼ型仕切り部材１１の底部に高温
のシリコン溶融液か存在し、底部からの入熱の割合が増
大するためである。
せにより二重構造るつぼを構成する場合には以下のよう
な問題が発生する。すなわち通常の石英るつぼの形状は
第６図に示すように口径Ｄ、るつぼ底部の曲率半径Ｒ１
、およびるつぼ底部とるつぼの側面部をつなぐ部分の曲
率半径Ｒ２によって決定される０例えば、 １２インチ径（Ｄ＝３００ｍｍ）石英るつぼの場合は、
Ｒ１＝３００ｍｍ、Ｒ２＝８０ｍｍ、１６インチ径（Ｄ
＝４００ｍｍ）石英るつぼの場合は、Ｒ１＝４００ＩＩ
ＩＩ１．Ｒ２＝９０Ｉ１ｍｌ、２０インチ径（Ｄ＝５０
０ａ＋ｍ）石英るつぼの場合は、Ｒ１＝ ５００ ａｍ
、Ｒ２＝ １２０１となっている。このように一般に、
るつぼ底部の曲率半径Ｒ１はるつぼの口径りが大きくな
るに従い大きくなる。口径の異なる大小二つの石英るつ
ぼの組み合わせにより二重構造るつぼを構成する場合に
は、第７図に示すように、石英るつぼ内面とるつぼ型仕
切り部材底部外面との間に曲率半径の差に相当する間隙
が形成される０例えば、２０インチ径石英るつぼ１内に
口径１４インチるつぼ型仕切り部材用の石英るつぼを配
置した二重構造るつぼを構成した場合、るつぼ型仕切り
部材１１底部と石英るつぼ内面との間に最大３０ｍ１１
程度の間隙が形成される。このような形状の二重構造る
つぼを用いて、シリコン単結晶の引き上げを行う場合、
単結晶育成部内に投入される熱量は、やはり底部からの
割合が大きくなってしまうことがわかった。これはるつ
ぼ型仕切り部材１１の底部外面と、石英るつぼ１の内面
の間に間隙がおいていることに起因する。すなわち、原
料溶解部のシリコン溶融液の温度分布は溶融液底部はど
高温であるので、るつぼ型仕切り部材１１の底部に高温
のシリコン溶融液か存在し、底部からの入熱の割合が増
大するためである。
以上の考察をもとに、シリコン単結晶を安定に引き上げ
るための二重構造るつぼの構成方法として、仕切り部材
１１をるつぼ型とし、このるつぼ型仕切り部材の底部外
面か上記石英るつぼの底部に密着するように配置し、こ
のるつぼ型仕切り部材の側面とつぼ型仕切り部材の底面
とをつなぐ部分の曲率半径を１０〜５０ｍｍとした。
るための二重構造るつぼの構成方法として、仕切り部材
１１をるつぼ型とし、このるつぼ型仕切り部材の底部外
面か上記石英るつぼの底部に密着するように配置し、こ
のるつぼ型仕切り部材の側面とつぼ型仕切り部材の底面
とをつなぐ部分の曲率半径を１０〜５０ｍｍとした。
るつぼ型仕切り部材の底部を石英るつぼの底部と密着さ
せた時、るつぼ型仕切り部材の底部とるつぼ型仕切り部
材の側面とをつなぐ部分の曲率半径Ｒ２か小さければ小
さいほど、単結晶育成部のるつぼ型仕切り部材の側面か
らの入熱量が大きくなる。即ち、シリコン単結晶の育成
を行う場合において、望ましいシリコン溶融液の熱対流
の状態となる。Ｒ２の上限を５０鳳ｍとしたのは、これ
以上ではるつぼの底面からの入熱が増大し、第９図に示
すのような溶融液の熱対流の状態になってしまうからで
ある。例えばるつぼ型仕切り部材の口径が３５０ｍｍ（
１４インチ径）でＲ２＝５０ｍｍとした場合、るつぼ型
仕切り部材と石英るつぼとが密着して二層構造を形成し
ている面積はるつぼ型仕切り部材の底部総面積の５割程
度である。すなわち、Ｒ２がこれよりも大きくなると上
記の密着している面積かるつぼ型仕切りの底部総面積の
半分り下となってしまい、やはり底部からの入熱量を抑
制する効果が小さくなってしまう。Ｒ２の下限を１０ｍ
ｍとしたのはこれより小さくするのが工業的に製作でき
ないからである。
せた時、るつぼ型仕切り部材の底部とるつぼ型仕切り部
材の側面とをつなぐ部分の曲率半径Ｒ２か小さければ小
さいほど、単結晶育成部のるつぼ型仕切り部材の側面か
らの入熱量が大きくなる。即ち、シリコン単結晶の育成
を行う場合において、望ましいシリコン溶融液の熱対流
の状態となる。Ｒ２の上限を５０鳳ｍとしたのは、これ
以上ではるつぼの底面からの入熱が増大し、第９図に示
すのような溶融液の熱対流の状態になってしまうからで
ある。例えばるつぼ型仕切り部材の口径が３５０ｍｍ（
１４インチ径）でＲ２＝５０ｍｍとした場合、るつぼ型
仕切り部材と石英るつぼとが密着して二層構造を形成し
ている面積はるつぼ型仕切り部材の底部総面積の５割程
度である。すなわち、Ｒ２がこれよりも大きくなると上
記の密着している面積かるつぼ型仕切りの底部総面積の
