JPH11116390A - Ｃｚ法シリコン単結晶引上炉及びそのヒータ - Google Patents
Ｃｚ法シリコン単結晶引上炉及びそのヒータInfo
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- JPH11116390A JPH11116390A JP29055897A JP29055897A JPH11116390A JP H11116390 A JPH11116390 A JP H11116390A JP 29055897 A JP29055897 A JP 29055897A JP 29055897 A JP29055897 A JP 29055897A JP H11116390 A JPH11116390 A JP H11116390A
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Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ストリエーションを確実に抑制でき、かつ、
単結晶化率を高い値に保てるようにする。 【解決手段】 ヒータの頂辺２６から底辺方向に切り込
んだスリット２４と、ヒータの底辺２７から頂辺方向に
切り込んだスリット２５を備えたＣＺ法シリコン単結晶
引上炉用ヒータにおいて、前記２種類のスリット２４、
２５のオーバーラップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄ
とした場合に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ
／ｄ）≦０．７０となることを特徴とするＣＺ法シリコ
ン単結晶引上炉用ヒータ。
単結晶化率を高い値に保てるようにする。 【解決手段】 ヒータの頂辺２６から底辺方向に切り込
んだスリット２４と、ヒータの底辺２７から頂辺方向に
切り込んだスリット２５を備えたＣＺ法シリコン単結晶
引上炉用ヒータにおいて、前記２種類のスリット２４、
２５のオーバーラップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄ
とした場合に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ
／ｄ）≦０．７０となることを特徴とするＣＺ法シリコ
ン単結晶引上炉用ヒータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＺ法によるシ
リコン単結晶引上炉及びそのヒータに関するものであ
る。
リコン単結晶引上炉及びそのヒータに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＣＺ法によるシリコン単結晶引上炉で
は、炭素製ヒータにより加熱を行うのが一般的である。
は、炭素製ヒータにより加熱を行うのが一般的である。
【０００３】炭素製ヒータは全体的に円筒状で、ルツボ
側面を取り囲むように配置される。炭素製ヒータは、ヒ
ータの頂辺から底辺方向に切り込んだスリットと、ヒー
タの底辺から頂辺方向に切り込んだスリットを有してい
る。これらの２種類のスリットは交互に並んで形成され
る。
側面を取り囲むように配置される。炭素製ヒータは、ヒ
ータの頂辺から底辺方向に切り込んだスリットと、ヒー
タの底辺から頂辺方向に切り込んだスリットを有してい
る。これらの２種類のスリットは交互に並んで形成され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＣＺ法シリコン単結晶
引上炉で引上げる単結晶の品質は、シリコン融液表面の
温度変動に依存する。融液表面の温度変動が大きい場合
には、酸素析出物に起因する積層欠陥のストリエーショ
ンパターンが発生する。
引上炉で引上げる単結晶の品質は、シリコン融液表面の
温度変動に依存する。融液表面の温度変動が大きい場合
には、酸素析出物に起因する積層欠陥のストリエーショ
ンパターンが発生する。
【０００５】それゆえ、シリコン融液の温度制御は非常
に重要であり、特に加熱用のヒータの材質や形状に関し
て、これまで様々な研究が成されてきた。
に重要であり、特に加熱用のヒータの材質や形状に関し
て、これまで様々な研究が成されてきた。
【０００６】本発明者は、前述のタイプのヒータにおい
て、２種類のスリットのオーバーラップ長さをｈ、ヒー
タの内径をｄとした場合に、ｄとｈの値がシリコン単結
晶の特性値を左右する重要なパラメータとなることに着
目し、鋭意研究を重ねて本発明を完成するに至った。
て、２種類のスリットのオーバーラップ長さをｈ、ヒー
タの内径をｄとした場合に、ｄとｈの値がシリコン単結
