JPH09227275A - ドープ剤添加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ドープ剤の歩留りを向上させ、抵抗率ρを精密
に制御することができ、しかも、引上げられる単結晶の
歩留りを向上させることが可能なドープ剤添加装置を提
供する。 【解決手段】チョクラルスキー法によって単結晶を成長
させる際に用いられるドープ剤添加装置10であって、金
属チャンバーの上部を貫通してその下端部が坩堝１の上
方に達するドープ供給管11と、このドープ供給管の貫通
部分を密閉するシール用キャップ12と、前記金属チャン
バーの外部でドープ供給管にドープ供給コック13を介し
て取り付けられたドープ用ホッパー14と、このドープ用
ホッパー14と前記金属チャンバー７の内部とを連通する
連通管15とを具備するドープ剤添加装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はチョクラルスキー法
（以下、単に「ＣＺ法」という）による単結晶製造装置
に用いられるドープ剤添加装置に関し、さらに詳しく
は、ドープ剤の歩留りを向上させ、電気的特性として要
求される抵抗率ρを精密に制御することができ、しか
も、引上げられる単結晶の歩留りを向上させることが可
能なドープ剤添加装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】単結晶の製造方法には種々の方法がある
が、量産が可能な方式で広く応用されているものとして
ＣＺ法がある。この方法に用いられる製造装置は、円筒
状の金属チャンバー内に結晶形成用材料を収容する坩堝
と、この坩堝の周囲に配設される加熱ヒーターが配設さ
れて構成される。

【０００３】通常、ＣＺ法によるシリコン単結晶の製造
に使用される坩堝は二重構造であって、内側の石英坩堝
と外側の黒鉛坩堝とで構成され、坩堝支持軸上に設置さ
れて回転および昇降が可能となっている。この坩堝内に
は、外周に配設された加熱ヒーターによって溶融された
結晶形成用材料、つまり原料となる多結晶シリコンの溶
融液が収容されている。その溶融液の表面に、引上げ手
段の先端に取り付けた種結晶を接触させ、この種結晶を
上方へ引き上げることによって、種結晶の下端に溶融液
が凝固した結晶を成長させて、シリコン単結晶を製造す
る。これらの部品、部材は前記の円筒状金属チャンバー
内に収納され、全体として製造装置を構成している。こ
のとき、この金属チャンバーの内部は減圧に維持され、
しかも引上げられる単結晶への不純物の混入を防ぐた
め、常時、不活性ガス、例えば、高純度のアルゴンガス
が流され、アルゴンガス雰囲気となっている。

【０００４】半導体用のシリコン単結晶は品質特性とし
て電気的特性が要求され、用途に応じて所定の抵抗率ρ
（Ωcm）が規定されている。特に、近年の半導体の高集
積化にともない、正確な抵抗率ρの管理が要求されるよ
うになった。

【０００５】引上げられる単結晶の抵抗率ρを制御する
ため、従来のＣＺ法では初期チャージ時に結晶形成用材
料に不純物としてドープ剤を添加し、ドープ剤の添加量
を調整することによって抵抗率ρの制御を行っていた。
添加されるドープ剤は半導体の種類によって使い分けら
れ、例えば、Ｎ型半導体を製造するには、５価金属であ
るアンチモン（Sb）、砒素（As）、リン（Ｐ）等が、ま
たＰ型半導体を製造するには、３価金属であるボロン
（Ｂ）等がドープ不純物として用いられ、規定の抵抗率
ρに応じて、初期チャージ時の添加量が調整されてい
る。

【０００６】上記ドープ不純物のうちSbおよびAsは、減
圧環境下において融点が極めて低く蒸発速度が速いとい
う特徴を有している。このため、初期チャージ時に結晶
形成用材料である多結晶シリコンにドープ剤を添加させ
て、多結晶シリコンを溶融し所定の温度まで昇温させる
と、ドープ剤であるSb、Asが多量に蒸発する。さらに、
単結晶の引上げを開始したのちであっても、SbおよびAs
の蒸発が続き、ドープ剤の歩留りが悪化するだけでな
く、規定の抵抗率ρの管理が困難になる。しかも、Sb、
Asの多量の蒸発にともなって金属チャンバー内壁への付
着量が増加し、やがてこれらが落下することによって、
引上げ単結晶の有転位化の要因ともなる。

