JPH0761894A - 単結晶絞り部育成制御方法 - Google Patents

単結晶絞り部育成制御方法

Info

Publication number
JPH0761894A
JPH0761894A JP20628593A JP20628593A JPH0761894A JP H0761894 A JPH0761894 A JP H0761894A JP 20628593 A JP20628593 A JP 20628593A JP 20628593 A JP20628593 A JP 20628593A JP H0761894 A JPH0761894 A JP H0761894A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
speed
diameter
crucible
pulling
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
JP20628593A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohiro Kakegawa
知弘 掛川
Hidetoshi Seki
秀俊 関
Yoichi Matsumoto
洋一 松本
Michiaki Yoshida
道明 吉田
Kimio Mogi
公夫 茂木
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.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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 Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP20628593A priority Critical patent/JPH0761894A/ja
Publication of JPH0761894A publication Critical patent/JPH0761894A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単結晶絞り部の直径制御性を高めることがで
きる単結晶絞り部育成制御方法を提供すること。 【構成】 所定速度CRで回転する石英ルツボ2内の原
料融液(メルト)12に、ワイヤー7の下端に取り付け
られた種結晶9を浸漬せしめ、該ワイヤー7を回転させ
ながらこれを所定の速度SEで引き上げることによっ
て、前記種結晶9の先に単結晶13を育成させるCZ法
における単結晶絞り工程において、少なくとも単結晶引
上げ速度SEとルツボ回転速度CRをパラメータとして
単結晶絞り部の直径を制御する。本発明によれば、単結
晶絞り部の直径制御パラメータとして、従来のヒーター
温度に代えて、制御応答性の高いルツボ回転速度CRを
用いるため、単結晶絞り部の直径制御性が高められて単
結晶育成の成功率向上が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCZ法( Czochralski法
)による単結晶育成における単結晶絞り部育成制御方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】CZ法を採用する単結晶育成装置におい
ては、石英ルツボに供給させた多結晶シリコン等の原料
がヒーターによって加熱されて溶融され、この溶融した
融液(以下、メルトと称す)にワイヤー等の引上げ軸の
下端に取り付けられた種結晶が浸漬され、該引上げ軸を
回転させながらこれを所定の速度で引き上げることによ
って、種結晶の先に単結晶が育成される。
【0003】ところで、CZ法では、種結晶をメルトに
浸けて単結晶の育成を開始してからの結晶の無転位化を
図るため、直径を2〜5mm程度に細く絞って絞り部を
形成する絞り工程が不可欠である。尚、絞り工程の後に
は、育成単結晶を規定直径まで徐々に広げるコーン工程
と、規定直径のまま単結晶を育成させる直胴工程と、単
結晶を切り離すときの熱応力によって単結晶にスリップ
が入るのを防ぐために単結晶の直径を徐々に細くしてい
くテール工程が実施される。
【0004】而して、前記絞り工程では、単結晶絞り部
の直径は偏差0.5mm程度以下の精度で制御される必
要があり、直径を絞り過ぎると、育成単結晶がメルトか
ら切れて単結晶の育成が不可能となったり、絞り部の強
度不足のためにその後に育成される直胴部を支持できな
くなり、逆に直径が大き過ぎると、絞り部で結晶の無転
位化が十分に行なわれず、コーン部又はこれに続く直胴
部において結晶が有転位化し、単結晶の品質が低下す
る。
【0005】従って、単結晶絞り部の直径は高精度に制
御されねばならず、従来は結晶引上げ速度とヒーター温
度によって単結晶絞り部の直径制御がなされていた。具
