JPS598694A - 結晶成長装置 - Google Patents
結晶成長装置Info
- Publication number
- JPS598694A JPS598694A JP11890382A JP11890382A JPS598694A JP S598694 A JPS598694 A JP S598694A JP 11890382 A JP11890382 A JP 11890382A JP 11890382 A JP11890382 A JP 11890382A JP S598694 A JPS598694 A JP S598694A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- inner tube
- crucible
- holes
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
この発明は結晶成長装置に係り、特にそのルツボに成長
すべき結晶の原料を補給する手段に関するものである。
すべき結晶の原料を補給する手段に関するものである。
従来よシ、Ｖリコン等の結晶成長には第１図のようなチ
ョクラルスキー型の結晶引上げ装置が用いられている。
ョクラルスキー型の結晶引上げ装置が用いられている。
この結晶引上げ装置では、たとえば原料となる多結晶シ
リコンをルツボ１１に入れた後ヒータ（加熱装置）１２
によって多結晶シリコンを溶解してシリコン融液１６を
形成し、ルツボ１１の上方に設けた引上げ軸１３０種結
晶チャック部１４にシリコン結晶からがる細い種結晶１
５を取り付けた後、引上げ軸１３を降下させて種結Ｉ＆
１５の下端をルツボ１１内のシリコン融液１６に浸し、
ついで引上軸１３をルツボ１１に対して相対的に回転さ
せながら徐々に引上げることにより、種結晶１５の下端
にｖリコン結晶１７を成長させ所望のインゴットを製造
する。
リコンをルツボ１１に入れた後ヒータ（加熱装置）１２
によって多結晶シリコンを溶解してシリコン融液１６を
形成し、ルツボ１１の上方に設けた引上げ軸１３０種結
晶チャック部１４にシリコン結晶からがる細い種結晶１
５を取り付けた後、引上げ軸１３を降下させて種結Ｉ＆
１５の下端をルツボ１１内のシリコン融液１６に浸し、
ついで引上軸１３をルツボ１１に対して相対的に回転さ
せながら徐々に引上げることにより、種結晶１５の下端
にｖリコン結晶１７を成長させ所望のインゴットを製造
する。
従来の一般的な装置では、多結晶シリコンを引上げ工程
の仕込み段階でルツボに入れるだけであるため、原料を
一回の引上げ相当分のみしか溶かすことしか出来ない。
の仕込み段階でルツボに入れるだけであるため、原料を
一回の引上げ相当分のみしか溶かすことしか出来ない。
これでは著しく不経済である。このため、第２図に示す
ように容器１８を貫通して粒状原料を補給する原料導入
管１９を設けることが提案されでいる。この装置では、
結晶１７が所定の直径に達した時点よシ、結晶成長重量
と同量の粒状多結晶シリコンを容器１Ｂ功外部より原料
導入管１ｇを介してルツボ１１内に補給する。
ように容器１８を貫通して粒状原料を補給する原料導入
管１９を設けることが提案されでいる。この装置では、
結晶１７が所定の直径に達した時点よシ、結晶成長重量
と同量の粒状多結晶シリコンを容器１Ｂ功外部より原料
導入管１ｇを介してルツボ１１内に補給する。
しかしながらこの方式では次のようか欠点があった。
■ 原料導入管より炉内に空気が拡散されるため、シ゛
リコン融液１６の酸化及びカーボン部材の劣化が生じる
。
リコン融液１６の酸化及びカーボン部材の劣化が生じる
。
■ 原料導入管が煙突作用をする事により容器１８内の
ガス及び酸化物が容器１８の外部に搬出されると同時に
酸化物は原料導入管内壁に付着する。この状態で長時間
使用すると原料導入管は酸化物により塞がれ粒状多結晶
シリコンの補給が出来なくなる。
ガス及び酸化物が容器１８の外部に搬出されると同時に
酸化物は原料導入管内壁に付着する。この状態で長時間
使用すると原料導入管は酸化物により塞がれ粒状多結晶
シリコンの補給が出来なくなる。
このような欠点を取り除く方法として、原料導入管の導
入口に閉塞用の栓又はコックを設けることも考えられて
いる（例えば特開昭５６−１６４０９６号公報）。しか
し力から、栓又はコックによる空気の遮断や酸化物付着
防止法では連続的た原料供給ができず、閉塞の度に原料
供給が停止される間欠供給にならざるを得ない。
入口に閉塞用の栓又はコックを設けることも考えられて
いる（例えば特開昭５６−１６４０９６号公報）。しか
し力から、栓又はコックによる空気の遮断や酸化物付着