半分り下となってしまい、やはり底部からの入熱量を抑
制する効果が小さくなってしまう。Ｒ２の下限を１０ｍ
ｍとしたのはこれより小さくするのが工業的に製作でき
ないからである。
！実施例：１
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の実施例の石英の二重るつぼの断面図で
ある。図において、１は石英るつぼ、１１はるつぼ型仕
切り部材である。るつぼ型仕切り部材１１は石英るつぼ
］の中に同心的に配置されている。１２はるつぼ型仕切
り部材に開けられた小孔で、シリコン単結晶の育成中に
この小孔１２を通してシリコン溶融液が仕切り部材の外
側から仕切り部材の内側へ供給される１本実施例では石
英るつぼ１として内径：４８４ｍｌ１ｌ、外径＝５００
ｍｍ、底部内面の曲率半径・５００ＩＩＩ１．るつぼ高
さ・２０Ｏｎ＋＋ｎの石英るつぼを用い、るつぼ型仕切
り部材１１として内径：３３６＋＊ｍ、外径：３５０■
、底部外面の曲率半径：５０（Ｊａｍ、るつぼ型仕切り
部材の底部とるつぼ型仕切り部材の側面をつなぐ部分の
曲轡半径 １０ｍｍ、るつぼ型仕切り部材の高さ ２５
０ ｍｍである。るつぼ型仕切り部材の底部とるつぼ型
仕切り部材の側面をつなぐ曲率半径を１０ｍｍとしたの
は、これよりも曲率半径の小さいるつぼ型仕切り部材用
の石英るつぼを製作できなかったためである。
ある。図において、１は石英るつぼ、１１はるつぼ型仕
切り部材である。るつぼ型仕切り部材１１は石英るつぼ
］の中に同心的に配置されている。１２はるつぼ型仕切
り部材に開けられた小孔で、シリコン単結晶の育成中に
この小孔１２を通してシリコン溶融液が仕切り部材の外
側から仕切り部材の内側へ供給される１本実施例では石
英るつぼ１として内径：４８４ｍｌ１ｌ、外径＝５００
ｍｍ、底部内面の曲率半径・５００ＩＩＩ１．るつぼ高
さ・２０Ｏｎ＋＋ｎの石英るつぼを用い、るつぼ型仕切
り部材１１として内径：３３６＋＊ｍ、外径：３５０■
、底部外面の曲率半径：５０（Ｊａｍ、るつぼ型仕切り
部材の底部とるつぼ型仕切り部材の側面をつなぐ部分の
曲轡半径 １０ｍｍ、るつぼ型仕切り部材の高さ ２５
０ ｍｍである。るつぼ型仕切り部材の底部とるつぼ型
仕切り部材の側面をつなぐ曲率半径を１０ｍｍとしたの
は、これよりも曲率半径の小さいるつぼ型仕切り部材用
の石英るつぼを製作できなかったためである。
第２図は第１図に示すような石英の二重るつぼを用いた
シリコン単結晶の製造装置を示す断面図である。１は石
英るつぼで、黒鉛るつぼ２の中にセットされており、黒
鉛るつぼ２はペデスタル３上に上下動及び回転可能に支
持されている。４はるつぼ１内に入れられたシリコン溶
融液で、これから円柱上に育成されたシリコン単結晶５
か引き上げられる。６は黒鉛るつぼ２を取り囲む電気抵
抗加熱体、７はこの電気抵抗加熱体６を取り囲むホット
ゾーン断熱部材である。１４は原料供給装置で、１７は
原料シリコンである。
シリコン単結晶の製造装置を示す断面図である。１は石
英るつぼで、黒鉛るつぼ２の中にセットされており、黒
鉛るつぼ２はペデスタル３上に上下動及び回転可能に支
持されている。４はるつぼ１内に入れられたシリコン溶
融液で、これから円柱上に育成されたシリコン単結晶５
か引き上げられる。６は黒鉛るつぼ２を取り囲む電気抵
抗加熱体、７はこの電気抵抗加熱体６を取り囲むホット
ゾーン断熱部材である。１４は原料供給装置で、１７は
原料シリコンである。
このような装置において、第１図のような二重構造の石
英るつぼを用いると、単結晶育成部内の底部からの投入
熱量が抑制され、それに比ノ＼て側面部からの投入熱量
を増加させることかできるようになり、安定したシリコ
ン単結晶の育成ができるようになった。
英るつぼを用いると、単結晶育成部内の底部からの投入
熱量が抑制され、それに比ノ＼て側面部からの投入熱量
を増加させることかできるようになり、安定したシリコ
ン単結晶の育成ができるようになった。
この効果を確かめるための発明者らの実験結果を第３図
および第４図に示す。第３図はるつぼ型仕切り部材の底
部の曲率半径と単結晶化率の関係を示した図である。
および第４図に示す。第３図はるつぼ型仕切り部材の底
部の曲率半径と単結晶化率の関係を示した図である。
ここて単結晶化率とは、直径６インチ径のシリコン単結
晶を約１ ＋＋ｍ／分の引き上げ速度て単結晶の育成を
行ったとき、長さ１ｍ以上のシリコン単結晶が得られる
