JPS6033292A - 単結晶半導体の製造方法 - Google Patents
単結晶半導体の製造方法Info
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- JPS6033292A JPS6033292A JP13925383A JP13925383A JPS6033292A JP S6033292 A JPS6033292 A JP S6033292A JP 13925383 A JP13925383 A JP 13925383A JP 13925383 A JP13925383 A JP 13925383A JP S6033292 A JPS6033292 A JP S6033292A
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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
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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】
本発明は単結晶半導体の製造方法に関する。
半導体装置の製造に用いられる単結晶半導体は主にチョ
クラルスキー法（Ｃ２法）によって製造されている。従
来、このＣ２法には第１図に示すような単結晶半導体引
上装置が用いられている。
クラルスキー法（Ｃ２法）によって製造されている。従
来、このＣ２法には第１図に示すような単結晶半導体引
上装置が用いられている。
すなわち、図中１は上部と下部が開口したチャンバーで
ある。このチャンバー１の下部開口からは回転自在な支
持棒２が挿入されておル。
ある。このチャンバー１の下部開口からは回転自在な支
持棒２が挿入されておル。
この支持棒２上には黒鉛製保護体３が支持され、石英ル
ツボ４ｔ−保護している。前記保護体３の外周には円筒
状のヒータ６及び保温筒６が順次配設されている。また
、前記チャンバー１の上部開口からは例えばチェーン７
が吊下されてお９１種結晶８を保持している。
ツボ４ｔ−保護している。前記保護体３の外周には円筒
状のヒータ６及び保温筒６が順次配設されている。また
、前記チャンバー１の上部開口からは例えばチェーン７
が吊下されてお９１種結晶８を保持している。
上記引上装置を用いたＣ２法は、単結晶シリコンを製造
する場合を例にとれば、ルッデ４内にシリコン原料を入
れ、ヒータ５によシリコン原料を溶融させ、この溶融シ
リコン９に種結晶８を浸し、ルツ？４と種結晶８とを逆
方向に回転させながらチェーン２を引上げることにょシ
単結晶シリコン１０を引上げるものである。
する場合を例にとれば、ルッデ４内にシリコン原料を入
れ、ヒータ５によシリコン原料を溶融させ、この溶融シ
リコン９に種結晶８を浸し、ルツ？４と種結晶８とを逆
方向に回転させながらチェーン２を引上げることにょシ
単結晶シリコン１０を引上げるものである。
上述した方法では製造される単結晶シリコン１０中の酸
素濃度や不純物濃度が高くなシ、高純度の結晶を得るこ
とができないという欠点がある。これは以下のような原
因によると考えられる。
素濃度や不純物濃度が高くなシ、高純度の結晶を得るこ
とができないという欠点がある。これは以下のような原
因によると考えられる。
すなわち、上記Ｃ２法では均熱のためにルツ？４を回転
しているが、ルツボ４内の溶融シリコン９はルツボ４の
回転速度と比較するとゆつくシとしか回転しない。この
ため、ルツ？４は溶融シリコン９との接触によシ浸食さ
れ易くなシ、酸素やその他のルツボ４中に含まれる不純
物が単結晶シリコン１０にとシ込まれる。したがって、
高純度の結晶を得ることができないと考えられる。
しているが、ルツボ４内の溶融シリコン９はルツボ４の
回転速度と比較するとゆつくシとしか回転しない。この
ため、ルツ？４は溶融シリコン９との接触によシ浸食さ
れ易くなシ、酸素やその他のルツボ４中に含まれる不純
物が単結晶シリコン１０にとシ込まれる。したがって、
高純度の結晶を得ることができないと考えられる。
また、従来のＣ２法では、ルツ７ｔ４内の溶融シリコン
９中で起こる強制対流や熱対流が原因となり、単結晶シ
リコン１０中の酸素濃度分布等が不均一になるという欠
点があるため、溶融シリコン９に水平方向あるいは鉛「
ｆ方向に磁場を印加することによシ対流を抑制し、単結
晶シリコン１０の酸素濃度分布等を均一化することが行
なわれている。
９中で起こる強制対流や熱対流が原因となり、単結晶シ
リコン１０中の酸素濃度分布等が不均一になるという欠
点があるため、溶融シリコン９に水平方向あるいは鉛「
ｆ方向に磁場を印加することによシ対流を抑制し、単結
晶シリコン１０の酸素濃度分布等を均一化することが行
なわれている。
このように磁場を印加すれば、酸素濃度分布等を均一化
することはできるが、上述したルツ？４の浸食による単
結晶シリコン１０中の酸素濃度や不純物濃度の増加を防
止できるわけではなく、高純度の結晶を得ることは困難
であった。
することはできるが、上述したルツ？４の浸食による単
結晶シリコン１０中の酸素濃度や不純物濃度の増加を防
止できるわけではなく、高純度の結晶を得ることは困難
であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであシ、酸素濃
度や不純物濃度の低い高純度の単結晶半導体を製造し得