防止法では連続的た原料供給ができず、閉塞の度に原料
供給が停止される間欠供給にならざるを得ない。
本発明は上記の点に嫉み、原料導入管を介して空気が炉
内に拡散することを防止し、また原料導入管が酸化物等
により閉塞されることを防止して、しかも長時間のｉψ
続的な原料補給を可能とした結晶成長装置を提供するも
のである。
内に拡散することを防止し、また原料導入管が酸化物等
により閉塞されることを防止して、しかも長時間のｉψ
続的な原料補給を可能とした結晶成長装置を提供するも
のである。
本発明において１・工、原料導入管を二重ｇ構造とする
。円管が粒状原料を補給するためのものであって、その
ルツボ側開口端近傍の管壁には複数の孔が設けられてい
る。そして外管に不活性ガスを供給し、これを上記複数
の孔を通して内管内に放出させる・ようにする。
。円管が粒状原料を補給するためのものであって、その
ルツボ側開口端近傍の管壁には複数の孔が設けられてい
る。そして外管に不活性ガスを供給し、これを上記複数
の孔を通して内管内に放出させる・ようにする。
本発明によれば、内管の径と、内管に設けられる複数の
孔の径および密度を適肖な条件に設定することによって
、空気の炉内への拡散を防止し、また内管が酸化物等に
より閉塞されるのを防止しながら、連続的な原料補給に
よる連続的な結晶成長が可能となる。
孔の径および密度を適肖な条件に設定することによって
、空気の炉内への拡散を防止し、また内管が酸化物等に
より閉塞されるのを防止しながら、連続的な原料補給に
よる連続的な結晶成長が可能となる。
第３図は本発明の一実施例装置を示す縦断面図である。
第２図と対応する部分には第２図と同一符号を付して詐
細な説明は省く。第２図と基本的に異なるのは、粒状原
料を補給する原料導入管２０として内管２０□と外管２
０！からなる二重管構造を用いていることである。原料
導入管２０の材質は石英ガラスである。内管２０、はそ
の原料投入口２３が漏斗状に開口し、ルツボ１１側の開
口端近傍の管壁には複数の孔２１が設けられている。外
管２０．はその両端部が内管２０１の両端部にシールさ
れており、原料投入口２３側の端部にガス導入口２２が
設けられている。外管２０．には、ガス導入口２２から
、容器１８内に導入している非反応性のアルゴンが不と
同種のアルゴンガスが送られ、同ガスは内管２０１内に
孔２１を通して放出されてルツボ１１側と原料投入口２
Ｊの両方に流出するように設計されている。
細な説明は省く。第２図と基本的に異なるのは、粒状原
料を補給する原料導入管２０として内管２０□と外管２
０！からなる二重管構造を用いていることである。原料
導入管２０の材質は石英ガラスである。内管２０、はそ
の原料投入口２３が漏斗状に開口し、ルツボ１１側の開
口端近傍の管壁には複数の孔２１が設けられている。外
管２０．はその両端部が内管２０１の両端部にシールさ
れており、原料投入口２３側の端部にガス導入口２２が
設けられている。外管２０．には、ガス導入口２２から
、容器１８内に導入している非反応性のアルゴンが不と
同種のアルゴンガスが送られ、同ガスは内管２０１内に
孔２１を通して放出されてルツボ１１側と原料投入口２
Ｊの両方に流出するように設計されている。
このような構成として、結晶引上げ開始後、結晶１７の
直径が目標値の１００關に々り、その後３分経過した時
点よ多粒状の多結晶シリコンを毎分１８ｇｒ投入する。
直径が目標値の１００關に々り、その後３分経過した時
点よ多粒状の多結晶シリコンを毎分１８ｇｒ投入する。
これと同時にガス導入口２２からアルゴンガスを大気圧
より０．１にツカ１だけ増圧して供給し、内管２０□の
両端へ放出させる。これによ〕、粒状多結晶シリコンは
、ガスの噴流によ）舞い上がりながらもルツボ１１へ落
下していく。
より０．１にツカ１だけ増圧して供給し、内管２０□の
両端へ放出させる。これによ〕、粒状多結晶シリコンは
、ガスの噴流によ）舞い上がりながらもルツボ１１へ落
下していく。
このようにして、長時間の連続的が結晶成長を可能とす
るＫは、原料導入管２０の円管２０１の中間に酸化物の
付着や生成物質の堆積が起こらｋいことが必要である。
るＫは、原料導入管２０の円管２０１の中間に酸化物の
付着や生成物質の堆積が起こらｋいことが必要である。
その最適条件についての実験データを以下に説明する。
ガス放出を行う孔２１の直径と孔数を種々変えて実験を
行った。孔２１の直径は０．１１１１よシｏ、 １鶴毎
に１．２１１まで実験対象とし、孔数は１♂またり３個
より１２個までを採用した。ガス圧および容器１８内温
度、原料投入量を同一とすると、内管２０、が閉塞しな
