JPH0692773A - 単結晶引上方法 - Google Patents

単結晶引上方法

Info

Publication number
JPH0692773A
JPH0692773A JP13677691A JP13677691A JPH0692773A JP H0692773 A JPH0692773 A JP H0692773A JP 13677691 A JP13677691 A JP 13677691A JP 13677691 A JP13677691 A JP 13677691A JP H0692773 A JPH0692773 A JP H0692773A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
semiconductor
melt
magnetic field
oxygen concentration
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.)
Pending
Application number
JP13677691A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Watanabe
貴 渡辺
Yasushi Shimanuki
康 島貫
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.)
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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 Mitsubishi Materials Silicon Corp, Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority to JP13677691A priority Critical patent/JPH0692773A/ja
Priority to DE19924218618 priority patent/DE4218618A1/de
Publication of JPH0692773A publication Critical patent/JPH0692773A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
    • C30B15/305Stirring of the melt

Landscapes

  • 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】 【構成】 本願は、気密容器の内部に設けられたルツボ
に半導体融液を貯留し、該半導体融液に磁場を印加しつ
つこの半導体融液より半導体単結晶を引き上げる単結晶
引上方法において、前記磁場の強度を前記半導体単結晶
の固化率に対応して変化させることを特徴とする。 【効果】 半導体融液の粘性及び対流を最適条件で制御
することができ、半導体融液の液面付近の酸素濃度の制
御性を向上させることができる。したがって、半導体単
結晶内の軸方向の酸素濃度分布を均質化することがで
き、半導体単結晶の品質を向上させることができる。ま
た、マグネットの消費電力を低減することができ、電力
コストを低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体単結晶の軸方向
の酸素濃度分布を均質化することができ、かつ、製造コ
ストを削減することができる単結晶引上方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコン(Si)やガリウムヒ素
(GaAs)等の半導体単結晶を育成する方法の一つ
に、従来のチョクラルスキー法(CZ法)を改良した磁
界印加型CZ法(以下、MCZ法と略称する)がある。
【0003】このMCZ法は、ルツボに貯留された半導
体融液に磁場を印加しつつこの半導体融液より半導体単
結晶を育成するもので、磁場を印加することにより半導
体融液内の対流を抑制することができ、その結果、極め
て結晶性の良い半導体単結晶を育成することができる。
したがって、均一性に優れた半導体単結晶を得るには最
も優れた方法の一つである。
【0004】このMCZ法に用いられる単結晶引上装置
は、不活性ガスが低圧で充填された気密容器と、該気密
容器内に設けられる石英(SiO2)製ルツボと、前記
ルツボ内に貯留される半導体融液(加熱溶融された半導
体単結晶の原料)を加熱するヒーターと、前記半導体融
液に磁場を印加するマグネットとから概略構成されてい
る。
【0005】この単結晶引上装置により半導体単結晶を
育成するには、まず、ルツボ内に半導体原料を所定量投
入し、次に気密容器内にAr等の不活性ガスを導入し、
前記ルツボを回転させながら半導体原料を単結晶成長温
度以上の温度まで加熱して完全に融解し、この半導体融
液に一定の磁場を印加しながら該半導体融液に種結晶を
浸漬し回転させつつ垂直上方に引き上げ半導体単結晶を
成長させる。
【0006】この結晶成長過程においては、半導体融液
に磁場を印加することにより該半導体融液内にローレン
ツ力が発生し、該ローレンツ力により前記半導体融液の
粘性及び対流が制御される。
【0007】従来では、半導体単結晶中の酸素濃度はル
ツボの回転数を変化させることにより制御しており、ま
た、前記半導体単結晶の径方向の酸素濃度分布、抵抗率
分布は引き上げ時の半導体単結晶の回転数を変化させる
ことにより制御している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の単結
晶引上方法においては、常に半導体融液に一定の磁場を
印加しているために、前記半導体単結晶が成長するにし
たがって、すなわち半導体単結晶の固化率(単結晶引き
上げ開始時の半導体融液の量に対する成長した単結晶の
量の割合)が増加するにしたがって、軸方向の酸素濃度
分布が指数関数的に低下するという欠点があった。
【0009】その理由は、半導体融液に印加される磁場
が常に一定であるために、半導体単結晶の固化率が増加
するにしたがって半導体融液内が漸次過剰磁場になり、
前記半導体融液の粘性及び対流が最適条件で制御できな
くなるからである。
【0010】前記半導体融液の液面付近の酸素濃度の制
御性が漸次低下すると、半導体単結晶内の軸方向の酸素
濃度分布が指数関数的に低下し、ひいては前記半導体単
結晶の品質が低下することとなる。
【0011】また、常に一定の磁場を印加し続けるため
に、電力コストを低減することができないという欠点も
あった。
【0012】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、半導体単結晶の軸方向の酸素濃度分布を均
一に制御することができ、かつ、製造コストを削減する
ことができる単結晶引上方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な単結晶引上方法を採用した。すな
わち、気密容器の内部に設けられたルツボに半導体融液
を貯留し、該半導体融液に磁場を印加しつつこの半導体
融液より半導体単結晶を引き上げる単結晶引上方法にお
いて、前記磁場の強度を前記半導体単結晶の固化率に対
応して変化させることを特徴としている。
【0014】
【作用】本発明の単結晶引上方法では、前記磁場の強度
を前記半導体単結晶の固化率に対応して変化させること
により、半導体単結晶の固化率が増加しつつある状態に
おいて半導体融液内の磁場効果強度を一定に保ち、前記
半導体融液の粘性及び対流を最適条件で制御する。
【0015】