体的には、単結晶の種類によって異なるが、例えば上限
値2〜3mm/min以上の速度で単結晶を引き上げる
と、単結晶に突起が生じて結晶欠陥の原因となるため、
結晶引上げ速度は2〜3mm/min以下の範囲で制御
されるが、この範囲で制御し切れない場合には、ヒータ
ー温度によっても制御していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒータ
ー温度の制御では、メルトの表面温度が安定するまでに
10〜30minの時間を要するために制御応答性が悪
く、単結晶絞り部の直径制御性も悪くなるという問題が
あった。
【0007】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、単結晶絞り部の直径制御性を
高めることができる単結晶絞り部育成制御方法を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、所定速度CRで回転するルツボ内の原料融液
に、引上げ軸の下端に取り付けられた種結晶を浸漬せし
め、該引上げ軸を回転させながらこれを所定の速度SE
で引上げることによって単結晶を育成させるCZ法にお
ける単結晶絞り工程において、少なくとも前記単結晶引
上げ速度SEと前記ルツボ回転速度CRをパラメータと
して単結晶絞り部の直径を制御することを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によれば、単結晶絞り部の直径制御パラ
メータとして、従来のヒーター温度に代えて、制御応答
性の高いルツボ回転速度CRを用いるため、単結晶絞り
部の直径制御性が高められて単結晶育成の成功率向上が
図られる。
【0010】因に、ルツボ回転速度CRを上げると、メ
ルト中心温度が下がるために単結晶絞り部の直径は大き
くなり、逆にルツボ回転速度CRを下げると、メルト中
心温度が上がるために単結晶絞り部の直径は小さくな
る。
【0011】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0012】図1は本発明方法を実施するための単結晶
育成装置の概略断面図であり、図中、1はステンレス製
のチャンバーであって、該チャンバー1の内部には石英
ルツボ2がシャフト3上に取り付けられて収納されてい
る。尚、シャフト3及び石英ルツボ2は、不図示の駆動
手段によってその中心軸周りに速度CRで回転駆動され
る。
【0013】又、上記チャンバー1内の前記石英ルツボ
2の周囲にはカーボン製のヒーター4が配され、該ヒー
ター4と前記石英ルツボ2はその周囲を同じくカーボン
製の円筒状断熱部材5によって囲繞されている。
【0014】一方、チャンバー1内には、モーター6に
よって昇降される引上げ軸であるワイヤー7が垂下して
おり、該ワイヤー7の下端には保持具8を介して種結晶
9が保持されている。
【0015】又、チャンバー1の肩部に設けられた窓1
0の近傍には、育成中の単結晶の直径を光学的に測定す
るためのCCDカメラ11が設置されている。
【0016】次に、本単結晶育成装置の作用を説明す
る。
【0017】例えば、シリコン単結晶のCZ法による育
成に際しては、チャンバー1内がArガス雰囲気の減圧
状態(例えば、内圧30mbar)に保たれ、石英ルツ
ボ2内に供給された多結晶シリコンがヒーター4によっ
て加熱されて溶融され、従って、石英ルツボ2内には多
結晶シリコンの融液(メルト)12が収容される。
【0018】次に、モーター6が駆動されてワイヤー7
が下げられると、該ワイヤー7の下端に保持された種結
晶9が石英ルツボ2内のメルト12に浸漬され、石英ル
ツボ2がシャフト3と共に図示矢印方向(時計方向)に
速度CRで回転駆動されると同時に、種結晶9も図示矢
印方向(反時計方向)に速度SRで回転されながら所定
の速度SEで引き上げられると、種結晶9の先には図示
のように単結晶13が成長する。
【0019】ところで、CZ法においては、種結晶9を
メルト12に浸けて単結晶13の育成を開始してからの
該単結晶13の無転位化を図るため、直径を2〜5mm
程度に細く絞って絞り部を形成する絞り工程が不可欠で
あり、前述のように絞り部の直径は高精度に制御される
必要がある。
【0020】ここで、本発明に係る単結晶絞り部の直径
制御方法を図2乃至図4に基づいて説明する。尚、図2
は単結晶絞り部の直径制御手順を示すフローチャート、
図3及び図4は結晶引上げ速度SEとルツボ回転速度C
Rの経時変化を示す図である。
【0021】本実施例では、直径制御パラメータとし
て、結晶引上げ速度SE、ルツボ回転速度CR及び時間
を用いており、ヒーター4の温度は一定に保たれてい
る。
【0022】絞り工程が開始されると(図2のSTEP
1)、ルツボ回転速度CRは初期値(CR)O =14r
pmに設定され、前記CCDカメラ11によって測定さ
れる単結晶絞り部の直径に応じて結晶引上げ速度SEが