【０００７】したがって、蒸発速度が速いドープ剤を使
用する場合には、初期チャージ時にドープ剤を添加する
ことを前提とする従来の方法では、電気的特性として要
求される抵抗率ρを精密に制御することが困難であると
ともに、無転位単結晶を引上げるという観点からも問題
があった。

【０００８】一方、比較的蒸発速度が遅いＰまたはＢを
ドープ剤として用いる場合であっても、添加したドープ
剤が単結晶の引上げ方向に沿って偏析する現象が発生し
て、引上げ方向に均一な電気的特性を有する単結晶が得
られないという問題があった。

【０００９】ドープ剤の偏析が生じるのは、結晶成長の
際の溶融液と結晶との界面における結晶中不純物濃度Ｃ
_s と溶融液中不純物濃度Ｃ_L の比 (Ｃ_s / Ｃ_L ) 、すな
わち、実効偏析係数Ｋｅが１でないため、単結晶の引上
げにともない、溶融液中ひいては結晶中の不純物濃度が
変化するからである。例えば、Ｋｅ＜１の場合には、結
晶の成長に伴い溶融液中の不純物濃度が漸次高くなる。
したがって、単結晶引上げの後半 (引上げ方向で下方)
では不純物濃度が高くなってしまい、抵抗率ρが低減す
る。

【００１０】一般に、引き上げられた単結晶の引上げ方
向の不純物濃度Ｃ_s は、初期の溶融液中不純物濃度
Ｃ_L0、単結晶の固化率Ｇとの関係において、 Ｃ_s ＝ＫｅＣ_L0（１−Ｇ）^Ke-1 で表される。例えば、実効偏析係数Ｋｅが0.35と小さい
Ｐを添加したＮ型半導体用の単結晶では、Ｋｅが１に近
い他の不純物元素を使用する場合に比べ、引上げ工程に
おける溶融液中の不純物濃度の上昇度が大きく、単結晶
の引上げ方向における不純物濃度のバラツキが大きくな
り、所期の抵抗率ρ特性を有する単結晶の歩留が著しく
低下する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を克服して、抵抗率ρを制御するため蒸
発し易いドープ剤を使用する場合であっても、その蒸発
量を低減させてドープ剤の歩留りを向上させ、電気的特
性として要求される抵抗率ρを精密に制御することが可
能になるドープ剤添加装置を提供することを目的として
なされたものである。さらに、本発明は、蒸発速度が遅
いドープ剤を使用する場合において、単結晶の引上げ方
向のドープ濃度の調整を行い数種類の電気的特性を有す
る単結晶を製造することによって、単結晶の歩留りを向
上させるのに好適なドープ剤添加装置を提供することも
目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】減圧の環境下で蒸発速度
が速いドープ剤を用いる場合、初期チャージ時にシリコ
ン多結晶に添加させると、チャージ後の原料溶解から引
上げ工程にわたってドープ剤の蒸発量が多くなり、ドー
プ添加量の管理ができず、電気的特性として要求される
抵抗率ρを精密に制御することが困難になる。また、比
較的蒸発速度が遅いドープ剤を用いる場合であっても、
添加したドープ剤が単結晶の引上げ方向に沿って偏析す
る現象が発生して、引上げ方向に均一な電気的特性を得
ることが難しくなる。このような問題を解消するには、
初期チャージの時ではなく、単結晶の引上げ直前、また
は引上げ中にドープ剤を添加することが有効な手段とな
る。しかし、このときの金属チャンバー内は減圧、アル
ゴンガス雰囲気であるため、ドープ剤の添加時にはドー
プ添加装置内の雰囲気を金属チャンバー内の雰囲気と同
じになるように調整を行う必要がある。この課題を解決
するために開発されたのが本発明の第一のドープ剤添加
装置であって、下記の装置構成を要旨としている。

