JPH0566351B2 - - Google Patents

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JPH0566351B2
JPH0566351B2 JP12172785A JP12172785A JPH0566351B2 JP H0566351 B2 JPH0566351 B2 JP H0566351B2 JP 12172785 A JP12172785 A JP 12172785A JP 12172785 A JP12172785 A JP 12172785A JP H0566351 B2 JPH0566351 B2 JP H0566351B2
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JP
Japan
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crucible
silicon
raw material
cylindrical body
silicon single
Prior art date
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JP12172785A
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Japanese (ja)
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JPS61281100A (en
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Masato Matsuda
Masami Nakanishi
Osamu Suzuki
Kazuo Fukumura
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はシリコン穿結晶の製造方法の改良に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing silicon perforations.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

シリコン単結晶は主にチヨクラルスキー法によ
り製造されている。この方法は、チヤンバー内に
ルツボを回転自在に支持し、このルツボ内にポリ
シリコン原料を装填し、ルツボ周囲に配設された
カーボンヒーターにより加熱してポリシリコン原
料を溶融させた後、この溶融シリコンに種結晶を
浸して引上げることによりシリコン単結晶を成長
させるものである。
Silicon single crystals are mainly produced by the Czyochralski method. In this method, a crucible is rotatably supported in a chamber, a polysilicon raw material is loaded into the crucible, the polysilicon raw material is heated by a carbon heater placed around the crucible, and then the polysilicon raw material is melted. A silicon single crystal is grown by dipping a seed crystal into silicon and pulling it up.

従来、ポリシリコン原料のルツボへのチヤージ
は、第2図に示すように、単に例えば石英ルツボ
1内に塊状のポリシリコン原料2を詰め込むこと
により行なわれている。
Conventionally, the charging of polysilicon raw material into a crucible has been carried out by simply filling, for example, a block of polysilicon raw material 2 into a quartz crucible 1, as shown in FIG.

第2図に示すようなチヤージ方法では、ポリシ
リコン原料を加熱・溶融したとき、溶融シリコン
の融液面はルツボ1の上端よりもかなり下がつた
位置となる。
In the charging method shown in FIG. 2, when the polysilicon raw material is heated and melted, the surface of the molten silicon is considerably lower than the upper end of the crucible 1.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

上記チヨクラルスキー法において、シリコン単
結晶の生産量を増加させるためには、ポリシリコ
ン原料のチヤージ量を多くすればよいことは明ら
かである。一方、シリコン単結晶の品質を向上さ
せるためには、ルツボの高さを低くして溶融シリ
コンの温度勾配を小さくすることが望ましいこと
がわかつてきている。上記の生産量の増大と品質
の向上とはいずれもシリコン単結晶の歩留り向上
につながる。
In the above-mentioned Czyochralski method, it is clear that in order to increase the production amount of silicon single crystals, it is sufficient to increase the charge amount of the polysilicon raw material. On the other hand, in order to improve the quality of silicon single crystals, it has been found that it is desirable to lower the height of the crucible to reduce the temperature gradient of molten silicon. Both of the above-mentioned increases in production volume and improvements in quality lead to improvements in the yield of silicon single crystals.

しかし、第2図に示すような従来の方法により
ポリシリコン原料をチヤージした場合、溶融シリ
コンとルツボの上端との位置関係はルツボ高さに
よつてそれほど変化しない。このため、シリコン
単結晶の品質を重視して、高さの低いルツボに従
来の方法でポリシリコン原料をチヤージした場合
には、溶融シリコンの融液の深さが浅くなり、原
料のチヤージ量が少なくなつてシリコン単結晶の
生産量が減少してしまう。したがつて、シリコン
単結晶の歩留りが期待するほど向上しないという
欠点があつた。
However, when the polysilicon raw material is charged by the conventional method as shown in FIG. 2, the positional relationship between the molten silicon and the upper end of the crucible does not change much depending on the height of the crucible. For this reason, when charging polysilicon raw materials in a low-height crucible using the conventional method with emphasis on the quality of silicon single crystals, the depth of the molten silicon melt becomes shallow and the amount of raw material charged decreases. As a result, the production amount of silicon single crystals will decrease. Therefore, there was a drawback that the yield of silicon single crystals did not improve as much as expected.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情を考慮してなされたものであ
り、高さの低いルツボへのシリコン原料のチヤー
ジ量を増加させ、品質の向上及び生産量の増加を
図ることにより、歩留りを大幅に向上し得るシリ
コン単結晶の製造方法を提供しようとするもので
ある。
The present invention was made in consideration of the above circumstances, and it significantly improves the yield by increasing the amount of silicon raw material charged into a crucible with a low height, improving quality and increasing production volume. The purpose of the present invention is to provide a method for producing silicon single crystals.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明のシリコン単結晶の製造方法は、ルツボ
内にルツボ高さよりも高さの高いシリコン製の筒
状体を収容し、この筒状体内にシリコン原料を装
填した後、加熱してシリコン原料及び筒状体を溶
融させることを特徴とするものである。
In the method for producing a silicon single crystal of the present invention, a cylindrical body made of silicon having a height higher than the height of the crucible is housed in a crucible, a silicon raw material is loaded into the cylindrical body, and then the silicon raw material and the silicon raw material are heated. It is characterized by melting a cylindrical body.

