JPH11199368A - シリコン単結晶引き上げ方法 - Google Patents
シリコン単結晶引き上げ方法Info
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- JPH11199368A JPH11199368A JP36757697A JP36757697A JPH11199368A JP H11199368 A JPH11199368 A JP H11199368A JP 36757697 A JP36757697 A JP 36757697A JP 36757697 A JP36757697 A JP 36757697A JP H11199368 A JPH11199368 A JP H11199368A
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Abstract
いて、結晶長さ方向の酸素濃度均一化による歩留まり改
善及び単結晶化率の改善を図る。 【解決手段】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶を、
直径５５０ｍｍ以上の石英ルツボから引き上げるに際し
て、底の形状が半球である石英ルツボを使用して引き上
げる。この際素材溶解後の融液深さが、半球部のＲ以下
であることが好ましい。
Description
コン単結晶引き上げ方法、更に詳しくは、結晶長さ方向
の酸素濃度均一化による歩留まり改善及び単結晶化率の
改善を図るシリコン単結晶引き上げ方法に関するもので
ある。
引き上げ用の石英ルツボは、図６に示す様にルツボの底
部が２つの円で構成される平底型であった。また特開昭
５７−３８３９８号公報に示される石英ルツボでは、開
口部から底部にかけて、側部をテーパ状にしてシリコン
単結晶に取り込まれる酸素濃度のコントロールを行うよ
うにしている。
ボを用いる方法では、シリコン単結晶を引き上げるにつ
れ、シリコン融液と石英ルツボの接触面積が減っていく
がシリコン融液の表面積は変わらないから酸素の蒸発面
積は一定となり、結晶に取り込まれる酸素が減って行
き、結果的に結晶長さ方向で所望の酸素濃度を有する部
位の取得率が低下して歩留まりが悪いという問題があっ
た。というのは、基本的に単結晶中の酸素濃度は、
（１）シリコン融液と石英ルツボの接触した部分より酸
素が溶けだし（２）シリコン融液表面から酸素がＳｉＯ
として蒸発する。つまり、結晶へは（１）−（２）の分
が取り込まれるのである。そして、結晶への酸素濃度を
上げようとすれば石英ルツボからの酸素の溶け出しを多
くしなければならない為融液中に石英の破片が放出され
る可能性が増大し、この石英破片が成長中の単結晶の固
液界面に付着して、単結晶に転位を発生させ多結晶化
し、単結晶化率が悪くなるという問題があった。特に直
径５５０ｍｍ以上の大きさの石英ルツボの場合に顕著で
あった。即ち、石英ルツボの大型化に伴い石英ルツボを
取り囲むカーボン部材も大きくなってくる。大型化する
と熱の損失が大きくなる為大きなヒーターパワーをかけ
る必要があり、石英ルツボにかかる熱負荷が大きくな
り、上述の如く単結晶に転位を発生させる確率が高くな
り、単結晶化率が悪くなるのである。ここで、単結晶化
率とは、Ｎ回の結晶引上げプロセスの試行で、所定の直
径及び長さの結晶が完全に単結晶で成長した回数がＭの
場合、（Ｍ／Ｎ）×１００％＝単結晶化率と定義する。
される様なテーパ状石英ルツボでは、直径５５０ｍｍ以
上の大型の石英ルツボをこの様な複雑な形状に再現性良
く生産することは、現実的には困難である。また、シリ
コン単結晶の直径制御を行うにも、形状が複雑な為困難
さが伴っていた。本発明は、上記問題を解消し、結晶長
さ方向の酸素濃度均一化による歩留まりの向上及び単結
晶化率の改善を図るシリコン単結晶の引き上げ方法を提
供することを目的とするものである。
に、本発明のシリコン単結晶引き上げ方法においては、
直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶を、直径５５０ｍ
ｍ以上の石英ルツボから引き上げるに際して、底の形状
が半球である石英ルツボを使用して引き上げる方法を採
用するものである。
Ｒ以下であることが好ましい。
丸底型としている為、単結晶を引き上げるにつれ、シリ
コン融液が減り石英ルツボとシリコン融液の接触面積が
減っていってもシリコンの蒸発面積も減っていく為、単
結晶の長さ方向の酸素濃度はほぼ一定となり歩留まり改
善が図られる。また、同一酸素濃度を狙う場合、平底型
石英ルツボに比べて丸底型石英ルツボは、シリコンの蒸
発面積が小さい分石英ルツボからの酸素の溶け出しを少
なく出来る為石英ルツボの溶損を少なく出来、従って石
英破片放出に伴う単結晶への転位の発生も減り、よって
単結晶化率の向上が図られる。
石英ルツボの大型化に伴い熱負荷がより多くかかる為単
結晶化率が悪くなっていた。しかし、丸底型石英ルツボ
では石英ルツボからの酸素の溶け出しを少なく出来る
為、石英ルツボの溶損（負荷）を少なく出来、従って石
英破片放出に伴う単結晶への転位の発生も減り、単結晶
化率の向上が図られる。
昭５７−３８３９８号公報に示されるテーパ状石英ルツ
ボより制作も容易である。また、素材溶解後の融液深さ
を、半球部のＲ以下とすることにより、引き上げ初期か
ら蒸発面積が減少し始める為、結晶トップ部では平底型
の場合よりも、酸素濃度を低く、結晶後半では酸素濃度
を高く出来、容易に酸素濃度分布を単結晶の長さ方向で
均一化出来る。
する。図１は本発明実施例の丸底型石英ルツボの断面
図、図６は従来の平底型石英ルツボの断面図であり、図
１及び図６にそれぞれ示す数値はその単位はｍｍであ
る。上記図１及び図６にそれぞれ示す形状、大きさの石
英ルツボで直径２００ シリコン単結晶の引き上げを行
った場合の、単結晶固化率に対するシリコン融液と石英
ルツボとの接触面積の変化を図２に、単結晶固化率に対
する蒸発面積（シリコン融液表面積）の変化を図３に、
それぞれ示すが、これらの図から明らかな如く、平底型