【００１３】すなわち、図１および図２に示すように、
金属チャンバー７の内部に配置された坩堝１内の溶融液
３の表面からチョクラルスキー法によって単結晶を成長
させる際に用いられるドープ剤添加装置10であって、前
記金属チャンバーの上部を貫通してその下端部が前記坩
堝１の上方に達するドープ供給管11と、このドープ供給
管の貫通部分を密閉するシール用キャップ12と、前記金
属チャンバーの外部でドープ供給管にドープ供給コック
13を介して取り付けられたドープ用ホッパー14と、この
ドープ用ホッパー14と前記金属チャンバー７の内部とを
連通する連通管15とを具備することを特徴とするドープ
剤添加装置である。

【００１４】上記第一のドープ剤添加装置は一回のドー
プ剤添加を意図した装置であるが、引上げ中において複
数回にわたり所定量のドープ剤を添加することが必要に
なる場合がある。図５は、後述する実施例での引上げ方
向における単結晶位置と抵抗率ρとの関係を示す図であ
るが、図中の比較例で示すように、引上げにともなって
単結晶中に含有されるドープ不純物濃度が上昇し、抵抗
率ρが低減していることが分かる。特に、実効偏析係数
Ｋｅが0.35と小さいＰを添加する場合には、この傾向が
顕著となり、半導体用として使用される単結晶の歩留り
が低下する。

【００１５】一般的に、半導体用のシリコン単結晶に要
求される抵抗率ρは、用途に応じて数種類の規定範囲に
分類される。そこで、積極的に引上げ工程において数次
にわたりドープ剤を添加して、単結晶の引上げ方向のド
ープ濃度調整を行い、１パスの引上げ作業で数種類の電
気的特性を有する単結晶を製造することによって、単結
晶の歩留りを向上させることができる。この場合であっ
ても、金属チャンバー内の減圧、アルゴンガス雰囲気に
合致するように添加時にドープ添加装置内の雰囲気調整
を行う必要がある。このような目的に使用されるのが本
発明の第二のドープ剤添加装置であって、下記の装置構
成を要旨としている。

【００１６】すなわち、図３に示すように、上記第一の
ドープ剤添加装置の構成に加え、さらに開閉コック16c
を有して前記ドープ用ホッパーに設けられた調整配管16
と、開閉コック15c を有して前記ドープ用ホッパーと前
記金属チャンバーの内部とを連通する連通管15とを具備
することを特徴とするドープ剤添加装置である。ただ
し、調整配管16と連通管15は、ドープ用ホッパー14の取
付け部の近傍において、共通の配管にできる。

【００１７】一方、第一のドープ剤添加装置と同様に、
一回のドープ剤添加を意図する装置であっても、比較的
多量のドープ剤を添加することが有効になる場合があ
る。例えば、減圧の環境下で蒸発速度が速いSbをドープ
剤として用いる場合、Sbは偏析係数が極めて小さいこと
から、引上げ中の蒸発と相まって溶融液の濃度はほぼ一
定となる。このため、単結晶の引上げ開始直前に一回だ
け行われるドープ剤添加の添加量を比較的多量にして、
その後の追加ドープ剤の添加を不要にするのが望まし
い。この場合には、通常、 100〜200mg のSbが添加され
る。このとき使用される装置が本発明の第三のドープ剤
添加装置であって、下記の装置構成を要旨としている。

【００１８】すなわち、図４に示すように、上記第一の
ドープ剤添加装置の構成に加え、さらにドープ用ホッパ
ー14にバタフライ弁17を介して、ドープ用サブホッパー
18を取り付けることを特徴とするドープ剤添加装置であ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の第一、第二および第三の
ドープ剤添加装置の構造を図を用いて説明する。

【００２０】図１は、本発明の第一のドープ剤添加装置
を、金属チャンバーの上部を貫通して設置する場合の構
造例を示す図である。同図から明らかなように、製造装
置の外観を構成する金属チャンバー７は、円筒状の真空
容器であって、単結晶の引上げ軸を中心として配置され
ている。金属チャンバー７の中央位置に坩堝１が配設さ
れ、その外周にはこれを囲んで坩堝内の溶融液３を加熱
する、ヒーター２が配設されている。坩堝１は内側を石
英坩堝1aとし、外側を黒鉛坩堝1bとした二重構造で構成
され、坩堝支持軸1c上に設置され、回転および昇降が可
能になっている。