晶の特性値を左右する重要なパラメータとなることに着
目し、鋭意研究を重ねて本発明を完成するに至った。
【０００７】本発明の目的は、ストリエーションを確実
に抑制でき、かつ、単結晶化率を高い値に保つことがで
きるＣＺ法シリコン単結晶引上炉及びそのヒータを提供
することである。
に抑制でき、かつ、単結晶化率を高い値に保つことがで
きるＣＺ法シリコン単結晶引上炉及びそのヒータを提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願第１発明は、ヒータ
の頂辺（２６）から底辺方向に切り込んだスリット（２
４）と、ヒータの底辺（２７）から頂辺方向に切り込ん
だスリット（２５）を備えたＣＺ法シリコン単結晶引上
炉用ヒータにおいて、前記２種類のスリット（２４、２
５）のオーバーラップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄ
とした場合に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ
／ｄ）≦０．７０となることを特徴とするＣＺ法シリコ
ン単結晶引上炉用ヒータを要旨としている。
の頂辺（２６）から底辺方向に切り込んだスリット（２
４）と、ヒータの底辺（２７）から頂辺方向に切り込ん
だスリット（２５）を備えたＣＺ法シリコン単結晶引上
炉用ヒータにおいて、前記２種類のスリット（２４、２
５）のオーバーラップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄ
とした場合に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ
／ｄ）≦０．７０となることを特徴とするＣＺ法シリコ
ン単結晶引上炉用ヒータを要旨としている。
【０００９】本願第２発明は、ケーシング（１１）と、
ケーシング（１１）内に回転可能に配置されるルツボ
（１２、１３）と、ルツボ（１２、１３）の外側に配置
されるヒータ（１５）と、ルツボ（１２、１３）の上方
に配置される単結晶引上機構を備えたＣＺ法シリコン単
結晶引上炉において、ヒータの頂辺（２６）から底辺方
向にスリット（２４）が形成され、ヒータの底辺（２
７）から頂辺方向にスリット（２５）が形成されてお
り、前記２種類のスリット（２４、２５）のオーバーラ
ップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄとした場合に、ｈ
とｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ／ｄ）≦０．７０
となることを特徴とするＣＺ法シリコン単結晶引上炉を
要旨としている。
ケーシング（１１）内に回転可能に配置されるルツボ
（１２、１３）と、ルツボ（１２、１３）の外側に配置
されるヒータ（１５）と、ルツボ（１２、１３）の上方
に配置される単結晶引上機構を備えたＣＺ法シリコン単
結晶引上炉において、ヒータの頂辺（２６）から底辺方
向にスリット（２４）が形成され、ヒータの底辺（２
７）から頂辺方向にスリット（２５）が形成されてお
り、前記２種類のスリット（２４、２５）のオーバーラ
ップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄとした場合に、ｈ
とｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ／ｄ）≦０．７０
となることを特徴とするＣＺ法シリコン単結晶引上炉を
要旨としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のヒータは、ヒータの頂辺
から底辺方向に切り込んだスリットと、ヒータの底辺か
ら頂辺方向に切り込んだスリットを備えたＣＺ法シリコ
ン単結晶引上炉用ヒータにおいて、前記２種類のスリッ
トのオーバーラップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄと
した場合に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ／
ｄ）≦０．７０となっている。
から底辺方向に切り込んだスリットと、ヒータの底辺か
ら頂辺方向に切り込んだスリットを備えたＣＺ法シリコ
ン単結晶引上炉用ヒータにおいて、前記２種類のスリッ
トのオーバーラップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄと
した場合に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ／
ｄ）≦０．７０となっている。