る方法全提供しようとするものである。
度や不純物濃度の低い高純度の単結晶半導体を製造し得
る方法全提供しようとするものである。
すなわち、本発明の単結晶半導体の製造方法は、ルツ？
内の溶融半導体原料に磁場を印加する手段を設け、この
磁場印加手段をルツがの回転と同期させて回転させるこ
とを特徴とするものである。
内の溶融半導体原料に磁場を印加する手段を設け、この
磁場印加手段をルツがの回転と同期させて回転させるこ
とを特徴とするものである。
このように磁場印加手段をルツボの回転と同期させて回
転させれば、溶融半導体原料はルツが内で相対的には停
止した状態かまたはそれに近い状態となるので、ルツ？
の浸食が減少して単結晶半導体の純度を向上することが
できる。
転させれば、溶融半導体原料はルツが内で相対的には停
止した状態かまたはそれに近い状態となるので、ルツ？
の浸食が減少して単結晶半導体の純度を向上することが
できる。
以下、本発明の実施例を第２図及び第３図τ参照して説
明する。なお、既述した第１図と同一の部材には同一番
号を付して説明を省略する。
明する。なお、既述した第１図と同一の部材には同一番
号を付して説明を省略する。
チャンバー１の外周のルツボ４の両側方の位置ＫＨ２個
の電磁石１１．１２がＮ極とＳ極が対向するように配設
されており、ルツボ４内の溶融シリコン９に水平方向の
磁場を印加するようになっている。これら電極石１１．
１２けチャンバー１の周囲をルツボ４の回転と同期して
機械的あるいは電気的に回転できるようになっている。
の電磁石１１．１２がＮ極とＳ極が対向するように配設
されており、ルツボ４内の溶融シリコン９に水平方向の
磁場を印加するようになっている。これら電極石１１．
１２けチャンバー１の周囲をルツボ４の回転と同期して
機械的あるいは電気的に回転できるようになっている。
上記引上装置を用いて、ヒータ５にはほぼ直流の電流を
通電し、電磁石１１．１２に通電して、ルツぎ４内の溶
融シリコン９に水平方向の磁場全印加しなから、第３図
に示す如く電磁石１１．１２ｆルツぎ４の回転と同期さ
せて回転させるほかは、従来の方法とほぼ同様にして単
結晶シリコン１０の引上げが行なわれる。
通電し、電磁石１１．１２に通電して、ルツぎ４内の溶
融シリコン９に水平方向の磁場全印加しなから、第３図
に示す如く電磁石１１．１２ｆルツぎ４の回転と同期さ
せて回転させるほかは、従来の方法とほぼ同様にして単
結晶シリコン１０の引上げが行なわれる。
しかして、上記方法によれば、電磁石１１゜１２の回転
に伴い、ルツが４内の溶融シリコン９も同程度の速度で
回転するので・ルツボ４と溶融シリコン９とは相対的に
は停止した状態かまたはそれに近い状態となる。したが
って、ルツ７３？４の浸食は著しく減少し、溶融シリコ
ン９中和取り込まれる酸素やその他のルツボ４中に含ま
れる不純物が減少し、製造される単結晶シリコンの純度
を向上することができる。
に伴い、ルツが４内の溶融シリコン９も同程度の速度で
回転するので・ルツボ４と溶融シリコン９とは相対的に
は停止した状態かまたはそれに近い状態となる。したが
って、ルツ７３？４の浸食は著しく減少し、溶融シリコ
ン９中和取り込まれる酸素やその他のルツボ４中に含ま
れる不純物が減少し、製造される単結晶シリコンの純度
を向上することができる。
事実、従来の方法ではｌチャージ、２４〜３０時間の操
作で、約８〜９＋＋＋ｍ厚のルッＭの溶融シリコンと接
触部分は約１〜２閣浸食され、この結果製造された単結
晶シリコン中の酸素濃度はｌＯ〜２０Ｘ１０ ｃｍ で
あったのに対し、本発明方法では同じｌチャージの操作
でルツボの浸食は約０．２〜０．５閣であシ、製造され
た単結晶シリコン中′の酸素濃度は４〜６×１ｏ１７ｃ
ｒｎ″３と著しく減少することができた。
作で、約８〜９＋＋＋ｍ厚のルッＭの溶融シリコンと接
触部分は約１〜２閣浸食され、この結果製造された単結
晶シリコン中の酸素濃度はｌＯ〜２０Ｘ１０ ｃｍ で
あったのに対し、本発明方法では同じｌチャージの操作
でルツボの浸食は約０．２〜０．５閣であシ、製造され
た単結晶シリコン中′の酸素濃度は４〜６×１ｏ１７ｃ
ｒｎ″３と著しく減少することができた。
マタ、単結晶シリコン中の酸素濃度分布、比抵抗分布の
均一性も向上しておシ、高品質の単結晶シリコンを製造
することができた。
均一性も向上しておシ、高品質の単結晶シリコンを製造
することができた。
、なお、上記実施例で用いた引上装置では２個の電磁石
１１．１２を用いてルッが４中の溶融シリコン９に水平
方向の磁場を印加したが、これに限らず、例えば第４図
に示す如く、図示しないチャンバーの外周にリング状の
例えば超電導コイル１３を配設してルッぎ４内の溶融シ
リコンに鉛直方向の磁場を印加し、この超電導コイル１
３をルツボ４の回転と同期させて回転させてもよい。こ
の場合、同図に示す如く、超電導コイル１３の回転中心
金ルッ〆４の回転中心から偏心させて溶融シリコンに印
加される磁場が非対称となるようにしておき、超電導コ
イル１３の中心が図中の破線上を運すｔｂするようにす
れば、有効にルツボ４の浸食を防止することができる。
１１．１２を用いてルッが４中の溶融シリコン９に水平
方向の磁場を印加したが、これに限らず、例えば第４図
に示す如く、図示しないチャンバーの外周にリング状の
例えば超電導コイル１３を配設してルッぎ４内の溶融シ
リコンに鉛直方向の磁場を印加し、この超電導コイル１
３をルツボ４の回転と同期させて回転させてもよい。こ
