JPH09142990A - シリコン単結晶中の酸素濃度の低減方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】石英るつぼ内のシリコン融液の対流を制御する
ことにより、シリコン単結晶中に含まれる酸素濃度を極
めて低く抑えることができる。 【解決手段】シリコン単結晶２５の外周面と石英るつぼ
１３の内周面との間に円筒状の区画部材２６が挿入さ
れ、この区画部材はその下端がシリコン融液１２表面近
傍まで延びてチャンバ１１内をシリコン単結晶側とるつ
ぼ内周面側とに区画する。区画部材の下端に接続された
整流部材２７がシリコン融液表面を覆い、この整流部材
の下面のうちシリコン単結晶近傍に形成された吸入口２
７ａは整流部材内部から区画部材内部にかけて形成され
た通路３０に連通する。ガス給排手段３４によりるつぼ
内周面側に供給された不活性ガスは整流部材及びシリコ
ン融液表面間を整流部材の外周縁から内周縁に向って流
れ、更に吸入口及び通路を介してチャンバ外に排出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶引
上げ法により製造されるシリコン単結晶中の酸素濃度を
低減する方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、図６及び図
７に示すように、チャンバ１内にシリコン融液２が貯留
された石英るつぼ３が収容され、シリコン単結晶５の外
周面と石英るつぼ３の内周面との間にシリコン単結晶５
を囲むようにヒートキャップ６が挿入され、更にヒート
キャップ６の上端から外方に略水平方向に環状リム７が
張り出された、溶融物から高純度半導体棒を引き上げる
装置が開示されている（特公昭５７−４０１１９）。こ
の装置では、ヒートキャップ６は下方に向うに従って直
径が小さくなる筒状に形成され、その下端はシリコン融
液２表面近傍まで延び、上端は保温筒９の上端と略同一
高さとなるまで延びる。また上記ヒートキャップ６及び
環状リム７をチャンバ１内に挿入して環状リム７の下面
を保温筒９の上面に当接させると、ヒートキャップ６及
び環状リム７によりチャンバ１内がシリコン単結晶側と
るつぼ内周面側とに区画される。更にチャンバ１に接続
されたガス給排手段（図示せず）によりチャンバ１内に
不活性ガスを供給すると、この不活性ガスは図６の実線
矢印で示すようにシリコン単結晶５外周面を流下し、ヒ
ートキャップ６下端及びシリコン融液２表面間の隙間を
通って石英るつぼ３外に排出されるようになっている。
このように構成された装置では、シリコン融液２中の酸
素がＳｉＯガス等となって蒸発し、チャンバ１内に付着
した後に落下するが、このときヒートキャップ６の存在
により不活性ガスがヒートキャップ６下端及びシリコン
融液２表面間の隙間をシリコン単結晶５外周面側から石
英るつぼ３内周面側に向って勢い良く流れるため、上記
落下物をシリコン単結晶５から遠ざける。この結果、上
記落下物がシリコン単結晶５に取り込まれてシリコン単
結晶５に格子欠陥である転位が発生するのを防止できる
ようになっている。またヒートキャップ６は熱を効率よ
く遮蔽するため、シリコン単結晶５の生産性を向上でき
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の溶
融物から高純度の半導体棒を引き上げる装置では、不活
性ガスがヒートキャップ下端及びシリコン融液表面間を
通過することにより、シリコン融液に図６の破線矢印で
示すような対流を発生させると同時に、シリコン融液表
面を通過せずに石英るつぼ底面近傍からシリコン単結晶
の成長下面近傍に達する一点鎖線矢印で示すような対流
を発生させる。この結果、シリコン融液中の酸素がＳｉ
Ｏガス等となって蒸発した表面付近の酸素濃度の低いシ
リコン融液はシリコン単結晶から遠ざかり、石英るつぼ
の成分であるＳｉＯ₂がシリコン融液に溶け込んだ酸素
濃度の高いシリコン融液が石英るつぼの底からシリコン
単結晶の成長下面近傍に達してシリコン単結晶に取り込
まれるため、シリコン単結晶中の酸素濃度が高くなる問
題点があった。本発明の目的は、石英るつぼ内のシリコ
ン融液の対流を制御することにより、シリコン単結晶中
に含まれる酸素濃度を極めて低く抑えることができる、
シリコン単結晶中の酸素濃度の低減方法及びその装置を
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、シリコン単結晶２５をチャンバ１１
内の石英るつぼ１３に貯留されたシリコン融液１２から
引上げるときにチャンバ１１内に供給された不活性ガス
をシリコン融液１２の表面に導き、シリコン融液１２の
表面で石英るつぼ１３の内周面側からシリコン単結晶２
５の外周面側に不活性ガスを流してシリコン融液１２の
対流方向を制御するシリコン単結晶中の酸素濃度の低減
方法である。この低減方法では、上記対流に乗ったシリ
コン融液１２が石英るつぼ１３の内周面側からシリコン
単結晶２５の外周面側に向う過程で、シリコン融液１２
中の酸素がＳｉＯガス等となってシリコン融液１２表面
から蒸発するので、シリコン単結晶２５の成長下面近傍
に達したシリコン融液１２中の酸素濃度は極めて低くな
る。この結果、この低酸素濃度のシリコン融液１２がシ
リコン単結晶２５となって成長するので、シリコン単結
晶２５中に含まれる酸素濃度は極めて低くなる。

