JPH08245293A - ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 - Google Patents
ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPH08245293A JPH08245293A JP7227195A JP7227195A JPH08245293A JP H08245293 A JPH08245293 A JP H08245293A JP 7227195 A JP7227195 A JP 7227195A JP 7227195 A JP7227195 A JP 7227195A JP H08245293 A JPH08245293 A JP H08245293A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸素含有量が相対的に低く、長さ方向の酸素
濃度が均等化した大径Ｓｉ単結晶を製造する。 【構成】 ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲気下でＳｉ融
液からＳｉ単結晶を引上げ製造する方法において、前記
雰囲気を形成するＡｒガス主流路のほかに、Ｓｉ融液面
上、石英るつぼ内面にそってＡｒガス２次流路を形成
し、引上げ中、前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガス
の流速を、前記Ａｒガス主流路におけるそれに比して相
対的に低速とした状態を保持しながら、Ｓｉ単結晶の引
上げ進行に伴って漸次速くする。
濃度が均等化した大径Ｓｉ単結晶を製造する。 【構成】 ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲気下でＳｉ融
液からＳｉ単結晶を引上げ製造する方法において、前記
雰囲気を形成するＡｒガス主流路のほかに、Ｓｉ融液面
上、石英るつぼ内面にそってＡｒガス２次流路を形成
し、引上げ中、前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガス
の流速を、前記Ａｒガス主流路におけるそれに比して相
対的に低速とした状態を保持しながら、Ｓｉ単結晶の引
上げ進行に伴って漸次速くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大径化して酸素含有
量が相対的に低く、かつ長さ方向の酸素濃度分布が均等
化したＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法に関するもの
である。
量が相対的に低く、かつ長さ方向の酸素濃度分布が均等
化したＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般にＳｉ単結晶の製造方法とし
てＣＺ法（チョクラルスキー法）が知られており、この
方法が、図２に概略要部縦断面図で示されるように、石
英るつぼ１内に装入した原料をヒーター２で加熱溶融し
てＳｉ融液３を形成し、一方石英るつぼ１を構成するＳ
ｉＯ2 とＳｉ融液３との反応でＳｉＯと酸素が生成し、
酸素はＳｉ融液中に固溶し、ＳｉＯは揮発性を有するの
でＳｉ融液面３ａから雰囲気中に気化するが、この気化
したＳｉＯを運び出すためにＳｉ融液面上の雰囲気をＡ
ｒガス流４とし、この状態で石英るつぼ１を回転させな
がらＳｉ融液３に種結晶を浸し、回転させながら上昇さ
せて、種結晶の下端部にＳｉ単結晶５を成長させるもの
である。
てＣＺ法（チョクラルスキー法）が知られており、この
方法が、図２に概略要部縦断面図で示されるように、石
英るつぼ１内に装入した原料をヒーター２で加熱溶融し
てＳｉ融液３を形成し、一方石英るつぼ１を構成するＳ
ｉＯ2 とＳｉ融液３との反応でＳｉＯと酸素が生成し、
酸素はＳｉ融液中に固溶し、ＳｉＯは揮発性を有するの
でＳｉ融液面３ａから雰囲気中に気化するが、この気化
したＳｉＯを運び出すためにＳｉ融液面上の雰囲気をＡ
ｒガス流４とし、この状態で石英るつぼ１を回転させな
がらＳｉ融液３に種結晶を浸し、回転させながら上昇さ
せて、種結晶の下端部にＳｉ単結晶５を成長させるもの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、Ｓｉ単結
晶は大径化の傾向にあるが、上記の従来方法を用いて直
径が２００mm以上の大径Ｓｉ単結晶を製造すると、Ｓｉ
単結晶中の酸素含有量が相対的に高くなるばかりでな
く、長さ方向の酸素濃度が頂部で高く、底部で低い濃度
差が大きく現われるようになるなどの問題点の発生が避
けられないのが現状である。
晶は大径化の傾向にあるが、上記の従来方法を用いて直
径が２００mm以上の大径Ｓｉ単結晶を製造すると、Ｓｉ
単結晶中の酸素含有量が相対的に高くなるばかりでな
く、長さ方向の酸素濃度が頂部で高く、底部で低い濃度
差が大きく現われるようになるなどの問題点の発生が避
けられないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来Ｓｉ単結晶の製造方