【００２１】初期チャージされた多結晶シリコンは、加
熱ヒーター２によって溶融され、坩堝１内に溶融液３と
して収容される。一方、金属チャンバーの上部を貫通し
て設けられたドープ剤添加装置10のドープ供給管11は、
その下端部が坩堝１の上方に達するように配置される。
このドープ供給管11の金属チャンバー貫通部分はシール
用キャップ12で密閉され、金属チャンバー内の気密性が
保持されている。

【００２２】単結晶の引上げ直前、または引上げ中でド
ープ剤の添加時期になると、ドープ供給管11を通してド
ープ不純物、若しくは化合物処理されたドープ剤が投入
されて、溶融液３に所定量だけ添加される。一方、引上
げワイヤー６の先端に取り付けた種結晶４を溶融液３の
表面に接触させ、この種結晶４を上方へ引き上げること
によって、種結晶の下端に溶融液が凝固した単結晶５を
成長させていく。

【００２３】図２は、本発明の第一のドープ剤添加装置
の構造の一例を説明する要部断面図である。第一の装置
は、上記の図１で説明したドープ供給管11およびシール
用キャップ12の他に、ドープ供給管11にフランジ13a を
通して直結するドープ供給コック13、これに取り付けら
れたドープ用ホッパー14およびドープ用ホッパー14の雰
囲気を調整するための連通管15から構成されており、い
ずれも金属チャンバーの外部に設けられる。

【００２４】引上げ中の抵抗率の低下にあわせ、ドープ
用ホッパー14内に正確に秤量されたドープ剤が挿入さ
れ、キャップ14a によって充分に密閉される。このとき
キャップ14a には、ドープ用ホッパー内の状況が把握で
きるように覗き窓（図示せず）を設けるのが望ましい。
また、密閉性を確保するため、パッキン等を設けるのが
望ましい。

【００２５】ドープ用ホッパー14内の雰囲気は、金属チ
ャンバーの内部と連通する連通管15を通して、金属チャ
ンバー内の雰囲気と同じ条件に保たれる。引上げ中の所
望するドープ剤の添加時期になると、ドープ供給コック
を作動して全量のドープ剤を溶融液に添加する。望まし
い態様としては、ドープ供給コックのシリンダー部の円
周方向に、例えば、４個の窪み13b を設け、ドープ供給
コックの作動にともなって窪み13b に装入されたドープ
剤が少量（数mg）ずつ連続して添加できるようにする。
このようにすれば、未溶解のドープ剤に起因する単結晶
の有転位化を防止するのに有効である。また、ここで用
いられるドープ供給コック13は、平行状の座を持つ本体
の内部にシリンダー（栓）が納まっている一般的な構造
のものでよく、例えば、真空装置用のボール弁等が適用
される。

【００２６】本発明の第一のドープ剤添加装置は、上記
の構成を採用することによって、蒸発速度が速いドープ
剤を使用する場合、また蒸発速度が比較的遅いドープ剤
を使用する場合のいずれであっても、引上げ途中で単結
晶の抵抗率ρを精密に制御することが可能になる。

【００２７】図３は、本発明の第二のドープ剤添加装置
の構造の一例を説明する図である。

【００２８】第二の装置は、図２に示す第一の装置の構
成に加え、さらに開閉コック16c を有してドープ用ホッ
パーに設けられた調整配管16を具備するとともに、ドー
プ用ホッパー14と金属チャンバーの内部とを連通する連
通管15に開閉コック15c が設けられている。このような
構成が新たに必要となるのは、第二の装置は引上げ工程
において数次にわたりドープ剤の挿入および添加を行う
場合のものであり、その都度、ドープ剤添加装置内の雰
囲気を調整しなければならないからである。

【００２９】第二の装置では、ドープ用ホッパーに調整
配管16と連通管15を設けることが必要になるが、これら
の配管は独立の配管としても良く、また、図３に示すよ
うに、調整配管16および連通管15をドープ用ホッパー14
の取付け部の近傍において、共通の配管としても良い。
いずれであっても、ドープ用ホッパー内の雰囲気調整に
は支障がないからである。