【実施例】以下、本発明の単結晶引上方法の一実施例に
ついて説明する。まず、初めに本発明の単結晶引上方法
を実施する際に用いられる単結晶引上装置について図1
を参照して説明する。
【0016】この単結晶引上装置1は、アルゴン(A
r)等の不活性ガスが低圧で充填された気密容器2内に
立設され、上下方向の軸線を中心として所定の角速度で
回転するシャフト3と、該シャフト3上に固定された内
面略半球状のグラファイト製のサセプタ4と、該サセプ
タ4の内面に密着して固定された略半球状の石英(Si
2)製のルツボ5と、該ルツボ5内に貯留されている
Si融液(半導体融液:加熱溶融されたSi単結晶(半
導体単結晶)の原料)6を加熱するヒーター7と、気密
容器2の外方に設けられ前記Si融液6に磁場を印加す
るマグネット8とから概略構成されている。
【0017】該マグネット8においては、図示しない制
御装置により、Si単結晶の固化率(Si融液の減少
率)、換言すればSi単結晶の成長した結晶長に対応し
て、前記Si融液6に印加される磁場の強さが変化する
様に制御されている。
【0018】この単結晶引上装置1によりSi単結晶
(半導体単結晶)を育成する方法について説明する。
【0019】まず、ルツボ5内にSi原料を所定量投入
し、気密容器2内を排気し真空状態とする。次に、該気
密容器2内にAr等の不活性ガスを導入し、シャフト3
を上下方向の軸線を中心として所定の角速度で回転させ
ることで前記ルツボ5を所定の角速度で回転させなが
ら、ヒーター7に通電しルツボ5内のSi原料を単結晶
成長温度以上の温度まで加熱し、Si原料を完全に融解
する。この融解したSi原料はSi融液(半導体融液)
6と呼ばれる。
【0020】Si原料が完全に融解した後、マグネット
8に通電してSi融液6に所定の磁場を印加しながらヒ
ーター7の電力を調整してSi融液6の中央の液面11
付近を単結晶成長温度に保ち、Si種結晶12を上下方
向の軸線を中心として回転させながら垂直上方に引き上
げSi単結晶(半導体単結晶)13を成長させる。
【0021】この結晶成長過程においては、Si単結晶
13の固化率(結晶長)に対応して前記Si融液6に印
加される磁場の強さを段階的もしくは連続的に減少させ
る。
【0022】図2は、Si単結晶13の結晶長と格子間
酸素濃度との関係を示すグラフである。該グラフ中、A
は本実施例の単結晶引上方法により育成したSi単結晶
の測定データであり、Bは従来の単結晶引上方法により
育成したSi単結晶の測定データである。
【0023】ここでは、 Si単結晶の径 :6インチ Si融液の量(固化率0%):35kg Si単結晶の最大固化率 :90%(結晶長600m
mの場合) 磁場強度(固化率0%) :3500G 磁場強度(固化率90%) :1000G とした。
【0024】また、前記結晶長は、Si種結晶から育成
された所定の径の単結晶が充分無転位になった位置を基
準点(0mm)とし、この基準点からの成長の長さをm
m単位で表わした。
【0025】このグラフから、本実施例の単結晶引上方
法により育成したSi単結晶では結晶長200mm以上
において格子間酸素濃度がほぼ一定の値を保持している
のに対し、従来の方法によるSi単結晶では格子間酸素
濃度が指数関数的に減少していることが明白である。こ
れより、本実施例の単結晶引上方法は、Si単結晶の軸
方向の酸素濃度分布を均質化することがわかる。
【0026】以上説明した様に、上記一実施例の単結晶
引上方法によれば、Si単結晶13の固化率(結晶長)
に対応して前記Si融液6に印加される磁場の強さを段
階的もしくは連続的に減少させることとしたので、Si
単結晶13の固化率が増加しつつある状態においてSi
融液6内の磁場効果強度を一定に保ち、Si融液6の粘
性及び対流を最適条件で制御することができ、Si融液
6の液面11付近の酸素濃度の制御性を向上させること
ができる。したがって、Si単結晶13内の軸方向の酸
素濃度分布を均質化することができ、Si単結晶13の
品質を向上させることができる。
【0027】また、磁場の強さを段階的もしくは連続的
に減少させることにより、マグネット8の消費電力を低
減することができ、電力コストを低減することができ
る。
【0028】以上により、Si単結晶13の軸方向の酸
素濃度分布を均一に制御することができ、かつ、製造コ
ストを削減することができる単結晶引上方法を提供する
ことが可能になる。
【0029】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の単結晶引上
方法によれば、気密容器の内部に設けられたルツボに半
導体融液を貯留し、該半導体融液に磁場を印加しつつこ
の半導体融液より半導体単結晶を引き上げる単結晶引上
方法において、前記磁場の強度を前記半導体単結晶の固
化率に対応して変化させることとしたので、半導体融液
の粘性及び対流を最適条件で制御することができ、半導
体融液の液面付近の酸素濃度の制御性を向上させること
ができる。したがって、半導体単結晶内の軸方向の酸素
濃度分布を均質化することができ、半導体単結晶の品質
を向上させることができる。
【0030】また、磁場の強さを段階的もしくは連続的
に変化させることにより、マグネットの消費電力を低減
することができ、電力コストを低減することができる。
【0031】以上により、半導体単結晶の軸方向の酸素
濃度分布を均一に制御することができ、かつ、製造コス
トを削減することができる単結晶引上方法を提供するこ
とが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の単結晶引上方法を実施する際に用いら
れる単結晶引上装置を示す概略断面図である。
【図2】Si単結晶の結晶長と格子間酸素濃度との関係
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 単結晶引上装置 2 気密容器 3 シャフト 4 サセプタ 5 ルツボ 6 Si融液(半導体融液) 7 ヒーター 8 マグネット 11 液面 12 Si種結晶 13 Si単結晶(半導体単結晶)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気密容器の内部に設けられたルツボに半
    導体融液を貯留し、該半導体融液に磁場を印加しつつこ
    の半導体融液より半導体単結晶を引き上げる単結晶引上
    方法において、 前記磁場の強度を前記半導体単結晶の固化率に対応して
    変化させることを特徴とする単結晶引上方法。
JP13677691A 1991-06-07 1991-06-07 単結晶引上方法 Pending JPH0692773A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13677691A JPH0692773A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 単結晶引上方法
DE19924218618 DE4218618A1 (de) 1991-06-07 1992-06-05 Einkristall-zuechtungsverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13677691A JPH0692773A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 単結晶引上方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0692773A true JPH0692773A (ja) 1994-04-05