法のもつ問題点を解決すべく研究を行なった結果、 （ａ） ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲気下でＳｉ融液
からＳｉ単結晶を引上げるに際して、前記雰囲気を形成
するＡｒガス主流路のほかに、Ｓｉ融液面上、石英るつ
ぼ内面にそってＡｒガス２次流路を形成し、引上げ中、
前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流速を、前記
Ａｒガス主流路におけるそれに比して低速とすると、石
英るつぼ内面とＳｉ融液との反応において、反応の進行
が一段と速い石英るつぼ内面とＳｉ融液面との交差部に
おける反応が相対的に遅くなり、この結果Ｓｉ融液中へ
の生成酸素の供給が抑制されることから、Ｓｉ融液中の
酸素含有量が相対的に低い状態に保持されるようになる
こと。 （ｂ） さらに、一般にＳｉ単結晶の引上げ進行に伴っ
て、石英るつぼ内のＳｉ融液が漸次減少することから、
石英るつぼ内面とＳｉ融液との反応面積も低くなり、こ
の結果Ｓｉ融液への酸素供給も低くなって引上げ単結晶
は底部になるほど頂部に比して酸素濃度が低くなるが、
上記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流速を、Ａｒ
ガス主流路の流速より低速とした状態を保持しながら、
すなわち上記（ａ）項の条件を保持しながら、Ｓｉ単結
晶の引上げ進行に伴って漸次速くすると、上記した通り
反応が最も活発に行なわれる石英るつぼ内面とＳｉ融液
面の交差部からのＳｉＯの気化が流速に比例して促進さ
れ、これに伴ってＳｉ融液への生成酸素の供給が比例的
に増加することから、引上げられたＳｉ単結晶は長さ方
向に亘って酸素濃度が均等化するようになること。 以上（ａ）および（ｂ）に示される研究結果を得たので
ある。
上述のような観点から、上記の従来Ｓｉ単結晶の製造方
法のもつ問題点を解決すべく研究を行なった結果、 （ａ） ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲気下でＳｉ融液
からＳｉ単結晶を引上げるに際して、前記雰囲気を形成
するＡｒガス主流路のほかに、Ｓｉ融液面上、石英るつ
ぼ内面にそってＡｒガス２次流路を形成し、引上げ中、
前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流速を、前記
Ａｒガス主流路におけるそれに比して低速とすると、石
英るつぼ内面とＳｉ融液との反応において、反応の進行
が一段と速い石英るつぼ内面とＳｉ融液面との交差部に
おける反応が相対的に遅くなり、この結果Ｓｉ融液中へ
の生成酸素の供給が抑制されることから、Ｓｉ融液中の
酸素含有量が相対的に低い状態に保持されるようになる
こと。 （ｂ） さらに、一般にＳｉ単結晶の引上げ進行に伴っ
て、石英るつぼ内のＳｉ融液が漸次減少することから、
石英るつぼ内面とＳｉ融液との反応面積も低くなり、こ
の結果Ｓｉ融液への酸素供給も低くなって引上げ単結晶
は底部になるほど頂部に比して酸素濃度が低くなるが、
上記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流速を、Ａｒ
ガス主流路の流速より低速とした状態を保持しながら、
すなわち上記（ａ）項の条件を保持しながら、Ｓｉ単結
晶の引上げ進行に伴って漸次速くすると、上記した通り
反応が最も活発に行なわれる石英るつぼ内面とＳｉ融液
面の交差部からのＳｉＯの気化が流速に比例して促進さ
れ、これに伴ってＳｉ融液への生成酸素の供給が比例的
に増加することから、引上げられたＳｉ単結晶は長さ方
向に亘って酸素濃度が均等化するようになること。 以上（ａ）および（ｂ）に示される研究結果を得たので
ある。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲
気下でＳｉ融液からＳｉ単結晶を引上げるに際して、前
記雰囲気を形成するＡｒガス主流路のほかに、Ｓｉ融液
面上、石英るつぼ内面にそってＡｒガス２次流路を形成
し、引上げ中、前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガス
の流速を、前記Ａｒガス主流路におけるそれに比して相
対的に低速とした状態を保持しながら、Ｓｉ単結晶の引
上げ進行に伴って漸次速くすることにより酸素含有量が
相対的に低く、かつ長さ方向の酸素濃度が均等化したＳ
ｉ単結晶の製造方法に特徴を有するものである。
なされたものであって、ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲
気下でＳｉ融液からＳｉ単結晶を引上げるに際して、前
記雰囲気を形成するＡｒガス主流路のほかに、Ｓｉ融液
面上、石英るつぼ内面にそってＡｒガス２次流路を形成
し、引上げ中、前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガス
の流速を、前記Ａｒガス主流路におけるそれに比して相
対的に低速とした状態を保持しながら、Ｓｉ単結晶の引
上げ進行に伴って漸次速くすることにより酸素含有量が
相対的に低く、かつ長さ方向の酸素濃度が均等化したＳ
ｉ単結晶の製造方法に特徴を有するものである。