【００３０】第二の装置の構成のうち、第一の装置の構
成と共通するドープ供給管11、シール用キャップ12、ド
ープ供給コック13、ドープ用ホッパー14および連通管15
の作用は、上述した第一の装置の場合と同様である。た
だし、第二の装置では連通管に開閉コック15c が設けら
れているが、この作用については後述する。

【００３１】第一の装置の場合と同様に、引上げ中の抵
抗率の低下にあわせ、ドープ用ホッパー14内には、予め
正確に秤量されたドープ剤が挿入されている。このと
き、調整配管16に設けられた開閉コック16c は閉状態で
あり、ドープ用ホッパー14と金属チャンバーの内部とを
連通する連通管15に設けられた開閉コック15c は開状態
であるので、ドープ用ホッパー14内の雰囲気は金属チャ
ンバー内の雰囲気と同じ条件に保たれる。その後、単結
晶の引上げの進捗にともなってドープ剤を添加すべき時
期に、ドープ供給コック13を作動して全量のドープ剤を
溶融液に添加する。

【００３２】次回のドープ剤の添加に備えて、連通管15
に設けられた開閉コック15c を閉状態にしてのち、調整
配管16に設けられた開閉コック16c を開状態にして、ド
ープ用ホッパー14内を略大気圧条件にし、キャップを開
く。ドープ用ホッパー14内には正確に秤量されたドープ
剤が挿入され、キャップによって充分に密閉される。

【００３３】その後、調整配管16に設けられた開閉コッ
ク16c を開状態のままで真空引きし、そののちアルゴン
ガスを供給して、ドープ用ホッパー14内をアルゴンガス
雰囲気に置換する。アルゴンガスで置換後、調整配管16
に設けられた開閉コック16c を閉状態とし、連通管15に
設けられた開閉コック15c を徐々に開状態にする。この
操作で、ドープ用ホッパー14内の雰囲気は、金属チャン
バー内の雰囲気と同じ条件に保たれる。その後、単結晶
の引上げの進捗にともなってドープ剤を添加すべき時期
になると、ドープ供給コック13を作動して全量のドープ
剤を溶融液に添加する。したがって、本発明の第二のド
ープ剤添加装置は、上記の構成を採用することによっ
て、引上げ過程において数次にわたり、所定のドープ剤
を適切な時期に添加することが可能になる。

【００３４】図４は、本発明の第三のドープ剤添加装置
の構造の一例を説明する図である。

【００３５】第三の装置は比較的多量のドープ剤を添加
する装置であるから、図２に示す第一の装置の構成に加
え、さらにドープ剤を移送するバタフライ弁17と、ドー
プ用ホッパー14にバタフライ弁17を介して取り付けられ
た、ドープ用サブホッパー18が設けられている。このよ
うに、第三の装置はバタフライ弁17とドープ供給コック
13を組み合わせることによって、多量のドープ剤を添加
することを特徴とする。

【００３６】バタフライ弁17は比較的多量のドープ剤を
移送するのに適しているが、多少の通気性を有する構造
であるため、弁そのものの密閉性が悪く、真空用バルブ
として使用できない。一方、ボール弁構造からなるドー
プ供給コック13は密閉性に優れるが、多量のドープ剤を
添加する場合、平行座とシリンダー部との間にドープ剤
を噛込み、密閉性を損なう事態も発生する。そのため、
第三の装置では、バタフライ弁17とドープ供給コック13
とを組み合わせることとした。

【００３７】第三の装置の構成のうち、第一の装置の構
成と共通するドープ供給管11、シール用キャップ12、ド
ープ供給コック13、ドープ用ホッパー14および連通管15
の作用は、上述した第一の装置の場合と同様である。た
だし、第三の装置では新たにドープ用サブホッパー18が
設けられたことから、連通管15はドープ用ホッパー14ま
たは／およびドープ用サブホッパーと金属チャンバーの
内部とを連通する。図４では、連通管15は、ドープ用ホ
ッパー14およびドープ用サブホッパーと金属チャンバー
とを連通している。しかし、前述の通り、バタフライ弁
17は多少の通気性を有する構造であるから、連通管15
は、ドープ用ホッパー14またはドープ用サブホッパーと
金属チャンバーの内部とを連通する構造のものであって
も良い。