このような方法によれば、ルツボの高さが低い
場合でもシリコン製の筒状体の高さを変えること
により、ルヌボを完全に満たす量のシリコン原料
をチヤージすることができる。したがつて、シリ
コン単結晶の品質を向上するとともに生産量を増
加することができ、歩留りを大幅に向上すること
ができる。
According to this method, even if the height of the crucible is low, by changing the height of the silicon cylindrical body, it is possible to charge an amount of silicon raw material that completely fills the crucible. Therefore, it is possible to improve the quality of the silicon single crystal and increase the production amount, thereby significantly improving the yield.

なお、本発明において、シリコン製の筒状体は
単なる筒体でもよいし、底面を設けた容器でもよ
い。また、筒状体の断面形状は円筒状又はそれ以
外の任意の形状とすることができる。
In the present invention, the silicone cylindrical body may be a simple cylindrical body or may be a container provided with a bottom surface. Further, the cross-sectional shape of the cylindrical body can be cylindrical or any other arbitrary shape.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を第1図に示す引上装置
を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to a lifting device shown in FIG.

第1図において、下部チヤンバー11は上面及
び底面に開口が設けられており、その上部にはシ
リコン単結晶を引上げるためのプルチヤンバー1
2が設けられている。下部チヤンバー11の底面
の開口からは支持軸13が回転自在に挿入され、
その上端に黒鉛製の保護体14及びその内部の石
英等からなるルツボ15を支持している。このル
ツボ15内にはシリコン体を溶接して形成された
筒体16が収容され、その内部にポリシリコン原
料17が装填される。
In FIG. 1, a lower chamber 11 is provided with openings on its top and bottom surfaces, and a pull chamber 1 for pulling a silicon single crystal is provided above the opening.
2 is provided. A support shaft 13 is rotatably inserted through an opening at the bottom of the lower chamber 11.
A protector 14 made of graphite and a crucible 15 made of quartz or the like inside the protector 14 are supported at its upper end. A cylinder 16 formed by welding a silicon body is housed in the crucible 15, and a polysilicon raw material 17 is loaded inside the cylinder.

また、下部チヤンバー11内にはその底面を貫
通して電極18,18が挿入され、これらの上部
に前記保護体4の周囲を囲むように設けられたカ
ーボンヒーター8と接続されている。更に、カー
ボンヒーター19の外周には保温筒20が配設さ
れている。
Further, electrodes 18, 18 are inserted into the lower chamber 11 through its bottom surface, and are connected to the carbon heater 8 provided above the protector 4 so as to surround the protector 4. Furthermore, a heat retaining cylinder 20 is arranged around the outer periphery of the carbon heater 19.

上記引上装置を用いたシリコン単結晶の引上げ
は、以下にようにして行なわれる。すなわち、ま
ずルツボ15内に収容されたシリコンからなる筒
体16内にポリシリコン原料及び不純物を装填し
た状態で、不活性ガスを流しながら減圧にする。
次に、電極18,18からカーボンヒーター19
へ通電して加熱することによりルツボ15内のポ
リシリコン原料17及び筒体16を溶融する。次
いで、ルツボ15を回転させた状態で溶融シリコ
ンに図示しない種結晶を浸し、この種結晶を保持
している引上軸を回転させながら引上げることに
より、シリコン単結晶を成長させる。
Pulling of a silicon single crystal using the above-mentioned pulling apparatus is carried out as follows. That is, first, polysilicon raw materials and impurities are loaded into a cylindrical body 16 made of silicon housed in a crucible 15, and the pressure is reduced while flowing an inert gas.
Next, from the electrodes 18, 18, the carbon heater 19
The polysilicon raw material 17 and the cylindrical body 16 in the crucible 15 are melted by applying electricity to and heating the crucible. Next, a seed crystal (not shown) is immersed in the molten silicon while the crucible 15 is being rotated, and a silicon single crystal is grown by pulling up the seed crystal while rotating the pulling shaft holding the seed crystal.