【０００６】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により図面
を参照しながら説明する。図１にはこの発明の方法の実
施装置が概略要部縦断面図で示されている。図１の装置
は、Ｓｉ融液３上の雰囲気中に、Ａｒガス主流路Ａを形
成するための固定隔壁板６と、Ａｒガス２次流路Ｂを形
成するための可動隔壁板７を設けた点で図１の従来装置
と相異する。前記可動隔壁板７の上部にはＡｒガス主流
路Ａを形成するための通孔７ａが設けられている。前記
可動隔壁板７を水平方向に移動させることにより石英る
つぼ１の上端縁部との間隔Ｃが調整できるようになって
おり、この間隔Ｃの調整によってＳｉ融液面３ａ上、石
英るつぼ１の内面１ａにそって形成されたＡｒガス２次
流路ＢにおけるＡｒガスの流速が調整される。
を参照しながら説明する。図１にはこの発明の方法の実
施装置が概略要部縦断面図で示されている。図１の装置
は、Ｓｉ融液３上の雰囲気中に、Ａｒガス主流路Ａを形
成するための固定隔壁板６と、Ａｒガス２次流路Ｂを形
成するための可動隔壁板７を設けた点で図１の従来装置
と相異する。前記可動隔壁板７の上部にはＡｒガス主流
路Ａを形成するための通孔７ａが設けられている。前記
可動隔壁板７を水平方向に移動させることにより石英る
つぼ１の上端縁部との間隔Ｃが調整できるようになって
おり、この間隔Ｃの調整によってＳｉ融液面３ａ上、石
英るつぼ１の内面１ａにそって形成されたＡｒガス２次
流路ＢにおけるＡｒガスの流速が調整される。
【０００７】いま、図１の実施装置において、内径が５
８０mmの石英るつぼ１を用い、表１に示される条件で本
発明方法を実施し、直径：２１０mm×長さ：６５０mmの
寸法をもった大径Ｓｉ単結晶（以下、本発明方法Ｓｉ単
結晶という）を製造した。また、比較の目的で図２に示
される装置を用い、Ｓｉ融液面上の雰囲気を装置内への
４０ｌ／min の流量のＡｒガスの導入によって形成する
以外は同一の条件で従来方法を行ない、大径Ｓｉ単結晶
（以下、従来方法Ｓｉ単結晶という）を製造した。
８０mmの石英るつぼ１を用い、表１に示される条件で本
発明方法を実施し、直径：２１０mm×長さ：６５０mmの
寸法をもった大径Ｓｉ単結晶（以下、本発明方法Ｓｉ単
結晶という）を製造した。また、比較の目的で図２に示
される装置を用い、Ｓｉ融液面上の雰囲気を装置内への
４０ｌ／min の流量のＡｒガスの導入によって形成する
以外は同一の条件で従来方法を行ない、大径Ｓｉ単結晶
（以下、従来方法Ｓｉ単結晶という）を製造した。
【０００８】
【表１】
【０００９】ついで、この結果得られた本発明方法Ｓｉ
単結晶および従来方法Ｓｉ単結晶について、その長さ方
向にそって、頂部から１００mm間隔で中心部の酸素含有
量を測定した。この測定結果を表２に示した。
単結晶および従来方法Ｓｉ単結晶について、その長さ方
向にそって、頂部から１００mm間隔で中心部の酸素含有
量を測定した。この測定結果を表２に示した。
【００１０】
【表２】
【００１１】
【発明の効果】表２に示される結果から、本発明方法に
よれば、直径が２１０mmの大径であっても、従来方法に
より製造されたＳｉ単結晶に比して、相対的に酸素含有
量が低く、かつ長さ方向における頂部と底部の酸素濃度
差がきわめて小さい、均等化したＳｉ単結晶を製造する
ことができることが明らかである。上述のように、この
発明の方法はＳｉ単結晶の大径化の要求に十分満足に対
応することができるものである。
よれば、直径が２１０mmの大径であっても、従来方法に
より製造されたＳｉ単結晶に比して、相対的に酸素含有
量が低く、かつ長さ方向における頂部と底部の酸素濃度
差がきわめて小さい、均等化したＳｉ単結晶を製造する
ことができることが明らかである。上述のように、この
発明の方法はＳｉ単結晶の大径化の要求に十分満足に対
応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法の実施装置を示す概略要部縦断
面図である。
面図である。
【図２】従来方法を説明するための概略要部縦断面図で
ある。
ある。
Ａ Ａｒガス流路 Ｂ Ａｒガス２次流路 Ｃ 調整間隔 ６ 固定隔壁板 ７ 可動隔壁板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 直樹 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 (72)発明者 町田 倫久 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 (72)発明者 降屋 久 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 ＣＺ法によりＡｒガス流の雰囲気下でＳ
ｉ融液からＳｉ単結晶を引上げるに際して、前記雰囲気
を形成するＡｒガス主流路のほかに、Ｓｉ融液面上、石
英るつぼ内面にそってＡｒガス２次流路を形成し、引上
げ中、前記Ａｒガス２次流路におけるＡｒガスの流速
を、前記Ａｒガス主流路におけるそれに比して相対的に
低速とした状態を保持しながら、Ｓｉ単結晶の引上げ進
行に伴って漸次速くすることを特徴とする酸素含有量が
相対的に低く、かつ長さ方向の酸素濃度が均等化したＣ