0.25〜2mm/minの範囲で制御される(図2の
STEP2)。即ち、単結晶絞り部の直径が設定値よりも大
きくなれば、引上げ速度SEが上げられ、逆に単結晶絞
り部の直径が設定値よりも小さくなれば、引上げ速度S
Eが下げられる。
【0023】而して、本実施例では、結晶引上げ速度S
Eの下限設定値(SE)MIN として0.4mm/mi
n、上限設定値(SE)MAX として1.9mm/min
が設定されており、引上げ速度SEが(SE)MIN
(SE)MAX (0.4〜1.9mm/min)の範囲を
逸脱した状態が所定時間継続する毎にルツボ回転速度C
Rを1rpmずつ増減する制御がなされる。
【0024】即ち、単結晶絞り部の長さが設定長さ(絞
り部直径の10倍以上の長さ)に達しない間(図2のST
EP3)に、メルト12の温度が高いために絞り部の直径
が小さくなり、そのために単結晶引上げ速度SEが下限
設定値(SE)MIN (=0.4mm/min)以下とな
る状態(SE≦(SE)MIN )が40sec間継続する
と、図3に示すように、その時点でルツボ回転速度CR
が1rpm上げられ(図2のSTEPP4,5)、例えばC
R=15rpmに設定され、その状態が更に120se
c間継続すれば、その時点でルツボ回転速度CRが更に
1rpm上げられ(図2のSTEP6,7)、例えばCR=
16rpmに設定される。このようにルツボ回転速度C
Rが上げられると、メルト12の中心温度が下がり、絞
り部の直径は大きくなる側に制御される。
【0025】又、逆にメルト12の温度が低いために絞
り部の直径が大きくなり、そのために単結晶引上げ速度
SEが上限設定値(SE)MAX (=1.9mm/mi
n)以上となる状態(SE≧(SE)MAX )が210s
ec間継続すれば、図4に示すように、その時点でルツ
ボ回転速度CRが1rpm下げられ(図2のSTEP8,
9)、例えばCR=13rpm(図2のSTEP4,6での
判断結果が何れもNOである場合)に設定され、その状
態が更に420sec間継続すれば、その時点でルツボ
回転速度CRが更に1rpm下げられ(図2のSTEP1
0,11)、例えばCR=12rpm(図2のSTEP4,
6での判断結果が何れもNOである場合)に設定され
る。このようにルツボ回転速度CRが下げられると、メ
ルト12の中心温度が上がり、絞り部の直径は小さくな
る側に制御される。尚、図2のSTEP4,6及びSTEP8,
10の判断結果(YES又はNO)の組み合せにより、
ルツボ回転速度CRは、初期値(CR)O ±2rpm
(12〜16rpm)の範囲で増減される。
【0026】以上のように、本実施例においては、単結
晶絞り部の直径制御パラメータとして、従来のヒーター
温度に代えて、制御応答性の高いルツボ回転速度CRを
用いるため、単結晶絞り部の直径制御性が高められて単
結晶育成の成功率向上が図られる。
【0027】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、所定速度CRで回転するルツボ内の原料融液に、
引上げ軸の下端に取り付けられた種結晶を浸漬せしめ、
該引上げ軸を回転させながらこれを所定の速度SEで引
上げることによって単結晶を育成させるCZ法における
単結晶絞り工程において、少なくとも前記単結晶引上げ
速度SEと前記ルツボ回転速度CRをパラメータとして
単結晶絞り部の直径を制御するようにしたため、単結晶
絞り部の直径制御性を高めることができるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための単結晶育成装置の
概略断面図である。
【図2】単結晶絞り部の直径制御手順を示すフローチャ
ートである。
【図3】結晶引上げ速度SEとルツボ回転速度CRの経
時変化を示す図である。
【図4】結晶引上げ速度SEとルツボ回転速度CRの経
時変化を示す図である。
【符号の説明】
2 石英ルツボ(ルツボ) 7 ワイヤー(引上げ軸) 9 種結晶 12 メルト(原料融液) 13 単結晶 CR ルツボ回転速度 SE 単結晶引上げ速度 (SE)MAX 結晶引上げ速度の上限設定値 (SE)MIN 結晶引上げ速度の下限設定値
フロントページの続き (72)発明者 吉田 道明 群馬県安中市磯部2丁目13番1号信越半導 体株式会社磯部工場内 (72)発明者 茂木 公夫 群馬県安中市磯部2丁目13番1号信越半導 体株式会社磯部工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定速度CRで回転するルツボ内の原料
    融液に、引上げ軸の下端に取り付けられた種結晶を浸漬
    せしめ、該引上げ軸を回転させながらこれを所定の速度
    SEで引上げることによって単結晶を育成させるCZ法
    における単結晶絞り工程において、少なくとも前記単結
    晶引上げ速度SEと前記ルツボ回転速度CRをパラメー
    タとして単結晶絞り部の直径を制御することを特徴とす