【０００５】請求項２に係る発明は、図１及び図４に示
すように、チャンバ１１内の石英るつぼ１３に貯留され
たシリコン融液１２から引上げられるシリコン単結晶２
５の外周面と石英るつぼの内周面との間にシリコン単結
晶を囲むように挿入され下端がシリコン融液表面１３近
傍まで延びかつチャンバ１１内をシリコン単結晶側とる
つぼ内周面側とに区画する円筒状の区画部材２６と、区
画部材２６の下端に接続されシリコン融液１２表面を所
定の間隔をあけて覆いかつ下面のうちシリコン単結晶２
５近傍に吸入口２７ａが形成された整流部材２７と、整
流部材２７内部から区画部材２６内部にかけて形成され
吸入口２７ａに連通する通路３０と、るつぼ内周面側に
不活性ガスを供給しこの不活性ガスを整流部材２７及び
シリコン融液１２表面間を整流部材２７の外周縁から内
周縁に向って流し更に吸入口２７ａ及び通路３０を介し
てチャンバ１１外に排出するガス給排手段３４とを備え
たシリコン単結晶中の酸素濃度の低減装置である。この
低減装置では、シリコン単結晶２５を引上げるときに、
ガス給排手段３４にて不活性ガスを整流部材２７下面及
びシリコン融液１２表面間を整流部材２７の外周縁から
内周縁に向って流すことにより、シリコン融液１２表面
で石英るつぼ１３内周面からシリコン単結晶２５の成長
下面近傍に向う対流をシリコン融液１２に発生させる。
この対流によりシリコン融液１２がこの融液１２表面で
石英るつぼ１３内周面からシリコン単結晶２５の成長下
面近傍に向う過程で、融液１２中の酸素がＳｉＯガス等
となって融液１２表面から蒸発するので、シリコン単結
晶２５の成長下面近傍に達したシリコン融液１２中の酸
素濃度は極めて低くなる。この結果、この低酸素濃度の
シリコン融液１２がシリコン単結晶２５となって成長す
るので、シリコン単結晶２５中に含まれる酸素濃度は極
めて低くなる。請求項３に係る発明は、請求項２に係る
発明であって、区画部材及び整流部材がカーボン、石
英、モリブデン、タングステン、ニオブ又はタンタルに
より形成されたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を
図面に基づいて詳しく説明する。図１〜図４に示すよう
に、単結晶引上げ装置１０のチャンバ１１内には、シリ
コン融液１２を貯留する石英るつぼ１３が設けられ、こ
の石英るつぼ１３の外面は黒鉛サセプタ１４により被覆
される。石英るつぼ１３の下面は上記黒鉛サセプタ１４
を介して支軸１６の上端に固定され、この支軸１６の下
部はるつぼ駆動手段１７に接続される（図４）。るつぼ
駆動手段１７は図示しないが石英るつぼ１３を回転させ
る第１回転用モータと、石英るつぼ１３を昇降させる昇
降用モータとを有し、これらのモータにより石英るつぼ
１３が所定の方向に回転し得るとともに、上下方向に移
動可能となっている。石英るつぼ１３の外方にはこの石
英るつぼ１３から所定の間隔をあけてヒータ１８が設け
られ、このヒータ１８とチャンバ１１との間には保温筒
１９が設けられる。ヒータ１８により石英るつぼ１３に
投入された高純度のシリコン多結晶が溶融してシリコン
融液１２になる。

