JPS5935094A - シリコン単結晶の製造方法およびその装置 - Google Patents
シリコン単結晶の製造方法およびその装置Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B15/04—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt adding doping materials, e.g. for n-p-junction
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は制御された酸素濃度を有するシリコン単結晶を
製造する方法およびその装置に関するものである。
製造する方法およびその装置に関するものである。
一般にシリコン単結晶はＣ７，法圧おいては石英ガラス
製ルツボが使用され、この石英ガラスルツボ中でシリコ
ンを溶融し、種結晶を使用して引き上げられる。この際
、石英ガラスは一部溶融シリコンに溶解し、酸素がシリ
コン単結晶中に混入する。このシリコン単結晶中の酸素
濃度は融液シリコンと石英ガラスルツボの接触面積、温
度、対流の大きさ等によって決捷り、品質管理上改善が
求められていたが、こｔＬをコントロールすることは困
難であった。
製ルツボが使用され、この石英ガラスルツボ中でシリコ
ンを溶融し、種結晶を使用して引き上げられる。この際
、石英ガラスは一部溶融シリコンに溶解し、酸素がシリ
コン単結晶中に混入する。このシリコン単結晶中の酸素
濃度は融液シリコンと石英ガラスルツボの接触面積、温
度、対流の大きさ等によって決捷り、品質管理上改善が
求められていたが、こｔＬをコントロールすることは困
難であった。
最近、窒化珪素あるいは炭化珪素を利用したルツボを１
吏用してシリコン庁結晶を引き上げる技術が開発された
が、これらの場合シ」ルツボからの酸素混入がないため
、ソリコンウエーノ・の酸化処理あるいは拡散処理等の
熱処理に際１．２無酸素構造に伴なうウェーハのひずみ
（スリップ）が発生しやすくなり、Ｉ、Ｓｉや超Ｉ、Ｓ
Ｉ等の精密な材質であることを要求される用途において
は問題となっていた。
吏用してシリコン庁結晶を引き上げる技術が開発された
が、これらの場合シ」ルツボからの酸素混入がないため
、ソリコンウエーノ・の酸化処理あるいは拡散処理等の
熱処理に際１．２無酸素構造に伴なうウェーハのひずみ
（スリップ）が発生しやすくなり、Ｉ、Ｓｉや超Ｉ、Ｓ
Ｉ等の精密な材質であることを要求される用途において
は問題となっていた。
本発明に１−、シリコン単結晶を所定の酸素濃度とすべ
く、ノ【ツボに５Ｉ８Ｎ４あるいＹｉ ＳｉＣ質のもの
を使用し、かつ溶融シリコンに対Ｉ７必要量の酸素を融
解すべく酸化珪素を接触させるようにしたものである。
く、ノ【ツボに５Ｉ８Ｎ４あるいＹｉ ＳｉＣ質のもの
を使用し、かつ溶融シリコンに対Ｉ７必要量の酸素を融
解すべく酸化珪素を接触させるようにしたものである。
以下に本発明の実施例を図を参照し２て１ｆｓｉ’、明
する。
する。
第１図において、１はカーボンを暴利２としその内表面
にコーティングした窒化珪素膜である。３は溶融シリコ
ン、４け引き上げつつあるシリコン単結晶である。５が
本発明にか＼る装填物で第２図に示す如く、浴融シリコ
ンより比重を大きく−ｊるために石英ガラス外管６内に
タングステン棒１を刺入した構造を有しており、シリコ
ン融液中に沈積されている。
にコーティングした窒化珪素膜である。３は溶融シリコ
ン、４け引き上げつつあるシリコン単結晶である。５が
本発明にか＼る装填物で第２図に示す如く、浴融シリコ
ンより比重を大きく−ｊるために石英ガラス外管６内に
タングステン棒１を刺入した構造を有しており、シリコ
ン融液中に沈積されている。
本発明のものしまこのように構成されており、溶融シリ
コンはルツボからの酸素の混入がない代りにシリコン融
液中に沈積されている石英ガラスがその表面から溶融し
、シリコン融液の酸素濃度を、ひいてはシリコン単結晶
中の酸素濃度を特定することになる。酸素濃度を制御す
るＥｌ″ｉ清融シリコンと接触している石英ガラスの表
面積針、温度等に比例するから、これによって必要な条
件を決定することができる。
コンはルツボからの酸素の混入がない代りにシリコン融
液中に沈積されている石英ガラスがその表面から溶融し
、シリコン融液の酸素濃度を、ひいてはシリコン単結晶
中の酸素濃度を特定することになる。酸素濃度を制御す
るＥｌ″ｉ清融シリコンと接触している石英ガラスの表
面積針、温度等に比例するから、これによって必要な条
件を決定することができる。
第３図は石英ガラスの接触方法を第１図の場合の如く沈
積するのではなく、石英ガラス製棒状体８を上方で支持
することによって浸漬ノ”る方法を示している。溶融シ
リコンと接触する石英ガラスの面積を調節するには矢印
で示すように石英ガラス製棒状体を上下させ、あるいは
必要に応じて複数本を同時使用すノ］、ばよい。このよ
うな棒状体を使用した場合は＃ｉ融シリコンの攪拌が容
易に行なえるという利点もある。
積するのではなく、石英ガラス製棒状体８を上方で支持
することによって浸漬ノ”る方法を示している。溶融シ
リコンと接触する石英ガラスの面積を調節するには矢印
で示すように石英ガラス製棒状体を上下させ、あるいは
必要に応じて複数本を同時使用すノ］、ばよい。このよ
うな棒状体を使用した場合は＃ｉ融シリコンの攪拌が容
易に行なえるという利点もある。
第１図ふ・よび第３図の方法によって溶融／リコン４１
φから４インチシリコン中結晶を引き上げたが、石英ガ
ラスの接触表面績を５０ ｃｍ”の状態に保ったま＼、
シリコン単結晶を引き上げた場合におけるシリコン単結
晶の長さ方向の酸素濃度の変化する状態を第４図に示す
。参考迄に石英ガラスＪＬツボを使用した場合（５）お
↓びＳｉ＊Ｎ＋製ルツボを使用した場合０３）について
併記したが、図に示すように石英ガラスルツボを使用し
