JPH085736B2 - シリコン単結晶育成方法及び装置 - Google Patents
シリコン単結晶育成方法及び装置Info
- Publication number
- JPH085736B2 JPH085736B2 JP13798487A JP13798487A JPH085736B2 JP H085736 B2 JPH085736 B2 JP H085736B2 JP 13798487 A JP13798487 A JP 13798487A JP 13798487 A JP13798487 A JP 13798487A JP H085736 B2 JPH085736 B2 JP H085736B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- quartz crucible
- silicon
- growing
- silicon single
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多重構造の石英ルツボを用いて、半導体素
子および太陽電池用のシリコン単結晶を引上げ育成する
と同時に、育成単結晶と同量の原料シリコンを石英ルツ
ボ内に連続的に供給するシリコン単結晶育成方法及び装
置に関する。
子および太陽電池用のシリコン単結晶を引上げ育成する
と同時に、育成単結晶と同量の原料シリコンを石英ルツ
ボ内に連続的に供給するシリコン単結晶育成方法及び装
置に関する。
従来から、チョクラルスキー法によるシリコン単結晶
製造方法として、石英ルツボ内のシリコン融液に原料シ
リコンを連続的に補給することにより、シリンコン融液
量を一定に保ったまま単結晶を引き上げる単結晶連続製
造方法が各種提案されている（例えば、特開昭57−1833
92号，特開昭58−130195号,USP−2892739号）。
製造方法として、石英ルツボ内のシリコン融液に原料シ
リコンを連続的に補給することにより、シリンコン融液
量を一定に保ったまま単結晶を引き上げる単結晶連続製
造方法が各種提案されている（例えば、特開昭57−1833
92号，特開昭58−130195号,USP−2892739号）。
ところで、シリコン単結晶を育成している最中に、シ
リコン融液と接触している石英ルツボの表面の一部が劣
化し、さらには剥離するという現象がたびたび生じてい
る。この剥離した石英の小片は、シリコン融液より比重
が小さいため、シリコン融液面上を浮遊し、ついには育
成中の単結晶に付着し、そこから転位を発生させ、シリ
コン単結晶を多結晶化するという問題を生じさせる。そ
して、この石英小片の剥離という現象は、第４図に示す
ように、グラファイトサセプタ１に支持された石英ルツ
ボ２がシリコン融液３の表面４と接触している部分５に
おいて最も生じ易い。なぜなら、この部分５が、固相
（石英ルツボ２）−液相（シリコン融液３）−気相（Si
Oベーパー６）の３相界面で最も反応が激しいからであ
る。
リコン融液と接触している石英ルツボの表面の一部が劣
化し、さらには剥離するという現象がたびたび生じてい
る。この剥離した石英の小片は、シリコン融液より比重
が小さいため、シリコン融液面上を浮遊し、ついには育
成中の単結晶に付着し、そこから転位を発生させ、シリ
コン単結晶を多結晶化するという問題を生じさせる。そ
して、この石英小片の剥離という現象は、第４図に示す
ように、グラファイトサセプタ１に支持された石英ルツ
ボ２がシリコン融液３の表面４と接触している部分５に
おいて最も生じ易い。なぜなら、この部分５が、固相
（石英ルツボ２）−液相（シリコン融液３）−気相（Si
Oベーパー６）の３相界面で最も反応が激しいからであ
る。
この点において、バッチ式のシリコン単結晶育成方法
では、シリコン融液表面の位置が単結晶育成とともに石
英ルツボに対して相対的に下降するから、石英小片の剥
離によって育成中の単結晶に転位が導入されるというこ
とは比較的少なく、実際上問題にならない。これに対し
て、上述した単結晶連続製造方法にあっては、本発明者
が鋭意研究した結果、石英ルツボ内の融液表面の位置が
変化しないため、上記三相界面５での石英の劣化および
剥離が激しく生じ、長時間の単結晶連続育成が困難であ
ることがわかった。この問題を解決するための１つの方
法として、上記単結晶連続製造方法においても、単結晶
の育成量と原料の供給量を一致せずに、石英ルツボ内の
融液表面の位置を徐々に変化させることが考えられる。
そして、この方法によれば、石英の剥離による単結晶育
成の阻害という問題は回避できるが、単結晶連続育成方
法における大きな特徴であるルツボ内融液量の一定化に
よる単結晶品質の均質化という長所が失われる。
では、シリコン融液表面の位置が単結晶育成とともに石
英ルツボに対して相対的に下降するから、石英小片の剥
離によって育成中の単結晶に転位が導入されるというこ
とは比較的少なく、実際上問題にならない。これに対し
て、上述した単結晶連続製造方法にあっては、本発明者