このような方法によれば、ルツボ15の高さが
低い場合でも、筒体16の高さを変えることによ
り、溶融した際にルツボ15を完全に満たすまで
ポリシリコン原料をチヤージすることができる。
According to such a method, even when the height of the crucible 15 is low, by changing the height of the cylinder 16, it is possible to charge the polysilicon raw material until it completely fills the crucible 15 when melted.

事実、ルツボの直径を14インチとした場合、従
来のポリシリコン原料のチヤージ方法ではルツボ
高さが250mmで最大チヤージ量が25Kgであつたの
に対し、本発明方法ではルツボ高さが200mmで最
大チヤージ量を30Kgとすることができた。また任
意の高さのルツボ内にルツボの上端までを完全に
満たす量のポリシリコン原料をチヤージできるこ
とが確認された。
In fact, when the diameter of the crucible is 14 inches, in the conventional charging method for polysilicon raw materials, the crucible height is 250 mm and the maximum charge amount is 25 kg, but with the method of the present invention, the crucible height is 200 mm and the maximum charge amount is 25 kg. We were able to increase the charge amount to 30Kg. It was also confirmed that it was possible to charge enough polysilicon raw material into a crucible of any height to completely fill the top of the crucible.

したがつて、本発明方法によれば、ルツボ内の
溶融シリコンの温度分布を均一化して引上げられ
るシリコン単結晶の品質を向上するとともに生産
量を増加することができ、歩留りを大幅に向上す
ることができる。
Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to improve the quality of the silicon single crystal pulled by uniformizing the temperature distribution of the molten silicon in the crucible, and to increase the production amount, thereby significantly improving the yield. I can do it.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述した如く本発明方法によれば、シリコ
ン単結晶の歩留りを大幅に向上することができ、
ひいては今後のシリコン単結晶の大口径化にも十
分に対応できるものである。
As detailed above, according to the method of the present invention, the yield of silicon single crystals can be significantly improved,
In addition, it will be able to fully cope with future increases in the diameter of silicon single crystals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例におけるポリシリコン
原料のチヤージ方法を説明するためのシリコン単
結晶引上装置の断面図、第2図は従来のポリシリ
コン原料のチヤージ方法を示す断面図である。 11……チヤンバー、12……プルチヤンバ
ー、13……支持軸、14……保護体、15……
ルツボ、16……筒体、17……ポリシリコン原
料、18……電極、19……カーボンヒーター、
20……保温筒。
FIG. 1 is a sectional view of a silicon single crystal pulling apparatus for explaining a method for charging a polysilicon raw material in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a conventional method for charging a polysilicon raw material. 11... Chamber, 12... Pull chamber, 13... Support shaft, 14... Protective body, 15...
Crucible, 16... Cylinder, 17... Polysilicon raw material, 18... Electrode, 19... Carbon heater,
20...Thermos cylinder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 チヤンバー内にルツボを回転自在に支持し、
このルツボ内でシリコン原料を溶融し、この溶融
シリコンに種結晶を浸して引上げることによりシ
リコン単結晶を製造するにあたり、前記ルツボ内
にルツボ高さよりも高さの高いシリコン製の筒状
体を収容し、この筒状体内にシリコン原料を充填
した後、加熱してシリコン原料及び筒状体を溶融
させることを特徴とするシリコン単結晶の製造方
法。
1 A crucible is rotatably supported in a chamber,
In order to produce a silicon single crystal by melting a silicon raw material in this crucible, dipping a seed crystal into the molten silicon, and pulling it up, a cylindrical body made of silicon with a height higher than the height of the crucible is placed in the crucible. 1. A method for producing a silicon single crystal, the method comprising: filling the cylindrical body with a silicon raw material; and heating the cylindrical body to melt the silicon raw material and the cylindrical body.
JP12172785A 1985-06-05 1985-06-05 Production of silicon single crystal Granted JPS61281100A (en)

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JP7006500B2 (en) * 2018-05-16 2022-01-24 住友金属鉱山株式会社 Filling method for powdered raw materials

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