JPH10273376A - 単結晶製造方法及び単結晶製造装置 - Google Patents
単結晶製造方法及び単結晶製造装置Info
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- JPH10273376A JPH10273376A JP9487697A JP9487697A JPH10273376A JP H10273376 A JPH10273376 A JP H10273376A JP 9487697 A JP9487697 A JP 9487697A JP 9487697 A JP9487697 A JP 9487697A JP H10273376 A JPH10273376 A JP H10273376A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダッシュ（Dash）法により形成するネック部
の強度を強化して大径、大重量の単結晶を引き上げる。 【解決手段】 種結晶１が石英るつぼ４内の融液２に浸
漬するように下降させた後、コイル１１に電流を印加し
て縦型磁界ＶＭを発生させ、所定時間の経過後に種結晶
１を比較的速い速度で引き上げてネッキングを行う。ネ
ッキングが終了して上部コーン部１５を形成開始する時
点で、縦型磁界ＶＭの印加を中止してコイル１１ａ、１
１ｂに逆方向の電流を印加することによりカスプ型磁界
ＣＭを形成する。カスプ型磁界ＣＭを印加した状態で、
引上げ速度を徐々に遅くすることにより上部コーン部１
５を形成させる。次いでカスプ型磁界ＣＭを印加した状
態で、一定の速度で引き上げることにより円柱状のボデ
ィー部１７を形成させる。
の強度を強化して大径、大重量の単結晶を引き上げる。 【解決手段】 種結晶１が石英るつぼ４内の融液２に浸
漬するように下降させた後、コイル１１に電流を印加し
て縦型磁界ＶＭを発生させ、所定時間の経過後に種結晶
１を比較的速い速度で引き上げてネッキングを行う。ネ
ッキングが終了して上部コーン部１５を形成開始する時
点で、縦型磁界ＶＭの印加を中止してコイル１１ａ、１
１ｂに逆方向の電流を印加することによりカスプ型磁界
ＣＭを形成する。カスプ型磁界ＣＭを印加した状態で、
引上げ速度を徐々に遅くすることにより上部コーン部１
５を形成させる。次いでカスプ型磁界ＣＭを印加した状
態で、一定の速度で引き上げることにより円柱状のボデ
ィー部１７を形成させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、引上げＣＺ（Czoc
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための単結晶製造方法及び単結晶製造装置に
関する。
hralski）法によりＳｉ（シリコン）の無転位の単結晶
を製造するための単結晶製造方法及び単結晶製造装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、引上げＣＺ法による単結晶製造
装置では、高耐圧気密チャンバ内を１０torr程度に減圧
して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャ
ンバ内の下方に設けられた石英るつぼ内の多結晶を加熱
して溶融し、この融液の表面に種結晶を上から浸漬し、
種結晶と石英るつぼを回転、上下移動させながら種結晶
を引き上げることにより、種結晶の下に上端が突出した
円錐形の上部コーン部と、円柱状のボディー部と下端が
突出した円錐形の下部コーン部より成る単結晶（いわゆ
るインゴット）を成長させるように構成されている。
装置では、高耐圧気密チャンバ内を１０torr程度に減圧
して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャ
ンバ内の下方に設けられた石英るつぼ内の多結晶を加熱
して溶融し、この融液の表面に種結晶を上から浸漬し、
種結晶と石英るつぼを回転、上下移動させながら種結晶
を引き上げることにより、種結晶の下に上端が突出した
円錐形の上部コーン部と、円柱状のボディー部と下端が
突出した円錐形の下部コーン部より成る単結晶（いわゆ
るインゴット）を成長させるように構成されている。
【０００３】また、この成長方法として、種結晶を融液
の表面に浸漬したときの熱衝撃により種結晶に発生する
転位を除去（無転位化）するために、図６に示すように
種結晶１をＳｉ融液２の表面に浸漬した後、引上げ速度
を比較的速くすることにより種結晶より小径の例えば直
径が３〜５ｍｍのネック部３を形成した後に上記の上部
コーン部の引上げを開始するダッシュ(Dash)法が知られ
ている。
の表面に浸漬したときの熱衝撃により種結晶に発生する
転位を除去（無転位化）するために、図６に示すように
種結晶１をＳｉ融液２の表面に浸漬した後、引上げ速度