【０００７】またチャンバ１１の上面にはチャンバ１１
より小径の円筒状のケーシング２１が設けられる（図
４）。このケーシング２１には引上げ手段２２が設けら
れる。引上げ手段２２はケーシング２１の上端部に水平
状態で旋回可能に設けられた引上げヘッド（図示せず）
と、このヘッドを回転させる第２回転用モータ（図示せ
ず）と、ヘッドから石英るつぼ１３の回転中心に向って
垂下されたワイヤケーブル２３と、上記ヘッド内に設け
られワイヤケーブル２３を巻取り又は繰出す引上げ用モ
ータ（図示せず）とを有する。ワイヤケーブル２３の下
端にはシリコン融液１２に浸してシリコン単結晶２５を
引上げるための種結晶２４が取付けられる。

【０００８】シリコン単結晶２５の外周面と石英るつぼ
１３の内周面との間にはシリコン単結晶２５を囲むよう
に区画部材２６が挿入され、この区画部材２６の下端に
はシリコン融液１２表面を覆う整流部材２７が接続され
る（図１及び図４）。区画部材２６は円筒状の筒状部２
６ａと、この筒状部２６ａの上端から外方に略水平方向
に張り出す円板状のフランジ部２６ｂとを有する（図１
〜図４）。筒状部２６ａの下端はシリコン融液１２表面
近傍まで延び、上端は保温筒１９の上端と略同一高さと
なるまで延びる。またフランジ部２６ｂの外径はチャン
バ１１の内径より僅かに小さく形成される。上記区画部
材２６をチャンバ１１内に挿入すると、フランジ部２６
ｂの下面が保温筒１９の上面に当接し、区画部材２６に
よりチャンバ１１内がシリコン単結晶側とるつぼ内周面
側とに区画されるようになっている（図１及び図４）。

【０００９】整流部材２７はシリコン融液１２表面から
所定の間隔をあけて上方にかつシリコン融液１２表面と
略平行に設けられる。また整流部材２７の下面のうちシ
リコン単結晶２５近傍の下面にはリング状の吸入口２７
ａが形成され（図１及び図３）、整流部材２７内部から
区画部材２６内部にかけて上記吸入口２７ａに連通する
通路３０が形成される（図１及び図４）。上記通路３０
は吸入口２７ａに連通し整流部材２７内部を中空にする
ことにより形成された第１通路３１と、第１通路３１に
連通し筒状部２６ａ内部を中空にすることにより形成さ
れた第２通路３２と、第２通路３２に連通しフランジ部
２６ｂ内部を中空にすることにより形成された第３通路
３３とを有する。ここで筒状部２６ｂ内部とは筒状部２
６を構成する周壁の外周面と内周面との間をいう。区画
部材２６及び整流部材２７はカーボン、石英、モリブデ
ン、タングステン、ニオブ又はタンタルにより形成され
ることが好ましい。なお、吸入口はリング状の孔ではな
く、シリコン単結晶を中心とする同一円周上に所定の間
隔をあけて形成された多数の小孔でもよい。