Family

ID=15183254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13677691A Pending JPH0692773A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 単結晶引上方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH0692773A (ja)
DE (1) DE4218618A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033291A (ja) * 1983-07-29 1985-02-20 Toshiba Ceramics Co Ltd 単結晶シリコンの製造方法
JPH0431386A (ja) * 1990-05-25 1992-02-03 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体単結晶引上方法
JPH0455388A (ja) * 1990-06-21 1992-02-24 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶引上方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033291A (ja) * 1983-07-29 1985-02-20 Toshiba Ceramics Co Ltd 単結晶シリコンの製造方法
JPH0431386A (ja) * 1990-05-25 1992-02-03 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体単結晶引上方法
JPH0455388A (ja) * 1990-06-21 1992-02-24 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶引上方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE4218618A1 (de) 1992-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08333191A (ja) 単結晶の製造方法及び装置
CN119082841A (zh) 一种顶部籽晶法生长碳化硅晶体的装置及生长方法
US6607594B2 (en) Method for producing silicon single crystal
JP4013324B2 (ja) 単結晶成長方法
CN114855263A (zh) 一种晶体生长方法及生长装置
JP3750440B2 (ja) 単結晶引上方法
JP2004189559A (ja) 単結晶成長方法
JP4314974B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶
JP3521862B2 (ja) 単結晶成長方法
JP3840683B2 (ja) 単結晶引上方法
JP4951186B2 (ja) 単結晶成長方法
JP3991813B2 (ja) シリコン単結晶成長方法
JP4801869B2 (ja) 単結晶成長方法
JP2531875B2 (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
JPH04305091A (ja) 単結晶引上方法及びその装置
JPH0480875B2 (ja)
JP3885245B2 (ja) 単結晶引上方法
JP3085072B2 (ja) 単結晶引上装置
KR20100071507A (ko) 실리콘 단결정 제조 장치, 제조 방법 및 실리콘 단결정의 산소 농도 조절 방법
JPH09183692A (ja) シリコン単結晶の製造装置および方法
JP4513407B2 (ja) 単結晶の製造方法
JP2733898B2 (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
WO2025134715A1 (ja) 単結晶の製造方法
JPH04321590A (ja) 単結晶育成方法
JP2002179494A (ja) 単結晶引上用石英ルツボ、単結晶引上装置及び単結晶引上方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980512