を比較的速くすることにより種結晶より小径の例えば直
径が３〜５ｍｍのネック部３を形成した後に上記の上部
コーン部の引上げを開始するダッシュ(Dash)法が知られ
ている。
【０００４】さらに、この小径のネック部３を介して
は、大径、大重量（１５０〜２００ｋｇ以上）の単結晶
を引き上げることができないので、例えば特公平５−６
５４７７号公報に示されるようにDash法により小径のネ
ック部３を形成した後、引上げ速度を比較的遅くして大
径を形成し、次いで引上げ速度を比較的速くして小径を
形成することにより「くびれ」を形成し、この大径部の
下のくびれを把持具で把持することにより大径、高重量
の単結晶を引き上げる方法が提案されている。また、く
びれを把持する従来の装置としては、上記公報の他に、
例えば特公平７−１０３０００号公報、特公平７−５１
５号公報に示されているものがある。
は、大径、大重量（１５０〜２００ｋｇ以上）の単結晶
を引き上げることができないので、例えば特公平５−６
５４７７号公報に示されるようにDash法により小径のネ
ック部３を形成した後、引上げ速度を比較的遅くして大
径を形成し、次いで引上げ速度を比較的速くして小径を
形成することにより「くびれ」を形成し、この大径部の
下のくびれを把持具で把持することにより大径、高重量
の単結晶を引き上げる方法が提案されている。また、く
びれを把持する従来の装置としては、上記公報の他に、
例えば特公平７−１０３０００号公報、特公平７−５１
５号公報に示されているものがある。
【０００５】また、他の従来例としては、例えば特開平
５−２７０９７４号公報、特開平７−１７２９８１号公
報に示されるように上記「くびれ」を形成しないでボデ
ィー部をそのまま把持する方法や、特開昭６３−２５２
９９１号公報、特開平５−２７０９７５号公報に示され
るように上記「くびれ」の代わりに、上部コーン部とボ
ディー部の間の肩部にボディー部より径が大きい「環状
部」を形成し、この「環状部」の下を把持する方法が提
案されている。
５−２７０９７４号公報、特開平７−１７２９８１号公
報に示されるように上記「くびれ」を形成しないでボデ
ィー部をそのまま把持する方法や、特開昭６３−２５２
９９１号公報、特開平５−２７０９７５号公報に示され
るように上記「くびれ」の代わりに、上部コーン部とボ
ディー部の間の肩部にボディー部より径が大きい「環状
部」を形成し、この「環状部」の下を把持する方法が提
案されている。
【０００６】また、Ｓｉ融液２から単結晶を成長させる
場合、Ｓｉ融液２の対流によるミクロな結晶成長の乱れ
が問題となるので、これを防止するために例えば特開昭
６０−１６８９１号公報、特公平２−１２９２０号公
報、特開昭５９−１９９５９７号公報に示されるよう
に、Ｓｉ融液２に対して縦磁界や、横磁界、カスプ型磁
界を印加することによりＳｉ融液２の動きを抑制すると
ともに、単結晶を低酸素濃度化するＭＣＺ（磁界印加Ｃ
Ｚ）法が知られている。ここで、縦磁界を印加する方法
は、他の方法と比較して単結晶が高酸素濃度化する。
場合、Ｓｉ融液２の対流によるミクロな結晶成長の乱れ
が問題となるので、これを防止するために例えば特開昭
６０−１６８９１号公報、特公平２−１２９２０号公
報、特開昭５９−１９９５９７号公報に示されるよう
に、Ｓｉ融液２に対して縦磁界や、横磁界、カスプ型磁
界を印加することによりＳｉ融液２の動きを抑制すると
ともに、単結晶を低酸素濃度化するＭＣＺ（磁界印加Ｃ
Ｚ）法が知られている。ここで、縦磁界を印加する方法
は、他の方法と比較して単結晶が高酸素濃度化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Dash法
により形成した３〜５ｍｍの小径のネック部３は、耐荷
重力が１００ｋｇ〜２８０ｋｇ程度であり、それ以上の
大径（例えば３００ｍｍ）、大重量の単結晶を引き上げ
ることができないという問題点がある。また、Dash法に
よるネック部３の下に「くびれ」を形成する方法では、
この部分が無駄になり、また、「くびれ」を把持するた
めの機構が別途必要になるという問題点がある。
により形成した３〜５ｍｍの小径のネック部３は、耐荷
重力が１００ｋｇ〜２８０ｋｇ程度であり、それ以上の
大径（例えば３００ｍｍ）、大重量の単結晶を引き上げ
ることができないという問題点がある。また、Dash法に
よるネック部３の下に「くびれ」を形成する方法では、
この部分が無駄になり、また、「くびれ」を把持するた
めの機構が別途必要になるという問題点がある。
【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み、Dash法
により形成するネック部の強度を強化してこのネック部
を介して大径、大重量の単結晶を引き上げることができ
る単結晶製造方法及び装置を提供することを目的とす
る。
により形成するネック部の強度を強化してこのネック部
