JPH06293588A - 半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
半導体単結晶の製造方法Info
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- JPH06293588A JPH06293588A JP10517593A JP10517593A JPH06293588A JP H06293588 A JPH06293588 A JP H06293588A JP 10517593 A JP10517593 A JP 10517593A JP 10517593 A JP10517593 A JP 10517593A JP H06293588 A JPH06293588 A JP H06293588A
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- crucible
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 引き上げ法による半導体単結晶の製造におい
て、単結晶化率の向上および酸素誘起積層欠陥の発生率
低減と、黒鉛るつぼの耐用回数増大が可能な製造方法を
提供する。 【構成】 黒鉛るつぼ１と石英るつぼ２との隙間に、炭
素繊維からなる耐熱性シート３を挟持させて単結晶の引
き上げを行う。前記耐熱性シート３は、底面シート３ａ
と側面シート３ｂとによって構成され、黒鉛るつぼ１の
内面を被覆する。これにより、黒鉛るつぼ１の分割面お
よび内面のＳｉＣ化と、これに伴うるつぼの変形が抑止
される。また、従来は黒鉛るつぼ１の内面に蓄積された
不純物が前記耐熱性シート３に蓄積される。従って、１
回ないし数回の単結晶引き上げのつど耐熱性シート３を
交換することにより、黒鉛るつぼ１内面の減肉が抑止さ
れるとともに、内面に蓄積される不純物の量を大幅に減
らすことができる。
て、単結晶化率の向上および酸素誘起積層欠陥の発生率
低減と、黒鉛るつぼの耐用回数増大が可能な製造方法を
提供する。 【構成】 黒鉛るつぼ１と石英るつぼ２との隙間に、炭
素繊維からなる耐熱性シート３を挟持させて単結晶の引
き上げを行う。前記耐熱性シート３は、底面シート３ａ
と側面シート３ｂとによって構成され、黒鉛るつぼ１の
内面を被覆する。これにより、黒鉛るつぼ１の分割面お
よび内面のＳｉＣ化と、これに伴うるつぼの変形が抑止
される。また、従来は黒鉛るつぼ１の内面に蓄積された
不純物が前記耐熱性シート３に蓄積される。従って、１
回ないし数回の単結晶引き上げのつど耐熱性シート３を
交換することにより、黒鉛るつぼ１内面の減肉が抑止さ
れるとともに、内面に蓄積される不純物の量を大幅に減
らすことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体単結晶の製造方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の基本材料であるシリコ
ン単結晶の製造方法の一つとして、るつぼ内の原料融液
から円柱状の単結晶を引き上げる引き上げ法が用いられ
ている。引き上げ法においては、黒鉛るつぼ内に収容し
た石英るつぼに高純度の多結晶シリコンを充填し、この
多結晶シリコンを前記黒鉛るつぼの外周を取り巻くよう
に設けた黒鉛ヒータによって加熱溶融した上、シードチ
ャックに取り付けた種子結晶を前記融液に浸漬し、シー
ドチャックと黒鉛るつぼとを同方向または逆方向に回転
しつつシードチャックを引き上げて、シリコン単結晶を
成長させる。
ン単結晶の製造方法の一つとして、るつぼ内の原料融液
から円柱状の単結晶を引き上げる引き上げ法が用いられ
ている。引き上げ法においては、黒鉛るつぼ内に収容し
た石英るつぼに高純度の多結晶シリコンを充填し、この
多結晶シリコンを前記黒鉛るつぼの外周を取り巻くよう
に設けた黒鉛ヒータによって加熱溶融した上、シードチ
ャックに取り付けた種子結晶を前記融液に浸漬し、シー
ドチャックと黒鉛るつぼとを同方向または逆方向に回転
しつつシードチャックを引き上げて、シリコン単結晶を
成長させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】引き上げ法によりシリ
コン単結晶の成長を行う場合、黒鉛るつぼと石英るつぼ
とが下記の式に示すような化学反応を起こし、黒鉛るつ
ぼがＳｉＣ化する。 Ｃ＋ＳｉＯ2 →ＳｉＯ＋ＣＯ ２Ｃ＋ＳｉＯ→ＳｉＣ＋ＣＯ 一般に黒鉛るつぼは２分割ないし３分割されているが、
分割面がＳｉＣ化すると合わせ面の隙間が次第に大きく