い条件は非常に限定されたものであることが判明した。
行った。孔２１の直径は０．１１１１よシｏ、 １鶴毎
に１．２１１まで実験対象とし、孔数は１♂またり３個
より１２個までを採用した。ガス圧および容器１８内温
度、原料投入量を同一とすると、内管２０、が閉塞しな
い条件は非常に限定されたものであることが判明した。
第４図はこの実験の結果であって、縦軸に孔２１の直径
、横軸に孔の分布密度をとったものである。○印は連続
供給を行っても内管２０１が閉塞しないところ、Ｘ印は
内管２０１が閉塞して原料供給が不可能となった点であ
る。図から明らかなように、○印はほぼ直線上にあり、
この直線上またはその近傍に孔２１の径と密度を設定す
ることによシ、連続的な原料供給が可能である。彦お、
内管２０．の径を大きくすると、第４図の破線で示す直
線は上方に平行移動することが確認された。
、横軸に孔の分布密度をとったものである。○印は連続
供給を行っても内管２０１が閉塞しないところ、Ｘ印は
内管２０１が閉塞して原料供給が不可能となった点であ
る。図から明らかなように、○印はほぼ直線上にあり、
この直線上またはその近傍に孔２１の径と密度を設定す
ることによシ、連続的な原料供給が可能である。彦お、
内管２０．の径を大きくすると、第４図の破線で示す直
線は上方に平行移動することが確認された。
こうして本実施例によれば、原料導入管２０の内管２０
．の径との関係で内管２０．に設ける孔２１の径および
密度を適当な値に設定することにより、空気の炉内への
拡散や内管２０゜の閉塞を防止して、連続的な原料補給
が可能となる。
．の径との関係で内管２０．に設ける孔２１の径および
密度を適当な値に設定することにより、空気の炉内への
拡散や内管２０゜の閉塞を防止して、連続的な原料補給
が可能となる。
なお、原料導入管２０の材料として、石英ガラスの代り
に高純度アルミナや焼結窒化ケイ累などを用いることも
できる。
に高純度アルミナや焼結窒化ケイ累などを用いることも
できる。
第１図は従来の一般的な結晶成長装置を示す図、第２図
はこれに原料導入管を設けた従来の結晶成長装置を示す
図、第３図は本発明の一実施例の結晶成長装置を示す図
、第４図は原料の連続補給を可能とする条件を求める実
験データを示す図である。 １ノ・・・ルツボ、１２・・・ヒータ、１３・・・引上
げ軸、１４・・・種結晶チャック部、１５・・・種結晶
、１６・・・シリコンＭ液、１７・・・シリコン結晶、
１８・・・容器、２０・・・原料導入管、２０．−８．
内管、２０、・・・外管、２１・・・孔、２２・・・ガ
ス導入口、２３・・・原料投入口。 出顧人代理人 弁珈士 鈴 江 武 音電１図 才２ｖＡ ３ ４１９ ８ １６ オ３図
はこれに原料導入管を設けた従来の結晶成長装置を示す
図、第３図は本発明の一実施例の結晶成長装置を示す図
、第４図は原料の連続補給を可能とする条件を求める実
験データを示す図である。 １ノ・・・ルツボ、１２・・・ヒータ、１３・・・引上
げ軸、１４・・・種結晶チャック部、１５・・・種結晶
、１６・・・シリコンＭ液、１７・・・シリコン結晶、
１８・・・容器、２０・・・原料導入管、２０．−８．
内管、２０、・・・外管、２１・・・孔、２２・・・ガ
ス導入口、２３・・・原料投入口。 出顧人代理人 弁珈士 鈴 江 武 音電１図 才２ｖＡ ３ ４１９ ８ １６ オ３図
Claims (1)
- 原料融液を収容したルツボに容器外から粒状原料を補給
する原料導入管を備えた結晶成長装置において、前記原
料導入管を二重管構造とし、粒状原料を導入する内管の
ルツボ側開口端近傍の管壁に複数個の孔を設け、外管に
不活性ガスを供給してこれを前記複数の孔から内管内に
導入するように構成したことを特徴とする結晶成長装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11890382A JPS5933552B2 (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11890382A JPS5933552B2 (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598694A true JPS598694A (ja) | 1984-01-17 |
| JPS5933552B2 JPS5933552B2 (ja) | 1984-08-16 |
Family