比率である。第２図の装置において、るつぼ１中でシリ
コン原料を２５ｋｇ加熱溶解した後、るつぼ１を１０ｒ
ｐｍ、シリコン単結晶５を２０ ｒｐｘでるつぼとは逆
回転とし、原料供給装置１４により原料シリコン１７を
原料溶解部に供給しながら、直径６インチのシリコン単
結晶を約１ ｍｍ／ ｍｉｎの引き上げ速度で育成した
。また、るつぼ型仕切り部材の底部とるつぼ型仕切り部
材の側面部とをつなく部分の曲率半径をほぼ］、、 Ｏ
Ｌｌｌｍと一定とし、底部の曲率半径の異なるるつぼ型
仕切り部材を用いて二重るつぼを構成した。第３図から
明らかなようにるつぼ型仕切り部材底部外面の曲率半径
と石英るつぼ底部内面の曲率半径の差が大きくなると単
結晶化率が低下する。
晶を約１ ＋＋ｍ／分の引き上げ速度て単結晶の育成を
行ったとき、長さ１ｍ以上のシリコン単結晶が得られる
比率である。第２図の装置において、るつぼ１中でシリ
コン原料を２５ｋｇ加熱溶解した後、るつぼ１を１０ｒ
ｐｍ、シリコン単結晶５を２０ ｒｐｘでるつぼとは逆
回転とし、原料供給装置１４により原料シリコン１７を
原料溶解部に供給しながら、直径６インチのシリコン単
結晶を約１ ｍｍ／ ｍｉｎの引き上げ速度で育成した
。また、るつぼ型仕切り部材の底部とるつぼ型仕切り部
材の側面部とをつなく部分の曲率半径をほぼ］、、 Ｏ
Ｌｌｌｍと一定とし、底部の曲率半径の異なるるつぼ型
仕切り部材を用いて二重るつぼを構成した。第３図から
明らかなようにるつぼ型仕切り部材底部外面の曲率半径
と石英るつぼ底部内面の曲率半径の差が大きくなると単
結晶化率が低下する。
本発明の第１区の実施例に示すように、るつぼ型仕切り
部材底部の外面を、るつぼ底部の内面に密着させること
により単結晶化率を最大にすることができる。
部材底部の外面を、るつぼ底部の内面に密着させること
により単結晶化率を最大にすることができる。
第４図はるつぼ型仕切り部材底部外面の曲率半径と外側
るつぼ内面の曲率半径が５００ ｍｍで等しく互いに密
着するようにし、側面部と底部とをつなぐ部分の曲率半
径の異なるるつぼ型仕切り部材を用いて二重構造るつぼ
とし、第３図と同様の実験を行った結果を示す図である
。
るつぼ内面の曲率半径が５００ ｍｍで等しく互いに密
着するようにし、側面部と底部とをつなぐ部分の曲率半
径の異なるるつぼ型仕切り部材を用いて二重構造るつぼ
とし、第３図と同様の実験を行った結果を示す図である
。
第４図から明らかなように、るつぼ型仕切り部材の底部
とるつぼ型仕切り部材の側面部とをつなぐ部分の曲率半
径を５０ｍ＋ｎより大きくすると単結晶化率が低下する
。
とるつぼ型仕切り部材の側面部とをつなぐ部分の曲率半
径を５０ｍ＋ｎより大きくすると単結晶化率が低下する
。
第１図の実施例のような二重構造るつぼにするだめには
、あらかじめ本発明の範囲のるつぼ型仕切り部材を用意
する方法でなくてもよい。即ち、シリコン単結晶の安定
な引き」二げを達成するためには、シリコン単結晶の育
成時に本発明め範囲のるつぼ形状になっておればよい。
、あらかじめ本発明の範囲のるつぼ型仕切り部材を用意
する方法でなくてもよい。即ち、シリコン単結晶の安定
な引き」二げを達成するためには、シリコン単結晶の育
成時に本発明め範囲のるつぼ形状になっておればよい。
これを達成するために原料シリコン３加熱 溶解する時
に、熱の投入方法を工夫することによりるつぼ型仕切り
の底部を軟化変形させ１本発明の二重構造るつぼを得る
こともできる。
に、熱の投入方法を工夫することによりるつぼ型仕切り
の底部を軟化変形させ１本発明の二重構造るつぼを得る
こともできる。
「発明の効果］
本発明に係わるシリコン単結晶の製造装置は以上のよう
に構成されているのて、単結晶育成部内のるつぼ底部か
らの入熱量に比べて、るつぼ型仕切り部材の側面部から
の入熱量を増大され、シリコン溶融液の熱的環境が通常
の一重構造のるつぼ内の熱的環境と同等のものが得られ
、単結晶育成部内のるつぼの底部からの入熱量を抑制し
たので、るつぼ型仕切り部材の側面部がらの入熱量を増
大できるようになり、長尺のシリコン単結晶を安定に引
き上けすることができるようになった。
に構成されているのて、単結晶育成部内のるつぼ底部か
らの入熱量に比べて、るつぼ型仕切り部材の側面部から
の入熱量を増大され、シリコン溶融液の熱的環境が通常
の一重構造のるつぼ内の熱的環境と同等のものが得られ
、単結晶育成部内のるつぼの底部からの入熱量を抑制し
たので、るつぼ型仕切り部材の側面部がらの入熱量を増