なり、黒鉛るつぼの変形が起こる。これに伴って前記黒
鉛るつぼ内に収容された石英るつぼも変形して融液面位
置が変化するとともに、前記黒鉛るつぼの分割面近傍の
温度が低下するため、融液の温度分布が変化して引き上
げ中の単結晶の成長が阻害される。また、単結晶の熱履
歴も変化する。このような不具合の発生を未然に防止す
るため、単結晶の引き上げ完了のつど黒鉛るつぼの変形
量を測定し、合わせ面の開き量が所定の値を超える場合
は黒鉛るつぼを新品と交換している。黒鉛るつぼの変形
量が所定値を超えない段階であっても、黒鉛るつぼの内
面に蓄積される不純物たとえばカルシウム、ナトリウム
等の量は使用回数を重ねるごとに増加し、単結晶中の酸
素誘起積層欠陥（ＯＳＦともいう）発生頻度の増大を招
く。
コン単結晶の成長を行う場合、黒鉛るつぼと石英るつぼ
とが下記の式に示すような化学反応を起こし、黒鉛るつ
ぼがＳｉＣ化する。 Ｃ＋ＳｉＯ2 →ＳｉＯ＋ＣＯ ２Ｃ＋ＳｉＯ→ＳｉＣ＋ＣＯ 一般に黒鉛るつぼは２分割ないし３分割されているが、
分割面がＳｉＣ化すると合わせ面の隙間が次第に大きく
なり、黒鉛るつぼの変形が起こる。これに伴って前記黒
鉛るつぼ内に収容された石英るつぼも変形して融液面位
置が変化するとともに、前記黒鉛るつぼの分割面近傍の
温度が低下するため、融液の温度分布が変化して引き上
げ中の単結晶の成長が阻害される。また、単結晶の熱履
歴も変化する。このような不具合の発生を未然に防止す
るため、単結晶の引き上げ完了のつど黒鉛るつぼの変形
量を測定し、合わせ面の開き量が所定の値を超える場合
は黒鉛るつぼを新品と交換している。黒鉛るつぼの変形
量が所定値を超えない段階であっても、黒鉛るつぼの内
面に蓄積される不純物たとえばカルシウム、ナトリウム
等の量は使用回数を重ねるごとに増加し、単結晶中の酸
素誘起積層欠陥（ＯＳＦともいう）発生頻度の増大を招
く。
【０００４】このように、黒鉛るつぼの使用回数の増加
に伴って単結晶化が阻害されたり、単結晶中の酸素誘起
積層欠陥が発生しやすくなるため、結果として黒鉛るつ
ぼの使用回数が制限され、コスト高を招く。本発明は上
記従来の問題点に着目してなされたもので、単結晶化率
を向上させ、単結晶中の酸素誘起積層欠陥の発生率を低
減するとともに、黒鉛るつぼの耐用回数を延長させるこ
とができるような半導体単結晶の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
に伴って単結晶化が阻害されたり、単結晶中の酸素誘起
積層欠陥が発生しやすくなるため、結果として黒鉛るつ
ぼの使用回数が制限され、コスト高を招く。本発明は上
記従来の問題点に着目してなされたもので、単結晶化率
を向上させ、単結晶中の酸素誘起積層欠陥の発生率を低
減するとともに、黒鉛るつぼの耐用回数を延長させるこ
とができるような半導体単結晶の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体単結晶の製造方法は、引き上げ
法による半導体単結晶の製造において、原料融液を貯留
するるつぼとこのるつぼを収容する支持体との隙間に、
前記支持体の内面を被覆する耐熱性シートを挟持させる
構成とし、このような構成において、耐熱性シートが炭
素繊維からなるものであることを特徴としている。
め、本発明に係る半導体単結晶の製造方法は、引き上げ
法による半導体単結晶の製造において、原料融液を貯留
するるつぼとこのるつぼを収容する支持体との隙間に、
前記支持体の内面を被覆する耐熱性シートを挟持させる
構成とし、このような構成において、耐熱性シートが炭
素繊維からなるものであることを特徴としている。
【０００６】
【作用】上記構成によれば、原料融液を貯留するるつぼ
すなわち石英るつぼと、この石英るつぼを収容する支持
体すなわち黒鉛るつぼとの隙間に炭素繊維からなる耐熱
性シートを挟持させて単結晶の引き上げを行うことにし
たので、前記耐熱性シートの介在により黒鉛るつぼが直
接石英るつぼに接触せず、黒鉛るつぼの分割面および内
面のＳｉＣ化が抑止される。また、従来は黒鉛るつぼの
内面に蓄積した不純物が、本発明の適用により前記耐熱
性シートに蓄積されることになるので、１回ないし数回
の単結晶引き上げのつど耐熱性シートを交換することに
より、黒鉛るつぼに蓄積する不純物の量を大幅に減らす
ことができる。
すなわち石英るつぼと、この石英るつぼを収容する支持
体すなわち黒鉛るつぼとの隙間に炭素繊維からなる耐熱
性シートを挟持させて単結晶の引き上げを行うことにし
たので、前記耐熱性シートの介在により黒鉛るつぼが直