【００３８】多結晶シリコンの初期チャージにあわせ、
ドープ用サブホッパー18内には正確に秤量されたドープ
剤が装入され、ドープ供給コック13が遮蔽され、ドープ
用ホッパーおよびドープ用サブホッパーは密閉される。
ドープ用ホッパー14内の雰囲気は、金属チャンバーの内
部とを連通する連通管15を通して、金属チャンバー内の
雰囲気と同じ条件に保たれる。坩堝内の溶融液が安定し
てドープ剤の添加時期になると、ドープ供給コックを開
状態に作動してのち、バタフライ弁16を開いて全量のド
ープ剤を溶融液に添加する。このような構成を採ること
によって、例えば、Sbなどの蒸発速度が速いドープ剤を
引上げ開始直前に多量に添加する場合であっても、ドー
プ剤をドープ供給コックに噛込ませることなく、全量の
ドープ剤を添加することができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明のドープ剤添加装置の効果を実
施例１〜３に基づいて、具体的な数値で説明する。

【００４０】（実施例１）図１および図２に示す第一の
ドープ剤添加装置を用いて、直径６インチのＮ型半導体
用の単結晶を製造した。このときの引上条件は初期チャ
ージ70Kgとし、引上速度0.7mm 、結晶回転20rpm 、坩堝
回転５rpm 〜15rpm で、重量68Kgの単結晶を成長させ
た。このとき使用したドープ剤はＰであり、引上げ中の
抵抗率の低下にあわせ、 100mgを秤量してドープ用ホッ
パー内に挿入した。引上げ中にドープ供給コックを作動
しドープ剤の添加を行ったが、１回の添加で秤量した全
量のドープ剤を溶融液に添加でき、何のトラブルもなく
単結晶を成長させることができた。しかも、単結晶の全
長にわたり抵抗率ρが良く制御されていることを確認し
た。

【００４１】（実施例２）図３に示す第二のドープ剤添
加装置を用いて、実施例１の場合と同様の引上条件で直
径６インチのＮ型半導体用の単結晶を製造した。電気的
特性として抵抗率ρに着目して、引上げられた単結晶の
歩留りを向上させるため、１本の単結晶で目標とする３
区分の抵抗率、例えば12〜10Ωcm、８〜６Ωcmおよび４
〜２Ωcmを満足し、しかも抵抗率外れの少ない単結晶の
製造を試みた。このとき使用したドープ剤は実施例１と
同様にＰとし、その結果を本発明例とした。比較のた
め、ドープ剤添加装置を用いずに、初期チャージ時にＰ
を添加して引上げを行い、この結果を比較例とした。こ
れらの結果を図５に示す。

【００４２】図５は、引上げられた単結晶の位置と抵抗
率ρ（Ωcm）との関係を示す図であり、単結晶の位置を
結晶固化率（％）で表している。同図から明らかなよう
に、比較例では目標とする抵抗率から外れる単結晶の部
位が多く発生しているが、本発明のドープ剤添加装置を
用いた本発明例では、３区分の抵抗率に合致する単結晶
を歩留り良く製造できる。

【００４３】（実施例３）図４に示す第三のドープ剤添
加装置を用いて、直径６インチのＮ型半導体用の単結晶
を製造した。直径６インチ単結晶の引上条件は初期チャ
ージ35Kgとし、引上速度0.6mm 、結晶回転22rpm 、坩堝
回転８rpm 〜16rpm で、重量34Kgの単結晶を成長させ
た。このとき使用したドープ剤はSbであり、多結晶シリ
コンの初期チャージにあわせ、150mg 分を秤量してドー
プ用サブホッパー内に挿入した。坩堝内の溶融液が安定
して単結晶の引上げ直前に至ると、ドープ供給コックと
バタフライ弁とを作動して全量のドープ剤を溶融液に添
加して、単結晶を成長させた。