    る単結晶絞り部育成制御方法
  2. 【請求項2】 前記単結晶引上げ速度SEが所定の下限
    設定値(SE)MIN以下の状態が所定時間継続する毎に
    前記ルツボ回転速度CRを上げ、同単結晶引上げ速度S
    Eが所定の上限設定値(SE)MAX 以上の状態が所定時
    間継続する毎にルツボ回転速度CRを下げることを特徴
    とする請求項1記載の単結晶絞り部育成制御方法。
JP20628593A 1993-08-20 1993-08-20 単結晶絞り部育成制御方法 Pending JPH0761894A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20628593A JPH0761894A (ja) 1993-08-20 1993-08-20 単結晶絞り部育成制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20628593A JPH0761894A (ja) 1993-08-20 1993-08-20 単結晶絞り部育成制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0761894A true JPH0761894A (ja) 1995-03-07

Family

ID=16520783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20628593A Pending JPH0761894A (ja) 1993-08-20 1993-08-20 単結晶絞り部育成制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0761894A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102409397A (zh) * 2011-12-06 2012-04-11 江西旭阳雷迪高科技股份有限公司 一种单晶硅棒拉制工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102409397A (zh) * 2011-12-06 2012-04-11 江西旭阳雷迪高科技股份有限公司 一种单晶硅棒拉制工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1252375B1 (en) Method for controlling growth of a silicon crystal to minimize growth rate and diameter deviations
US6241818B1 (en) Method and system of controlling taper growth in a semiconductor crystal growth process
US4973377A (en) Crystal diameter controlling method
US4980015A (en) Method for pulling single crystals
US5876495A (en) Method of pulling semiconductor single crystals
JPH0761894A (ja) 単結晶絞り部育成制御方法
JPH08295593A (ja) シリコン単結晶インゴット及びその製造方法
JPH10167881A (ja) 半導体単結晶の引き上げ方法
JPS6337080B2 (ja)
JP3885245B2 (ja) 単結晶引上方法
KR20100071507A (ko) 실리콘 단결정 제조 장치, 제조 방법 및 실리콘 단결정의 산소 농도 조절 방법
JP4341379B2 (ja) 単結晶の製造方法
JP3669133B2 (ja) 単結晶の直径制御方法
JP2990661B2 (ja) 単結晶成長方法
JPH05208893A (ja) 単結晶引上げ装置およびその制御方法
JPS6129914B2 (ja)
US10968534B2 (en) Pulling control device for single crystal ingot growth and pulling control method applied thereto
JP2531875B2 (ja) 化合物半導体単結晶の製造方法
JPH08208369A (ja) 単結晶成長方法
JP3203343B2 (ja) 単結晶製造用冷却制御筒
JP2717685B2 (ja) チョクラルスキー法による結晶育成の方法及び装置
JPH11349398A (ja) シリコン単結晶の製造方法
JPH10279399A (ja) 単結晶製造方法
JP2002137998A (ja) 単結晶引上げ方法
JPH06239693A (ja) 単結晶成長方法