接石英るつぼに接触せず、黒鉛るつぼの分割面および内
面のＳｉＣ化が抑止される。また、従来は黒鉛るつぼの
内面に蓄積した不純物が、本発明の適用により前記耐熱
性シートに蓄積されることになるので、１回ないし数回
の単結晶引き上げのつど耐熱性シートを交換することに
より、黒鉛るつぼに蓄積する不純物の量を大幅に減らす
ことができる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明に係る半導体単結晶の製造方法
の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、
第１実施例に基づく黒鉛るつぼおよびこの黒鉛るつぼ内
に収容した石英るつぼの概略断面図である。黒鉛るつぼ
１と石英るつぼ２との隙間には、全面にわたって耐熱性
シート３が挟持されている。前記耐熱性シート３は炭素
繊維からなる布状のもので、シートの厚さは３ｍｍ以下
であることが望ましい。本実施例では厚さ０．４ｍｍの
シートを用いた。前記耐熱性シート３は、黒鉛るつぼ１
の内面底部を被覆する底面シート３ａと、黒鉛るつぼ１
の底部以外の内周面を被覆する側面シート３ｂとからな
っている。底面シート３ａは図２に示すように耐熱性シ
ートを円形に裁断した上、黒鉛るつぼ１の内面底部を隙
間なく、またシートの重なり合う部分が生じないよう
に、放射状の切れ目を入れたものである。側面シート３
ｂは図３に示すように耐熱性シートを長方形に裁断した
もので、黒鉛るつぼ１の底部を除く内周面を覆うもので
ある。これらのシート３ａ，３ｂにより黒鉛るつぼ１の
内面が隙間なく被覆される。底面シート３ａと側面シー
ト３ｂとを一体に裁断してもよい。
の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、
第１実施例に基づく黒鉛るつぼおよびこの黒鉛るつぼ内
に収容した石英るつぼの概略断面図である。黒鉛るつぼ
１と石英るつぼ２との隙間には、全面にわたって耐熱性
シート３が挟持されている。前記耐熱性シート３は炭素
繊維からなる布状のもので、シートの厚さは３ｍｍ以下
であることが望ましい。本実施例では厚さ０．４ｍｍの
シートを用いた。前記耐熱性シート３は、黒鉛るつぼ１
の内面底部を被覆する底面シート３ａと、黒鉛るつぼ１
の底部以外の内周面を被覆する側面シート３ｂとからな
っている。底面シート３ａは図２に示すように耐熱性シ
ートを円形に裁断した上、黒鉛るつぼ１の内面底部を隙
間なく、またシートの重なり合う部分が生じないよう
に、放射状の切れ目を入れたものである。側面シート３
ｂは図３に示すように耐熱性シートを長方形に裁断した
もので、黒鉛るつぼ１の底部を除く内周面を覆うもので
ある。これらのシート３ａ，３ｂにより黒鉛るつぼ１の
内面が隙間なく被覆される。底面シート３ａと側面シー
ト３ｂとを一体に裁断してもよい。
【０００８】上記耐熱性シート３を黒鉛るつぼ１と石英
るつぼ２とで挟持した上、石英るつぼ２内に原料のシリ
コン多結晶を充填し、これを加熱、溶融してシリコン単
結晶を引き上げる。耐熱性シート３は石英るつぼ２に接
触しているため、黒鉛るつぼ１に代わって耐熱性シート
３のＳｉＣ化および不純物の蓄積が起こる。従って、引
き上げ作業を１回ないし数回行った後、耐熱性シート３
を新品に交換しなければならない。耐熱性シート３の使
用により、黒鉛るつぼ１の分割面や内面のＳｉＣ化や減
肉、汚染が抑止され、黒鉛るつぼの耐用回数を従来の２
倍以上とすることができた。
るつぼ２とで挟持した上、石英るつぼ２内に原料のシリ
コン多結晶を充填し、これを加熱、溶融してシリコン単
結晶を引き上げる。耐熱性シート３は石英るつぼ２に接
触しているため、黒鉛るつぼ１に代わって耐熱性シート
３のＳｉＣ化および不純物の蓄積が起こる。従って、引
き上げ作業を１回ないし数回行った後、耐熱性シート３
を新品に交換しなければならない。耐熱性シート３の使
用により、黒鉛るつぼ１の分割面や内面のＳｉＣ化や減
肉、汚染が抑止され、黒鉛るつぼの耐用回数を従来の２
倍以上とすることができた。
【０００９】図４〜図６は、本実施例において黒鉛るつ
ぼの内外面に蓄積される不純物の量的変化の一例を示す
もので、これと対比するため従来の単結晶製造方法にお
ける黒鉛るつぼの不純物蓄積状況の一例を図９〜図１１
に示す。これらの図において、実線で記載したものは黒
鉛るつぼの内面に蓄積した不純物量の変化を示し、点線
で記載したものは黒鉛るつぼの外面に蓄積した不純物量
の変化を示す。また、図４および図９はカリウム、図５
および図１０はカルシウム、図６および図１１はナトリ