を介して大径、大重量の単結晶を引き上げることができ
る単結晶製造方法及び装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、種結晶の下にネック部を成長させる、いわ
ゆるネッキングプロセスで単結晶の軸方向の縦型磁界を
原料融液に印加するようにしたものである。また、上下
逆方向の２つの磁界を発生させる、カスプ型磁界発生装
置の２つのコイルへの通電を制御して、かかる縦型磁界
を得るとともに、ネッキングプロセス終了後の単結晶ボ
ディー部の形成には無磁界とするか、カスプ型磁界を印
加するようにする。
するために、種結晶の下にネック部を成長させる、いわ
ゆるネッキングプロセスで単結晶の軸方向の縦型磁界を
原料融液に印加するようにしたものである。また、上下
逆方向の２つの磁界を発生させる、カスプ型磁界発生装
置の２つのコイルへの通電を制御して、かかる縦型磁界
を得るとともに、ネッキングプロセス終了後の単結晶ボ
ディー部の形成には無磁界とするか、カスプ型磁界を印
加するようにする。
【００１０】すなわち本発明によれば、石英るつぼ内の
原料融液に種結晶を浸漬し、なじませ、その後、種結晶
を引き上げてネック部を形成し、次いで単結晶のボディ
ー部を形成する単結晶製造方法において、前記ネック部
を形成するネッキングプロセスで前記石英るつぼ内の前
記原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を印加すること
を特徴とする単結晶製造方法が提供される。
原料融液に種結晶を浸漬し、なじませ、その後、種結晶
を引き上げてネック部を形成し、次いで単結晶のボディ
ー部を形成する単結晶製造方法において、前記ネック部
を形成するネッキングプロセスで前記石英るつぼ内の前
記原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を印加すること
を特徴とする単結晶製造方法が提供される。
【００１１】また、本発明によれば、石英るつぼ内の原
料融液に種結晶を浸漬し、なじませ、その後、種結晶を
引き上げてネック部を形成し、次いで単結晶のボディー
部を形成する単結晶製造方法において、前記ネック部を
形成するネッキングプロセスで前記石英るつぼ内の前記
原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を印加するステッ
プと、前記ネッキングプロセスが終了し、前記単結晶の
ボディー部につながる上部コーン部の形成開始後に、前
記縦型磁界の印加を終了させるステップとを、有するこ
とを特徴とする単結晶製造方法が提供される。
料融液に種結晶を浸漬し、なじませ、その後、種結晶を
引き上げてネック部を形成し、次いで単結晶のボディー
部を形成する単結晶製造方法において、前記ネック部を
形成するネッキングプロセスで前記石英るつぼ内の前記
原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を印加するステッ
プと、前記ネッキングプロセスが終了し、前記単結晶の
ボディー部につながる上部コーン部の形成開始後に、前
記縦型磁界の印加を終了させるステップとを、有するこ
とを特徴とする単結晶製造方法が提供される。
【００１２】また、本発明によれば、石英るつぼ内の原
料融液に種結晶を浸漬し、なじませ、その後、種結晶を
引き上げてネック部を形成し、次いで単結晶のボディー
部を形成する単結晶製造方法において、前記ネック部を
形成するネッキングプロセスで前記石英るつぼ内の前記
原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を印加するステッ
プと、前記ネッキングプロセスが終了し、前記単結晶の
ボディー部につながる上部コーン部の形成開始後に、前
記縦型磁界をカスプ型磁界に切り換えるステップと、前
記カスプ型磁界を印加しながら単結晶のボディー部を形
成する工程とを、有することを特徴とする単結晶製造方
法が提供される。
料融液に種結晶を浸漬し、なじませ、その後、種結晶を
引き上げてネック部を形成し、次いで単結晶のボディー
部を形成する単結晶製造方法において、前記ネック部を
形成するネッキングプロセスで前記石英るつぼ内の前記
原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を印加するステッ
プと、前記ネッキングプロセスが終了し、前記単結晶の
ボディー部につながる上部コーン部の形成開始後に、前
記縦型磁界をカスプ型磁界に切り換えるステップと、前
記カスプ型磁界を印加しながら単結晶のボディー部を形
成する工程とを、有することを特徴とする単結晶製造方
法が提供される。
【００１３】また、本発明によれば、上下のコイルに対
して逆方向の電流を供給することによりカスプ型磁界を
発生させて石英るつぼ内の原料融液に印加するカスプ磁