大できるようになり、長尺のシリコン単結晶を安定に引
き上けすることができるようになった。
第１図は本発明の実施例の石英の二重るつぼの模式的に
示した図、第２図は第１図に示すような石英の二重るつ
ぼを用いたシリコン単結晶の製造装置を示す断面図、第
３図はるつぼ型仕切り部材の底部の曲率半径と単結晶化
率の関係を示したグラフ図、第４図は仕切り部材の側面
と仕切り部材の底部をつなぐ部分の曲率半径と単結晶化
率の関係を示したグラフ図、第５図は単結晶育成部の底
部の肉厚を厚くした二重構造るつぼを模式的に示した図
、第６図は通常の石英るつぼの形状を模式的に示した図
、第７図は石英るつぼとるつぼ型仕切り部材とを模式的
に示す図、第８図は従来の一重構造のるつぼを用いたシ
リコン単結晶の製造装置を模式的に示す図、第９図−重
構造のるつぼを用いた場合のシリコン溶融液の対流を模
式的に示した図、第１０図は従来の二重構造のるつぼを
用いた場合のシリコン溶融液の対流を模式的に示した図
である。 １・・石英るつぼ、２ 黒鉛るつぼ、４・ シリコン溶
融液、５・ンリコ〉単結晶、６・・・ヒータ、８・・チ
ャンバー、１１ ・るつは型仕切り部材、１２・・小孔
、１４ ・原料供給装置、１７・・原料シリコン、２２
・・円筒型の仕切り部材。
示した図、第２図は第１図に示すような石英の二重るつ
ぼを用いたシリコン単結晶の製造装置を示す断面図、第
３図はるつぼ型仕切り部材の底部の曲率半径と単結晶化
率の関係を示したグラフ図、第４図は仕切り部材の側面
と仕切り部材の底部をつなぐ部分の曲率半径と単結晶化
率の関係を示したグラフ図、第５図は単結晶育成部の底
部の肉厚を厚くした二重構造るつぼを模式的に示した図
、第６図は通常の石英るつぼの形状を模式的に示した図
、第７図は石英るつぼとるつぼ型仕切り部材とを模式的
に示す図、第８図は従来の一重構造のるつぼを用いたシ
リコン単結晶の製造装置を模式的に示す図、第９図−重
構造のるつぼを用いた場合のシリコン溶融液の対流を模
式的に示した図、第１０図は従来の二重構造のるつぼを
用いた場合のシリコン溶融液の対流を模式的に示した図
である。 １・・石英るつぼ、２ 黒鉛るつぼ、４・ シリコン溶
融液、５・ンリコ〉単結晶、６・・・ヒータ、８・・チ
ャンバー、１１ ・るつは型仕切り部材、１２・・小孔
、１４ ・原料供給装置、１７・・原料シリコン、２２
・・円筒型の仕切り部材。
Claims (1)
- シリコン溶融液を収納する自転型石英るつぼと、前記
石英るつぼを側面から加熱する電気抵抗加熱体と、前記
石英るつぼ内でシリコン溶融液を単結晶育成部材と原料
溶解部とに分割しかつシリコン溶融液が流通できる小孔
を有する石英製仕切り部材と、前記原料溶解部に原料シ
リコンを連続的に供給する原料供給装置とを有するシリ
コン単結晶の製造装置において、前記仕切り部材がるつ
ぼ型であり、前記るつぼ型仕切り部材の底部の外面が前
記石英るつぼの底部に密着し、かつ、前記るつぼ型仕切
り部材の側面と仕切り部材の底面とをつなぐ部分の曲率
半径が１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲であることを特徴とす
るシリコン単結晶の製造装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114519A JPH0412084A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | シリコン単結晶の製造装置 |
| PCT/JP1991/000547 WO1991017289A1 (en) | 1990-04-27 | 1991-04-24 | Silicon single crystal manufacturing apparatus |
| KR1019910701851A KR920702733A (ko) | 1990-04-27 | 1991-04-24 | 실리콘 단결정 제조장치 |
| DE19914190942 DE4190942T1 (ja) | 1990-04-27 | 1991-04-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114519A JPH0412084A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | シリコン単結晶の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412084A true JPH0412084A (ja) | 1992-01-16 |