た場合は長さ方向に太きく変動するのに対し、本発明の
場合は１１．とんど変化していない。一方、窒化珪素ル
ツボを使用した場合は酸素濃度が極端に低く、かつこｔ
’Ｌを増減させることはできない。
φから４インチシリコン中結晶を引き上げたが、石英ガ
ラスの接触表面績を５０ ｃｍ”の状態に保ったま＼、
シリコン単結晶を引き上げた場合におけるシリコン単結
晶の長さ方向の酸素濃度の変化する状態を第４図に示す
。参考迄に石英ガラスＪＬツボを使用した場合（５）お
↓びＳｉ＊Ｎ＋製ルツボを使用した場合０３）について
併記したが、図に示すように石英ガラスルツボを使用し
た場合は長さ方向に太きく変動するのに対し、本発明の
場合は１１．とんど変化していない。一方、窒化珪素ル
ツボを使用した場合は酸素濃度が極端に低く、かつこｔ
’Ｌを増減させることはできない。
本発明のものにおいては、溶融シリコン４ ”ｙに対し
石英ガラスの表面積を５０α２とした場合、（（−’＋
＋ （ＩＪｌ１２）酸素濃度が７〜９ Ｘ ］ ０１
７ａｔ□（ｍ ’）とｔ１＼一定であり、また石英ガラ
スの表−面積を変えることによつ−Ｃソリコン単結晶の
長さ方向にはは■一定の！）ソ酸素濃度を８易に変化さ
せることができる。
石英ガラスの表面積を５０α２とした場合、（（−’＋
＋ （ＩＪｌ１２）酸素濃度が７〜９ Ｘ ］ ０１
７ａｔ□（ｍ ’）とｔ１＼一定であり、また石英ガラ
スの表−面積を変えることによつ−Ｃソリコン単結晶の
長さ方向にはは■一定の！）ソ酸素濃度を８易に変化さ
せることができる。
８ｉ（−）ｙの粕出縫と結晶中の酸素濃度との関係を第
５ 図 にンｊぐ−す つ な訃実施例においては、カーボン暴利の内表面に窒化珪
素をコーティングしたルツボを使用たが、炭化珪素をコ
ーティングしたものでも同等の効果が得られ、また窒化
珪素あるいは炭化珪素単味のもの、若しくはその複合体
からなるルツボを使用したものであってもよい。棟た酸
化珪素は石英ガラスが高純度として容易に入手しやすい
ものであるが、−酸化珪素あるいは水晶のようなもので
もよい。更に石英ガラスを溶融シリコンに接触させるに
は石英ガラスの比重が溶融シリコンより小さいため、工
夫が必要であるが、実施例の場合に限られたものではな
い。
５ 図 にンｊぐ−す つ な訃実施例においては、カーボン暴利の内表面に窒化珪
素をコーティングしたルツボを使用たが、炭化珪素をコ
ーティングしたものでも同等の効果が得られ、また窒化
珪素あるいは炭化珪素単味のもの、若しくはその複合体
からなるルツボを使用したものであってもよい。棟た酸
化珪素は石英ガラスが高純度として容易に入手しやすい
ものであるが、−酸化珪素あるいは水晶のようなもので
もよい。更に石英ガラスを溶融シリコンに接触させるに
は石英ガラスの比重が溶融シリコンより小さいため、工
夫が必要であるが、実施例の場合に限られたものではな
い。
図は本発明の実施例を示し、第１図、第３図１は本発明
方法を実施する装置の概略縦断正面図、第２図は装填物
を示す概略縦断正面図、第４図はシリコン単結晶の長さ
方向の酸素濃度の変化する状態を示す図、第５図は８１
０９．の溶出量と結晶中の酸素濃度との関係を示す図で
あるっ１・・・窒化珪素膜 ２・・・カーボン暴利３
・・・溶融シリコン ４・・・シリコン単結晶５・・
・装埴物 ６・・・石英ガラス外管 １・・・り２
・グスブ゛ン棒 ８・・・石英ガラス製棒状体発明者
長 島 秀 夫 発 明 者 １） 路 英 −発明者 松 尾
秀 逸 出 願 人 東芝セラミックス株式会社第１図 第４図 ！Ｒ＆逐Ｊ 第５図 々 ）↑ ０２０
方法を実施する装置の概略縦断正面図、第２図は装填物
を示す概略縦断正面図、第４図はシリコン単結晶の長さ
方向の酸素濃度の変化する状態を示す図、第５図は８１
０９．の溶出量と結晶中の酸素濃度との関係を示す図で
あるっ１・・・窒化珪素膜 ２・・・カーボン暴利３
・・・溶融シリコン ４・・・シリコン単結晶５・・
・装埴物 ６・・・石英ガラス外管 １・・・り２
・グスブ゛ン棒 ８・・・石英ガラス製棒状体発明者
長 島 秀 夫 発 明 者 １） 路 英 −発明者 松 尾
秀 逸 出 願 人 東芝セラミックス株式会社第１図 第４図 ！Ｒ＆逐Ｊ 第５図 々 ）↑ ０２０
Claims (4)
- （１） 少なくとも内表面がＳ ｉ ｓ Ｎ ４また
Ｆｉｓ＋ｃからなるルツボを使用して溶融シリコンから
シリコン単結晶を製造するに際し、ルツボ内の溶融シリ
コンに酸化珪素を接触させることを特徴とする制御さｆ
した酸素濃度を有するシリコン単結晶を製造する方法。 - （２）酸化珪素が一酸化珪素または二酸化珪素であるこ
とｉｌｉ、＞徴とする特許請求の範囲第一項記載の方メ
ツく。 - （３）酸化珪素がｌｌｉ 駄物を内封した石英ガラスで
あることを！特徴とするｌ持π「請求の範囲第一項記載
の方法。 - （４） 少なくとも内表面が５ｉｓＮ＊またはＳ ｒ
Ｃからなるルツボと、該ルツボ内に装填されるシリコ
ン原料と、該ルツボ内に装填される酸化珪素とを含むこ
とを特徴とするシリコン学結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14407382A JPS5935094A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | シリコン単結晶の製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14407382A JPS5935094A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | シリコン単結晶の製造方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935094A true JPS5935094A (ja) | 1984-02-25 |