石英ルツボと丸底型石英ルツボは、シリコン融液と石英
ルツボとの接触面積はほぼ同等であるが、シリコン融液
の蒸発面積は丸底型石英ルツボの方がある範囲の固化率
のところでかなり小さくなっている。
を、また図５に引上げ結晶長に対する酸素濃度をそれぞ
れ示す。これら図４及び図５から明らかな如く、単結晶
を引き上げるにつれシリコン融液が減り接触面積が減っ
ていき石英ルツボから入って来る酸素が減っても、平底
型ルツボに比べて丸底型ルツボは、酸素の蒸発面積が減
り酸素の蒸発も減る為、単結晶の長さ方向の酸素濃度は
略一定となっている。なお単結晶化率は、上記実施例に
おいて、丸底型石英ルツボの場合は９５％であったのに
対し、従来の平底型石英ルツボの場合には８７％であっ
た。また、比較の為に、直径１５０ｍｍのシリコン単結
晶を図1 に示すのと相似形で直径４６０ｍｍの丸底型石
英ルツボから引き上げた場合と、同じく図６に示すのと
相似形で直径４６０ｍｍの平底型石英ルツボから引き上
げた場合における単結晶化率を比較すると、それぞれ９
３％及び９５％であった。すなわち、引き上げ単結晶、
使用する石英ルツボのそれぞれの径が２００ｍｍ、５５
０ｍｍを越えると丸底ルツボの効果が発揮されてくる。
ば、石英ルツボの底の形状を半球としたので、単結晶を
引き上げるにつれ酸素の蒸発も減り、単結晶の長さ方向
の酸素濃度を均一化出来る為歩留まりが向上出来るとい
う効果を奏する。そしてこの事は素材溶融後の融液深さ
を、半球部のＲ以下にすることにより、より一層効果的
である。
の平底型石英ルツボの場合に比べて高くなり、その事は
上述の如く直径１５０ｍｍ程度のシリコン単結晶を引き
上げる場合には丸底型石英ルツボと平底型石英ルツボに
おいてあまり変わらなかったのが、本発明の様に直径２
００ｍｍ以上のシリコン単結晶引き上げにあっては、そ
の差異が顕著になると共に、用いる丸底型石英ルツボが
テーパ状石英ルツボに比べて形状が簡単なので大型のル
ツボでも容易に生産できる。また、本発明によれば、石
英ルツボ底がヒ−ターから徐々に離れる為、たとえば図
７に示したように、ルツボ底の温度を低めに、しかも均
一に保つことが可能な為、石英の劣化が少なく、その事
も単結晶化率の向上につながるという効果もある。
である。
固化率に応じた接触面積の変化を示すグラフである。
固化率に応じた蒸発面積の変化を示すグラフである。
固化率に対する接触面積／蒸発面積の変化を示すグラフ
である。
げ結晶長に応じた酸素濃度の変化を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】直径２００ｍｍ以上のシリコン単結晶を、
直径５５０ｍｍ以上の石英ルツボから引き上げるに際し
て、底の形状が、半球である石英ルツボを使用して引き
上げることを特徴とするシリコン単結晶引き上げ方法。 - 【請求項２】素材溶解後の融液深さが、半球部のＲ以下
であることを特徴とする請求項１記載のシリコン単結晶
引き上げ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36757697A JP3986029B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | シリコン単結晶引き上げ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36757697A JP3986029B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | シリコン単結晶引き上げ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199368A true JPH11199368A (ja) | 1999-07-27 |
| JP3986029B2 JP3986029B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=18489658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36757697A Expired - Lifetime JP3986029B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | シリコン単結晶引き上げ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3986029B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106247A1 (ja) | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36757697A patent/JP3986029B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106247A1 (ja) | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ |
| US7299658B2 (en) | 2003-05-30 | 2007-11-27 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. K.G. | Quartz glass crucible for the pulling up of silicon single crystal |
| EP1655270A4 (en) * | 2003-05-30 | 2008-07-09 | Shinetsu Quartz Prod | QUARTZ GLASS LEVER FOR PULLING SILICON INCREDIENT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3986029B2 (ja) | 2007-10-03 |
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