が鋭意研究した結果、石英ルツボ内の融液表面の位置が
変化しないため、上記三相界面５での石英の劣化および
剥離が激しく生じ、長時間の単結晶連続育成が困難であ
ることがわかった。この問題を解決するための１つの方
法として、上記単結晶連続製造方法においても、単結晶
の育成量と原料の供給量を一致せずに、石英ルツボ内の
融液表面の位置を徐々に変化させることが考えられる。
そして、この方法によれば、石英の剥離による単結晶育
成の阻害という問題は回避できるが、単結晶連続育成方
法における大きな特徴であるルツボ内融液量の一定化に
よる単結晶品質の均質化という長所が失われる。
本発明は、上記事情に鑑みてなれたもので、その目的
とするところは、単結晶品質の均質化を損うことなく、
石英ルツボの三相界面部からの石英の劣化及び剥離を極
力防止できて、単結晶の多結晶化を未然に防ぐことがで
きるシリコン単結晶育成方法及び装置を提供することに
ある。
とするところは、単結晶品質の均質化を損うことなく、
石英ルツボの三相界面部からの石英の劣化及び剥離を極
力防止できて、単結晶の多結晶化を未然に防ぐことがで
きるシリコン単結晶育成方法及び装置を提供することに
ある。
上記目的を達成するために、本発明の方法は、単結晶
引上げ育成時に、多重構造の石英ルツボの最も内側の収
容体をシリコン融液表面に対して連続的に昇降させるも
のである。
引上げ育成時に、多重構造の石英ルツボの最も内側の収
容体をシリコン融液表面に対して連続的に昇降させるも
のである。
また、本発明の装置は、多重構造の石英ルツボの内側
収容体を支持する支持体を、回転自在な外側収容体の外
周に、昇降自在にかつこの外側収容体とともに回転可能
に設ける一方、前記支持体に、この支持体と係合して支
持体を昇降させる昇降機構を設けたものである。
収容体を支持する支持体を、回転自在な外側収容体の外
周に、昇降自在にかつこの外側収容体とともに回転可能
に設ける一方、前記支持体に、この支持体と係合して支
持体を昇降させる昇降機構を設けたものである。
〔作用〕 本発明のシリコン単結晶育成方法及び装置にあって
は、単結晶を引上げ育成するに際して、多重構造の石英
ルツボの最も内側の収容体をシリコン融液表面に対して
連続的に昇降させ、この収容体とシリコン融液の表面と
の位置関係を連続的に変化させる。
は、単結晶を引上げ育成するに際して、多重構造の石英
ルツボの最も内側の収容体をシリコン融液表面に対して
連続的に昇降させ、この収容体とシリコン融液の表面と
の位置関係を連続的に変化させる。
ここで、二重あるいは三重以上の石英ルツボ構造を用
いて、単結晶の連続育成を行なう場合に、融液量が一定
による石英小片の剥離の現象が問題となるのは、育成単
結晶を包む最も内側の収容体だけである。なぜなら、外
側の収容体から石英小片が剥離しても、内側の収容体が
遮蔽板となって、育成単結晶へ付着することが防げるか
らである。従って、石英ルツボの最も内側の収容体だけ
が単結晶育成とともに融液表面に対して上昇または下降
すればよい。
いて、単結晶の連続育成を行なう場合に、融液量が一定
による石英小片の剥離の現象が問題となるのは、育成単
結晶を包む最も内側の収容体だけである。なぜなら、外
側の収容体から石英小片が剥離しても、内側の収容体が
遮蔽板となって、育成単結晶へ付着することが防げるか
らである。従って、石英ルツボの最も内側の収容体だけ
が単結晶育成とともに融液表面に対して上昇または下降
すればよい。
以下、第１図ないし第３図に基づいて本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
第１図は本発明のシリコン単結晶育成方法を実施する
ための装置の一例を示すもので、図中符号10は石英ルツ
ボ11の外側収容体である。この外側収容体10の中央部が
深く形成されていると供に、外周部をグラファイトサセ
プタ12に支持されている。また、外側収容体10内には、
シリコン融液13が保持されていると供に、円筒状の内側
収容体14が、昇降機構15に上下移動自在に支持された状
態で装入されている。さらに、外側収容体10の縁部上方
には、粉末，塊状，あるいは顆粒状の原料16を供給する
原料供給管17が配置されている。
ための装置の一例を示すもので、図中符号10は石英ルツ
ボ11の外側収容体である。この外側収容体10の中央部が
深く形成されていると供に、外周部をグラファイトサセ
プタ12に支持されている。また、外側収容体10内には、
シリコン融液13が保持されていると供に、円筒状の内側
収容体14が、昇降機構15に上下移動自在に支持された状
態で装入されている。さらに、外側収容体10の縁部上方
には、粉末，塊状，あるいは顆粒状の原料16を供給する
原料供給管17が配置されている。
上記のように構成されたシリコン単結晶育成装置を用
いて本発明の方法を実施する場合には、まず、石英ルツ
ボ11内に多結晶シリコンを充填し、炉内をアルゴンガス
で置換した後に、抵抗加熱ヒータに通電して炉内を昇温