界型単結晶製造装置において、前記原料融液に浸漬した
種結晶を引き上げて、その下に単結晶のネック部を形成
するネッキングプロセスでは前記上下のコイルに同一方
向の電流を供給して前記単結晶の軸方向の縦型磁界を発
生させ、前記ネッキングプロセス終了後、前記電流の供
給を漸次停止するための制御手段を有することを特徴と
する単結晶製造装置が提供される。
して逆方向の電流を供給することによりカスプ型磁界を
発生させて石英るつぼ内の原料融液に印加するカスプ磁
界型単結晶製造装置において、前記原料融液に浸漬した
種結晶を引き上げて、その下に単結晶のネック部を形成
するネッキングプロセスでは前記上下のコイルに同一方
向の電流を供給して前記単結晶の軸方向の縦型磁界を発
生させ、前記ネッキングプロセス終了後、前記電流の供
給を漸次停止するための制御手段を有することを特徴と
する単結晶製造装置が提供される。
【００１４】また、本発明によれば、上下のコイルに対
して逆方向の電流を供給することによりカスプ型磁界を
発生させて石英るつぼ内の原料融液に印加するカスプ磁
界型単結晶製造装置において、前記原料融液に浸漬した
種結晶を引き上げて、その下に単結晶のネック部を形成
するネッキングプロセスでは前記上下のコイルに同一方
向の電流を供給して前記単結晶の軸方向の縦型磁界を発
生させ、前記ネッキングプロセス終了後、前記逆方向の
電流を漸次供給するための制御手段を有することを特徴
とする単結晶製造装置が提供される。
して逆方向の電流を供給することによりカスプ型磁界を
発生させて石英るつぼ内の原料融液に印加するカスプ磁
界型単結晶製造装置において、前記原料融液に浸漬した
種結晶を引き上げて、その下に単結晶のネック部を形成
するネッキングプロセスでは前記上下のコイルに同一方
向の電流を供給して前記単結晶の軸方向の縦型磁界を発
生させ、前記ネッキングプロセス終了後、前記逆方向の
電流を漸次供給するための制御手段を有することを特徴
とする単結晶製造装置が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る単結晶製造方
法及び装置によるネック部製造方法の一実施形態を示す
説明図、図２は本発明に係る縦型磁界方式の単結晶製造
装置を示す構成図、図３は図２の単結晶製造装置による
単結晶製造工程を示す説明図、図４は本発明に係るカス
プ型磁界方式の単結晶製造装置を示す構成図、図５は図
４の単結晶製造装置による単結晶製造工程を示す説明図
である。
施の形態を説明する。図１は本発明に係る単結晶製造方
法及び装置によるネック部製造方法の一実施形態を示す
説明図、図２は本発明に係る縦型磁界方式の単結晶製造
装置を示す構成図、図３は図２の単結晶製造装置による
単結晶製造工程を示す説明図、図４は本発明に係るカス
プ型磁界方式の単結晶製造装置を示す構成図、図５は図
４の単結晶製造装置による単結晶製造工程を示す説明図
である。
【００１６】図１において、種結晶１は種結晶ホルダ５
により保持され、種結晶ホルダ５はケーブル６を介して
引き上げられる。石英るつぼ４内には多結晶が加熱され
て溶融し、この融液２の表面に種結晶１を上から浸漬
し、次いで種結晶１を融液２の表面に浸漬したときの熱
衝撃により種結晶１に発生する転位を除去（無転位化）
するために、引上げ速度を比較的速くすることにより種
結晶１より小径の例えば直径が３〜５ｍｍのネック部３
を形成する（ネッキングプロセス）。そして、このネッ
ク部３の形成中に縦型磁界ＶＭを融液２に印加すること
により、融液２の振動を抑制してネック部３の表面の凹
凸を少なくして強度を増加させる。この場合、縦型磁界
ＶＭが単結晶の成長軸に平行であるので、石英るつぼ４
から融液２内に溶け込んだ酸素が効率的に成長界面に輸
送されるので、高酸素濃度のネック部３が形成される。
により保持され、種結晶ホルダ５はケーブル６を介して
引き上げられる。石英るつぼ４内には多結晶が加熱され
て溶融し、この融液２の表面に種結晶１を上から浸漬
し、次いで種結晶１を融液２の表面に浸漬したときの熱
衝撃により種結晶１に発生する転位を除去（無転位化）
するために、引上げ速度を比較的速くすることにより種
結晶１より小径の例えば直径が３〜５ｍｍのネック部３
を形成する（ネッキングプロセス）。そして、このネッ
ク部３の形成中に縦型磁界ＶＭを融液２に印加すること
により、融液２の振動を抑制してネック部３の表面の凹
凸を少なくして強度を増加させる。この場合、縦型磁界
ＶＭが単結晶の成長軸に平行であるので、石英るつぼ４
から融液２内に溶け込んだ酸素が効率的に成長界面に輸
送されるので、高酸素濃度のネック部３が形成される。
【００１７】すなわち、縦型磁界ＶＭは通常、単結晶中
の酸素濃度が高くなる等の不利な点が指摘されている
が、本発明ではネック部３の成長中に縦型磁界ＶＭを印
加することにより、Dash法によるネック部３の形状を安