| JPH0310598B2 JPH0310598B2 (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=15353648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14407382A Granted JPS5935094A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | シリコン単結晶の製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935094A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030052467A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 주식회사 실트론 | 실리콘 잉곳 성장용 흑연 도가니 |
| KR100693917B1 (ko) | 2004-12-31 | 2007-03-12 | 주식회사 실트론 | 실리콘 단결정 |
| JP2008531444A (ja) * | 2004-02-27 | 2008-08-14 | ソーライクス・インコーポレイテッド | 単結晶シリコンにおける連続的成長用システム |
| US20100028240A1 (en) * | 2006-10-04 | 2010-02-04 | Tomohiro Shonai | Process for producing silicon carbide single crystal |
| EP2334849A4 (en) * | 2008-10-16 | 2015-06-17 | Korea Energy Research Inst | GRAFIT MELT TAG FOR ELECTROMAGNETIC SILICON INDUCTION HEATING AND SILICONE MELTING AND REFINEMENT DEVICE USING GRAFIT MELT TAG |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5678496A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-27 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Quartz glass crucible for pulling silicon single crystal |
| JPS5771894A (en) * | 1980-10-16 | 1982-05-04 | Toshiba Corp | Preparation of single crystal of semiconductor |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP14407382A patent/JPS5935094A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5678496A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-27 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Quartz glass crucible for pulling silicon single crystal |
| JPS5771894A (en) * | 1980-10-16 | 1982-05-04 | Toshiba Corp | Preparation of single crystal of semiconductor |
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| KR20030052467A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 주식회사 실트론 | 실리콘 잉곳 성장용 흑연 도가니 |
| US8317919B2 (en) | 2003-11-03 | 2012-11-27 | Solaicx, Inc. | System for continuous growing of monocrystalline silicon |
| JP2008531444A (ja) * | 2004-02-27 | 2008-08-14 | ソーライクス・インコーポレイテッド | 単結晶シリコンにおける連続的成長用システム |
| KR100693917B1 (ko) | 2004-12-31 | 2007-03-12 | 주식회사 실트론 | 실리콘 단결정 |
| US20100028240A1 (en) * | 2006-10-04 | 2010-02-04 | Tomohiro Shonai | Process for producing silicon carbide single crystal |
| EP2334849A4 (en) * | 2008-10-16 | 2015-06-17 | Korea Energy Research Inst | GRAFIT MELT TAG FOR ELECTROMAGNETIC SILICON INDUCTION HEATING AND SILICONE MELTING AND REFINEMENT DEVICE USING GRAFIT MELT TAG |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0310598B2 (ja) | 1991-02-14 |
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