する。そして、充填した原料シリコンが溶解した後に、
液温を結晶育成に適した温度とする。次いで、従来公知
のダッシュ（DASH）の方法で種結晶を無転位化し、ネッ
ク部，肩部を形成し所望の太さにする。所望の太さにな
った時点で成長速度及び液温を調整して一定の直径の単
結晶18の直胴部を育成する。この際、石英ルツボ11の内
側収容体14と外側収容体10との間に、粉末，塊状，ある
いは顆粒状の原料16を単結晶18の育成量と同量だけ原料
供給管17から供給すると共に、内側収容体14を、昇降機
構15によって連続的に下降（または上昇）させる。
いて本発明の方法を実施する場合には、まず、石英ルツ
ボ11内に多結晶シリコンを充填し、炉内をアルゴンガス
で置換した後に、抵抗加熱ヒータに通電して炉内を昇温
する。そして、充填した原料シリコンが溶解した後に、
液温を結晶育成に適した温度とする。次いで、従来公知
のダッシュ（DASH）の方法で種結晶を無転位化し、ネッ
ク部，肩部を形成し所望の太さにする。所望の太さにな
った時点で成長速度及び液温を調整して一定の直径の単
結晶18の直胴部を育成する。この際、石英ルツボ11の内
側収容体14と外側収容体10との間に、粉末，塊状，ある
いは顆粒状の原料16を単結晶18の育成量と同量だけ原料
供給管17から供給すると共に、内側収容体14を、昇降機
構15によって連続的に下降（または上昇）させる。
このようにして、内側収容体14を連続的に昇降させる
ことにより、内側収容体14の内面の決まった部位だけが
３相界面になることがなく、長時間にわたって運転して
も石英の一部が剥離することなく、単結晶育成を阻害す
ることがない。しかも、融液量を一定に保ったまま品質
の均一な単結晶を得ることが可能となった。
ことにより、内側収容体14の内面の決まった部位だけが
３相界面になることがなく、長時間にわたって運転して
も石英の一部が剥離することなく、単結晶育成を阻害す
ることがない。しかも、融液量を一定に保ったまま品質
の均一な単結晶を得ることが可能となった。
また、第２図と第３図は本発明のシリコン単結晶育成
装置の一例を示すものであり、これらの図において、上
記第１図に示す装置と同様の構成の部分については同符
号を付けて説明を省略する。
装置の一例を示すものであり、これらの図において、上
記第１図に示す装置と同様の構成の部分については同符
号を付けて説明を省略する。
第２図と第３図において符号20は、石英ルツボ11の外
側収容体10を支持するグラファイトサセプタであり、こ
のグラファイトサセプタ20の外周には、その軸線方向に
４つの溝20aが等間隔に形成されている。一方、外側収
容体10内に装入されている内側収容体14には、連続部材
21を介して筒状の支持体22が連結されており、この支持
体22の内周には、上記グラファイトサセプタ20の各溝20
aに嵌入する４本の突条22aが形成されている。これによ
り、支持体22はグラファイトサセプタ20に対して上下方
向に移動可能に構成されている。
側収容体10を支持するグラファイトサセプタであり、こ
のグラファイトサセプタ20の外周には、その軸線方向に
４つの溝20aが等間隔に形成されている。一方、外側収
容体10内に装入されている内側収容体14には、連続部材
21を介して筒状の支持体22が連結されており、この支持
体22の内周には、上記グラファイトサセプタ20の各溝20
aに嵌入する４本の突条22aが形成されている。これによ
り、支持体22はグラファイトサセプタ20に対して上下方
向に移動可能に構成されている。
さらに、上記支持体22の外周下部には、ネジ部22bが
形成されており、このネジ部22bには、昇降機構23が係
合されている。そして、上記外側収容体10,グラファイ
トサセプタ20が回転すると、それに伴い支持体22が回転
しながら下降（あるいは上昇）するようになっている。
形成されており、このネジ部22bには、昇降機構23が係
合されている。そして、上記外側収容体10,グラファイ
トサセプタ20が回転すると、それに伴い支持体22が回転
しながら下降（あるいは上昇）するようになっている。
上記のように構成されたシリコン単結晶育成装置を用
いて本発明の方法を実施する場合には、上述した方法と
同様にして、石英ルツボ11内に多結晶シリコンを充填
し、かつ炉内をアルゴンガスで置換した後に、ヒータに
よって多結晶シリコンを溶解する。次いで、シリコン融
液を結晶育成に適した温度にした後、種結晶を浸漬し、
引上げて、単結晶18のネック部，肩部，直胴部を順次育
成する。この際、石英ルツボ11の内側収容体14と外側収
容体10との間に原料16を単結晶18育成量と同量だけ供給
して、シリコン融液13の液面を一定に保つ。また、同時
に、グラファイトサセプタ20を外側収容体10とともに回
転させることにより、グラファイトサセプタ20の外周に
嵌め込まれた支持体22が回転するが、このとき、この支
持体22の外周下部のネジ部22bには固定状態の昇降機構2
3が係合されているから、上記支持体22の回転に伴い、