の場合、同図に示す如く、超電導コイル１３の回転中心
金ルッ〆４の回転中心から偏心させて溶融シリコンに印
加される磁場が非対称となるようにしておき、超電導コ
イル１３の中心が図中の破線上を運すｔｂするようにす
れば、有効にルツボ４の浸食を防止することができる。
才た、以上の説明では、単結晶シリコンを製造する場合
について述べたが、これに限らず例えばＧａＡｓ等の単
結晶全製造する場合にも本発明方法を同様に適用できる
ことは勿論である。
について述べたが、これに限らず例えばＧａＡｓ等の単
結晶全製造する場合にも本発明方法を同様に適用できる
ことは勿論である。
以上詳述した如く本発明の単結晶半導体の製造方法によ
れば、酸素濃度等の低い高純度の単結晶半導体を製造で
ｂる等顕著な効果を奏するものである。
れば、酸素濃度等の低い高純度の単結晶半導体を製造で
ｂる等顕著な効果を奏するものである。
第１図は従来の単結晶半導体引上装置の断面図、第２図
は本発明の実施例において用いられた単結晶半導体引上
装置の断面図、第３図は本発明の実施例における単結晶
半導体の製造方法を示す説明図、第４図は本発明の他の
実施例における単結晶半導体の製造方法を示す図である
。 １・・・チャンバー、２・・・支持棒、３・・・保護体
、４・・・ルツボ、５・・・ヒータ、６・・・保温筒、
７・・・チェーン、８・・・椋結晶、９・・・溶融シリ
コン、１゜・・・単結晶シリコン、１１．１２・・・電
磁石、１３・・・超電導コイル。
は本発明の実施例において用いられた単結晶半導体引上
装置の断面図、第３図は本発明の実施例における単結晶
半導体の製造方法を示す説明図、第４図は本発明の他の
実施例における単結晶半導体の製造方法を示す図である
。 １・・・チャンバー、２・・・支持棒、３・・・保護体
、４・・・ルツボ、５・・・ヒータ、６・・・保温筒、
７・・・チェーン、８・・・椋結晶、９・・・溶融シリ
コン、１゜・・・単結晶シリコン、１１．１２・・・電
磁石、１３・・・超電導コイル。
Claims (1)
- チャンバー内にルツ？を回転自在に支持し、該ルツボ内
の溶融半導体原料にルツゲ上方から回転自在に吊下され
た種結晶を浸して核種結晶を引上げることによシ単結晶
半導体ヲ製造する方法において、前記ルツボ内の溶融半
導１体原料に磁場を印加する手段を設け、該磁場印加手
段を前起ルツボの回転と同期させて回転させることを特
徴とする単結晶半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13925383A JPS6033292A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13925383A JPS6033292A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033292A true JPS6033292A (ja) | 1985-02-20 |
Family
ID=15240999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13925383A Pending JPS6033292A (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 単結晶半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033292A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424090A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Toshiba Ceramics Co | Method and apparatus for producing single crystal |
| JP2023024006A (ja) * | 2021-08-06 | 2023-02-16 | 住友重機械工業株式会社 | 超伝導磁石装置 |
| JP2023069805A (ja) * | 2021-11-08 | 2023-05-18 | 住友重機械工業株式会社 | 単結晶引き上げ装置用の超伝導磁石装置、および単結晶引き上げ装置における磁場印加方法 |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP13925383A patent/JPS6033292A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424090A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Toshiba Ceramics Co | Method and apparatus for producing single crystal |
| JP2023024006A (ja) * | 2021-08-06 | 2023-02-16 | 住友重機械工業株式会社 | 超伝導磁石装置 |
| JP2023069805A (ja) * | 2021-11-08 | 2023-05-18 | 住友重機械工業株式会社 | 単結晶引き上げ装置用の超伝導磁石装置、および単結晶引き上げ装置における磁場印加方法 |
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