定化させるとともに高酸素濃度化することにより機械的
強度を増加させる。ここで、ネック部３の強度は、無磁
界で形成した場合を１．０とすると、カスプ（Cusp）型
磁界を印加して形成した場合には略１．１であり、横型
磁界を印加して形成した場合には略１．２であり、縦型
磁界ＶＭを印加して形成した場合には略１．５であるの
で、本発明によればネック部３の強度を無磁界の場合の
１．５倍に増加させることができる。
の酸素濃度が高くなる等の不利な点が指摘されている
が、本発明ではネック部３の成長中に縦型磁界ＶＭを印
加することにより、Dash法によるネック部３の形状を安
定化させるとともに高酸素濃度化することにより機械的
強度を増加させる。ここで、ネック部３の強度は、無磁
界で形成した場合を１．０とすると、カスプ（Cusp）型
磁界を印加して形成した場合には略１．１であり、横型
磁界を印加して形成した場合には略１．２であり、縦型
磁界ＶＭを印加して形成した場合には略１．５であるの
で、本発明によればネック部３の強度を無磁界の場合の
１．５倍に増加させることができる。
【００１８】図２は縦型磁界方式の単結晶製造装置を示
している。略円筒形の高耐圧気密チャンバ１０内には多
結晶が溶融した石英るつぼ４が配置され、石英るつぼ４
は回転可能に、かつ上下方向に移動可能に支持されてい
る。種結晶１及び種結晶ホルダ５はケーブル６の先端に
固定され、ケーブル６は巻き取りドラム１２により巻き
取られる。巻き取りドラム１２はドラム部１３内に配置
され、ドラム部１３はチャンバ１０に対して回転可能に
支持されている。そして、チャンバ１０の周りには石英
るつぼ４内の融液２に対して縦型磁界ＶＭが印加される
ようにコイル１１が巻回されている。
している。略円筒形の高耐圧気密チャンバ１０内には多
結晶が溶融した石英るつぼ４が配置され、石英るつぼ４
は回転可能に、かつ上下方向に移動可能に支持されてい
る。種結晶１及び種結晶ホルダ５はケーブル６の先端に
固定され、ケーブル６は巻き取りドラム１２により巻き
取られる。巻き取りドラム１２はドラム部１３内に配置
され、ドラム部１３はチャンバ１０に対して回転可能に
支持されている。そして、チャンバ１０の周りには石英
るつぼ４内の融液２に対して縦型磁界ＶＭが印加される
ようにコイル１１が巻回されている。
【００１９】次に、図３を参照してこの縦型磁界方式の
単結晶製造装置を用いた場合の製造方法を説明する。先
ず、チャンバ１０内を１０torr程度に減圧して新鮮なＡ
ｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャンバ１０内の
下方に設けられた石英るつぼ４内の多結晶を加熱して溶
融させる。そして、種結晶１が石英るつぼ４内の融液２
に浸漬するように下降させ、次いで図３（ａ）に示すよ
うにコイル１１に電流を印加することにより縦型磁界Ｖ
Ｍを発生させるとともに、所定時間の経過後に種結晶１
を比較的速い速度で引き上げることにより、種結晶１の
下に直径が３〜４ｍｍの小径のネック部３を形成させる
（ネッキングプロセス）。
単結晶製造装置を用いた場合の製造方法を説明する。先
ず、チャンバ１０内を１０torr程度に減圧して新鮮なＡ
ｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャンバ１０内の
下方に設けられた石英るつぼ４内の多結晶を加熱して溶
融させる。そして、種結晶１が石英るつぼ４内の融液２
に浸漬するように下降させ、次いで図３（ａ）に示すよ
うにコイル１１に電流を印加することにより縦型磁界Ｖ
Ｍを発生させるとともに、所定時間の経過後に種結晶１
を比較的速い速度で引き上げることにより、種結晶１の
下に直径が３〜４ｍｍの小径のネック部３を形成させる
（ネッキングプロセス）。
【００２０】次いで図３（ｂ）に示すように、ネッキン
グプロセスが終了して上部コーン部１５を形成開始した
後の所定の時点で、縦型磁界ＶＭの印加を中止するよう
にコイル１１ａ、１１ｂへの電流供給を停止する。な
お、磁界強度の急激な変動は原料結晶に不規則な対流を
もたらすので、電流値を漸次減少させて磁界強度を次第
に０になるよう制御する。その後無磁界状態で、引上げ
速度を徐々に遅くすることにより上部コーン部１５を形
成させる。次いで無磁界状態で、一定の速度で引き上げ
ることにより図３（ｃ）に示すように、円柱状のボディ
ー部１７を形成させる。
グプロセスが終了して上部コーン部１５を形成開始した
後の所定の時点で、縦型磁界ＶＭの印加を中止するよう
にコイル１１ａ、１１ｂへの電流供給を停止する。な
お、磁界強度の急激な変動は原料結晶に不規則な対流を
もたらすので、電流値を漸次減少させて磁界強度を次第
に０になるよう制御する。その後無磁界状態で、引上げ
速度を徐々に遅くすることにより上部コーン部１５を形
成させる。次いで無磁界状態で、一定の速度で引き上げ