ID=14748016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11890382A Expired JPS5933552B2 (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933552B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6437491A (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-08 | Toshiba Ceramics Co | Silicon single crystal pulling-up apparatus |
| EP0945528A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Leybold Systems GmbH | Kristall-Ziehanlage |
| EP0945529A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Leybold Systems GmbH | Kristall-Ziehanlage |
| DE102011078511A1 (de) * | 2011-07-01 | 2013-01-03 | Siltronic Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Tiegels mit polykristallinem Silizium |
| KR20180073961A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 주식회사 포스코 | 원료 공급장치 및 이를 포함하는 진공 증착장치 |
| TWI767814B (zh) * | 2021-08-05 | 2022-06-11 | 環球晶圓股份有限公司 | 長晶摻雜設備及長晶摻雜方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS621030A (ja) * | 1985-03-18 | 1987-01-07 | Nec Corp | カウンタ回路 |
-
1982
- 1982-07-08 JP JP11890382A patent/JPS5933552B2/ja not_active Expired
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6437491A (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-08 | Toshiba Ceramics Co | Silicon single crystal pulling-up apparatus |
| EP0945528A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Leybold Systems GmbH | Kristall-Ziehanlage |
| EP0945529A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Leybold Systems GmbH | Kristall-Ziehanlage |
| DE102011078511A1 (de) * | 2011-07-01 | 2013-01-03 | Siltronic Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Tiegels mit polykristallinem Silizium |
| KR20180073961A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 주식회사 포스코 | 원료 공급장치 및 이를 포함하는 진공 증착장치 |
| TWI767814B (zh) * | 2021-08-05 | 2022-06-11 | 環球晶圓股份有限公司 | 長晶摻雜設備及長晶摻雜方法 |
| US11982019B2 (en) | 2021-08-05 | 2024-05-14 | Globalwafers Co., Ltd. | Crystal growth doping apparatus and crystal growth doping method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5933552B2 (ja) | 1984-08-16 |
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