【００４４】一方、比較のため、ドープ剤添加装置を用
いずに、初期チャージ時にSbを添加して引上げを行った
が、上記の本発明例と同等の電気的特性を得るために
は、Sbの添加量が３倍程度必要になることが分かった。
しかも、引上げ途中で、有転位化する比率が増加した
が、Sb蒸発量の増加にともなう、金属チャンバー内壁へ
の付着量の増大が要因であることが確認された。

【００４５】

【発明の効果】本発明の単結晶製造装置を用いれば、抵
抗率ρを制御するため蒸発し易いドープ剤を使用する場
合であっても、その蒸発量を低減させてドープ剤の歩留
りを向上させ、電気的特性として要求される抵抗率ρを
精密に制御することが可能になる。また、蒸発速度が遅
いドープ剤を使用する場合にあっては、単結晶の引上げ
方向のドープ濃度調整を行い数種類の電気的特性を有す
る単結晶を製造することによって、単結晶の歩留りを向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一のドープ剤添加装置を、金属チャ
ンバーの上部を貫通して設置する場合の構造例を示す図
である。

【図２】本発明の第一のドープ剤添加装置の構造の一例
を説明する要部断面図である。

【図３】本発明の第二のドープ剤添加装置の構造の一例
を説明する図である。

【図４】本発明の第三のドープ剤添加装置の構造の一例
を説明する図である。

【図５】引上げられた単結晶の位置と抵抗率ρ（Ωcm）
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１…坩堝、 1a…石英坩堝、 1b…黒鉛坩堝、 1c…坩
堝支持軸 ２…加熱ヒーター、 ３…溶融液、 ４…種結晶、 ５
…単結晶 ６…引上げワイヤー、 ７…金属チャンバー 10…ドープ剤添加装置、 11…ドープ供給管、 12…シ
ール用キャップ 13…ドープ供給コック、 13a …フランジ、 13b …窪
み 14…ドープ用ホッパー、 14a …キャップ、 15…連通
管 16…調整配管、 17…バタフライ弁、 18…ドープ用サ
ブホッパー 15c 、16c …開閉コック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属チャンバーの内部に配置された坩堝内
   の溶融液の表面からチョクラルスキー法によって単結晶
   を成長させる際に用いられるドープ剤添加装置であっ
   て、前記金属チャンバーの上部を貫通してその下端部が
   前記坩堝の上方に達するドープ供給管と、このドープ供
   給管の貫通部分を密閉するシール用キャップと、前記金
   属チャンバーの外部でドープ供給管にドープ供給コック
   を介して取り付けられたドープ用ホッパーと、このドー
   プ用ホッパーと前記金属チャンバーの内部とを連通する
   連通管とを具備することを特徴とするドープ剤添加装
   置。
2. 【請求項２】金属チャンバーの内部に配置された坩堝内
   の溶融液の表面からチョクラルスキー法によって単結晶
   を成長させる際に用いられるドープ剤添加装置であっ
   て、前記金属チャンバーの上部を貫通してその下端部が
   前記坩堝の上方に達するドープ供給管と、このドープ供
   給管の貫通部分を密閉するシール用キャップと、前記金
   属チャンバーの外部でドープ供給管にドープ供給コック
   を介して取り付けられたドープ用ホッパーと、開閉コッ
   クを有して前記ドープ用ホッパーに設けられた調整配管
   と、開閉コックを有して前記ドープ用ホッパーと前記金
   属チャンバーの内部とを連通する連通管とを具備するこ
   とを特徴とするドープ剤添加装置。
3. 【請求項３】金属チャンバーの内部に配置された坩堝内
   の溶融液の表面からチョクラルスキー法によって単結晶
   を成長させる際に用いられるドープ剤添加装置であっ
   て、前記金属チャンバーの上部を貫通してその下端部が
   前記坩堝の上方に達するドープ供給管と、このドープ供
   給管の貫通部分を密閉するシール用キャップと、前記金
   属チャンバーの外部でドープ供給管にドープ供給コック
   を介して取り付けられたドープ用ホッパーと、このドー
   プ用ホッパーにバタフライ弁を介して取り付けられたド
   ープ用サブホッパーと、ドープ用ホッパーまたは／およ
   びドープ用サブホッパーと前記金属チャンバーの内部と
   を連通する連通管とを具備することを特徴とするドープ
   剤添加装置。