【００１１】前記オーバーラップ長さｈとは、ヒータの
頂辺から底辺方向に切り込んだスリットの下端部と、ヒ
ータの底辺から頂辺方向に切り込んだスリットの上端部
との距離を意味する。
頂辺から底辺方向に切り込んだスリットの下端部と、ヒ
ータの底辺から頂辺方向に切り込んだスリットの上端部
との距離を意味する。
【００１２】（ｈ／ｄ）の値が０．５５未満の場合に
は、ストリエーションパターンの発生は抑えられるが、
単結晶化率が低下し、生産性が落ちる。
は、ストリエーションパターンの発生は抑えられるが、
単結晶化率が低下し、生産性が落ちる。
【００１３】（ｈ／ｄ）の値が０．７０を超えると、シ
リコン融液表面の温度変動が大きくなり、酸素析出物に
起因する積層欠陥のストリエーションパターンが発生す
る。
リコン融液表面の温度変動が大きくなり、酸素析出物に
起因する積層欠陥のストリエーションパターンが発生す
る。
【００１４】本発明のＣＺ法シリコン単結晶引上炉は、
ケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置されるル
ツボと、ルツボの外側に配置されるヒータと、ルツボの
上方に配置される単結晶引上機構を備えたＣＺ法シリコ
ン単結晶引上炉において、ヒータの頂辺から底辺方向に
スリットが形成され、ヒータの底辺から頂辺方向にスリ
ットが形成されており、前記２種類のスリットのオーバ
ーラップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄとした場合
に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ／ｄ）≦
０．７０となっている。
ケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置されるル
ツボと、ルツボの外側に配置されるヒータと、ルツボの
上方に配置される単結晶引上機構を備えたＣＺ法シリコ
ン単結晶引上炉において、ヒータの頂辺から底辺方向に
スリットが形成され、ヒータの底辺から頂辺方向にスリ
ットが形成されており、前記２種類のスリットのオーバ
ーラップ長さをｈとし、ヒータの内径をｄとした場合
に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）が０．５５≦（ｈ／ｄ）≦
０．７０となっている。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１６】図１は、本発明によるＣＺ法シリコン単結
晶引上炉を示す断面図である。
晶引上炉を示す断面図である。
【００１７】ＣＺ法シリコン単結晶引上炉１０はケーシ
ング１１を有し、その中心軸上に、原料のシリコンを充
填するためのルツボが配置されている。
ング１１を有し、その中心軸上に、原料のシリコンを充
填するためのルツボが配置されている。
【００１８】ルツボは、石英ルツボ１２とこれを収容す
る炭素ルツボ１３から構成される。炭素ルツボ１３は、
ルツボを回転・上下駆動可能なペデスタル１４によって
支持されている。
る炭素ルツボ１３から構成される。炭素ルツボ１３は、
ルツボを回転・上下駆動可能なペデスタル１４によって
支持されている。
【００１９】ルツボの周囲には、シリコンを加熱溶融す
るための炭素ヒータ１５が配置されている。
るための炭素ヒータ１５が配置されている。
【００２０】ヒータ１５の周囲と上下には、保温部材１
６ａ〜１６ｃが配置されている。
６ａ〜１６ｃが配置されている。
【００２１】ルツボの上方には引上機構が配置されてい
るが、図面ではそのワイヤ３１のみが示されている。引
上機構のワイヤ先端に種結晶２１を保持し、これをシリ
コン融液２３に浸し、回転させながら徐々に引き上げる
ことにより、シリコン単結晶２２を成長させる。
るが、図面ではそのワイヤ３１のみが示されている。引
上機構のワイヤ先端に種結晶２１を保持し、これをシリ
コン融液２３に浸し、回転させながら徐々に引き上げる
ことにより、シリコン単結晶２２を成長させる。
【００２２】ケーシングの下部には、排気口１７が形成
されている。炉内に導入されたＡｒガス等の不活性ガス
は、排気口１７から排気される。図１では、ガスの流れ
が白抜きの矢印で示してある。
されている。炉内に導入されたＡｒガス等の不活性ガス
は、排気口１７から排気される。図１では、ガスの流れ
が白抜きの矢印で示してある。
【００２３】図２と図３を参照して、本発明のヒータ１
５について説明する。
５について説明する。
【００２４】炭素ヒータ１５は全体的に円筒状で、頂辺
２６から底辺方向にはスリット２４が切り込んであり、
また底辺２７から頂辺方向にはスリット２５が切り込ん
である。２種類のスリット２４、２５は交互に並んで平