【００１０】チャンバ１１にはこのチャンバ１１内にア
ルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを供給しかつこの
不活性ガスをチャンバ１１から排出するガス給排手段３
４が接続される（図１〜図４）。ガス給排手段３４は一
端が不活性ガスを貯留するタンク（図示せず）に接続さ
れ他端がチャンバ１１及びフランジ部２６ｂを貫通して
るつぼ内周面側に突出するメイン供給パイプ３６と、一
端が第３通路３３に連通するようにフランジ部２６ｂに
接続され他端が真空ポンプの吸入口（図示せず）に接続
されたメイン排出パイプ３７とを有する。メイン供給パ
イプ３６は２本（図１〜図３）又は３本以上設けること
が好ましく、これらのパイプ３６の他端はフランジ部２
６ｂのうちシリコン単結晶２５を中心とする同一円周上
に等間隔に貫通される。メイン排出パイプ３７も２本
（図１及び図２）又は３本以上設けることが好ましく、
これらのパイプ３７はフランジ部２６ｂのうちシリコン
単結晶２５を中心とする同一円周上に等間隔に接続され
る。またメイン供給パイプ３６及びメイン排出パイプ３
７には不活性ガスの流量をそれぞれ調整するメイン流量
調整弁３８，３９が設けられる。

【００１１】４１はチャンバ１１内のシリコン単結晶側
の不活性ガスの圧力を調整しかつシリコン単結晶２５の
外周面に沿って不活性ガスの上昇流が発生するのを防止
するためにるつぼ内周面側に不活性ガスを供給する補助
供給パイプであり、４２はチャンバ１１内のるつぼ内周
面側の不活性ガスの圧力を調整しかつメイン供給パイプ
４１からるつぼ内周面側に供給された不活性ガスのうち
余剰の不活性ガスをチャンバ１１外に排出する補助排出
パイプであり、４３及び４４は補助供給パイプ４１及び
補助排出パイプ４２にそれぞれ設けられた不活性ガス流
量調整用の補助流量調整弁である（図４）。なお、メイ
ン供給パイプから石英るつぼの内周面側に供給される不
活性ガスの流量は０〜１００リットル／分、更に好まし
くは１０〜５０リットル／分であり、補助供給パイプか
らシリコン単結晶の外周面側に供給される不活性ガスの
流量は５〜１００リットル／分、更に好ましくは５〜１
０リットル／分であり、整流部材の下面に設けられた吸
入口のシリコン単結晶の外周面からの距離は１０〜１５
０ｍｍ、更に好ましくは１０〜５０ｍｍである。

【００１２】引上げ用モータの出力軸（図示せず）には
ロータリエンコーダ（図示せず）が接続され、るつぼ駆
動手段１７には石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の
重量を検出する重量センサ（図示せず）と、支軸１６の
昇降位置を検出するリニヤエンコーダ（図示せず）とが
設けられる。ロータリエンコーダ、重量センサ及びリニ
ヤエンコーダの各検出出力はコントローラ（図示せず）
の制御入力に接続され、コントローラの制御出力は引上
げ手段２２の引上げ用モータ、るつぼ駆動手段１７の昇
降用モータにそれぞれ接続される。またコントローラに
はメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリにはロー
タリエンコーダの検出出力に対するワイヤケーブル２３
の巻取り長さ、即ちシリコン単結晶２５の引上げ長さが
マップとして記憶され、重量センサの検出出力に対する
石英るつぼ１３内のシリコン融液１２の液面レベルがマ
ップとして記憶される。コントローラは重量センサの検
出出力に基づいて石英るつぼ１３内のシリコン融液１２
の液面が常に一定のレベルに保つように、るつぼ駆動手
段１７の昇降用モータを制御する。

【００１３】このように構成されたシリコン単結晶中の
酸素濃度の低減装置の動作を説明する。シリコン単結晶
２５を引上げるときに、メイン流量調整弁３８，３９及
び補助流量調整弁４３，４４を調整することにより、チ
ャンバ１１内のシリコン単結晶側及びるつぼ内周面側の
不活性ガスの流量をそれぞれ調整する。メイン供給パイ
プ３６からるつぼ内周面側に供給された不活性ガスは図
１の実線矢印で示すように石英るつぼ１３内周面及び区
画部材２６の筒状部２６ａ外周面間を流下し、整流部材
２７下面及びシリコン融液１２表面間を整流部材２７の
外周縁から内周縁に向って流れ、更に吸入口２７ａから
整流部材２７内部に流入し第１〜第３通路３１〜３３を
通ってメイン排出パイプ３７からチャンバ１１外に排出
される。また補助供給パイプ４１からシリコン単結晶２
５側に供給された不活性ガスは一点鎖線矢印で示すよう
にシリコン単結晶２５外周面を流下して吸入口２７ａか
ら整流部材２７内部に流入する。