ウムの蓄積量である。従来の単結晶製造方法において
は、黒鉛るつぼの使用回数に比例してその内面の蓄積量
が増加している。しかし本実施例の場合は各元素ともほ
とんど増加せず、耐熱性シートの使用による効果が現れ
ている。
ぼの内外面に蓄積される不純物の量的変化の一例を示す
もので、これと対比するため従来の単結晶製造方法にお
ける黒鉛るつぼの不純物蓄積状況の一例を図９〜図１１
に示す。これらの図において、実線で記載したものは黒
鉛るつぼの内面に蓄積した不純物量の変化を示し、点線
で記載したものは黒鉛るつぼの外面に蓄積した不純物量
の変化を示す。また、図４および図９はカリウム、図５
および図１０はカルシウム、図６および図１１はナトリ
ウムの蓄積量である。従来の単結晶製造方法において
は、黒鉛るつぼの使用回数に比例してその内面の蓄積量
が増加している。しかし本実施例の場合は各元素ともほ
とんど増加せず、耐熱性シートの使用による効果が現れ
ている。
【００１０】図７は、黒鉛るつぼの使用回数と単結晶中
の酸素誘起積層欠陥発生率との関係を示す図で、本実施
例に基づくデータを実線で記載し、従来の単結晶製造方
法によるデータを点線で記載した。この図で分かるよう
に、黒鉛るつぼの内面を耐熱性シートで被覆して黒鉛る
つぼの内面に蓄積する不純物量を減らすことにより、単
結晶中の酸素誘起積層欠陥発生を半減させることができ
た。
の酸素誘起積層欠陥発生率との関係を示す図で、本実施
例に基づくデータを実線で記載し、従来の単結晶製造方
法によるデータを点線で記載した。この図で分かるよう
に、黒鉛るつぼの内面を耐熱性シートで被覆して黒鉛る
つぼの内面に蓄積する不純物量を減らすことにより、単
結晶中の酸素誘起積層欠陥発生を半減させることができ
た。
【００１１】第２実施例は、黒鉛るつぼの内面形状に適
合するように成形した耐熱性シートを用意し、これを黒
鉛るつぼと石英るつぼとの隙間に挟持させるもので、前
記シートの装着を極めて容易に行うことができる。また
図８は、第３実施例として黒鉛るつぼ１の底面のみを耐
熱性シートで被覆した場合の概略断面図である。この場
合、図２に示した底面シート３ａを用いて黒鉛るつぼ１
の底面を被覆すればよい。これらの他に、黒鉛るつぼの
内面形状に適合するように適当な大きさに裁断した耐熱
性スペーサを、黒鉛るつぼの内面に隙間なく、かつ重な
り合う部分がないように敷き詰めてもよい。
合するように成形した耐熱性シートを用意し、これを黒
鉛るつぼと石英るつぼとの隙間に挟持させるもので、前
記シートの装着を極めて容易に行うことができる。また
図８は、第３実施例として黒鉛るつぼ１の底面のみを耐
熱性シートで被覆した場合の概略断面図である。この場
合、図２に示した底面シート３ａを用いて黒鉛るつぼ１
の底面を被覆すればよい。これらの他に、黒鉛るつぼの
内面形状に適合するように適当な大きさに裁断した耐熱
性スペーサを、黒鉛るつぼの内面に隙間なく、かつ重な
り合う部分がないように敷き詰めてもよい。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、黒
鉛るつぼの内面や分割面のＳｉＣ化あるいは不純物の蓄
積を抑止する手段として、黒鉛るつぼと石英るつぼとの
隙間に炭素繊維からなるシートを介在させて単結晶の引
き上げを行うことにしたので、従来、石英るつぼとの接
触によって発生していた黒鉛るつぼの変形や不純物の蓄
積が著しく低減し、これに伴って単結晶化率の向上およ
び酸素誘起積層欠陥発生率の半減が可能となる。また、
黒鉛るつぼの汚染、劣化が抑止されることにより、黒鉛
るつぼの耐用回数を従来の２倍以上に伸ばすことがで
き、これらを総合して単結晶製造コストの低減に寄与す
ることができる。
鉛るつぼの内面や分割面のＳｉＣ化あるいは不純物の蓄
積を抑止する手段として、黒鉛るつぼと石英るつぼとの
隙間に炭素繊維からなるシートを介在させて単結晶の引
き上げを行うことにしたので、従来、石英るつぼとの接
触によって発生していた黒鉛るつぼの変形や不純物の蓄
積が著しく低減し、これに伴って単結晶化率の向上およ
び酸素誘起積層欠陥発生率の半減が可能となる。また、
黒鉛るつぼの汚染、劣化が抑止されることにより、黒鉛
るつぼの耐用回数を従来の２倍以上に伸ばすことがで
き、これらを総合して単結晶製造コストの低減に寄与す
ることができる。
【図１】耐熱性シートを挟持した黒鉛るつぼと石英るつ
ぼの概略断面図である。
ぼの概略断面図である。
【図２】底面シートの平面図である。
【図３】側面シートの平面図である。
【図４】耐熱性シートを用いたとき、黒鉛るつぼの内外