昇降機構23がネジ部22bの螺旋に沿って移動することに
より、支持体22が下降（または上昇）する。この結果、
上述した実施例と同様の効果を奏することができる。
いて本発明の方法を実施する場合には、上述した方法と
同様にして、石英ルツボ11内に多結晶シリコンを充填
し、かつ炉内をアルゴンガスで置換した後に、ヒータに
よって多結晶シリコンを溶解する。次いで、シリコン融
液を結晶育成に適した温度にした後、種結晶を浸漬し、
引上げて、単結晶18のネック部，肩部，直胴部を順次育
成する。この際、石英ルツボ11の内側収容体14と外側収
容体10との間に原料16を単結晶18育成量と同量だけ供給
して、シリコン融液13の液面を一定に保つ。また、同時
に、グラファイトサセプタ20を外側収容体10とともに回
転させることにより、グラファイトサセプタ20の外周に
嵌め込まれた支持体22が回転するが、このとき、この支
持体22の外周下部のネジ部22bには固定状態の昇降機構2
3が係合されているから、上記支持体22の回転に伴い、
昇降機構23がネジ部22bの螺旋に沿って移動することに
より、支持体22が下降（または上昇）する。この結果、
上述した実施例と同様の効果を奏することができる。
以上説明したように、本発明は、単結晶を引上げ育成
するに際して、多重構造の石英ルツボの最も内側の収容
体をシリコン融液表面に対して連続的に昇降させ、この
収容体とシリコン融液の表面との位置関係を連続的に変
化させることにより、シリコン融液量の一定化による単
結晶の品質の均一化を損うことがなく、石英ルツボの三
相界面部が絶えず変化することにより石英の劣化及び剥
離を極力防止できて、単結晶の多結晶化を防止できると
いう優れた効果を有する。
するに際して、多重構造の石英ルツボの最も内側の収容
体をシリコン融液表面に対して連続的に昇降させ、この
収容体とシリコン融液の表面との位置関係を連続的に変
化させることにより、シリコン融液量の一定化による単
結晶の品質の均一化を損うことがなく、石英ルツボの三
相界面部が絶えず変化することにより石英の劣化及び剥
離を極力防止できて、単結晶の多結晶化を防止できると
いう優れた効果を有する。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図と
第３図は本発明の他の一実施例を示すもので、第２図は
概略構成図、第３図は平面図、第４図は従来の石英ルツ
ボを示す説明図である。 10……外側収容体、11…石英ルツボ、13……シリコン融
液、14……内側収容体、15……昇降機構、16……原料、
18……単結晶、20……グラファイトサセプタ、22……支
持体、23……昇降機構、20a……溝、22a……突条、22b
……ネジ部。
第３図は本発明の他の一実施例を示すもので、第２図は
概略構成図、第３図は平面図、第４図は従来の石英ルツ
ボを示す説明図である。 10……外側収容体、11…石英ルツボ、13……シリコン融
液、14……内側収容体、15……昇降機構、16……原料、
18……単結晶、20……グラファイトサセプタ、22……支
持体、23……昇降機構、20a……溝、22a……突条、22b
……ネジ部。
Claims (2)
- 【請求項１】多重構造の石英ルツボを用いて、シリコン
単結晶の引上げ育成を行うと同時に、育成単結晶と同量
の原料シリコンを連続的に石英ルツボ内に供給するシリ
コン単結晶育成方法において、単結晶引上げ育成時に、
前記石英ルツボの最も内側の収容体をシリコン融液表面
に対して連続的に昇降させることを特徴とするシリコン
単結晶育成方法。 - 【請求項２】多重構造の石英ルツボを用いて、シリコン
単結晶の引上げ育成を行なうと同時に、育成単結晶と同
量の原料シリコンを連続的に石英ルツボ内に供給するシ
リコン単結晶育成装置において、石英ルツボの内側収容
体を支持する支持体が、回転自在な外側収容体の外周
に、昇降自在にかつこの外側収容体とともに回転可能に
設けられる一方、前記支持体に、この支持体と係合して
支持体を昇降させる昇降機構が設けられたことを特徴と
するシリコン単結晶育成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13798487A JPH085736B2 (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | シリコン単結晶育成方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13798487A JPH085736B2 (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | シリコン単結晶育成方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303893A JPS63303893A (ja) | 1988-12-12 |