ることにより図３（ｃ）に示すように、円柱状のボディ
ー部１７を形成させる。
【００２１】図４はカスプ型磁界方式の単結晶製造装置
を示し、チャンバ１０の周りには石英るつぼ４の上方に
おいて上部コイル１１ａが巻回され、石英るつぼ４の下
方において下部コイル１１ｂが巻回されている。このよ
うな構成によれば、コイル１１ａ、１１ｂに逆方向の電
流を印加することにより、下方向に向かう縦型磁界と上
方向に向かう縦型磁界のカスプ型磁界ＣＭを形成するこ
とができる。
を示し、チャンバ１０の周りには石英るつぼ４の上方に
おいて上部コイル１１ａが巻回され、石英るつぼ４の下
方において下部コイル１１ｂが巻回されている。このよ
うな構成によれば、コイル１１ａ、１１ｂに逆方向の電
流を印加することにより、下方向に向かう縦型磁界と上
方向に向かう縦型磁界のカスプ型磁界ＣＭを形成するこ
とができる。
【００２２】次に、図５を参照してこのカスプ型磁界方
式の単結晶製造装置を用いた場合の製造方法を説明す
る。先ず、種結晶１が石英るつぼ４内の融液２に浸漬す
るように下降させ、次いで図５（ａ）に示すようにコイ
ル１１ａ、１１ｂに同方向の電流、すなわち上部コイル
１１ａにはカスプ磁界発生時とは逆方向の電流を印加す
ることにより縦型磁界ＶＭを発生させるとともに、所定
時間の経過後に種結晶１を比較的速い速度で引き上げる
ネッキングプロセスにより、種結晶１の下に直径が３〜
４ｍｍの小径のネック部３を形成させる。
式の単結晶製造装置を用いた場合の製造方法を説明す
る。先ず、種結晶１が石英るつぼ４内の融液２に浸漬す
るように下降させ、次いで図５（ａ）に示すようにコイ
ル１１ａ、１１ｂに同方向の電流、すなわち上部コイル
１１ａにはカスプ磁界発生時とは逆方向の電流を印加す
ることにより縦型磁界ＶＭを発生させるとともに、所定
時間の経過後に種結晶１を比較的速い速度で引き上げる
ネッキングプロセスにより、種結晶１の下に直径が３〜
４ｍｍの小径のネック部３を形成させる。
【００２３】次いで図５（ｂ）に示すように、ネッキン
グプロセスが終了して上部コーン部１５を形成開始した
後の所定時点で、縦型磁界ＶＭの印加を漸次減少さてて
中止し、その後コイル１１ａ、１１ｂに逆方向の電流を
漸次印加することによりカスプ型磁界ＣＭを形成する。
カスプ型磁界ＣＭを印加した状態で、引上げ速度を徐々
に遅くすることにより上部コーン部１５を形成させる。
次いでカスプ型磁界ＣＭを印加した状態で、一定の速度
で引き上げることにより図５（ｃ）に示すように、円柱
状のボディー部１７を形成させる。
グプロセスが終了して上部コーン部１５を形成開始した
後の所定時点で、縦型磁界ＶＭの印加を漸次減少さてて
中止し、その後コイル１１ａ、１１ｂに逆方向の電流を
漸次印加することによりカスプ型磁界ＣＭを形成する。
カスプ型磁界ＣＭを印加した状態で、引上げ速度を徐々
に遅くすることにより上部コーン部１５を形成させる。
次いでカスプ型磁界ＣＭを印加した状態で、一定の速度
で引き上げることにより図５（ｃ）に示すように、円柱
状のボディー部１７を形成させる。
【００２４】なお、このカスプ型磁界方式の単結晶製造
装置では、図５（ａ）、（ｂ）に示すネック部３の成長
中には、コイル１１ａ、１１ｂの中心位置を上下方向の
どちらかに極端にずらして配置し、石英るつぼ４に近い
方のコイルのみに電流を印加して縦型磁界ＶＭを発生す
るようにしてもよく、また、図５（ｃ）に示すボディー
部１７の成長中にはカスプ型磁界ＣＭを印加しないで無
磁界としてもよい。この場合、ネッキングプロセスが終
了し、上部コーン部１５の形成を開始した後の所定の時
点で縦型磁界の印加を終了し、その後は無磁界とする。
なお、ネッキングプロセスが終了して上部コーン部１５
を形成開始した後の所定時点とは、上部コーン部１５の
径が単結晶ボディー部１７の径の１０〜９０％の径とな
った時点を選定する。これは、極端にネック部３やボデ
ィー部１７の外周１６に近いところでの磁界の変動は好
ましくないからである。
装置では、図５（ａ）、（ｂ）に示すネック部３の成長
中には、コイル１１ａ、１１ｂの中心位置を上下方向の
どちらかに極端にずらして配置し、石英るつぼ４に近い
方のコイルのみに電流を印加して縦型磁界ＶＭを発生す
るようにしてもよく、また、図５（ｃ）に示すボディー
部１７の成長中にはカスプ型磁界ＣＭを印加しないで無
磁界としてもよい。この場合、ネッキングプロセスが終
了し、上部コーン部１５の形成を開始した後の所定の時
点で縦型磁界の印加を終了し、その後は無磁界とする。
なお、ネッキングプロセスが終了して上部コーン部１５
を形成開始した後の所定時点とは、上部コーン部１５の
径が単結晶ボディー部１７の径の１０〜９０％の径とな
った時点を選定する。これは、極端にネック部３やボデ
ィー部１７の外周１６に近いところでの磁界の変動は好
ましくないからである。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、種