行に形成されている。
２６から底辺方向にはスリット２４が切り込んであり、
また底辺２７から頂辺方向にはスリット２５が切り込ん
である。２種類のスリット２４、２５は交互に並んで平
行に形成されている。
【００２５】スリット２４とスリット２５のオーバーラ
ップ長さ、すなわち、スリット２４の下端２４ａとスリ
ット２５の上端２５ａとの距離をｈとし、また、ヒータ
１５の内径をｄとした場合に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）
は、０．５５≦（ｈ／ｄ）≦０．７０となるように設定
されている。
ップ長さ、すなわち、スリット２４の下端２４ａとスリ
ット２５の上端２５ａとの距離をｈとし、また、ヒータ
１５の内径をｄとした場合に、ｈとｄの比（ｈ／ｄ）
は、０．５５≦（ｈ／ｄ）≦０．７０となるように設定
されている。
【００２６】実施例１ 図１に示すＣＺ法シリコン単結晶炉を用いて、ヒータに
おける（ｈ／ｄ）の値を０．４、０．５、０．５５、
０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．９
の９水準に設定し、シリコン単結晶を引上げた。
おける（ｈ／ｄ）の値を０．４、０．５、０．５５、
０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．９
の９水準に設定し、シリコン単結晶を引上げた。
【００２７】（１）引上時のシリコン融液の温度変動幅
の相対比較 前記の各場合において、引上時の融液表面の温度変動幅
を放射温度計にて測定した。
の相対比較 前記の各場合において、引上時の融液表面の温度変動幅
を放射温度計にて測定した。
【００２８】そして、（ｈ／ｄ）が０．９の場合のデー
タを１とし、他の場合の温度変動幅の相対比を求めた。
その結果を図４に示す。図４によれば、（ｈ／ｄ）の値
が小さい程、また、固化率が小さい程、温度変動幅が相
対的に小さくなることが明らかになった。
タを１とし、他の場合の温度変動幅の相対比を求めた。
その結果を図４に示す。図４によれば、（ｈ／ｄ）の値
が小さい程、また、固化率が小さい程、温度変動幅が相
対的に小さくなることが明らかになった。
【００２９】（２）単結晶化率及びストリエーション 同様に、（ｈ／ｄ）が０．９の場合の単結晶化率を１と
し、他の場合の単結晶化率の相対比を求めた。その結果
を図５に示す。図５によれば、（ｈ／ｄ）≦０．５の領
域で単結晶化率が悪化することが明らかになった。
し、他の場合の単結晶化率の相対比を求めた。その結果
を図５に示す。図５によれば、（ｈ／ｄ）≦０．５の領
域で単結晶化率が悪化することが明らかになった。
【００３０】一方、図６〜図９は、ストリエーションの
発生状況を示している。各図の（Ａ）〜（Ｄ）は、一本
の結晶の固化率５％〜８５％の各部位４カ所からウエハ
をサンプリングし、そのウエハを写真撮影し、ラフスケ
ッチしたものである。なお、予め６５０℃×３ｈ＋７８
０℃×３ｈ＋１０００℃×１６ｈ（in dry Ｏ2 ）の３
ステップ熱処理を施し、ライトエッチングを行っている
（蛍光灯下の目視観察による）。
発生状況を示している。各図の（Ａ）〜（Ｄ）は、一本
の結晶の固化率５％〜８５％の各部位４カ所からウエハ
をサンプリングし、そのウエハを写真撮影し、ラフスケ
ッチしたものである。なお、予め６５０℃×３ｈ＋７８
０℃×３ｈ＋１０００℃×１６ｈ（in dry Ｏ2 ）の３
ステップ熱処理を施し、ライトエッチングを行っている
（蛍光灯下の目視観察による）。
【００３１】図６〜図９から分るように、（ｈ／ｄ）が
小さくなるにつれて、ストリエーションの発生しない部
位が固化率の小さい方向にシフトしてくる。そして、ｈ
／ｄ≦０．７の領域では、結晶全体に渡ってストリエー
ションが観察されなくなる。
小さくなるにつれて、ストリエーションの発生しない部
位が固化率の小さい方向にシフトしてくる。そして、ｈ
／ｄ≦０．７の領域では、結晶全体に渡ってストリエー
ションが観察されなくなる。
【００３２】
【発明の効果】本発明のＣＺ法シリコン単結晶引上炉及
びそのヒータによれば、ストリエーションを確実に抑制
でき、かつ、単結晶化率を高い値に保つことができる。
びそのヒータによれば、ストリエーションを確実に抑制
でき、かつ、単結晶化率を高い値に保つことができる。
【００３３】なお、本発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば、本発明は、輻射シールドを有するＣＺ装置
による単結晶の引上げにも有効である。また、本発明の
ヒータは、幾つかの断片に分割して形成することもでき
る。
い。例えば、本発明は、輻射シールドを有するＣＺ装置