面に蓄積されるカリウムの量的変化を示す図である。
面に蓄積されるカリウムの量的変化を示す図である。
【図５】耐熱性シートを用いたとき、黒鉛るつぼの内外
面に蓄積されるカルシウムの量的変化を示す図である。
面に蓄積されるカルシウムの量的変化を示す図である。
【図６】耐熱性シートを用いたとき、黒鉛るつぼの内外
面に蓄積されるナトリウムの量的変化を示す図である。
面に蓄積されるナトリウムの量的変化を示す図である。
【図７】黒鉛るつぼの使用回数と単結晶中の酸素誘起積
層欠陥発生率との関係を示す図である。
層欠陥発生率との関係を示す図である。
【図８】耐熱性シートを底面のみに挟持した黒鉛るつぼ
と石英るつぼの概略断面図である。
と石英るつぼの概略断面図である。
【図９】従来の単結晶製造方法において、黒鉛るつぼの
内外面に蓄積されるカリウムの量的変化を示す図であ
る。
内外面に蓄積されるカリウムの量的変化を示す図であ
る。
【図１０】従来の単結晶製造方法において、黒鉛るつぼ
の内外面に蓄積されるカルシウムの量的変化を示す図で
ある。
の内外面に蓄積されるカルシウムの量的変化を示す図で
ある。
【図１１】従来の単結晶製造方法において、黒鉛るつぼ
の内外面に蓄積されるナトリウムの量的変化を示す図で
ある。
の内外面に蓄積されるナトリウムの量的変化を示す図で
ある。
１ 黒鉛るつぼ ２ 石英るつぼ ３ 耐熱性シート ３ａ 底面シート ３ｂ 側面シート
Claims (2)
- 【請求項１】 引き上げ法による半導体単結晶の製造に
おいて、原料融液を貯留するるつぼとこのるつぼを収容
する支持体との隙間に、前記支持体の内面を被覆する耐
熱性シートを挟持させることを特徴とする半導体単結晶
の製造方法。 - 【請求項２】 耐熱性シートが炭素繊維からなるもので
あることを特徴とする請求項１の半導体単結晶の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10517593A JPH06293588A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 半導体単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10517593A JPH06293588A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 半導体単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06293588A true JPH06293588A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=14400347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10517593A Pending JPH06293588A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 半導体単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06293588A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2008129960A1 (ja) * | 2007-04-18 | 2008-10-30 | Toyo Tanso Co., Ltd. | 膨張黒鉛シート及びこの膨張黒鉛シートを用いた炭素質ルツボの保護方法並びに単結晶引き上げ装置 |
| JP2009133612A (ja) * | 2002-06-18 | 2009-06-18 | Toyo Tanso Kk | 可撓性を有する高純度膨張黒鉛シートを用いたカーボンルツボの中敷 |
| WO2013151116A1 (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | 東洋炭素株式会社 | ルツボ保護シート及びそのルツボ保護シートを用いた炭素質ルツボの保護方法 |
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-
1993
- 1993-04-07 JP JP10517593A patent/JPH06293588A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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