| JPH085736B2 true JPH085736B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=15211338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13798487A Expired - Lifetime JPH085736B2 (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | シリコン単結晶育成方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085736B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02243587A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-09-27 | Kawasaki Steel Corp | 単結晶の引上方法およびその装置 |
| JPH0791147B2 (ja) * | 1989-10-04 | 1995-10-04 | 川崎製鉄株式会社 | 多結晶インゴットの成長方法 |
| JP5439353B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-03-12 | 新日鐵住金株式会社 | ＳｉＣ単結晶の製造装置及びそれに用いられる坩堝 |
-
1987
- 1987-06-01 JP JP13798487A patent/JPH085736B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63303893A (ja) | 1988-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1261715A (en) | Apparatus and process for growing monocrystals of semiconductor materials from shallow crucibles by czochralski technique | |
| US5314667A (en) | Method and apparatus for single crystal silicon production | |
| US4936949A (en) | Czochraski process for growing crystals using double wall crucible | |
| JP2686460B2 (ja) | 単結晶製造方法 | |
| JPH06345584A (ja) | 単結晶引上げ方法およびその装置 | |
| JPH09208364A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| JPS6168389A (ja) | 単結晶成長装置 | |
| JPS61242984A (ja) | シリコン単結晶引上げ用ルツボ | |
| JPS63303893A (ja) | シリコン単結晶育成方法及び装置 | |
| JP2560418B2 (ja) | 単結晶の育成装置 | |
| JP2690419B2 (ja) | 単結晶の育成方法及びその装置 | |
| EP0355833B1 (en) | Method of producing compound semiconductor single crystal | |
| JPH07277875A (ja) | 結晶成長方法 | |
| JP2733898B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP2531875B2 (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JP2677859B2 (ja) | 混晶型化合物半導体の結晶成長方法 | |
| KR100194363B1 (ko) | 단결정실리콘의 제조방법과 장치 | |
| JPH0511074B2 (ja) | ||
| JP2542434B2 (ja) | 化合物半導体結晶の製造方法および製造装置 | |
| JPS6136192A (ja) | 単結晶製造用るつぼ | |
| JPH06135791A (ja) | 半導体単結晶の育成装置 | |
| JP3654314B2 (ja) | フラックス法によるＡｌＧａＡｓ単結晶の製造方法およびそれに用いる製造装置 | |
| JPH1095689A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JPH0640592Y2 (ja) | シリコン単結晶の成長装置 | |
| JPH0733583A (ja) | 半導体単結晶育成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080124 |