【００１４】不活性ガスが整流部材２７下面及びシリコ
ン融液１２表面間を整流部材２７の外周縁から内周縁に
向って流れるとき、この不活性ガス流はシリコン融液１
２表面に接するので、シリコン融液１２に図１及び図４
の破線矢印、二点鎖線矢印及び一点鎖線矢印で示すよう
な対流を発生させる。シリコン融液１２が一点鎖線矢印
で示すように石英るつぼ１３の内底面から内周面に沿っ
て流れると、石英るつぼ１３の成分であるＳｉＯ₂がシ
リコン融液１２に溶け込む。この融液１２に溶け込んだ
酸素は融液１２が破線矢印で示すように融液１２表面で
シリコン単結晶２５の成長下面近傍に向う過程で、Ｓｉ
Ｏガス等となって融液１２表面から蒸発し、この蒸発し
たＳｉＯガス等は不活性ガス流によりチャンバ１１外に
排出されるので、シリコン単結晶２５の成長下面近傍に
達したシリコン融液１２中の酸素濃度は極めて低くな
る。この結果、この低酸素濃度のシリコン融液１２がシ
リコン単結晶２５となって成長するので、シリコン単結
晶２５中に含まれる酸素濃度は極めて低くなる。

【００１５】図５は本発明の第２の実施の形態を示す。
図５において図４と同一符号は同一部品を示す。この装
置では、区画部材６６の筒状部６６ａが上方に延びてそ
の上端がケーシング６１の下部に遊挿され、フランジ部
６６ｂが筒状部６６ａの上端から外方に略水平に張り出
して設けられる。ケーシング６１の下部内周面にはリン
グ状の受け具６１ａが突設され、この受け具６１ａの上
面にフランジ部６６ｂの下面が当接することにより、区
画部材６６がチャンバ１１内をシリコン単結晶側とるつ
ぼ内周面側とに区画するようになっている。ガス給排手
段３４のメイン供給パイプ３６の他端はチャンバ１１を
貫通してるつぼ内周面側に突出し、メイン排出パイプ３
７の一端は整流部材２７内部から区画部材６６内部にか
けて形成された通路７０のうち区画部材６６の筒状部６
６ａ内部に形成された第２通路７２に連通するように筒
状部６６ａに接続される。上記以外は第１の実施の形態
と同一に構成される。このように構成されたシリコン単
結晶中の酸素濃度の低減装置の動作は、上記第１の実施
の形態の低減装置の動作と略同様であるため、繰返しの
説明を省略する。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて比較例
とともに詳しく説明する。 ＜実施例１＞図１〜図４に示すように、シリコン単結晶
２５の外周面と石英るつぼ１３の内周面との間に区画部
材２６を挿入し、この区画部材２６によりチャンバ１１
内をシリコン単結晶側とるつぼ内周面側とに区画し、更
に区画部材２６の下端にシリコン融液１２表面を覆う整
流部材２７を接続した。またチャンバ１１内にアルゴン
ガスを供給しかつ排出するガス給排手段３４は、石英る
つぼ１３の内周面側及びシリコン単結晶２５の外周面側
にアルゴンガスをそれぞれ供給するメイン供給パイプ３
６及び補助供給パイプ４１と、チャンバ１１内のアルゴ
ンガスを排出するメイン排出パイプ３７及び補助排出パ
イプ４２とを有した。上記各パイプ３６，３７，４１，
４３にはメイン流量調整弁３８，３９及び補助流量調整
弁４３，４４を設けた。上記ガス給排手段３４を制御す
ることにより、石英るつぼ１３の内周面側に供給された
不活性ガスは整流部材２７及びシリコン融液１２表面間
を整流部材２７の外周縁から内周縁に向って流れ、整流
部材２７下面の吸入口２７ａから整流部材２７内部及び
区画部材２６内部の通路３０を介してチャンバ１１外に
排出されるように構成した。また石英るつぼ１３の内径
は４０６ｍｍであり、この石英るつぼ１３に貯留された
シリコン融液１２の重量は３５ｋｇであった。更に区画
部材２６の筒状部２６ａの内径及び整流部材２７の内径
はそれぞれ３８０ｍｍ及び１７０ｍｍであり、整流部材
２７下面に形成された吸入口２７ａのシリコン単結晶２
５外周面からの距離は２０ｍｍであり、整流部材２７及
びシリコン融液１２表面間の距離は２０ｍｍであった。