Family
ID=14639784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114519A Pending JPH0412084A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | シリコン単結晶の製造装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0412084A (ja) |
| KR (1) | KR920702733A (ja) |
| DE (1) | DE4190942T1 (ja) |
| WO (1) | WO1991017289A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005320969A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Oliver Laing | 循環ポンプ、及び電気モータの球面軸受を流体潤滑するための方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014152852A2 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Sunedison, Inc. | Crucible assembly for controlling oxygen and related methods |
| US9863062B2 (en) * | 2013-03-14 | 2018-01-09 | Corner Star Limited | Czochralski crucible for controlling oxygen and related methods |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1194820B (de) * | 1960-03-30 | 1965-06-16 | Telefunken Patent | Verfahren zum Ziehen von Einkristallen homogener Stoerstellenkonzentration und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
| JPH0733305B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1995-04-12 | 三菱マテリアル株式会社 | 石英製二重ルツボの製造方法 |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2114519A patent/JPH0412084A/ja active Pending
-
1991
- 1991-04-24 KR KR1019910701851A patent/KR920702733A/ko not_active Withdrawn
- 1991-04-24 WO PCT/JP1991/000547 patent/WO1991017289A1/en not_active Ceased
- 1991-04-24 DE DE19914190942 patent/DE4190942T1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005320969A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Oliver Laing | 循環ポンプ、及び電気モータの球面軸受を流体潤滑するための方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1991017289A1 (en) | 1991-11-14 |
| DE4190942T1 (ja) | 1992-05-14 |
| KR920702733A (ko) | 1992-10-06 |
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