結晶の下にネック部を成長させる際に縦型磁界を融液に
印加するようにしたので、ネック部の形状が安定化する
とともに高酸素濃度化により機械的強度が増加し、した
がって、ネック部の強度を強化してこのネック部を介し
て大径、大重量の単結晶を引き上げることができる。
結晶の下にネック部を成長させる際に縦型磁界を融液に
印加するようにしたので、ネック部の形状が安定化する
とともに高酸素濃度化により機械的強度が増加し、した
がって、ネック部の強度を強化してこのネック部を介し
て大径、大重量の単結晶を引き上げることができる。
【図１】本発明に係る単結晶製造方法及び装置によるネ
ック製造方法の一実施形態を示す説明図である。
ック製造方法の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係る縦型磁界方式の単結晶製造装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】図２の単結晶製造装置による単結晶製造工程を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】本発明に係るカスプ型磁界方式の単結晶製造装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
【図５】図４の単結晶製造装置による単結晶製造工程を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図６】従来のネック製造方法を示す説明図である。
１ 種結晶 ２ シリコン融液 ３ ネック部 ４ 石英るつぼ ５ 種結晶ホルダ ６ ケーブル １０ チャンバ １１、１１ａ、１１ｂ コイル １５ コーン部 １６ ボディー部の外周 １７ ボディー部 ＣＭ カスプ型磁界 ＶＭ 縦型磁界
Claims (7)
- 【請求項１】 石英るつぼ内の原料融液に種結晶を浸漬
し、なじませ、その後、種結晶を引き上げてネック部を
形成し、次いで単結晶のボディー部を形成する単結晶製
造方法において、 前記ネック部を形成するネッキングプロセスで前記石英
るつぼ内の前記原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を
印加することを特徴とする単結晶製造方法。 - 【請求項２】 石英るつぼ内の原料融液に種結晶を浸漬
し、なじませ、その後、種結晶を引き上げてネック部を
形成し、次いで単結晶のボディー部を形成する単結晶製
造方法において、 前記ネック部を形成するネッキングプロセスで前記石英
るつぼ内の前記原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を
印加するステップと、 前記ネッキングプロセスが終了し、前記単結晶のボディ
ー部につながる上部コーン部の形成開始後に、前記縦型
磁界の印加を終了させるステップとを、 有することを特徴とする単結晶製造方法。 - 【請求項３】 石英るつぼ内の原料融液に種結晶を浸漬
し、なじませ、その後、種結晶を引き上げてネック部を
形成し、次いで単結晶のボディー部を形成する単結晶製
造方法において、 前記ネック部を形成するネッキングプロセスで前記石英
るつぼ内の前記原料融液に単結晶の軸方向の縦型磁界を
印加するステップと、 前記ネッキングプロセスが終了し、前記単結晶のボディ
ー部につながる上部コーン部の形成開始後に、前記縦型
磁界をカスプ型磁界に切り換えるステップと、 前記カスプ型磁界を印加しながら単結晶のボディー部を
形成する工程とを、 有することを特徴とする単結晶製造方法。 - 【請求項４】 前記縦型磁界を印加するためにカスプ型
磁界発生装置の上下２つのコイルに同一方向の電流を供
給するステップを有することを特徴とする請求項１ない
し３のいずれか１つに記載の単結晶製造方法。 - 【請求項５】 前記縦型磁界を印加するステップが、カ
スプ型磁界発生装置の上下２つのコイルに同一方向の電
流を供給するステップを有し、前記縦型磁界をカスプ型
磁界に切り換えるステップが、前記カスプ型磁界を与え
る前記２つのコイルの一方の電流を漸次０とし、その
後、他のコイルとは逆方向の電流を漸次増加させるステ
ップを有することを特徴とする請求項３記載の単結晶製
造方法。 - 【請求項６】 上下のコイルに対して逆方向の電流を供
給することによりカスプ型磁界を発生させて石英るつぼ
内の原料融液に印加するカスプ磁界型単結晶製造装置に
おいて、 前記原料融液に浸漬した種結晶を引き上げて、その下に
単結晶のネック部を形成するネッキングプロセスでは前
記上下のコイルに同一方向の電流を供給して前記単結晶
の軸方向の縦型磁界を発生させ、前記ネッキングプロセ
ス終了後、前記電流の供給を漸次停止するための制御手
段を有することを特徴とする単結晶製造装置。 - 【請求項７】 上下のコイルに対して逆方向の電流を供