【００１７】＜比較例１＞図示しないが上記実施例１の
区画部材、整流部材、メイン供給パイプ及びメイン排出
パイプを用いないことを除いて、上記実施例１と同一に
構成した。ガス給排手段の補助供給パイプ及び補助排出
パイプの各流量調整弁を制御することにより、チャンバ
内に供給されたアルゴンガスが石英るつぼのシリコン融
液上をシリコン単結晶外周面から石英るつぼ内周面に向
って流れるように構成した。 ＜比較例２＞図６及び図７に示すように、シリコン単結
晶５の外周面と石英るつぼ３の内周面との間にシリコン
単結晶５を囲むようにヒートキャップ６を挿入し、この
ヒートキャップ６の上端から環状リム７を外方に略水平
方向に張り出した。ヒートキャップ６は下方に向うに従
って直径が小さくなる筒状に形成され、その下端はシリ
コン融液２表面近傍まで延び、上端は保温筒９の上端と
略同一高さとなるまで延びる。上記ヒートキャップ６及
び環状リム７をチャンバ１内に挿入すると、環状リム７
の下面が保温筒９の上面に当接し、ヒートキャップ６及
び環状リム７によりチャンバ１内がシリコン単結晶側と
るつぼ内周面側とに区画された。またガス給排手段とし
ては、図示しないが上記実施例１のメイン供給パイプ及
びメイン排出パイプを用いずに、補助供給パイプ及び補
助排出パイプのみを用いた。上記ガス給排手段を制御す
ることにより、不活性ガスが図６の実線矢印で示すよう
にシリコン単結晶５外周面を流下し、ヒートキャップ６
下端及びシリコン融液２表面間の隙間を通って石英るつ
ぼ３外に排出されるように構成した。上記以外は実施例
１と同一に構成した。 ＜比較試験と評価＞実施例１、比較例１及び比較例２の
装置にて、チャンバ内のアルゴンガスの流量及び圧力を
変えて、直径及び長さがそれぞれ１５２ｍｍ及び６００
ｍｍのシリコン単結晶をそれぞれ育成し、これらのシリ
コン単結晶の肩から２５０ｍｍの位置でのシリコン単結
晶中に含まれる酸素濃度を測定した。その結果を表１に
示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１から明らかなように、実施例１の装置
により育成されたシリコン単結晶中の酸素濃度が比較例
１及び２の装置により育成されたシリコン単結晶中の酸
素濃度より低くなることが判った。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
リコン単結晶を石英るつぼ内のシリコン融液から引上げ
るときにチャンバ内に供給された不活性ガスをシリコン
融液の表面に導き、シリコン融液の表面で石英るつぼの
内周面側からシリコン単結晶の外周面側に不活性ガスを
流してシリコン融液の対流方向を制御したため、シリコ
ン融液中の酸素がＳｉＯガス等となってシリコン融液表
面から蒸発し、低酸素濃度のシリコン融液が上記対流に
乗って石英るつぼの内周面側からシリコン単結晶の外周
面側に向う。この結果、低酸素濃度のシリコン融液がシ
リコン単結晶となって成長するので、シリコン単結晶中
に含まれる酸素濃度は極めて低くなる。