による単結晶の引上げにも有効である。また、本発明の
ヒータは、幾つかの断片に分割して形成することもでき
る。
【図１】本発明のＣＺ法シリコン単結晶引上炉を示す断
面図。
面図。
【図２】本発明のヒータを示す上面図。
【図３】本発明のヒータを示す縦方向断面図。
【図４】実施例１におけるシリコン融液表面温度変動幅
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図５】実施例１における単結晶化率及びストリエーシ
ョンを示すグラフ。
ョンを示すグラフ。
【図６】ストリエーションの発生状況を示すラフスケッ
チ。
チ。
【図７】ストリエーションの発生状況を示すラフスケッ
チ。
チ。
【図８】ストリエーションの発生状況を示すラフスケッ
チ。
チ。
【図９】ストリエーションの発生状況を示すラフスケッ
チ。
チ。
１０ ＣＺ法シリコン単結晶引上炉 １１ ケーシング １２，１３ ルツボ １５ ヒータ ２４，２５ スリット ２６ ヒータの頂辺 ２７ ヒータの底辺
Claims (2)
- 【請求項１】 ヒータの頂辺（２６）から底辺方向に切
り込んだスリット（２４）と、ヒータの底辺（２７）か
ら頂辺方向に切り込んだスリット（２５）を備えたＣＺ
法シリコン単結晶引上炉用ヒータにおいて、前記２種類
のスリット（２４、２５）のオーバーラップ長さをｈと
し、ヒータの内径をｄとした場合に、ｈとｄの比（ｈ／
ｄ）が０．５５≦（ｈ／ｄ）≦０．７０となることを特
徴とするＣＺ法シリコン単結晶引上炉用ヒータ。 - 【請求項２】 ケーシング（１１）と、ケーシング（１
１）内に回転可能に配置されるルツボ（１２、１３）
と、ルツボ（１２、１３）の外側に配置されるヒータ
（１５）と、ルツボ（１２、１３）の上方に配置される
単結晶引上機構を備えたＣＺ法シリコン単結晶引上炉に
おいて、ヒータの頂辺（２６）から底辺方向にスリット
（２４）が形成され、ヒータの底辺（２７）から頂辺方
向にスリット（２５）が形成されており、前記２種類の
スリット（２４、２５）のオーバーラップ長さをｈと
し、ヒータの内径をｄとした場合に、ｈとｄの比（ｈ／
ｄ）が０．５５≦（ｈ／ｄ）≦０．７０となることを特
徴とするＣＺ法シリコン単結晶引上炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29055897A JPH11116390A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | Ｃｚ法シリコン単結晶引上炉及びそのヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29055897A JPH11116390A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | Ｃｚ法シリコン単結晶引上炉及びそのヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116390A true JPH11116390A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17757591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29055897A Pending JPH11116390A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | Ｃｚ法シリコン単結晶引上炉及びそのヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11116390A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7374614B2 (en) | 2004-02-19 | 2008-05-20 | Komatsu Denshi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing single crystal semiconductor |
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| KR20140109945A (ko) | 2012-01-11 | 2014-09-16 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 단결정 웨이퍼의 제조방법 및 전자 디바이스 |
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