Ｚ法によるＳｉ単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07227195A JP3453914B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07227195A JP3453914B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08245293A true JPH08245293A (ja) | 1996-09-24 |
| JP3453914B2 JP3453914B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=13484460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07227195A Expired - Fee Related JP3453914B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3453914B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0837159A1 (en) * | 1996-10-15 | 1998-04-22 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Process and apparatus for controlling the oxygen content in silicon wafers heavily doped with antimony or arsenic |
| US5942032A (en) * | 1997-08-01 | 1999-08-24 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly and method of growing vacancy rich single crystal silicon |
| WO2007046287A1 (ja) * | 2005-10-20 | 2007-04-26 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | 半導体単結晶製造装置および製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5715079B2 (ja) | 2012-02-28 | 2015-05-07 | 株式会社大都技研 | 遊技台 |
-
1995
- 1995-03-06 JP JP07227195A patent/JP3453914B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0837159A1 (en) * | 1996-10-15 | 1998-04-22 | MEMC Electronic Materials, Inc. | Process and apparatus for controlling the oxygen content in silicon wafers heavily doped with antimony or arsenic |
| US5904768A (en) * | 1996-10-15 | 1999-05-18 | Memc Electronic Materials, Inc. | Process for controlling the oxygen content in silicon wafers heavily doped with antimony or arsenic |
| US5942032A (en) * | 1997-08-01 | 1999-08-24 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly and method of growing vacancy rich single crystal silicon |
| WO2007046287A1 (ja) * | 2005-10-20 | 2007-04-26 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | 半導体単結晶製造装置および製造方法 |
| US8187383B2 (en) | 2005-10-20 | 2012-05-29 | Sumco Techxiv Corporation | Semiconductor single crystal manufacturing device and manufacturing method |
| DE112006002850B4 (de) | 2005-10-20 | 2018-03-01 | Sumco Techxiv Corp. | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3453914B2 (ja) | 2003-10-06 |
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