【００２１】またシリコン単結晶の外周面と石英るつぼ
の内周面との間に円筒状の区画部材を挿入し、この区画
部材によりチャンバ内をシリコン単結晶側とるつぼ内周
面側とに区画し、区画部材の下端にシリコン融液表面を
覆う整流部材を接続し、ガス給排手段によりるつぼ内周
面側に供給された不活性ガスを整流部材及びシリコン融
液表面間を整流部材の外周縁から内周縁に向って流し整
流部材下面の吸入口から整流部材内部及び区画部材内部
の通路を介してチャンバ外に排出するように構成すれ
ば、上記のように不活性ガスを流すことにより、シリコ
ン融液に石英るつぼ内周面からシリコン単結晶の成長下
面近傍に向う対流が発生する。この結果、上記対流によ
りシリコン融液がこの融液表面で石英るつぼ内周面から
シリコン単結晶の成長下面近傍に向う過程で、融液中の
酸素がＳｉＯガス等となって蒸発し、この低酸素濃度の
シリコン融液がシリコン単結晶となって成長するので、
シリコン単結晶中に含まれる酸素濃度は極めて低くな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施形態のシリコン単結晶中の酸素
濃度の低減装置を示す図４のＡ部拡大断面図。

【図２】斜め上方から見たその低減装置の区画部材及び
整流部材の斜視図。

【図３】斜め下方から見たその区画部材及び整流部材の
斜視図。

【図４】その低減装置の断面構成図。

【図５】本発明の第２実施形態を示す図４に対応する断
面構成図。

【図６】従来例を示す図１に対応する断面図。

【図７】その整流筒の斜視図。

【符号の説明】

１１ チャンバ １２ シリコン融液 １３ 石英るつぼ ２５ シリコン単結晶 ２６，６６ 区画部材 ２７ 整流部材 ２７ａ 吸入口 ３０，７０ 通路 ３４ ガス給排手段

───────────────────────────────────────────────────── 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丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者 安部 啓成 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコン単結晶(25)をチャンバ(11)内の
   石英るつぼ(13)に貯留されたシリコン融液(12)から引上
   げるときに前記チャンバ(11)内に供給された不活性ガス
   を前記シリコン融液(12)の表面に導き、前記シリコン融
   液(12)の表面で前記石英るつぼ(13)の内周面側から前記
   シリコン単結晶(25)の外周面側に前記不活性ガスを流し
   て前記シリコン融液(12)の対流方向を制御するシリコン
   単結晶中の酸素濃度の低減方法。
2. 【請求項２】 チャンバ(11)内の石英るつぼ(13)に貯留
   されたシリコン融液(12)から引上げられるシリコン単結
   晶(25)の外周面と前記石英るつぼ(13)の内周面との間に
   前記シリコン単結晶(25)を囲むように挿入され下端が前
   記シリコン融液(12)表面近傍まで延びかつ前記チャンバ
   (11)内をシリコン単結晶側とるつぼ内周面側とに区画す
   る円筒状の区画部材(26,66)と、 前記区画部材(26,66)の下端に接続され前記シリコン融
   液(12)表面を所定の間隔をあけて覆いかつ下面のうち前
   記シリコン単結晶(25)近傍に吸入口(27a)が形成された
   整流部材(27)と、 前記整流部材(27)内部から前記区画部材(26,66)内部に
   かけて形成され前記吸入口(27a)に連通する通路(30,70)
   と、 前記るつぼ内周面側に不活性ガスを供給しこの不活性ガ
   スを前記整流部材(27)及び前記シリコン融液(12)表面間
   を前記整流部材(27)の外周縁から内周縁に向って流し更
   に前記吸入口(27a)及び前記通路(30,70)を介して前記チ
   ャンバ(11)外に排出するガス給排手段(34)とを備えたシ
   リコン単結晶中の酸素濃度の低減装置。
3. 【請求項３】 区画部材及び整流部材がカーボン、石
   英、モリブデン、タングステン、ニオブ又はタンタルに
   より形成された請求項２記載のシリコン単結晶中の酸素
   濃度の低減装置。