給することによりカスプ型磁界を発生させて石英るつぼ
内の原料融液に印加するカスプ磁界型単結晶製造装置に
おいて、 前記原料融液に浸漬した種結晶を引き上げて、その下に
単結晶のネック部を形成するネッキングプロセスでは前
記上下のコイルに同一方向の電流を供給して前記単結晶
の軸方向の縦型磁界を発生させ、前記ネッキングプロセ
ス終了後、前記逆方向の電流を漸次供給するための制御
手段を有することを特徴とする単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9487697A JPH10273376A (ja) | 1997-03-29 | 1997-03-29 | 単結晶製造方法及び単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9487697A JPH10273376A (ja) | 1997-03-29 | 1997-03-29 | 単結晶製造方法及び単結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10273376A true JPH10273376A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=14122261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9487697A Withdrawn JPH10273376A (ja) | 1997-03-29 | 1997-03-29 | 単結晶製造方法及び単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10273376A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100470231B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-02-05 | 학교법인 한양학원 | 자기장을 이용한 초크랄스키 풀러 및 이를 이용한 단결정잉곳 성장방법 |
| KR100483450B1 (ko) * | 2001-01-18 | 2005-04-15 | 실트로닉 아게 | 실리콘 단결정의 제조방법 및 장치 |
| KR100827028B1 (ko) | 2006-10-17 | 2008-05-02 | 주식회사 실트론 | 쵸크랄스키법을 이용한 반도체 단결정 제조 방법, 및 이방법에 의해 제조된 반도체 단결정 잉곳 및 웨이퍼 |
| KR101105475B1 (ko) | 2009-02-04 | 2012-01-13 | 주식회사 엘지실트론 | 공정 변동이 최소화된 단결정 제조방법 |
| DE112022002697B4 (de) | 2021-07-29 | 2026-03-12 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Verfahren zum herstellen eines silizium-einkristalls |
-
1997
- 1997-03-29 JP JP9487697A patent/JPH10273376A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100483450B1 (ko) * | 2001-01-18 | 2005-04-15 | 실트로닉 아게 | 실리콘 단결정의 제조방법 및 장치 |
| KR100470231B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-02-05 | 학교법인 한양학원 | 자기장을 이용한 초크랄스키 풀러 및 이를 이용한 단결정잉곳 성장방법 |
| KR100827028B1 (ko) | 2006-10-17 | 2008-05-02 | 주식회사 실트론 | 쵸크랄스키법을 이용한 반도체 단결정 제조 방법, 및 이방법에 의해 제조된 반도체 단결정 잉곳 및 웨이퍼 |
| KR101105475B1 (ko) | 2009-02-04 | 2012-01-13 | 주식회사 엘지실트론 | 공정 변동이 최소화된 단결정 제조방법 |
| DE112022002697B4 (de) | 2021-07-29 | 2026-03-12 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Verfahren zum herstellen eines silizium-einkristalls |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |